JP2002098889A

JP2002098889A - 撮像レンズ

Info

Publication number: JP2002098889A
Application number: JP2000290945A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kikuchi; 雅仁菊地
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2002-04-05
Anticipated expiration: 2020-09-25
Also published as: JP4483058B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化を図りながら、テレセントリック性や
ディストーションを良好なものとし、且つ光学性能を良
好なものとする。【解決手段】被写体側から順に、被写体側が凸面とさ
れた負のメニスカス形状を有する第１のレンズ２と、被
写体側が凸面とされるとともに両面が非球面とされた正
のパワーを有する第２のレンズ３と、被写体側が凸面と
された負のメニスカス形状を有する第３のレンズ４との
３枚のレンズにより構成されており、第１のレンズ２と
第２のレンズ３との間には、絞り５が配置されている。
そして、第１のレンズ２の屈折率をＮ１，アッベ数をＶ
１とし、第３のレンズ４の屈折率をＮ３，アッベ数をＶ
３としたときに、屈折率Ｎ１，Ｎ３が、１．６よりも大
きい且つ１．９よりも小さい範囲にあり、アッベ数Ｖ
１，Ｖ３が、３０よりも小さい範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば小型カメラ
等に用いて好適な撮像レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型カメラ等に用いられる撮像レ
ンズとしては、２枚の凸レンズで構成されたものが多
く、例えば前絞り型や、中間絞り型に代表されるレンズ
型式が多く用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した前
絞り型では、２枚の凸レンズのうち被写体側のレンズの
前方に絞りが配置された構造とされるが、この場合、テ
レセントリック性が良好となるものの、極めて負となる
ディストーションが発生してしまうといった問題があっ
た。

【０００４】一方、中間絞り型では、２枚の凸レンズの
間に絞りが配置された構造とされるが、この場合、光学
性能が良好となるものの、テレセントリック性が良くな
らないといった問題があった。

【０００５】このため、撮像レンズとしては、従来から
レトロフォーカスタイプのものが使用されてきたが、テ
レセントリック性や光学性能が良好となるものの、全長
が長くなってしまうといった欠点があった。

【０００６】そこで、本発明はこのような従来の事情に
鑑みて提案されたものであり、テレセントリック性やデ
ィストーションを良好なものとし、且つ光学性能を良好
なものとした小型の撮像レンズを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明に係る撮像レンズは、被写体側から順に、被写体側が
凸面とされた負のメニスカス形状を有する第１のレンズ
と、被写体側が凸面とされるとともに両面が非球面とさ
れた正のパワーを有する第２のレンズと、被写体側が凸
面とされた負のメニスカス形状を有する第３のレンズと
を備え、第１のレンズと第２のレンズとの間には、絞り
が配置されている。そして、第１のレンズの屈折率をＮ
１，アッベ数をＶ１とし、第３のレンズの屈折率をＮ
３，アッベ数をＶ３としたときに、屈折率Ｎ１，Ｎ３
が、１．６よりも大きい且つ１．９よりも小さい範囲に
あり、アッベ数Ｖ１，Ｖ３が、３０よりも小さい範囲に
あることを特徴としている。

【０００８】この撮像レンズでは、被写体側から順に、
負のパワーを有する第１のレンズと、正のパワーを有す
る第２のレンズと、負のパワーを有する第３のレンズと
の３枚のレンズにより構成されることで、必要なバック
フォーカスを確保しながら、全長を短くすることがで
き、且つ、テレセントリック性を良好に保つことができ
る。

【０００９】また、この撮像レンズでは、第１のレンズ
と第２のレンズとの間に絞りを配置することにより、収
束作用が第２のレンズのみによって与えられる。すなわ
ち、第２のレンズのパワーの強い面の球心方向に絞りを
配置することにより、コマ収差の発生を抑制することが
できる。

