JP4004587B2 - 小型広角写真レンズ - Google Patents
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- G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型広角レンズに係り、より詳しくはレンズ全長を短くし、第１レンズ群の外径も最小化できて、レンズ系のコンパクト化と最少の構成枚数で像質を優れたものとすることができる小型広角レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一眼レフレックスカメラ用広角レンズはレンズ全長が長く、また第１レンズ群の外径も大きいので、操作性の面において、問題がある。そして前記問題点により、標準レンズのフィルターを一眼レフレックスカメラでは使用できない欠点がある。
【０００３】
また、従来の一眼レフレックスカメラ用広角レンズは大口径化が難しく、レンズ系の大型化による明るさの問題と枚数を少なくして収差補正することができない欠点がある。この欠点を解決するために構成枚数を多くすれば、フレアーの発生率が高くなるので、性能が低下し、製作上でも偏心などの問題が発生して値段が高くなる短所が発生する。
【０００４】
この短所のために、構成枚数を多くすることも難しく、画角が大きいので、最周辺の画角付近の収差補正にも欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来の短所を解決し、レンズ系の前群と後群のパワーを適切に配置してレンズの全長を短くし、第１レンズ群の外径も最小化でき、レンズ系のコンパクト化と収差の適切な補正を通じて最少の構成枚数として像質を優れたものとすることができ、口径比が１：２．８、画角が８２°程度で、後焦点距離が焦点距離の１．５倍程度になる逆望遠型の小型広角レンズを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の小型広角写真レンズは、物体側から、正の屈折力を有し、メニスカス（MENISCUS）形態からなる第１レンズ群と、負の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第２レンズ群と、負の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第３レンズ群と、正の屈折力を有し、両面が凸な第４レンズ群と、接合レンズから構成される負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第６レンズ群と、正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第７レンズ群とからなり、次の条件を満足することを特徴とする。
１．０ｆ＜｜ｆ(1,2,3,4)｜＜２．０ｆ，ｆ(1,2,3,4)＜０ 式（１）
０．４ｆ＜ｄ(6)＋ｄ(7)＜０．６ｆ 式（２）
ここで、
ｆ：全体レンズ系の焦点距離
ｆ(1,2,3,4)：第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の合成焦点距離
ｄ(6)：第３レンズ群と第４レンズ群の間の空気間隙
ｄ(7)：第４レンズ群の厚さである。
【０００７】
また、本発明の他の態様においては、次の条件を更に満足する。
０．１＜ｆ／ｒ(5)＜０．２ 式（３）
０．５＜ｆ／ｒ(11)＜０．７ 式（４）
１．６５＜［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２＜１．７５ 式（５）
この条件式（３）、（４）、（５）で、
ｒ(5)：第３レンズ群の物体側曲率半径
ｒ(11)：接合レンズである第５群の最上側面の曲率半径
ｎ(7)：第６レンズ群の屈折率
ｎ(8)：第７レンズ群の屈折率である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この構成により、本発明を容易に実施できるより望ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１に図示されるように、本発明の実施例に従う小型写真レンズの構成は、物体側から順に、正の屈折力を有し、メニスカス形態の第１レンズ群１と、負の屈折力を有し、メニスカス形態の第２レンズ群２と、負の屈折力を有し、メニスカス形態の第３レンズ群３と、正の屈折力を有し、両面が凸な第４レンズ群と、接合レンズから構成される負の屈折力を有する第５レンズ群５と、正の屈折力を有し、メニスカス形態の第６レンズ群６と、正の屈折力を有し、メニスカス形態の第７レンズ群７とからなる。
