JP4115742B2 - 望遠マクロレンズ光学系 - Google Patents
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- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、無限遠から等倍近傍までの撮影が可能な望遠マクロレンズ光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の望遠マクロレンズ光学系は、例えば焦点距離ｆ＝２００ｍｍ（特開昭６１−１３２９１６号）であって、等倍まで合焦可能であって、物体側先端の対物レンズ群を合焦レンズ群としている。
他の従来の望遠マクロレンズ光学系としては、合焦レンズ群である大きい重量の対物レンズ群の大きな移動量による問題を軽減するために、対物レンズ群以外のレンズ群の移動によってて合焦を行い、重量の大きい対物レンズ群を動かさずに合焦を行う構成が提案されている。
【０００３】
すなわち、特開２００１−２１７９８号公報及び特開２００１−３３７０４号公報においては、物体側から順に、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レンズ群からなる構成で、第２レンズ群を像側へ、第３レンズ群を物体側へ移動させることによって、像面位置を一定としたとき物体をレンズに近づけることと同じ効果を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の望遠マクロレンズ光学系は、一般に、レンズ全長が長い問題に加えて、物体側先端の対物レンズ群が、その重量が大きく、また光学系の重心から離れているため、撮影時の望遠マクロレンズ光学系を装着したカメラの固定すなわち手ブレの発生等を防ぐことを困難にしている。
【０００５】
従来の望遠マクロレンズ光学系においてはまた、合焦レンズ群の大きな移動量に起因して、撮影距離の変化に伴って有効Ｆナンバーが大きく変化するという問題がある。例えば、特開平９−２１３１９号に開示されいる焦点距離ｆ＝１８０ｍｍで、合焦レンズ群の焦点距離がｆ＝−５０．１０８４及びｆ＝２０５．１９５７ｍｍの望遠マクロレンズ光学系において、撮影距離の変化に伴って有効Ｆナンバーは、３．６〜５．９３と変化する。
【０００６】
一方、特開２００１−２１７９８号公報及び特開２００１−３３７０４号公報に開示された望遠マクロレンズ光学系においては、合焦のために第２レンズ群を像側へ、第３レンズ群を物体側へ移動させる構成であるが、第１レンズ群の口径が大きくまた望遠マクロレンズ光学系の全長が長い問題がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の望遠マクロレンズ光学系における上述した問題点に鑑みてなされたものであって、レンズ全長が比較的短く、物体側先端の対物レンズ群が、その重量が小さく、撮影時の望遠マクロレンズ光学系を装着したカメラの固定すなわち手ブレの発生等を防ぎ易い望遠マクロレンズ光学系を提供することをことを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、撮影距離の変化に伴う有効Ｆナンバーの変化が少なく、使い勝手のよい望遠マクロレンズ光学系を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】
本発明は、物体側から順に、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レンズ群からなり、フォーカシングは、第２レンズ群を像側に、第３レンズ群を対物側に移動させ、第４レンズ群を非線型に移動させ又は像面に対して固定とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ2、無限遠時のレンズ系全体の焦点距離をｆ∞、第３レンズ群の無限遠位置から等倍位置までの移動量をｍ3とするとき、
であることを特徴とする望遠マクロレンズ光学系である。
【００１０】
本発明は、正負正負の４群構成のパワー配置を適切としたため、合焦群の移動量を削減し、かつ光学系全長を短縮している。
第２レンズ群の焦点距離をｆ2、無限遠時の全系の焦点距離をf∞とすると、
であれば、第２レンズ群の移動量を少なくし、また、球面収差、像面湾曲の無限遠から等倍までの変化を少なくすることができる。
【００１１】
（１）式の範囲を超えて第２レンズ群の焦点距離が短くなると、球面収差と像面湾曲の撮影距離による変化が大きくなり、収差補正上好ましくない。また、（１）式の範囲を超えて第２レンズ群の焦点距離が長くなると、第２レンズ群のフォーカシングに際しての移動量が大きくなり、光学系の全長の増大を招く。
また、第３レンズ群の無限遠位置から等倍位置までの移動量をm3とすると、
であれば、第３レンズ群の移動量を適切に抑えることができ、光学系の全長を抑えることができる。
【００１２】
【第１実施形態】
本発明の第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００を、図に基づいて説明する。望遠マクロレンズ光学系１００は、図１に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群ＬＧ１、負の第２レンズ群ＬＧ２、正の第３レンズ群ＬＧ３、負の第４レンズ群ＬＧ４からなる。近距離への合焦に際しては、第２レンズ群ＬＧ２を像側に、第３レンズ群ＬＧ３を対物側に動かし、第４レンズ群ＬＧ４は非線型に移動又は像面に対して固定となっている。
【００１３】
