JP3077811B2

JP3077811B2 - 写真レンズ

Info

Publication number: JP3077811B2
Application number: JP02007231A
Authority: JP
Inventors: 弘松崎
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: US5139342A; JPH03212606A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、カメラ用の結像レンズに関するものであ
る。

［従来の技術］現在一眼レフ用の標準レンズとして、いわゆるガウス
タイプと呼ばれる６枚程度のレンズで構成され、絞りに
対して対称型に近い向い合わせ型のものが一般に用いら
れている。このガウスタイプのレンズ系は、絞りに対し
て向い合わせ型になっているので、軸外収差を良好に補
正出来るが、レンズ枚数が６枚程度で多くコスト高にな
る。

また枚数の少ないレンズ系として、トリプレットタイ
プ，テッサータイプがあるが、これらはＦナンバーが小
さくしかつ収差を良好に補正することが困難である。

更に特開昭51−8932号公報に記載されているような、
単レンズ４枚で構成され、絞りに対して完全な対称にな
っているレンズ系も知られている。しかしこのレンズ系
は、F/8で暗く、一般のカメラ用標準レンズとしては実
用的ではない。

［発明が解決しようとする課題］前記のようにカメラ用標準レンズとして一般に用いら
れているガウスタイプのレンズ系においては、レンズ枚
数が６枚程度と多く、又レンズ枚数を４枚程度に少なく
するとＦナンバーの小さい明るいレンズ系を実現するこ
とが困難であると云う問題を有していた。

本発明の目的は、上記問題点を解決するためのもの
で、レンズ枚数が少なくかつＦナンバーの小さい明るい
レンズを提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の写真レンズは、上記課題を解決するために、
物体側より順に、正レンズと負レンズとをこの順序に接
合した接合レンズからなる第１群と、負レンズと正レン
ズをこの順序にて接合した接合レンズからなる第２群
と、前記第１群と第２群との間に配置した明るさ絞りと
を備えた物体像を結像するためのレンズ系で、少なくと
も一つの非球面を設けたことを特徴とするものである。

本発明においては、前記正レンズと負レンズとの組合
わせからなる接合レンズと非球面を組合わせて用いるこ
とによって、又正レンズ，負レンズ，絞り，負レンズ，
正レンズの順に配置してレンズ系を絞りに関して対称型
に近い構成にすることによって収差を良好に補正してい
る。

本発明においては、正レンズと負レンズとを接合レン
ズにしたが、これによって高次の収差の発生を小さく抑
えると共に、組立の際の偏芯によるレンズ性能の低下を
防ぐようにしている。

トリプレット，テッサータイプのレンズ系は、レンズ
枚数が３〜４枚でF/2.8程度のレンズ系を構成すること
が出来る。それは第１レンズと第２レンズが分離されて
いるため、第２レンズの前後の面で球面収差を大きく補
正することが出来るためである。

本発明のように接合レンズを用いた場合、高次の収差
は発生しにくくなり好都合であるが球面収差を大きく補
正することのできる面が少なくなり、球面収差が大きく
補正不足になる。

ガウスタイプのレンズ系は、レンズ枚数が６枚程度で
面の数が多く、球面のみでも十分に収差補正が出来る
が、４枚のレンズでは球面レンズだけでは収差を良好に
補正することが出来ない。

本発明においては、上記の球面収差の補正のために非
球面レンズを用いた。非球面レンズは、球面レンズに比
較して光線の屈折する方向に多様性を持たせることが出
来るので球面収差を良好に補正することが出来る。レン
ズのＦナンバーを小さくするためには、レンズを大口径
にしなければならず、４枚構成では光線高の高い光線の
収差補正が困難になる。そこで非球面を用いて光軸から
離れるにしたがって屈折力が小さくなるようにして球面
レンズのみでは不可能であった光線高の高い光線の球面
収差の補正を行なうようにした。

ここで用いる非球面の形状は、光軸との交点を原点と
して光軸方向にｘ軸、光軸と垂直な方向にｙ軸をとる
時、次の式にて表わされる。

ただしｒは基準球面の曲率半径、Ｐは円錐定数、A_2i
は非球面係数である。

ここで用いる非球面は、次の条件（１）を満足するも
のであることが望ましい。

（１） 0.003＜Σ｜Δx_i|・F/h＜0.1（ｙ＝y_mi）ただしΔx_iは第ｉ面の非球面の基準球面からの変位
量、y_miは第ｉ面におけるマージナル光線の光線高、Ｆ
はＦナンバー、ｈは最大像高である。またΣは各非球面
についての総和をとるものとする。

