JP3076098B2 - Large aperture wide angle lens - Google Patents
Large aperture wide angle lensInfo
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- G02—OPTICS
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Description
【０００１】 本発明は、歪曲と相対光量の修正に重要
な作用を及ぼす第１の発散作用群、エアギャップ、イメ
ージフィールド内で修正にとって重要な開口作用を及ぼ
す、発散作用群と下記の集束作用主群とのほぼ中央にあ
る開口絞り、及びこれに続く前記集束作用主群が設けら
れており、この集束作用主群が、球面収差と像面湾曲に
作用を及ぼす集束作用副群と接合レンズ（以下結合要素
ともいう）から成る、大口径広角レンズに関する。The present invention relates to a first diverging action group which has an important effect on the correction of distortion and relative light amount, a diverging action group having an opening action which is important for correction in an air gap and an image field, and the following focusing action. aperture stop lies approximately in the center of the main group, and this is the focusing effect main group is provided followed, this focusing action main group, focusing action sub-unit and a cemented lens of an effect on spherical aberration and curvature of field (Hereinafter also referred to as a coupling element).
【０００２】[0002]
【従来の技術】大口径の古典的な広角構造は、代表的に
は明らかに６つより多くのレンズを有し、その場合前部
に負の屈折力を使用して、一方においては焦点距離に対
して後側レンズと像間の距離を長くし、かつ他方におい
てひとみ収差の意図的な導入により画角の増大と共に相
対光量を増加させる。前側要素の特徴的な構造は、当該
技術分野の専門家には明らかなように、歪曲の修正とひ
とみ収差の導入に関する妥協によって制限されている。
大きな画角を有する大口径レンズの構成の際に球面に限
定すると、レンズの数を増加しなければ満足な画質は得
られない。非球面を導入すれば、これに関連した修正の
自由度によってレンズの数を少なくすることができる。BACKGROUND OF THE INVENTION Large-diameter classic wide-angle structures typically have clearly more than six lenses, in which case they use negative refractive power at the front and on the one hand the focal length In contrast, the distance between the rear lens and the image is increased, and on the other hand the intentional introduction of pupil aberration increases the angle of view and the relative light intensity. The characteristic structure of the anterior element is limited by compromises in correcting distortion and introducing pupil aberration, as will be apparent to those skilled in the art.
If a large-aperture lens having a large angle of view is limited to a spherical surface, satisfactory image quality cannot be obtained unless the number of lenses is increased. With the introduction of an aspheric surface, the number of lenses can be reduced due to the associated freedom of correction.
【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第２５４７
７１３号明細書には、８５°の最大画角を有する５レン
ズ構成が記載されている。ドイツ連邦共和国特許出願公
開第３６００５７３号明細書には、内視鏡用３〜７レン
ズ広角系が記載されており、ここに示された４レンズ系
は９５°の最大画角に達し、かつ例示された５レンズ系
は１０６°の画角を有し、一方６及び７レンズ広角系は
最大で１２０°の画角を有する。それにより４レンズに
よる解決策では、従来わずか９５°の最大画角しか得ら
れないことがわかった。[0003] Published German Patent Application No. 2547
No. 713 describes a five-lens configuration having a maximum angle of view of 85 °. DE-A 36 00 573 describes a 3 to 7 lens wide-angle system for endoscopes, wherein the 4-lens system shown here reaches a maximum angle of view of 95 ° and is exemplified. The 5-lens system provided has an angle of view of 106 °, while the 6- and 7-lens wide-angle systems have an angle of view of up to 120 °. As a result, it has been found that the four-lens solution can obtain a maximum angle of view of only 95 ° conventionally.
【０００４】[0004]
【発明の目的】それ故に本発明の課題は、特にＣＣＤカ
メラ用にできるだけ小さなレンズ直径で最小のレンズ数
により極めて広角の明るいレンズを提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a very wide-angle bright lens with the smallest possible lens diameter and the smallest number of lenses, especially for CCD cameras.
【０００５】[0005]
【発明の構成】 本発明によれば、この課題は次のよう
にして解決される、すなわち、歪曲と相対光量の補正に
重要な作用を及ぼす第１の発散作用群（１，１２）、エ
アギャップ（７，１４）、イメージフィールド内で修正
にとって重要な開口作用を及ぼす開口絞り（１１，１
６）、及びこれに続く集束作用主群（６，１５）が、開
口絞りが発散作用群と集束作用主群との中央に位置する
ように設けられ、この集束作用主群が、球面収差と像面
湾曲に作用を及ぼす集束作用副群（４，１８）と接合レ
ンズ（５，１７）から成る、大口径広角レンズにおい
て、第１の発散作用群（１，１２）の負の屈折作用が、
少なくとも１つの非球面（８，１３）の使用により光軸
からエッジに向けて連続的に弱められて、かつ集束作用
副群（４，１８）の正の屈折作用が、非球面（９，１
９）の使用により光軸からエッジに向けて連続的に弱め
られており、さらに第１の発散作用群（１，１２）と開
口絞り（１１，１６）に続く集束作用主群（６，１５）
との間の距離が、少なくとも総合焦点距離の３倍である
ことを特徴とする、大口径広角レンズ、により解決され
る。According to the present invention, this problem is solved as follows: a first diverging action group (1, 12) that has an important effect on correction of distortion and relative light amount; Gap (7,14), aperture stop (11,1) having an aperture effect important for correction in the image field
6), and the focusing action main group (6, 15) is following this, open
Mouth restrictor located at center of divergent group and focusing group
Provided such, this focusing action main group, focusing action sub-unit (4, 18) and joining Les to act on the spherical aberration and curvature of field
In a large-aperture wide-angle lens composed of lenses (5, 17), the negative refracting action of the first diverging action group (1, 12) is
The use of at least one aspheric surface (8, 13) is continuously weakened from the optical axis toward the edge, and the positive refraction of the focusing subgroup (4, 18) is reduced by the aspheric surface (9, 1).
