JPH04191716A - 広角撮影レンズ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は広角撮影レンズ、特にテレビ電話機の撮影レン
ズやドア監視カメラの撮影用レンズ等に利用できる。

（従来技術） 一般にテレビ電話やドア監視カメラ用のレンズは小型で
且つ近距離に於ける撮影範囲が広いことが必要である。

また撮像素子としてはＣＣＤ或いはＭＯＳ等の固体撮像
素子が多く用いられるが、これらの撮像素子は撮像面保
護用のカバーガラスが装着されているため、レンズのバ
ックフォーカスを長くとる必要があり、このような要求
を満足させるため従来は複数枚のレンズを組合せた構成
が普通であった３例えば、特開平１−３０２３１０号公
報、特開平２−７７７１２号公報等に見られる先行例で
は、２群２枚構成となっている上両者とも収差補正の為
に非球面を利用しており、複雑な構成となり、コストの
高いレンズとなってしまう。

また単玉レンズの試みとして、例えば特開昭６３−３１
３１０１号公報、特開昭６４−４９０１４号公報等に見
られる先行例があるが、特開昭６３−３１３１０１号公
報の場合は、特殊超小型ＣＣＤ用に開発されたもので、
単レンズの凸面の曲率半径が１．５ｍｍ程度と焦点距離
の１／２以下で加工が困難なうえ、画角も５０’以下で
あり広角レンズとは云い難い。

また特開昭６４−４９０１４号公報の場合も、画角は３
５°程度であり、かつ低屈折率材料を使用しているため
第２面の曲率半径が小さいという問題を含んでいる。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明は、前
記テレビ電話機やドア監視カメラに用いられるレンズで
、Ｆナンバーが５より明るく、撮影画角が９０’程度に
及ぶ広角で、バックフォーカスが十分に長く、しかも小
型で収差補正の良好なレンズ系を、低コストの単玉レン
ズで実現しようとするものである。

（問題を解決するための手段） 二の発明のレンズ系は、像側に凸面を向けたメニスカス
形状の正の単レンズで、物体側に絞りを置き、以下の条
件を満足するように構成される。

（１）　　０．ＯＩＦ＜Ｓ＜０．２Ｆ （２）　　（Ｎ−１，２）Ｆ＜ｌＲ，ｌ＜（Ｎ−１）Ｆ
ただし　Ｒ□く０ （３）　　１．６５＜Ｎ＜１．８５ 但し　Ｆ　：焦点距離 Ｓ　：絞りから第１面迄の距離 （絞り板に厚みがあるときはその中心から第１面迄の距
離） Ｎ　：屈折率 Ｒ８：第２面の曲率半径 また、このレンズは球面系で構成されていてもよいが、
このレンズの少なくとも１つの面を非球面化することに
より、収差補正の自由度を加えることが出来る。

（作用） この発明のレンズ系では、絞りとレンズの距離を短く設
定することにより、レンズの形状が太きくなるのを押え
広角の撮影を可能とした。

またレンズの形状を像側に凸面を向けたメニスカス正レ
ンズとすることによりバックフォーカスが焦点距離より
も長くなるようにすると同時に、高屈折率硝材を使用す
ることでレンズの凸面の曲率半径を大きくし、加工性の
向上及び諸収差を良好としたものである。

条件（１）は画角を広くする為の条件で、上限を越える
と軸外光束が正レンズの周辺部を通過するため、コマフ
レアーの増加及び負の歪曲収差が増加する。更にレンズ
外周部の厚みの確保が困難となる。

下限を越える場合はレンズ内部に絞りが必要となり、前
置絞りとはならないだけでなく、製作が困難となる。

条件（２）は球面収差の補正及びバックフォーカスを長
くとる為の条件で、下限を越えると第２面の曲率半径が
小さくなるため、負の球面収差の発生が大きくなると同
時に、レンズの繰向の急激な減少により、加工性が悪く
なる。

逆に上限を越えると、第２面の集斂力の低下を補なうた
め、第１面を凸面としなければならず、バックフォーカ
スの不足を招く。同時に前置絞りに対し第１面が凸面を
向ける場合は、軸外光束はど正の屈折力が強くなり、手
前に集束するため像面が平坦とならず、広角レンズとす
ることができない。

条件（３）は条件（２）と相まって、第２面をゆるくす
ることによりレンズの加工性を向上させるための条件で
ある。下限を越えるときは必然的にＲ１の曲率半径を小
さくすることになり、レンズの繰向が不足するため焦点
距離の短いレンズとすることが出来なくなる。上限を越
える場合は、加工性の良いレンズ形状となるが、屈折率
が高く色分散の小さい硝材はコストが高くなる上、硬い
ものが多く、研磨しづらい等の欠点がある。

なお、色分散に関しては条件式に加えていないが、本発
明のような単玉レンズの場合は色収差補正の手段を持た
ないため、硝材にはアツベ数４０以下の色分散の大きい
ものは使用しないのが一般的である。

（実施例） 以下にこの発明の広角レンズの実施例を示す。

ここでＦは焦点距離、Ｒはレンズ各面の曲率半径、Ｓは
絞りからレンズ第１面迄の距離、Ｄはレンズ厚、Ｎは屈
折率、νはアツベ数、２ωは画角、Ｙは像高、ＦＮＣＬ
は開放絞り径を示す。また、レンズ系の像側にカバーガ
ラスを配置しており、これを共に示す。

