JP2004069777A - 撮影レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図り、且つ光学性能を良好なものとする。
【解決手段】第1面S1が凹面とされた第1のレンズ2と、第4面S4が凸面にされた第2のレンズ3と、両面が凹面にされた第3のレンズ4と、第8面S8が凸面とされた第4のレンズ5と、像の歪曲を修正させて結像させると共に第9面S9が凸面とされた第5のレンズ6とを有し、第1面S1が凹面にされていることにより第1のレンズ2と第2のレンズ3との距離が短くなって小型化が図れ、第5のレンズ6が像面Wに結像される像を修正させることで光学性能を良好にできる。
【選択図】 図1
【解決手段】第1面S1が凹面とされた第1のレンズ2と、第4面S4が凸面にされた第2のレンズ3と、両面が凹面にされた第3のレンズ4と、第8面S8が凸面とされた第4のレンズ5と、像の歪曲を修正させて結像させると共に第9面S9が凸面とされた第5のレンズ6とを有し、第1面S1が凹面にされていることにより第1のレンズ2と第2のレンズ3との距離が短くなって小型化が図れ、第5のレンズ6が像面Wに結像される像を修正させることで光学性能を良好にできる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば小型デジタルカメラ等に用いて好適な撮影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばデジタルカメラ等に用いられる撮影レンズとしては、画面に対して光線入射角を垂直入射にさせやすく光学性能に優れるレンズタイプのものが用いられている。
【0003】
このような撮影レンズとしては、例えばレトロフォーカスタイプの小型短焦点レンズがある。このレトロフォーカスタイプの撮影レンズは、一般的に最も被写体寄りの面が凸面になっており、例えばバックフォーカスが長くなり、対角線角度を大きくできるといった特徴を持っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レトロフォーカスタイプの撮影レンズでは、光学性能が良好になるものの、上述したようにバックフォーカスが長くなるといった特徴を有していることから、全長、いわゆる鏡筒が長くなってしまうといった欠点がある。
【0005】
そこで、本発明はこのような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、優れた光学性能を備えつつ、鏡筒が短い小型の撮影レンズを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明に係る撮影レンズは、被写体側から像面側に向かって順番に配置された第1のレンズ乃至第5のレンズで構成され、被写体側が凹面とされ、少なくとも一方の面が非球面に形成された第1のレンズと、像面側が凸面にされた第2のレンズと、被写体側及び像面側が凹面にされた第3のレンズと、像面側が凸面とされ、少なくとも一方の面が非球面に形成された第4のレンズと、被写体側が凸面とされていると共に少なくとも一方の面が非球面に形成され、像の歪曲を修正させて結像させる第5のレンズとを有することを特徴としている。
【0007】
以上のように構成された本発明に係る撮影レンズによれば、第1のレンズの被写体側が凹面とされていることにより、レンズのバックフォーカスを確保しながら、第1のレンズと第2のレンズとの間の距離を短くさせ、第5のレンズが第1のレンズから第4のレンズで生じた像の歪曲を修正させて像面に結像させる。したがって、この撮影レンズでは、鏡筒を短くし、且つ、光学性能を良好に保つことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明を適用した撮影レンズについて、具体的な材質や数値等を挙げるが、本発明は以下の例示に必ずしも限定されるものではない。
【0009】
実施の形態として図1に示した撮影レンズ1は、被写体側から像面W側に向かって順に、第1のレンズ2、第2のレンズ3、第3のレンズ4、第4のレンズ5、第5のレンズ6が配置された構成になっている。また、この撮影レンズ1は、第2のレンズ3と第3のレンズ4との間に絞り7が配置され、第5のレンズ6の後段側に水晶ダミーガラス8、視感度補正ガラス9、カバーガラス10がこの順番で配置されている。
【0010】
そして、以上のような構成の撮影レンズ1の設計データについては、以下に示す表1の通りである。なお、表1において、Rは曲率半径であり、Dは軸上間隔であり、Ndは屈折率であり、Vdはアッベ数である。
【0011】
【表1】
【0012】
撮影レンズ1おいて、第1のレンズ2は、例えばポリメチルメタアクリレート(PMMA)等といった光学プラスチックからなり、被写体側が凹面にされ、像面W側が凸面にされたメニスカスレンズである。すなわち、この第1のレンズ2は、被写体側から順に、第1面S1及び第2面S2を有しており、第1面S1及び第2面S2が、それぞれ凹面及び凸面とされたメニスカス形状のレンズである。なお、第1のレンズ2は、少なくとも被写体側、すなわち第1面S1が凹面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0013】