この条件（１）の下限を越えると非球面量が小さすぎ
るため、球面収差を十分補正することができない。また
上限を越えると補正過剰になり各収差のバランスが崩れ
好ましくない。

上記条件（１）に加えて次の条件（２）を満足するこ
とが望ましい。

（２） r₁＞r₃,r₇＞r₅ ただしr₁,r₃は夫々第１群の物体側および像側の面の
曲率半径、r₅,r₇は夫々第２群の物体側の面および像側
の面の曲率半径である。

本発明のレンズ系において、マージナル光線高は絞り
の隣りの面において最小になり外側の面になるほど高く
なる。そして光線高が高いほど面の曲率半径が小さいと
収差が発生しやすい状態になる。そのため条件（２）を
満足しないと球面収差の補正が困難になる。

更に本発明においては、レンズ系を絞りに関して対称
型に近い形にすることにより歪曲収差，倍率の色収差，
コマ収差を良好に補正している。レンズ系が対称である
ことにより、光線の進み方も絞りに関して対称、即ち絞
りへの入射光線と絞りからの出射光線が対称になり、歪
曲収差，倍率の色収差の発生が絞りの前後で打消し合う
ようにすることが可能になる。そのようにして収差を良
好に補正するためには下記条件（３）を満足することが
好ましい。

（３） −2.5＜r₁/r₇＜−0.4、−2.5＜r₃/r₅＜−0.4 条件（３）の範囲を越えるとレンズ系の対称性が崩
れ、歪曲収差，倍率の色収差を補正することが困難にな
る。

又一般に知られているように、色収差を補正するため
には、アッベ数の大きな正レンズとアッベ数の小さな負
レンズとを組合わせて使うことが有効である。ここで負
レンズに用いるガラスのアッベ数ν_ｎを下記条件（４）
を満足するものにすることが好ましい。

（４） ν_ｎ＜50 この条件（４）の範囲を越えると色収差を良好に補正
することが困難になる。

更に、ペッツバール和を補正するためには、屈折率の
大きい正レンズと、屈折率の小さい負レンズとを組合わ
せて用いることが有効である。本発明のレンズ系におい
てペッツバール和を補正するためには、次の条件（５）
を満足することが好ましい。

