JP2004219610A - レトロフォーカス型広角レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】バックフォーカスが長く、特に倍率色収差を良好に補正することができ、例えば中判一眼レフカメラに用いて好適なレトロフォーカス型広角レンズを提供する。
【解決手段】物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備えている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の凸メニスカスレンズ（レンズＬ１）と、物体側に凸面を向けた少なくとも２枚の凹メニスカスレンズ（レンズＬ２，Ｌ３）とを含み、それらメニスカスレンズが、最も中心厚の厚いレンズ（レンズＬ４）の物体側に配置されている。第２レンズ群Ｇ２は、凹レンズＬ８および両凸レンズＬ９で構成された接合レンズと、物体側に凹面を持った凹メニスカスレンズＬ１０とを含んでいる。凹メニスカスレンズＬ１０は、両凸レンズＬ９に対して空気を隔てて配置されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックフォーカスが長く、特に中判一眼レフカメラに用いて好適なレトロフォーカス型広角レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、一眼レフカメラ用の広角レンズでは、バックフォーカスを十分に確保する必要があるため、物体側から負，正の群を配置し、絞りに対して前後非対称なレトロフォーカス型のレンズ構成を採用している。このようなレトロフォーカス型の広角レンズとしては、例えば以下の公報記載のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１４５２６号公報
【特許文献２】
特開平７−２６１０７６号公報
【特許文献３】
特公昭６１−４６８０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レトロフォーカス型のレンズは、バックフォーカスを確保することには適しているが、その構成上前述のように絞りに対して非対称な構成にしているため、画角に関係する収差の補正、特に倍率色収差の補正が困難となる。一方近年では、デジタルカメラが普及しており、フィルムに代わるデジタルバックなどの装着時には、その受光特性からより良い倍率色収差の補正が要求される。上記各特許文献記載のレンズでは、この倍率色収差の補正の点で不十分な所がある。例えば上記特許文献１では、後群に特殊低分散ガラスを２枚用いることにより倍率色収差の補正を行っていると考えられるが、それでも補正が十分とは言えなかった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、バックフォーカスが長く、特に倍率色収差を良好に補正することができ、例えば中判一眼レフカメラに用いて好適なレトロフォーカス型広角レンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレトロフォーカス型広角レンズは、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とを備え、第１レンズ群および第２レンズ群が、それぞれ複数のレンズを有して構成されている。第１レンズ群は、複数のレンズとして、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の凸メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた少なくとも２枚の凹メニスカスレンズとを含み、それらメニスカスレンズが複数のレンズのうち最も中心厚の厚いレンズの物体側に配置されて構成されている。第２レンズ群は、複数のレンズとして、凹レンズおよび両凸レンズで構成された接合レンズと、物体側に凹面を持った凹メニスカスレンズとを含み、凹メニスカスレンズが両凸レンズに対して空気を隔てて配置されているものである。
【０００７】
本発明によるレトロフォーカス型広角レンズでは、上記した構成にすることにより、バックフォーカスが長く、特に広角レンズに特有の倍率色収差の補正をし易くなる。
【０００８】
ここで、本発明によるレトロフォーカス型広角レンズはさらに、以下の条件式（１）〜（４）を満足するように構成されていることが望ましい。これらの条件を満足することにより、より高い光学性能を得ることができる。条件式（１），（２）を満足することにより、主に、軸上色収差と倍率色収差（中間画角まで）の補正をし易くなる。条件式（３），（４）を満足することにより、最大画角における倍率色収差の補正をし易くなる。特にｇ線の倍率色収差がオーバーになることが補正される。
【０００９】
νＢ−νＡ＞２５ ……（１）
νＢ＞６５ ……（２）
１．３８＜｜φ１７／Ｒ１７｜＜１．６５ ……（３）
１＜Ｒ１８／Ｒ１７＜１．０８ ……（４）
ただし、式（１），（２）において、νＡは、第２レンズ群の接合レンズにおける凹レンズのｄ線に対するアッベ数を示し、νＢは、第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズのｄ線に対するアッベ数を示す。式（３），（４）において、Ｒ１７は、第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズの後面の曲率半径を示し、Ｒ１８は、第２レンズ群における凹メニスカスレンズの前面の曲率半径を示し、φ１７は、第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズの後面の有効径を示す。
【００１０】