【００１０】
このように構成された本発明の実施例に従う小型広角レンズの作用は次の通りである。 前記の条件式（１）の｜ｆ(1,2,3,4)｜が、下限値である１．０ｆに近づくと、発散屈折力が強くなるので、負の歪曲収差と非点収差が増加されて第５レンズ群５以下のレンズ群で前記歪曲収差と非点収差を補正することができないので、前記条件式（１）の下限値１．０ｆ以上が適当である。
【００１１】
そして条件式（１）の｜ｆ(1,2,3,4)｜が、上限値である２．０ｆに近づくと、発散屈折力が弱くなるので、所望の後焦点距離を得ることができなくなり、前記条件式１の上限値以内が適当である。
【００１２】
条件式（２）は条件式（１）の条件の下で、所望の後焦点距離を得るための条件として条件式（２）のｄ(6)＋ｄ(7)が下限値である０．４ｆを外れると全群
（物体側から第４レンズ群４まで）に負の屈折率を有することと関係なくて軸上光線の入射高が充分に高くならない範囲内において後群に入射するので、所望の後焦点距離を得ることができないし、条件式（２）のｄ(6)＋ｄ(7)が上限値で
ある０．６ｆを外れると全長及び全群の有効径が同時に大きくなってコンパクトなレンズ系を得ることができない。
【００１３】
そして条件式（３）は球面収差とコマフレアーを補正するための条件であって、前記条件式（３）のｆ／ｒ（５）が、下限値である０．１を外れると、第５面（ｒ（５））での負の球面収差発生量が小さくなって前記球面収差を補正することが難しくなり、前記条件式（３）のｆ／ｒ（５）が上限値である０．２を外れると第５面（ｒ（５））で発生する正のコマフレアーが大きくなって前記コマフレアーの補正が難しくなる。
【００１４】
条件式（４）は、コマフレアーを補正するための条件で、該条件式（４）におけるｆ／ｒ（１１）が下限値である０．５を外れると、第１１面（ｒ（１１））で発生する負のコマフレアーが小さくなって前記コマフレアーを補正することが難しくなり、前記ｆ／ｒ（１１）が上限値である０．７を外れるとペツバル和が小さくなって非点収差の補正が難しくなる。
【００１５】
条件式（５）は、レンズ系の後側での球面収差とメリジオナル像面湾曲が陰に落ちることを最大限に防止するための条件式として一番後部に位置する第６レンズ６と第７レンズ群７ではできるだけ大きい屈折率を有するほうが望ましい。したがって、条件式（５）の下限値は［ｎ(7)＋ｎ(8)］ができるだけ大きい屈折
率を有するための限界値である。
【００１６】
また、レンズ系の後側部分の色除去条件を満足するためには、第６レンズ群６と第７レンズ群７のアッベ数は大きいほうが望ましいが、同時に色除去条件を満足するようにアッベ数が大きく、また屈折率が大きいガラスは選定条件に制限があるので、条件式（５）の上限値は使用可能なガラスから来る限界値である。
【００１７】
従って、条件式（５）の上限値より大きい屈折率を有する使用可能なガラスでは、色除去条件を満足するアッベ数を持たず、色収差を補正することは不可能である。前記条件を満足して、本発明を容易に実施可能な各実施例に従うレンズ構成とその実施例値を説明すると次の通りである。
【００１８】
本発明の第１実施例でｒｉ（ｉ＝１〜１５）は屈折面の曲率半径であり、Ｄまたはｄｉ（ｉ＝１〜１４）はレンズの厚さ、またはレンズ間の距離であり、Ｎｄはレンズのｄ−line屈折率であり、ＶＤはアッベ数、焦点距離（ｆ）は１００mm、口径比は１：２．８、画角は８４°である。
〈実施例１〉
【００１９】
【表１】
〈表１〉
前記第１実施例で後焦点距離は156.76、レンズ系厚さは185.86であると第１レンズ群１、第２レンズ群２、第３レンズ群３、第４レンズ群４とからなる合成焦点距離を表す条件式１の値と後焦点距離を表す条件式２の値と前記条件式３の値と前記条件式４の値と前記条件式５の値は次の通りである。
ｆ(1,2,3,4)：−156.97
ｄ(6)＋ｄ(7)：48.16
ｆ／ｒ（５）：0.15
ｆ／ｒ（１１）：0.63
［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２：1.70
【００２０】
そして前記構成からなる本発明の第２実施例に従う実施例値は次の通りである。 前記第２実施例で後焦点距離は155.41、レンズ系厚さを180.66といい、焦点距離と口径比と画角は前記第１実施例の実施値と同一である。
