JP4437589B2 - ガウス型写真レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一眼レフカメラ用に適した高性能なガウス型写真レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、写真用の明るい標準レンズとして、ガウス型レンズが多用されており、大口径化、小型化、高性能化、低コスト化等、種々の目的を達成するため様々なレンズが開発されている。
【０００３】
従来より、特開平６−３３７３４８号公報や特開平１１−１８３７９２号公報等に開示されたガウス型レンズが知られており、これらのレンズは、絞りを挟んだ前後群のどちらかに接合レンズを含んでいる。
【０００４】
これらの接合レンズにおける接合面は、レンズ系全体のペッツバール和を小さくしたり、色消しを行うために曲率が大きくってしまい、レンズ収差上極めて重要なものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のガウス型レンズにおいて、接合レンズの接合を分離すると、パラメーターが増加してレンズ設計上の自由度が増し、球面収差や非点収差等を良好に補正することが可能となり、レンズ性能を向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、接合レンズの接合を分離した場合には、部分的に大きな収差が発生してしまい、要求精度が厳しくなって製造適正を欠いてしまうおそれがある。そこで、従来より、接合レンズの接合を分離することにより得られる利点を犠牲にしても、接合面を維持しがちであった。
【０００７】
また、大口径化、小型化、高性能化、低コスト化等の諸要求をレンズに反映させようとすると、加工性の悪い高屈折率ガラス材料を使用しなければならなかったり、加工しづらいレンズ形状となったり、組立精度の厳しいレンズとなったりする。このため、従来、カメラ用の標準レンズとして量産を行う場合には、製造適正のみが重要視されており、レンズの高性能化という点において十分検討がなされているとは言い難かった。
【０００８】
なお、接合面のないガウス型レンズとして、特公平８−３３５１２号公報や特開平８−２２０４２４号公報に記載された実施例のなかに、分離型６群６枚構成のガウス型レンズが開示されている。しかしながら、これらのガウス型レンズは、画角がやや狭いため、像面を平坦化するために接合面の曲率を大きくする必要がなく、接合面の分離を図ることができるものである。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑み提案されたもので、コストを含めた従来並みの製造適正を確保しつつ、接合面を分離することによる利点を最大限に生かして、中心から軸外周辺画角まで像面が平坦で高性能なガウス型写真レンズを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するため、物体側から順に、前群、絞りおよび後群を配設してなり、
前記前群は、物体側から順に、それぞれ物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズおよび第２レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有する第３レンズを配設してなり、
前記後群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有する第４レンズ、それぞれ像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第５レンズおよび第６レンズを配設してなり、
前記各レンズ間に接合面をもたないガウス型写真レンズにおいて、
以下の条件式（１）〜（５）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
２．６ ＜（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）＜ ４．３ ・・・ （１）
１．０ ＜ Ｒ４／ｆ ＜ ２．３ ・・・ （２）
１．０ ＜ Ｒ４／Ｒ５ ＜ １．３ ・・・ （３）
−３．５ ＜ Ｒ１０／ｆ ＜ −１．４ ・・・ （４）
１．１ ＜ Ｒ９／Ｒ１０ ＜ １．６ ・・・ （５）
ただし、
Ｎ１ ：第１レンズの屈折率
Ｎ２ ：第２レンズの屈折率
Ｎ３ ：第３レンズの屈折率
Ｒ４ ：第２レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｒ９ ：第４レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズにおける物体側の面の曲率半径
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１２】
また、上記ガウス型写真レンズは、以下の条件式（６）〜（８）を満足するように構成されてなることが好ましい。
０．００１ ＜（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ ＜ ０．０１７ ・・・ （６）
０．２２ ＜ Ｄ６〜７／ｆ ＜ ０．３０ ・・・ （７）
０．１８ ＜ Ｄ8 〜 12／ｆ ＜ ０．２５ ・・・ （８）
ただし、
Ｄ４ ：第２レンズと第３レンズの面間隔
Ｄ６〜７ ：第３レンズと第４レンズの面間隔
Ｄ９ ：第４レンズと第５レンズの面間隔
Ｄ8 〜 12 ：第４レンズにおける物体側の面から第６レンズにおける像面側の面までの光軸上の距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１３】
さらに、上記ガウス型写真レンズは、以下の条件式（９）〜（１１）を満足するように構成されてなることが好ましい。
１２．０ ＜ν２−ν１＜ ２５．０ ・・・ （９）
１８．０ ＜ν２−ν３＜ ３０．０ ・・・ （１０）
３５．０ ＜ ν３ ＜ ４５．０ ・・・ （１１）
ただし、
ν１ ：第１レンズの硝材のアッベ数
ν２ ：第２レンズの硝材のアッベ数
ν３ ：第３レンズの硝材のアッベ数
【００１４】
ところで、上述した構成からなるガウス型写真レンズでは、第２レンズと第３レンズの互いに対向する面、および第４レンズと第５レンズの互いに対向する面において、その曲率半径が比較的大きくかつ近似した値となるようなレンズ形状とすることにより、これらの対向面における収差発生を極力小さくすることができる。また、このようなレンズ形状を備えた上で、レンズ全体として、球面収差や像面湾曲等を極めて小さなものとする必要がある。
【００１５】
