JPH01123208A - バックフォーカスの長い大口径レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 又里皇辣歪公国 本発明は主にビデオカメラや監視用カメラ、スチルビデ
オカメラ等に用いられる広角でバックフォーカスの長い
大口径レンズに関するものである。

■の　術・１景と従来技術 ビデオカメラやスチルビデオカメラ等のように撮像素子
を使うカメラでは最低被写体照度がデバイスの感度アッ
プにより、低下してきてはいるが、まだ十分ではな（、
低照度時の発色の悪さやＳ／Ｎの低下により画面にノイ
ズが生じている。これを無くすためにはレンズの大口径
化が一番有効である。

また、ビデオカメラ等の如く光学ローパスフィルタをレ
ンズと撮像素子の間に置くものにおいてはバックフォー
カスをある程度長くすることが必要になる。また、絞り
もこれらの間に置く後絞りの形態にしようとすればより
バックフォーカスの長いレンズが必要になる。ここで、
絞りの位置をレンズ群の最後方に置く後絞りのタイプは
次のような場合に優位になる。

長焦点レンズと短焦点レンズを切り換えて使う２焦点式
カメラや、更に中塊点レンズを加えた３焦点カメラ、ま
たはレンズを交換できる交換式カメラにおいてレンズを
代える場合、絞りの位置がレンズ内にある場合は非常に
交換が難しく構成が複雑になるが、これを後絞りタイプ
とすればレンズ単体だけの交換で済み単純な構成になる
。

これは、ビデオカメラや監視カメラの絞りはアイリスと
も呼ばれレンズ系に比して体積的にも重量的にも大きく
、移動や着脱が非常に困難なことによる。

オ虜」ｂ引ｌ直 本発明はバックフォーカスを長くし難い広角レンズであ
りながら、後絞りの構成にしても必要十分なバックフォ
ーカスを確保できる大口径で比較的コンパクトなレンズ
を提供することを目的とする。

本１１Ｂ（社）灸！ 本発明の構成として第１群は物体に一番近い側に物体側
に凸の少な（とも１枚の負メニスカスレンズを含む負屈
折力の前群と少なくとも１枚の正レンズを含む正屈折力
の後群４からなり、全体としてほぼアフォーカル系を成
し、第２群は最も物体側に近い面が物体側に凹の強い屈
折力を有し最も像側に近い面が弱い屈折力を有し少なく
とも１枚の正のメニスカスレンズを含み少なくとも１つ
の接合レンズを含みレンズ系と像面の間に絞りを有した
構成になっている。以下この構成に伴う条件式の詳しい
説明を行う。

次に示す条件■は良好な収差補正をしながら画角を広く
とるための式である。

１．１＜　ｌ　ｆＩＮＩ　／ψＩＦ＜１．５　−　・・
・■第１群の前群の負の屈折力で光束を発散させ後群の
正の屈折力で光束をほぼ平行光束にしている。

全体として第１群は後述する条件式■のように弱い屈折
力となりほぼアフォーカル系になっている。

第１群のアフォーカル系の倍率に主に関する式が■であ
る。この範囲を満たしておれば第２群に入射する光束幅
や主光線の入射角度が適度であり、良好に収差補正がで
きる。上限値を越えれば歪曲が大きくなったり、コマが
収差発生し、軸外性能が劣化する。

また下限を越えればペッツバール和が大きくなると共に
非点収差が大きくなって像面性能が悪くなる。

条件式〇はアフォーカルの程度を決めたもので、この弐
を越えて第１群が正の屈折力を持てばペッツバール和が
増大し、像面の劣化に加えてバックフォルカスが短くな
る。また負の屈折力で条件式の範囲を越えれば歪曲とコ
マ収差が発生する。

１ψ１１／ψ。＜０．０３５・−・−・−・・・−・−
・・・−■但しψ１．第１群の合成屈折力 ψ。８全系の屈折力 次に示す条件式■はレンズの全長と最大有効径に関し、
加えて十分なバックフォーカスを得るための条件である
。

