JP4156828B2 - マクロレンズ及びそれを備えたカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マクロレンズ及びそれを備えたカメラに関し、銀塩又はデジタルカメラに適するものである。特に、銀塩又はデジタル一眼レフレックスカメラに適用可能な交換レンズに適したマクロレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以前から、一眼レフレックスカメラあるいはデジタル一眼レフレックスカメラの交換レンズとして、いくつものマクロレンズが提案されてきている。
【０００３】
マクロレンズでは、無限と近距離での球面収差の変動が大きくなるため、フォーカシングには複数の群を移動させるフローティングの方法がとられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマクロレンズの多くは、無限と近距離のバランスをとり、倍率が１／１０程度の設計を重視している。したがって、無限撮影時の性能がマクロレンズではない一般のレンズ系に比べて劣ってしまう。
【０００５】
また、フォーカシングに際しては、無限から近距離での球面収差、像面湾曲の変動が大きく、フローティングを用いてこれらの収差変動を抑えているものが多い。
【０００６】
しかしながら、大口径レンズになってくると、これらの変動を抑えるのが難しくなり、特に像面湾曲とコマ収差は近距離域で大きくなってしまっている。
【０００７】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、近距離時においても収差補正が良好な明るいマクロレンズ及びそれを備えたカメラを提供することである。
【０００８】
さらには、無限から近距離までの収差変動を抑え、Ｆナンバー１．８程度の大口径マクロレンズを実現することである。
【０００９】
さらに、本発明は、フィルムサイズとして、ハーフサイズ、対角長で１３５フォーマットの約半分のイメージサークルを想定しており、このイメージサークルに最適なマクロレンズを提供することを別の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１のマクロレンズは、物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、正パワーの第２レンズ群よりなり、前記第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２のマクロレンズは、物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、負パワーの第２レンズ群、正パワーの第３レンズ群よりなり、前記第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、各レンズ群の間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させることを特徴とするものである。
【００１２】
以下、本発明において上記の構成をとる理由と作用について説明する。
【００１３】
まず、本発明のマクロレンズは、カメラ全般に用いることが可能である。特に、観察光路を分割する機構を設けるためのバックフォーカスを必要とする一眼レフレックスカメラ（レンズ交換の是非を問わず）に最適なマクロレンズである。また、銀塩フィルム用のカメラに限らず、固体撮像素子（ＣＣＤ）等の電子撮像素子を用いたカメラにも用いることが可能である。
【００１４】
さて、本発明のマクロレンズは、２つの正レンズ群からなり、それぞれ独立して移動させることでフローティング作用により近距離合焦時の収差を補正している。
【００１５】
ところで、一眼レフレックスカメラ用のマクロレンズは、レンズ交換のため、所定のバックフォーカス距離を確保しなければならない。画角は２ω≒２４°程度の中望遠レンズ系ではあるものの、イメージサークルが小さいため、１３５フォーマットに比べると、画角に対してレンズ焦点距離が半分程度に小さくなっている。このため、本発明の仕様でのレンズ系では、バックフォーカスの確保が容易にはできなくなっている。
【００１６】
このバックフォーカスを確保するために、正の第１群の最物体側の第１レンズは負レンズにする必要がある。さらに、主点位置をレンズ系の後方、像側に持ってくるために、この第１レンズは物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであることが望ましい。この構成にすることによって、バックフォーカス距離を十分にとることができるため、クイックリターンミラーが入るスペースを確保できるようになる。
【００１７】
以上から、本発明の第１のマクロレンズは、物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、正パワーの第２レンズ群よりなり、第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させる構成をとっている。
【００１８】
また、この代わりに、本発明の第２のマクロレンズは、物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、負パワーの第２レンズ群、正パワーの第３レンズ群よりなり、第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、各レンズ群の間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させる構成をとる。
【００１９】
この場合には、正、負、正の３つのレンズ群とすることで、略対称系のパワー配分とし、それぞれ独立して移動することでフローティング作用により近距離合焦時の収差を補正している。
