JP2002162561A - Shooting lens - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高解像でかつ構成枚数が少なく、バックフォ
ーカスが長く、かつ像側テレセントリック性も良好なコ
ンパクトな撮影レンズを得る。
【解決手段】 最も物体側に開口絞りを配し、以降物体
側より順に、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ及び
第4レンズの4枚のレンズから構成され、前記第1レン
ズは像側に凸形状のメニスカスレンズであり、前記第2
レンズは正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)で
あり、前記第3レンズは負の屈折力を有するレンズであ
り、前記第4レンズは前記第3レンズと接着して構成さ
れている正レンズである。
(57) [Problem] To provide a compact photographing lens having high resolution, a small number of components, a long back focus, and good image side telecentricity. SOLUTION: An aperture stop is arranged closest to an object side, and thereafter, is constituted by four lenses of a first lens, a second lens, a third lens and a fourth lens in order from the object side, wherein the first lens is an image. A meniscus lens having a convex shape on the side;
The lens is a lens having a positive refractive power (hereinafter referred to as a positive lens), the third lens is a lens having a negative refractive power, and the fourth lens is a positive lens which is bonded to the third lens. Lens.
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主にデジタルスチ
ルカメラをはじめ監視カメラ、PCカメラ(パーソナル
コンピュータに付属の撮像装置)のようなCCD(char
ged coupled device)等の撮像素子を使用した小型の撮
像装置に用いられる高性能でコンパクトな撮影レンズに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a digital still camera, a surveillance camera, and a CCD (chart) such as a PC camera (an imaging device attached to a personal computer).
The present invention relates to a high-performance and compact photographing lens used in a small-sized imaging device using an imaging device such as a ged coupled device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、従来の銀塩フィルムを使用するカ
メラ、例えば35mm判カメラ等に加え、新しいジャン
ルの撮像装置としてデジタルスチルカメラが急速に普及
してきた。デジタルスチルカメラは、付属する液晶モニ
ターをファインダーとして使用することで容易に撮影で
き、またその場で撮影した画像を再生して楽しむ事も可
能である。加えて一般家庭に普及が進んできたパーソナ
ルコンピュータ等に静止画像を入力するツールとして、
また、カラープリンタ等の高解像度化に伴って従来のカ
メラ同様プリント目的にも活用されるようになってき
た。デジタルスチルカメラは、構造的には、撮影レンズ
によって結像された静止画像をCCD他の撮像素子(以
下CCD)により電気的に取り込み、内蔵メモリやメモ
リカードなどに記録する撮像装置であるが、普及当初
は、液晶モニターを撮影の際のファインダーとして、ま
た撮影した画像の再生用モニターとして使用出来るた
め、銀塩カメラに較べて即時性、利便性をアピールして
普及してきたが、一方では銀塩カメラに較べて撮影画像
の解像度が低く、欠点と指摘されてきた。しかし、最近
では、急速な普及と共にCCDの画素数が多いものが安
価に供給されるなどしてデジタルスチルカメラは、解像
力の点でも普及判のプリントサイズなどの制限の範囲で
は銀塩カメラの解像力に迫る勢いで改良され製品化され
ている。2. Description of the Related Art In recent years, in addition to conventional cameras using silver halide films, for example, 35 mm format cameras, digital still cameras have rapidly become widespread as image pickup apparatuses of a new genre. The digital still camera can easily take a picture by using an attached liquid crystal monitor as a viewfinder, and can also enjoy playing the picture taken on the spot. In addition, as a tool for inputting still images to personal computers and the like that have spread to ordinary households,
Also, with the increase in resolution of color printers and the like, they have been used for printing purposes as in conventional cameras. A digital still camera is an imaging device that is structurally configured to electrically capture a still image formed by a photographing lens with a CCD or other imaging device (hereinafter referred to as a CCD) and record the captured still image in a built-in memory or a memory card. At first, the LCD monitor can be used as a viewfinder for shooting and as a monitor for playing back captured images. It has been pointed out that the resolution of the photographed image is lower than that of the salt camera, which is a disadvantage. However, recently, with the rapid spread of digital still cameras, CCD cameras with a large number of pixels have been supplied at a low price. It is being improved and commercialized with the force approaching.
