JP2006153942A

JP2006153942A - 撮影レンズ

Info

Publication number: JP2006153942A
Application number: JP2004340376A
Authority: JP
Inventors: Keiko Taki; 慶行滝
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】コンパクトで、良好な性能を持つインナーフォーカス式マクロレンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ群、負のパワーを持つ第２レンズ群、正のパワーを持つ第３レンズ群、負のパワーを持つ第４レンズ群を有し、無限遠から至近距離までのフォーカスの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を同時に満たすことを特徴とする撮影レンズ。
０．５８＜ｓｋ／ｆ＜０．７０
０．６５＜ｆ３４／ｆ＜０．７２
ｓｋ・・・無限遠から至近までの最短のバックフォーカス
ｆ・・・全系の焦点距離
ｆ３４・・・第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離。
【選択図】図１

Description

本発明は写真用カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等において、撮影倍率無限遠から等倍までの撮影が可能な、インナーフォーカス式マクロレンズに関するものである。

従来より写真用カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラにおいて、近距離物体の撮影を主たる目的とした撮影レンズにマクロレンズまたはマイクロレンズ（以下「マクロレンズ」と称する）と呼ばれるものがある。

マクロレンズは一般の標準レンズや望遠レンズなどの他の撮影レンズと比べて、特に近距離物体において高い光学性能が得られるように設計されている。

また、マクロレンズは多くの場合、近距離物体から無限遠物体に至る広範囲の物体に対しても利用される。

一般に無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際、撮影倍率が大きくなるにつれて諸収差の変動が激しくなり、光学性能が悪化する。この為、従来より諸収差の変動を補正するためにフローティングが行われてきた。

特開平２−１９８１４号公報や、特開平２−２８５３１３号公報では、正の第１レンズ群、正の第２レンズ群、負の第３レンズ群の３つのレンズから構成される近距離撮影可能なレンズ系において低倍率から高倍率への撮影を行うにあたり、負の第３レンズ群を像面に対して固定したまま正の第１レンズ群、第２レンズ群を物体側に移動させるとともに第１レンズ群、第２レンズ群の間隔を変化させフローティングを行うフォーカシング方式を提案している。

また、フローティングの際に第１レンズ群を移動させる方式では、一般にレンズ群の移動量が大きく、オートフォーカス（自動合焦）機能を備えたカメラには駆動トルクが大きく、高速のオートフォーカスが難しくなる傾向があり、フォーカシング時全長の変化がないインナーフォーカスタイプが好ましい。特開２０００−２３１０５６号公報では、インナーフォーカスタイプで正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、負の第４レンズ群を有し、２，３，４レンズ群のフローティングによってフォーカスを行う方式を提案している。

近年では１眼レフカメラのデジタル化によって、カメラのイメージサイズに最適な交換レンズの開発が進んでいる。従来のフィルムカメラよりもイメージサイズの小さいデジタル１眼レフカメラにおいては、従来よりもレンズの全長を短くすることが可能であるが、必要なバックフォーカスを保ちつつ、コンパクトな設計を目指す必要がある。
特開平２−１９８１４号公報特開平２−２８５３１３号公報特開２０００−２３１０５６号公報

本発明は撮影倍率無限遠から等倍までの撮影が可能で、レンズ全長をコンパクト化し、しかもフォーカシングに伴う収差の変動を良好に補正したインナーフォーカスタイプの撮影レンズの提供を目的とする。

請求項１の発明は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ群、負のパワーを持つ第２レンズ群、正のパワーを持つ第３レンズ群、負のパワーを持つ第４レンズ群を有し、無限遠から至近距離までのフォーカスの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を満たすことを特徴とする。

sk...無限遠から至近距離までの最短のバックフォーカス
f...全系の焦点距離
f34...第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離
請求項２の発明は、請求項１の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。

請求項４の発明は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ群、負のパワーを持つ第２レンズ群、正のパワーを持つ第３レンズ群、負のパワーを持つ第４レンズ群を有し、無限遠から至近距離までのフォーカスの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を満たすことを特徴とする。

F4...第４レンズ群の焦点距離
ω...半画角
請求項５の発明は、請求項１の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。

本発明によれば以上のように、ＡＦに有利なインナーフォーカス方式を採用し、無限遠から等倍までの緒収差の変動を効果的に補正したコンパクトなマクロレンズを達成することができる。