【００２０】
すなわち、近距離性能を良くし、無限から近距離までの収差変動を抑えるために、フォーカシングに際して正、負、正の３つのレンズ群を動かしてフローティングするとよい。この構成では、フォーカシング時の球面収差、コマ収差の変動は極力小さく抑えることができる。さらに、像面湾曲の変動についても、補正しやすくなってくる。
【００２１】
ただし、鏡枠構造については、２群構成の方が圧倒的に有利になるため、製造誤差による性能のばらつきは３群構成に比べるとかなり小さくできる。
【００２２】
上記の２群構成の場合は第１群中に、３群構成の場合は第２群中に、絞りを配置することが望ましい。
【００２３】
マージナル光線高が極小値をとるのは、２群構成の場合は第１群中、３群構成の場合は第２群中にあるので、それぞれこの位置に絞りを配置するのが最適となる。その位置では絞り径が小さく絞り自体のコンパクト化が達成できる。また、この位置では、マージナル光線が極小値をとり略アフォーカル光線になるので、絞り位置の取り付け誤差等で絞りが前後に動いてもほとんど影響がない。
【００２４】
また、負メニスカスレンズと絞りとの間に複数の正レンズを含むことが望ましい。
【００２５】
第１群は、第１レンズの後に少なくとも２枚の正レンズを配置することが望ましい。第１群中で球面収差を補正するには、正の屈折力が必要になってくるが、これをうまく補正するためには、正レンズが少なくとも２枚必要になってくる。また、この構成にすることによって、これらのレンズの後ろに配置する絞りの径を必要以上に大きくしなくてすむようになる。
【００２６】
また、絞りの直前及び直後のレンズを負レンズとすることが望ましい。
【００２７】
絞り前後を負レンズとすると、絞りを中心に比較的前後対称な構成となる。 そのため、ディストーションの補正にも有利になっている。
【００２８】
また、２群構成の場合は第１群の構成は、３群構成の場合は第１群と第２群の合成系の構成は、物体側から順に、物体側が凹面の負メニスカスレンズ、正レンズ群、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、絞り、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、を有する構成が望ましい。
【００２９】
これは、いわゆるガウスタイプを採用したものである。その際に、第１レンズの発散光を少しづつ収斂させて後続する負レンズに入射させるため、正レンズ群と、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズを設けている。
【００３０】
そして、２つの負レンズの絞りを挟む強い負パワーの空気レンズにて諸収差の補正を行っている。
【００３１】
後続の正レンズは、ガウスタイプの光学系の対称性を維持しつつ、かつ、後続する第２群（３群構成の場合は、第３群）への入射角度の調整や光束径が大きくなることを防いでいる。
【００３２】
なお、用いるレンズは単レンズでも接合レンズでもよく、また、隣り合うレンズを接合させて構成してもよいが、ガウスタイプの採用により収差補正を良好に行えるため、最終レンズ群以外（２群構成であれば第１群、３群構成であれば第１・第２群）を全て単レンズとし、製造コストを抑えることが好ましい。
【００３３】
また、２群構成の場合は第２群の構成が、３群構成の場合は第３群の構成が、正レンズと負レンズとを接合させた接合正レンズを有することが望ましい。
【００３４】
最終レンズ群（２群構成であれば第２群、３群構成であれば第３群）は、レンズ全長の短縮化のために少ないレンズ枚数で構成することが好ましいが、接合正レンズを用いることで、少ないレンズ枚数での収差補正が可能となりより好ましい。
【００３５】
また、この構成は、電子撮像素子の受光面上に像を形成する場合、受光面に対して軸外主光線の入射角を小さくする必要があるが、その際の倍率色収差の補正にも寄与している。
【００３６】
また、色収差を良好に補正するためには、最終群に正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも１枚ずつ配置することが望ましい。また、これらのレンズを接合することによって、より一層その効果が大きくなる。
【００３７】
次に、以上の構成におけるより好ましい数値条件について説明する。
【００３８】
第１レンズの焦点距離は、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００３９】
−４＜ｆ_F ／ｆ_L ＜−１ ・・・（１）
ただし、ｆ_F は最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【００４０】
条件式（１）の上限の−１を越えると、このレンズのパワーが強くなりすぎ、球面収差、コマ収差、像面湾曲とあらゆる収差が大きくなり、他のレンズでの補正が難しくなってくる。また、下限の−４を越えると、レンズのパワーが弱くなってくるので、十分なバックフォーカスを確保することが難しくなってくる。
【００４１】
さらに、以下の条件式のように、その上限と下限を限定することによって、上記効果をより一層得ることができる。
【００４２】
−２．５＜ｆ_F ／ｆ_L ＜−１．８ ・・・（１）’
また、第１レンズは、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００４３】
−１２．５＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜−０．８５・・・（２）
ただし、ｒ₁ は最も物体側の負メニスカスレンズの物体側面曲率半径、ｒ₂ は最も物体側の負メニスカスレンズの像側面曲率半径である。
【００４４】
