JPH0361166B2 - - Google Patents
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- JPH0361166B2 JPH0361166B2 JP59115556A JP11555684A JPH0361166B2 JP H0361166 B2 JPH0361166 B2 JP H0361166B2 JP 59115556 A JP59115556 A JP 59115556A JP 11555684 A JP11555684 A JP 11555684A JP H0361166 B2 JPH0361166 B2 JP H0361166B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- negative
- refractive
- positive
- rear group
- Prior art date
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- Lenses (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
この発明は、望遠比が1より小さく、半画角が
35°にも及ぶ5群構成の広角レンズに関する。
(従来技術)
いわゆるコンパクトカメラに用いるため、写真
レンズを広角化し、しかも望遠比を小にするため
に、広角レンズとして用いられるレトロフオーカ
スタイプを逆にしたタイプのレンズの開発が試み
られている。
このようなタイプのレンズのうち、像側に凸面
を向けて強く湾曲した負のメニスカスレンズを後
群として有する5群構成のレンズも多く、特開昭
56−133711号、同昭56−95207号、特開昭58−
1117号、同昭58−62608号、同特開昭59−44016号
等が知られているが、これらは何れも画角が64°
以下のものである。また、特開昭58−219509号の
ものは画角が39°に達するが望遠比は1.1と大き
く、何れもコンパクト化のためには十分とは云え
ない。
更に、強く湾曲した後群の負メニスカスレンズ
を樹脂製としたものとして、4群構成ではある
が、特開昭56−75612号、同昭56−94317号、同昭
58−57106号が見られる。しかし、加工の容易な
樹脂製レンズの欠点として温度変化による屈折率
変化が大きく、これによつてバツクフオーカス変
動させるという問題があり、レンズ全長を短かく
するため負レンズのパワーを大きくするとこの欠
点が著しくなる。また、この欠点を避けるため特
開昭59−44016号のようにパワーを持たない樹脂
レンズを非球面化して利用する例があるが、レン
ズ設計上の制約となることを免れない。
(発明が解決しようとする問題点)
この発明は、いわゆる逆レトロフオーカスタイ
プのレンズにおいて、前群と後群とに非球面を導
入することによつて半画角35°に達し、望遠比が
0.96以下のコンパクトな広角レンズを得ようとす
るものである。
副次的には、非球面を導入したレンズについて
は、加工が容易な樹脂製レンズとしながら、温度
変化の影響を極めて少なく抑えたレンズを得よう
とするものである。
発明の構成
(問題点を解決するべき手段)
この発明においては、レンズ系の構成を、物体
側から順に、正レンズL1、負レンズL2、正レン
ズL3及び正レンズL4からなる前群と、像側に強
い凸面を向けた負メニスカスレンズのL5からな
る後群とから構成され、レンズL3及びL4の屈折
面のうちの少なくとも1面、および第5レンズ
L5の少なくとも1面を非球面とするとともに
0.45<f/|f5|<2.5、f5<0 ……(1)
1.7<N2 ……(2)
但し
f5:第5レンズL5の焦点距離
N2:第2レンズL2の硝子材料の屈折率
の条件を満たすことを特徴としている。
上記非球面は、前群、後群それぞれ1面と限る
わけではなく、合計3面以上の面に導入してもよ
い。この場合、前群及び後群のそれぞれの球面か
らの変移量の合計が問題となる。
この変位量は前群に対して
−1.0×10-2<△X5(0.1)+△X7(0.1)−
△X6(0.1)−△X8(0.1)/<−0.5×10-4……(
3)
後群に対して
0.2×10-3<
△X9(0.13)−△X10(0.14)/<0.3 ……(4)
但し第j面について
の条件を満足する。
更に、正レンズL3、L4のどちらか一方と負メ
ニスカスレンズL5とを樹脂レンズとした場合に
は次の条件を満足する。
0.5<Lp/|5|<5.0 ……(5)
但しLpは樹脂レンズとされたL3あるいはL4の焦
点距離
(作用)
前群が正・負・正・正の構成をもち、後群が像
