JPS6046408B2

JPS6046408B2 - 広角レンズ

Info

Publication number: JPS6046408B2
Application number: JP53156101A
Authority: JP
Inventors: 敬二池森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1985-10-16
Also published as: US4291951A; JPS5581315A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は広角レンズに関し、特にバックフォーカスが焦
点距離の１．３倍より大きな逆望遠型写真レンズを含む
。

ゝ近年、３５ミリ−眼レフ用交換レンズ中で特に広角
レンズは小型化の傾向にある。

一方、一眼レフカメラ用の広角レンズとしては逆望遠型
のレンズが広く使用されているが、このタイプのレンズ
は比較的長いバックフォーカスが得られる利点に対クし
、レンズ系が非対象になるので収差補正には困難な点が
多い。特に逆望遠型の広角レンズを小型化する場合、最
も問題になるのはいわゆる物体側発散性レンズ部で発生
する歪曲の補正であるが、この収差の補５正には発散性
レンズ部内に正レンズを含めることが有効で、そのため
の代表的な構成として、物体側に負レンズを設け、その
後に正レンズを配する構成と正レンズにつづいて負レン
ズを配する構成があけられる。

両構成を比較すると、歪曲の補正は軸外光線の正レンズ
への入射高および入射角が大きい方が効果がある為一番
前へ正レンズを配した方が歪曲に対する補正作用が大き
く、従つて短い全長で良好な補正を実施するには有利で
ある。しかしながら、物体側へ正レンズを配する構成で
は、それに続く負レンズの屈折力が極めて強くなり、こ
の部所からサジツタルフレアーが多く発生し、またこの
現象は画角が増すに従つて急激に顕著となる。更に軸外
光線がこの正のレンズで強く屈折されるので倍率色収差
の悪化および前玉径が増大する傾向が指摘される。尚、
本出願人は、特願昭５２−３８６９０（特開昭５３一１
２３９２２）によつて物体側に正レンズを配した逆望遠
型広角レンズを提案し、その実施例の１つとして画角８
４ンでレンズ全長が焦点距離の２．２？、Ｆナンバー１
：２．０の大口径レンズを記載したが、本発明の実施例
の画角はこれにほぼ等しいが、Ｆナンバーは若干暗い範
囲を想定しレンズの小径化を計つた。

本発明の目的はメニスカス正レンズの先行する逆望遠型
広角レンズに於いて、レンズ系を小型化し、しかも良好
な性能、特に歪曲、非点収差さらに倍率色収差を同時に
、しかもサジツタルフレアーも良好に補正することにあ
る。

本発明の構成は、物体側より順に、物体側へ凸，を向け
た正メニスカス第１レンズ、物体側へ凸を向けた負メニ
スカス第２レンズ、正の第３レンズ、負の第４レンズを
配し、第３レンズの像側レンズ面と第４レンズの物体側
レンズ面の曲率を同符号として、更に物体側レンズ面が
強い曲率を持ζつた両凸第５レンズ、絞り、物体側へ凸
の貼合せ面をつと共に像側レンズ面が強い曲率を持つた
正の貼合せ第６レンズ、物体側レンズ面が強い曲率を持
つた両凹第７レンズおよび物体側へ凹を向けた正メニス
カス第８レンズおよび正の第９レンズ５を配して成る。

ただし、ここでレンズ面が強い曲率を持つとは他面に比
べて曲率半径が小さいことを言う。この様に、物体側よ
り正、負、正、負のレンズ配置で、上述の形状を採用す
ることにより、従来４困難とされていた歪曲と非点収差
を同時にバランス良く補正することが可能となつた。

また発散光束を形成する第第５レンズと第６レンズの間
に絞りを設けることで、後述するようにレンズの小型化
に有利となつている。更に第６レンズに、物体側へ凸を
向けた収斂作用の貼合せ面を設けることが、サジタルフ
レアーの除去に役立つている。尚、発散光束の入射する
第６レンズの物体側面を物体側へ凸を向けた収斂面にす
ることは光束を徐々に収斂させるために有利であり、第
９レンズの物体側面を凹面にすることはＦナンバー２．
８クラスのレンズの収差補正に好ましい。更に以下に示
す条件式を満たすことにより小型で高性能の広角レンズ
が実現される。

ただし、Ｆは全系ゐ焦点距離、ＦＩは第１レンズから第
４レンズまでのレンズの合成焦点距離、Ｆ■は第１レン
ズから第５レンズまでのレンズの合成焦点距離、Ｌは第
１レンズ物体側面から第９レンズ像側面までのレンズ全
長、Ｄ９は第５レンズの軸上レンズ厚、Ｄｌｌ＋Ｄｌ２
は貼合せ第６レンズの軸上レンズ厚、Ｎ４は第４レンズ
の屈折率（ｄ線）、Ｎ６およびＮ７はそれぞれ第６レン
ズの負レンズおよび正レンズの屈折率（ｄ線）、Ｄｌ３
は第６レンズと第７レンズの軸上面間隔、ν１・ν２
・ν３・ν４およびν５は順に第１、第２、第３、
第４、第５レンズのアツベ数、ν６およびν７はそれぞ
れ第６レンズの負レンズおよび正レンズのアツベ数とす
る。

