JP3445554B2 - インナーフォーカス式望遠レンズ - Google Patents
インナーフォーカス式望遠レンズInfo
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Description
デオカメラ等に好適な画角が約25°程度でFNoが2〜
2.8程度のインナーフォーカス式望遠レンズに関す
る。
長さ及びレンズ径が大きくなり、重くなってしまう。こ
のような望遠レンズにおいて、レンズ群の全てを移動さ
せる全体繰り出しのフォーカシングを行うと、重心の移
動が起こり使いづらい。そのうえ、オートフォーカスを
行う場合、重いレンズ群を動かすのには時間がかかって
しまう。さらに、撮影距離によって収差が変化してしま
う。
ンズ群の一部のみを移動させることによってフォーカシ
ングを行うインナーフォーカス式が採用されることが多
い。このインナーフォーカス式を用いると、移動対象と
なるレンズ群の重量を軽く抑えることができるので、重
心移動が少なくなるとともに、高速なオートフォーカス
が可能となる。また、フローティング効果を利用するこ
とができて、距離による収差の変化を減らすことができ
る。
ォーカス式望遠レンズには特開平1-154112号、特開平5-
157964号、特開平9-159911号等がある。特開平1-154112
号はFno.1.2〜1.4で画角が30°程度のものを示している
が、レンズ枚数が多く、色収差、特に球面収差の色収
差、倍率の色収差の補正、また非点隔差の補正が十分で
ない。特開平5-15796号はFno.1.8、画角約29°のものを
示しているが、球面収差、非点隔差、ディストーション
のフォーカシングによる変化が大きく、全フォーカス範
囲にわたって良好な性能を保っているとは言えない。特
開平9-159911号はFno.2、画角約19°のものを示してい
るが、実施例1から3はレンズ枚数が多く、実施例4か
ら5は画角がやや狭く、また非点隔差の補正が不十分で
ある。またこれら3つを所謂ブローニーフィルムを使う
大きなフォーマットの写真レンズに適用するためスケー
リングすると、色収差もスケーリングされ、色収差の補
正が不十分となってしまう。
そ25°の無限から近距離物体まで、色収差、球面収差、
非点隔差等のフォーカシングによる収差変動が少なく、
比較的レンズ枚数が少ないインナーフォーカス式望遠レ
ンズを提供することを課題とする。
ォーカス式望遠レンズは、上記課題を解決するために、
以下のような構成を採用した。即ち、請求項1記載の発
明は、物体側より順に、屈折力が正の第I群,屈折力が
負の第II群,及び屈折力が正の第III群の3つのレンズ
群を備え、前記第II群を光軸上移動させることによって
フォーカシングを行うインナーフォーカス式望遠レンズ
であって、前記第I群は、物体側より順に、屈折力が正
の第I-1レンズ,屈折力が正で物体側が凸のメニスカス
レンズである第I-2レンズ,屈折力が正で物体側が凸の
メニスカスレンズである第I-3レンズ,及び屈折力が負
で物体側が凸のメニスカスレンズである第I-4レンズを
有し、前記第III群は、物体側が凹のメニスカスレンズ
の第III-1レンズ,及び屈折力が正の第III-2レンズを有
し、前記第I群の屈折力が正のレンズのうち少なくとも
2つが、該レンズの屈折率をnI 、アッベ数をνIとし
た場合、 1.55< nI < 1.75 61 < νI なる条件を満足し、かつ、当該望遠レンズの第II群を無
限遠物体にフォーカスしたときのレンズ全系の焦点距離
をf、前記第III-1レンズの物体側面の曲率半径を、r
III-1-1 とした場合、 −10 < f/r III-1-1 < −1.5 なる条件を 満足することを特徴とする。
て、前記第III-1レンズと第III-2レンズとの間隔をd
III-1 〜 III-2 とした場合、 0.003 < d III-1 〜 III-2 /f < 0.25 なる条件を満足することで、特定したものである。
