JP2002090620A - 撮影レンズ - Google Patents
撮影レンズInfo
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- JP2002090620A JP2002090620A JP2000274815A JP2000274815A JP2002090620A JP 2002090620 A JP2002090620 A JP 2002090620A JP 2000274815 A JP2000274815 A JP 2000274815A JP 2000274815 A JP2000274815 A JP 2000274815A JP 2002090620 A JP2002090620 A JP 2002090620A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高解像でかつ歪曲収差が小さく、バックフォ
ーカスが長く、また像側テレセントリック性も良好なコ
ンパクトで構成枚数の少ない撮影レンズを得る。 【解決手段】 最も物体側に開口絞りを配し、以降物体
側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ及び
第４レンズの４枚のレンズを配して構成される。前記第
１レンズは像側に凸形状で負の屈折力を有するメニスカ
スレンズであり、前記第２レンズは像側に凸形状で正の
屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）であり、前記第
３レンズは負の屈折力を有するレンズであり、また前記
第４レンズは像側に強い凸形状の正レンズである。
ーカスが長く、また像側テレセントリック性も良好なコ
ンパクトで構成枚数の少ない撮影レンズを得る。 【解決手段】 最も物体側に開口絞りを配し、以降物体
側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ及び
第４レンズの４枚のレンズを配して構成される。前記第
１レンズは像側に凸形状で負の屈折力を有するメニスカ
スレンズであり、前記第２レンズは像側に凸形状で正の
屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）であり、前記第
３レンズは負の屈折力を有するレンズであり、また前記
第４レンズは像側に強い凸形状の正レンズである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にデジタルスチ
ルカメラのようなＣＣＤ（charged coupled device）等
の撮像素子を使用した小型の撮像装置に用いられる高性
能でコンパクトな撮影レンズに関する。
ルカメラのようなＣＣＤ（charged coupled device）等
の撮像素子を使用した小型の撮像装置に用いられる高性
能でコンパクトな撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、従来の銀塩フィルムを使用するカ
メラ、例えば３５ｍｍ判カメラ等に加え、新しいジャン
ルの撮像装置としてデジタルスチルカメラが急速に普及
してきた。デジタルスチルカメラは、付属する液晶モニ
ターをファインダーとして使用することで容易に撮影で
き、またその場で撮影した画像を再生して楽しむ事も可
能である。加えて一般家庭に普及が進んできたパーソナ
ルコンピュータ等に静止画像を入力するツールとして、
また、カラープリンタ等の高解像度化に伴って従来のカ
メラ同様プリント目的にも活用されるようになってき
た。デジタルスチルカメラは、構造的には、撮影レンズ
によって結像された静止画像をＣＣＤ他の撮像素子（以
下ＣＣＤ）により電気的に取り込み、内蔵メモリやメモ
リカードなどに記録する撮像装置であるが、普及当初
は、液晶モニターを撮影の際のファインダーとして、ま
た撮影した画像の再生用モニターとして使用出来るた
め、銀塩カメラに較べて即時性、利便性をアピールして
普及してきたが、一方では銀塩カメラに較べて撮影画像
の解像度が低く、欠点と指摘されてきた。しかし、最近
では、急速な普及と共にＣＣＤの画素数が多いものが安
価に供給されるなどしてデジタルスチルカメラは、解像
力の点でも普及判のプリントサイズなどの制限の範囲で
は銀塩カメラの解像力に迫る勢いで改良され製品化され
ている。
メラ、例えば３５ｍｍ判カメラ等に加え、新しいジャン
ルの撮像装置としてデジタルスチルカメラが急速に普及
してきた。デジタルスチルカメラは、付属する液晶モニ
ターをファインダーとして使用することで容易に撮影で
き、またその場で撮影した画像を再生して楽しむ事も可
能である。加えて一般家庭に普及が進んできたパーソナ
ルコンピュータ等に静止画像を入力するツールとして、
また、カラープリンタ等の高解像度化に伴って従来のカ
メラ同様プリント目的にも活用されるようになってき
た。デジタルスチルカメラは、構造的には、撮影レンズ
によって結像された静止画像をＣＣＤ他の撮像素子（以
下ＣＣＤ）により電気的に取り込み、内蔵メモリやメモ
リカードなどに記録する撮像装置であるが、普及当初
は、液晶モニターを撮影の際のファインダーとして、ま
た撮影した画像の再生用モニターとして使用出来るた
め、銀塩カメラに較べて即時性、利便性をアピールして
普及してきたが、一方では銀塩カメラに較べて撮影画像
の解像度が低く、欠点と指摘されてきた。しかし、最近
では、急速な普及と共にＣＣＤの画素数が多いものが安
