JP2942280B2 - レトロフォーカス型広角レンズ - Google Patents
レトロフォーカス型広角レンズInfo
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- JP2942280B2 JP2942280B2 JP17278189A JP17278189A JP2942280B2 JP 2942280 B2 JP2942280 B2 JP 2942280B2 JP 17278189 A JP17278189 A JP 17278189A JP 17278189 A JP17278189 A JP 17278189A JP 2942280 B2 JP2942280 B2 JP 2942280B2
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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、写真用のレトロフォーカス型広角レンズに
関するものであり、詳しくは口径比1:2.0,半画角42゜程
度で、レンズ系の一部（後群）を移動してフォーカシン
グを行う広角レンズに関するものである。
関するものであり、詳しくは口径比1:2.0,半画角42゜程
度で、レンズ系の一部（後群）を移動してフォーカシン
グを行う広角レンズに関するものである。
「従来の技術」 一般に写真用の広角レンズは、一眼レフカメラに装着
されるよう、バックフォーカスの長いレトロフォーカス
型のレンズ系が使用されている。
されるよう、バックフォーカスの長いレトロフォーカス
型のレンズ系が使用されている。
口径比1:2.0,半画角42゜程度のものとしては、例えば
特開昭59−185307号，特公昭55−42364号，特開昭55−1
64805号等、多数提供されている。しかし、近年、オー
トフォーカスカメラが一般的になり、レンズ駆動部への
負荷低減のために、フォーカシング部の重量の小さいも
のが望まれ、広角レンズにおいても、レトロフォーカス
タイプの前群はかなりの重量があるため、レンズの一部
のみを動かしてフォーカシングする方式のものが望まれ
ている。
特開昭59−185307号，特公昭55−42364号，特開昭55−1
64805号等、多数提供されている。しかし、近年、オー
トフォーカスカメラが一般的になり、レンズ駆動部への
負荷低減のために、フォーカシング部の重量の小さいも
のが望まれ、広角レンズにおいても、レトロフォーカス
タイプの前群はかなりの重量があるため、レンズの一部
のみを動かしてフォーカシングする方式のものが望まれ
ている。
このようにレンズの一部を動かしてフォーカシングす
る方式の広角レンズとしては、特開昭62−249119号や、
特開昭62−291613号の発明が知られている。
る方式の広角レンズとしては、特開昭62−249119号や、
特開昭62−291613号の発明が知られている。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、特開昭62−249119号は、半画角42゜程
度でレトロフォーカスタイプの後群のみの移動でフォー
カシングするものであるが、口径比は1:2.8と暗く、ま
たフォーカシングした際の軸外像面位置の変化が大きい
という課題があった。
度でレトロフォーカスタイプの後群のみの移動でフォー
カシングするものであるが、口径比は1:2.8と暗く、ま
たフォーカシングした際の軸外像面位置の変化が大きい
という課題があった。
一方、特開昭62−291613号では、種々の仕様の後群移
動でのフォーカシング方式が提供されているが、後群を
２つに分けて独立した動きを持たせているため、鏡枠の
構成が複雑になってしまうという課題があった。
動でのフォーカシング方式が提供されているが、後群を
２つに分けて独立した動きを持たせているため、鏡枠の
構成が複雑になってしまうという課題があった。
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、
口径比1:2.0,半画角42゜程度のレトロフォーカス型広角
レンズにおいて、レンズ駆動部への負荷を軽減すると共
に鏡枠構成を簡単にすべく、フォーカシングはレンズ系
の後群のみで行い、かつ無限遠から近距離まで高性能な
広角レンズを提供する事を目的とする。
口径比1:2.0,半画角42゜程度のレトロフォーカス型広角
レンズにおいて、レンズ駆動部への負荷を軽減すると共
に鏡枠構成を簡単にすべく、フォーカシングはレンズ系
の後群のみで行い、かつ無限遠から近距離まで高性能な
広角レンズを提供する事を目的とする。
「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本発明のレトロフォーカス
型広角レンズは、物体側より順に、弱い発散性の前群
と、収れん性の後群とで構成され、後群のみを移動して
フォーカシングを行うレトロフォーカス型広角レンズで
あって、前群は、物体側から順に、物体側に凸面を向け
た正レンズの第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズの第２レンズと、両凸レンズの第３レン
ズとからなり、かつ以下の条件を満足する事を特徴とす
る。
型広角レンズは、物体側より順に、弱い発散性の前群