9) is continuously weakened from the optical axis toward the edge, and further opened with the first diverging action group (1, 12).
Focusing action main group (6, 15) following aperture (11, 16)
Is at least three times the total focal length .
【０００６】 一構成において有利なことに、第一の発
散作用群と正レンズ群（集束作用主群）との間のエアギ
ャップが、広角レンズの全高のほぼ０．３〜０．７倍で
あることができるが、別の構成において第一の発散作用
群と集束作用主群との間のエアギャップが、広角レンズ
の全高のほぼ０．２〜０．４５倍であることもできる。Advantageously, in one configuration, the air gap between the first diverging group and the positive lens group (main focusing group) is approximately 0.3 to 0.7 times the total height of the wide-angle lens. Although it is possible, in another configuration, the air gap between the first diverging group and the focusing main group may be approximately 0.2 to 0.45 times the overall height of the wide-angle lens.
【０００７】開口絞りに続いて全体として正の屈折力を
有する結合要素を使用し、色収差とペッツバルの和に修
正作用を及ぼすと有利である。[0007] It is advantageous to use a coupling element having an overall positive refractive power following the aperture stop to correct the chromatic aberration and Petzval sum.
【０００８】目的に合わせて結合要素は、被写体側正レ
ンズと像面側負レンズから構成できる。The coupling element can be composed of a positive lens on the subject side and a negative lens on the image side according to the purpose.
【０００９】この結合要素に続く正レンズは、有利なこ
とに別の非球面を持っていてもよい。[0009] The positive lens following this coupling element may advantageously have another aspheric surface.
【００１０】前記構造によれば、ほぼ２．０の開口数で
少なくともほぼ１３０°の代表的な画角が得られ、別の
構成では、ほぼ２．０の開口数で少なくともほぼ１４６
°の代表的な画角が得られるので、有利である。According to the above structure, a typical angle of view of at least approximately 130 ° is obtained with a numerical aperture of approximately 2.0, and in another configuration, at least approximately 146 with a numerical aperture of approximately 2.0.
This is advantageous because a typical angle of view of ° can be obtained.
【００１１】相対光量が、ひとみ収差の構造上の作用と
寸法歪曲の導入により、少なくとも自然の光量低下（ｃ
ｏｓ4 ）を有するレンズの場合の程度の大きさであるこ
とができる。The relative light quantity is at least naturally reduced (c) due to the structural action of pupil aberration and the introduction of dimensional distortion.
os 4 ).
【００１２】しかし相対光量は、ひとみ収差の構造上の
作用と寸法歪曲の導入によって自然の光量低下に対して
はっきりと増加しているので有利である。[0012] However, the relative light quantity is advantageous because it is clearly increased with respect to the natural decrease in light quantity due to the structural effects of pupil aberration and the introduction of dimensional distortion.
【００１３】さらに有利な変形及び実施例は、特許請求
の範囲第２６〜２７項から明らかである。Further advantageous variants and embodiments are evident from the claims 26-27.
【００１４】本発明によれば、最小のレンズ数で、なる
べく４レンズ又は６レンズ構成で、極めて大きな画角と
驚く程良好な画質を有する大口径広角レンズが提供され
る。According to the present invention, there is provided a large-aperture wide-angle lens having a very large angle of view and surprisingly good image quality with a minimum number of lenses, preferably a four-lens or six-lens configuration.
【００１５】屈折力の分配は、後側レンズと像間の距離
が系の総合焦点距離よりずっと長くなるように選定され
ている。それ故に広角系は、強力な負の屈折力を有する
被写体側作用群と強力な正の屈折力を有しかつ大きなエ
アギャップで切離された像面側作用群とから成り、この
時レンズ構成は、被写体側作用群と像面側作用群とでほ
ぼ同じ任意の直径を有し、その結果レンズ全体の直径は
最小となる。The power distribution is chosen such that the distance between the rear lens and the image is much longer than the overall focal length of the system. Therefore, the wide-angle system is composed of an object-side action group having a strong negative refractive power and an image-side action group having a strong positive refractive power and separated by a large air gap. Has substantially the same arbitrary diameter in the object side action group and the image plane side action group, and as a result, the diameter of the entire lens is minimized.
【００１６】像面内の相対光量は、入射ひとみの拡大と
歪曲の意図的な設計により増加した。The relative amount of light in the image plane was increased due to the intentional design of enlargement and distortion of the entrance pupil.
【００１７】最小レンズ数で修正自由度を増加するため
に被写体側作用群と像面側作用群にそれぞれ少なくとも
１つの非球面が導入されている。In order to increase the degree of freedom of correction with the minimum number of lenses, at least one aspherical surface is introduced into each of the object side action group and the image plane side action group.
