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JPH0827428B2 - Retrofocus wide-angle lens - Google Patents
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JPH0827428B2 - Retrofocus wide-angle lens - Google Patents

Retrofocus wide-angle lens

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Publication number
JPH0827428B2
JPH0827428B2 JP63146011A JP14601188A JPH0827428B2 JP H0827428 B2 JPH0827428 B2 JP H0827428B2 JP 63146011 A JP63146011 A JP 63146011A JP 14601188 A JP14601188 A JP 14601188A JP H0827428 B2 JPH0827428 B2 JP H0827428B2
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lens
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positive
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aspherical
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治夫 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は近距離補正機構を組み込んだレトロフォーカ
ス型広角レンズに関するものである。
The present invention relates to a retrofocus wide-angle lens incorporating a short-distance correction mechanism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、レトロフォーカス型写真レンズの合焦方法
は、全体繰り出しによって行なわれる場合が多い。しか
しながら、レンズ系全体の移動は大きな重量のものが移
動するため鏡筒を含む移動群の総重量は重くなる。特に
超広角レンズや焦点距離に比して非常にバックフォーカ
スの長いレンズになると前群の負の屈折力が大きくな
り、収差補正が困難となる偽レンズの枚数も増し、一般
に前玉径も大きくなり、全体や重量も著しく大きくな
る。特に自動合焦機構を組み込んだカメラ用レンズ等の
場合応答性が良好で可動部が小さく軽く、しかも移動量
が少ない必要がある。一方、負の屈折力を持つ前群と正
屈折力を持つ後群とからなる2群構成のレトロフォーカ
ス型レンズは本来非対称性の強いタイプなので、合焦に
より、物体距離が変化し撮影倍率が変化すると、レンズ
の諸収差、特に非点収差、像面弯曲、コマ収差が他の収
差に比して著しく変化する。そのため、以下の(イ)〜
(ニ)のように収差補正を行いつつ、コンパクト化、操
作性を向上させるための努力がなされてきた。
In general, the focusing method of a retrofocus type photographic lens is often performed by moving the entire lens. However, since the whole lens system moves with a large weight, the total weight of the moving group including the lens barrel becomes heavy. Especially in the case of ultra wide-angle lenses and lenses with a very long back focus compared to the focal length, the negative refracting power of the front group increases, and the number of fake lenses that make aberration correction difficult also increases, and in general the front lens diameter also increases. As a result, the overall size and weight will be significantly increased. In particular, in the case of a camera lens or the like incorporating an automatic focusing mechanism, it is necessary to have good responsiveness, a small moving part and light weight, and a small moving amount. On the other hand, a retrofocus type lens having a two-group configuration consisting of a front group having a negative refracting power and a rear group having a positive refracting power is originally a type with a strong asymmetry, and therefore the object distance changes due to focusing and the photographing magnification increases. When it changes, various aberrations of the lens, especially astigmatism, field curvature, and coma, change remarkably as compared with other aberrations. Therefore, the following (a) ~
Efforts have been made to reduce the size and improve operability while correcting aberrations as in (d).

第1は、近接撮影時の収差変化を補正するために一部
のレトロフォーカス型写真レンズでは全体繰り出しを行
ないつつ一部のレンズ群を移動させる機構を付加したも
のが種々提案された。たとえば、(イ)特公昭45−3987
5号公報に開示されている。
First, in order to correct the aberration change at the time of close-up photography, various retrofocus type photographic lenses have been proposed in which various mechanisms are added to move the entire lens group while extending the entire lens. For example, (a) Japanese Patent Publication No. 45-3987
It is disclosed in Japanese Patent No. 5 publication.

第2は、物体側より2枚のレンズを固定し、それより
像側にあるすべてのレンズ群を移動することによって合
焦合せを行なう方法であり、(ロ)特開昭61−140910号
公報に開示されている。
A second method is to fix two lenses from the object side and move all the lens groups on the image side to perform focusing, and (b) JP-A-61-140910. Is disclosed in.

第3は、最も像側にあるレンズ群のみを移動させて合
焦する後群繰り出し方法であり、(ハ)特開昭55−1435
17号公報や(ニ)特開昭58−202414号公報で開示されて
いる。
A third method is a rear lens group moving-out method in which only the lens group closest to the image side is moved for focusing, and (c) Japanese Patent Laid-Open No. 55-1435.
No. 17, and (d) Japanese Patent Laid-Open No. 58-202414.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、上記の(イ)〜(ニ)はそれぞれ以下のよ
うな欠点を持っている。
However, each of the above (a) to (d) has the following drawbacks.

第1の全体繰り出しを行ないつつ一部のレンズ群を移
動させる機構を付加した方法は、移動群の重量は全体繰
り出しと同様に重く全長も大きくなるという欠点を持っ
ている。たとえば、(イ)特公昭45−39875号公報の全
体繰り出し式合焦では、超広角レンズや焦点距離に比し
て非常にバックフォーカスの長いレンズになると、前群
の負の屈折力が強くなり収差補正が困難となる為、レン
ズの枚数も増し、一般に前玉径も大きくなり、全長や重
量も大きくなる。したがって、全体繰り出しを行いつつ
近距離補正をする方式では操作上不便である。
The method of adding a mechanism for moving a part of the lens groups while performing the first total extension has the drawback that the weight of the movable group is as heavy as the total extension and the total length is large. For example, (a) In the fully extended focusing of Japanese Patent Publication No. 45398398/1985, when the lens has a very long back focus compared to the super wide-angle lens or the focal length, the negative refracting power of the front group becomes strong. Since it becomes difficult to correct aberrations, the number of lenses increases, the diameter of the front lens generally increases, and the overall length and weight also increase. Therefore, it is inconvenient to operate the system in which the short-distance correction is performed while performing the entire extension.

第2の物体側より2枚のレンズを固定し、それより像
側にあるすべてのレンズ群を移動することによって合焦
合せを行なう方法において、(ロ)特開昭61−140910号
公報のものでは、これも移動群である合焦群の大きさが
大きく、重量が重く、やはり上記のように自動合焦機構
を組み込んだカメラ用レンズ等には、操作上不便であ
る。又、この諸収差の補正の方法では不十分であり、特
に画角の大きい超広角レンズにおいてはコマ収差及び像
面弯曲の近距離撮影等の変化が補正不十分であった。
A method for focusing by fixing two lenses from the second object side and moving all lens groups on the image side of the second lens is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-140910. However, the size of the focusing group, which is also a moving group, is large and heavy, and it is inconvenient to operate a camera lens or the like incorporating the automatic focusing mechanism as described above. In addition, this method of correcting various aberrations is not sufficient, and particularly in a super wide-angle lens having a large angle of view, changes such as coma aberration and short-distance photographing of field curvature are insufficiently corrected.

第3の最も像側にあるレンズ群のみを移動させ合焦さ
せる後群繰出方式において、(ハ)特開昭55−143517号
公報のものでは、移動レンズ群は小さく自動合焦機構を
組み込んだカメラ用レンズ等には便利ではあるが、画角
が94゜以下と比較的小さく、近距離撮影時の諸収差の変
化、特にコマ収差の変化が著しいという欠点を有してい
た。そのため、さらに広角化を図ると、収差補正が非常
に困難となる。また、(ニ)特開昭58−202414号公報の
ものでは、合焦群の重量を小さくでき、レンズ枚数も少
なくできるため、操作上は便利であるが、(ハ)と同様
に、画角が84゜以下と小さく、近距離撮影時の諸収差変
化、特にコマ収差の変化が著しく、さらに広角化を図る
ことは困難である。
In the third rear lens group feeding system in which only the lens group closest to the image side is moved and focused, (c) in JP-A-55-143517, the movable lens group is small and an automatic focusing mechanism is incorporated. Although convenient as a lens for cameras, the angle of view is relatively small at 94 ° or less, and it has the drawback that changes in various aberrations at the time of short-distance shooting, especially changes in coma aberration are remarkable. Therefore, if the angle of view is further increased, it becomes very difficult to correct the aberration. Further, (d) In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-202414, the weight of the focusing group can be reduced and the number of lenses can be reduced, which is convenient in operation, but as in (c), the angle of view can be reduced. Is as small as 84 ° or less, and changes in various aberrations at the time of close-up photography, especially coma, are remarkable, and it is difficult to achieve a wider angle.

