JPH05134174A - バツクフオーカスの長いレンズ - Google Patents

バツクフオーカスの長いレンズ

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JPH05134174A
JPH05134174A JP3297059A JP29705991A JPH05134174A JP H05134174 A JPH05134174 A JP H05134174A JP 3297059 A JP3297059 A JP 3297059A JP 29705991 A JP29705991 A JP 29705991A JP H05134174 A JPH05134174 A JP H05134174A
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JP
Japan
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lens
group
lens group
positive
back focus
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JP3297059A
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Hirotoku Shibata
柴田広徳
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Fナンバー2程度、画角29度程度の、良好
な結像性能を有し、撮像面対角線長の2.8〜3.2倍
程度の長いバックフォーカスを有する電子カメラに好適
なレンズ。 【構成】 少なくとも1枚の正レンズと1枚の負レンズ
を含み、負屈折力の第1群G1、少なくとも1枚の負レ
ンズと1枚の正レンズを含み、正屈折力の第2群G2、
絞り、正屈折力の第3群G3から構成され、(1)0<
SF1-1 <5、(2)-1.5<r1-R /r2-F <-0.7
(3)-1.6<SF2-1 <-0.2、の条件を満足する。SF
1-1 は第1群の第1レンズのシェープファクター、r
1-R は第1群中の最も像側のレンズ面の曲率半径、r
2-F は第2群中の最も物体側のレンズ面の曲率半径、S
2-1 は第2群の第1レンズのシェープファクターであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バックフォーカスの長
いレンズに関し、特に、固体撮像素子等を用いた電子カ
メラに好適な、Fナンバーが2クラスと明るく、バック
フォーカスの長い撮像レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、種々の電子カメラが研究開発され
ている。一般に、固体撮像素子等を用いた電子カメラに
おいては、レンズと撮像面との間に、ローパスフィルタ
ー等の光学部材を用いたり、ファインダーや複数の撮像
素子に光路を分割する等のためにプリズム部材を用いな
ければならず、撮像面が銀塩写真フィルムに比較して小
さい割に、レンズのバックフォーカスはその場合と同程
度以上のものが必要とされることが多い。
【0003】また、近年の撮像素子の高精細化に伴い、
レンズの諸収差のさらなる改善、近距離物点合焦の際の
諸収差の安定性等の課題も生じている。
【0004】以上の点に着目して、従来技術をながめる
と、わずかに特開昭63−81309号〜同63−81
311号公報等が上記バックフォーカス長や近距離物点
合焦時の課題を考慮しているように見られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭63−81309号〜同63−81311号公報の
場合においても、バックフォーカスが撮像面の対角線長
の2倍程度しかなく、それ以上のバックフォーカスを必
要とする場合に対応できず、また、諸収差についてもさ
らなる改善の余地がある。
【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、Fナンバーが2クラス、撮影
画角が29度程度を有しながら、無限遠から近距離物点
まで、また、画面中心から周辺まで良好なる結像性能を
有し、撮像面の対角線長の2.8〜3.2倍程度の長い
バックフォーカスを有するレンズを提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のバックフォーカスの長いレンズは、物体側より順
に、少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レ
ンズを含み、全体として負の屈折力を持つ第1レンズ
群、少なくとも1枚の負レンズと少なくとも1枚の正レ
ンズを含み、全体として正の屈折力を持つ第2レンズ
群、絞り、正の屈折力を持つ第3レンズ群から構成さ
れ、以下の条件を満足することを特徴とするものであ
る。 (1) 0<SF1-1 <5 (2) −1.5<r1-R /r2-F <−0.7 (3) −1.6<SF2-1 <−0.2 ただし、SF1-1 は第1レンズ群の第1レンズのシェー
プファクター、r1-R は第1レンズ群中の最も像側のレ
ンズ面の曲率半径、r2-F は第2レンズ群中の最も物体
側のレンズ面の曲率半径、SF2-1 は第2レンズ群の第
1レンズのシェープファクターであり、第2レンズ群の
第1レンズが接合レンズである場合には、接合された物
