JP2005181851A

JP2005181851A - 撮影レンズ系及びそれを備えた撮影装置

Info

Publication number: JP2005181851A
Application number: JP2003425107A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogata; 康司小方
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】フォーカシングに伴う鏡筒内へのほこりの進入を低減し、かつ、フォーカシングに伴う収差変動を低減した負先行タイプの撮影レンズ系とそれを備えた撮影装置。
【解決手段】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、明るさ絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１を固定した状態で、第２レンズ群Ｇ２が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が像側に位置し、第３レンズ群Ｇ３が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が物体側に位置することで、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングを行う撮影レンズ系。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影レンズ系及びそれを備えた撮影装置に関し、特に、レンズ交換式カメラに適した撮影レンズとそれを備えた撮影装置に関するものである。

従来より、負レンズ群が先行する群配置が負、正、正タイプの撮影レンズ系が提案されている。

しかしながら、負レンズ群が先行する負、正、正タイプの撮影レンズ系において、フォーカシングのために前群を移動させるタイプのものは、フォーカシングに伴うレンズ鏡筒内へのほこりの進入の対策が必要となり、また、電動でフォーカシングを行う場合、レンズの径が大きくなりがちなレンズ群を移動させるため、消費電力がかかるという課題がある。

また、第１レンズ群を固定させるタイプの撮影レンズ系では、フォーカシングに伴う収差変動が起こりやすい。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォーカシングに伴う鏡筒内へのほこりの進入を低減し、かつ、フォーカシングに伴う収差変動を低減した負先行タイプの撮影レンズ系とそれを備えた撮影装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明の撮影レンズ系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、明るさ絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群を固定した状態で、前記第２レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が像側に位置し、前記第３レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が物体側に位置することで、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングを行うことを特徴とするものである。

以下、本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。

撮影レンズ系を、物体側から順に、負レンズ群、正レンズ群、正レンズ群の構成とすることで、全体をレトロフォーカスタイプに構成し、広画角、かつ、バックフォーカスを長くしやすい構成としている。

そして、絞りを、正屈折力の第２レンズ群と正屈折力の第３レンズ群との間に配置することで、レトロフォーカスタイプのレンズ系で発生しやすい負の歪曲収差を低減させている。

また、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングに際しては、第１レンズ群を固定とすることで、フォーカシングに伴うほこりの鏡筒内への進入を低減できる。また、フォーカシングを電動にて行う場合、比較的レンズの径が大きくなりやすい第１レンズ群を固定としているため、消費電力を低減できる。

また、明るさ絞りを挟んで配された正の第２レンズ群と正の第３レンズ群が、フォーカシングに際して、第２レンズ群を無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が像側に位置し、第３レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が物体側に位置することで、フォーカシングに伴い発生する収差の発生を相殺しやすくできる。

この場合に、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングの際に、第２レンズ群は像側のみに移動し、第３レンズ群は物体側のみに移動するようにすることができる。

また、第１レンズ群と第３レンズ群は非球面を有し、第１レンズ群における非球面は、少なくとも第１レンズ群における最も像面側の屈折面に配することが望ましい。

このように、第１レンズ群と第３レンズ群の各々に非球面レンズを配することで、軸外収差の補正に有利となる。特に、第１レンズ群の最も像面側の屈折面を非球面とすると、収差を補正しながら小型化のために有利となる。

また、第３レンズ群の射出面から像面までの空気換算長をｆ_B、撮影レンズ系のイメージサークル（直径）をＩＭとしたとき、以下の条件を満足することが望ましい。

ｆ_B／ＩＭ＞１．５・・・（１）
この条件式（１）は、イメージサークルに対するバックフォーカスを規定する条件式である。この条件式の下限値の１．５を越えると、バックフォーカスがイメージサークルに対して小さくなりすぎ、クイックリターンミラー、光路分割プリズム、フィルター等の部材を配するためのスペースが小さくなり、好ましくない。

また、第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、撮影レンズの全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式を満足することが望ましい。

ｆ₂／ｆ＞５．０・・・（２）
この条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。この条件式の下限の５．０を越えると、第２レンズ群の焦点距離が小さくなりすぎ、収差が発生しやすくなる。

また、明るさ絞りよりも像側に配される第３レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する３−１サブユニット、正の屈折力を有する３−２サブユニット、負の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズを有する３−３サブユニットを有するように構成することができる。

