JPH0990213A - 撮影レンズ - Google Patents

撮影レンズ

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JPH0990213A
JPH0990213A JP26472395A JP26472395A JPH0990213A JP H0990213 A JPH0990213 A JP H0990213A JP 26472395 A JP26472395 A JP 26472395A JP 26472395 A JP26472395 A JP 26472395A JP H0990213 A JPH0990213 A JP H0990213A
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JP
Japan
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lens
glass
concave
plastic
aberration
Prior art date
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Pending
Application number
JP26472395A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahito Kikuchi
雅仁 菊地
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0990213A publication Critical patent/JPH0990213A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 5枚のレンズ構成でありながら、低価格化を
図ることができ、かつ十分な性能を確保できるようにす
る。 【解決手段】 物体側より順に、ガラス製の凹レンズ
1、プラスチック製のレンズ2、ガラス製の凸レンズ
3、ガラス製の凹レンズ4、およびガラス製の凸レンズ
5を配列した5枚構成とし、2枚目のプラスチック製の
レンズ2をパワーのないメニスカスレンズで構成し、か
つこのプラスチック製のレンズ2の像側面を非球面に形
成した。したがって、パワーのない2枚目のレンズ2に
よって温度や湿度などの環境変化の影響を受けず、安定
した特性が得られ、この2枚目のレンズ2の非球面によ
って3枚目の凸レンズ3の像側面で発生する多量の球面
収差、コマ収差を補正し、ガラス製レンズに対する収差
補正の負担を軽減し、ガラス製レンズを加工しやすい形
状にすることにより、5枚のレンズ構成でありながら大
幅にコストを下げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子カメラなど
の撮影装置に用いられる撮影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】CCD(固体撮像素子)を搭載した電子
カメラに用いられる広角用の撮影レンズとしては、ガラ
ス製レンズを5枚使用したもの、あるいは低価格化を図
るためにガラス製レンズを4枚で構成したものなどが広
く知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
撮影レンズでは、ガラス製レンズを5枚使用しているた
め、明るさなどの性能は良いが、非常に高価なものであ
るという欠点がある。また、後者の撮影レンズでは、ガ
ラスレンズの枚数を減らしたため低価格となるように思
えるが、実際はガラスレンズの曲率半径が小さくなるこ
とから加工しにくくなり、しかも組立て精度も5枚構成
のものより要求されるためコスト的には5枚構成のもの
より少し低価格になる程度であり、また明るさなどの性
能は5枚構成のものよりも低下するという欠点がある。
【0004】この発明の課題は、5枚のレンズ構成であ
りながら、低価格化を図ることができ、かつ十分な性能
を確保できるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、物体側より
順に、ガラス製の凹レンズ、プラスチック製のレンズ、
ガラス製の凸レンズ、ガラス製の凹レンズ、およびガラ
ス製の凸レンズを配列した5枚構成とし、2枚目のプラ
スチック製のレンズをパワーのないメニスカスレンズで
構成するとともに、このプラスチック製のレンズの少な
くとも片面を非球面に形成した。したがって、2枚目の
レンズがプラスチック製でパワーのないメニスカスレン
