JPH1054934A - バックフォーカスの長い広角レンズ - Google Patents
バックフォーカスの長い広角レンズInfo
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- JPH1054934A JPH1054934A JP8227371A JP22737196A JPH1054934A JP H1054934 A JPH1054934 A JP H1054934A JP 8227371 A JP8227371 A JP 8227371A JP 22737196 A JP22737196 A JP 22737196A JP H1054934 A JPH1054934 A JP H1054934A
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Abstract
スフィルター、赤外カットフィルター、色分解光学系、
光路分岐部材等を挿入し得る長いバックフォーカスを有
し、又極めて高い光学性能を有する小型な広角レンズを
提供することを目的とする。 【構成】 本発明の広角レンズは、複数のレンズ群か
らなり、最も物体側の負の前群と、最も像側の正の後群
よりなり、前群が少なくとも1枚の正レンズからなる第
1レンズ群と2枚の負レンズからなる第2レンズ群とに
て少なくとも構成され後群が少なくとも1枚の正レンズ
からなる第1レンズ群と少なくとも1枚の負レンズから
なる第2レンズ群と、少なくとも1枚の正レンズからな
る第3レンズ群からなり、前群、後群の屈折力や前群と
後群の主点間隔等を適切に定めることにより目的を達成
し得るようにした。
Description
上、Fナンバーが2.8乃至4.0程度と明るく、撮像
管や固体撮像素子などを用いた、いわゆる電子カメラや
ビデオカメラなどに最適な、バックフォーカスが長い広
角レンズに関する。
た、いわゆる電子カメラやビデオカメラなどでは、レン
ズと撮像面との間に、ローパスフィルターや赤外カット
フィルターなどの光学部材を挿入する必要があり、その
ためこれらカメラに用いるレンズ系は、焦点距離に比較
して長いバックフォーカスが必要となる。
的で、RGB3色を複数の撮像素子で撮影するために、
いわゆる色分解光学系を用いる撮像装置や、撮影光学系
から光路を分岐し、接眼光学系を介して像を観察する光
学ファインダーもしくは接眼光学系を有する撮像装置で
は、上記光学部材の他に、光路分割のためのミラーやプ
リズムなどの光学部材を挿入する必要があり、そのレン
ズ系は、さらに長いバックフォーカスを必要とする。
ズムなどの光学部材を挿入することが可能な、長いバッ
クフォーカスを有する画角が50°以上の広角レンズと
しては、例えば特開昭63−149618号公報や特開
昭64−61714号公報、特開平4−118612号
公報に記載されているレンズ系が知られている。
により、電子カメラやビデオカメラに用いられる撮像素
子は、撮像管から固体撮像素子へと主力を移し、また固
体撮像素子も、その大きさに比較して、ピクセル数の非
常に多い素子が利用できるようになってきた。そのため
従来は銀塩カメラと比較して画質が劣るなどの理由で用
いられていなかった印刷向けとしても利用できるように
なってきた。しかしこれらの用途に用いる撮像素子に
は、ハイビジョンなどの高精細テレビの規格に対して
も、同等もしくはさらに多くのピクセル数が必要であ
り、近年の製造技術をもってしても小型の撮像素子を製
造することは困難である。そのため各ピクセルの大きさ
は変えずに、全体の大きさを大きくすることにより、多
くのピクセルを配列した撮像素子およびそれを用いた電
子カメラが開発されている。
ウエハから製造できる撮像素子の数が少なくなるため、
製造原価が高くなる問題があるため、配列するピクセル
の大きさを小さくし、小型の撮像素子で多くのピクセル
を配列した撮像素子を開発することによって、小型化と
低コスト化を同時に達成しようとする強い要求がある。
することは、いわゆるナイキスト周波数が高くなるた
め、撮影レンズには、極めて高い光学性能が要求され
る。
アレなどの色に関する問題が顕著になるため、一枚の撮
像素子の上に色フィルターをモザイク状やストライプ状
などに配列した撮像素子を用いる、いわゆる単板式カメ
ラよりも、RGB三原色を三枚の撮像素子で撮影する、
いわゆる三板式カメラに代表される多板式カメラが望ま
れる傾向にある。また電子ビューファインダーでは解像
感が不足したり、ボケ像の観察が困難になるなどの不満
