JPH07333499A - Photographic lens - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a photographic lens which is constituted of a number of lens elements, as small as three elements, is made short in the overall length of the lens and permits well correction of aberrations. CONSTITUTION:A first concave lens 10, a second concave lens 11 and a third convex lens 12 are arranged successively from a subject side. The first concave lens 10 is composed as a diverging system. The second concave lens 11 and the third convex lens 12 are formed of materials having a high refractive index and both are joined. Then, the number of the lens elements is made as small as three elements by forming the first concave lens 10 as the diverging system and joining the second and third lenses 11, 12. In addition, the first concave lens 10 is the diverging system and, therefore, the angle of view is wide and the shortening of the overall length of the lens is made possible. Since the second and third lenses 11, 12 are joined, the spherical aberrations at the joint surfaces are negated. Since the second concave lens 11 and the third convex lens 12 are formed of the materials having the high refractive index, the aberrations are partially born by the faces exclusive of the joint surfaces.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、撮影機器に用いられ
る撮影レンズに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photographing lens used in photographing equipment.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、電子カメラなどの電子撮影機器で
は、被写体を撮影レンズによって機器ケース内のＣＣＤ
（固体撮像素子）の撮像面に結像させることにより、被
写体を撮影している。このような撮影レンズの一例を図
７に示す。この撮影レンズは、広角レンズであり、被写
体側から順に、第１凹レンズ１および第２凸レンズ２か
らなる前群と、絞り３と、第３凸レンズ４および第４凹
レンズ５からなる後群とを配置してなり、これら前群、
絞り３、および後群によって被写体をＣＣＤの撮像面６
に結像させる構造になっている。この撮影レンズは、バ
ックフォーカスの確保および撮像面６に対する入射角を
垂直に近づけることが必要であることから、レトロフォ
ーカス型に構成されている。すなわち、被写体側の第１
凹レンズ１および第２凸レンズ２からなる前群は、アフ
ォーカル系に構成されている。また、後群の第３凸レン
ズ４と第４凹レンズ５との間には、球面収差を補正して
後群のレンズ枚数を２枚と少なくするための空気レンズ
７が形成されている。なお、第３凸レンズ４および第４
凹レンズ５の各前後面はそれぞれ曲率が異なっており、
かつ第３凸レンズ４と第４凹レンズ５の各対向面もそれ
ぞれ曲率が異なっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electronic photographing device such as an electronic camera, a subject is photographed by a CCD in a device case by a photographing lens.
The subject is photographed by forming an image on the image pickup surface of the (solid-state image pickup element). An example of such a photographing lens is shown in FIG. This taking lens is a wide-angle lens, and a front group including a first concave lens 1 and a second convex lens 2, a diaphragm 3, and a rear group including a third convex lens 4 and a fourth concave lens 5 are arranged in this order from the subject side. And these front groups,
An image pickup surface 6 of the CCD is used to capture a subject by the diaphragm 3 and the rear group.
It has a structure for focusing on. This photographic lens is configured as a retrofocus type because it is necessary to secure the back focus and make the incident angle to the image pickup surface 6 close to vertical. That is, the first on the subject side
The front group including the concave lens 1 and the second convex lens 2 is configured as an afocal system. An air lens 7 is formed between the third convex lens 4 and the fourth concave lens 5 in the rear group to correct spherical aberration and reduce the number of lenses in the rear group to two. The third convex lens 4 and the fourth convex lens 4
The front and rear surfaces of the concave lens 5 have different curvatures,
Moreover, the respective facing surfaces of the third convex lens 4 and the fourth concave lens 5 also have different curvatures.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな撮影レンズでは、空気レンズ７によて後群のレンズ
枚数を２枚と少なくしているが、前群がアフォーカル系
に構成されているので、第１凹レンズ１と第２凸レンズ
２とが必要であり、このためレンズ枚数が全体で４枚必
要となり、しかも前群がアフォーカル系であるから、第
２凸レンズ２と第３凸レンズ４との間隔を離さないと性
能が良くならないため、レンズ全長が長くなるという問
題があり、また後群の第３凸レンズ４と第４凹レンズ５
との間に空気レンズ７を構成しているので、空気レンズ
７の隙間の調節が微妙で、組立て誤差が生じやすく、収
差が発生しやすいという問題もある。この発明は、上記
事情に鑑みてなされたもので、レンズ枚数を３枚と少な
い枚数で構成でき、かつレンズ全長を短くすることがで
きるとともに、収差を良好に補正することのできる撮影
レンズを提供することを目的とする。However, in such a photographing lens, the number of lenses in the rear group is reduced to two by the air lens 7, but the front group is constructed as an afocal system. Therefore, the first concave lens 1 and the second convex lens 2 are required. Therefore, the total number of lenses is 4, and since the front group is an afocal system, the second convex lens 2 and the third convex lens 4 are required. Since the performance is not improved unless the distance between the two is increased, there is a problem that the total lens length becomes long, and the third convex lens 4 and the fourth concave lens 5 in the rear group are present.
Since the air lens 7 is formed between and, the adjustment of the gap of the air lens 7 is delicate, and there is a problem that an assembly error easily occurs and an aberration easily occurs. The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a photographic lens that can be configured with a small number of lenses, such as three lenses, and that can shorten the total lens length and can satisfactorily correct aberrations. The purpose is to do.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、被写体側より順に、第１凹レンズ、第２
凹レンズ、第３凸レンズを配置し、第１凹レンズを発散
系に構成し、第２凹レンズと第３凸レンズとを高屈折率
の材料で形成し、かつ第２凹レンズと第３凸レンズとを
接合したことを特徴とするものである。この場合、請求
項３に記載の如く、第１凹レンズと第２凹レンズとのレ
ンズ間隔と第１凹レンズの焦点距離との差を一定にし、
第１凹レンズを交換可能にしても良い。In order to achieve the above object, the present invention provides a first concave lens and a second concave lens in order from the subject side.
A concave lens and a third convex lens are arranged, the first concave lens is configured as a divergent system, the second concave lens and the third convex lens are made of a material having a high refractive index, and the second concave lens and the third convex lens are cemented together. It is characterized by. In this case, as described in claim 3, the difference between the lens distance between the first concave lens and the second concave lens and the focal length of the first concave lens is made constant,
The first concave lens may be replaceable.