体側のレンズを第1レンズとし、また、シェープファク
ターは、レンズの物体側の面の曲率半径をRF 、像側の
面の曲率半径をRR とするとき、(RF +RR )/(R
F −RR )で定義される。
【0008】
【作用】次に、上記構成を採用した理由と作用について
説明する。一般に、バックフォーカスの長い撮影レンズ
においては、前群が負の屈折力、後群が正の屈折力を持
ついわゆるレトロフォーカス型の構成を採用している。
本発明においては、このタイプにおいて、さらに、正の
後群を絞りを挟んで第2レンズ群、第3レンズ群の2つ
に分割する構成を用いている。この構成を用いることに
より、バックフォーカスを長くするために強くなった第
1レンズ群から発生する諸収差を、第2レンズ群、第3
レンズ群の2つの群で補正することができる。
【0009】また、条件式(1)は、第1レンズ群の正
レンズの形状に関するものである。レトロフォーカクタ
イプにおいては、負の歪曲収差の増大が問題となる。そ
こで、第1レンズに正レンズを配置し、そのシェープフ
ァクターを条件式(1)の範囲に定めることにより正の
歪曲収差を多く発生させ、全系として少ない歪曲収差量
を得ることができるのであるが、その条件式の下限を越
えると、上記作用を失い、また、その上限を越えると、
コマ収差等の増大を招き、好ましくない。
【0010】次に、条件式(2)は、第1レンズ群負レ
ンズの像側の面と第2レンズ群負レンズの物体側の面の
曲率半径の比を定めるものである。これはまた、正の空
気レンズの形状に関する式と考えてもよい。すなわち、
これら両面とも曲率がきつくなりがちな発散面であるた
め、正の空気レンズのパワーを同一のものとした場合、
一方の曲率がきつくなりすぎることは、その面での高次
収差の発生量が大になる等して好ましくない。つまり、
条件式(2)の上限を越えると、第1レンズ群負レンズ
の像側の面による高次収差等の発生量が多くなり、その
下限を越えると、第2レンズ群負レンズの物体側の面か
らの高次収差等の発生量が多くなってしまう。
【0011】また、条件式(3)は、条件式(2)に関
連しているが、第2レンズ群負レンズ(ただし、接合レ
ンズは2枚のレンズと見なす。)に関するものである。
第2レンズ群は正の屈折力を持つ群であるが、その中
で、この負レンズは、負の球面収差を補正するため、あ
る程度強いパワーを持ちつつ、非点収差、コマ収差等の
軸外収差も補正するために、条件式(3)の範囲内に設
定するのが望ましい。しかし、その上限を越えると、物
体側の面の曲率が弱くなり、特に、絞り後群で発生する
外向性コマ収差の増加を補正しきれず、反対に、その下
限を越えると、内向性コマ収差が増大してしまい、好ま
しくない。
【0012】以上により、所望のバックフォーカスの長
いレンズが得られるわけであるが、さらに以下の要件を
満足することにより、益々希望に沿い、良好なる結像性
能を有するレンズ系を得ることができる。
【0013】(4) 1.5<SF3-1 <5 (5) 0.2<DIII /fIII <0.56 ただし、SF3-1 は第3レンズ群の第1レンズのシェー
プファクター、DIII は絞りから第3レンズ群の最終レ
ンズ面までの距離、fIII は第3レンズ群の焦点距離で
ある。
【0014】上記条件式(4)は、第3レンズ群第1レ
ンズの形状に関するものである。このレンズは、第3レ
ンズ群中最も絞りに近い所に位置しており、特に、球面
収差、コマ収差等に大きな影響を及ぼす。すなわち、第
2レンズ群で発生した高次の球面収差の補正、並びに、
正の球面収差の補正、また、前群で発生していた内向性
コマ収差の補正に都合のよい形状である。上記条件式の
範囲の上限を越えると、高次の正の球面収差や内向性コ
マ収差の増大を招き、その下限を越えると、逆に、高次
の負の球面収差や外向性コマ収差の補正がしきれず、好
ましくない。
【0015】また、上記(5)の条件は、第3レンズ群
の焦点距離と、絞りからの距離を含んだ第3レンズ群の
総厚との比に関するものである。これはまた、第3レン
ズ群のパワーがある程度定まった状態においての第3レ
ンズ群の総厚を規定するものである。すなわち、この条
件式の上限以上にするということは、第3レンズ群の総
厚が厚くなりすぎ、バックフォーカスが短くなる傾向に
なり、逆に、その下限以下になると、バックフォーカス
を増やすという点では有利であるが、Fナンバーが2以
下の大口径比クラスでは、諸収差の補正のため、ある程
度のレンズ厚(枚数)が必要であるにもかかわらず、こ
の要件を満足しなくなり、また、第3レンズ群内での主
光線高が、第1、第2レンズ群に比較して低くなり、こ
れらに関する諸収差の補正能力が小さくなる等、好まし
くない。
【0016】また、色収差に関して、特に画面の中心か
ら周辺にかけて像のレスポンスを低下させる原因となる
軸上色収差の補正のために、何れかの正レンズに異常分
散性Δθg,F が0.02以上のガラスを1枚以上使用す
ると、さらに高レスポンスの像が得られて、なお好まし
い。(Δθg,F は、実際のレンズのg線とF線における
部分分散比とヘルツベルガーの式から求まる部分分散比
の差である。)。
【0017】なお、フォーカシングに関しては、機構が
シンプルな全体繰り出しに限らず、フローティングや一
部のレンズの移動によって行ってもよい。
【0018】
【実施例】次に、本発明のバックフォーカスの長いレン
ズの実施例1〜3について説明する。各実施例のレンズ
データは後記するが、実施例1〜3のレンズ配置を示す