尚非球面を使用したときの面形状は面の頂点を原点とし
て、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、頂点曲
率をＣ１円錐係数をｋ、非球面係数をＡ、（ｉ＝４．６
，８．１０）としてｃｈ’ Ｘ＝ｌ、−１゜　　＋Ａ、　ｈ’　＋Ａ、　ｈ”　＋Ａ
、　ｈ”　＋Ａ、　、　ｈ”ｈ＝ＣＴ１］− で表わされる。

実施例Ｉ Ｆ　＝：ｌ、ＱＱ　　ＦＮｏ、＝５．００　２ω＝８８
’　　Ｙ＝０．７７４面隘　　　　ＲＤＮ　　　　　ν １　　　　−２．８７６　０，４４　１，７７２５０　
４９．６２　　　　　　−０．６５０ ３−、カバー　■　　０，１３　１，５１６３３　６４
．１４ニガラス　■ Ｓ＝０．０７５Ｆ　　　ＩＲ，１＝（Ｎ−１，１２）Ｆ
実施例２ Ｆ＝１．００　　ＦＮＱ＝２，８０　２ω＝９０″Ｙ＝
０．７７４面嵐　　　　　ＲＤ　　　　Ｎ　　　　　ｖ
ｌ　　　　−９６２，２８４０，５３１，７７２５０４
９，６２−０，７７２ ３コカバー　ｏｏ　　　Ｏ，＋３　１．５１６３３　６
４．Ｉ４」ガラス　■ Ｓ＝０．１１３Ｆ　　　ＩＲ，１＝（Ｎ−１，００）Ｆ
実施例３ Ｆ＝１．００　　ＦＮｌｌ＝５　　２ω＝８９’　　Ｙ
＝０．７７４面魚　　　　ＲＤＮ　　　　ν １　　　　−３．８３１　０．５０　１．８３４８１　
４２．７２　　　　−０．７２６ Ｓ−０，０５０Ｆ　　　　ＩＲ，１＝（Ｎ−１，１１）
Ｆ実施例４ Ｆ＝１．００　　ＦＮＣＬ＝２．８０　２ω＝８８６Ｙ
＝０．７７４面Ｎｏ　　　　　ＲＤＮ　　　　ν ！　　　　　−４，７９８０，４３１，７７２５０４９
，６２−０，６９２ ３コカバー　ＣｏＯ，１３１，５１６３３６４，１４」
ガラス　■ Ｓ＝０．１２９Ｆ　　　ＩＲ，１＝（Ｎ−１，０８）Ｆ
第１面が非球面であり、その非球面係数はｋ　　＝　０
，５５００１　Ｘ　１０ Ａ４＝−０，５２７５８Ｘ　１０−” Ａ、　＝−０，２０４３８ン１Ｏ−１ Ａ、　＝−０，９０２５０ｘ　１０−’Ａ、　、　＝−
０，４＋８１９　Ｘ　１０−”　　　　　　　である。

実施例５ Ｆ＝１．０ＯＦＮＱ＝２．８０　２ω＝８８″Ｙ＝０．
７７４面嵐　　　　　ＲＤＮ　　　　　ν １　　　　−４．３５０　０．５３　１，７７２５０　
４９．６・２　　　　　　−０．６９１ ３コカバー　ｏｏ　　　Ｑ、＋３　１．５１６３３　６
４．１４」ガラス　■ Ｓ＝０．１２５Ｆ　　　ＩＲ，１＝（Ｎ−１，０８）Ｆ
第２面の非球面係数 ｋ　　＝−０，１８２７５ Ａ４＝　Ｏ，＋６８４１；ｘ＋ｏ−１ Ａ、　＝−０，４８０８０ＸＩＯ−” Ａ、　ニー０．８９２０５ＸＩＯ−’ Ａ、　、　＝−０，１０５９２ｘ　１０−’（発明の効
果） この発明の広角撮影レンズは、前置絞りの単玉レンズと
して構成され、広角レンズとして十分な画角を有するだ
けでなく、レンズの加工性も現実的に可能であり、各実
施例の収差図にも見るように、各収差がバランスよく補
正されたコンパクトなレンズを実現し、特にテレビカメ
ラ、ドア監視カメラ用として好適である６ また、第１面又は第２面を非球面とすることで更に収差
補正の向上を計り、　Ｆｌｌｋの明かるい高性能のレン
ズとすることも、可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、それぞれこの発明の広角撮
影レンズの実施例１、実施例２、実施例３のレンズ断面
図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ実施例１、実施
例２、実施例３の収差図である。更に、第７図、第８図
はそれぞれレンズ面を非球面としたときの実施例４、実
施例５のレンズ断面図、第９図、第１０図はそれぞれ実
施例４、実施例５の収差図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像側に凸面を向けたメニスカス形状の正の単レンズ
   で、物体側に絞りを置き、次の条件を満足する広角撮影
   レンズ ０．０１Ｆ＜Ｓ＜０．２Ｆ （Ｎ−１．２）Ｆ＜｜Ｒ＿２｜＜（Ｎ−１）ＦＲ＿２＜
   ０１．６５＜Ｎ＜１．８５ 但しＦ：焦点距離 Ｓ：絞りから第１面迄の距離 （絞り板に厚みがあるときはその中心から第１面迄の距
   離） Ｎ：屈折率 Ｒ＿２：第２面の曲率半径 を示す。 ２）請求項１記載のレンズにおいて、少なくとも１つの
   面を非球面とすることを特徴とする前置絞り広角撮影レ
   ンズ