があり、そのため銀塩カメラのように光学ファインダー
に対する要望がある。
ーパスフィルターや赤外カットフィルターなどの光学部
材に加えて、いわゆる色分解光学系や、撮影光学系から
ファインダー光学系への光路分岐用部材を挿入する必要
が生じ、さらに長いバックフォーカスが必要になる。
いバックフォーカスを確保するためには、レンズ系をレ
トロフォーカスタイプのレンズ構成とせざるを得ず、そ
のため絞りに対して負正の非対称な屈折力配置になるた
め、歪曲収差や非点収差などの軸外収差の補正が困難に
なり、また負の前群により、軸上光束は発散光束となる
ため、正の後群において球面収差の発生が大きく、明る
いレンズ系にすることが困難である。
ほど、焦点距離に対するバックフォーカスの長さの比率
が大きくなり、負正それぞれ屈折力を強くするか、もし
くは負のレンズ群と正のレンズ群の間隔を広げることが
要求される。
しくなるため、高い光学性能を保つことが困難となり、
また後者の方法ではレンズ系が大型化する問題が生じ
る。そのため、比較的小型で、しかも長いバックフォー
カスを確保し、高い光学性能を有する光学系を達成する
ためには、負正の屈折力配分と、それらの主点間隔を適
切に配置することが必要になる。
と、特開昭63−149618号公報や特開昭64−9
1714号公報に記載されているレンズ系では、球面収
差の補正や非点収差の補正が十分とは言えず、特開平4
−118612号公報に記載されているレンズ系は、非
常に高い光学性能を達成しているものの、レンズ構成枚
数が極めて多く、そのため焦点距離に比較して、レンズ
系が大きく、前述の、撮像素子を小さく保つことによっ
て、装置全体の小型化を達成しようとする目的に反す
る。
Fナンバーが2.8乃至4.0程度と明るく、レンズ系
と撮像素子の間に、ローパスフィルターや赤外カットフ
ィルター、さらに色分解光学系やファインダー、AF、
AEのための光路分岐用部材などの各種光学部材を挿入
し得る、長いバックフォーカスを有し、小型で多くのピ
クセルを配列した撮像素子を用いた電子カメラやビデオ
カメラなどに最適な、極めて高い光学性能を有する、比
較的小型な広角レンズを提供することを目的とする。
数のレンズ群からなり、最も物体側の前群が全体として
負の屈折力を有し、物体側から順に、少なくとも第1レ
ンズ群と第2レンズ群とから構成され、第1レンズ群が
物体側から順に、少なくとも1枚の正レンズからなり、
第2レンズ群は、物体側から順に、少なくとも2枚の負
レンズからなり、また最も像側の後群は、全体として正
の屈折力を有し、物体側から順に、少なくとも1枚の正
レンズからなる第1レンズ群と、少なくとも1枚の負レ
ンズからなる第2レンズ群と、少なくとも1枚の正レン
ズからなる第3レンズ群からなることを特徴とし、さら
に以下の条件を満足することを特徴としている。
は前群と後群の主点間隔、fF-2 は前群の第2レンズ群
の焦点距離、fはレンズ全系の焦点距離である。
ズ群からなり、最も物体側の前群は、物体側から順に、
少なくとも1枚の正レンズからなる第1レンズ群と、少
なくとも2枚の負レンズからなる第2レンズ群と、少な
くとも1枚の正レンズからなる第3レンズ群からなり、
また最も像側の後群は、全体として正の屈折力を有し、
物体側から順に、少なくとも1枚の正レンズからなる第
1レンズ群と、少なくとも1枚の正レンズからなる第2
レンズ群と、少なくとも1枚の正レンズからなる第3レ
ンズ群からなり、上記の条件(1)乃至(3)と、以下
の条件(5)を満足することを特徴としている。
る場合、光の効率的な利用のために、光の透過する波長
スペクトルをコントロールするダイクロイック膜を用い
て、色分解を行うことが一般的であるが、ダイクロイッ
ク膜は、膜に入射する光の傾きに応じて透過する波長ス
ペクトルが異なるため、画面内で均一な色分解を得るた
めには、画面内の任意の場所で、色分解光学系に入射す
る光束の傾きや拡がりが略等しいことが望ましい。すな
わち軸外主光線が光軸と同じ角度で色分解光学系に入射
し、軸外光束は主光線に対して回転対称な拡がりを持っ
た光束であることが望ましい。そのため撮影レンズの射
出瞳位置は、略無限遠もしくは適度な遠方にすることが
望ましい。
て、射出瞳位置を略無限遠もしくは適度な遠方に位置せ
しめるためには、後群の正の屈折力を適度に強めること
が必要である。
至図21に示したように、撮影レンズと撮像素子の間
に、複数の撮像素子に光路を分岐する、例えば色分解光
学系や、ファインダーや接眼光学系に光路を分岐するミ
ラーやプリズム等の光学部材や、AE、AFなど制御の
