JPH09166748A

JPH09166748A - 撮像レンズ系

Info

Publication number: JPH09166748A
Application number: JP7347576A
Authority: JP
Inventors: Koji Okajima; 厚二岡島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】明るく、小型で、且つ、各種収差が良好に補
正されたレトロフォーカス型の撮像レンズ系を得る。【解決手段】撮像レンズ系１を、物体側から像面側２
へと順に負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈
折力を有する第２レンズＬ２と、両凹面で負の屈折力を
有する第３レンズＬ３と、両凸面で正の屈折力を有する
第４レンズＬ４と、片面が非球面によって構成され正の
屈折力を有する第５レンズＬ５とによって構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な小型撮像装置
用の撮像レンズ系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型撮像装置、例えば、固体撮像
素子を用いたビデオカメラにあっては、小型で、且つ、
口径比が大きい、即ち、明るい撮像レンズ系が求められ
ている。

【０００３】また、上記撮像レンズ系は、併せて、広画
角化が求められている。

【０００４】さらに、上記小型撮像装置においては、光
の高周波成分をカットするために、所謂ローパスフィル
ターを撮像レンズ系と像面との間に配置する必要がある
ため、長いバックフォーカスが必要である。

【０００５】従って、上記諸条件を満足させるために
は、口径比が大きく、広画角化されたレトロフォーカス
型の撮像レンズ系を作成すれば良いことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
には撮像レンズ系の口径比を大きくすることと広画角化
は相反する条件であり、この両者を満足する撮像レンズ
系を得ることは困難であった。ビデオカメラ用の撮像レ
ンズ系においても、口径比を大きくするために画角が犠
牲にされていることが少なくなかった。このような口径
比を大きくするために画角が犠牲にされた撮像レンズ系
においては、前部に補助レンズを付加して広画角化を図
るのが現状である。

【０００７】例えば、特開平７−２１８８２５号公報記
載の撮像レンズ系においては、Ｆ値１．４、半画角２９
度を６枚のレンズ構成で実現しているが、撮像レンズ系
の全長が焦点距離の５倍もあるという大型のものであ
り、しかも、レンズ前群を繰り出してフォーカシングす
る構造であるため、その長さがいっそう際立ち、また、
撮影距離による収差変動も大きいものである。

【０００８】また、特開平６−３４７６９４号公報記載
の撮像レンズ系においては、６枚レンズ構成で物体側に
正レンズを配置してＦ値１．２という口径比の大きな撮
像レンズ系を得ているが、半画角は２４度程度であっ
て、画角の面で不十分なものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明撮像レンズ系は上
記した問題点を解決するために、物体側から像面側へと
順に負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有
する第２レンズと、両凹面で負の屈折力を有する第３レ
ンズと、両凸面で正の屈折力を有する第４レンズと、片
面が非球面によって構成され正の屈折力を有する第５レ
ンズとによって構成したものである。

【００１０】従って、本発明撮像レンズ系によれば、物
体側から順に負正負正正の屈折力を有する５枚のレンズ
で構成することによって、口径比を必要以上に大きくす
ることなく、十分な画角を有し、各種収差が十分に補正
されたレトロフォーカス型の撮像レンズ系を得ることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明撮像レンズ系の実施
の形態について、図示した第１乃至第４の実施例によっ
て説明する。

【００１２】まず始めに、各実施例共通の事項について
説明する。

【００１３】尚、以下の説明において、「ｒ_i」は物体
側からｉ番目の面の曲率半径、「ｄ_i」は物体側からｉ
番目の面とｉ＋１番目の面との光軸（ｘ−ｘ）上の面間
隔、「ｎ_i」は物体側からｉ番目の面のｄ線（波長５８
７．６ｎｍ）に対する屈折率、「ν_i」は物体側からｉ
番目の面におけるｄ線に対するアッベ数であり、また、
「ｆ」はレンズ全系でのｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に
おける焦点距離、「ＦＮＯ」は開放Ｆ値を示すものとす
る。