条件式（２）の下限の−１２．５を越えると、負の屈折力が弱くなるので、条件式（１）と同様に、バックフォーカスの確保が難しくなる。また、条件式（２）の上限の−０．８５を越えると、第１面の負の屈折力が強くなりすぎ、無限から至近までの球面収差の変動が大きくなり好ましくない。
【００４５】
さらに望ましくは、条件式（２）の下限を以下のように限定することが望ましい。
【００４６】
−８．５＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜−０．８５ ・・・（２）’
大口径のレンズ系、特にＦ１．８下では、球面収差、コマ収差の補正が難しくなってくる。そこで、大口径のＦナンバーを確保するため、２群構成においては第１群の焦点距離を以下の範囲に入れておくことが望ましい。
【００４７】
０．５＜ｆ₁ ／ｆ_L ＜１．８ ・・・（３−１）
ただし、ｆ₁ は第１レンズ群の焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【００４８】
同様に、３群構成においては第１群の焦点距離を以下の範囲に入れておくことが望ましい。
【００４９】
０．５＜ｆ₁ ／ｆ_L ＜１．８ ・・・（３−２）
ただし、ｆ₁ は第１レンズ群の焦点距離、ｆ₃ は第３レンズ群の焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【００５０】
条件式（３−１）あるいは（３−２）の下限の０．５を越えて第１群のパワーが強くなると、明るいＦナンバーでは軸上マージナル光線が大きく屈折してしまい、無限物点での球面収差の補正が難しくなる。また、これら条件式の上限の１．８を越えると、レンズ系の大型化を招いてしまう。
【００５１】
さらに、無限物点での球面収差をより良好に補正するためには、２群構成においては、第１群の屈折力をさらに弱めて、条件式（３−１）’を、３群構成においては、第１群の屈折力を強めて、条件式（３−２）’を満足するとよい。
【００５２】
１．０＜ｆ₁ ／ｆ_L ＜１．８ ・・・（３−１）’
０．５＜ｆ₁ ／ｆ_L ＜１．０ ・・・（３−２）’
これら条件式の下限の１．０又は０．５の範囲内であれば、より高性能な明るいレンズ系を実現できる。
【００５３】
フォーカシングについては、レンズ構成を２群にして各群を動かしフローティングすることで十分に達成できる。しかしながら、近距離での球面収差の曲がりが大きくなりがちである。これを最小限にするために、最像側の群の焦点距離を以下の条件式の範囲に入れておくことが望まれる。
【００５４】
１．８＜ｆ₂ ／ｆ_L ＜３．５ ・・・（４−１）
ただし、ｆ₂ は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【００５５】
同様に、３群構成においては第３群の焦点距離を以下の範囲に入れておくことが望ましい。
【００５６】
１．８＜ｆ₃ ／ｆ_L ＜３．５ ・・・（４−２）
ただし、ｆ₃ は第３レンズ群の焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【００５７】
これらの条件式の下限の１．８を越えると、近距離での球面収差、像面湾曲等の性能劣化が大きくなる。また、これらの条件式の上限の３．５を越えると、フォーカシングの際の第２群又は第３群の移動量が大きくなり、好ましくない。
【００５８】
さらに、条件式（４−１）、（４−２）を以下のように限定するとよい。
【００５９】
２．２＜ｆ₂ ／ｆ_L ＜３．０ ・・・（４−１）’
２．２＜ｆ₃ ／ｆ_L ＜３．０ ・・・（４−２）’
これら条件式の範囲内であれば、上記効果をより一層得ることができる。
【００６０】
以上のように各群の焦点距離を配置することにより、無限での設計を重視し、一般のレンズと比べて無限性能が劣らならいように設計しても、近距離の性能まで十分確保することができる。
【００６１】
また、大口径マクロレンズとしては、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００６２】
−１．０＜ＭＧ＜−０．４ ・・・（５）
７°＜ＳＷ＜１６° ・・・（６）
１．０＜Ｆ＜３．０ ・・・（７）
ただし、ＭＧは最大撮影倍率、ＳＷは無限遠合焦時におけるカメラ本体の撮像範囲における最大像高に入射する対角光線の入射半画角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取り得る範囲の最大値であり、Ｆは無限遠物点合焦時かつ絞り開放時のＦナンバーである。
【００６３】
マクロレンズとしては、最大撮影倍率が条件式（５）を満たすことが望ましい。マクロレンズとしては、その上限の−０．４程度の倍率が必要である。また、下限の−１．０以下の倍率を達成するためには、レンズ枚数が増やさなければならないか、若しくは、Ｆナンバーを大きくしなければならない。
【００６４】
また、条件式（６）の上限の１６°を越えると、撮影範囲が広がるため、被写体にかなり近づかないと撮影倍率の大きな写真が撮影し難くなる。この条件式の範囲内なら、被写体にそこそこ近づけば倍率の大きな写真が容易に撮影できる。また、その下限の７°を越えると、焦点距離の長いレンズ系となるため、レンズ全長が長くなり、レンズ系の小型化が難しくなる。
【００６５】
さらに、条件式（７）の範囲を越えるレンズ系では、大口径レンズと呼ぶには余りふさわしくなくなってしまう。特に、条件式（７）を満たすためには、異常分散ガラスを使うことがよい。
【００６６】
さらに、条件式（７）の上限の３．０は、以下のように限定することでより明るいレンズ系となる。 大口径レンズであれば、条件式（７）よりもさらに下記条件式の上限の２．０の範囲であることが望ましい。
【００６７】
１．０＜Ｆ＜２．０ ・・・（７）’
