JPH04335609A - 小型広角レンズ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３５ｍｍ判のコンパク
トなレンズシャッターカメラ及びレンジファインダー付
きカメラ等の使用に適した広角レンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られている負正負の屈折力配
分を有する対象型広角レンズのタイプとして、ビオゴン
型やアビオゴン型等が存在している。負正負の対称型で
あるビオゴン型広角レンズは，広い画角を包括でき、歪
曲収差を小さくおさえることができる。また、負正負の
屈折力配分をとることからトポゴン型広角レンズやオル
ソメータ型広角レンズ等に比べ、周辺光量を多くできる
という利点を有していた。そして、これらの基本的な型
式を発展させ、Ｆナンバーを明るくした例が、特開昭５
４−７０８２６号公報に、また最少枚数で構成した例が
、特公昭５１−２４８８６及び特開昭５６−１４０３１
１公報に示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビオゴ
ン型広角レンズは構成枚数が多く、レンズ系全厚（レン
ズの最も物体側の面から最も像側の面までの厚み）が厚
く、しかもＦナンバーが暗いという欠点を有していた。 また、特開昭５４−７０８２６号公報に示されているレ
ンズ系は、Ｆナンバーは明るいがレンズ系全厚が厚く、
構成枚数も多く、コンパクト化、低コスト化の点で十分
とはいえなかった。また、特公昭５１−２４８８６号公
報、特開昭５６−１４０３１１号公報に示されているレ
ンズ系は６枚構成であり、この型式のレンズ系としては
最低枚数で構成されている。しかし、レンズ系の全長が
長く、Ｆナンバーも暗く、好ましくなかった。

【０００４】本発明はこの様な従来の問題点を解決し、
レンズ系全厚の薄肉化、大口径化、構成枚数の軽減を実
現し、低コストでコンパクトな対称型広角レンズを提供
するものである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】物体側から順に、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズ成分Ｌ１
　、正レンズと負レンズの貼り合わせからなり物体側に
凸面を向けた接合正レンズの第２レンズ成分Ｌ２　、負
レンズと正レンズの貼り合わせからなり像側に凸面を向
けた接合正レンズの第３レンズ成分Ｌ３　、像側に凸面
を向けた負メニスカスレンズの第４レンズ成分Ｌ４　に
より構成され、前記第２レンズ成分Ｌ２　と前記第３レ
ンズ成分Ｌ３　との間に配置された絞りを有し、かつ以
下の条件を満足する。

【０００６】

【数４】

【０００７】ｔ１　：前記第１レンズ成分Ｌ１　の最も
像側の面から前記第２レンズ成分 Ｌ２　の最も物体側の面までの軸上空気間隔ｔ３　：前
記第３レンズ成分Ｌ３　の最も像側の面から前記第４レ
ンズ成分 Ｌ４　の最も物体側の面までの軸上空気間隔ｎ２１：前
記第２レンズ成分Ｌ２　中の物体側の正レンズのｄ線に
対する屈折率 ｎ２２：前記第２レンズ成分Ｌ２　中の像側の負レンズ
のｄ線に対する屈折率 ｎ３１：前記第３レンズ成分Ｌ３　中の物体側の負レン
ズのｄ線に対する屈折率 ｎ３２：前記第３レンズ成分Ｌ３　中の像側の正レンズ
のｄ線に対する屈折率 ｆ　　：全系の焦点距離

【０００８】

【作用】本発明においては第２レンズ成分Ｌ２　と第３
レンズ成分Ｌ３　とが正屈折力を有し、全体として負正
負の屈折力配置を有している。第１レンズ成分Ｌ１　及
び第４レンズ成分Ｌ４　はそれぞれ、像面弯曲や非点収
差を十分に補正するために、絞りに対して凹面を向けた
負のメニスカスレンズで構成されている。前述した通り
、負のメニスカスレンズを用いることによって、画角を
より大きくすることが可能となり、周辺光量の増大にも
つながる。

