JP5733448B2 - 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents
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Description
結像レンズは「単焦点の結像レンズ」であり、カメラ装置は所謂銀塩カメラを含む各種のカメラ、特に、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等として実施でき、このカメラ装置をカメラ機能部として有する携帯情報端末装置として実施できる。
特許文献2の結像レンズも「負正2群タイプ」でレンズ枚数も少ないが、やはり全長が長く、像面湾曲の補正の点でもなお改良の余地がある。
固体撮像素子の光導電性セルやその配列ピッチを大きくすると、固体撮像素子の光感度が高くなり、撮像画像に対する被写界深度も浅くなり、写真レンズの場合、メリットも大きい。
即ち、有限の物体距離への合焦を「第1群と第2群を異なる繰り出し量で変位」させて行う。
「第1群」は、2枚の負レンズと2枚以上の正レンズを含んで5枚以下のレンズで構成され、最も物体側のレンズは「凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズ」である。
(2) −0.1 > f1 1 /f1 2 > −1.0
を満足する。
(1) 0.0 < d1 2−3 /d1 1−2 < 1.0
を満足することが好ましい(請求項2)。
(5) 0.4 < |R11/R2e| < 2.1
を満足することが好ましい(請求項3)。
(6) 1.2 < |R1e/R21| < 2.6
を満足することが好ましい(請求項4)。
(7) −1.5E+1<Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|<−5.0E-2
を満足することが好ましい(請求項5)。
「−1.5E+1」は「−1.5×101」、「−5.0E-2」は「−5.0×10-2」をそれぞれ意味する。
(3) 2.0 < f1e/f21 < 7.9
を満足することが好ましい(請求項6)。
(4) 0.7<(Nd4・νd4−Nd3・νd3)
/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)<1.6
を満足することが好ましい(請求項7)。
この発明の携帯情報端末装置は、請求項8記載のカメラ装置をカメラ機能部として有する(請求項9)。
この発明の結像レンズは、第1群の最も物体側を「凸面を物体側にした負メニスカスレンズ」とし、大口径の実現を目しており、条件(2)の範囲外では、入射光線束に与える影響が大きくなる。
条件(7)は、このような「有限物体距離への合焦」に関連した条件である。
即ち、パラメータにおける|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|の部分は、無限遠合焦の状態から「基準最短撮像距離への合焦」の際の、第1群と第2群との繰り出し量の比であり、|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|が「0(D1∞=D1t)」であれば、第1群と第2群の繰り出し量は同一であり、結像レンズが一体として物体側へ変位して合焦を行なうことになる。
請求項1の結像レンズのように、第1群の最も像側のレンズ面形状と第2群の最も物体側のレンズ面形状を、共に凸面形状とし、第1群と第2群の間に絞りを配置することにより、絞りを介して隣接する面が「対称に近い形状」となり、特に倍率色収差の発生、非点収差、歪曲収差を有効に抑制することが出来る。
「合焦」は、レンズL1〜L4で構成される第1群、レンズL5〜L9で構成される第2群が、物体側へ互いに別個に変位することによって行なわれる。
図15はカメラ装置(携帯情報端末装置のカメラ機能部)の外観を示し、図22は携帯情報端末装置のシステム構成を示している。
図16に示すように、携帯情報端末装置30は、撮影レンズ31と受光素子(1000万画素〜1500万画素が2次元に配列された電子撮像素子)45を有し、撮影レンズ31によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子45によって読み取るように構成されている。
Fno:開口数(Fナンバ)
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率(d線)
νd:アッベ数 。
X=(H2/R)/[1+{1−k(H/r)2}1/2]
+C4H4+C6H6+C8H8+C10H10+・・・
で表わす。
実施例1のレンズ構成は図1に示した通りである。
実施例1のデータを表1に示す。
第3面の非球面データは以下のとおりである。
k = 16.511
C4 = 1.057E−05
C6 =−8.295E−07
C8 = 3.194E−08
C10=−4.098E−10
C12=−1.550E−12
C14= 7.232E−14
C16=−6.999E−16
C18=−5.662E−18 。
k = 0.000
C4 =−9.157E−05
C6 = 1.096E−06
C8 =−5.305E−08
C10= 1.237E−09
C12=−1.839E−11
C14= 1.517E−13
C16=−5.705E−16
C18= 3.284E−19
上記において例えば「3.284E−19」は「3.284×10−19」を意味する。以下においても同様である。
繰り出し量:D1、D2を表2に示す。繰り出し量の単位は「mm」である。以下の実施例においても同様である。
d12−3/d11−2=0.32
f11/f12=−0.57
f1e/f21=3.24
(Nd4・νd4−Nd3・νd3)/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)
=1.44
|R11/R2e|=0.57
|R1e/R21|=1.37
