JPH02106710A - 単玉非球面レンズを用いた撮影光学系 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、単玉レンズを用いた撮影光学系、特に超低
価格のカメラ等に使用される非球面撮影光学系に関する
。

（従来技術） 極めて低価格なカメラには、従来がら、単玉レンズがし
ばしば用いられている。

しかし、単玉レンズは、球面収差をはしめ非点収差、像
面湾曲、歪曲収差、コマ収差などの補正が不十分で、良
好な結像性能を得ることが困難であった。これに対して
、この単玉レンズの屈折面を非球面にして、収差補正上
の自由度を増し、結像性能の改善への試みが行なわれ、
一般市販されている低価格カメラにも利用されている。

しかし、単玉レンズでは、たとえ非球面化しても、補正
できる収差には限界があり、特に、像面湾曲が大きく画
面周辺部での像ボケが問題となっていた。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明の目的
は、前記のような単玉レンズの有する収差補正上の限界
をふまえた上で、より良い結像性能を得るために、非点
収差が良好に補正されてかつ、像面湾曲による周辺部で
の像ボケの少ない撮影光学系を得ようとするものである
。

（問題を解決するための手段） この発明の撮影光学系は、物体側から順に、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状の正の単レンズ、絞り、及び
像面湾曲に応じた曲率を有する撮像面から成る。又、撮
影レンズであるメニスカス正レンズは、両面非球面レン
ズとし、撮像面は、撮影フィルム或いはＣＣＤの撮像面
等、結像を検出、記録する面を指す。

また、この発明の撮影レンズであるメニスカス正レンズ
は、以下の条件を満足することが望ましい。

レンズ自体は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
であり、像側に絞りを配置し、その焦点距離をｆ、レン
ズの厚さをｄ、像側の面である第２面から絞りまでの距
離をＳとするとき、０．０１．ｆ＜ｄ＜０．１．ｆ　　
　　　（１）０．００５ｆ＜Ｓ＜Ｏｌｏ　５　ｆ　　　
　　（２）を満足し、且つ、レンズの第１面、第２面と
も非球面とされる。

さらに、レンズ面の曲率は絞りの位置で左右されるが、
条件式（１，）（２）を満足することを前提として、第
１面の曲率半径ｒ、レンズの焦点距離ｆの間に ｒ＜０．１５ｆ　　　　　　　（３） の関係が成立することが望ましい。

（作用） この発明の単玉レンズには、物体側レンズ面からピンｌ
−面までの長さを小さくする為に、物体側に凸面を向け
たメニスカス形状を用いている。

そして、この単レンズの直後に絞りを設ける。

この絞りの位置は、倍率の色収差、非点収差、横収差の
バランスを考慮して決められる。即ち、絞りがレンズに
近ければ、倍率色収差は小さくなるか、非点収差、横収
差は悪化する。逆に絞りがレンズから遠ければ非点収差
、横収差は改善されるが、倍率色収差が大きくなってし
まう。この発明では、絞りをレンズ近くに配置し倍率の
色収差を小さくした上で、レンズの両面を非球面として
非点収差、横収差の改善をしている。倍率の色収差を改
善することが出来る条件は条件式（］）（２）の範囲で
ある。像面湾曲は、非球面を用いての改善には限界があ
るものの、撮像面に曲率をもたせることで相殺するよう
にすれば解決できる。このようにして、非点収差を非球
面レンズで補正し、像面湾曲を撮像面曲率で除去すれば
、画面全面にわたって、非点収差の少ない良好な画像を
得ることができる。

メニスカス正レンズに採用する非球面は、レンズの両面
とも、光軸から離れるにつれて曲率の大きくなるような
面にするのが望ましい。これによって、この発明の目的
である非点収差の改善が、横収差のオーバーフレアーを
出さないようにして、可能になる。