断面図をそれぞれ図1〜図3に示す。
【0019】実施例1においては、第1レンズ群G1
は、物体側より順に、像側に強い曲率を持つ両凸正レン
ズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズより構成さ
れており、第2レンズ群G2は、物体側より順に、物体
側に強い曲率を持つ両凹負レンズと両凸正レンズの接合
レンズ、両凸正レンズからなり、絞りを挟んで、第3レ
ンズ群G3は、物体側より順に、像側に凸面を向けた正
メニスカスレンズ、平凹負レンズと両凸正レンズの接合
レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから
構成されている。
【0020】実施例2においては、絞りまでの構成は実
施例1と同様であり、第3レンズ群G3は、物体側より
順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に
強い曲率を持つ両凹負レンズと両凸正レンズの接合レン
ズ、物体側に強い曲率を持つ両凸正レンズから構成され
ている。
【0021】実施例3においては、第1レンズ群G1
は、物体側より順に、像側に凸面を向けた正メニスカス
レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズより構
成されており、第2レンズ群G2は、物体側より順に、
物体側に強い曲率を持つ両凹負レンズ、像側に凸面を向
けた正メニスカスレンズ、両凸正レンズからなり、絞り
以降は実施例2と同様である。
【0022】また、実施例1、2における第18面から
第21面及び実施例3における第19面から第22面ま
では、フィルター、プリズム、カバーガラス等の光学部
材である。
【0023】以下に各実施例のレンズデータを示すが、
記号は、上記の外、fは全系の焦点距離、FNOはFナン
バー、2ωは画角、fB は空気中でのバックフォーカ
ス、r1 、r2 …は物体側から順に示した各レンズ面の
曲率半径、d1 、d2 …は物体側から順に示した各レン
ズ面間の間隔、nd1、nd2…は物体側から順に示した各
レンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は物体側から順に
示した各レンズのアッベ数である。
【0024】実施例1 f =26.3 ,FNO=2.0 ,2ω=28.7°,fB =43.2 r1 = 308.0821 d1 = 2.184 nd1 =1.63930 νd1 =44.88 r2 = -82.9271 d2 = 0.178 r3 = 25.4404 d3 = 1.507 nd2 =1.73400 νd2 =51.49 r4 = 14.8966 d4 =12.669 r5 = -14.2213 d5 = 7.601 nd3 =1.77250 νd3 =49.66 r6 = 37.7765 d6 = 8.401 nd4 =1.60311 νd4 =60.70 r7 = -22.8481 d7 = 0.185 r8 = 253.0342 d8 = 3.243 nd5 =1.84666 νd5 =23.78 r9 = -71.3737 d9 =12.378 r10= ∞(絞り) d10= 2.256 r11= -124.6321 d11= 3.454 nd6 =1.49700 νd6 =81.61 r12= -31.0091 d12= 0.460 r13= ∞ d13= 1.515 nd7 =1.80518 νd7 =25.43 r14= 27.6456 d14= 6.005 nd8 =1.61700 νd8 =62.79 r15= -128.9131 d15= 0.310 r16= 56.6890 d16= 4.227 nd9 =1.72000 νd9 =50.25 r17= 589.3662 d17=14.720 r18= ∞ d18=28.120 nd10=1.51633 νd10=64.15 r19= ∞ d19= 8.000 r20= ∞ d20= 1.000 nd11=1.51633 νd11=64.15 r21= ∞ 。
【0025】実施例2 f =26.3 ,FNO=2.1 ,2ω=28.7°,fB =38.3 r1 = 226.7194 d1 = 2.000 nd1 =1.63930 νd1 =44.88 r2 = -92.2348 d2 = 0.050 r3 = 24.7036 d3 = 1.500 nd2 =1.73400 νd2 =51.49 r4 = 14.4262 d4 =13.238 r5 = -13.5807 d5 = 7.694 nd3 =1.77250 νd3 =49.66 r6 = 44.9116 d6 = 8.446 nd4 =1.60311 νd4 =60.70 r7 = -20.8066 d7 = 0.462 r8 = 101.9603 d8 = 2.926 nd5 =1.84666 νd5 =23.78 r9 = -69.0442 d9 =11.294 r10= ∞(絞り) d10= 1.070 r11= -67.3369 d11= 2.032 nd6 =1.49700 νd6 =81.61 r12= -29.9476 d12= 0.046 r13= -103.6081 d13= 1.500 nd7 =1.80518 νd7 =25.43 r14= 22.9729 d14= 8.000 nd8 =1.61700 νd8 =62.79 r15= -105.0424 d15= 8.136 r16= 50.7430 d16= 5.000 nd9 =1.72000 νd9 =50.25 r17= -234.6759 d17=10.077 r18= ∞ d18=28.120 nd10=1.51633 νd10=64.15 r19= ∞ d19= 8.000 r20= ∞ d20= 1.000 nd11=1.51633 νd11=64.15 r21= ∞ 。