第1のレンズ2における第1面S1及び第2面S2は、それぞれ表1に示す面番号1、2に対応しており、この場合、第1面S1の曲率半径は、−2.95730mmであり、第2面S2の曲率半径は、−3.32162mmであり、第1面S1と第2面S2との光軸上での距離(厚み)は、1.0000mmである。また、第1のレンズ2の屈折率は、1.52470であり、アッベ数は、56.20である。
【0014】
また、第1のレンズ2の第1面S1及び第2面S2は、非球面になっている。この第1のレンズ2においては、非球面である第1面S1及び第2面S2を、以下に示す公知の非球面の式(1)により表すことができる。
【0015】
【数1】
【0016】
なお、この非球面の式(1)において、Zは非球面と光軸との交点原点とした光軸方向の座標であり、Xは原点を通り光軸に直交する方向の座標である。また、Cは、近軸曲率1/Rである。したがって、非球面は、光軸近傍の曲率半径Rと、円錐定数α1と、4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10により求めることができる。
【0017】
この第1のレンズ2においては、第1面S1及び第2面S2の円錐定数α1、並びに4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10は、以下に示す表2の通りである。
【0018】
【表2】
【0019】
この第1のレンズ2は、被写体側が凹面とされていることにより、バックフォーカスを確保しながら、第2のレンズ3迄の距離を短くできる。具体的には、第1のレンズ2と第2のレンズ3との光軸上における距離を、0.6444mmにできる。
【0020】
撮影レンズ1において、第2のレンズ3は、例えばTAF1と呼ばれる光学ガラスからなり、被写体側が凹面とされたメニスカスレンズである。すなわち、この第2のレンズ3は、被写体側から順に、第3面S3及び第4面S4を有しており、第3面S3及び第4面S4が、それぞれ凹面及び凸面とされたメニスカス形状のレンズである。なお、第2のレンズ3は、少なくとも像面W側、すなわち第4面S4が凸面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0021】
そして、第2のレンズ3における第3面S3及び第4面S4は、それぞれ表1に示す面番号3、4に対応しており、この場合、第3面S3の曲率半径は、−219.14533mmであり、第4面S4の曲率半径は、−5.63583mmであり、第3面S3と第4面S4との光軸上での距離(厚み)は、2.0500mmである。また、第2のレンズ2の屈折率は、1.7725であり、アッベ数は、49.62である。
【0022】
撮影レンズ1において、第3のレンズ4は、例えばFDS90と呼ばれる光学ガラスからなり、両凹レンズである。すなわち、この第3のレンズ4は、被写体側から順に、第5面S5及び第6面S6を有しており、第5面S5及び第6面S6が、それぞれ凹面にされた両凹レンズである。なお、第3のレンズ4は、両面、すなわち第5面S5及び第6面S6が凹面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0023】
この第3のレンズ4における第5面S5及び第6面S6は、それぞれ表1に示す面番号7、8に対応しており、この場合、第5面S5の曲率半径は、−8.87896mmであり、第6面S6の曲率半径は、9.08622mmであり、第5面S5と第6面S6との光軸上での距離(厚み)は、0.9000mmである。また、第3のレンズ4の屈折率は、1.84666であり、アッベ数は、23.78である。そして、第3のレンズ4は、主に色収差を補正するように機能している。
【0024】
撮影レンズ1において、第4のレンズ5は、例えばBACD5と呼ばれる光学ガラスからなり、両凸レンズである。すなわち、この第4のレンズ5は、被写体側から順に、第7面S7及び第8面S8を有しており、第7面S7及び第8面S8が、それぞれ凸面にされた両凸レンズである。なお、第4のレンズ5は、像面W側が凸面、すなわち第8面S8が凸面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0025】
第4のレンズ5における第7面S7及び第8面S8は、それぞれ表1に示す面番号9、10に対応しており、この場合、第7面S7の曲率半径は、54.10715mmであり、第8面S8の曲率半径は、−2.63158mmであり、第7面S7と第8面S8との光軸上での距離(厚み)は、2.8475mmである。また、第4のレンズ5の屈折率は1.58913であり、アッベ数は、61.25である。
【0026】
また、第4のレンズ5における第7面S7及び第8面S8は、非球面になっている。この場合も、非球面である第7面S7及び第8面S8を、上述した非球面の式(1)により表すことができる。なお、第7面S7及び第8面S8の円錐定数α1、並びに4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10は、上述した表2に示す通りである。
【0027】
この第4のレンズ5においては、第8面S8の曲率半径が最も小さいことからもわかるように入射した光を最も屈折させるように機能する、すなわち最も大きなパワーを有している。
【0028】