【００１４】また、各実施例のレンズには、レンズ面が
非球面によって構成されるものも含まれる。以下に示す
各表において、非球面によって構成されるレンズ面に
は、ｒ_iの数値の右側に「（ＡＳＰ）」を付記する。該
非球面形状は、以下の式にて定義されるものとする。Ｚ＝Ｃ・Ｈ²／１＋√［１−（１＋Ｋ）・Ｃ²・Ｈ²］＋
Σ（Ａ_2i・Ｈ²ⁱ）ここで、「Ｚ」は非球面頂点における接平面と球面と
の、光軸ｘ−ｘからの高さ「Ｈ」（＝√（Ｘ²＋Ｙ²））
の時における光軸方向の距離、「Ｃ」は非球面頂点の曲
率（１／ｒ）、「Ｋ」は円錐定数、「Ａ_2i」は第２ｉ次
の非球面係数、をそれぞれ示すものとする。

【００１５】各実施例における撮像レンズ系１、１Ａ、
１Ｂ及び１Ｃは、物体側から像面側へと順に、負の屈折
力を有し物体側が凸面とされたメニスカスレンズである
第１レンズＬ１、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有
する第２レンズＬ２、両凹面で負の屈折力を有する第３
レンズＬ３、両凸面で正の屈折力を有する第４レンズＬ
４及び物体側の面が非球面とされ像面側の面が凸面とさ
れた正の屈折力を有する第５レンズＬ５の５枚のレンズ
と、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置され
る絞りＩＲ及び第５レンズＬ５と像面２との間に配置さ
れたローパスフィルターＦＬとによって構成されるもの
である。

【００１６】従って、撮像レンズ系１、１Ａ、１Ｂ及び
１Ｃは、物体側が非球面とされ正の屈折力を有する第５
レンズＬ５の作用、特に、非球面とされた面ｒ₉の作用
により、像面湾曲を像側へと大きく補正するものであ
る。

【００１７】そして、第２レンズＬ２はｄ線におけるア
ッベ数を「ν_d」とすると、 ν_d＜２８（以下、「条件式（１）」という。）を満足するような形状とされる。

【００１８】また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は
「ｆ_1,2」を第１レンズと第２レンズとの合成による焦
点距離とすると、 −０．１５＜ｆ_1,2／ｆ＜０．０８（以下、「条件式
（２）」という。）を満足するような形状とされる。

【００１９】更に、撮像レンズ系１、１Ａ、１Ｂ及び１
Ｃのレンズ第１面ｒ₁からｒ₁₃（像面）までの長さを
「Ｌ」、レンズ全系のバックフォーカスを「ｆ_b」とす
ると、２．３＜Ｌ／ｆ_b＜３．５（以下、「条件式（３）」と
いう。）を満足するものである。

【００２０】以下に、上記各条件式について説明する。

【００２１】即ち、第２レンズＬ２のｄ線におけるアッ
ベ数を規定する条件式（１）において、ν_dをこのよう
に規定したのは、ν_dが上限値である２８以上になると
倍率色収差の補正が困難となってしまうからである。

【００２２】そして、レンズ全系でのｅ線における焦点
距離と第１レンズと第２レンズとの合成による焦点距離
ｆ_1,2との関係を規定する条件式（２）において、ｆ_1,2
／ｆをこのような範囲内と規定したのは、ｆ_1,2／ｆの
値が下限値である−０．１５以下となると、レンズ全系
における屈折力の配分が崩れ、歪曲収差及び非点収差が
悪化すると共に、第５レンズＬ５の非球面であるｒ₉へ
の負担度が大きくなってしまい、該面ｒ₉の形状が複雑
化してしまうからであり、反対に、ｆ_1,2／ｆの値が上
限値である０．０８を越えると、十分なバックフォーカ
スが得られなくなり、第５レンズＬ５と図示しない固体
撮像素子との間にローパスフィルターＦＬを配置するた
めの十分なスペースが得られなくなってしまうからであ
る。

【００２３】また、撮像レンズ系１、１Ａ、１Ｂ及び１
Ｃは、絞りＩＲによって前群ＧＲ１（第１レンズＬ１及
び第２レンズＬ２）と後群ＧＲ２（第３レンズＬ３、第
４レンズＬ４及び第５レンズＬ５）とに分けることがで
きるが、ｆ_1,2／ｆの値を条件式（２）に規定された範
囲内とすることによって、前群ＧＲ１及び後群ＧＲ２の
偏心に対する許容度を緩和することができ、組立性が向
上するという効果をもたらすものとなる。