〈実施例２〉
【表２】
〈表２〉
前記第２実施例による第１レンズ群１、第２レンズ群２、第３レンズ群３、第４レンズ群４とからなる構成される合成焦点距離を表す条件式（１）の値と後焦点距離を表す条件式（２）の値と前記条件式（３）の値と前記条件式（４）の値と前記条件式（５）の値は次の通りである。
ｆ(1,2,3,4)：−178.28
ｄ(6)＋ｄ(7)：41.82
ｆ／ｒ（５）：0.13
ｆ／ｒ（１１）：0.62
［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２：1.70
【００２１】
【発明の効果】
以上のように７群８枚のレンズ系からなる本発明は、全体レンズ系を前に繰出させながら焦点合わせを行ない、レンズ系の前群と後群のパワーを適切に配置するので、レンズ全長を短くし、第１レンズ群の外径を最小化するので、レンズ系のコンパクト化、最少の構成枚数として像質が優秀であり、口径比が１：２：８、画角が８２°程度の後焦点距離が焦点距離の１．５倍程度からなる逆望遠型の小型広角レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に従う小型広角レンズの構成図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の第１実施例に従う小型広角レンズの収差図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の第２実施例に従う小型広角レンズの収差図である。
【符号の説明】
１：第１レンズ群
２：第２レンズ群
３：第３レンズ群
４：第４レンズ群
５：第５レンズ群
６：第６レンズ群
７：第７レンズ群
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型広角レンズに係り、より詳しくはレンズ全長を短くし、第１レンズ群の外径も最小化できて、レンズ系のコンパクト化と最少の構成枚数で像質を優れたものとすることができる小型広角レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一眼レフレックスカメラ用広角レンズはレンズ全長が長く、また第１レンズ群の外径も大きいので、操作性の面において、問題がある。そして前記問題点により、標準レンズのフィルターを一眼レフレックスカメラでは使用できない欠点がある。
【０００３】
また、従来の一眼レフレックスカメラ用広角レンズは大口径化が難しく、レンズ系の大型化による明るさの問題と枚数を少なくして収差補正することができない欠点がある。この欠点を解決するために構成枚数を多くすれば、フレアーの発生率が高くなるので、性能が低下し、製作上でも偏心などの問題が発生して値段が高くなる短所が発生する。
【０００４】
この短所のために、構成枚数を多くすることも難しく、画角が大きいので、最周辺の画角付近の収差補正にも欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来の短所を解決し、レンズ系の前群と後群のパワーを適切に配置してレンズの全長を短くし、第１レンズ群の外径も最小化でき、レンズ系のコンパクト化と収差の適切な補正を通じて最少の構成枚数として像質を優れたものとすることができ、口径比が１：２．８、画角が８２°程度で、後焦点距離が焦点距離の１．５倍程度になる逆望遠型の小型広角レンズを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の小型広角写真レンズは、物体側から、正の屈折力を有し、メニスカス（MENISCUS）形態からなる第１レンズ群と、負の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第２レンズ群と、負の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第３レンズ群と、正の屈折力を有し、両面が凸な第４レンズ群と、接合レンズから構成される負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第６レンズ群と、正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第７レンズ群とからなり、次の条件を満足することを特徴とする。
１．０ｆ＜｜ｆ(1,2,3,4)｜＜２．０ｆ，ｆ(1,2,3,4)＜０ 式（１）