【０００９】物体側から順に正レンズと負レンズの貼り
合わせレンズの第２レンズ成分Ｌ２　、及び物体側から
順に負レンズと正レンズの貼り合わせレンズの第３レン
ズ成分Ｌ３　は、それぞれ球面収差を十分に補正できる
構成であり、歪曲収差等の収差補正も考慮し、絞りに対
して対称な形状とした。もし、第２レンズ成分Ｌ２　を
物体側から順に負レンズと正レンズの接合レンズ、第３
レンズ成分Ｌ３　を物体側から順に正レンズと負レンズ
の接合レンズにおきかえた場合、球面収差の補正が困難
になり、大口径化には不利である。また、本発明では、
各条件に示すごとく各レンズの空気間隔及び各レンズの
厚さの選択が重要である。

【００１０】次に各条件式についての説明をする。一般
に、負正負の絞りに対して対称性を持つビオゴン型の様
なレンズの場合、負の第１レンズ群（第１レンズ成分Ｌ
１　）及び、最も像側の負のレンズ群（第４レンズ成分
Ｌ４）とその間の正のレンズ群との間の空気間隔（ｔ１
　及びｔ３）は、広いほどペッツバール和を適切な値に
保つ自由度が増加する。そして、構成枚数の少ないレン
ズでも良好なペッツバール和を設定することが可能にな
り、非点収差や像面弯曲も小さくすることができる。し
かしながら、あまりにも前記空気間隔ｔ１　及びｔ３　
が大きいと、レンズ全厚が大きく、前玉径及び後玉径が
大きくなり、レンズ系全体の大型化につながり好ましく
ない。逆に前記空気間隔ｔ１　及びｔ３　が非常に小さ
くなると、結果的にペッツバール和が正の方向へ変位し
、非点収差、像面弯曲の補正が困難となるばかりか、絞
りより離れたレンズにおいて軸上光線と軸外光線との分
離が悪くなるため、他の軸上収差も軸外収差の補正バラ
ンスを適切に保つことが困難になる。

【００１１】これらの原因になっているペッツバール和
は、正レンズと負レンズの適切な屈折率を設定すること
によってある程度改善することが可能である。特に接合
正レンズの第２レンズ成分Ｌ２　及び第３レンズ成分Ｌ
３　の適切な屈折率の設定が必要となる。従って接合正
レンズの第２レンズ成分Ｌ２　及び第３レンズ成分Ｌ３
　中の正レンズには、負レンズよりも高屈折率のガラス
を使用し、ペッツバール和を小さくする。一般に正の屈
折力を有する貼り合わせレンズにおいて、正レンズに高
屈折率ガラスを用い、負レンズに低屈折率ガラスを用い
る場合、球面収差が補正できなくなり、Ｆナンバーを明
るくすることができない。本発明の場合、第１レンズ成
分Ｌ１　と第２レンズ成分のＬ２　の空気間隔ｔ１　及
び第３レンズ成分Ｌ３　と第４レンズ成分Ｌ４　の空気
間隔ｔ３　に存在する空気レンズ等によって、球面収差
を補正し、Ｆナンバーを明るくすることができる。従っ
て、前記空気間隔ｔ１　及びｔ３　と各レンズの屈折率
を決定すると同時に、適切な値にする必要がある。そし
て空気間隔ｔと屈折率ｎとの適切な比を保つことにより
、非点収差及び像面弯曲を悪化させることなく、前記空
気間隔ｔ１　及びｔ３　を小さくすることができ、レン
ズの全厚を小さくすることができる。

【００１２】条件式（１）、（２）はレンズのコンパク
ト化と軸外収差、特に非点収差及び像面弯曲の補正に関
する条件である。 条件式（１）の下限を下まわる時、以下の２通りの場合
が考えられる。 ■　　第２レンズ成分Ｌ２　中の正レンズと負レンズの
屈折率差が非常に小さい場合。 ■　　第１レンズ成分Ｌ１　と第２レンズ成分Ｌ２　の
間の空気間隔ｔ１　が、非常に大きい場合。