次に条件式の持つ意味を説明する。

（１）式は第１レンズから第４レンズまでのレンズ群の
発散度をある程度強くして一眼レフレツクスカメラのレ
ンズとして使用しても充分のバックフォーカスを確保出
来、かつ前玉径を小さく保つための条件である。

この式の上限値以上であると十分なバックフォーカスを
得ることおよび前玉径を小さく保つことが困難となり、
下限値以下であると高次の球面収差が極めて多く発生し
、レンズ系全体のすなおな収差補正が困難となる。特に
サジツタルフレアーが増大する。（２）式は特にレンズ
系をコンパクトにするための条件で、絞りより物体側レ
ンズ群の焦点距離（ｆ１〜５）が負であることが少なく
とも必要である。その結果、絞りの在る間隔を通過する
斜光束が光軸となす角度は、その斜光束が第１面に入射
する角度より小さくなるため、最大画角の光束が第１面
に入射する時の光軸４からの距離（入射高）を小さく出
来る。従つて前玉径の縮小が可能となり、更には第２、
第３、第４各レンズの有効径も縮小され、レンズ間隔の
縮小となり、レンズ系全体の小型化が可能となる。この
時上限値より大きいと上記小型化の効果が弱くなり、前
玉径とレンズ全長が増大してしまう。逆に下限値より小
さいと、今度は前玉径は小さくなるが、後玉径が極めて
大きくなり特に球面収差とコマ収差を良好に補正するこ
とが困難になる。（３）式はレンズ全長と前玉径との大
きさの関係を制５限し、レンズ系全体をバランス良く小
型化ししかも特に歪曲と非点収差を良好に補正するよう
作用させるものである。つまりこの条件式で上限値より
大きいと、前玉径は小さく出来るがレンズ全長が極めて
長くなり、また樽型歪曲が多くなる。下限値より小さい
と今度は前玉径が極めて大きくなり、軸外光束に関する
高次収差が多く発生し、歪曲と非点収差を同時に良好に
補正することが困難となる。（４）と（５）式はＲｌ３
とＲｌ４で作られる部所（いわゆる空気レンズ）に少な
くとも収斂作用を持たせ、この部所からある程度高次収
差を発生させて、開放付近の球面収差および周辺光束の
サジツタルフレアーを良好に補正するものである。

つまり、この部所が絞りに対し同心円的な形状のため周
辺光束のメデイオナル光線に対してはほとんど屈折せず
、軸上光束と周辺光束のサジツタル光線に対して多く屈
折し、光軸中心から開放になるに従い急激に球面収差を
補正不足の方向に作用する。この時、（４）式の上限値
および（５）式の上限値より大きいと、この部所から球
面収差が３次の範囲で多く発生し、軸上付近から極めて
多く補正不足になる。またバックフォーカスを必要量取
ることが困難になる。（４）式と（５）式の下限値以
下であると、開放付近の球面収差を補正不足の方向に、
および周辺光束のサジツタルフレアーを補正する作用が
なくなつてしまう。

（６）式は画角の大きな斜光束のサジツタルフレアー
を効果的に補正するためのものである。

つまり、貼合せ第６レンズの貼り合せ面は絞りの近傍に
位置するため、非点収差、歪曲にはほとんど作用せす、
また貼り合せ面の屈折力が条件式の範囲ｒ内であれ
ば球面収差への影響もあまりない。そしてこの面は絞り
に対し凸面の形状のため、特に画角の大きな斜光束のサ
ジタル光束の周辺部分には大きく収斂作用を示す。従つ
て上限値以上では球面収差へも大きく影響させ、下限値
以下であるとサジツタルフレアーを補正する効果がほと
んどなくなつてしまう。（７）式はパワーの強い第４
レンズから発生する高次収差を出来るだけ少なくし、す
なおな収差補正を可能にさせるために必要であり、少な
くともこの値以上でなければならない。

（８）・（９）・ＡＯ）式は倍率色収差、軸上色収差
および色の球面収差を極めて良好に補正するための条件
である。

つまり、中間画角から最大画角の光線において倍率色
収差が第１と第２レンズにかけて出来るだけ等量で補正
不足の方向（例えばｇ線）に発生するように硝種を選び
、第３から貼合せの第６レンズにかけて倍率色収差（ｇ
線）が補正過剰の方向に発生するように硝種を選ぶ。

その結果、第１とノ第２レンズにかけての補正不足な量
と第３から貼合せの第６レンズにかけての補正過剰な量
とがある程度相殺し合つて、中間画角から最大画角にか
けて倍率色収差が補正される。また、第４レンズから発
生する軸上色収差、色の球面収差を出来る５だけ少なく
するようにこのレンズの硝種を選び、ここで発生した上
記収差をある程度相殺させるように第３と第５レンズの
硝種を選ぶ。従つて、倍率色収差、軸士色収差および
色の球面収差を共に良好に補正するための第１から貼合
θせ第６レンズの硝種選択に何ら矛盾することはなく、
正の第１レンズ、負の第４レンズ、貼合せ正第６レンズ
（負、正レンズ共）には低分散、負の第２レンズ、正の
第３レンズ、正の第５レンズには高分散の硝種をそれぞ
れ選べば良い。

