JP2003222793A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents
撮像レンズおよび撮像装置Info
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
枚の結像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズを物体
側からこの順に配列することにより、撮像レンズにおい
て前玉有効径を小さなものとしつつ広画角化を達成す
る。 【構成】 負の第1レンズ群G1、絞り3、正の第2レ
ンズ群G2が配列されてなる。G1は、物体側から複数
枚の負レンズと1枚の正メニスカスレンズをこの順に配
列された負のG1a、単独の負レンズおよび正、負の接
合レンズを備えた負のG1b、および負、正の接合レン
ズを備えたG1cからなる。無限遠物点から至近物点に
フォーカス移動する際には、G1b中の単独の負レンズ
を光軸Xに沿って物体側に移動させて行なう。また、G
2中には異常分散材料よりなる正レンズが、G1中には
異常分散材料よりなる負レンズが各々配され、温度変化
に伴うバックフォーカスの変化量を大きくすることなく
色収差を良好に補正する。
Description
た固定焦点の撮像レンズに関し、特に、2群構成で長い
バックフォーカスを有する広角な撮像レンズおよび撮像
装置に関するものである。
得る、いわゆるEシネマ用カメラと称されるテレビ放送
用撮像カメラが知られている。
ンズは、通常のテレビ放送用撮像カメラに比して、さら
なる広角化および結像面全域における高性能化が要求さ
れる。また、このようなEシネマ用カメラにおいて固体
撮像素子を用いる場合には、通常のテレビ放送用撮像カ
メラと同様に、撮像レンズと固体撮像素子との間にロー
パスフィルタや赤外カットフィルタが配設されるため、
撮像レンズのバックフォーカスを長くする必要がある。
さらに、各原色光毎に撮像素子を用いたいわゆる多板式
のものにおいては、各固体撮像素子の前段において色分
解プリズムが配設されるため、撮像レンズのバックフォ
ーカスはさらに長く設定する必要がある。
メラにおいて、フォーカシングに伴う諸収差変動や画角
変動を抑制するためインナーフォーカス方式を採用する
ことが好ましい。
して本出願人が既に開示している、特開平4-118612号公
報に記載されたものが知られている。この公報記載の技
術は、レトロフォーカス型の高性能撮像レンズであっ
て、画角を90゜以上としても十分に良好な性能を得るこ
とが可能である。
た公報記載の撮像レンズにおいては、前群を構成するレ
ンズ(前玉)の有効系を大幅に小さくすることが難し
く、最近の撮像カメラのコンパクト化という要請に対し
て必ずしも満足し得るものとはなっていなかった。
レンズにおいては、焦点距離が5.0mm、Fナンバが1.
8、画角95.5度の条件下(イメージサークルφ11.0mm)
において前玉有効径がφ95.0mmとなっており、これを
半分程度のサイズにしたいという要求があった。
ので、レトロフォーカス型の高性能撮像レンズにおい
て、前玉有効径を大幅に小さくすることが可能で、撮像
カメラのコンパクト化を図りうる撮像レンズおよび撮像
装置を提供することを第1の目的とするものである。
ンズにおいて、フォーカシングに伴なう諸収差変動や画
角変動を抑制するためインナーフォーカス方式を採用す
るものが知られている。
ーフォーカス方式を採用したものとしては、上記公報記
載のもののほか、特開2000-131606号公報に記載された
撮像レンズが知られている。この公報記載のものは、2
群構成とされ、前群を構成する2つのレンズ群のうち結
像面側の正レンズ群(第1−2群)が前後に移動することに
よってフォーカシングを行なうように構成されている。
は、全系の焦点距離に対するバックフォーカスの比(レ
トロ比)が2.6程度であり、必ずしもバックフォーカス
が十分とはなっていなかった。
載されたものにおいては、前群を構成する2つのレンズ
群のうち結像面側のレンズ群を移動させるとともに後群
をも移動させることによってフォーカシングを行なうよ
うに構成されており、フォーカシングのためのメカ的機
構が複雑化する。さらに、フォーカシングに伴なう画角
の変動が少なくないことから、前述したEシネマ用カメ
ラ等に搭載することが必ずしも適切とはいえない場合も
生じる。
もので、上記第1の目的に加え、特にEシネマ用等のテ