【００１３】■の場合は、ペッツバール和が大きく正の
値をとるために非点収差及び像面弯曲の補正が困難とな
る。■の場合はレンズの全厚Ｄが大きくなり、レンズの
前玉径、後玉径も増大し大型化するので好ましくない。 条件式（１）の上限を上まわる時、以下の２通りの場合
が考えられる。 ■　　第２レンズ成分Ｌ２　の中の正レンズと負レンズ
の屈折率差が非常に大きい場合。 ■　　第１レンズ成分Ｌ１　と第２レンズ成分Ｌ２　と
の間の空気間隔ｔ１　が非常に小さい場合。

【００１４】■の場合、ペッツバール和には有効である
が、結果的に接合された正・負レンズの分散の差が少な
くなり、色収差の補正が困難となり好ましくない。また
、球面収差の補正も困難になりＦナンバーを明るくでき
なくなる。■の場合、絞りより離れたレンズにおいて軸
外光線と軸上光線との分離が悪くなるため、軸外収差と
軸上収差の収差補正のバランスが悪化し、特に非点収差
及び像面弯曲が補正困難となり、さらにサジタル像面が
大きく弯曲してしまう。そのため、良好な性能は得られ
ない。したがって、この範囲が望ましい。ましい。

【００１５】条件（２）の下限を下まわる時、以下の２
通りの場合が考えられる。 ■　　第３レンズ成分Ｌ３　中の負レンズ、正レンズの
屈折率差が非常に小さい場合■　　第３レンズ成分Ｌ３
　と第４レンズ成分Ｌ４　との間の空気間隔ｔ３　が非
常に大きい場合。■の場合は、ペッツバール和がより大
きく正の値をとるため、非点収差及び像面弯曲の補正が
困難になる。 ■の場合は、レンズの全厚が大きくなり、レンズの前玉
径、後玉径も増大し、レンズ系全体の大型化をまねき好
ましくない。又コストアップにもつながり好ましくない
。

【００１６】条件（２）の上限を上まわる時、以下の２
通りの場合が考えられる。 ■　　第３レンズ成分Ｌ３　中の負レンズ・正レンズの
屈折率差が非常に大きい場合。■　　第３レンズ成分Ｌ
３　と第４レンズ成分Ｌ４　の間の空気間隔ｔ３　が非
常に小さい場合がある。

【００１７】■の場合、ペッツバール和には有効である
が、接合された負レンズの分散の差が少なくなり、色収
差の補正が困難となり、好ましくない。また、球面収差
の補正も困難になり、Ｆナンバーを明るくすることがで
きなくなる。■の場合、絞りより離れたレンズにおいて
軸外光線と軸上光線との分離が悪くなり、軸外収差と軸
上収差との収差補正のバランスが悪化し、特に非点収差
、及び像面弯曲が補正困難になり、さらにサジタル像面
が大きく弯曲する様になり、良好な性能は得られない。 本発明の効果を十分発揮させるためには、下限を０．８
５とすればより良い結果が得られる。

【００１８】以上の如き本発明の構成において、以下の
ごとき条件式（３）及び（４）を満たすことが望ましい
。

【００１９】

【数５】

【００２０】Ｄ　　：レンズの最も物体側の面から最も
像側の面までの軸上距離 ｔ２　：正レンズと負レンズの貼り合わせからなり物体
側に凸面を向けた 接合正レンズの第２レンズ成分Ｌ２　の最も像側の面か
ら負レンズと正レンズの貼り合わせからなり像側に凸面
を向けた接合正レンズの第３レンズ成分Ｌ３　の最も物
体側の面までの軸上空気間隔 条件式（３）は、第１レンズ成分Ｌ１　と第２レンズ成
分Ｌ２　との間の空気間隔ｔ１　及び第３レンズ成分Ｌ
３　と第４レンズ成分Ｌ４　との間の空気間隔ｔ３　と
の合成された空気間隔を更に規定する条件である。条件
式（３）の下限を下まわると、レンズの全厚は小さくな
るが、軸上光線と軸外光線との分離が難しくなり、収差
補正の自由度が不足してしまい、結果的に非点収差、像
面弯曲が悪化する。そして、各レンズが物理的に干渉す
る可能性も発生し、好ましくない。逆に上限を上まわる
と、球面収差の補正に利用している空気レンズの作用が
弱まるので好ましくないばかりか、レンズの全厚が厚く
なるのでコンパクト化に反し好ましくない。尚、本発明
の効果を発揮するには、下限を０．０８とし、上限を０
．３４にすると更に良好な結果が得られる。