価に供給されるなどしてデジタルスチルカメラは、解像
力の点でも普及判のプリントサイズなどの制限の範囲で
は銀塩カメラの解像力に迫る勢いで改良され製品化され
ている。
【０００３】ＣＣＤの画素数を上げるには画素ピッチを
そのままに、画面寸法を大きくする方法と、画面寸法を
そのままに画素ピッチを小さくする方法とが考えられる
が、画面寸法を大きくする方法では、単位ウエハあたり
の取り数が小さくなりコストアップに繋がるため、一般
的には、画面寸法をそのままに画素ピッチを小さくする
方法で画素数を上げる方法が優先される。例えば、デジ
タルスチルカメラ用として最近発表されている、有効画
素数が３００万画素クラスのＣＣＤでは画素ピッチは
３．５μｍ程度となっている。従って、最小錯乱円径を
画素ピッチの２倍と仮定しても７．０μｍであり、３５
ｍｍ判銀塩カメラの最小錯乱円径が約３３μｍと考えら
れるので、デジタルスチルカメラの撮影レンズに要求さ
れる解像力は銀塩カメラの約５倍ということが言える。
またこのことは、各画素の光を取り込む為の面積が低下
することであって、結果としてセンサーの出力感度の低
下をまねく。対策として各画素の直前にマイクロレンズ
アレーを配置することによって改善の試みはされている
が、画素ピッチ３μｍ台では実効的に見てフィルム感度
のＩＳＯ１００よりも低くなり、撮影レンズの開放Ｆ値
を小さくして明るいレンズとしないと使いにくいものと
なってしまう。
そのままに、画面寸法を大きくする方法と、画面寸法を
そのままに画素ピッチを小さくする方法とが考えられる
が、画面寸法を大きくする方法では、単位ウエハあたり
の取り数が小さくなりコストアップに繋がるため、一般
的には、画面寸法をそのままに画素ピッチを小さくする
方法で画素数を上げる方法が優先される。例えば、デジ
タルスチルカメラ用として最近発表されている、有効画
素数が３００万画素クラスのＣＣＤでは画素ピッチは
３．５μｍ程度となっている。従って、最小錯乱円径を
画素ピッチの２倍と仮定しても７．０μｍであり、３５
ｍｍ判銀塩カメラの最小錯乱円径が約３３μｍと考えら
れるので、デジタルスチルカメラの撮影レンズに要求さ
れる解像力は銀塩カメラの約５倍ということが言える。
またこのことは、各画素の光を取り込む為の面積が低下
することであって、結果としてセンサーの出力感度の低
下をまねく。対策として各画素の直前にマイクロレンズ
アレーを配置することによって改善の試みはされている
が、画素ピッチ３μｍ台では実効的に見てフィルム感度
のＩＳＯ１００よりも低くなり、撮影レンズの開放Ｆ値
を小さくして明るいレンズとしないと使いにくいものと
なってしまう。
【０００４】一方、ＣＣＤを使用した光学系としてＶＴ
Ｒカメラの撮影レンズがあって、デジタルスチルカメラ
とＶＴＲカメラの撮影レンズの特徴を比較して見ると、
イメージサークルの大きさの程度がほぼ等しいと考えて
よく、また詳しくは後述するように像側のテレセントリ
ック性を要求されるなどの点で、これらの必要がない銀
塩カメラよりもＶＴＲカメラ用の撮影レンズのほうがデ
ジタルスチルカメラの撮影レンズに類似している。従っ
て、ＶＴＲカメラ用の撮影レンズをデジタルスチルカメ
ラに利用することは、普及の当初では行われていた。Ｖ
ＴＲカメラも開発が進められ最近ではデジタル処理をし
て高画質を特徴とするものも製品化されているが、再生
画像をテレビジョンあるいはモニターで見るという性質
上要求される解像度についてはデジタルスチルカメラで
使用されるＣＣＤより１桁小さい３５万画素クラスで十
分とされている。このクラスのＣＣＤの画素ピッチは約
５．６μｍ程度である。従って、このようなＶＴＲカメ
ラ用の撮影レンズを１００万画素を越えるＣＣＤさらに
は３００万画素クラスのＣＣＤを使用しているデジタル
スチルカメラに利用するには解像力不足が決定的とな
り、使用に耐えない。また撮影レンズに対しての歪曲収
差の量についても動画と静止画の違いから要求されるレ
ベルが異なり、デジタルスチルカメラでは歪曲収差を含
めて、さらに厳しい収差補正の必要が生じてくる。
Ｒカメラの撮影レンズがあって、デジタルスチルカメラ
とＶＴＲカメラの撮影レンズの特徴を比較して見ると、
イメージサークルの大きさの程度がほぼ等しいと考えて
よく、また詳しくは後述するように像側のテレセントリ
ック性を要求されるなどの点で、これらの必要がない銀
塩カメラよりもＶＴＲカメラ用の撮影レンズのほうがデ
ジタルスチルカメラの撮影レンズに類似している。従っ
て、ＶＴＲカメラ用の撮影レンズをデジタルスチルカメ
ラに利用することは、普及の当初では行われていた。Ｖ
ＴＲカメラも開発が進められ最近ではデジタル処理をし
て高画質を特徴とするものも製品化されているが、再生
画像をテレビジョンあるいはモニターで見るという性質
上要求される解像度についてはデジタルスチルカメラで
使用されるＣＣＤより１桁小さい３５万画素クラスで十
分とされている。このクラスのＣＣＤの画素ピッチは約
５．６μｍ程度である。従って、このようなＶＴＲカメ
ラ用の撮影レンズを１００万画素を越えるＣＣＤさらに
は３００万画素クラスのＣＣＤを使用しているデジタル
スチルカメラに利用するには解像力不足が決定的とな
り、使用に耐えない。また撮影レンズに対しての歪曲収
差の量についても動画と静止画の違いから要求されるレ
ベルが異なり、デジタルスチルカメラでは歪曲収差を含
めて、さらに厳しい収差補正の必要が生じてくる。
【０００５】前述のように、ＣＣＤ等のイメージセンサ