側に強く湾曲した負メニスカスレンズである広角
レンズにおいて、望遠比を更に小にしようとすれ
ば前群の正の屈折力と後群の負の屈折力を強くす
る必要がある。しかし、前群の屈折力を強くすれ
ば球面収差が補正不足となり、外向性のコマフレ
アが発生し、像面湾曲は補正不足となり、歪曲収
差は強い糸巻型となる。又、後群の屈折力を強く
すれば、外向性のコマフレアを生じ、糸巻型の歪
曲収差を増大させる。
条件(1)は後群の第5レンズL5の負の屈折力に
関するもので、下限を越えると像側主点のレンズ
前方への移動が小さくなり、望遠比が大となる。
逆に上限を越えると像面湾曲が補正過剰となり、
外向性コマ、糸巻型歪曲収差の発生が著しくな
る。
条件(2)はペツバール和を適正に保つためのもの
で、一般にコンパクトレンズはペツバール和が小
さくなりすぎる傾向がある。このため、負レンズ
である第2レンズL2の屈折率をこの条件の範囲
にとることによつて像面湾曲を適当な範囲に止め
ることが出来る。
条件(3)は前群に属する正レンズL3、L4を非球
面化して前述の諸収差を補正しようとするもの
で、これらのレンズの物体側の面では、光軸中心
部から周辺へ行くに従つて近軸曲率半径面よりも
物体側へ変位した非球面形状にすることによつ
て、上記の前群で発生する諸収差を補正する傾向
が生じる。また、像側の面では、近軸曲率半径面
よりも像側へ変位した非球面形状であることが各
収差を補正することとなる。
条件(4)は後群の負メニスカスレンズL5の非球
面形状に関し、物体側面は光軸中心から周辺へ行
くに従つて近軸曲率半径面より像側へ変位する非
球面形状が外向性コマを減じ、糸巻型歪曲収差を
すくなくする。同様に、像面側は近軸曲率半径面
よりも物体側へ変位することが上記収差を補正す
ることとなる。
上記の効果は条件(3)(4)から明らかなように個々
の面について独立に要求されるものではない。非
球面が1面のみの場合は上記の通りであるが、複
数面を非球面化する場合は、主として収差補正に
寄与する面は上記のような変位をするが、補助的
に収差補正に寄与する面はその逆の変位となるこ
とも多い。しかし、全体として条件(3)(4)の範囲内
にあればよい。
条件(3)の上限、条件(4)の下限が非球面変形によ
る収差補正が有効に行なわれる限界であり、条件
(3)の下限と条件(4)の上限は過剰補正とならない為
の条件である。
更に、この発明のレンズ系では前群の正レンズ
L3、L4のちらか一方と、後群の負レンズL5が樹
脂レンズとなつている。前述のように、樹脂レン
ズは温度変化に伴う屈折率変化によりバツクフオ
ーカスが変化し、カメラに用いる上での問題点と
なつていた。
これに対しては、正・負のレンズを共に樹脂化
することにより、相互に温度変化の影響を相殺さ
せることが出来る。この発明では、正レンズL3、
あるいはL4と負レンズL5を樹脂化するが、正レ
ンズL3あるいはL4は負レンズL5よりもパワーは
小さいが、負レンズL5よりも前方にあることに
よつて、負レンズL5によるバツクフオーカスの
温度変化に伴う変動を抑えることが出来る配置と
なつている。
条件(5)はこのようなバツクフオーカスの変動を
相殺出来る範囲である。
(実施例)
(Industrial Application Field) This invention has a telephoto ratio smaller than 1 and a half angle of view.
It concerns a wide-angle lens with a five-group configuration that extends to 35 degrees. (Prior art) In order to widen the photographic lens and reduce the telephoto ratio for use in so-called compact cameras, attempts have been made to develop a type of lens that is the opposite of the retrofocus type used as a wide-angle lens. . Among these types of lenses, there are many lenses with a five-group configuration, which have a strongly curved negative meniscus lens with a convex surface facing the image side as the rear group.
