JP3595897B2 - 撮像レンズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像レンズに係り、特に小型CCDを撮像素子として用いるバックフォーカスが長く、諸収差が良好に補正された広角撮像レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子撮影機器に用いられるレンズ関して、低コストで高性能かつコンパクト化の要求が強くなってきている。この要求に対応するために、例えば特開平7−294808号公報、同8−36130号公報、同8−122636号公報等において開示されたような広角レンズが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例は、レンズ枚数が多いことや屈折率分布型レンズを使用しているといった理由により、生産性を考えたコンパクトなレンズと言った要求には不十分なものであった。本発明はこのような課題を解決するためになされたものである。即ち、諸収差が良好に補正されたコンパクトで低コストな、特に半画角33度以上を有するCCDカメラに用いるのにふさわしい撮像レンズを提供することを目的としたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成を採ることによって達成される。
【0005】
即ち、1)物体側から順に物体側に凹面を向けた条件式(1)を満たす負の屈折力を有する第1レンズと後続レンズ群とからなり、前記第1レンズは、下記条件式(2)を満たす厚さであり、前記第1レンズと第2レンズの間隔は下記条件式(3)を満たし、前記第1レンズの焦点距離は条件式(4)の関係を満たすと共に、前記第1レンズと前記第2レンズの間に絞りが配置され、前記第2レンズを含む前記後続レンズ群は少なくとも1つの負レンズ素子を有することを特徴とする広角の撮像レンズ。
【0006】
0<(r2+r1)/(r2−r1)<+3.0・・・・(1)
但し、r1:第1レンズの物体側面の曲率半径
r2:第1レンズの像側面の曲率半径
0.3f<d 1 <2.0f ・・・・(2)
0.1f<d 2 <1.5f ・・・・(3)
1.0f<|f 1 |<5.0f ・・・・(4)
但し、d 1 :第1レンズの肉厚
d 2 :第1レンズと第2レンズの間の空気間隔
f :全系の焦点距離
f 1 :第1レンズの焦点距離
2)物体側から像側に向かって負の屈折力を有する前記第1レンズで構成された第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成されていることを特徴とする1)に記載の撮像レンズ。
【0007】
▲3▼正の屈折力を有する第3レンズ群は、負レンズと正レンズの貼り合わせレンズであることを特徴とする▲2▼に記載の撮像レンズ。
【0009】
本発明の撮像レンズは、3枚以上のプラスチックレンズを有することが望ましい。
【0010】
本発明の撮像レンズは、1枚の正レンズがガラスレンズであり、残りのレンズ素子がプラスチックレンズであることが望ましい。
【0011】
本発明の撮像レンズは、少なくとも1枚の非球面レンズを有することが望ましい。
【0012】
ここで、本発明の撮像レンズについてその作用を説明する。
【0013】
本発明では第1レンズ群の負レンズにより、CCDカメラ用レンズに必要な赤外カットフィルタ、ローパスフィルタ等を配置するためのバックフォーカスを確保し、前記後続の負レンズ素子によって特に倍率色収差を良好に補正する設計が可能となっている。
【0014】
条件式(1)は良好な画像を保ちながら十分なバックフォーカスを得るためのものである。上限を越えてr1が強い凹面になるとメリジオナル像面がオーバーになりすぎる。又、負の歪曲収差も大きくなる。さらに偏芯感度も大きくなってしまう。又、下限をこえてr2が強い凹面になると、十分なバックフォーカスが確保できなくなり、メリジオナル像面がアンダーになる。
【0015】
このため、
0<(r2+r1)/(r2−r1)<+3.0
を満足することが好ましい。
【0016】
本発明の請求項2は、負の屈折力を有する第1レンズで構成された第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群の3群から構成されている。このような構成によれば、本発明の主用途であるCCDカメラ用レンズに必要なバックフォーカスが、第1レンズ群の負屈折力を大きくすることにより、十分に得られる。又、絞りを第1レンズと第2レンズの間に置くことにより、その後に配置されている第2レンズ群、第3レンズ群で負の歪曲収差を補正可能としている。
【0017】
又、本発明の請求項3の、第3レンズ群の貼り合わせの効果は、次のように考えることができる。第1レンズで生じる倍率色収差を補正するために、絞りに後続する負レンズに分散の大きい硝材、正レンズに分散の小さい硝材を用いてそれぞれ強い屈折力を与えることが望ましい。貼り合わせをすることにより、前後の屈折力を強めた構成ができる。その上、偏芯感度を小さく抑える効果もある。
【0018】
条件式(2),(3)は、バックフォーカスの確保と倍率色収差と像面を良好に保つためのものである。第1レンズ群より後ろに絞りがある場合、d1が条件式(2)の上限を越えて厚くなると、レンズ全長と第1レンズの前玉径が大きくなり、コンパクト性を失う。又、倍率色収差が大きくなる。d1が条件式(2)の下限を越えると、下記のような問題がある。即ち、メニスカス形状の場合、レンズ厚が小さくなるとペッツバール和が大きくなってしまい好ましくない。
【0019】
望ましくは、
0.5f<d1<1.5f
を満足することが好ましい。
【0020】
d2が条件式(3)の上限を越えた場合、本発明の目的であるコンパクト性の上で好ましくない。メリジオナル像面がアンダーになりすぎてしまう。条件式(3)の下限を越えた場合、バックフォーカスの確保が難しくなると共に、第1レンズ群と第2レンズ群の間に絞り機構を配置することが困難となるので好ましくない。