そこで、本発明に係るガウス型写真レンズでは、第１レンズを球面収差の発生が極力小さくかつ像面湾曲が小さくなるような正のメニスカス形状とし、その硝材には屈折率が高いながら比較的安価で加工性のよいアッベ数を有する比較的大口径のガラス材料を選択した。
また、第２レンズと第３レンズとは、それぞれ互いに対向する面の曲率が強くならないような硝材を選択する必要がある。
【００１６】
そこで、本発明に係るガウス型写真レンズでは、第２レンズの硝材として、屈折率は低いがアッベ数の大きなものを使用し、第３レンズの硝材として、アッベ数がやや大きくかつ屈折率が比較的低いものを使用した。
【００１７】
また、前群のレンズには上述したような硝材を使用し、ペッツバール和および色収差の補正に配慮しながら、第２レンズと第３レンズの空気間隔を、第２レンズの像面側の面に対して第３レンズの物体側の面の曲率がより強い正の空気レンズとして作用させ、高次の球面収差を発生させることにより、前群における球面収差の発生を極めて小さいものとするとともに、軸外におけるサジタル方向のコマ収差の発生を抑えることができた。
【００１８】
また、後群のレンズには、その最も物体側に配設された第４レンズの硝材として、比較的屈折率が高くかつアッベ数が小さいものを使用し、第５レンズの硝材として、第４レンズと比較して屈折率が高くかつアッベ数が大きいものを使用し、第４レンズと第５レンズの空気間隔を、第４レンズの像面側の面に対して第５レンズの物体側の面の曲率がより強い負の空気レンズとして作用させ、高次の球面収差の発生を抑えながら像面湾曲や特に非点隔差の是正に役立てることができた。
【００１９】
また、第６レンズにおいて、第５レンズと同様に屈折率が高くかつアッベ数が大きい硝材を使用し、後群全体における色収差、像面特性などを良好なものとした。
【００２０】
このようにして、所期のレンズ形状を備えた上で各レンズに対して上述した硝材を使用し、絞りに対して、物体側に配設した前群と像面側に配設した後群をほぼ対称的に配設し、ガウス型レンズの特徴である色収差や歪曲収差等を最少化することを可能とするとともに、第２レンズと第３レンズの空気間隔を利用した正の空気レンズにより球面収差とサジタル方向を含めたコマ収差を極小化し、第４レンズと第５レンズの空気間隔を利用した負の空気レンズにより像面特性を最良化し、上記各条件式を満足することにより、光軸付近から軸外周辺画角まで像面が平坦で高性能であり、かつ製造適正が良好で大量生産が可能なガウス型写真レンズとすることができた。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るガウス型写真レンズを実施例１〜４を用いて説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態（実施例１に対応させたものを代表的に示す）に係るガウス型写真レンズのレンズ基本構成図である。
本発明に係るガウス型写真レンズは、図１に示すように、物体側から順に、前群Ｉ、絞り２および後群IIを配設してなり、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面１の結像位置Ｐに結像される。
【００２３】
上記前群Ｉは、物体側から順に、それぞれ物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズＬ１および第２レンズＬ２、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有する第３レンズＬ３を配設してなる。
【００２４】
また、上記後群IIは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有する第４レンズＬ４、それぞれ像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第５レンズＬ５および第６レンズＬ６を配設してなる。
【００２５】
また、これらのレンズは、以下の条件式（１）〜（１１）を満足する。
２．６ ＜（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）＜ ４．３ ・・・ （１）
１．０ ＜ Ｒ４／ｆ ＜ ２．３ ・・・ （２）
１．０ ＜ Ｒ４／Ｒ５ ＜ １．３ ・・・ （３）
−３．５ ＜ Ｒ１０／ｆ ＜ −１．４ ・・・ （４）
１．１ ＜ Ｒ９／Ｒ１０ ＜ １．６ ・・・ （５）
０．００１ ＜（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ ＜ ０．０１７ ・・・ （６）
０．２２ ＜ Ｄ６〜７／ｆ ＜ ０．３０ ・・・ （７）
０．１８ ＜ Ｄ8 〜 12／ｆ ＜ ０．２５ ・・・ （８）
１２．０ ＜ν２−ν１＜２５．０ ・・・ （９）
１８．０ ＜ν２−ν３＜３０．０ ・・・ （１０）
３５．０ ＜ ν３ ＜４５．０ ・・・ （１１）
ただし、
Ｎ１ ：第１レンズの屈折率
Ｎ２ ：第２レンズの屈折率
Ｎ３ ：第３レンズの屈折率
Ｒ４ ：第２レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｒ９ ：第４レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｄ４ ：第２レンズと第３レンズの面間隔
Ｄ６〜７：第３レンズと第４レンズの面間隔
Ｄ９ ：第４レンズと第５レンズの面間隔
Ｄ8 〜 12：第４レンズにおける物体側の面から第６レンズにおける像面側の面までの光軸上の距離
ν１ ：第１レンズの硝材のアッベ数
ν２ ：第２レンズの硝材のアッベ数
ν３ ：第３レンズの硝材のアッベ数
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００２６】
次に、上記各条件式の意義について説明する。
上記条件式（１）は、前群Ｉを構成する各レンズにおいて硝材を選択する際に必要な各レンズの屈折率Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の値を規定するための条件式である。
【００２７】
すなわち、第１レンズＬ１は、球面収差の発生が極力小さくかつ像面湾曲が小さくなるような正のメニスカス形状とし、硝材には屈折率が高いガラス材料を選択した。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、互いに対向する面が強い曲率とならないような硝材とする必要があるので、第２レンズＬ２の硝材として屈折率の低いものを、第３レンズＬ３の硝材としてアッベ数がやや大きくかつ屈折率が比較的低いもの使用して、ペッツバール和および色収差等の補正に配慮しながら、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔Ｄ４により適度の高次の球面収差を発生させ、レンズ全系における球面収差の発生を極めて小さいものとした。
