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技術 撮像レンズおよび撮像装置

出願人 富士フイルム株式会社
発明者 池田伸吉椚瀬高志長倫生
出願日 2013年7月19日 (6年11ヶ月経過) 出願番号 2013-150044
公開日 2015年2月2日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-022142
状態 特許登録済
技術分野 レンズ系 スタジオ装置
主要キーワード レンズフランジ 非球面度 多層膜コート 長さの単位 超広角レンズ 近軸領域 レンズバレル 監視用カメラ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年2月2日)のものです。
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図面 (13)

課題

広角でありながら、FNo.が小さく、諸収差が良好に補正された撮像レンズを提供する。

解決手段

物体側から順に、第1レンズ群G1、絞りSt、および正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなり、第1レンズ群G1は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群G11、および正の屈折力を有する第12レンズ群G12からなり、第11レンズ群G11は、最も物体側から順に3枚以上の負レンズ、および1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズを有し、第12レンズ群G12は、負レンズと正レンズとによる接合レンズからなる。第12レンズ群の光軸上の厚みをT12、全系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式満足する。 1.5<T12/f<5 … (1)

概要

背景

CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子記録媒体とするビデオカメラ電子スチルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像レンズとしては、例えば特許文献1〜3に記載されたものが提案されている。

概要

広角でありながら、FNo.が小さく、諸収差が良好に補正された撮像レンズを提供する。物体側から順に、第1レンズ群G1、絞りSt、および正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなり、第1レンズ群G1は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群G11、および正の屈折力を有する第12レンズ群G12からなり、第11レンズ群G11は、最も物体側から順に3枚以上の負レンズ、および1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズを有し、第12レンズ群G12は、負レンズと正レンズとによる接合レンズからなる。第12レンズ群の光軸上の厚みをT12、全系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式満足する。 1.5<T12/f<5 … (1)

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広角でありながら、FNo.が小さく、諸収差が良好に補正された撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

物体側から順に、第1レンズ群絞り、および正の屈折力を有する第2レンズ群からなり、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群、および正の屈折力を有する第12レンズ群からなり、前記第11レンズ群は、最も物体側から順に3枚以上の負レンズ、および1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズを有し、前記第12レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズからなり、下記条件式満足することを特徴とする撮像レンズ。1.5<T12/f<5…(1)ただし、T12:前記第12レンズ群の光軸上の厚みf:全系の焦点距離

請求項2

前記第11レンズ群の前記最も物体側の3枚以上の負レンズが下記条件式を満足する請求項1記載の撮像レンズ。1.51<Nd11Nmin…(2)ただし、Nd11Nmin:前記最も物体側の3枚以上の負レンズのd線に対する屈折率のうち最も小さいものの屈折率

請求項3

前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを最も像側から順に隣接して2組有し、該2組の接合レンズのそれぞれが下記条件式を満足する請求項1または2記載の撮像レンズ。30<Δνd2c…(3)ただし、Δνd2c:前記接合レンズを構成する正レンズおよび負レンズの材質のd線に対するアッベ数の差(正レンズのアッベ数−負レンズのアッベ数)

請求項4

前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを少なくとも2組有し、該少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズが下記条件式を満足する請求項1から3のいずれか1項記載の撮像レンズ。0.25<ΔN2C…(4)ただし、ΔN2C:前記接合レンズを構成する負レンズおよび正レンズの材質のd線に対する屈折率の差(負レンズの屈折率−正レンズの屈折率)

請求項5

前記第2レンズ群は、最も物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズ、および正レンズを有する請求項1から4のいずれか1項記載の撮像レンズ。

請求項6

下記条件式を満足する請求項1から5のいずれか1項記載の撮像レンズ。−2<f2/f1<0.5…(5)ただし、f1:前記第1レンズ群の焦点距離f2:前記第2レンズ群の焦点距離

請求項7

前記第11レンズ群の最も物体側のレンズは、両面が非球面である請求項1から6のいずれか1項記載の撮像レンズ。

請求項8

前記第11レンズ群は、物体側から順に、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けた3枚の負レンズ、物体側から順に負レンズと正レンズとによる接合レンズ、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる請求項1から7のいずれか1項記載の撮像レンズ。