【００１０】また、この撮像レンズでは、第２のレンズ
の両面を非球面とすることにより、軸上コマ収差と軸外
コマ収差とのバランスを図ることができる。

【００１１】また、この撮像レンズでは、第１のレンズ
の屈折率Ｎ１及び第３のレンズの屈折率Ｎ３を、それぞ
れ１．６よりも大きい且つ１．９よりも小さい範囲とす
ることにより、像面特性を良好に補正することができ
る。

【００１２】また、この撮像レンズでは、第１のレンズ
のアッベ数Ｖ１及び第３のレンズのアッベ数Ｖ３を、そ
れぞれ３０よりも小さい範囲とすることにより、色収差
を良好に補正することができる。

【００１３】また、この撮像レンズでは、３つのレンズ
のうち、第１のレンズを被写体側が凸面とされたメニス
カス形状とすることにより、周辺光量を十分確保するこ
とができる。また、第２のレンズの被写体側を凸面とす
ることにより、コマ収差を良好に補正することができ
る。また、第３のレンズを被写体側が凸面とされたメニ
スカス形状とすることにより、テレセントリック性を良
好に保つことができる。

【００１４】以上のように本発明に係る撮像レンズで
は、小型化を図りながら、テレセントリック性やディス
トーションを良好なものとし、且つ光学性能を良好なも
のとすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】なお、以下の説明では、本発明を適用した
撮像レンズについて、具体的な材質や数値等を挙げる
が、本発明は以下の例示に必ずしも限定されるものでは
ない。

【００１７】本発明を適用した撮像レンズの一構成例を
図１に示す。また、図１に示す撮像レンズ１の設計デー
タについては、以下に示す表１の通りである。なお、表
１において、Ｒは、曲率半径であり、Ｄは、軸上間隔で
あり、Ｎｄは、屈折率であり、Ｖｄは、アッベ数であ
る。

【００１８】

【表１】

【００１９】この撮像レンズ１は、被写体側から順に、
第１のレンズ２と、第２のレンズ３と、第３のレンズ４
とを備え、これら３枚のレンズにより構成された光学系
からなる。

【００２０】このうち、第１のレンズ２は、例えばＦＤ
６と呼ばれる光学ガラスからなり、被写体側が凸面とさ
れた負のメニスカスレンズである。すなわち、この第１
のレンズ２は、被写体側から順に、第１面Ｓ１及び第２
面Ｓ２を有しており、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２が、そ
れぞれ凸面及び凹面とされた負のパワーを有するメニス
カス形状のレンズである。

【００２１】なお、この第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、
それぞれ表１に示す面番号２，３に対応しており、この
場合、第１面Ｓ１の曲率半径は、＋２．４６００ｍｍで
あり、第２面Ｓ２の曲率半径は、＋１．８３８００ｍｍ
であり、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との光軸上での距離
（厚み）は、１．１０００ｍｍである。また、第１のレ
ンズ２の屈折率は、１．８０５１８であり、アッベ数
は、２５．４６である。

【００２２】一方、第２のレンズ３は、光学プラスチッ
クである、例えばポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭ
Ａ）からなり、正のパワーを有する両凸レンズである。
すなわち、この第２のレンズ３は、被写体側から順に、
第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４を有しており、第３面Ｓ３及
び第４面Ｓ４が、それぞれ凸面とされた正のパワーを有
するレンズである。なお、第２のレンズ３は、少なくと
も被写体側、すなわち第３面Ｓ３が凸面とされた正のパ
ワーを有するレンズであればよく、本例に必ずしも限定
されるものではない。

【００２３】なお、この第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４は、
それぞれ表１に示す面番号６，７に対応しており、この
場合、第３面Ｓ３の曲率半径は、６．８４２９４ｍｍで
あり、第４面Ｓ４の曲率半径は、−１．４３５２９ｍｍ
であり、第３面Ｓ３と第４面Ｓ４との光軸上での距離
（厚み）は、２．９０００ｍｍである。また、第２のレ
ンズ３の屈折率は、１．４９１５０であり、アッベ数
は、６１．２５である。

