JP3495631B2 - 広角レンズ - Google Patents
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Description
トロフォーカスタイプの広角レンズに関する。
クフォーカスを十分確保する必要があるため、広角レン
ズには前群(第1レンズ群)が負、後群(第2レンズ
群)が正のレトロフォーカスタイプが広く採用されてい
る。このようなレトロフォーカスタイプの、特に半画角
が32〜36゜程度の広角レンズでは、従来、小型化し
ようとすると、光学性能が劣化するため、十分に小型化
することができなかった。
トロフォーカスタイプの広角レンズを提供することを目
的とする。また、本発明は、小型でありながら、高性能
な広角レンズを得ることを目的とする。
体側から順に、負の第1レンズ群と、絞りを有する正の
第2レンズ群とからなる広角レンズにおいて、次の条件
式(1)を満足し、さらに第2レンズ群は、最も像側
に、像側に凸の正メニスカスレンズを有し、この正メニ
スカスレンズは、その物体側の面に、光軸からの距離が
大きくなるに従い曲率半径が近軸球面の曲率半径より小
さくなって正のパワーが弱くなる、次の条件式(2)を
満足する非球面を有することを特徴としている。 (1)−1.4<f1/f<−1.1(2)−5.5<△X(n−1)×1000/f<−
2.0 但し、 f1;第1レンズ群の焦点距離、 f;全系の焦点距離、△X;光軸から0.3fの高さにおける非球面の近軸球
面からの変位量、 n;非球面を形成しているレンズ材の屈折率、 である。第1レンズ群の負のパワーを条件式(1)のよ
うに大きくすると、小型化を達成することができる。条
件式(2)を満足する非球面は、レンズ面に直接形成す
ることも、ガラスレンズ上にプラスチック層を設けてハ
イブリッド化して形成することもできる。
るため、第2レンズ群中には、その最も像側に、像側に
凸の正メニスカスレンズを配置し、かつ、この正メニス
カスレンズの物体側の面を、光軸からの距離が大きくな
るに従い曲率半径が近軸球面の曲率半径より小さくなっ
て正のパワーが弱くなる、次の条件式(2)を満足する
非球面とすることが好ましい。 (2)−5.5<△X(n−1)×1000/f<−
2.0 但し、 △X;光軸から0.3fの高さにおける非球面の近軸球
面からの変位量、 n;非球面を形成しているレンズ材の屈折率、 である。非球面は、レンズ面に直接形成することも、ガ
ラスレンズ上にプラスチック層を設けてハイブリッド化
して形成することもできる。
から順に、負の第1レンズ群と、絞りを有する正の第2
レンズ群とからなる広角レンズにおいて、第2レンズ群
は、物体側から順に、正の第2aレンズ群、絞り及び正
の第2bレンズ群からなり、第2aレンズ群は、正レン
ズと負レンズとの接合レンズから構成され、第2bレン
ズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ及び正レ
ンズから構成され、次の条件式(1)、(3)及び
(4)を満足することを特徴としている。 (1)−1.4<f1/f<−1.1 (3)−1.0<r2a/f<−0.8 (4)1.5<f L6 /f L5 <5.0 但し、 f1;第1レンズ群の焦点距離、 f;全系の焦点距離、 r2a;第2aレンズ群中の接合面の曲率半径。 f L5 ;第2bレンズ群中の物体側の正レンズの焦点距
離、 f L6 ;第2bレンズ群中の像側の正レンズの焦点距離、
である。
1、図3、図5、図7、図9の各実施例に示すように、
物体側から順に、負の第1レンズ群10と、絞りSを有
する正の第2レンズ群20とからなっている。負の第1
レンズ群10は、負のメニスカスレンズ1枚で構成さ
れ、正の第2レンズ群20は、物体側から順に、正の第
2aレンズ群20a、絞りS及び正の第2bレンズ群2
0bから構成されている。第2aレンズ群20aは、正
レンズと負レンズの接合レンズから構成され、第2bレ
ンズ群20bは、物体側から順に、負レンズ、正レンズ
及び正メニスカスレンズから構成されている。第2bレ
ンズ群20b中の最も像側に位置する正メニスカスレン
ズの物体側の面は非球面である。
パワーに関するものである。この条件式を満足すること
により、ペッツバール和の絶対値を小さくし、バックフ
ォーカスを確保しつつ、小型化を図ることができる。条