請求項9

前記第11レンズ群は、物体側から順に、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けた3枚の負レンズ、および物体側から順に1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズからなる請求項1から8のいずれか1項記載の撮像レンズ。

請求項10

下記条件式を満足する請求項1から9のいずれか1項記載の撮像レンズ。2<T12/f<4.5…(1−1)ただし、T12:前記第12レンズ群の光軸上の厚みf:全系の焦点距離

請求項11

下記条件式を満足する請求項1から10のいずれか1項記載の撮像レンズ。1.55<Nd11Nmin…(2−1)ただし、Nd11Nmin:前記最も物体側の3枚以上の負レンズのd線に対する屈折率のうち最も小さいものの屈折率

請求項12

前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを最も像側から順に隣接して2組有し、該2組の接合レンズのそれぞれが下記条件式を満足する請求項1から11のいずれか1項記載の撮像レンズ。34<Δνd2c…(3−1)ただし、Δνd2c:前記接合レンズを構成する正レンズおよび負レンズの材質のd線に対するアッベ数の差(正レンズのアッベ数−負レンズのアッベ数)

請求項13

前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを少なくとも2組有し、該少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズが下記条件式を満足する請求項1から12のいずれか1項記載の撮像レンズ。0.3<ΔN2C…(4−1)ただし、ΔN2C:前記接合レンズを構成する負レンズおよび正レンズの材質のd線に対する屈折率の差(負レンズの屈折率−正レンズの屈折率)

請求項14

下記条件式を満足する請求項1から13のいずれか1項記載の撮像レンズ。−1.5<f2/f1<0.3…(5−1)ただし、f1:前記第1レンズ群の焦点距離f2:前記第2レンズ群の焦点距離

請求項15

請求項1から14のいずれか1項記載の撮像レンズを備えた撮像装置

技術分野

0001

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラ監視用カメラ等の電子カメラに用いられる撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

背景技術

0002

CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子記録媒体とするビデオカメラ電子スチルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像レンズとしては、例えば特許文献1〜3に記載されたものが提案されている。

先行技術

0003

特開2008−145586号公報
特開2011−102863号公報
特開2005−316398号公報

発明が解決しようとする課題

0004

デジタルカメラ、監視用カメラは近年高画素化が進み、超広角レンズにおいてもさらなる高解像力が求められている。また、監視用カメラにおいては、夜間監視の目的から、FNo.が小さい、いわゆる明るいレンズが求められている。しかしながら、特許文献1〜3に記載の撮像レンズは、FNo.がそれぞれ2.88、4.1、2.88と、それほど明るいものではない。

0005

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広角でありながら、FNo.が小さく、諸収差が良好に補正された撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明による撮像レンズは、物体側から順に、第1レンズ群絞り、および正の屈折力を有する第2レンズ群からなり、
第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群、および正の屈折力を有する第12レンズ群からなり、
第11レンズ群は、最も物体側から順に3枚以上の負レンズ、および1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズを有し、
第12レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズからなり、
下記条件式満足することを特徴とするものである。

0007

1.5<T12/f<5 … (1)
ただし、
T12:第12レンズ群の光軸上の厚み
f:全系の焦点距離
本発明の撮像レンズは、第1レンズ群、絞り、および第2レンズ群からなるものであるが、これらのレンズ群以外に,実質的にパワーを持たないレンズ、カバーガラス等のレンズ以外の光学要素レンズフランジレンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分等を持つものも含むものであってもよい。

0008

また、本発明においては、凸面、凹面、平面、両凹メニスカス両凸平凸および平凹等といったレンズの面形状、正および負といったレンズの屈折力の符号は、非球面が含まれているものについてはとくに断りのない限り近軸領域で考えるものとする。また、本発明においては、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸面を向けた場合を正、像側に凸面を向けた場合を負とすることにする。

0009

なお、本発明の撮像レンズにおいては、第11レンズ群の最も物体側の3枚以上の負レンズが下記条件式を満足することが好ましい。ただし、Nd11Nminは、最も物体側の3枚以上の負レンズのd線に対する屈折率のうち最も小さいものの屈折率とする。