レンズ構成において、第II群が負の単レンズからなるこ
とを限定したものである。
一実施形態を説明する。本実施形態のインナーフォーカ
ス式望遠レンズは、物体側から、正の第I群,負の第II
群,及び正の第III群の3つのレンズ群を有し、このう
ち第II群のみを移動させてフォーカシングを行うことと
している。
ンズ,物体側が凸である正メニスカスレンズの第I-2レ
ンズ,物体側が凸である正メニスカスレンズの第I-3レ
ンズ,及び物体側が凸である負メニスカスレンズの第I-
4レンズを有する。このような構成を採用したのは、FN
oが小さくなるとともに発生してくる球面収差とコマ収
差とを、主に補正するためである。
レンズ,第I-2レンズ,第I-3レンズのうちの少なくとも
2つが、該レンズの屈折率をnI,アッベ数をνIとした
場合に、下記条件式(1)の(a)及び(b)を満たし
ている。 条件式(1) (a) 1.55< nI < 1.75 (b) 61 < νI また、前記第III群は、物体側から、物体側が凹である
正メニスカスレンズの第III-1レンズ,及び正の第III-2
レンズを有する。
体にフォーカスした時のレンズ全系の焦点距離をfと
し、第III-1レンズの物体側面の曲率半径を、rIII-1-1
とし、第III-1レンズと正の第III-2レンズとの間隔をd
III-1〜III-2とした場合、この第III群は、下記条件式
(2),(3)を満たす。 条件式(2) −10 < f/rIII-1-1 < −1.5 条件式(3) 0.003 < dIII-1〜III-2/f < 0.25
いて説明する。まず、条件式(1)は、第I群中の正レ
ンズの屈折率及びアッベ数に関する。本望遠レンズは、
FNoを小さくしているので、球面収差,並びに画角2ω
に伴って発生するコマ収差,像面湾曲,及び非点収差が
無視できず、これらの収差を補正するために、条件式
(1)の(a)に示す屈折率nIの条件が必要となる。
屈折率nIが条件式(1)の(a)の下限以下となる
と、パワーを保つため各面の曲率半径が小となり球面収
差及びコマ収差が発生し、充分に補正できなくなる。逆
に、屈折率nIが条件式(1)の(a)の上限以上とな
ると、色収差の補正に必要なアッベνI数を有する適切
な材料が得られなくなる。
式(1)の(b)である。この条件式は、色収差の補正
のために定められたものであり、特に望遠レンズでは、
焦点距離fに比例して発生する色収差の補正が重要であ
る。アッベ数νIが、この条件式(1)の(b)の条件
を満たしていないと、色収差の補正が困難となる。
凹面の曲率に関するものである。即ち、第III-1レンズ
の物体側の曲率半径rIII-1-1に関する条件を示してい
る。焦点距離fとこの曲率半径rIII-1-1との比である
f/rIII-1-1が、条件式(2)の下限以下となると、
負のパワーが大となり、高次の球面収差,及びサジタル
コマの発生を招き、さらにレンズ加工も難しくなる。ま
た、この比f/rIII-1-1が条件式(2)の上限以上と
なると、負のパワーが小さくなり、球面収差やコマ収差
の補正が不充分となる。
のである。一般に像面湾曲は、像面の近くに正レンズを
置くことにより、良好に補正できるので、第III-2レン
ズを像面側に近づけることとすればよい。第III-1レン
ズは、その物体側の凹面の位置が、球面収差やコマ収差
の補正のために決定される。このことにより、第III-1
レンズと第III-2レンズとの間隔dIII-1〜III-2が大き
くなる。即ち、像面湾曲を補正するためには、この間隔
dIII-1〜III-2が、条件式(3)の下限よりも大きくな
っていなければならない。
ラなどに適用する場合一般にレンズと像面との間にミラ
ーやフィルタを置くことが多く、この間隔d
III-1〜III-2があまり大きくなると、第III-2レンズと
像面との間にミラーやフィルタ等を配置できなくなる。
さらに、レンズ交換式とした場合、第III-2レンズを像
面に近づけすぎると、イメージサークルに対応させてレ
ンズ径を大きくしなければならず、機械的に構成できな
