JP3380037B2 - 後絞り型トリプレットレンズ系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、Ｆナンバーが３．５程度、画角
が６５〜６７゜程度の広い画角を有し、特に写真用のコ
ンパクトカメラに適した後絞り型トリプレットレンズの
小型化に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】近年、コンパクトカメラ用
レンズに対する小型化、低コスト化の要求は厳しく、単
焦点レンズでは、物体側より順に、正、負、正の３枚構
成で、その後方に絞りを有する、いわゆる後絞り型トリ
プレットレンズが多く採用されている。このタイプは、
構成枚数が少なく、かつ、レンズと絞りが分割されてい
るので、絞り機構を簡単にすることができるという利点
がある。

【０００３】しかし、この後絞り型トリプレットレンズ
は、画角が６５°程度と大きいとき、レンズ全長を短く
すると、中間画角のサジタルの非点収差がマイナスに大
きな値となり、反対に最大画角ではサジタルの非点収差
がプラスの大きな値となりやすい。最大画角でのこのサ
ジタルの非点収差を小さく補正しようとすると、メリデ
ィオナルのコマ収差が大きくなるため、サジタルの非点
収差とメリディオナルのコマ収差の両方を補正するのは
困難であった。特に、第１正レンズの屈折率が低いとき
は、この傾向が強い。

【０００４】画角が６０°以下の場合は、サジタルの非
点収差とメリディオナルのコマ収差の両方を良好に補正
するのは比較的簡単であるが、画角サイズに対して、全
長が大きくなるという問題がある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、Ｆナンバーが３．５程度であ
り、画角が６５〜６７°と広い画角を有し、かつ、後絞
り型のトリプレットレンズという非常に簡単なレンズ構
成で、望遠比１．０５以下の小型化を達成しながら、サ
ジタルの非点収差とメリディオナルのコマ収差の両方
を、中間画角と最大画角において良好に補正した写真用
のレンズ系を得ることを目的とする。

【０００６】

【発明の概要】本発明の後絞り型トリプレットレンズ系
は、物体側より順に、正の第１レンズ、負の第２レン
ズ、正の第３レンズの３群３枚のレンズよりなり、第３
レンズの後方に絞りを配置したレンズ系において、次の
条件式（１）ないし（８）を満足することを特徴とす
る。 （１）１．６＜ｆ／ｆ₁ ＜１．９３ （２）１．８０＜Ｎ₁ （３）１．７８＜Ｎ₃ ＜Ｎ₁ （４）１．７３＜Ｎ₂ ＜Ｎ₃ （５）１．７３＜Ｎ₂ ＜Ｎ₁ （６）１．２＜−ｒ₃ ／ｆ＜４．０ （７）１．０＜ｒ₅ ／ｆ＜１．５ （８）０．３＜ｄ₂ ／ｄ₄ ＜０．７ 但し、 ｆ：光学系全系の焦点距離、 ｆ₁ ：第１正レンズ群の焦点距離、 Ｎ_i ：第ｉレンズのｄ線の屈折率（ｉ＝１、２、３）。 ｒ_i ：第ｉレンズの曲率半径、 ｄ_i ：物体側から数えた第ｉ番目のレンズ厚または間
隔、 である。

【０００７】本発明のレンズ系は、さらに次の条件式を
満足することが望ましい。 （９）４１＜ν₁ （１０）２５＜ν₂ ＜２９ （１１）３３＜ν₃ ＜４０ 但し、 ν_i ：第ｉレンズのｄ線のアッベ数、 ｒ_i ：第ｉレンズの曲率半径、 ｄ_i ：物体側から数えた第ｉ番目のレンズ厚または間
隔、 である。

【０００８】本発明のレンズ系は、さらに、次の条件式
を満足することが好ましい。 （１２）１．８３＜Ｎ₁ （１３）１．７６＜Ｎ₂ （１４）３３＜ν₃ ＜３８

【０００９】

【発明の実施例】本発明の後絞り型トリプレットレンズ
系において、条件式（１）は、第１レンズのパワーの条
件で、小型化のための条件である。上限を越えると、小
型化には有利であるが、中間画角と最大画角のサジタル
非点収差、あるいは歪曲収差の補正が困難であり、下限
を越えると、収差補正には有利となるが、レンズの小型
化を達成できない。

【００１０】条件式（２）、（３）、（４）、（５）
は、それぞれ、正レンズである第１、第３レンズと、負
の第２レンズの屈折率に関する条件で、ペッツバール和
を小さくしながら、中間画角と最大画角において、サジ
タルの非点収差とメリディオナルのコマ収差の両方をバ
ランスよく小さく補正させるための条件である。これら
の条件式が示すように、本発明の特徴の一つは、３枚の
レンズ全てに屈折率の高いガラスを使用していることで
ある。