ズであるから、温度や湿度などの環境の変化によってピ
ントがずれることが少なく、安定した特性が得られ、十
分な性能を確保することができる。また、2枚目のプラ
スチック製のレンズの少なくとも片面が非球面に形成さ
れているので、このプラスチック製のレンズの非球面に
よって、3枚目のガラス製の凸レンズの像側面で発生す
る多量の球面収差およびコマ収差を補正することがで
き、このためガラス製レンズに対する収差補正の負担が
軽減され、これによりガラス製レンズを加工しやすい形
状にでき、かつガラス材料も低価格なものを使用できる
ことになり、5枚のレンズ構成でありながら、大幅にコ
ストを下げることができる。
【0006】この場合、請求項2に記載のごとく、i枚
目のレンズの焦点距離をfi、i枚目のレンズの屈折率
をNi、i枚目のレンズのアッベ数をνiとし、i番目
のレンズ面の曲率半径をRi、i番目のレンズ面のレン
ズ厚をDiとしたとき、 (1) f1×0.6<R3<f1×1.0+D3 (2) f2×0.6<R4<f1×1.0+D3 (3) N4>1.75 (4) ν4<28 の各条件を満足することが望ましい。このようにすれ
ば、(1)および(2)の条件により、2枚目のプラス
チック製のノンパワーレンズの曲率半径の範囲を規定
し、高次コマ収差の補正を有利にし、(3)および
(4)の条件により、色コマ収差および倍率色収差の補
正が可能な範囲を規定し、これらによって良好な特性が
得られる。
【0007】また、請求項3に記載のごとく、1枚目の
凹レンズの少なくとも対物面を非球面に形成すれば、小
型化を図ることができるとともに、歪曲収差(ディスト
ーション)をも低減でき、より一層、性能を高めること
ができる。特に、請求項4に記載のごとく、1枚目のガ
ラス製の凹レンズが球面レンズの表面に高分子材料から
なる薄膜を非球面形状に形成した複合レンズであれば、
屈折率の高いガラスを用いても、加工がしやすくなり、
レンズの低価格化を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]以下、図1を参照して、この発明の撮
影レンズの第1実施形態について説明する。この撮影レ
ンズは、図1に示すように、物体側から順に、ガラス製
の凹レンズ1、プラスチック製のレンズ2、ガラス製の
凸レンズ3、ガラス製の凹レンズ4、およびガラス製の
凸レンズ5を配列した5枚構成になっている。1枚目の
ガラス製の凹レンズ1は、画角の広角化を図るためのも
ので、像面側に凹面を向けた平凹レンズである。2枚目
のプラスチック製のレンズ2は、物体側に凹面を向けた
パワーのないメニスカスレンズで、アクリル(PMM
A)やポリカーボネート(PC)などの光学プラスチッ
ク材料からなり、収差補正を図るために像側面が非球面
に形成されている。3枚目のガラス製の凸レンズ3は、
像面側に凸面を向けた平凸レンズである。4枚目のガラ
ス製の凹レンズ4は像面側に凹面を向けた平凸レンズで
あり、5枚目のガラス製の凸レンズ5は両凸レンズであ
り、これら4枚目の凹レンズ4と5枚目の凸レンズ5は
相互に接合されている。なお、3枚目の凸レンズ3と4
枚目の凹レンズ4との間には、固定絞りが設けられてお
り、5枚目の凸レンズ5とCCDなどの撮像素子の像面
7との間には、水晶板などのフィルタ8およびカバーガ
ラス9が配置されている。
【0009】この撮影レンズは、1枚目の凹レンズ1か
ら入射した光を2枚目のプラスチック製のレンズ2を介
して3枚目の凸レンズ3および固定絞り6で光束を規制
し、4枚目の凹レンズ4と5枚目の凸レンズ5で収差を
補正し、フィルタ8およびカバーガラス9を介して撮像
素子の像面7に結像させている。すなわち、この撮影レ
ンズは、i枚目のレンズの焦点距離をfi、i枚目のレ
ンズの屈折率をNi、i枚目のレンズのアッベ数をνi
とし、i番目のレンズ面の曲率半径をRi、i番目のレ
ンズのレンズ厚をDiとしたとき、 (1) f1×0.6<R3<f1×1.0+D3 (2) f2×0.6<R4<f1×1.0+D3 (3) N4>1.75 (4) ν4<28 の各条件を満足している。(1)および(2)の各条件
は、2枚目のプラスチック製のレンズ2の非球面の曲率
半径の範囲を規定し、高次コマ収差の補正を有利にす
る。また、(3)および(4)の各条件は、色コマ収差
および倍率色収差に関し、これらの条件から外れると、
色コマ収差および倍率色収差の補正が不利になり、十分
な性能が得られない。
【0010】このように、この撮影レンズでは、物体側
から順に、ガラス製の凹レンズ1、プラスチック製のレ