そこで、本発明は上記の欠点を解決し、より広い画角
及びコンパクトな形状を維持しながら、近距離撮影時の
結像性能が良好で且つ合焦群の重量、大きさ、移動量を
共に小さくして操作性の向上を図れる後群繰り出し方式
のレトロフォーカス型広角レンズを提供することを目的
とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned drawbacks, maintains a wider angle of view and a compact shape, has good imaging performance during short-distance shooting, and has the same weight, size, and movement amount of the focusing group. An object of the present invention is to provide a rear focus type retrofocus wide-angle lens that can be reduced in size to improve operability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記の目的を達成するために、物体側から順
に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力
を有する第2レンズ群G2とを有するレトロフォーカス型
広角レンズであって、この第2レンズ群は前群G2Fと、
正の屈折力を持つ後群G2Rとを有し、 この後群G2Rは、像側に凸面を向けたレンズと、正レ
ンズと負レンズとを有する正レンズ成分とを含む共に、
頂点よりも周辺になるにつれて負の面屈折力が強くなる
形状または頂点よりも周辺になるにつれて正の面屈折力
が弱くなる形状の非球面を少なくとも1面に有してお
り、 後群G2R中の前記非球面レンズより物体側に絞りが配
置され、この後群G2Rは光軸に沿って物体側へ繰り出す
ことによって近距離物体への合焦を行なうものである。
In order to achieve the above object, the present invention has a retrofocus wide-angle lens system having a first lens group G 1 having a negative refractive power and a second lens group G 2 having a positive refractive power in order from the object side. This second lens group is a front lens group G 2F ,
And a rear group G 2R having a positive refractive power, the group G 2R Thereafter includes both a lens having a convex surface directed toward the image side and a positive lens component having a positive lens and a negative lens,
At least one surface has an aspherical surface with a shape in which the negative surface power becomes stronger toward the periphery of the vertex or a surface in which the positive surface power becomes weaker toward the periphery of the vertex, and the rear group G 2R A stop is arranged closer to the object side than the aspherical lens inside, and the rear lens group G 2R is adapted to focus on a short-distance object by moving the object toward the object side along the optical axis.

そして、本発明においては、この後群G2R中の正レン
ズ成分の最も物体側と最も像側の曲率半径をそれぞれ
ra、rbとすると、 を満足するように構成したものである。
Then, in the present invention, the radius of curvature of the most object side and the most image side of the positive lens component in this rear group G 2R is respectively
If r a and r b , Is configured to satisfy.

このような本発明の基本構成において、十分な収差補
正を果たすには、更に以下の(2)〜(4)の各条件を
満足するように構成することが望ましい。
In such a basic configuration of the present invention, it is preferable that the following conditions (2) to (4) are further satisfied in order to achieve sufficient aberration correction.

−1.0≦α≦1.0 ……(3) 但し、 f:全系の焦点距離 AS−S:有効径最周辺における非球面と所定の頂点曲率半
径を有する基準球面との光軸方向における差。
−1.0 ≦ α ≦ 1.0 (3) However, f: focal length of the entire system AS-S: difference in the optical axis direction between the aspherical surface at the periphery of the effective diameter and the reference spherical surface having a predetermined vertex radius of curvature.

α:第2レンズ群の後群G2Rの最も物体側のレンズ面に
入射する軸上無限遠物点からの近軸光線が光軸となす角
度を近軸交線追跡式において、初期値をα=0、h=f
として求めた値。
α: The angle formed by the paraxial ray from the axial infinity object point incident on the most object side lens surface of the rear lens group G 2R of the second lens group with the optical axis in the paraxial crossing tracing formula, α = 0, h = f
The value obtained as.

α1:最前レンズ面に入射する近軸光線が光軸となす角。α 1 : The angle that the paraxial ray incident on the frontmost lens surface makes with the optical axis.

h1:最前レンズ面に入射する近軸光線の入射高。h 1 : The incident height of paraxial rays incident on the front lens surface.

f2R:第2レンズ群の後群G2Rの焦点距離。f 2R : Focal length of the rear lens group G 2R of the second lens group.

尚、ここでいう面屈折力はある屈折面の任意の1点に
入射するある任意の光線の入射角と射出角との差、すな
わち、偏角をその屈折点近傍の微小な面の面屈折力と定
義し、その屈折点近傍に入射する平行光束が屈折後収斂
する時、その面の屈折力を正の面屈折力とし、屈折後発
散する時、その面の面屈折力を負の面屈折力と定義す
る。
The surface refracting power referred to here is the difference between the incident angle and the exit angle of a certain ray of light incident on any one point of a certain refracting surface, that is, the deviation angle is the surface refraction of a minute surface near the refraction point. It is defined as a force, and when a parallel light beam incident near the refraction point converges after refraction, the refracting power of that surface is defined as a positive surface refracting power, and when diverging after refraction, the surface refracting power of that surface is a negative surface. Defined as refractive power.

また、本発明における非球面は、頂点よりも周辺にな
るにつれて負の面屈折力が強くなる非球面形状と表現で
き、また頂点よりも周辺になるにつれて正の面屈折力が
弱くなる非球面形状とも表現できるが、いずれにしろ面
の作用としては実質的には等価である。
Further, the aspherical surface in the present invention can be expressed as an aspherical surface shape in which the negative surface refractive power becomes stronger toward the periphery from the apex, and the positive surface refractive power becomes weaker toward the periphery from the apex. Can be expressed as, but in any case, the effect of the surface is substantially equivalent.

〔作用〕 本発明の作用の説明の前に理解をし易くするために、
先ず上記の如き本発明の構成中の合焦機能を有する第2
レンズ群中の後群G2Rに、非球面レンズ(頂点よりも周
辺になるにつれて負の面屈折力が増す非球面を有するレ
ンズ)を含まない、一般的な球面レンズを用いた場合の
レトロフォーカス型レンズの収差変動、特に球面収差及
びコマ収差の変動についての原理を定性的に説明する。
[Operation] In order to facilitate understanding before explaining the operation of the present invention,
First, the second one having the focusing function in the configuration of the present invention as described above.
Retrofocus when using a general spherical lens that does not include an aspherical lens (a lens having an aspherical surface whose negative surface refractive power increases toward the periphery from the apex) in the rear group G 2R in the lens group A qualitative description will be given of the principle of variation in aberration of the D-type lens, particularly variation in spherical aberration and coma.

球面収差 第2A図に示すした光線a、bはレンズ系に入射するRa
nd光線(最周縁光線)であり、aは無限遠物点からの光
線、bは至近距離物点からの光線である。そして、第2A
図に示すように、正の屈折力を有する最も像側にある後
群G2Rを物体側方向に繰り出すことよって至近物点に合
焦させ、後群G2Rの最も物体側の面に入射するRand光線
が収斂性を帯ている(近軸光線追跡式におけるα値がプ
ラス)場合、後群G2Rに入射するRand光線aの入射高が
繰り出されたことにより高くなる。したがって、正の屈
折力を有する後群G2Rを物体側方向に繰り出すことによ
って、後群G2Rの至近物点から入射したRand光線aに対
する正の面屈折力は増す。そのため、正の面屈折力が強
まるのだから、無限遠物点に合焦した場合の球面収差よ
り、至近物点に合焦した場合の球面収差は、全体として
第2B図の様により補正不足の方向に変化する。
Spherical aberration Rays a and b shown in Fig. 2A are incident on the lens system Ra.
nd ray (marginal ray), a is a ray from an object point at infinity, and b is a ray from an object point at a close range. And the second A
As shown in the figure, the rear lens group G 2R , which has the positive refracting power and is closest to the image side, is focused on the closest object point by extending in the object side direction, and is incident on the most object side surface of the rear lens group G 2R. When the Rand ray has a converging property (α value in the paraxial ray tracing equation is positive), the incident height of the Rand ray a incident on the rear group G 2R becomes high because it is extended. Therefore, by feeding the rear group G 2R having a positive refractive power toward the object side, the positive surface refractive power for the Rand ray a incident from the closest object point of the rear group G 2R is increased. Therefore, since the positive surface refracting power becomes stronger, the spherical aberration when focusing on an object point at infinity is more than the spherical aberration when focusing on an object point at infinity due to insufficient correction as shown in FIG. 2B as a whole. Change direction.

又、上記後群G2Rの最も物体側の面に入射するRand光
線が発散性をおびている場合(近軸光線追跡式における
α値がマイナスの場合)、上記とは全く反対の理由か
ら、正の屈折力を有する後群G2Rを繰り出すことによっ
て、球面収差は補正過剰方向に変化する。
Also, when the Rand ray incident on the most object side surface of the rear group G 2R is divergent (when the α value in the paraxial ray tracing equation is negative), it is positive because of the completely opposite reason. By extending the rear group G 2R having a refractive power of, the spherical aberration changes in the overcorrection direction.

