JP2003255222A - コンパクトな撮影レンズ - Google Patents
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高解像でかつ構成枚数が少なく、コンパクトな
撮影レンズを提供する。 【解決手段】大きな正の屈折力を有する第１レンズ群
（Ｌ１，Ｌ２）と、それに続く小さな屈折力を有する第
２レンズ群（Ｌ３）及び小さな屈折力を有する第３レン
ズ群（Ｌ４）とから構成することにより、レンズ全長の
小型化を図っている。さらに、第１レンズ群（Ｌ１，Ｌ
２）を正の屈折力を有する第１レンズＬ１、負の屈折力
を有する第２レンズＬ２で構成することにより、主に軸
上付近の球面収差、コマ収差、色収差を補正し、第２レ
ンズ群（Ｌ３）を少なくとも１つの屈折面を非球面形状
とし物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとすること
により、主にコマ収差、非点収差を良好に補正し、第３
レンズ群の非球面によ主に歪曲収差を良好に補正してい
る。
撮影レンズを提供する。 【解決手段】大きな正の屈折力を有する第１レンズ群
（Ｌ１，Ｌ２）と、それに続く小さな屈折力を有する第
２レンズ群（Ｌ３）及び小さな屈折力を有する第３レン
ズ群（Ｌ４）とから構成することにより、レンズ全長の
小型化を図っている。さらに、第１レンズ群（Ｌ１，Ｌ
２）を正の屈折力を有する第１レンズＬ１、負の屈折力
を有する第２レンズＬ２で構成することにより、主に軸
上付近の球面収差、コマ収差、色収差を補正し、第２レ
ンズ群（Ｌ３）を少なくとも１つの屈折面を非球面形状
とし物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとすること
により、主にコマ収差、非点収差を良好に補正し、第３
レンズ群の非球面によ主に歪曲収差を良好に補正してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影レンズに関
し、主にデジタルスチルカメラをはじめ監視カメラ、Ｐ
Ｃカメラ（パーソナルコンピュータに付属の撮像装置）
のようなCCD（charge coupled device）等の撮像素子を
使用した小型の撮像装置に用いられると好適な、高性能
でコンパクトな撮影レンズに関する。
し、主にデジタルスチルカメラをはじめ監視カメラ、Ｐ
Ｃカメラ（パーソナルコンピュータに付属の撮像装置）
のようなCCD（charge coupled device）等の撮像素子を
使用した小型の撮像装置に用いられると好適な、高性能
でコンパクトな撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年においては、一般向けデジタルスチ
ルカメラなどの撮像装置が急速に普及している。このよ
うなデジタルスチルカメラは、撮影レンズによって結像
された静止画像を、ＣＣＤ他の撮像素子（以下、ＣＣＤ
等ともいう）により画像データとして電気的に取り込
み、内蔵メモリやメモリカードなどに記録するものであ
る。デジタルスチルカメラは、液晶モニターを撮影の際
のファインダーとして、また撮影した画像の再生用モニ
ターとして使用出来るため、普及の当初は、銀塩カメラ
に比べて画像の即時再生性、利便性等をアピールしてい
たが、低画素数のＣＣＤ等を採用していたものが多く、
銀塩カメラに較べて一般的には撮影画像の解像度が低い
等の問題点が指摘されていた。しかしながら、近年の技
術の発達により、高画素数のＣＣＤ等が安価に供給され
るようになり、そのようなＣＣＤ等を搭載したデジタル
スチルカメラにより得られた画像は、例えば一般的に普
及しているサイズにプリントされた状態での比較におい
て、銀塩カメラにより撮影された画像に対し、解像力に
関してはほぼ同等とされるまでになっている。
ルカメラなどの撮像装置が急速に普及している。このよ
うなデジタルスチルカメラは、撮影レンズによって結像
された静止画像を、ＣＣＤ他の撮像素子（以下、ＣＣＤ
等ともいう）により画像データとして電気的に取り込
み、内蔵メモリやメモリカードなどに記録するものであ
る。デジタルスチルカメラは、液晶モニターを撮影の際
のファインダーとして、また撮影した画像の再生用モニ
ターとして使用出来るため、普及の当初は、銀塩カメラ
に比べて画像の即時再生性、利便性等をアピールしてい
たが、低画素数のＣＣＤ等を採用していたものが多く、
銀塩カメラに較べて一般的には撮影画像の解像度が低い
等の問題点が指摘されていた。しかしながら、近年の技
術の発達により、高画素数のＣＣＤ等が安価に供給され
るようになり、そのようなＣＣＤ等を搭載したデジタル
スチルカメラにより得られた画像は、例えば一般的に普
及しているサイズにプリントされた状態での比較におい
て、銀塩カメラにより撮影された画像に対し、解像力に
関してはほぼ同等とされるまでになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、従来のデジタ
ルスチルカメラ用の撮影レンズを考察するに、画像の取
り込みを高画素数のＣＣＤ等を用いているという点か
ら、一般的にはビデオカメラ用撮影レンズの構成に類似
しているといえる。しかし、求められる解像力や画質の
要求が高いため、デジタルスチルカメラ用の撮影レンズ
の方が、構成的にはより複雑化している場合が多く、そ
の大きさについても、ＣＣＤ等の画面サイズを同じ状況
で比較すると、ビデオカメラ用撮影レンズより大型化し
てしまうことが多い。以下に、従来のデジタルスチルカ
メラ用の撮影レンズについて、必要な特性の概略を列挙
する。
