JPH09133860A

JPH09133860A - 写真レンズ

Info

Publication number: JPH09133860A
Application number: JP7315843A
Authority: JP
Inventors: Yuko Kobayashi; 祐子小林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-20
Also published as: US5754347A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、性能上必要な各種収差を
バランス良く補正された３群３枚構成の非常に安価なコ
ンパクトカメラ用レンズを提供することにある。【構成】本発明の写真レンズは、凸面を物体側に向
けた正メニスカスレンズの第１レンズと両凹レンズの第
２レンズと両凸レンズの第３レンズと絞りとにて構成さ
れ、第１レンズを含む少なくとも二つのレンズの屈折率
が１．６以下であり、第３レンズの屈折力および物体側
面形状を適切に設定することにより収差をバランス良く
補正した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３群３枚構成（ト
リプレットタイプ）の安価な写真レンズに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、３群３枚構成（トリプレット
タイプ）のレンズは、小型で比較的性能が良いため、多
くのレンズシャッター式カメラ用レンズとして使用され
て来た。

【０００３】しかし、近年各種製品の低価格化に伴い、
カメラ製品もより一層の低価格化が必要になった。又、
パノラマ写真等の流行も有り、より一層の広角化が望ま
れている。

【０００４】トリプレットレンズの先行技術で特に低価
格化を目的として、材質にプラスチックレンズを用いた
写真レンズとして、特開昭６１−２７２７１号公報およ
び米国特許第３７８４２８７号明細書に記載された写真
レンズが知られている。

【０００５】これら従来の写真レンズは、各レンズのパ
ワー配置が適切になっていないため、軸外収差補正能力
が充分でなく、広角化が困難であり、そのため半画角が
２７°程度と狭い。

【０００６】又、他の従来例として、特開昭６２−１８
３４２０号公報に記載されたレンズ系がある。この従来
例は、半画角が３０°〜３２°程度と広角ではあるが、
最もレンズ径の大きい前玉レンズに屈折率の高い硝材を
使用しているために低コスト化の点で不十分である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の写真レンズの欠点を解消するためになされたもの
であって、性能上必要な各種の収差をバランス良く補正
し、非常に安価なコンパクトカメラ用レンズを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のトリプレットレ
ンズは、物体側より順に、凸面を物体側に向けた正メニ
スカスレンズの第１レンズと両凹レンズの第２レンズと
両凸レンズの第３レンズと絞りとで構成され、第１レン
ズを含む少なくとも２つのレンズの屈折率が１．６以下
であり、下記の条件（１），（２）を満足することを特
徴とするレンズである。

【０００９】（１）０．２０＜ｆ₃ ／ｆ＜０．４５（２）０．２４＜ｒ₅ ／ｆ＜０．４５但し、ｆ₃ は第３レンズの焦点距離、ｒ₅ は第３レンズ
の物体側の面の曲率半径、ｆは全系の焦点距離である。

【００１０】一般にトリプレットレンズは第１レンズを
比較的高い屈折率の材質で構成し、性能の向上に役立て
ているが、第１レンズはレンズ外径が最も大きく、体積
的に大きな割合を占めるものである。本発明のトリプレ
ットレンズは、第１レンズに屈折率の低い材質を使用し
て低コスト化を図っている。更に、第２レンズあるいは
第３レンズも低屈折率材質を使用することによって一層
の低コスト化が可能になる。

【００１１】しかし、第１レンズおよび、第２レンズあ
るいは第３レンズを低屈折率材質にすると、光学性能に
とっては好ましくない。つまりレンズ系を上記のように
低屈折率の材料にて構成した場合、ペッツバール和が大
きくなり、軸外像面が物体側に倒れる傾向になる。そこ
で、本発明では第３正レンズの物体側の曲率半径とその
屈折力を適切に配置することにより、軸外像面湾曲及び
球面収差をバランス良くまとめ、中心から軸外まで安定
した性能を確保するようにした。

【００１２】条件（１）は第３正レンズの屈折力に関す
る条件であり、この条件（１）の上限の０．４５を越え
ると、第３レンズでの球面収差発生量が小さくなりす
ぎ、レンズ系全体で、球面収差と軸外像面湾曲とを併せ
てバランス良く補正できなくなる。つまり、中心最良像
面と軸外最良像面が合わなくなる。条件（１）の下限の
０．２０を越えると、第３レンズで発生する球面収差が
大きく補正不足となり、上限をこえると同様に中心最良
像面が軸外最良像面と合わなくなる。又、後ろ側主点位
置がフィルム側に近づき、レンズ全長が伸びる方向とな
り好ましくない。