０．８＜　ｌψＩＩ、ｌ／９ｇ＜１．５　−・・−・■
但し、 ｐヨ、：第２群の最も物体側の面の屈折力ψＩＩ　：第
２群の屈折力 下限値を越えてレンズ系の収差を補正した場合、バック
フォーカスが短かったり、不必要に全長が長くなったり
する。また上限値を越えた場合最大有効径が不必要に大
きくなり、コバ厚を必要十分数るためにレンズ芯厚が増
え、全長が長くなるということになる。この条件式■の
範囲内で、収差補正を行、った場合、必要十分な全長と
最大有効径で小型・コンパクトで性能の良く補正された
レンズを得ることができる。また、第２群の中に少なく
とも一つの正の屈折力を持ったメニスカスレンズを有し
ておれば良好にペッツバール和を補正できる。

生１里■叉隻勇 以下本発明の実施例を示す。実施例中ｒ、〜ｒ１．は物
体側から数えた面の曲率半径、ｄ１〜ｄＩｓは物体側か
ら数えた軸上面間隔、Ｎ、〜Ｎ１゜は物体側から数えた
レンズの屈折率、シ、〜シ１．は物体側から数えたレン
ズのアツベ数を示す。

また、２は全長、φは最大有効直径で、いずれも単位は
鵬である。

ｆは焦点距離、Ｆはエフナンバーを表している。

〈実施例１〉 ｆ　＝３５．４　　　　　φ工１９．３５ｆ　＝９．２
　　　　　Ｆ　＝０．９７典患生ｌ　Ｎ上皿固匪　皿五
皇　　ヱヱニ敗ｄ＋ｉ０．１００００　　Ｎ１３１．Ｕ
ＵＵＵＯｄ、、１．５００００　　Ｎ、、１．００００
０ｒａｔ　　　　　ω ｄ＋ｔ１．５００００　　Ｎ＋ｄ、０Ｏ０００〈実施例
２〉 １　＝３３．３　　　　　φ−２０，５２ｆ　＝９．２
　　　　　Ｆ　＝０．９７典皇生１　監上皿皿聞　　凪
折皇　ヱヱ丘敗ｄｘ　３．０００００　　Ｎ、　１．０
００００ｃｔ、　３．０００００　　Ｎ４１．００００
０ｄ７０．１００００　　Ｎｗ　１．０００００ｒｙ　
　−１５，２７２７５ ｄ９０．１００００　　Ｎ９　　ｔ、ｏｏｏｏ。