【００２１】条件（４）は第２レンズ成分Ｌ２　と第３
レンズ成分Ｌ３　の間の空気間隔ｔ２　を規定するもの
である。本発明を、コンパクトなレンズシャッターカメ
ラやいわゆるコンパクトカメラ等に用いる場合、第２レ
ンズ成分Ｌ２　と第３レンズ成分Ｌ３　との間にシャッ
ター及び絞りＳを入れる必要があり、ある一定以上の空
気間隔が必要である。従って下限を下まわると、シャッ
ター及び絞りが構造上入らなくなる。逆に上限をこえる
と、最大画角の斜光線の入射する位置が各レンズ面のよ
り光軸から離れた部分になり、周辺光量の低下につなが
る。それを補うために有効径を大きくすれば、レンズ全
体の大型化につながり好ましくない。しかも、周辺斜光
線の屈折角が大きくなるので高次収差が発生し、特に軸
外収差が悪化し好ましくない。更に本発明の効果を発揮
させるには下限を０．１　とし、上限を０．３５とする
とより良好な結果がえられる。

【００２２】本発明においては、更に次のような条件式
（５）及び（７）を満たすことが望ましい。

【００２３】

【数６】

【００２４】ｄ２１：正レンズと負レンズの貼り合わせ
からなり物体側に凸面を向けた接合正レンズの第２レン
ズ成分Ｌ２　中の物体側正レンズの中心厚ｄ３２：負レ
ンズと正レンズの貼り合わせからなり像側に凸面を向け
た接合正レンズの第３レンズ成分Ｌ３　中の像側の正レ
ンズの中心厚 条件式（５）はレンズの全厚Ｄ即ち、第１レンズ成分Ｌ
１　の最も物体側の面から、第４レンズ成分Ｌ４　の最
も像側の面までの全厚を規定する条件である。本発明は
、一般的な対称型レンズに比べバックフォーカスは長い
がレンズの全厚Ｄは小さい。言い換えれば、レンズ全長
（レンズの全厚Ｄ＋バックフォーカス）は比較的大きく
、レンズの全厚が小さいのが特徴である。これはコンパ
クトなレンズシャッターカメラやレンジファインダー付
カメラ等に組み入れる時に、沈胴式にすればコンパクト
に収納することが出き、レンズの全厚が小さい方が現実
的に有効である。条件式（５）の下限を下まわると、絞
りよりはなれたレンズにおいて軸上光線と軸外光線との
分離が悪くなり、各収差の補正バランスがとれなくなり
、Ｆ２．８　程度の明るさを実現しつつ広角化すること
が困難になる。又、上限を上まわると、収差補正上は有
利な方向であるがレンズの全厚が大きくなり、本発明の
目的からはずれ好ましくない。又、本発明の効果を十分
発揮するためには下限を０．５５、上限を１．２　とす
ればさらに良い結果が得られる。

【００２５】条件式（６）、（７）は接合された正レン
ズの第２レンズ成分Ｌ２　及び第３レンズ成分Ｌ３　中
の正レンズの中心厚に関する条件である。これら正レン
ズの中心厚は、特に球面収差の補正に有効に作用してい
る。 本発明のごとくＦ２．８　程度とこのタイプとしては大
口径比のレンズを実現するには、軸外収差以外にも球面
収差の良好な補正が必要になる。

【００２６】条件式（６）の下限を下まわると球面収差
の補正が困難となり、また結果的に接合された第２レン
ズ成分Ｌ２　の中の正レンズの縁厚が薄くなるので製造
上好ましくない。逆に上限を上まわると、接合された第
２レンズ成分Ｌ２　の中の正レンズの中心厚が非常に大
きくなる。従って球面収差の補正には良いが、レンズの
全厚Ｄが大きくなり各レンズの径の大型化し、結果的に
レンズ全体の大型化につながり好ましくない。従って、
現実的にはこの範囲が望ましい。