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−4.4E-1 。
実施例2のレンズ構成は図3に示したとおりである。
実施例2のデータを表3に示す。
第12面の非球面データは以下のとおりである。
k = 0.000
C4 = 1.702E−05
C6 = 8.936E−07 。
C4 = 1.035E−04
C6 = 1.196E−06
C8 = 1.421E−09
C10=−1.023E−10
C12= 3.055E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表4に示す。
d12−3/d11−2=0.64
f11/f12=−0.46
f1e/f21=2.51
(Nd4・νd4−Nd3・νd3)/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)
=0.79
|R11/R2e|=0.90
|R1e/R21|=2.40
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−6.5E-1 。
実施例3のレンズ構成は図5に示したとおりである。
実施例3のデータを表5に示す。
第1面の非球面データは以下のとおりである。
k =−5.163
C4 = 1.990E−04
C6 =−3.715E−06
C8 = 5.008E−08
C10=−3.466E−10
C12= 1.083E−12 。
k = 0.1880
C4 = 1.317E−04
C6 =−5.317E−06
C8 = 6.213E−08
C10=−6.522E−10
C12= 1.333E−12
C14= 1.496E−13
C16=−3.280E−15
C18= 1.898E−17 。
C4 = 1.119E−04
C6 = 2.677E−07
C8 = 6.947E−09
C10=−9.656E−11
C12= 4.708E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表6に示す。
d12−3/d11−2=0.36
f11/f12=−0.66
f1e/f21=3.48
(Nd4・νd4−Nd3・νd3)/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)
=0.78
|R11/R2e|=1.41
|R1e/R21|=1.30
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−5.0E−1 。
実施例4のレンズ構成は図7に示したとおりである。
実施例4のデータを表7に示す。
第2面の非球面データは以下のとおりである。
k =−0.1284
C4 = 2.211E−05
C6 =−9.313E−07
C8 = 1.637E−08
C10=−2.689E−10 。
C4 =−6.811E−05
C6 = 1.598E−06
C8 =−1.011E−08
C10= 3.747E−11 。
繰り出し量:D1、D2を表8に示す。
d12−3/d11−2=0.64
f11/f12=−0.55
f1e/f21=6.32
(Nd4・νd4−Nd3・νd3)/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)
=1.19
|R11/R2e|=0.85
|R1e/R21|=1.70
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−7.9E−1 。
実施例5のレンズ構成は図9に示したとおりである。
実施例1のデータを表1に示す。
第2面の非球面データは以下のとおりである。
k =−0.2533
C4 −2.254E−05
C6 = 4.226E−07
C8 =−1.066E−08
C10= 6.961E−11 。
k =−24.622
C4 =−8.962E−05
C6 = 1.920E−06
C8 =−1.294E−08
C10= 4.865E−11 。
繰り出し量:D1、D2を表10に示す。
d12−3/d11−2=0.03
f11/f12=−0.19
f1e/f21=2.73
(Nd4・νd4−Nd3・νd3)/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)
=1.19
|R11/R2e|=1.25
|R1e/R21|=1.33
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−1.2E+1 。
実施例6のレンズ構成は図11に示したとおりである。
実施例6のデータを表11に示す。
第1面の非球面データは以下のとおりである。
k =−4.6053
C4 = 1.969E−04
C6 =−3.766E−06
C8 = 5.015E−08
C10=−3.432E−10
C12= 1.049E−12 。
k = 0.1696
C4 = 1.384E−04
C6 =−5.402E−06
C8 = 6.167E−08
C10=−6.439E−10
C12= 1.450E−12
C14= 1.468E−13
C16=−3.256E−15
C18= 1.874E−17 。
k = 0.3774
C4 = 1.174E−04
C6 = 3.790E−07
C8 = 5.500E−09
C10=−8.152E−11
C12= 4.137E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表12に示す。
d12−3/d11−2=0.38
f11/f12=−0.66
|R11/R2e|=1.46
|R1e/R21|=1.62
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−5.0E-1 。
実施例7のレンズ構成は図13に示したとおりである。
実施例7のデータを表13に示す。
第1面の非球面データは以下のとおりである。
k = 0.000
C4 = 2.745E−05
C6 =−1.449E−06
