JP2010217505A - Imaging optical system, camera, and personal digital assistant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラに撮像光学系として用いられる単焦点の撮像レンズの改良に係り、特に、ディジタルカメラおよびビデオカメラ等のカメラに好適な撮像光学系並びにそのような撮像光学系を有するカメラ装置および携帯情報端末装置に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a single-focus imaging lens used as an imaging optical system in various cameras including a so-called silver salt camera, and in particular, an imaging optical system suitable for cameras such as digital cameras and video cameras, and such The present invention relates to a camera device having an imaging optical system and a portable information terminal device.
近年、ディジタルカメラの市場は、非常に大きなものとなっており、ユーザのディジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。その中で、高性能な単焦点レンズを搭載した小型で高画質のコンパクトカメラというカテゴリがユーザから一定の支持を得ており、期待も大きい。ユーザからの要望としては、高性能であることに加え、Fナンバーが小さい、つまり、大口径であることに対するウエイトが高い。
ここで、高性能化という面では、少なくとも、1,000万〜2,000万画素の撮像素子に対応した解像力を有することに加え、絞り開放からコマフレアが少なく高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがないこと、色収差が少なく輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じないこと、歪曲収差が少なく直線を直線として描写可能なこと等が必要である。
さらに、大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般のコンパクトカメラと差別化する必要性から、少なくともF2.4以下が必要であり、F2.0以下を望む声も少なくない。
また、撮影レンズの画角については、ある程度の広角を望むユーザが多く、撮像光学系の半画角は38度以上であることが望ましい。半画角38度は、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で28mmに相当する。
In recent years, the market for digital cameras has become very large, and the demands of users for digital cameras are also diverse. Among them, the category of compact and high-quality compact cameras equipped with high-performance single focus lenses has gained a certain amount of support from users, and expectations are high. As a request from the user, in addition to high performance, there is a high weight for the small F number, that is, the large aperture.
Here, in terms of performance enhancement, in addition to having a resolution corresponding to at least an image sensor of 10 million to 20 million pixels, from the full aperture to a high contrast and a peripheral portion of the angle of view with little coma flare. It is necessary that there is no distortion of the point image, that there is no chromatic aberration and that no unnecessary coloring is generated even in a portion with a large luminance difference, that there is little distortion and that a straight line can be drawn as a straight line.
Furthermore, in terms of increasing the diameter, at least F2.4 or less is necessary because of the need to differentiate from a general compact camera equipped with a zoom lens, and many people desire F2.0 or less.
In addition, regarding the angle of view of the photographic lens, there are many users who desire a certain wide angle, and it is desirable that the half angle of view of the imaging optical system is 38 degrees or more. A half angle of view of 38 degrees corresponds to a focal length of 28 mm in terms of a 35 mm silver salt camera (so-called Leica version).
ディジタルカメラ用の撮像光学系には多くの種類が考えられるが、広角単焦点レンズの代表的な構成としては、物体側に負の屈折力のレンズ群、像側に正の屈折力のレンズ群を配設した、いわゆるレトロフォーカスタイプが挙げられる。これは、各画素ごとに色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの特性から、射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がセンサに対し垂直に近い角度で入射するようにしたいという要求の存在が、レトロフォーカスタイプが採用される主な理由である。しかしながら、レトロフォーカスタイプは、その屈折力配置の非対称性が大きく、コマ収差や歪曲収差、倍率色収差等の補正が不完全になりがちである。
そのようなレトロフォーカスタイプの撮像光学系の従来例の中で、比較的大口径、かつ、38度前後の半画角を有するものとして、特許文献1(特開平06−308385号公報)や、特許文献2(特開平09−218350号公報)や特許文献3(特開2006−349920号公報)等に開示のものがある。
There are many types of imaging optical systems for digital cameras, but typical configurations of wide-angle single focus lenses include a negative refractive power lens group on the object side and a positive refractive power lens group on the image side. A so-called retrofocus type in which is provided. This is because of the characteristics of an area sensor having a color filter and a microlens for each pixel, there is a need to move the exit pupil position away from the image plane so that the peripheral luminous flux is incident on the sensor at an angle close to vertical. This is the main reason why the retro focus type is adopted. However, the retrofocus type has a large asymmetry in its refractive power arrangement, and tends to be incompletely corrected for coma, distortion, lateral chromatic aberration, and the like.
Among the conventional examples of such a retrofocus type imaging optical system, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 06-308385), which has a relatively large aperture and a half field angle of about 38 degrees, There are some disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 09-218350), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-349920), and the like.
しかしながら、特許文献1に開示された撮像光学系は、F1.4と大口径ではあるものの、非点収差や像面湾曲が大きく、絞り開放付近では周辺部まで十分な性能を有しているとは言えない。また、特許文献2に開示された撮像光学系は、F2.8と大口径化の面でも見劣りする上、非点収差や像面湾曲、倍率色収差が大きく、これも周辺部まで十分な性能を有しているとは到底言えない。また、両者とも歪曲収差が絶対値で2%を超えており、この点でも不満が残る。
また、特許文献3に開示された撮像光学系は、非点収差や像面湾曲、歪曲収差は良好に補正されているが、明細書中に図示されていないコマ収差の色差が大きい。また、Fナンバーの小さな実施例は、小型化の点で不十分である。
However, although the imaging optical system disclosed in
In addition, the imaging optical system disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本願発明の目的は、画角が76度程度以上の広角で、かつ、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら比較的小型であり、各種収差を十分に低減して、高性能の結像光学系を提供することにある。
請求項2に記載の発明の目的は、特に、軸上色収差と倍率色収差の双方をより有効に低減させ得ると共に収差補正に対する自由度を向上させ得る撮像光学系を提供することにある。
請求項3に記載の発明の目的は、広角且つ大口径を実現し得る撮像光学系を提供することにある。
請求項4に記載の発明の目的は、製造誤差が実質的に低減され、安定した性能が得やすくなると共に、実際にレンズを保持する鏡胴の部品点数の削減が可能な撮像光学系を提供することにある。
請求項5に記載の発明の目的は、軸上色収差の補正および収差補正に対する自由度を向上させ得る撮像光学系を提供することにある。
請求項6に記載の発明の目的は、収差補正を良好にし、小型化を図りつつ、製造誤差を低減して安定した状態を得やすくする撮像光学系を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to have a wide angle with an angle of view of about 76 degrees or more and a relatively large aperture with an F number of about 2.0 or less. The object is to provide a high-performance imaging optical system that is small in size and sufficiently reduces various aberrations.
An object of the invention described in
An object of the invention described in
The object of the invention described in
An object of the invention described in
An object of the invention described in
請求項7に記載の発明の目的は、撮像光学系全体を移動させてフォーカシングする方式に比べて、移動部分の重量が小さくでき、フォーカシングの高速化や省電力化に有利であり、延いては、本発明の撮像光学系をカメラ装置に組み込む際、不使用時に各レンズ群の間隔やバックフォーカス部分を短縮し、コンパクトに収納する機構を有する場合には、第2レンズ群に関する収納のための機構をフォーカシング機構と共通化でき、都合の良いカメラ装置を提供することにある。
請求項8に記載の発明の目的は、画角76°以上の広画角であり、Fナンバーが2.0程度以下の大口径で、且つ小型でありながら高画質での撮影が可能なカメラ装置を提供することにある。
請求項9に記載の発明の目的は、画角76°以上の広画角であり、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら、小型であり、各収差を十分に低減して、高画質の撮影が可能なディジタルカメラ装置を提供することにある。
請求項10に記載の発明の目的は、画角76°以上の広画角であり、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら、小型であり、各収差を十分に低減して、撮影が可能な高画質の携帯情報端末装置を提供することにある。
The object of the invention described in
The object of the invention described in
The object of the invention described in claim 9 is a wide angle of view of 76 ° or more, a small aperture with an F number of about 2.0 or less and a large aperture, and sufficiently reducing each aberration. Another object of the present invention is to provide a digital camera device capable of photographing with high image quality.
The object of the invention described in
請求項1に記載した本発明に係る撮像光学系は、上述した目的を達成するために、開口絞りを挟んで物体側に位置する第1レンズ群と、像側に位置する第2レンズ群とから構成される撮像光学系において、前記第1レンズ群を物体側から順に、前記第1レンズ群の中で最も広い空気間隔を境として、少なくとも2枚の負レンズを有する前側第1レンズ群と、少なくとも1枚の正レンズを有する後側第1レンズ群とから構成し、前記第2レンズ群を物体側から順に、第1正レンズ、第1負レンズ、第2負レンズ、第2正レンズからなる全体として正の接合レンズを連続して配設した前側第2レンズ群と、少なくとも1枚のレンズからなる後側第2レンズ群とから構成したことを特徴としている。
請求項2に記載した本発明に係る結像光学系は、請求項1に記載の撮像光学系において、
前記前側第2レンズ群内の前記第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離をf21とし、前記前側第2レンズ群内の前記第2負レンズと前記第2正レンズからなる全体として正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離をf22として、
条件式:
|f22/f21| < 0.5 (1)
を満足することを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, the imaging optical system according to the first aspect of the present invention includes a first lens group positioned on the object side with an aperture stop interposed therebetween, and a second lens group positioned on the image side. In the imaging optical system constituted by: a front first lens group having at least two negative lenses in order from the object side toward the first lens group, with the widest air interval in the first lens group as a boundary; A rear first lens group having at least one positive lens, and the second lens group in order from the object side is a first positive lens, a first negative lens, a second negative lens, and a second positive lens. As a whole, it is characterized by comprising a front second lens group in which positive cemented lenses are continuously arranged and a rear second lens group comprising at least one lens.