撮影レンズ1おいて、第5のレンズ6は、例えばPMMA等といった光学プラスチックからなり、被写体側が凸面にされ、像面W側凹面にされたメニスカスレンズである。すなわち、この第5のレンズ6は、被写体側から順に、第9面S9及び第10面S10を有しており、第9面S9及び第10面S10が、それぞれ凸面及び凹面とされたメニスカス形状のレンズである。
【0029】
この第5のレンズ6は、第9面S9及び第10面S10が非球面になっており、像面Wに結像される像に歪曲が生じないように修正させるフィールドフラットナである。なお、第5のレンズ6は、少なくとも像面Wに結像される像に歪曲が生じないように修正させるフィールドフラットナであればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0030】
第5のレンズ6における第9面S9及び第10面S10は、それぞれ表1に示す面番号11、12に対応しており、この場合、第9面S9の曲率半径は、4.33069mmであり、第10面S10の曲率半径は、2.64503mmであり、第9面S9と第10面S10との光軸上での距離(厚み)は、1.0000mmである。また、第5のレンズ5の屈折率は、1.52470であり、アッベ数は、56.20である。
【0031】
また、第5のレンズ6における第9面S9及び第10面S10は、非球面になっている。この場合も、非球面である第9面S9及び第10面S10を、上述した非球面の式(1)により表すことができる。なお、第9面S9及び第10面S10の円錐定数α1、並びに4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10は、上述した表2に示す通りである。
【0032】
この撮影レンズ1においては、第2のレンズ3と第3のレンズ4との間に絞り7が配置されている。なお、この絞り7は、表1に示す面番号5に対応した位置に配置されており、その厚みは、0.3500mmであり、第2のレンズ3との光軸上での距離は、0.5000mmであり、第3のレンズ4との光軸上での距離は、1.0000mmである。
【0033】
また、この撮影レンズ1には、第5のレンズ6の後段側に、図1に示すように、水晶ダミーガラス8、視感度補正ガラス9、カバーガラス10がこの順番に貼り合わされた状態で配置されている。なお、これらの水晶ダミーガラス8、視感度補正ガラス9、カバーガラス10は、それぞれ表1に示す面番号13、14、15に対応している。この場合、水晶ダミーガラス8は、例えば厚み0.6200mmのFEL1呼ばれる光学ガラスからなり、屈折率は、1.54814であり、アッベ数は、45.82である。視感度補正ガラス9は、例えば厚み1.1200mmのC500S呼ばれる光学ガラスからなり、屈折率は、1.52000であり、アッベ数は、64.00である。カバーガラス10は、例えば厚み0.5000mmのBACD5呼ばれる光学ガラスからなり、屈折率は、1.58913であり、アッベ数は、61.25である。
【0034】
そして、撮影レンズ1は、その被写体側から通過した光が、最終的に例えばCCD(charge−coupled device)センサーやCMOS(complementary mental−oxide semiconductor device)センサー等の撮像素子の撮像面に結像するようになされている。なお、撮影レンズ1の場合、カバーガラス10から像面W迄の光軸上の距離が1.3500mmにされている。
【0035】
ここで、上述した表1に示す設計データで設計された撮影レンズ1の球面収差図を図2に示す。図2に示す球面収差図から、G線、D線、S.Cが±0.02mm内に入っていて球面収差が高次補正されていることがわかる。
【0036】
また、撮影レンズ1の非点収差図を図3に示す。図3に示す非点収差図から、非点収差が±0.1mm内に入っていて高次補正されていることがわかる。
【0037】
さらに、撮影レンズ1のコマ収差図を図4に示し、歪曲収差図(ディストーション)を図5に示し、スポットダイアグラムを図6に示し、モジュレーショントランスファーファンクション(MTF)特性図を図7に示す。図4乃至図7に示されているように、撮影レンズ1は、上述した表1に示すような設計データによる構成にすることにより、コマ収差、歪曲収差、スポットダイアグラムが良好に高次補正され、優れたMTF特性が得られることになる。
【0038】
この撮影レンズ1では、第1のレンズ2の第1面S1が凹面とされていることにより、レンズのバックフォーカスを確保しながら、第1のレンズ2と第2のレンズ3との間の距離を短くできる。したがって、撮影レンズ1では、第1のレンズ1乃至第5のレンズ6に亘る鏡筒を短くすることができる。具体的には、撮影レンズ1の鏡筒長を、撮影レンズ1が像面Wに結像した画面における対角長の2.6倍程度にまで短くすることが可能である。すなわち、この撮影レンズ1は、従来からのレトロフォーカスタイプの撮影レンズと比べ、鏡筒が大幅に短くなっている。
この撮影レンズ1では、第5のレンズ6がフィールドフラットナとして機能し、第1のレンズ2から第4のレンズ5で生じた像の歪曲を修正させて像面に結像させることから、例えば歪曲収差等を高次補正させて光学性能を良好にすることができる。
【0039】
