JPH04211214A - 撮像レンズ - Google Patents
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- JPH04211214A JPH04211214A JP41923390A JP41923390A JPH04211214A JP H04211214 A JPH04211214 A JP H04211214A JP 41923390 A JP41923390 A JP 41923390A JP 41923390 A JP41923390 A JP 41923390A JP H04211214 A JPH04211214 A JP H04211214A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
上に結像させる撮像レンズに関するものであり、小型で
構成枚数の少ないものから枚数が多く性能が高いもの、
そしてズームレンズを含んでいる。
器においては、例えば一眼レフカメラ用の撮影レンズと
同等の結像性能を有するレンズか必要とされる。
要求される解像度が低い装置においては、結像性能より
コンパクト性が重視され、最小の枚数により可能な限り
コンパクトに構成することが要求される。
ガラスレンズで構成される撮像レンズが一般的に使用さ
れている。球面レンズを利用して一定の結像性能を得る
ためには、構成枚数をこれ以上減らすことは困難である
。
成される従来の撮像レンズを示したものであり、図52
はこの構成による横収差を示したものである。なお、図
中の符号4はカバーガラスを示している。
として1枚の非球面レンズ5で構成される撮像レンズを
示した例である。図54はこのレンズの諸収差を示して
いる。
、この種のレンズとしての性能を満たしているが、構成
枚数が多い。反対に、図53のレンズは構成枚数は最小
であるが特に周辺部での性能の劣化が著しい。
たものであり、より少ない構成枚数で必要な性能を確保
することができる撮像レンズの提供を目的とする。
ズは、上記目的を達成させるため、結像レンズと、両面
が非球面の補正レンズとを組み合わせて用いたことを特
徴とする。
各種の条件について説明する。
レンズの焦点距離をf1、補正レンズの焦点距離をf2
、結像レンズの第1面の近軸曲率半径をr1、結像レン
ズの軸上の厚さをd1として、 0.75<f/f1<1.0 …(1)−0.10<
f/f2<0 …(2)0.3<r1/d1<1
.0 …(3)を満たすことを特徴とする。
差に関する条件であり、(1)式の下限あるいは(2)
式の上限を越えると、サジタルの像面湾曲が過大となり
、逆に(1)式の上限あるいは(2)式の下限を越える
と、非点隔差が大きくなると共に、結像レンズ、補正レ
ンズの屈折力が過大となってコマ収差が発生する。
る条件であり、上限を越えるとメリジオナルの像面湾曲
が大きくなり、下限を下回るとコマ収差が発生する。
面係数An、円錐係数をK、非球面頂点の曲率(1/r
)をCとし、補正レンズの物体側面(N=1)及び像側
面(N=2)の光軸からの高さYの非球面上における近
軸曲率面からのズレ△XN(Y)を数4のように定義し
た際に、
関する条件であり、両式の下限を下回ると、像高の低い
範囲で負のディストーションが発生し、上限を越えると
メリジオナルの像面湾曲が大きくなり、非点隔差が大き
くなる。
、補正レンズの入射瞳を結像レンズ内に位置させ、補正
レンズの物体側の面から補正レンズの入射瞳までの距離
をd0、全系の焦点距離をfとして、−0.4<d0/
f<−0.2 …(6)の条件を満たすよう設定する
ことが好ましい。
であり、この条件を満たさない場合には、非点収差が増
大し、結像性能が悪化する。
を示したものである。この撮像レンズは、両面非球面の
結像レンズ10と、その像側に配置された両面非球面の
補正レンズ20とから構成されている。補正レンズ20
の像側には、結像される画像の信号を読み取る図示せぬ
センサが設けられている。
ことがないようカバーガラス30によって密封されてお
り、受光面とカバーガラスの間の空間には窒素ガスが充
填されている。補正レンズ20は、その両面が近軸にお
いては物体側に凸となり、非球面変位方向が、非球面の
近軸曲率半径と逆となるような特殊形状を呈している。 このような非球面形状は、プラスチック素材を用いるこ
とにより容易に実現することができる。
示した通りである。表中の記号は、Fno.がFナンバ
ー、fは主波長における焦点距離、mは倍率、rは面の
曲率半径、dはレンズ厚若しくは空気間隔、ndはレン
ズのd−line(588nm)における屈折率、νは
