JP5339190B2 - 結像レンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 - Google Patents
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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、結像レンズの半画角は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。
そのようなレトロフォーカスタイプの結像レンズの従来例の中で、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。
また、特許文献3に開示された結像レンズは、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ナンバの小さな実施例は小型化の点で不十分である。
請求項2に記載の発明の目的は、半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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、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と共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項3に記載の発明の目的は、実質的な製造誤差感度を低減し、安定した性能の得やすい、高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項4に記載の発明の目的は、単色収差と色収差をバランス良く補正した、より高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項5に記載の発明の目的は、各収差をより良好に補正した高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項6に記載の発明の目的は、像面の平坦性などを向上した、さらに高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項8に記載の発明の目的は、色収差をより良好に補正した、さらに高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項9に記載の発明の目的は、より一層収差の発生を抑え、特に歪曲収差を良好に補正した、さらに高性能な結像レンズを提供することにある。
請求項10に記載の発明の目的は、必要以上に複雑な構成を採ることなくコマ収差をより良好に補正した、高性能の結像レンズを提供することにある。
請求項11に記載の発明の目的は、有限距離物体へのフォーカシングを行うための適切な手段を提供することにある。
請求項13に記載の発明の目的は、半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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、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と共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、高性能の結像レンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することにある。
条件式:
62.0<νdp1<98.0
20.0<νdn1<45.0
20.0<νdn2<45.0
35.0<νdp2<98.0
−20.0<νdn1−νdn2<15.0
を満足する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レンズは、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結像レンズにおいて、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、最も物体側に負レンズを配設し負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、正の屈折力を有する1つの接合レンズで構成される後側第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すると共に、前記前側第2レンズ群の前記第1正レンズのアッベ数をν dp1 とし、前記第1負レンズのアッベ数をν dn1 とし、前記第2負レンズのアッベ数をν dn2 とし、前記第2正レンズのアッベ数をν dp2 として、
条件式:
62.0<ν dp1 <98.0
20.0<ν dn1 <45.0
20.0<ν dn2 <45.0
35.0<ν dp2 <98.0
−20.0<ν dn1 −ν dn2 <15.0
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レンズは、請求項3に記載の結像レンズにであって、
前記第1正レンズと前記第1負レンズの接合面の曲率半径をrS1とし、前記第2負レンズと前記第2正レンズの接合面の曲率半径をrS2とし、前記結像レンズの全系の焦点距離をfAとして、
条件式:
−2.4<rS1/fA<−0.8
1.0<rS2/fA<2.6
を満足することを特徴としている。
前記前側第2レンズ群の全長をL2Fとし、前記結像レンズの最も物体側の面から像面までの距離をLとして、
条件式:
0.1<L2F/L<0.25
満足す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レンズは、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の結像レンズであって、
前記結像レンズの全系の焦点距離をfAとし、前記第1レンズ群の焦点距離をf1として、
条件式:
0.0<fA/f1<0.8
を満足することを特徴としている。
前記前側第1レンズ群と前記後側第1レンズ群との間隔をA1F−1Rとし、前記第1レンズ群の全長をL1として、
条件式:
0.35<A1F−1R/L1<0.7
を満足する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結像レンズは、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の結像レンズであって、
前記第1正レンズのアッベ数をνdとし、前記第1正レンズの異常分散性をΔθg,Fとしたとき、前記異常分散性Δθg,Fとは、前記アッベ数νdを横軸、部分分散比θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)を縦軸としたグラフにおいて、硝種K7(株式会社オハラ硝種名NSL7)と硝種F2(株式会社オハラ硝種名PBM2)を結ぶ直線を標準線とするときの、当該硝種の標準線からの偏差をいい、g線、F線、C線に対する屈折率を、それぞれ、ng,nF,nCとして、
条件式:
νd>80.0
Δθg,F>0.025
を満足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結像レンズは、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の結像レンズであって、前記後側第2レンズ群は、1枚のレンズで構成され、非球面を有することを特徴としている。
