JPS63246713A - カメラ用単玉レンズ - 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） この発明は、超低価格のカメラ等に使用される単玉レン
ズ、特にＦナンバーの大きい両面非球面レンズに関する
。

（従来技術） 極めて低価格のカメラには、従来から屡々中、玉レンズ
が使用されている。その１例として実公昭４５−２０８
４９号公報記載のレンズや、レンズ設計技法（近藤文雄
著光学技術研究組合発行、第１９頁〜２０頁）の記載を
あげることが出来る。

前者は、単玉レンズと、平面板を組合せたもので、単玉
レンズに比べて、コストアップとなる。

後者のレンズデータは、次の様になっている（上掲書第
１９頁）。

ｒ、＝１５．６３７　　ｄ：２．５　　ｎａ＝１．５１
６３３　　ｖ　ａ＝６４．１（Ｉ（に７）ｒ３＝２１．
２０９Ｓ＝ｌＯ（第２面から絞りまでの距＃ｌ）上記レ
ンズデーターのレンズ断面は、第１３図に、収差曲線は
、第１４図、第１５図に示す、第１４図は、球面収差、
非点収差、歪曲収差を、第１５図は、横収差を示してい
る。

球面収差、非点収差、歪曲収差、及び基準波長の横収差
は、かなり良好であるが、前記文献でも述べられている
様に１画角が大きくなるにつれて、倍率色収差が、悪く
なっている。

また、３５Ｗｔ＠サイズ、１２６サイズ、ハーフサイズ
、１１０サイズ、ディスクサイズの様な比較的小画面用
のレンズにおいては、レンズ中心厚を加工可能な厚さに
する必要があり、倍率色収差は。

更に悪化する。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明の目的
は、前記の小両面のカメラに用いられるレンズで、倍率
色収差が良好に補正されている単玉レンズを得ようとす
るものである。

より具体的には、Ｆｉｌ程度の明るさで、半画角が、２
０°〜３０’″程度の単玉レンズに関する。

（問題を解決するための手段） この発明においては、単玉非球面レンズは、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状の正の単レンズで、像側に絞
りを置き、焦点距離をｆ、レンズ厚さをｄ、第２面から
絞りまでの距離をＳとするとき ０．０１ｆ＜　　ｄ　　＜　　０．１ｆ　　　・・（１
）０．００３ｆ　　＜　　　Ｓ　　　＜　　　０．０５
ｆ　　　　　・　・　（２）の条件を濶足し、第１面、
第２面は、ともに非球面であるように構成される。

そして非球面は、第１面、第２面の光１リカがらの高さ
ｈの時の近軸球面からの非球面の変形量を、ＡＦ（ｈ）
、　ＡＲ（ｈ）とし、非球面が、近軸球面より像側にあ
るときを正としたとき ＡＦ（ｈ）＞　Ｏ，Ａ置（ｈ）　＞　Ｏ・・　（３）で
、Ａ「（ｈ）、ＡＩ（ｈ）とも、ｈが大きくなるに従っ
て大きくなる形状とされる。

（作用） 第１６図は、前記レンズデーターにおいて、絞りをレン
ズに接近させ、Ｓ＝１とした時の光路図であり、第１７
図は、その時の球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、
第１８図は、横収差を示している。

第１８図から明らかなように、絞りを第２面に近づける
と１倍率色収差が改善される。但し、非点収差及び横収
差は悪化する。

この発明では、先ず第１に絞りを第２面に近づけること
によって、倍率色収差を改善する。そして第２に第１面
、第２面に非球面を採用することによって、非点収差及
び横収差をも良好に保とうとするものである。

この発明の単玉レンズでは、レンズ第１面からピント面
までの長さを小さくするために、物体側に凸面を向けた
メニスカス形状を用いている。

条件（１）、（２）は、倍率色収差を良好に補正するた
めの条件である。

レンズ厚ｄが、小さければ小さいほど倍率収差は、補正
容易になるが１条件（１）の下限以下になると、加工困
難となる。逆に１条件（１）の上限以上になると１画角
の大きい所の倍率色収差が。