レビ放送用撮像カメラに用いられる、インナーフォーカ
ス方式を採用した撮像レンズにおいて、フォーカシング
のメカ的機構を複雑にすることなく、またフォーカシン
グに伴なう画角変動を大きくすることなくフォーカシン
グに伴なう諸収差の変動を抑制することができ、さら
に、バックフォーカスを十分に確保することができる撮
像レンズおよび撮像装置を提供することを目的とするも
のである。
ては、色収差を良好に補正したいという要請があり、こ
の要請に対応したものとして、第2レンズ群中の正レン
ズに異常分散性ガラスを用いたものが知られている。
化に応じた屈折率の変化が大きいという特性を有する。
したがって、第2レンズ群中の正レンズに異常分散性ガ
ラスを用いたものによっては、温度変化に伴うバックフ
ォーカスの変化量が大きくなってしまうという問題があ
った。
もので、上記第1の目的に加え、レトロフォーカス型の
高性能撮像レンズにおいて、温度変化に伴うバックフォ
ーカスの変化量を大きくすることなく色収差を良好に補
正し得る撮像レンズおよび撮像装置を提供することを目
的とするものである。
は、物体側より順に、全体として負の屈折力を有する第
1レンズ群、絞り、および全体として正の屈折力を有す
る第2レンズ群が配列されてなる撮像レンズにおいて、
前記第1レンズ群が、物体側から順に、最も物体側に配
された複数枚の負レンズと結像面側に凸面を向けた1枚
の正メニスカスレンズを有する第1aレンズ群、最も物
体側に単独の負レンズを配された全体として負の屈折力
を有する第1bレンズ群、および少なくとも1組の正レ
ンズおよび負レンズを備えた第1cレンズ群を配列して
なることを特徴とするものである。
(1)を満足するように構成され、無限遠物点から至近
物点にフォーカシングする際には、前記単独の負レンズ
を物体側に繰り出して行うことを特徴とするものであ
る。 0.05<fn/f1b<0.50 ・・・・・・・(1) ただし、 fn:フォーカシングする際に移動する単独の負レンズ
の焦点距離 f1b:第1bレンズ群全体の焦点距離
枚の異常分散性ガラスからなる正レンズを含むととも
に、前記第1レンズ群が、下記条件式(1)を満足する
負レンズを少なくとも1枚含むことを特徴とするもので
ある。 dn/dt<-0.000005 ・・・・・・・(2) ただし、 dn/dt:温度による屈折率の変化(/℃)
に、第2aレンズ群および第2bレンズ群を配列されて
なり、前記第1レンズ群および前記第2aレンズ群の合
成焦点距離がほぼ無限大となるように構成し、前記第2
bレンズ群を光軸に沿って移動させることによりバック
フォーカス長を調整することが望ましい。
いずれかの撮像レンズを筐体内に収納してなることを特
徴とするものである。
形態について説明する。図1には本発明の実施形態に係
る撮像レンズが示されている(後述する実施例1のレン
ズ構成が代表して示されている)。
撮像カメラの撮像レンズとして、カメラ筐体内に収容さ
れるもので、物体側より順に、全体として負の屈折力を
有する第1レンズ群G1、絞り3と該絞り3の結像面側
に配置された、全体として正の屈折力を有する第2レン
ズ群G2が配列されてなるレトロフォーカスタイプの撮
像レンズである。また、前記第1レンズ群G1は、物体
側から複数枚の負レンズと1枚の正メニスカスレンズを
この順に配列され全体として負の屈折力を有する第1a
レンズ群G1a、単独の負レンズと、少なくとも1組の
正レンズおよび負レンズからなる接合レンズを有し全体
として負の屈折力を有する第1bレンズ群G1b、少な
くとも1組の正レンズおよび負レンズからなる接合レン
ズを備えた第1cレンズ群G1cからなるように構成さ
れている。この撮像レンズに入射した光束は、3色分解
光学系(ローパスフィルタ等を含む)2を介して固体撮
像素子の結像面1上に結像される。
いては、第1aレンズ群G1aを物体側から複数枚(例
えば3枚とする)の負レンズと1枚の正メニスカスレン
ズをこの順に配列するように構成しており、光線軌跡を
結像面側からみた場合、1枚の正メニスカスレンズ(図
1の撮像レンズではL4)によって一旦絞り込まれ、次
に複数枚の負レンズ(図1の撮像レンズではL1、
L2、L3)によって大きく発散せしめられる状態とな
るため、前玉有効径を小さなものとしつつ広画角化を達
成することができ、レンズ系全体のコンパクト化を達成
することができる。
至近物点にフォーカシングする際には、第1bレンズ群
G1bの単独の負レンズG1bfを光軸Xに沿って物体