The imaging optical system according to the present invention described in
The combined focal length of the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group is f21, and the second negative lens and the second positive lens in the front second lens group as a whole are positive. Let f22 be the focal length of a cemented lens having a refractive power of
Conditional expression:
| F22 / f21 | <0.5 (1)
It is characterized by satisfying.
請求項3に記載した本発明に係る結像光学系は、請求項1または2に記載の撮像光学系において、
前記撮像光学系の全系の焦点距離をfとし、前記前側第2レンズ群の焦点距離f2として、
条件式:
0.2 < f/f2 < 0.5 (2)
を満足することを特徴としている。
請求項4に記載した本発明に係る結像光学系は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記前側第2レンズ群内の前記第1正レンズと前記第1負レンズが接合されていることを特徴としている。
請求項5に記載した本発明に係る結像光学系は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記前側第2レンズ群内の前記第1負レンズが、像側に凸のメニスカスレンズであることを特徴としている。
請求項6に記載した本発明に係る結像光学系は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像光学系において、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、撮像光学系の全系の焦点距離fとして、
条件式:
|f1|/f > 8.0 (3)
を満足することを特徴としている。
The imaging optical system according to the present invention described in
The focal length of the entire imaging optical system is f, and the focal length f2 of the front second lens group is
Conditional expression:
0.2 <f / f2 <0.5 (2)
It is characterized by satisfying.
The imaging optical system according to a fourth aspect of the present invention is the imaging optical system according to any one of the first to third aspects, wherein the first positive lens and the first lens in the front second lens group are the same. One negative lens is cemented.
The imaging optical system according to a fifth aspect of the present invention is the imaging optical system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first negative lens in the front second lens group is an image. It is characterized by a meniscus lens convex to the side.
The imaging optical system according to the present invention described in
The focal length of the first lens group is f1, and the focal length f of the entire imaging optical system is
Conditional expression:
| F1 | / f> 8.0 (3)
It is characterized by satisfying.
請求項7に記載した本発明に係る結像光学系は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記第2レンズ群の全体または一部を移動させて、無限遠から近距離へのフォーカシングを行うことを特徴としている。
請求項8に記載した本発明に係るカメラ装置は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像光学系を有することを特徴としている。
請求項9に記載した本発明に係るカメラ装置は、請求項8に記載のカメラ装置において、撮影画像をディジタル情報とする機能を有することを特徴としている。
請求項10に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像光学系を有することを特徴としている。
An imaging optical system according to a seventh aspect of the present invention is the imaging optical system according to any one of the first to sixth aspects, wherein the second lens group is moved in whole or in part to be infinite. It is characterized by focusing from a long distance to a short distance.
A camera apparatus according to an eighth aspect of the present invention includes the imaging optical system according to any one of the first to seventh aspects.
A camera device according to a ninth aspect of the present invention is the camera device according to the eighth aspect, wherein the camera device has a function of converting a captured image into digital information.
A portable information terminal device according to a tenth aspect of the present invention includes the imaging optical system according to any one of the first to seventh aspects.
請求項1に記載の発明によれば、開口絞りを挟んで物体側に位置する第1レンズ群と、像側に位置する第2レンズ群とから構成される撮像光学系において、前記第1レンズ群を物体側から順に、前記第1レンズ群の中で最も広い空気間隔を境として、少なくとも2枚の負レンズを有する前側第1レンズ群と、少なくとも1枚の正レンズを有する後側第1レンズ群とから構成し、前記第2レンズ群を物体側から順に、第1正レンズ、第1負レンズ、第2負レンズ、第2正レンズからなる全体として正の接合レンズを連続して配設した前側第2レンズ群と、少なくとも1枚のレンズからなる後側第2レンズ群とから構成したことにより、高性能且つ画角76°以上の広画角でありながら、小型でFナンバー2.0程度以下の大口径である撮像光学系を提供することができ、延いては、広画角・大口径・小型でありながら高画質で撮影できるカメラ装置および携帯情報端末装置を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the imaging optical system including the first lens group located on the object side across the aperture stop and the second lens group located on the image side, the first lens In order from the object side, the front side first lens group having at least two negative lenses and the rear side first having at least one positive lens with the widest air interval in the first lens group as a boundary. The second lens group is composed of a first positive lens, a first negative lens, a second negative lens, and a second positive lens in order from the object side. By comprising the front second lens group provided and the rear second lens group comprising at least one lens, it has a high performance and a wide field angle of 76 ° or more, and is small and has an F number of 2. Imaging optics with a large aperture of about 0 or less It can provide, by extension, it is possible to realize a camera device and a portable information terminal device capable of shooting with high image quality, yet wide angle of view, large diameter and small.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の撮像光学系において、
前記前側第2レンズ群内の前記第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離をf21とし、前記前側第2レンズ群内の前記第2負レンズと前記第2正レンズからなる全体として正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離をf22として、
条件式:
|f22/f21| < 0.5 (1)
を満足することにより、
特に、軸上色収差と倍率色収差の双方をより有効に低減させ得ると共に収差補正に対する自由度を向上させ得る撮像光学系を提供することができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の撮像光学系において、
前記撮像光学系の全系の焦点距離をfとし、前記前側第2レンズ群の焦点距離f2として、
条件式:
0.2 < f/f2 < 0.5 (2)
を満足することにより、
広角且つ大口径を実現し得る撮像光学系を提供することができる。
According to the invention described in
The combined focal length of the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group is f21, and the second negative lens and the second positive lens in the front second lens group as a whole are positive. Let f22 be the focal length of a cemented lens having a refractive power of
Conditional expression:
| F22 / f21 | <0.5 (1)
By satisfying
In particular, it is possible to provide an imaging optical system that can more effectively reduce both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration and improve the degree of freedom for aberration correction.
According to the invention of
The focal length of the entire imaging optical system is f, and the focal length f2 of the front second lens group is
Conditional expression:
0.2 <f / f2 <0.5 (2)
By satisfying
An imaging optical system capable of realizing a wide angle and a large aperture can be provided.
請求項4に記載した発明によれば、請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記前側第2レンズ群内の前記第1正レンズと前記第1負レンズが接合されていることにより、製造誤差が実質的に低減され、安定した性能が得やすくなると共に、実際にレンズを保持する鏡胴の部品点数の削減が可能な撮像光学系を提供することができる。
請求項5に記載した発明によれば、請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記前側第2レンズ群内の前記第1負レンズが、像側に凸のメニスカスレンズであることより、軸上色収差の補正および収差補正に対する自由度を向上させ得る撮像光学系を提供することができる。
請求項6に記載した発明によれば、請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像光学系において、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、撮像光学系の全系の焦点距離fとして、
条件式:
|f1|/f > 8.0 (3)
を満足することにより、収差補正を良好にし、小型化を図りつつ、製造誤差を低減して安定した状態を得やすくする撮像光学系を提供することができる。
According to the invention described in
According to a fifth aspect of the present invention, in the imaging optical system according to any one of the first to fourth aspects, the first negative lens in the front second lens group is a meniscus convex to the image side. Since it is a lens, it is possible to provide an imaging optical system that can improve the correction of axial chromatic aberration and the degree of freedom for aberration correction.
According to the invention described in
The focal length of the first lens group is f1, and the focal length f of the entire imaging optical system is
Conditional expression:
| F1 | / f> 8.0 (3)
By satisfying the above, it is possible to provide an imaging optical system that makes it easy to obtain a stable state by reducing manufacturing errors while improving the aberration correction and reducing the size.
請求項7に記載した本発明によれば、請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記第2レンズ群の全体または一部を移動させて、無限遠から近距離へのフォーカシングを行うことにより、撮像光学系全体を移動させてフォーカシングする方式に比べて、移動部分の重量が小さくでき、フォーカシングの高速化や省電力化に有利であり、延いては、本発明の撮像光学系をカメラ装置に組み込む際、不使用時に各レンズ群の間隔やバックフォーカス部分を短縮し、コンパクトに収納する機構を有する場合には、第2レンズ群に関する収納のための機構をフォーカシング機構と共通化でき、都合の良いカメラ装置を提供することができる。
請求項8に記載した本発明によれば、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像光学系を有することにより、
画角76°以上の広画角であり、Fナンバーが2.0程度以下の大口径で、且つ小型でありながら高画質での撮影が可能なカメラ装置を提供することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the imaging optical system according to any one of the first to sixth aspects, the whole or part of the second lens group is moved from infinity to a short distance. By performing this focusing, it is possible to reduce the weight of the moving part compared to the method of moving the entire imaging optical system to perform focusing, which is advantageous for speeding up focusing and power saving. When the imaging optical system is incorporated into the camera device, when there is a mechanism for shortening the distance between the lens groups and the back focus portion when not in use and storing them in a compact manner, the mechanism for storing the second lens group is a focusing mechanism. And a convenient camera device can be provided.
According to the present invention described in
It is possible to provide a camera device having a wide angle of view of 76 ° or more, a large aperture having an F number of about 2.0 or less, and capable of shooting with high quality while being small.
請求項9に記載した本発明によれば、請求項8に記載のカメラ装置において、撮影画像をディジタル情報とする機能を有することにより、画角76°以上の広画角であり、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら、小型であり、各収差を十分に低減して、高画質のディジタルカメラ装置を提供することができる。
請求項10に記載した本発明によれば、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像光学系を有することにより、画角76°以上の広画角であり、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら、小型であり、各収差を十分に低減して、高画質の携帯情報端末装置を提供することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, in the camera device according to the eighth aspect of the present invention, the camera apparatus has a function of using a captured image as digital information, thereby having a wide angle of view of 76 ° or more and an F-number. Although it has a large aperture of about 2.0 or less, it is small in size, and each aberration can be sufficiently reduced to provide a high-quality digital camera device.
