JP3005905B2 - 撮影レンズ - Google Patents
撮影レンズInfo
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
- G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
- G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Lenses (AREA)
Description
し、特にプラスチックレンズとガラスレンズを混成した
撮影レンズに関する。
ガラスレンズのみで構成されている。しかし、ガラスレ
ンズは1個ずつ研磨して製作しなければならないため、
生産性が悪く、コスト的に高価なものである。このた
め、最近では、生産性のよいプラスチックレンズを使用
することが検討されている。しかしながら、プラスチッ
クレンズは温度変化による屈折率の変化が大きく、温度
変化によって撮影性能や焦点位置が大きく変化するた
め、高性能のものを製作することが難く、あまり撮影レ
ンズとしては用いられていないのが現状である。
の目的とするところは、温度変化による撮影性能の低下
や焦点位置の変化を防ぎ、安価で高性能な撮影レンズを
提供することである。
ラスチックレンズの中間に1個のガラスレンズを配置
し、このガラスレンズのみに結像作用をもたせ、かつガ
ラスレンズを境にして、前群のプラスチックレンズをほ
ぼアフォーカルな光学系に構成するとともに、後群のプ
ラスチックレンズの物体側面をガラスレンズからの射出
光線の入射角がほぼ垂直となる曲率面に形成したもので
ある。
のガラスレンズとを備え、このガラスレンズのみに結像
作用をもたせ、かつ前記複数のプラスチックレンズの全
てをほぼアフォーカルな光学系に構成したものである。
1実施例を説明する。
は、3個のプラスチックレンズ2〜4、1個のガラスレ
ンズ5、保護ガラス6、および絞り板7を備え、1枚
目、2枚目、4枚目のレンズがプラスチックレンズ2〜
4で、3枚目のレンズがガラスレンズ5で、2枚目のプ
ラスチックレンズ3と3枚目のガラスレンズ5の間に絞
り板7を配置し、かつ4枚目のプラスチックレンズ4の
後方に保護ガラス6を介在させて像面8を配置した構成
となっている。この場合、3個のプラスチックレンズ2
〜4はアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)
等の透明な合成樹脂材料よりなる。ガラスレンズ5は光
学ガラス等よりなる。そして、1枚目のプラスチックレ
ンズ2は、物体側に凹面を向けたメニスカス凸レンズで
あり、像側面RA2が非球面に形成されている。2枚目
のプラスチックレンズ3は、物体側に凹面を向けたメニ
スカス凹レンズであり、像側面RA4が非球面に形成さ
れている。ここで重要なことは、1枚目および2枚目の
プラスチックレンズ2、3がほぼアフォーカルな光学系
に構成され、温度変化による前群の光学的な性能低下を
防ぐことである。また、3枚目のガラスレンズ5は両凸
レンズであり、このガラスレンズ5のみが結像作用を有
する。4枚目のプラスチックレンズ4は、物体側に凸面
を向けた凹レンズであり、その物体側面RA8は以下の
ように形成されている。すなわち、4枚目のプラスチッ
クレンズ4の物体側面RA8は、ガラスレンズ5からの
射出光線の入射角がほぼ垂直となる曲率面に形成されて
いる。換言すれば、ガラスレンズ5の結像中心を中心と
する球面に近い曲率面に形成されている。これは、ガラ
スレンズ5からの射出光線を4枚目のプラスチックレン
ズ4の物体側面RA8にほぼ垂直に入射させることで、
温度変化による後群の性能低下を防ぐためである。
(h)の条件を満足した構成となっている。
i番目のレンズからj番目のレンズまでの部分系の焦点
距離、DEGiはi番目のレンズからの射出光線(光学系の
絞り範囲内の光線束)が次のレンズに入射する角度(de
gree)、niはi番面のレンズの屈折率、νiはi番目の
レンズのアッベ数、RAiは近軸曲率半径、Diは中心厚
とする。
スレンズ5の0.8から1.4倍に制限するためであり、0.8
以下になると前群の2枚のプラスチックレンズ2、3の
収差補正が不利となり、1.4以上になると4枚目のプラ
スチックレンズ4の焦点距離が短くなるため温度補正が
不利になる。
離を全系焦点距離に対して制限するためであり、−1.94
以下になると温度補正が不利となり、−1.55以上になる
と収差補正が不利になる。