側に移動させて行い、至近物点から無限遠物点にフォー
カシングする際には、その単独の負レンズG1bfを光
軸Xに沿って結像面側に移動させて行なうインナーフォ
ーカスタイプとされており、第1bレンズ群G1bの単
独の負レンズG1bfのみの移動によりフォーカシング
を行なうように構成されているのでフォーカシングを行
なうための駆動力を小さいものとすることができ、メカ
的機構も簡易となり、製造コストも廉価となる。また、
フォーカシングを行なう際の、物体距離の変化に伴なう
像面特性が向上するとともに、フォーカシングに伴なう
画角変動を抑制することができる。
条件式(1)を満足するように構成されている。 0.05<fn/f1b<0.50 ・・・・・・・(1) ただし、 fn:フォーカシングする際に移動する単独の負レンズ
G1bfの焦点距離 f1b:第1bレンズ群全体の焦点距離
いては、フォーカシングする際に移動する単独の負レン
ズの焦点距離を規定しており、これによりフォーカシン
グに伴うタンジェンシャル像面の変動およびコマ収差の
増大をいずれも抑制することができる。すなわち、条件
式(1)の上限を上回ると、フォーカシングに伴うタン
ジェンシャル像面の変動が大きくなり、一方、その下限
を下回ると下側光線のコマ収差が増大する。
は、前記第2レンズ群G2中に少なくとも1枚の異常分
散性ガラスからなる正レンズを含むとともに、前記第1
レンズ群G1中に、下記条件式(2)を満足する負レン
ズを少なくとも1枚含むように構成されている。 dn/dt<−0.000005 ・・・・・・・(2) ただし、 dn/dt:温度による屈折率の変化(/℃)
レンズ群G1中に配設された、異常分散性ガラスにより
形成される負レンズにおいて、温度変化に伴うバックフ
ォーカスの変化を生ぜしめ、前記第2レンズ群G2中の
異常分散性ガラスからなる正レンズにおいて生じる、上
記バックフォーカスの変化方向とは逆方向の、温度変化
に伴うバックフォーカスの変化を相殺することができる
ので、温度変化に伴うバックフォーカスの変化量を大き
くすることなく色収差を良好に補正することができる。
たバックフォーカスの変化の相殺が不十分となる。
ら順に、第2aレンズ群G2aおよび第2bレンズ群G
2bを配列されてなり、前記第1レンズ群G1、前記第
2aレンズ群G2aの合成焦点距離がほぼ無限大となる
ように構成され、前記第2bレンズ群G2bを光軸Xに
沿って移動させることによりバックフォーカス長を調整
するように構成されている。
ズをカメラ本体に接続した際に生じる光軸方向の機械的
誤差を、機構的に複雑にすることなく容易に調整するこ
とが可能となる。
は、前述したように図1に示す如き構成とされている。
ズ群および各レンズは物体側より順にレンズ番号が増加
するようになっている。
に向けた負のメニスカスレンズからなる第1レンズL1
および第2レンズL2、両凹レンズからなる第3レンズ
L3ならびに凸面を結像面側に向けた正のメニスカスレ
ンズからなる第4レンズL4からなる。
用レンズG1bfを含んでおり、強い曲率の面を結像面
側に向けた、フォーカス用レンズG1bfとして機能す
る両凹レンズからなる第5レンズL5、ならびに強い曲
率の面を結像面側に向けた両凸レンズからなる第6レン
ズL6および凹面を物体側に向けた負のメニスカスレン
ズからなる第7レンズL7の接合レンズからなる。
の面を結像面側に向けた両凹レンズからなる第8レンズ
L8および強い曲率の面を物体側に向けた両凸レンズか
らなる第9レンズL9の接合レンズからなる。
ズからなる第10レンズL10、ならびに凹面を結像面
側に向けた負のメニスカスレンズからなる第11レンズ
L1 1および両凸レンズからなる第12レンズL12の
接合レンズからなる。
ォーカス調整群であって、凹面を結像面側に向けた負の
メニスカスレンズからなる第13レンズL13および強
い曲率の面を物体側に向けた両凸レンズからなる第14
レンズL14の接合レンズ、ならびに強い曲率の面を物
体側に向けた両凸レンズからなる第15レンズL15か
らなる。
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d線におけ
る、屈折率Nおよびアッベ数νの値は表1に示すように
なっている。なお表中の数字は物体側からの順番を表す
ものである(表2、3、4において同じ)。
f´(mm)、バックフォーカスBf´(mm)および
FナンバFno、ならびに条件式(1)および条件式