を用いた光学系では像側のテレセントリック性を良好に
設計しなければならない。像側のテレセントリック性と
は、各像点に対する光線束の主光線が、光学系の最終面
を射出した後、光軸とほぼ平行になる、すなわち、像面
とはほぼ垂直に交わることを言う。言い換えると、光学
系の射出瞳位置が像面から十分離れることが要求される
のである。これは、ＣＣＤ上の色フィルターが撮像面か
らやや離れた位置にあるために、光線が、斜めから入射
した場合、実質的な開口効率が減少する（シェーディン
グという）ためであり、特に最近の高感度型のＣＣＤで
は、撮像面の直前にマイクロレンズアレーを配している
ものが多いが、この場合も同様に、射出瞳が十分離れて
いないと、周辺で開口効率がで低下してしまう。また、
ＣＣＤの周期構造に起因して発生するモアレ現象等を防
止するために光学系とＣＣＤの間に挿入される水晶光学
フィルター（オプチカルローパスフィルター）やＣＣＤ
の赤外波長域での感度を低下させて人の目の比視感度に
近づける目的で、やはり光学系とＣＣＤの間に挿入され
る赤外吸収フィルターの実効厚さが、光軸上と周辺であ
まり変動しないことが求められ、この点でもデジタルス
チルカメラ用の撮影レンズにおいては像側のテレセント
リック性を良好に設計する必要が生じてくる。
を用いた光学系では像側のテレセントリック性を良好に
設計しなければならない。像側のテレセントリック性と
は、各像点に対する光線束の主光線が、光学系の最終面
を射出した後、光軸とほぼ平行になる、すなわち、像面
とはほぼ垂直に交わることを言う。言い換えると、光学
系の射出瞳位置が像面から十分離れることが要求される
のである。これは、ＣＣＤ上の色フィルターが撮像面か
らやや離れた位置にあるために、光線が、斜めから入射
した場合、実質的な開口効率が減少する（シェーディン
グという）ためであり、特に最近の高感度型のＣＣＤで
は、撮像面の直前にマイクロレンズアレーを配している
ものが多いが、この場合も同様に、射出瞳が十分離れて
いないと、周辺で開口効率がで低下してしまう。また、
ＣＣＤの周期構造に起因して発生するモアレ現象等を防
止するために光学系とＣＣＤの間に挿入される水晶光学
フィルター（オプチカルローパスフィルター）やＣＣＤ
の赤外波長域での感度を低下させて人の目の比視感度に
近づける目的で、やはり光学系とＣＣＤの間に挿入され
る赤外吸収フィルターの実効厚さが、光軸上と周辺であ
まり変動しないことが求められ、この点でもデジタルス
チルカメラ用の撮影レンズにおいては像側のテレセント
リック性を良好に設計する必要が生じてくる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、デジタル
スチルカメラ用の撮影レンズは、銀塩カメラの約５倍の
解像力が求められていると同時に像側のテレセントッリ
ック性を良好にし、光学系と像面の間に水晶光学フィル
ターや赤外吸収フィルター等を挿入しなければならず、
十分なバックフォーカスを得ることを要求される。ま
た、ＣＣＤの感度低下などの状況から開放Ｆ値の小さ
く、ズームレンズなどの機能も一般的に要求される一方
で、さらなるコンパクト化も要求されるため、これらの
要求を満たす撮影レンズを供給するためには非球面レン
ズの効果的な導入など、高度な光学設計技術を必要とし
ている。
スチルカメラ用の撮影レンズは、銀塩カメラの約５倍の
解像力が求められていると同時に像側のテレセントッリ
ック性を良好にし、光学系と像面の間に水晶光学フィル
ターや赤外吸収フィルター等を挿入しなければならず、
十分なバックフォーカスを得ることを要求される。ま
た、ＣＣＤの感度低下などの状況から開放Ｆ値の小さ
く、ズームレンズなどの機能も一般的に要求される一方
で、さらなるコンパクト化も要求されるため、これらの
要求を満たす撮影レンズを供給するためには非球面レン
ズの効果的な導入など、高度な光学設計技術を必要とし
ている。
【０００７】本発明は、前述した事情に鑑み高解像でか
つ歪曲収差が小さく、バックフォーカスが長く、また像
側のテレセントリック性も良好な、コンパクトでレンズ
エレメントの構成枚数が少ない撮影レンズを提供する。
つ歪曲収差が小さく、バックフォーカスが長く、また像
側のテレセントリック性も良好な、コンパクトでレンズ
エレメントの構成枚数が少ない撮影レンズを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の撮影レンズは、
物体側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ
及び第４レンズの４枚のレンズから構成され、前記第１
レンズは像側に凸形状で負の屈折力を有するメニスカス
レンズであり、前記第２レンズは像側に凸形状で正の屈
折力を有するレンズ（以下正レンズ）であり、前記第３
レンズは負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）で
あり、前記第４レンズは像側に強い凸形状の正レンズで
ある。前記第１レンズから前記第４レンズを配して構成
される撮影レンズにおいて、前記第１レンズと前記第２
レンズの関係に関して下記条件式（１）を満足してお
り、前記第３レンズと前記第４レンズの関係に関して下
記条件式（２）を満足しており、前記第１レンズから前
記第４レンズの各レンズに使用される硝材のアッベ数に
関して下記条件式（３）を満足しており、さらに前記第
２レンズと前記第４レンズに使用される硝材の屈折率に