According to the tenth aspect of the present invention, by having the imaging optical system according to any one of the first to seventh aspects, the wide angle of view is 76 ° or more and the F number is 2. Although it has a large aperture of about 0 or less, it is small in size, and each aberration can be sufficiently reduced to provide a high-quality portable information terminal device.
球面収差の破線は正弦条件を、非点収差の図中の実線はサジタルを、破線はメリディオナルをそれぞれ表す。細線はd線であり、太線はg線に対する収差曲線図である。
以下、本発明に係る実施の形態および実施例に基づき、図面を参照して本発明の撮像光学系、カメラ装置および携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な実施の形態および実施例について説明する前に、先ず、本発明の原理的な構成を説明する。
本発明のような、レトロフォーカスタイプの撮像光学系は、一般に、物体側に負の屈折力、像側に正の屈折力を配設したものであり、その非対称性から、歪曲収差や倍率色収差等が発生しやすく、それら収差の低減が大きな課題となる。また、大口径化に伴ってはコマ収差やコマ収差の色差を補正することが困難となり、さらに課題は積み上がってしまう。本発明は、以下の構成を採ることによって、これら収差補正上の課題が解決できることを見出したものである。
すなわち、本発明においては、開口絞りを挟んで物体側に位置する第1レンズ群と、像側に位置する第2レンズ群とから構成される撮像光学系において、第1レンズ群を物体側から順に、第1レンズ群の中で最も広い空気間隔を境として、負の屈折力を有する前側(位置的には、物体側であるが、以下、「前側」と称する)第1レンズ群と、正の屈折力を有する後側(位置的には、像側であるが、以下、「後側」と称する)第1レンズ群とから構成し、第2レンズ群を物体側から順に、第1正レンズ、第1負レンズ、第2負レンズ、第2正レンズからなる全体として正の接合レンズを連続して配設した前側第2レンズ群と、少なくとも1枚のレンズからなる後側第2レンズ群とから構成した撮像光学系をしている(請求項1に対応する)。
Hereinafter, based on an embodiment and an example concerning the present invention, an imaging optical system, a camera device, and a personal digital assistant device of the present invention are explained in detail with reference to drawings. Before describing specific embodiments and examples, the basic configuration of the present invention will be described first.
A retrofocus type imaging optical system like the present invention generally has a negative refracting power on the object side and a positive refracting power on the image side. Etc. are likely to occur, and the reduction of these aberrations becomes a major issue. Further, with the increase in diameter, it becomes difficult to correct coma aberration and the color difference of coma aberration, and further problems are accumulated. The present invention has been found that these aberration correction problems can be solved by adopting the following configuration.
That is, in the present invention, in the imaging optical system including the first lens group located on the object side with the aperture stop interposed therebetween and the second lens group located on the image side, the first lens group is disposed from the object side. In order, the first lens group having a negative refractive power at the widest air interval in the first lens group (positionally on the object side, but hereinafter referred to as “front side”), A first lens unit having a positive refractive power (positionally on the image side, but hereinafter referred to as “rear side”), and the second lens unit in order from the object side. A front second lens group including a positive lens, a first negative lens, a second negative lens, and a second positive lens as a whole, in which a positive cemented lens is continuously arranged, and a rear second lens composed of at least one lens. The imaging optical system is constituted by a lens group (corresponding to claim 1).
まず、本発明の撮像光学系において、第1レンズ群は、いわば第2レンズ群に付加したワイドコンバータのような役割を果たしていると考えることができる。ここで、第1レンズ群は、物体側から負の屈折力(前側第1レンズ群)、正の屈折力(後側第1レンズ群)が物体側から順に配設されるように構成し、その間隔を比較的大きく取ることによって十分な画角の確保と球面収差を始めとする各種収差の補正を両立させている。ここで、後側第1レンズ群は前側第2レンズ群と開口絞りを挟んで対峙することになり、双方が持つ正の屈折力のバランスによってコマ収差をコントロールするという側面も持っている。本発明を最も特徴付けているのは、前側第2レンズ群の役割と構成である。本発明の撮像光学系において、前側第2レンズ群は主要な結像作用を担っており、収差補正上も最も重要なレンズ群であると言える。ここで、前側第2レンズ群は、その屈折力配置として、正、負、正の、いわゆるトリプレットタイプを基本としているが、中央の負の屈折力を2つに分割し、最後の正レンズを第2負レンズと第2正レンズからなる接合レンズをもって4枚構成とし、テッサータイプとして構成した。開口絞りが前側第2レンズ群の物体側に配設されることから、第1正レンズと第1負レンズのペアと、第2負レンズと第2正レンズのペアとでは軸外光線の高さが異なり、これを利用して軸上色収差と倍率色収差の双方を有効に低減させることが可能となっている。さらに、開口絞りが前側第2レンズ群の物体側に配設されることから、前側第2レンズ群内において、通常のテッサータイプのように第1負レンズの前後の正のパワーバランスが直接的に歪曲収差に影響しなくなり、コマ収差の補正や偏心感度の低減のための自由度を増している。 First, in the imaging optical system of the present invention, it can be considered that the first lens group plays a role like a wide converter added to the second lens group. Here, the first lens group is configured so that negative refractive power (front first lens group) and positive refractive power (rear first lens group) are sequentially arranged from the object side, By ensuring a relatively large interval, it is possible to secure both a sufficient angle of view and correction of various aberrations including spherical aberration. Here, the rear first lens group is opposed to the front second lens group with the aperture stop interposed therebetween, and has an aspect of controlling coma aberration by the balance of positive refractive powers of both. What characterizes the present invention most is the role and configuration of the front second lens group. In the imaging optical system of the present invention, the front second lens group is responsible for the main imaging function, and can be said to be the most important lens group in terms of aberration correction. Here, the front second lens group is based on a so-called triplet type of positive, negative, and positive as its refractive power arrangement, but the central negative refractive power is divided into two, and the last positive lens is A cemented lens made up of a second negative lens and a second positive lens was used to form a four-lens configuration, and a tesser type was configured. Since the aperture stop is disposed on the object side of the front second lens group, the first positive lens and first negative lens pair and the second negative lens and second positive lens pair have high off-axis rays. This makes it possible to effectively reduce both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration. Further, since the aperture stop is disposed on the object side of the front second lens group, the positive power balance before and after the first negative lens is directly within the front second lens group as in the case of a normal Tesser type. Therefore, the degree of freedom for correcting coma aberration and reducing decentration sensitivity is increased.
後側第2レンズ群には、収差のバランス取りと射出瞳距離のコントロールの役目を持たせている。正の屈折力を持たせれば、射出瞳距離の確保に効果があることは言うまでもないが、射出瞳距離が短くて良い場合には、負の屈折力を持たせてレンズ全長の短縮に寄与させることも可能である。
本発明の撮像光学系の構成によれば、以上説明したように収差補正上の大きな効果を得ることが可能であり、半画角が38度程度の広角、Fナンバーが2.0程度以下の大口径という厳しい条件の下でも非常に高い像性能を達成することが可能となる。
より高性能にするためには、以下の条件式(1)を満足すればよい(請求項2に対応する)。
|f22/f21| < 0.5 (1)
但し、f21は、前側第2レンズ群内の第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離を、f22は、前側第2レンズ群内の第2負レンズと第2正レンズからなる全体として正の接合レンズの焦点距離を表す。
The rear second lens group serves to balance aberrations and control the exit pupil distance. Needless to say, having positive refracting power is effective in securing the exit pupil distance, but if the exit pupil distance can be short, giving negative refracting power contributes to shortening the overall lens length. It is also possible.
According to the configuration of the imaging optical system of the present invention, as described above, it is possible to obtain a large effect on aberration correction, a half angle of view of a wide angle of about 38 degrees, and an F number of about 2.0 or less. It is possible to achieve very high image performance even under severe conditions such as a large aperture.
In order to achieve higher performance, the following conditional expression (1) should be satisfied (corresponding to claim 2).
| F22 / f21 | <0.5 (1)
However, f21 is a composite focal length of the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group, and f22 is a whole composed of the second negative lens and the second positive lens in the front second lens group. It represents the focal length of the positive cemented lens.
前側第2レンズ群内において、第2負レンズと第2正レンズからなる全体として正の接合レンズの焦点距離を、第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離よりも小さくすることで、軸外光線が第2負レンズと第2正レンズからなる全体として正の接合レンズの方でより高く通し、軸上色収差と倍率色収差の双方をより有効に低減させることが可能となり、収差補正に対する自由度が向上する。前側第2レンズ群内における第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離が正の場合この条件式(1)の上限値を超えると、第1正レンズと第1負レンズのペアと、第2負レンズと第2正レンズのペアとでは軸外光線の高さの差が小さくなって軸上色収差と倍率色収差の双方を有効に低減させることが困難になり、収差補正の自由度が低下して色収差の補正が不十分となる恐れがある。前側第2レンズ群内における第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離が負の場合、この条件式(1)の上限値を超えると、第2負レンズと第2正レンズからなる全体として正の接合レンズにおける軸外光線が高くなりすぎて前記全体として正の接合レンズが過大となる。また、第1正レンズと第1負レンズのペアと、第2正レンズと第2負レンズのペア間における諸収差のやり取りが過大となり、レンズの偏心や空気間隔に対する要求精度が高くなりすぎてしまう。 In the front second lens group, the focal length of the overall positive cemented lens composed of the second negative lens and the second positive lens is made smaller than the combined focal length of the first positive lens and the first negative lens, The off-axis light beam passes through the positive cemented lens as a whole consisting of the second negative lens and the second positive lens, and both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration can be reduced more effectively. The degree of freedom is improved. When the combined focal length of the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group is positive, if the upper limit value of the conditional expression (1) is exceeded, a pair of the first positive lens and the first negative lens, The difference between the heights of off-axis rays between the second negative lens and the second positive lens becomes small, making it difficult to effectively reduce both axial chromatic aberration and chromatic aberration of magnification, and the degree of freedom in correcting aberrations. The chromatic aberration may be insufficiently corrected. When the combined focal length of the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group is negative, if the upper limit value of the conditional expression (1) is exceeded, the whole composed of the second negative lens and the second positive lens As a result, the off-axis light beam in the positive cemented lens becomes too high, and the positive cemented lens as a whole becomes excessive. In addition, the exchange of various aberrations between the pair of the first positive lens and the first negative lens and the pair of the second positive lens and the second negative lens becomes excessive, and the required accuracy with respect to the decentration of the lens and the air gap becomes too high. End up.