【０００５】[0005]

【作用】この発明によれば、第１凹レンズを発散系に
し、第２凹レンズと第３凸レンズとを接合させることに
より、前群を１枚のレンズで構成でき、これによりレン
ズ枚数を全体で３枚と少なくすることができ、しかも第
１凹レンズが発散系であるから、画角が広くなるととも
に、第１凹レンズと第２凹レンズの間隔を狭くして性能
が低下しないので、レンズ全長を短くすることが可能に
なり、かつ第２凹レンズと第３凸レンズとを接合させた
ことで、接合面で球面収差を打消すことができるととも
に、第２凹レンズと第３凸レンズとを高屈折率の材料で
形成したので、接合面以外の面に収差を分担させること
ができ、収差を良好に補正することが可能となる。この
場合、請求項３に記載の如く、第１凹レンズと第２凹レ
ンズとのレンズ間隔と第１凹レンズの焦点距離との差を
一定にすれば、第１凹レンズを交換して広角用と望遠用
とに変えても、バックフォーカスなどの性能を変えず
に、全系の焦点距離を変化させることができる。According to the present invention, the first concave lens is made to be a diverging system, and the second concave lens and the third convex lens are cemented to each other, whereby the front group can be composed of one lens, whereby the total number of lenses is three. Since the first concave lens is a divergent system, the angle of view is widened, and the distance between the first concave lens and the second concave lens is not narrowed to reduce the performance, so that the total lens length is shortened. By cementing the second concave lens and the third convex lens, it is possible to cancel spherical aberration at the cemented surface, and the second concave lens and the third convex lens are made of a material having a high refractive index. Since it is formed, the aberration can be shared by the surfaces other than the cemented surface, and the aberration can be satisfactorily corrected. In this case, as described in claim 3, if the difference between the lens distance between the first concave lens and the second concave lens and the focal length of the first concave lens is made constant, the first concave lens is exchanged for wide-angle and telephoto use. Even if you change to and, you can change the focal length of the entire system without changing the performance such as back focus.

【０００６】[0006]

【実施例】以下、図１〜図３を参照して、この発明に係
る撮影レンズの第１実施例について説明する。図１に示
された撮影レンズは、広角レンズであり、被写体側（同
図の左側）から順に、第１凹レンズ１０、第２凹レンズ
１１、第３凸レンズ１２が配置され、これらのレンズ１
０〜１２によって被写体を水晶フィルタ１３およびカバ
ーガラス１４を介してＣＣＤの撮像面１５に結像させる
構造になっている。第１凹レンズ１０は、発散系で、被
写体側に凸面を向けたメニスカス凹レンズであり、屈折
率が低く、焦点距離が短く、パワーの強いものである。
第２凹レンズ１１は、被写体側に凸面を向けたメニスカ
ス凹レンズであり、被写体側の面と像面側の面が異なっ
た曲率で形成されている。第３凸レンズ１２は、両凸レ
ンズであり、被写体側の面と像面側の面が異なった曲率
で形成されている。そして、第２凹レンズ１１および第
３凸レンズ１２は、高屈折率の材料で形成され、かつ第
２凹レンズ１１の像面側の面と第３凸レンズ１２の被写
体側の面とが同じ曲率に形成され、これらの面が密接し
て接合された構造になっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the taking lens according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The taking lens shown in FIG. 1 is a wide-angle lens, and a first concave lens 10, a second concave lens 11, and a third convex lens 12 are arranged in this order from the subject side (the left side in the figure).
0 to 12 are used to form an image of a subject on the image pickup surface 15 of the CCD through the crystal filter 13 and the cover glass 14. The first concave lens 10 is a divergent system, a meniscus concave lens having a convex surface facing the subject side, and has a low refractive index, a short focal length, and strong power.
The second concave lens 11 is a meniscus concave lens having a convex surface facing the object side, and the object side surface and the image surface side surface are formed with different curvatures. The third convex lens 12 is a biconvex lens, and the surface on the subject side and the surface on the image plane side are formed with different curvatures. The second concave lens 11 and the third convex lens 12 are made of a material having a high refractive index, and the image-side surface of the second concave lens 11 and the object-side surface of the third convex lens 12 are formed to have the same curvature. , These surfaces are closely joined to each other.