アッベ数、neはレンズのe−line(546nm)
における屈折率である。
径欄の数値は非球面頂点の曲率半径とする。非球面は、
光軸からの高さYの非球面上の非球面頂点の接平面から
の距離をX、非球面頂点の曲率(1/r)をC、円錐係
数をK、4次〜10次の非球面係数をA4〜A10とし
て、以下の数5で与えられ、各面の円錐係数、非球面係
数は表1下段に示す通りである。図2は表1の構成によ
る諸収差、図3は横収差を示したものである。
たものである。この例では、結像レンズ10の像側に設
けられた補正レンズ20がセンサのカバーを兼ねている
。レンズの具体的な数値構成は、表2に示す通りである
。表中の記号は、第1実施例と同様である。図5は、表
2の構成による諸収差を示したものである。
像レンズの第3実施例を示したものである。
ンズ10と、補正レンズ20とから構成され、その像側
にセンサのカバーガラス30が設けられている。
されており、この構成による諸収差は図7に示した通り
である。
レンズ10、及び補正レンズ20にAPO(アモルファ
スポリオレフィン:商品名)を用いている。従来からプ
ラスチックレンズの材料として用いられているPMMA
(ポリメチルメタクリレート)は、温度や湿度の変化に
よる屈折状態の変化が大きく、環境の変化によって光学
性能が大きく変化するという問題がある。特に、湿度変
化があると、ピントのズレのみでなく光束の波面を乱し
てしまう。
て三井石油化学株式会社が開発したものであり、吸水率
が従来より1桁小さい0.01%以下であるため、湿度
の変化による影響を受け難い。従って、レンズにAPO
を用いることにより、レンズ系の性能をより安定化する
ことができる。
像レンズの第4実施例を示したものである。
ンズ10と、補正レンズ20とから構成され、その像側
にセンサのカバーガラス30が設けられている。
この構成による諸収差は図9に示した通りである。
撮像レンズの第5実施例を示したものである。
ズ10の像側に設けられた補正レンズ20がセンサのカ
バーを兼ねており、両レンズはAPOで形成されている
。
る場合には、PMMA等の吸湿性の高い樹脂を使用する
と、吸排湿を通じて透湿をもたらし、センサ性能を低下
させる虞がある。この実施例のように補正レンズをAP
Oとした場合には、受光面を湿気から保護し、センサの
性能の低下を防止することができる。
通りであり、その諸収差は図11に示した通りである。
撮像レンズの第6実施例を示したものである。
ズ10の像側に設けられた補正レンズ20がセンサのカ
バーを兼ねている。
通りであり、その諸収差は図13に示した通りである。
(6)との対応は表7の通りである。
カメラ、あるいはドアホン用カメラ等の小型のカメラに
利用される撮像レンズに関する。このような要求に応え
るため、第1〜第6実施例の撮像レンズは、1枚の結像
レンズと1枚の補正レンズとで全体をコンパクトに構成
している。
として複数枚で構成されるレンズを用い、上記の例より
結像性能が高い撮像レンズを提供している。更に、第7
〜第9実施例はズームレンズである。
撮像レンズの第7実施例を示したものである。このレン
ズは、3群構成の結像レンズと、両面非球面で近軸にお
いて負の焦点距離を持つ補正レンズとから構成され、結
像レンズは、物体側から順に、正の第1レンズ群と、負
の第2レンズ群と、正の第3レンズ群とが配列して構成
される。このレンズは、第1、第2レンズ群を光軸方向
に移動させることによって焦点距離を変化させるズーム
レンズであり、第1レンズ群を光軸方向に移動させるこ
とによりフォーカシングが行なわれる。
である。
りであり、その諸収差は焦点距離10mmの場合が図1
6、焦点距離20mmの場合が図17、焦点距離40m
mの場合が図18に示されている。
撮像レンズの第8実施例を示したものである。このレン
ズは、4群構成の結像レンズと、両面非球面で近軸にお
いて負の焦点距離を持つ補正レンズとから構成され、結
像レンズは、物体側から順に、正の第1レンズ群と、負
の第2レンズ群と、負の第3レンズ群と、正の第4レン
ズ群とが配列して構成される。このレンズは、第2、第
3レンズ群を光軸方向に移動させることによって焦点距
離を変化させるズームレンズであり、第1レンズ群を光
軸方向に移動させることによりフォーカシングが行なわ
れる。
りであり、その諸収差は焦点距離10mmの場合が図2
0、焦点距離20mmの場合が図21、焦点距離40m
mの場合が図22に示されている。
の諸収差を、焦点距離10mmの場合を図23、焦点距
離20mmの場合を図24、焦点距離40mmの場合を
図25に示す。