請求項11に記載した本発明に係る結像レンズは、請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の結像レンズであって、前記第2レンズ群の全体または一部を移動させて有限距離物体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12に記載した本発明に係るカメラは、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有することを特徴としている。
請求項13に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の結像レンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴としている。
条件式:
62.0<νdp1<98.0
20.0<νdn1<45.0
20.0<νdn2<45.0
35.0<νdp2<98.0
−20.0<νdn1−νdn2<15.0
を満足することにより、
半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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、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と共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、小型かつ非常に高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
請求項2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結像レンズにおいて、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、最も物体側に負レンズを配設し負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、正の屈折力を有する1つの接合レンズで構成される後側第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すると共に、前記前側第2レンズ群の前記第1正レンズのアッベ数をν dp1 とし、前記第1負レンズのアッベ数をν dn1 とし、前記第2負レンズのアッベ数をν dn2 とし、前記第2正レンズのアッベ数をν dp2 として、
条件式:
62.0<ν dp1 <98.0
20.0<ν dn1 <45.0
20.0<ν dn2 <45.0
35.0<ν dp2 <98.0
−20.0<ν dn1 −ν dn2 <15.0
を満足することにより、
半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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、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と共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、小型かつ非常に高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
実質的な製造誤差感度を低減し、安定した性能の得やすい、高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、ばらつきなく良好な描写の得られるカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の結像レンズにであって、
前記第1正レンズと前記第1負レンズの接合面の曲率半径をrS1とし、前記第2負レンズと前記第2正レンズの接合面の曲率半径をrS2とし、前記結像レンズの全系の焦点距離をfAとして、
条件式:
−2.4<rS1/fA<−0.8
1.0<rS2/fA<2.6
を満足することにより、
単色収差と色収差をバランス良く補正した、より高性能の結像レンズを提供することができるため、より高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
前記前側第2レンズ群の全長をL2Fとし、前記結像レンズの最も物体側の面から像面までの距離をLとして、
条件式:
0.1<L2F/L<0.25
満足することにより、
各収差をより良好に補正した高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、より高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の結像レンズであって、
前記結像レンズの全系の焦点距離をfAとし、前記第1レンズ群の焦点距離をf1として、
条件式:
0.0<fA/f1<0.8
を満足することにより、
像面の平坦性などを向上した、さらに高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、絞り開放から画面全体にわたって高い解像度を有する、より高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
前記前側第1レンズ群と前記後側第1レンズ群との間隔をA1F−1Rとし、前記第1レンズ群の全長をL1として、
条件式:
0.35<A1F−1R/L1<0.7
を満足することにより、
大口径化に伴う球面収差の発生を抑制した、さらに高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、絞り開放からより先鋭度の高い画像が得られる高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
前記第1正レンズのアッベ数をνdとし、前記第1正レンズの異常分散性をΔθg,Fとしたとき、前記異常分散性Δθg,Fとは、前記アッベ数νdを横軸、部分分散比θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)を縦軸としたグラフにおいて、硝種K7(株式会社オハラ硝種名NSL7)と硝種F2(株式会社オハラ硝種名PBM2)を結ぶ直線を標準線とするときの、当該硝種の標準線からの偏差をいい、g線、F線、C線に対する屈折率を、それぞれ、ng,nF,nCとして、
条件式:
νd>80.0
Δθg,F>0.025
を満足することにより、
色収差をより良好に補正した、さらに高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、色ずれや色滲みが気にならない、より高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
より一層収差の発生を抑え、特に歪曲収差を良好に補正した、さらに高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、建築物等を撮影しても歪みのほとんど感じられない、より高画質のカメラや携帯情報端末装置を実現することができる。