〈実施例３〉 １　＝３３．５　　　　　φ＝１９．６４ｆ　＝９．２
　　　　　Ｆ　−０，９７ｄｂ　３．０００００　　Ｎ
ｈ　１．０００００ｒｅ　　　　１４．２３９０２ ｄ雫　０．１００００　　　Ｎｑ　　１．０００００ｄ
＋＋０．１００００　　Ｎ＋＋１．０００００ｄ＋ｇｏ
、１００００　　Ｎ＋ｓ１．０００００ｄｌｉ１．５０
０００　　Ｎｌ＆１．０００００ｒ１７　　　　００ ｄ、、１．５００００　　Ｎ、ｔｌ、０００００ｒｌ　
　　　ω ａ、、６．７９０００　　Ｎ、＊１．５１６８０　　ν
ｕ＋５９．４８ｒ重９　　　　　　　ω 〈実施例４〉 １−３６．５　　　　　φ＝２１．７７ｆ−１０，２Ｆ
＝０．９７ 典皇土徂　　艶上皿皿■　　皿販皇　　ヱＬ丘致ｒｌ　
　　２４．２３７１５ ｄ、　１．０００００　　Ｎ、　１．７２０００　　ν
＋　５０．３ｔｒｘ　　　８．７４２３５ ｄｚ　５．２００００　　Ｎ、　　１．０００００ｒ３
　　５１．８８３９０ ｄｉ　２．２００００　　Ｎ３　１．８４６６６　　ν
１２３．８Ｏｒ、　　　　２９．２４９３７ ｄ、０．１００００　　Ｎ、１．０００００ｒｓ　　　
　６５．５７６１８ ｄｓ　２．２００００　　Ｎｓ　　Ｌ、８０５１８　　
νＳ　２５，４３ｒ、　　−５８，９０９３５ ｄ、５．０００００　　Ｎｍ　　１．０００００ｒフ　
　−１１．４３６７８ （１＋　　１．３００００　　Ｎ？　　１．８４６６６
　　　ν）　２３．８０ｒａ　　　　３１．８６７５５ ｄｓ　４．５００００　　Ｎ、１．７７２５０　　ν８
４９．７７ｒ、　　　１４．６６３９４ ｄｑ　０．１００００　　Ｎｑ　　１．０００００ｒ、
０３８．３６５１５ ｄｑｏ３．ｏｏｏｏｏ　　Ｎｔｏｌ、７１３００　　シ
、＋１５３．９３ｒｚ　　　１９．９７３２４ ｄ、、０．１００００　　Ｎ、、１．０００００ｒ＋ｚ
　　１９７．１１３８６ ｄｑｚ３．５００００　　Ｎ＋□１．７７２５０　　シ
、、４９．７７ｒ＋３　　３１．７７５１８ ｄｑ３０．１００００　　Ｎ１３１．０００００ｒ、、
　　　２２．６３６８９ ｄ、、７．０００００　　ＮＩ４１．６７０００　　ν
ｌ　４５７．０７ｒ１ｓ　　　１４．１４０５８ ｄｌｓｌ、２００００　　Ｎｔｏｌ、８０５１８　　ν
＋ｓ２５．４３ｒ１ｂ　　　８２．２３７０４ ａ、１．５００００　　Ｎ、、１．０００００ｒｌ？　
　　　　　■ ｄ、７１．５００００　　　Ｎ＋ｄ、０Ｏ０００ｒｌｌ
ｌ　　　　　　ω ｄｌ１９．７８０００　　ＮＩｆｉｌ、５１６８０　　
シ＋ｓ５９．４８ｆ、９００ 〈実施例５〉 ｆ　＝３２．８　　　　　　φ＝　１９．６４ｆ　＝９
．２　　　　　　　Ｆ　＝０．９７血！半径　　艶上皿
町蓋　　皿折皇　　ヱエベ敗ｒｌ　　　　２０．１７６
８６ ｄ、　　１．２００００　　Ｎ、　　１．７２０００　
　ν＋　　５０．３１ｒ２　　　７．６４９０８ ｄｔ　３．０００００　　Ｎｇ　　１．０００００ｒｚ
　　　　６２．１０２７４ ｄｓ　２．５００００　　Ｎ、　１．８０５１８　　ν
ｓ　２５．４３ｒ、　　−１９，０６１８２ ｄ、　０．５００００　　Ｎ、　　１．０００００ｒ５
　　　５０．０３４７７ ｄｓ　２．２００００　　Ｎｓ　　１．８０５１８　　
νｓ　２５．４３ｒｈ　　２８８０．７６８１４ ｄｉ　３．０００００　　Ｎ、　　１．０００００ｒｔ
　　　　８．７３８４８ ＋ｉ、　１．３００００　　Ｎｔ　１．８４６６６　　
ν？　２３．８０ｒｌ　　　　２５．６７４６２ ｄｓ　４．０００００　　Ｎｓ　　１．７７２５０　　
νｓ　４９．７７ｒ、　　　　１２．５７６８７ ｄ雫０．１００００　　Ｎ？　　１．ｏＯＯＯＯｒＩａ
　　　２６．７３３０５ ｄｑＪ、３００００　　Ｎ＋。１．７１３００　　ν１
゜５３．９３ｒｌ＋　　　１５．５７４３５ ｄ、、Ｏ，ｌ００００　　Ｎ、、１．０００００ｒａ２
　３１９．７６８７４ ａｌｔ３．８００００　　Ｎ＋ｚ１．７７２５０　　シ
Ｉ□４９．７７ｒ１３　　２４．２８４０８ ｄ、３０．１００００　　Ｎ、、１．０００００ｒ目　
２１．９３７６８ ａ、、６．５００００　　Ｎ、４１．６７０００　　シ
１．５７．０７ｒ＋ｓ　　　１２．８３１２１ ｄｌｓｌ、２００００　　Ｎｔｏｌ、８０５１８　　ν
＋ｓ２５．４３ｒｔｉ　　２０３．２０６４０ ｄｑ４１．５００００　　Ｎ１６１．０００００ｒｌ？
　　　　　ω ｄｑｆｆ１．５００００　　Ｎ＋？１．０００００ｒｌ
ｌｌ　　　　　■ ｄ１ｍ８．２９０００　　Ｎｔｏｌ、５１６８０　　ν
、ｆｉ５９．４８ｒＩ９　　　　ｏ。

