JP2966080B2

JP2966080B2 - 前置絞りトリプレット型レンズ

Info

Publication number: JP2966080B2
Application number: JP27957890A
Authority: JP
Inventors: 広徳柴田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH04153612A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ等に
最適なトリプレット型レンズに関し、特に、レンズ系の
前側に絞りを配置した前置絞り形式のトリプレット型レ
ンズに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、銀塩フィルムを用いた小型カメラ用レンズを
画面サイズの小さい固体撮像素子等を用いたビデオカメ
ラに適用する場合、レンズ系の寸法の単に比例係数倍し
ただけでは凸レンズの縁肉厚や凹レンズの中肉厚が薄く
なりすぎ、加工上の問題が生じる。したがって、専用の
レンズ系を構成する必要がある。

従来、ビデオカメラ用のレンズとしては、特開平２−
191907号公報等のものがあるが、近年、撮影素子サイズ
が対角線長8mm程度の1/2インチサイズから6mm程度の1/3
インチサイズ、4mm程度の1/4インチサイズへとより小型
になる傾向があり、上記先行例の場合でも、レンズの縁
肉厚や中肉厚が充分とはいえない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、従来技術の上記したような問題点を解
決して、わずか３群３枚の構成でありながらF2.8と明る
く、ビデオカメラ用として凸レンズの縁肉厚や凹レンズ
の中肉厚を十分に確保し、しかも、収差が良好に補正さ
れたレンズを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の前置絞りトリプレット型レンズは、物体側よ
り順に、絞り、両凸レンズの第１レンズ、両凹レンズの
第２レンズ、像側に凸面を向けた正レンズの第３レンズ
からなり、ｆを全系の焦点距離、f₁₂を第１レンズと第
２レンズの合成焦点距離、r₁、r₂、r₃をそれぞれ物体側
より第１、２、３番目のレンズ面の曲率半径とすると
き、以下の条件（１）〜（３）を満足することを特徴と
するものである。

（１）0.25＜f/f₁₂＜１（２）0.4＜|r₂|/r₁＜1.1 （３）0.7＜|r₂|/|r₃|＜1.5 この場合、全てのレンズ厚の和をΣｄとするとき、以
下の条件を満足することが望ましい。

（４）0.6＜Σd/f＜1.5 〔作用〕従来のトリプレット型レンズをビデオ用の小さい撮像
素子のために用いた場合、凸レンズの縁肉厚、凹レンズ
の中肉厚を確保しようとすると、諸収差、特に、軸外収
差を良好に補正することが困難となる。本発明において
は、上記の条件（１）〜（３）を満足するように構成す
ることにより、上記縁肉厚、中肉厚を十分確保しつつ
も、諸収差を良好に補正することが可能となる。

以下、これら条件について説明する。

条件（１）は、第１レンズと第２レンズの合成焦点距
離に関するものである。すなわち、第１、第２レンズの
合成系を正とし、条件（１）の範囲内に定めることによ
り、画面周辺でのメリディオナル像面の正側への湾曲を
防ぎ、画面周辺までコメントラストの良い像が得られる
が、その上限を越えると、ペッツバール和が増大し、画
面周辺での像面の負側への湾曲が大きくなりすぎ、ま
た、その下限を越えると、メリディオル像面の正側への
急激な湾曲をまねき、好ましくない。

条件（２）は、第１レンズの曲率半径について定めた
ものであり、第１面の曲率半径に対して第２面の曲率半
径を比較的小さな値にすることにより、画面周辺部での
メリディオル像面の正側への湾曲及びコフマレアの増大
を防ぐことができるが、条件（２）の下限を越えると、
ペッツバール和が増大し、また、その上限を越えると、
上記収差の増大をまねくことになり、好ましくない。

条件（３）は、相互に向かい合う第１レンズの像側の
面と第２レンズの物体側の面に関するものであり、この
２つの面の曲率半径を比較的近い値にすることによっ
て、それぞれの面で発生する高次収差を相殺することが
できる。条件（３）の上下限を越えると、特に高次の球
面収差、コマ収差を打ち消し合うことが困難となり、ま
た、一方の曲率半径が小さくなりすぎ、全反射を起こす
ことになるので好ましくない。

