JP5716547B2 - 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents
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結像レンズは「単焦点の結像レンズ」であり、カメラ装置は所謂銀塩カメラを含む各種のカメラ、特に、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等として実施でき、このカメラ装置をカメラ機能部として有する携帯情報端末装置として実施できる。
特許文献2の結像レンズも「負正2群タイプ」でレンズ枚数も少ないが、やはり全長が長く、像面湾曲の補正の点でもなお改良の余地がある。
ところで、結像レンズにより結像した像を固体撮像素子で撮像する場合、固体撮像素子の画素数が増加の一途をたどり、1000万画素以上という高画素数の固体撮像素子の使用が普及しつつある。
固体撮像素子の光導電性セルやその配列ピッチを大きくすると、固体撮像素子の光感度が高くなり、撮像画像に対する被写界深度も浅くなり、写真レンズの場合、メリットも大きい。
(1) 0.0 < d12−3/d11−2 < 0.4
を満足する。
(2) 1.2 < |f11/F| < 1.8
(3) −0.7 < R12/R13 ≦ 0.0
を満足することが好ましい(請求項2)。
(4) 0.7 < f1n1/f1n12 < 2.3
を満足することが好ましい(請求項3)。
(5) 30 < Nd3・νd3−Nd4・νd4 < 50
を満足することが好ましい(請求項4)。
(6) 0.9 < f1e/f21 < 2.2
を満足することが好ましい(請求項5)。
(7) 0.5 < |R11/R2e| < 1.5
を満足することが好ましい。
(8) 1.4 < |R1e/R21| < 34.0
を満足することが好ましい(請求項7)。
(9) −1.0<Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|<−0.4
を満足することが好ましい(請求項9)。
この発明の携帯情報端末装置は、請求項10記載のカメラ装置をカメラ機能部として有する(請求項11)。
この発明の結像レンズは、第1群の最も物体側に「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」を配することにより「大口径」を可能としており、条件(2)の下限また上限を超えると、物体側から第1番目のレンズである負メニスカスレンズの屈折力が、全系の屈折力に対して、大きくもしくは小さくなりすぎ、入射光線束の入射角が大きく影響され、コマ収差が大きくなる。
条件(5)は、軸上色収差を良好に補正する条件である。
第1群の最も像側を「正・負レンズの接合レンズ」とすることにより、この接合レンズに軸上色収差補正機能を持たせることができるが、条件(5)の範囲外では、軸上色収差の補正が過剰となってしまう。
条件(6)の上限または下限を超えると、球面収差のバランスが崩れ、像面の中心像性能に影響を及ぼす。
条件(9)は、このような「有限物体距離への合焦」に関連した条件である。
即ち、パラメータにおける|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|の部分は、無限遠合焦の状態から「基準最短撮像距離への合焦」の際の、第1群と第2群との繰り出し量の比であり、|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|が「0(D1∞=D1t)」であれば、第1群と第2群の繰り出し量は同一であり、結像レンズが一体として物体側へ変位して合焦を行なうことになる。
図1、3、5、7、9、11、13、15、17、19に、結像レンズの実施の形態を10例示す。これらの図に示す形態は、結像レンズの「物体距離が無限遠」のときのレンズ配置を示している。
これらの実施の形態は順に、後述の実施例1〜10に対応するものである。
図21はカメラ装置(携帯情報端末装置のカメラ機能部)の外観を示し、図22は携帯情報端末装置のシステム構成を示している。
図22に示すように、携帯情報端末装置30は、撮影レンズ31と受光素子(1000万画素〜1500万画素が2次元に配列された電子撮像素子)45を有し、撮影レンズ31によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子45によって読み取るように構成されている。
各実施例における記号の意味は以下の通りである。
Fno:開口数(Fナンバ)
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率(d線)
νd:アッベ数 。
X=(H2/R)/[1+{1−k(H/r)2}1/2]
+C4H4+C6H6+C8H8+C10H10+・・・
で表わす。
実施例1のレンズ構成は図1に示した通りである。
実施例1のデータを表1に示す。
また「D1」、「D2」は、合焦動作に伴う第1群、第2群の繰り出し量である。以下の実施例においても同様とする。
第16面の非球面データは以下のとおりである。
C4=−8.187E−05
C6=−7.333E−08
C8=−8.469E−09
C10=−7.192E−11
C12=−1.399E−13
C14= 3.892E−15
C16= 2.779E−17
C18=−3.235E−19
上記において例えば「−3.235E−19」は「−3.235×10−19」を意味する。以下においても同様である。
繰り出し量:D1、D2を表2に示す。繰り出し量の単位は「mm」である。以下の実施例においても同様である。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.6
R12/R13=−0.6
f1n1/f1n12=1.9
f1e/f21=1.2
Nd3・νd3−Nd4・νd4=36.7
|R11/R2e|=0.8
|R1e/R21|=1.6
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.51 。
実施例2のレンズ構成は図3に示した通りである。
F=18.3mm、Fno=2.51
実施例2のデータを表3に示す。
第2面
k=−0.583
C4= 7.816E−05
C6= 7.063E−07
C8= 1.411E−08
C10= −2.787E−10
C12= 4.589E−12
第16面
k=0.000
C4= 8.436E−05
C6=−1.864E−07
C8= 1.048E−08
C10=−9.852E−11
C12= 3.891E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表4に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.8
R12/R13=−0.5
f1n1/f1n12=1.9
Nd3・νd3−Nd4・νd4=35.6