関して下記条件式（４）を満足していることを特徴とし
ている。（請求項１） （１） ０．８＜ｆ／ｆ１・２＜２．０ （２） ０．３＜ｆ／ｆ３・４＜０．８ （３） １２＜（ν２＋ν４）／２−（ν１＋
ν３）／２ （４） １．７０＜（ｎ２＋ｎ４）／２ ただし、 ｆ ：レンズ全系の合成焦点距離 ｆ１・２：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離 ｆ３・４：第３レンズ及び第４レンズの合成焦点距離 ν１：第１レンズのアッベ数 ν２：第２レンズのアッベ数 ν３：第３レンズのアッベ数 ν４：第４レンズのアッベ数 ｎ２：第２レンズのｄ線に対する屈折率 ｎ４：第４レンズのｄ線に対する屈折率
物体側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ
及び第４レンズの４枚のレンズから構成され、前記第１
レンズは像側に凸形状で負の屈折力を有するメニスカス
レンズであり、前記第２レンズは像側に凸形状で正の屈
折力を有するレンズ（以下正レンズ）であり、前記第３
レンズは負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）で
あり、前記第４レンズは像側に強い凸形状の正レンズで
ある。前記第１レンズから前記第４レンズを配して構成
される撮影レンズにおいて、前記第１レンズと前記第２
レンズの関係に関して下記条件式（１）を満足してお
り、前記第３レンズと前記第４レンズの関係に関して下
記条件式（２）を満足しており、前記第１レンズから前
記第４レンズの各レンズに使用される硝材のアッベ数に
関して下記条件式（３）を満足しており、さらに前記第
２レンズと前記第４レンズに使用される硝材の屈折率に
関して下記条件式（４）を満足していることを特徴とし
ている。（請求項１） （１） ０．８＜ｆ／ｆ１・２＜２．０ （２） ０．３＜ｆ／ｆ３・４＜０．８ （３） １２＜（ν２＋ν４）／２−（ν１＋
ν３）／２ （４） １．７０＜（ｎ２＋ｎ４）／２ ただし、 ｆ ：レンズ全系の合成焦点距離 ｆ１・２：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離 ｆ３・４：第３レンズ及び第４レンズの合成焦点距離 ν１：第１レンズのアッベ数 ν２：第２レンズのアッベ数 ν３：第３レンズのアッベ数 ν４：第４レンズのアッベ数 ｎ２：第２レンズのｄ線に対する屈折率 ｎ４：第４レンズのｄ線に対する屈折率
【０００９】条件式（１）は、前記第１レンズ及び前記
第２レンズの合成パワーに関するものである。条件式
（１）の上限をこえると、前記第２レンズのパワーが大
きくなり、バックフォーカスが小さくなる。逆に下限を
越えると、前記第２レンズのパワーが小さくなり、これ
によりもう一つの正レンズである前記第４レンズの正パ
ワーが大きくなり、色収差や像面のバランスが悪化する
こととなる。条件式（２）は、前記第３レンズ及び前記
第４レンズの合成パワーに関するものである。前記第３
レンズは強い負の屈折力を有するが、ペッツバール和す
なわち像面湾曲及び色収差に対して重要な意味を持って
いる。下限を越えると、すなわち前記第３レンズのパワ
ーが大きいと像面湾曲及び色収差に対しては有利な条件
となるが、球面収差及びコマ収差に対しては不利な条件
となる。逆に上限をこえると、すなわち前記第３レンズ
のパワーが小さいと球面収差やコマ収差に対しては有利
となるが、像面湾曲及び色収差に対しては不利な条件と
なる。
第２レンズの合成パワーに関するものである。条件式
（１）の上限をこえると、前記第２レンズのパワーが大
きくなり、バックフォーカスが小さくなる。逆に下限を
越えると、前記第２レンズのパワーが小さくなり、これ
によりもう一つの正レンズである前記第４レンズの正パ
ワーが大きくなり、色収差や像面のバランスが悪化する
こととなる。条件式（２）は、前記第３レンズ及び前記
第４レンズの合成パワーに関するものである。前記第３
レンズは強い負の屈折力を有するが、ペッツバール和す
なわち像面湾曲及び色収差に対して重要な意味を持って
いる。下限を越えると、すなわち前記第３レンズのパワ
ーが大きいと像面湾曲及び色収差に対しては有利な条件
となるが、球面収差及びコマ収差に対しては不利な条件
となる。逆に上限をこえると、すなわち前記第３レンズ
のパワーが小さいと球面収差やコマ収差に対しては有利
となるが、像面湾曲及び色収差に対しては不利な条件と
なる。
【００１０】条件式（３）は、全系を構成する正レンズ
（前記第２レンズ及び前記第４レンズ）と負レンズ（前
記第１レンズ及び前記第３レンズ）に使用されている硝
材のアッベ数の配分に関する条件である。条件式の下限
を越えると、色収差の補正のため各レンズのパワーが大
きくなり、球面収差およびコマ収差の補正に不利とな
る。条件式（４）は、全系を構成するレンズのうち、正
レンズ（前記第２レンズ及び前記第４レンズ）に使用さ
れている硝材の屈折率の配分に関する条件である。ペッ
ツバール和を小さくおさえて、像面湾曲、非点収差を良
好に補正するための条件である。従って、下限を越えた
場合には、ペッツバール和が大きくなってしまい像面湾
曲の補正が困難となる。
（前記第２レンズ及び前記第４レンズ）と負レンズ（前
記第１レンズ及び前記第３レンズ）に使用されている硝
材のアッベ数の配分に関する条件である。条件式の下限
を越えると、色収差の補正のため各レンズのパワーが大
きくなり、球面収差およびコマ収差の補正に不利とな
