JP2004109532A

JP2004109532A - 撮影レンズ

Info

Publication number: JP2004109532A
Application number: JP2002272382A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kubota; 久保田　洋治; Toshio Matsui; 松井　俊雄
Original assignee: Nagano Optics Laboratory Corp
Current assignee: Nagano Optics Laboratory Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】光学性能を維持しながら焦点距離を短くすることのできる、小型で廉価な撮影レンズを提案すること。
【解決手段】撮影レンズ１００は、物体側に凸面を向けたプラスチック製の正の屈折力を有する１群１枚のレンズ構成であり、その内部には開口絞り４を設けてある。また、両側のレンズ面１、２の少なくとも一方のレンズ面を非球面としてある。さらに、その焦点距離ｆ、物体側のレンズ面の曲率Ｒ１との関係が、
０．３５ｆ　＜　Ｒ１　＜　ｆ
を満足している。この構成の撮影レンズ１００によれば、１枚のレンズを用いて、球面収差、正弦条件、非点収差、像面湾曲を整え、充分な周辺光量を確保した上で、上光線と下光線とを瞳の位置で整えて倍率の色収差を除くことが可能になる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を用いた車載用カメラ、監視用カメラ、デジタルカメラ、携帯電話機搭載カメラ等に用いられる小型で軽量な撮影レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ等の受光素子を用いた監視カメラや携帯電話機搭載カメラ等に組み込まれている撮影レンズは、忠実な被写体の再現性を備えていることが望ましい。また、最近では、ＣＣＤ自体やＣＣＤカメラなどの撮影機が小型化されてきており、これに伴って、それらに組み込まれている撮影レンズも必然的に小型化、コンパクト化の要求が高まってきている。さらに、ＣＣＤ等の受光素子の高画素化に伴って、それを用いたカメラに使用される撮影レンズも必然的に高い光学性能を発揮できるものでなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、撮影レンズの光学性能を高めるためには、すなわち、画像の再現性および画質を高めるためには、撮影レンズの収差を良好に補正する必要があり、このためには、多くのレンズ枚数が必要となってくる。従って、光学性能を維持しながら焦点距離を短くして小型で廉価な撮影レンズを得ることは非常に困難である。
【０００４】
本発明の課題は、忠実で高品質の画質を得ることができる小型で廉価な撮影レンズを提案することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮影レンズは、物体側に凸面を向けたプラスチック製等の正の屈折力を有する１群１枚あるいは１群２枚のレンズ構成となっている。また、そのレンズ内部には開口絞りを設けてある。さらに、その両側のレンズ面の少なくとも一方のレンズ面を非球面としてある。さらにまた、本発明の撮影レンズでは、その焦点距離をｆ、物体側のレンズ面の曲率をＲ１としたとき、曲率Ｒ１が次の条件式を満足するように設定されている。
０．３５ｆ　＜　Ｒ１　＜　ｆ
この条件式は、全長を規制し、球面収差を整えコマ収差などの軸外の収差の補正を容易に行えるようにするためのものである。すなわち、曲率Ｒ１が上限値ｆを超えるとレンズの物体側のレンズ面から結像面までの全長を短くすることができるが、軸外の収差補正ができなくなる。曲率Ｒ１が下限値０．３５ｆを下回るとレンズの物体側のレンズ面から結像面までの全長が長くなると同時に物体側レンズ面の面加工も難しくなる。
【０００６】
このように構成した本発明の撮影レンズによれば、１枚あるいは２枚のレンズを用いて、球面収差、正弦条件、非点収差、像面湾曲を整え、充分な周辺光量を確保した上で、上光線と下光線とを瞳の位置で整えて倍率の色収差を完全に除くことが可能になる。よって、光学性能を維持しながら焦点距離の短い、小型で廉価な撮影レンズを実現できる。
【０００７】
ここで、前記レンズの像面側のレンズ面は凸面あるいは凹面のいずれかにすればよい。
【０００８】
また、前記レンズがプラスチックレンズの場合には、前記開口絞りを、インサート成形によりプラスチックレンズの内部に埋設することができる。この代わりに、前記開口絞りを、前記レンズの外周面に形成した所定深さの円環状の溝によって規定してもよい。さらに、レンズを前側レンズと後側レンズを接合した構成の複合レンズとし、これら前側レンズおよび後側レンズの接合面に前記開口絞りが挟み込まれた構成を採用してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した１群構成の撮影レンズの各実施例を説明する。
【００１０】
【実施例１】
図１には本発明を適用した実施例１に係る撮影レンズを示してある。本例の撮影レンズ１００は、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するプラスチックレンズからなり、その内部には開口絞り４が形成されている。また、撮影レンズ１００の物体側のレンズ面１は物体側に凸の凸面とされ、その像面側のレンズ面２は像面側に凸の凸面とされている。これらのレンズ面１、２は共に非球面とされている。第２レンズ面２と結像面６の間には、カバーガラス５およびローパスフィルタ７が配置されているが、これらの双方あるいは一方が省略される場合もある。
【００１１】
ここで、本例の撮影レンズ１００の全光学系のレンズデータは次の通りである。
Ｆナンバー：３．５
焦点距離ｆ＝３．６４６ｍｍ
また、表１には本例の撮影レンズの各レンズ面のレンズデータを表示してあり、表２にはレンズ面１、２の非球面形状を規定するための非球面係数を表示してある。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
表１において、ｉは物体側より数えたレンズ面の順番を示し、Ｒは各レンズ面の曲率を示し、ｄはレンズ面間の距離を示し、Ｎｄは各レンズの屈折率を示す。また、レンズ面の順番ｉに星印（＊）が付いているレンズ面は非球面であることを示している。
【００１５】
レンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＸ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、次式により表わされる。表２には実施例１における非球面形状を規定しているこれらの係数値を表示してある。
【００１６】
【数１】