と、収れん性の後群とで構成され、後群のみを移動して
フォーカシングを行うレトロフォーカス型広角レンズで
あって、前群は、物体側から順に、物体側に凸面を向け
た正レンズの第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズの第２レンズと、両凸レンズの第３レン
ズとからなり、かつ以下の条件を満足する事を特徴とす
る。
（１）1.1＜hR/hF＜1.3 （２）−0.5＜f/fF＜0.0 ただし、hF,hRはそれぞれ前群，後群への近軸光線の入
射高、ｆは全系の焦点距離、fFは前群の焦点距離であ
る。
射高、ｆは全系の焦点距離、fFは前群の焦点距離であ
る。
また、上述のように構成されたレトロフォーカス型広
角レンズにおいて、前記収れん性の後群は絞り含み、絞
り近傍の発散性の面は周辺分へ行くに従い負の度の増加
する非球面であり、その非球面形状は以下の条件を満足
する事を特徴とする。
角レンズにおいて、前記収れん性の後群は絞り含み、絞
り近傍の発散性の面は周辺分へ行くに従い負の度の増加
する非球面であり、その非球面形状は以下の条件を満足
する事を特徴とする。
ただしΔＸは非球面の近軸球面からの光軸方向のズレ
量で、ΔXHは有効径の周辺部におけるズレ量、 は有効径の半分の位置におけるズレ量である。
量で、ΔXHは有効径の周辺部におけるズレ量、 は有効径の半分の位置におけるズレ量である。
更に、後群の具体的レンズ構成を説明すると、物体側
より、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ，正レ
ンズ，絞り，正・負あるいは負・正の接合レンズ，物体
側の面が非球面の負レンズ，負・正の接合レンズおよび
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズより構成されて
いる。
より、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ，正レ
ンズ，絞り，正・負あるいは負・正の接合レンズ，物体
側の面が非球面の負レンズ，負・正の接合レンズおよび
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズより構成されて
いる。
「作用」 本発明において、前群は、フォーカシングに際し固定
されており、その機能は、後群に対し近軸光線の入射高
を増加させて、必要なバックフォーカスを確保すると共
に、後群への軸外光の入射角度を小さくするためのもの
である。
されており、その機能は、後群に対し近軸光線の入射高
を増加させて、必要なバックフォーカスを確保すると共
に、後群への軸外光の入射角度を小さくするためのもの
である。
この前群は弱い発散性（条件（２））のものである
が、前群がパワー（条件（２）を満足しないパワー）を
もっていると、フォーカシングの際に後群が移動する
時、後群への近軸光線の入射高が変化し、球面収差が変
化してしまうことになる。従って、前群は、広角化作用
のみで、ほぼアフォーカルである事が望ましい。
が、前群がパワー（条件（２）を満足しないパワー）を
もっていると、フォーカシングの際に後群が移動する
時、後群への近軸光線の入射高が変化し、球面収差が変
化してしまうことになる。従って、前群は、広角化作用
のみで、ほぼアフォーカルである事が望ましい。
本発明においては、この前群の第２レンズとして負レ
ンズ，第３レンズに正レンズを配し、アフォーカルに近
くした構成としている。
ンズ，第３レンズに正レンズを配し、アフォーカルに近
くした構成としている。
また、フォーカシングに際しては、前群を固定し、後
群のみを移動し、前・後群間の空気間隔を変化する事に
より、物体距離の変化による軸外像面位置の変化を補正
する事を可能としている。
群のみを移動し、前・後群間の空気間隔を変化する事に
より、物体距離の変化による軸外像面位置の変化を補正
する事を可能としている。
条件（１）と（２）は以上のような作用を持たせるた
めの構成として本発明が満足すべきものである。
めの構成として本発明が満足すべきものである。
すなわち、条件（１）は後群への近軸光線の入射高を
高くできる度合いを示し、この条件の下限を越えて後群
への近軸光線の入射高を低いままにすると、必要なバッ
クフォーカスが確保しづらく、また広い角度を含む事が
困難となる。逆に上限を越えて後群への近軸光線の入射
高を高くしようとするには、第２レンズの負の度を大き
くする必要があり、コマ収差発生の要因となる。尚、第
２レンズの第３レンズとの間隔を広くとれば、後群への
近軸光線の入射高を高くできるが、前群が大型化し、ま
た全長も大きくなるので望ましくない。
高くできる度合いを示し、この条件の下限を越えて後群
への近軸光線の入射高を低いままにすると、必要なバッ
クフォーカスが確保しづらく、また広い角度を含む事が
困難となる。逆に上限を越えて後群への近軸光線の入射
高を高くしようとするには、第２レンズの負の度を大き
くする必要があり、コマ収差発生の要因となる。尚、第
２レンズの第３レンズとの間隔を広くとれば、後群への
近軸光線の入射高を高くできるが、前群が大型化し、ま
た全長も大きくなるので望ましくない。
更に、前群をほぼアフォーカルとし、後群への近軸光
線の入射高を1.1から1.3とすると、後群の焦点距離は全
系の焦点距離の1.1から1.3倍となる。