０．４ｆ＜ｄ(6)＋ｄ(7)＜０．６ｆ 式（２）
ここで、
ｆ：全体レンズ系の焦点距離
ｆ(1,2,3,4)：第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の合成焦点距離
ｄ(6)：第３レンズ群と第４レンズ群の間の空気間隙
ｄ(7)：第４レンズ群の厚さである。
【０００７】
また、本発明の他の態様においては、次の条件を更に満足する。
０．１＜ｆ／ｒ(5)＜０．２ 式（３）
０．５＜ｆ／ｒ(11)＜０．７ 式（４）
１．６５＜［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２＜１．７５ 式（５）
この条件式（３）、（４）、（５）で、
ｒ(5)：第３レンズ群の物体側曲率半径
ｒ(11)：接合レンズである第５群の最上側面の曲率半径
ｎ(7)：第６レンズ群の屈折率
ｎ(8)：第７レンズ群の屈折率である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この構成により、本発明を容易に実施できるより望ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１に図示されるように、本発明の実施例に従う小型写真レンズの構成は、物体側から順に、正の屈折力を有し、メニスカス形態の第１レンズ群１と、負の屈折力を有し、メニスカス形態の第２レンズ群２と、負の屈折力を有し、メニスカス形態の第３レンズ群３と、正の屈折力を有し、両面が凸な第４レンズ群と、接合レンズから構成される負の屈折力を有する第５レンズ群５と、正の屈折力を有し、メニスカス形態の第６レンズ群６と、正の屈折力を有し、メニスカス形態の第７レンズ群７とからなる。
【００１０】
このように構成された本発明の実施例に従う小型広角レンズの作用は次の通りである。 前記の条件式（１）の｜ｆ(1,2,3,4)｜が、下限値である１．０ｆに近づくと、発散屈折力が強くなるので、負の歪曲収差と非点収差が増加されて第５レンズ群５以下のレンズ群で前記歪曲収差と非点収差を補正することができないので、前記条件式（１）の下限値１．０ｆ以上が適当である。
【００１１】
そして条件式（１）の｜ｆ(1,2,3,4)｜が、上限値である２．０ｆに近づくと、発散屈折力が弱くなるので、所望の後焦点距離を得ることができなくなり、前記条件式１の上限値以内が適当である。
【００１２】
条件式（２）は条件式（１）の条件の下で、所望の後焦点距離を得るための条件として条件式（２）のｄ(6)＋ｄ(7)が下限値である０．４ｆを外れると全群
（物体側から第４レンズ群４まで）に負の屈折率を有することと関係なくて軸上光線の入射高が充分に高くならない範囲内において後群に入射するので、所望の後焦点距離を得ることができないし、条件式（２）のｄ(6)＋ｄ(7)が上限値で
ある０．６ｆを外れると全長及び全群の有効径が同時に大きくなってコンパクトなレンズ系を得ることができない。
【００１３】
そして条件式（３）は球面収差とコマフレアーを補正するための条件であって、前記条件式（３）のｆ／ｒ（５）が、下限値である０．１を外れると、第５面（ｒ（５））での負の球面収差発生量が小さくなって前記球面収差を補正することが難しくなり、前記条件式（３）のｆ／ｒ（５）が上限値である０．２を外れると第５面（ｒ（５））で発生する正のコマフレアーが大きくなって前記コマフレアーの補正が難しくなる。
【００１４】
条件式（４）は、コマフレアーを補正するための条件で、該条件式（４）におけるｆ／ｒ（１１）が下限値である０．５を外れると、第１１面（ｒ（１１））で発生する負のコマフレアーが小さくなって前記コマフレアーを補正することが難しくなり、前記ｆ／ｒ（１１）が上限値である０．７を外れるとペツバル和が小さくなって非点収差の補正が難しくなる。
【００１５】
条件式（５）は、レンズ系の後側での球面収差とメリジオナル像面湾曲が陰に落ちることを最大限に防止するための条件式として一番後部に位置する第６レンズ６と第７レンズ群７ではできるだけ大きい屈折率を有するほうが望ましい。したがって、条件式（５）の下限値は［ｎ(7)＋ｎ(8)］ができるだけ大きい屈折
率を有するための限界値である。
【００１６】
また、レンズ系の後側部分の色除去条件を満足するためには、第６レンズ群６と第７レンズ群７のアッベ数は大きいほうが望ましいが、同時に色除去条件を満足するようにアッベ数が大きく、また屈折率が大きいガラスは選定条件に制限があるので、条件式（５）の上限値は使用可能なガラスから来る限界値である。