【0021】
望ましくは、
0.3f<d2<1.0f
を満足することが好ましい。
【0022】
f1が条件式(4)の上限を越えた場合、第1レンズ群の負の屈折力が弱くなり、バックフォーカスの確保が難しい。条件式(4)の下限を越えた場合、第1レンズ群の負の屈折力が強くなり、倍率色収差が悪くなってしまう。
【0023】
望ましくは、
2.0f<|f1|<4.5f
を満足することが好ましい。
【0024】
又、3枚以上のプラスチックレンズの使用は、非球面を用いることを考慮するとコスト面で有利である。
【0025】
又、1枚の正レンズをガラスレンズとし、残りのレンズ素子をプラスチックレンズとすることにより低コストであると共に、温度変化による像点移動を小さくおさえることができる。
【0026】
又、ガラスレンズあるいはプラスチックレンズに非球面を用いることによって、諸収差を更に良好に補正することができる。
【0027】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
【0028】
レンズ配置は次の通り。
【0029】
第1レンズ群は、実施例1、実施例2、実施例3共、物体側に凹面を向けた非球面を用いた負レンズ、
第2レンズ群は、実施例1がガラス非球面レンズ、実施例2はガラス球面レンズ、実施例3はプラスチック非球面レンズ、
第3レンズ群は、実施例1、実施例2、実施例3共、負レンズと正レンズの貼り合わせレンズ、
のいずれも3群4枚で構成されている。
【0030】
下記fは全系の焦点距離、FNO.はFナンバー、ωは半画角、rは曲率半径、dは軸上面間隔、ndはd線に対する屈折率、νdはアッベ数である。又、*記号は非球面を表し、面の頂点を原点として光軸方向をX軸とした直交座標系において、頂点曲率をC、円錐定数をK、非球面係数をAi(i=4,6,8・・・・)として、下式で表される。
【0031】
【数1】
【0032】
図1は実施例1に対応するレンズの断面図、図2は同収差図である。
【0033】
図3は実施例2に対応するレンズの断面図、図4は同収差図である。
【0034】
図5は実施例3に対応するレンズの断面図、図6は同収差図である。
【0035】
・条件式(1) 0<(r2+r1)/(r2−r1)<+3.0
【0036】
【表1】
【0037】
・条件式(2) 0.3f<d1<2.0f
【0038】
【表2】
【0039】
・条件式(3) 0.1f<d2<1.5f
【0040】
【表3】
【0041】
・条件式(4) 1.0f<|f1|<5.0f
【0042】
【表4】
【0043】
〈実施例1〉
f = 5.77mm
FNO. = 2.8
2ω =66.7°
fB = 5.31mm
【0044】
【表5】
【0045】
【表6】
【0046】
〈実施例2〉
f = 3.94mm
FNO. = 2.8
2ω =68.3°
fB = 3.74mm
【0047】
【表7】
【0048】
【表8】
【0049】
〈実施例3〉
f = 5.75mm
FNO. = 2.8
2ω =68.6°
fB = 5.40mm
【0050】
【表9】
【0051】
【表10】
【0052】
【発明の効果】
本発明により、諸収差が良好に補正された、コンパクトで低コストな、半画角が33度以上を有するCCDカメラに用いるのにふさわしい撮像レンズが提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に対応するレンズの断面図である。
【図2】実施例1に対応するレンズの収差図である。
【図3】実施例2に対応するレンズの断面図である。
【図4】実施例2に対応するレンズの収差図である。
【図5】実施例3に対応するレンズの断面図である。
【図6】実施例3に対応するレンズの収差図である。
Claims (3)
- 物体側から順に物体側に凹面を向けた条件式(1)を満たす負の屈折力を有する第1レンズと後続レンズ群とからなり、前記第1レンズは、下記条件式(2)を満たす厚さであり、前記第1レンズと第2レンズの間隔は下記条件式(3)を満たし、前記第1レンズの焦点距離は条件式(4)の関係を満たすと共に、
前記第1レンズと前記第2レンズの間に絞りが配置され、前記第2レンズを含む前記後続レンズ群は少なくとも1つの負レンズ素子を有することを特徴とする広角の撮像レンズ。
0<(r2+r1)/(r2−r1)<+3.0・・・・(1)
但し、r1:第1レンズの物体側面の曲率半径
r2:第1レンズの像側面の曲率半径
0.3f<d 1 <2.0f ・・・・(2)
0.1f<d 2 <1.5f ・・・・(3)
1.0f<|f 1 |<5.0f ・・・・(4)
但し、d 1 :第1レンズの肉厚
d 2 :第1レンズと第2レンズの間の空気間隔
f :全系の焦点距離
f 1 :第1レンズの焦点距離 - 物体側から像側に向かって負の屈折力を有する前記第1レンズで構成された第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
- 正の屈折力を有する第3レンズ群は、負レンズと正レンズの貼り合わせレンズであることを特徴とする請求項2に記載の撮像レンズ。
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JP19249897A JP3595897B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | 撮像レンズ |
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1997
- 1997-07-17 JP JP19249897A patent/JP3595897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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