JP6286663B2 - 広角レンズ系、カメラ - Google Patents
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Description
物体側から像面側に向かって、負のパワーを有する物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである第1レンズ素子と、正のパワーを有する両凸レンズである第2レンズ素子と、開口絞りと、正のパワーを有する第3レンズ素子と、からなり、
以下の条件(1)、(2)、及び(3)を同時に満たす広角レンズ系:
−0.05 ≦ (r6+r7)/(r7−r6) < 0.50 ・・・(1)
r2/f0 ≦ 0.805744 ・・・(2)
ν2 ≦ 23.9 ・・・(3)
ここで、
r6:第3レンズ素子の物体側面の曲率半径、
r7:第3レンズ素子の像側面の曲率半径、
(r6+r7)/(r7−r6):第3のレンズ素子の形状ファクター、
r2:第1レンズ素子の像側面の曲率半径、
f0:全系のd線における焦点距離、
ν2:第2レンズ素子のアッベ数、
である。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る単焦点の広角レンズ系を表している。
広角レンズ系は、物体側から像面側へと順に、第1レンズ素子L1、第2レンズ素子L2、開口絞りA、第3レンズ素子L3、で構成される。
(実施の形態2)
図3は、実施の形態2に係る単焦点の広角レンズ系を表している。
広角レンズ系は、物体側から像面側へと順に、第1レンズ素子L1、第2レンズ素子L2、開口絞りA、第3レンズ素子L3、で構成される。
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3に係る単焦点の広角レンズ系を表している。
広角レンズ系は、物体側から像面側へと順に、第1レンズ素子L1、第2レンズ素子L2、開口絞りA、第3レンズ素子L3、で構成される。
(実施の形態4)
図7は、実施の形態4に係る単焦点の広角レンズ系を表している。
広角レンズ系は、物体側から像面側へと順に、第1レンズ素子L1、第2レンズ素子L2、開口絞りA、第3レンズ素子L3、で構成される。
(実施の形態5)
図9は、実施の形態5に係る単焦点の広角レンズ系を表している。
広角レンズ系は、物体側から像面側へと順に、第1レンズ素子L1、第2レンズ素子L2、開口絞りA、第3レンズ素子L3、で構成される。
(実施の形態を適用したカメラの例)
実施の形態1を適用したカメラの例を説明する。なお、実施の形態1に替えて実施の形態2〜5の何れかを適用しても良い。
以下、例えば実施の形態1から5に係る広角レンズ系が満足することが可能な条件を説明する。なお、実施の形態1から5に係る広角レンズ系に対して、複数の可能な条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足する広角レンズ系の構成が最も効果的である。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する広角レンズ系を得ることも可能である。
広角レンズ系は、物体側から像面側に向かって、負のパワーを有する第1レンズ素子と、正のパワーを有する第2レンズ素子と、開口絞りと、正のパワーを有する第3レンズ素子と、からなり、
以下の条件を満たす広角レンズ系:
−0.05 ≦ (r6+r7)/(r7−r6) < 0.50
ここで、
r6:第3レンズ素子の物体側面の曲率半径
r7:第3レンズ素子の像側面の曲率半径
(r6+r7)/(r7−r6):第3のレンズ素子の形状ファクター、
である。
もっとも物体側に構成される第1レンズ素子を像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズ素子とすることで、レンズ系全体を広角化すると同時に像面湾曲を良好に補正することができる。また、第1レンズ素子の像側の面を非球面とすることで、より容易に像面湾曲を補正することが可能となる。
このとき、第1レンズ素子の像側の面の曲率半径は以下の式を満足することが望ましい。
ここで、
r2:第1レンズ素子の像側面の曲率半径
f0:全系のd線における焦点距離
である。
上記条件式を満足することにより、像面湾曲が良好に補正された広角レンズ系を実現できる。
第2レンズ素子を正のパワーを有するレンズ素子とすることで、像面湾曲と倍率色収差をバランスよく補正することができる。第2レンズ素子の物体側の面は、光軸近傍が正のパワーを有し、周辺部に近づくに従い、正のパワーが弱まるような非球面形状とすることが望ましい。上記のような形状とすることにより、像面湾曲を良好に補正することができる。第2レンズ素子の像側の面は像側に凸面を向けた形状であることが望ましい。上記のような形状とすることにより、第2レンズ通過後の光束を光軸から離れる方向へ大きく屈折させることができ、撮像素子への入射角を容易に小さくすることができる。
また、第2レンズ素子のアッベ数は以下の条件式を満たすことが望ましい。
ここで
ν2:第2レンズ素子のアッベ数
である。
上記条件式を満足することで、倍率色収差が良好に補正された広角レンズ系を実現できる。
