JP4219000B2

JP4219000B2 - 撮影レンズ系

Info

Publication number: JP4219000B2
Application number: JP05550298A
Authority: JP
Inventors: 勝江口
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2018-03-06
Also published as: JPH11249009A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、主に電子スチルカメラ（デジタルカメラ）等に用いられる高解像度な撮影レンズ系に関し、特にＦ２〜Ｆ２．８程度で、画角が６０°〜７０°程度と広角な撮影レンズ系に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
カメラの小型化と高精細化のために、ＣＣＤ撮像素子の画素が微細化されており、これに伴って、デジタルカメラの撮影レンズ系は、大口径で高解像度のものが必要となる。さらに、ＣＣＤの前にフィルター類を配置するために、長いバックフォーカスも要求される。また、カラーＣＣＤ用の光学系は、シェーディングや色ずれ防止のために、レンズ最終面からの射出光ができるだけ撮像面に垂直入射するような、いわゆるテレセントリック性が良いことを求められる。
【０００３】
デジタルカメラ用の撮影レンズ系は、小型の撮像素子上に結像させるために、写真レンズ等に比べて焦点距離が短い。そのために被写界深度が深く、固定焦点（パンフォーカス）として使用するものが多い。マクロ撮影機能を有する場合でも、メカ設計上簡単であるという理由から、数点のゾーンフォーカスタイプとすることが多い。しかし、特に高解像度用の撮影レンズ系としては、無限遠物体から最近接物体まで厳密に合焦させる必要があるため、フォーカスレンズ群を無段階で移動させるフォーカス機構を有することが望ましい。
【０００４】
また、最近のデジタルカメラの高級機ではＡＦ機能を搭載したものも見られるようになった。一般的に高速にＡＦ機能を働かせようとするには、フォーカスレンズ群は軽量であることが望まれる。
【０００５】
デジタルカメラ用の撮影レンズ系としては、例えば、特開平８−２２０４２８号公報が知られているが、歪曲収差他の諸収差が大きく、改善の余地がある。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、コンパクトで、バックフォーカスが長く、かつテレセントリック性が良く、無限遠からマクロまで良好な結像性能を有し、高解像度に対応可能であり、高精度なＡＦ、ＡＥ機能をもつ高級デジタルカメラに適し、コストダウンを可能にする、ピントずれの少ない撮影レンズ系を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の撮影レンズ系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなる前群；開口絞り；及び負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとからなる後群；で構成され、前群中の第１レンズと、後群中の第６レンズとはそれぞれ樹脂レンズからなり、第１レンズと第６レンズの物体側の面はそれぞれ回転対称非球面からなり、第４レンズと第５レンズは接合レンズからなり、次の条件式（１）ないし（４）を満足することを特徴としている。
（１）０．５＜Ｄ／ｆ＜１．２
（２）０．０＜ｆ／ｆＦ＜０．３４７
（３）０．５＜ｆ／ｆＲ＜０．８
（４）−１．５＜ｆａ／ｆｂ＜−０．５
但し、
Ｄ：無限遠合焦時の前群と後群の空気間隔、
ｆ：撮影レンズ系全系の焦点距離、
ｆＦ：前群の焦点距離、
ｆＲ：後群の焦点距離、
ｆａ：前群中の負の樹脂レンズの焦点距離、
ｆｂ：後群中の正の樹脂レンズの焦点距離、
である。
【０００８】
第４レンズと第５レンズは接合レンズとすることが好ましい。接合レンズによれば、偏心等の製造誤差に対する性能劣化が少ない。またフォーカシングは、後群を移動させることによって行なうことが望ましい。最近のデジタルカメラ用の高級撮影レンズ系は、高速メカニカルシャッターや多段階絞り機構等により、絞りはより大きく重量も大きくなってきているため、全体繰り出し式のような絞り機構を含むフォーカス群となることは好ましくない。また絞りの高級化、大型化により、絞りを配置するためのスペースを大きく取る必要がある。ＣＣＤが小型化されても、絞りの小型化には限界があるため、必要とされるスペースは変わらない。リヤフォーカシング式にすれば、開口絞りを移動させることなく、比較的簡単にかつ移動重量を小さくして、フォーカシングを行なうことができる。
【００１０】
【発明の実施の態様】
