JP3394592B2 - 望遠レンズ - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
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Description
に、画角が8.24°程度で、大口径レンズに適した望
遠レンズに関する。
中では、撮影時の重量バランス、すなわち、操作性を考
慮してフォーカシング時に後部レンズ群を移動するもの
が多くなっている。この方法は、大型化する超望遠レン
ズで特に有効である。例えば、特開昭50−13973
2号や特開昭51−78326号等では、後群中の負レ
ンズ群を像面側に移動することで、操作性向上を実現し
ている。一方で、特開昭52−117126号では、後
群中の正レンズ群を物体側に移動することで、同様の効
果を得ている。
ンズになると、この方法はより大きな効果を得ることが
できることが、特開昭53−134425号や特開昭5
9−36218号にて開示されている。
によるフォーカシング方法によれば、全系や前群を移動
するものと比較すると、同一撮影距離におけるフォーカ
シング移動量は少なくてすむが、この移動に伴う収差変
動が大きいことが知られている。
で、フォーカシングレンズ群と共に屈折力の極めて小さ
いレンズ群を配置して球面収差変動の対策を意図する提
案に、特開昭55−147606号等のものがある。し
かし、近接撮影距離が小さくなると、実用面での効果は
少ないと言わざるを得なかった。
前群と負屈折力の後群で構成し、この2群の屈折力を適
切に選択して望遠比を小とすることは可能であり、ま
た、望遠レンズ系に特有の色収差の発生は、異常部分分
散性の硝子の使用によって解決できることが知られてい
る。
群移動によるフォーカシングで顕著な収差変動の補正に
重要な技術課題が残されている。
術課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無限
遠撮影から近距離撮影まで安定した光学性能を維持する
ことの可能な望遠レンズを提供することである。すなわ
ち、光学系を構成する近軸配置とフォーカシング時に移
動する部分系のレンズ構成に着目して、レンズ群の移動
に伴う収差変動を最小限に抑えることである。
明の望遠レンズは、物体側より順に、少なくとも、正屈
折力の第1レンズ群と、正屈折力の第2レンズ群と、負
屈折力の第3レンズ群と、正屈折力の第4レンズ群とを
有し、前記第1レンズ群は、物体側より順に、少なくと
も2枚の正レンズと像面側に強い凹面を向けた負メニス
カスレンズとで構成され、前記第2レンズ群は、少なく
とも物体側に強い凸面を向けた正レンズと負レンズ及び
正レンズからなるダブレットとで構成され、前記第3レ
ンズ群は、少なくとも負レンズ及び正レンズからなるダ
ブレットで構成され、前記第4レンズ群は、少なくとも
負レンズ及び正レンズからなる接合ダブレットで構成さ
れており、フォーカシング時に、前記第1レンズ群と第
2レンズ群を固定群とし、前記第3レンズ群及び第4レ
ンズ群を移動することでフォーカシングが行われ、か
つ、以下の条件式(1)〜(4)を満足するものであ
る。 0.3<f1 /f2 <1.5 ・・・(1) 0.1<D1 /f12<0.55 ・・・(2) 0.15<−f3 /f4 <1.0 ・・・(3) 0.3<−ΔX3 /ΔX4 <3.1 ・・・(4) ただし、f1 :第1レンズ群の焦点距離 f2 :第2レンズ群の焦点距離 f3 :第3レンズ群の焦点距離 f4 :第4レンズ群の焦点距離 f12 :無限遠物点における第1レンズ群と第2レンズ
群の合成焦点距離 ΔX3 :無限遠物点より最短撮影距離への第3レンズ群
のフォーカシング移動量(無限遠物点における位置を基
準に像面側への移動を正符号とする。) ΔX4 :無限遠物点より最短撮影距離への第4レンズ群
のフォーカシング移動量(無限遠物点における位置を基
準に像面側への移動を正符号とする。) D1 :第1レンズ群と第2レンズ群の実間隔 である。
とが望ましい。 |β3 |<|β3MOD| ・・・(5) ただし、β3 :無限遠物点における第3レンズ群の近
軸横倍率 β3MOD:最短撮影距離における第3レンズ群の近軸横倍
率 である。
の条件式(6)を満たすことが望ましい。 |β4 |>|β4MOD| ・・・(6) ただし、β4 :無限遠物点における第4レンズ群の近
軸横倍率 β4MOD:最短撮影距離における第4レンズ群の近軸横倍
率 である。
用について説明する。本発明では、図1に示すように、
基本構成は、全体とてし正屈折力の前群GFと全体とし
て負屈折力の後群GR で構成する。また、正屈折力の前
群GF により色収差が発生することを考慮して、補正手
段としての異常部分分散性のある硝種を用いる点では、
従来技術と同様である。
屈折力配置を基にして、光学系全長を性能低下を招かず
に縮小するには、レンズ系の構成に工夫が必要である。
