JPH10301021A - 小型レンズ - Google Patents
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- JPH10301021A JPH10301021A JP9126506A JP12650697A JPH10301021A JP H10301021 A JPH10301021 A JP H10301021A JP 9126506 A JP9126506 A JP 9126506A JP 12650697 A JP12650697 A JP 12650697A JP H10301021 A JPH10301021 A JP H10301021A
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Abstract
は正の屈折力を持たせ、後群は負の屈折力を持たせたレ
ンズ構成とした望遠タイプとするとともに2つの条件式
を満足することで、レンズ全長の短い、安価で高性能な
小型レンズを得る。 【構成】 物体側から順に、物体側に凹面を向けた負の
両凹レンズL1(実施例3では負のメニスカスレンズ)
と物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズL2とを配
設してなる、全体として正の屈折力を有する前群と、物
体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズL3からな
る、負の屈折力を有する後群とからなる全体として3枚
構成のレンズであって、両凹レンズL1の像側の面を非
球面とする(実施例2、3においてはレンズL2および
レンズL3の像面側の面も非球面とされている)。ま
た、これらのレンズは以下の条件式を満足する。 0.90<L/f<1.05 ……(1)、0.18<D4/f<0.36 ……(2)、0.
02<D2/f<0.07 ……(3)
Description
ズに関するもので、簡易な構成ながら周辺画角において
も結像性能のよいカメラ用として好適な小型レンズに関
するものである。
年、レンズシャッターカメラにおいては、小型軽量で携
帯性のよい安価なものが強く望まれており、これに伴い
レンズも小型で、安価かつ高性能なものが要求されてい
る。比較的安価でレンズ全長の短い写真用撮影レンズの
開発は従来よりなされており、例えば、安価なレンズと
しては、いわゆるトリップレットと称される3枚構成の
レンズが古くから知られている。
レベルを有し、カメラとのマッチングも良好であるた
め、現在でもよく用いられているが、望遠比(レンズ全
長/f)が1.1より大きく、像面湾曲も大きく周辺画
角での結像性能の劣化があり、レンズ全長が短く、かつ
高性能なレンズという要求を満たすことが難しい。
としては、例えば、特公平5-2204号公報等に開示され
た、望遠タイプと称される正の屈折力を先行させたレン
ズも数多く知られているが、正の屈折力が強いため非対
称性が強く、球面収差、コマ収差、歪曲収差および倍率
色収差等の結像性能に改善の余地があり、高性能化を図
ることが困難であった。また、収差補正を図る上で、4
枚構成が一般的ではあるが、前述のトリップレットより
コスト的に割高である。
で、カメラ用レンズにおいて、レンズ全長の短い、安価
で高性能な小型レンズを提供することにある。
物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズL1と
物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズL2とを配設
してなる、全体として正の屈折力を有する前群と、物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3からなる、負
の屈折力を有する後群とからなる全体として3枚構成の
レンズであって、最も物体側に配された面の光軸中心位
置から全レンズ系の像点位置までの長さをL、全レンズ
系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式(1)を満足
し、 0.90<L/f<1.05 ……(1) かつ、前記前群と前記後群との群間隔をD4としたと
き、下記条件式(2)を満足することを特徴とするもの
である。 0.18<D4/f<0.36 ……(2)
1、L2が各々少なくとも1面を非球面とされ、かつこれ
ら2つのレンズのレンズ間隔をD2としたとき下記条件
式(3)を満足することが望ましい。 0.02<D2/f<0.07 ……(3) また、前記前群を構成する2つのレンズL1、L2を共に
有機材料により形成し、さらに、前記後群を構成する負
レンズL3を有機材料により形成することが可能であ
る。
ズ系全体を前、後群の二つに分け、前群は正の屈折力を
持たせ、後群は負の屈折力を持たせたレンズ構成とした
望遠タイプとすることで、レンズ全長を短くすることを
可能としている。さらに、前群の最も物体よりに物体側
に凹面を向けた負レンズL1を配置することで負の屈折
力の後群に対して全系の対称性をよくし、かつ負レンズ
L1の後段に物体側に曲率の大きい面を向けた両凸レン
ズL2を配設してなる正の屈折力を持つ前群と、物体側
に曲率の強い凹面を向けたメニスカス負レンズL3から