【０００７】また、この撮影レンズは、各レンズ１０〜
１２の屈折率を順番にＮ₁〜Ｎ₃、アッベ数をν₁〜ν₃、
各レンズ１０〜１２の焦点距離をｆ₁〜ｆ₃、第２凹レン
ズ１１と第３凸レンズ１２の合成焦点距離をｆ_2,3、お
よび両者の接合面の曲率半径をＲ₄としたとき、 （１） Ｎ₂＞Ｎ₃ （２）1.8 ＜Ｎ₂ （３）1.65＜Ｎ₃ （４）20＜ν₂＜30 （５）35＜ν₃＜50 （６）ν₂＜ν₃ （７）ν₂ｆ₂×0.9＜ν₃ｆ₃＜ν₂ｆ₂×1.1 （８）ｆ_2,3×0.4＜Ｒ₄＜ｆ_2,3×0.48 の各条件を満足した構造になっている。Further, this photographing lens includes each lens 10 to 10.
The refractive indices of 12 are N _{1 to} N _{3 in} order, the Abbe numbers are ν _{1 to} ν ₃ ,
When the focal lengths of the lenses 10 to 12 are f _{1 to} f ₃ , the combined focal length of the second concave lens 11 and the third convex lens 12 is f _2,3 , and the radius of curvature of the cemented surface between them is R ₄ , 1) N ₂ > N ₃ (2) 1.8 <N ₂ (3) 1.65 <N ₃ (4) 20 <ν ₂ <30 (5) 35 <ν ₃ <50 (6) ν ₂ <ν ₃ (7) The structure satisfies the conditions of ν ₂ f ₂ × 0.9 <ν ₃ f ₃ <ν ₂ f ₂ × 1.1 (8) f _2,3 × 0.4 <R ₄ <f _2,3 × 0.48.

【０００８】以下、（１）〜（８）の各条件について説
明する。（１）の条件は、第２、第３のレンズ１１、１
２の屈折率に関し、両レンズ１１、１２の接合面に球面
収差の補正をさせるために必要である。（２）、（３）
の条件は、第２、第３のレンズ１１、１２の屈折率に関
し、両レンズ１１、１２の接合面が球面収差を大きく打
ち消す役割をもっているが、それぞれのレンズ１１、１
２の屈折率を十分に高くすることにより、軸外までバラ
ンスのとれた収差補正をするために必要である。（４）
〜（７）の条件は、色収差を補正するために必要であ
る。（８）の条件は、第２、第３のレンズ１１、１２の
接合面の曲率に関し、この範囲でないと、軸上性能と軸
外性能のバランスがとれなくなる。The conditions (1) to (8) will be described below. The condition (1) is applicable to the second and third lenses 11 and 1
With respect to the refractive index of 2, it is necessary to correct the spherical aberration on the cemented surface of both lenses 11 and 12. (2), (3)
The condition (2) relates to the refractive indexes of the second and third lenses 11 and 12, and the cemented surface of the two lenses 11 and 12 has a role of canceling spherical aberration to a large extent.
It is necessary to correct aberrations well balanced off-axis by making the refractive index of 2 sufficiently high. (4)
The conditions (7) to (7) are necessary to correct chromatic aberration. The condition (8) relates to the curvature of the cemented surface of the second and third lenses 11 and 12, and if it is not within this range, the on-axis performance and the off-axis performance cannot be balanced.

