JP2003241084A - 結像レンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
結像レンズ及びそれを用いた撮像装置Info
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- JP2003241084A JP2003241084A JP2002038397A JP2002038397A JP2003241084A JP 2003241084 A JP2003241084 A JP 2003241084A JP 2002038397 A JP2002038397 A JP 2002038397A JP 2002038397 A JP2002038397 A JP 2002038397A JP 2003241084 A JP2003241084 A JP 2003241084A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/04—Reversed telephoto objectives
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デジタルスチルカメラの撮影レンズとして好
適な結像レンズを提供すること。 【解決手段】 開口絞りＳＰを挟んで物体側に配置され
た前群ＦＬと、像側に配置された正のパワーの後群ＲＬ
とを有する結像レンズであって、各群を構成するレンズ
配置、レンズ形状、レンズ材料、フォーカシング方法な
どを種々の観点で特定した。
適な結像レンズを提供すること。 【解決手段】 開口絞りＳＰを挟んで物体側に配置され
た前群ＦＬと、像側に配置された正のパワーの後群ＲＬ
とを有する結像レンズであって、各群を構成するレンズ
配置、レンズ形状、レンズ材料、フォーカシング方法な
どを種々の観点で特定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影レンズ等に用
いられる結像レンズに関し、特にデジタルスチルカメラ
等のカメラの撮影レンズに好適に用いられるものであ
る。
いられる結像レンズに関し、特にデジタルスチルカメラ
等のカメラの撮影レンズに好適に用いられるものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの画像入力機器とし
てデジタルスチルカメラが普及しつつある。このデジタ
ルスチルカメラではＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子
（光電変換素子）からの出力信号をＡＤ変換して画像デ
ータとし、これをＪＰＥＧ等の圧縮処理を行い、フラッ
シュメモリー等の記録媒体に記録するといった処理が一
般的である。このようにして記録された圧縮データはコ
ンピュータ上で展開された後、モニタ等に表示される。
てデジタルスチルカメラが普及しつつある。このデジタ
ルスチルカメラではＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子
（光電変換素子）からの出力信号をＡＤ変換して画像デ
ータとし、これをＪＰＥＧ等の圧縮処理を行い、フラッ
シュメモリー等の記録媒体に記録するといった処理が一
般的である。このようにして記録された圧縮データはコ
ンピュータ上で展開された後、モニタ等に表示される。
【０００３】このようなデジタルスチルカメラにおいて
は、撮影画像の高精細化と装置の小型化が課題となって
おり、中でも撮影光学系には高解像力と小型化の両立が
求められている。特に携帯性を重視して薄型のカメラと
するには、全長の短い撮影光学系が要求される。光学系
の全長を短縮するには、できるだけ構成枚数の少ない撮
影レンズを用いると有利である。
は、撮影画像の高精細化と装置の小型化が課題となって
おり、中でも撮影光学系には高解像力と小型化の両立が
求められている。特に携帯性を重視して薄型のカメラと
するには、全長の短い撮影光学系が要求される。光学系
の全長を短縮するには、できるだけ構成枚数の少ない撮
影レンズを用いると有利である。
【０００４】デジタルスチルカメラに好適なバックフォ
ーカスの長い撮影レンズとして、負のパワーの前群、正
のパワーの後群で構成される、所謂レトロフォーカス型
の撮影レンズが多数知られている。特に構成枚数が少な
いレトロフォーカス型の撮影レンズとしては、前群を１
枚の負レンズで構成したものがある。
ーカスの長い撮影レンズとして、負のパワーの前群、正
のパワーの後群で構成される、所謂レトロフォーカス型
の撮影レンズが多数知られている。特に構成枚数が少な
いレトロフォーカス型の撮影レンズとしては、前群を１
枚の負レンズで構成したものがある。
【０００５】このように前群を１枚の負レンズで構成し
たレトロフォーカス型の撮影レンズとして、米国特許５
４１８６４９号には、物体側から順に、負レンズ、正レ
ンズ、正レンズの３群３枚構成の撮影レンズが開示され
ている。米国特許５４１８６４９号の別の実施例では、
物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正の接合レンズ
の３群４枚構成の撮影レンズが開示されている。
たレトロフォーカス型の撮影レンズとして、米国特許５
４１８６４９号には、物体側から順に、負レンズ、正レ
ンズ、正レンズの３群３枚構成の撮影レンズが開示され
ている。米国特許５４１８６４９号の別の実施例では、
物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正の接合レンズ
の３群４枚構成の撮影レンズが開示されている。
【０００６】更に、特公平７−１２２６９２号公報に
は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、