【００１１】条件式（２）、（３）は、第１、第３正レ
ンズの屈折率に関する条件であるが、下限を越えるとペ
ッツバール和を小さくすることができず、サジタルの非
点収差を小さく補正できない。また、条件式（３）の上
限に示すように、絞りから離れている第１正レンズの屈
折率を、絞りに近い第３正レンズの屈折率より高くすれ
ば、中間画角のサジタルと最大画角のサジタルの非点収
差の差を小さくすることが容易となる。なお、第１正レ
ンズの屈折率は、条件式（１２）（１．８３＜Ｎ₁ ）の
ように、より高く設定すれば、サジタルの非点収差をさ
らに小さく補正できる。

【００１２】条件式（４）、（５）は、第２負レンズの
屈折率の条件である。第２負レンズの屈折率が上限を越
えると、第１、第３正レンズより屈折率が高くなり、ペ
ッツバール和を小さくすることができず、サジタルの非
点収差の補正が困難となり、一方、下限を越えて小さく
すると、メリディオナルのコマ収差の補正が困難にな
る。

【００１３】条件式（６）、（７）は、第２負レンズ、
第３正レンズのレンズ形状に関するものであるが、この
条件は、メリディオナルのコマ収差や、レンズの偏心、
レンズ間隔の製造誤差に対する感度にも関係する。

【００１４】条件式（６）の下限を越えると、第２負レ
ンズの物体側凹面（ｒ₃ 面）の曲率が大きく（曲率半径
が小さく）なりすぎて、軸外光束のマージナル光線のコ
マ収差が補正過剰となり、コマフレアーが増大する。ま
た、ｒ₃ 面に対する軸外光線の入射角が大となるので、
第１正レンズと第２負レンズとの相対的な偏心や間隔の
製作誤差による性能劣化が大きくなる。上限を越える
と、第１正レンズで発生したコマ収差及び非点収差が補
正不足となる。

【００１５】条件式（７）の下限を越えると、第３正レ
ンズの物体側面（ｒ５ 面）の曲率が大となり、ｒ５ 面
に対する軸外光線の入射角が大となるので、第２負レン
ズと第３正レンズとの相対的な偏心や間隔の製造誤差に
よる性能劣化が大きく、品質のばらつきが増大する。上
限を越えると、反対に、第３正レンズの像側の面（ｒ６
面）の曲率が大きくなりやすく、コマ収差が増大す
る。

【００１６】条件式（８）は、第１正レンズと第２負レ
ンズの間隔と、第２負レンズと第３正レンズの間隔との
比に関するもので、広角化を達成するには、上限以下が
望ましい。上限を越えて、広角化すると、望遠タイプに
近づくので、非点収差及び歪曲収差の補正が困難とな
る。下限を越えると、収差補正は容易となるが、第１レ
ンズと第２レンズの間隔が小さくなりすぎて、干渉して
しまうか、第２レンズと第３レンズの間隔が増大し、小
型化を達成できない。

【００１７】条件式（９）、（１０）及び（１１）は、
各レンズのアッベ数の条件であり、倍率の色収差、軸上
の色収差を良好に補正するためのものである。

【００１８】条件式（９）は、第１正レンズのアッベ数
の条件であるが、下限を越えると分散が大きく（アッベ
数が小さく）なり、倍率の色収差が増大し好ましくな
い。第１正レンズは、条件式（２）及び（９）を満足す
る高屈折率低分散ガラスから構成するのが好ましい。

【００１９】条件式（１０）は、第２負レンズのアッベ
数の条件であるが、下限を越えると、分散が大きくなり
すぎて、軸上及び軸外のマージナル光線の色収差が補正
過剰となり、上限を越えると軸外色収差が不足する。

【００２０】条件式（１１）は、第３正レンズのアッベ
数の条件である。本発明は、第２負レンズに、条件式
（４）、（５）を満足するような高屈折率ガラスを使用
することを特徴の一つとしている。ところが、実在する
高屈折率高分散ガラス（ＳＦ系）の中からこの条件式を
満足するガラスを選択すると、必然的に従来例より分散
の大きいガラスを使用することになる。このため、第３
正レンズは、第１正レンズとは異なり、条件式（１１）
に示すように、アッベ数の中間の値を有するガラスを選
択するのが良い。下限を越えると、軸上の色収差が補正
不足となる。上限を越えると、軸上の色収差と倍率色収
差をバランスよく保つために、第２負レンズのアッベ数
をも大きくしなければならず、実在するＳＦ系のガラス
を使用すると、第２負レンズの屈折率が条件式（４）、
（５）の下限以下となり、メリディオナルのコマ収差の
補正が困難となる。なお、第２負レンズを、条件式（１
３）（１．７６＜Ｎ₂ ）を満足するように、さらに高屈
折率ガラスにすれば、メリディオナルのコマ収差が良好
となるが、このときは、前述のように、軸上色収差と倍
率色収差をバランスよく補正するためには、第３正レン
ズのアッベ数を条件式（１４）（３３＜ν₃ ＜３８）を
満足するように設定することが好ましい。

