JP3511392B2 - 3枚玉による結像レンズ - Google Patents

3枚玉による結像レンズ

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JP3511392B2
JP3511392B2 JP31465093A JP31465093A JP3511392B2 JP 3511392 B2 JP3511392 B2 JP 3511392B2 JP 31465093 A JP31465093 A JP 31465093A JP 31465093 A JP31465093 A JP 31465093A JP 3511392 B2 JP3511392 B2 JP 3511392B2
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    • G02B9/12Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は3枚玉による結像レンズ
に関し、特にTV電話用、ドアホーン用、監視用等のビ
デオカメラやスチルビデオカメラ等の撮影レンズとして
好適な3枚玉による結像レンズに関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、各種ビデオカメラやスチルビデオ
カメラの結像面に固定撮像素子を配するものが多い。こ
の固体撮像素子は技術の進歩により年々小型化してお
り、それに伴ない撮像レンズの小型化さらにはローコス
ト化も要求されている。 【0003】一方、上記各種のビデオカメラやスチルビ
デオカメラ等においては、撮影レンズと固体撮像素子と
の間に、モアレ防止用のローパスフィルタ、固定撮像素
子の分光感度を補正するための赤外光遮断フィルタある
いは撮像面保護のためのカバーガラス等を配設すること
も多く、このような場合にはこのスペースを確保するた
め撮影レンズのバックフォーカスをある程度大きくする
必要がある。 【0004】また、最近固体撮像素子の各受光素子の受
光面に各々凸レンズからなるマイクロレンズを配設し、
受光素子の不感帯に向う光束も受光素子に集めて感度を
向上せしめるようにした固体撮像素子が実用化されてい
る。このような固体撮像素子に入射する光束が上記マイ
クロレンズの光軸に対して大きく傾くとマイクロレンズ
の開口でいわゆるケラレが生じ入射光束が受光素子に有
効に入射しなくなる。その結果、画面の周辺部の明るさ
が画面の中心部の明るさに比較して不足し、画面の周辺
部が暗くなる現像を生じる。このような現像を回避する
ためには固体撮像素子への入射光束の入射角をなるべく
小さくすることが必要で、撮影レンズの射出瞳を結像面
からなるべく離して配することが必要となる。 【0005】上述したような事情を考慮した撮影レンズ
として、本願出願人が本願と同日付けで出願した明細書
に記載された2枚玉による結像レンズがある。 【0006】このレンズ系は負の屈折力を有するメニス
カスレンズと正の屈折力を有するレンズの2群2枚構成
で所定の条件式を満足するようにしたもので、バックフ
ォーカスが長く、また明るく比較的広画角でサイズも小
さいものとなっている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術によっては固体撮像素子への入射光束の入射角が大き
く、例えばマイクロレンズ付きの撮像素子においていわ
ゆるケラレを防止するためには、レンズ系の射出瞳を結
像面から遠くに離す必要がある。 【0008】このように射出瞳を結像面から離すと、色
収差を補正することが難しくなるため、上記技術におい
ては色収差の補正が必ずしも充分ではなかった。 【0009】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、バックフオーカスが長く、固体撮像素子への入射光
束の入射角を小さくでき、明るく広画角で小型化が図れ
るとともに、色収差を良好に補正し得る3枚玉による結
像レンズを提供することを目的とするものである。 【0010】 【課題を解決するための手段】本願発明の3枚玉による
結像レンズは、カメラ用の撮像レンズとして機能する、
全体として正の屈折力を有する結像レンズであって、被
写体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレ
ンズからなり、結像面側の主点位置をより結像面側に押
し出すように作用する第1のレンズと、正の屈折力を有
する第2のレンズと、負の屈折力を有する第3のレンズ
が被写体側からこの順に配列されるとともに絞りまたは
仮想絞りがレンズ系全体の被写体側端部近傍もしくはレ
ンズ系よりも被写体側に配され、かつ被写体の像を固体
撮像素子上に形成するように構成されてなり、前記第3
のレンズのアッベ数をνとしたとき、 ν≦40 なる条件式を満足することを特徴とするものである。 【0011】 【作用】上述した構成によれば、絞りまたは仮想絞りを
レンズ系全体の被写体側端部の近傍もしくはレンズ系よ
りも被写体側に配することによりレンズ系の射出瞳を結
像面から遠くに離すことができ、これにより固体撮像素