請求項10に記載の発明によれば、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の結像レンズであって、前記後側第2レンズ群は、1枚のレンズで構成され、非球面を有することにより、
必要以上に複雑な構成を採ることなくコマ収差をより良好に補正した、高性能の結像レンズを提供することができ、延いては、周辺部まで点像の崩れることのない、より高画質のカメラや携帯情報端末装置を、大型化させることなく実現することができる。
有限距離物体へのフォーカシングを行うための適切な方法を提供できると共にフォーカス機構を小型化することが可能となり、延いては、高画質のカメラや携帯情報端末装置をよりコンパクトに実現することができる。
請求項12に記載の発明によれば、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有することにより、
半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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、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と共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、高性能の結像レンズを撮影光学系として使用した、小型で高画質のカメラ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で高画質な画像を撮影することができる。
半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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、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と共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、高性能の結像レンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の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。
本発明のような、レトロフォーカスタイプの結像レンズは、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、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結像レンズにおいて、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、最も物体側に負レンズを配設し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、正レンズ1枚で構成される後側(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すると共に、前記第1正レンズと前記第1負レンズ、前記第2負レンズと前記第2正レンズがそれぞれ密接して一体に接合されており、以下の条件式を満足するようにした(請求項1に対応する)。
20.0<νdn1<45.0
20.0<νdn2<45.0
35.0<νdp2<98.0
20.0<νdn1−νdn2<15.0
ただし、νdp1は第1正レンズのアッベ数、νdn1は第1負レンズのアッベ数、νdn2は第2負レンズのアッベ数、νdp2は第2正レンズのアッベ数を表す。
また、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結像レンズにおいて、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、最も物体側に負レンズを配設し負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、正の屈折力を有する1つの接合レンズで構成される後側第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すると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
62.0<ν dp1 <98.0
20.0<ν dn1 <45.0
20.0<ν dn2 <45.0
35.0<ν dp2 <98.0
−20.0<ν dn1 −ν dn2 <15.0
ただし、ν dp1 は前記前側第2レンズ群の前記第1正レンズのアッベ数、ν dn1 は前記第1負レンズのアッベ数、ν dn2 は前記第2負レンズのアッベ数、ν dp2 は前記第2正レンズのアッベ数を表す(請求項2に対応する)。
まず、本発明の結像レンズにおいて、前記第1レンズ群は、いわば前記第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、前記第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、前記後側第1レンズ群は、前記前側第2レンズ群と前記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ある。
条件式は、各種の色収差を良好に補正するためのものである。νdp1が62以下もしくはνdn1が45以上であると、主として軸上色収差、副次的には倍率色収差が補正不足となって好ましくない。一方、νdp1が98以上もしくはνdn1が20以下の条件は、使用できる光学材料がなかったり、あったとしても高価であって現実的でない。νdn2が45以上もしくはνdp2が35以下であると、主として倍率色収差、副次的には軸上色収差が補正不足となって好ましくない。一方、νdn2が20以下もしくはνdp2が98以上の条件は、使用できる光学材料がなかったり、あったとしても高価であって現実的でない。さらに、前記第1負レンズと前記第2負レンズのアッベ数の差;(νdn1−νdn2)を、−20.0を超え15.0未満の範囲に設定することにより、コマ収差の色差を十分に低減することが可能となる。
67.0<νdp1<85.0
20.0<νdn1<40.0
20.0<νdn2<40.0
40.0<νdp2<85.0
−15.0<νdn1−νdn2<10.0
前記後側第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。
本発明の結像レンズの構成によれば、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38度程度の広角、Fナンバ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できる。
前記前側第2レンズ群においては、前記第1正レンズと前記第1負レンズ、前記第2負レンズと前記第2正レンズがそれぞれ密接して一体的に接合されていることが望ましい(請求項3に対応する)。
なお、前記後側第2レンズ群における色収差補正は、前記開口絞りに近い前記第1正レンズと第1負レンズのペアに主として軸上色収差を補正する役割を持たせ、前記開口絞りから離れた前記第2負レンズと前記第2正レンズのペアに主として倍率色収差を補正する役割を持たせる設計思想である。前記第1正レンズと前記第1負レンズ、前記第2負レンズと前記第2正レンズをそれぞれ接合する場合には、前記第1正レンズと前記第1負レンズの接合面は像側に凸の形状とし、前記第2負レンズと前記第2正レンズの接合面は物体側に凸の形状とするのが良く、これによって、全体の色収差補正をより効果的に行えるようになる。