ルスチルカメラ用の撮影レンズを考察するに、画像の取
り込みを高画素数のＣＣＤ等を用いているという点か
ら、一般的にはビデオカメラ用撮影レンズの構成に類似
しているといえる。しかし、求められる解像力や画質の
要求が高いため、デジタルスチルカメラ用の撮影レンズ
の方が、構成的にはより複雑化している場合が多く、そ
の大きさについても、ＣＣＤ等の画面サイズを同じ状況
で比較すると、ビデオカメラ用撮影レンズより大型化し
てしまうことが多い。以下に、従来のデジタルスチルカ
メラ用の撮影レンズについて、必要な特性の概略を列挙
する。
【０００４】（１）高画質に対応できること
最近では、ＣＣＤ等における画素数で、３００万画素〜
４００万画素のものが、一般向けのデジタルスチルカメ
ラでも搭載されるようになった。ビデオカメラ用として
一般的に使用されている３５万画素クラスの撮像素子と
は、画面寸法が違うため、直接比較することはできない
が、画面寸法を無視すれば、約１０倍の画素数の差があ
る事になる。すなわち、撮影レンズに要求される、収差
補正の精度（補正難易度）も、この差程度の違いがある
と考えられる。
４００万画素のものが、一般向けのデジタルスチルカメ
ラでも搭載されるようになった。ビデオカメラ用として
一般的に使用されている３５万画素クラスの撮像素子と
は、画面寸法が違うため、直接比較することはできない
が、画面寸法を無視すれば、約１０倍の画素数の差があ
る事になる。すなわち、撮影レンズに要求される、収差
補正の精度（補正難易度）も、この差程度の違いがある
と考えられる。
【０００５】ＣＣＤ等の画素数を上げるには、現在一般
的には、画面寸法をなるべく大きくせずに、画素ピッチ
を小さくする方法で画素数を上げる手法がとられてお
り、例えば、デジタルスチルカメラ用として最近発表さ
れている有効画素数が１３０万画素クラスのＣＣＤ等で
は、画素ピッチは４．２μｍ程度となっている。従っ
て、最小錯乱円径を画素ピッチの２倍と仮定しても８．
４μｍとなるが、３５ｍｍ判銀塩カメラの最小錯乱円径
は約３３μｍと考えられるので、この比較においても、
デジタルスチルカメラ用の撮影レンズに要求される解像
力は、銀塩カメラの約４倍必要であるということがいえ
る。又、ＣＣＤ等の高画素化が進むにつれ、かかる要求
はより高まる。
的には、画面寸法をなるべく大きくせずに、画素ピッチ
を小さくする方法で画素数を上げる手法がとられてお
り、例えば、デジタルスチルカメラ用として最近発表さ
れている有効画素数が１３０万画素クラスのＣＣＤ等で
は、画素ピッチは４．２μｍ程度となっている。従っ
て、最小錯乱円径を画素ピッチの２倍と仮定しても８．
４μｍとなるが、３５ｍｍ判銀塩カメラの最小錯乱円径
は約３３μｍと考えられるので、この比較においても、
デジタルスチルカメラ用の撮影レンズに要求される解像
力は、銀塩カメラの約４倍必要であるということがいえ
る。又、ＣＣＤ等の高画素化が進むにつれ、かかる要求
はより高まる。
【０００６】（２）像側テレセントリック性が良好であ
ること 像側のテレセントリック性とは、各像点に対する光束の
主光線が、光学系の最終面を射出した後、光軸とほぼ平
行になる、すなわち像面とほぼ垂直に交わることをい
う。これは、光学系の射出瞳位置が像面から十分離れる
ことと言い換えることができる。像側のテレセントリッ
ク性が必要である理由は、ＣＣＤ等の撮像面から物体側
に位置する色フィルターが、撮像面からやや離れた位置
にあるために、光線が斜めから入射した場合、その一部
が遮光されて、実質的な開口効率が減少する（シェーデ
ィングという）という不具合を解消もしくは緩和するた
めである。特に、最近の高感度型のＣＣＤ等において
は、撮像面の直前にマイクロレンズアレーを配している
ものが多いが、この場合も同様に、射出瞳が十分離れて
いないと、撮像面の周辺領域では開口効率が低下してし
まうという不具合があるので、像側のテレセントリック
性を良好とすることは、大きな意義を持つといえる。
ること 像側のテレセントリック性とは、各像点に対する光束の
主光線が、光学系の最終面を射出した後、光軸とほぼ平
行になる、すなわち像面とほぼ垂直に交わることをい
う。これは、光学系の射出瞳位置が像面から十分離れる
ことと言い換えることができる。像側のテレセントリッ
ク性が必要である理由は、ＣＣＤ等の撮像面から物体側
に位置する色フィルターが、撮像面からやや離れた位置
にあるために、光線が斜めから入射した場合、その一部
が遮光されて、実質的な開口効率が減少する（シェーデ
ィングという）という不具合を解消もしくは緩和するた
めである。特に、最近の高感度型のＣＣＤ等において
は、撮像面の直前にマイクロレンズアレーを配している
ものが多いが、この場合も同様に、射出瞳が十分離れて
いないと、撮像面の周辺領域では開口効率が低下してし
まうという不具合があるので、像側のテレセントリック
性を良好とすることは、大きな意義を持つといえる。
【０００７】（３）ある程度のバックフォーカスが必要
であること ＣＣＤ等においては、本来的にその構造に起因する保護
用のガラス板を撮像面の前に配置する必要がある。それ
以外にも、撮影レンズの光学系とＣＣＤ等との間には、
一般的には幾つかの光学素子を挿入する空間が必要とさ
れる。このような光学素子としては、ＣＣＤ等の周期構
造に起因して発生するモアレ現象等を防止する目的で挿
入されるオプチカルローパスフィルターや、ＣＣＤ等の
赤外波長域での感度を低下させて人の目の比視感度に近
づける目的で、やはり光学系とＣＣＤ等の間に挿入され
る赤外吸収フィルターなどがある。従って、デジタルス
チルカメラ用の撮影レンズには、かかるガラス板や光学