【００２７】条件式（７）の下限を下まわると、球面収
差の良好な補正が困難になる。又、結果的に接合された
第３レンズ成分の中の正レンズの縁厚が薄くなるので、
製造上好ましくない。又、逆に上限を上まわると、接合
された第３レンズ成分Ｌ３　の中の正レンズの中心厚が
非常に大きく、レンズ全厚Ｄが大きくなる。そのため、
各レンズの径が大型化し、結果的にレンズ全体の大型化
を招き好ましくない。又、非常に中心厚が厚いと、製造
上も困難となり、コストアップにつながり好ましくない
。

【００２８】更に、本発明に以下の条件を付加すればよ
り良好な結果が得られる。

【００２９】

【数７】

【００３０】ｑ１　：第１レンズ成分Ｌ２　の形状因子
ｑ４　：第４レンズ成分Ｌ４　の形状因子尚、形状因子
ｑの式を以下に示す。

【００３１】

【数８】

【００３２】ｒ１　：物体側レンズ面の曲率半径ｒ２　
：像側レンズ面の曲率半径 条件式（８）、（９）は、最も物体側のレンズ成分と最
も像側のレンズ成分の形状に関する式である。そして、
（１０）　は形状因子ｑを求める式である。

【００３３】条件式（８）の下限を下まわると、第１レ
ンズ成分Ｌ１　の各面の曲率半径が非常に小さくなるた
めに製造上困難になるばかりか、第１レンズ成分Ｌ１　
と第２レンズ成分Ｌ２　との間の空気間隔ｔ１　が結果
的に大きくなり好ましくない。逆に上限を上まわる場合
、軸外光線に対し、第一面での屈折が大きくなり、結果
的に像面弯曲および非点収差が悪化する。

【００３４】条件式（９）の下限を下まわると、軸外光
線に対し、第４レンズ成分Ｌ４　の最後面での屈折が非
常に大きくなり、結果的に像面弯曲および非点収差が悪
化する。逆に上限を上まわれば、第４レンズ成分の各面
の曲率半径が小さくなり、製造上困難になるばかりか、
第３レンズ成分Ｌ３　との間の空気間隔ｔ３　が結果的
に大きくなるため、コンパクト化に反し好ましくない。 したがって現実的にはこの範囲が好ましい。

【００３５】

【実施例】第１実施例から第６実施例は、物体側から順
に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの第１レン
ズ成分Ｌ１　、正レンズと負レンズの貼り合わせからな
り物体側に凸面を向けた接合正レンズの第２レンズ成分
Ｌ２、負レンズと正レンズの貼り合わせからなり像側に
凸面を向けた接合正レンズの第３レンズ成分Ｌ３　、像
側に凸面を向けた負メニスカスレンズの第４レンズ成分
Ｌ４　により構成され、前記第２レンズ成分Ｌ２　と前
記第３レンズ成分Ｌ３　との間に配置された絞りを有す
る。

【００３６】以下に本発明の各実施例の諸元の値を掲げ
る。実施例の諸元表中における左端の数字は、物体側か
らの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ
面間隔、屈折率ｎ及びアッベ数νはｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する値である。

【００３７】

【実施例１】ｆ＝２８．６ ＦＮＯ＝２．９０ ２ω＝７５．３°

【００３８】

【数９】

【００３９】

【実施例２】ｆ＝２８．６ ＦＮＯ＝２．９０ ２ω＝７５．３°

【００４０】

【数１０】

【００４１】

【実施例３】ｆ＝２８．６ ＦＮＯ＝２．８３ ２ω＝７５．１°

【００４２】

【数１１】

【００４３】

【実施例４】ｆ＝２８．６ ＦＮＯ＝２．９０ ２ω＝７４．６°

【００４４】

【数１２】

【００４５】

【実施例５】ｆ＝２８．６ ＦＮＯ＝２．９０ ２ω＝７４．９°

【００４６】

【数１３】

【００４７】

【実施例６】ｆ＝２８．６ ＦＮＯ＝２．９０ ２ω＝７４．９°

【００４８】

【数１４】

【００４９】尚、本発明の第１レンズ成分Ｌ１　または
第４レンズ成分Ｌ４　に非球面レンズを導入すれば、更
に非点収差や像面湾曲が良好にでき、さらに広角化でき
る。 また、第２レンズ成分Ｌ２　または第３レンズ成分Ｌ３
　に非球面レンズを導入することにより更に球面収差を
補正でき、より大口径化することが可能であることは一
般的な非球面レンズの使用方法から言うまでもない。

