JPH1039207A - 結像レンズ - Google Patents

結像レンズ

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JPH1039207A
JPH1039207A JP8213065A JP21306596A JPH1039207A JP H1039207 A JPH1039207 A JP H1039207A JP 8213065 A JP8213065 A JP 8213065A JP 21306596 A JP21306596 A JP 21306596A JP H1039207 A JPH1039207 A JP H1039207A
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宏 山田
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    • G02B9/34Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/58Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged - + + -

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Abstract

(57)【要約】 【目的】4枚の単独レンズから構成するとともに、第1
レンズの像側の面から第2レンズの像側の面までの距離
を所定範囲のものとすることにより、Fnoを2.8程度
と明るくし、画角を60度程度と広くし、かつ全レンズ
系の小型化を図りつつ製造コストを大幅に低減すること
が可能となる。 【構成】第1〜4レンズL1〜L4は、単独の4枚のレン
ズであって、物体側から順に負、正、正、負の屈折力を
各々有している。また、これらのレンズは以下の条件式
を満足する。 0.3≦(d2+d3)/f≦1.5 (d2:第1レンズと第
2レンズとの間隔、d3:第2レンズのレンズ厚、f:
全系の合成焦点距離)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は結像レンズに関し、
特にTV電話用、ドアホーン用、監視用等のビデオカメ
ラやスチルビデオカメラ等の撮影レンズとして好適な結
像レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種ビデオカメラやスチルビデオ
カメラの結像面に固体撮像素子を配するものが多い。こ
の固体撮像素子は技術の進歩により年々小型化してお
り、それに伴ない撮像レンズには小型で広画角なものが
用いられている。
【0003】また、このようなビデオカメラやスチルビ
デオカメラ等においては、撮影レンズと固体撮像素子と
の間に、モアレ防止用のローパスフィルタ、固体撮像素
子の分光感度を補正するための赤外光遮断フィルタある
いは撮像面保護のためのカバーガラス等を配設すること
も多く、このような場合にはこのスペースを確保するた
め撮影レンズのバックフォーカスをある程度大きくする
必要がある。
【0004】このような結像レンズとしては、例えば特
開平5-264895号公報に開示された4枚玉による結像レン
ズが知られているが、この公報記載のレンズ構成によれ
ば、系の全長がどうしても長くなり小型化を図ることが
難しい。そこで、上述したような各問題をある程度解消
したレンズとして特開平8-5908号公報に記載された4枚
玉による結像レンズが知られている。
【発明が解決しようとする課題】
【0005】しかしながら、上記特開平8-5908号公報に
記載された4枚玉による結像レンズは、像側に位置する
2つのレンズが接合されており、特に上述したような小
型の結像レンズにおいてはレンズの接合によりコストが
大幅に上昇するという問題があった。本発明は上記事情
に鑑みなされたものであり、コストを大幅に低減するこ
とができるとともに、小型でバックフォーカスを十分に
長くとることができ、広画角化を達成し得る明るい結像
レンズを提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の結像レンズは、
物体側から、負の第1レンズ、像側に強い屈折力の面を
向けた正の、第2レンズおよび第3レンズ、像側に凸面
を向けた負のメニスカスレンズからなる第4レンズをこ
の順に配置するとともに、下記条件式を満足するように
構成されてなることを特徴とする結像レンズ。
【0007】0.3≦(d2+d3)/f≦1.5 ただし、 d2 :第1レンズと第2レンズとの面間隔 d3 :第2レンズのレンズ厚 f :全系の合成焦点距離
【0008】また、上記結像レンズにおいて、絞り位置
から前記第4レンズの物体側の面までの距離をdS、全
系の焦点距離をfとするとき下記条件式を満足するよう
に構成するのが好ましい。 dS/f≦1.0
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
実施例1〜6を用いて具体的に説明する。
【0010】<実施例1>図1は実施例1のレンズ基本
構成を示すものである。図1に示すように、実施例1に
係る結像レンズは、物体側に凸面を向けた負のメニスカ
スレンズからなる第1レンズL1 、像側に強い曲率の面
を向けた両凸レンズからなる、第2レンズL2および 第
3レンズL3、像側に凸面を向けた負のメニスカスレン
ズからなる第4レンズL4の4枚のレンズを物体側から
この順に配列し、かつ絞りiを第2レンズL2 と第3レ
ンズL3との間に配設してなるもので、物体側から光軸