素子等を収容すべく、ある程度のバックフォーカスが必
要となる。
であること ＣＣＤ等においては、本来的にその構造に起因する保護
用のガラス板を撮像面の前に配置する必要がある。それ
以外にも、撮影レンズの光学系とＣＣＤ等との間には、
一般的には幾つかの光学素子を挿入する空間が必要とさ
れる。このような光学素子としては、ＣＣＤ等の周期構
造に起因して発生するモアレ現象等を防止する目的で挿
入されるオプチカルローパスフィルターや、ＣＣＤ等の
赤外波長域での感度を低下させて人の目の比視感度に近
づける目的で、やはり光学系とＣＣＤ等の間に挿入され
る赤外吸収フィルターなどがある。従って、デジタルス
チルカメラ用の撮影レンズには、かかるガラス板や光学
素子等を収容すべく、ある程度のバックフォーカスが必
要となる。
【０００８】この様に、デジタルスチルカメラ用の撮影
レンズには、銀塩カメラ用のレンズ等と比べて、満たす
べき３つの特性（条件）があるが、最近になって「像側
のテレセントリック性」の要求については、ＣＣＤ等の
色フィルターやマイクロレンズアレーの配列の見直しに
よって、また、「バックフォーカス」の要求について
は、オプチカルローパスフィルター他の材質の見直しと
共に、ＣＣＤ等の構造を根本的な所から見直すことで改
善の兆しが見えてきているという実情がある。これらの
改善によって条件的に緩和された分について、よりコン
パクト性や経済性を意識することによって、デジタルス
チルカメラ用としての特性を生かした撮影レンズの開発
を行うための環境が出来つつある状況となっている。
レンズには、銀塩カメラ用のレンズ等と比べて、満たす
べき３つの特性（条件）があるが、最近になって「像側
のテレセントリック性」の要求については、ＣＣＤ等の
色フィルターやマイクロレンズアレーの配列の見直しに
よって、また、「バックフォーカス」の要求について
は、オプチカルローパスフィルター他の材質の見直しと
共に、ＣＣＤ等の構造を根本的な所から見直すことで改
善の兆しが見えてきているという実情がある。これらの
改善によって条件的に緩和された分について、よりコン
パクト性や経済性を意識することによって、デジタルス
チルカメラ用としての特性を生かした撮影レンズの開発
を行うための環境が出来つつある状況となっている。
【０００９】本発明は、かかる事情に鑑み、高解像でか
つ構成枚数が少なく、コンパクトな撮影レンズを提供す
ることにある。
つ構成枚数が少なく、コンパクトな撮影レンズを提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の撮影レ
ンズにおいては、最も物体側に開口絞りを配し、以降物
体側より順に、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３
レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は物体側より
順に、正の屈折力を有する第１レンズ、及び前記第１レ
ンズと接合して配置され、負の屈折力を有する第２レン
ズを配して構成され、かつ、該第２レンズは、物体側に
凹面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２レンズ
群は、少なくとも１つの屈折面を非球面形状とし物体側
に凹面を向けたメニスカスレンズである第３レンズのみ
で構成され、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの屈
折面を非球面形状とし、物体側に凸面を向けたメニスカ
スレンズである第４レンズのみで構成され、以下の条件
式を満足することを特徴とする。 ０．８０＜ｆ／ｆ１，２＜１．００ （１） −０．１０＜ｆ／ｆ４＜０．４５ （２） ０．２＜｜ｆ／ｒ２−２｜＜１．６ （３） ２．９＜｜ｆ／ｒ３−１｜＜４．４ （４） ２．０＜ｆ／ｄ１＜２．９ （５） ただし、 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１，２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離 ｆ４：第４レンズの焦点距離 ｒ２−２：第２レンズの像側の面の曲率半径 ｒ３−１：第３レンズの物体側の面の曲率半径 ｄ１：第１レンズの中心厚 このような構成にすることにより、画面全域にわたって
良好な収差補正がなされたコンパクトな撮影レンズが実
現できる。その理由を以下に説明する。
ンズにおいては、最も物体側に開口絞りを配し、以降物
体側より順に、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３
レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は物体側より
順に、正の屈折力を有する第１レンズ、及び前記第１レ
ンズと接合して配置され、負の屈折力を有する第２レン
ズを配して構成され、かつ、該第２レンズは、物体側に
凹面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２レンズ
群は、少なくとも１つの屈折面を非球面形状とし物体側
に凹面を向けたメニスカスレンズである第３レンズのみ
で構成され、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの屈
折面を非球面形状とし、物体側に凸面を向けたメニスカ
スレンズである第４レンズのみで構成され、以下の条件