【0003】CCDの画素数を上げるには画素ピッチを
そのままに、画面寸法を大きくする方法と、画面寸法を
そのままに画素ピッチを小さくする方法とが考えられる
が、画面寸法を大きくする方法では、単位ウエハあたり
の取り数が小さくなりコストアップに繋がるため、一般
的には、画面寸法をそのままに画素ピッチを小さくする
方法で画素数を上げる方法が優先される。例えば、デジ
タルスチルカメラ用として最近発表されている、有効画
素数が300万画素クラスのCCDでは画素ピッチは
3.5μm程度となっている。従って、最小錯乱円径を
画素ピッチの2倍と仮定しても7.0μmであり、35
mm判銀塩カメラの最小錯乱円径が約33μmと考えら
れるので、デジタルスチルカメラの撮影レンズに要求さ
れる解像力は銀塩カメラの約5倍ということが言える。
またこのことは、各画素の光を取り込む為の面積が低下
することであって、結果としてセンサーの出力感度の低
下をまねく。対策として各画素の直前にマイクロレンズ
アレーを配置することによって改善の試みはされている
が、画素ピッチ3μm台では実効的に見てフィルム感度
のISO100よりも低くなり、撮影レンズの開放F値
を小さくして明るいレンズとしないと使いにくいものと
なってしまう。In order to increase the number of pixels of the CCD, a method of increasing the screen size while maintaining the pixel pitch and a method of reducing the pixel pitch while maintaining the screen size can be considered. In general, a method of increasing the number of pixels by reducing the pixel pitch without changing the screen size is given priority because the number of pieces to be taken per unit wafer is reduced and the cost is increased. For example, the pixel pitch of a recently announced CCD for a digital still camera having a number of effective pixels of 3 million pixels is about 3.5 μm. Therefore, even if it is assumed that the minimum circle of confusion is twice the pixel pitch, it is 7.0 μm, which is 35 μm.
Since the minimum circle of confusion of the mm-size silver halide camera is considered to be about 33 μm, it can be said that the resolving power required for the photographing lens of the digital still camera is about five times that of the silver halide camera.
This also means that the area of each pixel for taking in light is reduced, and as a result, the output sensitivity of the sensor is reduced. As a countermeasure, attempts have been made to improve by placing a microlens array immediately before each pixel. However, when the pixel pitch is on the order of 3 μm, the film sensitivity becomes lower than the ISO100 of the film sensitivity when viewed effectively, and the open F value of the photographing lens is reduced. Unless it is small and a bright lens, it becomes difficult to use.
【0004】一方、CCDを使用した光学系としてVT
Rカメラの撮影レンズがあって、デジタルスチルカメラ
とVTRカメラの撮影レンズの特徴を比較して見ると、
イメージサークルの大きさの程度がほぼ等しいと考えて
よく、また詳しくは後述するように像側のテレセントリ
ック性を要求されるなどの点で、これらの必要がない銀
塩カメラよりもVTRカメラ用の撮影レンズのほうがデ
ジタルスチルカメラの撮影レンズに類似している。従っ
て、VTRカメラ用の撮影レンズをデジタルスチルカメ
ラに利用することは、普及の当初では行われていた。V
TRカメラも開発が進められ最近ではデジタル処理をし
て高画質を特徴とするものも製品化されているが、再生
画像をテレビジョンあるいはモニターで見るという性質
上要求される解像度についてはデジタルスチルカメラで
使用されるCCDより1桁小さい35万画素クラスで十
分とされている。このクラスのCCDの画素ピッチは約
5.6μm程度である。従って、このようなVTRカメ
ラ用の撮影レンズを100万画素を越えるCCDさらに
は300万画素クラスのCCDを使用しているデジタル
スチルカメラに利用するには解像力不足が決定的とな
り、使用に耐えない。また撮影レンズに対しての歪曲収
差の量についても動画と静止画の違いから要求されるレ
ベルが異なり、デジタルスチルカメラでは歪曲収差を含
めて、さらに厳しい収差補正の必要が生じてくる。On the other hand, as an optical system using a CCD, VT
There is a photographic lens of the R camera, and comparing the characteristics of the photographic lens of the digital still camera and the VTR camera,
It can be considered that the size of the image circle is almost the same, and more specifically, the telecentricity of the image side is required as described later. The taking lens is more similar to the taking lens of a digital still camera. Therefore, the use of a photographic lens for a VTR camera in a digital still camera has been performed at the beginning of widespread use. V
TR cameras are also being developed, and those that have been digitally processed and feature high image quality have recently been commercialized. However, the required resolution due to the nature of viewing reproduced images on a television or monitor is a digital still camera. A 350,000 pixel class that is one digit smaller than the CCD used in the above is sufficient. The pixel pitch of this class of CCD is about 5.6 μm. Therefore, in order to use such a photographic lens for a VTR camera in a digital still camera using a CCD having more than 1 million pixels or a CCD of a 3 million pixel class, the lack of resolution becomes crucial, and the use is unbearable. . Also, the required level of the amount of distortion with respect to the photographing lens is different depending on the difference between a moving image and a still image, and in a digital still camera, stricter aberration correction including distortion is required.