また、本発明によるレトロフォーカス型広角レンズにおいて、第２レンズ群は、複数のレンズとして、接合レンズにおける凹レンズの物体側に配置され、像側に凸面を向けた第１の凸メニスカスレンズと、第２レンズ群における凹メニスカスレンズの像側に配置され、像側に凸面を向けた第２の凸メニスカスレンズと、をさらに含んだ構成にしても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズの構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図４）のレンズ構成に対応している。また、図２は、本実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズの他の構成例を示している。図２の構成例は、後述の第２の数値実施例（図５）のレンズ構成に対応している。図３は、本実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズのさらに他の構成例を示している。図３の構成例は、後述の第３の数値実施例（図６）のレンズ構成に対応している。なお、図１〜図３において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜２１）の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では、図１に示したレトロフォーカス型広角レンズの構成を基本にして説明する。
【００１３】
このレトロフォーカス型広角レンズは、例えば中判一眼レフカメラ用の広角レンズとして使用可能なものであり、例えば画角８０度以上、Ｆナンバー３．５程度の性能を実現できるものである。このレトロフォーカス型広角レンズは、光軸Ｚ１に沿って、物体側より順に、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳｔと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備えている。第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は、それぞれ複数のレンズ（レンズＬ１〜Ｌ６およびレンズＬ７〜Ｌ１１）を有している。
【００１４】
このレトロフォーカス型広角レンズにおけるフォーカス調整は、リアフォーカス式で行うことができる。すなわち、例えば第２レンズ群Ｇ２を２群（前側第２レンズ群Ｇ２Ａおよび後側第２レンズ群Ｇ２Ｂ）に分け、像面側の群（Ｇ２Ｂ）を光軸上で移動させることでフォーカス調整が行われるようになっている。
【００１５】
第１レンズ群Ｇ１は、複数のレンズとして、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の凸メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた少なくとも２枚の凹メニスカスレンズとを含み、それらメニスカスレンズが、複数のレンズのうち最も中心厚の厚いレンズの物体側に配置されている。
【００１６】
具体的には、図１の構成例において、最も中心厚の厚いレンズは、レンズＬ４となっている。このレンズＬ４の物体側に、上記凸メニスカスレンズとしてレンズＬ１が配置され、上記凹メニスカスレンズとしてレンズＬ２，Ｌ３が配置されている。中心厚の厚いレンズＬ４は、例えば像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズとなっている。なお、この構成例では、レンズＬ１が凸メニスカスレンズとして最も物体側に配置されているが、凹メニスカスレンズを最も物体側に配置するようにしても良い。
【００１７】
図１の構成例では、第１レンズ群Ｇ１における複数のレンズとして、さらに、レンズＬ５，Ｌ６を含んでいる。レンズＬ５，Ｌ６は、中心厚の厚いレンズＬ４の像側に配置されている。レンズＬ５は、例えば物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズとなっている。レンズＬ６は、例えば物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズとなっている。
【００１８】
なお、図１の構成例では、レンズＬ４が第１レンズ群Ｇ１において最も厚いレンズとなっているが、他の位置のレンズが最も厚いレンズとなるような構成にしても良い。例えばレンズＬ６は、第１レンズ群Ｇ１において、レンズＬ４の次に厚いレンズとなっているが、このレンズＬ６をレンズＬ４よりも厚くしても良い。また例えば、レンズＬ４を複数に分割して、その分割された各レンズよりもレンズＬ６の方を厚くする構成などが考えられる。
【００１９】
第２レンズ群Ｇ２は、複数のレンズとして、凹レンズＬ８および両凸レンズＬ９で構成された接合レンズと、物体側に凹面を持った凹メニスカスレンズＬ１０とを含んでいる。凹メニスカスレンズＬ１０は、両凸レンズＬ９に対して空気を隔てて配置されている。
【００２０】
第２レンズ群Ｇ２は、複数のレンズとして、凹レンズＬ８の物体側に配置され、像側に凸面を向けた第１の凸メニスカスレンズＬ７と、凹メニスカスレンズＬ１０の像側に配置され、像側に凸面を向けた第２の凸メニスカスレンズＬ１１と、をさらに含んでいる。
【００２１】
このレトロフォーカス型広角レンズは、以下の条件式（１）〜（４）を満足するように構成されていることが望ましい。ただし、式（１），（２）において、νＡは、第２レンズ群Ｇ２における凹レンズＬ８のｄ線に対するアッベ数を示し、νＢは、両凸レンズＬ９のｄ線に対するアッベ数を示す。式（３），（４）において、Ｒ１７は、第２レンズ群Ｇ２における両凸レンズＬ９の後面の曲率半径を示し、Ｒ１８は、凹メニスカスレンズＬ１０の前面の曲率半径を示し、φ１７は、両凸レンズＬ９の後面の有効径を示す。
【００２２】
νＢ−νＡ＞２５ ……（１）
νＢ＞６５ ……（２）
１．３８＜｜φ１７／Ｒ１７｜＜１．６５ ……（３）
１＜Ｒ１８／Ｒ１７＜１．０８ ……（４）
【００２３】
より好ましくは、以下の条件式（５）〜（８）を満足することで、さらに良好な収差補正が可能となる。
νＢ−νＡ＞３５ ……（５）
νＢ＞８０ ……（６）
１．４７＜｜φ１７／Ｒ１７｜＜１．５８ ……（７）
１．０１＜Ｒ１８／Ｒ１７＜１．０３ ……（８）
【００２４】
また、第２レンズ群Ｇ２における両凸レンズＬ９と凹メニスカスレンズＬ１０との空気間隔ｄ（Ｄ１７）に関して、以下の条件式（９）を満たすことが望ましい。ｆは、全系の焦点距離を示す。
０＜ｄ／ｆ＜０．０１ ……（９）
【００２５】
さらに良好な収差補正のためには、以下の条件式（１０）を満たすことが望ましい。
０＜ｄ／ｆ＜０．００３ ……（１０）
【００２６】