線の入射高を1.1から1.3とすると、後群の焦点距離は全
系の焦点距離の1.1から1.3倍となる。
これは近距離被写体に対してフォーカシングする際の
レンズ繰り出し量に関係し、後群移動によって前・後群
間の空気間隔の変化による軸外像面位置の変化と、被写
体が近距離のときの軸外像面位置の変化とを相殺するフ
ローティング効果を持っていると言える。
レンズ繰り出し量に関係し、後群移動によって前・後群
間の空気間隔の変化による軸外像面位置の変化と、被写
体が近距離のときの軸外像面位置の変化とを相殺するフ
ローティング効果を持っていると言える。
ところが、条件（１）を満足せず、後群への近軸光線
の入射高を小さく、すなわち後群の焦点距離を小さくす
ると、近距離へフォーカシングした時の前・後群間の空
気間隔の変化が小さく、軸外像面位置の近距離変化を充
分に補正し得ない。逆に後群への近軸光線の入射高を高
くし後群の焦点距離を大きくすると、近距離へフォーカ
シングする時の移動が大きすぎ、前・後群の間隔を無限
の時から広くとる必要があり、全体が大きくなってしま
うと共に、軸外の補正効果が過剰なものとなってしま
う。
の入射高を小さく、すなわち後群の焦点距離を小さくす
ると、近距離へフォーカシングした時の前・後群間の空
気間隔の変化が小さく、軸外像面位置の近距離変化を充
分に補正し得ない。逆に後群への近軸光線の入射高を高
くし後群の焦点距離を大きくすると、近距離へフォーカ
シングする時の移動が大きすぎ、前・後群の間隔を無限
の時から広くとる必要があり、全体が大きくなってしま
うと共に、軸外の補正効果が過剰なものとなってしま
う。
次に条件（２）は前群が持つパワーに関する。前述の
とおり、前群はほぼパワーのないアフォーカルに近いこ
とが望ましい。この条件（２）の下限値を越えて前群が
負のパワーを持つと、フォーカシングに際し球面収差の
変化や、軸外コマ収差が発生し、望ましくない。逆に、
上限値を越えて前群のパワーを弱くするには、前群の中
で第２レンズの負のパワーを弱くしなければならず、広
画角に不利、すなわち条件（１）の達成が困難になる。
とおり、前群はほぼパワーのないアフォーカルに近いこ
とが望ましい。この条件（２）の下限値を越えて前群が
負のパワーを持つと、フォーカシングに際し球面収差の
変化や、軸外コマ収差が発生し、望ましくない。逆に、
上限値を越えて前群のパワーを弱くするには、前群の中
で第２レンズの負のパワーを弱くしなければならず、広
画角に不利、すなわち条件（１）の達成が困難になる。
尚、前記特開昭62−249119号においては、前群を正負
の２枚で構成しており、前群はアフォーカルにならず、
また後群の焦点距離が全系の1.07倍程度であるので、近
距離被写体における軸外像面位置の補正が充分でなく、
また口径比も1:2.8程度になっている。
の２枚で構成しており、前群はアフォーカルにならず、
また後群の焦点距離が全系の1.07倍程度であるので、近
距離被写体における軸外像面位置の補正が充分でなく、
また口径比も1:2.8程度になっている。
更に本発明における後群は、絞りを含んでおり、絞り
の近傍の発散性の面は周辺部に行くに従い負の度の増加
する非球面であり、条件（３）を満足することが望まし
い。レトロフォーカスタイプの広角レンズの後群は、前
群での発散した光束を収束するため、強い正の度をも
つ。従って球面収差は補正不足になり勝ちで、またペッ
ツバール和は正の大きな値となりやすい。
の近傍の発散性の面は周辺部に行くに従い負の度の増加
する非球面であり、条件（３）を満足することが望まし
い。レトロフォーカスタイプの広角レンズの後群は、前
群での発散した光束を収束するため、強い正の度をも
つ。従って球面収差は補正不足になり勝ちで、またペッ
ツバール和は正の大きな値となりやすい。
そこで、絞りの近傍に非球面を設ければ、軸外にあま
り影響を与えず、軸上の光束のみに影響を与えることが
できる（発行日：昭和60年２月22日，編集：トリケップ
ス企画部，トリケップスブルーペーパーズNo.47非球面
光学系の設計と利用技術第119頁参照）。また、球面収
差は波面収差の形状としては、瞳のｈ（h:光軸と垂直方
向の座標）に対し４次の形状をしている（1977年４月20
日 第16刷発光，発行所：（株）岩波書店，著者：久保
田 広，応用光学２・７波面の形 第68〜69頁参照）。
り影響を与えず、軸上の光束のみに影響を与えることが
できる（発行日：昭和60年２月22日，編集：トリケップ
ス企画部，トリケップスブルーペーパーズNo.47非球面
光学系の設計と利用技術第119頁参照）。また、球面収
差は波面収差の形状としては、瞳のｈ（h:光軸と垂直方
向の座標）に対し４次の形状をしている（1977年４月20
日 第16刷発光，発行所：（株）岩波書店，著者：久保
田 広，応用光学２・７波面の形 第68〜69頁参照）。
従って、絞りの近傍に、周辺部に行くに従い負の度が
増加する、ほぼ４次の形状の非球面を設ければ、軸外光
に影響を与えることなく、レトロフォーカスタイプのレ
ンズで発生しやすい補正不足の球面収差を良好なものと
なし得る。
増加する、ほぼ４次の形状の非球面を設ければ、軸外光
に影響を与えることなく、レトロフォーカスタイプのレ
ンズで発生しやすい補正不足の球面収差を良好なものと
なし得る。
つまり、レンズ全体では像面わん曲，倍率色収差，歪
