JPH10227973A - 撮影レンズ - Google Patents

撮影レンズ

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JPH10227973A
JPH10227973A JP9031938A JP3193897A JPH10227973A JP H10227973 A JPH10227973 A JP H10227973A JP 9031938 A JP9031938 A JP 9031938A JP 3193897 A JP3193897 A JP 3193897A JP H10227973 A JPH10227973 A JP H10227973A
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JP
Japan
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lens
aberration
astigmatism
photographic
refractive index
Prior art date
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JP9031938A
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English (en)
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Tsutomu Kono
努 河野
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルスチルカメラやパソコン画像入力装
置用等に適したレンズ収差が良く補正され、安価な撮影
レンズを得る。 【解決手段】 物体側から順に、負のパワーを有する第
1レンズ、正のパワーを有する第2レンズ、開口絞り、
正のパワーを有する第3レンズ、負のパワーを有する第
4レンズ、正のパワーを有する第5レンズから成り、次
の条件を満たすことを特徴とする撮影レンズ。 n1+n4<3.45 但し、n1:第1レンズのd線に対する屈折率 n4:第4レンズのd線に対する屈折率

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮影レンズに係わ
り、さらに詳しくはデジタルスチルカメラやパソコン画
像入力装置用等に適した撮影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタルスチルカメラ、パソコン
画像入力装置等が急速に普及してきている。これらの装
置には高性能で安価な撮影レンズが求められている。
【0003】これらの撮影レンズとしては、撮影レンズ
の像側と固体撮像素子との間に赤外フィルタ、ローパス
フィルタ、固体撮像素子のCCDカバーガラス等を設け
られるようにレンズのバックフォーカスのとりやすいレ
トロフォーカスタイプにしたものが知られている。
【0004】従来例として、例えば、特開平5−150
172号公報、特開平8−152557号公報が開示さ
れている。これらは、レンズ枚数が5枚構成で、レトロ
フォーカスタイプである。なお、第1レンズのd線に対
する屈折率をn1、第4レンズのd線に対する屈折率を
4として、球面収差に関係するn1+n4の値は特開平
5−150172号公報の実施例ではn1+n4=3、7
3となっており、また、特開平8−152557号公報
の実施例では3.54から3.59となっている。ま
た、後者のFナンバーは2〜2.8が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】デジタルスチルカメラ
やパソコン画像入力装置用等の撮影レンズとして、より
像面湾曲、非点収差等のレンズ収差補正がなされ、安価
なものが求められてきている。
【0006】本発明は懸かる課題に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、デジタルスチルカメラやパソコン
画像入力装置用等に適したレンズ収差が良く補正され、
安価で、Fナンバーの小さい撮影レンズを提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の撮影レンズは以
下のような構成を有する。即ち (1)物体側から順に、負のパワーを有する第1レン
ズ、正のパワーを有する第2レンズ、開口絞り、正のパ
ワーを有する第3レンズ、負のパワーを有する第4レン
ズ、正のパワーを有する第5レンズから成り、次の条件
を満たすことを特徴とする撮影レンズ。
【0008】 n1+n4<3.45 式 但し、n1:第1レンズのd線に対する屈折率 n4:第4レンズのd線に対する屈折率 (2)次の条件を満たすことを特徴とする(1)に記載
の撮影レンズ。
【0009】 −0.1<q2 -1<0.1 式 0.1<q3<3.5 式 q2:第2レンズのシェイプファクタ q3:第3レンズのシェイプファクタ 但し、シェイプファクタqi=(rB+rA)/(rB−r
A) i :2,3 rA:物体側レンズ面の曲率半径 rB:像側レンズ面の曲率半径 (3)前記第1レンズから第5レンズの少なくとも1面
が非球面であることを特徴とする(1)又は(2)に記
載の撮影レンズ。
【0010】(4)前記第1レンズから第5レンズの少
なくとも1つがプラスチック材であることを特徴とする
(1)又は(2)に記載の撮影レンズ。
【0011】または、(5)前記第4レンズと前記第5
レンズとが接合されていることを特徴とする(1)又は