なお、さらに良好な性能にするためには、以下の条件式(1)′を満足することが望ましい。
|f22/f21| < 0.25 (1)′
さらに高性能にするためには、以下の条件式(2)を満足することが望ましい(請求項3に対応する)。
0.2 < f/f2 < 0.5 (2)
但し、fは、撮像光学系の全系の焦点距離、f2は、前側第2レンズ群の焦点距離である。この条件式(2)の下限値を超えると、全系の中における前側第2レンズ群の結像作用の影響が小さくなりすぎて、前記した前側第2レンズ群を含む撮像光学系の構成における効果が小さくなり、広角且つ大口径という厳しい条件の下で高い性能を保つことが困難になる恐れがある。また、この条件式(2)の上限値を超えると、撮像光学系の全系の中における前側第2レンズ群の結像作用の影響が大きくなりすぎて、前側第2レンズ群内において、球面収差を始めとする諸収差のやり取りが過大となり、レンズの偏心や空気間隔に対する要求精度が高くなりすぎてしまう。
In order to achieve better performance, it is desirable to satisfy the following conditional expression (1) ′.
| F22 / f21 | <0.25 (1) ′
In order to achieve higher performance, it is desirable that the following conditional expression (2) is satisfied (corresponding to claim 3).
0.2 <f / f2 <0.5 (2)
Here, f is the focal length of the entire imaging optical system, and f2 is the focal length of the front second lens group. If the lower limit value of the conditional expression (2) is exceeded, the influence of the image forming action of the front second lens group in the entire system becomes too small, and in the configuration of the imaging optical system including the front second lens group described above. The effect may be reduced, and it may be difficult to maintain high performance under severe conditions such as a wide angle and a large aperture. If the upper limit value of the conditional expression (2) is exceeded, the influence of the image forming action of the front second lens group in the entire imaging optical system becomes so great that a spherical surface is formed in the front second lens group. Excessive exchange of aberrations and other aberrations becomes excessive, and the required accuracy for lens decentration and air spacing becomes too high.
さらに高性能にするためには、前側第2レンズ群内の第1正レンズと第1負レンズが接合されている構成とすればよい(請求項4に対応する)。
前側第2レンズ群内の各レンズ面においては、最終的な収差量を低減するために、各収差が大きくやり取りされており、製造誤差感度が高くなりがちである。第1正レンズと第1負レンズ、第2負レンズと第2正レンズをそれぞれ接合することによって、実質的な製造誤差感度が低減され、安定した性能が得やすくなる。また、実際にレンズを保持する鏡筒の部品削減にもつながる。
さらに高性能にするためには、前側第2レンズ群内の第1負レンズが、像側に凸のメニスカスレンズであればよい(請求項5に対応する)。
前側第2レンズ群内の第1負レンズの物体側面および像側面における軸外主光線の入射角・出射角を小さく抑えることで、前記した前側第2レンズ群内の第1正レンズと第1負レンズのペアによる軸上色収差の補正の役割をより高めることが可能となる。一方、倍率の色収差は、主に第2負レンズと第2正レンズのペアで補正して行うことで軸上色収差補正と倍率色収差補正の役割を分担して行うことが可能となり、収差補正に対する自由度が向上する。
In order to achieve higher performance, the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group may be cemented (corresponding to claim 4).
In each lens surface in the front second lens group, in order to reduce the final aberration amount, each aberration is greatly exchanged, and the manufacturing error sensitivity tends to be high. By joining the first positive lens and the first negative lens, and the second negative lens and the second positive lens, the substantial manufacturing error sensitivity is reduced, and stable performance is easily obtained. It also leads to a reduction in the parts of the lens barrel that actually holds the lens.
In order to achieve higher performance, the first negative lens in the front second lens group may be a meniscus lens convex to the image side (corresponding to claim 5).
The first positive lens and the first lens in the front second lens group described above are suppressed by reducing the incident angle and the outgoing angle of the off-axis principal ray on the object side surface and the image side surface of the first negative lens in the front second lens group. The role of correcting the longitudinal chromatic aberration by the pair of negative lenses can be further enhanced. On the other hand, chromatic aberration of magnification can be performed by sharing the roles of axial chromatic aberration correction and magnification chromatic aberration correction by performing correction mainly with a pair of the second negative lens and the second positive lens. The degree of freedom is improved.
さらに高性能にするためには、以下の条件式を満足すると良い(請求項6に対応する)。
|f1|/f > 8.0 (3)
但し、f1は、第1レンズ群の焦点距離、fは、撮像光学系の全系の焦点距離である。第1レンズ群が正の場合にこの条件式(3)の下限値を超えると、前側第2レンズ群の結像作用が比較的弱くなって全体の光学系の中で担う収差補正の役割が小さくなり、軸上色収差と倍率色収差の双方を有効に低減させることが困難となってしまう恐れがある。第1レンズ群が負の場合にこの条件式(3)の下限値を超えると、前側第2レンズ群を通る軸上マージナル光が高くなりすぎ、前側第2レンズ群の有効径が過大となってコンパクトな撮像光学系を構成することが困難となる。また、絞りの口径が過大となる。また、第2レンズ群の屈折力を比較的強くしなければならず、像面の曲がりが大きくなったり、負の歪曲収差が大きく発生しやすくなったりして好ましくない。加えて、第1レンズ群のパワーの正負に拘わらずこの条件式(3)の下限値を超えると、第1レンズ群内における球面収差をはじめとする諸収差のやり取りが過大となり、レンズ間の偏心や空気間隔に対する要求精度が高くなりすぎてしまう。
In order to achieve higher performance, the following conditional expression should be satisfied (corresponding to claim 6).
| F1 | / f> 8.0 (3)
Here, f1 is the focal length of the first lens group, and f is the focal length of the entire imaging optical system. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded when the first lens group is positive, the image forming action of the front second lens group becomes relatively weak, and the role of aberration correction that is played in the entire optical system There is a risk that it becomes difficult to effectively reduce both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded when the first lens group is negative, the axial marginal light passing through the front second lens group becomes too high, and the effective diameter of the front second lens group becomes excessive. It is difficult to construct a compact and compact imaging optical system. In addition, the aperture diameter is excessive. Further, the refractive power of the second lens group must be made relatively strong, which is not preferable because the curvature of the image surface becomes large and negative distortion tends to occur greatly. In addition, if the lower limit value of the conditional expression (3) is exceeded regardless of whether the power of the first lens group is positive or negative, the exchange of various aberrations including spherical aberration in the first lens group becomes excessive, and between the lenses. The required accuracy for eccentricity and air spacing becomes too high.
なお、さらに良好な収差補正を行うためには、以下の条件式(3)′を満足することが望ましい。
f1/f > 8.0 (3)′
第1レンズ群のパワーが負であると、第2レンズ群の屈折力を比較的強くしなければならず、像面の曲がりが大きくなったり、負の歪曲収差が大きく発生しやすくなったりするためである。
さらにフォーカス時の性能を高く保つためには、第2レンズ群の全体または一部を移動させて無限遠から近距離へのフォーカシングを行う構成とすればよい(請求項7に対応する)。
このようなフォーカシング方式によれば、撮像光学系全体を移動させてフォーカシングする方式に比べて、移動部分の重量が小さくでき、フォーカシングの高速化や省電力化に有利である。また、本発明の撮像光学系をカメラに組み込む際、不使用時に各レンズ群の間隔やバックフォーカス部分を短縮し、コンパクトに収納する機構を有する場合には、第2レンズ群に関する収納のための機構をフォーカシング機構と共通化でき、都合が良い。第1レンズ群の焦点距離が比較的長いため、第1レンズ群と第2レンズ群間の空気間隔が変化しても、第2レンズ群の最も物体側の面を通る軸上マージナル光の高さ変化が少なく、性能の劣化が起こりにくい。
In order to perform better aberration correction, it is desirable to satisfy the following conditional expression (3) ′.
f1 / f> 8.0 (3) ′
If the power of the first lens group is negative, the refractive power of the second lens group must be made relatively strong, and the curvature of the image surface becomes large or negative distortion tends to occur greatly. Because.
Further, in order to keep the performance at the time of focusing high, it is sufficient to adopt a configuration in which the whole or a part of the second lens group is moved to perform focusing from infinity to a short distance (corresponding to claim 7).