但し、この場合、後群G2Rの有する残留収差の量や屈
折力の大小、移動量の大小、後群G2R中の各面の面屈折
力の大小、後群G2R中に入射するRand光線の入射の大
小、後群G2Rのレンズ形状によって、球面収差の変化の
度合は異なってくる。
However, Rand incident this case, the amount and the refractive power of the magnitude of the residual aberrations with the rear group G 2R, the amount of movement of the large and small, the surface power of each surface in the rear group G 2R magnitude, in the rear group G 2R The degree of change in spherical aberration varies depending on the size of the incident ray and the lens shape of the rear group G 2R .

コマ収差 次に斜光線に着目してみると、正の屈折力を有する最
も像側にある後群G2Rを物体方向に繰り出して合焦させ
る場合、第3A図の図中cの斜光線の様に無限物点より入
射した光線に比して図中dの光線の様に至近物点から入
射した斜光線が光軸に対して平行でなければ後群G2R
入射する斜光軸の入射高は低くなり、後群G2Rの斜光線
に対する面屈折力は弱まる。したがって、正の面屈折力
が弱まるがその度合は第3A図中の光線の様に斜光線の中
の上側光線と下側光線では後群G2Rに入射する光線の入
射高が異なるので、それぞれの斜光線に対する面屈折力
が異なる。そして、正の屈折力を有する後群G2Rを物体
側に繰り出す場合、各群の屈折力、各面の面屈折力、残
留収差量、移動量などの大小によってその状態は異なる
が、第3B図に示した様に後群G2Rの正の面屈折力が弱ま
るため上側と下側の各斜光線は跳ね上がり、そのためコ
マ収差の対称性がくずれて外方コマ方向に著しく変化す
る。
Coma Aberration Next, focusing on the oblique rays, when the rearmost group G 2R having the positive refracting power, which is closest to the image side, is extended toward the object to focus, the oblique rays of c in FIG. In comparison with the ray incident from the infinite object point, the oblique ray incident from the closest object point like the ray d in the figure is not parallel to the optical axis, and is incident on the rear group G 2R. The height becomes low, and the surface refractive power of the rear group G 2R for oblique rays becomes weak. Therefore, the positive surface refracting power is weakened, but to the extent that the upper ray and the lower ray in the oblique ray have different incident heights of the rays incident on the rear group G 2R , like the rays in FIG. The surface refracting power for oblique rays is different. Then, when the rear group G 2R having a positive refracting power is extended to the object side, the state varies depending on the size of the refracting power of each group, the surface refracting power of each surface, the amount of residual aberration, the amount of movement, etc. As shown in the figure, since the positive surface refracting power of the rear group G 2R is weakened, the upper and lower oblique rays bounce up, so that the symmetry of coma aberration is broken and the coma aberration is significantly changed in the outer coma direction.

したがって、一般にレトロフォーカス型レンズの後群
繰り出し方式による合焦は、上記の如き理由によって、
球面収差、コマ収差、像面弯曲などの収差が著しく変化
する。
Therefore, in general, focusing by the rear group extension method of a retrofocus type lens is caused by the above reasons.
Aberrations such as spherical aberration, coma and field curvature change remarkably.

上記の如き定性的な原理の説明で示した様に、正の屈
折力を有する後群G2Rを物体側に繰り出して合焦を行な
う場合、後群G2Rの最も物体側の面に関して、後群G2R
入射する斜光線の入射高は低くなり、後群G2Rの斜光線
に対する面屈折力は弱くなる。したがって、第3A図中に
示すように、斜光線中の上側光線と下側光線では後群G
2Rに入射する入射高が異なるので、変動の度合は異なる
が正の面屈折力が弱まるため各斜光線は跳ね上がり、外
方コマ方向に変化する。
As shown in the explanation of the qualitative principle as described above, when the rear lens group G 2R having a positive refractive power is extended to the object side for focusing, the rear lens group G 2R with respect to the most object side surface is height of incidence oblique light rays incident on the group G 2R becomes lower, surface power for oblique rays of the rear group G 2R is weakened. Therefore, as shown in FIG. 3A, in the upper ray and the lower ray in the oblique ray, the rear group G
Since the incident height on the 2R is different, the degree of fluctuation is different, but the positive surface refracting power is weakened, so that each oblique ray bounces up and changes in the outward coma direction.

このような収差による問題を解決するため、本発明に
おいては上記の如く、正の屈折力を有する後群G2Rを物
体側に繰り出す際、後群G2Rの入射高の低下による正の
面屈折力の低下という作用と反対の作用を有する負の面
屈折力を有するレンズを後群G2R中に導入し、適当な
正、負の屈折力の配置にする。すると、これらの作用が
互いに相殺しあって、それぞれの面屈折力の変動を少な
くする。つまり、正の面屈折力を有する後群G2Rより強
い負の面屈折力を有するレンズを後群G2R中に導入し
て、正屈折力の後群G2Rを物体側に繰り出した時、後群G
2Rに入射する斜光線の入射高の低下による後群G2R中の
負の面屈折力の低下が後群G2R中の正の面屈折力の低下
よりも大きい様に正、負の屈折力を配置することによっ
て、予め収差補正を行い後群G2R全体として斜光線に対
する入射高が今まで通り変化しても後群全体として斜光
線に対する正の屈折力があまり変動しなくなる。そのた
め、コマ収差の変動は極小に抑えることが可能である。
To solve the problem of such aberrations, in the present invention as described above, positive when unwinding the object side to the group G 2R after having a refractive power, positive surface refraction by reduction of the incidence height of the group G 2R post A lens having a negative surface refracting power, which has the opposite effect to the action of reducing the power, is introduced into the rear group G 2R to have an appropriate positive and negative refracting power arrangement. Then, these actions cancel each other out to reduce the fluctuations of the respective surface refracting powers. In other words, by introducing a lens having a strong negative surface power from a group G 2R after having positive surface power in the rear group G 2R, when the group G 2R After positive refractive power took to the object side, Rear group G
Positive as greater than the decrease of the positive surface power of negative decrease rear group surface power in G 2R in the rear group G 2R due to the decrease of the incidence height of the oblique light rays incident on 2R, negative refractive power By arranging, the positive refracting power for oblique rays does not change so much in the entire rear group even if the incident height for oblique rays in the entire rear group G 2R changes as before. Therefore, the fluctuation of coma can be suppressed to a minimum.

したがって、第1図に示すように、レンズの周辺と中
心付近とで明らかに面屈折力に差がある非球面レンズす
なわち、周辺に行くに従って負の面屈折力の増す様な球
面レンズを導入することによって、上記の効果を1枚の
レンズで補うことができる。ここでeは無限遠物点から
の斜光線であり、fは至近距離物点からの斜光線であ
る。
Therefore, as shown in FIG. 1, an aspherical lens having a difference in surface refracting power between the periphery and the center of the lens, that is, a spherical lens whose negative surface refracting power increases toward the periphery is introduced. As a result, the above effect can be supplemented by one lens. Here, e is an oblique ray from an object point at infinity, and f is an oblique ray from an object point at a close distance.

この方法は、斜光線の上側の光線には特に効果があ
り、コマ収差の変動を極小に抑えることが可能である。
また、その非球面レンズのザグ量つまり頂点の基準球面
からのズレ量(|AS−S|)は、後群中の正レンズの頂点
の屈折力、非球面レンズの頂点の屈折力、繰り出しによ
る移動量レンズ系の残留収差等によって決まり、非球面
レンズを導入する場所、有効径によって変化するが、正
の屈折力を持つ後群G2Rのみを光軸と平行に物体側に繰
り出して合焦させる本方式では、必ず上記の理由により
レンズの頂点(中心)から周辺に行くに従って負の面屈
折力の増す様な非球面形状が必要である。
This method is particularly effective for the rays above the oblique rays and can suppress the fluctuation of coma aberration to a minimum.
Further, the amount of zag of the aspherical lens, that is, the amount of deviation (| AS−S |) from the reference spherical surface of the apex depends on the refractive power of the apex of the positive lens in the rear group, the refractive power of the apex of the aspherical lens, and the extension. The amount of movement is determined by the residual aberration of the lens system, etc., and varies depending on the location where the aspherical lens is introduced and the effective diameter, but only the rear group G 2R having a positive refractive power is extended toward the object side in parallel with the optical axis for focusing. In the present method, the aspherical shape is required so that the negative surface refractive power increases from the apex (center) of the lens toward the periphery for the above reasons.