【０００９】このように、この撮影レンズでは、第１凹
レンズ１０を発散系にし、第２凹レンズ１１と第３凸レ
ンズ１２とを接合させることにより、前群を１枚で構成
でき、これによりレンズ枚数を全体で３枚という少ない
枚数で構成することができる。この場合、第１凹レンズ
１０が発散系であるから、３枚という少ないレンズ枚数
でありながら、画角を広くすることができるとともに、
第１凹レンズ１０と第２凹レンズ１１の間隔を狭くして
も性能が低下しないので、レンズ全長を従来のものと比
べて１０％程度短くすることができ、しかも撮像面１５
への入射角がテレセントリックに近いレンズ系にするこ
とができるので、広く電子撮影機器の撮影レンズとして
利用することができる。また、第２凹レンズ１１と第３
凸レンズ１２とを接合したことで、接合面で球面収差を
打消すことができる。さらに、第２凹レンズ１１と第３
凸レンズ１２とを高屈折率の材料で形成したので、接合
面以外の面に収差補正を分担させることができる。例え
ば、第１凹レンズ１０では非点収差補正および焦点距離
の調整を行ない、第２凹レンズ１１および第３凸レンズ
１２では球面収差補正を行なうというように、役割を分
担させることができる。この結果、球面収差および色収
差などの収差補正が良好にでき、被写体を良好に撮影す
ることができる。As described above, in this photographic lens, the first concave lens 10 is made to be a diverging system, and the second concave lens 11 and the third convex lens 12 are cemented together, so that the front group can be constructed with one lens, whereby the number of lenses is increased. Can be configured with a small number of sheets as a whole. In this case, since the first concave lens 10 is a divergent system, the angle of view can be widened while the number of lenses is as small as three.
Since the performance does not deteriorate even if the distance between the first concave lens 10 and the second concave lens 11 is narrowed, the total lens length can be shortened by about 10% as compared with the conventional one, and the imaging surface 15
Since a lens system whose incident angle on the lens is close to telecentric, it can be widely used as a photographing lens for electronic photographing equipment. In addition, the second concave lens 11 and the third
By bonding the convex lens 12 to each other, spherical aberration can be canceled at the cemented surface. Further, the second concave lens 11 and the third concave lens 11
Since the convex lens 12 and the convex lens 12 are made of a material having a high refractive index, the aberration correction can be shared by the surfaces other than the cemented surface. For example, the first concave lens 10 can correct the astigmatism and the focal length can be adjusted, and the second concave lens 11 and the third convex lens 12 can correct the spherical aberration. As a result, aberrations such as spherical aberration and chromatic aberration can be favorably corrected, and the subject can be photographed favorably.

【００１０】次に、この第１実施例の撮影レンズの具体
例について、表１を参照して説明する。この表１では、
ｆが4.6mmで、Ｆ_NOが2.8で、イメージサークルが3.7mm
である。Next, a specific example of the taking lens of the first embodiment will be described with reference to Table 1. In this table 1,
f is 4.6 mm, F _NO is 2.8, and the image circle is 3.7 mm
Is.

【表１】 ただし、Ｒｉは各レンズの曲率半径、Ｄｉはレンズおよ
びフィルタなどの中心厚および空気空間、Ｎiはｄ線の
波長に対する屈折率、νiはｄ線の波長に対するアッベ
数である。[Table 1] Here, Ri is the radius of curvature of each lens, Di is the center thickness and air space of the lens and filter, Ni is the refractive index for the d-line wavelength, and νi is the Abbe number for the d-line wavelength.

【００１１】このような撮影レンズの具体例では、球面
収差が図２（ａ）に示すような収差曲線となり、非点収
差が図２（ｂ）に示すような収差曲線となり、ディスト
ーションが図２（ｃ）に示すような収差曲線となり、か
つコマ収差のメリジオナル・コマ収差が図３（ａ）に示
すような収差曲線で、サジタル・コマ収差が図３（ｂ）
に示すような収差曲線となり、これらの図から、収差特
性が良く、性能が良いことがわかる。In a specific example of such a photographing lens, spherical aberration has an aberration curve as shown in FIG. 2 (a), astigmatism has an aberration curve as shown in FIG. 2 (b), and distortion has a waveform as shown in FIG. The aberration curve is as shown in FIG. 3C, and the meridional / coma aberration of coma aberration is as shown in FIG. 3A, and the sagittal coma aberration is as shown in FIG. 3B.
The aberration curve is as shown in Fig. 5, and it is clear from these figures that the aberration characteristics are good and the performance is good.

【００１２】次に、図４〜図６を参照して、この発明に
係る撮影レンズの第２実施例について説明する。なお、
図１に示された第１実施例と同一部分には同一符号を付
し、その説明は適宜省略する。図４（ａ）〜図４（ｄ）
に示された撮影レンズは、被写体側（同図の左側）から
順に、第１凹レンズ２０、第２凹レンズ１１、第３凸レ
ンズ１２が配置され、これらのレンズ２０、１１、１２
によって被写体を水晶フィルタ１３およびカバーガラス
１４を介してＣＣＤの撮像面１５に結像させるようにな
っている。第１凹レンズ２０は、被写体側に凸面を向け
たメニスカス凹レンズであり、屈折率が低く、焦点距離
が短く、パワーの強いものである。また、この撮影レン
ズでは、第１凹レンズ２０と第２凹レンズ１１とのレン
ズ間隔ｄと第１凹レンズ２０の焦点距離ｆ₁との差（ｄ
−ｆ₁）が一定に設定され、かつ第１凹レンズ２０が交
換可能な構造になっている。なお、第２、第３の各レン
ズ１１、１２は第１実施例とほぼ同様な構成となってい
る。A second embodiment of the taking lens according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition,
The same parts as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. 4 (a) to 4 (d)
In the photographing lens shown in FIG. 1, a first concave lens 20, a second concave lens 11, and a third convex lens 12 are arranged in order from the subject side (the left side in the figure), and these lenses 20, 11, 12 are arranged.
The subject is imaged on the image pickup surface 15 of the CCD through the crystal filter 13 and the cover glass 14. The first concave lens 20 is a meniscus concave lens having a convex surface facing the subject side, and has a low refractive index, a short focal length, and strong power. Further, in this taking lens, the difference (d) between the lens distance d between the first concave lens 20 and the second concave lens 11 and the focal length f ₁ of the first concave lens 20.
-F ₁ ) is set constant, and the first concave lens 20 is replaceable. The second and third lenses 11 and 12 have substantially the same configuration as in the first embodiment.