式を満足することを特徴とする。 ０．８０＜ｆ／ｆ１，２＜１．００ （１） −０．１０＜ｆ／ｆ４＜０．４５ （２） ０．２＜｜ｆ／ｒ２−２｜＜１．６ （３） ２．９＜｜ｆ／ｒ３−１｜＜４．４ （４） ２．０＜ｆ／ｄ１＜２．９ （５） ただし、 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１，２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離 ｆ４：第４レンズの焦点距離 ｒ２−２：第２レンズの像側の面の曲率半径 ｒ３−１：第３レンズの物体側の面の曲率半径 ｄ１：第１レンズの中心厚 このような構成にすることにより、画面全域にわたって
良好な収差補正がなされたコンパクトな撮影レンズが実
現できる。その理由を以下に説明する。
【００１１】本発明の撮影レンズの基本的特徴は、大き
な正の屈折力を有する第１レンズ群と、それに続く小さ
な屈折力を有する第２レンズ群及び小さな屈折力を有す
る第３レンズ群とから構成し、つまり、第１レンズ群に
レンズ全系の主な屈折力を持たせることにより、レンズ
全長の小型化を図っていることである。
な正の屈折力を有する第１レンズ群と、それに続く小さ
な屈折力を有する第２レンズ群及び小さな屈折力を有す
る第３レンズ群とから構成し、つまり、第１レンズ群に
レンズ全系の主な屈折力を持たせることにより、レンズ
全長の小型化を図っていることである。
【００１２】さらに、収差補正に関しては、第１レンズ
群を正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有す
る第２レンズ、の２枚で構成することにより、主に軸上
付近の球面収差、コマ収差、色収差を補正し、第２レン
ズ群（第３レンズ）を少なくとも１つの屈折面を非球面
形状とし物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとする
ことにより、主にコマ収差、非点収差を良好に補正し、
第３レンズ群(第４レンズ)に少なくとも１つの非球面を
持たせることにより、主に歪曲収差を良好に補正してい
る。さらに、第１レンズ群中の第２レンズを物体側に凹
面を向けたメニスカスレンズとすることにより、第１レ
ンズとの接合面で色収差、球面収差を良好に補正できる
とともに、第２レンズの像側の面が凸面となるので、物
体側の面が凹面である第３レンズとのぶつかり高さ（対
向する光学面同士が光軸から離れた位置で当接し合うこ
と）を確保し、軸上空気間隔を小さくすることが可能と
なり、レンズ全長の小型化に有利となる。また、第３レ
ンズ群（第４レンズ）は、物体側に凸面を向けたメニス
カスレンズであることが好ましく、特に周辺部にて、歪
曲収差やテレセントリック性を良好に補正することが可
能となる。
群を正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有す
る第２レンズ、の２枚で構成することにより、主に軸上
付近の球面収差、コマ収差、色収差を補正し、第２レン
ズ群（第３レンズ）を少なくとも１つの屈折面を非球面
形状とし物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとする
ことにより、主にコマ収差、非点収差を良好に補正し、
第３レンズ群(第４レンズ)に少なくとも１つの非球面を
持たせることにより、主に歪曲収差を良好に補正してい
る。さらに、第１レンズ群中の第２レンズを物体側に凹
面を向けたメニスカスレンズとすることにより、第１レ
ンズとの接合面で色収差、球面収差を良好に補正できる
とともに、第２レンズの像側の面が凸面となるので、物
体側の面が凹面である第３レンズとのぶつかり高さ（対
向する光学面同士が光軸から離れた位置で当接し合うこ
と）を確保し、軸上空気間隔を小さくすることが可能と
なり、レンズ全長の小型化に有利となる。また、第３レ
ンズ群（第４レンズ）は、物体側に凸面を向けたメニス
カスレンズであることが好ましく、特に周辺部にて、歪
曲収差やテレセントリック性を良好に補正することが可
能となる。
【００１３】以下、（１）式〜（５）式の条件式の作用
効果について説明する。（１）式は、第１レンズ群の屈
折力を規定するもので、値ｆ／ｆ１，２が、その上限値
以上であれば、第１レンズ群の屈折力が大きくなるの
で、球面収差、コマ収差が大きくなってしまい、また第
１レンズ群を構成しているレンズの球面の曲率半径が小
さくなるため、加工が困難となる。一方、下限値以下で
あれば、単レンズで構成されている第２レンズ群及び第
３レンズ群の屈折力を大きくせざるをえなくなり、それ
により色収差が大きくなってしまう。
効果について説明する。（１）式は、第１レンズ群の屈
折力を規定するもので、値ｆ／ｆ１，２が、その上限値
以上であれば、第１レンズ群の屈折力が大きくなるの
で、球面収差、コマ収差が大きくなってしまい、また第
１レンズ群を構成しているレンズの球面の曲率半径が小
さくなるため、加工が困難となる。一方、下限値以下で
あれば、単レンズで構成されている第２レンズ群及び第
３レンズ群の屈折力を大きくせざるをえなくなり、それ
により色収差が大きくなってしまう。
【００１４】（２）式は、第３レンズ群、すなわち第４
レンズの屈折力に関するものである。値ｆ／ｆ４が、そ
の上限値以上であれば、第３レンズ群の屈折力が大きく
なり、レンズ全系としての望遠比（焦点距離に対する全
長）が大きくなり、小型化が困難となる。一方、下限値
以下であれば小型化に有利であるが、周辺部のテレセン
トリック性が劣化し、歪曲収差の補正も困難となる。
レンズの屈折力に関するものである。値ｆ／ｆ４が、そ
の上限値以上であれば、第３レンズ群の屈折力が大きく
