(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、
前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、
前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であり、
前記第１群の前記両凸レンズの像側の面と、前記第２群の前記張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したこと
を特徴とする撮影光学系。
【請求項２】
絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、
前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、
前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であり、
前記第１群の前記両凸レンズの両面と、前記第２群の前記張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したこと
を特徴とする撮影光学系。
【請求項３】
請求項２記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が大きくなるような非球面形状としたこと
を特徴とする撮影光学系。
【請求項４】
請求項２記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が小さくなるような非球面形状としたこと
を特徴とする撮影光学系。
【請求項５】
絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、
前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、
前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であり、
前記第１群の前記両凹レンズの両面に非球面を施し、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面に張り合わせにより非球面を施したこと
を特徴とする撮影光学系。
【請求項６】
請求項５記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凹レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が大きくなり、像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が小さくなること
を特徴とする撮影光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型ＣＣＤカメラの撮影光学系であって、特に、小型ＣＣＤカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラに用いる撮影光学系、ひいては銀塩カメラにも適用できる広角タイプの撮影光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤの製造技術の進歩にともない、高精細で、しかも画面サイズの小さなＣＣＤが開発され、既に１００万画素を越える高密度のＣＣＤが小型ＣＣＤカメラ、デジタルカメラおよびビデオカメラ等に用いられることが一般化してきている。このように画面サイズが小さく且つ画素密度の高いＣＣＤに対して、撮影光学系から撮影光を入射する際、ＣＣＤの微細な受光部分が入射してくる光束を蹴ってしまう恐れがあることから、斜め方向からの入射をできるだけ避け、平行光束に近い状態で撮影光をＣＣＤに入射させることが要求される。
斯かる要求に対応する撮影光学系としては、従来、特開平９−１８９８５６号公報が知られている。特開平９−１８９８５６号公報に示された撮影光学系は、Ｆナンバーが２．８程度、短焦点距離で２５°以上の半画角に対して収差の発生を良好に抑える性質を有し、しかもバックフォーカスが長い撮影レンズであるところから、ＣＣＤに対して平行光束に近似した状態で光を入射させることが達成できる。
しかしながら、このようにバックフォーカスを長くすると、どうしても撮影レンズの全系が長くなることが避けられず、コンパクトな撮影光学系が得られないという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決するもので、射出瞳位置と像面の距離を長くする一方、レンズ全長が短く、前玉径が小さく、且つ歪曲収差が良好に補正された広角タイプの撮影光学系を実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の本発明は、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、
前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、
前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であり、
前記第１群の前記両凸レンズの像側の面と、前記第２群の前記張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したことを最も主要な特徴とする。
請求項２の発明は、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、
前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、
前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であり、
前記第１群の前記両凸レンズの両面と、前記第２群の前記張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したことを主要な特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が大きくなるような非球面形状としたことを最も主要な特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が小さくなるような非球面形状としたことを主要な特徴とする。