(2)に記載の撮影レンズ。
【0012】(1)において、レトロフォーカスタイプ
にすることでバックフォーカスを長くとって、撮影レン
ズの像側と固体撮像素子との間に赤外フィルタ、ローパ
スフィルタ、固体撮像素子のCCDカバーガラス等を設
けられるようにしている。絞りより物体側に正レンズを
1枚配置することにより、軸上色収差と倍率色収差をバ
ランス良く補正することができる。また、撮影レンズを
大口径化した場合は、焦点深度が浅くなるので周辺部ま
で良好な像を得るために像面湾曲収差を小さく抑える必
要がある。本発明の撮影レンズでは、ペッツバール和が
正の値となり、サジタル像面がアンダー側へ倒れる傾向
がある。そこで撮影レンズ中の負レンズの屈折率を低く
して負のペッツバール和の発生量を増やし、撮影レンズ
全体としてのペッツバール和を小さくすることにより像
面湾曲を良好に補正することができる。なお、球面収差
は、第2、第3レンズの合計でアンダー側に大きく発生
し、逆に負の第1,第4レンズでオーバー側に発生させ
ることにより打ち消して補正している。なお、撮影レン
ズが広角になる場合は、周辺部での像面のたおれ量がよ
り大きくなる。
【0013】条件式は像面湾曲収差を良好に補正する
ための条件で、条件式の上限を越えると像面湾曲が増
大する。なお、条件式は更に次の条件を満たすことが
望ましい。
【0014】 n1+n4<3.30 式 (2)において、条件式及びは、非点収差の発生を
抑えつつ、球面収差を良好に補正するための条件であ
る。上限、下限を越えると非点収差の発生を抑えつつ、
球面収差を良好に補正することができなくなる。なお、
条件式及びは更に次の条件を満たすことが望まし
い。
【0015】 −0.05<q2 -1<0.08 式 0.5<q3<2.0 式 また、球面収差を良好に補正するために、第2レンズを
像側に凸であるメニスカス形状とし、第3レンズを物体
側のレンズ面の方が曲率が強いレンズ形状とすることが
望ましい。これは第1レンズを通過した光束が発散光束
となって第2レンズに入射し、第2レンズを出射して第
3レンズに入射する光束が平行光束に近づくため、第
2、第3レンズを前述のような形状とすることにより軸
上光束に対する各面での屈折量を均等に近づけることが
できるからである。但し、第2、第3レンズを上記のよ
うな形状とすると、それぞれのレンズの絞りに面したレ
ンズ面でメリディオナル像面がアンダー側に倒れる非点
収差が大きく発生する。そこで第2レンズの物体側レン
ズ面を球面収差補正のために必要とされるより更に強い
曲率の凹面とすることにより、この面での非点収差の発
生量を抑えるか又は逆向きの非点収差を発生させること
により、第2,第3レンズ全体の非点収差発生量を抑え
ることができる。
【0016】(3)において、第1レンズに非球面を用
いることにより、歪曲収差を良好に補正できる。第1レ
ンズに光軸から離れるにつれて負のパワーが弱くなる非
球面を用いることにより、更に第1レンズで大きく発生
する樽型の歪曲収差を補正することができる。また、球
面収差のさらなる良好な補正及びコマ収差補正のため
に、第2レンズ又は第3レンズに、光軸から離れるにつ
れて正のパワーが弱くなるような非球面を用いることが
望ましい。更に第3レンズで大きく発生する樽型の歪曲
収差を補正することができる。
【0017】また、第5レンズに非球面を用いること
で、非点収差及び歪曲収差を良好に補正することができ
る。この非球面を光軸から離れるにつれて正のパワーが
弱くなるような形状とすると、メリディオナル像面がオ
ーバーになるように非点収差が発生し、前述した第2,
第3レンズで発生する非点収差を打ち消すことができ
る。
【0018】(5)において、第4レンズは色収差補正
のために強いパワーを必要とするのでレンズ面の曲率が
強くなる。特に、像面湾曲補正のために屈折率の低い材
料を用いた場合、分散が大きなものを選択できないため
レンズ面の曲率が強くなる。そのためレンズの偏芯感度
が高くなり、光学系の組み立てが困難となる。そこで第
4レンズと第5レンズを接合することにより、個々のレ
ンズを独立に組むよりも偏芯感度を小さくし、組み立て
を容易にできる。
【0019】なお、(4)のプラスチック材については
実施例の項で説明する。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。実施例で使用
する符号は下記の通りである。
【0021】f;焦点距離、 FNO.;Fナンバー ω;半画角 r;レンズ面近軸曲率半径 d;面間距離 n;d線に対する屈折率 ν;アッベ数 さらに、非球面は「数1」の通りである。
【0022】
【数1】
【0023】 h:光軸からの距離 x:光軸からhだけ離れた非球面上の任意の一点から非
球面頂点の接平面に垂らし垂線の長さ K,A2i(i=2,3,4,5):非球面係数 上記各実施例において、平行平面板はローパスフィルタ
や赤外カットフィルタCCDカバーガラス等を一体化し
て代替したものを表す。また、各収差図はそれぞれ実施
例1〜5の物体面と第1レンズの距離が1mのときの収
差図である。
【0024】(実施例1)実施例1の光軸断面図を図1
に示し、光学データを表1、表2に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】また、図2に実施例1の球面収差、非点収
差、歪曲収差の各収差特性図を示す。図のように各収差
は良好に補正されている。
【0028】(実施例2)実施例2の光軸断面図を図3