これには、光学系の前方に主平面位置を設定すること以
外に、前群GF と後群GR との主点間隔e’を一定とし
たときに、各々の屈折力を無理に大きくせずに、実間隔
を縮小できることが重要である。また、超望遠レンズで
あっても、最短撮影距離の短縮が望まれており、これは
大口径化と浅い被写界深度を活かした撮影にも有効なこ
とである。
定した結像性能を維持することが大切である。本発明
は、このような諸事情を考慮してなされた。具体的に
は、図2に示す基本構成である。物体側より順に、少な
くとも、正屈折力の第1レンズ群G1 と、正屈折力の第
2レンズ群G2 と、負屈折力の第3レンズ群G3 と、正
屈折力の第4レンズ群G4 とを有し、前記第1レンズ群
G1 は、物体側より順に、少なくとも2枚の正レンズと
像面側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズとで構成
され、前記第2レンズ群G2 は、少なくとも物体側に強
い凸面を向けた正レンズと負レンズ及び正レンズからな
るダブレットとで構成され、前記第3レンズ群G3 は、
少なくとも負レンズ及び正レンズからなるダブレットで
構成され、前記第4レンズ群G4 は、少なくとも負レン
ズ及び正レンズからなる接合ダブレットで構成されてお
り、フォーカシング時に、前記第1レンズ群G1 と第2
レンズ群G2 を固定群とし、前記第3レンズ群G3 及び
第4レンズ群G4 を移動することでフォーカシングが行
われ、かつ、以下の条件式を満足することを特徴とする
ものである。
群の合成焦点距離 ΔX3 :無限遠物点より最短撮影距離への第3レンズ群
のフォーカシング移動量(無限遠物点における位置を基
準に像面側への移動を正符号とする。) ΔX4 :無限遠物点より最短撮影距離への第4レンズ群
のフォーカシング移動量(無限遠物点における位置を基
準に像面側への移動を正符号とする。) D1 :第1レンズ群と第2レンズ群の実間隔 である。
レンズ群G2 の屈折力を規定する。第2レンズ群G
1 は、第1レンズ群からD1 の光軸上距離を隔てて後置
されており、条件式(2)は、この第1レンズ群G1 と
第2レンズ群G2 の屈折力配置を規定する。第1レンズ
群G1 は、前群として光学系の焦点距離を以下の関係で
決定することになる。
の焦点距離、βR は第2群G2 から第4群G4 までの無
限遠物点での近軸横倍率である。
であり、従属する後群は拡大倍率を持つ焦点距離変換光
学系である。したがって、第1群G1 で発生する諸収差
は、βR により拡大されることがあり、第1群G1 自体
で補正し得る屈折力とレンズ構成である必要がある。ま
た、第2レンズ群G2 は、第1群G1 と同様に固定群で
あり、第1群G1 の屈折力を分配され正屈折力の一部を
持つことにより、第1群G1 の屈折力の軽減と同時に、
フォーカシング時の球面収差と色収差の変動を補正する
のに寄与する。したがって、適切な屈折力の配分が必要
である。さもないと、前群で発生した諸収差の補正が困
難となる。
越えると、第2レンズ群G2 による補正不足の球面収差
の発生が残留収差となると同時に、後置するレンズ群に
よって収差の補正をすることが困難になる。その下限値
の0.3を越えると、光学系全体の性能を考えたとき
に、正レンズ群として第2レンズ群G2 を配置すること
による収差補正の効果が弱まる。また、レンズ系の全長
を短縮するには、第1レンズ群G1 の屈折力を大きくす
ることが必要になり、構成枚数の増加等が必要となり望
ましくない。
力配分と厚肉レンズの割り付け後で、相互の光軸上距離
D1 を決定する。超望遠レンズとなる程に、主点間隔は
大きくなるが、第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2 の
屈折力は条件式(2)で表される。一方で、第1レンズ
群G1 の屈折力による光束の収斂性をさらに強める作用
が第2レンズ群G2 であり、(2)式に基づいて適切な
レンズ群の配置をすることが必要である。ここで、この
条件式(2)は、後続するフォーカシングレンズ群の配
置を考慮するときに、軸上距離D1 には拘束があり、第
1レンズ群G1と第2レンズ群G2 の合成屈折力を決め
ることに帰着する。
の上限値の0.55を越えると、望遠比を小さくするに
はよいが、球面収差、軸上色収差等の残存収差が大きく
なり、構成枚数の増加による重量の増大につながり望ま
しくない。次に、その下限値の0.1を越えると、収差
補正上では有利になるが、第1レンズ群G1 からの収斂
光束が大きくなり、第2レンズ群G2 が大型化し重量の
増大につながり、望ましい結果が得られない。また、D
1 を必要以上に大きくとると、第1レンズ群G1 の構成
が変わり、第2レンズ群G2 の正屈折力の作用が弱ま
り、本発明の主旨を逸脱する傾向となるので好ましくな
い。
て説明する。本発明において、無限遠物点から有限遠物