【００１８】被写体側作用群の屈折作用は、使用した非
球面の形成によって、この作用群の屈折作用が光軸から
エッジに向かって減少するように構成されている。The refracting action of the action group on the object side is configured such that the refracting action of the action group decreases from the optical axis toward the edge due to the formation of the used aspherical surface.
【００１９】良好な画質を保証するため像面側の作用群
は、少なくとも３レンズとしかつ少なくとも１つの非球
面を有するか、又は少なくとも４レンズとしかつ少なく
とも１つの非球面を有するように構成されている。In order to guarantee good image quality, the working group on the image side has at least three lenses and at least one aspherical surface, or has at least four lenses and at least one aspherical surface. I have.
【００２０】像面側の作用群の初めの２つのレンズを結
合要素としかつ最後の１つの正レンズに少なくとも１つ
の非球面を導入することによって、最小レンズ直径及び
最適修正が達成されるように光束を通すことができる。By using the first two lenses of the working group on the image side as coupling elements and introducing at least one aspheric surface in the last positive lens, a minimum lens diameter and optimal correction are achieved. Light can pass through.
【００２１】被写体側作用群と像面側作用群の間にある
エアギャップのほぼ中央に配置した開口絞りは、光束断
面積を最大像大きさのほぼ０．８倍にまで制限し、かつ
画質の改善を行い、かつ場合によっては相対光量の改善
も行う。An aperture stop disposed substantially at the center of the air gap between the subject side action group and the image plane side action group limits the light beam cross-sectional area to approximately 0.8 times the maximum image size, and Is improved, and in some cases, the relative light amount is also improved.
【００２２】本発明による大口径広角レンズは、特にＣ
ＣＤカメラのような電子画像処理システム用の撮影レン
ズとして適している。The large-aperture wide-angle lens according to the present invention is particularly suitable for C
It is suitable as a photographing lens for an electronic image processing system such as a CD camera.
【００２３】[0023]
【実施例】本発明の実施例を以下図面により詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２４】本発明の有利な実施例が図１に示してあ
る。それによれば大口径広角レンズは２つの作用群から
成り、これら作用群は比較的大きなエアギャップによっ
て切離されている。第１の発散作用群は１で示してあ
り、被写体側に１つの非球面８を有する。第１作用群１
と第２作用群６の間のエアギャップは７で示してある。
開口絞り１１は、第１の発散作用群１と正のレンズ群６
の間のギャップのほぼ中央に配置されている。像面側の
正の作用群６は、結合要素５と１つの正レンズ４から成
り、この結合要素５は、被写体側正レンズ２と側面側負
レンズ３から成り、その場合結合要素５は全体として正
の屈折力を有し、かつ色収差とペッツバル湾曲に修正作
用を及ぼし、かつ正レンズ４は、球面収差と像面湾曲に
作用を及ぼし、このレンズ４の一方の面９が非球面にな
っている。結合要素５と正レンズ４は、小さなエアギャ
ップによって互いに切離されている。第１の発散作用群
１の負の屈折作用は、非球面８によって光軸からエッジ
に向かって連続的に減少しているが、一方正レンズ４の
屈折作用は、非球面９によって光軸からエッジに向かっ
て連続的に減少している。An advantageous embodiment of the present invention is shown in FIG. According to this, a large-aperture wide-angle lens consists of two working groups, which are separated by a relatively large air gap. The first diverging action group is denoted by 1 and has one aspheric surface 8 on the subject side. First action group 1
The air gap between and the second working group 6 is indicated by 7.
The aperture stop 11 includes the first diverging group 1 and the positive lens group 6.
Are located approximately in the center of the gap between them. The positive working group 6 on the image plane side includes a coupling element 5 and one positive lens 4. The coupling element 5 includes a subject-side positive lens 2 and a side-side negative lens 3. Has a positive refractive power, and has a correcting effect on chromatic aberration and Petzval curvature, and the positive lens 4 has an effect on spherical aberration and field curvature, and one surface 9 of the lens 4 has an aspherical surface. ing. The coupling element 5 and the positive lens 4 are separated from each other by a small air gap. The negative refracting action of the first diverging action group 1 is continuously reduced from the optical axis toward the edge by the aspherical surface 8, while the refracting action of the positive lens 4 is reduced by the aspherical surface 9 from the optical axis. It decreases continuously toward the edge.