（５） n_p＞1.7、n_n＜1.7 ただしn_pは正レンズの屈折率、n_nは負レンズの屈折率
である。

この条件（５）の範囲を越えるとペッツバール和を十
分良好に補正することが困難になり、像面湾曲が増大す
る。

［実施例］次に本発明の写真レンズの各実施例について示す。

実施例１ｆ＝50mm,F/1.8,2ω＝46.2゜最大像高21.6mm r₁＝26.8552（非球面） d₁＝7.0000 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−69.3109 d₂＝2.0000 n₂＝1.58362 ν_２＝30.37 r₃＝21.3563（非球面） d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝3.0000 r₅＝−23.2622 d₅＝4.0000 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝42.8971 d₆＝9.3270 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−27.7002（非球面）非球面係数（第１面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.19162×10^-6 A₆＝−0.84601×10^-8 （第３面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.10276×10^-4 A₆＝−0.79362×10^-8 （第７面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.72553×10^-5 A₆＝0.92896×10^-8 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.0258,r₁/r₇＝−0.970 r₃/r₅＝−0.918,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 実施例２ｆ＝50mm,F/1.8,2ω＝47.0゜最大像高21,6mm r₁＝38.3177（非球面） d₁＝9.5204 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−29.8255 d₂＝1.9981 n₂＝1.59270 ν_２＝35.29 r₃＝21.8568（非球面） d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝4.0000 r₅＝−22.8155 d₅＝1.7712 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝40.9673 d₆＝7.5000 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−23.3033（非球面）非球面係数（第１面）Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.72519×10^-5 A₆＝−0.23984×10^-7 （第３面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.24665×10^-5 A₆＝−0.39983×10^-7 （第７面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.55388×10^-5 A₆＝0.44045×10^-8 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.0546,r₁/r₇＝−1.644 r₃/r₅＝−0.958,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 実施例３ｆ＝50mm,F/2.0,2ω＝46.2゜最大像高21,6mm r₁＝26.7421（非球面） d₁＝7.0000 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−65.1811 d₂＝2.000 n₂＝1.58362 ν_２＝30.37 r₃＝20.8817（非球面） d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝3.0000 r₅＝−23.8285 d₅＝4.0000 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝44.4388 d₆＝8.9667 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−27.8934（非球面）非球面係数（第１面）Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.84861×10^-6 A₆＝−0.10812×10^-7 （第３面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.79919×10^-5 A₆＝−0.14130×10^-7 （第７面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.67494×10^-5 A₆＝0.99850×10^-8 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.00194,r₁/r₇＝−0.959 r₃/r₅＝−0.876,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 実施例４ｆ＝50mm,F/2.0,2ω＝46.2゜最大像高21.6mm r₁＝29.1884（非球面） d₁＝7.0000 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−47.1833 d₂＝2.0000 n₂＝1.59270 ν_２＝35.29 r₃＝22.1715（非球面） d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝3.0000 r₅＝−24.2856 d₅＝4.0000 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝20.2644 d₆＝17.2218 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−32.7475（非球面）非球面係数（第１面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.84878×10^-6 A₆＝−0.10329×10^-7 （第３面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.13647×10^-4 A₆＝−0.15650×10^-8 （第７面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.68176×10^-5 A₆＝0.28081×10^-7 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.0353,r₁/r₇＝−0.891 r₃/r₅＝−0.913,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 実施例５ｆ＝50mm,F/2.0,2ω＝46.2゜最大像高21.6mm r₁＝36.2942（非球面） d₁＝8.0000 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−48.9284 d₂＝5.3353 n₂＝1.58362 ν_２＝30.37 r₃＝24.9342 d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝3.0000 r₅＝−23.6171 d₅＝4.0000 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝45.2558 d₆＝6.4573 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−24.8479（非球面）非球面係数（第１面）Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.37044×10^-5 A₆＝−0.76435×10^-8 （第７面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.64251×10^-5 A₆＝0.12497×10^-7 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.0187,r₁/r₇＝−1.461 r₃/r₅＝−1.056,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 実施例６ｆ＝50mm,F/2.0,2ω＝46.2゜最大像高21.6mm r₁＝37.3999 d₁＝8.0000 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−93.7555 d₂＝5.3353 n₂＝1.58362 ν_２＝30.37 r₃＝31.1746 d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝3.0000 r₅＝−22.2200（非球面） d₅＝4.0000 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝27.3754 d₆＝10.6573 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−26.4425（非球面）非球面係数（第５面）Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.10931×10^-4 A₆＝0.35816×10^-7 （第７面）Ｐ＝1.0000,A₄＝0.72775×10^-5 A₆＝0.25271×10^-7 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.0164,r₁/r₇＝−1.414 r₃/r₅＝−1.403,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 実施例７ｆ＝50mm,F/2.8,2ω＝45.8゜最大像高21.6mm r₁＝40.9958 d₁＝8.0000 n₁＝1.88300 ν_１＝40.78 r₂＝−76.4435 d₂＝5.3353 n₂＝1.58362 ν_２＝30.37 r₃＝38.9072 d₃＝4.0000 r₄＝∞（絞り） d₄＝3.0000 r₅＝−19.8613 d₅＝4.0000 n₃＝1.59270 ν_３＝35.29 r₆＝34.9629 d₆＝9.5155 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝−24.6897（非球面）非球面係数Ｐ＝1.0000,A₄＝0.10173×10^-4 A₆＝0.21242×10^-7 Σ｜Δx_i|・F/h＝0.00412,r₁/r₇＝−1.660 r₃/r₅＝−1.959,ν_ｎ＝35.29,n_p＝1.7865 ただしr₁,r₂,…はレンズ各面の曲率半径、d₁,d₂,…は
各レンズの肉厚および空気間隔、n₁,n₂,…は各レンズの
屈折率、ν₁,ν₂,…は各レンズのアッベ数である。

