JPH0363613A - レトロフォーカス型広角レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、小型な明るいレトロフォーカス型広角レンズ
、特にバックフォーカスが焦点距離より長く、ｆナンバ
ー１，６程度の小型撮像機器用に好適な撮影レンズに関
するものである。

（従来技術） 近年小型のビデオカメラの普及や、スチルビデオカメラ
の開発に伴い、それらビデオカメラやスチルビデオカメ
ラレンズ用のレンズとして、Ｆナンバーが小さく、テレ
セントリック特性の良いレンズが望まれている。更に、
ビデオカメラやスチルビデオカメラにおいては、光の高
周波成分をカットするための水晶板等のローパスフィル
ターがレンズ最後面とピント面との間に配設されるので
。

長いバックフォーカスを有するレンズが要求されている
。

このような、Ｆナンバーが小さいレンズであって、長い
バックフォーカスを得やすい負、正、負。

正、正の構成を有する５群５枚のものとしては、実開昭
６０−５４１１１号公報記載のレンズ、特開昭６０−２
６９１９号公報記載のレンズ等が知られている。

しかしながら、実開昭６０−５４１１１号公報記載のレ
ンズは、ＦナンバーがＦｌ、８と比較的大口径であるが
、更に大口径なＦｌ、４〜１．６程度のレンズとするこ
とはできず、更にビデオカメラやスチルビデオカメラに
必要とされるテレセンドリンク特性も満足なものではな
い、また、特開昭６０−２６９１９号公報記載のレンズ
も、大口径ではあるが、バックフォーカスが焦点距離と
同程度と短く、テレセントリック特性も満足なものでは
ない。

他に、負、正、負、正、正の５群５枚構成でバックフォ
ーカスが、比較的大きいレンズとしては、特開昭５５−
１４７６０７号公報、特開昭５７−１６３２１２号公報
、特開昭５８−１７９８０８号公報等に記載された、３
５ｍライ力版用の交換レンズやファクシミリ用のレンズ
が知られているが、いずれもＦナンバーがＦ２．０〜３
．５であり、テレセンドリンク特性も満足なものではな
かった・ （この発明が解決しようとする問題点）この発明は、負
、正、負、正、正より成る５群５枚構成と簡単な構成で
あるにも係わらず、半画角が２５６〜３０°程度で、Ｆ
ナンバーが１．６程度の大口径で、バックフォーカスが
１．２ｆ以上と長く、かつ、テレセンドリンク特性も満
足し、その上、諸収差も良好に補正されたレンズを得よ
うとするものである。

（問題を解決するための手段） この発明のレトロフォーカス型広角レンズは、物体側よ
り順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第一
レンズ、両凸レンズの第二レンズ。

両凹レンズの第三レンズ、凸レンズの第四レンズ。

凸レンズの第五レンズの５群５枚で構成されたレンズで
あって、前記第二レンズと第三レンズの間に絞りを配設
するとともに、 （１）　　０．９　＜　ｌ　ｆ、／ｆ、〜ｓ　Ｉ　＜　
１−２（２）　　１．０（ｆ□〜、／ｆ　　＜４．０（
３）　　０．９＜Ｉｆ工／ｆ２＋　　＜１．６（４）　
　　０．５　　＜　　　ｄ、、、／ｆ　　　＜　　１但
し、 ｆ　　：レンズ全系の焦点距離 ｆｉ　：第１番目のレンズの焦点距離 ｆｉ〜１：第ｉ番目のレンズから第ｊ番目のレンズまで
の合成焦点距離 ｄ２・３：第２レンズと第３レンズとの間隔なる条件を
満足することを特徴とする。

（作用） この発明においては、バックフォーカスを長くするのに
有利な負の焦点距離を有するレンズを第一群に配したい
わゆるレトロフォーカスタイプのレンズ構成を採用し、
かつ従来のレトロフォーカスタイプのレンズに比べて第
２レンズと第３レンズとの空気間隔を大きくとり、そこ
に絞りを置くことでテレセンドリンク特性を満足させて
いる。

通常、例えばビデオカメラやスチルビデオカメラのよう
に、撮像手段（例えばＣＣＤ）を用いて像を記録するカ
メラにおいては、全レンズ系の射出瞳位置と撮像手段の
ピント面との間隔が、撮像手段のピント面の対角線長の
４〜５倍以上あれば。

実用上十分なテレセントリック特性があるとされている
が、この発明のレンズは、第２レンズと第３レンズとの
空気間隔を大きくとり、そこに絞りを置くことで充分な
テレセントリック特性を持たせることが可能である。

しかしながら、一般にレトロフォーカスタイプのレンズ
に共通な問題点として、絞りより前方に配置される凹レ
ンズのパワーが強いと、負の大きな歪曲収差、及びアン
ダーなコマ収差が増大し、後続のレンズでこれらを補正
するにはかなりの困難が伴う、この発明では、この凹レ
ンズの有する負のパワーと、後続のレンズの有する正の
パワーとの良好なるバランスを見出し、なおかつ、全レ
ンズ系で５枚構成という簡単で低コストなレンズを得る
ことに成功している。