According to such a focusing method, the weight of the moving part can be reduced compared to a method of moving and focusing the entire imaging optical system, which is advantageous for speeding up focusing and power saving. In addition, when the imaging optical system of the present invention is incorporated in a camera, when it has a mechanism for shortening the distance between the lens groups and the back focus portion when not in use and storing them in a compact manner, The mechanism can be shared with the focusing mechanism, which is convenient. Since the focal length of the first lens group is relatively long, even if the air spacing between the first lens group and the second lens group changes, the height of the on-axis marginal light passing through the surface closest to the object side of the second lens group is high. There is little change in length, and performance degradation is unlikely to occur.
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例について、詳細に説明する。
以下に述べる実施例1〜実施例5は、本発明に係る撮像光学系の実施の形態でもあり、具体的数値例による具体的構成の実施例をも示すものである。
実施例1〜実施例5に示されるような撮像光学系を用いた本発明に係るカメラ装置および携帯情報端末装置の実施の形態については、図11〜図13を用いて後述する。
以下に、本発明の撮像光学系の具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、4.80mmである。
各実施例において、後側第2レンズ群2Rの像面側に配設される平行平板MFは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、CCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものである。
各実施例の収差は、高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている他、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明のように撮像光学系を構成することにより、画角が76°程度と広角で、かつ、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら、非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例より明らかである。
Next, specific examples based on the above-described embodiment of the present invention will be described in detail.
Examples 1 to 5 described below are also embodiments of the imaging optical system according to the present invention, and also show examples of specific configurations based on specific numerical examples.
Embodiments of the camera device and the portable information terminal device according to the present invention using the imaging optical system as shown in the first to fifth embodiments will be described later with reference to FIGS.
Specific numerical examples of the imaging optical system of the present invention will be shown below. In all the examples, the maximum image height is 4.80 mm.
In each embodiment, the parallel plate MF disposed on the image plane side of the rear
The aberration in each example is corrected at a high level, and the spherical aberration and the axial chromatic aberration are so small that they do not cause a problem. Astigmatism, curvature of field, and lateral chromatic aberration are sufficiently small, coma and disturbance of the color difference are well suppressed to the outermost periphery, and distortion aberration is 2.0% or less in absolute value. By configuring the image pickup optical system as in the present invention, it is possible to ensure a very good image performance while having a wide angle of view of about 76 ° and a large aperture of F number of about 2.0 or less. It is clear from the examples that it is obtained.
本実施例における記号の意味は、以下の通りである。
f :撮像レンズ全系の焦点距離
Fno :Fナンバー
ω :半画角
Y′:最大像高
R :曲率半径
D :面間隔
Nd :屈折率
νd :アッベ数
K :非球面の円錐定数
A2 :2次の非球面係数
A4 :4次の非球面係数
A6 :6次の非球面係数
A8 :8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
ただし、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、面頂点から光軸方向の変位量をX、非球面係数をA2iとして、非球面は、以下の式(4)で定義される。
The meanings of the symbols in this embodiment are as follows.
f: Focal length of the entire imaging lens Fno: F number ω: Half angle of view Y ′: Maximum image height R: Curvature radius D: Surface interval N d : Refractive index ν d : Abbe number K: Conical constant of aspheric surface A 2 : Second-order aspheric coefficient A 4 : Fourth-order aspheric coefficient A 6 : Sixth-order aspheric coefficient A 8 : Eighth-order aspheric coefficient A 10 : Tenth-order aspheric coefficient However, paraxial radius of curvature Where the reciprocal (paraxial curvature) is C and the height from the optical axis is H, the amount of displacement in the optical axis direction from the surface apex is X, and the aspheric coefficient is A 2i. Defined in 4).
図1は、本発明の実施例(数値実施例)1に係る撮像光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。
図1に示す光学系は、物体側から像面に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第1レンズE1、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第2レンズE2、両凸タイプの正レンズである第3レンズE3、開口絞りFA、両凸タイプの正レンズである第4レンズE4と負メニスカスタイプの負レンズである第5レンズE5とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6と両凸タイプの正レンズである第7レンズE7とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側に非球面を形成した正メニスカスタイプの正レンズである第8レンズE8を配置した構成となっている。
第1レンズE1〜第3レンズE3が第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第8レンズE8が第2レンズ群G2を構成する。
第1レンズ群G1の中で、最も広い空気間隔を境として、負の屈折力を有する物体側に位置する第1レンズE1と第2レンズE2とをもって、前側第1レンズ群1Fを構成し、正の屈折力を有する像側に位置する第3レンズE3をもって後側第1レンズ群1Rを構成する。
FIG. 1 shows the configuration of an imaging optical system according to an embodiment (numerical embodiment) 1 of the present invention, and schematically shows a longitudinal section along the optical axis.
The optical system shown in FIG. 1 has, in order from the object side to the image surface, a first lens E1 composed of a negative meniscus negative lens having a convex surface facing the object side, and a strong concave surface formed with an aspheric surface on the image surface side. The second lens E2 made of a negative meniscus negative lens, the third lens E3 that is a biconvex positive lens, the aperture stop FA, the fourth lens E4 that is a biconvex positive lens, and the negative meniscus negative. A cemented lens obtained by closely bonding a fifth lens E5 that is a lens, a sixth lens E6 that is a negative meniscus negative lens, and a seventh lens E7 that is a biconvex positive lens are closely bonded. A cemented lens and an eighth lens E8, which is a positive meniscus type positive lens having an aspheric surface on the object side, are arranged.
The first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, and the fourth lens E4 to the eighth lens E8 constitute the second lens group G2.
In the first lens group G1, the front first lens group 1F is constituted by the first lens E1 and the second lens E2 which are located on the object side having negative refractive power with the widest air interval as a boundary, The third lens E3 located on the image side having positive refractive power constitutes the rear first lens group 1R.
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズとしての第4レンズE4、第1負レンズとしての第5レンズE5、第2負レンズとしての第6レンズE6、第2正レンズとしての第7レンズE7をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第8レンズE8をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記撮像光学系L1においては、第2レンズ群G2の全体または一部を移動させて有限距離物体(無限遠から近距離の物体)へのフォーカシングを行う。
例えば、ディジタルスティルカメラのように、CCD撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプのカメラの撮像光学系では、第8レンズE8の最終面と像面FSとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCD撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれか(以下、「光学フィルタMF」と総称する)を構成する。
また、図6は、図1に示す本発明に係る数値実施例1による撮像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
この実施例1においては、焦点距離f=5.88mm、Fno=1.95としている。各光学面の特性は、表1の通りである。
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a fourth lens E4 as a first positive lens, a fifth lens E5 as a first negative lens, a sixth lens E6 as a second negative lens, and a second positive lens. The seventh lens E7 as a lens constitutes the front second lens group 2F, and the eighth lens E8 constitutes the rear
For example, in an imaging optical system of a camera using a solid-state imaging device such as a CCD imaging device, such as a digital still camera, a low-pass filter or an infrared cut is provided between the final surface of the eighth lens E8 and the image plane FS. It constitutes at least one of cover glasses (hereinafter collectively referred to as “optical filter MF”) for protecting the light receiving surface of the filter and the CCD image pickup device.
FIG. 6 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration of the imaging optical system according to Numerical Example 1 according to the present invention shown in FIG.
In Example 1, the focal length f = 5.88 mm and Fno = 1.95. The characteristics of each optical surface are as shown in Table 1.
表1において面番号にアスタリスク「*」を付した第4面および第14面の各光学面が非球面であり、各非球面の式におけるパラメータは、表2の通りである。 In Table 1, the optical surfaces of the fourth surface and the fourteenth surface with an asterisk “*” in the surface number are aspherical surfaces, and the parameters in the respective aspherical expressions are as shown in Table 2.
また、この実施例1における先に述べた条件式(1)、(2)、(3)に係る各数値は、以下の表3の通りとなる。 Further, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) described in the first embodiment are as shown in Table 3 below.
したがって、この実施例1における先に述べた本発明の各条件式(1)、(2)、(3)に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。 Therefore, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) of the present invention described in the first embodiment are all within the range of the conditional expressions.
図6は、上述した実施例1に係る図1に示した本発明の撮像光学系L1の各収差球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。 FIG. 6 is an aberration curve diagram showing aberration characteristics of the respective aberration spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration of the imaging optical system L1 of the present invention shown in FIG. 1 according to Example 1 described above.
各収差曲線中、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。 In each aberration curve, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional.
図6のうち、太線は、g線に対する収差曲線図、また、細線は、d線に対する収差曲線図である。 In FIG. 6, the thick line is an aberration curve diagram with respect to the g line, and the thin line is an aberration curve diagram with respect to the d line.
上述した本発明の実施例1に係る図1に示した構成の撮像光学系L1によれば、図6に示すように、収差は高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている他、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明に係る実施例1のように撮像光学系L1を構成することにより、半画角が39度程度と広角で、かつ、Fナンバーが1.95程度以下と大口径でありながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。 According to the imaging optical system L1 having the configuration shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the aberration is corrected at a high level as shown in FIG. 6, and spherical aberration and axial chromatic aberration are problematic. Small enough not to become. Astigmatism, curvature of field, and lateral chromatic aberration are sufficiently small, coma and disturbance of the color difference are well suppressed to the outermost periphery, and distortion aberration is 2.0% or less in absolute value. By configuring the imaging optical system L1 as in Example 1 according to the present invention, the half angle of view is as wide as 39 degrees, and the F number is as large as about 1.95 or less. It is clear that good image performance can be ensured.
図2は、本発明の実施例(数値実施例)2に係る撮像光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。 FIG. 2 shows a configuration of an imaging optical system according to Example 2 (numerical example) of the present invention, and schematically shows a longitudinal section along the optical axis.