点にフォーカシングするには、無限遠を基準位置とした
ときに、第3レンズ群G3 を像側に移動し、これと関連
して第4レンズ群G4 を物体側に移動することで実現す
る。そして、第3レンズ群G3 を第1フォーカシングレ
ンズ群、第4レンズ群G4 を第2フォーカシングレンズ
群と考えるときに、第2レンズ群G2 で球面収差及び軸
上色収差のフォーカシング時の変動を補正する収差を発
生させるように意図している。すなわち、第2レンズ群
G2 は、レンズ系全長の短縮以外に、フォーカシングレ
ンズ群の一部と考える。
第4レンズ群G4 の屈折力を規定する。この条件式の上
限値1.0を越えると、第3レンズ群G3 の移動量が増
し、最短撮影距離を短くする場合に不利であるばかりで
なく、瞬時の撮影に支障を生ずる。また、下限値の0.
15を越えると、可動の第4レンズ群G4 の物体側移動
による移動量が増して収差変動も大きくなる。
レンズ群G4 の無限遠物点の各々のレンズ位置を基準と
したときに、最短撮影距離までのフォーカシング移動量
比を表しており、収差変動を小さく抑える上で極めて重
要である。この移動方向を図2に矢印で示す。条件式
(4)の上限値の3.1を越えると、第3レンズ群G3
の移動量に対して第4レンズ群G4 の移動量が小さく、
球面収差の変動を始め、残存収差量が大きくなり、本発
明の主旨である近距離まで安定した結像性能を維持する
ことが難しくなる。その下限値の0.3を越えると、逆
に第4レンズ群G4 の移動量が大きくなり、同様に残存
収差量が大きくなり、安定した光学性能を得ることが難
しくなる。
結像倍率の関係は、第3レンズ群G3 は無限遠から最短
撮影距離で以下の関係にある。 |β3 |<|β3MOD| ・・・(5) ただし、β3 は、無限遠物点における第3レンズ群の近
軸横倍率、β3MODは、最短撮影距離における第3レンズ
群の近軸横倍率である。
短撮影距離で以下の関係にある。
軸横倍率、β4MODは、最短撮影距離における第4レンズ
群の近軸横倍率である。
ォーカシング方法に依存した関係であり、(5)、
(6)式では、無限遠から有限距離に、第3レンズ群は
倍率が増加し、第4レンズ群は倍率が低下することを特
徴としている。
成は以下のように構成する。すなわち、主レンズ系とし
ての第1レンズ群G1 は、少なくとも2枚の正レンズと
1枚の負レンズにて構成し、レンズ群内に少なくとも2
面の高次収差発生面すなわち空気レンズを有する。
定後に、第1レンズ群G1 に割り付ける厚肉レンズは、
物体側より、正、正及び負レンズの順を基本とし、正レ
ンズをさらに分割して、正、正、正及び負レンズで構成
し、屈折力を大きくすることは、像面湾曲改善等の性能
向上になる。また、正レンズと負レンズに挟まれた高次
収差発生面で構成するのが空気レンズであり、第1レン
ズ群G1 での残存収差量を小さくすることを可能にして
いる。また、後記する本発明の実施例で示すように、こ
の空気レンズは、物体側に凸面を向けていることが大き
な特徴である。また、望遠比は大きくなるが、第1レン
ズ群G1 を、物体側より、正、負及び正レンズで構成す
ることも可能であることは言うまでもない。
3に示すように、正屈折力の前群G21と負屈折力の後群
G22の2群で構成する。上記の前群G21は、少なくとも
1枚の物体側に強い曲率を向けた正レンズで構成し、第
1レンズ群G1 の屈折力の一部が分配されている。機能
として球面収差補正の作用を担う。これは、画角の狭い
超望遠レンズでは効果が大きい。上記の後群G22は、正
レンズと負レンズによるダブレットで構成している。こ
の2つのレンズ群G21、G22の屈折力の関係は、以下の
通りが望ましい。 0.2<−f21/f22<1.8 ・・・(7) ただし、f21は、第2レンズ群の前群G21の焦点距離、
f22は、第2レンズ群の後群G22の焦点距離である。
係している。また、本発明の効果としては、この前群G
21と後群G22とで空気レンズを挟むことで、高次収差補
正の効果を持たせ得る。
レンズ群G2 の前群G21と後群G22の主点間隔が任意の
特定の値を持つときに、条件式(7)の上限値の1.8
を越えると、後群22による発散性の作用が上回り、前群
G21の作用が弱まる。その結果、球面収差を始めとする
諸収差の過剰補正作用が強まり、全系としての収差補正
上で好ましくない状況になり、結果として近距離性能が
劣化しやすい。また、その下限値の0.2を越えるとき
には、正の前群G21の作用が必要以上に強まり、これを
補正するために複数のレンズ群で構成する必要が生ずる
上に、後群G22による色収差補正効果も弱まることとな
りやすい。
するために、後群G22は、具体的には負レンズと正レン
ズの接合として、硝子の組み合わせは以下の関係式とな
るようにすることが望ましい。 0.1<|Nn −Np |<0.35 ・・・(8) 2<|νn −νp |<35 ・・・(9) ただし、Nn は、後群G22の負レンズの屈折率 Np は、後群G22の正レンズの屈折率 νn は、後群G22の負レンズのアッベ数 νp は、後群G22の正レンズのアッベ数 で、何れも主波長についての値である。
