JP2010072390A

JP2010072390A - 明るい撮影レンズ系及びそれを用いた電子撮像装置

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Publication number: JP2010072390A
Application number: JP2008240378A
Authority: JP
Inventors: Jun Hirakawa; 純平川
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: US20100073777A1; JP5078818B2; US7808723B2

Abstract

【目的】物体側から順に、正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、この負レンズに貼合された正レンズと、２枚または３枚の正レンズとを有する明るい撮影レンズ系において、サジタル横収差を良好に補正する。
【構成】像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズの間に、全系に含まれる負レンズの中で最も弱い負の屈折力の中間レンズを配置した撮影レンズ系。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｆ値が１．４程度で半画角が１４゜程度の明るい撮影レンズ系及びこれを用いた電子撮像装置に関する。

図１０は、本発明が改良の目的とする撮影レンズ系の従来例を示している（特許文献１）。この撮影レンズ系は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、この負レンズに貼合された正レンズと、２枚の正レンズとからなっている。
特開平6-242370号公報

しかしながら、この従来例では、特にサジタル横収差の補正が不十分なきらいがあった。本発明は、特許文献１に開示された基本レンズ構成を有する撮影レンズ系において、特にサジタル横収差を良好に補正することを目的とする。

本発明者は、サジタル横収差を補正することが困難な理由について考察した結果、絞りを挟んで対向する一対の凹面のパワーが強いことがサジタル横収差を補正することが困難な理由であり、この絞りを挟んで対向する一対の凹面の間に、弱い負の屈折力の中間（補助）レンズを配置すると、サジタル横収差を良好に補正することができることを見出して完成されたものである。

本発明による明るい撮影レンズ系は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、この負レンズに貼合された正レンズと、２枚または３枚の正レンズとを有する明るい撮影レンズ系において、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズの間に、全系に含まれる負レンズの中で最も弱い負の屈折力の中間レンズを配置したことを特徴としている。

中間レンズは、次の条件式（１）を満足するパワーとすることが好ましい。
（１）０．１＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．３（ｆ４＜０）
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ４；中間レンズの焦点距離、
である。

本発明の撮影レンズ系では、全系繰出によるフォーカシング機構を採用することも可能であるが、好ましくは、近距離物体へのフォーカシングに際し、最も像側のレンズは固定し、その物体側に位置する全レンズを物体側に移動させるフォーカシング形式を採用することが好ましい。このフォーカシング形式によると、近接撮影時の球面収差を良好に補正することができる。

このフォーカシング態様では、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）６０＜ν
但し、
ν；フォーカシングの際に移動する絞りより像側の正レンズのうち最大のアッベ数を有する正レンズのアッベ数、
である。

本発明は、別の態様では、以上の明るい撮影レンズ系によって結像される撮像素子を備えた電子撮像装置である。

本発明は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、この負レンズに貼合された正レンズと、２枚または３枚の正レンズとを有する明るい撮影レンズ系において、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズの間に、全系に含まれる負レンズの中で最も弱い負の屈折力の中間レンズを配置したので、サジタル横収差を良好に補正することができる。

本実施形態の明るい撮影レンズ系は、図１、図４、図７の各実施例に示すように、物体側から順に、正レンズ（物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ）１１と、正レンズ（物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ）１２と、像側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ）１３と、絞りＳと、弱い負のパワーの中間レンズ（物体側に凹面を向けた負レンズ）１４と、物体側に凹面を向けた負レンズ１５（両凹負レンズ）と、この負レンズ１５に貼合された正レンズ１６（両凸正レンズ）と、３枚の正レンズ（像側に凸の正メニスカスレンズ、両凸正レンズ、像側に凸の正レンズ）１７、１８、１９とを有している。

このレンズ配置は、図１０の従来例に比して、像側に凹面を向けた負レンズ１３と物体側に凹面を向けた負レンズ１５との間に、中間レンズ１４が位置している点、及び接合レンズの像側の２枚の正レンズに代えて３枚の正レンズが位置している点において大きく異なる。

中間レンズ１４は、全系に含まれる負レンズの中で最も弱い負の屈折力レンズである。このように弱い負の屈折力の中間レンズ１４を、絞りＳを挟む像側に凹面を向けた負レンズ１３と物体側に凹面を向けた負レンズ１５との間に位置させると、特にサジタル横収差を良好に補正することができる。また、この弱い負の屈折力の中間レンズ１４は、その物体側の面を凹面とし、像側の面を平面とした平凹レンズから構成すると、物体側に凹面を向けた負レンズ１５の該凹面に対する光線の入射角度を低くすることができ、周辺に高次の収差が発生しにくくなるという利点が得られる。中間レンズ１４は、絞りＳの物体側に配置しても像側に配置してもよい。