に示し、光学データを表3、表4に示す。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】また、実施例2の球面収差、非点収差、歪
曲収差の各収差特性図を図4に示す。図のように各収差
は良好に補正されている。
【0032】(実施例3)実施例3の光軸断面図を図5
に示し、光学データを表5、表6に示す。
【0033】
【表5】
【0034】
【表6】
【0035】また、実施例3の球面収差、非点収差、歪
曲収差の各収差特性図を図6に示す。図のように各収差
は良好に補正されている。
【0036】(実施例4)実施例4の光軸断面図を図7
に示し、光学データを表7、表8に示す。
【0037】
【表7】
【0038】
【表8】
【0039】また、実施例4の球面収差、非点収差、歪
曲収差の各収差特性図を図8に示す。図のように各収差
は良好に補正されている。
【0040】特に、実施例4は、レンズ5枚中4枚まで
プラスチックレンズで構成したものであるが、性能的に
他の実施例と比較しても遜色のないものとなっている。
【0041】(実施例5)実施例5の光軸断面図を図9
に示し、光学データを表9、表10に示す。
【0042】
【表9】
【0043】
【表10】
【0044】また、実施例5の球面収差、非点収差、歪
曲収差の各収差特性図を図10に示す。図のように収差
は良好に補正されている。
【0045】ここで、上記の各実施例の前記条件式〜
に対応する値を表11に示す。
【0046】
【表11】
【0047】表11に示すように、いずれも条件式を満
足している。
【0048】なお、本発明は、プラスチックのような屈
折率の低い安価な材料を多用して光学系を構成すること
ができる。例えば、実施例で、n=1.492,ν=5
7.0の材料及びn=1.583,ν=30.0の材料
は、それぞれプラスチック材質PMMA、PCに相当す
る。
【0049】また、実施例のようにパソコンの画像入力
装置用等に適した撮影画角40°から60°で、さらに
Fナンバーが1.4から1.8と明るく結像性能の良い
撮影レンズを得ることができる。
【0050】
【発明の効果】以上のように構成したので下記のような
効果を奏する。即ち、請求項1に記載の撮影レンズによ
れば、デジタルスチルカメラやパソコン画像入力装置用
等に適したレンズ5枚構成で、レンズ収差の特に像面湾
曲の補正が良い撮影レンズとなる。
【0051】請求項2に記載の撮影レンズによれば、請
求項1の効果に加え、レンズ収差の特に非点収差の発生
を抑えた撮影レンズとなる。
【0052】請求項3に記載の撮影レンズによれば、第
1レンズから第5レンズの少なくとも1面が非球面であ
るので、レンズ収差の補正が良く、また安価な撮影レン
ズとなる。
【0053】請求項4に記載の撮影レンズによれば、第
1レンズから第5レンズの少なくとも1つがプラスチッ
ク材であるので、安価な撮影レンズとなる。
【0054】請求項5に記載の撮影レンズによれば、第
4レンズと第5レンズを接合し偏芯感度を小さくするの
で、レンズ組み立てが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の光軸断面図である。
【図2】実施例1の球面収差、非点収差、歪曲収差の各
収差特性図である。
【図3】実施例2の光軸断面図である。
【図4】実施例2の球面収差、非点収差、歪曲収差の各
収差特性図である。
【図5】実施例3の光軸断面図である。
【図6】実施例3の球面収差、非点収差、歪曲収差の各
収差特性図である。
【図7】実施例4の光軸断面図である。
【図8】実施例4の球面収差、非点収差、歪曲収差の各
収差特性図である。
【図9】実施例5の光軸断面図である。
【図10】実施例5の球面収差、非点収差、歪曲収差の
各収差特性図である。
【符号の説明】
1 1面 2 2面 3 3面 4 4面 5 絞り 6 6面 7 7面 8 8面 9 9面 10 10面 11 11面 12 12面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、負のパワーを有する第
    1レンズ、正のパワーを有する第2レンズ、開口絞り、
    正のパワーを有する第3レンズ、負のパワーを有する第
    4レンズ、正のパワーを有する第5レンズから成り、次
    の条件を満たすことを特徴とする撮影レンズ。 n1+n4<3.45 但し、n1:第1レンズのd線に対する屈折率 n4:第4レンズのd線に対する屈折率
  2. 【請求項2】 次の条件を満たすことを特徴とする請求
    項1に記載の撮影レンズ。 −0.1<q2 -1<0.1 0.1<q3<3.5 q2:第2レンズのシェイプファクタ q3:第3レンズのシェイプファクタ 但し、シェイプファクタqi=(rB+rA)/(rB−r
    A) i :2,3 rA:物体側レンズ面の曲率半径 rB:像側レンズ面の曲率半径
  3. 【請求項3】 前記第1レンズから第5レンズの少なく
    とも1面が非球面であることを特徴とする請求項1又は
    2に記載の撮影レンズ。
  4. 【請求項4】 前記第1レンズから第5レンズの少なく
    とも1つがプラスチック材であることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の撮影レンズ。
  5. 【請求項5】 前記第4レンズと前記第5レンズとが接
    合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
    撮影レンズ。
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