第１レンズ群ＬＧ１は、正正負正と負正の接合レンズからなる。第２レンズ群ＬＧ２は、負負正の３枚からなる。第３レンズ群ＬＧ３は、正負の接合の２枚からなる。第４レンズ群ＬＧ４は、負正の２枚からなる。絞りＳは、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間に配置される。
【００１４】
望遠マクロレンズ光学系１００の光学的データは以下のとおりである。Ｎｏ．は面番号を示し、Ｒは曲率（ｍｍ）を示し、Ｄは間隔（厚さ）を示し、Ｎｄはｄ線の屈折率を示し、Ｖｄは分散率を示し、ｆは焦点距離（ｍｍ）を示す。
【００１５】
第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００の無限遠での収差は、図２に示すとおりである。
第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００の1/2倍での収差図は、図３に示すとおりである。
第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００の等倍での収差図は、図４に示すとおりである。
【００１６】
【第２実施形態】
本発明の第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００を、図に基づいて説明する。望遠マクロレンズ光学系２００は、図５に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群ＬＧ１１、負の第２レンズ群ＬＧ２１、正の第３レンズ群ＬＧ３１、負の第４レンズ群ＬＧ４１からなる。近距離への合焦に際しては、第２レンズ群ＬＧ２１を像側に、第３レンズ群ＬＧ３１を対物側に動かし、第４レンズ群ＬＧ４１は非線型に移動又は像面に対して固定となっている。
【００１７】
第１レンズ群ＬＧ１１は正正負正と負正の接合レンズからなり、第２レンズ群ＬＧ２１は負負正の３枚からなり、第３レンズ群ＬＧ３１は正と正負の接合レンズの３枚からなり、第４レンズ群ＬＧ４１は負正の２枚からなる。絞りは第２レンズ群ＬＧ２１と第３レンズ群ＬＧ３１の間に位置する。近距離への合焦は第２レンズ群ＬＧ２１を像側に、第３レンズ群ＬＧ３１を対物側に、第４レンズ群ＬＧ４１を非線型に移動して行う。
【００１８】
望遠マクロレンズ光学系２００の光学的データは以下のとおりである。Ｎｏ．は面番号を示し、Ｒは曲率（ｍｍ）を示し、Ｄは間隔（厚さ）を示し、Ｎｄはｄ線の屈折率を示し、Ｖｄは分散率を示し、ｆは焦点距離（ｍｍ）を示す。
【００１９】
【００２０】
第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００の無限遠での収差は、図６に示すとおりである。
第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００の1/2倍での収差図は、図７に示すとおりである。
第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００の等倍での収差図は、図８に示すとおりである。
【００２１】
望遠マクロレンズ光学系２００においては、望遠マクロレンズ光学系１００に対し、第３レンズ群に正レンズを１枚追加することにより、球面収差と軸上の色収差を抑えつつ、第３レンズ群の移動量を減少させた。また、第４レンズ群を非線型に移動させることにより、撮影倍率が1/10倍から1/2倍の間における非点収差の変動を抑えることができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の望遠マクロレンズ光学系によれば、レンズ全長が比較的短く、物体側先端の対物レンズ群が、その重量が小さく、撮影時の望遠マクロレンズ光学系を装着したカメラの固定すなわち手ブレの発生等を防ぎ易い望遠マクロレンズ光学系を構成することができる効果を有する。
本発明によればまた、撮影距離の変化に伴う有効Ｆナンバーの変化が少なく、使い勝手のよい望遠マクロレンズ光学系を提供することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠でのレンズ構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠での収差図である。
【図３】図３は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の1/2倍での収差図である。
【図４】図３は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の等倍での収差図である。
【図５】図５は、第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠でのレンズ構成図である。
【図６】図６は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠での収差図である。
【図７】図７は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の1/2倍での収差図である。
【図８】図８は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の等倍での収差図である。
【符号の説明】
１００ 望遠マクロレンズ光学系
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＧ４ 第４レンズ群
２００ 望遠マクロレンズ光学系
ＬＧ１１ 第１レンズ群
ＬＧ２１ 第２レンズ群
ＬＧ３１ 第３レンズ群
ＬＧ４１ 第４レンズ群