【0005】前述のように、CCD等のイメージセンサ
を用いた光学系では像側のテレセントリック性を良好に
設計しなければならない。像側のテレセントリック性と
は、各像点に対する光線束の主光線が、光学系の最終面
を射出した後、光軸とほぼ平行になる、すなわち、像面
とはほぼ垂直に交わることを言う。言い換えると、光学
系の射出瞳位置が像面から十分離れることが要求される
のである。これは、CCD上の色フィルターが撮像面か
らやや離れた位置にあるために、光線が、斜めから入射
した場合、実質的な開口効率が減少する(シェーディン
グという)ためであり、特に最近の高感度型のCCDで
は、撮像面の直前にマイクロレンズアレーを配している
ものが多いが、この場合も同様に、射出瞳が十分離れて
いないと、周辺で開口効率がで低下してしまう。また、
CCDの周期構造に起因して発生するモアレ現象等を防
止するために光学系とCCDの間に挿入される水晶光学
フィルター(オプチカルローパスフィルター)やCCD
の赤外波長域での感度を低下させて人の目の比視感度に
近づける目的で、やはり光学系とCCDの間に挿入され
る赤外吸収フィルターの実効厚さが、光軸上と周辺であ
まり変動しないことが求められ、この点でもデジタルス
チルカメラ用の撮影レンズにおいては像側のテレセント
リック性を良好に設計する必要が生じてくる。As described above, in an optical system using an image sensor such as a CCD, the telecentricity on the image side must be designed well. The telecentricity on the image side means that the principal ray of the ray bundle for each image point becomes almost parallel to the optical axis after exiting the final surface of the optical system, that is, crosses the image plane almost perpendicularly. . In other words, it is required that the exit pupil position of the optical system be sufficiently away from the image plane. This is because the color filter on the CCD is located at a position slightly distant from the imaging surface, so that when the light beam enters obliquely, the substantial aperture efficiency is reduced (referred to as shading). In many CCDs of the sensitivity type, a microlens array is arranged immediately before the imaging surface. In this case as well, if the exit pupils are not sufficiently separated, the aperture efficiency decreases in the periphery. Also,
A quartz optical filter (optical low-pass filter) or CCD inserted between the optical system and the CCD in order to prevent the moire phenomenon caused by the periodic structure of the CCD
In order to reduce the sensitivity in the infrared wavelength range of the infrared ray and bring it closer to the human eye's relative luminous efficiency, the effective thickness of the infrared absorption filter inserted between the optical system and the CCD is also reduced on the optical axis and around the optical axis. In this respect, it is necessary to design the image-side telecentricity of a photographing lens for a digital still camera well.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、デジタル
スチルカメラ用の撮影レンズは、銀塩カメラの約5倍の
解像力が求められていると同時に像側のテレセントッリ
ック性を良好にし、光学系と像面の間に水晶光学フィル
ターや赤外吸収フィルター等を挿入しなければならず、
十分なバックフォーカスを得ることを要求される。ま
た、CCDの感度低下などの状況から開放F値の小さ
く、ズームレンズなどの機能も一般的に要求される一方
で、さらなるコンパクト化も要求されるため、これらの
要求を満たす撮影レンズを供給するためには非球面レン
ズの効果的な導入など、高度な光学設計技術を必要とし
ている。As described above, a photographing lens for a digital still camera is required to have a resolution approximately five times as high as that of a silver halide camera, and at the same time, to improve telecentricity on the image side and to improve optical performance. A quartz optical filter, infrared absorption filter, etc. must be inserted between the system and the image plane,
It is required to get enough back focus. In addition, while the F-number is small and functions such as a zoom lens are generally required due to a situation such as a decrease in the sensitivity of the CCD, a further compactness is also required. In order to do so, advanced optical design techniques such as the effective introduction of aspherical lenses are required.
【0007】本発明は、前述した事情に鑑み、高解像で
かつ構成枚数が少なく、バックフォーカスが長く、かつ
像側テレセントリック性も良好なコンパクトな撮影レン
ズを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide a compact photographing lens having a high resolution, a small number of components, a long back focus, and good image side telecentricity.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の撮影レンズは、
最も物体側に開口絞りを配し、以降物体側より順に、第
1レンズ、第2レンズ、第3レンズ及び第4レンズの4
枚のレンズから構成され、前記第1レンズは像側に凸形
状のメニスカスレンズであり、前記第2レンズは正の屈
折力を有するレンズ(以下正レンズ)であり、前記第3
レンズは負の屈折力を有するレンズであり、前記第4レ
ンズは前記第3レンズと接着して構成されている正レン
ズである。前記開口絞り、及び前記第1レンズから前記
第4レンズを配して構成される撮影レンズにおいて、前
記第2レンズのパワーに関して下記条件式(1)を満足
しており、接着して構成される前記第3レンズ及び前記
第4レンズの合成パワーに関して下記条件式(2)を満
足していることを特徴としている。(請求項1) (1) 0.8<f2/f<2.0 (2) 2.0<|f3・4|/f ただし、 f :レンズ全系の合成焦点距離 f2:第2レンズの焦点距離 f3・4:第3レンズ及び第4レンズの合成焦点距離According to the present invention, there is provided a photographing lens comprising:
An aperture stop is arranged closest to the object side, and thereafter the first lens, the second lens, the third lens, and the fourth lens
The first lens is a meniscus lens having a convex shape on the image side, the second lens is a lens having a positive refractive power (hereinafter referred to as a positive lens), and the third lens is a third lens.