ために必要な光学情報を得るための光路分岐光学部材な
どを挿入できる長いバックフォーカスを確保することを
目的の一つにしている。そこでレトロフォーカスタイプ
の構成で、レンズ全長を大きくすることなく、バックフ
ォーカスを長くするための条件を考慮すると、簡単な近
軸関係式から、前群の負の屈折力および後群の正の屈折
力を強めるか、前群と後群の主点間隔を広くする必要が
ある。
イプのレンズ系は、絞りに対して負正の非対称な屈折力
配置になるため、歪曲収差や非点収差などの軸外収差の
補正が困難になり、また負の前群により、軸上光束が発
散光束になるため、正の後群の屈折力が強いと、後群で
発生する球面収差が大になり補正することが困難にな
る。
しくなり、特に前群で発生する負の歪曲収差と、後群で
発生する負の球面収差の補正が困難になる。
好に補正し、かつ長いバックフォーカスの確保や、射出
瞳位置を略無限遠もしくは適度な遠方に位置せしめるた
めに、前群と後群の屈折力の大きさとそれらの主点間隔
を上記の条件(1)、(2)、(3)を満足するように
した。
f/fF |が大きな値をとると、前群の負の屈折力が強
くなるため、負の歪曲収差の発生が大きくなるととも
に、相対的に後群の正の屈折力が不足し、射出瞳位置を
略無限遠もしくは適度な遠方に位置せしめることが困難
になる。またレンズ全系で必要な屈折力を確保するため
に、前群と後群の間隔を開けなければならず、レンズ系
の大型化を招き好ましくない。また下限値の0.10を
越えて|f/fF |が小さな値をとると、前群の屈折力
が弱くなるため、バックフォーカスの確保が困難にな
る。
/f|が大きな値をとると、構成レンズの配列や形状を
工夫しても、レンズ系の大型化を招き好ましくなく、ま
た下限値の2.00を越えて|e/f|が小さな値をと
ると、必要なバックフォーカスを確保するためには、前
群、後群の屈折力を強めなければならず、諸収差の悪化
を招き好ましくない。
f/fR |が大きな値をとると、後群の正の屈折力が強
くなりすぎ、バックフォーカスの確保が困難になるとと
もに、後群で発生する負の球面収差の補正が困難にな
る。また下限値の0.20を越えて|f/fR |が小さ
な値をとると、後群の正の屈折力が不足し、射出瞳位置
を略無限遠もしくは適度な遠方に位置せしめることが困
難になる。
レトロフォーカスタイプの屈折力配置を決定する条件式
であるが、前群と後群の間に比較的小さい屈折力を有す
るレンズ系を挿入し、諸収差の補正に寄与せしめれば、
さらに光学性能の向上を図ることができることは言うま
でもない。
前群で発生する負の歪曲収差の補正に着目すると、前群
に正の屈折力を有するレンズを配置し、負レンズで発生
する大きな負の歪曲収差を補正することが望ましい。し
かし、正の屈折力を強くすると、条件(1)乃至(3)
を満足せしめることが困難になるため、比較的小さな屈
折力で大きな補正効果を得ることが重要である。そのた
めには前群での軸外主光線の高くなる、最も物体側に正
の屈折力を配置し、正の歪曲収差を発生させるのが望ま
しい。
を抑制するために必要とする負の屈折力を複数のレンズ
に屈折力を分担させることが望ましい。
も、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持
つ第2レンズ群からなり、第1レンズ群は少なくとも1
枚のしレンズ、第2レンズ群は少なくとも2枚の負レン
ズにて構成することが望ましい。
らの屈折力の配分は前記の条件(4)を満足することが
望ましい。
|が大きな値になると、前群の負の屈折力が強くなるた
め、負の歪曲収差の発生が大きくなり、それを補正する
ために前群の正の屈折力を強くすると前群と後群の補正
バランスが崩れ、特に画面周辺でのメリディオナル像面
が大きく変動し好ましくない。また下限値を越えて|f
/fF-2 |が小さな値にすると前群の負の屈折力が弱く
なるため、バックフォーカスの確保が困難になるととも
に、負の像面湾曲が大きくなる。
差に着目すると、最も物体側に前群の正の屈折力を集中
させた場合、軸外収差への寄与が大きくなりすぎ、細か
い補正コントロールが困難になる。そのために比較的屈
折力の弱い正レンズを前群の最も像側に配置すれば軸外
収差と軸上収差の補正バランスを効果的に制御すること
が可能になる。
とも1枚の正レンズからなる第1レンズ群、少なくとも
2枚の負レンズからなる第2レンズ群と、少なくとも1
枚の正レンズからなる第3レンズ群から構成し、特に正
の屈折力を用いた収差補正の自由度を増すことが望まし
い。