【００２４】更に、レンズ第１面ｒ₁から像面ｒ₁₃まで
の長さＬとレンズ全系のバックフォーカスｆ_bとの関係
であるＬ／ｆ_bを規定する条件式（３）において、レン
ズ第１面ｒ₁から像面ｒ₁₃までの長さＬがバックフォー
カスｆ_ｂの２．３倍から３．５倍の範囲内になるように
規定したのは、Ｌ／ｆ_bの値が下限値である２．３以下
となると、前群ＧＲ１及び後群ＧＲ２の屈折力がそれぞ
れ強くなって負の歪曲収差を補正することが困難となっ
てしまうからであり、また、絞りＩＲを配置するための
間隔も確保できなくなると共に絞りの前後の間隔に対す
る精度が高くなってしまって生産性が悪化してしまうか
らである。そして、反対に、Ｌ／ｆ_bの値が上限値であ
る３．５以上となると、撮像レンズ系１、１Ａ、１Ｂ、
１Ｃの全長が長くなり、これによって、周辺光量の確保
のためにレンズの外径を大きくすることが必要になって
小型化に反するものとなってしまうからである。

【００２５】次に、本発明撮像レンズ系の各実施例につ
いて説明する。

【００２６】図１及び図２は本発明撮像レンズ系の第１
の実施例１を示すものである。

【００２７】表１に撮像レンズ系１の各値について示
す。

【００２８】

【表１】

【００２９】また、表１に示すように、９番目の面ｒ₉
は非球面とされている。従って、表２に上記面の第４
次、第６次、第８次及び第１０次の非球面係数Ａ₄、
Ａ₆、Ａ₈及びＡ₁₀を示す。

【００３０】尚、表２中の「ｅ」は、１０を底とする指
数表現を意味するものとする（後述する表４、表６及び
表８においても同様とする。）。

【００３１】

【表２】

【００３２】図２に上記撮像レンズ系１の球面収差図、
非点収差図及び歪曲収差図を示す。尚、球面収差図にお
いて、実線はｅ線、一点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎ
ｍ）、破線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における値を
示し、また、非点収差図において、実線はサジタル像
面、破線はメリディオナル像面における値を示すもので
ある（後述する図４、図６及び図８においても同様とす
る。）。

【００３３】図３及び図４は本発明撮像レンズ系の第２
の実施例１Ａを示すものである。

【００３４】表３に撮像レンズ系１Ａの各値について示
す。

【００３５】

【表３】

【００３６】また、表３に示すように、９番目の面ｒ₉
は非球面とされている。従って、表４に上記面の第４
次、第６次、第８次及び第１０次の非球面係数Ａ₄、
Ａ₆、Ａ₈及びＡ₁₀を示す。

【００３７】

【表４】

【００３８】図４に上記撮像レンズ系１Ａの球面収差
図、非点収差図及び歪曲収差図を示す。

【００３９】図５及び図６は本発明撮像レンズ系の第３
の実施例１Ｂを示すものである。

【００４０】表５に撮像レンズ系１Ｂの各値について示
す。

【００４１】

【表５】

【００４２】また、表５に示すように、１番目の面ｒ₁
及び９番目の面ｒ₉は非球面とされている。従って、表
６に上記各面の第４次、第６次、第８次及び第１０次の
非球面係数Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈及びＡ₁₀を示す。

【００４３】

【表６】

【００４４】図６に上記撮像レンズ系１Ｂの球面収差
図、非点収差図及び歪曲収差図を示す。

【００４５】図７及び図８は本発明撮像レンズ系の第４
の実施例１Ｃを示すものである。

【００４６】表７に撮像レンズ系１Ｃの各値について示
す。

【００４７】

【表７】

【００４８】また、表７に示すように、４番目の面ｒ₄
及び９番目の面ｒ₉は非球面とされている。従って、表
８に上記各面の第４次、第６次、第８次及び第１０次の
非球面係数Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈及びＡ₁₀を示す。

【００４９】

【表８】

【００５０】図８に上記撮像レンズ系１Ｃの球面収差
図、非点収差図及び歪曲収差図を示す。

【００５１】尚、第３の実施例及び第４の実施例におけ
る撮像レンズ系１Ｂ及び１Ｃは、第１レンズＬ１及び第
２レンズＬ２のレンズ面の内、少なくとも、１つの面が
非球面とされている。このようにすることによって、第
５レンズＬ５の物体側の面ｒ₉の非球面量を低減するこ
とができ、製造及び組立上の効率化を図ることを可能と
する。