【００２８】
この条件式（１）において、（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）の値が下限を下回ると、第２レンズＬ２に対する第１レンズＬ１の屈折率差が小さくなるか、あるいは第３レンズＬ３に対する第２レンズＬ２の屈折率差が大きくなるので、以下の問題が生じる。
【００２９】
すなわち、第１レンズＬ１の屈折率が小さくなるために、球面収差や像面湾曲が増大してしまう。また、第２レンズＬ２の屈折率が大きくなるとともに第３レンズＬ３の屈折率も大きくなるために、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面で構成される空気レンズが色消し条件等で負の屈折力を持つようになる。このため、適度の高次の球面収差を発生させることができなくなり、レンズ全系における球面収差や軸外のサジタル方向のコマ収差が増大する。
【００３０】
一方、条件式（１）において（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）の値が上限を上回ると、第２レンズＬ２に対する第１レンズＬ１の屈折率差が大きくなるか、あるいは第３レンズＬ３に対する第２レンズＬ２の屈折率差が小さくなるので、次の問題が生じる。
【００３１】
すなわち、第１レンズＬ１の屈折率を大きくするために、硝材費が上昇したり、硬くて加工しづらいレンズとなってしまう。また、第２レンズＬ２の屈折率が小さくなるとともに第３レンズＬ３の屈折率も小さくなるので、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の曲率半径が小さくなり過ぎて、色消しを行うことが困難になるとともに収差が発生してしまう。
【００３２】
上記条件式（２）は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３を分離させたことにより生じる製造上の問題点を解決するための条件式である。
この条件式（２）において、Ｒ４／ｆの値が下限を下回ると、第２レンズＬ２の像面側の面の曲率半径Ｒ４が小さくなり、これに伴って第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径Ｒ５も小さくなり、収差が発生しやすくなるとともに、コマ収差等が劣化してレンズ性能が低下してしまう。
【００３３】
一方、条件式（２）において、Ｒ４／ｆの値が上限を上回ると、製造上の問題はより軽減されるものの、屈折力をある程度大きく維持する必要があるため、第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径Ｒ４が大きくなり、これに伴って第３レンズＬ３の像面側の面の曲率半径Ｒ５も大きくなって、球面収差等は良好となるものの、像面湾曲等が劣化してしまう。これに対して、第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径Ｒ４および第３レンズＬ３の像面側の面の曲率半径Ｒ５を大きくせずに、屈折力をある程度大きく維持するためには、硝材費が上昇したり、硬くて加工しづらいレンズとなってしまう。
【００３４】
上記条件式（３）は、上記条件式（２）の範囲内で、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の空気間隔Ｄ４により構成される空気レンズが、適度の高次球面を発生させることにより、レンズ全系における球面収差や軸外のサジタル方向のコマ収差等の諸収差をバランス良く補正するための条件式である。
【００３５】
この条件式（３）において、Ｒ４／Ｒ５の値が下限を下回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の空気間隔Ｄ４により構成される空気レンズの正の屈折力が小さくなり過ぎて、高次の球面収差を発生させるには不十分となり、レンズ性能を高めることができない。
【００３６】
一方、条件式（３）において、Ｒ４／Ｒ５の値が上限を上回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の空気間隔Ｄ４により構成される空気レンズの正の屈折力が大きくなり過ぎて、高次の球面収差の発生が過度となり、コマ収差等の劣化を招いたり、偏芯感度が厳しくなり、レンズの製造が難しくなってしまう。
【００３７】
上記条件式（４）および条件式（５）は、後群IIにおける第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の互いに対向する面の曲率半径Ｒ９およびＲ１０の値に基づいて、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の互いに対向する面の空気間隔Ｄ９により構成される空気レンズの屈折力を規定することにより、主として像面特性を良好に維持するための条件式である。
【００３８】
この条件式（４）において、Ｒ１０／ｆの値が下限を下回ると、第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径Ｒ１０が負方向に大きくなるとともに、全系の焦点距離等の諸条件を一定に保つために第４レンズＬ４の像面側の面の曲率半径Ｒ９も負方向に大きくなって、ペッツバール和を小さくして像面特性を良好とすることができるものの、球面収差との間でアンバランスを生じたり、色収差を劣化させてしまう。これに対して、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の硝材を変更することも可能であるが、各々の屈折率を変更することが必要となり、硝材費が上昇したり、硬くて加工しづらいレンズとなってしまう。
【００３９】
一方、条件式（４）において、Ｒ１０／ｆの値が上限を上回ると、第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径Ｒ１０が負方向に小さくなるに従って第４レンズＬ４の像面側の面の曲率半径Ｒ９も負方向に小さくなって、像面特性を悪化させてしまう。
【００４０】
上記条件式（５）は、上記条件式（４）の範囲内で、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の互いに対向する面の空気間隔Ｄ９で構成される空気レンズに対して、わずかな正の屈折力を持たせることにより、タンジェンシャル方向とサジタル方向との非点隔差をなくして良好な軸外性能を得るための条件式である。
【００４１】