囲を指定して接合レンズの色収差補正を図る目的以外
に、フォーカシング時に発生する色収差の変動を小さく
するように作用する。この条件式(8)、(9)に適う
ように、後群G22の負レンズと正レンズの硝材を選択す
ることが望ましい。
と、第2レンズ群G2 以外のレンズ群の補正作用の自由
度が残されても、第2レンズ群G2 の残存色収差が結果
として大きくなることがある。したがって、物点無限遠
における補正が充分であっても、近距離においては収差
変動が残り、充分な補正状況とすることは難しくなる傾
向にある。また、その下限値の0.1を越えると、フォ
ーカシングレンズ群が単独で色収差補正がされた場合
に、第2レンズ群G2 による各波長の高次収差残存量が
大きくなることがあり、これ以外のレンズ群で補正しき
れない傾向となりやすい。
ると、指定物点位置での収差補正にはよいが、光束通過
状況が変化すれば、波長に対する収差発生状況の変化が
鋭敏となる。そのため、フォーカシングの際の色収差の
変動が大きくなり望ましくない。その下限値の2を越え
るときには、実際に色収差補正作用に意味をなさず、現
実的ではない。
補正の状況を、後記する実施例1に基づいて説明する。
実施例1の各レンズ群における3次収差係数を表−1に
示す。表中、SAは球面収差係数、CMはコマ収差係
数、ASは非点収差係数、DSは歪曲収差係数、PTは
ペッツバール和である。
第1レンズ群G1 で補正不足であるのを、第2レンズ群
G2 を補正過剰作用とし、主として第4レンズ群G4 で
補正不足の球面収差の発生により、適切な球面収差とし
ている。5次及び7次球面収差についても、各群で同様
の作用を担っている。非点収差については、第3レンズ
群G3 で補正過剰の作用を持つ点以外は同様である。一
方で、コマ収差については、第1レンズ群G1 による補
正過剰の作用を第2レンズ群G2 の補正不足の作用で補
正し、第4レンズ群G4 の補正過剰の作用で全体を調整
している。歪曲収差については、第1レンズ群G1 で正
の値を持ち、第2、第3レンズ群G2 、G3 で負の値を
持つことで全体として小さい歪曲収差としている。
による収差補正作用が強いことが明確である。また、高
次収差の発生は、第2レンズ群G2 内の正の第1レンズ
と負レンズと正レンズの負屈折力の接合レンズとにより
形成される空気レンズの作用によっている。表−2に、
第2レンズ群G2 内の3次収差係数と5次の球面収差係
数SA5を示す。ここで発生する高次収差は、第1レン
ズ群G1 内での残存収差を補正する作用も持つ。
影距離2.5mでの全系の3次の球面収差係数SA、3
次のコマ収差係数CM、3次の非点収差係数AS、3次
の歪曲収差係数DS、ペッツバール和PT、1次の軸上
色収差係数L、1次の倍率色収差係数Tを表−3に示
す。この実例で示すように、収差変動が極めて小さいこ
とが分かる。
正には、各レンズ群の構成以外に、条件式(4)による
レンズ群の移動量の条件が重要である。表−4に無限
遠、表−5に2.5mにおける3次の球面収差係数S
A、3次のコマ収差係数CM、3次の非点収差係数A
S、1次の軸上色収差係数L、1次の倍率色収差係数T
を示す。
ング時における移動レンズ群内の収差変動と、第1レン
ズ群G1 及び第2レンズ群G2 から構成する固定レンズ
群内で発生する収差変動とが作用して、全体の収差変動
が小さくなるように構成する。
−5から明らかなように、フォーカシング時における移
動レンズ群内の色収差を小さく抑え、第1レンズ群G1
及び第2レンズ群G2 の固定レンズ群で異符号の収差を
大きく発生させることで、収差変動を小さく抑えるよう
にしたことが、本発明の大きな特徴の1つである。
ついて説明する。各実施例の数値データは後記するが、
実施例1は、焦点距離が295.4mmで、口径比が
1:2.91の望遠レンズである(ただし、フィルム対
角線長は43.27mmと想定する。以下、同様とす
る。)。このレンズ系は、図4に無限遠物点にフォーカ
スしたときの断面図を示すように、第1レンズ群G
1 を、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸
レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3
枚の正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズで構成する。また、空気レンズは、第3レンズと第
4レンズの間に介在する。ここで、第2正レンズ及び第
3正レンズに異常部分分散性の硝子を使用している。第
2レンズ群G2 は、物体側に強い凸面を向けた両凸レン
ズと、空気レンズを挟んで、像面側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズと両凹レンズの接合レンズとで構成して