【００２５】図５に示した本発明の別の実施例は、次の
点だけで図１に示した第１の実施例と相違している。す
なわち正レンズ４は像面側にも非球面１０を有し、かつ
結合要素５と正レンズ４の間の同様に小さなエアギャッ
プは、図１の実施例の場合よりもいくらか大きい。その
他に図５において図１と同じ符号は同じ部品を示してい
る。Another embodiment of the invention shown in FIG. 5 differs from the first embodiment shown in FIG. 1 only in the following points. That is, the positive lens 4 also has an aspheric surface 10 on the image plane side, and the similarly small air gap between the coupling element 5 and the positive lens 4 is somewhat larger than in the embodiment of FIG. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
【００２６】被写体側作用群１の負の屈折力と像面側作
用群６の正の屈折力によって、その間にある大きなエア
ギャップ７と関連して、レトロフォーカス系にとって代
表的な、焦点距離に対して長いバックフォーカス（後側
レンズと像間の距離）が得られる。使用したレンズの最
大自由直径は、総合焦点距離のほぼ５倍の大きさであ
る。被写体側作用群１に続くエアギャップ７のほぼ中央
に開口絞り１１が配置されている。負の屈折力を有する
被写体側作用群１は、非球面レンズとして構成すると有
利である。非球面８の作用によりこのレンズの屈折作用
は、光軸からエッジに向かって減少する。Due to the negative refractive power of the object side action group 1 and the positive refractive power of the image plane side action group 6, the focal length, which is typical for a retrofocus system, is related to the large air gap 7 therebetween. On the other hand, a long back focus (the distance between the rear lens and the image) is obtained. The maximum free diameter of the lens used is approximately five times the total focal length. An aperture stop 11 is arranged substantially at the center of the air gap 7 following the subject side action group 1. It is advantageous that the object side action group 1 having a negative refractive power is configured as an aspheric lens. Due to the action of the aspherical surface 8, the refracting action of this lens decreases from the optical axis toward the edge.
【００２７】像面側作用群６において、この作用群を少
なくとも３レンズとして少なくとも１つの非球面９を有
するように構成することは有利である。３レンズ像面側
作用群６は、被写体側に正レンズ２と負レンズ３から成
る結合要素５を有し、かつ小さなエアギャップによって
切離されたそれに続く正レンズ４を有する。It is advantageous in the image-side action group 6 to configure this action group as at least three lenses and to have at least one aspheric surface 9. The three-lens image-side working group 6 has on the object side a coupling element 5 consisting of a positive lens 2 and a negative lens 3 and a subsequent positive lens 4 separated by a small air gap.
【００２８】この正レンズ４の少なくとも第１の面９又
は第２の面１０（図５）は、極めて大きな画角全体にわ
たって極めてわずかな総数で良好な修正を行うため、非
球面として構成されている。図５の実施例に示すよう
に、この正レンズ４の両面９、１０を非球面とし、その
場合それぞれの形成の際にこのレンズの正の屈折作用を
光軸からエッジに向かって連続的に弱くすれば、特に良
好な修正が可能である。At least the first surface 9 or the second surface 10 (FIG. 5) of this positive lens 4 is configured as an aspheric surface in order to make a good correction with a very small total number over a very large angle of view. I have. As shown in the embodiment of FIG. 5, both surfaces 9 and 10 of the positive lens 4 are aspherical. In each case, the positive refraction of the lens is continuously performed from the optical axis toward the edge during each formation. With weakening, a particularly good correction is possible.
【００２９】被写体側作用群１における非球面８によれ
ば、歪曲とひとみ収差がだいたいにおいて有利な値にま
で修正できる。According to the aspherical surface 8 in the object side action group 1, distortion and pupil aberration can be corrected to almost advantageous values.
【００３０】像面側作用群における１つ又は２つの非球
面の導入は、特に開口歪みの修正と像面の平坦化に適し
ている。The introduction of one or two aspherical surfaces in the image-side working group is particularly suitable for correcting aperture distortion and flattening the image plane.
【００３１】有利な４レンズ構成によれば、２．０の開
口数で１３２°の画角、従って１３０°以上の画角が得
られ、この時単色光収差も色収差も、最小のレンズ数で
大幅に修正された。According to the advantageous four-lens configuration, an angle of view of 132 °, and thus an angle of view of 130 ° or more, can be obtained with a numerical aperture of 2.0. At this time, both monochromatic optical aberration and chromatic aberration can be obtained with the minimum number of lenses. Significantly modified.
【００３２】前記実施例において相対光量は、ひとみ収
差の構造上の作用と寸法歪曲の導入によって、少なくと
も自然の光量低下（ｃｏｓ4 ）を有するレンズの場合の
２倍になっている。In the above embodiment, the relative light amount is at least twice as large as that of a lens having a natural light amount reduction (cos 4 ) due to the structural effect of pupil aberration and the introduction of dimensional distortion.
【００３３】図２、図３及び図４は、すでに述べたよう
な図１の実施例に関し、かつ図６、図７及び図８は図５
の実施例に関するものである。FIGS. 2, 3 and 4 relate to the embodiment of FIG. 1 as already described, and FIGS. 6, 7 and 8 correspond to FIGS.
It is concerned with the embodiment of the present invention.
【００３４】図１による第１のもの及び図５による第２
のものに対してさらに改善されそれ故に特に有利な本発
明の第３の実施例は、図９に示してある。それによれば
大口径広角レンズは、比較的大きなエアギャップによっ
て切離された２つの作用群から成る。第１の発散作用群
は１２で示してあり、この作用群は、互いに結合された
集束メニスカス１２ａと発散メニスカス１２ｂから成
り、かつ被写体側に１つの非球面１３を有する。第１の
作用群１２と第２の作用群１５の間のエアギャップは１
４で示してある。開口絞り１６は、第１の発散作用群１
２と正レンズ群１５の間のギャップのほぼ中央に配置さ
れている。像面側の正の作用群１５は、結合要素１７と
集束作用群１８から成り、この結合要素１７は、被写体
側正レンズ１７ａと像面側負レンズ１７ｂから成り、そ
の場合結合要素１７は、全体として正の屈折力を有し、
かつ色収差とペッツバル湾曲に修正作用を及ぼし、かつ
集束作用群１８は、球面収差と像面湾曲に作用を及ぼ
し、この集束作用群の１つの面１９が非球面になってい
る。結合要素１７と集束作用群１８は、小さなエアギャ
ップによって互いに切離されている。第１の発散作用群
１２の負の屈折作用は、非球面１３によって光軸からエ
ッジに向かって連続的に弱められており、一方バイコン
ベックスレンズ２０と２１から成る集束作用群１８の正
の屈折作用は、非球面１９によって光軸からエッジに向
かって連続的に弱められている。The first one according to FIG. 1 and the second one according to FIG.