この条件式（５）において、Ｒ９／Ｒ１０の値が下限を下回ると、タンジェンシャル方向の像面倒れがサジタル方向の像面倒れよりも大きくなって非点隔差が大きくなってしまう。
【００４２】
一方、条件式（５）において、Ｒ９／Ｒ１０の値が上限を上回ると、タンジェンシャル方向の像面がサジタル方向の像面に比べてオーバー方向に大きくなり、逆の非点隔差が大きくなってしまう。
【００４３】
上記条件式（６）〜（８）は、各レンズの配置条件を規定することにより、コストを含めた製造の適正化をさらに推し進めるための条件式であり、これらの条件式を満足することにより、鏡胴上のメカ部品の点数削減や接合面を分離したことによる製造上の問題を解決することができる。
【００４４】
上記条件式（６）は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔Ｄ４を狭めることにより、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔Ｄ４において１枚のマイラー板を挟むだけで十分な間隔精度を引き出すことができるとともに、間隔環のような金属加工部品を必要としないのでコスト的にも有利となる。また、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の空気間隔Ｄ９の間隔を狭めることにより、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５をエッジコンタクトとすることができ、メカ部品を削減することができるとともに、間隔精度を向上させることができる。
【００４５】
この条件式（６）において、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆの値が下限を下回ると、空気間隔Ｄ４およびＤ９が小さくなり過ぎて、対向する面の間でニュートン干渉縞を発生させたり、マイラー板が薄くなり過ぎて組立が難しくなる。
【００４６】
一方、条件式（６）において、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆの値が上限を上回ると、マイラー板を使用することができずに間隔環を使用せざるを得なくなったり、エッジコンタクトにおける当り径が大きくなるため、レンズ有効径以上の無駄なレンズ外径が必要となってコストが上昇する。
【００４７】
ところで、接合面を分離することにより増透コートが２面増加したり、メカ部品点数が増えたりしてコストが上昇する場合もある。しかしながら、接合工程もかなりの時間と作業を必要とするため、同レベルの接合コストが生じて、接合レンズがコスト的に有利であるとはいえない。
【００４８】
上記条件式（７）は、前群Ｉと後群IIの空気間隔Ｄ６〜７に関する条件式である。
この条件式（７）において、Ｄ６〜７／ｆの値が下限を下回ると、前群Ｉおよび後群IIにおける周辺光量が増加するものの、軸外中間画角におけるサジタル方向の過剰なコマ収差をカットすることができずにコントラストが低下する。また、レンズ押さえ環をレンズ面で受けることができなくなるため、精度良くレンズを固定することができずに空気間隔Ｄ６〜７が変動し、像面湾曲のバラつきを助長してしまう。
【００４９】
一方、条件式（７）において、Ｄ６〜７／ｆの値が上限を上回ると、軸外周辺光束の光線高さが大きくなり過ぎて、周辺光量が低下したり、レンズ系の口径が大きくなり過ぎてしまう。
【００５０】
上記条件式（８）は、後群IIにおいて、最も物体側に配設された第４レンズＬ４の物体側の面から、最も物体側に配設された第６レンズＬ６の像面側の面までにおける、光軸上の距離Ｄ８〜１２に関する条件式である。
【００５１】
すなわち、一眼レフカメラ用レンズは、適度のバックフォーカスを必要とする一方、レンズ厚が大きくなり過ぎても不適当であるため、この条件式（８）により適度なバックフォーカスおよびレンズ厚となるように規定している。
【００５２】
この条件式（８）において、Ｄ８〜１２の値が式の下限を下回ると、レンズの薄肉化には有利であるものの、バックフォーカスが短くなり過ぎて一眼レフカメラ用レンズとして適さなくなる。
【００５３】
一方、条件式（８）において、Ｄ８〜１２の値が上限を上回ると、十分なバックフォーカスを得られるものの、レンズが厚くなり過ぎてコストが上昇するとともに、レンズの大型化に繋がってしまう。
【００５４】
上記条件式（９）〜（１１）は、前群Ｉを構成する第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の硝材に関するもので、コストや製造上の問題を軽減するための条件式である。特に、本発明に係るガウス型写真レンズの特徴である前群Ｉを構成する第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の屈折率の割り振りに鑑みて、各硝材を選択する意味で重要な条件式となっている。これらの条件式（９）〜（１１）を満足することにより、上記条件式（１）〜（５）を満足した上で、コストを低減するとともに、加工が比較的容易な硝材の組み合わせが可能となり、製造上の適正化を図ることができる。
【００５５】
上記条件式（９）は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の材料選択に関する条件式である。
【００５６】
この条件式（９）において、ν２−ν１の値が下限を下回ると、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の硝材のアッベ数の差が小さくなリ過ぎる。このため、第１レンズＬ１の硝材のアッベ数が大きくなれば負の倍率色収差が大きくなり、第２レンズＬ２の硝材のアッベ数が小さくなれば軸上色収差が補正不足となって、倍率色収差と軸上色収差とのバランスが崩れてしまう。このような問題を解決するためには、たとえ第３レンズＬ３の硝材のアッベ数を変更したとしても倍率色収差を良好に補正することは極めて困難である。このため、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００５７】
一方、条件式（９）において、ν２−ν１の値が上限を上回ると、第１レンズＬ１の硝材のアッベ数が小さくなれば正の倍率色収差が大きくなり、第２レンズＬ２の硝材のアッベ数が大きくなれば軸上色収差が補正過剰となり過ぎる。このような問題を解決するためには、上述したように、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００５８】
上記条件式（１０）は、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の材料選択に関する条件式である。