図2に示す光学系は、物体側から像面に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第1レンズE1、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第2レンズE2、両凸タイプの正レンズである第3レンズE3、開口絞りFA、両凸タイプの正レンズである第4レンズE4と負メニスカスタイプの負レンズである第5レンズE5とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6と両凸タイプの正レンズである第7レンズE7とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第8レンズE8を配置した構成となっている。 The optical system shown in FIG. 2 has, in order from the object side to the image surface, a first lens E1 composed of a negative meniscus negative lens having a convex surface facing the object side, and a strong concave surface formed with an aspheric surface on the image surface side. A second lens E2 composed of a negative meniscus negative lens, a third lens E3 that is a biconvex positive lens, an aperture stop FA, a fourth lens E4 that is a biconvex positive lens, and a negative meniscus negative. A cemented lens obtained by closely bonding a fifth lens E5, which is a lens, and a sixth lens E6, which is a negative meniscus type negative lens, and a seventh lens E7, which is a biconvex type positive lens, are closely bonded. A cemented lens and an eighth lens E8, which is a biconvex positive lens having an aspheric surface on the object side, are arranged.
第1レンズE1〜第3レンズE3が第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第8レンズE8が第2レンズ群G2を構成する。 The first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, and the fourth lens E4 to the eighth lens E8 constitute the second lens group G2.
第1レンズ群G1の中で、最も広い空気間隔を境として、負の屈折力を有する物体側に位置する第1レンズE1と第2レンズE2とをもって、前側第1レンズ群1Fを構成し、正の屈折力を有する像側に位置する第3レンズE3をもって後側第1レンズ群1Rを構成する。 In the first lens group G1, the front first lens group 1F is constituted by the first lens E1 and the second lens E2 which are located on the object side having negative refractive power with the widest air interval as a boundary, The third lens E3 located on the image side having positive refractive power constitutes the rear first lens group 1R.
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズとしての第4レンズE4、第1負レンズとしての第5レンズE5、第2負レンズとしての第6レンズE6、第2正レンズとしての第7レンズE7をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第8レンズE8をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記撮像光学系L2においては、第2レンズ群G2の全体または一部を移動させて有限距離物体(無限遠から近距離の物体)へのフォーカシングを行う。
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a fourth lens E4 as a first positive lens, a fifth lens E5 as a first negative lens, a sixth lens E6 as a second negative lens, and a second positive lens. The seventh lens E7 as a lens constitutes the front second lens group 2F, and the eighth lens E8 constitutes the rear
例えば、ディジタルスティルカメラのように、CCD撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプのカメラの撮像光学系では、第8レンズE8の最終面と像面FSとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCD撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれか(以下、「光学フィルタMF」と総称する)を構成する。 For example, in an imaging optical system of a camera using a solid-state imaging device such as a CCD imaging device, such as a digital still camera, a low-pass filter or an infrared cut is provided between the final surface of the eighth lens E8 and the image plane FS. It constitutes at least one of cover glasses (hereinafter collectively referred to as “optical filter MF”) for protecting the light receiving surface of the filter and the CCD image pickup device.
また、図7は、図2に示す本発明に係る数値実施例2による撮像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。 FIG. 7 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration of the imaging optical system according to Numerical Example 2 according to the present invention shown in FIG.
この実施例1においては、焦点距離f=5.95mm、Fno=1.95としている。各光学面の特性は、表4の通りである。 In the first embodiment, the focal length f = 5.95 mm and Fno = 1.95. Table 4 shows the characteristics of each optical surface.
表4において面番号にアスタリスク「*」を付した第4面および第14面の各光学面が非球面であり、各非球面の式におけるパラメータは、表5の通りである。 In Table 4, each optical surface of the fourth surface and the fourteenth surface with an asterisk “*” attached to the surface number is an aspheric surface, and the parameters in the equations for each aspheric surface are as shown in Table 5.
また、この実施例2における先に述べた条件式(1)、(2)、(3)に係る各数値は、以下の表6の通りとなる。 Further, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) described in the second embodiment are as shown in Table 6 below.
したがって、この実施例2における先に述べた本発明の各条件式(1)、(2)、(3)に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。 Therefore, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) of the present invention described in the second embodiment are all within the range of the conditional expressions.
図7は、上述した実施例2に係る図2に示した本発明の撮像光学系L2の各収差球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。 FIG. 7 is an aberration curve diagram showing each aberration characteristic of each aberration spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration of the imaging optical system L2 of the present invention shown in FIG. 2 according to Example 2 described above.
各収差曲線中、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。 In each aberration curve, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional.
図7のうち、太線は、g線に対する収差曲線図、また、細線は、d線に対する収差曲線図である。 In FIG. 7, a thick line is an aberration curve diagram with respect to the g line, and a thin line is an aberration curve diagram with respect to the d line.
上述した本発明の実施例2に係る図2に示した構成の撮像光学系L2によれば、図7に示すように、収差は高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている他、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明に係る実施例2のように撮像光学系L2を構成することにより、焦点距離が5.95で、かつ、Fナンバーが1.95程度以下と大口径でありながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。 According to the imaging optical system L2 having the configuration shown in FIG. 2 according to the second embodiment of the present invention described above, the aberration is corrected at a high level as shown in FIG. 7, and spherical aberration and longitudinal chromatic aberration are problematic. Small enough not to become. Astigmatism, curvature of field, and lateral chromatic aberration are sufficiently small, coma and disturbance of the color difference are well suppressed to the outermost periphery, and distortion aberration is 2.0% or less in absolute value. By configuring the imaging optical system L2 as in Example 2 according to the present invention, a very good image with a focal length of 5.95 and a large aperture with an F number of about 1.95 or less. It is clear that performance can be ensured.
図3は、本発明の実施例(数値実施例)3に係る撮像光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。
図3に示す光学系は、物体側から像面に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第1レンズE1、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第2レンズE2、両凸タイプの正レンズである第3レンズE3、開口絞りFA、正メニスカスタイプの正レンズである第4レンズE4と負メニスカスタイプの負レンズである第5レンズE5とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6と正メニスカスタイプの正レンズである第7レンズE7とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第8レンズE8を配置した構成となっている。
第1レンズE1〜第3レンズE3が第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第8レンズE8が第2レンズ群G2を構成する。
第1レンズ群G1の中で、最も広い空気間隔を境として、負の屈折力を有する物体側に位置する第1レンズE1と第2レンズE2とをもって、前側第1レンズ群1Fを構成し、正の屈折力を有する像側に位置する第3レンズE3をもって後側第1レンズ群1Rを構成する。
FIG. 3 shows the configuration of an imaging optical system according to Example 3 (numerical example) of the present invention, and schematically shows a longitudinal section along the optical axis.
The optical system shown in FIG. 3 has, in order from the object side to the image surface, a first lens E1 composed of a negative meniscus negative lens having a convex surface facing the object side, and a strong concave surface formed with an aspheric surface on the image surface side. A second lens E2 composed of a negative meniscus type negative lens directed to, a third lens E3 that is a biconvex type positive lens, an aperture stop FA, a fourth lens E4 that is a positive meniscus type positive lens, and a negative meniscus type negative lens. A cemented lens obtained by closely bonding a fifth lens E5 that is a lens, a sixth lens E6 that is a negative meniscus type negative lens, and a seventh lens E7 that is a positive meniscus type positive lens are closely bonded. A cemented lens and an eighth lens E8, which is a biconvex positive lens having an aspheric surface on the object side, are arranged.
The first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, and the fourth lens E4 to the eighth lens E8 constitute the second lens group G2.
In the first lens group G1, the front first lens group 1F is constituted by the first lens E1 and the second lens E2 which are located on the object side having negative refractive power with the widest air interval as a boundary, The third lens E3 located on the image side having positive refractive power constitutes the rear first lens group 1R.
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズとしての第4レンズE4、第1負レンズとしての第5レンズE5、第2負レンズとしての第6レンズE6、第2正レンズとしての第7レンズE7をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第8レンズE8をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記撮像光学系L3においては、第2レンズ群G2の全体または一部を移動させて有限距離物体(無限遠から近距離の物体)へのフォーカシングを行う。
例えば、ディジタルスティルカメラのように、CCD撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプのカメラの撮像光学系では、第8レンズE8の最終面と像面FSとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCD撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれか(以下、「光学フィルタMF」と総称する)を構成する。
また、図8は、図3に示す本発明に係る数値実施例3による撮像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
この実施例3においては、焦点距離f=5.95mm、Fno=1.95としている。各光学面の特性は、次の表7の通りである。
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a fourth lens E4 as a first positive lens, a fifth lens E5 as a first negative lens, a sixth lens E6 as a second negative lens, and a second positive lens. The seventh lens E7 as a lens constitutes the front second lens group 2F, and the eighth lens E8 constitutes the rear
For example, in an imaging optical system of a camera using a solid-state imaging device such as a CCD imaging device, such as a digital still camera, a low-pass filter or an infrared cut is provided between the final surface of the eighth lens E8 and the image plane FS. It constitutes at least one of cover glasses (hereinafter collectively referred to as “optical filter MF”) for protecting the light receiving surface of the filter and the CCD image pickup device.
FIG. 8 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration of the imaging optical system according to Numerical Example 3 according to the present invention shown in FIG.
In the third embodiment, the focal length f = 5.95 mm and Fno = 1.95. The characteristics of each optical surface are as shown in Table 7 below.