A third embodiment of the present invention which is further improved and therefore particularly advantageous over that of FIG. The large-aperture wide-angle lens consists of two working groups separated by a relatively large air gap. The first divergent action group is indicated by 12, which consists of a converging meniscus 12a and a diverging meniscus 12b connected to one another and has one aspheric surface 13 on the object side. The air gap between the first action group 12 and the second action group 15 is 1
It is indicated by 4. The aperture stop 16 is provided in the first diverging action group 1
It is located approximately at the center of the gap between 2 and the positive lens group 15. The image-plane-side positive action group 15 includes a coupling element 17 and a focusing action group 18. The coupling element 17 includes a subject-side positive lens 17a and an image-side negative lens 17b. Has a positive refractive power as a whole,
In addition, it has a correcting effect on chromatic aberration and Petzval curvature, and the focusing action group 18 has an effect on spherical aberration and field curvature, and one surface 19 of the focusing action group is aspheric. The coupling element 17 and the focusing group 18 are separated from each other by a small air gap. The negative refraction of the first diverging group 12 is continuously weakened by the aspheric surface 13 from the optical axis toward the edge, while the positive refraction of the focusing group 18 comprising the biconvex lenses 20 and 21. The effect is continuously reduced by the aspheric surface 19 from the optical axis toward the edge.
【００３５】被写体側作用群１２の負の屈折力と像面側
作用群１５の正の屈折力とによって、その間にある大き
なエアギャップ１４に関連して、レトロフォーカス系に
とって代表的な焦点距離に対して長いバックフォーカス
が得られる。被写体側作用群１２に続くエアギャップ１
４のほぼ中央に開口絞り１６が配置されている。負の屈
折力を有する被写体側作用群１２は、１つの非球面１３
を有すると有利である。非球面１３の作用により、被写
体側作用群１２の屈折作用は、光軸からエッジに向かっ
て弱くなる。Due to the negative refracting power of the object side action group 12 and the positive refraction power of the image plane side action group 15, a focal length typical for a retrofocus system is set in relation to a large air gap 14 therebetween. On the other hand, a long back focus can be obtained. Air gap 1 following subject side action group 12
An aperture stop 16 is arranged substantially at the center of the aperture stop 4. The object side action group 12 having a negative refractive power has one aspherical surface 13.
It is advantageous to have Due to the action of the aspherical surface 13, the refraction action of the subject side action group 12 becomes weaker from the optical axis toward the edge.
【００３６】像面側作用群１５において、この作用群を
少なくとも４レンズとして少なくとも１つの非球面１９
を有するように構成することは有利である。４レンズの
像面側作用群１５は、被写体側に正レンズ１７ａと負レ
ンズ１７ｂから成る結合要素１７を有し、かつ２つ正レ
ンズ２０、２１から成り小さなエアギャップにより切離
された作用群１８を有すると有利である。In the image-surface-side operation group 15, at least one aspheric surface 19 is formed by using this operation group as at least four lenses.
It is advantageous to configure to have The four-lens image-surface-side operation group 15 includes a coupling element 17 including a positive lens 17a and a negative lens 17b on the subject side, and includes two positive lenses 20 and 21 and is separated by a small air gap. It is advantageous to have 18.
【００３７】作用群１８の少なくとも１つのレンズ面
は、例えば面１９は、極めて大きな画角全体にわたって
極めてわずかなレンズ総数で良好な修正を行うため非球
面として形成されている。非球面１９の形成により、作
用群１８の正の屈折作用は、光軸からエッジに向かって
連続的に減少する。At least one lens surface of the working group 18, for example the surface 19, is formed as an aspheric surface for a good correction with a very small total number of lenses over a very large angle of view. Due to the formation of the aspheric surface 19, the positive refraction of the action group 18 decreases continuously from the optical axis toward the edge.
【００３８】被写体側作用群１２における非球面１３に
よって、歪曲とひとみ収差はだいたいにおいて有利に修
正できる。Due to the aspherical surface 13 in the object-side action group 12, distortion and pupil aberration can be advantageously corrected approximately.
【００３９】像面側作用群１５における少なくとも１つ
の非球面の導入は、特に開口歪みの修正と像面の平坦化
に適している。The introduction of at least one aspherical surface in the image plane side action group 15 is particularly suitable for correcting aperture distortion and flattening the image plane.
【００４０】有利な６レンズ構成によれば、２．０の開
口数で１４８°の画角が得られ、その場合単色光収差も
色収差も、最小数のレンズで大幅に修正された。With the advantageous six-lens configuration, an angle of view of 148 ° was obtained with a numerical aperture of 2.0, in which both monochromatic and chromatic aberrations were significantly corrected with the minimum number of lenses.