0010

1.51<Nd11Nmin … (2)
また、本発明の撮像レンズにおいては、第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを最も像側から順に隣接して2組有し、2組の接合レンズのそれぞれが下記条件式を満足することが好ましい。ただし、Δνd2cは、接合レンズを構成する正レンズおよび負レンズの材質のd線に対するアッベ数の差(正レンズのアッベ数−負レンズのアッベ数)とする。

0011

30<Δνd2c … (3)
また、本発明の撮像レンズにおいては、第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを少なくとも2組有し、少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズが下記条件式を満足することが好ましい。ただし、ΔN2Cは、接合レンズを構成する負レンズおよび正レンズの材質のd線に対する屈折率の差(負レンズの屈折率−正レンズの屈折率)とする。

0012

0.25<ΔN2C … (4)
少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズとは、接合レンズが2組である場合には、その2組の接合レンズのうちのすべての接合レンズを意味し、接合レンズが3組以上ある場合は、その3組以上の接合レンズのうちの2組以上の接合レンズを意味する。なお、3組以上の接合レンズのすべてであってもよいことはもちろんである。また、少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズは、像側の2組の接合レンズであることが好ましい。

0013

また、本発明の撮像レンズにおいては、第2レンズ群は、最も物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズ、および正レンズを有することが好ましい。

0014

また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2は第2レンズ群の焦点距離とする。

0015

−2<f2/f1<0.5 … (5)
また、本発明の撮像レンズにおいては、第11レンズ群の最も物体側のレンズは、両面が非球面であることが好ましい。

0016

また、本発明の撮像レンズにおいては、第11レンズ群は、物体側から順に、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けた3枚の負レンズ、物体側から順に負レンズと正レンズとによる接合レンズ、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなることが好ましい。

0017

また、本発明の撮像レンズにおいては、第11レンズ群は、物体側から順に、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けた3枚の負レンズ、および物体側から順に1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズからなることが好ましい。

0018

また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。

0019

2<T12/f<4.5 … (1−1)
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。

0020

1.55<Nd11Nmin …(2−1)
また、本発明の撮像レンズにおいては、第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを最も像側から順に隣接して2組有し、2組の接合レンズのそれぞれが下記条件式を満足することが好ましい。

0021

34<Δνd2c … (3−1)
また、本発明の撮像レンズにおいては、第2レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを少なくとも2組有し、少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズが下記条件式を満足することが好ましい。

0022

0.3<ΔN2C … (4−1)
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。

0023

−1.5<f2/f1<0.3 … (5−1)
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。

発明の効果

0024

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、第1レンズ群、絞り、および正の屈折力を有する第2レンズ群からなり、第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群、および正の屈折力を有する第12レンズ群からなり、第12レンズ群は、負レンズと正レンズとによる接合レンズからなり、第11レンズ群は、最も物体側から順に少なくとも3枚の負レンズ、および1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズを有し、条件式(1)を満足するものとしたため、FNo.が小さく、かつ諸収差が良好に補正された撮像レンズとすることが可能となる。

0025

また、本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、明るく高画質映像を得ることができる。

図面の簡単な説明

0026

本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ(実施例1と共通)のレンズ構成を示す断面図
本発明の実施例2の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
本発明の実施例3の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
本発明の実施例4の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
本発明の実施例5の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ(実施例1と共通)の光路
本発明の実施例1の撮像レンズの各収差図(A〜D)
本発明の実施例2の撮像レンズの各収差図(A〜D)
本発明の実施例3の撮像レンズの各収差図(A〜D)
本発明の実施例4の撮像レンズの各収差図(A〜D)
本発明の実施例5の撮像レンズの各収差図(A〜D)
本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成

実施例

0027

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ(実施例1と共通)のレンズ構成を示す断面図である。図1に示す構成例は、後述の実施例1の撮像レンズの構成と共通である。図1においては、左側が物体側、右側が像側である。また、図6図1に示す実施形態にかかる撮像レンズにおける光路図であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束2および最大画角の光束3の各光路を示す。

0028

この撮像レンズは、光軸Zに沿って、物体側から順に、第1レンズ群G1、開口絞りSt、正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなる。なお、図1に示す開口絞りStは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Z上の位置を示すものである。