合には、前群の第2レンズ群の屈折力よりも、むしろ正
の屈折力配分が重要になり、非点収差や軸上色収差、倍
率色収差の効果的な補正のためには、特に第3レンズ群
が以下の条件(5)を満足することが望ましい。
|が大きな値になると、前群に必要な負の屈折力が弱く
なるため、バックフォーカスの確保が困難になるととも
に、負の像面湾曲が大きくなり好ましくない。また下限
値を越えて|f/fF-3 |が小さな値になると、画面周
辺でのメリディオナル像面の変動が大きくなるととも
に、軸上、倍率の色収差の補正が困難になる。
すると、比較的物体側に正の屈折力を配置して、後群中
での軸上光線高が高くなりすぎないようにすることが望
ましい。しかし、物体側から正負の構成では、バックフ
ォーカスを確保することが困難になり好ましくない。
負正のトリプレットタイプにした。
くとも1枚の正レンズからなる第1レンズ群、少なくと
も1枚の負レンズからなる第2レンズ群、少なくとも1
枚の正レンズからなる第3レンズ群で構成することが望
ましい。
での非点収差の補正状態を良好に保つためには、後群の
第2レンズ群を構成する負レンズのうち、少なくとも1
枚の負レンズを以下の条件(6)を満足する形状にする
ことが望ましい。
ズのシェイピングファクターである。ここでシェイピン
グファクターSFは、レンズの物体側、像側の屈折面の
曲率半径を、それぞれra 、rb とするとき、SF=
(ra +rb )/(ra −rb )にて与えられる値であ
る。
が大きな値になると、像面湾曲が補正過剰となり、一方
画面周辺でのメリディオナル像面が大きく負に湾曲する
ため、画面全域でフッラトな像面を得ることが困難にな
り好ましくない。また下限値を越えて、1/SFR-2 が
小さな値になると、球面収差、コマ、非点収差の補正効
果が少なく、後群で大きな収差が残存するとともに、バ
ックフォーカスの確保が困難になり好ましくない。
合、この中間群は以下の条件(7)を満足することが望
ましい。
が大きな値になると、fC が正の場合は後群の屈折力を
強めないとバックフォーカスの確保が困難になるので、
歪曲収差の補正が困難となり、またfC が負の場合は後
群での軸上光線高が高くなりすぎ、球面収差の補正が困
難になり好ましくない。
群、第3レンズ群から構成されている場合には、第3レ
ンズ群と中間群の屈折力配分は以下の条件(8)を満足
することが望ましい。
値になると、レンズ系にしめる正の屈折力が強くなりす
ぎ、バックフォーカスの確保が困難になる。また下限値
を越えてfF-3 /fC が小さな値になると逆にレンズ系
にしめる負の屈折力が強くなりすぎ、後群で発生する球
面収差が大きくなり、明るいレンズ系とすることが困難
となり好ましくない。
めには、以下の条件(9)もしくは(10)を満足せし
める光学系として用いるのが望ましい。
フォーカス、fはレンズ全系の焦点距離である。
ると、レンズ系の画角が大きくなりすぎ、画面周辺での
軸外収差の補正が困難になり好ましくなく、また下限値
を越えて2ωが小さくなると、各レンズ群の屈折力が強
くなりすぎ、必要以上に長いバックフォーカスとなりレ
ンズ系の大型化を招く。
小になると、必要なバックフォーカスが短いため、本発
明の構成ではレンズ系が必要以上に大型化し好ましくな
い。
りに下記条件(1−1)を、もしくは上記の条件(2)
の代わりに下記条件(2−1)を、もしくは上記の条件
(3)の代わりに下記条件(3−1)を、もしくは上記
の条件(4)の代わりに下記の条件(4−1)を、もし
くは上記の条件(5)の代わりに下記の条件(5−1)
を、もしくは上記の条件(6)の代わりに下記の条件
(6−1)を、もしくは上記の条件(7)の代わりに下
記の条件(7−1)を、もしくは上記の条件(8)の代
わりに下記の条件(8−1)を、もしくは上記の条件
(9)の代わりに下記の条件(9−1)を満足せしめる
ことが望ましい。
2)を、もしくは上記条件(5−1)の代わりに下記の
条件(5−2)を満足せしめるとなお良い。
レンズに撮像素子を配置して撮像装置を構成し、又本発
明の広角レンズが長いバックフォーカスを有すると云う
特徴をいかして、レンズ系と撮像面との間にローパスフ
ィルター等や色分解光学系やファインダー光学系へ光路
を分岐するための光路分割ミラー等の光学部材を備えた
撮像装置を構成し得る。
長い広角レンズの実施の形態を各実施例にもとづき述べ
る。