本発明のレンズ系のように、撮影倍率が０．５倍程度の大きさになると、設計基準波長の収差は補正できても、色収差による性能の劣化が大きくなる。本発明では、絞りよりも後側に異常分散ガラスを用いることにより、軸上色収差と倍率色収差の補正を行い、撮影倍率の大きな大口径レンズを実現している。
【００６８】
前述のように、フォーカシングは、各群を独立に動かすことによって行っているが、このとき、第１群の移動量は以下の範囲であることが望ましい。
【００６９】
０．４＜Δｄ₁ ／ｆ_L ＜０．８ ・・・（８）
ただし、Δｄ₁ は無限遠物点合焦時から最至近物点合焦時における第１レンズ群の繰り出し量、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【００７０】
第１群のパワ−は、条件式（３−１）、（３−２）で規定されているが、この範囲にある場合、条件式（８）の下限の０．４以上の繰り出し量が必要となってくる。条件式のその下限以下では、条件式（５）の上限の範囲での撮影が行えなくなり、マクロレンズとしては十分ではなくなってしまう。また、条件式（８）の上限の０．８を越えると、マクロ撮影倍率としては十分であるが、移動量が大きくなるので、機械的構成上好ましくない。
【００７１】
本発明のレンズ系では、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００７２】
１３ｍｍ＞ＩＨ＞１０ｍｍ ・・・（９）
３．５＞ｆ_b ／ＩＨ ・・・（１０）
ただし、ＩＨは無限遠物点合焦時におけるイメージサークル半径、ｆ_b は無限遠物点合焦時におけるレンズ系のバックフォーカスである。
【００７３】
これらの条件式は、クイックリターンミラー等を配置するするために必要なスペースのための条件式となる。条件式（９）は、想定しているイメージサークル半径である。このとき、レイアウト上ミラーを置くスペースの確保のために必要な寸法が、条件式（１０）の範囲である。条件式（９）の下限の１０ｍｍを越えると、ミラーのスペースが足りなくなり、条件式（９）の上限の１３ｍｍを越えると、カメラ本体が大きくなりすぎてしまい好ましくない。
【００７４】
さらに、本発明のレンズ系では、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００７５】
１°＜｜ＥＷ｜＜１１° ・・・（１１）
ただし、ＥＷは無限遠物点合焦時におけるカメラ本体の撮像面における最大像高に入射する対角主光線の射出光線と光軸とのなす角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取る得る範囲の像高最大位置における値である。
【００７６】
本発明のレンズ系は、デジタルカメラへ適用することもできるため、ＣＣＤ等の撮像素子への入射角度が問題となってくる。ＣＣＤ等への入射角度が余り大きいと、斜入射による光量不足が懸念される。特に像高が高くなると、レンズ系の射出角度が大きくなるため、ＣＣＤ等による周辺減光が大きくなってくる。この周辺減光による光量落ちを最小限にするために、条件式（１１）が必要になってくる。条件式（１１）は、対角主光線の射出光線と光軸とのなす角、すなわち、対角主光線の射出角の絶対値である。本発明のレンズ系に使用する際のＣＣＤ等では、ＣＣＤ等の斜入射特性をレンズ系に合わせてあるが、ＣＣＤ等への斜入射による周辺減光が問題ないレベルを保つには、レンズ系対角主光線のＣＣＤ等への入射角度、すなわち、光学系の射出角度が条件式（１１）の範囲を越えないことが望ましい。
【００７７】
なお、本発明のマクロレンズは、銀塩フィルム用のカメラにも、固体撮像素子（ＣＣＤ）等の電子撮像素子を用いたカメラにも用いることが可能である。また、マクロレンズとカメラ本体とを着脱可能とするようにマウント（スクリュータイプ、バヨネットタイプ等）を設けることが可能である。その際に、対角光線の入射半画角が前記の条件（６）を満足することが好ましい。
【００７８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のマクロレンズの実施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物点合焦時（ａ）及び倍率−０．５２時（ａ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。図中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、絞りはＳ、像面はＩで示してある。
【００７９】
本発明の実施例１のマクロレンズを図１に示す。第１レンズ群Ｇ１は、物対側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの第２レンズ、両凸正レンズの第３レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第４レンズ、両凹負レンズの第５レンズ、絞り、両凹負レンズの第６レンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第７レンズ、両凸正レンズの第８レンズからなり、第２レンズ群は、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第９レンズ、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合正レンズの第１０レンズで構成されている。
【００８０】
近距離物点へのフォーカシングは、第１レンズ群と第２レンズ群をそれぞれ物対側に移動することによって行う。
【００８１】
この実施例の像高ＩＨ：１１．１ｍｍ、像面Ｉに配置されるＣＣＤの画素は５．５μｍピッチである。
【００８２】