〈実施例６〉 ｆ　＝３６．４７３　　　　φ≠２０．８６４「〒９．
２　　　　　Ｆ　＝０．９７ 血！半径　　墓上皿匝ｌ　　■折皇　　ヱＬ丘歓ｒ、　
　　１８．２４９１２ ｄ、　１．５００００　　Ｎ、　１．７２０００　　ｖ
、　５０．３１ｒｚ　　　７．９０３９Ｂ ｄ、　３．３０７８４　　Ｎｔｌ、０００００ｒ３　　
６１．０５３１９ ｄ、　２．８００００　　Ｎ３１．８０５１８　　ν１
２５．４３ｒ４−＋８．７６７０８ ｄ、　０．３００００　　Ｎ４１．０００００ｒ５　　
４６．８０２５２ ｄｉ　２．２００００　　ＮＳ　１．８０５１８　　ν
ｓ２５．４３ｒ、　　　７３．６０８２５ ｄ＝　３．３６４７９　　Ｎ６１．０００００ｒ、　　
−８，９３５５７ ｄｙ　１．３００００　　Ｎ？　１．８４６６６　　ν
？　２３．ｓ。

ｒｓ　　　２８．５７６５１ ｄｓ　４．５００００　　Ｎｍ　１．７７２５０　　ν
・４９．７７ｒｑ　　　１３．０４６８７ ｄｑ　０．１００００　　Ｎ？　１．０００００ｒｈｏ
　　２６．０４６３７ ｄｌ。３．７００００　　Ｎ、。１．７１３００　　ν
１゜５３．９３ｒ＋、−１７，５６１０６ ｄ、、０．１００００　　Ｎ、、１．０ＯＯ００ｒ１□
　１４２．９２１８７ ｄｑｚ４．５００００　　Ｎ、ｔｌ、７？２５０　　シ
１□４９．７７ｄ＋ｈ１．５００００　　Ｎ、６１．０
００００ｒ１９　　　　　Ｑ） 〈実施例７〉 ｆｆｉ　＝３８．５８６　　　　φ＝２３．１２ｆ　−
９，２Ｆ　＝０．８７ 典皇生１　艶上皿皿星　　皿折圭　ヱヱさ歓ｒ１１５．
１９８７７ ｄｑ　１．５００００　　Ｎ＋　１．７２０００　　ν
Ｉ　５０．３１ｒｔ　　　９．９８５３６ ｄｔ　５．５００００　　Ｎｚ　１．０００００ｒｆｆ
　　１６７．５９１２１ ｄｓ２，８００００　　Ｎ、　１．８４６６６　　ν３
２３．８Ｏｒ４　　２４．２４６１１ ｄ４０．３００００　　Ｎ４１．０００００ｒ、　　　
１７．２０７４６ ｄ４５．０８６２１　　Ｎ、　１．０００００ｒｒ　　
　６．３６２７７ ｄｙ、１．３００００　　Ｎ’？　１．８４６６６　　
ν？　２３．８０ｒｅ　　　　１３．１３６９７ ｄ＝　３．５００００　　Ｎ＊　　１．７７２５０　　
νｓ　４９．７７ｒｑ　　　　１０．６９Ｂ２９ ｄ、　０．１００００　　Ｎ、　　１．０００００ｒｈ
ｏ　　−２４，５０７５３ ｄ、ｏ３．４００００　　Ｎ＋。１．７１３００　　ν
１゜５３．９３ｒｚ　　　１４．６８０２７ ａ、、０．１００００　　Ｎ、、１．０００００ｒ１□
　１４０．６３６８９ ｄＩｚ４．２００００　　Ｎ＋ｚ１．７１３００　　シ