また、この撮影レンズ1では、第1のレンズ2及び第5のレンズ6が光学プラスチックで形成されている。具体的に、撮影レンズ1では、第1のレンズ2及び第5のレンズ6を上述した表1に示す設計データで設計した場合、これらのレンズが有するパワーを抑えつつ優れた光学性能を提供できることから、例えば雰囲気温度等、使用環境の影響を受けやすい光学プラスチックを用いることができる。このように、撮影レンズ1では、第1のレンズ2と第5のレンズ6において、材質に廉価な光学プラスチックを用いることで、低コスト化や軽量化が図れる。また、この撮影レンズ1では、例えばAF(Auto Focus)機能を有する機器等に用いられた場合、軽量化されたことでオートフォーカス駆動を円滑に行えることから、AF機能を有する機器等への適合性を良好にできる。
【0040】
さらに、撮影レンズ1では、例えば雰囲気温度に変化の無いような環境下で使用する場合、最も厚みのある第4のレンズ5を光学プラスチックで形成させることも可能である。この場合、更なる低コスト化、更なる軽量化を図ることができる。
【0041】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第1のレンズ2乃至第5のレンズ6を上述した表1に示す設計データで設計した場合、対角線角度を70度程度にすることができ、従来からのレトロフォーカスタイプの撮影レンズに比べて遜色のない対角線角度が得られる。
【0042】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第2のレンズ3の屈折率をNd(2)とするときに、Nd(2)>1.7の関係を満たすようにされている。この撮影レンズ1では、第4のレンズ5の屈折率をNd(4)とするときに、Nd(4)>1.52の関係を満たすようにされている。これにより、撮影レンズ1では、球面収差を良好に補正することになり、優れた光学性能を得ることができる。
【0043】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第3のレンズ4のアッベ数をVd(3)とするときに、22<Vd(3)<30の関係を満たすようにされている。第3のレンズ4におけるアッベ数Vd(3)が22以下の場合、撮影レンズ1の色収差を良好に補正することが困難になる。一方、第3のレンズ4におけるアッベ数Vd(3)が30以上の場合、第3のレンズ4の材質として屈折率の低いガラス等を選択することになり、コマ収差を良好に補正することが困難となる。
【0044】
したがって、この撮影レンズ1では、第3のレンズ4のアッベ数Vd(3)を22<Vd(3)<30の関係を満たすようにさせることで、色収差及びコマ収差を良好に補正することができ、優れた光学性能が得られる。
【0045】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第4のレンズ5の焦点距離をf(4)とし、第1のレンズ2乃至第5のレンズ6を合わせた焦点距離をf(ALL)とするときに、f(ALL)×1.2<f(4)<f(ALL)×1.75の関係を満たすようにされている。
【0046】
第4のレンズ5における焦点距離f(4)が、f(ALL)×1.2≧f(4)の関係になった場合、撮影レンズ1におけるバックフォーカスを確保することが困難になる。一方、第4のレンズ5における焦点距離f(4)が、f(ALL)×1.75≦f(4)の関係になった場合、像面湾曲を良好に補正することが困難になる。したがって、この撮影レンズ1では、第4のレンズ5の焦点距離f(4)をf(ALL)×1.2<f(4)<f(ALL)×1.75の関係を満たすようにさせることで、適切なバックフォーカスが得られると共に像面湾曲を良好に補正することができ、優れた光学性能が得られる。
【0047】
以上のように、この撮影レンズ1では、小型化を図りながら、光学性能を良好なものとすることができる。したがって、例えばデジタルカメラ用の小型且つ光学性能の良好な撮影レンズとして、幅広く用いることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る撮影レンズによれば、鏡筒を短くして小型化を図りながら、光学性能を良好なものとすることができる。したがって、例えばデジタルカメラ用の小型且つ光学性能の良好な撮影レンズとして、幅広く用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した撮影レンズの構成図である。
【図2】同撮影レンズの球面収差図である。
【図3】同撮影レンズの非点収差図である。
【図4】同撮影レンズのコマ収差図である。
【図5】同撮影レンズの歪曲収差図である。
【図6】同撮影レンズのスポットダイアグラムである。
【図7】同撮影レンズのモジュレーショントランスファーファンクションを示した特性図である。
【符号の説明】
1 撮影レンズ、2 第1のレンズ、3 第2のレンズ、4 第3のレンズ、5 第4のレンズ、6 第5のレンズ、7 絞り、8 水晶ダミーガラス、9 視感度補正ガラス、10 カバーガラス
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば小型デジタルカメラ等に用いて好適な撮影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばデジタルカメラ等に用いられる撮影レンズとしては、画面に対して光線入射角を垂直入射にさせやすく光学性能に優れるレンズタイプのものが用いられている。