なり、レンズ全系としての望遠比（焦点距離に対する全
長）が大きくなり、小型化が困難となる。一方、下限値
以下であれば小型化に有利であるが、周辺部のテレセン
トリック性が劣化し、歪曲収差の補正も困難となる。
【００１５】（３）式は、第１レンズ群中の第２レンズ
の形状に関するものである。値｜ｆ／ｒ２−２｜が、上
限値以上であれば、第２レンズの像側の面の曲率半径が
小さくなり、主に軸上色収差を良好に補正するために第
２レンズの物体側の面の曲率半径を特に小さくする必要
が生じ、加工性が悪化し、又、球面収差の補正も困難と
なる。一方、下限値以下であれば、第３レンズの物体側
の面とのレンズ面同士でのぶつかり高さを確保するため
に、第３レンズとの軸上空気間隔を大きくとる必要が生
じ、小型化が困難となる。
の形状に関するものである。値｜ｆ／ｒ２−２｜が、上
限値以上であれば、第２レンズの像側の面の曲率半径が
小さくなり、主に軸上色収差を良好に補正するために第
２レンズの物体側の面の曲率半径を特に小さくする必要
が生じ、加工性が悪化し、又、球面収差の補正も困難と
なる。一方、下限値以下であれば、第３レンズの物体側
の面とのレンズ面同士でのぶつかり高さを確保するため
に、第３レンズとの軸上空気間隔を大きくとる必要が生
じ、小型化が困難となる。
【００１６】（４）式は、第２レンズ群、すなわち第３
レンズの形状に関するものである。値｜ｆ／ｒ３−１｜
が、上限値以上であれば、第３レンズの物体側の面の曲
率半径が小さくなり、軸外コマフレアが増大し、結像性
能が劣化する。一方、下限値以下であれば、第３レンズ
出射後の軸外主光線角度が大きくなり、テレセントリッ
ク性が劣化する。
レンズの形状に関するものである。値｜ｆ／ｒ３−１｜
が、上限値以上であれば、第３レンズの物体側の面の曲
率半径が小さくなり、軸外コマフレアが増大し、結像性
能が劣化する。一方、下限値以下であれば、第３レンズ
出射後の軸外主光線角度が大きくなり、テレセントリッ
ク性が劣化する。
【００１７】（５）式は、第１レンズ群中の第１レンズ
の形状に関するものである。値ｆ／ｄ１が、下限値以下
であれば、第１レンズが厚くなりすぎて、十分なバック
フォーカスを確保できなくなる。一方、上限値以上であ
れば、バックフォーカスは確保しやすいが、第１レンズ
の加工性が悪化する。
の形状に関するものである。値ｆ／ｄ１が、下限値以下
であれば、第１レンズが厚くなりすぎて、十分なバック
フォーカスを確保できなくなる。一方、上限値以上であ
れば、バックフォーカスは確保しやすいが、第１レンズ
の加工性が悪化する。
【００１８】請求項２に記載の撮影レンズにおいては、
前記第３レンズおよび第４レンズはいずれも、樹脂素材
により形成され、以下の条件式を満足することを特徴と
する。 ｜ｆ／ｆ３，４｜＜０．３５ （６） ただし、 ｆ３，４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離
前記第３レンズおよび第４レンズはいずれも、樹脂素材
により形成され、以下の条件式を満足することを特徴と
する。 ｜ｆ／ｆ３，４｜＜０．３５ （６） ただし、 ｆ３，４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離
【００１９】（６）式は、第２レンズ群と第３レンズ
群、すなわち、第３レンズと第４レンズの合成屈折力に
関するものである。第２レンズ群,第３レンズ群をとも
に樹脂素材、すなわちプラスチックで形成すると、非球
面の適用が容易になるとともに、コスト低減の効果が期
待できる。但し、プラスチックレンズの特徴として、温
度変化時の影響を受けやすくなるが、第２レンズ群,第
３レンズ群の合成屈折力を示す値｜ｆ／ｆ３，４｜を、
（６）式の範囲内にすることで、温度変化時の焦点位置
移動を十分小さくすることが可能となる。
群、すなわち、第３レンズと第４レンズの合成屈折力に
関するものである。第２レンズ群,第３レンズ群をとも
に樹脂素材、すなわちプラスチックで形成すると、非球
面の適用が容易になるとともに、コスト低減の効果が期
待できる。但し、プラスチックレンズの特徴として、温
度変化時の影響を受けやすくなるが、第２レンズ群,第
３レンズ群の合成屈折力を示す値｜ｆ／ｆ３，４｜を、
（６）式の範囲内にすることで、温度変化時の焦点位置
移動を十分小さくすることが可能となる。
【００２０】請求項３に記載の撮影レンズは、以下の条
件式を満足することを特徴とする。 ２７＜ν１−ν２ （７） ただし、 ν１：第１レンズのアッベ数 ν２：第２レンズのアッベ数
件式を満足することを特徴とする。 ２７＜ν１−ν２ （７） ただし、 ν１：第１レンズのアッベ数 ν２：第２レンズのアッベ数
【００２１】（７）式は、第１レンズ群での色収差補正
のための条件であり、値ν１−ν２を下限値より大きく
することで、特に軸上色収差の補正を容易にできる。
のための条件であり、値ν１−ν２を下限値より大きく
することで、特に軸上色収差の補正を容易にできる。
【００２２】従って、請求項１〜３のいずれかに記載の
撮影レンズを用いることで、コンパクトでありながら高
画質な画像を撮影できる撮像装置を提供できる。
撮影レンズを用いることで、コンパクトでありながら高
画質な画像を撮影できる撮像装置を提供できる。
【００２３】（実施例）以下に、好適な実施例を示す。
実施例で用いる符号として、ｒはレンズ各面の曲率半
径、ｄはレンズ厚、またはレンズ間隔、ｎｄは屈折率、
νｄはアッベ数を示すものとする。又、これより示すレ
ンズデータ内において、１０のべき乗数（例えば、２．