す通りで下記のデーターを有する。 実施例1 f=20.054,F/2.80,2ω=58.989° r1 =76.5476 d1 =4.5000 n1 =1.79196 ν1 =47.38 r2 =311.6291 d2 =0.1500 r3 =56.6914 d3 =2.5000 n2 =1.62032 ν2 =63.38 r4 =21.9146 d4 =6.8983 r5 =∞ d5 =2.0000 n3 =1.48915 ν3 =70.20 r6 =25.1842 d6 =10.4102 r7 =-110.1060 d7 =20.8612 n4 =1.85504 ν4 =23.78 r8 =-63.0402 d8 =31.5626 r9 =∞(絞り) d9 =3.0000 r10=31.9682 d10=1.7997 n5 =1.85504 ν5 =23.78 r11=28.1914 d11=2.3512 r12=-62.4412 d12=4.2000 n6 =1.62032 ν6 =63.38 r13=-48.7647 d13=23.6330 r14=55.6826 d14=3.9452 n7 =1.48915 ν7 =70.20 r15=-66.8720 d15=0.1500 r16=54.2110 d16=2.0000 n8 =1.85504 ν8 =23.78 r17=33.9324 d17=2.1162 r18=67.7674 d18=2.9993 n9 =1.48915 ν9 =70.20 r19=-9014.9062 d19=0.1500 r20=60.5108 d20=2.9990 n10=1.48915 ν10=70.20 r21=-241.6628 d21=4.0000 r22=∞ d22=10.0000 n11=1.51825 ν11=64.15 r23=∞ d23=1.0000 r24=∞ d24=55.0000 n12=1.58566 ν12=46.33 r25=∞ |f/fF |=0.291 ,|e/f|=6.031 ,|f/fR |=0.466 |f/fF-2 |=0.775 ,|f/fF-3 |=0.140 ,1/SFR-2 =0.230 |f/fC |=0.007 ,fF-3 /fC =0.050 ,fB /f=2.404
1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1 ,n2 ,・・・ は各レンズのe線の屈折率、ν1 ,ν
2 ,・・・ は各レンズのd線のアッベ数である。
るレンズ仕様であり、構成は図1に示す通りであり、物
体側から順に、全体として負の屈折力を有する前群F
と、屈折力の弱い中間群Cと、全体として正の屈折力を
有する後群Rからなる。又前群Fは物体側から順に、1
枚の正レンズからなる第1レンズ群と、2枚の負レンズ
からなる第2レンズ群と、1枚の正レンズからなる第3
レンズ群から構成されており、中間群Cは物体側から順
に、1枚の像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、
物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズから構成され
ており、後群Rは物体側から順に、1枚の正レンズから
なる第1レンズ群と、1枚の負レンズからなる第2レン
ズ群と、2枚の正レンズからなる第3レンズ群から構成
されている。
足するように配置され、中間群は条件(7)、(8)を
満足し、主として像面の平坦性を保つことに寄与してい
る。
前群の第3レンズ群は条件(5)を満足するように構成
され、後群の第2レンズ群を構成する負レンズは条件
(6)を満足するような負メニスカスレンズである。
の屈折力を配置することによって、前群で発生する大き
な負の歪曲収差を補正し、後群は物体側から正負正のト
リプレットタイプと同様の屈折力配分になっており、後
群の第1レンズ群において、前群で発散光束となった軸
上光線高を下げる作用を有し、後群の第2レンズ群で
は、後群の第1レンズ群、第3レンズ群で発生するコマ
や非点収差の補正を行い、後群の第3レンズ群で射出瞳
位置を略無限遠もしくは適度な遠方に位置せしめる作用
を有する。
パスフィルターや赤外カットフィルター、色分解プリズ
ムもしくは光路分割プリズム、トリミングフィルターな
どを表している。
ある。この図から明らかなように、この実施例1はレン
ズと撮像素子の間に、ローパスフィルターや赤外カット
フィルター、色分解プリズムもしくは光路分割プリズム
などの光学部材を挿入するための十分長いバックフォー
カスを有し、かつ、小さなピクセルを配列した撮像素子
を用いるために十分な高い光学性能を有している。
実施例1と比較し、第2レンズ群が像側に凹面を向けた
