JP3816726B2 - レトロフォーカス型広角レンズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、３５ｍｍ一眼レフレックスカメラ用交換レンズ、スチルビデオ、ビデオカメラのレトロフォーカス型広角レンズに用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長いバックフォーカスを有する広画角の撮影レンズとして負の屈折力のレンズ群が先行するレトロフォーカス（逆望遠型）型レンズが種々と提案されている。しかしながら、レトロフォーカス型レンズは前群に負の屈折力、後群に正の屈折力のレンズ群を有した非対称のレンズ構成になっている為、無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行うと、レンズ系への軸外光束の光線高の変化が大きくなるので、諸収差の発生量が多くなる傾向があった。この為、レトロフォーカス型レンズにおいてはフォーカスの際の収差変動を補正する為に様々なフォーカス方法が用いられている。例えば、特開昭６１−９０１１６号公報では画角９５°程度、口径比１：２．８程度で無限遠から近距離へフォーカスする際、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させながら双方のレンズ群を物体側に移動させるレトロフォーカス型レンズを開示している。また、特開平７−３５９７４号公報では画角８４°程度、口径比１：１．４程度で無限遠から近距離へフォーカスする際、第１レンズ群を固定し、第２群のみを物体側に移動させるレトロフォーカス型レンズを開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、特開昭６１−９０１１６号公報は、口径比が１：２．８と大きい。また、特開平７−３５９７４号公報は口径比が１：１．４と小さいが、近距離時の撮影倍率が低いなどの問題点があった。
【０００４】
本発明は、口径比が１：１．８と小さく、適切なパワー配置により近距離時の撮影倍率が１：３程度のレンズの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては物体側より順に正又は負の屈折力の第１群、絞り、正の屈折力の第２群で構成され、該第２群は正の屈折力の第２ａ群、負の屈折力の第２ｂ群、正の屈折力の第２ｃ群を有し、無限遠から近距離物体に合焦する時、前記第１群と第２群との間隔が減少するように、第１群、第２群が光軸に沿って物体側に移動し、以下の条件を満たすことで上記の目的を達成した。
【０００６】
（１）０.０＜｜ｆ／ｆ_１｜＜０.２５
（２）０.５＜Δｄ_１／Δｄ_２＜０.７５
（３）１ . １５＜ｆ _２ ／ｆ _２ａ ＜１ . ４０
但し、ｆ_１は、第１群の焦点距離
ｆは、全レンズ系の焦点距離
Δｄ_１は、無限遠から撮影倍率１：３程度の近距離時に合焦するときの第１群の移動量
Δｄ_２は、無限遠から撮影倍率１：３程度の近距離時に合焦するときの第２群の移動量
ｆ _２ は、第２群の焦点距離
ｆ _２ａ は、第２ａ群の焦点距離
【０００７】
また、前記第１群は正の屈折力の第１ａ群、負の屈折力の第１ｂ群、正の屈折力の第１ｃ群より成り、以下の条件を満たすことが望ましい。
（４）０ . ６＜Ｄ _１ｃ ／ｆ＜０ . ８
但し、Ｄ _１ｃ は、第１ｃ群の中心厚の和
【０００８】
さらに、前記第１ｂ群、第２ａ群は非球面を有しており、以下の条件を満たすことが望ましい。
（５）０.０２０＜Δｘ_Ｈ／Ｈ_ｍａｘ＜０.０４０
但し、Δｘ_Ｈは、非球面の近軸球面からの有効径周辺部の光軸方向のズレ量
Ｈ_ｍａｘは、非球面の最大の光線高
【０００９】
【作用】