【００２１】以下、具体的な数値実施例について説明す
る。次の実施例１ないし５は、いずれも、物体側から順
に、正の第１レンズ１１、負の第２レンズ１２、正の第
３レンズ群１３及び絞りＳからなる。

【００２２】［実施例１］図１は、本発明の第１の実施
例のレンズ構成図である。このレンズ系の具体的数値デ
ータを表１に示し、諸収差を図２に示す。諸収差図中、
ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、ｄ線、ｇ線、Ｃ線
は、それぞれの波長における、球面収差によって示され
る色収差と倍率色収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオ
ナルを示している。

【００２３】表および図面中、F_NO はＦナンバー、f は
光学系全体の焦点距離、ωは半画角、f_Bはバックフォー
カス（絞から像面迄の距離）、ｒ_i はレンズ各面の曲率
半径、ｄ_i はレンズ厚もしくはレンズ間隔、ｎ、νはそ
れぞれｄ線の屈折率とアッベ数を示す。

【００２４】

【表１】F_NO=1:3.5 f=33.00 ω=32.7 ゜ ｆ_B =24.69 面 NO r d n ν 1 10.136 3.56 1.83481 42.7 2 24.411 0.79 - - 3 -55.956 0.93 1.78472 25.7 4 10.725 1.39 - - 5 37.894 1.64 1.80100 35.0 6 -22.858 1.49 - - 絞 ∞ - - -

【００２５】［実施例２］図３は、本発明の実施例２の
レンズ構成図である。このレンズ系の具体的数値データ
を表２に示し、その諸収差を図４に示す。

【００２６】

【表２】F_NO=1:3.5 f=32.00 ω=33.4 ゜ f_B=23.93 NO r d n ν 1 9.720 3.33 1.83481 42.7 2 24.573 0.71 - - 3 -66.397 0.91 1.76182 26.6 4 9.937 1.38 - - 5 38.290 1.80 1.80100 35.0 6 -24.031 1.35 - - 絞 ∞ - - -

【００２７】［実施例３］図５は、本発明の実施例３の
レンズ構成図である。このレンズ系の具体的数値データ
を表３に示し、その諸収差を図６に示す。

【００２８】

【表３】F_NO=1:3.5 f=32.00 ω=33.5 ゜ f_B=23.75 面NO r d n ν 1 10.035 3.27 1.83481 42.7 2 29.905 0.62 - - 3 -87.980 1.52 1.76180 27.1 4 9.791 1.70 - - 5 40.416 1.47 1.83400 37.2 6 -28.587 1.06 - - 絞 ∞ - - -

【００２９】［実施例４］図７は、本発明の実施例４の
レンズ構成図である。このレンズ系の具体的数値データ
を表４に示し、その諸収差を図８に示す。

【００３０】

【表４】Ｆ_ＮＯ＝１：３．５ ｆ＝３２．００ ω＝３３．５ ゜ f_B=23.75 面NO r d n ν 1 10.152 3.26 1.83481 42.7 2 30.898 0.61 - - 3 -89.107 1.65 1.74077 27.8 4 9.688 1.74 - - 5 38.366 1.47 1.80440 39.6 6 -29.150 0.91 - - 絞 ∞ - - -

【００３１】［実施例５］図９は、本発明の実施例５の
レンズ構成図である。このレンズ系の具体的数値データ
を表５に示し、その諸収差を図１０に示す。

【００３２】

【表５】F_NO=1:3.5 f=32.00 ω=33.5 ゜ f_B=23.75 面NO r d n ν 1 9.611 3.33 1.81600 46.6 2 22.214 0.85 - - 3 -50.883 0.90 1.76182 26.6 4 10.177 1.27 - - 5 34.469 1.59 1.80100 35.0 6 -22.013 1.71 - - 絞 ∞ - - -

【００３３】次に、実施例１ないし５の各条件式に対応
する値を表６に示す。なお、条件式（２）の数値は、Ｎ
₁ の数値、同（３）はＮ₃ 、同（４）、（５）はＮ₂ の
値である。