条件式（１）は、この中間レンズ１４のパワーを規定している。条件式（１）の下限を超えて中間レンズ１４の負のパワーが弱くなると、サジタル横収差の補正を十分に行うことができない。逆に条件式（１）の上限を超えて中間レンズ１４の負のパワーが強くなると、別の収差（例えばメリジオナル横収差）が発生し、その補正が困難になる。

また、本実施形態において、接合レンズ（１５、１６）の像側に３枚の正レンズを配置した理由の一つは、フォーカシング機構にある。本実施形態では、特に近接撮影時の球面収差を良好に補正するために、近距離物体へのフォーカシングに際し、最も像側のレンズは固定し、その物体側に位置する全レンズを物体側に移動させているので、固定レンズとして１枚正レンズを余分に用いている。例えば、全系繰出フォーカシング機構を採用すれば、接合レンズより像側に位置する正レンズを２枚とすることができる。

フォーカシングの際に移動する絞りより像側の正レンズのうちの最大のアッベ数を有する正レンズは、条件式（２）を満足することが好ましい。
条件式（２）を満足する硝材を用いることにより、色収差を小さく抑えることができる。

次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図及び表中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、C線はそれぞれの波長に対する収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、FNO.はＦナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角（゜）、Mは最短撮影距離における横倍率、fBはバックフォーカス（最も像側のカバーガラスの像側の面から撮像面までの距離）、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎ_dはｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。フォーカシングに伴って間隔が変化するレンズ間隔の値（ｄ値）は、無限遠-最短撮影距離の順に示している。

［数値実施例１］
図１ないし図３と表１は、本発明の明るい撮影レンズ系の数値実施例１を示している。図１は、無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図２はその諸収差図、図３は横収差図、表１はその数値データである。以下の数値実施例１ないし３の撮影レンズ系は、その画角が１４゜程度であって、通常の標準レンズ（画角２３°程度）より、若干望遠側の画角を持っている。

この数値実施例１では、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ１３と、絞りＳと、物体側が緩い凹面の平凹レンズ１４と、両凹負レンズ１５と、この両凹負レンズ１５に貼合された両凸正レンズ１６と、像側に凸の正メニスカスレンズ１７、両凸正レンズ１８、像側に凸の平凸正レンズ１９とを有している。面No.１８〜１９は、撮像素子の前方に位置するカバーガラス（フィルター類）Ｃである。近距離物体へのフォーカシングに際し、最も像側の正レンズ１９は固定であり、正レンズ１９より物体側の全レンズが一体に物体側に移動する。絞りＳは第３レンズ（第６面）の後方（像側）7.49の位置にある。

（表１）
FNO. = 1:1.4
f = 56.36
M = -0.173
W = 14.3
fB = 0.0
面No. r d Nd ν
1 50.922 5.50 1.77250 49.6
2 328.301 0.10
3 29.259 5.16 1.80610 40.9
4 50.460 2.66
5 63.688 1.41 1.69895 30.1
6 19.203 9.68
7 -150.000 2.00 1.58144 40.7
8 ∞ 5.49
9 -19.310 1.50 1.76182 26.5
10 77.297 9.43 1.83400 37.2
11 -28.608 0.10
12 -251.725 3.24 1.80610 40.9
13 -64.000 0.10
14 104.000 3.42 1.59240 68.3
15 -197.685 1.00 - 13.27
16 ∞ 3.00 1.48749 70.2
17 -174.750 37.41
18 ∞ 2.00
19 ∞ -

［数値実施例２］
図４ないし図６と表２は、本発明の明るい撮影レンズ系の数値実施例２を示している。図４は、無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図５はその諸収差図、図６は横収差図、表２はその数値データである。絞りＳは第３レンズ（第６面）の後方（像側）6.76の位置にある。
（表２）
FNO. = 1:1.5
f = 56.07
M = -0.173
W = 14.4
fB = 0.0
面No. r d Nd ν
1 65.569 4.32 1.77250 49.6
2 550.208 0.10
3 29.280 5.74 1.80610 40.9
4 56.320 3.22
5 66.392 1.41 1.69895 30.1
6 19.998 8.35
7 -150.000 2.00 1.58144 40.7
8 ∞ 5.44
9 -20.096 1.35 1.76182 26.5
10 65.043 8.85 1.83400 37.2
11 -29.563 0.10
12 -332.532 3.55 1.78590 44.2
13 -65.707 0.10
14 115.451 3.46 1.77250 49.6
15 -385.834 1.00 - 13.30
16 ∞ 3.00 1.48749 70.2
17 -170.312 37.39
18 ∞ 2.00
19 ∞ -