開口絞りより像側に構成される第3レンズ素子を正のパワーを有するレンズ素子とすることで、撮像素子への入射角を容易に小さくすることができる。第3レンズ素子は両凸形状であることが望ましい。上記のような形状とすることで、同じく両凸形状である第2レンズ素子と第3レンズ素子を絞りの前後に対象に配置することができ、コマ収差、ディストーション等の諸収差を良好に補正することができる。
このとき、第3レンズ素子は以下の条件式を満足することが望ましい。
ここで、
r6:第3レンズ素子の物体側面の曲率半径
r7:第3レンズ素子の像側面の曲率半径
(r6+r7)/(r7−r6):第3のレンズ素子の形状ファクター、
である。
上記、条件式を満足することにより、撮像素子への入射角を小さく保ちつつ、球面収差、コマ収差がともに良好に補正された広角レンズ系を実現できる。
なお、広角レンズ系は以下の式を満足することが望ましい。
ここで、
T:第1レンズ素子の物体側面から像面までの光軸上の距離
f0:全系のd線における焦点距離
である。
上記条件式を満足することにより、広角でありつつ充分小型なレンズ系を提供することが可能となる。
また、広角レンズ系は、全てのレンズ素子を樹脂レンズで構成することにより、ガラスレンズで構成するよりも安価なレンズ系とすることができる。
以下、実施の形態1〜5に係る広角レンズ系の数値実施例を説明する。なお、数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数、である。また、数値実施例1において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
(数値実施例1)
(表1)
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 20.95880 0.76440 1.53360 56.2
2* 0.82650 1.58570
3* 2.49720 1.55580 1.63450 23.9
4* -4.94990 0.00000
5(絞り) ∞ 0.34820
6* 2.47530 0.65060 1.53360 56.2
7* -2.47530 1.24400
8 ∞ 0.70000 1.51680 64.1
9 ∞ 0.10000
10 ∞ BF
像面 ∞
非球面データ
第2面
K=-8.74569E-01, A4= 1.53972E-01, A6=-1.27239E-01, A8= 9.29675E-02
A10= 3.07332E-02, A12=-2.47064E-02
第3面
K=-2.80324E+00, A4=-1.48172E-02, A6=-1.12712E-04, A8=-7.56524E-02
A10= 2.23756E-02, A12= 7.30136E-03
第4面
K= 6.29773E+00, A4=-4.57590E-02, A6=-3.07467E-01, A8= 1.02410E+00
A10=-8.35722E-01, A12= 6.30271E-01
第6面
K=-6.98039E+00, A4= 3.12282E-02, A6=-6.03362E-02, A8=-1.16184E-02
A10=-1.13580E-02, A12= 8.72287E-02
第7面
K=-1.32320E+01, A4= 2.69359E-02, A6= 2.44973E-02, A8=-1.44713E-02
A10=-6.34087E-02, A12= 6.20988E-02
各種データ
焦点距離 1.0359
Fナンバー 2.39144
画角 90.0000
像高 1.7757
レンズ全長 6.9729
BF 0.02418
入射瞳位置 1.5605
射出瞳位置 -2.7732
前側主点位置 2.2128
後側主点位置 5.9370
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -1.6341
2 3 2.8468
3 6 2.4306
(数値実施例2)
(表2)
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 21.07620 0.76480 1.53360 56.2
2* 0.83330 1.56960
3* 2.52550 1.50900 1.63450 23.9
4* -5.16710 0.00000
5(絞り) ∞ 0.35220
6* 2.52940 0.65500 1.53360 56.2
7* -2.28850 1.24680
8 ∞ 0.70000 1.51680 64.1
9 ∞ 0.10000
10 ∞ BF
像面 ∞
非球面データ
第2面
K=-8.72895E-01, A4= 1.54890E-01, A6=-1.27327E-01, A8= 9.28548E-02
A10= 3.06932E-02, A12=-2.47057E-02
第3面
K=-2.80714E+00, A4=-1.48900E-02, A6=-1.72000E-04, A8=-7.57044E-02
A10= 2.24166E-02, A12= 7.53621E-03