本発明の実施例２のマクロレンズを図２に示す。第１レンズ群Ｇ１は、物対側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの第２レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第３レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第４レンズ、両凹負レンズの第５レンズ、絞り、両凹負レンズの第６レンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第７レンズ、両凸正レンズの第８レンズからなり、第２レンズ群は、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第９レンズ、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合正レンズの第１０レンズで構成されている。
【００８３】
近距離物点へのフォーカシングは、第１レンズ群と第２レンズ群をそれぞれ物対側に移動することによって行う。
【００８４】
この実施例の像高ＩＨ：１１．１ｍｍ、像面Ｉに配置されるＣＣＤの画素は５．５μｍピッチである。
【００８５】
本発明の実施例３のマクロレンズを図３に示す。第１レンズ群Ｇ１は、物対側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの第２レンズ、両凸正レンズの第３レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第４レンズからなり、第２レンズ群は、両凹負レンズの第５レンズ、絞り、両凹負レンズの第６レンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第７レンズ、両凸正レンズの第８レンズからなり、第３レンズ群は、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第９レンズ、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合正レンズの第１０レンズで構成されている。
【００８６】
近距離物点へのフォーカシングは、第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群をそれぞれ物対側に移動することによって行う。
【００８７】
この実施例の像高ＩＨ：１１．１ｍｍ、像面Ｉに配置されるＣＣＤの画素は５．５μｍピッチである。
【００８８】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、Ｍは倍率、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、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。
【００８９】

【００９０】

【００９１】

【００９２】
上記実施例１〜３の無限遠にフォーカシングした場合（ａ）と倍率−０．５２にフォーカシングした場合（ｂ）の収差図をそれぞれ図４〜図６に示す。これら収差図において、“ＳＡ”は球面収差、“ＡＳ”は非点収差、“ＤＴ”は歪曲収差、“ＣＣ”は倍率色収差を示す。また、各収差図中、“ＩＨ”は像高を示す。
【００９３】
次に、上記各実施例における条件（１）〜（１１）の値を示す。ただし、条件（３）、（４）はそれぞれ条件（３−１）又は（３−２）、（４−１）又は（４−２）を意味する。
実施例 １ ２ ３
（１） -2.10 -2.27 -2.13
（２） -2.81 -3.08 -2.63
（３） 1.26 1.30 0.70
（４） 2.71 2.45 2.71
（５） -0.52 -0.52 -0.52
（６） 13.3 13.3 13.3
（７） 1.83 1.83 1.83
（８） 0.61 0.59 0.62
（９） 11.1 11.1 11.1
（10） 3.15 3.15 3.16
（11） 9.45 7.97 9.68 。
【００９４】
以上に説明した本発明のマクロレンズは、前記したように、銀塩又はデジタル一眼レフレックスカメラに適用可能のものである。これらを以下に例示する。
【００９５】
図７に、本発明のマクロレンズを撮影レンズとして用いる銀塩タイプの一眼レフレックスカメラを示す。この図７において、１０は一眼レフレックスカメラで、２は撮影レンズ、４は撮影レンズ２を一眼レフレックスカメラ１０に着脱可能とするマウント部であり、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント（図の場合は、バヨネットタイプのマウントを用いている。）等が用いられる。また、６はフィルム、１１は撮影レンズ２の光路３上レンズ系２とフィルム６との間に配置されたクイックリターンミラー、１２はクイックリターンミラーより反射された光路に配置されたファインダースクリーン、１３はペンタプリズム、１４はファインダー、Ｅは観察者の眼（アイポイント）である。このような構成の一眼レフレックスカメラ１０の撮影レンズ２として本発明のマクロレンズが用いられている。
【００９６】
次に、図８（ａ）に、本発明のマクロレンズをデジタルタイプの一眼レフカメラの対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合、対物光学系２１としては、実施例１のマクロレンズを用いて示す。この対物光学系２１を通った結像光束は、バックフォーカス側に配置されたハーフミラープリズム（ビームスプリッター等）２２を介して、撮影用光路とファインダー用光路とに分離される。なお、ハーフミラープリズム２２に代えてクイックリターンミラーを用いれば、光量の損失を防止でき望ましい。さらに、撮影用光路中には、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のフィルターＦとＣＣＤ２３が配され、物体像がこのフィルターＦを通ってＣＣＤ２３の撮像面上に形成される。また、ファインダー用光路には、その撮像面と共役な位置に形成される１次像面上にスクリーンマット２４が配され、この１次像が平面ミラー２５で反射され、リレー光学系２６により２次像としてリレーされると共に、正立正像にされている。そして、この２次像を接眼レンズ２７によって観察像眼球Ｅに導く。