件式(1)の上限を越えると、第1レンズ群10の負の
パワーが強くなりすぎ、バックフォーカスの確保には有
利だが、第1レンズ群10で発生したコマ収差や非点収
差を第2レンズ群で補正しきれなくなる。条件式(1)
の下限を越えると、第1レンズ群10のパワーが弱くな
りすぎ、バックフォーカスの確保が困難になる。
が対象とするF値が2程度の従来のレトロフォーカスタ
イプの広角レンズの像面湾曲(特にDS(サジタル方向
の像面湾曲))は一般に、ある程度の画角まではアンダ
ーにふくらみ、中間画角を越えたあたりから急激にオー
バーになる性質がある(DSの戻り)。このため、周辺
での像面性能の確保には、中間画角までを敢えてアンダ
ーとし、そのためにベッツバール和を大きな値にしてい
た。このように像面が湾曲する場合、中間画角の像面位
置と、画面中央部の最良像面位置とをできるだけ合わせ
る為に球面収差をアンダーにふくらませる必要があっ
た。さらに、レトロフォーカスタイプでは、第1レンズ
群の負レンズで発生する諸収差を、第2レンズ群で補正
するが、従来のレンズでは、コマ収差と非点隔差の補正
バランスが悪く、第2レンズ群の接合レンズの接合面で
コマ収差の補正をせざるを得ず、非点隔差が開く結果に
なっていた(DM(メリディオナル方向の像面湾曲)に
比べDSがよりアンダーになる)。
上の問題認識に基づき、条件式(1)のように、第1レ
ンズ群10のパワーを強めることで、ペッツバール和の
絶対値を小さくしている。次に、DSの戻りを補正する
ために、第2レンズ群20中の最も像側に、像側に凸の
正メニスカスレンズを配置し、この正メニスカスレンズ
の物体側の面に非球面を導入した。さらに、コマ収差と
非点隔差のバランスをとるために、第2レンズ群20の
第2aレンズ群20aの接合レンズの接合面のカーブを
緩くし、コマ収差補正の負担を非球面に移す。また、球
面収差補正とコマ収差補正のバランスのよい面を非球面
とする。
正レンズのパワーを強くして、第2bレンズ群20bの
像側の正メニスカスレンズのパワーを弱め、第2レンズ
群20の第2bレンズ群20bのパワーを強め、第2b
レンズ群中の負レンズの屈折率を下げ、正レンズの屈折
率を上げることが好ましい。
bレンズ群20bの最も像側に位置させた正メニスカス
レンズの非球面量を規定する。条件式(2)の上限を越
えると、非球面量が少なくなり、第1レンズ群10で発
生する各種収差の補正を十分に行うことができない。条
件式(2)の下限を越えると、非球面量が多くなり、製
造が困難になる。また、Z係数が減少し、レンズの心取
りが困難になる。
す量であり、次式で表される。それぞれの変数は図11
に示す。 z=1/2|h1/r1−h2/r2| 但し、 h1;第1面の有効径の高さ、 h2;第2面の有効径の高さ、 r1;第1面の曲率半径、 r2;第2面の曲率半径、 である。
合面の度(曲率半径)を規定するもので、コマ収差と非
点収差(隔差)をバランスよく補正するための条件であ
る。条件式(3)の上限を越えると、接合面のカーブが
緩くなり、コマ収差が強く発生し、非球面でも補正しき
れなくなる。条件式(3)の下限を越えると、接合面の
カーブが急になり、非点収差が強く発生し、第2bレン
ズ群の正メニスカスレンズの非球面でも補正しきれなく
なる。
bレンズ群20b中に含まれる正レンズ2枚のパワーを
規定する。条件式(4)の上限を越えると、第2bレン
ズ群20bの物体側の正レンズにパワーが移行し(2枚
の正レンズのうちの物体側の正レンズのパワーが強くな
りすぎ)、球面収差や特にコマ収差を補正しきれない。
条件式(4)の下限を越えると、第2bレンズ群20b
の像側の正レンズにパワーが移行し(同じく像側の正レ
ンズのパワーが強くなりすぎ)、第2bレンズ群の正メ
ニスカスレンズの非球面のカーブが緩くなり、非球面効
果が弱くなり、第1レンズ群で発生した収差の補正が困
難になる。
球面収差で表される色収差(軸上色収差)図及び倍率色
収差図中の実線、点線及び一点鎖線は、それぞれd線、
g線及びC線の収差であり、Sはサジタル、Mはメリデ
ィオナルである。また、表中のFNO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、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、νはアッベ数を示す。また、