【産業上の利用分野】
本発明は、無限遠から等倍近傍までの撮影が可能な望遠マクロレンズ光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の望遠マクロレンズ光学系は、例えば焦点距離ｆ＝２００ｍｍ（特開昭６１−１３２９１６号）であって、等倍まで合焦可能であって、物体側先端の対物レンズ群を合焦レンズ群としている。
他の従来の望遠マクロレンズ光学系としては、合焦レンズ群である大きい重量の対物レンズ群の大きな移動量による問題を軽減するために、対物レンズ群以外のレンズ群の移動によってて合焦を行い、重量の大きい対物レンズ群を動かさずに合焦を行う構成が提案されている。
【０００３】
すなわち、特開２００１−２１７９８号公報及び特開２００１−３３７０４号公報においては、物体側から順に、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レンズ群からなる構成で、第２レンズ群を像側へ、第３レンズ群を物体側へ移動させることによって、像面位置を一定としたとき物体をレンズに近づけることと同じ効果を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の望遠マクロレンズ光学系は、一般に、レンズ全長が長い問題に加えて、物体側先端の対物レンズ群が、その重量が大きく、また光学系の重心から離れているため、撮影時の望遠マクロレンズ光学系を装着したカメラの固定すなわち手ブレの発生等を防ぐことを困難にしている。
【０００５】
従来の望遠マクロレンズ光学系においてはまた、合焦レンズ群の大きな移動量に起因して、撮影距離の変化に伴って有効Ｆナンバーが大きく変化するという問題がある。例えば、特開平９−２１３１９号に開示されいる焦点距離ｆ＝１８０ｍｍで、合焦レンズ群の焦点距離がｆ＝−５０．１０８４及びｆ＝２０５．１９５７ｍｍの望遠マクロレンズ光学系において、撮影距離の変化に伴って有効Ｆナンバーは、３．６〜５．９３と変化する。
【０００６】
一方、特開２００１−２１７９８号公報及び特開２００１−３３７０４号公報に開示された望遠マクロレンズ光学系においては、合焦のために第２レンズ群を像側へ、第３レンズ群を物体側へ移動させる構成であるが、第１レンズ群の口径が大きくまた望遠マクロレンズ光学系の全長が長い問題がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の望遠マクロレンズ光学系における上述した問題点に鑑みてなされたものであって、レンズ全長が比較的短く、物体側先端の対物レンズ群が、その重量が小さく、撮影時の望遠マクロレンズ光学系を装着したカメラの固定すなわち手ブレの発生等を防ぎ易い望遠マクロレンズ光学系を提供することをことを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、撮影距離の変化に伴う有効Ｆナンバーの変化が少なく、使い勝手のよい望遠マクロレンズ光学系を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】
本発明は、物体側から順に、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レンズ群からなり、フォーカシングは、第２レンズ群を像側に、第３レンズ群を対物側に移動させ、第４レンズ群を非線型に移動させ又は像面に対して固定とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ2、無限遠時のレンズ系全体の焦点距離をｆ∞、第３レンズ群の無限遠位置から等倍位置までの移動量をｍ3とするとき、
【００１０】
本発明は、正負正負の４群構成のパワー配置を適切としたため、合焦群の移動量を削減し、かつ光学系全長を短縮している。
第２レンズ群の焦点距離をｆ2、無限遠時の全系の焦点距離をf∞とすると、
【００１１】
（１）式の範囲を超えて第２レンズ群の焦点距離が短くなると、球面収差と像面湾曲の撮影距離による変化が大きくなり、収差補正上好ましくない。また、（１）式の範囲を超えて第２レンズ群の焦点距離が長くなると、第２レンズ群のフォーカシングに際しての移動量が大きくなり、光学系の全長の増大を招く。
また、第３レンズ群の無限遠位置から等倍位置までの移動量をm3とすると、
【００１２】
【第１実施形態】
本発明の第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００を、図に基づいて説明する。望遠マクロレンズ光学系１００は、図１に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群ＬＧ１、負の第２レンズ群ＬＧ２、正の第３レンズ群ＬＧ３、負の第４レンズ群ＬＧ４からなる。近距離への合焦に際しては、第２レンズ群ＬＧ２を像側に、第３レンズ群ＬＧ３を対物側に動かし、第４レンズ群ＬＧ４は非線型に移動又は像面に対して固定となっている。
【００１３】
第１レンズ群ＬＧ１は、正正負正と負正の接合レンズからなる。第２レンズ群ＬＧ２は、負負正の３枚からなる。第３レンズ群ＬＧ３は、正負の接合の２枚からなる。第４レンズ群ＬＧ４は、負正の２枚からなる。絞りＳは、第２レンズ群ＬＧ２と第３レンズ群ＬＧ３の間に配置される。
【００１４】
望遠マクロレンズ光学系１００の光学的データは以下のとおりである。Ｎｏ．は面番号を示し、Ｒは曲率（ｍｍ）を示し、Ｄは間隔（厚さ）を示し、Ｎｄはｄ線の屈折率を示し、Ｖｄは分散率を示し、ｆは焦点距離（ｍｍ）を示す。
第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００の無限遠での収差は、図２に示すとおりである。