−2.4<rS1/fA<−0.8
1.0<rS2/fA<2.6
ただし、rS1は、前記第1正レンズと前記第1負レンズの接合面の曲率半径、rS2は、前記第2負レンズと前記第2正レンズの接合面の曲率半径、fAは、結像レンズの全系の焦点距離を表す。
条件式は、単色収差を十分に小さく抑えたまま、色収差をバランス良く補正するためのものである。rS1/fAが−2.4以下もしくはrS2/fAが2.6以上であると、色収差補正を優先したときに球面収差が補正不足となったり、内向性のコマ収差が残存したりして好ましくない。一方、rS1/fAが−0.8以上もしくはrS2/fAが1.0以下であると、色収差補正を優先したときに球面収差が補正過剰となったり、外向性のコマ収差が残存したりして好ましくない。
0.1<L2F/L<0.25
ただし、L2Fは前側第2レンズ群の全長、Lは結像レンズの最も物体側の面から像面までの距離を表す。
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できるようになる仕組みとして、前記開口絞りが前記前側第2レンズ群の物体側に配設されることから、前記第1正レンズ、前記第1負レンズのペアと、前記第2負レンズ、前記第2正レンズのペアとでは、軸外光線の高さが異なることを利用していることはすでに述べたが、この条件式は、その仕組みが最も有効に働くための前記前側第2レンズ群の全長を規制したものである。L2F/Lが0.1以下であると、前記前側第2レンズ群内での軸外光線の高さの差が小さくなってしまい、上述した仕組みが働きにくくなって、色収差の補正が不十分となる恐れがある。一方、L2F/Lが0.25以上であると、前記前側第2レンズ群が不必要にスペースを占めてしまい、他のレンズ群との関係が崩れて、像面湾曲や非点収差、コマ収差のバランスが取れなくなる恐れがある。
0.1<L2F/L<0.2
結像レンズ全体の屈折力配置としては、以下の条件式を満足することが望ましい(請求項6に対応する)。
0.0<fA/f1<0.8
ただし、fAは、結像レンズの全系の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離を表す。
本発明の結像レンズにおいて、前記第1レンズ群は、いわば前記第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とを先に述べたが、実際の収差補正の上では、前記第1レンズ群が完全にアフォーカルであることが最良ではない。fA/f1が0.0以下であると、前記第2レンズ群の屈折力を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。一方、fA/f1が0.8以上であると、前記第2レンズ群の結像作用への寄与が少なくなって、これまで説明してきたような収差補正の考え方が成立しづらくなったり、前記第1レンズ群で比較的大きな収差が発生し、必要以上に製造誤差感度が高まったりして好ましくない。
0.0<fA/f1<0.7
中でも最も望ましい範囲としては、以下の条件式を満足するのが良い。
0.0<fA/f1<0.4
前記第1レンズ群は、以下の条件式を条件式を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
0.35<A1F−1R/L1<0.7
ただし、A1F−1Rは、前記前側第1レンズ群と前記後側第1レンズ群との間隔、L1は前記第1レンズ群の全長を表す。
より良好な収差補正のためには、前記前側第1レンズ群と前記後側第1レンズ群との間隔を適切に設定するのが良い。A1F−1R/L1が0.35以下であると、球面収差が補正不足になりやすく、A1F−1R/L1が0.7以上であると、逆に補正過剰となりやすく、いずれも好ましくない。
νd>80.0
Δθg,F>0.025
ただし、νd は、前記第1正レンズのアッベ数、Δθg,Fは、前記第1正レンズの異常分散性を表す。
ここで、異常分散性Δθg,Fとは、アッベ数νdを横軸、部分分散比θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)を縦軸としたグラフにおいて、硝種K7(株式会社オハラ硝種名NSL7)と硝種F2(株式会社オハラ硝種名PBM2)を結ぶ直線を標準線とするときの、当該硝種の標準線からの偏差である。なお、ng,nF,nCは、それぞれ、g線,F線,C線に対する屈折率である。
前記第1正レンズを本条件式を満足するような、いわゆる特殊低分散ガラスで構成することにより、色収差の2次スペクトルを効果的に低減して、より良好な補正状態を実現することができる。
前記前側第1レンズ群の負の屈折力を2枚のメニスカスレンズに分割し、特定の面で過大な収差が発生することを防ぐことによって、レンズ系全体として非点収差等をより良好に補正できる。また、曲率の大きな像側面を非球面とすることにより、歪曲収差の補正に大きな効果が得られる他、コマ収差等を補正する役割を持たせることもできる。
前記後側第2レンズ群は、1枚のレンズで構成され、非球面を有することが望ましい(請求項10に対応する)。
前記前側第2レンズ群が十分な自由度を有しているため、前記後側第2レンズ群は、簡単な構成でも十分であり、小型化のためには1枚とするのが適当である。また、前記後側第2レンズ群に非球面を設けることによって、主としてコマ収差をより良好に補正することができるようになる。
なお、前記前側第1レンズ群と後側第2レンズ群の非球面は、互いに収差補正の役割を補完し合い、より効果的に働くため、同時に設けることが望ましい。
このようなフォーカシング方式によれば、結像レンズ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、本発明に係る結像レンズを撮影光学系として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、前記第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。
以下に述べる実施例1〜実施例7は、本発明に係る結像レンズ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7に示されるような結像レンズを撮影光学系として用いた本発明に係るカメラおよび携帯情報端末装置の実施の形態については、図15〜図17を用いて後述する。
以下に本発明の結像レンズの具体的な実施例を示す。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。本発明のように結像レンズを構成することにより、半画角が38度程度と広角で、かつ、Fナンバが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。
f :結像レンズ全系の焦点距離
F :Fナンバ
ω :半画角
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
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、以下の式で定義される。
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負メニスカスタイプの負レンズである第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。