５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−０３）を
用いて表している。
実施例で用いる符号として、ｒはレンズ各面の曲率半
径、ｄはレンズ厚、またはレンズ間隔、ｎｄは屈折率、
νｄはアッベ数を示すものとする。又、これより示すレ
ンズデータ内において、１０のべき乗数（例えば、２．
５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−０３）を
用いて表している。
【００２４】非球面の形状は、光軸方向にＺ軸、光軸と
直交する方向にＹ軸をとり、近軸曲率半径をｒ、円錐定
数をＫ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとしたとき、
次式で表している。 Ｚ＝（Ｙ２／ｒ）〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）
２｝〕＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１０＋
Ｅ・Ｙ１ ２‥‥
直交する方向にＹ軸をとり、近軸曲率半径をｒ、円錐定
数をＫ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとしたとき、
次式で表している。 Ｚ＝（Ｙ２／ｒ）〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）
２｝〕＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１０＋
Ｅ・Ｙ１ ２‥‥
【００２５】以下の表中、＊はプラスチックレンズを表
わしており、温度変化による屈折率の変化は以下の通り
である。また、Ｓは開口絞りを表している。 常温での屈折率 ：１．４９２ 常温+30℃での屈折率 ：１．４８８
わしており、温度変化による屈折率の変化は以下の通り
である。また、Ｓは開口絞りを表している。 常温での屈折率 ：１．４９２ 常温+30℃での屈折率 ：１．４８８
【００２６】
（実施例１）
焦点距離：ｆ＝5.57
Ｆナンバー： Ｆ2.57
画角：２ω＝60.8°
ｒ ｄ ｎｄ νｄ
S ∞ 0.31
1 3.720 2.09 1.58913 61.2
2 -3.720 0.50 1.84666 23.8
3 -10.614 0.65
4 -1.802 1.37 * 1.49200 57.0
5 -2.351 0.15
6 1.793 1.03 * 1.49200 57.0
7 1.739 1.64
8 ∞ 0.70 1.51633 64.1
9 ∞
非球面係数
第4面
K= -4.25263E+00
A= -2.02582E-02
B= 7.67839E-03
C= -6.13225E-04
D= -2.27421E-05
第5面
K= -4.25938E-01
A= 5.90005E-03
B= 4.41089E-03
C= -1.74510E-04
D= 6.98329E-06
第6面
K= -2.25148E+00
A= -6.40257E-03
B= 6.87751E-04
C= -4.77388E-05
D= 4.36413E-07
第7面
K= -1.52466E+00
A= -2.01441E-02
B= 2.49116E-03
C= -1.82733E-04
D= 4.16662E-06
常温より３０℃上昇時のバックフォーカスの変化（Δｆｂ）：+0.004ｍｍ
ｆ／ｆ１，２ ＝ 0.916
ｆ／ｆ４＝ 0.252
｜ｆ／ｒ２−２｜＝0.525
｜ｆ／ｒ３−１｜＝3.09
ｆ／ｄ１＝2.67
｜ｆ／ｆ３，４｜＝ 0.240
ν１−ν２ ＝ 37.5
【００２７】
（実施例２）
焦点距離：ｆ＝5.57
Ｆナンバー： Ｆ2.08
画角：２ω＝60.4°
ｒ ｄ ｎｄ νｄ
S ∞ 0.41
1 4.670 2.53 1.69350 53.2
2 -3.979 0.50 1.84666 23.8
3 -19.768 0.72
4 -1.791 1.16 * 1.49200 57.0
5 -1.847 0.15
6 2.085 1.10 * 1.49200 57.0
7 1.689 1.49
8 ∞ 0.70 1.51633 64.1
9 ∞
第1面
K= -2.18320E-01
A= -2.48444E-04
B= -8.09353E-05
C= -3.51579E-05
第4面
K= -4.61235E+00
A= -2.05741E-02
B= 8.22552E-03
C= -5.77396E-04
D= 8.45855E-07
第5面
K= -9.51130E-01
A= 1.95794E-02
B= -1.29789E-03
C= 6.06428E-04
D= -3.48617E-05
第6面
K= -3.91138E+00
A= -5.55520E-04
B= -4.99990E-04
C= 9.67272E-06
D= -2.66025E-06
第7面
K= -3.84222E+00
A= -2.85200E-03
B= 1.64492E-04
C= -6.64256E-05
D= 2.40727E-06
常温より３０℃上昇時のバックフォーカスの変化（Δｆｂ）：+0.006ｍｍ
ｆ／ｆ１，２ ＝ 0.838
ｆ／ｆ４＝ -0.026
｜ｆ／ｒ２−２｜＝0.282
｜ｆ／ｒ３−１｜＝3.11
ｆ／ｄ１＝2.20
｜ｆ／ｆ３，４｜＝ 0.296
ν１−ν２ ＝ 29.5
【００２８】
（実施例３）
焦点距離：ｆ＝5.57
Ｆナンバー： Ｆ2.89
画角：２ω＝60.2°
ｒ ｄ ｎｄ νｄ
S ∞ 0.30