【００１７】
なお、各記号の意味、および非球面形状を表す式は実施例２についても同様である。
【００１８】
図５は、実施例１の撮影レンズ１００における諸収差を示す収差図である。図において、ＳＡは球面収差、ＯＳＣは正弦条件、ＡＳは非点収差、ＤＩＳＴはディストーションを表す。非点収差ＡＳにおけるＴはタンジェンシャル、Ｓはサジタルの像面を表している。また、図面の左側に記した収差図は横収差を示しており、倍率の色収差を知ることができる。これらの記号の意味および横収差を示す収差図については、実施例２の諸収差を示す収差図においても同様である。
【００１９】
【実施例２】
図２は本発明を適用した実施例２に係る撮影レンズの構成図である。本例の撮影レンズ１１０は、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するプラスチックレンズからなり、その内部には開口絞り１４が形成されている。また、撮影レンズ１１０の物体側のレンズ面１１は物体側に凸の凸面とされ、その像面側のレンズ面１２は像面側に対して凹となっている凹面とされている。これらのレンズ面１１、１２は共に非球面とされている。また、第２レンズ面１２と結像面１６の間には、カバーガラス１５およびローパスフィルタ１７が配置されているが、これらの双方あるいは一方が省略される場合もある。
【００２０】
本例の撮影レンズ１１０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
Ｆナンバー：３．５
焦点距離ｆ＝３．６１ｍｍ
表３には本例の撮影レンズの各レンズ面のレンズデータを表示してあり、表４にはレンズ面１１、１２の非球面形状を規定するための非球面係数を表示してある。また、図６にはその諸収差を示してある。
【００２１】
【表３】

【００２２】
【表４】

【００２３】
（開口絞りの形成方法）
上記の各実施例では撮影レンズ１００、１１０の内部に開口絞り４、１４を一体成形してある。例えば、インサート成形によって開口絞りをレンズ本体内に埋設した構成とすればよく、本願人による特開２０００−３４４５５４号公報に記載されているホルダ付きモールドレンズの成形方法において、ホルダの代わりに、開口絞りをインサート部材として用いればよい。あるいは、開口絞りの付いたホルダをインサート部材として用いてもよい。
【００２４】
インサート成形の代わりに、図３に示すように、例えば実施例１の撮影レンズ１００の外周面に所定深さの円形溝２４を形成してもよい。この円形溝２４が上記の開口絞り４と同様に機能する。
【００２５】
また、図４に示すように、例えば、実施例１の撮影レンズ１００を、物体側の前側レンズ１０と結像面側の後側レンズ２０とを接合した１群２枚構成のレンズとし、これらのレンズにおける光軸１００Ａに直交する接合面３の間に円環状の開口絞り３４を挟んだ状態で双方のレンズ１０、２０を接合してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮影レンズは、１群１枚構成あるいは１群２枚構成のレンズであり、その両側のレンズ面の少なくとも一方が非球面とされ、レンズ内部には開口絞りが設けられている。さらに、その焦点距離ｆと物体側のレンズ面の曲率Ｒ１とが所定の関係を保持するように設定されている。
【００２７】
本発明の撮影レンズによれば、周辺光を犠牲にすることなく、忠実で高品質な画像が得られるように収差補正を行うことができ、特に倍率の色収差を除去できる。しかも、その光学系を短小でコンパクトに構成することができる。
【００２８】
従って、本発明による撮影レンズは、小型でコンパクトで廉価に製造できると同時に、充分な周辺光量を確保した上で倍率の色収差が補正されるので、高画質のＣＣＤを用いたカメラ等に対応可能な撮影レンズとして用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施例１に係る撮影レンズの構成図である。
【図２】本発明を適用した実施例２に係る撮影レンズの構成図である。
【図３】本発明の撮影レンズにおける開口絞りの形成方法の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の撮影レンズにおける開口絞りの形成方法の別の例を示す説明図である。
【図５】図１に示す撮影レンズの収差図である。
【図６】図２に示す撮影レンズの収差図である。
【符号の説明】
１、１１　　物体側のレンズ面
２、１２　　像面側のレンズ面
３、１３　　レンズ接合面
４、１４、２４、３４　　開口絞り
５、１５　　カバーガラス
６、１６　　結像面
７、１７　　ローパスフィルタ
１０　前側レンズ
２０　後側レンズ
１００、１１０　撮影レンズ
１００Ａ　　光軸

Claims

物体側に凸面を向けたレンズと、
このレンズの内部に形成した開口絞りと、
前記レンズにおける両側のレンズ面のうち、少なくとも一方のレンズ面に形成した非球面とを有し、
前記レンズの焦点距離をｆ、前記レンズにおける物体側の前記レンズ面の曲率をＲ１とすると、
０．３５ｆ　＜　Ｒ１　＜　ｆ
の条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ。
請求項１において、
前記レンズの両側のレンズ面が共に非球面であることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１または２において、
前記レンズの像面側の前記レンズ面は凸面あるいは凹面であることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１、２または３において、
前記レンズはプラスチックレンズであることを特徴とする撮影レンズ。
請求項４において、
前記開口絞りは、インサート成形により前記プラスチックレンズの内部に埋設されていることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１、２、３または４において、
前記開口絞りは、前記レンズの外周面に形成した所定深さの円環状の溝によって規定されていることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１、２、３または４において、
前記レンズは前側レンズと後側レンズを接合した構成の複合レンズであり、
これら前側レンズおよび後側レンズの接合面に前記開口絞りが挟み込まれていることを特徴とする撮影レンズ。