JP3514318B2 - 撮影用レンズ - Google Patents
撮影用レンズInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
デオカメラやスチルビデオカメラ等に好適な撮影用レン
ズに関し、特にこのレンズの物体側にアフォーカル系の
ワイドコンバータを出し入れすることにより2焦点切替
レンズとして使用し得る撮影用レンズに関するものであ
る。
ラ等の撮像レンズ系において、固定されている一つのレ
ンズ群の物体側に他のレンズ群を出し入れし、全体のレ
ンズ系の焦点距離を変化させる方式の2焦点切替レンズ
が知られている。固定されているレンズ群を後群、出し
入れするレンズ群を前群とすると、前群は通常コンバー
タと呼ばれるアフォーカル系により構成されている。こ
の前群は通常負の屈折力を有する第1レンズ群と正の屈
折力を持つ第2レンズ群からなる2群構成とされてい
る。
その物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズと
される。
ラ、スチルビデオカメラにおいては、固体撮像素子(C
CD)が用いられることが多く、結像光の像平面に対す
る入射角が大きいと固体撮像素子の各素子の光入射端に
おいてケラレが生じ、画面上でいわゆるシェーディング
が発生する。このようなシェーディングの発生を防止す
るにはある程度射出瞳位置を結像面から遠く離してお
き、像平面に対する光入射角を小さくする必要がある。
めには、絞りの位置をレンズ群の物体側におくことが必
要となる。
りPがレンズ群Lの内部に位置する場合には、この絞り
Pが前側焦点位置から遠くなるので射出瞳Eが結像面I
に近い点に位置することとなる。
絞りPがレンズ群Lの物体側に位置する場合には、この
絞りPが前側焦点位置に近くなるので射出瞳Eを結像面
Iから遠い点に位置せしめることが可能となる。
置が後レンズ群の内部にあるために射出瞳の位置が結像
面に近くなる傾向がある。特にレンズ全体を小型にした
場合には、射出瞳位置を結像面から遠ざけることはより
困難となる。
て広角状態にした場合には、絞り位置が後群レンズの中
にあるため前群から遠くなり、収差補正においてきわめ
て不利となる。この結果、前群のレンズ構成がより複雑
となり、レンズ全長が長くなったり前玉径が大きくなっ
たりするおそれがある。
固体撮像素子を有するビデオカメラやスチルビデオカメ
ラに適用した場合に、画面上のシェーディングを防止で
き、かつレンズ収差を小さくすることのできる撮影用レ
ンズを提供することを目的とするものである。
は、絞りの結像面側に、複数枚のレンズからなる全体と
して正の屈折力を有するレンズ群を配するとともに、該
絞りの物体側に、該レンズ群の焦点距離を変化させる、
アフォーカル系を構成するレンズを配してなり、固体撮
像素子上に撮影物体の像を結像させる撮影用レンズにお
いて、前記レンズ群のうち、最も物体側のレンズを物体
側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズ
とし、最も結像面側のレンズを結像面側に凸面を向けた
正の屈折力を有するレンズとしたことを特徴とするもの
である。また、前記絞りの結像面側に配されたレンズ群
は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正のメニス
カスレンズ、物体側に強い曲率の面を向けた両凸レン
ズ、物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズおよび結
像面側に強い曲率の面を向けた両凸レンズを配設してな
ることが好ましい。
率半径をR1 、結像面側の曲率半径をR2 とするとき、
るものである。
をfm 、前記レンズ群全体の焦点距離をfb とすると
き、
るものである。
であると、この面に入射する光束はこの面を通過後、入
射前に比べてその径が狭まり、光線がより光軸に近づ
く。このため、系全体としてのバックフォーカスを、一
般に固体撮像素子を使用するレンズに要求される長さと
するためには、この最も物体側のレンズよりも像側のレ
ンズ群がかなり複雑な構成になる。しかし後群の最も物
体側のレンズの物体側の面が凹面ならば、この面に入射
する光束はこの面を通過後、入射前に比べてその径が広
がり、光線が高くはね上げられるため、この最も物体側
のレンズよりも結像面側の残りのレンズ系がより単純な
構成でも、容易に系全体としてのバックフォーカスをよ
り長くすることができる。さらにこの後群の最も物体側
のレンズの屈折力が負であると、後群全体として正の屈
折力を持たせるためには残りのレンズの屈折力の負担が
大きくなり収差補正が困難となるが、後群の最も物体側
のレンズが正の屈折力を有するレンズであればこのよう
なことはない。
が凹面であると、この面から射出する主光線は、一般に
光軸とのなす角度が大きくなる方向に屈折し、結果的に
射出瞳位置が結像面に近づくことになる。しかし最も結
像面側のレンズが正の屈折力を有し、かつ結像面側の面
が凸面であると、この面から射出される主光線は、より
光軸とのなす角度が小さくなるように屈折し、結果的に
射出瞳位置を結像面から遠ざけることができることとな
る。
ズによれば射出瞳位置を結像面から遠くすることができ
るので画面上のシェーディングを防止でき、かつレンズ
収差を小さくすることが可能となる。
りレンズ群の球面収差を小さくすることができ、製造効
率の向上および絞りとの干渉防止を図ることができる。
面収差の補正が過剰となり、また下限を超えると球面収
差の補正が不足していずれの場合にも球面収差の値が大
となる。一方、下限を超えるとレンズの製造が難しくな
り、また絞り位置との干渉を生じるおそれがある。
より球面収差、コマ収差共に小さくすることができる。
面収差の補正が過剰となるとともに、内向性のコマ収差
が発生する。一方、下限を超えると外向性のコマ収差が