次に、以上のように構成されたレトロフォーカス型広角レンズの作用および効果を説明する。
【００２７】
このレトロフォーカス型広角レンズでは、第１レンズ群Ｇ１において、中心厚の厚いレンズを含めていることで、特にディストーションの補正がし易くなる。また、このレトロフォーカス型広角レンズでは、非球面を用いていないので、非球面加工の必要性が無く、製造性も優れている。
【００２８】
条件式（１）と条件式（２）は、主に、色収差の補正のうち、軸上色収差と倍率色収差（中間画角まで）との補正上必要な条件である。条件式（１）の条件を満足しない場合は、特に第２レンズ群Ｇ２での色収差の補正量が不足となり、全系での軸上色収差と倍率色収差とのバランスを取ることが困難になる。また、条件式（２）の条件を満足しない場合は、特殊分散ガラスの使用ができなくなり、全系での倍率色収差、特にｇ線の色収差の補正が困難になる。
【００２９】
条件式（３）と条件式（４）は、最大画角において、特にｇ線の倍率色収差がオーバーになるのを補正するために必要な条件である。
【００３０】
条件式（３）の条件の下限を越えると、両凸レンズＬ９と凹メニスカスレンズＬ１０との間の空気間隔Ｄ１７で発生させている色収差の高次収差量が少なくなりすぎ、最大画角の倍率色収差、特にｇ線の色収差の補正が困難になる。一方、上限を越えると、空気間隔Ｄ１７で発生させている高次収差の量が大きくなりすぎ、コマ収差の補正が困難となる。
【００３１】
条件式（４）の条件の下限を越えると、空気間隔Ｄ１７で発生させている色収差の高次収差量が少なくなりすぎ、最大画角の倍率色収差、特にｇ線の色収差の補正が困難になる。一方、上限を越えると、空気間隔Ｄ１７で発生させている高次収差の量が大きくなりすぎ、コマ収差の補正が困難となる。
【００３２】
なお、これらの条件式（１）〜（４）による作用効果は、上記条件式（５）〜（８）を満足することで、さらに良好なものとなる。
【００３３】
また、このレトロフォーカス型広角レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２を前側第２レンズ群Ｇ２Ａと後側第２レンズ群Ｇ２Ｂとの２群に分け、像面側の後側第２レンズ群Ｇ２Ｂを光軸上で移動させることにより、フォーカス調整を行うようにした場合には、全体繰り出しでフォーカス調整する方法と比べて近距離での撮影性能の向上と、オートフォーカス時に必要な繰り出しトルクが小さくて済む利点がある。
【００３４】
このように、本実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズによれば、各レンズ群Ｇ１，Ｇ２を上記したように構成し、上記各条件式を満足することにより、広角レンズに特有の倍率色収差の補正が可能となり、高い光学性能を得ることができる。これにより、バックフォーカスが長く、特に倍率色収差が良好に補正され、例えば中判一眼レフカメラ用の広角レンズとして好適なレトロフォーカス型広角レンズが実現できる。
【００３５】
【実施例】
次に、本実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１〜第３の数値実施例（実施例１〜３）をまとめて説明する。図４〜図６は、それぞれ図１〜図３に示したレトロフォーカス型広角レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。各実施例のレトロフォーカス型広角レンズは、いずれも第２レンズ群Ｇ２を前側第２レンズ群Ｇ２Ａと後側第２レンズ群Ｇ２Ｂとの２群に分け、像面側の後側第２レンズ群Ｇ２Ｂを光軸上で移動させることにより、フォーカス調整を行うようになされている。
【００３６】
各図に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例のレトロフォーカス型広角レンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜２１）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１〜図３で付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１〜図３で付した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｄｊ，νｄｊの欄には、それぞれ、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜１１）のレンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。
【００３７】
図４〜図６にはまた、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）、画角２ω（ω：半画角）、およびバックフォーカスｆＢ（ｍｍ）の値を同時に示す。
【００３８】
図７は、上述の条件式（１）〜（４）（ならびに条件式（５）〜（８））に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。図７に示したように、各実施例の値が、条件式（１）〜（４）の範囲内となっている。特に、実施例１と実施例３については、条件式（５）〜（８）をも満足している。
【００３９】
また、第２レンズ群Ｇ２における両凸レンズＬ９と凹メニスカスレンズＬ１０との空気間隔ｄ（Ｄ１７）に関しては、図４〜図６のレンズデータから分かるように、各実施例について、上記条件式（９），（１０）を満たしている。
【００４０】
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例１のレトロフォーカス型広角レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および倍率色収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。
【００４１】
同様に、実施例２についての諸収差を図９（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例３についての諸収差を図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００４２】