【００２４】また、この第２のレンズ３において、第３
面Ｓ３及び第４面Ｓ４は、共に非球面とされている。

【００２５】ここで、非球面は、以下に示す公知の非球
面の式（１）により表すことができる。

【００２６】

【数１】

【００２７】なお、この非球面の式（１）において、Ｚ
は、非球面と光軸との交点を原点とした光軸方向の座標
であり、Ｘは、原点を通り光軸に直交する方向の座標で
ある。また、Ｃは、近軸曲率１／Ｒである。したがっ
て、非球面は、光軸近傍の曲率半径Ｒと、円錐定数α₁
と、４次，６次，８次，１０次の非球面項の非球面係数
α₄，α₆，α₈，α₁₀とにより求めることができる。

【００２８】この場合、第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４の円
錐定数α₁、並びに、４次，６次，８次，１０次の非球
面項の非球面係数α₄，α₅，α₈，α₁₀は、以下に示す
表２の通りである。

【００２９】

【表２】

【００３０】一方、第３のレンズ４は、例えばＦＤ６と
呼ばれる光学ガラスからなり、被写体側が凸面とされた
負のメニスカスレンズである。すなわち、この第３のレ
ンズ４は、被写体側から順に、第５面Ｓ５及び第６面Ｓ
６を有しており、第５面Ｓ５及び第６面Ｓ６が、それぞ
れ凸面及び凹面とされた負のパワーを有するメニスカス
形状のレンズである。

【００３１】なお、この第５面Ｓ５及び第６面Ｓ６は、
それぞれ表１に示す面番号８，９に対応しており、この
場合、第５面Ｓ５の曲率半径は、＋２６．１４０００ｍ
ｍであり、第６面Ｓ６の曲率半径は、＋６．５５０００
ｍｍであり、第５面Ｓ５と第６面Ｓ６との光軸上での距
離（厚み）は、０．８０００ｍｍである。また、第３の
レンズ４の屈折率は、１．８０５１８であり、アッベ数
は、２５．４６である。

【００３２】また、第１のレンズ２と第２のレンズ３と
の間には、絞り５が配置されている。なお、この絞り５
は、表１に示す面番号４に対応した位置に配置されてお
り、その厚みは、０．３８００ｍｍであり、第１のレン
ズ２との光軸上での距離は、０．２２８５ｍｍであり、
第２のレンズ３との光軸上での距離は、０．５１５７ｍ
ｍである。

【００３３】また、この撮像レンズ１には、第３のレン
ズ４の後段側に、図１に示すようなダミーガラス６，７
が貼り合わされた状態で配置されている。なお、このダ
ミーガラス６，７は、それぞれ表１に示す面番号１０，
１１に対応しており、この場合、ダミーガラス６は、例
えば厚さ１．１５００ｍｍのＦＥＬ２呼ばれる光学ガラ
スからなり、屈折率は、１．５４０７２であり、アッベ
数は、４７．２０である。一方、ダミーガラス７は、例
えば厚さ０．９６５０ｍｍのＢＳＣ７と呼ばれる光学ガ
ラスからなり、屈折率は、１．５８９１３であり、アッ
ベ数は、６４．２０である。

【００３４】そして、撮像レンズ１は、その被写体側か
ら通過した光が、最終的に例えばＣＣＤ等の撮像素子の
撮像面に結像するようになされている。

【００３５】以上のように構成される撮像レンズ１の球
面収差図を図２に示し、コマ収差図を図３に示し、非点
収差図を図４に示し、歪曲収差図（ディストーション）
を図５に示す。

【００３６】この撮像レンズ１では、被写体側から順
に、負のパワーを有する第１のレンズ２と、正のパワー
を有する第２のレンズ３と、負のパワーを有する第３の
レンズ４との３枚のレンズにより構成されることで、必
要なバックフォーカスを確保しながら、全長を短くする
ことができ、且つ、テレセントリック性を良好に保つこ
とができる。