悪化し、この発明の目的とする半画角２０＠以、ヒでの
倍率色収差の良好なレンズを得ることが出来ない。

第２面から絞りまでの距離Ｓも、ｄと同様、小さければ
小さいほど倍率色収差は補正容易になるが、メニスカス
レンズであるので、条件（２）の下限以下に絞りを近づ
けることは出来ない０条件（２）の上限以上になると、
画角の大きい所の倍率色収差が悪化し、半画角２０’以
−ヒの倍率色収差の良好なレンズを得ることが出来ない
。

また、絞りを近づけることにより、レンズの外径を著し
く小さく出来ることは、第１３図と第１６図を比較すれ
ば、明らかである。

つぎに、条件（３）及びＡＦ（ｈ）、　ＡＲ（ｈ）がｈ
がなるに従い大きくなるという条件は、非点収差および
横収差を良好に保つための条件である。

絞りを第２面に近付けると第１７図、第１８図に示すよ
うに非点収差および横収差が悪化する。

両角が小さい場合には、このままでも良い場合が有るこ
とは言うまでもない。

しかし、半画角２０＠以上のレンズとする場合には補正
しなければならないが、補正のためには。

第２面を、その凹面の作用が、光軸からの距＃ｌｈが大
きくなるに従って強くなるような非球面とすればよい。

第２面をこのような非球面としたとき１球面収差および
第１６図で光軸より下の光線のオーバーなコマによる横
収差が悪化する。この球面収差およびオーバーなコマを
補正するためには、第１面の凸面の作用が、光軸からの
距離りが大きくなるに従い強くなるような非球面とすれ
ばよい、すなわち、条件（３）およびＡＦ（ｈ）、ＡＲ
（ｈ）が、ｈが大きくなるに従って大きくなることが、
必要であることがわかる。

更に、非球面の加工性、及びレンズのコストの面から、
レンズ材料はプラスチックであることが望ましい。

又、プラスチック材料のアツベ数は、色収差の発生を少
なくするために、５０以上であることが。

望ましい、５０以下のアツベ数のプラスチック材料を用
いると、軸上、及び倍率色収差とも悪化し、カラー撮影
用レンズとしては、使用出来ない。

（実施例） 以下この発明のレンズの実施例をあげる。

また、非球面形状は１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
数をに、非球面係数をＡ１、非球面のべき数をＰｌとす
るとき ｈ＝ｆｐ１再び で表わされる。

非球面の近軸球面からの変形量Ａ　（ｈ）は、ｃ　ＩＩ
　Ａ２ Ａ　（ｈ）　＝Ｘ−Ｘ−アワ７ で求まる。ただし、ｃｌは、近軸球面である。実施例は
、Ａ３の項を含んでいないので、ｃ　＝　ｃ”である。

表中の各記号は、以下のものを示す。

ｒ：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　：アツベ数 Ｆ：Ｆナンバー ２ω：画角 実施例１ ｆ　＝１００　　Ｆｌｌ　　２　ω＝ｓｏ”ｒ　　　　
ｄ　　　　ｎ　　　　賃 １　　　１１．１５５　３．８２　１．４９２００　５
８．３２　　　１２．７９５ 第１面 に＝　　５．４１８８０Ｘ１０−’ Ａ１＝−３，７７１７３Ｘ１０−’　　　　Ｐ、＝　　
４．００ＯＡ、＝−３，２６８９９ＸＩＯ−”　　　　
ｐ、＝　　６．００ＯＡ、＝　１，５４４８８Ｘ１０−
”　　　Ｐ、＝　　８．００ＯＡ４＝−４，５２６３０
Ｘ１０−”　　　Ｐ、＝　１０，０００第２面 に、　　１．８５７８０ Ａ、＝−４，８７４０７Ｘ１０−’　　　Ｐ１＝　４．
００ＯＡ、＝−５，２９１３４Ｘ１０−”　　　Ｐ、＝
　６．００ＯＡ３＝−２，７１３０７Ｘ］Ｏ−’　　　
Ｐ３＝　８．０００＾、＝−３，３５２４５Ｘ　１０−
１″　　Ｐ４＝　１０．０００Ｓ　：０．８８　＝＝　
０．００８８ｆｈ　　　　　　ＡＦ（ｈ）　　　　　　
　ＡＲ（ｈ）１　　　　０．０００Ｇ４６　　　　０．
０００１０７２　　　　０．０００７ｓ２　　　　０．
００１７８２３　　　　０．００４０２２　　　　０．
００９６３０４　　　　０．０１３８１３　　　　　Ｇ
、０３３５６２５　　　　０．０３７９３７　　　　０
．０９４４５５６　　　　　０．０９２７５５ 第１図に、実施例１のレンズ断面及び、光線径路を、第
２図に、その球面収差、非点収差、歪曲収差を、第３図
に、その横収差を示す。