本発明の撮影レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９及び図１１に示すように、物体側から順に、負のパワーの第１レンズＬ１、負のパワーの第２レンズＬ２及び正のパワーの第３レンズＬ３からなる前群Ｆと、開口絞りＳと、負のパワーの第４レンズＬ４、正のパワーの第５レンズＬ５及び正のパワーの第６レンズＬ６からなる後群Ｒとから構成される。第６レンズＬ６の最終面とＣＣＤの間には、ローパスフィルターや赤外線カットフィルター、ＣＣＤカバーガラス他の平行平面板が配置されている。後群Ｒは、光軸方向に可動のフォーカスレンズ群である。後群Ｒをフォーカスレンズ群とすることにより、下記の条件式と相俟って前群Ｆと後群Ｒの間の絞り間隔を広く取ることができる。またフォーカスレンズ群を軽量にすることができ、高精度なＡＦ、ＡＥ機能をもつ高級デジタルカメラに容易に適用できる。
【００１１】
第１レンズＬ１の物体側の面と第６レンズＬ６の物体側の面は、ともに光軸を中心とする回転対称非球面形状であり、前群Ｆ中の負レンズ１枚、つまり第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のいずれか一方と、後群Ｒ中の第６レンズとは樹脂レンズで構成されている。残りのレンズはガラスレンズである。このように樹脂レンズを用いることにより、コストダウンが図れ、さらに温度変化によるピントずれの少ない撮影レンズ系を得ることができる。
【００１２】
条件式（１）は、無限遠合焦時の前群と後群の空気間隔と、全系の焦点距離の比に関する条件である。
下限を越えて前群と後群の間隔が狭くなると、絞りを配置するスペースを確保するのが困難となる。また後群をフォーカスレンズ群としたとき、近接物体に対して合焦するための移動量が確保できなくなる。
上限を越えて前群と後群の間隔が広くなると、絞りスペース他を確保することはできるが、レンズ全長が長くなり好ましくない。
【００１３】
条件式（２）は、前群の焦点距離と全系の焦点距離との比に関する条件である。
下限を越えると、前群が負の屈折力を持つようになり、バックフォーカスは長く取れるが、全長を短くすることが困難となる。
上限を越えて前群の正の屈折力が大きくなると、十分なバックフォーカスが得られなくなり、フィルター類を配置できなくなる。
【００１４】
条件式（３）は、後群の焦点距離と全系の焦点距離との比に関する条件である。
下限を越えて後群が正の屈折力が小さくなると、全長を短くすることが困難となり、また、テレセントリック性も悪化する。
上限を越えて後群の正の屈折力が大きくなると、十分なバックフォーカスを得ることが困難になることに加えて、歪曲収差や像面湾曲等の諸収差を良好に補正することができなくなる。
【００１５】
条件式（４）は、前群中の負の樹脂レンズの焦点距離と、後群中の正の樹脂レンズの焦点距離との比に関する条件である。
前群中の負レンズと後群中の正レンズの各１枚に樹脂レンズを用い、かつこの条件式（４）のように、両樹脂レンズの屈折力を同等近くにすることにより、温度変化によるピント移動を少なくできる。
【００１６】
本発明の撮影レンズ系は、前群中の第１レンズと後群中の第６レンズの物体側の面をそれぞれ非球面とすることにより、広角レンズでありながら、歪曲収差を大幅に小さくすることが可能になる。また、前群の非球面で発生した諸収差、特に非点収差を後群の非球面で打ち消すことができ、良好な光学性能を得ることができる。
【００１７】
次に具体的な実施例を示して、本発明を説明する。
実施例の諸収差図中、ｄ線、ｇ線、Ｃ線は球面収差により示される軸上色収差、倍率色収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオテルである。
また、数値データを示す表中、Ｆ_NOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角、ｆＢはバックフォーカス（レンズ最終面からＣＣＤ面までの空気換算距離）、Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄはｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
回転対称非球面は次式で定義される。
x=Ch²/{1+[1-(1+K)C²h²]^1/2}+A4h⁴+A6h⁶+A8h⁸+・・・
（Ｃは曲率(1/r)、ｈは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａi はｉ次の非球面係数）
【００１８】
［実施例１］
図１は本発明の撮影レンズ系の第１の実施例のレンズ構成図、図２はその諸収差図、表１はその数値データである。前群Ｆと後群Ｒの間に開口絞りＳが位置し、前群Ｆの第１レンズＬ１は物体側に凸の負メニスカスレンズ、第２レンズＬ２は物体側に凸の負メニスカスレンズ、第３レンズＬ３は両凸正レンズからなっている。後群の第４レンズＬ４は両凹負レンズ、第５レンズは像側に凸の負メニスカスレンズ、第６レンズは両凸の正レンズからなっていて、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は接合レンズされている。第１レンズＬ１と第６レンズＬ６は、ともに樹脂レンズからなり、それぞれの物体側の面は回転対称非球面である。
【００１９】
【表１】