ンズ2、ガラス製の凸レンズ3、ガラス製の凹レンズ
4、およびガラス製の凸レンズ5を配列した5枚構成と
され、2枚目のプラスチック製のレンズ2がパワーのな
いメニスカスレンズであるから、プラスチック製のレン
ズを用いても、温度や湿度などの環境の変化によってピ
ントがずれることが少なく、安定した特性が得られ、十
分な性能を確保することができる。また、2枚目のレン
ズ2の像側面を非球面に形成したから、この非球面によ
って3枚目のガラス製の凸レンズ3の像側面で発生する
多量の球面収差およびコマ収差を補正することができ
る。このため、ガラス製レンズに対する収差補正の負担
が軽減され、これによりガラス製レンズを加工しやすい
形状、例えば1枚目、3枚目、4枚目の各レンズ1、
3、4の片面(物体側の面)を平面に形成することがで
き、かつガラス材料も低価格なものを使用することがで
きることになり、5枚のレンズ構成でありながら、大幅
にコストを下げることができる。さらに、4枚目の凹レ
ンズ4と5枚目の凸レンズ5を相互に接合しているの
で、加工時および組立て時の公差がゆるくなり、加工時
および組立て時の作業性が向上し、高い精度のものを得
ることができる。
【0011】[第2実施形態]次に、図2を参照して、
この発明の撮影レンズの第2実施形態について説明す
る。なお、図1に示された第1実施形態と同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。この撮影レンズ
は、1枚目のガラス製の凹レンズ10以外は第1実施形
態と同様、物体側から順に、プラスチック製のレンズ
2、ガラス製の凸レンズ3、ガラス製の凹レンズ4、お
よびガラス製の凸レンズ5が配列され、4枚目の凹レン
ズ4と5枚目の凸レンズ5が互いに接合され、3枚目の
凸レンズ3と4枚目の凹レンズ4との間に固定絞り6が
設けられ、5枚目の凸レンズ5と撮像素子の像面7との
間にフィルタ8およびカバーガラス9が配置された構造
になっている。すなわち、1枚目のガラス製の凹レンズ
10は、画角の広角化を図るためのもので、像面側に凹
面を向けたメニスカス凹レンズであり、屈折率の高いガ
ラス材料からなり、物体側の面が非球面に形成されてい
る。なお、この撮影レンズでも、第1実施形態と同様、
(1)〜(4)の各条件を満足した構造となっている。
【0012】このような撮影レンズでは、第1実施形態
とほぼ同程度の効果があるほか、特に1枚目のガラス製
の凹レンズ10の物体側の面を非球面に形成したので、
撮影レンズ全体の小型化を図ることができるとともに、
ディストーションをも軽減することができ、より一層、
性能の高いものを得ることができる。なお、上記第2実
施形態では、1枚目のガラス製の凹レンズ10自体に非
球面を形成したが、これに限らず、例えば1枚目のガラ
ス製の凹レンズを球面レンズに形成し、この球面レンズ
の表面にプラスチックなどの高分子材料からなる薄膜を
非球面形状に形成した複合レンズであっても良い。この
ようにすれば、屈折率の高いガラスを用いても、加工が
しやすくなり、レンズの低価格化を図ることができる。
【0013】
【実施例】
[第1実施例]次に、この撮影レンズの第1実施例を表
1、表2、図3、図4を参照して説明する。この第1実
施例は、第1実施形態の具体例である。表1は、1/4イ
ンチのCCDカメラ用のものであり、イメージサークル
が4.6mm、焦点距離が4.2mm、FNOが1.8で
ある。
【表1】 ただし、Diはレンズおよびフィルタなどの中心厚およ
び空気空間である。
【0014】また、非球面係数は表2の通りである。
【表2】 なお、非球面は以下の式で表される。 Z=(1/R)・L2/[1−√{1−(A2+1)・(1/R2)・L2}] +A44+A66 …………式(1) ただし、Zはレンズ中心から距離Lでのザグ量(変位
量)、Rは近軸曲率半径、Aは非球面係数である。
【0015】このような撮影レンズの第1実施例では、
球面収差が図3(a)に示す収差曲線となり、非点収差
が図3(b)に示す収差曲線となり、歪曲収差(ディス
トーション)が図3(c)に示す収差曲線となり、メリ
ジオナル・コマ収差が図4(a)に示す収差曲線で、サ
ジタル・コマ収差が図4(b)に示す収差曲線となり、
これらの図から収差特性が良く、性能が良いことがわか
る。
【0016】[第2実施例]次に、この撮影レンズの第
2実施例を表3、表4、図5、図6を参照して説明す
る。この第2実施例は、第2実施形態の具体例である。
表3は、表1と同様、1/4インチのCCDカメラ用のも