【００３７】また、この撮像レンズ１では、第１のレン
ズ２と第２のレンズ３との間に絞り５を配置することに
より、収束作用が第２のレンズ３のみによって与えられ
る。すなわち、第２のレンズ３のパワーの強い面の球心
方向に絞り５を配置することにより、コマ収差の発生を
抑制することができる。

【００３８】また、この撮像レンズ１では、第２のレン
ズ３の第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４を共に非球面とするこ
とにより、軸上コマ収差と軸外コマ収差とのバランスを
図ることができる。

【００３９】また、この撮像レンズ１では、第１のレン
ズ２の屈折率をＮ１とし、第３のレンズの屈折率をＮ３
としたときに、屈折率Ｎ１，Ｎ３が、１．６よりも大き
い且つ１．９よりも小さい範囲にあることが望ましい。
これにより、像面特性を良好に補正することができる。

【００４０】また、この撮像レンズ１では、第１のレン
ズ２のアッベ数Ｖ１とし、第３のレンズ３のアッベ数Ｖ
３としたときに、アッベ数Ｖ１，Ｖ３が、３０よりも小
さい範囲にあることが望ましい。これにより、色収差を
良好に補正することができる。

【００４１】また、この撮像レンズ１では、３つのレン
ズ２，３，４のうち、第１のレンズ２を被写体側が凸面
とされたメニスカスレンズとすることにより、周辺光量
を十分確保することができる。また、第２のレンズ３の
被写体側、すなわち第３面Ｓ３を凸面とすることによ
り、コマ収差を良好に補正することができる。また、第
３のレンズ４を被写体側が凸面とされたメニスカスレン
ズとすることにより、テレセントリック性を良好に保つ
ことができる。

【００４２】以上のように、この撮像レンズ１では、小
型化を図りながら、テレセントリック性やディストーシ
ョンを良好なものとし、且つ光学性能を良好なものとす
ることができる。

【００４３】すなわち、この撮像レンズ１では、従来の
レンズ型式である前絞り型と比べて、ディストーション
を少なくすることができ、中間絞り型と比べて、テレセ
ントリック性を良くすることができる。また、この撮像
レンズ１の全長は、従来からのレトロフォーカス型と比
べて、大幅に短くなっている。

【００４４】したがって、例えばＣＣＤ等の撮像素子用
の小型且つ光学性能の良好な撮像レンズとして、幅広く
用いることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る撮像レンズによれば、小型化を図りながら、テレセン
トリック性やディストーションを良好なものとし、且つ
光学性能を良好なものとすることができる。したがっ
て、例えばＣＣＤ等の撮像素子用の小型且つ光学性能の
良好な撮像レンズとして、幅広く用いることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した撮像レンズの構成図である。

【図２】上記撮像レンズの球面収差図である。

【図３】上記撮像レンズのコマ収差図である。

【図４】上記撮像レンズの非点収差図である。

【図５】上記撮像レンズの歪曲収差図である。

【符号の説明】

１撮像レンズ、２第１のレンズ、３第２のレン
ズ、４第３のレンズ、５絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体側から順に、被写体側が凸面とさ
れた負のメニスカス形状を有する第１のレンズと、被写
体側が凸面とされるとともに、両面が非球面とされた正
のパワーを有する第２のレンズと、被写体側が凸面とさ
れた負のメニスカス形状を有する第３のレンズとを備
え、上記第１のレンズと上記第２のレンズとの間には、絞り
が配置されており、上記第１のレンズの屈折率をＮ１，アッベ数をＶ１と
し、上記第３のレンズの屈折率をＮ３，アッベ数をＶ３
としたときに、屈折率Ｎ１，Ｎ３が、１．６よりも大き
い且つ１．９よりも小さい範囲にあり、アッベ数Ｖ１，
Ｖ３が、３０よりも小さい範囲にあることを特徴とする
撮像レンズ。
【請求項２】上記第１のレンズ及び第３のレンズは、
光学ガラスからなり、上記第２のレンズは、光学プラス
チックからなることを特徴とする請求項１記載の撮像レ
ンズ。