【0026】実施例3 f =26.3 ,FNO=2.0 ,2ω=28.7°,fB =42.77 r1 = -153.0456 d1 = 2.184 nd1 =1.63930 νd1 =44.88 r2 = -58.9891 d2 = 0.178 r3 = 24.3189 d3 = 1.507 nd2 =1.73400 νd2 =51.49 r4 = 16.1777 d4 =14.596 r5 = -13.5903 d5 = 7.627 nd3 =1.77250 νd3 =49.66 r6 = 1304.1225 d6 = 0.100 r7 = -1753.8510 d7 = 8.420 nd4 =1.60311 νd4 =60.70 r8 = -22.2527 d8 = 0.452 r9 = 233.9776 d9 = 3.803 nd5 =1.84666 νd5 =23.78 r10= -57.3831 d10= 9.962 r11= ∞(絞り) d11= 1.200 r12= -165.0544 d12= 2.500 nd6 =1.49700 νd6 =81.61 r13= -37.2159 d13= 0.150 r14= -54.5933 d14= 1.515 nd7 =1.80518 νd7 =25.43 r15= 32.1790 d15= 6.880 nd8 =1.61700 νd8 =62.79 r16= -56.8593 d16= 2.119 r17= 51.1397 d17= 7.000 nd9 =1.72000 νd9 =50.25 r18= -355.8824 d18=11.608 r19= ∞ d19=28.120 nd10=1.51633 νd10=64.15 r20= ∞ d20= 8.000 r21= ∞ d21= 1.000 nd11=1.51633 νd11=64.15 r22= ∞ 。
【0027】以上の実施例1〜3の球面収差、非点収
差、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差を示す収差図を、
物点が∞に位置する場合(a)と1/25倍の位置にあ
る場合(b)について、それぞれ図4〜図6に示す。な
お、フォーカシングは、実施例1〜3共に全体繰り出し
で行っている。
【0028】また、各実施例の前記した条件(1)〜
(5)の値を次の表に示す。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、Fナンバーが2クラス、撮影画角が29度程
度を有しながら、無限遠から近距離物点まで、また、画
面中心から周辺まで良好なる結像性能を有し、撮像面の
対角線長の2.8〜3.2倍程度の長いバックフォーカ
スを有するレンズが得られる。このレンズは、特に、固
体撮像素子等を用いた電子カメラの撮像レンズに好適な
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のバックフォーカスの長いレ
ンズの断面図である。
【図2】実施例2のレンズ断面図である。
【図3】実施例3のレンズ断面図である。
【図4】実施例1の物点が∞に位置する場合(a)と1
/25倍の位置にある場合(b)の球面収差、非点収
差、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差を示す収差図であ
る。
【図5】実施例2の図4と同様な収差図である。
【図6】実施例3の図4と同様な収差図である。
【符号の説明】
G1…第1レンズ群 G2…第2レンズ群 G3…第3レンズ群

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、少なくとも1枚の正レ
    ンズと少なくとも1枚の負レンズを含み、全体として負
    の屈折力を持つ第1レンズ群、少なくとも1枚の負レン
    ズと少なくとも1枚の正レンズを含み、全体として正の
    屈折力を持つ第2レンズ群、絞り、正の屈折力を持つ第
    3レンズ群から構成され、以下の条件を満足することを
    特徴とするバックフォーカスの長いレンズ: (1) 0<SF1-1 <5 (2) −1.5<r1-R /r2-F <−0.7 (3) −1.6<SF2-1 <−0.2 ただし、SF1-1 は第1レンズ群の第1レンズのシェー
    プファクター、r1-R は第1レンズ群中の最も像側のレ
    ンズ面の曲率半径、r2-F は第2レンズ群中の最も物体
    側のレンズ面の曲率半径、SF2-1 は第2レンズ群の第
    1レンズのシェープファクターであり、第2レンズ群の
    第1レンズが接合レンズである場合には、接合された物
    体側のレンズを第1レンズとし、また、シェープファク
    ターは、レンズの物体側の面の曲率半径をRF 、像側の
    面の曲率半径をRR とするとき、(RF +RR )/(R
    F −RR )で定義される。
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