正レンズの４群４枚構成の撮影レンズが開示されてい
る。特公平５−３７２８８号公報には、物体側から順
に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４群４
枚構成の撮影レンズが開示されている。特公平５−２０
７２４号公報には、物体側から順に、負レンズ、正レン
ズ、正レンズ、負レンズの４群４枚構成の撮影レンズが
開示されている。特公昭６１−４６８０７号公報には、
物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正の
接合レンズの４群５枚構成の撮影レンズが開示されてい
る。特公昭５８−７号公報及び特開平９−１８９８５６
号公報には、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負
の接合レンズ、正レンズの４群５枚構成の撮影レンズが
開示されている。米国特許４１４６３０４号には、物体
側から順に、負レンズ、正レンズ、正の接合レンズ、正
レンズの４群５枚構成の撮影レンズが開示されている。
米国特許４６７４８４４号には、物体側から順に、負レ
ンズ、正レンズ、正の接合レンズ、負レンズの４群５枚
構成の撮影レンズが開示されている。特公昭６０−３２
１６５号公報には、物体側から順に、負レンズ、正レン
ズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの５群５枚構成の撮
影レンズが開示されている。
は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、
正レンズの４群４枚構成の撮影レンズが開示されてい
る。特公平５−３７２８８号公報には、物体側から順
に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４群４
枚構成の撮影レンズが開示されている。特公平５−２０
７２４号公報には、物体側から順に、負レンズ、正レン
ズ、正レンズ、負レンズの４群４枚構成の撮影レンズが
開示されている。特公昭６１−４６８０７号公報には、
物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正の
接合レンズの４群５枚構成の撮影レンズが開示されてい
る。特公昭５８−７号公報及び特開平９−１８９８５６
号公報には、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負
の接合レンズ、正レンズの４群５枚構成の撮影レンズが
開示されている。米国特許４１４６３０４号には、物体
側から順に、負レンズ、正レンズ、正の接合レンズ、正
レンズの４群５枚構成の撮影レンズが開示されている。
米国特許４６７４８４４号には、物体側から順に、負レ
ンズ、正レンズ、正の接合レンズ、負レンズの４群５枚
構成の撮影レンズが開示されている。特公昭６０−３２
１６５号公報には、物体側から順に、負レンズ、正レン
ズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの５群５枚構成の撮
影レンズが開示されている。
【０００７】上記の公報に開示された撮影レンズはいず
れもレトロフォーカス型であり、第１レンズが負の前
群、第２レンズ以降が正の後群となっている。
れもレトロフォーカス型であり、第１レンズが負の前
群、第２レンズ以降が正の後群となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の撮影レンズは、より高解像で、より小型化が求
められる昨今のデジタルスチルカメラ用としては、性能
面でも大きさの面でも不十分であった。
た従来の撮影レンズは、より高解像で、より小型化が求
められる昨今のデジタルスチルカメラ用としては、性能
面でも大きさの面でも不十分であった。
【０００９】そこで本発明は、これらの従来例にはない
新規な構成で、小型で、高性能で、広画角で、更には製
造誤差による性能劣化の少ない結像レンズを提供するこ
と目的とする。
新規な構成で、小型で、高性能で、広画角で、更には製
造誤差による性能劣化の少ない結像レンズを提供するこ
と目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明は、開口絞りを挟んで物体側に配置された
前群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結
像レンズであって、各群を構成するレンズ配置、レンズ
形状、レンズ材料、フォーカシング方法などを後述する
実施形態で説明するように種々の観点で特定することを
特徴としている。
ため、本発明は、開口絞りを挟んで物体側に配置された
前群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結
像レンズであって、各群を構成するレンズ配置、レンズ
形状、レンズ材料、フォーカシング方法などを後述する
実施形態で説明するように種々の観点で特定することを
特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明の結像
レンズの実施形態について説明する。
レンズの実施形態について説明する。
【００１２】図1は後述する数値実施例１の結像レンズ
の断面図、図２はその諸収差図である。図３は後述する
数値実施例２の結像レンズの断面図、図４はその諸収差
図である。図５は後述する数値実施例３の結像レンズの
断面図、図６はその諸収差図である。図７は後述する数
値実施例４の結像レンズの断面図、図８はその諸収差図
である。図９は後述する数値実施例５の結像レンズの断
面図、図１０はその諸収差図である。
の断面図、図２はその諸収差図である。図３は後述する
