(57)【要約】【課題】前玉中心厚の成形誤差に伴うフランジバックの変動を小さくする。【解決手段】撮影レンズ１０は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１正レンズ１１と、両凸面の第２正レンズ１２とから構成される。第１正レンズ１１の像側曲面と第２正レンズ１２の像側曲面は非球面形状に形成されている。撮影レンズ１０の有効口径と全系の合成焦点距離との比をＦ、第１正レンズ１１の焦点距離をｆ１、第２正レンズ１２の焦点距離をｆ２、第１正レンズ１１の物体側球面の曲率半径をＲ１、第２正レンズ１２の各面の曲率半径をＲ３、Ｒ４としたとき、５．６≦Ｆ＜８ｆ１＞ｆ２０．３９＜ｆ／ｆ１≦０．５０．１５＜Ｒ１／ｆ＜０．１９１．４＜（ｆ／Ｒ３）×Ｆ≦３．０Ｒ３＞｜Ｒ４｜を満たすことにより誤差感度を軽減することが可能になる。【選択図】        図１
2005062282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側に凸面を有するメニスカスの第１レンズと、この第１レンズより像側に配置された両凸面の第２レンズとからなり、前記第１レンズと第２レンズの間に第１絞りが設けられた撮影レンズにおいて、
前記第１絞りにより決まる有効口径と全系の合成焦点距離ｆの比をＦ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第１レンズの物体側球面の曲率半径をＲ１、第２レンズの物体側球面の曲率半径と像側非球面の基準球面の曲率半径とをそれぞれＲ３，Ｒ４としたとき、
５．６≦Ｆ＜８
ｆ１＞ｆ２
０．３９＜ｆ／ｆ１≦０．５
０．１５＜Ｒ１／ｆ＜０．１９
１．４＜（ｆ／Ｒ３）×Ｆ≦３．０
Ｒ３＞｜Ｒ４｜
を満たすことを特徴とする撮影レンズ。
【請求項２】
前記第１レンズは、その像側曲面が非球面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
【請求項３】
前記第１絞りよりも小さな絞り径を有し、前記第１レンズと第１絞りとの間で光路に出し入れされる第２絞りが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定焦点カメラに好適な撮影レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固定焦点カメラは、絞りによって有効口径が小さく設定された比較的広画角の撮影レンズを備え、被写界深度を予め深くしておくことでピント調節機構が省略され、構造の簡略化により製造コストが抑えられている。固定焦点カメラの１つとして、本出願人より提供されているレンズ付きフイルムユニットは、未露光の写真フイルムを予め内蔵し、フイルムの巻上げ操作とシャッタ操作を行うだけで画質の良好な撮影を可能としている。
【０００３】
レンズ付きフイルムユニットは、光学プラスチックを材料とする、例えば２枚の正レンズからなる撮影レンズを有し、内蔵されるフイルムの感度がＩＳＯ４００の場合、Ｆ１１ないしＦ１０の間に設定された固定絞りと、約１／１００秒時にスピードが固定されたシャッタを標準として、明るい日中に適した撮影が行えるように設計されている。近年では、被写界の輝度に応じて切り替えられる径の異なる２種類の絞りを有する製品も知られている。また、レンズ付きフイルムユニットでは、写真フイルムを湾曲させて露光させるので、レンズ枚数の少なさから補正のできない像面湾曲による画質劣化が抑えられている。
【０００４】
２枚構成の撮影レンズは残存収差が比較的大きく、従来より結像性能を高めるために様々な改良がなされている。ここで、特許文献１に記載された撮影レンズは、物体側の第１レンズの像側曲面と、像側の第２レンズの片面をそれぞれ非球面に形成し、明るさの改善と収差補正を両立させている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３０５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の撮影レンズは、設計性能が高められてはいるが、前玉である第１レンズの中心厚に０．０１ｍｍの製造誤差があると、フランジバック（レンズが取り付けられる位置からフイルムまでの理想的な距離を指す，バックフォーカスの大きさに等しい）の変動量が約１０倍の約０．１ｍｍに達し、撮影品質の劣化が大きくなるという欠点があった。すなわち、レンズの成形精度に対する誤差感度が大きく、設計性能を発揮できるレンズを製作するための手間がかかり、製造効率の低下を招くという問題があった。
【０００７】
これは、メニスカス形状の第１レンズと、両凸形状の第２レンズから構成される撮影レンズでは、収差の補正が容易であるという利点を有する反面、第１レンズの両面の曲率半径が小さくなる傾向を有することが原因である。第１レンズの物体側曲面で光線が強く屈折すると、屈折後の光線と光軸となす角度が大きくなり、第１レンズの中心厚の誤差に対して、第１レンズから出射する光線の高さの変化が大きくなり、その結果としてフランジバックの変動が大きくなる。