子に入射する光束の入射角を小さくすることができるの
でマイクロレンズ付きの受光素子におけるいわゆるケラ
レを防止でき、画面周辺部において光量不足となる事態
を防止し得る。 【0012】また、上述した構成によれば、被写体側に
凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズを被
写体側の第1のレンズとすることで結像面側(後側)の
主点位置をより結像面側に押し出すようにしているた
め、バックフォーカスを長くすることができる。また、
上記被写体側に向けられた第1のレンズの凹面は、凸レ
ンズである第2のレンズによってアンダーに倒れる像面
を起す作用を有している。なお、この第1のレンズの凹
面により歪曲収差がアンダーとなるが、半画角を29°程
度とすれば使用上の許容範囲内とし得る。 【0013】また、上記条件式は第3レンズアッベ数ν
3 の上限を規定したもので、これによりレンズ系の倍率
色収差を良好なものとすることができる。 【0014】すなわち、上述したようにレンズ系の入射
瞳を結像面から離して配したため倍率色収差が大きくな
るおそれがあるが、この第3のレンズのアッベ数ν3
40以下とすることにより倍率色収差を良好とすることが
できる。 【0015】 【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。 【0016】ここで、図1は実施例1〜3のレンズ基本
構成を示すものである。図1に示すように、これらの実
施例に係る3枚玉による結像レンズは、3枚のレンズL
1 〜L3 により構成され、絞りiが第1のレンズL1
被写体側端部もしくはこの第1のレンズL1 よりも被写
体側に配設されてなるもので、物体側から光軸Xに沿っ
て入射した光束は固体撮像素子1の結像位置Pに結像さ
れる。 【0017】ここで第1のレンズLは被写体側に凹面
を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、第2の
レンズLは結像面側に強い曲率の面を向けた両凸レン
ズ、第3のレンズLは被写体側に凹面を向けた負の屈
折力を有するメニスカスレンズである。 【0018】また、実施例1,2において第2のレンズ
2 と第3のレンズL3 は接合レンズとされている。 【0019】また、これらのレンズは以下の条件式を満
足する。 【0020】ν3 ≦40 但し、ν3 :第3のレンズのアッベ数 上記条件式を満足することにより、第3のレンズL3
倍率色収差が小さくなり、射出瞳を遠くすることができ
る。 【0021】また、この結像レンズはバックフォーカス
が長くとれ、半画角ωが29°程度と広く、FNOが2.8 と
明るく、比較的射出瞳が遠い小型で安価なレンズとなっ
ている。 【0022】以下、実施例1〜3の各々について具体的
数値を用いて説明する。 【0023】<実施例1>この実施例1における各レン
ズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのe線におけ
る屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表1に示
す。 【0024】ただし、この表1および後述する表2〜4
において、各記号R,d,n,νに対応させた数字は物
体側から順次増加するようになっている。 【0025】 【表1】 R d n ν 1 -2.727 1.25 1.80831 46.5 2 -3.295 0.10 3 11.103 2.83 1.77621 49.6 4 -3.200 0.55 1.85505 23.8 5 -8.876 2.30 6 ∞ 4.30 1.51824 64.0 7 ∞ なお、この実施例1において、レンズ系全体の焦点距離
fは6.31mmであり、バックフォーカスは6.66mmであ
り、d1 /fは0.20である。 【0026】但し、d1 は第1のレンズL1 の中心厚、
fはレンズ系全体の合成焦点距離である。 【0027】また、この実施例1におけるレンズ系のF
数および半画角ωは各々2.8 および28.2°である。 【0028】さらに、絞りiは第1のレンズL1 の被写
体側の面から被写体側に1.57mm寄った位置に、射出瞳
は結像位置Pより被写体側に17.6mm寄った位置に各々
配される。 【0029】<実施例2>この実施例2における各レン
ズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのe線におけ
る屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表2に示
す。 【0030】 【表2】 R d n ν 1 -4.277 5.00 1.80831 46.5 2 -6.550 0.10 3 9.236 2.83 1.77621 49.6 4 -4.001 0.55 1.85505 23.8 5 -18.805 3.80 6 ∞ 4.30 1.51824 64.0 7 ∞ なお、この実施例2において、レンズ系全体の焦点距離
fは6.27mmであり、バックフォーカスは8.17mmであ