No. 56-133711, No. 56-95207, Japanese Patent Application Publication No. 1983-
No. 1117, No. 58-62608, and No. 44016 of the same patent are known, but all of these have an angle of view of 64°.
These are as follows. Furthermore, although the angle of view of JP-A No. 58-219509 reaches 39 degrees, the telephoto ratio is as large as 1.1, which cannot be said to be sufficient for compactness. Furthermore, the strongly curved negative meniscus lens in the rear group is made of resin, and although it has a four-group configuration, Japanese Patent Application Laid-open No. 56-75612, No. 56-94317, and No.
No. 58-57106 can be seen. However, a disadvantage of resin lenses that are easy to process is that the refractive index changes significantly due to temperature changes, which causes back focus fluctuations.Increasing the power of the negative lens in order to shorten the overall length of the lens eliminates this disadvantage. It becomes noticeable. In order to avoid this drawback, there is an example of using a resin lens having no power by making it aspherical, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-44016, but this inevitably imposes restrictions on lens design. (Problems to be Solved by the Invention) This invention achieves a half angle of view of 35° by introducing aspherical surfaces into the front and rear groups in a so-called reverse retrofocus type lens, and achieves a telephoto ratio of 35°. but
The aim is to obtain a compact wide-angle lens of 0.96 or less. A secondary objective is to create a lens with an aspherical surface that is made of resin that is easy to process, and which is also extremely susceptible to temperature changes. Structure of the Invention (Means for Solving Problems) In this invention, the structure of the lens system is as follows: in order from the object side, a positive lens L 1 , a negative lens L 2 , a positive lens L 3 , and a positive lens L 4 and a rear group consisting of L5 , a negative meniscus lens with a strongly convex surface facing the image side, and at least one of the refractive surfaces of lenses L3 and L4 , and a fifth lens.
At least one surface of L 5 is made aspherical, and 0.45<f/|f 5 |<2.5, f 5 <0...(1) 1.7<N 2 ...(2) However, f 5 :Fifth lens L 5 The focal length N 2 of the second lens L 2 is characterized by satisfying the condition of the refractive index of the glass material of the second lens L 2 . The number of aspherical surfaces is not limited to one for each of the front group and the rear group, but may be provided for three or more surfaces in total. In this case, the total amount of displacement from the spherical surface of each of the front group and the rear group becomes a problem. This displacement amount is -1.0×10 -2 <△X 5 (0.1) + △X 7 (0.1) - with respect to the front group.
△X 6 (0.1)−△X 8 (0.1)/<−0.5×10 -4 ……(
3) For the rear group, 0.2×10 -3 < △X 9 (0.13) − △X 10 (0.14) / < 0.3 ... (4) However, for the j-th surface satisfies the conditions of Furthermore, when one of the positive lenses L 3 and L 4 and the negative meniscus lens L 5 are resin lenses, the following conditions are satisfied. 0.5< Lp /| 5 |<5.0……(5) However, Lp is the focal length (effect) of L3 or L4 which is a resin lens.The front group has a positive/negative/positive/positive configuration, and the rear group In a wide-angle lens that is a negative meniscus lens whose lens is strongly curved toward the image side, in order to further reduce the telephoto ratio, it is necessary to increase the positive refractive power of the front group and the negative refractive power of the rear group. However, if the refractive power of the front group is strengthened, spherical aberration will be under-corrected, extroverted coma flare will occur, field curvature will be under-corrected, and distortion will become strong and pincushion-like. Furthermore, if the refractive power of the rear group is strengthened, extroverted coma flare will occur and pincushion distortion will increase. Condition (1) relates to the negative refractive power of the fifth lens L5 in the rear group, and when the lower limit is exceeded, the movement of the image-side principal point toward the front of the lens becomes small, and the telephoto ratio becomes large.
On the other hand, if the upper limit is exceeded, the curvature of field will be overcorrected.