撮像レンズの第9実施例を示したものである。このレン
ズは、4群構成の結像レンズと、両面非球面で近軸にお
いて正の焦点距離を持つ補正レンズとから構成され、結
像レンズは、物体側から順に、正の第1レンズ群と、負
の第2レンズ群と、負の第3レンズ群と、正の第4レン
ズ群とが配列して構成される。このレンズは、第2、第
3レンズ群を光軸方向に移動させることによって焦点距
離を変化させるズームレンズであり、第1レンズ群を光
軸方向に移動させることによりフォーカシングが行なわ
れる。
である。
通りであり、その諸収差は焦点距離8mmの場合が図2
8、焦点距離20mmの場合が図29、焦点距離48m
mの場合が図30に示されている。
る撮像レンズの第10実施例を示したものである。この
レンズは、4群構成の結像レンズと、両面非球面で近軸
において負の焦点距離を持つ補正レンズとから構成され
、結像レンズは、物体側から順に、負の第1レンズと、
正の第2レンズと、負の第3レンズと、正の第4レンズ
とが配列して構成される。
通りであり、その倍率−0.168倍における諸収差は
図32に示されている。
る撮像レンズの第11実施例を示したものである。この
レンズは、4枚構成の結像レンズと、両面非球面で近軸
において負の焦点距離を持つ補正レンズとから構成され
、結像レンズは、物体側から順に、正の第1レンズと、
負の第2レンズと、正の第3レンズと、負の第4レンズ
とが配列して構成され、第3レンズと第4レンズとが接
合されている。
である。レンズの具体的な数値構成は表12に示す通り
であり、その倍率−0.112倍における諸収差は図3
5に示されている。なお、図36は、補正レンズを除い
た場合の結像レンズのみの諸収差を示している。
る撮像レンズの第12実施例を示したものである。第1
2実施例から第18実施例で示す撮像レンズは、物体側
から順に、近軸において両凹で負の焦点距離を持つ補正
レンズと、1枚構成の正の結像レンズとが配列して構成
され、像側にはカバーガラスが設けられている。補正レ
ンズは両面非球面であり、物体側の面の球面からの変位
方向は、近軸の曲率半径とは逆である。
体側の非球面が結像レンズの入射瞳に対して良好な物体
像を形成する。結像レンズによる結像面を物体としてみ
た際のペッツバール像面は、物体側に凸となる曲面とな
り、補正レンズより物体側に形成される。負の補正レン
ズによるペッツバール像面は、物体側に凸となる曲面で
あり、補正レンズより物体側に虚像として形成される。 これらのペッツバール像面の位置と湾曲の度合とが一致
する場合には、物体の像は像面湾曲、非点収差のない状
態で受光面上に形成される。
で安価な小型レンズを提供することができる。また、正
の結像レンズの物体側に負レンズを配置することにより
、長いバックフォーカスを確保することができ、レンズ
の焦点距離を短くした場合にも、レンズとカバーガラス
とが接触しない。
は絞りが結像レンズ中に位置し、第15、17、18実
施例では絞りが結像レンズの像側の面上に位置する。
は表13に示す通りであり、その諸収差は図38に示さ
れている。
る撮像レンズの第13実施例を示したものである。レン
ズの具体的な数値構成は表14に示す通りであり、その
諸収差は図40に示されている。
る撮像レンズの第14実施例を示したものである。レン
ズの具体的な数値構成は表15に示す通りであり、その
諸収差は図42に示されている。
撮像レンズの第15実施例を示したものである。レンズ
の具体的な数値構成は表16に示す通りであり、その諸
収差は図44に示されている。
る撮像レンズの第16実施例を示したものである。レン
ズの具体的な数値構成は表17に示す通りであり、その
諸収差は図46に示されている。
る撮像レンズの第17実施例を示したものである。レン
ズの具体的な数値構成は表18に示す通りであり、その
諸収差は図48に示されている。
る撮像レンズの第18実施例を示したものである。レン
ズの具体的な数値構成は表19に示す通りであり、その
諸収差は図50に示されている。
両面非球面の補正レンズを結像レンズと組み合わせて用
いることにより、結像レンズの構成を簡略にすることが
できる。
ズ断面図である。
図である。
。
ある。
ある。
ある。
図である。
距離10mmの諸収差図である。
距離20mmの諸収差図である。
距離40mmの諸収差図である。
ある。
ある。
ある。
である。
。
。
ある。
ある。
差図である。
面図である。
る。
差図である。
収差図である。
。
。
Claims (16)
- 【請求項1】 結像レンズと、該結像レンズの像側に
配置されて近軸において両面が物体側に凸となる非球面