表7において面番号にアスタリスク「*」を付した第4面および第14面の各光学面が非球面であり、各非球面の式におけるパラメータは、表8の通りである。 In Table 7, the optical surfaces of the fourth surface and the fourteenth surface with an asterisk “*” attached to the surface number are aspheric surfaces, and the parameters in the equations for each aspheric surface are as shown in Table 8.
また、この実施例3における先に述べた条件式(1)、(2)、(3)に係る各数値は、以下の表9の通りとなる。 Further, the numerical values relating to the conditional expressions (1), (2), and (3) described in the third embodiment are as shown in Table 9 below.
したがって、この実施例3における先に述べた本発明の各条件式(1)、(2)、(3)に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図8は、上述した実施例3に係る図3に示した本発明の撮像光学系L3の各収差球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) of the present invention described in the third embodiment are all within the range of the conditional expressions.
FIG. 8 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration of the imaging optical system L3 of the present invention shown in FIG. 3 according to Example 3 described above.
各収差曲線中、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
図8のうち、太線は、g線に対する収差曲線図、また、細線は、d線に対する収差曲線図である。
上述した本発明の実施例3に係る図3に示した構成の撮像光学系L3によれば、図8に示すように、収差は高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている他、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明に係る実施例3のように撮像光学系L3を構成することにより、半画角が39度程度と広角で、かつ、Fナンバーが1.95程度以下と大口径でありながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
In each aberration curve, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional.
In FIG. 8, the thick line is an aberration curve diagram with respect to the g line, and the thin line is an aberration curve diagram with respect to the d line.
According to the imaging optical system L3 having the configuration shown in FIG. 3 according to the third embodiment of the present invention described above, the aberration is corrected at a high level as shown in FIG. 8, and spherical aberration and longitudinal chromatic aberration are problematic. Small enough not to become. Astigmatism, curvature of field, and lateral chromatic aberration are sufficiently small, coma and disturbance of the color difference are well suppressed to the outermost periphery, and distortion aberration is 2.0% or less in absolute value. By configuring the imaging optical system L3 as in the third embodiment according to the present invention, the half angle of view is as wide as 39 degrees and the F number is as large as about 1.95 or less. It is clear that good image performance can be ensured.
図4は、本発明の実施例(数値実施例)4に係る撮像光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。
図4に示す光学系は、物体側から像面に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第1レンズE1、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第2レンズE2、両凸タイプの正レンズである第3レンズE3、開口絞りFA、正メニスカスタイプの正レンズである第4レンズE4と負メニスカスタイプの負レンズである第5レンズE5とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6と両凸タイプの正レンズである第7レンズE7とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側および像面側に非球面を形成した正メニスカスタイプの正レンズである第8レンズE8を配置した構成となっている。
第1レンズE1〜第3レンズE3が第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第8レンズE8が第2レンズ群G2を構成する。
FIG. 4 shows the configuration of an imaging optical system according to Example 4 (numerical example) of the present invention, and schematically shows a longitudinal section along the optical axis.
The optical system shown in FIG. 4 has, in order from the object side to the image surface, a first lens E1 composed of a negative meniscus negative lens having a convex surface facing the object side, and a strong concave surface formed with an aspheric surface on the image surface side. A second lens E2 composed of a negative meniscus type negative lens directed to, a third lens E3 that is a biconvex type positive lens, an aperture stop FA, a fourth lens E4 that is a positive meniscus type positive lens, and a negative meniscus type negative lens. A cemented lens obtained by closely bonding a fifth lens E5 that is a lens, a sixth lens E6 that is a negative meniscus negative lens, and a seventh lens E7 that is a biconvex positive lens are closely bonded. A cemented lens to be combined, and an eighth lens E8, which is a positive meniscus type positive lens in which aspheric surfaces are formed on the object side and the image side, are arranged.
The first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, and the fourth lens E4 to the eighth lens E8 constitute the second lens group G2.
第1レンズ群G1の中で、最も広い空気間隔を境として、負の屈折力を有する物体側に位置する第1レンズE1と第2レンズE2とをもって、前側第1レンズ群1Fを構成し、正の屈折力を有する像側に位置する第3レンズE3をもって後側第1レンズ群1Rを構成する。
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズとしての第4レンズE4、第1負レンズとしての第5レンズE5、第2負レンズとしての第6レンズE6、第2正レンズとしての第7レンズE7をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第8レンズE8をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記撮像光学系L4においては、第2レンズ群G2の全体または一部を移動させて有限距離物体(無限遠から近距離の物体)へのフォーカシングを行う。
In the first lens group G1, the front first lens group 1F is constituted by the first lens E1 and the second lens E2 which are located on the object side having negative refractive power with the widest air interval as a boundary, The third lens E3 located on the image side having positive refractive power constitutes the rear first lens group 1R.
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a fourth lens E4 as a first positive lens, a fifth lens E5 as a first negative lens, a sixth lens E6 as a second negative lens, and a second positive lens. The seventh lens E7 as a lens constitutes the front second lens group 2F, and the eighth lens E8 constitutes the rear
例えば、ディジタルスティルカメラのように、CCD撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプのカメラの撮像光学系では、第8レンズE8の最終面と像面FSとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCD撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれか(以下、「光学フィルタMF」と総称する)を構成する。
また、図9は、図4に示す本発明に係る数値実施例4による撮像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
この実施例4においては、焦点距離f=5.95mm、Fno=1.96としている。各光学面の特性は、表10の通りである。
For example, in an imaging optical system of a camera using a solid-state imaging device such as a CCD imaging device, such as a digital still camera, a low-pass filter or an infrared cut is provided between the final surface of the eighth lens E8 and the image plane FS. It constitutes at least one of cover glasses (hereinafter collectively referred to as “optical filter MF”) for protecting the light receiving surface of the filter and the CCD image pickup device.
FIG. 9 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration of the imaging optical system according to Numerical Example 4 according to the present invention shown in FIG.
In the fourth embodiment, the focal length f = 5.95 mm and Fno = 1.96. Table 10 shows the characteristics of each optical surface.
表10において面番号にアスタリスク「*」を付した第4面、第14面および第15面の各光学面が非球面であり、各非球面の式におけるパラメータは、下記の表11の通りである。 In Table 10, the optical surfaces of the fourth surface, the fourteenth surface, and the fifteenth surface with an asterisk “*” attached to the surface number are aspheric surfaces, and the parameters in the equations for each aspheric surface are as shown in Table 11 below. is there.
また、この実施例4における先に述べた条件式(1)、(2)、(3)に係る各数値は、以下の表12の通りとなる。 Further, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) described in the fourth embodiment are as shown in Table 12 below.
したがって、この実施例4における先に述べた本発明の各条件式(1)、(2)、(3)に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図9は、上述した実施例4に係る図4に示した本発明の撮像光学系L4の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
各収差曲線中、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
図9のうち、太線は、g線に対する収差曲線図、また、細線は、d線に対する収差曲線図である。
上述した本発明の実施例4に係る図4に示した構成の撮像光学系L4によれば、図9に示すように、収差は高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている他、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明に係る実施例4のように撮像光学系L4を構成することにより、半画角が39度程度と広角で、かつ、Fナンバーが1.95程度以下と大口径でありながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) of the present invention described in the fourth embodiment are all within the range of the conditional expressions.
FIG. 9 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration of the imaging optical system L4 of the present invention shown in FIG. 4 according to Example 4 described above.
In each aberration curve, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional.
In FIG. 9, a thick line is an aberration curve diagram with respect to the g line, and a thin line is an aberration curve diagram with respect to the d line.
According to the imaging optical system L4 having the configuration shown in FIG. 4 according to the fourth embodiment of the present invention described above, the aberration is corrected at a high level as shown in FIG. 9, and spherical aberration and axial chromatic aberration are problematic. Small enough not to become. Astigmatism, curvature of field, and lateral chromatic aberration are sufficiently small, coma and disturbance of the color difference are well suppressed to the outermost periphery, and distortion aberration is 2.0% or less in absolute value. By configuring the imaging optical system L4 as in the fourth embodiment according to the present invention, the half angle of view is as wide as 39 degrees and the F number is as large as about 1.95 or less. It is clear that good image performance can be ensured.
図5は、本発明の実施例(数値実施例)5に係る撮像光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。
図5に示す光学系は、物体側から像面に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第1レンズE1、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第2レンズE2、両凸タイプの正レンズである第3レンズE3、開口絞りFA、正メニスカスタイプの正レンズである第4レンズE4と負メニスカスタイプの負レンズである第5レンズE5とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6と両凸タイプの正レンズである第7レンズE7とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側および像面側に非球面を形成した正メニスカスタイプの正レンズである第8レンズE8を配置した構成となっている。
第1レンズE1〜第3レンズE3が第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第8レンズE8が第2レンズ群G2を構成する。
FIG. 5 shows a configuration of an imaging optical system according to Example (numerical example) 5 of the present invention, and schematically shows a longitudinal section along the optical axis.
The optical system shown in FIG. 5 has, in order from the object side to the image surface, a first lens E1 composed of a negative meniscus negative lens having a convex surface facing the object side, and a strong concave surface formed with an aspheric surface on the image surface side. A second lens E2 composed of a negative meniscus type negative lens directed to, a third lens E3 that is a biconvex type positive lens, an aperture stop FA, a fourth lens E4 that is a positive meniscus type positive lens, and a negative meniscus type negative lens. A cemented lens obtained by closely bonding a fifth lens E5 that is a lens, a sixth lens E6 that is a negative meniscus negative lens, and a seventh lens E7 that is a biconvex positive lens are closely bonded. A cemented lens to be combined, and an eighth lens E8, which is a positive meniscus type positive lens in which aspheric surfaces are formed on the object side and the image side, are arranged.