【００１３】次に、条件（２）は第３正レンズの物体側
の面の曲率半径に関する条件であるが、条件（２）の上
限の０．４５を越えると、ペッツバール和が大きくな
り、軸外像面がアンダーに倒れて、中心最良像面と軸外
最良像面が合わなくなる。又、後ろ側主点位置がフィル
ム側に近づき、レンズ全長が伸びる方向となり、好まし
くない。条件（２）の下限の０．２４を越えると、その
面で発生する球面収差発生量が大きくなりすぎて補正困
難となる。又、軸外コマ収差のバランスもくずれ軸外性
能の確保が難しくなる。

【００１４】更に、以上の本発明の基本構成において、
より安定した性能で低価格なコンパクトカメラ用レンズ
を実現するために次のように構成することが望ましい。
それは、本発明の前記の通りの構成の写真レンズにおい
て、負レンズを含む少なくとも２枚のレンズ材質を合成
樹脂で構成することである。これはより安価なカメラレ
ンズを提供するのに必要な条件で、本発明の基本構成に
おいて、材質に低屈折率硝子を使用した場合でも、材料
費は安価ですむ。しかし、本発明の基本構成の範囲で、
材料には合成樹脂を使用し、成形加工等で大量生産する
ことにより、材料費だけでなく加工費も非常に安価に出
来る。

【００１５】尚、この場合負レンズを含む少なくとも２
枚のレンズ材料を合成樹脂にすることにより、温度湿度
変化による像面移動量を少なくすることも可能であり望
ましい。

【００１６】又、全てのレンズの材質を合成樹脂にする
ことにより更に安価なレンズ系を提供できる。

【００１７】更に、その合成樹脂としてはアクリル樹
脂、ポリカーボネート等のプラスチックレンズ用の材料
等があげられる。

【００１８】又、本発明の写真レンズにおいて、少なく
とも１面を非球面にすれば一層良好なレンズ系になし得
る。

【００１９】これはより性能の良いカメラレンズを提供
するのに必要な条件である。本発明の基本構成におい
て、非球面を使用せず球面系だけで構成した場合でも、
中心と軸外がバランス良く補正され、安定した性能のレ
ンズ系になし得る。しかし、本発明の基本構成の範囲
で、少なくとも１面に非球面を使用した場合、軸外像面
を起こすことが可能になり、これにより中心から軸外ま
で結像性能を大きく向上させることが可能となる。特に
第１面を非球面にすることにより、軸外像面湾曲の補正
のみならず、軸外コマ収差をバランス良く補正すること
が可能になる。

【００２０】更に、第１レンズの物体側の面および像側
の面の曲率半径をｒ₁ ，ｒ₂ とした時、下記の条件
（３）を満足することが望ましい。

【００２１】（３）０．３７＜（ｒ₂ −ｒ₁ ）／
（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＜０．６５条件（３）は第１正レンズの形状に関する条件で、この
条件（３）の上限の０．６５を越えると、第１レンズの
屈折力が大きくなり、その外径部肉厚を確保するために
第１レンズの肉厚を大きくする必要がでてくる。これ
は、前玉径を含んだレンズサイズの大型化につながり、
好ましくない。条件（３）の下限の０．３７を越える
と、球面収差が大きく補正不足となり、中心最良像面と
軸外最良像面が合わなくなり好ましくない。又、軸外コ
マ収差の悪化にもつながり、良好な性能確保が難しくな
る。

【００２２】又第３正レンズの屈折率をｎ₃ とした時、
下記の条件（４）を満足することが望ましい。

【００２３】（４）１．５０＜ｎ₃ ＜１．７０条件（４）の上限の１．７０を越えると、ペッツバール
和の補正には有効であるが、低価格化には不利となる。
条件（４）の下限の１．５０を越えると、ペッツバール
和が大きくなり軸外性能の向上には不利に働く軸外の像
面ずれが大きくなり好ましくない。

【００２４】前記の本発明のトリプレットレンズにおい
て、条件（１），（２）の代りに夫々下記条件（５），
（６）を満足すれば一層好ましい。

【００２５】（５）０．３３＜ｆ₃ ／ｆ＜０．４５（６）０．２４＜ｒ₅ ／ｆ＜０．４１条件（５）の上限の０．４５を越えると、球面収差が小
さくなり、条件（５）の下限の０．３３を越えると、球
面収差が補正不足となり、より中心から軸外までバラン
ス良く補正するのに不利となる。