【００１７】
従って、条件式（５）の上限値より大きい屈折率を有する使用可能なガラスでは、色除去条件を満足するアッベ数を持たず、色収差を補正することは不可能である。前記条件を満足して、本発明を容易に実施可能な各実施例に従うレンズ構成とその実施例値を説明すると次の通りである。
【００１８】
本発明の第１実施例でｒｉ（ｉ＝１〜１５）は屈折面の曲率半径であり、Ｄまたはｄｉ（ｉ＝１〜１４）はレンズの厚さ、またはレンズ間の距離であり、Ｎｄはレンズのｄ−line屈折率であり、ＶＤはアッベ数、焦点距離（ｆ）は１００mm、口径比は１：２．８、画角は８４°である。
〈実施例１〉
【００１９】
【表１】
〈表１〉
ｆ(1,2,3,4)：−156.97
ｄ(6)＋ｄ(7)：48.16
ｆ／ｒ（５）：0.15
ｆ／ｒ（１１）：0.63
［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２：1.70
【００２０】
そして前記構成からなる本発明の第２実施例に従う実施例値は次の通りである。 前記第２実施例で後焦点距離は155.41、レンズ系厚さを180.66といい、焦点距離と口径比と画角は前記第１実施例の実施値と同一である。
〈実施例２〉
【表２】
〈表２〉
ｆ(1,2,3,4)：−178.28
ｄ(6)＋ｄ(7)：41.82
ｆ／ｒ（５）：0.13
ｆ／ｒ（１１）：0.62
［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２：1.70
【００２１】
【発明の効果】
以上のように７群８枚のレンズ系からなる本発明は、全体レンズ系を前に繰出させながら焦点合わせを行ない、レンズ系の前群と後群のパワーを適切に配置するので、レンズ全長を短くし、第１レンズ群の外径を最小化するので、レンズ系のコンパクト化、最少の構成枚数として像質が優秀であり、口径比が１：２：８、画角が８２°程度の後焦点距離が焦点距離の１．５倍程度からなる逆望遠型の小型広角レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に従う小型広角レンズの構成図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の第１実施例に従う小型広角レンズの収差図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の第２実施例に従う小型広角レンズの収差図である。
【符号の説明】
１：第１レンズ群
２：第２レンズ群
３：第３レンズ群
４：第４レンズ群
５：第５レンズ群
６：第６レンズ群
７：第７レンズ群
Claims (2)
- 物体側から、
正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第１レンズ群と；
負の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第２レンズ群と；
負の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第３レンズ群と；
正の屈折力を有し、両面が凸な第４レンズ群と；
接合レンズから構成される負の屈折力を有する第５レンズ群と；
正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第６レンズ群と；
正の屈折力を有し、メニスカス形態からなる第７レンズ群とからなり、次の条件を満足することを特徴とする小型広角レンズ。
１．０ｆ＜｜ｆ(1,2,3,4)｜＜２．０ｆ，ｆ(1,2,3,4)＜０
０．４ｆ＜ｄ(6)＋ｄ(7)＜０．６ｆ
ここで、 ｆ：全体レンズ系の焦点距離
ｆ(1,2,3,4)：第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の合成焦点距離
ｄ(6)：第３レンズ群と第４レンズ群の間の空気間隙
ｄ(7)：第４レンズ間の厚さである。 - 次の条件を更に満足することを特徴とする請求項１に記載の小型広角レンズ。
０．１＜ｆ／ｒ(5)＜０．２
０．５＜ｆ／ｒ(11)＜０．７
１．６５＜［ｎ(7)＋ｎ(8)］／２＜１．７５
ｒ(5)：第３レンズ群の物体側曲率半径
ｒ(11)：接合レンズである第５群の最上側面の曲率半径
ｎ(7)：第６レンズ群の屈折率
ｎ(8)：第７レンズ群の屈折率である。
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