さらに、レンズ厚に関して、全レンズのレンズ厚の和
をΣｄとするとき、副次的に次の条件を満足することが
望ましい。

（４）0.6＜Σd/f＜1.5 この条件（４）の下限を越えると、レンズの縁肉厚、
中肉厚を確保することが困難になり、また、その上限を
越えると、諸収差、特にペッツバール和が大きくなりす
ぎ、良好な像面が得られくなくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を示す。実施例１〜７のレン
ズのレンズデータは後記するが、その中の実施例１、
２、６のみのレンズ断面を第１図、第２図、第３図に示
す。第３レンズの後に配置された平行平面板は固体撮像
素子等のカバーガラスを示す。そして、実施例１〜７の
レンズの収差曲線図をそれぞれ第４図〜第10図に示す。
なお、実施例５、６、７においては、次の式で示される
非球面を用い、これによりさらに良好な収差補正を行っ
ている。

ｘ＝（y²/r）／［１＋｛１−Ｐ（y²/r²）｝^1/2］＋A₄y⁴＋A₆y⁶＋A₈y⁸ ただし、光軸方向をｘ、光軸に直交する方向をｙとし、
ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、A₄、A₆、A₈は非球面
係数である。

なお、レンズデータにおいて、記号は、上記の外、F
_xOはＦナンバー、２ωは画角、r₁、r₂…は各レンズ面の
曲率半径、d₁、d₂…は各レンズ面間の間隔、n_d1、n_d2…
は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズの
アッベ数を表す（カバーガラスもレンズとして取り扱っ
ている。）。