いる。高次収差は、そのレンズ間の空気レンズ面によっ
て補正している。第3レンズ群G3 は、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズと正メニスカスレンズの接合
レンズからなり、第4レンズ群G4 は、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズか
らなる。
ら約2.5mすなわち−0.142倍にフォーカスする
ときに、第3レンズ群G3 を像面側に20.26mm移
動すると同時に、第4レンズ群G4 を物体側に14.4
2mm移動することで実現している。この実施例の特徴
の1つとして、第1レンズ群G1 及び第2レンズ群G 2
における空気レンズ内の高次収差発生量を大きく作用さ
せていることがあげられる。
0(a)に、有限遠物点で−0.142倍時の収差図を
図10(b)に示す。ここでは、球面収差、非点収差、
倍率色収差及び歪曲収差を示すが、倍率色収差の変動が
幾分目立つものの、全体に収差変動が極めて良好に抑え
られかつ補正されていることが分かる。
で、口径比が1:2.85の望遠レンズである。このレ
ンズ系では、最短撮影距離を2m程度とし、最大倍率−
0.18倍を実現している。このレンズ系は、図5に無
限遠物点にフォーカスしたときの断面図を示すように、
第1フォーカシング群である第3レンズ群G3 の屈折力
を大きくし、正レンズと接合レンズの3枚構成として、
フォーカシング移動量を少なくしている。一方で、第4
レンズ群G4 のフォーカシング移動量を少なくすむよう
に構成している。
の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズで構成する。また、空
気レンズは、第3レンズと第4レンズの間に介在する。
ここで、第2正レンズ及び第3正レンズに異常部分分散
性の硝子を使用している。第2レンズ群G2 は、物体側
に強い凸面を向けた正メニスカスレンズと、空気レンズ
を挟んで、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと
両凹レンズの接合レンズとで構成している。第3レンズ
群G3 は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
と、両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズの接合レンズからなり、第4レンズ群G4 は、物体
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接
合レンズからなる。フォーカシングは、実施例1と同様
に行う。この実施例の無限遠物点時の収差図を図11
(a)に、有限遠物点で−0.18倍時の収差図を図1
1(b)に示す。
口径比が1:2.89の望遠レンズである。このレンズ
系は実施例1に近いが、図6に無限遠物点にフォーカス
したときの断面図を示すように、第1レンズ群G1 及び
第2レンズ群G2 における空気レンズ内の高次収差発生
量を幾分抑える代わりに、各レンズ群の屈折力を小さく
した屈折力配置に基づくレンズ構成の一例である。
レンズ、2枚の物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズの3枚の正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズで構成する。また、空気レンズは、第3レン
ズと第4レンズの間に介在する。ここで、第2正レンズ
及び第3正レンズに異常部分分散性の硝子を使用してい
る。第2レンズ群G2 は、物体側に強い凸面を向けた正
メニスカスレンズと、空気レンズを挟んで、像面側に凸
面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズの接合レン
ズとで構成している。第3レンズ群G3 は、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズと正メニスカスレンズの
接合レンズからなり、第4レンズ群G4は、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合レン
ズからなる。フォーカシングは、実施例1と同様に行
う。この実施例の無限遠物点時の収差図を図12(a)
に、有限遠物点で−0.142倍時の収差図を図12
(b)に示す。
口径比が1:2.83の望遠レンズである。このレンズ
系は、第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2 の距離を近
接させていることが大きな特徴である。また、フォーカ
シング時に、第3レンズ群G3 の移動量が第4レンズ群
G4 の移動量を大きく上回る場合の一例を示している。