【００９７】
また、この図８（ａ）のファインダー光路部分は、図８（ｂ）に示すように、平面ミラー２５とリレー光学系２６とを正パワーを持った凹面鏡プリズム２８に置き換えてもよい。このような構成とすれば、部品点数を減らすことができると共に、コンパクト化も実現できる。なお、この凹面鏡プリズム２８は、入射面と射出面にもパワーを持たせてもよいし、反射面は回転対称面（球面や非球面等）の他、アナモルフィック面や自由曲面等の非回転対称面であってもよい。また、ＣＣＤ２３に代えて、銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【００９８】
以上の本発明のマクロレンズ及びそれを備えたカメラは例えば次のように構成することができる。
【００９９】
〔１〕 物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、正パワーの第２レンズ群よりなり、前記第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させることを特徴とするマクロレンズ。
【０１００】
〔２〕 前記第１レンズ群中に絞りを配置したことを特徴とする請求項１記載のマクロレンズ。
【０１０１】
〔３〕 前記負メニスカスレンズと前記絞りとの間に複数の正レンズを含むことを特徴とする請求項２記載のマクロレンズ。
【０１０２】
〔４〕 前記絞りの直前及び直後のレンズを負レンズとしたことを特徴とする請求項２又は３記載のマクロレンズ。
【０１０３】
〔５〕 前記正の第１レンズ群が、物体側から順に、前記物体側が凹面の負メニスカスレンズ、正レンズ群、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、絞り、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、を有することを特徴とする請求項１記載のマクロレンズ。
【０１０４】
〔６〕 前記第２レンズ群が、正レンズと負レンズとを接合させた接合正レンズを有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１０５】
〔７〕 物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、負パワーの第２レンズ群、正パワーの第３レンズ群よりなり、前記第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、各レンズ群の間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させることを特徴とするマクロレンズ。
【０１０６】
〔８〕 前記第２レンズ群中に絞りを配置したことを特徴とする請求項７記載のマクロレンズ。
【０１０７】
〔９〕 前記第１レンズ群が、前記負メニスカスレンズの像側に複数の正レンズを含んでなることを特徴とする請求項８記載のマクロレンズ。
【０１０８】
〔１０〕 前記絞りの直前及び直後のレンズを負レンズとしたことを特徴とする請求項８又は９記載のマクロレンズ。
【０１０９】
〔１１〕 前記正の第１レンズ群及び前記負の第２レンズ群の合成レンズ系が、物体側から順に、前記物体側が凹面の負メニスカスレンズ、正レンズ群、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、絞り、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、を有することを特徴とする請求項７又は８記載のマクロレンズ。
【０１１０】
〔１２〕 前記第３レンズ群が、正レンズと負レンズとを接合させた接合正レンズを有することを特徴とする請求項７から１１の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１１１】
〔１３〕 以下の条件（３−１）、（４−１）を満足することを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１１２】
０．５＜ｆ₁ ／ｆ_L ＜１．８ ・・・（３−１）
１．８＜ｆ₂ ／ｆ_L ＜３．５ ・・・（４−１）
ただし、ｆ₁ は第１レンズ群の焦点距離、ｆ₂ は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【０１１３】
〔１４〕 以下の条件（３−２）、（４−２）を満足することを特徴とする請求項７から１２の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１１４】
０．５＜ｆ₁ ／ｆ_L ＜１．８ ・・・（３−２）
１．８＜ｆ₃ ／ｆ_L ＜３．５ ・・・（４−２）
ただし、ｆ₁ は第１レンズ群の焦点距離、ｆ₃ は第３レンズ群の焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【０１１５】
〔１５〕 以下の条件（１）を満足することを特徴とする請求項１から１４の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１１６】
−４＜ｆ_F ／ｆ_L ＜−１ ・・・（１）
ただし、ｆ_F は最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【０１１７】