【0003】
このような撮影レンズとしては、例えばレトロフォーカスタイプの小型短焦点レンズがある。このレトロフォーカスタイプの撮影レンズは、一般的に最も被写体寄りの面が凸面になっており、例えばバックフォーカスが長くなり、対角線角度を大きくできるといった特徴を持っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レトロフォーカスタイプの撮影レンズでは、光学性能が良好になるものの、上述したようにバックフォーカスが長くなるといった特徴を有していることから、全長、いわゆる鏡筒が長くなってしまうといった欠点がある。
【0005】
そこで、本発明はこのような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、優れた光学性能を備えつつ、鏡筒が短い小型の撮影レンズを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明に係る撮影レンズは、被写体側から像面側に向かって順番に配置された第1のレンズ乃至第5のレンズで構成され、被写体側が凹面とされ、少なくとも一方の面が非球面に形成された第1のレンズと、像面側が凸面にされた第2のレンズと、被写体側及び像面側が凹面にされた第3のレンズと、像面側が凸面とされ、少なくとも一方の面が非球面に形成された第4のレンズと、被写体側が凸面とされていると共に少なくとも一方の面が非球面に形成され、像の歪曲を修正させて結像させる第5のレンズとを有することを特徴としている。
【0007】
以上のように構成された本発明に係る撮影レンズによれば、第1のレンズの被写体側が凹面とされていることにより、レンズのバックフォーカスを確保しながら、第1のレンズと第2のレンズとの間の距離を短くさせ、第5のレンズが第1のレンズから第4のレンズで生じた像の歪曲を修正させて像面に結像させる。したがって、この撮影レンズでは、鏡筒を短くし、且つ、光学性能を良好に保つことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明を適用した撮影レンズについて、具体的な材質や数値等を挙げるが、本発明は以下の例示に必ずしも限定されるものではない。
【0009】
実施の形態として図1に示した撮影レンズ1は、被写体側から像面W側に向かって順に、第1のレンズ2、第2のレンズ3、第3のレンズ4、第4のレンズ5、第5のレンズ6が配置された構成になっている。また、この撮影レンズ1は、第2のレンズ3と第3のレンズ4との間に絞り7が配置され、第5のレンズ6の後段側に水晶ダミーガラス8、視感度補正ガラス9、カバーガラス10がこの順番で配置されている。
【0010】
そして、以上のような構成の撮影レンズ1の設計データについては、以下に示す表1の通りである。なお、表1において、Rは曲率半径であり、Dは軸上間隔であり、Ndは屈折率であり、Vdはアッベ数である。
【0011】
【表1】
【0012】
撮影レンズ1おいて、第1のレンズ2は、例えばポリメチルメタアクリレート(PMMA)等といった光学プラスチックからなり、被写体側が凹面にされ、像面W側が凸面にされたメニスカスレンズである。すなわち、この第1のレンズ2は、被写体側から順に、第1面S1及び第2面S2を有しており、第1面S1及び第2面S2が、それぞれ凹面及び凸面とされたメニスカス形状のレンズである。なお、第1のレンズ2は、少なくとも被写体側、すなわち第1面S1が凹面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0013】
第1のレンズ2における第1面S1及び第2面S2は、それぞれ表1に示す面番号1、2に対応しており、この場合、第1面S1の曲率半径は、−2.95730mmであり、第2面S2の曲率半径は、−3.32162mmであり、第1面S1と第2面S2との光軸上での距離(厚み)は、1.0000mmである。また、第1のレンズ2の屈折率は、1.52470であり、アッベ数は、56.20である。
【0014】
また、第1のレンズ2の第1面S1及び第2面S2は、非球面になっている。この第1のレンズ2においては、非球面である第1面S1及び第2面S2を、以下に示す公知の非球面の式(1)により表すことができる。
【0015】
【数1】
【0016】
なお、この非球面の式(1)において、Zは非球面と光軸との交点原点とした光軸方向の座標であり、Xは原点を通り光軸に直交する方向の座標である。また、Cは、近軸曲率1/Rである。したがって、非球面は、光軸近傍の曲率半径Rと、円錐定数α1と、4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10により求めることができる。
【0017】
この第1のレンズ2においては、第1面S1及び第2面S2の円錐定数α1、並びに4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10は、以下に示す表2の通りである。
【0018】
【表2】
【0019】