0029

この撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Simの間にカバーガラス、プリズム赤外線カットフィルタローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図1では、これらを想定した平行平面板状の光学部材PP1,PP2,PP3を第2レンズ群G2と像面Simとの間に配置した例を示している。

0030

第1レンズ群G1は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群G11、および正の屈折力を有する第12レンズ群G12からなる。

0031

第11レンズ群G11は、最も物体側から順に3枚以上の負レンズ、および1枚以上の負レンズと正レンズとによる接合レンズを有する。

0032

また、第12レンズ群G12は、負レンズと正レンズとによる接合レンズからなる。

0033

また、本実施形態の撮像レンズは、下記条件式(1)を満足するように構成されている。

0034

1.5<T12/f<5 … (1)
ただし、
T12:第12レンズ群G1の光軸上の厚み
f:全系の焦点距離
このように、第11レンズ群G11が負、第12レンズ群G12が正、第2レンズ群G2が正のレトロフォーカス構成とすることにより、広角化が容易となる。また、開口絞りStの前方に正の屈折力の第12レンズ群G12を配置することにより、レトロフォーカスで発生しやすい倍率色収差の補正に有利となる。また、正の屈折力を第12レンズ群G12と第2レンズ群G2とに分散することにより、FNo.を小さくするのに有利である。

0035

また、第11レンズ群G11の負の屈折力を4枚以上の負レンズに分散することで、広角化を維持しつつ、歪曲収差および非点収差の発生を抑えるのに有利である。また、高次球面収差の発生を抑えるのに有利であり、FNo.を小さくするのに有利である。

0036

さらに、条件式(1)の下限を満足することで、歪曲収差および非点収差の補正に有利である。条件式(1)の上限を満足することで、第11レンズ群G11の小型化を図ることが容易となる。

0037

なお、下記条件式(1−1)を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

0038

2<T12/f<4.5 … (1−1)
本発明の撮像レンズにおいて、第11レンズ群G11の最も物体側の3枚以上の負レンズは、下記条件式を満足することが好ましい。

0039

1.51<Nd11Nmin … (2)
ただし、
Nd11Nmin:第11レンズ群G11の最も物体側の3枚以上の負レンズのd線に対する屈折率のうち最も小さいものの屈折率
条件式(2)を満足することで、広角化が容易となり、FNo.を小さくするのに有利である。また、レトロフォーカス型で補正過剰になりがちがペッツバール和を適切に保つのに有利である。

0040

なお、下記条件式(2−1)を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

0041

1.55<Nd11Nmin …(2−1)
本発明の撮像レンズにおいて、第2レンズ群G2は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを最も像側から順に隣接して2組有し、これら2組の接合レンズのそれぞれが下記条件式を満足することが好ましい。

0042

30<Δνd2c … (3)
ただし、
Δνd2c:接合レンズを構成する正レンズおよび負レンズの材質のd線に対するアッベ数の差(正レンズのアッベ数−負レンズのアッベ数)
条件式(3)を満足する接合レンズを開口絞りStの後方に配置することにより、第11レンズ群G11で発生した倍率色収差を打ち消すことができる。また、接合レンズを最も像側から順に隣接して2組配置することにより、低画角倍率色収差を抑えながら反転を防ぐか、最外角の反転後の収差を少なくすることができる。

0043

なお、下記条件式(3−1)を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

0044

34<Δνd2c … (3−1)
また、第2レンズ群G2は、負レンズと正レンズとによる接合レンズを少なくとも2組有し、少なくとも2組の接合レンズのうちの少なくとも2組の接合レンズが下記条件式を満足することが好ましい。

0045

0.25<ΔN2C … (4)
ただし、
ΔN2C:接合レンズを構成する負レンズおよび正レンズの材質のd線に対する屈折率の差(負レンズの屈折率−正レンズの屈折率)
条件式(4)を満足する接合レンズを配置することにより、第11レンズ群G11を強い負の屈折力とすることで発生しやすい補正過剰のペッツバール和を打ち消すことができ、非点収差を抑えつつ、像面湾曲を補正するのに有利である。また、球面収差の補正にも有利である。また、接合レンズを少なくとも2組とすることにより、最外角まで非点収差を抑えることができ、高次の球面収差の発生を防ぎ、小さいFNo.を実現しやすくなる。