この時（８）式の下限値以下または（９）式の上限値以
上てあると倍率色収差、軸上色収差および色の球面収差
のすべてを良好に補正することはもはや難しくなり、軸
上色収差、色の球面収差を良好に補正すると倍率色収差
（ｇ線）は中間画角で補正不足、最大画角では補正過剰
の傾向が極めて顕著となる。

また（８）式の上限値以上または（９）式の下限値以下
てあると、倍率色収差を良好に補正する際、軸上色収差
（ｇ線）が極めて多く補正過剰となり、また色の球面収
差も開放付近で極端に補正過剰となる。ＱＯ式は貼合せ
第６レンズのアツベ数の差を制限するものであり、この
差の絶対値が５より大きいと倍率色収差と軸上色収差を
ともに良好に補正することは極めて困難となる。

次に数値実施例を記載するが、実施例１のレンズ断面形
状は第１図に描いた通りで、また無限遠物体に対する球
面収差、コマ収差、非点収差、歪曲そして倍率色収差を
第２図に示す。

また実施例２のレンズ断面形状は第３図に、実施例３の
レンズ断面形状は第５図に示し、諸収差状況は第４図あ
るいは第６図にそれぞれ示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す断面図で、第２図はそ
の諸収差図である。第３図は実施例２を示すレンズ断面図で、第４図は諸収
差図である。第５図は実施例３を示すレンズ断面図で、
第６図はその諸収差図である。図中、Ｒはレンズ面、Ｄ
はレンズ軸上厚もしくはレンズ面間隔、ＳＣは正弦条件
、ｍはメリデイオナル焦線、Ｓはサジツタル焦線である
。

Claims

【特許請求の範囲】１９群１０枚構成の逆望遠型広角レンズに於いて、物
体側より順に、物体側へ凸を向けた正メニスカス第１レ
ンズ、物体側へ凸を向けた負メニスカス第２レンズ、正
第３レンズ、負第４レンズを配し、第３レンズの像側レ
ンズ面と第４レンズの物体側レンズ面の曲率を同符号と
し更に物体側レンズ面が強い曲率を持つた両凸第５レン
ズ、絞り、物体側へ凸の収斂作用の貼合せ面を持つと共
に像側レンズ面が強い曲率を持つた貼合せ両凸第６レン
ズ、物体側レンズ面が強い曲率を持つた両凹第７レンズ
および物体側へ凹を向けた正メニスカス第８、第９レン
ズを配し、（１）Ｆ I ＜０、０．５Ｆ≦｜Ｆ I ｜≦０
．７５Ｆ（２）ＦII＜０、２．５Ｆ≦｜ＦII｜≦４．５
Ｆ（３）０．３２≦（Ｄ＿９＋Ｄ＿１＿１＋Ｄ＿１＿２
）／Ｌ≦０．４４（４）０＜｜１／Ｒ＿１＿３｜−｜１
／Ｒ＿１＿４｜≦０．１８／Ｆ（５）０．０２Ｆ≦Ｄ＿
１＿３≦０．１Ｆ（６）０．０１５／Ｆ≦（Ｎ＿７−Ｎ
＿６）／Ｒ＿１＿２≦０．１３５／Ｆ（７）１．６８≦
Ｎ＿４（８）４８≦ν＿１・ν＿４・ν＿６およびν＿
７≦６３（９）３０≦ν＿２およびν＿３≦４１、２６
≦ν＿５≦３２（１０）｜ν＿６−ν＿７｜≦５ただし
、Ｆは全系の焦点距離、Ｆ I は第１レンズから第４レ
ンズまでのレンズの合成焦点距離ＦIIは第１レンズから
第５レンズまでのレンズの合成焦点距離、Ｌは第１レン
ズの物体側面から第９レンズ像側面までのレンズ全長、
Ｄ＿９は第５レンズの軸上レンズ厚、Ｄ＿１＿１＋Ｄ＿
１＿２は第６貼合せレンズの軸上レンズ厚、Ｎ＿４は第
４レンズの屈折率（ｄ線）、Ｎ＿６とＮ＿７はそれぞれ
貼合せ第６レンズの負レンズおよび正レンズの屈折率（
ｄ線）Ｄ＿１＿３は貼合せ第６レンズと次の第７レンズ
の軸上面間隔、ν＿１・ν＿２・ν＿３・ν＿４および
ν＿５は順に第１、第２、第３、第４、第５レンズのア
ツベ数、ν＿６およびν＿７は各々貼合せ第６レンズの
負レンズおよび正レンズのアツベ数。以上の条件を満足することを特徴とする広角レンズ。