条件式（１）は第１群の屈折力を規定するものであり、フォーカシングをするときの収差変動、主に球面収差の補正を行うための条件である。ここで、下限を越えると球面収差が補正不足になる。上限を越えると球面収差が補正過剰になってしまう。
【００１０】
条件式（２）は、第１群と第２群の移動比を規定するものであり、至近での非点収差の補正を行う条件である。一般にレトロフォーカス型レンズの場合、近距離での撮影を行うとき、すべての光学系を同時に動かしてフォーカシングをする方法では、非点収差が大幅に補正過剰になってしまう。第１群、第２群との間隔を減少するフォーカシングを行うと、補正過剰であった非点収差が、良好に補正することができる。ここで、下限を越えると非点収差が補正不足になり、レンズ群の移動量が増えるので好ましくない。上限を越えると非点収差が補正過剰になり、近距離時に良好な画像を得ることが出来ない。
【００１１】
条件式（３）は、第２ａ群の屈折力を規定するものであり、下限を越えると、第２群の有効径が大きくなり、レンズ鏡筒が太くなってしまう。上限を越えると、レンズの敏感度が大きくなり製造上好ましくない。また、像面に近いレンズの有効径が大きくなる為、鏡筒設計に支障をきたす。
【００１２】
条件式（４）は、第１ｃ群の中心厚の和を規定するものであり、厚い正レンズは負の歪曲と像面湾曲を補正するのに必要である。ここで、下限を越えると、収差の十分な補正効果が得られない。上限を越えると、レンズ全長が長くなり好ましくない。
【００１３】
条件式（５）は、非球面形状を規定するものであり、第１ｂ群の非球面形状が下限を越えると、非球面の効果が弱くなり、非点収差を十分に補正することが出来ない。上限を越えると、非点収差が補正過剰となり、また非球面形状の変化が激しいため生産性が悪くなる。また、第２ａ群の非球面形状が下限を越えると、非球面の効果が弱くなり、球面収差を十分に補正することができなくなる。上限を越えると、マージナルの球面収差が正の方向に倒れる為、性能が劣化する。また、敏感度が大きくなり製造上好ましくない。
【００１４】
更に好ましくは以下の条件を満足する事により、近距離物体へ合焦する時の第１群の移動量を制限でき、鏡筒設計の負担を緩和できる。
（６）‐０.２５＜ｆ／ｆ_１＜０.０
但し、ｆ_１は、第１群の焦点距離
ｆは、全レンズ系の焦点距離
【００１５】
【実施例】
以下に本発明のレトロフォーカス型広角レンズの数値実施例１、数値実施例２、数値実施例３を示す。図１は数値実施例１のレンズ断面図、図２は数値実施例２のレンズ断面図、図３は数値実施例３のレンズ断面図、図４は本発明の数値実施例１において無限遠合焦時の収差図、図５は本発明の数値実施例１において撮影倍率１：２．６の近距離合焦時の収差図、図６は本発明の数値実施例２において無限遠合焦時の収差図、図７は本発明の数値実施例２において撮影倍率１：２．６の近距離合焦時の収差図、図８は本発明の数値実施例３において無限遠合焦時の収差図、図９は本発明の数値実施例３において撮影倍率１：２．６の近距離合焦時の収差図である。
【００１６】
数値実施例において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、２ωは画角であり、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズの間隔、ｎは各レンズのｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【００１７】
また、非球面の形状は、レンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸からの高さをＨ、円錐係数をＡとし、Ａ_２、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８、Ａ_１０を各非球面係数としたとき下式で表すものとする。
【数１】