Xに沿って入射した光束は固体撮像素子の受光面2の結
像位置Pに結像される。実施例1(実施例2〜6におい
ても同じ)のレンズ構成によれば、図1に示す如くレト
ロフォーカス型とされており、これによりバックフォー
カスを長くとることができるとともに広画角なものとす
ることもできる。
【0011】なお、実施例1(実施例2〜6においても
同じ)のものでは第2レンズL2において、物体側の面
の曲率半径R3の絶対値よりも像側の面の曲率半径R4
絶対値が小となるようにしており、これにより歪曲収差
や非点収差の補正を良好なものとすることができ、さら
に、バックフォーカスを十分な長さのものとすることが
できる。
【0012】また、実施例1(実施例2〜6においても
同じ)のレンズは以下の条件式を満足する。 0.3≦(d2+d3)/f≦1.5 ただし、 d2 :第1レンズと第2レンズとの面間隔 d3 :第2レンズのレンズ厚 f :全系の合成焦点距離
【0013】上記条件式は、第1レンズL1 と第2レン
ズL2 の間隔d2と第2レンズL2のレンズ厚d3の和
を、全系の合成焦点距離fで割った値の範囲を規定する
もので、この条件式を満足することにより、コマ収差や
色収差が良好に補正され、さらに、レンズ全長を短いも
のとすることができ、十分な性能が得られる。すなわ
ち、上記(d2+d3)/fがこの上限を上回ると、レン
ズ系全体が長くなり、小型化が難しくなる。一方、上記
下限を下回ると、コマ収差、色収差が良好に補正できな
くなり、明るいレンズを得るのが困難になる。また、歪
曲が小さくなりすぎて画角が十分に得られなくなり、バ
ックフォーカスも短くなってしまう。
【0014】また、実施例1(実施例2〜6においても
同じ)の結像レンズにおいては、絞り位置から上記第4
レンズL4の物体側の面までの距離をdS、全系の焦点距
離をfとするとき dS/f≦1.0なる条件式を満足
するように構成されており、これにより上記第4レンズ
4の物体側の面に対する光の入射角度が調整され、こ
の面における光の全反射が防止される。
【0015】以下、この実施例1における各レンズ面の
曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ
間の空気間隔d(mm)、各レンズのe線における屈折
率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表1に示す。た
だし、この表1および後述する表2〜6において、各記
号R,d,n,νに対応させた数字は物体側から順次増
加するようになっている。
【0016】
【表1】
【0017】なお、この実施例1においては、表1の下
段に示されるように、レンズ系全体の焦点距離fが5.
11mmであり、バックフォーカスが5.33mm、F
noが2.86、半画角ωが32.9度である。また、
(d2+d3)/fの値は0.46、dS/fの値は0.
96となっており、上記各条件式を満足している。
【0018】<実施例2>この実施例2の結像レンズは
上記実施例1の結像レンズと略同様の構成とされている
が、第1レンズL1 が像側に強い曲率の面を向けた両凹
レンズとされ、第2レンズL2が像側に凸面を向けた平
凸レンズとされている点で相違している。この実施例2
における各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの
中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)、各レン
ズのe線における屈折率nおよび各レンズのアッベ数ν
を下記表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】なお、この実施例2においては、表2の下
段に示されているように、レンズ系全体の焦点距離fが
6.05mm、バックフォーカスが9.41mm、Fno
が2.8、半画角ωが30.2度である。また、(d2
+d3)/fの値は0.38、dS/fの値は0.71と
なっており、上記各条件式を満足している。
【0021】<実施例3>この実施例3の結像レンズは
上記実施例1の結像レンズと略同様の構成とされている
が、第2レンズL2が像側に凸面を向けた正のメニスカ
スレンズからなる点で相違している。
【0022】この実施例3における各レンズ面の曲率半
径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空
気間隔d(mm)、各レンズのe線における屈折率nお
よび各レンズのアッベ数νを下記表3に示す。
【0023】
【表3】
【0024】なお、この実施例3においては、表3の下
段に示されるように、レンズ系全体の焦点距離fが6.
20mm、バックフォーカスが8.45mm、Fno が
2.79、半画角ωが29.3度である。また、(d2
+d3)/fの値は0.75、dS/fの値は0.55と
なっており、上記各条件式を満足している。
【0025】<実施例4>この実施例4の結像レンズは
上記実施例1の結像レンズと略同様の構成とされている
が、第2レンズL2が像側に凸面を向けた平凸レンズか
らなる点で相違している。この実施例4における各レン
ズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのe線におけ
る屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表4に示
す。
【0026】
【表4】
【0027】なお、この実施例4においては、表4の下
段に示されるように、レンズ系全体の焦点距離fは5.