The lens is a lens having a negative refractive power, and the fourth lens is a positive lens that is configured to adhere to the third lens. In the aperture stop and the photographic lens configured by arranging the first lens to the fourth lens, the power of the second lens satisfies the following conditional expression (1) and is configured by bonding. The combined power of the third lens and the fourth lens satisfies the following conditional expression (2). (Claim 1) (1) 0.8 <f 2 /f<2.0 (2) 2.0 <| f 3.4 | / f where f: synthetic focal length of the entire lens system f 2 : second the focus of the second lens distance f 3 · 4: composite focal length of the third lens and the fourth lens
【0009】条件式(1)は、前記第2レンズのパワー
に関するものである。本発明の撮影レンズのレンズ構成
では、前記第2レンズが基本的に大きな正のパワーを持
ち、他のレンズは前記第2レンズにて発生する色収差、
及び単色収差をコンセントリック形状にて補正する作用
をもつように構成されている。従って、上限を越えて前
記第2レンズのパワーが小さくなると前記第1レンズま
たは前記第3レンズと前記第4レンズから構成される接
合レンズ(以下接合レンズ)のパワーが過大となり、コ
ンセントリック構成が崩れ、諸収差が悪化する。また、
下限を越えて、前記第2レンズのパワーが大きくなる
と、前記第2レンズにて発生する色収差、球面収差など
を他のレンズにて補正する事が、困難となる。Conditional expression (1) relates to the power of the second lens. In the lens configuration of the photographic lens of the present invention, the second lens basically has a large positive power, and the other lenses have chromatic aberration generated by the second lens.
And has the function of correcting monochromatic aberration in a concentric shape. Therefore, when the power of the second lens is reduced below the upper limit, the power of the first lens or the cemented lens (hereinafter, the cemented lens) composed of the third lens and the fourth lens becomes excessively large, and the concentric structure is formed. Collapse and various aberrations worsen. Also,
If the power of the second lens becomes larger than the lower limit, it becomes difficult to correct chromatic aberration, spherical aberration, and the like generated in the second lens by another lens.
【0010】条件式(2)は、前記接合レンズを構成す
る前記第3レンズ及び前記第4レンズの合成パワーに関
するものである。前記第3レンズは強い負の屈折力を有
するが、ペッツバール和すなわち像面湾曲及び色収差に
対して重要な意味を持っている。下限を越えると、すな
わち前記第3レンズのパワーが大きいと像面湾曲及び色
収差に対しては有利な条件となるが、球面収差及びコマ
収差に対しては不利な条件となる。逆に上限をこえる
と、すなわち前記第3レンズのパワーが小さいと球面収
差やコマ収差に対しては有利となるが、像面湾曲及び色
収差に対しては不利な条件となる。Conditional expression (2) relates to the combined power of the third lens and the fourth lens constituting the cemented lens. The third lens has a strong negative refractive power, but has an important meaning with respect to Petzval sum, that is, field curvature and chromatic aberration. If the lower limit is exceeded, that is, if the power of the third lens is large, favorable conditions are obtained for the field curvature and chromatic aberration, but disadvantageous conditions for spherical aberration and coma. Conversely, when the value exceeds the upper limit, that is, when the power of the third lens is small, spherical aberration and coma are advantageous, but field curvature and chromatic aberration are disadvantageous.