【００２６】条件（６）の上限の０．４１を越えると、
軸外湾曲が大きくなり、条件（６）の下限の０．２４を
越えると、球面収差が補正不足となり、より中心から軸
外までバランス良く補正するのに不利となる。実施例１ｆ＝100 ，Ｆ／5.8 ，ω＝33.4° ｒ₁ ＝20.1244 ｄ₁ ＝9.1952 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝47.1709 ｄ₂ ＝1.9780 ｒ₃ ＝-87.9362 ｄ₃ ＝3.0431 ｎ₂ ＝1.58362 ν₂ ＝30.37 ｒ₄ ＝20.2106 ｄ₄ ＝2.7388 ｒ₅ ＝35.5005 ｄ₅ ＝4.7777 ｎ₃ ＝1.58362 ν₃ ＝30.37 ｒ₆ ＝-52.8581 ｄ₆ ＝0.6086 ｒ₇ ＝∞（絞り）ｆ₃ ／ｆ＝0.37，ｒ₅ ／ｆ＝0.36 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.40，ｎ₃ ＝1.584

【００２７】実施例２ｆ＝100 ，Ｆ／5.8 ，ω＝32.5° ｒ₁ ＝21.0114 （非球面）ｄ₁ ＝11.6606 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝61.8818 ｄ₂ ＝2.4005 ｒ₃ ＝-101.3597 ｄ₃ ＝3.6930 ｎ₂ ＝1.58423 ν₂ ＝30.49 ｒ₄ ＝18.7807 ｄ₄ ＝3.0100 ｒ₅ ＝31.9890 ｄ₅ ＝6.0814 ｎ₃ ＝1.58423 ν₃ ＝30.49 ｒ₆ ＝-68.4244 ｄ₆ ＝0.7386 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数Ｐ＝1 ，Ｅ＝0.32882 ×10^-6，Ｆ＝-0.13837×10^-7，Ｇ＝0.13321 ×10^-9 Ｈ＝-0.61251×10^-12 ，Ｉ＝0.12527 ×10^-14 ｆ₃ ／ｆ＝0.38，ｒ₅ ／ｆ＝0.32 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.49，ｎ₃ ＝1.584

【００２８】実施例３ｆ＝100 ，Ｆ／5.8 ，ω＝33.3° ｒ₁ ＝21.7536 ｄ₁ ＝11.0691 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝70.3073 ｄ₂ ＝2.0352 ｒ₃ ＝-84.4990（非球面）ｄ₃ ＝3.0377 ｎ₂ ＝1.58362 ν₂ ＝30.37 ｒ₄ ＝21.1325 ｄ₄ ＝3.2221 ｒ₅ ＝39.0913 ｄ₅ ＝4.7084 ｎ₃ ＝1.58362 ν₃ ＝30.37 ｒ₆ ＝-58.1290 ｄ₆ ＝0.6075 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数Ｐ＝1 ，Ｅ＝0.16858 ×10^-5，Ｆ＝-0.63629×10^-7，Ｇ＝0.13010 ×10^-8 Ｈ＝-0.10392×10^-10 ，Ｉ＝0.31090 ×10^-13 ｆ₃ ／ｆ＝0.41，ｒ₅ ／ｆ＝0.39 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.53，ｎ₃ ＝1.58

【００２９】実施例４ｆ＝100 ，Ｆ／4.66，ω＝33.3° ｒ₁ ＝20.9732 （非球面）ｄ₁ ＝10.5158 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝68.7688 ｄ₂ ＝2.1883 ｒ₃ ＝-74.3853 ｄ₃ ＝3.0392 ｎ₂ ＝1.58362 ν₂ ＝30.37 ｒ₄ ＝19.9495 ｄ₄ ＝2.8569 ｒ₅ ＝35.6138 ｄ₅ ＝4.7108 ｎ₃ ＝1.58362 ν₃ ＝30.37 ｒ₆ ＝-57.2167 ｄ₆ ＝0.6078 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数Ｐ＝1 ，Ｅ＝0.47667 ×10^-6，Ｆ＝-0.81115×10^-9，Ｇ＝0.64357 ×10^-10 Ｈ＝-0.39913×10^-12 ，Ｉ＝0.14768 ×10^-14 ｆ₃ ／ｆ＝0.38，ｒ₅ ／ｆ＝0.36 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.53，ｎ₃ ＝1.58

