JP2002277733A - カメラの撮影レンズ - Google Patents

カメラの撮影レンズ

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JP2002277733A
JP2002277733A JP2001073254A JP2001073254A JP2002277733A JP 2002277733 A JP2002277733 A JP 2002277733A JP 2001073254 A JP2001073254 A JP 2001073254A JP 2001073254 A JP2001073254 A JP 2001073254A JP 2002277733 A JP2002277733 A JP 2002277733A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 明るくFNo.を小さくし、かつ、コンパ
クト化に適する大口径の広角撮影レンズを提供するこ
と。 【解決手段】 発散系に形成した前群レンズ10と、収
斂系に形成した後群レンズ20と、前群レンズ10と後
群レンズ20との間の空気間隔に設けた絞り30とから
なり、前群レンズ10の焦点距離F、後群レンズ20
の焦点距離F、レンズ系全体の焦点距離F、レンズ系
全長Lが、 1.5<│F/F│<2.0 0.9<│F/F│<1.1 L/F<2.1 を満たす構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCDやCMOS
などの固体撮像素子を備えるカメラの撮影レンズに関
し、例えば、デジタルスチルカメラに適する撮影レンズ
に係わる。
【0002】
【従来の技術】広くから知られているように、デジタル
スチルカメラは、撮影レンズを通った被写体像光を光電
変換するCCDやCMOSなどからなる固体撮像素子を
備え、この固体撮像素子が出力する画像信号を信号処理
して記録媒体にメモリする構成となっている。
【0003】また、この種のデジタルスチルカメラは、
急進な発展によってコンパクト化が進むと共に、画素数
を増大させた多画素の固体撮像素子を備え、画質の向上
を計ったカメラが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】多画素の固体撮像素子
は、光電変換部が微細化された画素群となっているた
め、動作効率を高めるためには、光電変換部に入射する
入射光線の角度を小さくすること、つまり、テレセント
リック性とする必要がある。
【0005】このことから、口径が大きく明るい高性能
の撮影レンズが有利となるが、コンパクト化が難しいこ
と、歪曲収差等の補正が充分にできないことなどの理由
から、デジタルスチルカメラには口径の大きい撮影レン
ズが使用されていない。
【0006】フイルム使用の一眼レフレックスカメラに
は大口径広角結像レンズを備えたものがあるが、この大
口径広角結像レンズを縮小設計してもテレセントリック
性を得ることができず、また、単にコンパクト化したの
では歪曲収差などの補正が困難となる。
【0007】本発明は上記した実情にかんがみ、CCD
やCMOSなどの固体撮像素子を備えるカメラに有効で
あり、かつ、明るくFNo.を小さく、コンパクト化に
適する高性能の撮影レンズを提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明では第1の発明として、物体側に凸面を向
けた正のメニスカス状の第1レンズ、物体側に凸面を向
けた負のメニスカス状の第2、第3レンズを物体側から
順に配設し、全体として発散系として形成した前群レン
ズと、正の両凸の第4レンズ、負の両凹の第5、第6レ
ンズ、正の両凸の第7、第8レンズを物体側から順に配
設し、全体として収斂系に形成した後群レンズと、前群
レンズと後群レンズとの間の空気間隔内に設けた絞りと
からなり、前群レンズの合成焦点距離F、後群レンズ
の合成焦点距離F、レンズ系全体の焦点距離F、レン
ズ系全長Lが、 1.5<│F/F│<2.0 …………(1) 0.9<│F/F│<1.1 …………(2) L/F<2.1 ……………(3) を満たす構成としたことを特徴とするカメラの撮影レン
ズを提案する。
【0009】上記の条件式(1)は発散系に形成した前
群レンズの焦点距離Fを規制したものであり、球面収
差と非点収差を補正する。
【0010】上記の条件式(2)は収斂系に形成した後
群レンズの焦点距離Fを規制したものであり、球面収
差、非点収差、倍率色収差を補正する。
【0011】上記の条件式(3)は、撮影レンズをコン
パクト化するための条件である。また、この発明では絞