【００１８】
数値実施例１
ｆ＝２７.１０
Ｆｎｏ＝１.８６
２ω＝７７.２
【００１９】

【００２０】
５面の非球面係数
Ａ＝1.0
Ａ2＝0.00000E+00
Ａ4＝0.39371E-05
Ａ6＝0.10779E-07
Ａ8＝-0.97950E-11
Ａ10＝0.52670E-13
【００２１】
１５面の非球面係数
Ａ＝1.0
Ａ2＝0.00000E+00
Ａ4＝0.13651E-04
Ａ6＝-0.38380E-08
Ａ8＝0.60900E-11
Ａ10＝-0.58850E-14
【００２２】

【００２３】
条件式
（１）０.００
（２）０.６４
（３）１ . ３１
（４）０ . ６４
（５）５面＝０.０３３
１５面＝０.０３１
（６）０.００
【００２４】
数値実施例２
ｆ＝２４.６９
Ｆｎｏ＝１.８５
２ω＝８２.４４
【００２５】

【００２６】
５面の非球面係数
Ａ＝1.0
Ａ2＝0.00000E+00
Ａ4＝0.38440E-05
Ａ6＝0.10581E-07
Ａ8＝-0.99037E-11
Ａ10＝0.50550E-13
【００２７】
１５面の非球面係数
Ａ＝1.0
Ａ2＝0.00000E+00
Ａ4＝0.13754E-04
Ａ6＝-0.36849E-08
Ａ8＝0.26087E-11
Ａ10＝0.39670E-14
【００２８】

【００２９】
条件式
（１）０.０８
（２）０.６２
（３）１ . ２５
（４）０ . ７２
（５）５面＝０.０２７
１５面＝０.０３３
（６）‐０.０８
【００３０】
数値実施例３
ｆ＝２７.２７
Ｆｎｏ＝１.８７
２ω＝７６.８
【００３１】

【００３２】
５面の非球面係数
Ａ＝1.0
Ａ2＝0.00000E+00
Ａ4＝0.13080E-05
Ａ6＝0.97820E-08
Ａ8＝-0.97950E-11
Ａ10＝0.52670E-13
【００３３】
１５面の非球面係数
Ａ＝1.0
Ａ2＝0.00000E+00
Ａ4＝0.13581E-04
Ａ6＝-0.38380E-08
Ａ8＝0.60900E-11
Ａ10＝0.10920E-13
【００３４】

【００３５】
条件式
（１）０.０５
（２）０.７２
（３）１ . ３７
（４）０ . ７１
（５）５面＝０.０１８
１５面＝０.０３２
（６）満たしていない
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の構成によれば、口径比が１：１．８と明るく、近距離時の撮影倍率が１：３程度のレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図である。
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図である。
【図３】本発明の数値実施例３のレンズ断面図である。
【図４】本発明の数値実施例１において無限遠合焦時の収差図である。
【図５】本発明の数値実施例１において撮影倍率１：２．６の近距離合焦時の収差図である。
【図６】本発明の数値実施例２において無限遠合焦時の収差図である。
【図７】本発明の数値実施例２において撮影倍率１：２．６の近距離合焦時の収差図である。
【図８】本発明の数値実施例３において無限遠合焦時の収差図である。
【図９】本発明の数値実施例３において撮影倍率１：２．６の近距離合焦時の収差図である。

Claims (3)

1. 物体側より順に正又は負の屈折力の第１群、絞り、正の屈折力の第２群で構成され、該第２群は正の屈折力の第２ａ群、負の屈折力の第２ｂ群、正の屈折力の第２ｃ群を有し、無限遠から近距離物体に合焦する時、前記第１群と第２群との間隔が減少するように、第１群、第２群が光軸に沿って物体側に移動し、以下の条件を満たすことを特徴とするレトロフォーカス型広角レンズ。
   （１）０.０＜｜ｆ／ｆ_１｜＜０.２５
   （２）０.５＜Δｄ_１／Δｄ_２＜０.７５
   （３）１ . １５＜ｆ _２ ／ｆ _２ａ ＜１ . ４０
   但し、ｆ_１は、第１群の焦点距離
   ｆは、全レンズ系の焦点距離
   Δｄ_１は、無限遠から撮影倍率１：３程度の近距離時に合焦するときの第１群の移動量
   Δｄ_２は、無限遠から撮影倍率１：３程度の近距離時に合焦するときの第２群の移動量
   ｆ _２ は、第２群の焦点距離
   ｆ _２ａ は、第２ａ群の焦点距離
2. 前記第１群は正の屈折力の第１ａ群、負の屈折力の第１ｂ群、正の屈折力の第１ｃ群より成り、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載のレトロフォーカス型広角レンズ。
   （４）０ . ６＜Ｄ _１ｃ ／ｆ＜０ . ８
   但し、Ｄ _１ｃ は、第１ｃ群の中心厚の和
3. 前記第１ｂ群、第２ａ群は非球面を有しており、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載のレトロフォーカス型広角レンズ。
   （５）０.０２０＜Δｘ_Ｈ／Ｈ_ｍａｘ＜０.０４０
   但し、Δｘ_Ｈは、非球面の近軸球面からの有効径周辺部の光軸方向のズレ量
   Ｈ_ｍａｘは、非球面の最大の光線高

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