The occurrence of extroverted coma and pincushion distortion becomes significant. Condition (2) is for keeping the Petzval sum appropriate; in general, compact lenses tend to have too small a Petzval sum. Therefore, by setting the refractive index of the second lens L2 , which is a negative lens, within the range of this condition, the curvature of field can be kept within an appropriate range. Condition (3) attempts to correct the various aberrations mentioned above by making the positive lenses L 3 and L 4 belonging to the front group aspheric. By forming an aspherical surface that is displaced toward the object side with respect to the paraxial radius of curvature surface, there is a tendency to correct the various aberrations occurring in the front group. Furthermore, the image-side surface has an aspherical shape that is displaced toward the image side from the paraxial radius of curvature surface to correct each aberration. Condition (4) relates to the aspherical shape of the negative meniscus lens L5 in the rear group. This reduces pincushion distortion. Similarly, the above-mentioned aberrations are corrected by displacing the image plane side toward the object side rather than the paraxial radius of curvature surface. As is clear from conditions (3) and (4), the above effects are not required independently for each aspect. When there is only one aspherical surface, the above is the case, but when multiple surfaces are made aspherical, the surface that mainly contributes to aberration correction is displaced as described above, but the surface that contributes to aberration correction in an auxiliary manner is displaced as described above. In many cases, the displacement is the opposite. However, it is sufficient that it falls within the range of conditions (3) and (4) as a whole. The upper limit of condition (3) and the lower limit of condition (4) are the limits at which aberration correction by aspherical deformation is effectively performed, and condition
The lower limit of (3) and the upper limit of condition (4) are conditions to avoid overcorrection. Furthermore, in the lens system of this invention, the positive lens in the front group
One of L 3 and L 4 and the negative lens L 5 of the rear group are resin lenses. As mentioned above, the back focus of resin lenses changes due to changes in refractive index caused by changes in temperature, which has been a problem when used in cameras. On the other hand, by making both the positive and negative lenses made of resin, the effects of temperature changes can be canceled out from each other. In this invention, the positive lens L 3 ,
Alternatively, L 4 and negative lens L 5 may be made of resin, but positive lens L 3 or L 4 has smaller power than negative lens L 5 , but because it is located in front of negative lens L 5 , negative lens L 5 , the arrangement is such that it is possible to suppress fluctuations in the back focus due to temperature changes. Condition (5) is a range in which such fluctuations in back focus can be offset. (Example)
【表】【table】
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なお、各実施例についてのf/|f5|の値は以
下のとおりである。
実施例1 1.065
実施例2 1.051
実施例3 1.070
実施例4 1.164
実施例5 1.061
実施例6 0.974
実施例7 0.967
実施例8 1.236
実施例9 1.756
実施例10 1.171
実施例11 1.171
上記のうち、実施例10及び実施例11において
は、第5レンズL5の両面は共に近軸曲率半径面
よりも軸外で曲率をゆるくしている。これは画角
28°以上でコマ収差をフラツトにするためである。
物体側面を大きく変位させるとコマ収差の発生は
抑えられるが、像面湾曲が補正不足となる。これ
を像側面も同じく軸外で曲率がゆるくなるように
変位させることで、コマ収差もフラツトになり、
像面湾曲も補正されたものである。
発明の効果
この発明のレンズは、画角35°に達しながら望
遠比も0.96ないし0.92と小さく、しかも各収差図
に見るように諸収差もよく補正されている。
そして、非球面を導入したレンズは樹脂製であ
つて成形が容易であるにもかかわらず、樹脂レン
ズの屈折力と配置とを適切に選ぶことによつて温
度による影響を除くことが出来るという顕著な効
果を奏するものである。[Table] The values of f/|f 5 | for each example are as follows. Example 1 1.065 Example 2 1.051 Example 3 1.070 Example 4 1.164 Example 5 1.061 Example 6 0.974 Example 7 0.967 Example 8 1.236 Example 9 1.756 Example 10 1.171 Example 11 1.171 Among the above, Examples In Example 10 and Example 11, both surfaces of the fifth lens L5 have a gentler curvature off-axis than the paraxial radius of curvature surface. This is the angle of view
This is to flatten coma aberration at angles of 28° or more.
If the side surface of the object is largely displaced, the occurrence of coma aberration can be suppressed, but the curvature of field will be insufficiently corrected. By displacing this so that the curvature of the image side surface becomes gentler off-axis as well, coma aberration also becomes flat.