弱い屈折力のメニスカスレンズで構成されている点を異
にしている。
ある。
実施例2と同様の構成であるが、第2実施例と比較し
て、バックフォーカスをやや短く設定している。そのた
め前群、後群ともに屈折力を弱めることができ、さらに
前群と後群の主点間隔を短くすることによってレンズ系
の小型化を達成した実施例である。
ある。
例3と比較し、後群Rが物体側から順に、1枚の正レン
ズと、1枚の負レンズと、1枚の正レンズから構成され
ている点を異にしている。そこで収差補正能力を高める
ために、前群Fの第3レンズ群の屈折力を強めている
が、前群の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を広げ
ることによって、前群と中間群の主点間隔を広げ、前群
の負の屈折力の低下を補っている。
あり、実施例3と比較して、画面周辺でのメリディオナ
ル像面がやや悪化しているものの、高い光学性能を有し
ていることが判る。
実施例1乃至実施例4と異なり、物体側から順に、全体
として負の屈折力を有する前群Fと、全体として正の屈
折力を有する後群Rからなり、前群および後群は、それ
ぞれ実施例1の前群および後群と同様の構成としてい
る。
ある。この図から明らかなように、実施例1と比較し
て、中間群がないために特に画面周辺でのサジタル像面
とメリディオナル像面の乖離が見られるが、少ないレン
ズ枚数で高い光学性能を達成している。
実施例5と比較して、前群と後群の主点間隔を広げるこ
とによって、約70°の撮影画角を達成しているが、前
群、後群それぞれの屈折力をやや弱めることによって、
広角化に伴う諸収差の悪化を少なくしている。
で、図から明らかなように、実施例5と比較して、さら
に画面周辺でのサジタル像面とメリディオナル像面の乖
離が見られるが、少ない枚数で約70°と広い撮影画角
を少ないレンズ枚数で達成することに成功していた例で
ある。
り、実施例5と比較して、後群の第1レンズ群を2枚の
正レンズで構成している点を異にしている。
あり、レンズ構成枚数を1枚増やしたことで、実施例5
と比較して良好な像面特性を示していることが判る。
実施例1乃至実施例7と比較して、撮影レンズと撮像素
子の間に光路分岐光学素子を複数配置できるような長い
バックフォーカスを確保した例である。
あり、焦点距離の大きさに比較して約3.4倍もの長い
バックフォーカスを有しているにも関わらず、高い光学
性能を有していることが判る。
実施例1と比較して、後群Rが、物体側から順に1枚の
正レンズからなる第1レンズ群と、2枚の負レンズから
なる第2レンズ群からなる点で異なっている。そのため
前群Fと後群Rとの主点間隔が狭くなり、その分を前群
Fと中間群Cの屈折力を強めることで補っている。
あり、後群を構成するレンズ枚数が少ない点を、中間群
の屈折力を強めて補正効果を高めることで高い光学性能
を維持している。
況は、無限遠物点に対する状況を示したが、これらの実
施例のレンズ系を用いて近距離物点に対するフォーカシ
ングを行う場合、レンズ系全体を繰り出す方式はもちろ
ん、例えばレンズ系全体を繰り出しながら前群と後群の
間隔を変化させるフローティング機構を採用するなどの
方法により、無限遠物点から近距離物点に至るまで、広
いフォーカシング範囲で高い光学性能を達成することが
できる。
いることを想定しているが、ミラーなどのように空気中
に反射面を設けて行う場合なども同様であることは言う
までもない。
い広角レンズは電子カメラやビデオカメラなどに最適な
レンズ系であって、前記レンズ系を備えた撮像装置も、
本発明を構成するものである。
を示す図で、図19の光学系を備えたビデオカメラに用
いた概略図である。この図において、11は本発明の広
角レンズで、このレンズ系を通った光は、色分解プリズ
ム12によりレッドR、グリーンG、ブルーB(又はシ
アン、マゼンタ、イエロー)に分解して夫々対応するC
CD13にて受光する。又音声は、マイク14により受
信し、この音声信号と前記の受光された映像にもとづく
信号は、情報処理手段15にて処理されブラウン管等の
モニター16にて再生され観察差18により観察され
る。又、映像と音声とは磁気テープ、磁気ディスク等の
記録媒体17に記録される。この図22はビデオカメラ
であるが、本発明のレンズ系は、銀塩カメラ等に用いて
も良い。
ズ系の他、次の各項に記載する広角レンズも発明の目的
を達成し得る。
3に記載するレンズ系で、前記前群と前記後群との間に
弱い屈折力を中間群を配置したことを特徴とするバック
フォーカスの長い広角レンズ。