このように、本発明は後群G2R中に非球面レンズを導
入することにより、前記の近距離性能の劣化(特にコマ
収差の劣化)を防ぎ至近距離に至るまで収差変動を防ぎ
補正するものである。すなわち、非球面を導入しなくて
も無限遠物点からの光線に対してはほぼ実用的に収差補
正可能であるが、近距離合焦時の収差変動を補正しきれ
ないレトロフォーカス型レンズ系においては、合焦機能
を有する第2レンズ群の後群中に、主の近距離性能劣化
を防ぐ様な性質を持つ非球面を導入して近距離合焦時の
収差補正を図ることが可能となるのである。
As described above, the present invention introduces an aspherical lens in the rear lens group G 2R to prevent the above-mentioned deterioration of short-range performance (especially deterioration of coma aberration) and prevent and correct aberration fluctuations up to a close range. Is. That is, although it is possible to correct aberrations practically for light rays from an object point at infinity without introducing an aspherical surface, a retrofocus lens system that cannot completely correct aberration fluctuations when focusing at a short distance. In, in the rear lens group of the second lens group having the focusing function, an aspherical surface having a property of preventing deterioration of near distance performance of the main lens can be introduced to correct aberration at the time of focusing at a short distance. It becomes.

したがって、本発明は、光学系の最前方近傍又は最後
方近傍に非球面レンズを用いて主に歪曲や像面弯曲など
を補正する方法や、絞り位置の近傍に配置して主に球面
収差やサジタルコマフレアーを補正する方法のような従
来の一般的な非球面レンズとは異なり、収差補正方法の
発想において相違するものである。
Therefore, the present invention is a method of mainly correcting distortion, image surface curvature, etc. by using an aspherical lens in the vicinity of the frontmost or rearmost part of the optical system, or by arranging in the vicinity of the diaphragm position to mainly spherical aberration or Unlike the conventional general aspherical lens such as the method of correcting sagittal coma flare, it is different in the idea of the aberration correction method.

ところで、特に画角の広いレトロフォーカス型広角レ
ンズにおいては、十分なバックフォーカスを維持するこ
とにより、収差補正上における多くの制約を受けること
になる。しかも、本発明においては、100゜を越える大
画面を有するレトロフォーカス型広角レンズにリアフォ
ーカス方式を採用して無限遠から至近距離までを合焦し
ようとするものであるので、この合焦のための移動空間
を確保しなければならなく、さらに制約を受ける結果と
なる。そのため、本発明は、レンズ構成枚数を増加させ
たり、又前玉径を大きくすることなく、第1レンズ群G1
及び第2レンズ群の後群G2Rにおける各々のレンズの主
点がより像側に出るような適切な形状に構成して解決し
ている。
By the way, particularly in a retrofocus wide-angle lens having a wide angle of view, maintaining sufficient back focus imposes many restrictions on aberration correction. Moreover, in the present invention, the rear focus system is adopted for the retrofocus wide-angle lens having a large screen of more than 100 °, and an attempt is made to focus from infinity to a close range. The movement space must be secured, which results in further restrictions. Therefore, according to the present invention, the first lens group G 1 can be formed without increasing the number of lens components or increasing the front lens diameter.
And the rear lens group G 2R of the second lens group is configured to have an appropriate shape so that the principal points of the respective lenses are located closer to the image side.

ところが、本発明の如きリアフォーカス方式を採用し
ているレトロフォーカス型広角レンズにおいては、特に
後群の形状を考慮する必要がある。
However, in the retrofocus wide-angle lens adopting the rear focus system as in the present invention, it is necessary to particularly consider the shape of the rear group.

つまり、前述の如くリアフォーカス方式による収差変
動は合焦用のレンズ移動及び形状に大きく関係している
ため、合焦による第2レンズの後群G2Rの移動により、
この後群G2Rに入射する斜光線の入射高の変化が問題と
なる。したがって、画角の広いレトロフォーカス型広角
レンズでは、特に斜光線の収差補正に対する考慮が必要
である。
That is, as described above, since the aberration variation due to the rear focus system is largely related to the movement and shape of the focusing lens, the movement of the rear group G 2R of the second lens due to the focusing causes
The change in the incident height of the oblique ray incident on the rear group G 2R becomes a problem. Therefore, in a retrofocus wide-angle lens with a wide angle of view, it is necessary to consider aberration correction of oblique rays in particular.

そのため、本発明の第2レンズの後群G2Rにおいて、
斜光線が最小偏角で屈折するように、絞りに対して凹面
を向けた適切な形状を有する必要がある。
Therefore, in the rear group G 2R of the second lens of the present invention,
It must have a suitable shape with the concave surface facing the diaphragm so that the oblique rays are refracted with the minimum deviation.

また、軸上光線が第2レンズの後群G2Rに入射する入
射角が著しく大きい場合には、合焦の際において、球面
収差が著しく変動する。したがって、これを軽減するた
めの適切な形状を有する必要がある。
Further, when the incident angle of the axial ray incident on the rear group G 2R of the second lens is extremely large, the spherical aberration fluctuates remarkably during focusing. Therefore, it is necessary to have an appropriate shape for reducing this.

したがって、上述したことを満足するために、本発明
においては、特に後群G2Rの正レンズ成分における最適
な形状、つまり最適なシェィプファクター(形状因子)
を条件(1)で規定して、主点を像側へ出してバックフ
ォーカスを確保しながら、軸上光線による球面収差のみ
ならず、軸外光線によるコマ収差及び像面弯曲を極めて
良好に補正している。
Therefore, in order to satisfy the above, in the present invention, in particular, the optimum shape of the positive lens component of the rear group G 2R , that is, the optimum shape factor (shape factor)
Condition (1) defines the principal point to the image side and secures the back focus, while correcting not only spherical aberration due to on-axis rays but also coma aberration due to off-axis rays and field curvature. are doing.

ところが、この条件式の上限を越えると、バックフォ
ーカスを確保しつつ良好な収差補正を行おうとすると、
レンズ構成枚数の増加及びレンズ系全体の大型化を招く
ために好ましくない。又、第2レンズの後群G2R中の正
レンズ成分が平凸形状に近づき、このレンズを通過する
斜光線が大きな偏角で屈折するため、合焦時におけるコ
マ収差及び像面弯曲を、本発明の非球面レンズで良好に
補正することが困難となる。そのため、結果的に、球面
収差及び外方コマ収差が甚大に発生し、又像面弯曲は正
の方向に変動し、さらにコマ収差の画角の差による変動
も増加する。反対に条件式の下限を越えると、バックフ
ォーカスを確保できるものの、球面収差が補正不足とな
り、又コマ収差、像面弯曲が大きく変動し、さらにコマ
収差の画角の差による変動も増加する。また、レンズの
縁厚が極端に薄くなり製造上困難となる。
However, if the upper limit of this conditional expression is exceeded, an attempt is made to perform good aberration correction while securing the back focus,
This is not preferable because it causes an increase in the number of lens components and an increase in the size of the entire lens system. Further, the positive lens component in the rear lens group G 2R of the second lens approaches a plano-convex shape, and the oblique ray passing through this lens is refracted with a large deviation angle, so that the coma aberration and the curvature of field at the time of focusing are reduced. It becomes difficult to satisfactorily correct with the aspherical lens of the present invention. Therefore, as a result, spherical aberration and outer coma are greatly generated, the field curvature fluctuates in the positive direction, and fluctuation due to the difference in the angle of view of coma also increases. On the other hand, when the value goes below the lower limit of the conditional expression, the back focus can be secured, but the spherical aberration is undercorrected, the coma aberration and the image plane curvature largely change, and the coma aberration also increases due to the difference in the angle of view. In addition, the edge thickness of the lens becomes extremely thin, which makes manufacturing difficult.

さらに、十分な収差補正を達成するためには、(2)
〜(4)の諸条件を満足するように構成されることが望
ましく、以下に、諸条件について以下に詳述する。
Furthermore, in order to achieve sufficient aberration correction, (2)
It is desirable to be configured to satisfy the conditions (4) to (4), and the conditions will be described in detail below.

条件(2)の上限を越えると非球面の形成が難しくな
るために加工公差による問題や偏心に対する性能劣化等
の問題があり、そのため非球面レンズの生産性が悪くな
る。又、入射高の高いRand光線による高次(5次以上の
項)の影響により球面収差が大きくなり、光学性能が劣
化する。したがって、非球面レンズのザグ量は現実的に
この範囲が望ましい。そして、条件(2)の範囲内で少
なくとも1面が頂点よりも周辺になるにつれて、斜光線
に対する負の面屈折力が増す様な非球面レンズを第2レ
ンズ群の後群中に設定すると共に、正と負の適当な面屈
折力の組み合せによって至近距離に至るまでコマ収差の
変動を小さくすることができる。
When the value exceeds the upper limit of the condition (2), it becomes difficult to form an aspherical surface, so that there are problems due to processing tolerances and performance deterioration due to decentering, which deteriorates the productivity of the aspherical lens. In addition, spherical aberration increases due to the influence of higher orders (terms of 5th and higher) due to the Rand ray having a high incident height, and the optical performance deteriorates. Therefore, the zag amount of the aspherical lens is practically desirable in this range. Within the range of the condition (2), an aspherical lens whose negative surface refracting power for oblique rays increases as at least one surface becomes closer to the periphery than the apex is set in the rear group of the second lens group. By combining appropriate positive and negative surface refracting powers, it is possible to reduce the fluctuation of coma aberration up to the closest distance.