(2)に係る値を表1の下段に示す。表1に示すように
条件式(1)、(2)はともに満足されている。ここ
で、実施例1において異常分散性のガラス材料からなる
レンズは、負の第5レンズL5、負の第7レンズL7、
正の第12レンズL12、正の第14レンズL14およ
び正の第15レンズL15である。
であり広角レンズのコンパクト化を図ることができる。
カス調整した場合の実施例1における諸収差(球面収
差、非点収差、ディストーション、倍率色収差、コマ収
差)を示す収差図である。図2から明らかなように、実
施例1の撮像レンズは諸収差が良好なものとされてい
る。
構成および作用は実施例1とほぼ同様であるが、主とし
て、第1aレンズ群G1aの物体側から3番目のレンズ
である第3レンズL3が強い曲率の面を結像面側に向け
た負のメニスカスレンズからなり、第1bレンズ群G
1bの物体側から1番目のレンズである第5レンズL5
が凹面を結像面側に向けた負のメニスカスレンズからな
り、第1bレンズ群G1bの物体側から2番目のレンズ
である第6レンズL6が結像面側に凸面.を向けた正の
メニスカスレンズからなる点で異なっている。
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d線におけ
る、屈折率Nおよびアッベ数νの値は表2に示すように
なっている。
f´(mm)、バックフォーカスBf´(mm)および
FナンバFno、ならびに条件式(1)および条件式
(2)に係る値を表2の下段に示す。表2に示すように
条件式(1)、(2)はともに満足されている。ここ
で、実施例2において異常分散性のガラス材料からなる
レンズは、負の第5レンズL5、負の第7レンズL7、
正の第12レンズL12、正の第14レンズL14およ
び正の第15レンズL15である。
であり広角レンズのコンパクト化を図ることができる。
カス調整した場合の実施例2における諸収差(球面収
差、非点収差、ディストーション、倍率色収差、コマ収
差)を示す収差図である。図3から明らかなように、実
施例2の撮像レンズは諸収差が良好なものとされてい
る。
構成および作用は実施例1とほぼ同様であるが、主とし
て、第1aレンズ群G1aの物体側から3番目のレンズ
である第3レンズL3が凹面を結像面側に向けた負のメ
ニスカスレンズからなり、第1bレンズ群G1bの物体
側から2番目のレンズである第6レンズL6が結像面側
に凸面.を向けた正のメニスカスレンズからなる点で異
なっている。
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d線におけ
る、屈折率Nおよびアッベ数νの値は表3に示すように
なっている。
f´(mm)、バックフォーカスBf´(mm)および
FナンバFno、ならびに条件式(1)および条件式
(2)に係る値を表3の下段に示す。表3に示すように
条件式(1)、(2)はともに満足されている。ここ
で、実施例3において異常分散性のガラス材料からなる
レンズは、負の第5レンズL5、負の第7レンズL7、
正の第12レンズL12、正の第14レンズL14およ
び正の第15レンズL15である。
であり広角レンズのコンパクト化を図ることができる。
カス調整した場合の実施例3における諸収差(球面収
差、非点収差、ディストーション、倍率色収差、コマ収
差)を示す収差図である。図4から明らかなように、実
施例3の撮像レンズは諸収差が良好なものとされてい
る。
構成および作用は実施例1とほぼ同様であるが、主とし
て、第1aレンズ群G1aが5枚レンズ構成とされ、最
も物体側から4枚のレンズL1〜L4が負レンズとさ
れ、それに続く1枚のレンズL5が正レンズとされてい
る点等において異なっている。
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d線におけ
る、屈折率Nおよびアッベ数νの値は表4に示すように
なっている。
f´(mm)、バックフォーカスBf´(mm)および
FナンバFno、ならびに条件式(1)および条件式
(2)に係る値を表4の下段に示す。表4に示すように
条件式(1)、(2)はともに満足されている。ここ
で、実施例4において異常分散性のガラス材料からなる
レンズは、負の第6レンズL6、負の第8レンズL8、
正の第13レンズL13、正の第15レンズL15およ
び正の第16レンズL16である。
であり広角レンズのコンパクト化を図ることができる。
カス調整した場合の実施例4における諸収差(球面収