本実施形態の撮影レンズは、写真用カメラやビデオカメラ、ビデオスチルカメラ等の画角１２°、Fナンバー2.8程度の口径比を有した撮影レンズに好適に用いられるものである。図１〜図４は、それぞれ後述の数値実施例１〜４（本実施形態）の撮影レンズのレンズ断面図である。図1(Ａ)〜図４(Ａ)は無限遠物体に対する合焦時の状態、図1（Ｂ）〜図４（Ｂ）は近距離物体（等倍率）に対する合焦時の状態を示している。

数値実施例1〜４の撮影レンズにおいて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第１レンズ群は固定とし、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動する。数値実施例４において、第４レンズ群は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時固定であり、数値実施例１，２，３において、第４レンズ群は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時可動である。

図５〜図８は、それぞれ数値実施例１〜４の場合の収差図の状態を示している。
実線 d線
2点鎖線ｇ線
1点鎖線ｃ線
点線Ｆ線
図５（Ａ）〜図８（Ａ）は、無限遠状態での収差図を示し、図５（Ｂ）〜図８（Ｂ）は至近状態（最大撮影倍率−１．０倍）での収差図を示している。

本発明のインナーフォーカス式マクロレンズのレンズ構成の特徴について説明する。

無限遠から至近距離までの最短のバックフォーカスをskとすると、無限遠の全系の焦点距離との間に次の条件式を同時に満足する。

この条件式はレンズの全長と収差の補正に関する式である。条件式（２）の上限を超えると、絞りより後方のレンズ群のパワーが弱くなり、全長の大型化、軸外諸収差の悪化につながる。条件式（２）の下限を超えると、絞り後方のレンズ群のパワーが強くなり、コンパクト化には有利となるが、必要なバックフォーカスを保つことが困難になる。

第４群の焦点距離をf4とすると、無限遠状態の全系の焦点距離fとの間には

の関係式がある。この条件式の上限値を超えると絞り後方の群のパワーが強くなり、全長のコンパクト化につながるが、必要なバックフォーカスを保つことが困難になる。条件式の下限を超えると、絞り後方のレンズ群のパワーが弱くなり、全長の大型化、軸外諸収差の悪化につながる。

また、条件式（１）、（２）、（３）を満足するレンズにおいて、第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離をf34、全系無限遠の焦点距離をfの間には、

の関係式がある。この関係式の上限を超えると、絞り後方のレンズ群のパワーが弱くなり、大型化につながる。また下限を超えると、コンパクト化には有利であるが、必要なバックフォーカスを確保するのが困難になる。

以下に、各実施例の諸元を示す。各実施例とも開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に位置している。実施例の諸元表中の左端の数字は物体側からの面番号を示し、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ndは屈折率、νdはアッベ数である。

（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例１の無限遠状態のレンズ断面図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例１の等倍状態のレンズ断面図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例２の無限遠状態でのレンズ断面図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例２の等倍状態のレンズ断面図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例３の無限遠状態のレンズ断面図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例３の等倍状態のレンズ断面図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例４の無限遠状態でのレンズ断面図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例４の等倍状態のレンズ断面図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例１の無限遠状態の収差図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例１の等倍状態の収差図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例２の無限遠状態での収差図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例２の等倍状態の収差図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例３の無限遠状態の収差図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例３の等倍状態の収差図。（Ａ）本発明のマクロレンズの数値実施例４の無限遠状態での収差図、（Ｂ）本発明のマクロレンズの数値実施例４の等倍状態の収差図。

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
Ｇ４第４レンズ群
ＳＰ絞り

Claims

物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ群、負のパワーを持つ第２レンズ群、正のパワーを持つ第３レンズ群、負のパワーを持つ第４レンズ群を有し、無限遠から至近距離までのフォーカスの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を同時に満たすことを特徴とする撮影レンズ。

sk...無限遠から至近距離までの最短のバックフォーカス
f...全系の焦点距離
f34...第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離
請求項１の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ。

ｆ4...第４レンズ群の焦点距離
ω...半画角
請求項１の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ。
物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ群、負のパワーを持つ第２レンズ群、正のパワーを持つ第３レンズ群、負のパワーを持つ第４レンズ群を有し、無限遠から至近距離までのフォーカスの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を同時に満たすことを特徴とする撮影レンズ。

ｆ4...第４レンズ群の焦点距離
ω...半画角
請求項１の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮影レンズ。