JP4839763B2 - 広角レンズ - Google Patents
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Description
物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とを有し、
前記前群は、物体側から順に、2枚の負レンズと、1つの接合レンズと、最も像側に配置された負レンズとを少なくとも有し、
前記後群は、物体側から順に、2つの正レンズ成分と、負レンズと、正レンズとからなり、
開口絞りは、前記後群に備えられていることを特徴とする広角レンズを提供する。
また本発明の広角レンズは、
以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
(1)1.8<BF/f 0 <3.0
但し、
BF :無限遠物点に合焦時のバックフォーカス
f 0 :前記広角レンズ全系の焦点距離
また本発明の広角レンズは、
以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2)0.8<Ymax/f 0 <2.4
但し、
Ymax :最大像高(像側イメージサークルの半径)
以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)−1.5<fF/f0<−0.05
但し、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記広角レンズ全系の焦点距離
前記前群と前記後群との間には、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の空気レンズが形成され、
以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)d1−2/f0<0.4
但し、
d1−2:前記前群中の最も像側のレンズ面と前記後群中の最も物体側のレンズ面との空気間隔
f0 :前記広角レンズ全系の焦点距離
前記前群における前記接合レンズは、正の屈折力を有し、負レンズと正レンズとを含み、
前記前群における前記接合レンズ中の前記正レンズは、当該接合レンズ中の前記負レンズに比してアッベ数の低い硝材で構成されていることが望ましい。
前記前群は、物体側から2枚の負レンズを有し、当該2枚の負レンズのうちのいずれか一方は非球面を備えていることが望ましい。
また本発明の広角レンズは、
前記後群の前記2つの正レンズ成分の少なくとも1つは、接合レンズであることが望ましい。
また本発明の広角レンズは、
前記開口絞りは、前記後群の前記2つの正レンズ成分の間に配置されていることが望ましい。
(1) 1.8<BF/f0<3.0
(2) 0.8<Ymax/f0<2.4
但し、
BF :無限遠物点に合焦時のバックフォーカス
f0 :前記ズームレンズ全系の焦点距離
Ymax :最大像高(像側イメージサークルの半径)
また、その後方に接合正レンズを設けることで、ペッツバール和を最適に保ちつつ、倍率色収差、及び下方色コマ収差の補正を行っている。
また、前群の最も像側のレンズ面と後群の最も物体側のレンズ面とによって空気レンズを形成することで、球面収差及び下方コマ収差を補正し大口径化を図っている。
ここで、本明細書及び請求の範囲では、単レンズ、及び貼り合わせレンズを含む表現として「レンズ成分」を用いている。
条件式(1)は、本発明の広角レンズにおいてレトロ比を最適に保つための条件式である。ここで、レトロ比を次の式(A)で定義する。
(A) Rf=BF/f0
但し、
Rf :レトロ比
BF :無限遠物点に合焦時のバックフォーカス
f0 :広角レンズ全系の焦点距離
なお、条件式(1)の下限値を1.99に設定すれば本発明の最良の効果を発揮することができ、本発明の目的に最もかなった光学系を達成するためにはこの下限値が望ましい。
本発明の広角レンズにおいて条件式(2)の対応値が当該条件式(2)の上限値を上回ると、焦点距離に比較して、大きなイメージサークルを有することになり、本発明のような単純で構成枚数の少ない光学系では、コマ収差、像面湾曲等の軸外収差を補正することが困難になってしまう。
なお、条件式(2)の上限値を1.0に設定すればより良い収差補正を達成することができる。
本発明の広角レンズにおいて条件式(3)の対応値が当該条件式(3)の上限値を上回ると、前記負レンズ群の屈折力が大きくなるため、本発明のような単純で構成枚数の少ない光学系では、ペッツヴァール和の最適な設定が困難になり、軸外収差が悪化してしまう。中でも、歪曲と非点収差及び像面湾曲を補正することが困難になってしまう。また、前玉径が増加し、大型化してしまうため好ましくない。
なお、条件式(3)の上限値を−0.1に設定すればより良い収差補正を達成することができる。
なお、条件式(3)の下限値を−1.0に設定すればより良い収差補正を達成することができる。また、条件式(3)の下限値を−0.6、さらには−0.55に設定すれば本発明の最良の効果を発揮することができる。
なお、条件式(4)の上限値を0.2に設定すればより良い収差補正を達成することができる。また、条件式(4)の上限値を0.1に設定すれば本発明の最良の効果を発揮することができる。
また、本発明のような単純で構成枚数の少ない光学系では、軸外収差、特に歪曲収差、下方コマ収差、及び像面湾曲を主に補正するために、前群は物体側から順に2枚の負レンズを有し、その中の1つのレンズ面は非球面であることが望ましい。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
本実施例に係る広角レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群Gfと、正の屈折力を有する後群Grとからなる。
前群Gfは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1、物体側に凸面を向け像側のレンズ面が非球面である負メニスカス非球面レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と両凸形状の正レンズL4との接合よりなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5とからなる。
[全体諸元]において、fは焦点距離、2ωは画角(包括角)、FNOはFナンバーをそれぞれ示す。
[レンズデータ]において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、riは物体側からi番目のレンズ面Riの曲率半径、diはレンズ面Riとレンズ面Ri+1との光軸上の面間隔、ni,νiはレンズ面Riとレンズ面Ri+1との間の媒質のd線(λ=587.56nm)に対する屈折率,アッベ数をそれぞれ示す。さらに、レンズデータ中の非球面には、星印(★)を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示し、κ及び各非球面係数は[非球面データ]の欄に記載する。
S(y)=(y2/R)/〔1+(1−κ・y2/R2)1/2〕
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10+C12・y12+C14・y14
[可変間隔データ]において、βは拡大倍率、Rは撮影距離をそれぞれ示し、W、M、Tはそれぞれ広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態を示している。
なお、以下の全ての実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
[全体諸元]
f = 24.7mm
2ω = 100.04゜
FNO= 3.59
[レンズデータ]
面番号 r d ν n
1) 35.0000 1.6000 61.09 1.589130
2) 18.0000 5.0000
3) 22.8703 2.0000 61.09 1.589130
4)★ 9.8319 8.0000
5) 71.4844 1.6000 49.45 1.772789