【００３４】

【表６】 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ 条件式（１） 1.770 1.831 1.901 1.893 1.725 条件式（２） 1.835 1.835 1.835 1.835 1.816 条件式（３） 1.801 1.801 1.834 1.804 1.801 条件式（４） 1.785 1.762 1.762 1.741 1.762 条件式（５） 1.785 1.762 1.762 1.741 1.762 条件式（６） 1.696 2.075 2.749 2.785 1.590 条件式（７） 1.148 1.197 1.263 1.199 1.077 条件式（８） 0.567 0.516 0.367 0.353 0.670 条件式（９） 42.7 42.7 42.7 42.7 46.6 条件式（１０） 25.7 26.6 27.1 27.8 26.6 条件式（１１） 35.0 35.0 37.2 39.6 35.0

【００３５】表６から明かなように、実施例１ないし実
施例５の数は、いずれも条件式（１）ないし（１１）を
満足している。また、実施例１ないし３では、さらに条
件式（１２）及び条件式（１３）を満足し、実施例４で
は、条件式（１２）を満足し、また実施例５では条件式
（１４）を満足している。さらに、本発明の後絞型トリ
プレットレンズ系は、諸収差がよく補正され、特にサジ
タルの非点収差及びメリディオナルのコマ収差も比較的
よく補正されている。

【００３６】また、表７は、実施例１ないし５について
の望遠比に関するデータである。いずれも望遠比１．０
５以下を満足している。

【表７】 Σｄ＋f_B ｆ 望遠比 ５ 実施例（１） 34.5 33.0 1.045 実施例（２） 33.4 32.0 1.044 実施例（３） 33.4 32.0 1.044 実施例（４） 33.4 32.0 1.044 実施例（５） 33.4 32.0 1.044

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、画角が広く、かつ簡単
なレンズ構成で、望遠比１．０５以下の小型化を達成し
ながら、中間画角と最大画角においてサジタルの非点収
差及びメリディオナルのコマ収差の両方を良好に補正し
た写真用のレンズ系を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による後絞り型トリプレットレンズ系の
第１の実施例を示すレンズ構成図である。

【図２】図１のレンズ系の諸収差図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示すレンズ構成図であ
る。

【図４】図３のレンズ系の諸収差図である。

【図５】本発明の第３の実施例をを示すレンズ構成図で
ある。

【図６】図５のレンズ系の諸収差図である。

【図７】本発明の第４の実施例を示すレンズ構成図であ
る。

【図８】図７のレンズ系の諸収差図である。

【図９】本発明の第５の実施例を示すレンズ構成図であ
る。

【図１０】図９のレンズ系の諸収差図である。

【符号の説明】

１１ 第１レンズ １２ 第２レンズ １３ 第３レンズ Ｓ 絞り

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に、正の第１レンズ、負の
   第２レンズ、正の第３レンズの３群３枚のレンズよりな
   り、第３レンズの後方に絞りを配置したレンズ系におい
   て、 次の条件式（１）ないし（８）を満足することを特徴と
   する後絞り型トリプレットレンズ系。 （１）１．６＜ｆ／ｆ₁ ＜１．９３ （２）１．８０＜Ｎ₁ （３）１．７８＜Ｎ₃ ＜Ｎ₁ （４）１．７３＜Ｎ₂ ＜Ｎ₃ （５）１．７３＜Ｎ₂ ＜Ｎ₁ （６）１．２＜−ｒ ₃ ／ｆ＜４．０ （７）１．０＜ｒ ₅ ／ｆ＜１．５ （８）０．３＜ｄ ₂ ／ｄ ₄ ＜０．７ 但し、 ｆ：光学系全系の焦点距離、 ｆ₁ ：第１正レンズ群の焦点距離、 Ｎ_i ：第ｉレンズのｄ線の屈折率（ｉ＝１、２、３）。ｒ _i ：第ｉレンズの曲率半径、 ｄ _i ：物体側から数えた第ｉ番目のレンズ厚または間
   隔。
2. 【請求項２】 請求項１記載の後絞り型トリプレットレ
   ンズ系において、さらに次の条件式（９）ないし（１
   １）を満足することを特徴とする後絞り型トリプレット
   レンズ系。（９）４１＜ν ₁ （１０）２５＜ν ₂ ＜２９ （１１）３３＜ν ₃ ＜４０ 但し、 ν_i ：第ｉレンズのｄ線のアッベ数。
3. 【請求項３】 請求項１記載の後絞り型トリプレットレ
   ンズ系において、さらに次の条件式（１２）を満足する
   ことを特徴とする後絞り型トリプレットレンズ系。 （１２）１．８３＜Ｎ₁
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の後絞り型トリプ
   レットレンズ系において、次の条件式（１３）及び（１
   ４）を満足する後絞り型トリプレットレンズ系。 （１３）１．７６＜Ｎ₂ （１４）３３＜ν₃ ＜３８