JP3891837B2

JP3891837B2 - ２群２枚構成の撮影レンズ

Info

Publication number: JP3891837B2
Application number: JP2001382460A
Authority: JP
Inventors: 洋治久保田
Original assignee: 株式会社長野光学研究所
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: JP2003232990A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、ドアモニタ用のＣＣＤ監視カメラなどに用いられる非球面を用いた２群２枚構成の撮影レンズに関するものであり、更に詳しくは、光学系の全長が短く、コンパクトで、各種の収差補正に優れた廉価な２群２枚構成の撮影レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および課題】
ＣＣＤビデオ監視カメラなどに用いられる撮影レンズは、忠実な被写体の再現性が望まれている。また、最近では、ＣＣＤカメラなどの撮影機が小型化され、これらに組み込まれる撮影レンズも必然的に小型化、コンパクト化が要求されている。
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の撮影レンズは、それを構成しているレンズ枚数が多く、また、光学性能を維持しながら非常に短かい焦点距離にすることが難しかった。このため、小型で安価な撮影レンズを提供することが困難であった。換言すると、良好な再現性を有する画像が得られるような光学性能を確保するためには、どうしても大型化レンズ系に頼らざるを得なかった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、非球面を用いた２群２枚のレンズ構成を採用することにより、忠実な画像が得られるように収差補正を行うことができ、しかも、光学系を短小でコンパクトに構成できる廉価な撮影レンズを提案することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の撮影レンズは、互いに正のパワーを有するメニスカスの第１レンズと第２レンズを備え、第１レンズは物体側に強い曲率の凸面を向け、第２レンズは像面側に強い曲率の凸面を向け、レンズ群全体として少なくとも三つの非球面を採用している。この構成により、各種の収差補正を良好に行うことができるコンパクトで廉価な撮影レンズを実現している。
【０００６】
すなわち、本発明の撮影レンズは、
物体側より順に配列された第１レンズおよび第２レンズを有し、
前記第１レンズは物体側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第２レンズは像面側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第１および第２レンズレンズ面のうち、少なくとも３面は、次の条件式(１)〜(３)を満足するように、非球面補正が施されていることを特徴としている。
１．５＜ｆ１／ｆ＜２．５（１）
１．２＜ｆ１／ｆ２＜１．８（２）
２．４１２／４．８≦Ｒ１／ｆ≦１．０（３）
但し、ｆ：全光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ１：第１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
【０００７】
ここで、上記の条件式（１）は、パワー配分に関わるものであり、その下限値１．５を下回ると、第１レンズの焦点距離が短くなり、特に倍率の色収差を含む諸収差の補正が難しくなると同時に射出瞳の短小化を招くことになるので好ましくない。さらに、第２レンズの補償が困難となり、かつ、非球面による収差補正も良い結果が得られないので好ましくない。一方、上限値２．５を越えると、第１レンズの焦点距離が長くなり、光学系全体が大きくなってしまうので好ましくない。
【０００８】
次に、条件式（２）による範囲を外れると、ペッツヴァール和が正または負に大きくなり、像面湾曲の補正が困難となる。また、倍率の色収差も増大し、第１レンズおよび第２レンズを同一材質で形成することが難しくなる。
【０００９】
条件式(３)により規定される下限値２．４１２／４．８(＝０．５０２５)を第１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径Ｒ１が下回ると、最終レンズ面である第２レンズの像面側のレンズ面の曲率半径(Ｒ４)が小さくなり、かつ、諸収差も大きくなって非球面を採用しても補正がしきれないばかりか、曲率半径が小さいために製造上の課題も残るので好ましくない。一方、上限値１．０を越えると、収差補正が良好であっても全光学系が大きくなってしまうので好ましくない。
【００１０】
一方、前記第１および第２レンズを同一材質からなるレンズとすることが望ましい。一般に第１レンズと第２のレンズは開口絞りを挟んで配置されているので、温度変化などの環境変化に対しても、第１レンズと第２レンズの屈折力のバランスが最適化される。すなわち、環境変化に起因する各収差の変動が互いに打ち消されるので、諸収差の変動が少なくて済むという光学性能上の利点が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した２群２枚レンズ構成の撮影レンズについて詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明による撮影レンズの典型的な構成を説明する。図示の撮影レンズ１０は、物体側から順に配列した第１レンズ１、開口絞り３および第２レンズ２から構成されている。第１レンズ１は、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、物体側のレンズ面１ａおよび像面側のレンズ面１ｂを備え、この両レンズ面は非球面とされている。第２レンズ２も第１レンズと同様に、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、物体側のレンズ面２ａおよび像面側のレンズ面２ｂを備え、像面側のレンズ面２ｂは非球面となっている。なお、第２レンズ２と結像面４の間にはカバーガラスおよびローパスフィルタが配置される場合もある。
【００１３】
【実施例】
(実施例１)
実施例１に係る撮影レンズ１０Ａにおける全光学系のレンズデータは次の通りである。図２には、そのレンズ構成を示してある。
ｆ＝４．８ｍｍ
Ｆナンバー：２．５
２ω＝４９°
ｂｆ＝３．６９ｍｍ
【００１４】
また、表１、２には各レンズ面のレンズデータを掲げてある。これらの表において、ｉは物体側から数えたレンズ面の順番を示し、Ｒは各レンズ面の曲率を示し、ｄはレンズ面間の距離を示し、Ｎｄは各レンズ面の屈折率を示す。また、レンズ面の順番ｉに星印（＊）が付いているレンズ面は非球面であることを示している。レンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＸ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、次の式（４）により表される。なお、各記号の意味、および非球面形状を表す式（４）は後述する実施例２、３においても同様である。
【００１５】
【数１】