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結像レンズでは、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FS」と称呼する)を構成する。
尚、図1には、各光学面の面番号も付している。図1に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例(実施の形態)毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
また、図8は、図1に示す本発明に係る実施例1による結像レンズの球面収差、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=6.00mm、Fナンバ=1.92そして半画角ω=39.0°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.82391,A4 = 1.51453×10-4,A6 = -8.03748×10-6,A8 = 2.33697×10-7,A10 = -1.16222×10-8
非球面;第14面
K = -26.92849,A4 = 9.33931×10-5,A6 = -1.79865×10-5,A8 = 3.06532×10-7,A10 = -3.57164×10-9
また、この実施例1における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
条件式数値:
νdp1=81.54
νdn1=26.29
νdn2=28.46
νdp2=54.82
νdn1−νdn2=−2.17
rS1/fA=−1.36
rS2/fA=1.76
L2F/L=0.164
fA/f1=0.192
A1F−1R/L1=0.580
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に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
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。
上述した本発明の実施例1に係る図1に示した構成の結像レンズL1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1のように結像レンズ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ナンバが1.92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。
図2に示す結像レンズL2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と負メニスカスタイプの負レンズE4とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、開口絞りFA、両凸タイプの正レンズである第5レンズE5と負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、両凹タイプの負レンズである第7レンズE7と両凸タイプの正レンズである第8レンズE8とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、像面側に強い凸面を向け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9レンズE9を配置した構成となっている。
第1レンズE1〜第4レンズE4が第1レンズ群G1を構成し、第5レンズE5〜第9レンズE9が第2レンズ群G2を構成する。
また、第2レンズ群G2を、物体側から順に、第1正レンズとしての第5レンズE5、第1負レンズとしての第6レンズE6、第2負レンズとしての第7レンズE7、第2正レンズとしての第8レンズE8をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第9レンズE9をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記結像レンズ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結像レンズでは、第9レンズE9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」と称呼する)を構成する。
また、図9は、図2に示す本発明に係る実施例2による結像レンズの球面収差、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2においては、焦点距離f=5.90mm、Fナンバ=2.04そして半画角ω=39.2°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.41935,A4 = -5.42080×10-5,A6 = -2.48263×10-5,A8 = 7.57412×10-7,A10 = -2.30755×10-8
非球面;第15面
K = 0.0,A4 = -3.94481×10-4,A6 = 7.14419×10-7,A8 = 6.43089×10-8,A10 = -2.58953×10-9
また、この実施例2における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
νdp1=81.54
νdn1=31.07
νdn2=29.52
νdp2=42.71
νdn1−νdn2=1.55
rS1/fA=−1.16
rS2/fA=2.17
L2F/L=0.143
fA/f1=0.604
A1F−1R/L1=0.628
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に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
各収差曲線図中、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。
上述した本発明の実施例2に係る図2に示した構成の結像レンズL2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2のように結像レンズL2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ナンバが2.04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。
図3に示す結像レンズL3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、物体側に強い凸面を向け且つ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(前側)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面側(後側)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。上記結像レンズ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結像レンズでは、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」と称呼する)を構成する。