このときに、図7に無限遠物点にフォーカスしたときの
断面図を示すように、第3レンズ群G3 の構成として、
接合レンズではなく、正レンズと負レンズを空気レンズ
を挟んで配置したダブレットとしている。
の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズで構成する。また、空
気レンズは、第3レンズと第4レンズの間に介在する。
ここで、第2正レンズ及び第3正レンズに異常部分分散
性の硝子を使用している。第2レンズ群G2 は、物体側
に強い凸面を向けた両凸レンズと、空気レンズを挟ん
で、両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズの接合レンズとで構成している。第3レンズ群G3
は、両凸レンズと両凹レンズからなり、第4レンズ群G
4 は、両凸レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカス
レンズの接合レンズからなる。フォーカシングは、実施
例1と同様に行う。この実施例の無限遠物点時の収差図
を図13(a)に、有限遠物点で−0.142倍時の収
差図を図13(b)に示す。
口径比が1:2.83の望遠レンズである。この実施例
は、第1レンズ群G1 及び第2レンズの屈折力は幾分大
きくなっている。また、最短撮影距離までの第3レンズ
群G3 と第4レンズ群G4 の移動量の絶対値が近い一例
である。
カスしたときの断面図を示すように、第1レンズ群G1
を、3枚の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成する。
また、空気レンズは、第3レンズと第4レンズの間に介
在する。ここで、第2正レンズ及び第3正レンズに異常
部分分散性の硝子を使用している。第2レンズ群G
2 は、物体側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズ
と、空気レンズを挟んで、両凹レンズと物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズの接合レンズとで構成してい
る。第3レンズ群G3は、像面側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズと両凹レンズの接合レンズからなり、第4
レンズ群G4 は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸レンズの接合レンズからなる。フォーカシン
グは、実施例1と同様に行う。この実施例の無限遠物点
時の収差図を図14(a)に、有限遠物点で−0.14
2倍時の収差図を図14(b)に示す。
口径比が1:2.89の望遠レンズである。このレンズ
系は、図9に無限遠物点にフォーカスしたときの断面図
を示すように、第1レンズ群G1 を正レンズ2枚と負メ
ニスカスレンズで構成し、第3レンズ群G3 を正レンズ
と両凹負レンズとの接合レンズ、及び、正メニスカスレ
ンズの3枚で構成している。これは、最大倍率を−0.
26倍程度まで実現するためである。さらに、第4レン
ズ群G4 の後に、絞りを挟んで、1枚の固定レンズを配
置している。このレンズは、縮小倍率を持つ場合と拡大
倍率を持つ場合があるが、望遠レンズの本質的な性能に
影響を与える作用は持たない。
レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成する。ま
た、空気レンズは、第2レンズと第3レンズの間に介在
する。ここで、第1正レンズ及び第2正レンズに異常部
分分散性の硝子を使用している。第2レンズ群G2 は、
物体側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズと、空気
レンズを挟んで、像面側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズと両凹レンズの接合レンズとで構成している。第3
レンズ群G3 は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズと両凹レンズの接合レンズと物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズとからなり、第4レンズ群G4 は、
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズ
の接合レンズからなり、絞りの後に配置された固定レン
ズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズからな
る。フォーカシングは、実施例1と同様に行う。この実
施例の無限遠物点時の収差図を図15(a)に、有限遠
物点で−0.261倍時の収差図を図15(b)に示
す。
記号は、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、nd1、nd2…は各レンズ