【００１３】この撮影レンズは、各レンズ２０、１１、
１２の屈折率を順番にＮ₁〜Ｎ₃、アッベ数をν₁〜ν₃、
焦点距離をｆ₁〜ｆ₃としたとき、 （１）1.7＜Ｎ₂＜2.0 ， 20＜ν₂＜30 （２）1.7＜Ｎ₃＜1.9 ， 30＜ν₃＜55 （３）（１／ｆ₁）＞｛（１／ｆ₂）＋（１／ｆ₃）｝÷
（−1.7） （４）（１／ｆ₁）＜｛（１／ｆ₂）＋（１／ｆ₃）｝÷
（−4.5） （５） Ｎ₂＞Ｎ₃ の各条件を満足した構造になっている。This taking lens includes lenses 20, 11 and
The refractive indices of 12 are N _{1 to} N _{3 in} order, the Abbe numbers are ν _{1 to} ν ₃ ,
When the focal length is f _{1 to} f ₃ , (1) 1.7 <N ₂ <2.0, 20 <ν ₂ <30 (2) 1.7 <N ₃ <1.9, 30 <ν ₃ <55 (3) (1 / f ₁ )> {(1 / f ₂ ) + (1 / f ₃ )} ÷
(-1.7) (4) (1 / f ₁ ) <{(1 / f ₂ ) + (1 / f ₃ )} ÷
(-4.5) (5) The structure satisfies each condition of N ₂ > N ₃ .

【００１４】以下、（１）〜（５）の各条件について説
明する。（１）の条件は、第２凹レンズ１１の屈折率と
アッベ数に関し、屈折率が条件以下では球面収差の補正
が不利になり、条件以上では適当な光学材料がなく、高
価なものになり、またアッベ数が条件以下では適当な光
学材料がなく、条件以上では色収差の補正が不利にな
る。（２）の条件は、第３凸レンズ１２の屈折率とアッ
ベ数に関し、屈折率が条件以下では球面収差の補正が不
利になり、条件以上では適当な光学材料がなく、高価な
ものになり、またアッベ数が条件以下では色収差の補正
が不利になり、条件以上では適当な光学材料がなく、高
価なものになる。（３）、（４）の条件は、３枚のレン
ズ２０、１１、１２の焦点距離の範囲を限定するための
ものであり、これらの条件を満足しないと、非点収差お
よびコマ収差の補正が不利になる。（５）の条件は、第
２、第３の各レンズ１１、１２の屈折率に関し、第２凹
レンズ１１の屈折率を第３凸レンズ１２の屈折率よりも
高くすることにより、両者の接合面での球面収差の補正
を有利にする。The conditions (1) to (5) will be described below. The condition (1) relates to the refractive index and the Abbe number of the second concave lens 11, and if the refractive index is below the condition, correction of spherical aberration is disadvantageous, and above the condition, there is no suitable optical material, and it becomes expensive, If the Abbe number is below the condition, there is no suitable optical material, and if the Abbe number is above the condition, correction of chromatic aberration is disadvantageous. The condition (2) relates to the refractive index and the Abbe number of the third convex lens 12, and if the refractive index is below the condition, correction of spherical aberration is disadvantageous, and above the condition, there is no suitable optical material and it becomes expensive, If the Abbe number is below the condition, correction of chromatic aberration will be disadvantageous, and if the Abbe number is above the condition, there will be no suitable optical material and the cost will be high. The conditions (3) and (4) are for limiting the range of the focal lengths of the three lenses 20, 11, and 12. If these conditions are not satisfied, astigmatism and coma aberration correction Is at a disadvantage. The condition (5) relates to the refractive indices of the second and third lenses 11 and 12, and the refractive index of the second concave lens 11 is made higher than that of the third convex lens 12 so that the cemented surface between the two It is advantageous to correct the spherical aberration.

【００１５】このように、この撮影レンズでは、第１実
施例と同様、広角レンズとして良好に使用することがで
きるほか、特に第１凹レンズ２０と第２凹レンズ１１と
のレンズ間隔ｄと第１凹レンズ２０の焦点距離ｆ₁との
差（ｄ−ｆ₁）が一定に設定されているので、被写体側
の第１凹レンズ２０の１枚だけを交換して広角用と望遠
用とに変えるだけで、バックフォーカスｆ_bを変化させ
ずに、全系の合成焦点距離を変化させることができ、こ
のため広角用と望遠用とに切り換えられる撮影レンズの
低価格化を図ることができる。As described above, in this taking lens, like the first embodiment, it can be used favorably as a wide-angle lens, and in particular, the lens interval d between the first concave lens 20 and the second concave lens 11 and the first concave lens. Since the difference (d−f ₁ ) from the focal length f _{1 of} 20 is set to be constant, only one of the first concave lenses 20 on the subject side is exchanged to switch between wide-angle and telephoto, The combined focal length of the entire system can be changed without changing the back focus f _b, and thus the cost of the photographing lens that can be switched between wide-angle and telephoto can be reduced.

