JPH1184234A - 撮影レンズ - Google Patents

撮影レンズ

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JPH1184234A
JPH1184234A JP23704297A JP23704297A JPH1184234A JP H1184234 A JPH1184234 A JP H1184234A JP 23704297 A JP23704297 A JP 23704297A JP 23704297 A JP23704297 A JP 23704297A JP H1184234 A JPH1184234 A JP H1184234A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
refractive power
positive
object side
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Application number
JP23704297A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyoshi Mori
伸芳 森
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画角が比較的広角で、高い結像性能を有し、
レンズ全長の短い撮影レンズを提供する。 【解決手段】 物体側より順に、開口絞り、物体側に凹
面を向けたメニスカスレンズよりなる第1レンズ群、正
の屈折力を有し且つ少なくとも1枚の正レンズよりなる
第2レンズ群、負の屈折力を有し且つ単レンズよりなる
第3レンズ群、正の屈折力を有し且つ少なくとも1枚の
正レンズよりなる第4レンズ群から構成され、前記第3
レンズ群の焦点距離をf3、全光学系の焦点距離をfと
したとき、 −3.0<f/f3<−1.2 なる条件式を満足することを特徴とする撮影レンズであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は撮影レンズに係わ
り、さらに詳しくはデジタルカメラ、監視カメラ及びビ
デオカメラなどの固体撮像素子を用いたカメラの撮影レ
ンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、デジタルカメラ、監視カメラ
及びビデオカメラなどの固体撮像素子を用いたカメラの
撮影レンズとしては、物体側に負レンズ群を配し、絞り
をはさんで像側に正レンズ群を配置するいわゆるレトロ
フォーカス型のレンズが採用されている。このレトロフ
ォーカス型のレンズは焦点距離に比べてバックフォーカ
スが長くでき、レンズ後方にローパスフィルターや赤外
カットフィルターを配置しやすいという長所があるが、
撮影レンズの全長が長くなりすぎ、カメラを小型化、薄
型化しにくいという課題がある。
【0003】そこで、レンズの全長を短くするために、
レトロフォーカス型のレンズで前記絞りより前方の群を
とり除いた前置絞り型のレンズが技術開示されている。
この前置絞り型のレンズとして、例えば特開平2−31
0511号公報、特開平7−333495号公報などが
開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平2−310511号公報ではレンズ後方に比較的厚
いフィルター類を入れるために、バックフォーカスが長
くなり、前置絞り型のレンズとしては全長が長くなって
いた。また、前記特開平7−333495号公報では比
較的レンズ全長は短いが、非点収差が比較的大きく、画
角を40°以上にすることは困難であった。
【0005】一方、最近の固体撮像素子の技術発展にと
もない、固体撮像素子の画素ピッチが小さくなり、且つ
画素数も多くなり、レンズに要求される結像性能も高く
なり、画素ピッチも小さくなったため、レンズ後方に配
置されるローパスフィルター等のフィルター類の厚みも
従来より薄いもので良くなってきた。
【0006】この発明は上記従来の技術の課題、また、
前記最新の技術発展の動向よりなされたもので、この発
明の目的は画角が比較的広角でありながら、高い結像性
能を有し、レンズ全長の短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】上記目的は下記の構成に
より達成できる。即ち「請求項1」物体側より順に、開
口絞り、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズよりな
る第1レンズ群、正の屈折力を有し且つ少なくとも1枚
の正レンズよりなる第2レンズ群、負の屈折力を有し且
つ単レンズよりなる第3レンズ群、正の屈折力を有し且
つ少なくとも1枚の正レンズよりなる第4レンズ群から
構成され、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、全光学
系の焦点距離をfとしたとき、 −3.0<f/f3<−1.2−−−−−−−− なる条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ。
【0008】請求項1に記載の撮影レンズでは、最も物
体側に開口絞りを配置したことにより射出瞳が結像面か
ら遠くすることができ、すなわちテレセン性が良くな
り、固体撮像素子の各受光素子の開口によるけられが発
生しにくく、画面周辺部での光量低下が少ない。また、
第2レンズ群を正、第3レンズ群を負、第4レンズ群を
正の屈折力を有するように配置したことで、色収差を補
正でき、ペッツバール和を小さくしやすいため像面湾曲
の補正も可能となっている。
【0009】条件式はペッツバール和を良好に補正に
関する条件であり、レンズを広角化するとレンズ全長を
短くできるが、良好な結像性能を有するためには、ペッ