上記の効果を得るための条件式が（１）〜（４）である
。

条件式（１）は、第１レンズの焦点距離と第２〜５レン
ズの合成焦点距離の比を表すもので、上限から下限の間
であれば第１レンズの有する負のパワーと、第２〜５レ
ンズの有する正のパワーの比が適正であるということで
ある。下限を下回ると、第１レンズの有する負のパワー
が弱まって、バックフォーカスを長くとることができな
くなる。

逆に上限を上回ると、第１レンズの有する負のパワーが
強まって、著しい負の歪曲収差の発生、アンダーなコマ
フレアーの発生を招いてしまうことになる。

条件式（２）は、全系の焦点距離に対しての。

第１、第２レンズの合成焦点距離の比を表したもので、
下限を下回るとバックフォーカスを長くとることが困難
になる。逆に上限を上回ると、第４、第５レンズに正の
パワーが偏り、対称性が大きく崩れて著しい負の歪曲収
差の発生を招いてしまう。

条件式（３）は、第１レンズ、第２レンズのそれぞれの
焦点距離の比を示したもので、下限を下回ると、第１レ
ンズの有する負のパワーが強まり、第２レンズの有する
正のパワーが弱くなって負の歪曲収差の増大を招くこと
になる。またペッツバール和の増大も招いてしまい、こ
の発明で得ようとしている半画角２５°〜３０’程度の
レンズ系では、像面湾曲が大きくなってしまうことにな
る。

逆に、上限を上回ると、第２レンズの有する正のパワー
が強くなり、第２レンズと第３レンズの間に絞りを配置
した場合、鏡枠構造に起因する第２レンズと第３レンズ
の間に発生する偏心による性能劣化に対する感度が、敏
感になってしまい、組立時における工数の増大、即ち、
コストアップを招くことになってしまう。

条件式（３）は、第２レンズと第３レンズの間隔につい
て、充分なテレセントリック特性を有し。

かつ収差を良好に保つための適正な範囲を示したもので
ある。下限を下回ると、第２レンズと第３レンズの間隔
が狭くなってしまい、第２レンズと第３レンズの間に絞
りを置くことができなくなってしまい、テレセントリッ
ク特性を満足させることはできなくなる。逆に、上限を
上回ると、メリディオナル像面湾曲が大きくなってしま
い、中間画角のメリデイオナル像面と最大画角のメリデ
イオナル像面の差が大きくなりすぎ、この発明のような
Ｆナンバーの小さな、即ち、明るいレンズでは、中間画
角から最大画角までのメリディオナル像面のバランスを
とることが極めて困難になってしまう。また、絞りと、
絞りの前後に位置するレンズ面との間隔も大きくなるた
め、前玉径をはじめ、レンズ系全体の径の大型化につな
がるとともに、コマフレアの増大を招くことになる。

さらに、この発明は以下の条件を満足することが望まし
い。

０．７ｆ＜ｄ工、２＜１．５ｆ　　　　　（５）ヤ、＞
　　５０．０　　　　　　　　　（６）ヤ、＜　　５０
．０　　　　　　　　（７）ヤ、＜　　３０．０　　　
　　　　　　（８）ヤ、＜　　５５．０　　　　　　　
　（９）ヤ、く　５５、Ｏ（１０） 条件式（５）を満足することによって、第１レンズに過
大なパワーを与えることなく、バックフォーカスの長い
レンズを得ることが可能になる。

この下限を下回ると、第１レンズと第２レンズの間隔が
接近しすぎて、バックフォーカスを長くすると、第１レ
ンズのパワーが強くなり、負の歪曲収差が増大する。逆
に上限を上回ると、バックフォーカスを長くすることは
できても、全長の長いレンズになってしまう。

条件式（６）〜（１０）は１本発明のレンズに使用する
レンズ硝材の選択についての条件であり、これらを満足
することにより、軸上の色収差と、倍率の色収差との良
好なるバランスをとることができる。

（実施例） 以下、この発明のレトロフォーカス型広角レンズの実施
例を示す。

ビデオカメラあるいはスチルビデオカメラのように、撮
像手段上に像を形成するタイプのカメラにおいては、レ
ンズの最終面と撮像手段のピント面との間に、水晶板、
赤外カット板、保護板等が介在するため、レンズ設計の
際の収差補正は、通常かなり厚いカバーガラスがレンズ
の最終面と撮像手段のピント面との間に入った状態（即
ち、前述の水晶板、赤外カット板、保護板等が入ったの
と同様の状態）で行われる。従って、以下に示した実施
例はいずれもカバーガラスが入った状態で収差補正がな
されており、第１図に示すこの発明のレンズの断面図及
びデータ表中にもこれを一緒に示している。

尚、実施例中ωはレンズの画角、ＦはレンズのＦナンバ
ーを、ｒｔはレンズの曲率半径を、ｄｌはレンズ面間隔
を、ｎ２・３、ツーはそれぞれレンズ硝材のｄ線での屈
折率、および、アツベ数を示す。