第4面
K= 7.07037E+00, A4=-4.64889E-02, A6=-3.09710E-01, A8= 1.01965E+00
A10=-8.38082E-01, A12= 7.03233E-01
第6面
K=-6.75370E+00, A4= 3.24662E-02, A6=-5.87290E-02, A8=-1.01206E-02
A10=-8.70030E-03, A12= 9.38316E-02
第7面
K=-1.29626E+01, A4= 2.59199E-02, A6= 2.39997E-02, A8=-1.30838E-02
A10=-6.06677E-02, A12= 6.50167E-02
各種データ
焦点距離 1.0342
Fナンバー 2.38276
画角 90.0000
像高 1.7717
レンズ全長 6.9163
BF 0.01893
入射瞳位置 1.5566
射出瞳位置 -2.8032
前側主点位置 2.2118
後側主点位置 5.8821
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -1.6476
2 3 2.8939
3 6 2.3634
(数値実施例3)
(表3)
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 19.95200 0.71010 1.53360 56.2
2* 0.82220 1.61180
3* 2.48300 1.63110 1.63450 23.9
4* -4.84010 0.00000
5(絞り) ∞ 0.34170
6* 2.32030 0.67080 1.53360 56.2
7* -2.83590 1.23460
8 ∞ 0.70000 1.51680 64.1
9 ∞ 0.10000
10 ∞ BF
像面 ∞
非球面データ
第2面
K=-8.80627E-01, A4= 1.56103E-01, A6=-1.30051E-01, A8= 9.31497E-02
A10= 3.13539E-02, A12=-2.47397E-02
第3面
K=-3.44877E+00, A4=-1.59407E-02, A6= 6.77804E-03, A8=-7.85183E-02
A10= 2.17025E-02, A12= 7.32577E-03
第4面
K= 7.79627E+00, A4=-4.68782E-02, A6=-3.31649E-01, A8= 1.02529E+00
A10=-7.91668E-01, A12= 1.07052E+00
第6面
K=-7.01517E+00, A4= 3.15799E-02, A6=-6.49176E-02, A8=-1.30769E-02
A10=-1.83782E-02, A12= 7.05319E-02
第7面
K=-1.29361E+01, A4= 3.03213E-02, A6= 2.72262E-02, A8=-1.79661E-02
A10=-7.02702E-02, A12= 5.75914E-02
各種データ
焦点距離 1.0401
Fナンバー 2.41999
画角 90.0000
像高 1.7788
レンズ全長 7.0281
BF 0.02799
入射瞳位置 1.5360
射出瞳位置 -2.7493
前側主点位置 2.1865
後側主点位置 5.9880
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -1.6281
2 3 2.8313
3 6 2.5050
(数値実施例4)
(表4)
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 19.79510 0.72830 1.53360 56.2
2* 0.82650 1.60600
3* 2.49550 1.63210 1.63450 23.9
4* -4.82430 0.00000
5(絞り) ∞ 0.36590
6* 2.03390 0.66880 1.53360 56.2
7* -3.38980 1.19390
8 ∞ 0.70000 1.51680 64.1
9 ∞ 0.10000
10 ∞ BF
像面 ∞
非球面データ
第2面
K=-8.80629E-01, A4= 1.55804E-01, A6=-1.30051E-01, A8= 9.30523E-02
A10= 3.13112E-02, A12=-2.47580E-02
第3面
K=-3.43981E+00, A4=-1.59118E-02, A6= 6.70844E-03, A8=-7.86922E-02
A10= 2.15803E-02, A12= 7.32582E-03
第4面
K= 7.81574E+00, A4=-4.69488E-02, A6=-3.30444E-01, A8= 1.03096E+00
A10=-7.70966E-01, A12= 1.14621E+00
第6面
K=-4.96374E+00, A4= 5.02936E-02, A6=-4.62257E-02, A8=-9.41038E-03
A10=-2.48550E-02, A12= 7.44900E-02
第7面