81mm、バックフォーカスは8.52mm、Fno は
2.81、半画角ωは30.8度である。また、(d2
+d3)/fの値は1.20、dS/fの値は0.91と
なっており、上記各条件式を満足している。
【0028】<実施例5>この実施例5の結像レンズは
上記実施例1の結像レンズと略同様の構成とされている
が、第1レンズL1 が像側に凹面を向けた平凹レンズと
され、第2レンズL2が像側に凸面を向けた平凸レンズ
とされている点で相違している。この実施例5における
各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚お
よび各レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのe線
における屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表
5に示す。
【0029】
【表5】
【0030】なお、この実施例5において、レンズ系全
体の焦点距離fは5.99mm、バックフォーカスは
8.71mm、Fno は2.90、半画角ωは29.8
度である。また、(d2+d3)/fの値は0.56、d
S/fの値は0.75となっており、上記各条件式を満
足している。
【0031】<実施例6>この実施例6の結像レンズは
上記実施例1の結像レンズと略同様の構成とされている
が、第2レンズL2が像側に凸面を向けた正のメニスカ
スレンズからなる点で相違している。この実施例6にお
ける各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズの
e線における屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下
記表6に示す。
【0032】
【表6】
【0033】なお、この実施例6においては、表6の下
段に示すように、レンズ系全体の焦点距離fが6.10
mm、バックフォーカスが9.00mm、Fno が2.
79、半画角ωが29.3度である。また、(d2
3)/fの値は0.91、dS/fの値は0.72とな
っており、上記各条件式を満足している。
【0034】次に、上記実施例1〜6の各収差(球面収
差、非点収差、ディストーション)を各々図2、4、
6、8、10、12に示し、また、実施例1〜6のコマ
収差を各々図3、5、7、9、11、13に示す。な
お、これらの収差図においてωは半画角を示す。図2〜
13から明らかなように、本実施例によれば、各収差を
良好なものとすることができる。
【0035】なお、この結像レンズと固体撮像素子の受
光面との間において、ローパスフィルタに代えて、ある
いはローパスフィルタとともに赤外光遮光フィルタやカ
バーガラスを挿入することも可能である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の結像レン
ズによれば、接合を用いない4枚レンズ構成としつつ、
第1レンズの像側の面から第2レンズの像側の面までの
距離を所定範囲のものとすることにより、Fnoを2.8
程度と明るく、半画角も30度程度と広く、全レンズ系
の小型化を図りつつ製造コストを大幅に低減することが
可能となる。さらに、バックフォーカスを長くとること
ができ、しかも解像力に優れているから、各種のビデオ
カメラやスチルビデオカメラの撮影レンズとして好適で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1〜6に係るレンズ基本構成を
示す概略図
【図2】実施例1に係るレンズの各収差図(球面収差、
非点収差、ディストーション)
【図3】実施例1に係るレンズの収差図(コマ収差)
【図4】実施例2に係るレンズの各収差図(球面収差、
非点収差、ディストーション)
【図5】実施例2に係るレンズの収差図(コマ収差)
【図6】実施例3に係るレンズの各収差図(球面収差、
非点収差、ディストーション)
【図7】実施例3に係るレンズの収差図(コマ収差)
【図8】実施例4に係るレンズの各収差図(球面収差、
非点収差、ディストーション)
【図9】実施例4に係るレンズの収差図(コマ収差)
【図10】実施例5に係るレンズの各収差図(球面収
差、非点収差、ディストーション)
【図11】実施例5に係るレンズの収差図(コマ収差)
【図12】実施例6に係るレンズの各収差図(球面収
差、非点収差、ディストーション)
【図13】実施例6に係るレンズの収差図(コマ収差)
【符号の説明】
1 〜L4 レンズ R1 〜R11 レンズ面の曲率半径 d1 〜d10 レンズ面間隔(レンズ厚) X 光軸 P 結像位置 i 絞り 1 ローパスフィルタ 2 固体撮像素子の受光面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から、負の第1レンズ、像側に強
    い屈折力の面を向けた正の、第2レンズおよび第3レン
    ズ、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる
    第4レンズをこの順に配置するとともに、下記条件式を
    満足するように構成されてなることを特徴とする結像レ
    ンズ。 0.3≦(d2+d3)/f≦1.5 ただし、 d2 :第1レンズと第2レンズとの面間隔 d3 :第2レンズのレンズ厚 f :全系の合成焦点距離
  2. 【請求項2】 絞り位置から前記第4レンズの物体側の
    面までの距離をdS、全系の焦点距離をfとするとき下
    記条件式が満足されてなることを特徴とする請求項1記
    載の結像レンズ。 dS/f≦1.0
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