【0011】また、前記第1レンズの物体側及び像側の
面の形状に関して下記条件式(3)を満足しており、ま
た前記第4レンズの像側と前記第3レンズの物体側の形
状に関して下記条件式(4)を満足しており、前記接合
レンズを構成する前記第3レンズ及び前記第4レンズの
アッベ数に関連して下記条件式(5)を満足しているお
り、さらに前記第3レンズ及び前記第4レンズの屈折率
に関連して下記条件式(6)を満足していることが好ま
しい。(請求項2)The shape of the object-side and image-side surfaces of the first lens satisfies the following conditional expression (3), and the image-side shape of the fourth lens and the object-side shape of the third lens. Satisfies the following conditional expression (4), and satisfies the following conditional expression (5) with respect to the Abbe numbers of the third lens and the fourth lens constituting the cemented lens. It is preferable that the following conditional expression (6) is satisfied in relation to the refractive indices of the third lens and the fourth lens. (Claim 2)
【0012】 (3) 0.8<r1/r2<1.2 (4) 1.0<r7/r5<1.5 (5) 15<ν4−ν3 (6) 1.72<n3 かつ 1.72<n4 ただし、 r1:第1レンズの物体側の曲率半径 r2:第1レンズの像側の曲率半径 r5:第3レンズの物体側の曲率半径 r7:第4レンズの像側の曲率半径 ν3:第3レンズのアッベ数 ν4:第4レンズのアッベ数 n3:第3レンズのd線に対する屈折率 n4:第4レンズのd線に対する屈折率(3) 0.8 <r 1 / r 2 <1.2 (4) 1.0 <r 7 / r 5 <1.5 (5) 15 <ν 4 −ν 3 (6) 72 <n 3 and 1.72 <n 4, however, r 1: curvature of the object side of the first lens radius r 2: curvature of the image side of the first lens radius r 5: curvature of the object side of the third lens radius r 7 : radius of curvature of the fourth lens on the image side ν 3 : Abbe number of the third lens ν 4 : Abbe number of the fourth lens n 3 : refractive index to d-line of the third lens n 4 : d-line of the fourth lens Refractive index for
【0013】条件式(3)は、前記第1レンズにおける
物体側及び像側面の形状の関係に関する条件である。前
記第1レンズの形状の特徴は、概ね開口絞りに対してコ
ンセントリックな形状となっていることである。このよ
うな形状をとることにより、球面収差、コマ収差を良好
に補正し、かつ歪曲収差を良好に維持しており、条件式
(3)の範囲の上限、下限のどちらを越えても、球面収
差やコマ収差をバランス良く補正すると歪曲収差に悪影
響を及ぼすこととなる。Conditional expression (3) is a condition relating to the relationship between the shape of the object side and the image side surface of the first lens. The feature of the shape of the first lens is that it is generally concentric with the aperture stop. By adopting such a shape, spherical aberration and coma can be satisfactorily corrected and distortion can be maintained satisfactorily. Correcting aberrations and coma in a well-balanced manner adversely affects distortion.
【0014】条件式(4)から条件式(6)にかけて
は、前記接合レンズを構成する前記第3レンズと前記第
4レンズに関しての各条件式である。前記第3レンズと
前記第4レンズとの接合面(第6面)の前後の硝材の屈
折率とアッベ数の値を比較してみると、屈折率差に関し
てはほぼ等しく、アッベ数差に関しては値に違いが見ら
れる。すなわちこの接合面では色収差の補正が一番の目
的としており、それ以外の諸収差の補正に関しては補正
能力がほとんどなく、また屈折率差がほとんど無いこと
から前記第3レンズと前記第4レンズは一枚のレンズと
して考えても良い。The conditional expressions (4) to (6) are conditional expressions relating to the third lens and the fourth lens constituting the cemented lens. Comparing the refractive index and Abbe number of the glass material before and after the cemented surface (sixth surface) between the third lens and the fourth lens, the difference in refractive index is substantially equal, and the difference in Abbe number is substantially equal. There are differences in the values. In other words, the primary purpose of this cemented surface is to correct chromatic aberration, and there is almost no correction capability for correction of other aberrations, and there is almost no difference in refractive index. It may be considered as one lens.
【0015】このようにして、条件式(4)をみると、
この条件式は接合レンズを一枚のレンズとして考えたと
きの物体面側と像側の形状に関しての条件式であるとい
える。すなわち、r7/r5の値を条件式(4)の範囲
に保つことにより、前記第3レンズへの入射光束に対し
コンセントリックな面となり、諸収差の発生を小さく押
さえかつ色収差を良好に補正できる。従って、条件式
(4)で上下限を越えるといずれもコンセントリック形
状、効果が崩れ、特に非点収差、歪曲収差及びテレセン
トリック性が急速に劣化してしまう。条件式(5)は、
前記接合レンズを構成する前記第3レンズと前記第4レ
ンズのアッベ数の配分に関する条件である。倍率色収差
を良好に補正するためには、本条件が重要であり、下限
値を越えると、色収差の補正が不十分となる。Thus, when looking at conditional expression (4),
It can be said that this conditional expression is a conditional expression regarding the shapes on the object side and the image side when the cemented lens is considered as one lens. That is, by keeping the value of r 7 / r 5 in the range of the conditional expression (4), the surface becomes concentric with respect to the light beam incident on the third lens, the occurrence of various aberrations is suppressed to a small value, and the chromatic aberration is favorably reduced. Can be corrected. Therefore, if the value exceeds the upper and lower limits in the conditional expression (4), the concentric shape and the effect are lost, and astigmatism, distortion, and telecentricity are rapidly deteriorated. Conditional expression (5) is
This is a condition relating to the distribution of Abbe numbers of the third lens and the fourth lens constituting the cemented lens. This condition is important for satisfactorily correcting the chromatic aberration of magnification. If the lower limit value is exceeded, the correction of the chromatic aberration becomes insufficient.