【００１６】このことを理論的に説明する。なお、説明
の便宜上、１枚目のレンズ（第１凹レンズ２０）を前
群、２枚目および３枚目のレンズ（第２凹レンズ１１お
よび第３凸レンズ１２）を後群とし、前群のレンズの焦
点距離をｆ₁、後群の２枚のレンズの合成焦点距離をｆ_G
（＝ｆ_2,3）とし、前群および後群とも薄肉レンズとす
る。そして、前群と後群のレンズ間隔をｄとし、後群の
バックフォーカスをｆ_bとすると、 ｛１／（ｄ−ｆ₁）｝＋（１／ｆ_b）＝（１／ｆ_G） …………（１） （１／ｆ_b）−（１／ｆ_G）＝｛−１／（ｄ−ｆ₁）｝ …………（２） 後群の合成焦点距離ｆ_Gは予め設定されており、バック
フォーカスｆ_bを一定に保つためには、レンズ間隔ｄと
前群の焦点距離ｆ₁との差（ｄ−ｆ₁）を一定にすれば良
い。This will be explained theoretically. For convenience of explanation, the first lens (first concave lens 20) is the front group, the second and third lenses (second concave lens 11 and third convex lens 12) are the rear group, and the lenses of the front group are F ₁ and the combined focal length of the two lenses in the rear group are f _G
(= F _2,3 ), and the front and rear groups are thin lenses. When the lens distance of the front group and the rear group is d, the back focus of the rear group and _{f b, {1 / (d} -f 1)} + (1 / f b) = (1 / f G) ... ……… (1) (1 / f _b ) − (1 / f _G ) = {− 1 / (d−f ₁ )} ………… (2) The composite focal length f _G of the rear group is preset. Therefore, in order to keep the back focus f _b constant, the difference (d−f ₁ ) between the lens distance d and the focal length f ₁ of the front group may be made constant.

【００１７】このとき、ｄ＝０とした場合には、式
（２）より、 （１／ｆ_b）＝（１／ｆ_G）＋（１／ｆ₁） となり、各レンズが薄肉レンズであることから、バック
フォーカスｆ_bが合成焦点距離ｆ_Gとなり、このためバッ
クフォーカスｆ_bを焦点距離として選べる望遠端とな
る。また、広角端は、ｆ₁≒０のときに、式（２）よ
り、 （１／ｆ_G）−（１／ｆ_b）＝（１／ｄ） ｄ＝（ｆ_G・ｆ_b）／（ｆ_b−ｆ_G） となり、ｄの値は０から｛（ｆ_G・ｆ_b）／（ｆ_b−
ｆ_G）｝まで変化するが、ｆ₁≒０という仮定により現実
的ではないが、近軸だけを考えると、広角端の焦点距離
はバックフォーカスｆ_bや後群の合成焦点距離ｆ_Gなどの
条件とは無関係に選択できる。なお、このような計算方
法では、全て被写体の位置を無限遠として考えたが、あ
る有限距離としても同様に、バックフォーカスｆ_bを変
化させずに、合成焦点距離を変化させることが可能であ
ることは言うまでもない。At this time, when d = 0, from the equation (2), (1 / f _b ) = (1 / f _G ) + (1 / f ₁ ), and each lens is a thin lens. Therefore, the back focus f _b becomes the combined focal length f _G , and therefore the back focus f _b becomes the telephoto end where the back focus f _b can be selected as the focal length. Further, at the wide-angle end, when f ₁ ≈0, from the equation (2), (1 / f _G ) − (1 / f _b ) = (1 / d) d = (f _G · f _b ) / ( f _b −f _G ), and the value of d changes from 0 to {(f _G · f _b ) / (f _b −
f _G )}, but this is not realistic due to the assumption that f ₁ ≈0, but considering only the paraxial point, the focal length at the wide-angle end is the back focus f _b or the combined focal length f _{G of the} rear group. It can be selected regardless of the conditions. In this calculation method, the position of the subject is all considered to be infinity, but it is possible to change the combined focal length without changing the back focus f _b , even if the position is a finite distance. Needless to say.

【００１８】次に、この第２実施例の撮影レンズの具体
例について、表２および表３を参照して説明する。表２
は図４（ａ）に示す広角時の場合であり、この表２で
は、ｆが3.0mmで、Ｆ_NOが2.5で、イメージサークルが3.
7mmで、被写体までの距離が1.7mである。Next, specific examples of the taking lens of the second embodiment will be described with reference to Tables 2 and 3. Table 2
Is the case of wide angle shown in FIG. 4 (a), and in this Table 2, f is 3.0 mm, F _NO is 2.5, and image circle is 3.
At 7mm, the distance to the subject is 1.7m.