1 3.245 2.36 1.48749 70.2
2 -2.493 0.56 1.84666 23.8
3 -3.799 0.51
4 -1.333 1.19 * 1.49200 57.0
5 -2.434 0.10
6 1.601 1.01 * 1.49200 57.0
7 1.739 1.71
8 ∞ 0.70 1.51633 64.1
9 ∞
第4面
K= -3.28704E+00
A= -2.13513E-02
B= 1.40901E-02
C= -4.72643E-03
D= 9.00060E-04
E= -7.32140E-05
第5面
K= -9.30905E-02
A= 1.80019E-02
B= 4.78605E-03
C= -3.37794E-04
D= -4.73613E-05
E= 1.35961E-05
第6面
K= -2.43176E+00
A= -7.29037E-04
B= -1.23875E-04
C= -2.96179E-05
D= -3.06137E-09
E= 1.67186E-07
第7面
K= -1.00536E+00
A= -2.62706E-02
B= 2.53339E-03
C= -2.05551E-04
D= 6.19328E-06
E= -6.07915E-09
常温より３０℃上昇時のバックフォーカスの変化（Δｆｂ）：-0.002ｍｍ
ｆ／ｆ１，２ ＝ 0.951
ｆ／ｆ４＝ 0.367
｜ｆ／ｒ２−２｜＝1.466
｜ｆ／ｒ３−１｜＝4.18
ｆ／ｄ１＝2.36
｜ｆ／ｆ３，４｜＝ 0.175
ν１−ν２ ＝ 46.7
【００２９】図１は、実施例１の撮影レンズの断面図で
あり、Ａが開口絞り、Ｌ１が第１のレンズ、Ｌ２が第２
のレンズ、Ｌ３が第３のレンズ、Ｌ４が第４のレンズ、
Ｃが撮像素子（図示せず）に一体的もしくは別体で設け
られるＣＣＤフェースプレートやローパスフィルター等
のカバー基板である。かかる実施例１の撮影レンズの収
差図を図２に示す。尚、図２の球面収差図中、実線がｄ
線に関する収差であり、点線がｇ線に関する収差であ
る。又、図２の非点収差図中、実線がサジタル像面に関
する収差であり、点線がメリジオナル像面に関する収差
である。
あり、Ａが開口絞り、Ｌ１が第１のレンズ、Ｌ２が第２
のレンズ、Ｌ３が第３のレンズ、Ｌ４が第４のレンズ、
Ｃが撮像素子（図示せず）に一体的もしくは別体で設け
られるＣＣＤフェースプレートやローパスフィルター等
のカバー基板である。かかる実施例１の撮影レンズの収
差図を図２に示す。尚、図２の球面収差図中、実線がｄ
線に関する収差であり、点線がｇ線に関する収差であ
る。又、図２の非点収差図中、実線がサジタル像面に関
する収差であり、点線がメリジオナル像面に関する収差
である。
【００３０】図３は、実施例２の撮影レンズの断面図で
あり、Ａが開口絞り、Ｌ１が第１のレンズ、Ｌ２が第２
のレンズ、Ｌ３が第３のレンズ、Ｌ４が第４のレンズ、
Ｃが撮像素子（図示せず）に一体的もしくは別体で設け
られるＣＣＤフェースプレートやローパスフィルター等
のカバー基板である。かかる実施例２の撮影レンズの収
差図を図４に示す。尚、図４の球面収差図中、実線がｄ
線に関する収差であり、点線がｇ線に関する収差であ
る。又、図４の非点収差図中、実線がサジタル像面に関
する収差であり、点線がメリジオナル像面に関する収差
である。
あり、Ａが開口絞り、Ｌ１が第１のレンズ、Ｌ２が第２
のレンズ、Ｌ３が第３のレンズ、Ｌ４が第４のレンズ、
Ｃが撮像素子（図示せず）に一体的もしくは別体で設け
られるＣＣＤフェースプレートやローパスフィルター等
のカバー基板である。かかる実施例２の撮影レンズの収
差図を図４に示す。尚、図４の球面収差図中、実線がｄ
線に関する収差であり、点線がｇ線に関する収差であ
る。又、図４の非点収差図中、実線がサジタル像面に関
する収差であり、点線がメリジオナル像面に関する収差
である。
【００３１】図５は、実施例３の撮影レンズの断面図で
あり、Ａが開口絞り、Ｌ１が第１のレンズ、Ｌ２が第２
のレンズ、Ｌ３が第３のレンズ、Ｌ４が第４のレンズ、
Ｃが撮像素子（図示せず）に一体的もしくは別体で設け
られるＣＣＤフェースプレートやローパスフィルター等
のカバー基板である。かかる実施例３の撮影レンズの収
差図を図６に示す。尚、図６の球面収差図中、実線がｄ
線に関する収差であり、点線がｇ線に関する収差であ
る。又、図６の非点収差図中、実線がサジタル像面に関
する収差であり、点線がメリジオナル像面に関する収差
である。
あり、Ａが開口絞り、Ｌ１が第１のレンズ、Ｌ２が第２
のレンズ、Ｌ３が第３のレンズ、Ｌ４が第４のレンズ、
Ｃが撮像素子（図示せず）に一体的もしくは別体で設け
られるＣＣＤフェースプレートやローパスフィルター等
のカバー基板である。かかる実施例３の撮影レンズの収
差図を図６に示す。尚、図６の球面収差図中、実線がｄ
線に関する収差であり、点線がｇ線に関する収差であ
る。又、図６の非点収差図中、実線がサジタル像面に関
する収差であり、点線がメリジオナル像面に関する収差
である。
【００３２】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、本発明の撮影レンズは、デジ
タルスチルカメラ等の撮像装置に限らず、銀塩カメラに
用いても良い。
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、本発明の撮影レンズは、デジ
タルスチルカメラ等の撮像装置に限らず、銀塩カメラに
用いても良い。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、高解像でかつ構成枚数