回転対称非球面は次式で定義される。 x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+
A12y12・・・ (但し、cは曲率(1/r)、yは光軸からの高さ、K
は円錐係数、A4、A6、A8、A10・・・・・は各
次数の非球面係数)
成図を示し、図2は、図1のレンズ構成の諸収差を示
す。表1はその数値データである。面No. 1〜2は負の
第1レンズ群10、面No. 3〜5は正の第2aレンズ群
20a、面No. 6〜11は正の第2bレンズ群20bで
あり、第2aレンズ群20aと第2bレンズ群20bと
の間に絞りSが位置している。第2bレンズ群20b中
の最も像側の正メニスカスレンズの物体側の非球面は、
ガラスレンズ上に形成した合成樹脂層によって構成され
ている。
成図を示し、図4は、図3のレンズ構成の諸収差を示
す。表2はその数値データである。面No. 1〜2は負の
第1レンズ群10、面No. 3〜5は正の第2aレンズ群
20a、面No. 6〜11は正の第2bレンズ群20bで
ある。第2bレンズ群20b中の最も像側の正メニスカ
スレンズの物体側の非球面は、ガラスレンズ上に形成し
た合成樹脂層によって構成されている。
成図を示し、図6は、図5のレンズ構成の諸収差を示
す。表3はその数値データである。面No. 1〜2は負の
第1レンズ群10、面No. 3〜5は正の第2aレンズ群
20a、面No. 6〜10は正の第2bレンズ群20bで
あり、第2bレンズ群20b中の最も像側の正メニスカ
スレンズの物体側の非球面は、ガラスレンズ面に直接形
成されている。
成図を示し、図8は、図7のレンズ構成の諸収差を示
す。表4はその数値データである。面No. 1〜2は負の
第1レンズ群10、面No. 3〜5は正の第2aレンズ群
20a、面No. 6〜11は正の第2bレンズ群20bで
あり、第2bレンズ群20b中の最も像側の正メニスカ
スレンズの物体側の非球面は、ガラスレンズ面に直接形
成されている。
成図を示し、図10は、図9のレンズ構成の諸収差を示
す。表5はその数値データである。基本的なレンズ構成
は、実施例4と同様である。
す。
よく補正されている。
32゜前後のレトロフォーカスタイプの広角レンズを提
供することができる。
成図である。
成図である。
成図である。
成図である。
成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 物体側から順に、負の第1レンズ群と、
絞りを有する正の第2レンズ群とからなる広角レンズに
おいて、次の条件式(1)を満足し、さらに上記第2レ
ンズ群は、最も像側に、像側に凸の正メニスカスレンズ
を有し、この正メニスカスレンズは、その物体側の面
に、光軸からの距離が大きくなるに従い曲率半径が近軸
球面の曲率半径より小さくなって正のパワーが弱くな
る、次の条件式(2)を満足する非球面を有することを
特徴とする広角レンズ。 (1)−1.4<f1/f<−1.1(2)−5.5<△X(n−1)×1000/f<−
2.0 但し、 f1;第1レンズ群の焦点距離、 f;全系の焦点距離、△X;光軸から0.3fの高さにおける非球面の近軸球
面からの変位量、 n;非球面を形成しているレンズ材の屈折率。 - 【請求項2】 物体側から順に、負の第1レンズ群と、
絞りを有する正の第2レンズ群とからなる広角レンズに
おいて、 上記第2レンズ群は、物体側から順に、正の第2aレン
ズ群、絞り及び正の第2bレンズ群からなり、第2aレ
ンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズから構成
され、第2bレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、
正レンズ及び正レンズから構成され、次の条件式
(1)、(3)及び(4)を満足することを特徴とする
広角レンズ。 (1)−1.4<f1/f<−1.1 (3)−1.0<r2a/f<−0.8 (4)1.5<fL6/fL5<5.0 但し、 f1;第1レンズ群の焦点距離、 f;全系の焦点距離、 r2a;第2aレンズ群中の接合面の曲率半径。 fL5;第2bレンズ群中の物体側の正レンズの焦点距
離、 fL6;第2bレンズ群中の像側の正レンズの焦点距離。
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