実施例１ 焦点距離１．ＯＦｌ、６５　　　ω＝２７゜面番号　　
　　ｒｉｄｌ　　　　ｎ−シー１　　　　１．７９９　
０．０９　１．７１３００　５３．９２　　　　０．７
７７　１．３２ ３　　　　１．７１１　０．３３　１．７８５９０　４
４．２４　　　−２．１２７　０．６５ ５　　　　　−０．６５１　　０，１１　　１．８４６
６６　　２３．８６　　　　　　２．１１３　　０．０
６？　　　　　　７６．７８３　　０．４０　　１．５
８９１３　　６１．２８　　　　　−０．７４４　　０
．０２９　　　　　　２．００５　　０，３５　　１．
６９６８０　　５５．５１０　　　　　−２．３１９　
　０．０６１１　　　　　　　　ｏｏ　　　　Ｏ，７０
１，５１６３３６４，１１２ω ｉｆｉ／ｆ、、Ｉ＝１．１５９　　　　ｆ、〜、＝：１
．１８６１　ｆ工／　ｆｉ　ｌ　＝１．５８６ バツクフオーカス！０．７３０ 実施例２ 焦点距離１．０ 面番号　　　　ｒｌ １　　　　１．９５２ ２　　　　０．７０５ ３　　　１９．５０９ ４　　　−１．４９４ ５　　　−２．９５４ Ｆｌ、　　６０ ｄ。

０．０９ ０．７３ ０．３１ ０．９１ Ｏ，２０１，８４６６６ ω＝２７．　５’ 一 ν一 １．７１３００ ５３．９ １．８０６１０ ４０．９ ２３．８ ６　　　　　　１．７０８　　０．０６７　　　　　　
２．７２４　　０．３７８　　　　　−１．３５０　　
０．０２９　　　　　　２．１Ｓ６３　　０．３５１０
　　　　　−２．８６３　　０．０６１１　　　　　　
　　ｃ６　　　０．７１　　１．５１６３３１２　　　
　　　　　ｏ。

＋　ｆ、／　ｆ、、Ｉ＝１．００９ １　ｆ、／ｆ、　ｌ　＝０．９２０ パックフォーカス：０．７６９ ｆ　、、　＝３．８４２ １．６９６８０ １．６９６８０ 実施例３ 焦点距離１．０ 面番号　　　　ｒｉ １　　　　１．８７７ ２　　　　０．６９１ ３　　　　２．９９２ ４　　　−１．５６２ ５　　　−１．００４ ６　　　　１．９１６ Ｆｌ、　　６５ ｉ ０．０９ ０．８８ ０．３７　　１．７８５９０ ０．７６ ０．１４ ０．０６ ω＝２７゜ ４ １．７１３００ １．８４６６６ ５５．５ ５５．５ ６４．１ ４” １Ｉ ５３．９ ４４．２ ２３．８ ？　　　　　１３．２５０　　０．３７　　１．６９６
８０　　５５．５８　　　　　−１．０３１　　０．０
２９　　　　　２．１２９　　０，３６　　１．６９６
８０　　５５．５１０　　　　　−２．１２９　　０．
０６１１　　　　　　　ω　　　０，７０　　１．５１
６３３　　６４．１１２　　　　　　　　ｏ。

１ｆ工／　ｆ　ｚ−ｓ　Ｉ　＝０．９４３　　　ｆニー
、　＝　１．７５７＋　ｆ、／ｆ、　ｌ　＝１．１６７ バツクフオーカス＝０．７８３ （発明の効果） 上記実施例及び図面かられかるように、この発明のレン
ズは、５群５枚の簡単な構成であるにもかかわらず、バ
ックフォーカスが長く、かつテレセントリック特性の良
好で、各種の収差もバランスよく補正され、小型撮像機
器用レンズとして、優れた性能のレンズを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のレンズの一実施例の断面図であり
、第２図、第３図、第４図はそれぞれこの発明の実施例
１、実施例２、実施例３の各収差曲線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の
   負の第一レンズ、両凸レンズの第二レンズ、両凹レンズ
   の第三レンズ、凸レンズの第四レンズ、凸レンズの第五
   レンズの５群５枚で構成されたレンズであって、前記第
   二レンズと第三レンズの間に絞りを配設するとともに、
   以下の各条件を満足することを特徴としたレトロフォー
   カス型広角レンズ ０．９＜｜ｆ＿１／ｆ＿２＿〜＿５｜＜１．２１．０＜
   ｆ＿１＿〜＿２／ｆ＜４．０ ０．９＜｜ｆ＿１／ｆ＿２｜＜１．６ ０．５＜ｄ＿２＿・＿３／ｆ＜１ 但し、 ｆ：レンズ全系の焦点距離 ｆ＿ｉ：第ｉ番目のレンズの焦点距離 ｆ＿ｉ＿〜＿ｊ：第ｉ番目のレンズから第ｊ番目のレン
   ズまでの合成焦点距離 ｄ＿２＿・３：第２レンズと第３レンズとの間隔