【００４１】前記実施例において相対光量は、ひとみ収
差の構造上の作用と寸法歪曲によって、自然の光量低下
（ｃｏｓ4 ）を有するレンズの場合よりもはっきりと大
きくなっている。In the above embodiment, the relative light amount is clearly larger than that of a lens having a natural light amount decrease (cos 4 ) due to the structural action of pupil aberration and dimensional distortion.
【００４２】図１０、図１１及び図１２は、図９の実施
例に関するものである。FIGS. 10, 11 and 12 relate to the embodiment of FIG.
【００４３】従って本発明の３つの実施例によれば、
２．０の開口数（絞り値）でほぼ１２５°〜ほぼ１５０
°の画角が得られ、その場合画角とは、光軸の両側に生
じる画角全体のことである（イメージサークル）。Thus, according to three embodiments of the present invention,
Approximately 125 ° to approximately 150 at a numerical aperture (aperture value) of 2.0
An angle of view of ° is obtained, in which case the angle of view is the entire angle of view occurring on both sides of the optical axis (image circle).
【００４４】次の表Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩに、本発明によ
る大口径広角レンズの数値データを示す。The following Tables I, II and III show numerical data of the large aperture wide angle lens according to the present invention.
【００４５】[0045]
【表６】 [Table 6]
【００４６】[0046]
【表７】 [Table 7]
【００４７】[0047]
【表８】 非球面の断面曲線の定義： 表Ｉ及びＩＩについて：非球面は次式によって定義され
る。[Table 8] Definition of the Aspherical Section Curve: For Tables I and II: The aspherical surface is defined by:
【００４８】[0048]
【表９】 その場合 ｚ＝光軸に対して垂直な面に対する垂直高さ ｙ＝光軸からの距離 ｋ＝コーン定数 Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ＝非球面係数 Ｃ＝頂部曲率である。[Table 9] In that case, z = vertical height relative to a plane perpendicular to the optical axis y = distance from the optical axis k = cone constant D, E, F, G = aspherical coefficient C = top curvature.
【００４９】表３について：非球面は次式によって定義
される。Regarding Table 3: The aspheric surface is defined by the following equation.
【００５０】[0050]
【表１０】 その場合 ｚ＝光軸に対して垂直な面に対する垂直高さ ｙ＝光軸からの距離 ｋ＝コーン定数 Ｄ、Ｅ、Ｆ＝非球面係数 Ｃ＝頂部曲率である。[Table 10] In that case z = vertical height with respect to a plane perpendicular to the optical axis y = distance from the optical axis k = cone constant D, E, F = aspherical coefficient C = top curvature.
【図１】本発明による大口径広角レンズの第１実施例を
示すレンズ断面図である。FIG. 1 is a lens sectional view showing a first embodiment of a large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【図２】本発明による大口径広角レンズの第１実施例の
直角被写体格子の歪曲を含んだ像の図である。FIG. 2 is a diagram of an image including distortion of a right-angled object grid of the first embodiment of the large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【図３】本発明による大口径広角レンズの第１実施例の
画角に対する相対光量の図である。FIG. 3 is a diagram showing a relative light amount with respect to an angle of view of the first embodiment of the large-diameter wide-angle lens according to the present invention.
【図４】本発明による大口径広角レンズの第１実施例の
画角に対するサジタル面とメリジオナル面の実効像面湾
曲の図である。FIG. 4 is a diagram showing the effective field curvature of the sagittal surface and the meridional surface with respect to the angle of view of the first embodiment of the large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【図５】本発明による大口径広角レンズの第２実施例を
示すレンズ断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a large-aperture wide-angle lens according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明による大口径広角レンズの第２実施例の
直角被写体格子の歪曲を含んだ像の図である。FIG. 6 is a diagram of an image including distortion of a right-angled object grid of the second embodiment of the large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【図７】本発明による大口径広角レンズの第２実施例の
画角に対する相対光量の図である。FIG. 7 is a view showing a relative light amount with respect to an angle of view of a second embodiment of a large-diameter wide-angle lens according to the present invention.
【図８】本発明による大口径広角レンズの第２実施例の
画角に対するサジタル面とメリジオナル面の実効像面湾
曲の図である。FIG. 8 is a diagram showing the effective field curvature of the sagittal surface and the meridional surface with respect to the angle of view of the second embodiment of the large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【図９】本発明による大口径広角レンズの第３実施例を
示すレンズ断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a large-aperture wide-angle lens according to a third embodiment of the present invention.
【図１０】本発明による大口径広角レンズの第３実施例
の直角被写体格子の歪曲を含んだ像の図である。FIG. 10 is a diagram of an image including distortion of a right-angled object grid of the third embodiment of the large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【図１１】本発明による大口径広角レンズの第３実施例
の画角に対する相対光量の図である。FIG. 11 is a view showing a relative light amount with respect to an angle of view of a third embodiment of a large-diameter wide-angle lens according to the present invention.
【図１２】本発明による大口径広角レンズの第３実施例
の画角に対するサジタル面とメリジオナル面の実効像面
湾曲の図である。FIG. 12 is a diagram showing the effective field curvature of the sagittal surface and the meridional surface with respect to the angle of view of the third embodiment of the large-aperture wide-angle lens according to the present invention.