【0016】条件式(6)は、同じく前記接合レンズを
構成する前記第3レンズと前記第4レンズの屈折率の配
分に関する条件である。条件式(5)と共に倍率色収差
を補正するために前記第3レンズならびに前記第4レン
ズは各々強い正、負のパワーの組み合わせとなる必要が
あり、そのため曲率の強い面(すなわち加工し難い面)
で構成することとなるが、条件式(6)により高屈折率
硝材を採用することによって加工し易い面形状となる。
また、ペッツバール和の適正化にも重要であり、各々、
下限を越えると、曲率半径が小さくなり、加工し難く、
また像面湾曲も不適切な量となる。Conditional expression (6) is a condition relating to the distribution of the refractive indices of the third lens and the fourth lens which also constitute the cemented lens. In order to correct the chromatic aberration of magnification together with the conditional expression (5), the third lens and the fourth lens must each have a combination of strong positive and negative powers, and therefore have a surface with a strong curvature (that is, a surface that is difficult to process).
However, by adopting a high refractive index glass material according to the conditional expression (6), the surface shape becomes easy to process.
It is also important for the appropriateness of Petzval sum,
If the lower limit is exceeded, the radius of curvature will be small, making it difficult to process,
Also, the field curvature becomes an inappropriate amount.
【0017】さらには、前記第1レンズ及び前記第2レ
ンズを樹脂素材により製作されるものとし、各々少なく
とも1面以上の非球面形状の屈折面を有することことが
好ましく(請求項3)、これにより、低コストにてF値
の小さな明るい光束や画角の広い光束に対し、より高度
な球面収差、コマ収差、非点収差の補正が可能となり、
また歪曲収差及びテレセントリック性のコントロールも
可能となる。Further, it is preferable that the first lens and the second lens are made of a resin material, and each of the first lens and the second lens has at least one or more aspherical refracting surfaces. This makes it possible to correct more advanced spherical aberration, coma, and astigmatism at a low cost for a bright light beam with a small F value and a light beam with a wide angle of view.
In addition, distortion and telecentricity can be controlled.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、具体的な数値実施例につい
て、本発明を説明する。以下の実施例1から実施例3で
は、いずれも最も物体側に開口絞りS(面としてはS
1,S2)を有し、以降物体側より順に、第1レンズL
1、第2レンズL2、第3レンズL3、及び接合の第4
レンズL4の4枚のレンズから構成されており、前記第
4レンズと像面との間には空気間隔をおいて平行平面ガ
ラスLPが配されている。前記平行平面ガラスLPは、
実際にはCCDのカバーガラス、水晶光学フィルター、
及び赤外吸収フィルターから構成されるのであるが、本
発明の光学的説明には何ら問題はないのでこれらの総厚
に等しい1枚の平行平面ガラスで表現している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to specific numerical examples. In the following first to third embodiments, the aperture stop S (the surface is S
1, S2), and the first lens L
1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth
The lens L4 is composed of four lenses, and a plane parallel glass LP is disposed between the fourth lens and the image plane with an air gap. The parallel plane glass LP is
Actually, CCD cover glass, quartz optical filter,
And an infrared absorption filter. Since there is no problem in the optical description of the present invention, it is represented by a single plane-parallel glass having the same total thickness.
【0019】各実施例において使用している非球面につ
いては、周知のごとく、光軸方向にZ軸、光軸と直交す
る方向にY軸をとるとき、非球面式: Z=(Y2/r)〔1+√{1−(1+K)(Y/r)
Y2}〕+A・Y4+B・Y6+C・Y8+D・Y10
+‥‥ で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面
で、近軸曲率半径:r、円錐定数:K、高次の非球面係
数:A、B、C、Dを与えて形状を定義する。尚表中の
円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Eとそ
れに続く数字」は「10の累乗」を表している。例え
ば、「E−4」は10−4を意味し、この数値が直前の
数値に掛かるのある。As is well known, when the Z axis is taken in the optical axis direction and the Y axis is taken in the direction orthogonal to the optical axis, the aspheric surface used in each embodiment is expressed by the following equation: Z = (Y 2 / r) [1 + √ {1- (1 + K) (Y / r)
Y 2 }] + A · Y 4 + B · Y 6 + C · Y 8 + D · Y 10
A curved surface obtained by rotating the curve given by + ‥‥ around the optical axis, by giving a paraxial radius of curvature: r, a conical constant: K, and higher order aspherical coefficients: A, B, C, D Define the shape. In the notation of the conical constant and the higher order aspheric coefficient in the table, "E and the number following it" represent "10th power". For example, “E-4” means 10 −4 , and this numerical value may be multiplied by the immediately preceding numerical value.