球面収差については、上記α値を条件(3)の様に適
正な値になる様に前群、後群の屈折力配置を決める事に
よって、合焦群である後群G2Rの最も物体側にある面に
入射するRand光線を光軸に対して平行に近くすることが
できる。Rand光線が平行に近くなると至近距離物点に合
焦させるために後群G2Rを繰り出してもRand光線が後群
各面に入射する入射高はほとんど変化がない。そのた
め、各面のRand光線に対する面屈折力の変化が小さく抑
えられ、合焦のための繰り出しによる球面収差の変動は
著しく少なくなる。したがって、上記の条件(3)のα
値が1.0を越える場合において、無限遠物点から近距離
物点に合焦させるため上記の正の屈折力を有する後群G
2Rを物体方向に繰り出すと、前記の後群G2Rの最も物体
側の面に入射するRand光線は著しく収斂されているの
で、繰り出すことにより、Rand光線の入射高は著しく増
し、Rand光線に対する正の屈折力が著しく強まり、球面
収差は補正不足の方向に著しく変化する。又、α値が−
1.0未満の時は前記の理由とは正反対となり、後群G2R
最も物体側にある面に入射するRand光線の入射高は低く
なり、Rand光線に対する正の面屈折が弱まり、球面収差
は補正過剰方向に著しく変化する。
Regarding the spherical aberration, by determining the refractive power arrangement of the front group and the rear group so that the above α value becomes an appropriate value as in the condition (3), the rear group G 2R , which is the focusing group, is closest to the object side. The Rand ray incident on the surface at can be made parallel to the optical axis. When the Rand rays become parallel to each other, even if the rear group G 2R is extended to focus on a close-range object point, the incident height of the Rand rays incident on each surface of the rear group hardly changes. Therefore, the change in the surface refractive power of each surface with respect to the Rand ray is suppressed to be small, and the fluctuation of the spherical aberration due to the extension for focusing is significantly reduced. Therefore, α in the above condition (3)
When the value exceeds 1.0, the rear lens group G having the positive refractive power described above for focusing from an infinite object point to a short-distance object point.
When 2R is extended in the object direction, the Rand ray incident on the most object-side surface of the rear group G 2R is remarkably converged, and therefore, the extension of the Rand ray is significantly increased by extending the Rand ray. The refracting power of is significantly increased, and the spherical aberration is significantly changed in the direction of undercorrection. Also, the α value is −
When it is less than 1.0, it is the exact opposite of the above reason, the incident height of the Rand ray incident on the most object side surface of the rear group G 2R is low, the positive surface refraction to the Rand ray is weakened, and the spherical aberration is corrected. Change significantly in the excess direction.

また、本発明においては近距離合焦時に像面弯曲がマ
イナス方向に変動する場合があり、この場合には上記の
α値を完全に0にせずに、若干光線を収斂する方向に設
定することが望ましい。その場合には、上記の如くα値
を設定することによって、像面の特性とのバランスを良
くすることができる。したがって、実質上画質は上昇す
る傾向があり、収差補正上のα値と像面特性をより良く
バランスさせることが可能である。一方、像面弯曲が近
距離合焦時にプラス方向に変動する場合には、上記とは
逆にα値を若干光線が発散する方向に設定して像面特性
とのバランスを良くすることが可能である。
In the present invention, the image plane curvature may fluctuate in the negative direction when focusing on a short distance. In this case, the above α value should not be set to 0 completely, but should be set in a direction in which the light rays converge slightly. Is desirable. In that case, by setting the α value as described above, the balance with the characteristics of the image plane can be improved. Therefore, the image quality tends to substantially increase, and it is possible to better balance the α value for aberration correction and the image plane characteristic. On the other hand, when the image surface curvature fluctuates in the positive direction when focusing on a short distance, the α value can be set slightly in the direction in which the light rays diverge, and the balance with the image surface characteristics can be improved. Is.

ここで、本発明におけるその非球面レンズの形状につ
いて、周辺部の負の面屈折力を強くし、頂点(中心)の
負の面屈折力を0または0に近い値にすることにより、
入射高の高いRand光線による高次の球面収差をも補正す
ることが可能となる。
Here, regarding the shape of the aspherical lens in the present invention, by increasing the negative surface power of the peripheral portion and setting the negative surface power of the apex (center) to 0 or a value close to 0,
It is also possible to correct high-order spherical aberration due to Rand rays with a high incident height.

尚、本発明おいては、後群G2Rに導入した非球面レン
ズの負の面屈折力が周辺になるにつれて大きくなってい
るため、入射高の高いRand光線がその非球面レンズに入
射し、その入射角が大きくなる場合、高次収差の影響で
たとえα値が収斂性(プラス)を帯びているとしても球
面収差が補正過剰の傾向に変化する場合がある。このこ
とは非球面レンズの周辺になるにつれて面屈折力が負に
傾くために、後群全体の面屈折力も周辺になるにつれて
負に近くなっているからであり、高い入射光の位置では
負の面屈折力を有するレンズ面が繰り出すために補正過
剰の傾向を示すのである。このような高次球面収差の傾
向を、本発明の主な目的であるコマ収差補正に組み入れ
てコマ収差と球面収差とを良好にバランスさせることが
可能となる。
Incidentally, in the present invention, since the negative surface refracting power of the aspherical lens introduced into the rear group G 2R becomes larger toward the periphery, a high incident height Rand ray enters the aspherical lens, When the incident angle becomes large, the spherical aberration may change to a tendency of overcorrection even if the α value is convergent (plus) due to the influence of higher-order aberration. This is because the surface refracting power is negatively inclined toward the periphery of the aspherical lens, so that the surface refracting power of the entire rear lens group is also close to negative toward the periphery, and is negative at the position of high incident light. The lens surface having the surface refracting power is extended, so that there is a tendency for overcorrection. Such a tendency of high-order spherical aberration can be incorporated into the coma aberration correction, which is the main object of the present invention, so that the coma aberration and the spherical aberration can be well balanced.

そして、後群G2Rの最も物体側レンズ面に入射する軸
上無限遠物点からの近軸光線が光軸となす角度αとは、
近軸光線追跡式において、その面の直前の物体側の媒質
の屈折率をかけた値αとして良く知られており、以下の
光線追跡式において求められる。すなわち、最も物体側
の第1面に入射する光線の初期値α、h1をα=0、
h1=f(レンズ系の合成焦距離)として以下の式により
求められる値である。
Then, the angle α formed by the paraxial ray from the axial infinity object point incident on the most object-side lens surface of the rear group G 2R and the optical axis,
In the paraxial ray-tracing equation, it is well known as a value α multiplied by the refractive index of the medium on the object side immediately before the surface, and is calculated by the following ray-tracing equation. That is, the initial values α 1 , h 1 of the light ray incident on the first surface closest to the object are α 1 = 0,
It is a value obtained by the following formula, where h 1 = f (composite focal length of lens system).

α′=α+hKφ αK+1=α′ hK+1=hK−eK′dK′ 但し、α≡NKUK α′≡NK′UK′≡NK+1UK+1 φ=(NK′−NK)/rk ek′=dK′/NK′ rk:第k面の曲率半径 hK:第k面の入射高 φK:第k面の頂点の面屈折力 UK:第k面への近軸入射光線の光軸に対する角度 dK:第k面と第(k+1)面との頂点間隔 NK、NK+1:d線に対する屈折率 尚、上記の近軸追跡式については、例えば松居吉哉著
「レンズ設計法」(共立出版)の19〜20頁に詳述されて
いる。
α K ′ = α K + h K φ K α K + 1 = α K ′ h K + 1 = h K −e K ′ d K ′ where α K ≡N K U K α K ′ ≡N K ′ U K ′ ≡N K + 1 U K + 1 φ K = (N K ′ −N K ) / r k e k ′ = d K ′ / N K ′ r k : radius of curvature of the k-th surface h K : k-th surface Incident height φ K : Surface refractive power of the apex of the k-th surface U K : Angle of the paraxial incident ray to the k-th surface with respect to the optical axis d K : Spacing of the apex between the k-th surface and the (k + 1) -th surface N K , N K + 1 : refractive index for d-line The above paraxial tracking equation is described in detail in, for example, Yoshiya Matsui, “Lens Design Method” (Kyoritsu Shuppan), pages 19 to 20.