また、図10は、図3に示す本発明に係る実施例3による結像レンズの球面収差、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=6.00mm、Fナンバ=1.95そして半画角ω=39.1°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.82391,A4 = 7.26169×10-5,A6 = -5.10959×10-6,A8 = 4.38244×10-8,A10 = -6.97612×10-9
非球面;第6面
K = 0.0,A4 = 2.05935×10-5,A6 = -1.04777×10-6,A8 = 8.84156×10-8,A10 = -2.25119×10-9
非球面;第14面
K = -26.92849,A4 = 5.11073×10-4,A6 = -2.92185×10-5,A8 = 7.49033×10-7,A10 = -1.06280×10-8
また、この実施例3における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
νdp1=81.54
νdn1=27.79
νdn2=30.13
νdp2=65.44
νdn1−νdn2=−2.34
rS1/fA=−1.50
rS2/fA=1.66
L2F/L=0.142
fA/f1=0.243
A1F−1R/L1=0.637
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に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
各収差曲線図中、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。
上述した本発明の実施例3に係る図3に示した構成の結像レンズL3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3のように結像レンズ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。
図4に示す結像レンズL4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、正メニスカスタイプの正レンズである第3レンズE3、両凸タイプの正レンズである第4レンズE4、開口絞りFA、両凸タイプの正レンズである第5レンズE5と負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6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7レンズE7と正メニスカスタイプの正レンズである第8レンズE8とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側に強い凸面を向け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9レンズE9を配置した構成となっている。
第1レンズE1〜第4レンズE4が第1レンズ群G1を構成し、第5レンズE5〜第9レンズE9が第2レンズ群G2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5レンズE5、第1負レンズとしての第6レンズE6、第2負レンズとしての第7レンズE7、第2正レンズとしての第8レンズE8をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第9レンズE9をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記結像レンズ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結像レンズでは、第9レンズE9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」と称呼する)を構成する。
また、図11は、図4に示す本発明に係る実施例4による結像レンズの球面収差、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=6.00mm、Fナンバ=1.96そして半画角ω=39.1°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.40687,A4 = -3.60864×10-4,A6 = -2.38402×10-5,A8 = 6.28983×10-7,A10 = -2.42525×10-8
非球面;第16面
K = 0.0,A4 = -4.01894×10-4,A6 = 3.25574×10-6,A8 = -2.41480×10-7,A10 = 3.20689×10-9
また、この実施例4における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
νdp1=81.54
νdn1=34.71
νdn2=27.51
νdp2=81.54
νdn1−νdn2=7.20
rS1/fA=−1.68
rS2/fA=1.33
L2F/L=0.154
fA/f1=0.183
A1F−1R/L1=0.424
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に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
各収差曲線図中、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。
上述した本発明の実施例4に係る図4に示した構成の結像レンズL4によれば、図11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のように結像レンズ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ナンバが1.96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。
図5に示す結像レンズL5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、両凸タイプの正レンズである第4レンズE4、開口絞りFA、両凸タイプの正レンズである第5レンズE5と負メニスカスタイプの負レンズである第6レンズE6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7レンズE7と正メニスカスタイプの正レンズである第8レンズE8とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、物体側に強い凸面を向け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9レンズE9を配置した構成となっている。
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5レンズE5、第1負レンズとしての第6レンズE6、第2負レンズとしての第7レンズE7、第2正レンズとしての第8レンズE8をもって、前側第2レンズ群2Fを構成し、第9レンズE9をもって、後側第2レンズ群2Rを構成する。上記結像レンズ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結像レンズでは、第9レンズE9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」と称呼する)を構成する。