【符号の説明】 １…発散作用群 ２…正レンズ ３…負レンズ ４…正レンズ ５…結合要素 ６…集束作用群 ７…エアギャップ ８…非球面 ９…非球面 １０…非球面 １１…開口絞り １２…発散作用群 １３…非球面 １４…エアギャップ １５…集束作用群 １６…開口絞り １７…結合要素 １８…集束作用群 １９…非球面 ２０…バイコンベックスレンズ ２１…バイコンベックスレンズ[Description of Signs] 1 ... divergent action group 2 ... positive lens 3 ... negative lens 4 ... positive lens 5 ... coupling element 6 ... focusing action group 7 ... air gap 8 ... aspheric surface 9 ... aspheric surface 10 ... aspheric surface 11 ... aperture Aperture 12 ... Diverging action group 13 ... Aspherical surface 14 ... Air gap 15 ... Focusing action group 16 ... Aperture stop 17 ... Coupling element 18 ... Focusing action group 19 ... Aspherical surface 20 ... Biconvex lens 21 ... Biconvex lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−49734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−21835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−80611（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−208617（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−231213（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-51-49734 (JP, A) JP-A-51-21835 (JP, A) JP-A-57-10111 (JP, A) JP-A-58-58 80611 (JP, A) JP-A-2-208617 (JP, A) JP-A-3-231213 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 9/00-17 / 08 G02B 21/02-21/04 G02B 25/00-25/04
Claims (26)
ぼす第１の発散作用群（１，１２）、エアギャップ
（７，１４）、イメージフィールド内で修正にとって重
要な開口作用を及ぼす開口絞り（１１，１６）、及びこ
れに続く集束作用主群（６，１５）が、開口絞りが発散
作用群と集束作用主群との中央に位置するように設けら
れ、この集束作用主群が、球面収差と像面湾曲に作用を
及ぼす集束作用副群（４，１８）と接合レンズ（５，１
７）から成る、大口径広角レンズにおいて、第１の発散
作用群（１，１２）の負の屈折作用が、少なくとも１つ
の非球面（８，１３）の使用により光軸からエッジに向
けて連続的に弱められて、かつ集束作用副群（４，１
８）の正の屈折作用が、非球面（９，１９）の使用によ
り光軸からエッジに向けて連続的に弱められており、さ
らに第１の発散作用群（１，１２）と開口絞り（１１，
１６）に続く集束作用主群（６，１５）との間の距離
が、少なくとも総合焦点距離の３倍であることを特徴と
する、大口径広角レンズ。1. A first divergence group (1,12) having an important effect on distortion and relative light amount correction, an air gap (7,14), and an opening having an opening effect important for correction in an image field. Apertures (11, 16), followed by a main focusing group (6, 15) are divergent
The focusing group is provided so as to be located at the center between the action group and the focusing action group . The focusing action main group has a focusing action sub- group (4, 18) acting on spherical aberration and field curvature, and a cemented lens (5, 5). 1
7), wherein the negative refracting action of the first diverging action group (1,12) is continuous from the optical axis to the edge by using at least one aspherical surface (8,13). Weakened and focused subgroup (4,1
Positive refraction through 8), which weakened continuously towards the edge from the optical axis by the use of non-spherical (9, 19), and
In addition, the first diverging action group (1, 12) and the aperture stop (11,
Distance between the focusing main group (6, 15) following 16)
Is at least three times as long as the total focal length .
（６）との間のエアギャップ（７）が、広角レンズの全
高の０．３〜０．７倍である、請求項１に記載の大口径
広角レンズ。2. The first diverging action group (1) and the main convergence action group
0 air gap (7), of a wide-angle lens of the overall height of between (6). The large-aperture wide-angle lens according to claim 1, wherein the magnification is 3 to 0.7 times.
群（１５）との間のエアギャップ（１４）が、広角レン
ズの全高の０．２５〜０．４５倍である、請求項１に記
載の大口径広角レンズ。3. The air gap (14) between the first diverging action group (12) and the focusing action main group (15) has a height of 0.1 mm of the total height of the wide-angle lens. The large-aperture wide-angle lens according to claim 1, wherein the magnification is 25 to 0.45 times.
作用副群（４）が正のレンズである請求項１又は２に記
載の大口径広角レンズ。4. The large-aperture wide-angle lens according to claim 1, wherein the focusing sub- group (4) that affects spherical aberration and field curvature is a positive lens.
作用副群（１８）が２つのバイコンベックスレンズ（２
０，２１）から成る請求項１又は３に記載の大口径広角
レンズ。5. A bi-convex lens (2 ) comprising a focusing sub- group (18) acting on spherical aberration and field curvature.
Large aperture wide-angle lens according to claim 1 or 3 consisting of 0,21).
屈折力を有しかつ色収差とペッツバル湾曲に修正作用を
及ぼす接合レンズ（５）を有する、請求項１、２又は４
に記載の大口径広角レンズ。6. focusing action main group (6) has a cemented lens on the modification acts on the whole has a positive refractive power and chromatic aberration and Petzval curvature (5), according to claim 1, 2 or 4
A large-aperture wide-angle lens described in 1.