この第1のレンズ2は、被写体側が凹面とされていることにより、バックフォーカスを確保しながら、第2のレンズ3迄の距離を短くできる。具体的には、第1のレンズ2と第2のレンズ3との光軸上における距離を、0.6444mmにできる。
【0020】
撮影レンズ1において、第2のレンズ3は、例えばTAF1と呼ばれる光学ガラスからなり、被写体側が凹面とされたメニスカスレンズである。すなわち、この第2のレンズ3は、被写体側から順に、第3面S3及び第4面S4を有しており、第3面S3及び第4面S4が、それぞれ凹面及び凸面とされたメニスカス形状のレンズである。なお、第2のレンズ3は、少なくとも像面W側、すなわち第4面S4が凸面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0021】
そして、第2のレンズ3における第3面S3及び第4面S4は、それぞれ表1に示す面番号3、4に対応しており、この場合、第3面S3の曲率半径は、−219.14533mmであり、第4面S4の曲率半径は、−5.63583mmであり、第3面S3と第4面S4との光軸上での距離(厚み)は、2.0500mmである。また、第2のレンズ2の屈折率は、1.7725であり、アッベ数は、49.62である。
【0022】
撮影レンズ1において、第3のレンズ4は、例えばFDS90と呼ばれる光学ガラスからなり、両凹レンズである。すなわち、この第3のレンズ4は、被写体側から順に、第5面S5及び第6面S6を有しており、第5面S5及び第6面S6が、それぞれ凹面にされた両凹レンズである。なお、第3のレンズ4は、両面、すなわち第5面S5及び第6面S6が凹面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0023】
この第3のレンズ4における第5面S5及び第6面S6は、それぞれ表1に示す面番号7、8に対応しており、この場合、第5面S5の曲率半径は、−8.87896mmであり、第6面S6の曲率半径は、9.08622mmであり、第5面S5と第6面S6との光軸上での距離(厚み)は、0.9000mmである。また、第3のレンズ4の屈折率は、1.84666であり、アッベ数は、23.78である。そして、第3のレンズ4は、主に色収差を補正するように機能している。
【0024】
撮影レンズ1において、第4のレンズ5は、例えばBACD5と呼ばれる光学ガラスからなり、両凸レンズである。すなわち、この第4のレンズ5は、被写体側から順に、第7面S7及び第8面S8を有しており、第7面S7及び第8面S8が、それぞれ凸面にされた両凸レンズである。なお、第4のレンズ5は、像面W側が凸面、すなわち第8面S8が凸面とされていればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0025】
第4のレンズ5における第7面S7及び第8面S8は、それぞれ表1に示す面番号9、10に対応しており、この場合、第7面S7の曲率半径は、54.10715mmであり、第8面S8の曲率半径は、−2.63158mmであり、第7面S7と第8面S8との光軸上での距離(厚み)は、2.8475mmである。また、第4のレンズ5の屈折率は1.58913であり、アッベ数は、61.25である。
【0026】
また、第4のレンズ5における第7面S7及び第8面S8は、非球面になっている。この場合も、非球面である第7面S7及び第8面S8を、上述した非球面の式(1)により表すことができる。なお、第7面S7及び第8面S8の円錐定数α1、並びに4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10は、上述した表2に示す通りである。
【0027】
この第4のレンズ5においては、第8面S8の曲率半径が最も小さいことからもわかるように入射した光を最も屈折させるように機能する、すなわち最も大きなパワーを有している。
【0028】
撮影レンズ1おいて、第5のレンズ6は、例えばPMMA等といった光学プラスチックからなり、被写体側が凸面にされ、像面W側凹面にされたメニスカスレンズである。すなわち、この第5のレンズ6は、被写体側から順に、第9面S9及び第10面S10を有しており、第9面S9及び第10面S10が、それぞれ凸面及び凹面とされたメニスカス形状のレンズである。
【0029】
この第5のレンズ6は、第9面S9及び第10面S10が非球面になっており、像面Wに結像される像に歪曲が生じないように修正させるフィールドフラットナである。なお、第5のレンズ6は、少なくとも像面Wに結像される像に歪曲が生じないように修正させるフィールドフラットナであればよく、表1に示す設計データに必ずしも限定されるものではない。
【0030】
第5のレンズ6における第9面S9及び第10面S10は、それぞれ表1に示す面番号11、12に対応しており、この場合、第9面S9の曲率半径は、4.33069mmであり、第10面S10の曲率半径は、2.64503mmであり、第9面S9と第10面S10との光軸上での距離(厚み)は、1.0000mmである。また、第5のレンズ5の屈折率は、1.52470であり、アッベ数は、56.20である。
【0031】
また、第5のレンズ6における第9面S9及び第10面S10は、非球面になっている。この場合も、非球面である第9面S9及び第10面S10を、上述した非球面の式(1)により表すことができる。なお、第9面S9及び第10面S10の円錐定数α1、並びに4次、6次、8次、10次の非球面項の非球面係数α4、α6、α8、α10は、上述した表2に示す通りである。