実施例１は、第１図に示すレンズ構成で、物体側より
順に正，負，負，正の４枚構成のレンズ系で、第１レン
ズと第２レンズ、第３レンズと第４レンズが夫々接合さ
れており、又第１面、第３面、第７面が条件（４）を満
足する非球面である。このレンズ系は、４枚構成にも拘
らずF/1.8で、従来の６枚構成のガウスタイプのレンズ
系と同程度に収差が良好に補正されている。

実施例２は、第２図に示すレンズ構成で、物体側より
順に正，負，負，正の４枚構成のレンズ系で、第１レン
ズと第２レンズ、第３レンズと第４レンズが夫々接合さ
れている。又実施例１と同様に、第１面、第３面、第７
面が条件（４）を満足する非球面にして収差を良好に補
正している。この実施例もF/1.8である。

実施例３は、第３図に示すレンズ構成で、正，負，
負，正の４枚よりなり、第１レンズと第２レンズ、第３
レンズと第４レンズが夫々接合されている。又実施例１
と同様に第１面，第３面，第７面が条件（４）を満足す
る非球面にして収差を良好に補正している。この実施例
はF/2.0であるため、実施例1,2よりも収差補正を行ない
やすく、これら実施例より更に良好に収差補正がなされ
ている。

実施例４では、第４図に示すもので、物体側より順に
正，負，負，正の４枚構成で、第１レンズと第２レン
ズ、第３レンズと第４レンズが夫々接合で、実施例１と
同様に第１面，第３面，第７面を条件（４）を満足する
非球面にして収差を良好に補正している。この実施例も
F/2.0である。

実施例５は、第５図に示すレンズ系で、物体側より順
に、正，負，負，正の４枚構成で、第１レンズと第２レ
ンズ、第３レンズと第４レンズが夫々接合になってい
る。又第１面と第７面が条件（４）を満足する非球面で
ある。この実施例は、非球面が２面用いられたもので、
非球面を３面用いた実施例に比べ僅かに収差が大きい
が、製作面を考えた場合好ましい。又この実施例もF/2.
0である。

実施例６は、第６図のように物体側より順に正，負，
負，正の４枚構成で、第１レンズと第２レンズ、第３レ
ンズと第４レンズが夫々接合されている。又第５面、第
７面が条件（４）を満足する非球面である。この実施例
は、実施例５と同じく非球面が２面であるが、用いる面
が異なっている。このように非球面を用いる面は特定の
面に限られず、都合のよい面に非球面を用いることが出
来る。この実施例６もF/2.0である。

実施例７は、第７図に示すように物体側より順に正，
負，負，正の４枚構成で、第１レンズと第２レンズ、第
３レンズと第４レンズが夫々接合されている。そして第
７面が条件（４）を満足する非球面である。この実施例
は、F/2.8であるが、非球面が１面のみでも収差は良好
に補正されている。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、本発明は４枚の少ないレ
ンズ枚数でＦナンバーが小さくかつ良好に収差の補正さ
れたカメラ用標準レンズを実現し得たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は夫々本発明の実施例１乃至実施例７
の断面図、第８図乃至第14図は夫々実施例１乃至実施例
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、正レンズと負レンズとを
この順に接合した接合レンズからなる第１群と、負レン
ズと正レンズとをこの順に接合した接合レンズからなる
第２群と、前記第１群と第２群との間に配置した明るさ
絞りとを備え、光軸から離れるに従って屈折力が小さく
なるように形成されている少なくとも一つの非球面を有
し、前記非球面の形状が、光軸との交点を原点として光
軸方向にｘ軸、光軸と垂直な方向にｙ軸をとる時、下記
の式で表わされ、さらに以下の条件式（１）を満足する物体像を結像する
ための写真レンズ。（１）0.003＜Σ｜Δx_i|・F/h＜0.1（ｙ＝y_mi）ただし、ｒは基準球面の曲率半径、Ｐは円錐定数、A_2i
は非球面係数、Δx_iは第ｉ面の非球面の基準球面からの
変位量、y_miは第ｉ面におけるマージナル光線の光線
高、ＦはＦナンバー、ｈは最大像高である。
【請求項２】さらに以下の条件式（２）を満足する請求
項１の写真レンズ。（２）r₁＞r₃、r₇＞r₅ ただし、r₁、r₃は夫々第１群の物体側及び像側の面の曲
率半径、r₅、r₇は夫々第１群の物体側及び像側の面の曲
率半径である。