くなる。これら機械的構成上の問題を回避するために、
前記の比dIII-1〜III-2/fは、条件式(3)の上限よ
りも小さくなっていなければならない。
負の単レンズで構成される。この第II群は、フォーカス
時に移動させる必要があるので、単純な構成にして軽く
しておくとよい。特に、単レンズが最も軽くてよい。さ
らに、単レンズとするときはその単レンズのアッベ数を
νIIとして、条件式(4) 65 <νIIとするとよ
い。第II群はフォーカス時移動するので全系の色収差が
動かないように色収差を小さくしておく必要がある。そ
のためには、この第II群を貼合せとすれば良いが、前記
条件式(4)を満足するようにすればその色収差を小さ
くすることができて、単レンズであっても全系の色収差
を小さくとどめることができる。
レンズである場合には条件式(4)も含む〕を満たした
望遠レンズの例として、以下に本発明の実施例1〜6及
びその諸収差図を示す。表及び図面中、FNoはFナンバ
ー、fは焦点距離、2ωは画角、fBはバックフォーカ
ス、面No.は物体側から数えたレンズ各面の番号、rは
曲率半径、dは面間隔、ndはd線に対する屈折率、νd
はアッベ数を示す。 諸収差図中、SAは球面収差、SCは
正弦条件、d線、g線、C線はそれぞれのスペクトル線
の波長の球面収差の色収差または倍率色収差、Sはサジ
タル像の像面、Mはメリディオナル像の像面を示す。
実施例1の、無限遠物体に合焦させた状態のレンズ構成
図である。正の屈折力を有する第I群は、物体側から順
に、物体側が凸の正メニスカスレンズである第I-1レン
ズ、物体側が凸の正メニスカスレンズである第I-2レン
ズ、物体側が凸の正メニスカスレンズである第I-3レン
ズ、物体側が凸の負メニスカスレンズである第I-4レン
ズからなり、第I-3レンズと第I-4レンズは貼り合せら
れている。負の屈折力を有する第II群は、両凸レンズと
両凹レンズの貼り合せレンズからなる。正の屈折力を有
する第III群は、物体側から順に、両凹レンズと両凸レ
ンズが貼り合せられ全体として物体側が凹の負メニスカ
スレンズを構成する第III-1レンズと、両凸の第III-2レ
ンズとからなる。第II群は、無限遠から近距離にフォー
カシングする際、物体側から像側へ光軸上を移動する。
ンズの無限遠(倍率0.000)、中間撮影距離(倍率-0.02
5×)、最近接撮影距離(倍率-0.129×)での諸収差図
である。図1の望遠レンズの具体的数値データを表1に
示す。
実施例2の、無限遠物体に合焦させた状態のレンズ構成
図である。正の屈折力を有する第I群は、物体側から順
に、両凸の正レンズである第I-1レンズ、物体側が凸の
正メニスカスレンズである第I-2レンズ、物体側が凸の
正メニスカスレンズである第I-3レンズ、物体側が凸の
負メニスカスレンズである第I-4レンズからなる。負の
屈折力を有する第II群は、両凸レンズと両凹レンズの貼
り合せレンズからなる。正の屈折力を有する第III群
は、両凹レンズと両凸レンズが貼り合せられ全体として
物体側が凹の正メニスカスレンズを構成する第III-1レ
ンズと、物体側が凸の正メニスカスレンズである第III-
2レンズとからなる。第II群は、無限遠から近距離にフ
ォーカシングする際、物体側から像側へ光軸上を移動す
る。
ンズの無限遠(倍率0.000)、中間撮影距離(倍率-0.02
5×)、最近接撮影距離(倍率-0.134×)での諸収差図
である。図5の望遠レンズの具体的数値データを表2に
示す。
実施例3の、無限遠物体に合焦させた状態のレンズ構成
図である。正の屈折力を有する第I群は、物体側から順
に、物体側が凸の正メニスカスレンズである第I-1レン
ズ、物体側が凸の正メニスカスレンズである第I-2レン
ズ、物体側が凸の正メニスカスレンズである第I-3レン
ズ、物体側が凸の負メニスカスレンズである第I-4レン
ズからなる。負の屈折力を有する第II群は、両凸レンズ
と両凹レンズの貼り合せレンズからなる。正の屈折力を