K=-2.19713E+01, A4= 5.11032E-02, A6= 4.67958E-02, A8=-2.13020E-02
A10=-7.57685E-02, A12= 6.37190E-02
各種データ
焦点距離 1.0389
Fナンバー 2.42746
画角 90.0000
像高 1.7787
レンズ全長 7.0222
BF 0.02716
入射瞳位置 1.5522
射出瞳位置 -2.7245
前側主点位置 2.1989
後側主点位置 5.9833
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -1.6383
2 3 2.8378
3 6 2.4891
(数値実施例5)
(表5)
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 22.71390 1.00000 1.53360 56.2
2* 0.76560 1.56000
3* 2.04950 1.54000 1.63450 23.9
4* -5.61010 0.00000
5(絞り) ∞ 0.30000
6* 2.28680 0.65000 1.53360 56.2
7* -2.69620 1.12490
8 ∞ 0.70000 1.51680 64.1
9 ∞ 0.10000
10 ∞ BF
像面 ∞
非球面データ
第2面
K=-8.87920E-01, A4= 1.43127E-01, A6=-1.18083E-01, A8= 8.03871E-02
A10= 2.86814E-02, A12=-2.00717E-02, A14= 2.80801E-03, A16=-3.12858E-03
第3面
K=-2.47801E+00, A4=-1.78473E-02, A6=-1.53167E-02, A8=-6.63249E-02
A10= 3.08174E-02, A12=-1.99104E-03, A14=-1.26981E-02, A16= 9.73119E-03
第4面
K= 2.97560E+01, A4=-7.28358E-02, A6=-2.98242E-01, A8= 1.22343E+00
A10=-3.72764E-01, A12=-9.30349E-01, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第6面
K=-8.21149E+00, A4= 2.23446E-02, A6=-8.73810E-02, A8=-2.91029E-02
A10=-2.25228E-03, A12= 4.90494E-02, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第7面
K=-1.48202E+01, A4= 3.06831E-02, A6= 2.18246E-02, A8=-3.11828E-02
A10=-8.00355E-02, A12= 6.64606E-02, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
各種データ
焦点距離 1.0001
Fナンバー 2.46217
画角 90.0000
像高 1.7815
レンズ全長 7.0049
BF 0.02997
入射瞳位置 1.6742
射出瞳位置 -2.5622
前側主点位置 2.2885
後側主点位置 6.0047
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -1.5087
2 3 2.5661
3 6 2.4291
以下の表に、各数値実施例の対応値を示す。
(条件の対応値)
L2 第2レンズ素子
L3 第3レンズ素子
CG 平行平板
A 開口絞り
S 像面
Claims (3)
- 物体側から像面側に向かって、負のパワーを有する物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである第1レンズ素子と、正のパワーを有する両凸レンズである第2レンズ素子と、開口絞りと、正のパワーを有する第3レンズ素子と、からなり、
以下の条件(1)、(2)、及び(3)を同時に満たす広角レンズ系:
−0.05 ≦ (r6+r7)/(r7−r6) < 0.50 ・・・(1)
r2/f0 ≦ 0.805744 ・・・(2)
ν2 ≦ 23.9 ・・・(3)
ここで、
r6:前記第3レンズ素子の物体側面の曲率半径、
r7:前記第3レンズ素子の像側面の曲率半径、
(r6+r7)/(r7−r6):前記第3のレンズ素子の形状ファクター、
r2:前記第1レンズ素子の像側面の曲率半径、
f0:全系のd線における焦点距離、
ν2:前記第2レンズ素子のアッベ数、
である、
広角レンズ系。 - 前記第3レンズ素子は、物体側の面が凸面である、
請求項1に記載の広角レンズ系。 - 以下の条件(4)を満たし、
T/f0 ≦ 8.0 ・・・(4)
ここで、
T:前記第1レンズ素子の物体側面から像面までの光軸上の距離、
である、
請求項1または2のいずれか一項に記載の広角レンズ系。
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