また、図12は、図5に示す本発明に係る実施例5による結像レンズの球面収差、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=6.00mm、Fナンバ=1.95そして半画角ω=39.1°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.85535,A4 = 3.24166×10-6,A6 = -2.56520×10-6,A8 = -3.63511×10-8,A10 = -1.39606×10-9
非球面;第16面
K = 0.0,A4 = -3.27966×10-4,A6 = 3.00723×10-6,A8 = -2.59822×10-7,A10 = 4.26578×10-9
また、この実施例5における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
νdp1=81.54
νdn1=29.23
νdn2=23.78
νdp2=81.54
νdn1−νdn2=5.45
rS1/fA=−1.91
rS2/fA=1.33
L2F/L=0.132
fA/f1=0.238
A1F−1R/L1=0.469
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に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
各収差曲線図中、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。
上述した本発明の実施例5に係る図5に示した構成の結像レンズL5によれば、図12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のように結像レンズ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。
図6に示す結像レンズL6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、物体側に強い凸面を向け且つ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。
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。上記結像レンズL6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結像レンズでは、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」と称呼する)を構成する。
尚、図6には、各光学面の面番号も付している。図6に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例(実施の形態)毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
また、図13は、図6に示す本発明に係る実施例6による結像レンズの球面収差、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6においては、焦点距離f=6.00mm、Fナンバ=1.95そして半画角ω=39.1°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.83616,A4 = 1.06538×10-4,A6 = -2.50034×10-6,A8 = 9.83448×10-9,A10 = -1.85737×10-9
非球面;第14面
K = 0.0,A4 = -2.40864×10-4,A6 = 3.17695×10-6,A8 = -1.91600×10-7,A10 = 2.94310×10-9
また、この実施例6における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
νdp1=81.54
νdn1=30.13
νdn2=33.79
νdp2=81.54
νdn1−νdn2=−3.66
rS1/fA=−1.36
rS2/fA=1.63
L2F/L=0.137
fA/f1=0.049
A1F−1R/L1=0.621
したがって、この実施例6における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
各収差曲線図中、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。
上述した本発明の実施例6に係る図6に示した構成の結像レンズL6によれば、図13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6のように結像レンズL6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。
図7に示す結像レンズL7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、物体側に強い凸面を向け且つ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。
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。上記結像レンズL7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結像レンズでは、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」と称呼する)を構成する。
尚、図7には、各光学面の面番号も付している。図7に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例(実施の形態)毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
また、図14は、図7に示す本発明に係る実施例7による結像レンズの球面収差、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7においては、焦点距離f=6.00mm、Fナンバ=1.96そして半画角ω=39.1°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
非球面;第4面
K = -0.82970,A4 = 6.46605×10-5,A6 = -2.89248×10-6,A8 = 1.03022×10-8,A10 = -1.71499×10-9
非球面;第14面
K = 0.0,A4 = -2.57760×10-4,A6 = 1.76756×10-6,A8 = -1.22031×10-7,A10 = 1.59466×10-9
また、この実施例7における先に述べた条件式に係る各数値は、次の通りとなる。
νdp1=70.24
νdn1=28.30
νdn2=39.68
νdp2=81.54
νdn1−νdn2=−11.38
rS1/fA=−1.13
rS2/fA=1.48
L2F/L=0.158
fA/f1=0.073
A1F−1R/L1=0.594
したがって、この実施例7における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