る。条件式（４）は、全系を構成するレンズのうち、正
レンズ（前記第２レンズ及び前記第４レンズ）に使用さ
れている硝材の屈折率の配分に関する条件である。ペッ
ツバール和を小さくおさえて、像面湾曲、非点収差を良
好に補正するための条件である。従って、下限を越えた
場合には、ペッツバール和が大きくなってしまい像面湾
曲の補正が困難となる。
【００１１】また、前記第２レンズの像側の曲率半径に
関して下記条件式（５）を満足しており、また前記第４
レンズの像側の曲率半径に関して下記条件式（６）を満
足していることが好ましい。（請求項２） （５） ０．３８＜｜ｒ４｜／ｆ＜０．６０ （絶
対値はｒ４＜０のため） （６） ０．４５＜｜ｒ８｜／ｆ＜０．７０ （絶
対値はｒ８＜０のため） ただし、 ｒ４：第２レンズの像側の曲率半径 ｒ８：第４レンズの像側の曲率半径
関して下記条件式（５）を満足しており、また前記第４
レンズの像側の曲率半径に関して下記条件式（６）を満
足していることが好ましい。（請求項２） （５） ０．３８＜｜ｒ４｜／ｆ＜０．６０ （絶
対値はｒ４＜０のため） （６） ０．４５＜｜ｒ８｜／ｆ＜０．７０ （絶
対値はｒ８＜０のため） ただし、 ｒ４：第２レンズの像側の曲率半径 ｒ８：第４レンズの像側の曲率半径
【００１２】条件式（５）は、前記第２レンズの像側の
面の形状に関する条件である。前記第２レンズの形状の
特徴は、概ね開口絞りに対してコンセントリックな形状
となっていることである。このような形状をとることに
より、球面収差、コマ収差を良好に補正し、かつ歪曲収
差を良好に維持しており、条件式（５）の範囲の上限、
下限のどちらを越えても、球面収差やコマ収差をバラン
ス良く補正すると歪曲収差に悪影響を及ぼすこととな
る。条件式（６）は、前記第４レンズの像側の面の形状
に関する条件である。前記第４レンズは大きな正のパワ
ーを持ち、特に像側面が大きく像側に凸形状となること
によって、歪曲収差を良好に補正すると同時に、テレセ
ントリック性を仕様に合わせて良好にする事が出来る。
上限を越えると歪曲収差は良好となるが、満足するテレ
セントリック性が得られず、逆に下限を越えると、テレ
セントリック性は問題ないが、歪曲収差の補正が難しく
なる。
面の形状に関する条件である。前記第２レンズの形状の
特徴は、概ね開口絞りに対してコンセントリックな形状
となっていることである。このような形状をとることに
より、球面収差、コマ収差を良好に補正し、かつ歪曲収
差を良好に維持しており、条件式（５）の範囲の上限、
下限のどちらを越えても、球面収差やコマ収差をバラン
ス良く補正すると歪曲収差に悪影響を及ぼすこととな
る。条件式（６）は、前記第４レンズの像側の面の形状
に関する条件である。前記第４レンズは大きな正のパワ
ーを持ち、特に像側面が大きく像側に凸形状となること
によって、歪曲収差を良好に補正すると同時に、テレセ
ントリック性を仕様に合わせて良好にする事が出来る。
上限を越えると歪曲収差は良好となるが、満足するテレ
セントリック性が得られず、逆に下限を越えると、テレ
セントリック性は問題ないが、歪曲収差の補正が難しく
なる。
【００１３】また、さらに、非球面形状の屈折面を３面
以上有し（請求項３）、絞りが第１レンズの物体側面よ
りさらに物体側に配置されている（請求項４）ことが好
ましい。
以上有し（請求項３）、絞りが第１レンズの物体側面よ
りさらに物体側に配置されている（請求項４）ことが好
ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、具体的な数値実施例につい
て、本発明を説明する。以下の実施例１から実施例９で
は、いずれも最も物体側に開口絞りＳを有し、以降物体
側より順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レ
ンズＬ３、及び第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成
されており、前記第４レンズと像面との間には空気間隔
をおいて平行平面ガラスＬＰが配されている。前記平行
平面ガラスＬＰは、実際にはＣＣＤのカバーガラス、水
晶光学フィルター、及び赤外吸収フィルターから構成さ
れるのであるが、本発明の光学的説明には何ら問題はな
いのでこれらの総厚に等しい１枚の平行平面ガラスで表
現している。
て、本発明を説明する。以下の実施例１から実施例９で
は、いずれも最も物体側に開口絞りＳを有し、以降物体
側より順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レ
ンズＬ３、及び第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成
されており、前記第４レンズと像面との間には空気間隔
をおいて平行平面ガラスＬＰが配されている。前記平行
平面ガラスＬＰは、実際にはＣＣＤのカバーガラス、水
晶光学フィルター、及び赤外吸収フィルターから構成さ
れるのであるが、本発明の光学的説明には何ら問題はな
いのでこれらの総厚に等しい１枚の平行平面ガラスで表
現している。
【００１５】各実施例において使用している非球面につ
いては、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交す
る方向にＹ軸をとるとき、非球面式： Ｚ＝（Ｙ２／ｒ）〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）