条件(4)の従う様な適切な屈折力配置で後群G2R
焦点距離を定めればコマ収差ならびに像面弯曲も良好に
補正ができる。条件(4)の上限を越える場合、すなわ
ち後群G2Rの焦点距離が過剰に大きい場合、後群G2Rの残
留収差を小さくすることは可能であるが、合焦の際の後
群G2Rの移動量が増大し、バックフォーカスの制限のあ
る1眼レフカメラ用レンズとしては、実現することは非
常に難しい。後群G2Rの焦点距離が大きい場合、すなわ
ち後群G2Rの屈折力が小さい場合、後群G2R中の各面の面
屈折力は弱まり、コマ収差、特に上側のコマ収差の近距
離合焦時の変動を少なくすることは容易になる。しか
し、移動量が大きくなるため、近距離物点に合焦させれ
ば発散性の第1レンズ群G1に入射する斜光線の入射高が
大きく変化する。したがって、下側のコマ収差の変化も
より大きくなる。本来下側のコマ収差の変動は発散性の
第1レンズ群G1で十分小さくしておかなければならな
い。それは後群G2R中の非球面では下側コマ収差の変動
の補正に限界があるためである。反対に条件(4)の下
限を外れる場合、後群G2Rの移動量が少なくなるという
利点はあるが、収差補正をすることが困難となり、後群
G2Rのレンズの枚数が増し、重量も増してしまう。そし
て、後群G2Rの焦点距離が小さくなるため各面の屈折力
が大きくなるので、合焦のための繰り出しによる収差変
動も増すことになる。又、その収差変動を押さえること
ができたとしてもその時の非球面の球面からのズレが大
きくなり、条件(2)の上限を越えることとなってしま
う。
If the focal length of the rear group G 2R is determined with an appropriate refractive power arrangement that satisfies the condition (4), coma and field curvature can be corrected well. When exceeding the upper limit of condition (4), if the excessively large focal length of the rear group G 2R i.e., it is possible to reduce the residual aberrations of the rear group G 2R, the group G 2R after for focusing It is very difficult to realize as a lens for a single-lens reflex camera that has an increased amount of movement and has a limited back focus. When the rear lens group G 2R has a large focal length, that is, when the rear lens group G 2R has a small refractive power, the surface refractive power of each surface in the rear lens group G 2R is weakened, and the coma aberration, especially the upper coma aberration at a short distance is combined. It becomes easy to reduce the fluctuation during focusing. However, since the amount of movement becomes large, the incident height of the oblique ray incident on the divergent first lens group G 1 changes greatly when the object point is focused at a short distance. Therefore, the change in the coma on the lower side also becomes larger. The fluctuation of the coma aberration on the lower side should be sufficiently small in the divergent first lens group G 1 . This is because the aspherical surface in the rear group G 2R has a limit in correcting the fluctuation of the lower coma aberration. On the other hand, when the value goes below the lower limit of the condition (4), there is an advantage that the amount of movement of the rear lens group G 2R decreases, but it becomes difficult to correct aberrations, and the rear lens group becomes difficult.
It increases the number of G 2R of the lens, thereby also increasing the weight. Then, since the focal length of the rear group G 2R becomes small and the refracting power of each surface becomes large, variation in aberration due to extension for focusing is also increased. Even if the variation of the aberration can be suppressed, the deviation of the aspherical surface from the spherical surface at that time becomes large, and the upper limit of the condition (2) is exceeded.

したがって、本発明では条件(1)〜(4)の様な適
切な値に構成することによって、コマ収差、球面収差、
像面弯曲を小さく抑えることができる。更に、後群G2R
中のレンズの枚数も少なくでき、重量も軽くなり、後群
G2Rの移動量が少ない構成にし得うる。特に自動合焦機
構を組み込んだカメラ用レンズ等の場合、合焦のための
可動部が小さく軽く、しかもその移動量が少なくする必
要があるので、本発明は非常に有効である。
Therefore, in the present invention, coma aberration, spherical aberration, and spherical aberration can be reduced by setting appropriate values such as conditions (1) to (4).
Image curvature can be kept small. Furthermore, rear group G 2R
The number of lenses in the inside can be reduced, and the weight is reduced.
A configuration in which the amount of G 2R movement is small may be possible. In particular, in the case of a camera lens or the like incorporating an automatic focusing mechanism, the movable portion for focusing is small and light, and it is necessary to reduce the moving amount thereof, so the present invention is very effective.

また、本発明においては、さらに以下の条件を満足す
るように構成されることが望ましい。
Further, in the present invention, it is desirable that the present invention is further configured to satisfy the following conditions.

但し、 rd:第2レンズ群の前群G2Fの最も像側に位置する正レン
ズ成分の物体側の曲率半径。
However, r d : radius of curvature of the positive lens component located closest to the image side of the front lens group G 2F of the second lens group on the object side.

re:第2レンズ群の前群G2Fの最も像側に位置する正レン
ズ成分の像側の曲率半径。
r e : the image-side radius of curvature of the positive lens component located closest to the image side in the front lens group G 2F of the second lens group.

本発明は上述の如き条件(1)を満足するように構成
することは、非常に有効であるが、さらに条件(5)を
満足するように構成すれば、より広角化を図る場合にお
いて、収差上有利である。
It is very effective to configure the present invention so as to satisfy the above condition (1). However, if the present invention is further configured to satisfy the condition (5), the aberration will be increased in the case of widening the angle of view. This is advantageous.

また、条件(6)を満足するように構成すれば、第2
レンズ群の後群における収差補正上の負担が小さくな
り、良好な収差補正を行うことができる。
If the condition (6) is satisfied, the second
The burden of aberration correction on the rear group of the lens group is reduced, and good aberration correction can be performed.

さらに、本発明においては後群G2Rをできるかぎり小
型軽量にするため、非球面形状を有する非球面レンズ
と、正レンズと負レンズとの接合より成り全体として像
側に凸面を向けた正メニスカス形状となるレンズ成分と
の3枚のレンズで構成されることが望ましい。そして、
非球面を有するレンズをプラスチックで構成すると、非
球面化はガラスレンズに比して容易であり、量産効率が
良く非常に有効である。
Further, in the present invention, in order to make the rear group G 2R as small and lightweight as possible, in order to make the rear lens group G 2R as small as possible, an aspherical lens having an aspherical shape, and a positive lens and a negative lens are cemented together. It is desirable to be composed of three lenses with a lens component having a shape. And
When a lens having an aspherical surface is made of plastic, asphericalization is easier than that of a glass lens, mass production efficiency is good, and it is very effective.

また、非球面を有するレンズの頂点屈折力を0に近い
値とすれば、プラスチックの温度変化によって、特に焦
点距離、バックフォーカス、軸上色収差が変化するのを
防止するのに有利である。
Further, setting the apex refractive power of a lens having an aspherical surface to a value close to 0 is advantageous in preventing changes in the focal length, back focus, and axial chromatic aberration due to temperature changes of the plastic.

具体的には、非球面を有するレンズの頂点屈折力φに
ついて以下の条件を満たせば、更に有効である。
Specifically, it is more effective if the apex refractive power φ of the lens having an aspherical surface satisfies the following condition.

fASP:非球面を有するレンズの近軸焦点距離(mm)。 f ASP : Paraxial focal length (mm) of a lens having an aspherical surface.

更に、像面弯曲やコマ収差の補正のためには、最も像
側のレンズを非球面化することが最も有利であるが、プ
ラスチックレンズを使用するため安全性を考えると、容
易に手で触れられない所に導入するのが望ましい。
Furthermore, it is most advantageous to make the lens on the image side aspherical for the correction of image field curvature and coma aberration, but it is easy to touch when considering safety because it uses a plastic lens. It is desirable to install it where it cannot be found.

そして、非球面を有するレンズの第1面は非点収差、
像面弯曲の影響を極小に抑えるため、絞りに対して凹面
であることが望ましい。
The first surface of the lens having an aspherical surface is astigmatism,
In order to suppress the influence of image plane curvature to a minimum, it is desirable that the aperture is concave.