【0020】[実施例1] 本発明の撮影レンズの第1
実施例について数値例を表1に示す。また図1は、その
レンズ構成図、図2はその諸収差図である。表及び図面
中、fはレンズ全系の焦点距離、FnoはFナンバー、2
ωはレンズの全画角、bfはバックフォーカスを表す。
バックフォーカスbfは前記第4レンズの像側面(第7
面)から像面までの空気換算距離である。また、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d線のアッベ数を示す。また、球面収差
図中のd、g、Cはそれぞれの波長における収差曲線で
あり、S.C.は正弦条件である。また非点収差図中の
Sはサジタル、Mはメリディオナルを示している。[Embodiment 1] The first embodiment of the photographing lens of the present invention.
Table 1 shows a numerical example of the embodiment. FIG. 1 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 2 is a diagram showing various aberrations. In the tables and drawings, f is the focal length of the entire lens system, F no is the F number, 2
full angle of ω lens, b f is the back focus.
The back focus bf is the image side surface of the fourth lens (the seventh
Plane) to the image plane. In addition, R is the curvature radius, D is the lens thickness or distance between lens, N d is the refractive index of the d line, the [nu d designates the Abbe number of d line. D, g, and C in the spherical aberration diagram are aberration curves at respective wavelengths. C. Is a sine condition. In the astigmatism diagram, S indicates sagittal, and M indicates meridional.
【0021】[0021]
【表 1】 [Table 1]
【0022】[実施例2] 第2実施例について数値例
を表2に示す。また、図3はそのレンズ構成図、図4は
その諸収差図である。Embodiment 2 Table 2 shows a numerical example of the second embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 4 is a diagram showing various aberrations.
【表 2】 [Table 2]
【0023】[実施例3] 第3実施例について数値例
を表3に示す。また、図5はそのレンズ構成図、図6は
その諸収差図である。[Embodiment 3] Table 3 shows numerical examples of the third embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating the lens configuration, and FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations.
【表 3】 [Table 3]
【0024】次に実施例1から実施例9に関して条件式
(1)から条件式(6)に対応する値をまとめて表4に
示す。Next, Table 4 collectively shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (6) for the first to ninth embodiments.
【表 4】 表4から明らかなように、実施例1から実施例3の各実
施例に関する数値は条件式(1)から(6)を満足して
いるとともに、各実施例における収差図からも明らかな
ように、各収差とも良好に補正されている。[Table 4] As is evident from Table 4, the numerical values relating to each of the examples 1 to 3 satisfy the conditional expressions (1) to (6), and are evident from the aberration diagrams in each example. Each aberration is well corrected.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、高解像でかつ構成枚数
が少なく、バックフォーカスが長く、かつ像側テレセン
トリック性も良好なコンパクトな撮影レンズを提供する
ことが出来る。また、開口絞りが最も物体側に配置され
ていることにより、物体側から見たときに撮影レンズが
目立たない特徴を生かし、特に監視用カメラやPCカメ
ラ(パーソナルコンピュータ付属の撮像装置)にも使用
することが可能となり、高性能である上、さらに形状的
な特徴を生かした利点を期待できる。According to the present invention, it is possible to provide a compact photographic lens having a high resolution, a small number of components, a long back focus, and good image side telecentricity. In addition, since the aperture stop is located closest to the object side, taking advantage of the feature that the taking lens is inconspicuous when viewed from the object side, it is especially used for surveillance cameras and PC cameras (imaging devices attached to personal computers). It is possible to expect the advantage of high performance and further utilizing the shape characteristics.
【図1】本発明による撮影レンズの第1実施例のレンズ
構成図FIG. 1 is a lens configuration diagram of a first embodiment of a taking lens according to the present invention.
【図2】第1実施例の撮影レンズの諸収差図FIG. 2 is a diagram showing various aberrations of the taking lens of the first embodiment.