C8 = 1.891E−08
C10=−1.165E−10
C12= 2.814E−13 。
k =−0.4204
C4 = 7.192E−05
C6 =−2.089E−06
C8 = 4.543E−08
C10=−9.522E−10
C12= 1.209E−11
C14= 3.593E−14
C16=−2.150E−15
C18= 1.340E−17 。
k =−0.1779
C4 = 1.026E−04
C6 = 1.606E−07
C8 = 7.347E−09
C10=−9.187E−11
C12= 4.297E−13 。
繰り出し量:D1、D2を表14に示す。
d12−3/d11−2=0.91
f11/f12=−0.50
|R11/R2e|=1.94
|R1e/R21|=1.30
Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|=−1.2E−1 。
各実施例の収差は、高いレベルで補正されており、球面収差、非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に補正されており、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。
また、半画角も38度前後の広画角であり、Fnoも2.5程度と明るく大口径でありながら、良好な結像性能を確保できている。
Stop 絞り
Claims (9)
- 物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1群と、絞りと、正の屈折力を有する第2群とを配してなる結像レンズであって、
第1群と第2群を異なる繰り出し量で変位させて有限の物体距離への合焦を行い、
第1群は、2枚の負レンズと2枚以上の正レンズを含んで5枚以下のレンズで構成され、最も物体側のレンズは凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズであり、
第2群は、正・負レンズの接合レンズを少なくとも1組と、負レンズおよび正レンズを含む5枚以下のレンズで構成され、
第1群の最も像側のレンズ面と、第2群の最も物体側のレンズ面が、共に凸形状で、
第1群の最も物体側に位置する負メニスカスレンズの焦点距離:f11、第1群の物体側から2番目に位置する正レンズの焦点距離:f12が、条件:
(2) −0.1 > f11/f12 > −1.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1記載の結像レンズにおいて、
第1群の、最も物体側に位置する上記負メニスカスレンズとその像側に隣接する正レンズとの空気間隔:d11−2、第1群の物体側から2番目に配置される正レンズと、この正レンズの像側に隣接するレンズの空気間隔:d12−3が、条件:
(1) 0.0 < d12−3/d11−2 < 1.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1または2記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も物体側に位置するレンズの物体側面の曲率半径:R11、第2群の最も像側に位置するレンズの像側面の曲率半径:R2eが、条件:
(5) 0.4 < |R11/R2e| < 2.1
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜3の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も像側に位置するレンズの像側面の曲率半径:R1e、第2群の最も物体側に位置するレンズの物体側面の曲率半径:R21が、条件:
(6) 1.2 < |R1e/R21| < 2.6
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載の結像レンズにおいて、
物体が無限遠の時の第1群と第2群の間のレンズ間隔:D1∞、基準最短撮像距離に合焦した時の第1群と第2群の間のレンズ間隔:D1t、物***置が無限遠の時の第2群と像面の間隔:D2∞、上記基準最短撮像距離に合焦した時の第2群と像面の間隔:D2tが、Logを常用対数として、条件:
(7) −1.5E+1<Log|(D1∞−D1t)/(D2∞−D2t)|<−5.0E-2
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜5の任意の1記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も像側が正・負レンズの接合レンズであり、
第2群の最も物体側が正・負レンズの接合レンズであり、
上記第1群の最も像側の接合レンズの焦点距離:f1e、上記第2群の最も物体側の接合レンズの焦点距離:f21が、条件:
(3) 2.0 < f1e/f21 < 7.9
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項6記載の結像レンズにおいて、
第1群の最も像側に位置する接合レンズの負レンズのd線の屈折率:Nd3、該負レンズのd線のアッベ数:νd3、上記第1群の最も像側の接合レンズの正レンズのd線の屈折率:Nd4、該正レンズのd線のアッベ数:νd4、第2群の最も物体側に位置する接合レンズの正レンズのd線の屈折率:Nd5、該正レンズのd線のアッベ数:νd5、上記第2群の最も物体側に位置する接合レンズの負レンズのd線の屈折率:Nd6、該負レンズのd線のアッベ数:νd6が、条件:
(4) 0.7<(Nd4・νd4−Nd3・νd3)
/(Nd5・νd5−Nd6・νd6)<1.6
を満足することを特徴とする結像レンズ。 - 請求項1〜7の任意の1に記載の結像レンズを撮影用光学系として有するカメラ装置。
- 請求項8記載のカメラ装置をカメラ機能部として有する携帯情報端末装置。
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