（２）と像面側負レンズ（３）から成る、請求項６に記
載の大口径広角レンズ。7. A cemented lens (5) is made from the shooting side of the positive lens (2) and the image side negative lens (3), large diameter wide-angle lens according to claim 6.
の１０）を有する、請求項６又は７に記載の大口径広角
レンズ。8. The focusing sub-group (4) has another aspherical surface (FIG. 5).
The large-aperture wide-angle lens according to claim 6 , wherein the large-diameter wide-angle lens has the following 10).
角を有する、請求項６〜８の１項に記載の大口径広角レ
ンズ。9. 2. With a typical angle of 1 30 ° by the numerical aperture of 0, large aperture wide-angle lens according to one of claims 6-8.
用と寸法歪曲の導入により、少なくとも自然の光量低下
（ｃｏｓ4）を有するレンズの場合における大きさであ
る、請求項６〜９の１項に記載の大口径広角レンズ。10. Relative amount of light, the introduction of working and dimensional distortion of the structure of the pupil aberration, is the size of the case of a lens having at least natural light amount reduction (cos 4), according to claim 6 to 9 2. The large-diameter wide-angle lens according to item 1.
（１）の焦点距離の比に次の条件 ０．９＜｜ｆ６／ｆ１｜＜１．３ が成り立つ、請求項６〜１０の１項に記載の大口径広角
レンズ。11. The following conditions 0.9 the ratio of the focal length of the focusing action main group (6) and the diverging function group (1) <| f6 / f1 | <1.3 is satisfied, according to claim 6-10 2. The large-diameter wide-angle lens according to item 1.
（５）の焦点距離の比に次の条件 ２．０＞｜ｆ４／ｆ５｜ が成り立つ、請求項６〜１１の１項に記載の大口径広角
レンズ。12.FocusingActionViceGroup (4)Cemented lens
The ratio of the focal length of (5) satisfies the following condition: 2.0> | f4 / f5 |6-11Of 1TermLarge aperture wide angle described in
lens.
・・・レンズ又はレンズ間エアギャップの厚さｎ1，
ｎ2，・・・レンズの屈折率ν1，ν2，・・・レンズの
アッベ数である、請求項６〜１２の１項に記載の大口径
広角レンズ。14. Having the following data ± 5%: In that case, r 1 , r 2 ,..., The radius of curvature d 1 , d 2 ,
... Thickness of lens or air gap between lenses n 1 ,
n 2, the refractive index [nu 1 of ... lens, [nu 2, the Abbe number of ... lens, large aperture wide-angle lens according to one of claims 6-12.
の屈折力を有しかつ色収差とパッツバル湾曲に修正作用
を及ぼす接合レンズ（１７）を有する、請求項３又は５
に記載の大口径広角レンズ。16. convergence active main group (15) has a cemented lens on the modification effect on overall has a positive refractive power and chromatic aberrations and Pattsubaru curved (17), according to claim 3 or 5
A large-aperture wide-angle lens described in 1.
ンズ（１７ａ）と像面側負レンズ（１７ｂ）から成る、
請求項１６に記載の大口径広角レンズ。17. The cemented lens (17) comprises a subject-side positive lens (17a) and an image-side negative lens (17b).
A large-aperture wide-angle lens according to claim 16 .
（１９）を有する、請求項１６又は１７に記載の大口径
広角レンズ。18. A large-aperture wide-angle lens according to claim 16 , wherein the focusing sub- group has another aspherical surface.
画角を有する、請求項１６〜１８の１項に記載の大口径
広角レンズ。19. 2. The large-aperture wide-angle lens according to any one of claims 16 to 18 , having a typical angle of view of 146 ° at a numerical aperture of 0.
用と寸法歪曲の導入によって、少なくとも自然の光量低
下（ｃｏｓ4）を有するレンズの場合における大きさで
ある、請求項１６〜１９の１項に記載の大口径広角レン
ズ。20. Relative amount of light, the introduction of the working and dimensional distortion of the structure of the pupil aberration, is the size of the case of a lens having at least natural light amount reduction (cos 4), according to claim 16 to 19 2. The large-diameter wide-angle lens according to item 1.
（１２）の焦点距離の比に次の条件 １．０＜｜ｆ１１／ｆ８｜＜１．５ が成り立つ、請求項１６〜２０の１項に記載の大口径広
角レンズ。21. The lens system according to claim 16 , wherein the following condition is satisfied in the ratio between the focal lengths of the main focusing group (15) and the diverging group (12): 1.0 <| f11 / f8 | <1.5. 2. The large-diameter wide-angle lens according to item 1.
（１７）の焦点距離の比に次の条件 ｜ｆ９｜＞２×｜ｆ１０｜ が成り立つ、請求項１６〜２１の１項に記載の大口径広
角レンズ。22.FocusingActionViceGroup (18)Cemented lens
The following condition | f9 |> 2 × | f10 | is satisfied for the focal length ratio of (17).16-21Of 1TermLarge diameter described in
Angle lens.
求項１〜２４の１項に記載の大口径広角レンズ。25. It is also 1 25 ° angle of view and less, large diameter wide-angle lens according to one of claims 1 to 24.
求項１〜２４の１項に記載の大口径広角レンズ。26. angle is 1 25 ° ~ 1 50 °, large aperture wide-angle lens according to one of claims 1 to 24.
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