【００３０】実施例５ｆ＝100 ，Ｆ／4.5 ，ω＝32.6° ｒ₁ ＝21.7105 （非球面）ｄ₁ ＝11.2838 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝55.3359 ｄ₂ ＝2.6538 ｒ₃ ＝-81.9208 ｄ₃ ＝3.7016 ｎ₂ ＝1.58423 ν₂ ＝30.49 ｒ₄ ＝20.4114 ｄ₄ ＝2.5953 ｒ₅ ＝35.2038 ｄ₅ ＝6.3816 ｎ₃ ＝1.67270 ν₃ ＝32.10 ｒ₆ ＝-75.6366 ｄ₆ ＝0.7403 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数Ｐ＝1 ，Ｅ＝0.91618 ×10^-6，Ｆ＝-0.16942×10^-7，Ｇ＝0.17750 ×10^-9 Ｈ＝-0.71674×10^-12 ，Ｉ＝0.13661 ×10^-14 ｆ₃ ／ｆ＝0.37，ｒ₅ ／ｆ＝0.35 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.44，ｎ₃ ＝1.673

【００３１】実施例６ｆ＝100 ，Ｆ／5.68，ω＝33.6° ｒ₁ ＝20.6104 （非球面）ｄ₁ ＝11.8193 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝54.1333 ｄ₂ ＝2.3829 ｒ₃ ＝-126.3990 ｄ₃ ＝3.8433 ｎ₂ ＝1.58423 ν₂ ＝30.49 ｒ₄ ＝17.9080 ｄ₄ ＝2.5866 ｒ₅ ＝28.8488 ｄ₅ ＝7.4290 ｎ₃ ＝1.58423 ν₃ ＝30.49 ｒ₆ ＝-77.8171 ｄ₆ ＝0.7687 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数Ｐ＝1 ，Ｅ＝-0.33940×10^-7，Ｆ＝-0.13448×10^-7，Ｇ＝0.13302 ×10^-9 Ｈ＝-0.62906×10^-12 ，Ｉ＝0.12176 ×10^-14 ｆ₃ ／ｆ＝0.37，ｒ₅ ／ｆ＝0.29 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.45，ｎ₃ ＝1.58

【００３２】実施例７ｆ＝100 ，Ｆ／5.5 ，ω＝33.3° ｒ₁ ＝20.7278 ｄ₁ ＝10.7959 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝60.2199 （非球面）ｄ₂ ＝2.3604 ｒ₃ ＝-117.9874 ｄ₃ ＝3.8071 ｎ₂ ＝1.58423 ν₂ ＝30.49 ｒ₄ ＝18.9926 ｄ₄ ＝3.6847 ｒ₅ ＝34.8083 ｄ₅ ＝6.8565 ｎ₃ ＝1.58423 ν₃ ＝30.49 ｒ₆ ＝-66.4539 ｄ₆ ＝0.7614 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数Ｐ＝1 ，Ｅ＝0.28946 ×10^-5，Ｆ＝-0.51535×10^-7，Ｇ＝0.68689 ×10^-9 Ｈ＝-0.48895×10^-11 ，Ｉ＝0.11765 ×10^-13 ｆ₃ ／ｆ＝0.40，ｒ₅ ／ｆ＝0.35 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.49，ｎ₃ ＝1.58

【００３３】実施例８ｆ＝100 ，Ｆ／4.68，ω＝29.5° ｒ₁ ＝21.1529 （非球面）ｄ₁ ＝11.6159 ｎ₁ ＝1.49241 ν₁ ＝57.66 ｒ₂ ＝78.5132 ｄ₂ ＝2.2529 ｒ₃ ＝-78.4187 ｄ₃ ＝3.4552 ｎ₂ ＝1.58423 ν₂ ＝30.49 ｒ₄ ＝19.5410 （非球面）ｄ₄ ＝2.9318 ｒ₅ ＝32.5892 ｄ₅ ＝6.1552 ｎ₃ ＝1.58423 ν₃ ＝30.49 ｒ₆ ＝-73.1826 ｄ₆ ＝0.6910 ｒ₇ ＝∞（絞り）非球面係数（第１面）Ｐ＝1 ，Ｅ＝-0.47627×10^-6，Ｆ＝0.11484 ×10^-7，Ｇ＝0.51955 ×10^-11 Ｈ＝-0.34233×10^-12 ，Ｉ＝0.16985 ×10^-14 （第４面）Ｐ＝1 ，Ｅ＝0.16966 ×10^-5，Ｆ＝-0.17162×10^-6，Ｇ＝0.56388 ×10^-8 Ｈ＝-0.64267×10^-10 ，Ｉ＝0.27802 ×10^-12 ｆ₃ ／ｆ＝0.39，ｒ₅ ／ｆ＝0.33 （ｒ₂ −ｒ₁ ）／（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＝0.58，ｎ₃ ＝1.58 ただしｒ₁ ，ｒ₂ ，・・・はレンズ各面の曲率半径、ｄ
₁ ，ｄ₂ ，・・・は各レンズの光軸上の厚さおよび空気間
隔、ｎ₁ ，ｎ₂ ，・・・は各レンズの屈折率、ν₁ ，ν
₂ ，・・・は各レンズのアッベ数である。