のであり、イメージサークルが4.6mm、焦点距離が
4.2mm、FNOが1.8である。
【表3】
【0017】また、非球面係数は表4の通りである。
【表4】 なお、非球面は第1実施例と同じ式(1)で表される。
【0018】このような撮影レンズの第2実施例では、
球面収差が図5(a)に示す収差曲線となり、非点収差
が図5(b)に示す収差曲線となり、歪曲収差(ディス
トーション)が図5(c)に示す収差曲線となり、メリ
ジオナル・コマ収差が図6(a)に示す収差曲線で、サ
ジタル・コマ収差が図6(b)に示す収差曲線となり、
これらの図から収差特性が良く、性能が良いことがわか
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、物体側より順に、ガラス製の凹レンズ、プラスチッ
ク製のレンズ、ガラス製の凸レンズ、ガラス製の凹レン
ズ、およびガラス製の凸レンズを配列した5枚構成と
し、2枚目のレンズをプラスチック製でパワーのないメ
ニスカスレンズで構成したことにより、温度や湿度など
の環境の変化によってピントがずれることが少なく、安
定した特性が得られ、十分な性能を確保することがで
き、また2枚目のプラスチック製のレンズの少なくとも
片面を非球面に形成したことにより、このプラスチック
製のレンズの非球面によって、3枚目のガラス製の凸レ
ンズの像側面で発生する多量の球面収差およびコマ収差
を補正することができ、このためガラス製レンズに対す
る収差補正の負担が軽減され、これによりガラス製レン
ズを加工しやすい形状にでき、かつガラス材料も低価格
なものを使用できることになり、5枚のレンズ構成であ
りながら大幅にコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の撮影レンズの第1実施形態を示す構
成図。
【図2】この発明の撮影レンズの第2実施形態を示す構
成図。
【図3】図1の第1実施形態における第1実施例の収差
を示し、(a)は球面収差図、(b)は非点収差図、
(c)はディストーション図。
【図4】図1の第1実施形態における第1実施例のコマ
収差を示し、(a)はメリジオナル・コマ収差図、
(b)はサジタル・コマ収差図。
【図5】図2の第2実施形態における第2実施例の収差
を示し、(a)は球面収差図、(b)は非点収差図、
(c)はディストーション図。
【図6】図2の第2実施形態における第2実施例のコマ
収差を示し、(a)はメリジオナル・コマ収差図、
(b)はサジタル・コマ収差図。
【符号の説明】
1、10 1枚目のガラス製の凹レンズ 2 2枚目のプラスチック製のレンズ 3 3枚目のガラス製の凸レンズ 4 4枚目のガラス製の凹レンズ 5 5枚目のガラス製の凸レンズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、ガラス製の凹レンズ、
    プラスチック製のレンズ、ガラス製の凸レンズ、ガラス
    製の凹レンズ、およびガラス製の凸レンズを配列した5
    枚構成とし、 前記2枚目のプラスチック製のレンズをパワーのないメ
    ニスカスレンズで構成するとともに、前記プラスチック
    製のレンズの少なくとも片面を非球面に形成したことを
    特徴とする撮影レンズ。
  2. 【請求項2】 前記i枚目のレンズの焦点距離をfi、
    前記i枚目のレンズの屈折率をNi、前記i枚目のレン
    ズのアッベ数をνiとし、前記i番目のレンズ面の曲率
    半径をRi、前記i番目のレンズ面のレンズ厚をDiと
    したとき、 (1) f1×0.6<R3<f1×1.0+D3 (2) f2×0.6<R4<f1×1.0+D3 (3) N4>1.75 (4) ν4<28 の各条件を満足することを特徴とする請求項1記載の撮
    影レンズ。
  3. 【請求項3】 前記1枚目の凹レンズの少なくとも物体
    側の面を非球面に形成したことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の撮影レンズ。
  4. 【請求項4】 前記1枚目のガラス製の凹レンズは、球
    面レンズの表面に高分子材料からなる薄膜を非球面形状
    に形成した複合レンズであることを特徴とする請求項3
    記載の撮影レンズ。
JP26472395A 1995-09-20 1995-09-20 撮影レンズ Pending JPH0990213A (ja)

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