有する第III群は、物体側が凹の正メニスカスレンズで
ある第III-1レンズと、物体側が凸の正メニスカスレン
ズである第III-2レンズとからなる。第II群は、無限遠
から近距離にフォーカシングする際、物体側から像側へ
光軸上を移動する。
望遠レンズの無限遠(倍率0.000)、中間撮影距離(倍
率-0.025×)、最近接撮影距離(倍率-0.133×)での諸
収差図である。図9の望遠レンズの具体的数値データを
表3に示す。
の実施例4の、無限遠物体に合焦させた状態のレンズ構
成図である。正の屈折力を有する第I群は、物体側から
順に、両凸の正レンズである第I-1レンズ、物体側が凸
の正メニスカスレンズである第I-2レンズ、物体側が凸
の正メニスカスレンズである第I-3レンズ、物体側が凸
の負メニスカスレンズである第I-4レンズからなる。負
の屈折力を有する第II群は、物体側が凸の負メニスカス
レンズからなる。正の屈折力を有する第III群は、物体
側が凹の正メニスカスレンズである第III-1レンズと、
物体側が凸の正メニスカスレンズである第III-2レンズ
とからなる。第II群は、無限遠から近距離にフォーカシ
ングする際、物体側から像側へ光軸上を移動する。
の望遠レンズの無限遠(倍率0.000)、中間撮影距離
(倍率-0.025×)、最近接撮影距離(倍率-0.132×)で
の諸収差図である。図13の望遠レンズの具体的数値デ
ータを表4に示す。
の実施例5の、無限遠物体に合焦させた状態のレンズ構
成図である。正の屈折力を有する第I群は、物体側から
順に、両凸の正レンズである第I-1レンズ、物体側が凸
の正メニスカスレンズである第I-2レンズ、物体側が凸
の正メニスカスレンズである第I-3レンズ、物体側が凸
の負メニスカスレンズである第I-4レンズからなり、第
I-3レンズと第I-4レンズは貼り合せられている。負の
屈折力を有する第II群は、物体側が凹の正メニスカスレ
ンズと両凹レンズとの貼り合せレンズからなる。正の屈
折力を有する第III群は、物体側から順に、両凹レンズ
と両凸レンズが貼り合せられ全体として物体側が凹の負
メニスカスレンズを構成する第III-1レンズと、両凸の
第III-2レンズとからなる。第II群は、無限遠から近距
離にフォーカシングする際、物体側から像側へ光軸上を
移動する。
の望遠レンズの無限遠(倍率0.000)、中間撮影距離
(倍率-0.025×)、最近接撮影距離(倍率-0.194×)で
の諸収差図である。図17の望遠レンズの具体的数値デ
ータを表5に示す。
の実施例6の、無限遠物体に合焦させた状態のレンズ構
成図である。正の屈折力を有する第I群は、物体側から
順に、両凸の正レンズである第I-1レンズ、物体側が凸
の正メニスカスレンズである第I-2レンズ、物体側が凸
の正メニスカスレンズである第I-3レンズ、物体側が凸
の負メニスカスレンズである第I-4レンズからなり、第
I-3レンズと第I-4レンズは貼り合せられている。負の
屈折力を有する第II群は、物体側が凸の負メニスカスレ
ンズからなる。正の屈折力を有する第III群は、物体側
から順に、両凹レンズと両凸レンズが貼り合せられ全体
として物体側が凹の負メニスカスレンズを構成する第II
I-1レンズと、両凸の第III-2レンズとからなる。第II群
は、無限遠から近距離にフォーカシングする際、物体側
から像側へ光軸上を移動する。
の望遠レンズの無限遠(倍率0.000)、中間撮影距離
(倍率-0.025×)、最近接撮影距離(倍率-0.124×)で
の諸収差図である。図21の望遠レンズの具体的数値デ
ータを表6に示す。
式を満たしていることを、以下の表7に示す。
ンズ及び第I-3レンズが条件式(1)を満たし、実施例
5,6では、第I-1レンズ及び第I-2レンズが条件式
(1)を満たしていることがわかる。また、全ての実施
例1〜6において、条件式(2)及び(3)が満たされ
ていることがわかる。さらに、実施例4,6において、
条件式(4)が満たされていることがわかる。
Fno.が2〜2.8程度で画角がおよそ25°の無限から近距離