また、第１レンズ群乃至第３レンズ群を保持する保持枠と、その保持枠を撮影装置本体部に着脱可能とするマウント部とを備えたものとすることが望ましい。

本発明の撮影レンズ系は、バックフォーカスを長く構成しやすい。そのため、例えばレンズ交換式の一眼レフレックスカメラの交換レンズとして使用できる。

したがって、本発明により、以上のような撮影レンズ系と、その撮影レンズ系の像面側に配された撮像素子とを備えた撮影装置を構成することができる。

本発明によると、負、正、正タイプの撮影レンズ系において、第１レンズ群を固定した状態で、第２レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が像側に位置し、第３レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が物体側に位置することで、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングを行うので、全体をレトロフォーカスタイプであり、広画角、かつ、バックフォーカスを長くしやすい。また、絞りを、正屈折力の第２レンズ群と正屈折力の第３レンズ群との間に配置することで、負の歪曲収差を低減させている。また、フォーカシングに際して第１レンズ群を固定とすることで、フォーカシングに伴うほこりの鏡筒内への進入を低減でき、また、フォーカシングを電動にて行う場合、比較的レンズの径が大きくなりやすい第１レンズ群を固定としているため、消費電力を低減できる。

以下に、本発明の撮影レンズ系の実施例１について、図面を参照して説明する。実施例１の無限遠物点合焦時（ａ）及び至近物点合焦時（ｂ）の光軸に沿うレンズ断面図を図１に示す。図１中、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｓは明るさ絞り、Ｇ３は第３レンズ群、Ｆはローパスフィルターの平行平板、Ｉは像面であり、平行平板Ｆの表面に赤外線カットコートが施されている。また、実施例１の無限遠物点合焦時（ａ）及び至近物点合焦時（ｂ）の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差の収差図を図２に示す。なお、これら収差図中において、“ＦＩＹ”は像高を表す。

この実施例１の撮影レンズ系は、図１に示すように、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３とで構成されており、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングを行うとき、第１レンズ群Ｇ１と明るさ絞りＳは固定で、第２レンズ群Ｇ２を像側へ、また、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動させる。

各レンズ群の構成は、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズ、両凸正レンズの４枚で構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、負屈折力の３−１サブユニットＳ３−１、正屈折力の３−２サブユニットＳ３−２、負屈折力のレンズと正屈折力のレンズを有する３−３サブユニットＳ３−３からなり、３−１サブユニットＳ３−１は両凹負レンズ１枚からなり、３−２サブユニットＳ３−２は像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸正レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの３枚からなり、３−３サブユニットＳ３−３は両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズの２枚からなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の３−２サブユニットＳ３−２の物体側の正メニスカスレンズの像側の面の２面に用いられいる。

この実施例においては、物体距離無限遠から至近距離の１５０ｍｍまで合焦可能である。

以下に、上記実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ωは半画角、ｆ_Bはバックフォーカス、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。また、ｄ₀は物体距離である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ₄ｙ⁴＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。

実施例１
ｆ＝12.55
ω ＝40.77 °
ｆ_B ＝35.277
ＩＭ＝21.64
ｆ₂ ＝375.76
ｆ_B／ＩＭ＝1.63
ｆ₂／ｆ＝29.94
ｒ₁= 33.6504 ｄ₁= 4.0000 ｎ_d1 =1.77250 ν_d1 =49.60
ｒ₂= 14.0282（非球面）ｄ₂= （可変）
ｒ₃= 79.9189 ｄ₃= 2.0000 ｎ_d2 =1.80400 ν_d2 =46.57
ｒ₄= 20.1501 ｄ₄= 1.5000
ｒ₅= 41.1144 ｄ₅= 7.2206 ｎ_d3 =1.54814 ν_d3 =45.79
ｒ₆= -12.9519 ｄ₆= 2.0000 ｎ_d4 =1.77250 ν_d4 =49.60
ｒ₇= 312.8052 ｄ₇= 0.1500
ｒ₈= 55.6171 ｄ₈= 7.8101 ｎ_d5 =1.80518 ν_d5 =25.42
ｒ₉= -42.3338 ｄ₉= （可変）
ｒ₁₀= ∞（絞り）ｄ₁₀= （可変）
ｒ₁₁= -60.8936 ｄ₁₁= 2.0000 ｎ_d6 =1.80518 ν_d6 =25.42
ｒ₁₂= 210.3818 ｄ₁₂= 2.0000
ｒ₁₃= -103.2315 ｄ₁₃= 3.4446 ｎ_d7 =1.78800 ν_d7 =47.37
ｒ₁₄= -43.3899（非球面）ｄ₁₄= 0.3248
ｒ₁₅= 355.8635 ｄ₁₅= 5.9879 ｎ_d8 =1.49700 ν_d8 =81.54
ｒ₁₆= -38.2367 ｄ₁₆= 0.1500
ｒ₁₇= -447.6224 ｄ₁₇= 5.4317 ｎ_d9 =1.60311 ν_d9 =60.64
ｒ₁₈= -40.0638 ｄ₁₈= 0.1500
ｒ₁₉= -283.3681 ｄ₁₉= 2.0000 ｎ_d10=1.80518 ν_d10=25.42
ｒ₂₀= 35.6465 ｄ₂₀= 9.0405 ｎ_d11=1.60311 ν_d11=60.64
ｒ₂₁= -33.7007 ｄ₂₁= （可変）
ｒ₂₂= ∞ ｄ₂₂= 4.2000 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₂₃= ∞ ｄ₂₃= 2.5069
ｒ₂₄= ∞（像面）
非球面係数
第２面
Ｋ = -0.9181
Ａ₄= 2.2158 ×10^-5
Ａ₆= 1.7270 ×10^-8
Ａ₈= 1.0768 ×10^-10
Ａ₁₀= 0.0000
第１４面
Ｋ = -2.8760
Ａ₄= 9.1181 ×10^-6
Ａ₆= 1.1697 ×10^-8
Ａ₈= -3.2446 ×10^-12
Ａ₁₀= 2.1853 ×10^-14
可変間隔
ｄ₀ ∞ 150.00000
ｄ₂ 22.94977 24.49437
ｄ₉ 7.34522 5.80062
ｄ₁₀ 3.83282 3.00000
ｄ₂₁ 30.00000 30.83282 。