が少なく、コンパクトな撮影レンズを提供することがで
きる。
が少なく、コンパクトな撮影レンズを提供することがで
きる。
【図１】実施例１の撮影レンズの断面図である。
【図２】実施例１の撮影レンズの収差図である。
【図３】実施例２の撮影レンズの断面図である。
【図４】実施例２の撮影レンズの収差図である。
【図５】実施例３の撮影レンズの断面図である。
【図６】実施例３の撮影レンズの収差図である。
Ａ： 開口絞り
Ｌ１： 第１のレンズ
Ｌ２： 第２のレンズ
Ｌ３： 第３のレンズ
Ｌ４： 第４のレンズ
Ｃ： カバー基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 川上 悦郎
東京都羽村市栄町３丁目２番１号 カシオ
計算機株式会社羽村技術センター内
Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 LA01 PA03 PA18
PB04 QA02 QA06 QA14 QA22
QA26 QA37 QA42 QA46 RA05
RA12 RA13 RA34 RA42 UA01
Claims (3)
- 【請求項１】 最も物体側に開口絞りを配し、以降物体
側より順に、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レ
ンズ群から構成され、前記第１レンズ群は物体側より順
に、正の屈折力を有する第１レンズ、及び前記第１レン
ズと接合して配置され、負の屈折力を有する第２レンズ
を配して構成され、かつ、該第２レンズは、物体側に凹
面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２レンズ群
は、少なくとも１つの屈折面を非球面形状とし物体側に
凹面を向けたメニスカスレンズである第３レンズのみで
構成され、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの屈折
面を非球面形状とし、物体側に凸面を向けたメニスカス
レンズである第４レンズのみで構成され、以下の条件式
を満足することを特徴とするコンパクトな撮影レンズ。 ０．８０＜ｆ／ｆ１，２＜１．００ （１） −０．１０＜ｆ／ｆ４＜０．４５ （２） ０．２＜｜ｆ／ｒ２−２｜＜１．６ （３） ２．９＜｜ｆ／ｒ３−１｜＜４．４ （４） ２．０＜ｆ／ｄ１＜２．９ （５） ただし、 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１，２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離 ｆ４：第４レンズの焦点距離 ｒ２−２：第２レンズの像側の面の曲率半径 ｒ３−１：第３レンズの物体側の面の曲率半径 ｄ１：第１レンズの中心厚 - 【請求項２】 前記第３レンズおよび第４レンズはいず
れも、樹脂素材により形成され、以下の条件式を満足す
ることを特徴とする請求項１に記載のコンパクトな撮影
レンズ。 ｜ｆ／ｆ３，４｜＜０．３５ （６） ただし、 ｆ３，４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離 - 【請求項３】 以下の条件式を満足することを特徴とす
る請求項１又は２に記載のコンパクトな撮影レンズ。 ２７＜ν１−ν２ （７） ただし、 ν１：第１レンズのアッベ数 ν２：第２レンズのアッベ数
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|---|---|---|---|
| JP2002058201A JP3564107B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | コンパクトな撮影レンズ |
| US10/374,398 US6728047B2 (en) | 2002-03-05 | 2003-02-26 | Compact photographing lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002058201A JP3564107B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | コンパクトな撮影レンズ |
Publications (2)
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|---|---|
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| JP3564107B2 JP3564107B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=28449039
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002058201A Expired - Fee Related JP3564107B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | コンパクトな撮影レンズ |
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|---|---|
| US (1) | US6728047B2 (ja) |
| JP (1) | JP3564107B2 (ja) |
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