発生する。
からはずれた状態において発生する各収差は、このレン
ズ群を構成する他のレンズの形状修正によっては補正が
困難である。
説明する。
オカメラの2焦点切替えレンズに適用した場合の各実施
例について示すものである。
ら順に前群レンズFL、後群レンズBLおよび補正プリ
ズムLPが配され、補正プリズムLPの後方に結像面I
(CCD結像面)が配される。
れが可能で、この前群レンズFLを入れた場合には広角
(w)状態とされ、出した場合には望遠(T)状態とさ
れる。
如く、広角時において、物体側から順に、全体として正
の屈折力を有する、4枚のレンズL1〜L4からなる前
群レンズFL、全体として正の屈折力を有する、4枚の
レンズL5〜L8からなる後群レンズBLおよび補正プ
リズムLPを光軸X上に配設してなる。
、(4) を満足するようになっている。
ズ群の球面収差を小さくすることができ、製造効率の向
上および絞りとの干渉防止を図ることができる。
り球面収差、コマ収差共に小さくすることができる。
体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、レンズL2
は結像面側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、レンズ
L3は結像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、レ
ンズL4 およびレンズL5 は結像面側に凸面を向けた
(物体側に凹面を向けた)正のメニスカスレンズ、レン
ズL6 は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、レ
ンズL7 は物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、
レンズL8 は結像面側に強い曲率の面を向けた両凸レン
ズである。
りPが配されている。
焦点距離fb、前群、後群の合成焦点距離ft、Fナン
バーFNOおよび前群のアフォーカル倍率Mは表1に示
す如き値をとるようになっている。
曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間
の空気間隔d(mm)、各レンズのd線における屈折率Nd
および各レンズのアッベ数νd を下記表2に示す。
d,Nd ,νd に付した数字は物体側からの順番を表わ
すものである。
ズについて説明する。
如く、広角時において、物体側から順に、全体として正
の屈折力を有する、3枚のレンズL1〜L3からなる前
群レンズFL、全体として正の屈折力を有する、4枚の
レンズL4〜L7からなる後群レンズBLおよび補正プ
リズムLPを光軸X上に配設してなる。
ものと同様に条件式(3) 、(4) を満足するように構成さ
れている。
体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、レンズL2
は物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、レンズ
L3は結像面側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、
レンズL4 は結像面側に凸面を向けた(物体側に凹面を
向けた)正のメニスカスレンズ、レンズL5 は物体側に
強い曲率の面を向けた両凸レンズ、レンズL6 は物体側
に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、レンズL7 は結像
面側に強い曲率の面を向けた両凸レンズである。
のと略同様の構成であるが以下の如く各数値において若
干相違している。
焦点距離fb、前群、後群の合成焦点距離ft 、Fナ
ンバーFNOおよび前群のアフォーカル倍率Mは表3に
示す値をとるようになっている。
曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間
の空気間隔d(mm)、各レンズのd線における屈折率Nd
および各レンズのアッベ数νd を下記表4に示す。
d,Nd ,νd に付した数字は物体側からの順番を表わ
すものである。
ズについて説明する。
如く、広角時において、物体側から順に、全体として正
の屈折力を有する、4枚のレンズL1〜L4からなる前
群レンズFL、全体として正の屈折力を有する、4枚の
レンズL5〜L8からなる後群レンズBLおよび補正プ
リズムLPを光軸X上に配設してなる。
ものと同様に条件式(3) 、(4) を満足するように構成さ
れている。
体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、レンズL2
は結像面側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、レンズ
L3は物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、レ
ンズL4 およびレンズL5 は結像面側に凸面を向けた
(物体側に凹面を向けた)正のメニスカスレンズ、レン
ズL6 は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、レ
ンズL7 は物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、
レンズL8 は結像面側に強い曲率の面を向けた両凸レン
ズである。
りPが配されている。
焦点距離fb、前群、後群の合成焦点距離ft、Fナン
バーFNOおよび前群のアフォーカル倍率Mは表5に示
す如き値をとるようになっている。
曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間
の空気間隔d(mm)、各レンズのd線における屈折率Nd
および各レンズのアッベ数νd を下記表6に示す。