のd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数で
ある。
を次の表−6に、条件式(5)、(6)が対応する
β3 、β3MOD、β4 、β4MODの値、及び、条件式(7)
〜(9)の値を次の表−7に示す。
ように構成することができる。 〔1〕物体側より順に、少なくとも、正屈折力の第1レ
ンズ群と、正屈折力の第2レンズ群と、負屈折力の第3
レンズ群と、正屈折力の第4レンズ群とを有し、前記第
1レンズ群は、物体側より順に、少なくとも2枚の正レ
ンズと像面側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズと
で構成され、前記第2レンズ群は、少なくとも物体側に
強い凸面を向けた正レンズと負レンズ及び正レンズから
なるダブレットとで構成され、前記第3レンズ群は、少
なくとも負レンズ及び正レンズからなるダブレットで構
成され、前記第4レンズ群は、少なくとも負レンズ及び
正レンズからなる接合ダブレットで構成されており、フ
ォーカシング時に、前記第1レンズ群と第2レンズ群を
固定群とし、前記第3レンズ群及び第4レンズ群を移動
することでフォーカシングが行われ、かつ、以下の条件
式(1)〜(4)を満足することを特徴とする望遠レン
ズ。 0.3<f1 /f2 <1.5 ・・・(1) 0.1<D1 /f12<0.55 ・・・(2) 0.15<−f3 /f4 <1.0 ・・・(3) 0.3<−ΔX3 /ΔX4 <3.1 ・・・(4) ただし、f1 :第1レンズ群の焦点距離 f2 :第2レンズ群の焦点距離 f3 :第3レンズ群の焦点距離 f4 :第4レンズ群の焦点距離 f12 :無限遠物点における第1レンズ群と第2レンズ
群の合成焦点距離 ΔX3 :無限遠物点より最短撮影距離への第3レンズ群
のフォーカシング移動量(無限遠物点における位置を基
準に像面側への移動を正符号とする。) ΔX4 :無限遠物点より最短撮影距離への第4レンズ群
のフォーカシング移動量(無限遠物点における位置を基
準に像面側への移動を正符号とする。) D1 :第1レンズ群と第2レンズ群の実間隔 である。
特徴とする上記〔1〕記載の望遠レンズ。 |β3 |<|β3MOD| ・・・(5) ただし、β3 :無限遠物点における第3レンズ群の近
軸横倍率 β3MOD:最短撮影距離における第3レンズ群の近軸横倍
率 である。
特徴とする上記〔1〕又は〔2〕記載の望遠レンズ。 |β4 |>|β4MOD| ・・・(6) ただし、β4 :無限遠物点における第4レンズ群の近
軸横倍率 β4MOD:最短撮影距離における第4レンズ群の近軸横倍
率 である。
群、負屈折力の後群で構成され、以下の条件式(7)を
満たす上記〔1〕、〔2〕又は〔3〕記載の望遠レン
ズ。 0.2<−f21/f22<1.8 ・・・(7) ただし、f21:第2レンズ群の前群G21の焦点距離 f22:第2レンズ群の後群G22の焦点距離 である。
〔4〕記載の望遠レンズ。 0.1<|Nn −Np |<0.35 ・・・(8) ただし、Nn :第2レンズ群の後群G22の負レンズの主
波長についての屈折率 Np :第2レンズ群の後群G22の正レンズの主波長につ
いての屈折率 である。
〔4〕又は〔5〕記載の望遠レンズ。
波長についてのアッベ数 νp :第2レンズ群の後群G22の正レンズの主波長につ
いてのアッベ数 である。
によれば、第1レンズ群G1 内での高次諸収差の発生に
より全系の性能向上を意図した場合に、第2レンズ群G
2 構成を例えば本発明の実施例のようにして高次収差発
生面を別に設けることで、残存高次収差量を極めて少な
くした状態とすることができる。また、無限遠物点での
結像性能を高めた上でも、第2レンズ群G2 により球面
収差を含む諸収差の変動を少なくでき、かつ、第3レン
ズ群G3 と第4レンズ群G4 の移動により、安定した性
能とすることが可能となった。また、色収差において
も、第2レンズ群G2 の負レンズと正レンズの組み合わ
せによる変動の抑制が実現できるので、フォーカシング
レンズは、レンズ群単独で色収差を補正するダブレット
等で構成すればよいことになる。
す模式図である。
群を示す模式図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
(a)と最短物点フォーカス時の収差図(b)である。
Claims (12)
- 【請求項1】 物体側より順に、少なくとも、正屈折力
の第1レンズ群と、正屈折力の第2レンズ群と、負屈折
力の第3レンズ群と、正屈折力の第4レンズ群とを有
し、前記第1レンズ群は、物体側より順に、少なくとも
2枚の正レンズと像面側に強い凹面を向けた負メニスカ
スレンズとで構成され、前記第2レンズ群は、少なくと
も物体側に強い凸面を向けた正レンズと負レンズ及び正
レンズからなるダブレットとで構成され、前記第3レン