数値実施例２の結像レンズの断面図、図４はその諸収差
図である。図５は後述する数値実施例３の結像レンズの
断面図、図６はその諸収差図である。図７は後述する数
値実施例４の結像レンズの断面図、図８はその諸収差図
である。図９は後述する数値実施例５の結像レンズの断
面図、図１０はその諸収差図である。
【００１３】図１，３，５，７，９に示す断面図におい
て、ＦＬは前群（前方レンズ群）、ＲＬは正のパワー
（焦点距離の逆数）の後群（後方レンズ群）である。前
群ＦＬは、本実施形態では正のパワーであるが負のパワ
ーであってもよい。ＳＰは開口絞りであり、前群ＦＬと
後群ＲＬは開口絞りＳＰを挟んで、それぞれ物体側（図
中、左側）、像側（図中、右側）に配置されている。Ｓ
Ｔはフレアを防ぐため不要光をカットするフレアカット
絞り（フレアストッパ）、ＧＢは光学的ローパスフィル
タ、赤外カットフィルタ等に相当するガラスブロックで
ある。ＩＰは像面であり、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の固体撮
像素子（光電変換素子）の受光面が配置される。
て、ＦＬは前群（前方レンズ群）、ＲＬは正のパワー
（焦点距離の逆数）の後群（後方レンズ群）である。前
群ＦＬは、本実施形態では正のパワーであるが負のパワ
ーであってもよい。ＳＰは開口絞りであり、前群ＦＬと
後群ＲＬは開口絞りＳＰを挟んで、それぞれ物体側（図
中、左側）、像側（図中、右側）に配置されている。Ｓ
Ｔはフレアを防ぐため不要光をカットするフレアカット
絞り（フレアストッパ）、ＧＢは光学的ローパスフィル
タ、赤外カットフィルタ等に相当するガラスブロックで
ある。ＩＰは像面であり、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の固体撮
像素子（光電変換素子）の受光面が配置される。
【００１４】前群ＦＬは、物体側より順に、像側に凹面
を向けたメニスカス形状の負レンズＧ１、像側（開口絞
りＳＰ側）に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ
２で構成されている。このように前群ＦＬを像側の面が
凹面である正レンズＧ２と、その物体側に配置した負レ
ンズＧ１とを有するよう構成することで、広画角であり
ながら歪曲と像面湾曲を良好に補正した結像レンズを実
現している。
を向けたメニスカス形状の負レンズＧ１、像側（開口絞
りＳＰ側）に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ
２で構成されている。このように前群ＦＬを像側の面が
凹面である正レンズＧ２と、その物体側に配置した負レ
ンズＧ１とを有するよう構成することで、広画角であり
ながら歪曲と像面湾曲を良好に補正した結像レンズを実
現している。
【００１５】また後群ＲＬは、物体側より順に、物体側
に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ３、像側に
凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ４、そして正
レンズＧ５により構成されている。このように後群ＲＬ
を物体側に凹面を向けたメニスカス負レンズＧ３と２つ
の正レンズＧ４，Ｇ５で構成することで、負レンズＧ３
と正レンズＧ４の相対偏心による片ボケを減少させるこ
とが可能となる。
に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ３、像側に
凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ４、そして正
レンズＧ５により構成されている。このように後群ＲＬ
を物体側に凹面を向けたメニスカス負レンズＧ３と２つ
の正レンズＧ４，Ｇ５で構成することで、負レンズＧ３
と正レンズＧ４の相対偏心による片ボケを減少させるこ
とが可能となる。
【００１６】後群ＲＬの負レンズＧ３は、屈折率Ｎｄが
１．８６以上、アッベ数νｄが２３未満の材料により構
成している。これにより、レンズ系中の正レンズにアッ
ベ数の小さな材料を選定することができるので、全系の
色収差を補正しながら正レンズの屈折率を上げることが
可能になる。その結果、像面湾曲の少ない、小型で広角
な結像レンズが実現可能となる。
１．８６以上、アッベ数νｄが２３未満の材料により構
成している。これにより、レンズ系中の正レンズにアッ
ベ数の小さな材料を選定することができるので、全系の
色収差を補正しながら正レンズの屈折率を上げることが
可能になる。その結果、像面湾曲の少ない、小型で広角
な結像レンズが実現可能となる。
【００１７】また、前群ＦＬと後群ＲＬの各々に非球面
を持たせることで、広画角でありながら、歪曲収差と像
面湾曲収差を良好に補正した結像レンズを実現してい
る。
を持たせることで、広画角でありながら、歪曲収差と像
面湾曲収差を良好に補正した結像レンズを実現してい
る。
【００１８】更に、本実施形態では、フォーカシングを
後群ＲＬを移動させることにより行っている。この際、
前群ＦＬ又は開口絞りＳＰを固定とすることで、堅牢で
小型な結像レンズを実現している。
後群ＲＬを移動させることにより行っている。この際、
前群ＦＬ又は開口絞りＳＰを固定とすることで、堅牢で
小型な結像レンズを実現している。
【００１９】ここで、数値実施例１，２，３，５に示し
た結像レンズでは、前群ＦＬを固定とし、開口絞りＳＰ
と後群ＲＬを一体的に移動するリアフォーカス方式、開
口絞りＳＰを固定とし、前群ＦＬと後群ＲＬを一体的に
移動するフォーカス方式、前群ＦＬと開口絞りＳＰを共
に固定とし、後群ＲＬのみを移動するリアフォーカス方
式が実施可能である。
た結像レンズでは、前群ＦＬを固定とし、開口絞りＳＰ