なる負の屈折力を持つ後群とで構成することで、全系
が、3枚構成の、いわゆる望遠タイプの小型レンズとし
つつ、安価で高性能化を図るという本発明の課題を達成
している。
くでき、かつ負レンズL1と後群のメニスカス負レンズ
L3との間に正の屈折力の両凸レンズL2を配設し、全系
に対称性を持たせてコマ収差、歪曲収差、倍率色収差な
どを良化させ、周辺画角での性能向上を図ることができ
る。ただし、この構成では凹レンズが先行しているた
め、レンズ全長をより短くするためには、正の屈折力を
持つ前群と負の屈折力を持つ後群との群間隔D4を適正
に大きくし、レンズ全長が長くならないように構成する
ことが望ましい。
明の課題を解決するためのレンズ配置を規定したもので
ある。請求項1に含まれる条件式(1)は、本発明の請
求項1で規定するレンズ構成にて、周辺画角での結像性
能とレンズ系全体のコンパクト性とをバランス良く両立
し得る範囲を示すものである。
条件式の下限より小さくなればレンズ全長は短くなりレ
ンズの小型化には有効であるが、前、後群の屈折力が各
々強くなって非対称性が強くなり周辺性能の劣化につな
がってしまう。一方、レンズ系の望遠比L/fがこの条
件式の上限より大きくなればレンズ系全体の対称性はよ
くなり周辺性能には有利であるがレンズ全長が長くなり
本発明の意図に反する。
屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群との群間隔D
4の長さを規定するもので、下限より小さいと条件式
(1)を満足させるために、前、後群の屈折力を各々強
くしなければならず、結果として全系の非対称性が強く
なり過ぎ結像性能の劣化につながる。逆に、上限より大
きくなれば、前、後群の間隔が大きくなり、前、後群の
屈折力が弱くなり周辺性能を良化できるが、物体側およ
び像側のレンズ径が大きくなり過ぎコンパクト化が困難
となる。
で、さらに結像性能を良好に維持するための条件を規定
する。すなわち、最も物体側に位置する負レンズL1は
物体側に凹面を向けることでなるべく負の屈折力が強く
ならないように配慮しながら強い発散作用を持たせると
ともに、これに続く両凸レンズL2の収斂作用を打ち消
して全系の収差補正上の配慮を施し、望遠タイプのレン
ズ構成で高性能化を図るようにしている。
と、球面収差が過大となり画面全体の結像性能が悪化す
るので、両凸レンズL2の前後面の少なくとも1面を非
球面化することで、全系の球面収差が過大となるのを防
止することができる。しかし、この非球面化のため周辺
像質の劣化が逆に大きくなるため、負レンズL1の前後
面の少なくとも1面を非球面とすることが望ましい。負
レンズL1と両凸レンズL2とのレンズ間隔D2がこれら
の非球面の効果に影響を与える。
に及ぼすこうした影響を配慮したものである。すなわ
ち、D2/fがこの条件式の下限を下回れば、全系のレ
ンズ全長は短くできるものの、画面の中心光束の負レン
ズL1に入射する光線の光線高さと周辺画角で負レンズ
L1に入射する光線の光線高さとの差が小さく各々の非
球面効果を十分引き出せない。
さの差を利用することでレンズL1、レンズL2各々に設
けた非球面による作用効果を発揮しうるが、その一方で
D2が小さくなり過ぎるとともに両者の非球面効果が互
いに干渉しあって両者共には収差補正作用を発揮するこ
とができず収差を確実に良化することが困難である。一
方、D2/fがこの条件式の上限を上回れば、球面収差
と周辺性能が共に良化するが、レンズ全長が長くなりレ
ンズ系のコンパクト化を達成することが困難となる。
ンズとされたことにより生じるコスト高を抑えるために
規定されたものであり、有機材料を使用することにより
非球面レンズの製造を容易とし、製造コストを抑制する
ことを可能としたものである。すなわち、レンズ形成材
料としてガラスを使用しても非球面化は可能であるが製
造コストが高く問題である。
機材料を使用することに加え、さらに後群のレンズL3
として有機材料を使用することを規定するものである。
後群のレンズL3は、主として像面湾曲、歪曲収差およ
び倍率色収差等に、性能上の影響を与えるが、このレン
ズL3に有機材料を使用することが可能であり、これに
よりさらにレンズ系の低価格化が可能である。
図面を用いて説明する。ここで、図1は実施例1〜3の
代表例としての実施例1のレンズ基本構成を示すもので
ある。図1に示すように、物体側から順に、物体側に凹
面を向けた負の両凹レンズL1(実施例3では負のメニ
スカスレンズ)と物体側に強い曲率の面を向けた両凸レ
ンズL2とを配設してなる、全体として正の屈折力を有
する前群と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレン
ズL3からなる、負の屈折力を有する後群とからなる全
体として3枚構成のレンズであって、絞り2をこれら2
つのレンズ群の間に配設してなり、物体側から光軸Xに
沿って入射した光束は結像面1上に結像される。
凸レンズL2の像側の面が非球面とされている(実施例
2においてはレンズL3の像側の面も非球面とされてお
り、実施例3においてはレンズL1の物体側の面も非球
面とされている)。
足する。 0.90<L/f<1.05 ……(1) 0.18<D4/f<0.36 ……(2) 0.02<D2/f<0.07 ……(3) 但し、 L :最も物体側に配された面の光軸中心位置から全系