0046

なお、下記条件式(4−1)を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

0047

0.3<ΔN2C … (4−1)
また、第2レンズ群G2は、最も物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズ、および正レンズを有するものとすることが好ましい。これにより、色収差および高次の球面収差の補正に有利である。

0048

また、本実施形態の撮像レンズにおいて、下記条件式(5)を満足することが好ましい。

0049

−2<f2/f1<0.5 … (5)
ただし、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(5)の下限を満足することで、球面収差の補正に有利であり、小さいFNo.の実現が容易となる。条件式(5)の上限を満足することで、必要なバックフォーカスの確保に有利となる。

0050

なお、下記条件式(5−1)を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

0051

−1.5<f2/f1<0.3 … (5−1)
また、第11レンズ群G11の最も物体側のレンズL11は、両面が非球面であることが好ましい。とくに、周辺ほど負の屈折率が弱くなる非球面であることが好ましい。これにより、第11レンズ群G11に強い負の屈折力を与えながらも、歪曲収差をはじめとする諸収差の発生を抑えることができる。

0052

また、第11レンズ群G11は、物体側から順に、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けた3枚の負レンズL11〜L13、および物体側から順に1枚以上の負レンズL14と正レンズL15とによる接合レンズ、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL16からなるものとしてもよい(後述の実施例1〜4の態様:図1〜4)。

0053

このように、物体側の3枚の負レンズL11〜L13について、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けることにより、歪曲収差および非点収差の補正に有利である。続いて物体側から順に負レンズL14と正レンズL15とによる接合レンズを配することにより、高次の色収差のコントロールが可能となる。続いて物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL16を配することにより、球面収差の補正が容易となる。

0054

また、第11レンズ群G11は、物体側から順に、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けた3枚の負レンズL11〜L13、および物体側から順に負レンズL14と、正レンズL15と、負レンズ16とによる3枚接合レンズからなるものとしてもよい(後述の実施例5の態様:図5)。

0055

このように、物体側の3枚の負レンズL11〜L13について、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けることにより、歪曲収差および非点収差の補正に有利である。続いて物体側から順に負レンズL14と、正レンズL15と、負レンズL16とによる接合レンズを配することにより、諸収差のコントロールが容易となる。

0056

本実施形態の撮像レンズにおいて、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。

0057

また、本実施形態の撮像レンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。

0058

また、図1に示す例では、レンズ系と像面Simとの間に光学部材PP1,PP2,PP3を配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域カットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Simとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

0059

次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。

0060

まず、実施例1の撮像レンズについて説明する。実施例1の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図1に示す。なお、図1および後述の実施例2〜5に対応した図2〜5においては、光学部材PP1,PP2,PP3も併せて示しており、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞りStは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Z上の位置を示すものである。

0061

実施例1の撮像レンズは、物体側から順に、第1レンズ群G1、開口絞りSt、および正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなる。

0062

第1レンズ群G1は、物体側から順に、負の屈折力を有する第11レンズ群G11、および正の屈折力を有する第12レンズ群G12からなる。

0063

第11レンズ群G11は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12、像側に曲率半径の絶対値の小さい面を向けた両凹レンズL13、物体側から順に像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL14と両凸レンズL15とによる接合レンズ、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL16からなる。

0064

第12レンズ群G12は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL17と両凸レンズL18とによる接合レンズからなる。なお、第12レンズ群G12の厚さは条件式(1)を満足している。

0065

第2レンズ群G2は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL21、両凸レンズL22、物体側から順に両凹レンズL23と両凸レンズL24とによる接合レンズ、および物体側から順に両凸レンズL25と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL26とによる接合レンズからなる。

0066

レンズL11,L12,L13のうち最も屈折率の低いレンズはレンズL11であり、レンズL11は条件式(2)を満足する材料を用いている。

0067

また、レンズL11は両面が非球面で構成されている。これにより、第11レンズ群G11に強い負の屈折力を与えながらも、歪曲収差をはじめとする諸収差の発生を抑えている。非球面度を強くすればさらなる歪曲収差の補正も可能であるが、実効画角を広く取りたいという監視カメラ特有事情により、補正の程度を抑えている。本発明をデジタルカメラに適用する場合は、非球面形状を変更することで、さらに歪曲収差を補正することも可能である。