と後群ＲＬを一体的に移動するリアフォーカス方式、開
口絞りＳＰを固定とし、前群ＦＬと後群ＲＬを一体的に
移動するフォーカス方式、前群ＦＬと開口絞りＳＰを共
に固定とし、後群ＲＬのみを移動するリアフォーカス方
式が実施可能である。
【００２０】また、前群ＦＬの負レンズＧ１と正レンズ
Ｇ２の間隔をＬ１、結像レンズ全系の合成焦点距離をｆ
とするとき、本実施形態では ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ ・・・（１） なる条件を満足するよう各レンズ群を適切な構成にし
て、小型な広角レンズを実現している。条件式（１）の
上限は０．１２にするとより良い。
Ｇ２の間隔をＬ１、結像レンズ全系の合成焦点距離をｆ
とするとき、本実施形態では ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ ・・・（１） なる条件を満足するよう各レンズ群を適切な構成にし
て、小型な広角レンズを実現している。条件式（１）の
上限は０．１２にするとより良い。
【００２１】また、前群ＦＬの負レンズＧ１の像側の面
の近軸曲率半径Ｒ１ｂ、正レンズＧ２の物体側の面の近
軸曲率半径をＲ２ａとするとき、 ０．２０＜Ｒ１ｂ／Ｒ２ａ＜０．９５ ・・・（２） なる条件を満足するよう各レンズを構成している。条件
式（２）を満足させたことにより、負レンズＧ１と正レ
ンズＧ２のレンズ径を大型にすることなく、負レンズＧ
１の像側の面に正レンズＧ２の物体側の面の外径周縁部
をマージナルコンタクトさせることが可能となる。この
マージナルコンタクトにより、負レンズＧ１と正レンズ
Ｇ２の間隔誤差を減少することができ、製造誤差による
コマ収差の発生、焦点距離ずれを減少させることが可能
になる。
の近軸曲率半径Ｒ１ｂ、正レンズＧ２の物体側の面の近
軸曲率半径をＲ２ａとするとき、 ０．２０＜Ｒ１ｂ／Ｒ２ａ＜０．９５ ・・・（２） なる条件を満足するよう各レンズを構成している。条件
式（２）を満足させたことにより、負レンズＧ１と正レ
ンズＧ２のレンズ径を大型にすることなく、負レンズＧ
１の像側の面に正レンズＧ２の物体側の面の外径周縁部
をマージナルコンタクトさせることが可能となる。この
マージナルコンタクトにより、負レンズＧ１と正レンズ
Ｇ２の間隔誤差を減少することができ、製造誤差による
コマ収差の発生、焦点距離ずれを減少させることが可能
になる。
【００２２】条件式（２）の上限を超えると、コマ収差
の発生が大きくなるのでよくない。一方、下限を超える
と、球面収差の発生が大きくなるのでよくない。条件式
（２）は上限を０．８５、更には０．７５にするとコマ
収差の補正上より好ましく、下限を０．３５、更には
０．５にすると球面収差の補正上より好ましい。
の発生が大きくなるのでよくない。一方、下限を超える
と、球面収差の発生が大きくなるのでよくない。条件式
（２）は上限を０．８５、更には０．７５にするとコマ
収差の補正上より好ましく、下限を０．３５、更には
０．５にすると球面収差の補正上より好ましい。
【００２３】なお、図１，３，５に示した数値実施例１
〜３の結像レンズは、負レンズＧ１の像側の面に正レン
ズＧ２の周縁部をマージナルコンタクトさせた例であ
る。図７に示した数値実施例４の結像レンズは負レンズ
Ｇ１と正レンズＧ２を接触させておらず、図９に示した
数値実施例５では、逆に負レンズＧ１の内径周縁部を正
レンズＧ２の物体側の面にマージナルコンタクトさせて
いる。このように２つのマージナルコンタクトさせるか
否かは、製造上、光学性能上の要求により適宜選択可能
である。
〜３の結像レンズは、負レンズＧ１の像側の面に正レン
ズＧ２の周縁部をマージナルコンタクトさせた例であ
る。図７に示した数値実施例４の結像レンズは負レンズ
Ｇ１と正レンズＧ２を接触させておらず、図９に示した
数値実施例５では、逆に負レンズＧ１の内径周縁部を正
レンズＧ２の物体側の面にマージナルコンタクトさせて
いる。このように２つのマージナルコンタクトさせるか
否かは、製造上、光学性能上の要求により適宜選択可能
である。
【００２４】また、前群ＦＬの正レンズＧ２の物体側の
面の近軸曲率半径をＲ２ａ、像側の面の近軸曲率半径を
Ｒ２ｂとするとき、 −１．００＜（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）＜０．００・・・（３） なる条件を満足するよう正レンズＧ２を構成している。
面の近軸曲率半径をＲ２ａ、像側の面の近軸曲率半径を
Ｒ２ｂとするとき、 −１．００＜（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）＜０．００・・・（３） なる条件を満足するよう正レンズＧ２を構成している。
【００２５】条件式（３）は正レンズＧ２の形状を規定
するものであり、下限を超えると、正レンズＧ２の像側
の面が像側に凸面を向けた形状となり、正レンズＧ２の
偏心誤差による片ボケが大きくなるのでよくない。一
方、上限を超えると、歪曲の補正が困難になるのでよく
ない。なお条件式（３）は、上限を−０．２、更には−
０．４にすると、上記効果を得る上でより好ましい。
するものであり、下限を超えると、正レンズＧ２の像側
の面が像側に凸面を向けた形状となり、正レンズＧ２の
偏心誤差による片ボケが大きくなるのでよくない。一
方、上限を超えると、歪曲の補正が困難になるのでよく
ない。なお条件式（３）は、上限を−０．２、更には−
０．４にすると、上記効果を得る上でより好ましい。
【００２６】また、後群ＲＬの負レンズＧ３の物体側の
面の近軸曲率半径をＲ３ａ、像側の面の近軸曲率半径を
Ｒ３ｂとするとき、 −１．００＜（Ｒ３ａ−Ｒ３ｂ）／（Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ）＜０．００…（４） なる条件を満足するよう負レンズＧ３を構成している。