り、d1 /fは0.8 である。 【0031】但し、d1 は第1のレンズL1 の中心厚、
fはレンズ系全体の合成焦点距離である。 【0032】また、この実施例2におけるレンズ系のF
数および半画角ωは各々2.8 および29.5°である。 【0033】さらに、絞りiは第1のレンズL1 の被写
体側の面から結像面側に0.1 mm寄った位置に、射出瞳
は結像位置Pより被写体側に18.4mm寄った位置に各々
配される。 【0034】<実施例3>この実施例3における各レン
ズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのe線におけ
る屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表3に示
す。 【0035】 【表3】 R d n ν 1 -6.490 9.7 1.80831 46.5 2 -11.109 0.1 3 9.024 3.6 1.77621 49.6 4 -4.491 0.005 5 -4.489 0.55 1.85505 23.8 6 -15.944 4.30 7 ∞ 4.30 1.51824 64.0 8 ∞ なお、この実施例3において、レンズ系全体の焦点距離
fは6.26mmであり、バックフォーカスは8.66mmであ
り、d1 /fは1.55である。 【0036】但し、d1 は第1のレンズL1 の中心厚、
fはレンズ系全体の合成焦点距離である。 【0037】また、この実施例3におけるレンズ系のF
数および半画角ωは各々2.8 および30.5°である。 【0038】さらに、絞りiは第1のレンズL1 の被写
体側の面から結像面側に1.48mm寄った位置に、射出瞳
は結像位置Pより被写体側に22.5mm寄った位置に各々
配される。 【0039】実施例1〜3の各収差図を各々図2〜4に
示す。なお、この収差図においてωは半画角を示す。 【0040】これら図2〜4から明らかなように、本実
施例によれば、各収差を良好なものとすることができ
る。 【0041】なお、本発明の結像レンズとしては、上記
実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更
が可能であり、例えば各レンズのレンズ面を非球面とし
たり、曲率Rあるいはレンズ間隔(もしくはレンズ厚)
dを適宜変更することが可能である。 【0042】また、例えば第2のレンズとして正の屈折
率を有するメニスカスレンズを用いたり、第3のレンズ
として両凹レンズを用いることも可能である。 【0043】また、この結像レンズと固体撮像素子の受
光面との間において、ローパスフィルタに代えて、もし
くはローパスフィルタと共に赤外光遮光フィルタやカバ
ーガラスを挿入することも可能である。 【0044】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の結像レン
ズによれば、上述した構成を満足することにより、簡単
な3枚レンズ構成としながら、バックフォーカスを長く
とることができ、固体撮像素子への入射光束の入射角を
小さくすることができ、さらにFNOも2.8 程度と明る
く、半画角ωも29°程度と広い角度とすることができ、
小型かつ安価とすることができる。さらに、倍率色収差
を良好なものとすることができ、各種のビデオカメラや
スチルビデオカメラの撮影レンズとして好適なものとす
ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例1〜3に係るレンズ基本構成を
示す概略図 【図2】実施例1に係るレンズの各収差図 【図3】実施例2に係るレンズの各収差図 【図4】実施例3に係るレンズの各収差図 【符号の説明】 L1 〜L3 レンズ R1 〜R7 レンズ面の曲率 d1 〜d6 レンズ面間隔(レンズ厚) X 光軸 P 結像位置 i 絞り 1 固体撮像素子 2 ローパスフィルタ

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 カメラ用の撮像レンズとして機能する、
    全体として正の屈折力を有する結像レンズであって、被
    写体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレ
    ンズからなり、結像面側の主点位置をより結像面側に押
    し出すように作用する第1のレンズと、正の屈折力を有
    する第2のレンズと、負の屈折力を有する第3のレンズ
    が被写体側からこの順に配列されるとともに絞りまたは
    仮想絞りがレンズ系全体の被写体側端部近傍もしくはレ
    ンズ系よりも被写体側に配され、かつ被写体の像を固体
    撮像素子上に形成するように構成されてなり、 前記第3のレンズのアッベ数をνとしたとき、 ν≦40 なる条件式を満足することを特徴とする3枚玉による結
    像レンズ。
JP31465093A 1993-12-15 1993-12-15 3枚玉による結像レンズ Expired - Lifetime JP3511392B2 (ja)

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