曲等軸外の収差を良好に補正した上で、残留してしまう
球面収差は絞り近傍の非球面で補正しようとするもので
ある。
曲等軸外の収差を良好に補正した上で、残留してしまう
球面収差は絞り近傍の非球面で補正しようとするもので
ある。
条件（３）は非球面形状の大ざっぱな形状の範囲を示
し、その形状がほぼ４次の非球面になることを示してい
る。この条件を越える非球面形状では、上限を越えて高
次の非球面とすると、軸上の周辺光線が補正過剰にな
り、また下限を越えて低次の非球面であると、充分な球
面収差の補正効果が得られない。また、非球面の絶対量
を小さくすれば、条件式の範囲外の非球面次数の形状と
することも可能であるが、絶対量を小さくするというこ
とは、その補正効果を小さくすることになり、望ましく
ないものである。
し、その形状がほぼ４次の非球面になることを示してい
る。この条件を越える非球面形状では、上限を越えて高
次の非球面とすると、軸上の周辺光線が補正過剰にな
り、また下限を越えて低次の非球面であると、充分な球
面収差の補正効果が得られない。また、非球面の絶対量
を小さくすれば、条件式の範囲外の非球面次数の形状と
することも可能であるが、絶対量を小さくするというこ
とは、その補正効果を小さくすることになり、望ましく
ないものである。
「実施例」 以下、本発明の実施例のデータを示す。ただしFNOは
口径比、ｆは焦点距離、ωは半画角、fBはバックフォー
カス、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ厚または
レンズ間隔、ｎは各レンズのｄ−lineの屈折率、νは各
レンズのアッベ数である。
口径比、ｆは焦点距離、ωは半画角、fBはバックフォー
カス、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ厚または
レンズ間隔、ｎは各レンズのｄ−lineの屈折率、νは各
レンズのアッベ数である。
また、非球面の形状は下式で表すものとする。
ｘは光軸方向の座標 ｈは光軸と垂直方向の座標 ｃは曲率（l/r） ｋは円錘定数 Anは非球面係数（ｎ＝4,6,8,10） 尚、この実施例における非球面レンズは、ローコスト
とするために球面レンズに透明の樹脂を貼り付けた構成
となっているが、同様の非球面レンズが硝材のみによる
ものでもよい。
とするために球面レンズに透明の樹脂を貼り付けた構成
となっているが、同様の非球面レンズが硝材のみによる
ものでもよい。
［発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、レンズ系後群の
みを移動してフォーカシングを行うため、鏡枠構成を簡
単にできるのに加え、オートフォーカスカメラのレンズ
駆動部の負荷が軽減でき、また、前群の構成と相俟って
諸条件を満足して構成することにより、無限から近距離
まで高性能な広角レンズが得られる。
みを移動してフォーカシングを行うため、鏡枠構成を簡
単にできるのに加え、オートフォーカスカメラのレンズ
駆動部の負荷が軽減でき、また、前群の構成と相俟って
諸条件を満足して構成することにより、無限から近距離
まで高性能な広角レンズが得られる。
尚、実施例から明らかなように、後群の硝材の重量は
全体の硝材の重量のほぼ半分程度であるため、後群によ
るフォーカシングは、全体繰り出し方式と比べ、レンズ
駆動部への負荷の低減効果は大きい。
全体の硝材の重量のほぼ半分程度であるため、後群によ
るフォーカシングは、全体繰り出し方式と比べ、レンズ
駆動部への負荷の低減効果は大きい。
第１図，第４図，第７図，第10図，第13図は、それぞれ
本発明の実施例1,2,3,4,5のレンズ断面図である。 第２図，第５図，第８図，第11図，第14図は、それぞれ
実施例1,2,3,4,5の無限遠の収差図である。 第３図，第６図，第９図，第12図，第15図は、それぞれ
実施例1,2,3,4,5の近距離の収差図で、実施例1,2,3,4は
結像倍率1/10倍の、実施例５は結像倍率1/12.5倍の収差
図である。 尚、レンズ断面図中の矢印は、無限遠から近距離へフォ
ーカシングする際の後群の移動方法を示すものである。
本発明の実施例1,2,3,4,5のレンズ断面図である。 第２図，第５図，第８図，第11図，第14図は、それぞれ
実施例1,2,3,4,5の無限遠の収差図である。 第３図，第６図，第９図，第12図，第15図は、それぞれ
実施例1,2,3,4,5の近距離の収差図で、実施例1,2,3,4は
結像倍率1/10倍の、実施例５は結像倍率1/12.5倍の収差
図である。 尚、レンズ断面図中の矢印は、無限遠から近距離へフォ
ーカシングする際の後群の移動方法を示すものである。
Claims (2)
- 【請求項１】物体側より順に、弱い発散性の前群と、収
れん性の後群とで構成され、後群のみを移動してフォー
カシングを行うレトロフォーカス型広角レンズであっ
て、 前群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レン
ズの第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズの第２レンズと、両凸レンズの第３レンズとから
なり、かつ以下の条件（１）、（２）を満足する事を特