0068

レンズL11〜L13の物体側の3枚の負レンズについて、像側に物体側よりも曲率半径の絶対値の小さい方の面を向けることにより、歪曲収差および非点収差の補正に有利である。続いて物体側から順に負レンズL14と正レンズL15とによる接合レンズを配することにより、高次の色収差のコントロールが可能となる。続いて物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL16を配することにより、球面収差の補正が容易となる。

0069

第12レンズ群G12の接合レンズは、接合面が負の屈折力を有しており、これにより、球面収差の補正、およびレトロフォーカス型で補正過剰になりがちなペッツバール和を打ち消す効果がある。

0070

第2レンズ群G2の接合レンズは、いずれも接合面が負の屈折力を有しており、これにより、球面収差の補正、レトロフォーカス型で補正過剰になりがちなペッツバール和を打ち消す効果がある。いずれも正レンズの方がアッベ数が大きく、軸上色収差および倍率色収差の補正の作用を有する。

0071

また、第2レンズ群G2は、最も物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズL21と正レンズL22とを有しており、これにより、色収差および高次の球面収差の補正に有利である。

0072

実施例1の撮像レンズの基本レンズデータを表1に、諸元に関するデータを表2に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例1のものを例にとり説明するが、実施例2〜5についても基本的に同様である。

0073

表1のレンズデータにおいて、Siの欄には最も物体側の構成要素の面を1番目として像側に向かうに従い順次増加するi番目(i=1、2、3、…)の面番号を示し、Riの欄にはi番目の面の曲率半径を示し、Diの欄にはi番目の面とi+1番目の面との光軸Z上の面間隔を示す。また、Ndjの欄には最も物体側の光学要素を1番目として像側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、…)の光学要素のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示し、νdjの欄には同じくj番目の光学要素のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数を示す。

0074

なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りSt、光学部材PPも含めて示している。開口絞りStに相当する面の面番号の欄には面番号とともに(絞り)という語句を記載している。

0075

表2の諸元に関するデータに、焦点距離f′、バックフォーカスBf′、F値FNo.および全画角2ωの値を示す。

0076

基本レンズデータおよび諸元に関するデータに関するデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはmmを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。

0077

表1のレンズデータでは、非球面の面番号に*印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表3の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号Siと、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式(A)で表される非球面式における各係数KA、Am(m=3、4、5、…20)の値である。

0078

Zd=C・h2/{1+(1−KA・C2・h2)1/2}+ΣAm・hm
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径逆数
KA、Am:非球面係数(m=3、4、5、…20)

0079

実施例1の撮像レンズの各収差図を図7(A)〜(D)に示す。図7(A)〜(D)はそれぞれ球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。

0080

球面収差、非点収差、および歪曲収差を表す各収差図には、d線(波長587.6nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはd線(波長587.6nm)、C線(波長656.3nm)、F線(波長486.1nm)およびg線(波長435.8nm)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、点線で示す。非点収差図にはサジタル方向タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と破線で示す。倍率色収差図にはC線(波長656.3nm)、F線(波長486.1nm)およびg線(波長435.8nm)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、点線で示す。なお、球面収差図のFNo.はF値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

0081

次に、実施例2の撮像レンズについて説明する。実施例2の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図2に示す。

0082

実施例2の撮像レンズは、実施例1とほぼ同等の構成であるが、レンズL11が両凹レンズである点が異なっている。レンズL11は両凹レンズであるが、曲率半径の絶対値が大きいため、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズの場合と較べて大きな効果の差はない。

0083

また、実施例2の撮像レンズの基本レンズデータを表4に、諸元に関するデータを表5に、非球面係数に関するデータを表6に、各収差図を図8(A)〜(D)に示す。

0084

次に、実施例3の撮像レンズについて説明する。実施例3の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図3に示す。