【図3】本発明による撮影レンズの第2実施例のレンズ
構成図FIG. 3 is a lens configuration diagram of a second embodiment of the taking lens according to the present invention;
【図4】第2実施例の撮影レンズの諸収差図FIG. 4 is a diagram showing various aberrations of the taking lens according to the second embodiment;
【図5】本発明による撮影レンズの第3実施例のレンズ
構成図FIG. 5 is a lens configuration diagram of a third embodiment of the taking lens according to the present invention;
【図6】第3実施例の撮影レンズの諸収差図FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the photographing lens according to the third example;
Claims (3)
側より順に、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ及び
第4レンズの4枚のレンズから構成され、前記第1レン
ズは像側に凸形状のメニスカスレンズであり、前記第2
レンズは正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)で
あり、前記第3レンズは負の屈折力を有するレンズであ
り、前記第4レンズは前記第3レンズと接着して構成さ
れている正レンズである。前記開口絞り、及び前記第1
レンズから前記第4レンズを配して構成される撮影レン
ズにおいて、前記第2レンズのパワーに関して下記条件
式(1)を満足しており、接着して構成される前記第3
レンズ及び前記第4レンズの合成パワーに関して下記条
件式(2)を満足していることを特徴とする撮影レン
ズ。 (1) 0.8<f2/f<2.0 (2) 2.0<|f3・4|/f ただし、 f :レンズ全系の合成焦点距離 f2:第2レンズの焦点距離 f3・4:第3レンズ及び第4レンズの合成焦点距離1. An aperture stop is disposed closest to the object side, and is composed of four lenses of a first lens, a second lens, a third lens, and a fourth lens in order from the object side, wherein the first lens is A meniscus lens having a convex shape on the image side;
The lens is a lens having a positive refractive power (hereinafter referred to as a positive lens), the third lens is a lens having a negative refractive power, and the fourth lens is a positive lens which is bonded to the third lens. Lens. The aperture stop, and the first
In the taking lens configured by arranging the fourth lens from the lens, the third lens configured to be adhered satisfies the following conditional expression (1) regarding the power of the second lens.
A photographing lens, characterized by satisfying the following conditional expression (2) with respect to the combined power of the lens and the fourth lens. (1) 0.8 <f 2 /f<2.0 (2) 2.0 <| f 3.4 | / f, where f: composite focal length of the entire lens system f 2 : focal length of the second lens f 3 · 4: composite focal length of the third lens and the fourth lens
に、前記第1レンズの物体側及び像側の面の形状に関し
て下記条件式(3)を満足しており、また前記第4レン
ズの像側と前記第3レンズの物体側の形状に関して下記
条件式(4)を満足しており、接着して構成される前記
第3レンズ及び前記第4レンズのアッベ数に関連して下
記条件式(5)を満足しているおり、さらに前記第3レ
ンズ及び前記第4レンズの屈折率に関連して下記条件式
(6)を満足していることを特徴とする前記請求項1記
載の撮影レンズ。 (3) 0.8<r1/r2<1.2 (4) 1.0<r7/r5<1.5 (5) 15<ν4−ν3 (6) 1.72<n3 かつ 1.72<n4 ただし、 r1:第1レンズの物体側の曲率半径 r2:第1レンズの像側の曲率半径 r5:第3レンズの物体側の曲率半径 r7:第4レンズの像側の曲率半径 ν3:第3レンズのアッベ数 ν4:第4レンズのアッベ数 n3:第3レンズのd線に対する屈折率 n4:第4レンズのd線に対する屈折率2. The imaging lens according to claim 1, further comprising the following conditional expression (3) with respect to the shape of the object-side and image-side surfaces of the first lens, and the image side of the fourth lens: And the shape of the third lens on the object side satisfies the following conditional expression (4), and relates to the following conditional expression (5) in relation to the Abbe numbers of the third lens and the fourth lens which are bonded and formed. The photographing lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (6) is satisfied in relation to the refractive indices of the third lens and the fourth lens. (3) 0.8 <r 1 / r 2 <1.2 (4) 1.0 <r 7 / r 5 <1.5 (5) 15 <ν 4 -ν 3 (6) 1.72 <n 3 and 1.72 <n 4, however, r 1: curvature of the object side of the first lens radius r 2: curvature of the image side of the first lens radius r 5: curvature of the object side of the third lens radius r 7: No. Radius of curvature of the fourth lens on the image side ν 3 : Abbe number of the third lens ν 4 : Abbe number of the fourth lens n 3 : refractive index of the third lens for d-line n 4 : refractive index of the fourth lens for d-line
においてさらに、前記第1レンズ及び前記第2レンズを
樹脂素材により製作されるものとし、各々少なくとも1
面以上の非球面形状の屈折面を有することを特徴とする
撮影レンズ。3. The photographing lens according to claim 1, wherein said first lens and said second lens are made of a resin material.
A photographic lens having a refracting surface having an aspherical shape equal to or more than a surface.
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