らなる部分系をアフォーカルとみなしたときのアフォー
カル倍率に対する制限であり、0.6倍より低くすると収
差補正が不利となり、0.9倍以上にすると全系の焦点距
離が長くなり球面収差の増大を招く。
線の射出角度をアフォーカルに近付けるように制限し、
温度変化による射出角度の変化を低減化するためであ
る。
ためであり、屈折率n3が1.6以下であると曲率が大きく
なり収差の増大を招き、1.8以上であると材料コストが
通常の20〜30倍程度の高価なものとなり、アッベ数ν3
が65以上であると適切な材質のものがなく、45以下であ
ると色収差の補正が不利になる。
ズ4の物体側面RA8の曲率半径を制限して、4枚目の
プラスチックレンズ4に対する光線の入射角をほぼ垂直
にし、温度変化に対する焦点移動(ピント位置のずれ)
を減少させるためである。
クレンズ2〜4を主体とし、1枚のみをガラスレンズ5
としたので、生産性がよく、安価に製作でき、しかも1
枚のガラスレンズ5に結像作用をもたせ、前群のプラス
チックレンズ2、3をほぼアフォーカルな光学系に構成
し、かつ後群の4枚目のプラスチックレンズ4の物体側
面RA8をガラスレンズ5からの射出光線の入射角がほ
ぼ垂直となる曲率面に形成したので、温度変化による撮
影性能の低下や焦点位置の変化が少なく、高性能なもの
を得ることができる。この場合、前群のプラスチックレ
ンズ2、3のうち、特に1枚目のプラスチックレンズ2
の像側面RA2を非球面に形成することにより、ディス
トーション等の収差補正を効果的に行なうことができ
る。
に適用した具体的な一例を表1、表2に示す。この場
合、表1では、f:5mm、F:2.8、結像範囲(イメージサー
クル):φ4.4とする。表2は、1枚目のプラスチック
レンズ2の像側面の非球面係数を示す。
光軸に対して直角をなす方向をx方向と定め、非球面の
光軸上の頂点からx方向にxdだけずれた箇所のz方向の
変位量をzdとするとき、 で表わされるものとする。(ただし、Cは近軸領域での
1/Rである。) このような表1および表2の撮影レンズ1において
は、温度変化による撮影性能の低下や焦点位置の変化が
極めて少なく、高性能のものを得ることができることは
勿論のこと、特に球面収差、非点収差、ディストーショ
ン等の収差が第2図(A)〜(C)に示すような曲線と
なるので、収差補正が良好に行なわれていることが解
る。
2実施例を説明する。
撮影レンズ10は、4個のプラスチックレンズ11〜14の後
群に1個のガラスレンズ15を配置し、このガラスレンズ
15の後方に保護ガラス16を介在させて像面17を配置し、
かつ2枚目のプラスチックレンズ12と3枚目のプラスチ
ックレンズ13の間に絞り板18を配置した構成となってい
る。この場合、各レンズ11〜15は前述した第1実施例と
同じ材料よりなる。1枚目のプラスチックレンズ11は、
物体側に凸面を向けたメニスカス凹レンズであり、像側
面RB2が非球面に形成されている。2枚目のプラスチ
ックレンズ12は両凸レンズである。3枚目のプラスチッ
クレンズ13は両凹レンズである。4枚目のプラスチック
レンズ14は両凸レンズであり、物体側面RB8が非球面
に形成されている。5枚目のガラスレンズ15は両凸レン
ズであり、このガラスレンズ15のみが結像作用を有す
る。ここで重要なことは、1枚目から4枚目の全てプラ
スチックレンズ11〜14がほぼアフォーカルな光学系に構
成され、温度変化による前群の光学的な性能低下を防ぐ
ことである。
(f)の条件を満足した構成となっている。
各記号は第1実施例と同じものを表わす。
の各プラスチックレンズ11、12、14の材質を低分散なも
の(例えばアクリル樹脂等)に限定し、条件(c)は3
枚目のプラスチックレンズ13を高屈折、高分散なもの
(例えばポリカーボネート等)に限定し、これにより4
枚のプラスチックレンズ11〜14での色収差を低く抑える
ためである。条件(d)はガラスレンズ15の屈折率を小
さくして、ガラスレンズ15の材質を比較的低価格なもの
に限定するためである。条件(e)(f)は4枚のプラ
スチックレンズ11〜14の部分系の焦点距離に関するもの
で、この部分系全体をほぼアフォーカルな光学系に限定
し、温度変化による焦点位置の変動を少なくするためで
ある。また、非球面については、1枚目のプラスチック
レンズ11の像側面RB2がディストーションの補正に効
果的であり、4枚目のプラスチックレンズ14の物体側面
RB8は球面収差の補正に効果的である。