図３は、本発明の撮影レンズ系を用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳ等を用いた一眼レフレックスカメラの断面図である。図３において、１は一眼レフレックスカメラ、２は合焦機構を備えた鏡筒内に配置された撮影レンズ系、３は撮影レンズ系２を一眼レフレックスカメラ１に着脱可能とする鏡筒のマウント部であり、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。

また、４は撮像素子面、５は撮影レンズ系２の光路６上のレンズ系と撮像素子面４との間に配置されたクイックリターンミラー、７はクイックリターンミラー５より反射された光路に配置されたファインダースクリーン、８はペンタプリズム、９はファインダー、Ｅは観察者の眼（アイポイント）である。

このような構成の一眼レフレックスカメラ１の撮影レンズ系２として、例えば上記実施例１に示した本発明の撮影レンズ系が用いられる。

本発明の実施例１の撮影レンズ系の無限遠物点合焦時（ａ）及び至近物点合焦時（ｂ）の光軸に沿うレンズ断面図である。実施例１の無限遠物点合焦時（ａ）及び至近物点合焦時（ｂ）の球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差の収差図である。本発明の撮影レンズ系を用いた一眼レフレックスカメラの断面図である。

符号の説明

Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…明るさ絞り
Ｆ…ローパスフィルターの平行平板
Ｉ…像面
Ｅ…観察者の眼（アイポイント）
１…一眼レフレックスカメラ
２…撮影レンズ系
３…マウント部
４…撮像素子面
５…クイックリターンミラー
６…光路
７…ファインダースクリーン
８…ペンタプリズム
９…ファインダー

Claims

物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、明るさ絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群を固定した状態で、前記第２レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が像側に位置し、前記第３レンズ群が無限遠距離の合焦時の位置に対して有限遠距離の合焦時の位置が物体側に位置することで、無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングを行うことを特徴とする撮影レンズ系。
無限遠距離から有限遠距離へのフォーカシングの際に、前記第２レンズ群は像側のみに移動し、前記第３レンズ群は物体側のみに移動することを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ系。
前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は非球面を有し、前記第１レンズ群における非球面は、少なくとも前記第１レンズ群における最も像面側の屈折面に配したことを特徴とする請求項１又は２記載の撮影レンズ系。
前記第３レンズ群の射出面から像面までの空気換算長をｆ_B、撮影レンズ系のイメージサークル（直径）をＩＭとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の撮影レンズ系。
ｆ_B／ＩＭ＞１．５・・・（１）
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、撮影レンズの全系の焦点距離をｆとしたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の撮影レンズ系。
ｆ₂／ｆ＞５．０・・・（２）
前記明るさ絞りよりも像側に配される前記第３レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する３−１サブユニット、正の屈折力を有する３−２サブユニット、負の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズを有する３−３サブユニットを有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の撮影レンズ系。
前記第１レンズ群乃至前記第３レンズ群を保持する保持枠と、前記保持枠を撮影装置本体部に着脱可能とするマウント部とを備えたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の撮影レンズ系。
請求項１から７の何れか１項記載の撮影レンズ系と、前記撮影レンズ系の像面側に配された撮像素子とを備えたことを特徴とする撮影装置。