f1e/f21=1.2
|R11/R2e|=0.7
|R1e/R21|=3.7
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.76 。
実施例3のレンズ構成は図5に示した通りである。
F=18.3mm、Fno=2.56
実施例3のデータを表5に示す。
第1面
k=0.00
C4= 6.848E−05
C6=−1.392E−06
C8= 1.123E−08
C10=−4.372E−11
C12= 6.571E−14
第2面
k=−0.118
C4= 7.334E−05
C6= 5.982E−08
C8=−3.967E−08
C10= 5.909E−10
C12=−3.021E−12
第15面
k=0.00
C4= 8.333E−05
C6=−3.402E−07
C8= 1.633E−08
C10=−1.820E−10
C12= 8.154E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表6に示す。
d12−3/d11−2=0.1
|f11/F|=1.5
R12/R13=0.0
f1n1/f1n12=0.9
f1e/f21=2.1
|R11/R2e|=1.2
|R1e/R21|=33.4
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.63 。
実施例4のレンズ構成は図7に示したとおりである。
実施例4のデータを表7に示す。
第1面
k=3.782
C4= 2.119E−04
C6=−3.985E−06
C8= 3.189E−08
C10=−1.666E−10
第2面
k=0.235
C4= 2.716E−04
C6=−2.065E−06
C8=−3.073E−08
C10= 8.787E−10
C12=−9.428E−12
第14面
k=0.00
C4=−9.174E−05
C6= 9.423E−08
C8=−1.110E−08
C10= 1.830E−10
C12=−3.459E−12
C14= 3.667E−14
C16=−1.729E−16 。
繰り出し量:D1、D2を表8に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.6
R12/R13=−0.4
f1n1/f1n12=2.0
f1e/f21=1.9
|R11/R2e|=1.0
|R1e/R21|=1.7
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.85 。
実施例5のレンズ構成は図9に示したとおりである。
実施例5のデータを表9に示す。
第16面
k=0.00
C4=−9.824E−05
C6=−2.028E−07
C8=−1.981E−09
C10= 2.483E−12
C12=−1.441E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表10に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.4
R12/R13=−0.4
f1n1/f1n12=1.6
Nd3・νd3−Nd4・νd4=36.7
f1e/f21=1.1
|R11/R2e|=0.7
|R1e/R21|=2.7
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.74 。
実施例6のレンズ構成は図11に示したとおりである。
実施例6のデータを表11に示す。
第2面
k=−0.562
C4= 9.683E−05
C6= 1.527E−06
C8= 9.114E−09
C10= 2.182E−11
C12= 4.684E−12
「第18面」
k=1.983
C4= 1.140E−04
C6=−2.788E−07
C8= 1.672E−08
C10=−2.084E−10
C12= 9.983E−13
C14= 4.464E−15
C16=−6.342E−17
C18= 1.700E−19 。
繰り出し量:D1、D2を表12に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.7
R12/R13=−0.4
f1n1/f1n12=2.1
f1e/f21=1.0
|R11/R2e|=0.7
|R1e/R21|=1.6
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.50 。
実施例7のレンズ構成は図13に示したとおりである。
実施例7のデータを表13に示す。
第2面
k=−0.347
C4= 4.050E−05
C6= 8.163E−07
C8=−6.620E−10
C10= 2.008E−10
第17面
k=0.00
C4= 8.836E−05
C6=−1.803E−07
C8= 1.093E−08
C10=−1.094E−10
C12= 4.348E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表14に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.8
R12/R13=−0.4
f1n1/f1n12=2.2
f1e/f21=1.3
|R11/R2e|=0.7
|R1e/R21|=1.8
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.51 。
実施例8のレンズ構成は図15に示したとおりである。
実施例8のデータを表15に示す。
第17面
k=0.00
C4= 6.978E−05
C6= 1.618E−07
C8= 4.033E−10
C10=−1.563E−12
C12= 9.243E−15 。
繰り出し量:D1、D2を表16に示す。
d12−3/d11−2=0.04
|f11/F|=1.4
R12/R13=−0.4
f1n1/f1n12=1.7
f1e/f21=1.1
Nd3・νd3−Nd4・νd4=36.7
|R11/R2e|=0.7
|R1e/R21|=3.4
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.69 。
実施例9のレンズ構成は図17に示したとおりである。
実施例9のデータを表17に示す。
第2面
k=0.395
C4=−4.702E−05
C6= 7.378E−07
C8=−4.847E−08
C10= 8.724E−10
C12=−7.929E−12
第17面
k= 0.00
C4= 7.896E−05
C6=−1.450E−06
C8= 7.390E−08
C10=−1.951E−09
C12= 3.221E−11
C14=−3.238E−13
C16= 1.815E−15
C18=−4.343E−18 。
繰り出し量:D1、D2を表18に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.8
R12/R13=−0.5