るほか、特に明るさが明るいものを得ることができる。
に適用した具体的な一例を表3、表4に示す。この場
合、表3では、f:5mm、F:2.0、結像範囲(イメージサー
クル):φ4.4とする。表4は、1枚目のプラスチック
レンズ11の物体側面RB1と像側面RB2、および2枚目
と4枚目のプラスチックレンズ12、14の各物体側面RB
3、RB8の各非球面係数を示す。
わされるものとする。
も、同様の効果があるほか、特に球面収差、非点収差、
ディストーション等の収差は第4図(A)〜(C)に示
すような曲線となるので、収差補正が良好に行なわれて
いることが解る。
3実施例を説明する。
撮影レンズ20は、1個のガラスレンズ21の後群に2個の
プラスチックレンズ22、23を配置し、その後方に保護ガ
ラス24を介在させて像面25を配置した構成となってい
る。この場合、各レンズ21〜23は前述した実施例と同じ
材料よりなる。1枚目のガラスレンズ21は、物体側に凸
面を向けたメニスカス凸レンズであり、このガラスレン
ズ21のみが結像作用を有する。2枚目のプラスチックレ
ンズ22は凹レンズである。3枚目のプラスチックレンズ
23は物体側に凸面を向けたメニスカス凸レンズであり、
両面RC5、RC6が非球面に形成されている。ここで重
要なことは、2枚目と3枚目のプラスチックレンズ22、
23がほぼアフォーカルな光学系に構成され、温度変化に
よる前群の光学的な性能低下を防ぐことである。
(f)の条件を満足した構成となっている。
各記号は第1実施例と同じものを表わす。
を高屈折とし、かつ比較的低分散なもに限定するためで
あり、条件(a)の範囲よりも高屈折なものでは材料が
高価なものとなり、逆に低屈折なものでは曲率半径が小
さくなり、収差補正が不利になる。条件(b)は2枚目
のプラスチックレンズ22の材質を高分散で高屈折率なも
のに限定するためである。条件(c)は3枚目のプラス
チックレンズ23の材質を低分散なのもに限定し、2枚の
プラスチックレンズ22、23での色収差を減少させる。条
件(d)〜(f)は2枚のプラスチックレンズ22、23の
合成焦点距離をほぼアフォーカルな光学系に限定し、温
度変化による焦点位置の変動を少なくするためである。
とほぼ同様の効果があるほか、特にレンズの枚数を極め
て少なくすることができる。
に適用した具体的な一例を表5、表6に示す。この場
合、表5では、f:6mm、F:2.0、結像範囲(イメージサー
クル):φ4.4とする。表6は、3枚目のプラスチック
レンズ23の物体側面RC5と像側面RC6の各非球面係数
を示す。
わされるものとする。
も、前述した実施例とほぼ同様の効果があるほか、特に
球面収差、非点収差、ディストーション等の収差は第6
図(A)〜(C)に示すような曲線となるので、収差補
正が良好に行なわれていることが解る。
ではない。例えば、ガラスレンズを複数のプラスチック
レンズの中間に配置したもの、すなわち第2実施例と第
3実施例を組合わせたものでもよい。この場合にも、最
初のプラスチックレンズの像側面、ガラスレンズの直前
のプラスチックレンズの物体側面、および最後のプラス
チックレンズの像側面を非球面に形成すれば、収差補正
を効果的に行なうことができる。
のプラスチックレンズと1個のガラスレンズとを備え、
このガラスレンズのみに結像作用をもたせ、かつ前記複
数のプラスチックレンズの全てをほぼアフォーカルな光
学系に構成するか、あるいはガラスレンズを境にして、
前群のプラスチックレンズをほぼアフォーカルな光学系
に構成するとともに、後群のプラスチックレンズの物体
側面をガラスレンズからの射出光線の入射角がほぼ垂直
となる曲率面に形成することにより、温度変化による性
能低下を防ぎ、安価で高性能なものを得ることができ
る。この場合、少なくとも1枚のプラスチックレンズの
像側面を非球面に形成すれば、ディストーション等の収
差補正を効果的に行なうことができる。
1図はその撮影レンズの概略構成を示す図、第2図
(A)〜(C)はその収差曲線を示す図、第3図および
第4図は第2実施例を示し、第3図はその撮影レンズの
概略構成を示す図、第4図(A)〜(C)はその収差曲
線を示す図、第5図および第6図は第3実施例を示し、
第5図はその撮影レンズの概略構成を示す図、第6図
(A)〜(C)はその収差曲線を示す図である。 1、10、20……撮影レンズ、2〜4、11〜14、22、23…
…プラスチックレンズ、5、15、21……ガラスレンズ、
RA2、RB2……1枚目のプラスチックレンズの像側
