JP2010032783A - 大口径比レンズ - Google Patents

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【課題】口径比が大きく明るく、バックフォーカスが長くプリズムやフィルターの配置が容易であり、かつ物体距離の変化に伴う収差変動が小さい大口径比レンズを提供すること。
【解決手段】物体側より順に、該和正の屈折力を有する第1レンズ群と、正又は負の屈折力を有する第2レンズ群とからなる大口径比レンズであって、
前記第1レンズ群、物体側から正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、開口絞りを有し、前記第1レンズ群中の最も像側のレンズ及び前記開口絞りに最も接近した物側のレンズが正レンズであることを特徴とする大口径比レンズ。
【選択図】図1

Description

本発明は、物体距離全体にわたって良好な収差を維持する大口径比レンズ、さらに比確的長いバックフォーカスをもつ大口径比レンズに関する。
CCD等の光電変換素子に使用するレンズは、該レンズと光電変換素子との間にプリズムやフィルターを配置するために、長いバックフォーカスが必要である。また、光電変換素子の高精細化に伴い、高解像度、高コントラストなレンズの要望が強くなっている。
バックフォーカスが比較的長い大口径比レンズは、レトロフォーカス型レンズ(例えば、特許文献1参照)、マクロレンズ(例えば、特許文献2参照)、マクロレンズ(例えば、特許文献3参照)が提案されている。
一方、大口径比レンズとしては、バックフォーカスが上述したものより短いが、Fナンバーが1.2と口径比が大きいレンズが提案されている。
(特許文献のリスト)
特開平10−293246号 特開2005−189727号 特開平1−214812号 特開平5−249371号
引用文献1のレトロフォーカス型レンズは、バックフォーカスが焦点距離に対して長く、画角が55度以上と大きいが、Fナンバーが2.8と大きく口径比が小さいものである。物体距離全体における収差変化が大きく、また歪曲収差について良好に収差補正されていない。
引用文献2のマクロレンズにおいては、バックフォーカスが全体の焦点距離に対して短く、口径比は小さいものと推定される。
引用文献3のマクロレンズにおいては、バックフォーカスが全体の焦点距離に対して短く、またFナンバーが大きく口径比が小さいものである。画角は、約47°と小さい。
引用文献4の大口径比レンズは、Fナンバーが1.2と大きな口径比を有するが、画角が40°と小さく、さらに歪曲収差補正が十分になされていないものである。
(発明の目的)
本発明は、比確的長いバックフォーカスをもつ大口径比レンズに関する従来技術の上述した問題に鑑みなされたものであって、口径比が大きく明るく、バックフォーカスが長くプリズムやフィルターの配置が容易であり、かつ物体距離の変化に伴う収差変動が小さい大口径比レンズを提供することを目的とする。
本発明はさらに、画角が大きく、かつ収差補正、特に歪曲収差が良好に補正された大口径比レンズを提供することを目的とする。
(発明の構成)
本発明は、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正又は負の屈折力を有する第2レンズ群とからなる大口径比レンズであって、
前記第1レンズ群は、物体側から正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、開口絞りを有し、前記第1レンズ群中の最も像側のレンズ及び前記開口絞りに最も接近した物体側のレンズが正レンズであることを特徴とする大口径比レンズである。
(発明の実施態様)
(実施態様1)
以下の条件式を満足することを特徴とする。
|f/f2|<0.2
ただし、
f : 全系の焦点距離
f2: 第2レンズ群の焦点距離。
|f/f2|<0.2を満たさない場合、繰り出し量と収差補正の双方を同時に所望の値にすることが困難になる。
(実施態様2)
前記第1レンズ群が、フォーカシングレンズであることを特徴し、物体距離の変化に伴う収差変動、特に非点収差の物体距離の変化に伴う変動を抑えることができる。
(実施態様3)
前記第1レンズ群は、少なくとも正レンズを4枚有することを特徴とする。このように構成することによって、大きい画角においても、容易に歪曲収差及びコマ収差を良好に補正することができる。
(実施態様4)
前記第1レンズ群は、少なくとも負レンズを3枚有することを特徴とする。このように構成することによって、大きい画角においても、容易に非点収差、歪曲収差、コマ収差及び球面収差を良好に補正することができる。
(実施態様5)
前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズから構成されることを特徴とする。このように構成することによって、容易に物体距離の変動に伴う非点収差を良好に補正することができる。
(実施態様6)
前記第2レンズ群は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズを含むことを特徴とする。このように構成することによって、容易に歪曲収差を良好に補正することができる。
(実施態様7)
前記第1レンズ群の絞りより物体側は、前記物体側から正レンズ、負メニスカスレンズ、負レンズの3枚から構成されることを特徴とする。このように構成することによって、容易に歪曲収差を良好に補正することができる。
(実施態様8)
前記第1レンズ群の絞りより物体側は、前記物体側から正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの4枚から構成されることを特徴とする。
本発明の比確的長いバックフォーカスをもつ大口径比レンズによれば、Fナンバーが1.4程度と口径比が大きく明るく、バックフォーカスが焦点距離の1.0倍と長く、プリズムやフィルターの配置が容易であり、かつ物体距離の変化に伴う収差変動が小さい大口径比レンズを構成することができる。
本発明の比確的長いバックフォーカスをもつ大口径比レンズによれば、さらに、画角が50°程度と大きく、かつ収差補正、特に歪曲収差が良好に補正された大口径比レンズを構成することができる。
以下に、本発明の最良の実施形態の大口径比レンズを説明する。以下において、NO.は面番号、Rは曲率半径(mm)、dは厚さ・間隔(mm)、Nd及びVdはd線の屈折率及びアッベ数を表す。面番号7は絞りを示す。
(実施形態1)
実施形態1の大口径比レンズの光学図は、図1に示すとおりである。
NO. R d Nd Vd
1 25.4829 3.6551 1.83400 37.2
2 71.4711 0.1500
3 24.8212 2.2145 1.48749 70.2
4 7.5638 2.8165
5 23.0358 3.0090 1.63980 34.5
6 9.7770 5.2324
7 INF 3.6488
8 17.2918 4.5171 1.83400 37.2
9 -17.0407 4.0146 1.75520 27.5
10 14.2448 1.9052
11 -51.5762 2.4431 1.77250 49.6
12 -16.0986 0.1500
13 17.7351 3.9478 1.77250 49.6
14 -82.8132 1.6636
15 54.6276 1.2563 1.84666 23.8
16 13.8313 0.6511
17 20.2905 2.9227 1.77250 49.6
18 -53.4632 1.0000
19 INF 0.7500 1.51633 64.2
20 INF
実施形態1の大口径比レンズの焦点距離f=12.01mm、Fナンバー=1.42、画角2ω=50.8°、バックフォーカスBf=11.49(mm)である。
実施形態1の大口径比レンズの物体距離無限遠における収差は、図2の球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフに示される。
実施形態1の大口径比レンズの物体距離100mmにおける収差は、図3の球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフに示される。
(実施形態2)
実施形態2の大口径比レンズの光学図は、図4に示すとおりである。
NO. R d Nd Vd
1 37.9252 2.4006 1.84666 23.8
2 86.6238 0.1500
3 15.8699 2.6006 1.77250 49.6
4 8.7948 1.7294
5 16.4816 1.1991 1.65844 50.9
6 8.6223 8.3846
7 INF 3.9352
8 28.0542 5.0331 1.77250 49.6
9 -26.4166 2.2364
10 -53.3993 3.6791 1.84666 23.8
11 19.7818 1.5136
12 -305.4019 2.2697 1.77250 49.6
13 -19.8774 0.1500
14 18.3979 3.2190 1.77250 49.6
15 -186.2861 1.5800
16 20.8308 2.5016 1.84666 23.8
17 11.8241 1.3370
18 32.8229 1.8239 1.77250 49.6
19 -146.9111 1.0000
20 INF 0.7500 1.51633 64.2
21 INF
実施形態2の大口径比レンズの焦点距離f=12.00mm、Fナンバー=1.44、画角2ω=50.8°、バックフォーカスBf=11.49(mm)である。
実施形態2の大口径比レンズの物体距離無限遠における収差は、図4の球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフに示される。
実施形態2の大口径比レンズの物体距離100mmにおける収差は、図5の球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフに示される。
本発明の実施形態1の大口径比レンズの光学図である。 本発明の実施形態1の大口径比レンズの物体距離無限遠における球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフである。 本発明の実施形態1の大口径比レンズの物体距離100mmにおける球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフである。 本発明の実施形態2の大口径比レンズの光学図である。 本発明の実施形態2の大口径比レンズの物体距離無限遠における球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフである。 本発明の実施形態2の大口径比レンズの物体距離100mmにおける球面収差グラフ、非点収差グラフ、倍率色収差グラフ、及び歪曲収差グラフである。
符号の説明
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
1、2、3・・ 面番号
7 絞り