面の近軸曲率半径をＲ３ａ、像側の面の近軸曲率半径を
Ｒ３ｂとするとき、 −１．００＜（Ｒ３ａ−Ｒ３ｂ）／（Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ）＜０．００…（４） なる条件を満足するよう負レンズＧ３を構成している。
【００２７】条件式（４）は負レンズＧ３の形状を規定
するものであり、下限を超えると、負レンズＧ３の像側
の面が像側に凹面を向けた形状となり、負レンズＧ３の
偏心誤差による片ボケが大きくなるのでよくない。一
方、上限を超えると、球面収差の補正が困難になるので
よくない。なお条件式（４）は、上限を−０．２、更に
は−０．４にすると、上記効果を得る上でより好まし
い。
するものであり、下限を超えると、負レンズＧ３の像側
の面が像側に凹面を向けた形状となり、負レンズＧ３の
偏心誤差による片ボケが大きくなるのでよくない。一
方、上限を超えると、球面収差の補正が困難になるので
よくない。なお条件式（４）は、上限を−０．２、更に
は−０．４にすると、上記効果を得る上でより好まし
い。
【００２８】また、後群ＲＬの正レンズＧ４の物体側の
面の近軸曲率半径をＲ４ａ、像側の面の近軸曲率半径を
Ｒ４ｂとするとき、 ０．００＜（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）＜１．００・・・（５） なる条件を満足するよう正レンズＧ４を構成している。
面の近軸曲率半径をＲ４ａ、像側の面の近軸曲率半径を
Ｒ４ｂとするとき、 ０．００＜（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）＜１．００・・・（５） なる条件を満足するよう正レンズＧ４を構成している。
【００２９】条件式（５）は正レンズＧ４の形状を規定
するものであり、上限を超えると、正レンズＧ４の物体
側の面が物体側に凸面を向けた形状となり、正レンズＧ
４の偏心誤差による片ボケが大きくなるのでよくない。
一方、下限を超えると、球面収差の補正が困難になるの
でよくない。なお条件式（５）は、下限を０．２、更に
は０．４にすると、上記効果を得る上でより好ましい。
するものであり、上限を超えると、正レンズＧ４の物体
側の面が物体側に凸面を向けた形状となり、正レンズＧ
４の偏心誤差による片ボケが大きくなるのでよくない。
一方、下限を超えると、球面収差の補正が困難になるの
でよくない。なお条件式（５）は、下限を０．２、更に
は０．４にすると、上記効果を得る上でより好ましい。
【００３０】また、前群ＦＬの焦点距離をｆ１とすると
き、 −０．２０＜ｆ／ｆ１＜０．６０ ・・・（６） なる条件を満足するよう各レンズ群を構成している。
き、 −０．２０＜ｆ／ｆ１＜０．６０ ・・・（６） なる条件を満足するよう各レンズ群を構成している。
【００３１】条件式（６）は前群ＦＬのパワーに関する
ものであり、上限を越えて正のパワーが強くなりすぎる
と、バックフォーカスが短くなると共に、射出瞳位置が
像面に近くなりよくない。一方、下限を越えて負のパワ
ーが強くなりすぎると、バックフォーカスが長くなりす
ぎて全系を小型にするのが困難になるのでよくない。な
お条件式（６）は上限を０．４、更には０．２にすると
より好ましく、下限を−０．１、更には０．０にすると
より好ましい。
ものであり、上限を越えて正のパワーが強くなりすぎる
と、バックフォーカスが短くなると共に、射出瞳位置が
像面に近くなりよくない。一方、下限を越えて負のパワ
ーが強くなりすぎると、バックフォーカスが長くなりす
ぎて全系を小型にするのが困難になるのでよくない。な
お条件式（６）は上限を０．４、更には０．２にすると
より好ましく、下限を−０．１、更には０．０にすると
より好ましい。
【００３２】また、前群ＦＬの最も物体側の面を所定の
軸上光線が通過する高さをｈａ、前群ＦＬの最も像側の
面を同じ軸上光線が通過する高さをｈｂとするとき、 ０．７０＜ｈａ／ｈｂ＜１．３０ ・・・（７） なる条件を満足するよう構成している。
軸上光線が通過する高さをｈａ、前群ＦＬの最も像側の
面を同じ軸上光線が通過する高さをｈｂとするとき、 ０．７０＜ｈａ／ｈｂ＜１．３０ ・・・（７） なる条件を満足するよう構成している。
【００３３】条件式（７）は前群ＦＬの角倍率に関係す
るものであり、上限を超えると、後群ＲＬの焦点距離を
短くせねばならず、像面湾曲の補正が困難になるのでよ
くない。一方、下限を超えると、前群ＦＬで発生する歪
曲が大きくなるのでよくない。なお条件式（７）は、上
限を１．２０、下限を０．８、更には０．９にすると、
上記効果を得る上でより好ましい。
るものであり、上限を超えると、後群ＲＬの焦点距離を
短くせねばならず、像面湾曲の補正が困難になるのでよ
くない。一方、下限を超えると、前群ＦＬで発生する歪
曲が大きくなるのでよくない。なお条件式（７）は、上
限を１．２０、下限を０．８、更には０．９にすると、
上記効果を得る上でより好ましい。
【００３４】本実施形態で説明した数値実施例１〜５の
結像レンズは、上記条件式（１）〜（７）を同時に満足
しているが、各条件式において説明した効果はそれぞれ
の条件式を満足することによって独立して得られるもの
である。したがって、本発明の結像レンズにおいて、必
ずしも全ての条件を同時に満足せねばならぬものではな
く、要求される結像レンズの仕様によって、適宜必要な
条件を選択すればよい。
結像レンズは、上記条件式（１）〜（７）を同時に満足
しているが、各条件式において説明した効果はそれぞれ
の条件式を満足することによって独立して得られるもの
である。したがって、本発明の結像レンズにおいて、必
ずしも全ての条件を同時に満足せねばならぬものではな