本発明は上述の如き第2レンズ群における正レンズ成
分は正レンズと負レンズとで接合され全体として像側に
凸面を向けたメニスカス形状となるように構成されるこ
とが望ましく、この場合において以下の条件を満足する
ように構成されることが好ましい。
In the present invention, it is desirable that the positive lens component in the second lens group as described above is cemented with a positive lens and a negative lens to form a meniscus shape with a convex surface facing the image side as a whole. It is preferable to be configured to satisfy the condition of.

|ra|>|rc|、rc<0、ra<0 ……(8) ν−ν≧25 ……(9) rc:第2レンズ群の後群における像側に凸面を向けた正
メニスカスレンズ成分中の接合面の曲率半径。
| r a |> | r c |, r c <0, r a <0 (8) ν p −ν n ≧ 25 (9) r c : to the image side in the rear group of the second lens group The radius of curvature of the cemented surface in the positive meniscus lens component with the convex surface facing.

νp:第2レンズ群の後群における像側と凸面を向けた正
メニスカスレンズ成分中の正レンズのアッベ数。
ν p : Abbe number of the positive lens in the positive meniscus lens component with the image side facing the convex surface in the rear group of the second lens group.

νn:第2レンズ群の後群における像側に凸面を向けた正
メニスカスレンズ成分中の負レンズのアッベ数。
ν n : Abbe number of the negative lens in the positive meniscus lens component with the convex surface facing the image side in the rear group of the second lens group.

条件(8)を満足するように構成すれば、第2レンズ
群の後群における像側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ成分中の接合面が絞り位置に対して同心的な形状とな
るため、特にコマ収差及び像面弯曲の発生を小さくで
き、さらに倍率色収差の曲がりも比較的小さく抑えるこ
とができる。
If the condition (8) is satisfied, the cemented surface in the positive meniscus lens component with the convex surface facing the image side in the rear group of the second lens group has a concentric shape with respect to the diaphragm position. In particular, the occurrence of coma and field curvature can be reduced, and the curvature of lateral chromatic aberration can also be suppressed to a relatively small level.

条件(9)を満足するように構成すれば、合焦による
第2レンズ群の後群の移動により発生する倍率色収差の
変動を良好に補正することができるが、さらに、ν
ν≧28を満足するように構成することが望ましい。
If configured so as to satisfy the condition (9), but the variation in lateral chromatic aberration generated by the movement of the rear group of the second lens group by focusing can be corrected well and further, [nu p -
It is desirable to configure so as to satisfy ν n ≧ 28.

尚、本発明の第2レンズ群の前群G2Fの屈折力を正と
すれば、第2レンズ群全体としての正の屈折力を後群G
2Rと共に分担することができるので、レンズ機構をより
簡単にできると共に、結像機能の向上を図ることができ
る。
If the refractive power of the front lens group G 2F of the second lens group of the present invention is positive, the positive refractive power of the second lens group as a whole will be the rear lens group G 2F.
Since it can be shared with the 2R , the lens mechanism can be simplified and the imaging function can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明による各実施例について説明する。各
実施例はいずれも焦点距離18mmでFナンバー3.5の明る
さを維持しながら、画角100゜に達するレトロフォーカ
ス型広角レンズである。
Each embodiment according to the present invention will be described below. Each of the embodiments is a retrofocus type wide-angle lens that achieves an angle of view of 100 ° while maintaining an F number of 3.5 at a focal length of 18 mm.

第4図、第5図はそれぞれ順に本発明の第1、第2実
施例を示している。そして、第2実施例も第4図に示し
た第1実施例と同様なレンズ構成を有している。
4 and 5 respectively show the first and second embodiments of the present invention in order. The second embodiment also has a lens configuration similar to that of the first embodiment shown in FIG.

そして、各実施例の後群G2Rは、物体側から順に、像
側に非球面を有する非球面レンズと、全体として正の屈
折力を持つメニスカスレンズ成分を有しており、この正
メニスカスレンズは、像側に凸面を向けた正メニスカス
レンズと、それに接合され像側に凸面を向けた負メニス
カスレンズとを有する構成となっている。
The rear group G 2R in each example has, in order from the object side, an aspherical lens having an aspherical surface on the image side and a meniscus lens component having a positive refracting power as a whole. Has a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the image side, and a negative meniscus lens joined to the positive meniscus lens having a convex surface directed toward the image side.

各実施例の後群G2Rにおける近距離合焦による収差補
正のための非球面レンズの形状についての非球面方程式
は次の通りである。
The aspherical equations regarding the shape of the aspherical lens for aberration correction due to short-distance focusing in the rear group G 2R in each example are as follows.

ここで、hは光軸から垂直方向の高さ、Kを円錐定
数、A2、A4、A6、A8、A10は非球面係数、rは近軸での
曲率半径である。
Here, h is the height in the vertical direction from the optical axis, K is the conical constant, A 2 , A 4 , A 6 , A 8 and A 10 are aspherical coefficients, and r is the paraxial radius of curvature.

各実施例におけるこの非球面は後群G2Rの最も物体側
に位置するレンズの像側の凸面に設けられ、頂点よりも
周辺になるにつれて正の面屈折力が弱くなる非球面を有
している。この非球面形状は、頂点よりも周辺になるに
つれて負の面屈折力が強くなる形状という本発明におけ
る特徴的形状と等価であることは前述の通りである。そ
して、第1実施例における非球面レンズは、全体として
正の屈折力を持ち、又第2実施例における非球面レンズ
は、全体として負の屈折力を有している。
This aspherical surface in each example is provided on the image-side convex surface of the lens located closest to the object side in the rear group G 2R , and has an aspherical surface whose positive surface power becomes weaker toward the periphery of the vertex. There is. As described above, this aspherical shape is equivalent to the characteristic shape in the present invention, that is, the shape in which the negative surface refractive power becomes stronger toward the periphery of the apex. The aspherical lens in the first example has a positive refracting power as a whole, and the aspherical lens in the second example has a negative refracting power as a whole.

尚、第4図及び第5図に示すように、各実施例におけ
る第2レンズ群の前群G2Fの最も物体側に位置する厚肉
正レンズの切欠き部分は光線を決定するためのものであ
る。
As shown in FIGS. 4 and 5, the notch portion of the thick positive lens located closest to the object side of the front lens group G 2F of the second lens group in each embodiment is for determining the light ray. Is.

以下の表1及び表2に、本発明による第1実施例と第
2実施例の諸元を示す。表中、左端の数字は物体からの
順序を表し、屈折率n及びアッベ数νはd線(λ=587.
6)に対する値である。尚、Rは像面から物体までの距
離、βは撮影倍率を示し、非球面形状におけるE−nは
10-nとして表している。
Tables 1 and 2 below show specifications of the first and second embodiments according to the present invention. In the table, the numbers on the left end represent the order from the object, and the refractive index n and the Abbe number ν are d lines (λ = 587.
It is a value for 6). R is the distance from the image plane to the object, β is the magnification, and E-n in the aspherical shape is
Expressed as 10- n .

上記の本発明の第1実施例〜第2実施例における条件
対応値を示す。
The condition corresponding values in the above-described first and second embodiments of the present invention are shown.

第1実施例における非球面レンズは、像側に非球面形
状を有するプラスチックレンズで構成され、また第2実
施例における非球面レンズは、像側に非球面形状を有す
るガラスレンズと、このレンズの非球面に沿って薄いプ
ラスチック層とを複合した複合レンズで形成されてい
る。
The aspherical lens in the first example is composed of a plastic lens having an aspherical shape on the image side, and the aspherical lens in the second example is a glass lens having an aspherical shape on the image side and this lens. It is formed of a compound lens that is compounded with a thin plastic layer along the aspherical surface.

また、第1、第2実施例における絞りSは、共に第2
レンズ群中の最も物体側に位置している厚肉正レンズの
像側面(第13面)から0.500の位置に配置されている。
Further, the diaphragm S in the first and second embodiments is the second
It is arranged at a position of 0.500 from the image side surface (third surface) of the thick positive lens which is located closest to the object in the lens group.

この後群G2Rを構成している各々のレンズは、絞りS
に対して凹面を向けたメニスカス形状で構成されている
ため、特に、軸外の収差及び近距離合焦による収差変動
を軽減に非常に有利な形状となっている。
Each lens that constitutes the rear lens group G 2R has a diaphragm S
On the other hand, since it has a meniscus shape with a concave surface facing, the shape is very advantageous especially for reducing off-axis aberrations and aberration fluctuations due to focusing at a short distance.

上記の第1実施例〜第2実施例についての諸収差図を
それぞれ順に、第6図〜第7図に示す。
Aberration diagrams of the first to second examples are shown in order in FIGS. 6 to 7, respectively.