物体まで、色収差、球面収差、非点隔差等のフォーカシ
ングによる収差変動が少なく、比較的レンズ枚数が少な
いインナーフォーカス式望遠レンズを得ることができ
る。
×)
×)
×)
×)
×)
×)
×)
×)
Claims (6)
- 【請求項1】 物体側より順に、屈折力が正の第I群,
屈折力が負の第II群,及び屈折力が正の第III群の3つ
のレンズ群を備え、 前記第II群を光軸上移動させることによってフォーカシ
ングを行うインナーフォーカス式望遠レンズであって、 前記第I群は、物体側より順に、屈折力が正の第I-1レ
ンズ,屈折力が正で物体側が凸のメニスカスレンズであ
る第I-2レンズ,屈折力が正で物体側が凸のメニスカス
レンズである第I-3レンズ,及び屈折力が負で物体側が
凸のメニスカスレンズである第I-4レンズを有し、 前記第III群は、物体側が凹のメニスカスレンズの第III
-1レンズ,及び屈折力が正の第III-2レンズを有し、 前記第I群の屈折力が正のレンズのうち少なくとも2つ
が、該レンズの屈折率をnI 、アッベ数をνIとした場
合、 1.55< nI < 1.75 61 < νI なる条件を満足し、当該望遠レンズの第II群を無限遠物
体にフォーカスしたときのレンズ全系の焦点距離をf、
前記第III-1レンズの物体側面の曲率半径を、r III-1-1
とした場合、 −10 < f/r III-1-1 < −1.5 なる条件を 満足することを特徴とするインナーフォーカ
ス式望遠レンズ。 - 【請求項2】 前記第III-1レンズと第III-2レンズとの
間隔をdIII-1〜III-2とした場合、 0.003 < dIII-1〜III-2/f < 0.25 なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の
インナーフォーカス式望遠レンズ。 - 【請求項3】 物体側より順に、屈折力が正の第I群,
屈折力が負の第II群,及び屈折力が正の第III群の3つ
のレンズ群を備え、 前記第II群を光軸上移動させることによってフォーカシ
ングを行うインナーフォーカス式望遠レンズであって、前記第I群は、物体側より順に、屈折力が正の第I-1レ
ンズ,屈折力が正で物体側が凸のメニスカスレンズであ
る第I-2レンズ,屈折力が正で物体側が凸のメニスカス
レンズである第I-3レンズ,及び屈折力が負で物体側が
凸のメニスカスレンズである第I-4レンズを有し、 前記第II群は、負の単レンズからなり、 前記第III群は、物体側が凹のメニスカスレンズの第III
-1レンズ,及び屈折力が正の第III-2レンズを有し、 当該望遠レンズの第II群を無限遠物体にフォーカスした
ときのレンズ全系の焦点距離をf、前記第III-1レンズの
物体側面の曲率半径を、r III-1-1 とした場合、 −10 < f/r III-1-1 < −1.5 なる条件を満足する ことを特徴とするインナーフォーカ
ス式望遠レンズ。 - 【請求項4】 前記第I群の屈折力が正のレンズのうち
少なくとも2つが、該レンズの屈折率をnI 、アッベ数
をνIとした場合、 1.55< nI < 1.75 61 < νI なる条件を満足することを特徴とする請求項3に記載の
インナーフォーカス式望遠レンズ。 - 【請求項5】 前記第III-1レンズと第III-2レンズとの
間隔をdIII-1〜III-2とした場合、 0.003 < dIII-1〜III-2/f < 0.25 なる条件を満足することを特徴とする請求項3又は4に
記載のインナーフォーカス式望遠レンズ。 - 【請求項6】 前記第II群の単レンズのアッベ数をνII
とした場合、 65 < νII なる条件を満足することを特徴とする請求項3〜5のい
ずれかに記載のインナーフォーカス式望遠レンズ。
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2000
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