撮像面に与える曲率は、メニスカスレンズの有する非点
収差を補正したあとの像面湾曲に応じて与えれば良い。

しかし、３５ＩＩＷ１１判パトローネ入りフィルムなど
を撮影に用いている場合、フィルム面を球面のように曲
げることは、極めて困難である。このような場合には長
辺方向のみに曲率を与える手法が用いられるが、レンズ
の有する像面湾曲に合わせるあまりに、撮像面（フィル
ム面）へ与える曲率を大きくしすぎると、長辺方向と短
辺方向の画質に大きなちがいをもたらすことになって好
ましくない。レンズの有する像面湾曲と、ＭＴＦ値から
判断されるデフォーカス深度との兼ね合いで、撮像面に
与える曲率を決定するのが望ましい。又、この際、長辺
方向と短辺方向で著しい解像力差が生しないように考慮
するのが望ましい。

しかし、ｒが条件式（３）の範囲を外れると、像面湾曲
が過度に大きくなり、先に述へたような撮影面の解像力
に方向性を与えてしまうことになり、望ましくない。

（実施例） 次に、この発明の１例を示す。

また、非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ
軸とした直角座標系において、頂点曲率をＣ１円錐係数
をＫ、非球面係数をＡ１、非球面山数をＰｌとするとき で表わされる。

表中の各記号は以下のものを示す。

ｒ：屈折面の近軸曲率半径 ｄ：レンズ厚 ｎ：レンズ材料のｄ線での屈折率 ヤニアツベ数 Ｆ：Ｆナンバー ２ω：画角 Ｒ：撮像面曲率半径（但し、長辺方向につし１てのみ） 焦点距離３５．７肛　Ｆ１］、５　　２ω＝５９゜　　
　　ｎ １、　　３．６８１　　１．２０　１．４９２０　５８
．３２　　４．１５７ 第１面 Ａ３＝ Ａ５＝ 第２面 に− Ａ□＝ Ａ、＝ Ａ３＝ ５．７６３１Ｘ１０−１ １．２２６２ｘ１０−４ ７．２１．５９　Ｘ　１０−５ １．３７０６Ｘ１０−６ ４．１６５９Ｘ１０−Ｉｌ ２．０８９３　Ｘ　１．０−’ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ、＝ ４゜０ ６．０ ８．０ １０．０ １２．０ ２．４４３９ ４．４７１５Ｘ１０−’ ２．２４８５　Ｘ　１０−４ １．８２９２　Ｘ　１Ｏ−７ Ｐ１＝４．０ ６．０ ８．０ Ａ４＝−３，１９９８Ｘ］、０−１ｌＰ４＝　　１０．
０Ａ５＝−８，４９］、］Ｘ１Ｏ−１０Ｐ、＝　　１２
．０（発明の効果） この発明の撮影光学系は、使用レンズが単レンズである
にもかかわらず、第４図からもわかるように、非点収差
の少ないバランスの良い解像力を有していることがわか
る。これによって、安価ながら画面全体にわたって、良
好な性能をもった撮影光学系を得ることができた。

また、第３、第４図かられかるように、大きな画角の光
束が結像する画面周辺においては、撮像面を曲げたこと
によって、ＭＴＦカーブの低下を抑えることができる。

又、その曲げ方も適切に曲げてやれば、第４図かられか
るように、短辺方向と長辺方向で著しい解像力の差を生
じさせることなく、画面全体で良好なる解像力を有する
光学系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の光学系に用いられる撮影７レ ンズ 第２図は、その球面収差、非点収差、歪曲収差の収差曲
線図、第３図は、湾曲させない撮像面でのＭ．ＴＦ図、
第４図は、湾曲させた撮像面でのＭＴＦ図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の単レンズ
   の像側に絞りを設けたレンズ系を用いる光学系において
   、該メニスカス正レンズの屈折面を両面非球面とし、か
   つ撮像面を、該メニスカス正レンズの像面湾曲に応じて
   湾曲させたことを特徴とする撮影光学系。