りを前群レンズと後群レンズの間に設けたことからテレ
セントリック性に有利となる。
【0012】このように、上記の条件式(1)、
(2)、(3)を満たす構成とした本発明によれば、各
収差を充分に補正した大口径の広角レンズをコンパクト
化した撮影レンズとして提供することができる。したが
って、固体撮像素子を備えるカメラに最適な撮影レンズ
となる。
【0013】第2の発明は、上記した撮影レンズにおい
て、第1レンズの屈折率Nを少なくとも N>1.8 …………(4) 第7、第8レンズの屈折率の平均Naを Na>1.74 …………(5) に定めたことを特徴とするカメラの撮影レンズを提案す
る。
【0014】上記した条件式(4)、(5)は、第1の
発明の撮影レンズをさらに高性能化するものである。す
なわち、条件式(4)、(5)の下限値の数値以下とな
ると、ペッバ−ルが大きくなり所定の性能を得ることが
困難になる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面に沿って説明する。図1は第1実施形態として示し
た撮影レンズの光学系図で、10は前群レンズ、20は
後群レンズ、30は絞り、40はロ−パスフィルタであ
る。なお、図面では省略してあるが、固体撮像素子であ
るCCDがロ−パスフィルタ40の像側(図中右側)に
配設される。
【0016】前群レンズ10は、物体側に凸面を向けた
正の第1レンズ(メニスカスレンズ)11、物体側に凸
面を向けた負の第2、第3レンズ(メニスカスレンズ)
12、13を物体側から順に配設したレンズ系としてあ
る。
【0017】そして、この前群レンズ10は、第1〜第
3レンズのレンズ系全体で発散系を形成し、その合成焦
点距離がFとなるようにしてある。
【0018】後群レンズ20は、正の両凸の第4レンズ
21、負の両凹の第5レンズ22、負の両凹の第6レン
ズ23、正の両凸の第7レンズ24、正の両凸の第8レ
ンズ25を物体側から順に配設したレンズ系としてあ
る。
【0019】そして、この後群レンズ20は、第4〜第
8レンズのレンズ系全体で収斂系を形成し、その合成焦
点距離がFとなるようにしてある。
【0020】また、絞り30は、前群レンズ10と後群
レンズ20との間の空気間隔内に配設し、CCDに入射
する入射光線のテレセントリック性を向上させるように
なっている。
【0021】さらに、この実施形態では、前群レンズ1
0と後群レンズ20のレンズ系全体の焦点距離をFと
し、 1.5<│F/F│<2.0 …………(1) 0.9<│F/F│<1.1 …………(2) の条件式を満たすように構成し、さらに、レンズ系全長
をLとしたとき、 L/F<2.1 ……………(3) の条件式を満たす構成としてある。
【0022】上記した条件式(1)は、前群レンズ10
の焦点距離Fを規制したものである。すなわち、条件
式(1)の下限の数値以下となると、球面収差、非点収
差が共にアンダ−となり、また、上限の数値以上となっ
ても球面収差、非点収差が共にアンダ−となり、所定の
レンズ性能が得られなくなる。
【0023】上記した条件式(2)は、後群レンズ20
の焦点距離Fを規制したものである。すなわち、条件
式(2)の下限の数値以下となると、球面収差、非点収
差が共にアンダ−となり、また、倍率色収差において、
B(青色)がよりアンダ−、R(赤色)がよりオ−バ−
となる。
【0024】また、条件式(2)の上限の数値以上とな
ると、球面収差がアンダ−、非点収差がオ−バ−とな
る。したがって、条件式(2)を満たさない限り所定の
レンズ性能を得ることができない。
【0025】上記した条件式(3)は、撮影レンズのコ
ンパクト化を達成するための条件としてある。
【0026】さらに、本実施形態では、前群レンズ10
の第1レンズ11の屈折率Nを少なくとも、 N>1.8 …………(4) 後群レンズ20の第7レンズ24、第8レンズ25の屈
折率の平均Naを、 Na>1.74 …………(5) として、ペッバ−ルが大きくなることを抑制する構成と
してある。
【0027】上記のように構成することにより、大口径
の広角像レンズの提供が可能になり、また、コンパクト
化に適する撮影レンズとなる。
【0028】次に、各レンズの曲率半径、各レンズの肉
厚(間隔)、空気間隔、屈折率、アッベ数を具体的に定
めて実施した第1実施例について説明する。なお、面0
〜19は物体側から順番としたレンズなどの各面を示
す。
【0029】
【0030】この第1実施例では、F=−15.86
888、F=9.26151、F=9.50142
4、L=18.90218となっており、上記式
(1)、(2)、(3)に関しては、F/F=|1.