く、要求される結像レンズの仕様によって、適宜必要な
条件を選択すればよい。
【００３５】次に、数値実施例１〜５の結像レンズの数
値データを示す。
値データを示す。
【００３６】各数値実施例において、ｆは焦点距離、Ｆ
ＮｏはＦナンバー、ωは半画角、ｒｉは物体側より第ｉ
番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目の
光学部材厚又は空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より
順に第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。
ＮｏはＦナンバー、ωは半画角、ｒｉは物体側より第ｉ
番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目の
光学部材厚又は空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より
順に第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。
【００３７】非球面形状は、ｋを円錐係数、Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅを非球面係数、ｈを光軸からの高さとするとき、
以下の式によって表現される。
Ｄ，Ｅを非球面係数、ｈを光軸からの高さとするとき、
以下の式によって表現される。
【００３８】
【外１】
【００３９】
【外２】
【００４０】
【外３】
【００４１】
【外４】
【００４２】
【外５】
【００４３】
【外６】
【００４４】各数値実施例の条件式（１）〜（７）の値
を以下に示す。
を以下に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】次に数値実施例１〜５の結像レンズを備え
たデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施形態につい
て、図１１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
たデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施形態につい
て、図１１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００４７】図１１（ａ）はデジタルスチルカメラの正
面図、図１１（ｂ）は側部断面図である。図中、１０は
デジタルスチルカメラ本体（筐体）、１１は数値実施例
１〜５いずれかの結像レンズを用いた撮影光学系、１２
はファインダー光学系、１３はＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の固
体撮像素子（光電変換素子）である。
面図、図１１（ｂ）は側部断面図である。図中、１０は
デジタルスチルカメラ本体（筐体）、１１は数値実施例
１〜５いずれかの結像レンズを用いた撮影光学系、１２
はファインダー光学系、１３はＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の固
体撮像素子（光電変換素子）である。
【００４８】このように数値実施例１〜５の結像レンズ
をデジタルスチルカメラの撮影光学系に適用すること
で、コンパクトで良好な性能の撮像装置が実現できる。
をデジタルスチルカメラの撮影光学系に適用すること
で、コンパクトで良好な性能の撮像装置が実現できる。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、小型、高性能、広画
角、そして製造誤差による性能劣化の少ない結像レンズ
を実現することができる。
角、そして製造誤差による性能劣化の少ない結像レンズ
を実現することができる。
【図１】数値実施例１の結像レンズの断面図である。
【図２】数値実施例１の結像レンズの諸収差図である。
【図３】数値実施例２の結像レンズの断面図である。
【図４】数値実施例２の結像レンズの諸収差図である。
【図５】数値実施例３の結像レンズの断面図である。
【図６】数値実施例３の結像レンズの諸収差図である。
【図７】数値実施例４の結像レンズの断面図である。
【図８】数値実施例４の結像レンズの諸収差図である。
【図９】数値実施例５の結像レンズの断面図である。
【図１０】数値実施例５の結像レンズの諸収差図であ
る。
る。
【図１１】撮像装置の概略構成図である。
ＦＬ 前群
ＲＬ 後群
ＳＰ 開口絞り
ＳＴ フレアカット絞り
ＩＰ 像面
Claims (20)
- 【請求項１】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群は像側の面が凹面である正レ
ンズとその物体側に配置された負レンズとを有し、前記
前群か前記開口絞りの少なくとも一方を固定としたまま
前記後群を移動させることによってフォーカシングを行
うことを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項２】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群と前記後群の各々が非球面を
有し、前記前群か前記開口絞りの少なくとも一方を固定
としたまま前記後群を移動させることによってフォーカ
シングを行うことを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項３】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記後群は、物体側より順に、物体側
に凹面を向けたメニスカス負レンズと正レンズと正レン