【0032】
この撮影レンズ1においては、第2のレンズ3と第3のレンズ4との間に絞り7が配置されている。なお、この絞り7は、表1に示す面番号5に対応した位置に配置されており、その厚みは、0.3500mmであり、第2のレンズ3との光軸上での距離は、0.5000mmであり、第3のレンズ4との光軸上での距離は、1.0000mmである。
【0033】
また、この撮影レンズ1には、第5のレンズ6の後段側に、図1に示すように、水晶ダミーガラス8、視感度補正ガラス9、カバーガラス10がこの順番に貼り合わされた状態で配置されている。なお、これらの水晶ダミーガラス8、視感度補正ガラス9、カバーガラス10は、それぞれ表1に示す面番号13、14、15に対応している。この場合、水晶ダミーガラス8は、例えば厚み0.6200mmのFEL1呼ばれる光学ガラスからなり、屈折率は、1.54814であり、アッベ数は、45.82である。視感度補正ガラス9は、例えば厚み1.1200mmのC500S呼ばれる光学ガラスからなり、屈折率は、1.52000であり、アッベ数は、64.00である。カバーガラス10は、例えば厚み0.5000mmのBACD5呼ばれる光学ガラスからなり、屈折率は、1.58913であり、アッベ数は、61.25である。
【0034】
そして、撮影レンズ1は、その被写体側から通過した光が、最終的に例えばCCD(charge−coupled device)センサーやCMOS(complementary mental−oxide semiconductor device)センサー等の撮像素子の撮像面に結像するようになされている。なお、撮影レンズ1の場合、カバーガラス10から像面W迄の光軸上の距離が1.3500mmにされている。
【0035】
ここで、上述した表1に示す設計データで設計された撮影レンズ1の球面収差図を図2に示す。図2に示す球面収差図から、G線、D線、S.Cが±0.02mm内に入っていて球面収差が高次補正されていることがわかる。
【0036】
また、撮影レンズ1の非点収差図を図3に示す。図3に示す非点収差図から、非点収差が±0.1mm内に入っていて高次補正されていることがわかる。
【0037】
さらに、撮影レンズ1のコマ収差図を図4に示し、歪曲収差図(ディストーション)を図5に示し、スポットダイアグラムを図6に示し、モジュレーショントランスファーファンクション(MTF)特性図を図7に示す。図4乃至図7に示されているように、撮影レンズ1は、上述した表1に示すような設計データによる構成にすることにより、コマ収差、歪曲収差、スポットダイアグラムが良好に高次補正され、優れたMTF特性が得られることになる。
【0038】
この撮影レンズ1では、第1のレンズ2の第1面S1が凹面とされていることにより、レンズのバックフォーカスを確保しながら、第1のレンズ2と第2のレンズ3との間の距離を短くできる。したがって、撮影レンズ1では、第1のレンズ1乃至第5のレンズ6に亘る鏡筒を短くすることができる。具体的には、撮影レンズ1の鏡筒長を、撮影レンズ1が像面Wに結像した画面における対角長の2.6倍程度にまで短くすることが可能である。すなわち、この撮影レンズ1は、従来からのレトロフォーカスタイプの撮影レンズと比べ、鏡筒が大幅に短くなっている。
この撮影レンズ1では、第5のレンズ6がフィールドフラットナとして機能し、第1のレンズ2から第4のレンズ5で生じた像の歪曲を修正させて像面に結像させることから、例えば歪曲収差等を高次補正させて光学性能を良好にすることができる。
【0039】
また、この撮影レンズ1では、第1のレンズ2及び第5のレンズ6が光学プラスチックで形成されている。具体的に、撮影レンズ1では、第1のレンズ2及び第5のレンズ6を上述した表1に示す設計データで設計した場合、これらのレンズが有するパワーを抑えつつ優れた光学性能を提供できることから、例えば雰囲気温度等、使用環境の影響を受けやすい光学プラスチックを用いることができる。このように、撮影レンズ1では、第1のレンズ2と第5のレンズ6において、材質に廉価な光学プラスチックを用いることで、低コスト化や軽量化が図れる。また、この撮影レンズ1では、例えばAF(Auto Focus)機能を有する機器等に用いられた場合、軽量化されたことでオートフォーカス駆動を円滑に行えることから、AF機能を有する機器等への適合性を良好にできる。
【0040】
さらに、撮影レンズ1では、例えば雰囲気温度に変化の無いような環境下で使用する場合、最も厚みのある第4のレンズ5を光学プラスチックで形成させることも可能である。この場合、更なる低コスト化、更なる軽量化を図ることができる。
【0041】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第1のレンズ2乃至第5のレンズ6を上述した表1に示す設計データで設計した場合、対角線角度を70度程度にすることができ、従来からのレトロフォーカスタイプの撮影レンズに比べて遜色のない対角線角度が得られる。