実施例２ ｆ＝ｌｏ０　１”１１　２ω＝４４＠ ｒ　　　　ｄ　　　　ｎ　　　　ν １　　　１１．４２１　４．４４　１．４９２００　５
８．３２　　　１２．９６５ 第１面 に＝　　５．７７０５０　Ｘ　１０−”＾１＝−１．４
３７７５Ｘ１０−”　　　　ＰＬ＝　　４．００ＯＡ、
＝３．８８６６０ｘｌＯ””　　　Ｐ、＝　　６．００
ＯＡ３＝　１．４００４３Ｘ１０−”　　　Ｐ、＝　　
８．０００＾、＝−７．８７４９０ｘｌＯ−”　　　　
Ｐ４＝　１０．０００第２面 に＝　　２．０８２７８ Ａ１＝−１，６７５７８Ｘ１Ｇ−’　　　　Ｐ、＝　　
４．００ＯＡ、ｌ＝４．５ＦＩ０６５Ｘ１０−”　　　
Ｐ、＝　　６．０００＾、＝　１．６７９９１Ｘ１０−
”　　　　Ｐ、＝　　８．０００Ａ、＝−３，８３９８
４Ｘ　１０−”　　　Ｐ４＝　１０．００Ｏ５＝　１．
１９＝０．０１１９ｆ ｈ　　　　　Ａ「（ｈ）　　　　　　ｐ、諷（ｈ）１　
　　０．００００３５　　０．０００１０４２　　　０
．０００５７６　　０．００１７４１３　　　０．００
３１３８　　０．００９５０９４　　　０．０１１０２
２　　０．０３３７２６５　　　０．０３１０６１ ６　　　０．０７８００３ 第４図に、実施例２のレンズ断面及び、光線径路を、第
５図に、その球面収差、非点収差、歪曲収差を、第６図
に、その横収差を示す。

実施例３ ｆ＝１００　　Ｆｉｌ　　２ω＝４４＠ｒ　　　　　　
　ｄ　　　　　　　ｎ　　　　　　　　ν１　　　　　
１３．５５ｇ　　　６．６６　　１．４９２００　　５
８．３２　　　　　１５．６８４ 第１面 に＝　　４．８７６６０　Ｘ　１０−’Ａ□＝−１．０
１４４７Ｘ１０−’　　　　Ｐ、＝　　４．００ＯＡ２
＝−１，０７７９０Ｘ　１０−＠Ｐ、＝６．０００＾、
＝　４．０３２９９Ｘ１０−１Ｐ３＝８．００ＯＡ４＝
−９，０４４４５Ｘ１０−”　　　Ｐ４＝　１０．００
０第２面 に＝　　２．３５５００ Ａ１＝−２，７５３３４Ｘ１０−ｓＰ、＝　　４．００
ＯＡ、＝　　４．９１２５８　Ｘ　１．０−’　　　　
　　　　　夏）、　＝　　６．０００Ａ３＝２．５２５
８０Ｘ１０−”　　　　Ｐ、＝　　８．００ＯＡ４＝−
２，４０ｎ５９Ｘ１０−”　　　　１１．＝　１０．０
００Ｓ＝１，３３＝０．０１３３ｆ ｈ　　　　　ＡＦ（ｈ）　　　　　　ＡＲ（ｈ）１　　
　０．００００１４　　０．００００５０２　　　０．
０００２３９　　０．０００８５７３　　　０．００１
２８０　　０．００４８４５４　　　　０．００４３７
８　　　　０．０１７７４３５　　　　０．０１１８７
５ ６　　　　　０．０２８１６８ 第７図に、実施例３のレンズ断面及び、光線径路を、第
８図にその球面収差、非点収差、歪曲収差を、第９図に
その横収差を示す。