3あるいは前記の(1)の項に記載するレンズ系で、条
件(4)の代りに下記条件(4−1)を満足するバック
フォーカスの長い広角レンズ。 (4−1) 0.40<|f/fF-2 |<0.90
記載するレンズ系で、条件(5)の代りに下記条件(5
−1)を満足するバックフォーカスの長い広角レンズ。 (5−1) 0.00<|f/fF-3 |<0.22
3あるいは前記の(1)、(2)又は(3)の項に記載
するレンズ系で、後群の第2レンズ群中の少なくとも一
つの負レンズが下記条件(6)を満足するバックフォー
カスの長い広角レンズ。 (6) 0.00<1/SFR-2 <1.00
(4)の項に記載するレンズ系で、中間群が下記条件
(7)を満足するバックフォーカスの長い広角レンズ。 (7) |f/fC |<0.50
(4)又は(5)に記載されたレンズ系で、下記条件
(8)を満足するバックフォーカスの長い広角レンズ。 (8) −2.50<fF-3 /fC <0.30
3あるいは前記の(1)、(2)、(3)、(4)、
(5)又は(6)の項に記載するレンズ系で、下記条件
(9)、(10)を満足するバックフォーカスの長い広
角レンズ。 (9) 50°<2ω<90° (10) 2.00<fB /f
3あるいは前記の(1)、(2)、(3)、(4)、
(5)、(6)又は(7)に記載する広角レンズを備え
た撮像装置。
上であり、Fナンバーが2.8〜4.0程度と明るく、
又バックフォーカスが長くてローパスフィルターや赤外
カットフィルターや色分解光学系やファインダー、A
F、AEのための光路分岐用部材等の光学部材を配置し
得るもので、小型で多くのピクセルを配列した撮像素子
を用いた電子カメラやビデオカメラ等に最も適した、極
めて高い光学性能を有するレンズ系である。
プリズムを挿入した例を示す図
ンダーへの分岐プリズムを配置した列を示す図
プリズムとファインダーへの分岐プリズムとを配置した
例を示す図
構成を示す概略図である。
と、特開昭63−149618号公報や特開昭64−6
1714号公報に記載されているレンズ系では、球面収
差の補正や非点収差の補正が十分とは言えず、特開平4
−118612号公報に記載されているレンズ系は、非
常に高い光学性能を達成しているものの、レンズ構成枚
数が極めて多く、そのため焦点距離に比較して、レンズ
系が大きく、前述の、撮像素子を小さく保つことによっ
て、装置全体の小型化を達成しようとする目的に反す
る。
する負の歪曲収差の補正に着目すると、前群に正の屈折
力を有するレンズを配置し、負レンズで発生する大きな
負の歪曲収差を補正することが望ましい。しかし、正の
屈折力を強くすると、条件(1)乃至(3)を満足せし
めることが困難になるため、比較的小さな屈折力で大き
な補正効果を得ることが重要である。そのためには前群
での軸外主光線の高くなる、最も物体側に正の屈折力を
配置し、正の歪曲収差を発生させるのが望ましい。
F−2|が大きな値になると、前群の負の屈折力が強く
なるため、負の歪曲収差の発生が大きくなり、それを補
正するために第1レンズ群の正の屈折力を強くすると第
1レンズ群と第2レンズ群の補正バランスが崩れ、特に
画面周辺でのメリディオナル像面が大きく変動し好まし
くない。また下限値を越えて|f/fF−2|が小さな
値にすると前群の負の屈折力が弱くなるため、バックフ
ォーカスの確保が困難になるとともに、負の像面湾曲が
大きくなる。
群、第3レンズ群から構成されている場合には、第3レ
ンズ群と中間群の屈折力配分は以下の条件(8)を満足
することが望ましい。
実施例1と比較し、中間レンズ群Cが像側に凹面を向け
た弱い屈折力のメニスカスレンズで構成されている点を
異にしている。
実施例1と比較して、前群Fが、物体側から順に1枚の
正レンズからなる第1レンズ群と、2枚の負レンズから
なる第2レンズ群からなる点で異なっている。そのため
前群Fと後群Rとの主点間隔が狭くなり、その分を前群
Fと中間群Cの屈折力を強めることで補っている。
Claims (3)
- 【請求項1】複数のレンズ群からなり、最も物体側の前
群が、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、
少なくとも第1レンズ群と第2レンズ群とから構成さ
れ、前記第1レンズ群は、物体側から順に、少なくとも
1枚の正レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側
から順に、少なくとも2枚の負レンズからなり、また最
も像側の後群は、全体として正の屈折力を有し、物体側