ツバール和を良好に補正する必要がある。条件式の上
限を越えると上記ペッツバール和を十分に補正できず、
画面周辺部の結像性能が劣化する。他方、条件式の下
限を下まわると、コマフレアが大きくなったり、偏心感
度が大きくなり、わずかな光軸のズレによる像の片ぼけ
が著しくなり、好ましくない。また、好ましい条件式
の上限範囲は−1.6である。
【0010】「請求項2」前記第2レンズ群が正の屈折
力を有し且つ単レンズより構成され、前記第4レンズ群
が正の屈折力を有し且つ単レンズより構成されたことを
特徴とする請求項1に記載の撮影レンズ。
【0011】請求項2に記載の撮影レンズでは、請求項
1に記載の撮影レンズと同様に、射出瞳が結像面から遠
くすることができ、固体撮像素子の各受光素子の開口に
よるけられが発生しにくく、画面周辺部での光量低下が
少ない。色収差を補正でき、ペッツバール和を小さくし
やすいため像面湾曲の補正も可能となっている。
【0012】「請求項3」前記第1レンズ群の物体側面
の曲率半径をr2、像側面の曲率半径をr3、軸上厚をd
2、前記開口絞りと第1レンズ群の物体側面との間隔を
1としたとき、 −0.5<(r2+d1)/f<0.2−−−−− 0.5<r3/(r2−d2)<1 −−−−− なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または
2に記載の撮影レンズ。
【0013】請求項3に記載の撮影レンズにおいて、条
件式とは、広角化する際に必要な絞り位置と第1レ
ンズ群のメニスカスレンズの形状に関するものであり、
条件式との上限を越えると第1レンズ群の凹面で、
光線の発散作用が効きはじめ、軸外光線束でレンズの周
辺部を通過する光線について発生するコマフレアが大き
くなり好ましくない。逆に下限を下まわると、前述した
テレセン性が悪くなり、また負の歪曲収差も大きくなり
好ましくない。特に条件式の下限を下まわると非点収
差が大きくなり好ましくない。
【0014】「請求項4」前記第2レンズ群の焦点距離
をf2としたとき、 1.2<f/f2<2.5−−−−−−−−−−−− なる条件式を満足することを特徴とする請求項2に記載
の撮影レンズ。
【0015】請求項4に記載の撮影レンズにおいて、条
件式は、本発明の撮影レンズの正レンズ群についての
屈折力配分に関する条件式であり、条件式の上限を越
えると、正の屈折力が第2レンズ群に集中しすぎ、球面
収差、コマ収差を補正しにくくなるばかりでなく、テレ
セン性が悪くなり、またバックフォーカスが短くなりす
ぎ好ましくない。逆に条件式の下限を下まわると第2
レンズ群の屈折力が小さくなり、その結果正の屈折力が
第4レンズ群に集中することとなり、球面収差や、負の
歪曲収差が大きくなり好ましくない。また、好ましい条
件式の下限範囲は1.3である。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。なお、実施例の説明で使用する表及び図中
の記号の意味は以下のとおりである。
【0017】 f:焦点距離 ω:半画角 Fno:Fナンバー r:曲率半径 d:屈折面間隔 nd:硝材の屈折率 νd:硝材のアッベ数 L:絞りから結像面までの長さ(レンズ全長) また、本発明で用いた非球面の形状は座標を光軸方向に
X軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhと表すと、数1
の式で表される。
【0018】
【数1】
【0019】数1でKは非球面の円錐定数、A2iは非球
面係数(i=2,3,4,5)を示す。
【0020】(実施例1)図1は実施例1の撮影レンズ
の光学断面図で、表1は実施例1の撮影レンズデータを
示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1において第10面から第15面までは
ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のカバー
ガラスGである。
【0023】図2は実施例1の撮影レンズの(a)球面
収差、(b)非点収差、(c)歪曲収差、(d)メリジ
オナル横収差をそれぞれ示す収差図で、各収差は良好に
補正されている。
【0024】実施例1の撮影レンズのイメージサークル
はφ6.64であり、半画角が21.5°である。ま
た、第1レンズ群L1は第3面が非球面のプラスチック
レンズであり、第2レンズ群L2,第4レンズ群L4の
屈折率は1.77以上で、アッベ数が44以上の高屈折
率低分散のガラス材で構成し、ペッツバール和が小さく
なるようにし、第3レンズ群L3のレンズのアッベ数を
26以下にして色収差を良好に補正されている。第1レ
ンズ群L1は前記の条件式,を満足して、後述する
心出し係数とも呼ばれるZ値が小さくなり、例えばベル
クラプ芯取り加工が難しいが、プラスチックレンズで構
成したので芯取り加工の必要がなくなる。
【0025】ここで、前記Z値を説明すると、光学ガラ
スの心出し加工の1つとしてベルクランプ芯取り加工が
あり、同軸上にある2個のホールダの間にレンズを押し
つけてはさみ、レンズの両面をホールダに完全に密着さ
せると、ホールダと接触している部分の厚さは全周に渡
って等しくなり、レンズの光軸はホールダの回転軸に一
致したことになる、この原理を利用した加工方法であ
る。このベルクランプ芯取り加工の可否を決める目安と
して、Z値がある。Z値は数2で表される。
【0026】
【数2】
【0027】ここで、RAはレンズの一方の曲率半径、
Bはレンズの他方の曲率半径、rAは一方のホールダ半
径で、rBは他方のホールダ半径である。なお、+符号
は両凸、両凹レンズで、−符号はメニスカスレンズであ
る。このZ値とベルクランプ加工の可否は、一応の目安
としてZ>0.15(可能)、0.15>Z>0.1
(可能性あり)、Z<0.1(困難)となっている。ま