0085

実施例3の撮像レンズは、実施例1とほぼ同等の構成であるが、レンズL23が像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである点が異なっている。レンズ23は像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるが、曲率半径の絶対値が大きいため、両凹レンズの場合と較べて大きな効果の差はない。

0086

また、実施例3の撮像レンズの基本レンズデータを表7に、諸元に関するデータを表8に、非球面係数に関するデータを表9に、各収差図を図9(A)〜(D)に示す。

0087

次に、実施例4の撮像レンズについて説明する。実施例4の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図4に示す。

0088

実施例4の撮像レンズは、第1レンズ群G1については実施例1と同様の構成であり、効果も同様であるが、第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズL21と正レンズL22とが接合されている点が異なっている。これにより、より小さい曲率半径とすることができるため、軸上色収差の補正に有利となる。続くレンズL23とレンズL24とによる接合レンズ、レンズL25とレンズL26とによる接合レンズの効果は他の実施例と同様である。

0089

また、実施例4の撮像レンズの基本レンズデータを表10に、諸元に関するデータを表11に、非球面係数に関するデータを表12に、各収差図を図10(A)〜(D)に示す。

0090

次に、実施例5の撮像レンズについて説明する。実施例5の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図5に示す。

0091

実施例5の撮像レンズは、実施例4と同様であるが、第1レンズ群G1については、負メニスカスレンズL14と両凸レンズL15とによる接合レンズに、さらに負メニスカスレンズL16が接合されて、3枚接合レンズを形成している点、およびレンズL17が正レンズ、レンズL18が負レンズである点が異なる。これにより、波長による球面収差の差の補正に有利である。第2レンズ群G2については、レンズL23が正レンズ、レンズL24が負レンズである点が異なる。これにより、非点収差の補正に有利である。

0092

また、実施例5の撮像レンズの基本レンズデータを表13に、諸元に関するデータを表14に、非球面係数に関するデータを表15に、各収差図を図11(A)〜(D)に示す。

0093

実施例1〜5の撮像レンズの条件式(1)〜(5)に対応する値を表16に示す。なお、全実施例ともd線を基準波長としており、下記の表16に示す値はこの基準波長におけるものである。また、表1において、条件式(2)のNd11Nminは、レンズL11〜L13についての屈折率を示す。実施例1〜5において、レンズL11の屈折率が最も小さいものとなっている。条件式(3)に関し、Δνd2c(1)は物体側の、Δνd2c(2)は像側の接合レンズについての値を示す。条件式(4)に関し、実施例1〜3は第2レンズ群G2は2組の接合レンズを有するため、ΔN2C(1)は物体側の、ΔN2C(2)は像側の接合レンズについての値を示す。一方、実施例4,5は3つの接合レンズを有するため、ΔN2Cに付与されている(1)〜(3)は,接合レンズの物体側からの順番を示す。

0094

以上のデータから、実施例1〜5の撮像レンズはすべて、条件式(1)〜(5)を満たし、全画角2ωが110度以上、好ましくは115度以上であり、FNo.が2.0以下、好ましくは1.9以下となっており、広角でありながら、FNo.が小さく、また諸収差が良好に補正された撮像レンズを達成していることが分かる。

0095

次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図12に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態の撮像レンズを用いた撮像装置の概略構成図を示す。なお、図12では各レンズ群を概略的に示している。この撮像装置としては、例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等を挙げることができる。

0096

図12に示す撮像装置10は、撮像レンズ1と、撮像レンズ1の像側に配置されたローパスフィルタ等の機能を有するフィルタ6と、フィルタ6の像側に配置された撮像素子7と、信号処理回路8とを備えている。撮像素子7は撮像レンズ1により形成される光学像電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子7としては、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を用いることができる。撮像素子7は、その撮像面が撮像レンズ1の像面に一致するように配置される。

0097

撮像レンズ1により撮像された像は撮像素子7の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子7からの出力信号が信号処理回路8にて演算処理され、表示装置9に像が表示される。

0098

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

0099

1撮像レンズ
2軸上光束
3最大画角の光束
6フィルタ
7撮像素子
8信号処理回路
9表示装置
10撮像装置
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
PP1,PP2,PP3光学部材
Sim 像面
St 開口絞り

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