２｝〕＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１６＋
‥‥ で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面
で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係
数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを与えて形状を定義する。尚表中の
円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそ
れに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例え
ば、「Ｅ−４」は１０−４を意味し、この数値が直前の
数値に掛かるのある。
いては、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交す
る方向にＹ軸をとるとき、非球面式： Ｚ＝（Ｙ２／ｒ）〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）
２｝〕＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１６＋
‥‥ で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面
で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係
数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを与えて形状を定義する。尚表中の
円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそ
れに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例え
ば、「Ｅ−４」は１０−４を意味し、この数値が直前の
数値に掛かるのある。
【００１６】［実施例１］ 本発明の撮影レンズの第１
実施例について数値例を表１に示す。また図１は、その
レンズ構成図、図２はその諸収差図である。表及び図面
中、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦnoはＦナンバー、２
ωはレンズの全画角、ｂｆはバックフォーカスを表す。
バックフォーカスｂｆは前記第４レンズの像側面（第１
０面）から像面までの空気換算距離である。また、Ｒは
曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄはｄ線
の屈折率、νｄはｄ線のアッベ数を示す。また、球面収
差図中のｄ、ｇ、Ｃはそれぞれの波長における収差曲線
であり、Ｓ．Ｃ．は正弦条件である。また非点収差図中
のＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
実施例について数値例を表１に示す。また図１は、その
レンズ構成図、図２はその諸収差図である。表及び図面
中、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦnoはＦナンバー、２
ωはレンズの全画角、ｂｆはバックフォーカスを表す。
バックフォーカスｂｆは前記第４レンズの像側面（第１
０面）から像面までの空気換算距離である。また、Ｒは
曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄはｄ線
の屈折率、νｄはｄ線のアッベ数を示す。また、球面収
差図中のｄ、ｇ、Ｃはそれぞれの波長における収差曲線
であり、Ｓ．Ｃ．は正弦条件である。また非点収差図中
のＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
【００１７】
【表 １】
【００１８】［実施例２］ 第２実施例について数値例
を表２に示す。また、図３はそのレンズ構成図、図４は
その諸収差図である。
を表２に示す。また、図３はそのレンズ構成図、図４は
その諸収差図である。
【表 ２】
【００１９】［実施例３］ 第３実施例について数値例
を表３に示す。また、図５はそのレンズ構成図、図６は
その諸収差図である。
を表３に示す。また、図５はそのレンズ構成図、図６は
その諸収差図である。
【表 ３】
【００２０】［実施例４］ 第４実施例について数値例
を表４に示す。また、図７はそのレンズ構成図、図８は
その諸収差図である。
を表４に示す。また、図７はそのレンズ構成図、図８は
その諸収差図である。
【表 ４】
【００２１】［実施例５］ 第５実施例について数値例
を表５に示す。また、図９はそのレンズ構成図、図１０
はその諸収差図である。
を表５に示す。また、図９はそのレンズ構成図、図１０
はその諸収差図である。
【表 ５】
【００２２】［実施例６］ 第６実施例について数値例
を表６に示す。また、図１１はそのレンズ構成図、図１
２はその諸収差図である。
を表６に示す。また、図１１はそのレンズ構成図、図１
２はその諸収差図である。
【表 ６】
【００２３】［実施例７］ 第７実施例について数値例
を表７に示す。また、図１３はそのレンズ構成図、図１
４はその諸収差図である。
を表７に示す。また、図１３はそのレンズ構成図、図１
４はその諸収差図である。
【表 ７】
【００２４】［実施例８］ 第８実施例について数値例