【００２０】

【００２１】
［実施例２］
図３は本発明の撮影レンズ系の第２の実施例のレンズ構成図、図４はその諸収差図、表２はその数値データである。基本的レンズ構成は実施例１と同じである。
【００２２】
【表２】

【００２３】

【００２４】
［実施例３］
図５は本発明の撮影レンズ系の第３の実施例のレンズ構成図、図６はその諸収差図、表３はその数値データである。基本的レンズ構成は実施例１と同じである。
【００２５】
【表３】

【００２６】

【００２７】
［実施例４］
図７は本発明の撮影レンズ系の第４の実施例のレンズ構成図、図８はその諸収差図、表４はその数値データである。基本的レンズ構成は実施例１と同じである。
【００２８】
【表４】

【００２９】

【００３０】
［実施例５］
図９は本発明の撮影レンズ系の第５の実施例のレンズ構成図、図１０はその諸収差図、表５はその数値データである。基本的レンズ構成は実施例１と同じである。
【００３１】
【表５】

【００３２】

【００３３】
［実施例６］
図１１は本発明の撮影レンズ系の第６の実施例のレンズ構成図、図１２はその諸収差図、表６はその数値データである。基本的レンズ構成は実施例１と同じである。
【００３４】
【表６】

【００３５】

【００３６】
実施例１から６の各条件式に対する値を表７に示す。
（表７）
条件式（１）条件式（２）条件式（３）条件式（４）
実施例１０．７２２０．３４７０．６０２ -０．８１１
実施例２０．５４１０．３３４０．６３８ -１．０８７
実施例３０．６４２０．２６７０．６４９ -１．０７６
実施例４０．７１１０．０８２０．６７６ -０．８１１
実施例５０．９４００．０７００．６８３ -０．７００
実施例６０．６９９０．２５６０．６６７ -１．３４６
【００３７】
表７から明かなように、各実施例は条件式（１）ないし（４）を満足し、各収差、特に歪曲収差がよく補正されている。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、コンパクトで、バックフォーカスが長く、かつテレセントリック性が良く、無限遠からマクロまで良好な結像性能を有し、高解像度に対応可能であり、高精度なＡＦ、ＡＥ機能をもつ高級デジタルカメラに適し、コストダウンを可能にする、ピントずれの少ない撮影レンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮影レンズ系の第１の実施例のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ系の諸収差図である。
【図３】本発明による撮影レンズ系の第２の実施例のレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ系の諸収差図である。
【図５】本発明による撮影レンズ系の第３の実施例のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ系の諸収差図である。
【図７】本発明による撮影レンズ系の第４の実施例のレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ系の諸収差図である。
【図９】本発明による撮影レンズ系の第５の実施例のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ系の諸収差図である。
【図１１】本発明による撮影レンズ系の第６の実施例のレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ系の諸収差図である。

Claims

物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなる前群；開口絞り；及び負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとからなる後群；で構成され、前群中の第１レンズと、後群中の第６レンズとはそれぞれ樹脂レンズからなり、第１レンズと第６レンズの物体側の面はそれぞれ回転対称非球面からなり、第４レンズと第５レンズは接合レンズからなり、次の条件式（１）ないし（４）を満足することを特徴とする撮影レンズ系。
（１）０．５＜Ｄ／ｆ＜１．２
（２）０．０＜ｆ／ｆＦ＜０．３４７
（３）０．５＜ｆ／ｆＲ＜０．８
（４）−１．５＜ｆａ／ｆｂ＜−０．５
但し、
Ｄ：無限遠合焦時の前群と後群の空気間隔、
ｆ：撮影レンズ系全系の焦点距離、
ｆＦ：前群の焦点距離、
ｆＲ：後群の焦点距離、
ｆａ：前群中の負の樹脂レンズの焦点距離、
ｆｂ：後群中の正の樹脂レンズの焦点距離。
フォーカシングは、後群を移動させることによって行なう請求項１に記載の撮影レンズ系。