【表２】 ただし、Ｒｉは各レンズの曲率半径、Ｄｉはレンズおよ
びフィルタなどの中心厚および空気空間である。このよ
うな撮影レンズの具体例では、球面収差が図５（ａ）に
示す収差曲線となり、非点収差が図５（ｂ）に示す収差
曲線となり、収差特性が良く、性能が良いことがわか
る。[Table 2] However, Ri is the radius of curvature of each lens, and Di is the center thickness of the lens and the filter and the air space. In a specific example of such a photographing lens, spherical aberration becomes an aberration curve shown in FIG. 5A, and astigmatism becomes an aberration curve shown in FIG. 5B, and it is understood that the aberration characteristic is good and the performance is good. .

【００１９】また、表３は図４（ｄ）に示す望遠時の場
合であり、この表３では、ｆが6.0mmであり、それ以外
は表２の条件と同じである。Table 3 shows the case of the telephoto state shown in FIG. 4D. In this Table 3, f is 6.0 mm, and the other conditions are the same as those of Table 2.

【表３】 このような撮影レンズの具体例では、球面収差が図６
（ａ）に示す収差曲線となり、非点収差が図６（ｂ）に
示す収差曲線となり、収差特性が良く、性能が良いこと
がわかる。[Table 3] In a specific example of such a taking lens, the spherical aberration is as shown in FIG.
The aberration curve shown in FIG. 6A and the astigmatism become the aberration curve shown in FIG. 6B, and it can be seen that the aberration characteristics are good and the performance is good.

【００２０】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、第１凹レンズを発散系にし、第２凹レンズ
と第３凸レンズとを接合させることにより、前群を１枚
のレンズで構成でき、これによりレンズ枚数を全体で３
枚と少なくすることができ、しかも第１凹レンズが発散
系であるから、画角が広くなるとともに、第１凹レンズ
と第２凹レンズの間隔を狭くしても性能を確保できるの
で、レンズ全長を短くすることができ、かつ第２凹レン
ズと第３凸レンズとを接合させたことで、接合面で球面
収差を打消すことができるとともに、第２凹レンズと第
３凸レンズとを高屈折率の材料で形成したので、接合面
以外の面で収差を分担させることができ、収差を良好に
補正することができる。また、請求項３記載の発明によ
れば、第１凹レンズと第２凹レンズとのレンズ間隔と第
１凹レンズの焦点距離との差を一定にしたので、第１凹
レンズを交換して広角用と望遠用とに変えても、バック
フォーカスを変化させずに、全系の焦点距離を変化させ
ることができ、このため低価格なものを得ることができ
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, the first concave lens is made to be a diverging system, and the second concave lens and the third convex lens are cemented to each other, so that the front lens group is made up of one lens. The total number of lenses is 3
Since the first concave lens is a divergent system, the angle of view can be widened and performance can be secured even if the distance between the first concave lens and the second concave lens is narrowed, so the total lens length is shortened. By cementing the second concave lens and the third convex lens, spherical aberration can be canceled at the cemented surface, and the second concave lens and the third convex lens are made of a material having a high refractive index. Therefore, the aberration can be shared by the surfaces other than the cemented surface, and the aberration can be favorably corrected. Further, according to the third aspect of the invention, the difference between the lens distance between the first concave lens and the second concave lens and the focal length of the first concave lens is made constant, so the first concave lens is exchanged for wide-angle and telephoto. The focal length of the entire system can be changed without changing the back focus even when it is used for different purposes, and thus a low-priced lens can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明に係る撮影レンズの第１実施例を示す
構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a taking lens according to the present invention.

【図２】図１の具体例の収差を示し、（ａ）は球面収差
図、（ｂ）は非点収差図、（ｃ）はディストーション
図。2A and 2B show aberrations of the specific example of FIG. 1, where FIG. 2A is a spherical aberration diagram, FIG. 2B is an astigmatism diagram, and FIG. 2C is a distortion diagram.

【図３】図１の具体例のコマ収差を示し、（ａ）はメリ
ジオナル・コマ収差図、（ｂ）はサジタル・コマ収差
図。3A and 3B show coma aberrations of the specific example of FIG. 1, where FIG. 3A is a meridional coma aberration diagram, and FIG. 3B is a sagittal coma aberration diagram.

【図４】この発明に係る撮影レンズの第２実施例の構成
を示し、（ａ）はｆが３ｍｍのときの状態を示す図、
（ｂ）はｆが４ｍｍのときの状態を示す図、（ｃ）はｆ
が５ｍｍのときの状態を示す図、（ｄ）はｆが６ｍｍの
ときの状態を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second example of the taking lens according to the present invention, FIG. 4A is a diagram showing a state when f is 3 mm,
(B) is a diagram showing a state when f is 4 mm, and (c) is f
Is a diagram showing a state when is 5 mm, (d) is a diagram showing a state when f is 6 mm.

