JP2000066091A - 撮像レンズ - Google Patents

撮像レンズ

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JP2000066091A
JP2000066091A JP10247848A JP24784898A JP2000066091A JP 2000066091 A JP2000066091 A JP 2000066091A JP 10247848 A JP10247848 A JP 10247848A JP 24784898 A JP24784898 A JP 24784898A JP 2000066091 A JP2000066091 A JP 2000066091A
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清志 林
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豊 飯塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】少ないレンズ構成枚数でありながら、Fナンバ
ーが2.8及び画角が40°に達し、しかも電子撮像素
子に必要な長いバックフォーカスと良好なテレセントリ
シティーを具備し、且つ非常に高い光学結像性能を有す
る撮像レンズを得る。 【解決手段】物体側より順に、負の屈折力を有する第1
レンズL1、正の屈折力を有する第2レンズL2、絞り
S、負の屈折力を有する第3レンズL3、正の屈折力を
有する第4レンズL4及び正の屈折力を有する第5レン
ズL5より構成され、 Bf:バックフォーカス長、f:全系の焦点距離、α:
最大像高に至る主光線の光軸となす角度とするとき、
0.6<Bf/f<0.8、|α|<10°なる条件式
を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像レンズに関し、
さらに詳しくは、小型の電子撮像素子(CCD)用に用
いられるテレセントリックな撮像レンズに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】小型のCCD用の光学
系としては、従来、特開平7−218825号公報、特
開平7−218826号公報、特開平8−122636
号公報、特開平8−220428号公報及び特開平9−
230232号公報等に開示されたものが知られてい
る。しかしこれらの撮像レンズは、Fナンバーを小さく
して明るくするためにレンズ構成枚数が多かったり、ま
た、歪曲収差が大きく光学性能が必ずしも十分ではない
という問題点があった。本発明は、これらの先行技術に
鑑みて、少ないレンズ構成枚数でありながら、Fナンバ
ーが2.8及び画角が40°に達し、しかも電子撮像素
子に必要な長いバックフォーカスと良好なテレセントリ
シティーを具備し、且つ非常に高い光学結像性能を有す
る撮像レンズを得ることを課題とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、物体側より
順に、負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有
する第2レンズ、絞り、負の屈折力を有する第3レン
ズ、正の屈折力を有する第4レンズ及び正の屈折力を有
する第5レンズより構成され、 Bf:バックフォーカス長 f:全系の焦点距離 α:最大像高に至る主光線の光軸となす角度 とするとき、 0.6<Bf/f<0.8 ‥‥(1) |α|<10° ‥‥(2) なる条件式を満たすことを特徴とする撮像レンズであ
る。なお、主光線とは、絞りの中心を通る光線である。
【0004】小型のCCDを撮像素子として用いる撮像
レンズでは、光の高周波成分をカットするために、撮像
レンズと撮像素子との間、すなわち撮像レンズのバック
フォーカスに、水晶板等からなるローパスフィルターが
挿入される。条件式(1)は、この撮像レンズのバック
フォーカスBfの適正な範囲を規定する式である。条件
式(1)の下限を越えてバックフォーカスBfが過度に
短くなると、光学的ローパスフィルター等を挿入するの
に十分なスペースを確保できなくなるから、モワレ縞な
どによって像の劣化を招く。逆に条件式(1)の上限を
越えてバックフォーカスBfが過度に長くなると、屈折
力が負の第1レンズと、合成屈折力が正の第2〜第5レ
ンズからなるレトロフォーカス型のレンズ構成の各屈折
力が強くなり過ぎ、収差補正が困難になる。
【0005】またCCDは、CCDに入射する光線が垂
直に近い角度にて入射しないと、十分な性能を発揮でき
ないから、撮像レンズ系は十分なテレセントリシティー
を持っている必要がある。条件式(2)は、この撮像レ
ンズ系のテレセントリシティーの適切な範囲を規定する
式であり、条件式(2)の上限を越えると、CCD等の
小型撮像素子へ入射する光量を十分有効に活用できなく
なる。なお、像面に至る主光線が光軸と交わる位置、す
なわち射出瞳の位置は、像面よりも物体側(撮像レンズ