を表８に示す。また、図１５はそのレンズ構成図、図１
６はその諸収差図である。
を表８に示す。また、図１５はそのレンズ構成図、図１
６はその諸収差図である。
【表 ８】
【００２５】［実施例９］ 第９実施例について数値例
を表９に示す。また、図１７はそのレンズ構成図、図１
８はその諸収差図である。
を表９に示す。また、図１７はそのレンズ構成図、図１
８はその諸収差図である。
【表 ９】
【００２６】次に実施例１から実施例９に関して条件式
（１）から条件式（６）に対応する値、及び非球面の面
数をまとめて表１０に示す。
（１）から条件式（６）に対応する値、及び非球面の面
数をまとめて表１０に示す。
【表 １０】
【００２７】表１０から明らかなように、実施例１から
実施例９の各実施例に関する数値は条件式（１）から
（６）を満足しているとともに、各実施例における収差
図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されて
いる。
実施例９の各実施例に関する数値は条件式（１）から
（６）を満足しているとともに、各実施例における収差
図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されて
いる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、高解像でかつ歪曲収差
が小さく、バックフォーカスが長く、また像側のテレセ
ントリック性も良好な性能を満足しつつ、コンパクトで
レンズエレメントの構成枚数が少ない撮影レンズを提供
する事ができる。また、開口絞りが最も物体側に配置さ
れていることにより、物体側から見たときに撮影レンズ
が目立たず、特に監視用カメラやＰＣカメラ（パーソナ
ルコンピュータ付属の撮像装置）にも使用することが可
能で、高性能である上、さらに形状的な特徴を生かした
利点を期待できる。
が小さく、バックフォーカスが長く、また像側のテレセ
ントリック性も良好な性能を満足しつつ、コンパクトで
レンズエレメントの構成枚数が少ない撮影レンズを提供
する事ができる。また、開口絞りが最も物体側に配置さ
れていることにより、物体側から見たときに撮影レンズ
が目立たず、特に監視用カメラやＰＣカメラ（パーソナ
ルコンピュータ付属の撮像装置）にも使用することが可
能で、高性能である上、さらに形状的な特徴を生かした
利点を期待できる。
【図１】本発明による撮影レンズの第１実施例のレンズ
構成図
構成図
【図２】第１実施例の撮影レンズの諸収差図
【図３】本発明による撮影レンズの第２実施例のレンズ
構成図
構成図
【図４】第２実施例の撮影レンズの諸収差図
【図５】本発明による撮影レンズの第３実施例のレンズ
構成図
構成図
【図６】第３実施例の撮影レンズの諸収差図
【図７】本発明による撮影レンズの第4実施例のレンズ
構成図
構成図
【図８】第4実施例の撮影レンズの諸収差図
【図９】本発明による撮影レンズの第５実施例のレンズ
構成図
構成図
【図１０】第５実施例の撮影レンズの諸収差図
【図１１】本発明による撮影レンズの第６実施例のレン
ズ構成図
ズ構成図
【図１２】第６実施例の撮影レンズの諸収差図
【図１３】本発明による撮影レンズの第７実施例のレン
ズ構成図
ズ構成図
【図１４】第７実施例の撮影レンズの諸収差図
【図１５】本発明による撮影レンズの第８実施例のレン
ズ構成図
ズ構成図
【図１６】第８実施例の撮影レンズの諸収差図
【図１７】本発明による撮影レンズの第９実施例のレン
ズ構成図
ズ構成図
【図１８】第９実施例の撮影レンズの諸収差図
Claims (4)
- 【請求項１】 物体側より順に、第１レンズ、第２レン
ズ、第３レンズ及び第４レンズの４枚のレンズから構成
され、前記第１レンズは像側に凸形状で負の屈折力を有
するメニスカスレンズであり、前記第２レンズは像側に
凸形状で正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）で
あり、前記第３レンズは負の屈折力を有するレンズ（以
下負レンズ）であり、前記第４レンズは像側に強い凸形
状の正レンズである。前記第１レンズから前記第４レン
ズを配して構成される撮影レンズにおいて、前記第１レ
ンズと前記第２レンズの関係に関して下記条件式（１）
を満足しており、前記第３レンズと前記第４レンズの関
係に関して下記条件式（２）を満足しており、前記第１
レンズから前記第４レンズの各レンズに使用される硝材
のアッベ数に関して下記条件式（３）を満足しており、
さらに前記第２レンズと前記第４レンズに使用される硝
材の屈折率に関して下記条件式（４）を満足しているこ
とを特徴とする撮影レンズ。 （１） ０．８＜ｆ／ｆ１・２＜２．０ （２） ０．３＜ｆ／ｆ３・４＜０．８ （３） １２＜（ν２＋ν４）／２−（ν１＋
ν３）／２ （４） １．７０＜（ｎ２＋ｎ４）／２ ただし、 ｆ ：レンズ全系の合成焦点距離 ｆ１・２：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離 ｆ３・４：第３レンズ及び第４レンズの合成焦点距離 ν１：第１レンズのアッベ数 ν２：第２レンズのアッベ数 ν３：第３レンズのアッベ数 ν４：第４レンズのアッベ数 ｎ２：第２レンズのｄ線に対する屈折率 ｎ４：第４レンズのｄ線に対する屈折率 - 【請求項２】 請求項１記載の撮影レンズにおいてさら
に、前記第２レンズの像側の曲率半径に関して下記条件
式（５）を満足しており、また前記第４レンズの像側の