そして、第6図〜第7図の収差図において、(a)は
無限遠合焦状態、(b)は近距離合焦状態(0.3m)にお
ける諸収差を示し、dはd線(587.6nm)、gはg線(4
35.8nm)に対する収差を示し、非点収差における破線は
メリディオナル像面、実線はサジッタル像面を示してい
る。また、収差図中の横収差における破線(SKEW)はメ
リディオナル方向に対して垂直方向における横収差であ
る。
In the aberration diagrams of FIGS. 6 to 7, (a) shows various aberrations in the infinity in-focus state, (b) shows various aberrations in the short-distance in-focus state (0.3 m), and d represents the d line (587.6 nm). ), G is the g line (4
35.8 nm), the broken line in astigmatism indicates the meridional image plane, and the solid line indicates the sagittal image plane. The broken line (SKEW) in the lateral aberration in the aberration diagram is the lateral aberration in the direction perpendicular to the meridional direction.

各収差の比較から、本発明は、無限遠から近距離にわ
たり、諸収差が良好に補正されているだけでなく、特に
横収差の画角による変動が極めて良好に補正されており
優れた結像性能を有していることが分かる。したがっ
て、本発明は焦点距離18mmでFナンバー3.5の明るさを
維持し、画角が100゜程度に達するにもかかわらず、無
限遠から近距離にわたり極めて良好に収差補正がなされ
優れた結像性能を維持していることが明らかである。
From the comparison of each aberration, the present invention shows that not only various aberrations are favorably corrected from infinity to a short distance, but also variation in lateral aberration due to the angle of view is extremely favorably corrected, and excellent imaging performance is obtained. It turns out that it has. Therefore, the present invention maintains the brightness of F number 3.5 at the focal length of 18 mm, and despite the angle of view reaching about 100 °, the aberration is excellently corrected from infinity to the short distance, and the excellent imaging performance is obtained. It is clear that they are maintaining.

尚、各実施例では、第2レンズ群の後群中の像側に凸
面を向けた正メニスカスレンズ成分を正負の貼合せで構
成したが、これらを分離して、収差補正上の自由度を向
上させることも可能である。
In each of the embodiments, the positive meniscus lens component with the convex surface facing the image side in the rear group of the second lens unit is made up of positive and negative components. It is also possible to improve.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の如く、本発明によれば、コンパクトな形状を維
持しながら、操作性等の向上及び広角化を図れ、近距離
性能の劣化、特に球面収差、コマ収差及び像面弯曲の変
動を極めて良好に抑え、またコマ収差と像面弯曲との収
差バランスも良好になり、無限遠から近距離にわたり極
めて良好に収差が補正される優れた性能を有するレトロ
フォーカス型広角レンズを達成することができる。
As described above, according to the present invention, while maintaining a compact shape, operability and the like can be improved and a wide angle can be achieved, and deterioration of short-distance performance, in particular, variation of spherical aberration, coma aberration and curvature of field is extremely excellent. In addition, the aberration balance between coma and field curvature is improved, and a retrofocus wide-angle lens having excellent performance in which aberration is corrected extremely well from infinity to a short distance can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による基本構成図、第2A図は球面収差発
生の原理を示す光路図、第2B図は球面収差発生の比較を
示す収差図、第3A図はコマ収差発生の比較を示す光路
図、第3B図はコマ収差発生の比較を示す収差図、第4図
は本発明による第1実施例のレンズ構成図、第5図は本
発明による第2実施例のレンズ構成図、第6図(a)は
本発明の第1実施例における無限遠物点の合焦した状態
の諸収差図、第6図(b)は本発明の第1実施例におけ
る近距離物点に合焦した状態の諸収差図、第7図(a)
は本発明の第2実施例における無限遠物点に合焦した状
態の諸収差図、第7図(b)は本発明の第2実施例にお
ける近距離物点に合焦した状態の諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 第1レンズ群……G1 第2レンズ群の前群……G2F(第2レンズ群G2) 第2レンズ群の後群……G2R(第2レンズ群G2
FIG. 1 is a basic configuration diagram according to the present invention, FIG. 2A is an optical path diagram showing the principle of spherical aberration generation, FIG. 2B is an aberration diagram showing comparison of spherical aberration generation, and FIG. 3A is comparison of coma aberration generation. Optical path diagram, FIG. 3B is an aberration diagram showing a comparison of coma aberration generation, FIG. 4 is a lens configuration diagram of a first embodiment according to the present invention, and FIG. 5 is a lens configuration diagram of a second embodiment according to the present invention. FIG. 6 (a) is a diagram showing various aberrations of an object point at infinity in focus in the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is in focus at a short distance object point in the first embodiment of the present invention. FIG. 7 (a), which shows various aberrations under the condition
Is a diagram of various aberrations when focused on an object point at infinity in the second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a diagram of aberrations when focused on an object point at a short distance according to the second embodiment of the present invention. It is a figure. [Explanation of Signs of Main Parts] First lens group …… G 1 Front group of second lens group …… G 2F (Second lens group G 2 ) Rear group of second lens group …… G 2R (Second lens Group G 2 )

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物体側から順に、負の屈折力を有する第1
レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを
有するレトロフォーカス型レンズであって、前記第2レ
ンズ群は前群G2Fと、正の屈折力を持つ後群G2Rとを有
し、 前記後群G2Rは、像側に凸面を向けたレンズと、正レン
ズと負レンズとを有する正レンズ成分とを含む共に、頂
点よりも周辺になるにつれて負の面屈折力が強くなる形
状または頂点よりも周辺になるにつれて正の面屈折力が
弱くなる形状の非球面を少なくとも1面に有しており、 前記後群G2R中の前記非球面レンズより物体側に絞りが
配置され、前記後群G2Rは光軸に沿って物体側へ繰り出
すことによって近距離物体への合焦を行ない、 前記後群G2R中の前記正レンズ成分の最も物体側と最も
像側の曲率半径をそれぞれra、rbとすると、 を満足することを特徴とするレトロフォーカス型広角レ
ンズ。
1. A first lens element having a negative refractive power in order from the object side.
A retrofocus type lens having a lens group G 1 and a second lens group G 2 having a positive refractive power, wherein the second lens group is a front group G 2F and a rear group G having a positive refractive power. 2R , the rear group G 2R includes a lens having a convex surface facing the image side, and a positive lens component having a positive lens and a negative lens, and a negative surface refraction toward the periphery from the apex. At least one surface has an aspherical surface having a shape in which the force becomes strong or a positive surface refractive power becomes weaker toward the periphery of the apex, and is closer to the object side than the aspherical lens in the rear group G 2R. A diaphragm is disposed, the rear group G 2R performs focusing on a short-distance object by extending toward the object side along the optical axis, and the most object side and the most image of the positive lens component in the rear group G 2R. If the radii of curvature on the sides are r a and r b , respectively, A retro-focus wide-angle lens characterized by satisfying
【請求項2】前記レトロフォーカス型広角レンズは、以
下の条件を満足することを特徴とする請求項第1項記載
のレトロフォーカス型レンズ。 但し、 f:全系の焦点距離 AS−S:有効径最周辺における非球面と所定の頂点曲率半
径を有する基準球面との光軸方向における差。
2. The retrofocus type lens according to claim 1, wherein the retrofocus type wide-angle lens satisfies the following conditions. However, f: focal length of the entire system AS-S: difference in the optical axis direction between the aspherical surface at the periphery of the effective diameter and the reference spherical surface having a predetermined vertex radius of curvature.
【請求項3】前記レトロフォーカス型広角レンズは、以
下の各条件を満足することを特徴とする請求項第2項記
載のレトロフォーカス型広角レンズ。 −1.0≦α≦1.0 ……(3) 但し、 α:第2レンズ群の後群G2Rの最も物体側のレンズ面に
入射する軸上無限遠物点からの近軸光線が光軸となす角
度を近軸光線追跡式において、初期値をα=0、h1
fとして求めた値。 α1:最前レンズ面に入射する近軸光線が光軸となす角。 h1::最前レンズ面に入射する近軸光線の入射高。 f2R:第2レンズ群の後群G2Rの焦点距離。
3. The retrofocus wide-angle lens according to claim 2, wherein the retrofocus wide-angle lens satisfies the following conditions. −1.0 ≦ α ≦ 1.0 (3) Where α is the initial value in the paraxial ray-tracing equation, which is the angle formed by the paraxial ray from the axial infinity object point incident on the most object-side lens surface of the rear group G 2R of the second lens group in the paraxial ray-tracing equation. Α 1 = 0, h 1 =
The value obtained as f. α 1 : The angle that the paraxial ray incident on the frontmost lens surface makes with the optical axis. h 1 :: Incident height of paraxial ray incident on the frontmost lens surface. f 2R : Focal length of the rear lens group G 2R of the second lens group.
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