【００５０】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、非常に少な
いレンズ構成枚数でＦ２．８　程度の明るい広角レンズ
を実現することができ、コンパクトなレンズシャッター
式カメラやレンジファインダー付カメラ等に適用できる
。また、レンズの全厚が小さいのでカメラボディの中に
沈胴する方式をとれば、更にレンズの全厚が非常に薄く
なる。また、本発明は３５ｍｍ判カメラに限られず、大
判カメラ用レンズ等にも使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のレンズ構成図

【図２】本発
明の実施例１の収差図

【図３】本発明の実施例２のレンズ構成図

【図４】本発
明の実施例２の収差図

【図５】本発明の実施例３のレンズ構成図

【図６】本発
明の実施例３の収差図

【図７】本発明の実施例４のレンズ構成図

【図８】本発
明の実施例４の収差図

【図９】本発明の実施例５のレンズ構成図

【図１０】本
発明の実施例５の収差図

【図１１】本発明の実施例６のレンズ構成図

【図１２】
本発明の実施例６の収差図

【符号の説明】

Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４　・・・各レンズ成分Ｓ・・・
絞り

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　物体側から順に、物体側に凸面を向け
   た負メニスカスレンズの第１レンズ成分Ｌ１　、正レン
   ズと負レンズの貼り合わせからなり物体側に凸面を向け
   た接合正レンズの第２レンズ成分Ｌ２　、負レンズと正
   レンズの貼り合わせからなり像側に凸面を向けた接合正
   レンズの第３レンズ成分Ｌ３　、像側に凸面を向けた負
   メニスカスレンズの第４レンズ成分Ｌ４　により構成さ
   れ、前記第２レンズ成分Ｌ２　と前記第３レンズ成分Ｌ
   ３　との間に配置された絞りを有し、かつ以下の条件を
   満足することを特徴とする小型の広角レンズ。 【数１】 ｔ１　：前記第１レンズ成分Ｌ１　の最も像側の面から
   前記第２レンズ成分 Ｌ２　の最も物体側の面までの軸上空気間隔ｔ３　：前
   記第３レンズ成分Ｌ３　の最も像側の面から前記第４レ
   ンズ成分 Ｌ４　の最も物体側の面までの軸上空気間隔ｎ２１：前
   記第２レンズ成分Ｌ２　中の物体側の正レンズのｄ線に
   対する屈折率 ｎ２２：前記第２レンズ成分Ｌ２　中の像側の負レンズ
   のｄ線に対する屈折率 ｎ３１：前記第３レンズ成分Ｌ３　中の物体側の負レン
   ズのｄ線に対する屈折率 ｎ３２：前記第３レンズ成分Ｌ３　中の像側の正レンズ
   のｄ線に対する屈折率 ｆ　　：全系の焦点距離
2. 【請求項２】　　請求項１記載の広角レンズにおいて以
   下の条件を満足することを特徴とする小型の広角レンズ
   。 【数２】 Ｄ　　：レンズの最も物体側の面から最も像側の面まで
   の軸上距離 ｔ２　：前記第２レンズ成分Ｌ２　の最も像側の面から
   前記第３レンズ成分 Ｌ３　の最も物体側の面までの軸上空気間隔【請求項３
   】　　請求項２記載の広角レンズにおいて以下の条件を
   満足することを特徴とする小型の広角レンズ。 【数３】 ｄ２１：前記第２レンズ成分Ｌ２　中の物体側正レンズ
   の中心厚 ｄ３２：前記第３レンズ成分Ｌ３　中の像側の正レンズ
   の中心厚