The first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, and the fourth lens E4 to the eighth lens E8 constitute the second lens group G2.
第1レンズ群G1の中で、最も広い空気間隔を境として、負の屈折力を有する物体側に位置する第1レンズE1と第2レンズE2とをもって、前側第1レンズ群1Fを構成し、正の屈折力を有する像側に位置する第3レンズE3をもって後側第1レンズ群1Rを構成する。
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズとしての第4レンズE4、第1負レンズとしての第5レンズE5、第2負レンズとしての第6レンズE6、第2正レンズとしての第7レンズE7をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第8レンズE8をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記撮像光学系L5においては、第2レンズ群G2の全体または一部を移動させて有限距離物体(無限遠から近距離の物体)へのフォーカシングを行う。
例えば、ディジタルスティルカメラのように、CCD撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプのカメラの撮像光学系では、第8レンズE8の最終面と像面FSとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCD撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれか(以下、「光学フィルタMF」と総称する)を構成する。
また、図10は、図5に示す本発明に係る数値実施例5による撮像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
この実施例5においては、焦点距離f=5.95mm、Fno=2.00としている。各光学面の特性は、表13の通りである。
In the first lens group G1, the front first lens group 1F is constituted by the first lens E1 and the second lens E2 which are located on the object side having negative refractive power with the widest air interval as a boundary, The third lens E3 located on the image side having positive refractive power constitutes the rear first lens group 1R.
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a fourth lens E4 as a first positive lens, a fifth lens E5 as a first negative lens, a sixth lens E6 as a second negative lens, and a second positive lens. The seventh lens E7 as a lens constitutes the front second lens group 2F, and the eighth lens E8 constitutes the rear
For example, in an imaging optical system of a camera using a solid-state imaging device such as a CCD imaging device, such as a digital still camera, a low-pass filter or an infrared cut is provided between the final surface of the eighth lens E8 and the image plane FS. It constitutes at least one of cover glasses (hereinafter collectively referred to as “optical filter MF”) for protecting the light receiving surface of the filter and the CCD image pickup device.
FIG. 10 is an aberration curve diagram showing the respective aberration characteristics of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration of the image pickup optical system according to Numerical Example 5 according to the present invention shown in FIG.
In Example 5, the focal length f = 5.95 mm and Fno = 2.00. Table 13 shows the characteristics of each optical surface.
表13において面番号にアスタリスク「*」を付した第4面、第14面および第15面の各光学面が非球面であり、各非球面の式におけるパラメータは、表14の通りである。 In Table 13, the optical surfaces of the fourth surface, the fourteenth surface, and the fifteenth surface with an asterisk “*” attached to the surface number are aspheric surfaces. The parameters in the respective aspheric surface equations are as shown in Table 14.
また、この実施例5における先に述べた条件式(1)、(2)、(3)に係る各数値は、以下の表15の通りとなる。 Further, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) described in the fifth embodiment are as shown in Table 15 below.
したがって、この実施例5における先に述べた本発明の各条件式(1)、(2)、(3)に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図10は、上述した実施例5に係る図5に示した本発明の撮像光学系L5の球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
各収差曲線中、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
図10のうち、太線は、g線に対する収差曲線図、また、細線は、d線に対する収差曲線図である。
上述した本発明の実施例5に係る図5に示した構成の撮像光学系L5によれば、図10に示すように、収差は高いレベルで補正されており、球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている他、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明に係る実施例5のように撮像光学系L5を構成することにより、半画角が39度程度と広角で、かつ、Fナンバーが2.00程度以下と大口径でありながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions (1), (2), and (3) of the present invention described in the fifth embodiment are all within the range of the conditional expressions.
FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration characteristics of the imaging optical system L5 of the present invention shown in FIG. 5 according to Example 5 described above.
In each aberration curve, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional.
In FIG. 10, a thick line is an aberration curve diagram with respect to the g line, and a thin line is an aberration curve diagram with respect to the d line.
According to the imaging optical system L5 having the configuration shown in FIG. 5 according to the fifth embodiment of the present invention described above, the aberration is corrected at a high level as shown in FIG. 10, and spherical aberration and longitudinal chromatic aberration are problematic. Small enough not to become. Astigmatism, curvature of field, and lateral chromatic aberration are sufficiently small, coma and disturbance of the color difference are well suppressed to the outermost periphery, and distortion aberration is 2.0% or less in absolute value. By configuring the imaging optical system L5 as in the fifth embodiment according to the present invention, the half angle of view is as wide as 39 degrees, and the F number is as large as about 2.00 or less. It is clear that good image performance can be ensured.
次に、上述した数値実施例1〜数値実施例5に示されたような本発明に係る撮像光学系L1〜撮像光学系L5を撮影光学系として採用してカメラ装置を構成した本発明の第6の実施例(実施の形態)について図11〜図13を参照して説明する。図11は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、このうち(a)は、鏡胴が沈胴した状態を示し、(b)は、鏡胴が繰り出された状態を示す。図12は、撮影者側である背面側から見たカメラ装置の外観を示す斜視図であり、図13は、カメラ装置の機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラ装置について説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが、近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラ装置と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係る撮像光学系を採用してもよい。
図11および図12に示すように、カメラ装置は、撮影レンズ101、シャッタボタン102、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等を備えている。さらに、図13に示すように、カメラ装置は、受光素子201、信号処理装置202、画像処理装置203、中央演算装置(CPU)204、半導体メモリ205および通信カード等206も備えている。
Next, the camera apparatus is constructed by adopting the imaging optical system L1 to imaging optical system L5 according to the present invention as shown in the numerical example 1 to numerical example 5 described above as the imaging optical system. A sixth embodiment (embodiment) will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of an object, that is, the camera viewed from the front side that is the subject side, in which (a) shows a state in which the lens barrel is retracted, and (b) shows that the lens barrel is in the retracted state. Indicates the extended state. FIG. 12 is a perspective view showing an appearance of the camera device viewed from the back side that is the photographer side, and FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of the camera device. Although a camera device is described here, a device that incorporates a camera function in a portable information terminal device such as a so-called PDA (personal data assistant) or a cellular phone has recently appeared. Such a portable information terminal device also includes substantially the same functions and configuration as a camera device, although the appearance is slightly different. The imaging optical system according to the present invention is adopted in such a portable information terminal device. May be.
As shown in FIGS. 11 and 12, the camera apparatus includes a photographing
カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮像光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、上述した実施例1〜5において説明したような本発明に係る(すなわち請求項1〜請求項7で定義される)撮像光学系を用いる(請求項8および請求項9に対応する)。
受光素子201の出力は、中央演算装置204によって制御される信号処理装置202によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置202によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置204によって制御される画像処理装置203において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ205に記録される。この場合、半導体メモリ205は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ205に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ205に記録した画像は、通信カードスロット110に装填した通信カード等206を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には図11の(a)に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、図11の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。
The camera includes a photographing
The output of the
When the camera is carried, the
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。先に述べた実施例1〜5に示されたような撮像光学系L1〜L5におけるフォーカシングは、第2群レンズ群G2の全部または一部の移動によって行われるが、受光素子201の移動によって行うこともできる。シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ205に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等206を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ205および通信カード等206は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述した本発明によれば、半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバーが2.0程度以下と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、高性能の撮像光学系をカメラ機能部の撮像光学系として使用した、小型で高画質のカメラ装置および携帯情報端末装置を提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れたカメラ装置および携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることができる。
In many cases, focusing is performed by half-pressing the
When the image recorded in the
According to the present invention described above, the half angle of view is a wide angle of about 38 degrees, and the F number is about 2.0 or less, but it is relatively small in size, astigmatism, field curvature, and magnification. To provide a small and high-quality camera device and portable information terminal device that sufficiently reduce chromatic aberration, coma color difference, distortion, etc., and use a high-performance imaging optical system as the imaging optical system of the camera function unit Therefore, the user can take a high-quality image with a camera device and a portable information terminal device excellent in portability and transmit the image to the outside.
1〜17 面番号
E1〜E8 第1レンズ〜第8レンズ
1F 前側第1レンズ群
1R 後側第1レンズ群
2F 前側第2レンズ群
2R 後側第2レンズ群
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
FA 開口絞り
MF 光学フィルタ
FS 像面
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
201 受光素子
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置
205 半導体メモリ
206 通信カード等
1-17 Surface number E1-E8 1st lens-8th lens 1F Front 1st lens group 1R Rear 1st lens group 2F Front
Claims (10)
|f22/f21| < 0.5 (1)
但し、f21は、前記前側第2レンズ群内の前記第1正レンズと第1負レンズの合成焦点距離、f22は、前記前側第2レンズ群内の前記第2負レンズと前記第2正レンズからなる全体として正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離を表す。 2. The imaging optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
| F22 / f21 | <0.5 (1)
Where f21 is a combined focal length of the first positive lens and the first negative lens in the front second lens group, and f22 is the second negative lens and the second positive lens in the front second lens group. The focal length of a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
0.2 < f/f2 < 0.5 (2)
但し、fは、前記撮像光学系の全系の焦点距離。f2は、前記前側第2レンズ群の焦点距離を表す。 The imaging optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.2 <f / f2 <0.5 (2)
Where f is the focal length of the entire imaging optical system. f2 represents the focal length of the front second lens group.
|f1|/f > 8.0 (3)
但し、f1は、前記第1レンズ群の焦点距離、fは、撮像光学系の全系の焦点距離を表す。 6. The imaging optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
| F1 | / f> 8.0 (3)
However, f1 represents the focal length of the first lens group, and f represents the focal length of the entire imaging optical system.
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