側)にあることも、その反対側にあることもあるが、一
般には、射出瞳の位置が、像面よりも物体側にあるよう
に形成することが好ましい。後記する各実施例でのαの
値は、射出瞳の位置が像面よりも物体側(撮像レンズ
側)にある場合を正としている。
【0006】次に本発明においては、第1レンズは、物
体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成され、第2レ
ンズの物体側レンズ面は、物体側に凸の形状に形成さ
れ、且つ像側レンズ面よりも強い曲率を持つように形成
され、第3レンズは、両凹形状に形成され、第4レンズ
の像側レンズ面は、像側に凸の形状に形成され、且つ物
体側レンズ面よりも強い曲率を持つように形成され、第
5レンズの物体側レンズ面は、物体側に凸の形状に形成
され、且つ像側レンズ面よりも強い曲率を持つように形
成されることが好ましい。これらのレンズ形状とするこ
とにより、良好な光学性能を実現することができる。
【0007】次に本発明においては、負の屈折力を有す
る第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとの間
隔は、高性能な光学系を実現するために重要な間隔とい
う訳ではない。したがって第1レンズと第2レンズは、
別個のレンズとすることもできるし、接合レンズとする
こともできる。第1レンズと第2レンズを接合したとき
には、製造上の公差をより大きくすることができるか
ら、製造しやすい光学系とすることができる。
【0008】次に本発明においては、 D:第2レンズと第3レンズとの光軸上の間隔 とするとき、 0.15<D/f<0.25 ‥‥(3) なる条件式を満たすことが好ましい。第2レンズと第3
レンズとの光軸上の間隔Dは絞りを含む空間であるか
ら、この間隔Dによって、軸上の周縁光線と軸外の主光
線の振る舞いをコントロールすることができる。条件式
(3)の下限を越えると、テレセントリシティーの確保
が困難となる。逆に条件式(3)の上限を越えると、第
3レンズに入る軸上周縁光が光軸に近づくから、バック
フォーカスBfが短くなり、また軸外光の収差補正が困
難になる。また、本発明の絞りは、第2レンズと第3レ
ンズとの光軸上の間隔Dの中点よりも第2レンズ側に配
置されることが好ましい。この構成により、良好なテレ
セントリシティーを確保できると共に、第3レンズ以降
の後群の働きとも相まって、軸外収差を良好に補正する
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1は本発明の第1実施例の撮像レンズを
示し、図3は第2実施例の撮像レンズを示す。いずれの
実施例の撮像レンズも、撮像素子としてCCDを使用す
るものである。第1実施例の撮像レンズは、物体側より
順に、負の屈折力を有する第1レンズL1、正の屈折力
を有する第2レンズL2、絞りS、負の屈折力を有する
第3レンズL3、正の屈折力を有する第4レンズL5及び
正の屈折力を有する第5レンズL5より構成されてい
る。また、第1レンズL1は、物体側に凸面を向けたメ
ニスカス形状に形成されている。第2レンズL2の物体
側レンズ面は、物体側に凸の形状に形成され、且つ像側
レンズ面よりも強い曲率を持つように形成されている。
第3レンズL3は、両凹形状に形成されている。第4レ
ンズL4の像側レンズ面は、像側に凸の形状に形成さ
れ、且つ物体側レンズ面よりも強い曲率を持つように形
成されている。第5レンズL5の物体側レンズ面は、物
体側に凸の形状に形成され、且つ像側レンズ面よりも強
い曲率を持つように形成されている。また、図3に示す
第2実施例の撮像レンズは、第1レンズL1と第2レン
ズL2とが接合されている点で、第1実施例と相違す
る。また、両実施例とも、絞りSは、第2レンズL2
第3レンズL2との光軸上の間隔Dの中点よりも、第2
レンズL2側に配置されている。
【0010】以下の表1と表2に、それぞれ第1実施例
と第2実施例の諸元を示す。両表の[主要諸元]中、2
Aは画角を表わす。また[レンズ諸元]中、第1欄No
は物体側からの各レンズ面の番号、第2欄rは各レンズ
面の曲率半径、第3欄dは各レンズ面から次のレンズ面
までの光軸上の距離、第4欄ndは各レンズ面から次の
レンズ面までを満たすレンズ(空欄は空気)のd線に対
する屈折率、第5欄νdは各レンズのd線を基準とした
アッベ数、第6欄は各レンズの番号を表わす。また両表
の[条件式対応値]に、前記各条件式(1)〜(3)中
のパラメータの値を示す。
【0011】
【表1】[主要諸元] f=8.3304 FNO=2.8 2A=40.0° Bf=5.9336 α=2.79° [レンズ諸元] No r d nd νd 1 8.4673 1.0000 1.69680 55.61 L1 2 3.4626 0.9653 3 4.0897 1.8149 1.79668 45.42 L2 4 -16.6458 0.1000 5 − 1.6702 S 6 -4.9007 1.0000 1.86074 23.00 L3 7 7.0001 0.7817 8 -25.0416 2.3049 1.69680 55.61 L4 9 -4.8643 0.1000 10 8.1126 2.3311 1.71300 53.97 L5 11 -67.1215 [条件式対応値] (1)Bf/f=0.712 (2)|α|=2.79° (3)D/f=0.212