d,Nd ,νd に付した数字は物体側からの順番を表わ
すものである。
施例2についての諸収差を図5、実施例3についての諸
収差を図6に示す。
係る撮影用レンズとも良好な光学性能を有していること
が明らかである。
は上述した3つの実施例のものに限られるものではな
く、例えば各レンズ群を構成するレンズの枚数、曲率等
を変えることも可能であり、この場合にも特許請求の範
囲の要件を満たす限りにおいて実施例のものと同様の効
果を得ることができる。
ンズによれば、コンパクトな構成で諸収差を小さく維持
しつつ結像面から射出瞳までの距離を長くとることがで
きる。したがって、この光学系を固体撮像素子を有する
ビデオカメラ等の撮影レンズとして使用した場合には、
該素子に入射する光線の入射角度を小さくして画面上の
シェーディングを防止することができる。
断面図
断面図
断面図
図
図
図
Claims (4)
- 【請求項1】 絞りの結像面側に、複数枚のレンズから
なる全体として正の屈折力を有するレンズ群を配すると
ともに、該絞りの物体側に、光路上への出し入れにより
前記レンズ群の焦点距離を変化させる、アフォーカル系
を構成するレンズを配し、固体撮像素子上に撮影物体の
像を結像させる撮影レンズにおいて、 前記レンズ群のうち、最も物体側のレンズを物体側に凹
面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズとし、
最も結像面側のレンズを結像面側に凸面を向けた正の屈
折力を有するレンズとしたことを特徴とする撮影用レン
ズ。 - 【請求項2】 前記レンズ群は、物体側から順に、物体
側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ、物体側に強い
曲率の面を向けた両凸レンズ、物体側に強い曲率の面を
向けた両凹レンズおよび結像面側に強い曲率の面を向け
た両凸レンズを配設してなることを特徴とする請求項1
記載の撮影用レンズ。 - 【請求項3】 前記メニスカスレンズの物体側の曲率半
径をR1、結像面側の曲率半径をR2とするとき、 【数1】 なる条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1ま
たは2記載の撮影用レンズ。 - 【請求項4】 前記メニスカスレンズの焦点距離を
fm、前記レンズ群全体の焦点距離をfbとするとき、 【数2】 なる条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1か
ら3のうちいずれか1項記載の撮影用レンズ。
Priority Applications (2)
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JP27862192A JP3514318B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 撮影用レンズ |
US08/080,103 US5459615A (en) | 1992-10-16 | 1993-06-23 | Miniature fixed-focal-length lens system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27862192A JP3514318B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 撮影用レンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06130290A JPH06130290A (ja) | 1994-05-13 |
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ID=17599834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27862192A Expired - Lifetime JP3514318B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 撮影用レンズ |
Country Status (2)
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---|---|
US (1) | US5459615A (ja) |
JP (1) | JP3514318B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105182507A (zh) * | 2015-10-28 | 2015-12-23 | 东莞市宇瞳光学科技有限公司 | 一种超高清大像面广角定焦镜头 |
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JPS6018043B2 (ja) * | 1975-11-18 | 1985-05-08 | キヤノン株式会社 | ズームレンズの望遠化方法 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP27862192A patent/JP3514318B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-06-23 US US08/080,103 patent/US5459615A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105182507A (zh) * | 2015-10-28 | 2015-12-23 | 东莞市宇瞳光学科技有限公司 | 一种超高清大像面广角定焦镜头 |
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