各収差曲線図中、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。
上述した本発明の実施例7に係る図7に示した構成の結像レンズL7によれば、図14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7のように結像レンズL7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ナンバが1.96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。
図15および図16に示すように、カメラは、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17に示すように、カメラは、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。
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。
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1〜7に示されたような結像レンズL1〜L7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。
E1〜E9 第1レンズ〜第9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
Claims (13)
- 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結像レンズにおいて、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、最も物体側に負レンズを配設し負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、正レンズ1枚で構成される後側第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すると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
62.0<νdp1<98.0
20.0<νdn1<45.0
20.0<νdn2<45.0
35.0<νdp2<98.0
−20.0<νdn1−νdn2<15.0
ただし、νdp1は前記前側第2レンズ群の前記第1正レンズのアッベ数、νdn1は前記第1負レンズのアッベ数、νdn2は前記第2負レンズのアッベ数、νdp2は前記第2正レンズのアッベ数を表す。 - 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結像レンズにおいて、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、最も物体側に負レンズを配設し負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、正の屈折力を有する1つの接合レンズで構成される後側第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すると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
62.0<ν dp1 <98.0
20.0<ν dn1 <45.0
20.0<ν dn2 <45.0
35.0<ν dp2 <98.0
−20.0<ν dn1 −ν dn2 <15.0
ただし、ν dp1 は前記前側第2レンズ群の前記第1正レンズのアッベ数、ν dn1 は前記第1負レンズのアッベ数、ν dn2 は前記第2負レンズのアッベ数、ν dp2 は前記第2正レンズのアッベ数を表す。 - 請求項1または請求項2に記載の結像レンズにおいて、前記前側第2レンズ群を構成する前記第1正レンズと前記第1負レンズおよび前記第2負レンズと前記第2正レンズがそれぞれ密接して一体に接合されていることを特徴とする結像レンズ。
- 請求項3に記載の結像レンズにおいて,以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
−2.4<rS1/fA<−0.8
1.0<rS2/fA<2.6
ただし、rS1は前記第1正レンズと前記第1負レンズの接合面の曲率半径、rS2は前記第2負レンズと前記第2正レンズの接合面の曲率半径、fAは前記結像レンズの全系の焦点距離を表す。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
0.1<L2F/L<0.25
ただし、L2Fは前記前側第2レンズ群の全長、Lは前記結像レンズの最も物体側の面から像面までの距離を表す。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
0.0<fA/f1<0.8
ただし、fAは、前記結像レンズの全系の焦点距離、f1は、前記第1レンズ群の焦点距離を表す。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
0.35<A1F−1R/L1<0.7
ただし、A1F−1Rは、前記前側第1レンズ群と前記後側第1レンズ群との間隔、L1は、前記第1レンズ群の全長を表す。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする結像レンズ。
νd>80.0
Δθg,F>0.025
ただし、νd は、前記第1正レンズのアッベ数、Δθg,Fは、前記第1正レンズの異常分散性を表す。
ここで、前記異常分散性Δθg,Fとは、前記アッベ数νdを横軸,部分分散比θg,F=(ng−nF)/(nF−nC)を縦軸としたグラフにおいて,硝種K7(株式会社オハラ硝種名NSL7)と硝種F2(株式会社オハラ硝種名PBM2)を結ぶ直線を標準線とするときの、当該硝種の標準線からの偏差である。なお、ng,nF,nCは、それぞれ、g線、F線、C線に対する屈折率である。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、前記前側第1レンズ群は、2枚の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを連続して配設した構成を有し、少なくともいずれか一方のレンズの像側面が非球面であることを特徴とする結像レンズ。
- 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、前記後側第2レンズ群は、1枚のレンズで構成され、非球面を有することを特徴とする結像レンズ。
- 請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の結像レンズにおいて、前記第2レンズ群の全体または一部を移動させて有限距離物体へのフォーカシングを行うことを特徴とする結像レンズ。
- 請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
- 請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の結像レンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
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