【0012】
【表2】[主要諸元] f=8.3304 FNO=2.8 2A=40.4° Bf=5.7394 α=2.78° [レンズ諸元] No r d nd νd 1 16.5407 1.0000 1.51680 64.12 L1 2 3.0480 1.8749 1.79668 45.42 L2 3 -29.1219 0.1000 4 − 1.2547 S 5 -3.6402 1.0000 1.86074 23.00 L3 6 9.6443 0.6956 7 -31.0660 2.3414 1.69680 55.61 L4 8 -4.7219 0.1000 9 9.2693 2.3581 1.71300 53.97 L5 10 -24.6662 [条件式対応値] (1)Bf/f=0.689 (2)|α|=2.78° (3)D/f=0.163
【0013】図2に第1実施例の球面収差、非点収差、
歪曲収差及び横収差を示す。各収差図においてYは像高
を表わす。また非点収差図中、点線Mはメリジオナル像
面を表わし、実線Sはサジタル像面を表わす。同様に、
図4に第2実施例の諸収差を示す。各収差図より明らか
なように、所要のレンズ構成と前記各条件式(1)〜
(3)を満たすことにより、両実施例とも優れた結像性
能を有することが分かる。
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、少ないレ
ンズ枚数でありながらも、Fナンバーが2.8、画角が
40°に達し、しかも長いバックフォーカスと良好なテ
レセントリシティーを持ち、高い光学的結像性能を有し
た小型電子撮像素子用の撮像レンズを得ることができ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の光路図である。
【図2】第1実施例の収差図である。
【図3】第2実施例の光路図である。
【図4】第2実施例の収差図である。
【符号の説明】
1〜L5…レンズ S…絞り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA03 LA01 NA02 PA04 PA05 PA17 PA18 PB05 QA02 QA07 QA17 QA21 QA26 QA34 QA41 QA46 RA32

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に、負の屈折力を有する第1
    レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、絞り、負の屈
    折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レン
    ズ及び正の屈折力を有する第5レンズより構成され、以
    下の条件式を満たすことを特徴とする撮像レンズ。 0.6<Bf/f<0.8 ‥‥(1) |α|<10° ‥‥(2) 但し、Bf:バックフォーカス長 f:全系の焦点距離 α:最大像高に至る主光線の光軸となす角度 である。
  2. 【請求項2】前記第1レンズは、物体側に凸面を向けた
    メニスカス形状に形成され、 前記第2レンズの物体側レンズ面は、物体側に凸の形状
    に形成され、且つ像側レンズ面よりも強い曲率を持つよ
    うに形成され、 前記第3レンズは、両凹形状に形成され、 前記第4レンズの像側レンズ面は、像側に凸の形状に形
    成され、且つ物体側レンズ面よりも強い曲率を持つよう
    に形成され、 前記第5レンズの物体側レンズ面は、物体側に凸の形状
    に形成され、且つ像側レンズ面よりも強い曲率を持つよ
    うに形成されたことを特徴とする請求項1記載の撮像レ
    ンズ。
  3. 【請求項3】前記第1レンズと第2レンズは接合されて
    いることを特徴とする請求項1又は2記載の撮像レン
    ズ。
  4. 【請求項4】以下の条件式を満たすことを特徴とする請
    求項1、2又は3項記載の撮像レンズ。 0.15<D/f<0.25 ‥‥(3) 但し、D:前記第2レンズと第3レンズとの光軸上の間
    隔 である。
  5. 【請求項5】前記絞りは、前記第2レンズと第3レンズ
    との光軸上の間隔の中点よりも前記第2レンズ側に配置
    されることを特徴とする請求項1、2、3又は4項記載
    の撮像レンズ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100506496B1 (ko) * 2001-08-24 2005-08-08 캐논 가부시끼가이샤 렌즈계와 렌즈계를 가지는 카메라
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