Field curvature has also been corrected. Effects of the Invention The lens of this invention has a telephoto ratio as small as 0.96 to 0.92 while reaching an angle of view of 35°, and various aberrations are well corrected as shown in each aberration diagram. Although the lens with an aspherical surface is made of resin and is easy to mold, it is remarkable that the influence of temperature can be eliminated by appropriately selecting the refractive power and placement of the resin lens. This has the following effects.
第1図ないし第11図は、それぞれのaは発明
のレンズの実施例1ないし実施例11の構成断面
図、bはその諸収差である。
In FIGS. 1 to 11, a indicates a cross-sectional view of the structure of Examples 1 to 11 of the lens of the invention, and b indicates various aberrations thereof.
Claims (1)
正レンズL3および正レンズL4からなる前群と、
像側に強い凸面を向けた負メニスカスレンズL5
からなる後群とから構成され、レンズL3および
L4の屈折面のうち少なくとも1面、および第5
レンズL5の少なくとも1面を非球面とすると共
に 0.45<f/|f5|<2.5、f5<01.7<N2 また、前群については −1.0×10-2<△X5(0.1f)+△X7(0.1f)−△X
6(0.1f)−△X8(0.1f)/f<−0.5×10-4 後群については 0.2×10-3< △X3(0.13f)−△X10(0.14f)/f<0.3 の各条件を満足することを特徴とする広角レンズ ただし f:全系の焦点距離 f5:第5レンズL5 N2:第2レンズL2のガラス材料の屈折率 △Xj(φ):第j面の光軸からの高さφにおける
非球面化による屈折面の変位量で、以下の式に
よつて表される。 屈折面の頂点を原点とし、光軸方向をX軸と
した直交座標系(XYZ)において頂点曲率を
C、円錐定数をk、非球面係数をApi、非球面
のべき数をpiとしたとき [Claims] 1. In order from the object side, a positive lens L 1 , a negative lens L 2 ,
a front group consisting of a positive lens L 3 and a positive lens L 4 ;
Negative meniscus lens L 5 with a strongly convex surface facing the image side
The rear group consists of lenses L 3 and
At least one of the refractive surfaces of L 4 , and the fifth
At least one surface of the lens L 5 is aspherical, and 0.45<f/|f 5 |<2.5, f 5 <01.7<N 2 , and for the front group -1.0×10 -2 <△X 5 (0.1f )+△X 7 (0.1f)−△X
6 (0.1f)−△X 8 (0.1f)/f<−0.5×10 -4 For the rear group, 0.2×10 -3 < △X 3 (0.13f)−△X 10 (0.14f)/f< A wide-angle lens characterized by satisfying the following conditions: f: Focal length of the entire system f 5 : Fifth lens L 5 N 2 : Refractive index of the glass material of the second lens L 2 △X j (φ) : The amount of displacement of the refractive surface due to asphericalization at the height φ from the optical axis of the j-th surface, and is expressed by the following formula. In an orthogonal coordinate system (XYZ) with the vertex of the refractive surface as the origin and the optical axis direction as the X axis, the apex curvature is C, the conic constant is k, the aspheric coefficient is Ap i , and the power of the aspheric surface is p i time
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11555684A JPS60260014A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Wide angle lens |
| US06/741,895 US4767201A (en) | 1984-06-07 | 1985-06-06 | Wide angle lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11555684A JPS60260014A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Wide angle lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260014A JPS60260014A (en) | 1985-12-23 |
| JPH0361166B2 true JPH0361166B2 (en) | 1991-09-19 |
Family
ID=14665461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11555684A Granted JPS60260014A (en) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Wide angle lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260014A (en) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS581117A (en) * | 1981-06-27 | 1983-01-06 | Canon Inc | photographic lens |
| JPS58215619A (en) * | 1982-06-09 | 1983-12-15 | Canon Inc | Lens system with variable focal length |
-
1984
- 1984-06-07 JP JP11555684A patent/JPS60260014A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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