f1n1/f1n12=2.0
f1e/f21=1.1
Nd3・νd3−Nd4・νd4=32.9
|R11/R2e|=0.7
|R1e/R21|=2.3
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.62 。
実施例10のレンズ構成は図19に示したとおりである。
実施例10のデータを表19に示す。
第2面
k=−0.586
C4= 7.104E−05
C6= 8.861E−07
C8= 2.716E−09
C10=−7.117E−11
C12= 2.029E−12
第17面
k= 0.00
C4= 7.987E−05
C6=−3.354E−07
C8= 1.750E−08
C10=−2.011E−10
C12= 9.573E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表20に示す。
d12−3/d11−2=0.02
|f11/F|=1.5
R12/R13=−0.5
f1n1/f1n12=1.8
f1e/f21=2.1
|R11/R2e|=0.8
|R1e/R21|=1.8
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−0.54 。
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、非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に補正されており、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。
また、半画角も38度以上(実施例1〜7)の広画角も可能であり、Fnoも2.51〜2.64と明るく大口径でありながら、良好な結像性能を確保できている。
Stop 絞り
Claims (11)
- 物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1群、絞り、正の屈折力を有する第2群を配してなり、
第1群と第2群を異なる繰り出し量で変位させて有限の物体距離への合焦を行い、
第1群は、2枚以上の負レンズと1枚の正レンズを含んで4枚以下のレンズで構成され、最も物体側の2枚のレンズは共に負レンズで、最も物体側の負レンズは凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズであり、
第2群は、正・負レンズの接合レンズを少なくとも1組含む5枚のレンズで構成され、
第1群の、最も物体側に位置する2枚の負レンズの空気間隔:d11−2、第1群の物体側から2番目に配置される負レンズと、この負レンズの像側に隣接するレンズの空気間隔:d12−3が、条件:
(1) 0.0 < d12−3/d11−2 < 0.4
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1記載の結像レンズにおいて、
無限遠におけるレンズ全系の焦点距離:F、第1群の最も物体側に位置する負レンズの焦点距離:f11および像面側の曲率半径:R12、第1群の物体側から2番目に位置する負レンズの物体側の曲率半径:R13が、条件:
(2) 1.2 < |f11/F| < 1.8
(3) −0.7 < R12/R13 ≦ 0.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1または2記載の結像レンズにおいて、
第1群の、最も物体側の負レンズの焦点距離:f1n1、最も物体側の2枚の負レンズの合成焦点距離:f1n12が、条件:
(4) 0.7 < f1n1/f1n12 < 2.3
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜3の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も像側が正・負レンズの接合レンズで、この接合レンズの正の屈折力を持つレンズのd線の屈折率:Nd3およびアッベ数:νd3、上記接合レンズの負の屈折力を持つレンズのd線の屈折率:Nd4およびアッベ数:νd4が、条件:
(5) 30 < Nd3・νd3−Nd4・νd4 < 50
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
第1群の正レンズが両凸レンズであり、
第2群の最も物体側が両凸レンズであり、
第1群の両凸レンズの焦点距離:f1e、第2群の最も物体側の両凸レンズの焦点距離:f21が、条件:
(6) 0.9 < f1e/f21 < 2.2
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜5の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も物体側の負レンズの物体側面の曲率半径:R11、第2群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径:R2eが、条件:
(7) 0.5 < |R11/R2e| < 1.5
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜6の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径:R1e、第2群の最も物体側のレンズの像側面の曲率半径:R21が、条件:
(8) 1.4 < |R1e/R21| < 34.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜7の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も像側のレンズ面と、第2群の最も物体側のレンズ面が、共に凸形状であることを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜8の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
物体が無限遠の時の第1群と第2群の間のレンズ間隔:D1∞、基準最短撮像距離に合焦した時の第1群と第2群の間のレンズ間隔:D1t、物体位置が無限遠の時の第2群と像面の間隔:D2∞、上記基準最短撮像距離に合焦した時の第2群と像面の間隔:D2tが、Logを常用対数として、条件:
(9) −1.0<Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|<−0.4
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜9の任意の1に記載の結像レンズを撮影用光学系として有するカメラ装置。
- 請求項10記載のカメラ装置をカメラ機能部として有する携帯情報端末装置。
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