【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１８】
図３（ａ）〜（ｃ）は、実施例１の撮影レンズにおける諸収差を示す収差図である。図において、ＳＡは球面収差、ＯＳＣは正弦条件、ＡＳは非点収差、ＤＩＳＴはディストーションをそれぞれ表している。図３（ａ）において、曲線ｇ、Ｃ、Ｆおよびｅはそれぞれ、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線およびｅ線に対する球面収差ＳＡを表わし、曲線ｏｓｃは正弦条件ＯＳＣを表している。非点収差ＡＳにおけるＴはタンジェンシャル、Ｓはサジタルの像面を表わしている。これらの記号の意味は、後述の実施例２、３の諸収差を表す図５、７においても同様である。
【００１９】
（実施例２）
実施例２に係る撮影レンズ１０Ｂにおける全光学系のレンズデータは、実施例１の場合と同一である。図４にはそのレンズ構成を示してある。
【００２０】
表３、４には実施例２における各レンズ面のレンズデータを掲げてある。また、図５（ａ）〜（ｃ）はその収差図である。
【００２１】
【表３】

【００２２】
【表４】

【００２３】
（実施例３）
実施例３に係る撮影レンズ１０Ｃにおける全光学系のレンズデータは、実施例１の場合と同一である。図６にはそのレンズ構成を示してある。
【００２４】
表５、６には実施例３における各レンズ面のレンズデータを掲げてある。また、図７（ａ）〜（ｃ）はその収差図である。
【００２５】
【表５】

【００２６】
【表６】

【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮影レンズは、互いに正のパワーを有するメニスカスの第１レンズと第２レンズを備え、第１レンズは物体側に強い曲率の凸面を向け、第２レンズは像面側に強い曲率の凸面を向け、レンズ群全体として少なくとも三つの非球面を採用し、各非球面形状を各種の収差補正を良好に行うことができるように設定してある。
【００２８】
従って、本発明に従って構成した撮影レンズは、小型でコンパクトで、廉価に製造できる。また、倍率の色収差が補正され、高画質のＣＣＤ・ＴＶなどの撮影レンズとして使用できるという効果を奏することも確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮影レンズの典型的な構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係る撮影レンズの断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る撮影レンズの収差図である。
【図４】本発明の実施例２に係る撮影レンズの断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る撮影レンズの収差図である。
【図６】本発明の実施例３に係る撮影レンズの断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る撮影レンズの収差図である。
【符号の説明】
１第１レンズ
１ａ第１レンズの物体側のレンズ面
１ｂ第１レンズの像面側のレンズ面
２第２レンズ
２ａ第２レンズの物体側のレンズ面
２ｂ第２レンズの像面側のレンズ面
３開口絞り
４結像面
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ撮影レンズ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６レンズ面の曲率半径

Claims

物体側より順に配列された第１レンズおよび第２レンズを有し、
前記第１レンズは物体側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第２レンズは像面側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第１および第２レンズレンズ面のうち、少なくとも３面は、次の条件式(１)〜(３)を満足するように、非球面補正が施されていることを特徴とする撮影レンズ。
１．５＜ｆ１／ｆ＜２．５（１）
１．２＜ｆ１／ｆ２＜１．８（２）
２．４１２／４．８≦Ｒ１／ｆ≦１．０（３）
但し、ｆ：全光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ１：第１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
請求項１において、
前記第１および第２レンズは同一材質からなることを特徴とする撮影レンズ。