【図５】図４の具体例における表２の条件での収差を示
し、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図。5 shows aberrations under the conditions of Table 2 in the specific example of FIG. 4, (a) is a spherical aberration diagram, and (b) is an astigmatism diagram.

【図６】図４の具体例における表３の条件での収差を示
し、（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図。6 shows aberrations under the conditions of Table 3 in the specific example of FIG. 4, (a) is a spherical aberration diagram, and (b) is an astigmatism diagram.

【図７】従来の広角レンズの構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional wide-angle lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、２０ 第１凹レンズ １１ 第２凹レンズ １２ 第３凸レンズ 10, 20 1st concave lens 11 2nd concave lens 12 3rd convex lens

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被写体側より順に、第１凹レンズ、第２
凹レンズ、第３凸レンズを配置し、前記第１凹レンズを
発散系に構成するとともに、前記第２凹レンズと前記第
３凸レンズとを高屈折率の材料で形成し、かつ前記第２
凹レンズと前記第３凸レンズとを接合したことを特徴と
する撮影レンズ。1. A first concave lens and a second concave lens in order from the subject side.
A concave lens and a third convex lens are arranged, the first concave lens is configured as a divergent system, and the second concave lens and the third convex lens are formed of a material having a high refractive index, and the second lens is formed.
A photographing lens comprising a concave lens and the third convex lens cemented together. 【請求項２】 請求項１において、前記各レンズの屈折
率を順番にＮ₁〜Ｎ₃、アッベ数をν₁〜ν₃、前記各レン
ズの焦点距離をｆ₁〜ｆ₃、前記第２凹レンズと前記第３
凸レンズの合成焦点距離をｆ_2,3、および前記両者の接
合面の曲率半径をＲ₄としたとき、 （１） Ｎ₂＞Ｎ₃ （２）1.8 ＜Ｎ₂ （３）1.65＜Ｎ₃ （４）20＜ν₂＜30 （５）35＜ν₃＜50 （６）ν₂＜ν₃ （７）ν₂ｆ₂×0.9＜ν₃ｆ₃＜ν₂ｆ₂×1.1 （８）ｆ_2,3×0.4＜Ｒ₄＜ｆ_2,3×0.48 の各条件を満足することを特徴とする撮影レンズ。2. The refractive index of each lens is N _{1 to} N ₃ , the Abbe number is ν _{1 to} ν ₃ , the focal length of each lens is f _{1 to} f ₃ , and the second lens is the second lens. Concave lens and the third
When the composite focal length of the convex lens is f _2,3 and the radius of curvature of the cemented surface between the two is R ₄ , (1) N ₂ > N ₃ (2) 1.8 <N ₂ (3) 1.65 <N ₃ ( 4) 20 <ν ₂ <30 (5) 35 <ν ₃ <50 (6) ν ₂ <ν ₃ (7) ν ₂ f ₂ × 0.9 <ν ₃ f ₃ <ν ₂ f ₂ × 1.1 (8) f A taking lens characterized by satisfying the conditions of _2,3 × 0.4 <R ₄ <f _2,3 × 0.48. 【請求項３】 請求項１において、前記第１凹レンズと
前記第２凹レンズとのレンズ間隔と前記第１凹レンズの
焦点距離との差を一定にし、前記第１凹レンズを交換可
能にしたことを特徴とする撮影レンズ。3. The first concave lens according to claim 1, wherein a difference between a lens distance between the first concave lens and the second concave lens and a focal length of the first concave lens is made constant, and the first concave lens is replaceable. Taking lens to be. 【請求項４】 請求項３において、前記各レンズの屈折
率を順番にＮ₁〜Ｎ₃、アッベ数をν₁〜ν₃、前記各レン
ズの焦点距離をｆ₁〜ｆ₃としたとき、 （１）1.7＜Ｎ₂＜2.0 ， 20＜ν₂＜30 （２）1.7＜Ｎ₃＜1.9 ， 30＜ν₃＜55 （３）（１／ｆ₁）＞｛（１／ｆ₂）＋（１／ｆ₃）｝÷
（−1.7） （４）（１／ｆ₁）＜｛（１／ｆ₂）＋（１／ｆ₃）｝÷
（−4.5） （５） Ｎ₂＞Ｎ₃ の各条件を満足することを特徴とする撮影レンズ。4. The refractive index of each of the lenses is N _{1 to} N ₃ , the Abbe's number is ν _{1 to} ν ₃ , and the focal lengths of the lenses are f _{1 to} f ₃ , respectively. (1) 1.7 <N ₂ <2.0, 20 <ν ₂ <30 (2) 1.7 <N ₃ <1.9, 30 <ν ₃ <55 (3) (1 / f ₁ )> {(1 / f ₂ ) + (1 / f ₃ )} ÷
(-1.7) (4) (1 / f ₁ ) <{(1 / f ₂ ) + (1 / f ₃ )} ÷
(-4.5) (5) A photographing lens characterized by satisfying each condition of N ₂ > N ₃ .