この条件式（１０）において、ν２−ν３の値が下限を下回ると、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の硝材のアッベ数の差が小さくなり過ぎる。このため、軸上色収差が補正不足となって十分な色消しを行うことができず、たとえ第１レンズＬ１の硝材のアッベ数により補正したとしても、倍率色収差の変化が大きすぎて補正しきれない。このため、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００５９】
一方、条件式（１０）において、ν２−ν３の値が上限を上回ると、軸上色収差が大きくなり過ぎてしまい、これを補正しようとすると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００６０】
上記条件式（１１）は、第３レンズＬ３の硝材のアッベ数に関して使用する硝材を制限するための条件式である。
この条件式（１１）において、ν３の値が下限および上限を超えると、軸上色収差の補正が過剰あるいは不足となって、バランス良く軸上色収差を補正することができない。このため、第２レンズＬ２の硝材のアッベ数をより小さいものとしたり、あるいはより大きいものとしなくてはならず、上記条件式（１）〜（５）を満足した上で前群Ｉにおける第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の硝材を選択することが困難となる。
【００６１】
以下、実施例１〜４の各々について具体的数値を用いて説明する。
【００６２】
＜実施例１＞
実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表１に示す。
ただし、この表１および後述する表２〜４において、各記号Ｒ，Ｄ，Ｎｄ，νｄに対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
【００６３】
また、表１の中段に、この実施例１におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表１の下段に、この実施例１における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
上記表１から明らかなように、実施例１では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００６６】
＜実施例２＞
実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表２に示す。
【００６７】
また、表２の中段に、この実施例２におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表２の下段に、この実施例２における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００６８】
【表２】
【００６９】
上記表２から明らかなように、実施例２では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００７０】
＜実施例３＞
実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表３に示す。
【００７１】
また、表３の中段に、この実施例３におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表３の下段に、この実施例３における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００７２】
【表３】
【００７３】
上記表３から明らかなように、実施例３では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００７４】
＜実施例４＞
実施例４における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表４に示す。
【００７５】
また、表４の中段に、この実施例４におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表４の下段に、この実施例４における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００７６】
【表４】
【００７７】
上記表４から明らかなように、実施例４では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００７８】
また、実施例１〜４における各収差（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）を図２〜５に示す。なお、各球面収差の収差図には正弦条件を併せて示し、各像面湾曲の収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における収差が示されている。
これら図２〜５から明らかなように、上述した各実施例によれば、諸収差を全て良好なものとすることができる。
【００７９】
なお、本発明に係るガウス型写真レンズとしては、上記実施例のものに限られず種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るガウス型写真レンズは、各レンズ間に接合面をもたせずにレンズ系を構成するとともに、所定の条件式を満足している。これにより、コストを含めた従来並みの製造適正を確保しつつ、接合面を分離することによる利点を最大限に生かして、中心から軸外周辺画角まで像面が平坦で高性能なレンズとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガウス型写真レンズのレンズ基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例１に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【図３】本発明の実施例２に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【図４】本発明の実施例３に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【図５】本発明の実施例４に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ６ レンズ
Ｒ１〜Ｒ１３ レンズ面の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１２ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸
Ｐ 結像位置
１ 結像面
２ 絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は、一眼レフカメラ用に適した高性能なガウス型写真レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、写真用の明るい標準レンズとして、ガウス型レンズが多用されており、大口径化、小型化、高性能化、低コスト化等、種々の目的を達成するため様々なレンズが開発されている。
【０００３】
従来より、特開平６−３３７３４８号公報や特開平１１−１８３７９２号公報等に開示されたガウス型レンズが知られており、これらのレンズは、絞りを挟んだ前後群のどちらかに接合レンズを含んでいる。
【０００４】
これらの接合レンズにおける接合面は、レンズ系全体のペッツバール和を小さくしたり、色消しを行うために曲率が大きくってしまい、レンズ収差上極めて重要なものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のガウス型レンズにおいて、接合レンズの接合を分離すると、パラメーターが増加してレンズ設計上の自由度が増し、球面収差や非点収差等を良好に補正することが可能となり、レンズ性能を向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、接合レンズの接合を分離した場合には、部分的に大きな収差が発生してしまい、要求精度が厳しくなって製造適正を欠いてしまうおそれがある。そこで、従来より、接合レンズの接合を分離することにより得られる利点を犠牲にしても、接合面を維持しがちであった。
【０００７】
また、大口径化、小型化、高性能化、低コスト化等の諸要求をレンズに反映させようとすると、加工性の悪い高屈折率ガラス材料を使用しなければならなかったり、加工しづらいレンズ形状となったり、組立精度の厳しいレンズとなったりする。このため、従来、カメラ用の標準レンズとして量産を行う場合には、製造適正のみが重要視されており、レンズの高性能化という点において十分検討がなされているとは言い難かった。
【０００８】
なお、接合面のないガウス型レンズとして、特公平８−３３５１２号公報や特開平８−２２０４２４号公報に記載された実施例のなかに、分離型６群６枚構成のガウス型レンズが開示されている。しかしながら、これらのガウス型レンズは、画角がやや狭いため、像面を平坦化するために接合面の曲率を大きくする必要がなく、接合面の分離を図ることができるものである。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑み提案されたもので、コストを含めた従来並みの製造適正を確保しつつ、接合面を分離することによる利点を最大限に生かして、中心から軸外周辺画角まで像面が平坦で高性能なガウス型写真レンズを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するため、物体側から順に、前群、絞りおよび後群を配設してなり、
前記前群は、物体側から順に、それぞれ物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズおよび第２レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有する第３レンズを配設してなり、
前記後群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有する第４レンズ、それぞれ像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第５レンズおよび第６レンズを配設してなり、
前記各レンズ間に接合面をもたないガウス型写真レンズにおいて、
以下の条件式（１）〜（５）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
２．６ ＜（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）＜ ４．３ ・・・ （１）
１．０ ＜ Ｒ４／ｆ ＜ ２．３ ・・・ （２）
１．０ ＜ Ｒ４／Ｒ５ ＜ １．３ ・・・ （３）
−３．５ ＜ Ｒ１０／ｆ ＜ −１．４ ・・・ （４）
１．１ ＜ Ｒ９／Ｒ１０ ＜ １．６ ・・・ （５）
ただし、
Ｎ１ ：第１レンズの屈折率
Ｎ２ ：第２レンズの屈折率
Ｎ３ ：第３レンズの屈折率
Ｒ４ ：第２レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｒ９ ：第４レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズにおける物体側の面の曲率半径
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１２】
また、上記ガウス型写真レンズは、以下の条件式（６）〜（８）を満足するように構成されてなることが好ましい。
０．００１ ＜（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ ＜ ０．０１７ ・・・ （６）
０．２２ ＜ Ｄ６〜７／ｆ ＜ ０．３０ ・・・ （７）
０．１８ ＜ Ｄ8 〜 12／ｆ ＜ ０．２５ ・・・ （８）
ただし、
Ｄ４ ：第２レンズと第３レンズの面間隔
Ｄ６〜７ ：第３レンズと第４レンズの面間隔
Ｄ９ ：第４レンズと第５レンズの面間隔
Ｄ8 〜 12 ：第４レンズにおける物体側の面から第６レンズにおける像面側の面までの光軸上の距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１３】
さらに、上記ガウス型写真レンズは、以下の条件式（９）〜（１１）を満足するように構成されてなることが好ましい。
１２．０ ＜ν２−ν１＜ ２５．０ ・・・ （９）
１８．０ ＜ν２−ν３＜ ３０．０ ・・・ （１０）
３５．０ ＜ ν３ ＜ ４５．０ ・・・ （１１）
ただし、
ν１ ：第１レンズの硝材のアッベ数
ν２ ：第２レンズの硝材のアッベ数
ν３ ：第３レンズの硝材のアッベ数
【００１４】
ところで、上述した構成からなるガウス型写真レンズでは、第２レンズと第３レンズの互いに対向する面、および第４レンズと第５レンズの互いに対向する面において、その曲率半径が比較的大きくかつ近似した値となるようなレンズ形状とすることにより、これらの対向面における収差発生を極力小さくすることができる。また、このようなレンズ形状を備えた上で、レンズ全体として、球面収差や像面湾曲等を極めて小さなものとする必要がある。
【００１５】