曲率半径に関して下記条件式（６）を満足していること
を特徴とする前記請求項１記載の撮影レンズ。 （５） ０．３８＜｜ｒ４｜／ｆ＜０．６０ （絶
対値はｒ４＜０のため） （６） ０．４５＜｜ｒ８｜／ｆ＜０．７０ （絶
対値はｒ８＜０のため） ただし、 ｒ４：第２レンズの像側の曲率半径 ｒ８：第４レンズの像側の曲率半径 - 【請求項３】 請求項１及び請求項２記載の撮影レンズ
においてさらに、非球面形状のレンズ屈折面を３面以上
有することを特徴とする撮影レンズ。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３記載の撮影レンズ
においてさらに、絞りが第１レンズの物体側面よりさら
に物体側に配置されていることを特徴とする撮影レン
ズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000274815A JP3937706B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 撮影レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000274815A JP3937706B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 撮影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090620A true JP2002090620A (ja) | 2002-03-27 |
| JP3937706B2 JP3937706B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=18760521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000274815A Expired - Fee Related JP3937706B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 撮影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3937706B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002296498A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 広角単焦点レンズ |
| USRE45592E1 (en) | 2002-12-30 | 2015-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photographing lens |
| US10466442B2 (en) | 2017-12-08 | 2019-11-05 | Largan Precision Co., Ltd. | Lens system, projection device, detecting module and electronic device |
| JP2020522024A (ja) * | 2017-06-02 | 2020-07-27 | ディスペリックス オーイー | 投影対物レンズ及び導波路表示装置 |
-
2000
- 2000-09-11 JP JP2000274815A patent/JP3937706B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002296498A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 広角単焦点レンズ |
| USRE45592E1 (en) | 2002-12-30 | 2015-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photographing lens |
| USRE46507E1 (en) | 2002-12-30 | 2017-08-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photographing lens |
| JP2020522024A (ja) * | 2017-06-02 | 2020-07-27 | ディスペリックス オーイー | 投影対物レンズ及び導波路表示装置 |
| US10466442B2 (en) | 2017-12-08 | 2019-11-05 | Largan Precision Co., Ltd. | Lens system, projection device, detecting module and electronic device |
| US10955643B2 (en) | 2017-12-08 | 2021-03-23 | Largan Precision Co., Ltd. | Electronic device with projection device, detecting module and lens system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3937706B2 (ja) | 2007-06-27 |
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