Claims (9)

  1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正又は負の屈折力を有する第2レンズ群とからなる大口径比レンズであって、
    前記第1レンズ群は、物体側から正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、開口絞りを有し、前記第1レンズ群中の最も像側のレンズ及び前記開口絞りに最も接近した物体側のレンズが正レンズであることを特徴とする大口径比レンズ。
  2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の大口径比レンズ。
    |f/f2|<0.2
    ただし、
    f : 全系の焦点距離
    f2: 第2レンズ群の焦点距離。
  3. 前記第1レンズ群が、フォーカシングレンズであることを特徴とする請求項1又は2に記載の大口径比レンズ。
  4. 前記第1レンズ群は、少なくとも正レンズを4枚有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の大口径比レンズ。
  5. 前記第1レンズ群は、少なくとも負レンズを3枚有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の大口径比レンズ。
  6. 前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズから構成されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の大口径比レンズ。
  7. 前記第2レンズ群は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズを含むことを特徴とする請求項6記載の大口径レンズ。
  8. 前記第1レンズ群の絞りより物体側は、前記物体側から正レンズ、負メニスカスレンズ、負レンズの3枚から構成されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の大口径比レンズ。
  9. 前記第1レンズ群の絞りより物体側は、前記物体側から正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの4枚から構成されることを特徴とする請求項項1ないし5のいずれか一項に記載の大口径比レンズ。
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