から順に、少なくとも1枚の正レンズからなる第1レン
ズ群と、少なくとも1枚の負レンズからなる第2レンズ
群と、少なくとも1枚の正レンズからなる第3レンズ群
からなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を
満足することを特徴とする、バックフォーカスの長い広
角レンズ。 (1) 0.10<|f/fF |<1.00 (2) 2.00<|e/f|<9.00 (3) 0.20<|f/fR |<1.20 (4) 0.20<|f/fF-2 |<0.90 ただしfF 、fR はそれぞれ前群および後群の焦点距離
であり、eは前群と後群の主点間隔、fF-2 は前群の第
2レンズ群の焦点距離、fはレンズ全系の焦点距離であ
る。 - 【請求項2】複数のレンズ群からなり、最も物体側の前
群が、物体側から順に、少なくとも1枚の正レンズから
なる第1レンズ群と、少なくとも2枚の負レンズからな
る第2レンズ群と、少なくとも1枚の正レンズからなる
第3レンズ群からなり、また最も像側の後群が全体とし
て正の屈折力を有し、物体側から順に、少なくとも1枚
の正レンズからなる第1レンズ群と、少なくとも1枚の
負レンズからなる第2レンズ群と、少なくとも1枚の正
レンズからなる第3レンズ群からなり、下記条件
(1)、(2)、(3)、(5)を満足することを特徴
とする、バックフォーカスの長い広角レンズ。 (1) 0.10<|f/fF |<1.00 (2) 2.00<|e/f|<9.00 (3) 0.20<|f/fR |<1.20 (5) 0.00<|f/fF-3 |<0.24 ただしfF 、fR はそれぞれ前群および後群の焦点距離
であり、eは前群と後群の主点間隔、fF-2 は前群の第
2レンズ群の焦点距離、fはレンズ全系の焦点距離であ
る。 - 【請求項3】条件(4)を満足することを特徴とする、
請求項2のバックフォーカスの長い広角レンズ。 (4) 0.20<|f/fF-2 |<0.90 ただし、fF-2 は前群の第2レンズ群の焦点距離であ
る。
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP22737196A JP3510428B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | バックフォーカスの長い広角レンズ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1054934A true JPH1054934A (ja) | 1998-02-24 |
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Family
ID=16859764
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JP22737196A Expired - Fee Related JP3510428B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | バックフォーカスの長い広角レンズ |
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JP (1) | JP3510428B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6924947B2 (en) | 2003-01-23 | 2005-08-02 | Pentax Corporation | Wide-angle lens system |
US7468748B2 (en) | 2004-05-07 | 2008-12-23 | Sony Corporation | Imaging apparatus |
KR101457415B1 (ko) * | 2008-06-26 | 2014-11-03 | 삼성전자주식회사 | 렌즈 광학계 |
JP2016065906A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP22737196A patent/JP3510428B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3510428B2 (ja) | 2004-03-29 |
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