〔１６〕 以下の条件（２）を満足することを特徴とする請求項１から１５の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１１８】
−１２．５＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜−０．８５・・・（２）
ただし、ｒ₁ は最も物体側の負メニスカスレンズの物体側面曲率半径、ｒ₂ は最も物体側の負メニスカスレンズの像側面曲率半径である。
【０１１９】
〔１７〕 最至近物点合焦時に以下の条件（５）を満足することを特徴とする請求項１から１６の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１２０】
−１．０＜ＭＧ＜−０．４ ・・・（５）
ただし、ＭＧは最大撮影倍率である。
【０１２１】
〔１８〕 以下の条件（７）を満足することを特徴とする請求項１から１７の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１２２】
１．０＜Ｆ＜３．０ ・・・（７）
ただし、Ｆは無限遠物点合焦時かつ絞り開放時のＦナンバーである。
【０１２３】
〔１９〕 以下の条件（８）を満足することを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１２４】
０．４＜Δｄ₁ ／ｆ_L ＜０．８ ・・・（８）
ただし、Δｄ₁ は無限遠物点合焦時から最至近物点合焦時における第１レンズ群の繰り出し量、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
【０１２５】
〔２０〕 請求項１から１９の何れか１項記載のズームレンズと、その像側に配された撮像範囲を制限する機構とを設けたことを特徴とするカメラ。
【０１２６】
〔２１〕 以下の条件（６）を満足することを特徴とする請求項２０記載のカメラ。
【０１２７】
７°＜ＳＷ＜１６° ・・・（６）
ただし、ＳＷは無限遠合焦時におけるカメラ本体の撮像範囲における最大像高に入射する対角光線の入射半画角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取り得る範囲の最大値である。
【０１２８】
〔２２〕 前記撮像範囲を制限する機構が矩形の開口からなる視野絞りであることを特徴とする請求項２０又は２１記載のカメラ。
【０１２９】
〔２３〕 前記撮像範囲を制限する機構が矩形の撮像領域を持つ電子撮像素子であることを特徴とする請求項２０又は２１記載のカメラ。
【０１３０】
〔２４〕 以下の条件（６）を満足するように形成されたカメラ本体と着脱可能とするマウント部を備えたことを特徴とする請求項１から１９の何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１３１】
７°＜ＳＷ＜１６° ・・・（６）
ただし、ＳＷは無限遠合焦時におけるカメラ本体の撮像範囲における最大像高に入射する対角光線の入射半画角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取り得る範囲の最大値である。
【０１３２】
〔２５〕 以下の条件（９）、（１０）を満足することを特徴とする請求項１乃至１９何れか１項記載のマクロレンズ。
【０１３３】
１３ｍｍ＞ＩＨ＞１０ｍｍ ・・・（９）
３．５＞ｆ_b ／ＩＨ ・・・（１０）
ただし、ＩＨは無限遠物点合焦時におけるイメージサークル半径、ｆ_b は無限遠物点合焦時におけるレンズ系のバックフォーカスである。
【０１３４】
〔２６〕 以下の条件（１１）を満足することを特徴とする請求項２３記載のカメラ。
【０１３５】
１°＜｜ＥＷ｜＜１１° ・・・（１１）
ただし、ＥＷは無限遠物点合焦時におけるカメラ本体の撮像面における最大像高に入射する対角主光線の射出光線と光軸とのなす角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取る得る範囲の像高最大位置における値である。
【０１３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、Ｆナンバー１．８と大口径で、無限から近距離まで諸収差が良好に補正されたマクロレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のマクロレンズの無限遠物点合焦時と倍率−０．５２時のレンズ断面図である。
【図２】本発明の実施例２のマクロレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】本発明の実施例３のマクロレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】実施例１の無限遠と倍率−０．５２にフォーカシングした場合の収差図である。
【図５】実施例２の図４と同様の収差図である。
【図６】実施例３の図４と同様の収差図である。
【図７】本発明のマクロレンズを撮影レンズとして用いる銀塩タイプの一眼レフレックスカメラの概略構成を示す図である。
【図８】本発明のマクロレンズをを組み込んだデジタルタイプの一眼レフカメラの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…絞り
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球（アイポイント）
Ｆ…光学フィルター等の部材
２…撮影レンズ
３…光路
４…マウント部
６…フィルム
１０…一眼レフレックスカメラ
１１…クイックリターンミラー
１２…ファインダースクリーン
１３…ペンタプリズム
１４…ファインダー
２１…対物光学系
２２…ハーフミラープリズム
２３…ＣＣＤ
２４…スクリーンマット