ズ群は、少なくとも負レンズ及び正レンズからなるダブ
レットで構成され、前記第4レンズ群は、少なくとも負
レンズ及び正レンズからなる接合ダブレットで構成され
ており、フォーカシング時に、前記第1レンズ群と第2
レンズ群を固定群とし、前記第3レンズ群及び第4レン
ズ群を移動することでフォーカシングが行われ、かつ、
以下の条件式(1)〜(4)を満足することを特徴とす
る望遠レンズ。 0.3<f1 /f2 <1.5 ・・・(1) 0.1<D1 /f12<0.55 ・・・(2) 0.15<−f3 /f4 <1.0 ・・・(3) 0.3<−ΔX3 /ΔX4 <3.1 ・・・(4) ただし、f1 :第1レンズ群の焦点距離 f2 :第2レンズ群の焦点距離 f3 :第3レンズ群の焦点距離 f4 :第4レンズ群の焦点距離 f12 :無限遠物点における第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距 離 ΔX3 :無限遠物点より最短撮影距離への第3レンズ群のフォーカシン グ移動量(無限遠物点における位置を基準に像面側への移動を 正符号とする。) ΔX4 :無限遠物点より最短撮影距離への第4レンズ群のフォーカシン グ移動量(無限遠物点における位置を基準に像面側への移動を 正符号とする。) D1 :第1レンズ群と第2レンズ群の実間隔 である。 - 【請求項2】 以下の条件式(5)を満たすことを特徴
とする請求項1記載の望遠レンズ。 |β3 |<|β3MOD| ・・・(5) ただし、β3 :無限遠物点における第3レンズ群の近軸横倍率 β3MOD:最短撮影距離における第3レンズ群の近軸横倍率 である。 - 【請求項3】 以下の条件式(6)を満たすことを特徴
とする請求項1又は2記載の望遠レンズ。 |β4 |>|β4MOD| ・・・(6) ただし、β4 :無限遠物点における第4レンズ群の近軸横倍率 β4MOD:最短撮影距離における第4レンズ群の近軸横倍率 である。 - 【請求項4】 前記第1レンズ群は、レンズ群内に少な
くとも2面の高次収差発生面すなわち空気レンズを有す
ることを特徴とする請求項1、2又は3記載の望遠レン
ズ。 - 【請求項5】 前記第1レンズ群は、物体側より、正レ
ンズ、正レンズ及び負レンズの順で構成されたことを特
徴とする請求項4記載の望遠レンズ。 - 【請求項6】 前記第1レンズ群は、物体側より、正レ
ンズ、正レンズ、正レンズ及び負レンズで構成したこと
を特徴とする請求項4記載の望遠レンズ。 - 【請求項7】 前記正屈折力の第2レンズ群を、正屈折
力の前群と負屈折力の後群の2群で構成し、前記前群
は、前記少なくとも1枚の物体側に強い曲率を向けた正
レンズで構成し、前記の後群は、正レンズと負レンズに
よる前記ダブレットで構成したことを特徴とする請求項
1から6の何れか1項記載の望遠レンズ。 - 【請求項8】 前記前群、前記後群の屈折力の関係が以
下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項7
記載の望遠レンズ。 0.2<−f21/f22<1.8 ・・・(7) ただし、f21:第2レンズ群の前群の焦点距離 f22:第2レンズ群の後群の焦点距離 である。 - 【請求項9】 前記後群は、以下の条件式(8)、
(9)を満足する負レンズと正レンズの接合ダブレット
であることを特徴とする請求項7又は8記載の望遠レン
ズ。 0.1<|Nn −Np |<0.35 ・・・(8) 2<|νn −νp |<35 ・・・(9) ただし、Nn :第2レンズ群の後群の負レンズの主波長についての屈折率 Np :第2レンズ群の後群の正レンズの主波長についての屈折率 νn :第2レンズ群の後群の負レンズの主波長についてのアッベ数 νp :第2レンズ群の後群の正レンズの主波長についてのアッベ数 である。 - 【請求項10】 前記第2レンズ群は正屈折力の前群、
負屈折力の後群で構成され、以下の条件式(7)を満た
すことを特徴とする請求項1、2又は3記載の望遠レン
ズ。 0.2<−f21/f22<1.8 ・・・(7) ただし、f21:第2レンズ群の前群の焦点距離 f22:第2レンズ群の後群の焦点距離 である。 - 【請求項11】 以下の条件式(8)を満たすことを特
徴とする請求項7記載の望遠レンズ。 0.1<|Nn −Np |<0.35 ・・・(8) ただし、Nn :第2レンズ群の後群の負レンズの主波長についての屈折率 Np :第2レンズ群の後群の正レンズの主波長についての屈折率 である。 - 【請求項12】 以下の条件式(9)を満たすことを特
徴とする請求項7記載の望遠レンズ。 2<|νn −νp |<35 ・・・(9) ただし、νn :第2レンズ群の後群の負レンズの主波長についてのアッベ数 νp :第2レンズ群の後群の正レンズの主波長についてのアッベ数 である。
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