【００３４】実施例１〜８はいずれも安価なコンパクト
カメラ用の写真レンズであり、半画角は約３０°〜３４
°でＦナンバーは４．５〜５．８程度のものである。

【００３５】これら実施例では、物体側より順に、凸面
を物体側に向けた正メニスカスレンズの第１レンズと両
凹レンズの第２レンズと両凸レンズの第３レンズと絞り
とにて構成され、第１レンズを含む少なくとも２つのレ
ンズの屈折率が１．６以下であり、第３正レンズの物体
側の曲率半径とその屈折力が（１）及び（２）の条件式
を満足することにより軸外像面湾曲及び球面収差をバラ
ンス良くまとめて、中心から軸外まで安定した性能を確
保している。

【００３６】前記実施例中、実施例１〜４、６〜８は、
すべての材質が合成樹脂である。又実施例５は、第３レ
ンズに硝子材料を用いて光学性能をより良く補正した例
である。

【００３７】又、実施例１のトリプレットレンズは、す
べての面が球面で、安価なカメラレンズであって中心か
ら軸外までバランス良い性能を有している。

【００３８】実施例２、４〜６は、第１面を非球面にし
又実施例３は第３面を、実施例７は第２面を非球面にし
ている。又実施例８は第１面と第４面に非球面を用いて
いる。このように非球面を用いることによりレンズ系が
より良好な光学性能を有するようにしている。

【００３９】これら実施例で用いる非球面の形状は、ｘ
軸を光軸方向の距離、ｙを光軸からの距離とすると下記
の式で表わされる。

【００４０】ただしｒは非球面頂点での曲率半径、Ｐ，
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは非球面係数である。

【００４１】本発明の写真レンズにおいて、次の各項に
記載するレンズも本発明の目的を達成し得るものであ
る。

【００４２】（１）特許請求の範囲の第１項、第２項
又は第３項のレンズ系で、第１レンズが下記の条件
（３）を満足する写真レンズ。

【００４３】（３）０．３７＜（ｒ₂ −ｒ₁ ）／
（ｒ₂ ＋ｒ₁ ）＜０．６５（２）特許請求の範囲の第１項、第２項又は第３項あ
るいは前記の（１）の項に記載されているレンズ系で、
第３レンズが下記条件（４）を満足する写真レンズ。

【００４４】（４）１．５０＜ｎ₃ ＜１．７０（３）特許請求の範囲の第１項、第２項又は第３項あ
るいは前記の（１）又は（２）の項に記載されているレ
ンズ系で、条件（１），（２）の代りに下記条件
（５），（６）を満足する写真レンズ。

【００４５】（５）０．３３＜ｆ₃ ／ｆ＜０．４５（６）０．２４＜ｒ₅ ／ｆ＜０．４１

【００４６】

【発明の効果】本発明のレンズ系は、低価格な硝材又は
プラスチックレンズを用いてコストダウンを図り、かつ
性能上必要な収差をバランス良く補正して、安価なカメ
ラ用レンズとして良好な光学性能を確保した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図

【図２】本発明の実施例１の収差曲線図

【図３】本発明の実施例２の収差曲線図

【図４】本発明の実施例３の収差曲線図

【図５】本発明の実施例４の収差曲線図

【図６】本発明の実施例５の収差曲線図

【図７】本発明の実施例６の収差曲線図

【図８】本発明の実施例７の収差曲線図

【図９】本発明の実施例８の収差曲線図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、凸面を物体側に向けた正
メニスカスレンズの第１レンズと両凹レンズの第２レン
ズと両凸レンズの第３レンズと絞りとで構成し、第１レ
ンズを含む少なくとも２つのレンズの屈折率が１．６以
下であり、下記の条件（１），（２）を満足する事を特
徴とする写真レンズ。（１）０．２０＜ｆ₃ ／ｆ＜０．４５（２）０．２４＜ｒ₅ ／ｆ＜０．４５但し、ｆ₃ は前記第３レンズの焦点距離、ｒ₅ は第３レ
ンズの物体側の面の曲率半径、ｆは全系の焦点距離であ
る。
【請求項２】負レンズを含む少なくとも２枚のレンズ材
質を合成樹脂で構成する請求項１の写真レンズ。
【請求項３】少なくとも１面が非球面である請求項１の
写真レンズ。