徴とするレトロフォーカス型広角レンズ。 （１）1.1＜hR/hF＜1.3 （２）−0.5＜f/fF＜0.0 ただし、 hF:前群への近軸光線の入射高、 hR:後群への近軸光線と入射高、 f:全系の焦点距離、 fF:前群の焦点距離、 である。 - 【請求項２】請求項１記載のレトロフォーカス型広角レ
ンズにおいて、前記収れん性の後群は絞りを含み、絞り
近傍の発散性の面は周辺部に行くに従い負の度の増加す
る非球面であり、その非球面形状は以下の条件（３）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。 （３）3.7＜log（ΔXH/ΔＸH/2）/log2＜4.3 ただし、 ΔX:非球面に近軸球面からの光軸方向のズレ量、 ΔXH:有効径の周辺部におけるズレ量、 ΔＸH/2：有効径の半分の位置におけるズレ量、 である。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/412,955 US4934797A (en) | 1988-09-30 | 1989-09-26 | Wide-angle lens system of a retrofocus type |
| DE3932634A DE3932634A1 (de) | 1988-09-30 | 1989-09-29 | Weitwinkellinsensystem vom retrofokustyp |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24714688 | 1988-09-30 | ||
| JP63-247146 | 1988-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167515A JPH02167515A (ja) | 1990-06-27 |
| JP2942280B2 true JP2942280B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=17159118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17278189A Expired - Fee Related JP2942280B2 (ja) | 1988-09-30 | 1989-07-04 | レトロフォーカス型広角レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2942280B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8681436B2 (en) | 2010-12-13 | 2014-03-25 | Ricoh Company, Ltd. | Imaging lens, imaging device and information device |
| US9606324B2 (en) | 2010-06-16 | 2017-03-28 | Ricoh Company, Ltd. | Image-forming lens, and camera device and portable information terminal device with the image-forming lens |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5546232A (en) * | 1993-06-14 | 1996-08-13 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Two-group zoom lens |
| JP6561478B2 (ja) * | 2015-01-23 | 2019-08-21 | 株式会社ニコン | 光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法 |
| JP7151383B2 (ja) * | 2018-11-01 | 2022-10-12 | 株式会社リコー | 結像レンズおよび撮像装置 |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP17278189A patent/JP2942280B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9606324B2 (en) | 2010-06-16 | 2017-03-28 | Ricoh Company, Ltd. | Image-forming lens, and camera device and portable information terminal device with the image-forming lens |
| US8681436B2 (en) | 2010-12-13 | 2014-03-25 | Ricoh Company, Ltd. | Imaging lens, imaging device and information device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02167515A (ja) | 1990-06-27 |
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