請求項５の発明は、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、
前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、
前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であり、
前記第１群の前記両凹レンズの両面に非球面を施し、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面に張り合わせにより非球面を施したことを主要な特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凹レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が大きくなり、像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が小さくなることを最も主要な特徴とする。
【作用】
上記のように構成されたズームレンズは、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であることとするので、前記第１群、前記第２群共に正のパワーを有する光学系であるため、歪曲収差の補正が極めて有利になるとともに、前記第１群の前記両凹レンズの第１面を凹面とすることにより前玉の有効径を小さくすることができ、又、前記第１群の前記両凹レンズを負レンズとすることで、射出瞳と像面との距離を長くすることができ、その結果、ＣＣＤに対する入射光を平行光束にすることができる。さらに、前記第１群の前記両凸レンズの像側の面と、前記第２群の正レンズと負レンズを物体側より順に接合された張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したこととするので、更に歪曲収差を良好に補正することができる。また、前記光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの両面と、前記第２群の正レンズと負レンズを物体側より順に接合された張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したものとするので、歪曲収差を補正することに伴い発生する像面の面倒れを有効に補正することができる。また、前記光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が大きくなるような非球面形状とするので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる。また、前記光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が小さくなるような非球面形状とするので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる。また、前記光学系において、前記第１群の前記両凹レンズの両面に非球面を施し、前記第２群の両凸レンズの像側の面に張り合わせにより非球面を施したこととするので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる。また、前記光学系において、前記第１群の前記両凹レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が大きくなり、像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が小さくなるような非球面を施すこととするので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本件発明の第１の実施の態様に係わる撮影光学系のレンズ構成であり、物体側より順に、第１群は両凹レンズＬ１と、両凸レンズＬ２で構成され、全体として正のパワーを持たせてある。次に、第２群は正レンズＬ３と負レンズＬ４を物体側より順に接合された張り合わせレンズＬ３４と、両凸レンズＬ５からなり、これ又、全体として正のパワーを有する。第１群、第２群共に正のパワーを有する光学系であるところから、歪曲収差の補正が極めて有利になり、第１群の両凹レンズＬ１の第１面を凹面とすることにより前玉の有効径を小さくすることができ、又、第１群の両凹レンズを負レンズとすることで、射出瞳と像面との距離を長くすることができ、ＣＣＤに対する入射光を平行光束にすることができる。
図１に示した撮影光学系において、第１群の前記両凸レンズＬ２の像側の面ｒ４と、第２群の正レンズと負レンズを物体側より順に接合された張り合わせレンズの物体側の面ｒ５と、第２群の両凸レンズＬ５の像側の面ｒ１０とに非球面を施してある。
第１群の前記両凸レンズＬ２の像側の面に施した非球面ｒ４により、本撮影光学系の歪曲収差が良好に補正されることとなる。図２には、第１の実施態様の収差曲線が示されており、球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差が充分に補正され、像の鮮鋭度を保ちつつ歪曲収差が良好に補正されていることが明らかである。
図３に本発明の第２の態様を示す。第２の態様と図１に示した第１の態様との相違点は、図１においては、第１群の前記両凸レンズＬ２には像側の面ｒ４に非球面が施されているのに対し、図３においては、両面、即ちｒ３、ｒ４に非球面が施されている点である。第１群の前記両凸レンズＬ２の物体側の面に施した非球面ｒ３により、本撮影光学系の歪曲収差の補正に伴い発生する面倒れが補正されることになる。図４に第２の態様の収差曲線が示されている。球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差が充分に補正され、像の鮮鋭度を保ちつつ歪曲収差が良好に補正されいることに加えて、歪曲収差を補正することに伴い発生する像面の面倒れが有効に補正されていることが明らかである。
図５に本発明の第３の実施の態様を示す。第３の態様と図１に示した第１の態様との相違点は、図１においては、第１群の前記両凸レンズＬ２には像側の面ｒ４に非球面が施されているのに対し、図５においては、第１群の両凹レンズＬ１の両面ｒ１、ｒ２に非球面が施されている点にある。この非球面は張り合わせによるものではなく、材料自体に非球面が形成されている。又、第２群の正レンズと負レンズを物体側より順に接合された張り合わせレンズの物体側の面ｒ５に非球面が施されていない点にある。図６に第２の態様の収差曲線が示されている。球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差が充分に補正され、像の鮮鋭度を保ちつつ歪曲収差が良好に補正されていることが明らかである。又、歪曲収差を補正することに伴い発生する像面の面倒れも有効に補正されていることが明らかである。