6) 13.4776 8.0000 35.70 1.625882
7) -103.8312 0.1000
8) 49.3425 1.3000 61.09 1.589130
9) 14.3008 1.0199(d1-2)
10) 15.2391 14.0000 64.10 1.516800
11) -12.6934 1.2000 49.45 1.772789
12) -18.4413 1.0000
13> 開口絞りS 4.0000
14) -67.6926 6.0000 82.52 1.497820
15) -11.7538 1.0000 33.92 1.803840
16) -18.6252 0.1000
17) 153.9252 1.0000 40.90 1.796310
18) 30.4968 1.6000
19) -1885.9241 2.8000 54.01 1.617200
20) -28.8707 51.1105(BF)
[非球面データ(κ及び各非球面係数)]
面番号 κ C4 C6 C8 C10
4) 0.2628 3.59500E-05 7.07880E-08 5.62040E-10 -7.10660E-13
[条件式対応値]
条件式(1) BF/f0= 2.07
条件式(2) Ymax/f0= 1.18
条件式(3) fF/f0= -0.44
条件式(4) d1−2/f0= 0.041
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図においては最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図においては像高Yの最大値をそれぞれ示す。
また、コマ収差図においては各半画角の値を示す。また、d,gはそれぞれ、d線(λ=587.56nm),g線(λ=435.84nm)の収差曲線を示す。さらに、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。
なお、以下に示す全実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
図2より、本実施例に係る広角レンズは、諸収差を良好に補正していることがわかる。
図3は、本発明の第2実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
本実施例に係る広角レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群Gfと、正の屈折力を有する後群Grとからなる。
前群Gfは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1、物体側に凸面を向け像側のレンズ面が非球面である負メニスカス非球面レンズL2、両凸形状の正レンズL3と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4との接合よりなる接合正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5とからなる。
以下の表2に、本発明の第2実施例に係る広角レンズの諸元の値を掲げる。
[全体諸元]
f = 24.7mm
2ω = 100.2゜
FNO= 3.88
[レンズデータ]
面番号 r d ν n
1) 30.3799 1.6000 61.09 1.589130
2) 16.7030 5.8337
3) 18.6228 2.0000 61.09 1.589130
4)★ 9.5367 8.0000
5) 159.6091 11.0000 33.75 1.648311
6) -24.9262 1.6000 49.45 1.772789
7) -77.9796 0.1000
8) 73.4885 1.3000 60.03 1.640000
9) 13.1615 1.4623(d1-2)
10) 15.0271 14.0000 60.69 1.563840
11) -24.9279 1.0000
12> 開口絞りS 2.7415
13) -74.7857 6.0000 82.52 1.497820
14) -10.7815 1.0000 35.72 1.902650
15) -16.7447 0.1000
16) 373.6699 1.6000 35.72 1.902650
17) 35.8649 1.5000
18) -254.2443 3.0000 50.84 1.658440
19) -26.4911 51.8373(BF)
[非球面データ(κ及び各非球面係数)]
面番号 κ C4 C6 C8 C10
4) 0.2802 3.63230E-05 2.77070E-07 -2.95910E-10 6.55280E-12
[条件式対応値]
条件式(1) BF/f0= 2.10
条件式(2) Ymax/f0= 1.18
条件式(3) fF/f0= -0.40
条件式(4) d1−2/f0= 0.059
図3より、本実施例に係る広角レンズは、諸収差を良好に補正していることがわかる。
なお、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
Gr 後群
S 開口絞り
I 像面
Claims (9)
- 物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とを有し、
前記前群は、物体側から順に、2枚の負レンズと、1つの接合レンズと、最も像側に配置された負レンズとを少なくとも有し、
前記後群は、物体側から順に、2つの正レンズ成分と、負レンズと、正レンズとからなり、
開口絞りは、前記後群に備えられていることを特徴とする広角レンズ。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角レンズ。
1.8<BF/f0<3.0
但し、
BF :無限遠物点に合焦時のバックフォーカス
f0 :前記広角レンズ全系の焦点距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の広角レンズ。
0.8<Ymax/f0<2.4
但し、
Ymax :最大像高(像側イメージサークルの半径) - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の広角レンズ。
−1.5<fF/f0<−0.05
但し、
fF:前記前群の焦点距離
f0:前記広角レンズ全系の焦点距離 - 前記前群と前記後群との間には、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の空気レンズが形成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の広角レンズ。
d1−2/f0<0.4
但し、
d1−2:前記前群中の最も像側のレンズ面と前記後群中の最も物体側のレンズ面との空気間隔
f0 :前記広角レンズ全系の焦点距離 - 前記前群における前記接合レンズは、正の屈折力を有し、負レンズと正レンズとを含み、
前記前群における前記接合レンズ中の前記正レンズは、当該接合レンズ中の前記負レンズに比してアッベ数の低い硝材で構成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の広角レンズ。 - 前記前群は、物体側から2枚の負レンズを有し、当該2枚の負レンズのうちのいずれか一方は非球面を備えていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の広角レンズ。
- 前記後群の前記2つの正レンズ成分の少なくとも1つは、接合レンズであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の広角レンズ。
- 前記開口絞りは、前記後群の前記2つの正レンズ成分の間に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の広角レンズ。
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