実施例４ ｆ＝１００　　Ｆｉｌ　　２ω＝６０１ｒｄ　　　　ｎ
　　　　ν １　　　１０．１５９　３．０６　１．４９２００　５
８．３２　　　１１．５３３ 第１　ｉｆ＋？ に＝　　６．３６５０８　Ｘ　１０−’＾１＝−７．４
１９４１Ｘ１０−’　　　　Ｐ、＝　　４．００ＯＡ、
＝−７，０６２７５Ｘ１０””　　　　Ｐ、＝　　６．
００ＯＡ３＝　５．９２３５７Ｘ１０−”　　　Ｐ３＝
　　８．００ＯＡ、＝　４．１３７４５Ｘ１０−”　　
　１３４＝　１０．０００第２面 に＝２．２コ１９３７ＸｌＯ＋ｏＯ Ａ、＝−１，５２１６９ｘｌＯ−’　　　　Ｐ、＝　　
４．０００Ａ、＝−１，８３１０５Ｘ１０−＠Ｐ２＝　
　６．００ＯＡ３＝−５，３５２４０Ｘ１０−”　　　
　Ｐ、＝　　８．００ＯＡ４＝　３．９３４９９Ｘ１０
−”　　　　Ｐ、＝　１０．００Ｏ５＝　１．６７＝０
．０１６７ｆ ｈ　　　　　　ＡＦ（ｈ）　　　　　　　ＡＲ（ｈ）１
　　　　　０．００００７６　　　　０．０００１６８
２　　　　　０．００１２６３　　　　０．００２７５
８３　　　　　０．００６８２８　　　　０．０１４７
０２４　　　　　０．０２３８８３　　　　０．０５１
５７２５　　　　　０．０６７７２１　　　　０．１５
５２６９６　　　　　０．１７５６５９ 第１０図に、実施例４のレンズ断面及び、光線径路を、
第１１図にその球面収差、非点収差、歪曲収差を、第１
２図にその横収差を示す。

（発明の効果） この発明の単レンズは、各実施例からも明らかなように
、小型で、いづれも１倍率色収差が良好に補正されてい
ることが、横収差曲線図より、明らかである。そして、
非点収差も横収差もよく補正されており、超低価格カメ
ラ用撮影レンズとして好適なレンズを得ることが出来た
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の単レンズの実施例１のレンズ断面
及び光線径路図、第２図はその球面収差。 非点収差、歪曲収差図、第３図は同じくその横収差図、
第４図は実施例２のレンズ断面及び光線径路図、第５図
はその球面収差、非点収差、歪曲収差図、第６図は同じ
くその横収差図、第７図は実施例；３のレンズ断面及び
光線径路図、第８図はその球面収差、非点収差、歪曲収
差図、第９図は同じくその横収差図、第１０図は実施例
４のレンズ断面及び光、ｔａ径路図、第１１図はその球
面収差。 非点収差、歪曲収差図、第１２図はその横収差図、第１
３図は、従来例のレンズ断面及び光線径路図、第１４図
はその球面収差、非点収差、歪曲収差図。 第１５図はその横収差図、第１６図は、第１３図に示す
従来例の絞り位置を、第２面に近づけたときのレンズ断
面及び光線径路図、第１７図はそのときの球面収差、非
点収差図、第１８図は、同じくそのときの横収差図を示
す。 第　　　１　　　図 第４図 第７図 第１Ｏ図 任　　　　　〈 第　　　１３　　　図 第　　　１６　　　図 第１７図 球［有］収差　　　　　非点収差 第１８図 横収差

Claims (1)

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
   ズで、像側に絞りを置き、焦点距離をｆ、レンズ厚さを
   ｄ、第２面から絞りまでの距離をＳとするとき ０．０１ｆ＜ｄ＜０．１ｆ ０．００３ｆ＜Ｓ＜０．０５ｆ の条件を満足し、第１面、第２面は、ともに非球面であ
   ることを特徴とする単玉非球面レンズ。 ２）第１面、第２面の光軸からの高さｈの時の近軸球面
   からの非球面の変形量を、Ａ＿Ｆ（ｈ）、Ａ＿Ｒ（ｈ）
   とする時 Ａ＿Ｆ（ｈ）＞０、Ａ＿Ｒ（ｈ）＞０ で、Ａ＿Ｆ（ｈ）、Ａ＿Ｒ（ｈ）とも、ｈが大きくなる
   に従って大きくなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項の単玉非球面レンズ。 但し、Ａ＿Ｆ（ｈ）、Ａ＿Ｒ（ｈ）は、非球面が、近軸
   球面より、像側にあるときを、正とする。