２５…平面ミラー７５
２６…リレー光学系
２７…接眼レンズ
２８…凹面鏡プリズム

Claims (16)

1. 物体側より順に、正パワーの第１レンズ群、正パワーの第２レンズ群よりなり、前記第１レンズ群は、物体側が凹面の負メニスカスレンズを最も物体側に配置し、無限遠物点合焦時から最至近物点へのフォーカシング時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔を変化させそれぞれ独立に物体側へ移動させ、以下の条件（３−１）、（４−１）、（２）、（８）を満足することを特徴とするマクロレンズ。
   ０．５＜ｆ ₁ ／ｆ _L ＜１．８ ・・・（３−１）
   １．８＜ｆ ₂ ／ｆ _L ＜３．５ ・・・（４−１）
   −１２．５＜（ｒ ₁ ＋ｒ ₂ ）／（ｒ ₁ −ｒ ₂ ）＜−０．８５・・・（２）
   ０．４＜Δｄ ₁ ／ｆ _L ＜０．８ ・・・（８）
   ただし、ｆ ₁ は第１レンズ群の焦点距離、ｆ ₂ は第２レンズ群の焦点距離、ｆ _L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離、ｒ ₁ は最も物体側の負メニスカスレンズの物体側面曲率半径、ｒ ₂ は最も物体側の負メニスカスレンズの像側面曲率半径、Δｄ ₁ は無限遠物点合焦時から最至近物点合焦時における第１レンズ群の繰り出し量である。
2. 前記第１レンズ群中に絞りを配置したことを特徴とする請求項１記載のマクロレンズ。
3. 前記負メニスカスレンズと前記絞りとの間に複数の正レンズを含むことを特徴とする請求項２記載のマクロレンズ。
4. 前記絞りの直前及び直後のレンズを負レンズとしたことを特徴とする請求項２又は３記載のマクロレンズ。
5. 前記正の第１レンズ群が、物体側から順に、前記物体側が凹面の負メニスカスレンズ、正レンズ群、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、絞り、像側面よりも物体側面が曲率半径の絶対値の小さい面の負レンズ、物体側面よりも像側面が曲率半径の絶対値の小さい面の正レンズ、を有することを特徴とする請求項１記載のマクロレンズ。
6. 前記第２レンズ群が、正レンズと負レンズとを接合させた接合正レンズを有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のマクロレンズ。
7. 以下の条件（１）を満足することを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載のマクロレンズ。
   −４＜ｆ_F ／ｆ_L ＜−１ ・・・（１）
   ただし、ｆ_F は最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離、ｆ_L は無限遠物点合焦時における全系の焦点距離である。
8. 最至近物点合焦時に以下の条件（５）を満足することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のマクロレンズ。
   −１．０＜ＭＧ＜−０．４ ・・・（５）
   ただし、ＭＧは最大撮影倍率である。
9. 以下の条件（７）を満足することを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のマクロレンズ。
   １．０＜Ｆ＜３．０ ・・・（７）
   ただし、Ｆは無限遠物点合焦時かつ絞り開放時のＦナンバーである。
10. 請求項１から９の何れか１項記載のズームレンズと、その像側に配された撮像範囲を制限する機構とを設けたことを特徴とするカメラ。
11. 以下の条件（６）を満足することを特徴とする請求項１０記載のカメラ。
    ７°＜ＳＷ＜１６° ・・・（６）
    ただし、ＳＷは無限遠合焦時におけるカメラ本体の撮像範囲における最大像高に入射する対角光線の入射半画角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取り得る範囲の最大値である。
12. 前記撮像範囲を制限する機構が矩形の開口からなる視野絞りであることを特徴とする請求項１０又は１１記載のカメラ。
13. 前記撮像範囲を制限する機構が矩形の撮像領域を持つ電子撮像素子であることを特徴とする請求項１０又は１１記載のカメラ。
14. 以下の条件（６）を満足するように形成されたカメラ本体と着脱可能とするマウント部を備えたことを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載のマクロレンズ。
    ７°＜ＳＷ＜１６° ・・・（６）
    ただし、ＳＷは無限遠合焦時におけるカメラ本体の撮像範囲における最大像高に入射する対角光線の入射半画角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取り得る範囲の最大値である。
15. 以下の条件（９）、（１０）を満足することを特徴とする請求項１乃至９何れか１項記載のマクロレンズ。
    １３ｍｍ＞ＩＨ＞１０ｍｍ ・・・（９）
    ３．５＞ｆ_b ／ＩＨ ・・・（１０）
    ただし、ＩＨは無限遠物点合焦時におけるイメージサークル半径、ｆ_b は無限遠物点合焦時におけるレンズ系のバックフォーカスである。
16. 以下の条件（１１）を満足することを特徴とする請求項１３記載のカメラ。
    １°＜｜ＥＷ｜＜１１° ・・・（１１）
    ただし、ＥＷは無限遠物点合焦時におけるカメラ本体の撮像面における最大像高に入射する対角主光線の射出光線と光軸とのなす角であり、撮像面の撮像範囲が任意に変更可能な場合はその取る得る範囲の像高最大位置における値である。

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