［数値実施例３］
図７ないし図９と表３は、本発明の明るい撮影レンズ系の数値実施例３を示している。図７は、無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図８はその諸収差図、図９は横収差図、表３はその数値データである。絞りＳは第３レンズ（第６面）の後方（像側）6.80の位置にある。
（表３）
FNO. = 1: 1.4
f = 56.36
M = -0.173
W = 14.3
fB = 0.02
面No. r d Nd ν
1 54.300 4.85 1.77250 49.6
2 373.730 0.10
3 29.989 5.98 1.80610 40.9
4 53.340 2.55
5 66.762 1.41 1.69895 30.1
6 19.465 9.58
7 -150.000 2.00 1.58144 40.7
8 ∞ 5.51
9 -19.380 1.50 1.76182 26.5
10 75.210 9.42 1.83400 37.2
11 -29.250 0.10
12 -244.668 3.38 1.80610 40.9
13 -60.000 0.10
14 110.000 3.78 1.59240 68.3
15 -177.690 1.00 - 13.18
16 ∞ 3.00 1.48749 70.2
17 -181.168 37.62
18 ∞ 2.00
19 ∞ -

［比較例］
図１０ないし図１２と表４は、比較例の撮影レンズ系を示している。図１０は、無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図１１はその諸収差図、図１２は横収差図、表４はその数値データである。図１０のレンズ構成では、図１、図４、図７の各実施例のレンズ構成と異なり、中間レンズ１５が存在しない。他の対応するレンズについては同一の符号を付した。絞りＳは第３レンズ（第６面）の後方（像側）7.73の位置とし、また諸収差図は本願実施例の像高に合わせて計算した。
（表４）
FNO. = 1: 1.4
f = 51.55
W = 15.6
fB = 38.50
面No. r d Nd ν
1 41.367 5.09 1.77250 49.6
2 241.284 0.15
3 27.126 4.14 1.83481 42.7
4 40.784 1.38
5 68.568 2.19 1.64769 33.8
6 17.678 15.55
7 -18.632 2.10 1.80518 25.4
8 831.348 6.34 1.75700 47.8
9 -34.089 0.12
10 -79.308 4.17 1.88300 40.8
11 -30.662 0.15
12 127.031 3.00 1.80400 46.6
13 -127.031 -

各実施例及び比較例の各条件式に対する値を表５に示す。
（表５）
条件式１条件式２
実施例１ 0.22 68.3
実施例２ 0.22 70.2
実施例３ 0.22 68.3
比較例 - 49.6

表５から明らかなように、実施例１ないし３は条件式（１）〜（２）を満足しており、また諸収差図から明らかなように、比較例に比して諸収差（特にサジタル横収差）がよく補正されている。

本発明による明るい撮影レンズ系の数値実施例１のレンズ構成図である。図１のレンズ構成の無限遠物体合焦時の諸収差図である。同横収差図である。本発明による明るい撮影レンズ系の数値実施例２のレンズ構成図である。図４のレンズ構成の無限遠物体合焦時の諸収差図である。同横収差図である。本発明による明るい撮影レンズ系の数値実施例３のレンズ構成図である。図７のレンズ構成の無限遠物体合焦時の諸収差図である。同横収差図である。比較例の撮影レンズ系のレンズ構成図である。図１０のレンズ構成の無限遠物体合焦時の諸収差図である。同横収差図である。

Claims

物体側から順に、正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、この負レンズに貼合された正レンズと、２枚または３枚の正レンズとを有する明るい撮影レンズ系において、
上記像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズの間に、全系に含まれる負レンズの中で最も弱い負の屈折力の中間レンズを配置したことを特徴とする明るい撮影レンズ系。
請求項１記載の明るい撮影レンズ系において、次の条件式（１）を満足する明るい撮影レンズ系。
（１）０．１＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．３（ｆ４＜０）
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ４；中間レンズの焦点距離。
請求項１または２記載の明るい撮影レンズ系において、近距離物体へのフォーカシングに際し、最も像側のレンズは固定し、該固定レンズより物体側に位置する全レンズを物体側に移動させる明るい撮影レンズ系。
請求項３記載の明るい撮影レンズ系において、次の条件式（２）を満足する明るい撮影レンズ系。
（２）６０＜ν
但し、
ν；フォーカシングの際に移動する絞りより像側の正レンズのうち最大のアッベ数を有する正レンズのアッベ数。
請求項１ないし４のいずれか１項記載の明るい撮影レンズ系によって結像される撮像素子を備えた電子撮像装置。