ズとを有し、前記前群か前記開口絞りの少なくとも一方
を固定としたまま前記後群を移動させることによってフ
ォーカシングを行うことを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項４】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記後群は、物体側より順に、負レン
ズと像側に凸面を向けたメニスカス正レンズと正レンズ
とを有し、前記前群か前記開口絞りの少なくとも一方を
固定としたまま前記後群を移動させることによってフォ
ーカシングを行うことを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項５】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群は正レンズとその物体側に配
置された負レンズとを有し、前記正レンズと前記負レン
ズの間隔をＬ１、全系の合成焦点距離をｆとするとき、 ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ なる条件を満足すると共に、前記前群か前記開口絞りの
少なくとも一方を固定としたまま前記後群を移動させる
ことによってフォーカシングを行うことを特徴とする結
像レンズ。 - 【請求項６】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群は像側の面が凹面である正レ
ンズとその物体側に配置された負レンズとを有すると共
に、前記負レンズと前記正レンズの間隔をＬ１、全系の
合成焦点距離をｆとするとき、 ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ なる条件を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項７】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群は、正レンズとその物体側に
配置され、像側が非球面の負レンズとを有し、前記後群
は、物体側より順に、負レンズと正レンズと像側が非球
面の正レンズとを有し、前記前群の負レンズと正レンズ
の間隔をＬ１、全系の合成焦点距離をｆとするとき、 ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ なる条件を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項８】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群は、正レンズとその物体側に
配置された負レンズとを有し、前記後群は、物体側より
順に、物体側に凹面を向けたメニスカス負レンズと正レ
ンズと正レンズとを有し、前記前群の負レンズと正レン
ズの間隔をＬ１、全系の合成焦点距離をｆとするとき、 ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ なる条件を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項９】 開口絞りを挟んで物体側に配置された前
群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結像
レンズであって、前記前群は、正レンズとその物体側に
配置された負レンズとを有し、前記後群は、物体側より
順に、負レンズと像側に凸面を向けたメニスカス正レン
ズと正レンズとを有し、前記前群の負レンズと正レンズ
の間隔をＬ１、全系の合成焦点距離をｆとするとき、 ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ なる条件を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項１０】 開口絞りを挟んで物体側に配置された
前群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結
像レンズであって、前記後群が有する負レンズは１つの
みであり、該負レンズの屈折率をＮｄ、アッベ数をνｄ
とするとき、 Ｎｄ≧１．８６ νｄ＜２３ であることを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項１１】 開口絞りを挟んで物体側に配置された
前群と、像側に配置された正のパワーの後群を有する結
像レンズであって、前記前群は、正レンズとその物体側
に配置された負レンズとを有し、該負レンズの像側の面
に該正レンズの物体側の面の周縁部を接触させると共
に、前記正レンズと前記負レンズの間隔をＬ１、全系の
合成焦点距離をｆ、前記負レンズの像側の面の近軸曲率
半径をＲ１ｂ、前記正レンズの物体側の面の近軸曲率半
径をＲ２ａとするとき、 ０．００＜Ｌ１／ｆ＜０．１７ ０．２０＜Ｒ１ｂ／Ｒ２ａ＜０．９５ なる条件を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 【請求項１２】 前記前群が正レンズとその物体側に配
置された負レンズを有する場合であって、前記前群の負
レンズの像側の面の近軸曲率半径をＲ１ｂ、前記前群の
正レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲ２ａとすると
き、 ０．２０＜Ｒ１ｂ／Ｒ２ａ＜０．９５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１１
のいずれか１項に記載の結像レンズ。 - 【請求項１３】 前記前群が正レンズとその物体側に配
置された負レンズを有する場合であって、前記前群の正
レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲ２ａ、像側の面
の近軸曲率半径をＲ２ｂとするとき、 −１．００＜（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）
＜０．００ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１２
のいずれか１項に記載の結像レンズ。 - 【請求項１４】 前記後群が有する負レンズが最も物体
側に配置された１つのみであって、前記後群の負レンズ
の物体側の面の近軸曲率半径をＲ３ａ、像側の面の近軸
曲率半径をＲ３ｂとするとき、 −１．００＜（Ｒ３ａ−Ｒ３ｂ）／（Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ）
＜０．００ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１３
のいずれか１項に記載の結像レンズ。 - 【請求項１５】 前記後群が負レンズとその像側に配置
された正レンズとを有する場合であって、前記後群の負
レンズの像側に配置された正レンズの物体側の面の近軸
曲率半径をＲ４ａ、像側の面の近軸曲率半径をＲ４ｂと
するとき、 ０．００＜（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）＜
１．００ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１４
のいずれか１項に記載の結像レンズ。 - 【請求項１６】 全系の焦点距離をｆ、前記前群の焦点
距離をｆ１とするとき、 −０．２０＜ｆ／ｆ１＜０．６０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１５
のいずれか１項に記載の結像レンズ。 - 【請求項１７】 前記前群が正レンズとその物体側に配
置された負レンズを有する場合であって、前記前群の最
も物体側の面を軸上光線が通過する高さをｈａ、前記前
群の最も像側の面を同じ軸上光線が通過する高さをｈｂ
とするとき、 ０．７＜ｈａ／ｈｂ＜１．３０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１６
のいずれか１項に記載の結像レンズ。 - 【請求項１８】 前記後群は、物体側より順に、負レン
ズと正レンズを接合した接合レンズと、正レンズとを有
することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項
に記載の結像レンズ。 - 【請求項１９】 請求項１乃至１９のいずれか１項に記
載の結像レンズを有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２０】 前記結像レンズが形成する像を受光す
る固体撮像素子を有することを特徴とする請求項１９記
載の撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038397A JP2003241084A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 結像レンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| US10/364,876 US6865031B2 (en) | 2002-02-15 | 2003-02-12 | Imaging lens system and image taking apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038397A JP2003241084A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 結像レンズ及びそれを用いた撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003241084A true JP2003241084A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27678169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002038397A Abandoned JP2003241084A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 結像レンズ及びそれを用いた撮像装置 |
Country Status (2)
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| JP (1) | JP2003241084A (ja) |
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| JPS6032165B2 (ja) | 1976-04-06 | 1985-07-26 | オリンパス光学工業株式会社 | レトロフオ−カス型広角レンズ |
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- 2002-02-15 JP JP2002038397A patent/JP2003241084A/ja not_active Abandoned
-
2003
- 2003-02-12 US US10/364,876 patent/US6865031B2/en not_active Expired - Fee Related
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