【００５２】最後に、上記各実施例におけるｆ、ＦＮＯ
及び半画角ωの各値について表９に、そして、前記条件
式（１）乃至（３）におけるν_d、ｆ_1,2、Ｌ／ｆ_bの各
値について表１０に示す。

【００５３】

【表９】

【００５４】

【表１０】

【００５５】このように、本発明撮像レンズ系において
は、僅か５枚構成のレンズによって、ＦＮＯが略２．０
であって十分に明るく、バックフォーカスも１．７ｆ以
上と十分に長く、半画角ωも３０度以上であって、且
つ、各種収差が良好に補正されたビデオカメラ等に適し
た小型、低コストの所謂レトロフォーカス型の撮像レン
ズ系を得ることが可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に本発明撮像レンズ系は、レンズ全系の焦点距離よりも
バックフォーカスが長くされたレトロフォーカス型の撮
像レンズ系において、物体側から像面側へと順に、負の
屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２
レンズと、両凹面で負の屈折力を有する第３レンズと、
両凸面で正の屈折力を有する第４レンズと、片面が非球
面によって構成され正の屈折力を有する第５レンズによ
って構成されたことを特徴とするものである。

【００５７】従って、本発明撮像レンズ系によれば、像
面側から順に負正負正正の屈折力を有する５枚のレンズ
によって構成することによって、口径比を必要以上に大
きくすることなく、十分な画角を有し、各種収差が十分
に補正されたレトロフォーカス型の撮像レンズ系を得る
ことができる。

【００５８】尚、前記実施例において示した具体的な形
状乃至構造は、本発明を実施するに当たっての具体化の
ほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発
明の技術的範囲が限定的に解釈されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２と共に本発明撮像レンズ系の第１の実施例
を示すものであり、本図はレンズ構成を示す概略図であ
る。

【図２】球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図であ
る。

【図３】図４と共に本発明撮像レンズ系の第２の実施例
を示すものであり、本図はレンズ構成を示す概略図であ
る。

【図４】球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図であ
る。

【図５】図６と共に本発明撮像レンズ系の第３の実施例
を示すものであり、本図はレンズ構成を示す概略図であ
る。

【図６】球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図であ
る。

【図７】図８と共に本発明撮像レンズ系の第４の実施例
を示すものであり、本図はレンズ構成を示す概略図であ
る。

【図８】球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図であ
る。

【符号の説明】

１撮像レンズ系１Ａ撮像レンズ系１Ｂ撮像レンズ系１Ｃ撮像レンズ系２像面Ｌ１第１レンズＬ２第２レンズＬ３第３レンズＬ４第４レンズＬ５第５レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ全系の焦点距離よりもバックフォ
ーカスが長くされたレトロフォーカス型の撮像レンズ系
において、物体側から像面側へと順に、負の屈折力を有する第１レ
ンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、両凹面で負の屈折力を有する第３レンズと、両凸面で正の屈折力を有する第４レンズと、片面が非球面によって構成され正の屈折力を有する第５
レンズとによって構成されたことを特徴とする撮像レン
ズ系。
【請求項２】第１レンズ及び第２レンズの内、少なく
とも、１つの面が非球面によって構成されたことを特徴
とする請求項１に記載の撮像レンズ系。
【請求項３】第２レンズが以下の条件を満足すること
を特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ系。 ν_d＜２８但し、 ν_d：ｄ線に対するアッベ数とする。
【請求項４】以下の条件を満足することを特徴とする
請求項３に記載の撮像レンズ系。 −０．１５＜ｆ_1,2／ｆ＜０．０８但し、ｆ：レンズ全系の焦点距離、ｆ_1,2：第１レンズと第２レンズとの合成による焦点距
離とする。
【請求項５】以下の条件を満足することを特徴とする
請求項３に記載の撮像レンズ系。２．３＜Ｌ／ｆ_b＜３．５但し、Ｌ：最も物体側のレンズ面から像面までの長さ、ｆ_b：レンズ全系のバックフォーカスの値とする。