た、望遠比はL/f=2.39である。
【0028】(実施例2)次に、図3は実施例2の撮影
レンズの光学断面図で、表2は実施例の撮影レンズデー
タを示す。
【0029】
【表2】
【0030】表2において、第10面から第13面はロ
ーパスフィルター等のカバーガラスGである。また、第
1レンズ群L1は実施例1と同様に第3面が非球面のプ
ラスチックレンズである。
【0031】図4は実施例2の撮影レンズの(a)球面
収差、(b)非点収差、(c)歪曲収差、(d)メリジ
オナル横収差をそれぞれ示す収差図で、各収差は良好に
補正されている。
【0032】実施例2の撮影レンズのイメージサークル
はφ4.5で、半画角24.1°である。本実施例でも
第2レンズ群L2と第3レンズ群L3は屈折率が1.8
以上、アッベ数が37以上の高屈折率の硝材で構成し、
ペッツバール和が小さくなるようにし、第3レンズ群L
3のアッベ数を24以下として色収差も良好に補正され
ている。また、望遠比はL/f=1.97である。
【0033】(実施例3)次に、図5は実施例3の撮影
レンズの光学断面図で、実施例の撮影レンズデータを表
3に示す。
【0034】
【表3】
【0035】表3において、第12面から第17面はロ
ーパスフィルター等のカバーガラスGである。
【0036】図6は実施例3の撮影レンズの(a)球面
収差、(b)非点収差、(c)歪曲収差、(d)メリジ
オナル横収差をそれぞれ示す収差図で、各収差は良好に
補正されている。
【0037】実施例3のイメージサークルはφ6.64
で、半画角23.2°である。第1レンズ群L1は、第
3面が非球面のプラスチックの単レンズよりなり、第2
レンズ群L2は、2枚の両凸レンズよりなり、第3レン
ズ群L3は、両凹の負の単レンズよりなり、さらに第4
レンズ群L4は両凸の単レンズより構成されている。ま
た、望遠比はL/f=2.49である。
【0038】
【発明の効果】以上のように構成したので、請求項1、
2の発明によれば、40°以上の画角を有しながら、十
分な結像性能を有する。さらに詳しくは、最も物体側に
開口絞りを配置したことにより射出瞳が結像面から遠く
することができ、テレセン性が良くなり、固体撮像素子
の各受光素子の開口によるけられが発生しにくく、画面
周辺部での光量低下が少ない。また、ペッツバール和を
十分に補正でき、画面周辺部の結像性能が向上し、コマ
フレアが小さく、また偏心感度が小さい。例えば、50
万画素以上の高解像度CCD用の撮影レンズとして使用
可能であり、また望遠比L/fが2程度とレンズ全長が
短い撮影レンズを得ることができる。
【0039】請求項3の発明によれば、第1レンズ群の
軸外光線束でレンズの周辺部を通過する光線について発
生するコマフレアが小さく、負の歪曲収差や非点収差も
小さくなる。
【0040】請求項4の発明によれば、球面収差、コマ
収差を補正しやすく、球面収差や負の歪曲収差も小さく
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の撮影レンズの光学断面図である。
【図2】実施例1の撮影レンズの(a)球面収差、
(b)非点収差、(c)歪曲収差、(d)メリジオナル
横収差を示す収差図である。
【図3】実施例2の撮影レンズの光学断面図である。
【図4】実施例2の撮影レンズの(a)球面収差、
(b)非点収差、(c)歪曲収差、(d)メリジオナル
横収差を示す収差図である。
【図5】実施例3の撮影レンズの光学断面図である。
【図6】実施例3の撮影レンズの(a)球面収差、
(b)非点収差、(c)歪曲収差、(d)メリジオナル
横収差を示す収差図である。
【符号の説明】
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群 L4 第4レンズ群 G カバーガラス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、開口絞り、物体側に凹
    面を向けたメニスカスレンズよりなる第1レンズ群、正
    の屈折力を有し且つ少なくとも1枚の正レンズよりなる
    第2レンズ群、負の屈折力を有し且つ単レンズよりなる
    第3レンズ群、正の屈折力を有し且つ少なくとも1枚の
    正レンズよりなる第4レンズ群から構成され、前記第3
    レンズ群の焦点距離をf3、全光学系の焦点距離をfと
    したとき、 −3.0<f/f3<−1.2 なる条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ。
  2. 【請求項2】 前記第2レンズ群が正の屈折力を有し且
    つ単レンズより構成され、前記第4レンズ群が正の屈折
    力を有し且つ単レンズより構成されたことを特徴とする
    請求項1に記載の撮影レンズ。
  3. 【請求項3】 前記第1レンズ群の物体側面の曲率半径
    をr2、像側面の曲率半径をr3、軸上厚をd2、前記開
    口絞りと第1レンズ群の物体側面との間隔をd1とした
    とき、 −0.5<(r2+d1)/f<0.2 0.5<r3/(r2−d2)<1 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または
    2に記載の撮影レンズ。
  4. 【請求項4】 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし
    たとき、 1.2<f/f2<2.5 なる条件式を満足することを特徴とする請求項2に記載
    の撮影レンズ。
JP23704297A 1997-09-02 1997-09-02 撮影レンズ Pending JPH1184234A (ja)

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