なお、図２、図４、図６の球面収差の図中の破線は、正弦条件を表し、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルを表すものとする。
【０００６】
次に、本発明の具体的実施例を表１、表２及び表３に示す。まず、実施例における記号の意味は以下の通りである。
0004245749.tif 000002
0004245749.tif 000003
0004245749.tif 000004
【０００７】
【発明の効果】
上記のように構成された撮影光学系は、請求項１においては、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系であって、前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系としたので、前記第１群、前記第２群共に正のパワーを有する光学系であるため、歪曲収差の補正が極めて有利になるとともに、前記第１群の前記両凹レンズの第１面を凹面とすることにより前玉の有効径を小さくすることができ、又、前記第１群の前記両凹レンズを負レンズとすることで、射出瞳と像面との距離を長くすることができ、その結果、ＣＣＤに対する入射光を平行光束にすることができ、更にその結果として、レンズ全長が短く、小型化された撮影光学系を提供することができ、更に又、前記第１群の前記両凸レンズの像側の面と、前記第２群の前記張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したことにより、更に歪曲収差を良好に補正することができる撮影光学系を提供することができた。
請求項２の発明は、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系により、前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系としたので、前記第１群、前記第２群共に正のパワーを有する光学系であるため、歪曲収差の補正が極めて有利になるとともに、前記第１群の前記両凹レンズの第１面を凹面とすることにより前玉の有効径を小さくすることができ、又、前記第１群の前記両凹レンズを負レンズとすることで、射出瞳と像面との距離を長くすることができ、ＣＣＤに対する入射光を平行光束にすることができさらに、その結果として、レンズ全長が長く、小型化された撮影光学系を提供することができ、更に前記第１群の前記両凸レンズの両面と、前記第２群の前記張り合わせレンズの物体側の面と、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面とに張り合わせにより非球面を施したことにより、歪曲収差を補正することに伴い発生する像面の面倒れを有効に補正することができる撮影光学系を提供することができた。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が大きくなるような非球面形状としたので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる撮影光学系を提供することができた。
請求項４の発明は、請求項２記載の撮影光学系において、前記第１群の前記両凸レンズの像側の非球面は光軸から離れるに従って曲率が小さくなるような非球面形状としたので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる撮影光学系を提供することができた。
請求項５の発明は、絞りより物体側の第１群と、絞りより像側の第２群とから構成される撮影光学系において、前記第１群は両凹レンズ及び両凸レンズで構成され、全体として正のパワーを持ち、前記第２群は正レンズと負レンズを物体側より順に接合した張り合わせレンズ及び両凸レンズからなり、全体として正のパワーを有する光学系であることとしたので、前記第１群、前記第２群共に正のパワーを有する光学系であるため、歪曲収差の補正が極めて有利になるとともに、前記第１群の前記両凹レンズの第１面を凹面とすることにより前玉の有効径を小さくすることができ、又、前記第１群の前記両凹レンズを負レンズとすることで、射出瞳と像面との距離を長くすることができ、ＣＣＤに対する入射光を平行光束にすることができ、更に、その結果、レンズ全長が短く小型化された前記第１群の前記両凹レンズの両面に非球面を施し、前記第２群の前記両凸レンズの像側の面に張り合わせにより非球面を施したことにより、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる撮影光学系を提供することができた。
請求項６の発明は、請求項５記載の撮影光学系において、前記両凹レンズの物体側の非球面は光軸から離れるに従って曲率半径が大きくなり、像側の面は光軸から離れるに従って曲率半径が小さくなる非球面を施すこととしたので、系全体に発生する歪曲収差と像面の倒れを良好に補正することができる撮影光学系を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮影光学系の第１の実施態様の説明図である。
【図２】本発明の撮影光学系の第１の実施態様の収差曲線図である。
【図３】本発明の撮影光学系の第２の実施態様の説明図である。
【図４】本発明の撮影光学系の第２の実施態様の収差曲線図である。
【図５】本発明の撮影光学系の第３の実施態様の説明図である。
【図６】本発明の撮影光学系の第３の実施態様の収差曲線図である。
【符号の説明】
Ｌ１    両凹レンズ
Ｌ２    両凸レンズ
Ｌ３    正レンズ
Ｌ４    負レンズ
Ｌ５    両凸レンズ
Ｌ３４  張り合わせレンズ
ｒ１    物体側の面
ｒ２    像側の面
ｒ３    物体側の面
ｒ４    像側の面
ｒ５    物体側の面
ｒ１０  像側の面
【図１】
0004245749.tif 000005
【図２】
0004245749.tif 000006
【図３】
0004245749.tif 000007
【図４】
0004245749.tif 000008
【図５】
0004245749.tif 000009
【図６】
0004245749.tif 000010