第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００の1/2倍での収差図は、図３に示すとおりである。
第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系１００の等倍での収差図は、図４に示すとおりである。
【００１６】
【第２実施形態】
本発明の第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００を、図に基づいて説明する。望遠マクロレンズ光学系２００は、図５に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群ＬＧ１１、負の第２レンズ群ＬＧ２１、正の第３レンズ群ＬＧ３１、負の第４レンズ群ＬＧ４１からなる。近距離への合焦に際しては、第２レンズ群ＬＧ２１を像側に、第３レンズ群ＬＧ３１を対物側に動かし、第４レンズ群ＬＧ４１は非線型に移動又は像面に対して固定となっている。
【００１７】
第１レンズ群ＬＧ１１は正正負正と負正の接合レンズからなり、第２レンズ群ＬＧ２１は負負正の３枚からなり、第３レンズ群ＬＧ３１は正と正負の接合レンズの３枚からなり、第４レンズ群ＬＧ４１は負正の２枚からなる。絞りは第２レンズ群ＬＧ２１と第３レンズ群ＬＧ３１の間に位置する。近距離への合焦は第２レンズ群ＬＧ２１を像側に、第３レンズ群ＬＧ３１を対物側に、第４レンズ群ＬＧ４１を非線型に移動して行う。
【００１８】
望遠マクロレンズ光学系２００の光学的データは以下のとおりである。Ｎｏ．は面番号を示し、Ｒは曲率（ｍｍ）を示し、Ｄは間隔（厚さ）を示し、Ｎｄはｄ線の屈折率を示し、Ｖｄは分散率を示し、ｆは焦点距離（ｍｍ）を示す。
【００１９】
第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００の無限遠での収差は、図６に示すとおりである。
第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００の1/2倍での収差図は、図７に示すとおりである。
第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系２００の等倍での収差図は、図８に示すとおりである。
【００２１】
望遠マクロレンズ光学系２００においては、望遠マクロレンズ光学系１００に対し、第３レンズ群に正レンズを１枚追加することにより、球面収差と軸上の色収差を抑えつつ、第３レンズ群の移動量を減少させた。また、第４レンズ群を非線型に移動させることにより、撮影倍率が1/10倍から1/2倍の間における非点収差の変動を抑えることができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の望遠マクロレンズ光学系によれば、レンズ全長が比較的短く、物体側先端の対物レンズ群が、その重量が小さく、撮影時の望遠マクロレンズ光学系を装着したカメラの固定すなわち手ブレの発生等を防ぎ易い望遠マクロレンズ光学系を構成することができる効果を有する。
本発明によればまた、撮影距離の変化に伴う有効Ｆナンバーの変化が少なく、使い勝手のよい望遠マクロレンズ光学系を提供することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠でのレンズ構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠での収差図である。
【図３】図３は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の1/2倍での収差図である。
【図４】図３は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の等倍での収差図である。
【図５】図５は、第２実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠でのレンズ構成図である。
【図６】図６は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の無限遠での収差図である。
【図７】図７は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の1/2倍での収差図である。
【図８】図８は、第１実施形態の望遠マクロレンズ光学系の等倍での収差図である。
【符号の説明】
１００ 望遠マクロレンズ光学系
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＧ４ 第４レンズ群
２００ 望遠マクロレンズ光学系
ＬＧ１１ 第１レンズ群
ＬＧ２１ 第２レンズ群
ＬＧ３１ 第３レンズ群
ＬＧ４１ 第４レンズ群
Claims (1)
- 物体側から順に、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レンズ群からなり、フォーカシングは、第２レンズ群を像側に、第３レンズ群を対物側に移動させ、第４レンズ群を非線型に移動させ又は像面に対して固定とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ2、無限遠時のレンズ系全体の焦点距離をｆ∞、第３レンズ群の無限遠位置から等倍位置までの移動量をｍ3とするとき、
であることを特徴とする望遠マクロレンズ光学系。
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