差、非点収差、ディストーション、倍率色収差、コマ収
差)を示す収差図である。図5から明らかなように、実
施例4の撮像レンズは諸収差が良好なものとされてい
る。
実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更
が可能であり、例えば各レンズ群を構成するレンズの形
状、およびレンズの枚数は適宜選択し得る。また、本発
明の撮像装置としても、前述したテレビ放送用撮像カメ
ラの他、種々の撮像装置に適用可能である。
および撮像装置によれば、第1レンズ群を、物体側から
複数枚の負レンズと結像面側に凸面を向けた1枚の正メ
ニスカスレンズをこの順に配列するように構成している
ため、光線軌跡を結像面側からみた場合、該正レンズに
よって一旦絞り込まれ、次に複数枚の負レンズによって
大きく発散せしめられる状態となるため、前玉有効径を
小さなものとしつつ広画角化を達成することができ、レ
ンズ系全体のコンパクト化を達成することができる。
至近物点にフォーカシングする際には、第1bレンズ群
の単独負レンズのみを光軸に沿って物体側に移動させて
行なうインナーフォーカスタイプとすることで、駆動力
が小さくてすみ、フォーカシングを行うためのメカ的機
構が簡易となり、製造コストも廉価となる。また、フォ
ーカシングを行なう際に、物体距離の変化に伴なう像面
特性が向上し、フォーカシングに伴なう画角変動を抑制
することが可能となる。
枚の異常分散性ガラスからなる正レンズを含むととも
に、第1レンズ群G1中に、異常分散性を表す所定の条
件式を満足する負レンズを少なくとも1枚含むように構
成することで、第2レンズ群G 2中の異常分散性ガラス
からなる正レンズにおいて生じる、温度変化に伴うバッ
クフォーカスの変化を相殺することができるので、温度
変化に伴うバックフォーカスの変化量を大きくすること
なく色収差を良好に補正することができる。
実施例1における諸収差(球面収差、非点収差、ディス
トーション、倍率色収差、コマ収差)を示す収差図
実施例2における諸収差(球面収差、非点収差、ディス
トーション、倍率色収差、コマ収差)を示す収差図
実施例3における諸収差(球面収差、非点収差、ディス
トーション、倍率色収差、コマ収差)を示す収差図
実施例4における諸収差(球面収差、非点収差、ディス
トーション、倍率色収差、コマ収差)を示す収差図
Claims (5)
- 【請求項1】 物体側より順に、全体として負の屈折力
を有する第1レンズ群、絞り、および全体として正の屈
折力を有する第2レンズ群が配列されてなる撮像レンズ
において、 前記第1レンズ群が、物体側から順に、最も物体側に配
された複数枚の負レンズと結像面側に凸面を向けた1枚
の正メニスカスレンズを有する第1aレンズ群、最も物
体側に単独の負レンズを配された全体として負の屈折力
を有する第1bレンズ群、および少なくとも1組の正レ
ンズおよび負レンズを備えた第1cレンズ群を配列して
なることを特徴とする撮像レンズ。 - 【請求項2】 前記単独の負レンズが下記条件式(1)
を満足するように構成され、無限遠物点から至近物点に
フォーカシングする際には、前記単独の負レンズを物体
側に繰り出して行うことを特徴とする請求項1記載の撮
像レンズ。 0.05<fn/f1b<0.50 ・・・・・・・(1) ただし、 fn:フォーカシングする際に移動する単独の負レンズ
の焦点距離 f1b:第1bレンズ群全体の焦点距離 - 【請求項3】 前記第2レンズ群が、少なくとも1枚の
異常分散性ガラスからなる正レンズを含むとともに、前
記第1レンズ群が、下記条件式(2)を満足する負レン
ズを少なくとも1枚含むことを特徴とする請求項1記載
の撮像レンズ。 dn/dt<-0.000005 ・・・・・・・(2) ただし、 dn/dt:温度による屈折率の変化(/℃) - 【請求項4】 前記第2レンズ群は、物体側から順に、
第2aレンズ群および第2bレンズ群を配列されてな
り、前記第1レンズ群および前記第2aレンズ群の合成
焦点距離がほぼ無限大となるように構成し、前記第2b
レンズ群を光軸に沿って移動させることによりバックフ
ォーカス長を調整することを特徴とする請求項1から3
のうちいずれか1項記載の撮像レンズ。 - 【請求項5】 請求項1から4のうちいずれか1項記載
の撮像レンズを筐体内に収納してなることを特徴とする
撮像装置。
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