以上の各レンズデータおよび各収差図から分かるように、各実施例について、画角８０度以上、Ｆナンバー３．５程度を実現できている。また、各条件式が満たされ、特に倍率色収差が良好に補正されている。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレトロフォーカス型広角レンズによれば、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とを備え、第１レンズ群が、複数のレンズとして、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の凸メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた少なくとも２枚の凹メニスカスレンズとを含み、それらメニスカスレンズが複数のレンズのうち最も中心厚の厚いレンズの物体側に配置され、第２レンズ群が、複数のレンズとして、凹レンズおよび両凸レンズで構成された接合レンズと、物体側に凹面を持った凹メニスカスレンズとを含み、凹メニスカスレンズが両凸レンズに対して空気を隔てて配置されるように構成したので、バックフォーカスが長く、特に倍率色収差を良好に補正することができ、例えば中判一眼レフカメラに用いて好適な広角レンズを実現できる。
【００４５】
特に、請求項２記載のレトロフォーカス型広角レンズによれば、第２レンズ群の接合レンズにおけるアッベ数に関して所定の条件式（１），（２）を満足すると共に、第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズの後面と第２レンズ群における凹メニスカスレンズの前面とに関して所定の条件式（３），（４）を満足するようにしたので、特に、軸上色収差と倍率色収差とをさらに良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズの構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズの他の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るレトロフォーカス型広角レンズのさらに他の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。
【図４】実施例１に係るレトロフォーカス型広角レンズのレンズデータを示す図である。
【図５】実施例２に係るレトロフォーカス型広角レンズのレンズデータを示す図である。
【図６】実施例３に係るレトロフォーカス型広角レンズのレンズデータを示す図である。
【図７】各実施例に係るレトロフォーカス型広角レンズが満たす条件式の値を示す図である。
【図８】実施例１に係るレトロフォーカス型広角レンズの球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図９】実施例２に係るレトロフォーカス型広角レンズの球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図１０】実施例３に係るレトロフォーカス型広角レンズの球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ２Ａ…前側第２レンズ群、Ｇ２Ｂ…後側第２レンズ群、Ｌｊ…物体側から第ｊ番目のレンズ、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims (3)

1. 物体側から順に、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とを備え、
   前記第１レンズ群および前記第２レンズ群は、それぞれ複数のレンズを有し、
   前記第１レンズ群は、前記複数のレンズとして、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の凸メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた少なくとも２枚の凹メニスカスレンズとを含み、それらメニスカスレンズが前記複数のレンズのうち最も中心厚の厚いレンズの物体側に配置されて構成され、
   前記第２レンズ群は、前記複数のレンズとして、凹レンズおよび両凸レンズで構成された接合レンズと、物体側に凹面を持った凹メニスカスレンズとを含み、前記凹メニスカスレンズが前記両凸レンズに対して空気を隔てて配置されている
   ことを特徴とするレトロフォーカス型広角レンズ。
2. さらに、以下の条件式（１）〜（４）を満足するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のレトロフォーカス型広角レンズ。
   νＢ−νＡ＞２５ ……（１）
   νＢ＞６５ ……（２）
   １．３８＜｜φ１７／Ｒ１７｜＜１．６５ ……（３）
   １＜Ｒ１８／Ｒ１７＜１．０８ ……（４）
   ただし、
   νＡ：前記第２レンズ群の接合レンズにおける凹レンズのｄ線に対するアッベ数
   νＢ：前記第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズのｄ線に対するアッベ数
   Ｒ１７：前記第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズの後面の曲率半径
   Ｒ１８：前記第２レンズ群における凹メニスカスレンズの前面の曲率半径
   φ１７：前記第２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズの後面の有効径
3. 前記第２レンズ群は、前記複数のレンズとして、前記接合レンズにおける凹レンズの物体側に配置され、像側に凸面を向けた第１の凸メニスカスレンズと、前記第２レンズ群における前記凹メニスカスレンズの像側に配置され、像側に凸面を向けた第２の凸メニスカスレンズと、をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレトロフォーカス型広角レンズ。

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