【０００８】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、第１レンズの中心厚に対する誤差感度が軽減でき、さらに、従来よりも明るさを向上させることができる撮影レンズを提供することがその目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮影レンズでは、焦点のズレが撮影品質の劣化に大きく影響するレンズの明るさ、すなわちＦナンバーが５．６以上で８より小さいレンズに対して各条件を規定したものである。その特徴として、前玉である第１レンズの焦点距離ｆ１が、後玉である第２レンズの焦点距離ｆ２よりも大きいことを第１の条件とする。第２の条件として、レンズ全系の合成焦点距離ｆと第１レンズの焦点距離ｆ１の比を
０．３９＜ｆ／ｆ１≦０．５
と規定し、従来よりも第１レンズの焦点距離を大きく、つまりは屈折力を小さくすることで誤差感度の軽減を図っている。第３の条件として、中心厚による誤差感度を軽減するとともに、第１レンズの屈折力変化に起因する像面湾曲を抑えるために、第１レンズの物体側曲面の曲率半径Ｒ１が
０．１５＜Ｒ１／ｆ＜０．１９
を満足するように、第１レンズの構成を設定している。また、第１レンズの屈折力を小さくしたときに、全系の合成焦点距離を一定に保つためには第２レンズの焦点距離を小さくする必要がある。第２レンズの屈折力が変わることに伴い、結像性能の劣化を防ぐために、
１．４＜（ｆ／Ｒ３）×Ｆ≦３．０
とする第４の条件により、第２レンズの物体側曲面の曲率半径を適切な範囲内に設定し、レンズの明るさに対する良好な結像性能を確保している。第５の条件として、両凸形状を有する第２レンズにおいて、物体側の凸球面のパワーを弱く、像側の凸非球面のパワーを強くし、レンズ全長の短縮及びディストーションの補正を可能とした。
【００１０】
請求項２に記載の撮影レンズは、第１レンズの像側に非球面を設けることで収差を軽減するものであるが、第１レンズの構成が上記条件式を満たす範囲にあることにより、第１レンズの屈折力が小さくなりすぎず、非球面による収差補正が最も効果的な作用を奏する。
【００１１】
請求項３記載の撮影レンズは、光路中に出し入れ可能な第２絞りを、第１レンズと第１絞りとの間に設けることにより、絞り込みによる倍率の色収差の少ない範囲の光線を選択的に結像することが可能となり、効果的な絞り作用を得ることを可能とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１において、撮影レンズ１０は、物体側より順に配列された第１正レンズ１１と第２正レンズ１２とから構成されている。第１正レンズ１１は、物体側の凸面と像側の凹面とを有するメニスカス形状をしている。第１正レンズ１１の像側曲面と、第２正レンズ１２の像側曲面は、ともに非球面に形成されている。第２正レンズ１２は、物体側と像側とがそれぞれ凸の両凸形状を有する。第１正レンズ１１と第２正レンズ１２の間には、レンズ間隔を確保するスペーサー１３と、被写体光量を制限する開放絞り（第１絞り）１４とが設けられている。
【００１３】
スペーサー１３は、撮影画角の外から入射してフレアの原因となる有害光を遮るフレアトッパとしても作用する。開放絞り１４は、スペーサー１３よりも像面側に配置されており、撮影レンズ１０の良好な結像性能が得られる最も明るい有効口径を決定する。スペーサー１３は、物体側の一部が薄く形成されており、第１正レンズ１１とスペーサー１３の間には、可動小絞り（第２絞り）１５が入り込める隙間が形成される。可動小絞り１５は、撮影レンズ１０を透過する被写体光の光路に入り込む位置と、被写体光の光路の外に退避する位置との間を移動する。
【００１４】
可動小絞り１５は、開放絞り１４よりも小さい絞り径を有し、２つの位置間を移動するときには、例えば、被写界輝度を測定する測光回路に接続されたソレノイド等の駆動源によって駆動されたり、撮影者によって手動で切り替え操作される。可動小絞り１５が光路内に入り込むことにより、被写界が明るい日中の撮影時等に露光オーバーになることが防止される。また、被写界が暗い夜間の撮影時等には、可動小絞り１５が光路の外に退避し、露光アンダーになることが防止される。可動小絞り１５は、開放絞り１４よりも物体側に配置されることにより、第１正レンズ１１を透過した被写体光が色ごとに大きく分散することが抑えられ、倍率の色収差に伴う撮影画質の劣化が防止される。以下、本発明のより具体的な実施例について説明する。
【００１５】
（実施例１）
図２に第１実施例の構成を示し、以下の表にレンズデータ及び非球面係数を示す。なお、物体側から各レンズ曲面に付した番号をｎ、各面の曲率半径をＲｎ、面間隔をＤｎ、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率及び分散をＮｄ、νｄとする。これは他の実施例も同様である。また、第２面と第４面の非球面は、
2005062282.tif 000003