の像点位置までの長さ D4 :前群と後群との群間隔 D2 :前群の2つのレンズの間隔 f :レンズ全系の焦点距離 また、各実施例において各レンズL1、L2、L3は有機
材料で形成されており、これにより製造コストを安価な
ものとすることが可能である。
ついて具体的数値を用いて説明する。 <実施例1>この実施例1における各レンズ面の曲率半
径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空
気間隔D(mm)、各レンズのd線における屈折率nお
よび各レンズのアッベ数νを下記表1に示す。
5において、各記号R,D,n,νに対応させた数字は
物体側から順次増加するようになっている。*の面は非
球面を表し、それら各非球面は下記数1に示す非球面式
により表される。
す。
に示すようにレンズ系全体の焦点距離fは54.95m
mであり、バックフォーカスlは30.47mm、レン
ズ系全長Lは30.47mm、前群の焦点距離f1は2
7.18mmである。また、表2の下段に示すようにL
/fは0.974、D2/fは0.057、D4/fは
0.263である。
ズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔D(mm)、各レンズのd線におけ
る屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表3に示
す。
す。
に示すようにレンズ系全体の焦点距離fは42.84m
mであり、バックフォーカスlは20.88mm、レン
ズ系全長Lは43.10mm、前群の焦点距離f1は2
4.89mmである。また、表4の下段に示すようにL
/fは1.006、D2/fは0.027、D4/fは
0.337である。
ズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔D(mm)、各レンズのd線におけ
る屈折率nおよび各レンズのアッベ数νを下記表5に示
す。
す。
に示すようにレンズ系全体の焦点距離fは53.63m
mであり、バックフォーカスlは32.88mm、レン
ズ系全長Lは50.88mm、前群の焦点距離f1は2
6.07mmである。また、表6の下段に示すようにL
/fは0.949、D2/fは0.025、D4/fは
0.209である。
像面湾曲、歪曲収差)を各々図2〜4に示す。また、球
面収差図には正弦条件を併せて示す。なお、これらの収
差図においてωは半画角を示す。図2〜4から明らかな
ように、本実施例によれば、各収差を良好なものとする
ことができる。
ズによれば、レンズ系全体を前、後群の二つに分け、前
群は正の屈折力を持たせ、後群は負の屈折力を持たせた
レンズ構成とし、かつ望遠タイプとすることで、レンズ
系全長を短くすることを可能としている。すなわち、前
群の最も物体よりに物体側に凹面を向けた負レンズL1
を配置することで負の屈折力の後群に対して全系の対称
性をよくし、かつ負レンズL1の後段に物体側に曲率の
大きい面を向けた両凸レンズL2を配設してなる正の屈
折力を持つ前群と、物体側に曲率の強い凹面を向けたメ
ニスカス負レンズL3からなる負の屈折力を持つ後群と
で構成することで、全系が、3枚構成の、いわゆる望遠
タイプの小型レンズとしつつ、安価で高性能なものとす
ることを可能としている。
周辺画角での結像性能とレンズ系全体のコンパクト性と
をバランス良く両立できる。さらに、条件式(2)を満
足させることで、全系の対称性を良好とし結像性能を良
好にするとともに、物体側および像側のレンズ径が大き
くなるのを防止してレンズ系のコンパクト化を達成する
ことができる。
示す概略図
像面湾曲、歪曲収差)
像面湾曲、歪曲収差)
像面湾曲、歪曲収差)
Claims (4)
- 【請求項1】 物体側から順に、物体側に凹面を向けた
負レンズL1と物体側に強い曲率の面を向けた両凸レン
ズL2とを配設してなる、全体として正の屈折力を有す
る前群と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL
3からなる、負の屈折力を有する後群とからなる全体と
して3枚構成のレンズであって、 最も物体側に配された面の光軸中心位置から全レンズ系
の像点位置までの長さをL、全レンズ系の焦点距離をf
としたとき、下記条件式(1)を満足し、 0.90<L/f<1.05 ……(1) かつ、前記前群と前記後群との群間隔をD4としたと
き、下記条件式(2)を満足することを特徴とする小型
レンズ。 0.18<D4/f<0.36 ……(2) - 【請求項2】 前記前群を構成する2つのレンズL1、
L2が各々少なくとも1面を非球面とされ、かつこれら
2つのレンズのレンズ間隔をD2としたとき下記条件式
(3)を満足することを特徴とする請求項1記載の小型
レンズ。 0.02<D2/f<0.07 ……(3) - 【請求項3】 前記前群を構成する2つのレンズL1、
L2は、共に有機材料からなることを特徴とする請求項
2記載の小型レンズ。 - 【請求項4】 前記後群を構成する負レンズL3が有機
材料からなることを特徴とする請求項2もしくは3記載
の小型レンズ。
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