6|、F/F=|1.0|、L/F=2.0となり、
これらの条件式を満たしている。また、N=1.84
666>1.8、Na=(1.60311+1.883
00)/2=1.74でNa>1.74となり、上記式
(4)、(5)を満たしている。
【0031】図2は上記した実施例1の撮影レンズによ
ってえられる球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収
差を示す。なお、この図において、dは587.600
nm、gは435.800nm、cは656.300n
mの各々の波長における特性を示し、非点収差の実線は
メリデオナル像面、点線はサジタル像面、ω/gは半画
角を各々示す。
【0032】図3は第2実施形態として示した撮影レン
ズの光学系図である。この実施形態の撮影レンズは、第
5レンズ22と第6レンズ23との間と、第6レンズ2
3と第7レンズ24との間とに空気間隔を設けたもの
で、その他は上記した第1実施形態の撮影レンズと同構
成となっている。
【0033】このように後群レンズ20に空気間隔を設
けると、上記した条件式(2)において、上限の数値以
上となることにより、球面収差がオ−バ−となり、非点
収差がアンダ−となる。
【0034】次に、第2実施形態の撮影レンズについて
各レンズの曲率半径、各レンズの肉厚(間隔)、空気間
隔、屈折率、アツベ数を具体的に定めて実施した第2実
施例について説明する。なお、面0〜20は物体側から
順番としたレンズなどの各面を示す。
【0035】
【0036】この第2実施例では、F=−17.48
585、F=9.5252、F=9.50138、L
=19.68958となっており、上記式(1)、
(2)、(3)に関しては、F/F=|1.8|、F
/F=|1.0|、L/F=2.0となり、これらの
条件式を満たしている。また、N=1.84666>
1.8、Na=(1.60311+1.88300)/
2=1.74でNa>1.74となり、上記式(4)、
(5)を満たしている。
【0037】図4は上記した実施例2の撮影レンズによ
ってえられる球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収
差を示す。なお、この図において、dは587.600
nm、gは435.800nm、cは656.300n
mの各々の波長における特性を示し、非点収差の実線は
メリデオナル像面、点線はサジタル像面、ω/gは半画
角を各々示す。
【0038】
【発明の効果】上記した通り、本発明によれば、コンパ
クトな高性能の大口径広角結像レンズを提供することが
できる。したがつて、固体撮像素子を備えるカメラに備
え、テレセントリック性を保持して固体撮像素子を効果
的に動作させることができる撮影レンズとして最適なも
のとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態として示した撮影レンズの光学系
図である。
【図2】第1実施形態を実施した実施例1によって得ら
れる各収差を示す特性図である。
【図3】第2実施形態として示した撮影レンズの光学系
図である。
【図4】第2実施形態を実施した実施例2によって得ら
れる各収差を示す特性図である。
【符号の説明】
10 前群レンズ 11 第1レンズ 12 第2レンズ 13 第3レンズ 20 後群レンズ 21 第4レンズ 22 第5レンズ 23 第6レンズ 24 第7レンズ 25 第8レンズ 30 絞り 40 ロ−パスフィルタ
フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA03 LA03 NA02 PA07 PA08 PA17 PA18 PB08 QA02 QA07 QA12 QA22 QA26 QA34 QA41 QA46 RA32 RA43

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側に凸面を向けた正のメニスカス状
    の第1レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカス状
    の第2、第3レンズを物体側から順に配設し、全体とし
    て発散系として形成した前群レンズと、 正の両凸の第4レンズ、負の両凹の第5、第6レンズ、
    正の両凸の第7、第8レンズを物体側から順に配設し、
    全体として収斂系に形成した後群レンズと、 前群レンズと後群レンズとの間の空気間隔内に設けた絞
    りとからなり、 前群レンズの合成焦点距離F、後群レンズの合成焦点
    距離F、レンズ系全体の焦点距離F、レンズ系全長L
    が、 1.5<│F/F│<2.0 0.9<│F/F│<1.1 L/F<2.1 を満たす構成としたことを特徴とするカメラの撮影レン
    ズ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載したカメラの撮影レンズ
    において、 第1レンズの屈折率Nを少なくとも N>1.8 第7、第8レンズの屈折率の平均Naを Na>1.74 に定めたことを特徴とするカメラの撮影レンズ。
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