そこで、本発明に係るガウス型写真レンズでは、第１レンズを球面収差の発生が極力小さくかつ像面湾曲が小さくなるような正のメニスカス形状とし、その硝材には屈折率が高いながら比較的安価で加工性のよいアッベ数を有する比較的大口径のガラス材料を選択した。
また、第２レンズと第３レンズとは、それぞれ互いに対向する面の曲率が強くならないような硝材を選択する必要がある。
【００１６】
そこで、本発明に係るガウス型写真レンズでは、第２レンズの硝材として、屈折率は低いがアッベ数の大きなものを使用し、第３レンズの硝材として、アッベ数がやや大きくかつ屈折率が比較的低いものを使用した。
【００１７】
また、前群のレンズには上述したような硝材を使用し、ペッツバール和および色収差の補正に配慮しながら、第２レンズと第３レンズの空気間隔を、第２レンズの像面側の面に対して第３レンズの物体側の面の曲率がより強い正の空気レンズとして作用させ、高次の球面収差を発生させることにより、前群における球面収差の発生を極めて小さいものとするとともに、軸外におけるサジタル方向のコマ収差の発生を抑えることができた。
【００１８】
また、後群のレンズには、その最も物体側に配設された第４レンズの硝材として、比較的屈折率が高くかつアッベ数が小さいものを使用し、第５レンズの硝材として、第４レンズと比較して屈折率が高くかつアッベ数が大きいものを使用し、第４レンズと第５レンズの空気間隔を、第４レンズの像面側の面に対して第５レンズの物体側の面の曲率がより強い負の空気レンズとして作用させ、高次の球面収差の発生を抑えながら像面湾曲や特に非点隔差の是正に役立てることができた。
【００１９】
また、第６レンズにおいて、第５レンズと同様に屈折率が高くかつアッベ数が大きい硝材を使用し、後群全体における色収差、像面特性などを良好なものとした。
【００２０】
このようにして、所期のレンズ形状を備えた上で各レンズに対して上述した硝材を使用し、絞りに対して、物体側に配設した前群と像面側に配設した後群をほぼ対称的に配設し、ガウス型レンズの特徴である色収差や歪曲収差等を最少化することを可能とするとともに、第２レンズと第３レンズの空気間隔を利用した正の空気レンズにより球面収差とサジタル方向を含めたコマ収差を極小化し、第４レンズと第５レンズの空気間隔を利用した負の空気レンズにより像面特性を最良化し、上記各条件式を満足することにより、光軸付近から軸外周辺画角まで像面が平坦で高性能であり、かつ製造適正が良好で大量生産が可能なガウス型写真レンズとすることができた。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るガウス型写真レンズを実施例１〜４を用いて説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態（実施例１に対応させたものを代表的に示す）に係るガウス型写真レンズのレンズ基本構成図である。
本発明に係るガウス型写真レンズは、図１に示すように、物体側から順に、前群Ｉ、絞り２および後群IIを配設してなり、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面１の結像位置Ｐに結像される。
【００２３】
上記前群Ｉは、物体側から順に、それぞれ物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズＬ１および第２レンズＬ２、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有する第３レンズＬ３を配設してなる。
【００２４】
また、上記後群IIは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有する第４レンズＬ４、それぞれ像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第５レンズＬ５および第６レンズＬ６を配設してなる。
【００２５】
また、これらのレンズは、以下の条件式（１）〜（１１）を満足する。
２．６ ＜（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）＜ ４．３ ・・・ （１）
１．０ ＜ Ｒ４／ｆ ＜ ２．３ ・・・ （２）
１．０ ＜ Ｒ４／Ｒ５ ＜ １．３ ・・・ （３）
−３．５ ＜ Ｒ１０／ｆ ＜ −１．４ ・・・ （４）
１．１ ＜ Ｒ９／Ｒ１０ ＜ １．６ ・・・ （５）
０．００１ ＜（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ ＜ ０．０１７ ・・・ （６）
０．２２ ＜ Ｄ６〜７／ｆ ＜ ０．３０ ・・・ （７）
０．１８ ＜ Ｄ8 〜 12／ｆ ＜ ０．２５ ・・・ （８）
１２．０ ＜ν２−ν１＜２５．０ ・・・ （９）
１８．０ ＜ν２−ν３＜３０．０ ・・・ （１０）
３５．０ ＜ ν３ ＜４５．０ ・・・ （１１）
ただし、
Ｎ１ ：第１レンズの屈折率
Ｎ２ ：第２レンズの屈折率
Ｎ３ ：第３レンズの屈折率
Ｒ４ ：第２レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｒ９ ：第４レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｄ４ ：第２レンズと第３レンズの面間隔
Ｄ６〜７：第３レンズと第４レンズの面間隔
Ｄ９ ：第４レンズと第５レンズの面間隔
Ｄ8 〜 12：第４レンズにおける物体側の面から第６レンズにおける像面側の面までの光軸上の距離
ν１ ：第１レンズの硝材のアッベ数
ν２ ：第２レンズの硝材のアッベ数
ν３ ：第３レンズの硝材のアッベ数
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００２６】
次に、上記各条件式の意義について説明する。
上記条件式（１）は、前群Ｉを構成する各レンズにおいて硝材を選択する際に必要な各レンズの屈折率Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の値を規定するための条件式である。
【００２７】
すなわち、第１レンズＬ１は、球面収差の発生が極力小さくかつ像面湾曲が小さくなるような正のメニスカス形状とし、硝材には屈折率が高いガラス材料を選択した。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、互いに対向する面が強い曲率とならないような硝材とする必要があるので、第２レンズＬ２の硝材として屈折率の低いものを、第３レンズＬ３の硝材としてアッベ数がやや大きくかつ屈折率が比較的低いもの使用して、ペッツバール和および色収差等の補正に配慮しながら、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔Ｄ４により適度の高次の球面収差を発生させ、レンズ全系における球面収差の発生を極めて小さいものとした。