であるメニスカスの補正レンズとを有することを特徴と
する撮像レンズ。 - 【請求項2】 前記補正レンズの非球面変位方向が、
非球面の近軸曲率半径と逆であることを特徴とする請求
項1に記載の撮像レンズ。 - 【請求項3】 前記補正レンズは、該補正レンズの像
側に設けられた受光素子のカバーとなっていることを特
徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。 - 【請求項4】 前記結像レンズのみを光軸方向に移動
させることにより焦点調節を行なうことを特徴とする請
求項3に記載の撮像レンズ。 - 【請求項5】 前記補正レンズは、低吸湿性樹脂によ
り形成されることを特徴とする請求項1に記載の撮像レ
ンズ。 - 【請求項6】 前記低吸湿性樹脂は、アモルファスポ
リオレフィンであることを特徴とする請求項5に記載の
撮像レンズ。 - 【請求項7】 前記結像レンズは、少なくとも1面が
非球面である1枚のレンズにより構成されることを特徴
とする請求項1に記載の撮像レンズ。 - 【請求項8】 前記結像レンズは、物体側から順に、
正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群と、正の第3レ
ンズ群とが配列して構成され、前記第1、第2レンズ群
を光軸方向に移動させることによって焦点距離を変化さ
せることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。 - 【請求項9】 前記結像レンズは、物体側から順に、
正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群と、負の第3レ
ンズ群と、正の第4レンズ群とが配列して構成され、前
記第2、第3レンズ群を光軸方向に移動させることによ
って焦点距離を変化させることを特徴とする請求項1に
記載の撮像レンズ。 - 【請求項10】 前記結像レンズは、物体側から順に
、負の第1レンズと、正の第2レンズと、負の第3レン
ズと、正の第4レンズとが配列して構成されることを特
徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。 - 【請求項11】 前記結像レンズは、物体側から順に
、正の第1レンズと、負の第2レンズと、正の第3レン
ズと、負の第4レンズとが配列して構成され、第3レン
ズと第4レンズとが接合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。 - 【請求項12】 結像レンズと、その像側に配置され
た両面非球面の補正レンズとを有し、主波長における全
系の焦点距離をf、結像レンズの焦点距離をf1、補正
レンズの焦点距離をf2として、 0.75<f/f1<1.0 −0.10<f/f2<0 を満たすことを特徴とする撮像レンズ。 - 【請求項13】 結像レンズと、その像側に配置され
た両面非球面の補正レンズとを有し、結像レンズの第1
面の近軸曲率半径をr1、結像レンズの軸上の厚さをd
1として、 0.3<r1/d1<1.0 を満たすことを特徴とする撮像レンズ。 - 【請求項14】 結像レンズと、その像側に配置され
た両面非球面の補正レンズとを有し、全系の焦点距離を
f、4次、6次、8次…の非球面係数An、円錐係数を
K、非球面頂点の曲率(1/r)をCとし、補正レンズ
の物体側面(N=1)及び像側面(N=2)の光軸から
の高さYの非球面上における近軸曲率面からのズレ△X
N(Y)を数2のように定義した際に、【数1】 の条件を満たすことを特徴とする撮像レンズ。 【数2】 - 【請求項15】 結像レンズと、その像側に配置され
た両面非球面の補正レンズとを有し、前記補正レンズの
入射瞳が前記結像レンズ内にあり、補正レンズの物体側
の面から補正レンズの入射瞳までの距離をd0、全系の
焦点距離をfとして、 −0.4<d0/f<−0,2 の条件を満たすことを特徴とする撮像レンズ。 - 【請求項16】 結像レンズと、該結像レンズの物体
側に配置されて両凹の両面非球面の補正レンズとを有す
ることを特徴とする撮像レンズ。
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JP25734599A Division JP2000066095A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 撮像レンズ |
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