を満たすように形成されている。なお、式中ｃは曲率半径の逆数（＝１／Ｒｎ）、ｈは光軸から高さを表す。
【００１６】
【表１】
2005062282.tif 000004
【００１７】
【表２】
2005062282.tif 000005
【００１８】
全系の合成焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、開放絞り１４による有効口径とｆの比（Ｆナンバー）をＦ、撮影半画角をωとしたとき、
ｆ＝３１．９ｍｍ
ｆ１＝７１．９３ｍｍ
ｆ２＝４７．３７ｍｍ
Ｆ＝５．９
ω＝３４．８°
であり、
ｆ／ｆ１＝０．４４
Ｒ１／Ｆ＝０．１５８
（ｆ／Ｒ３）×Ｆ＝２．８３
となる。本実施例においては、第１正レンズ１１の０．０１ｍｍの中心厚変動に対し、フランジバック変動は０．０６６ｍｍとなり、誤差感度は６．６倍となる。図３及び図４に本実施例の収差図を示す。
【００１９】
（実施例２）
図５に第２実施例の構成を示し、以下の表にレンズデータ及び非球面係数を示す。
【００２０】
【表３】
2005062282.tif 000006
【００２１】
【表４】
2005062282.tif 000007
【００２２】
本実施例における全系の合成焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、有効口径と焦点距離の比（Ｆナンバー）をＦ、撮影半画角をωは、それぞれ、
ｆ＝３２ｍｍ
ｆ１＝７０．４９ｍｍ
ｆ２＝４７．０５ｍｍ
Ｆ＝５．６
ω＝３４．８°
であり、
ｆ／ｆ１＝０．４５
Ｒ１／Ｆ＝０．１７８
（ｆ／Ｒ３）×Ｆ＝１．５
となる。本実施例においては、第１正レンズ２の０．０１ｍｍの中心厚変動に対し、フランジバック変動は０．０５２ｍｍとなり、誤差感度は５．２倍となる。図６及び図７に本実施例の収差図を示す。
【００２３】
（実施例３）
図８に第３実施例の構成を示し、以下の表にレンズデータ及び非球面係数を示す。
【００２４】
【表５】
2005062282.tif 000008
【００２５】
【表６】
2005062282.tif 000009
【００２６】
本実施例における全系の合成焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、有効口径と焦点距離の比（Ｆナンバー）をＦ、撮影半画角をωは、それぞれ、
ｆ＝３２ｍｍ
ｆ１＝６７ｍｍ
ｆ２＝４７．３２ｍｍ
Ｆ＝５．６
ω＝３４．８°
であり、
ｆ／ｆ１＝０．４８
Ｒ１／Ｆ＝０．１７９
（ｆ／Ｒ３）×Ｆ＝１．４１
となる。本実施例においては、第１正レンズ２の０．０１ｍｍの中心厚変動に対し、フランジバック変動は０．０５２ｍｍとなり、誤差感度は５．２倍に抑えられる。また、図９及び図１０に本実施例の収差図を示す。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の撮影レンズによれば、物体側の第１レンズの中心厚変動に対するフランジバックの変動を従来よりも小さくできるとともに、従来の撮影レンズでは良好な結像性能の限界であったＦ６．４よりも明るさの向上を実現することができる。これにより、製造適性の良好なレンズが得られ、製造コストの上昇を伴うことなく撮影品質の向上を図ることができる。
【００２８】
特に、条件式
０．３９＜ｆ／ｆ１≦０．５
により、全系の合成焦点距離と第１レンズの焦点距離の比が、誤差感度を抑えることができなくなる下限値と、レンズの明るさを高める際の性能確保が困難になる上限値との間に設定されることで、製造適性の向上と像面の明るさ向上を達成できる。また、条件式
０．１５＜Ｒ１／ｆ＜０．１９
により、焦点距離を大きくした第１レンズに関し、その物体側球面の曲率半径が誤差感度が増加する下限値と、像面湾曲が増大する上限値との間に設定され、誤差感度の軽減と像面湾曲による性能劣化の防止を達成できる。また、条件式
１．４＜（ｆ／Ｒ３）×Ｆ≦３．０
により、第１レンズの中心厚に対する誤差感度を抑えるとともに、レンズの明るさを高めた際の諸収差のバランスが良好に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鏡筒内に保持された撮影レンズの断面図である。
【図２】第１実施例の構成図である。
【図３】第１実施例の横収差図である。
【図４】第１実施例の縦収差図である。
【図５】第２実施例の構成図である。
【図６】第２実施例の横収差図である。
【図７】第２実施例の縦収差図である。
【図８】第３実施例の構成図である。
【図９】第３実施例の横収差図である。
【図１０】第３実施例の縦収差図である。
【符号の説明】
１０  撮影レンズ
１１  第１正レンズ
１２  第２正レンズ
１３  スペーサー
１４  開放絞り
１５  可動小絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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