、！５３．９３ｒ＋３　　２４．０５６１９ ｄ、０．１００００　　Ｎ、：１１．０ＯＯ００ｒＩ４
　１８．１４４０３ ｄ、４７．３００００　　Ｎ１４１．６７０００　　シ
、４５７．０７ｒｌｓ　　　１４．５１５６５ ｄ＋ｓ１．２００００　　Ｎ＋ｓ１．８４６６６　　ν
＋ｓ２３．８０ｒい−１２５，１６５４２ ｄｌ−１，５００００Ｎ＋ｉ１．０Ｏ０００ｒ、フ　　
　　■ ｄ＋ｔ１．５００００　　Ｎ＋？１．０ＯＯ００ｒｌｓ
　　　　　　Ｃ１） ｄ＋ｓ８．２９０００　　Ｎ、ｓｌ、５１６８０　　ν
、Ｉ５９．４８ｒ＋’ｌ　　　　　　ｏ。

第１図は上記の実施例１，３，４，５，６．７に対応す
るレンズ構成の概略を示しており、第２図は上記の実施
例２に対応するレンズ構成の概略を示している。これら
の図には　　ＢＲｕ　％医の項で説明したｒ、〜ｒ＋＊
ｒ　　ｄ＋　−ｄ＋ｓ等についても記入しである。

尚、（１）（ＩＩ）はそれぞれ第１群、第２群を示して
おり、第２群（ｎ）の後方に示される（１）は絞り、（
２）はローパスフィルタやフェースプレートに相当する
平板である。

第３図〜第９図は上記実施例１〜実施例７の各収差図で
、実線（ｄ）はｄ線に対する収差を表し、点線（ＳＣ）
は正弦条件を表す。更に点線（ＤＭ）と実線（ＤＳ）は
メリジオナル面とサジタル面での非点収差をそれぞれ表
している。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明に関するものであって、第１図は実
施例１と実施例３〜実施例７のレンズ構成図であり、第
２図は実施例２のレンズ構成図である。第３図、第４図
、第５図、第６図、第７図、第８図及び第９図は各実施
例の収差図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１群は物体に一番近い側に物体側に凸の少なく
   とも１枚の負メニスカスレンズを含む負屈折力の前群と
   少なくとも１枚の正レンズを含む正屈折力の後群とから
   なり、全体としてほぼアフォーカルな系を成し、第２群
   は最も物体側に近い面が物体側に凹の強い屈折力を有し
   、最も像側に近い面が弱い屈折力を有し、少なくとも１
   枚のメニスカスレンズを含んだ構成を成し、以下の条件
   を満足する大口径レンズ １．１＜｜ψ＿ I ＿Ｎ｜／ψ＿ I ＿Ｆ＜１．５０．８
   ５＜｜ψ＿II＿ｆ｜／ψ＿II＜１．５但し ψ＿ I ＿Ｎ：第１群の前群の合成屈折力 ψ＿ I ＿Ｆ：第１群の後群の合成屈折力 ψ＿II＿ｆ：第２群の最も物体側の面の屈折力ψ＿II：
   第２群の屈折力