【0042】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第2のレンズ3の屈折率をNd(2)とするときに、Nd(2)>1.7の関係を満たすようにされている。この撮影レンズ1では、第4のレンズ5の屈折率をNd(4)とするときに、Nd(4)>1.52の関係を満たすようにされている。これにより、撮影レンズ1では、球面収差を良好に補正することになり、優れた光学性能を得ることができる。
【0043】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第3のレンズ4のアッベ数をVd(3)とするときに、22<Vd(3)<30の関係を満たすようにされている。第3のレンズ4におけるアッベ数Vd(3)が22以下の場合、撮影レンズ1の色収差を良好に補正することが困難になる。一方、第3のレンズ4におけるアッベ数Vd(3)が30以上の場合、第3のレンズ4の材質として屈折率の低いガラス等を選択することになり、コマ収差を良好に補正することが困難となる。
【0044】
したがって、この撮影レンズ1では、第3のレンズ4のアッベ数Vd(3)を22<Vd(3)<30の関係を満たすようにさせることで、色収差及びコマ収差を良好に補正することができ、優れた光学性能が得られる。
【0045】
さらにまた、この撮影レンズ1では、第4のレンズ5の焦点距離をf(4)とし、第1のレンズ2乃至第5のレンズ6を合わせた焦点距離をf(ALL)とするときに、f(ALL)×1.2<f(4)<f(ALL)×1.75の関係を満たすようにされている。
【0046】
第4のレンズ5における焦点距離f(4)が、f(ALL)×1.2≧f(4)の関係になった場合、撮影レンズ1におけるバックフォーカスを確保することが困難になる。一方、第4のレンズ5における焦点距離f(4)が、f(ALL)×1.75≦f(4)の関係になった場合、像面湾曲を良好に補正することが困難になる。したがって、この撮影レンズ1では、第4のレンズ5の焦点距離f(4)をf(ALL)×1.2<f(4)<f(ALL)×1.75の関係を満たすようにさせることで、適切なバックフォーカスが得られると共に像面湾曲を良好に補正することができ、優れた光学性能が得られる。
【0047】
以上のように、この撮影レンズ1では、小型化を図りながら、光学性能を良好なものとすることができる。したがって、例えばデジタルカメラ用の小型且つ光学性能の良好な撮影レンズとして、幅広く用いることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る撮影レンズによれば、鏡筒を短くして小型化を図りながら、光学性能を良好なものとすることができる。したがって、例えばデジタルカメラ用の小型且つ光学性能の良好な撮影レンズとして、幅広く用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した撮影レンズの構成図である。
【図2】同撮影レンズの球面収差図である。
【図3】同撮影レンズの非点収差図である。
【図4】同撮影レンズのコマ収差図である。
【図5】同撮影レンズの歪曲収差図である。
【図6】同撮影レンズのスポットダイアグラムである。
【図7】同撮影レンズのモジュレーショントランスファーファンクションを示した特性図である。
【符号の説明】
1 撮影レンズ、2 第1のレンズ、3 第2のレンズ、4 第3のレンズ、5 第4のレンズ、6 第5のレンズ、7 絞り、8 水晶ダミーガラス、9 視感度補正ガラス、10 カバーガラス
Claims (6)
- 被写体側から像面側に向かって順番に配置された第1のレンズ乃至第5のレンズで構成され、
被写体側が凹面とされ、少なくとも一方の面が非球面に形成された上記第1のレンズと、
像面側が凸面にされた上記第2のレンズと、
被写体側及び像面側が凹面にされた上記第3のレンズと、
像面側が凸面とされ、少なくとも一方の面が非球面に形成された上記第4のレンズと、
被写体側が凸面とされると共に少なくとも一方の面が非球面に形成され、像の歪曲を修正させて結像させる上記第5のレンズとを有することを特徴とする撮影レンズ。 - 上記第1のレンズ及び/又は上記第5のレンズが、光学プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。
- 上記第2のレンズは、その屈折率をNd(2)とするとき、
Nd(2)>1.7
の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。 - 上記第3のレンズは、そのアッベ数をVd(3)とするとき、
22<Vd(3)<30
の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。 - 上記第4のレンズは、その焦点距離をf(4)とし、上記第1のレンズ乃至上記第5のレンズを合わせた焦点距離をf(ALL)とするとき、
f(ALL)×1.2<f(4)<f(ALL)×1.75
の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。 - 上記第4のレンズは、その屈折率をNd(4)とするとき、
Nd(4)>1.52
の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。
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