実施例１ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝0.8684 r₁＝4.5998 d₁＝2.0198 n_d1＝1.83481 ν_d1＝42.72 r₂＝−3.2686 d₂＝0.0531 r₃＝−2.8653 d₃＝0.801 n_d2＝1.69895 ν_d2＝30.12 r₄＝3.5059 d₄＝0.4665 r₅＝353.6973 d₅＝1.9501 n_d3＝1.78590 ν_d3＝44.18 r₆＝−5.6441 d₆＝2.5946 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ f/f₁₂＝0.41 |r₂|/r₁＝0.71 |r₂|/|r₃|＝1.14 Σd/f＝0.68 実施例２ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝1.4827 r₁＝4.2576 d₁＝2.2572 n_d1＝1.81600 ν_d1＝46.62 r₂＝−4.429 d₂＝0.0762 r₃＝−3.6764 d₃＝0.7819 n_d2＝1.68893 ν_d2＝31.08 r₄＝3.2309 d₄＝0.5767 r₅＝10.3387 d₅＝2.0432 n_d3＝1.72600 ν_d3＝53.56 r₆＝−8.2704 d₆＝1.9106 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ f/f₁₂＝0.39 |r₂|/r₁＝1.04 |r₂|/|r₃|＝1.2 Σd/f＝0.72 実施例３ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝0.7146 r₁＝5.1841 d₁＝2.1483 n_d1＝1.81600 ν_d1＝46.62 r₂＝−3.7541 d₂＝0.1774 r₃＝−2.8636 d₃＝0.8895 n_d2＝1.68893 ν_d2＝31.08 r₄＝4.2148 d₄＝0.4541 r₅＝−38.8412 d₅＝1.81 n_d3＝1.74400 ν_d3＝44.72 r₆＝−4.1126 d₆＝2.797 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ f/f₁₂＝0.30 |r₂|/r₁＝0.72 |r₂|/|r₃|＝1.31 Σd/f＝0.69 実施例４ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝0.7934 r₁＝4.6562 d₁＝2.0064 n_d1＝1.81600 ν_d1＝46.62 r₂＝−3.6913 d₂＝0.0755 r₃＝−3.1070 d₃＝0.8033 n_d2＝1.68893 ν_d2＝31.08 r₄＝3.6849 d₄＝0.4146 r₅＝−119.5271 d₅＝1.8001 n_d3＝1.74400 ν_d3＝44.73 r₆＝−4.8330 d₆＝2.8038 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ f/f₁₂＝0.36 |r₂|/r₁＝0.79 |r₂|/|r₃|＝1.19 Σd/f＝0.66 実施例５ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝1.26 r₁＝4.6746 d₁＝2.0928 n_d1＝1.81600 ν_d1＝46.62 r₂＝−4.9477（非球面） d₂＝0.1916 r₃＝−4.0153 d₃＝0.8803 n_d2＝1.68893 ν_d2＝31.08 r₄＝3.6981 d₄＝0.7057 r₅＝16.8483 d₅＝1.8495 n_d3＝1.74400 ν_d3＝44.73 r₆＝−6.6807 d₆＝2.0337 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ 非球面係数第２面Ｐ＝１ A₄＝0.13694×10^-2 A₆＝−0.76395×10^-8 A₈＝−0.48798×10^-14 f/f₁₂＝0.41 |r₂|/r₁＝1.06 |r₂|/|r₃|＝1.23 Σd/f＝0.69 実施例６ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝1.0801 r₁＝4.6468 d₁＝3.5 n_d1＝1.81600 ν_d1＝46.62 r₂＝−4.887 d₂＝0.1953 r₃＝−4.0847（非球面） d₃＝0.7024 n_d2＝1.68893 ν_d2＝31.08 r₄＝8.6563 d₄＝0.902 r₅＝6.6738 d₅＝2.4975 n_d3＝1.7400 ν_d3＝44.73 r₆＝−23.8175 d₆＝0.2552 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ 非球面係数第３面Ｐ＝１ A₄＝−0.39117×10^-2 A₆＝−0.14326×10^-6 A₈＝−0.43579×10^-12 f/f₁₂＝0.59 |r₂|/r₁＝1.05 |r₂|/|r₃|＝1.12 Σd/f＝0.95 実施例７ｆ＝７ F_NO＝2.8 ２ω＝48゜ r₀＝∞（絞り） d₀＝0.9138 r₁＝5.1914 d₁＝2.8398 n_d1＝1.81600 ν_d1＝46.62 r₂＝−4.8601 d₂＝0.2763 r₃＝−3.3869 d₃＝0.8041 n_d2＝1.68893 ν_d2＝31.08 r₄＝3.8545 d₄＝0.5172 r₅＝15.7666 d₅＝2.7 n_d3＝1.77250 ν_d3＝49.66 r₆＝−4.9205（非球面） d₆＝1.8262 r₇＝∞ d₇＝0.86 n_d4＝1.51633 ν_d4＝64.15 r₈＝∞ 非球面係数第６面Ｐ＝１ A₄＝0.94342×10^-3 A₆＝−0.89955×10^-4 A₈＝−0.75598×10^-5 f/f₁₂＝0.27 |r₂|/r₁＝0.94 |r₂|/|r₃|＝1.43 Σd/f＝0.91 〔発明の効果〕本発明による前置絞りトリプレット型レンズにおいて
は、わずか３群３枚の構成でありながらＦナンバー2.8
と明るく、特にビデオカメラ用として凸レンズの縁肉厚
や凹レンズの中肉厚が十分に確保され、収差も良好に補
正されたレンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の実施例１、
実施例２、実施例６のレンズ断面図、第４図から第10図
はそれぞれ実施例１から実施例７の収差曲線図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、絞り、両凸レンズの第１
レンズ、両凹レンズの第２レンズ、像側に凸面を向けた
正レンズの第３レンズからなり、以下の条件を満足する
ことを特徴とする前置絞りトリプレット型レンズ：（１）0.25＜f/f₁₂＜１（２）0.4＜|r₂|/r₁＜1.1 （３）0.7＜|r₂|/|r₃|＜1.5 ただし、ｆは全系の焦点距離、f₁₂は第１レンズと第２
レンズの合成焦点距離、r₁、r₂、r₃はそれぞれ物体側よ
り第１、２、３番目のレンズ面の曲率半径である。
【請求項２】全てのレンズのレンズ厚の和をΣｄとする
とき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１
記載の前置絞りトリプレット型レンズ。（４）0.6＜Σd/f＜1.5