面、RA8……ガラスレンズ直後のプラスチックレンズ
の物体側面、RB8……ガラスレンズ直前のプラスチッ
クレンズの物体側面、RC6……最後部のプラスチック
レンズの像側面。
Claims (3)
- 【請求項1】物体側から順に、物体側に凹面を向けたメ
ニスカス凸レンズの1枚目のプラスチックレンズ、物体
側に凹面を向けたメニスカス凹レンズの2枚目のプラス
チックレンズ、両凸レンズの3枚目のガラスレンズ、物
体側に凸面を向けたメニスカス凹レンズの4枚目のプラ
スチックレンズを配置し、2枚目のプラスチックレンズ
と3枚目のガラスレンズとの間に絞りを配置してなり、 fiをi番目のレンズの焦点距離、fi〜jをi番目のレ
ンズからj番目のレンズまでの部分系の焦点距離、DEGi
をi番目のレンズからの射出光線が次のレンズに入射す
る角度、RAiを曲率半径、Diをレンズおよび空気空間の
中心厚としたとき、 (a) 0.8<{(f1〜4)/f3}<1.4 (b) −1.94<{f4/(f1〜4)}<−1.55 (d) −10<DEG2<+10 (g) f3−D7<RA7<(f3−D7)×1.6 (h) {f3−(D7+D8)}×0.8<RA8<f3−(D7+D8) の各条件を満足することを特徴とする撮影レンズ。 - 【請求項2】請求項1において、少なくとも前記前群の
1枚目のプラスチックレンズの像側面を非球面に形成し
たことを特徴とする撮影レンズ。 - 【請求項3】物体側から順に、物体側に凸面を向けたメ
ニスカス凹レンズの1枚目のプラスチックレンズ、両凸
レンズの2枚目のプラスチックレンズ、両凹レンズの3
枚目のプラスチックレンズ、両凸レンズの4枚目のプラ
スチックレンズ、両凸レンズの5枚目のガラスレンズを
配置し、2枚目のプラスチックレンズと3枚目のプラス
チックレンズの間に絞りを配置してなり、 niはi番目のレンズの屈折率、νiはi番目のレンズの
アッベ数、fi〜jをi番目のレンズからj番目のレン
ズまでの部分系の焦点距離、DEGiをi番目のレンズから
の射出光線が次のレンズに入射する角度としたとき、 (a) 1.45<n1,n2,n4<1.6 (b) 55<ν1,ν2,ν4<65 (c) 1.55<n3<1.65 かつ25<ν3<35 (d) 1.6<n5<1.7 かつ55<ν5<65 (e) −0.3<{1/(f1〜4)}<+0.3 (f) −10<DEG9<+10 の各条件を満足することを特徴とする撮影レンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2090424A JP3005905B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 撮影レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2090424A JP3005905B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 撮影レンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03288811A JPH03288811A (ja) | 1991-12-19 |
JP3005905B2 true JP3005905B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=13998227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2090424A Expired - Lifetime JP3005905B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 撮影レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3005905B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
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-
1990
- 1990-04-06 JP JP2090424A patent/JP3005905B2/ja not_active Expired - Lifetime
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