【００２８】
この条件式（１）において、（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）の値が下限を下回ると、第２レンズＬ２に対する第１レンズＬ１の屈折率差が小さくなるか、あるいは第３レンズＬ３に対する第２レンズＬ２の屈折率差が大きくなるので、以下の問題が生じる。
【００２９】
すなわち、第１レンズＬ１の屈折率が小さくなるために、球面収差や像面湾曲が増大してしまう。また、第２レンズＬ２の屈折率が大きくなるとともに第３レンズＬ３の屈折率も大きくなるために、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面で構成される空気レンズが色消し条件等で負の屈折力を持つようになる。このため、適度の高次の球面収差を発生させることができなくなり、レンズ全系における球面収差や軸外のサジタル方向のコマ収差が増大する。
【００３０】
一方、条件式（１）において（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）の値が上限を上回ると、第２レンズＬ２に対する第１レンズＬ１の屈折率差が大きくなるか、あるいは第３レンズＬ３に対する第２レンズＬ２の屈折率差が小さくなるので、次の問題が生じる。
【００３１】
すなわち、第１レンズＬ１の屈折率を大きくするために、硝材費が上昇したり、硬くて加工しづらいレンズとなってしまう。また、第２レンズＬ２の屈折率が小さくなるとともに第３レンズＬ３の屈折率も小さくなるので、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の曲率半径が小さくなり過ぎて、色消しを行うことが困難になるとともに収差が発生してしまう。
【００３２】
上記条件式（２）は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３を分離させたことにより生じる製造上の問題点を解決するための条件式である。
この条件式（２）において、Ｒ４／ｆの値が下限を下回ると、第２レンズＬ２の像面側の面の曲率半径Ｒ４が小さくなり、これに伴って第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径Ｒ５も小さくなり、収差が発生しやすくなるとともに、コマ収差等が劣化してレンズ性能が低下してしまう。
【００３３】
一方、条件式（２）において、Ｒ４／ｆの値が上限を上回ると、製造上の問題はより軽減されるものの、屈折力をある程度大きく維持する必要があるため、第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径Ｒ４が大きくなり、これに伴って第３レンズＬ３の像面側の面の曲率半径Ｒ５も大きくなって、球面収差等は良好となるものの、像面湾曲等が劣化してしまう。これに対して、第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径Ｒ４および第３レンズＬ３の像面側の面の曲率半径Ｒ５を大きくせずに、屈折力をある程度大きく維持するためには、硝材費が上昇したり、硬くて加工しづらいレンズとなってしまう。
【００３４】
上記条件式（３）は、上記条件式（２）の範囲内で、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の空気間隔Ｄ４により構成される空気レンズが、適度の高次球面を発生させることにより、レンズ全系における球面収差や軸外のサジタル方向のコマ収差等の諸収差をバランス良く補正するための条件式である。
【００３５】
この条件式（３）において、Ｒ４／Ｒ５の値が下限を下回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の空気間隔Ｄ４により構成される空気レンズの正の屈折力が小さくなり過ぎて、高次の球面収差を発生させるには不十分となり、レンズ性能を高めることができない。
【００３６】
一方、条件式（３）において、Ｒ４／Ｒ５の値が上限を上回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面の空気間隔Ｄ４により構成される空気レンズの正の屈折力が大きくなり過ぎて、高次の球面収差の発生が過度となり、コマ収差等の劣化を招いたり、偏芯感度が厳しくなり、レンズの製造が難しくなってしまう。
【００３７】
上記条件式（４）および条件式（５）は、後群IIにおける第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の互いに対向する面の曲率半径Ｒ９およびＲ１０の値に基づいて、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の互いに対向する面の空気間隔Ｄ９により構成される空気レンズの屈折力を規定することにより、主として像面特性を良好に維持するための条件式である。
【００３８】
この条件式（４）において、Ｒ１０／ｆの値が下限を下回ると、第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径Ｒ１０が負方向に大きくなるとともに、全系の焦点距離等の諸条件を一定に保つために第４レンズＬ４の像面側の面の曲率半径Ｒ９も負方向に大きくなって、ペッツバール和を小さくして像面特性を良好とすることができるものの、球面収差との間でアンバランスを生じたり、色収差を劣化させてしまう。これに対して、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の硝材を変更することも可能であるが、各々の屈折率を変更することが必要となり、硝材費が上昇したり、硬くて加工しづらいレンズとなってしまう。
【００３９】
一方、条件式（４）において、Ｒ１０／ｆの値が上限を上回ると、第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径Ｒ１０が負方向に小さくなるに従って第４レンズＬ４の像面側の面の曲率半径Ｒ９も負方向に小さくなって、像面特性を悪化させてしまう。
【００４０】
上記条件式（５）は、上記条件式（４）の範囲内で、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の互いに対向する面の空気間隔Ｄ９で構成される空気レンズに対して、わずかな正の屈折力を持たせることにより、タンジェンシャル方向とサジタル方向との非点隔差をなくして良好な軸外性能を得るための条件式である。
【００４１】
この条件式（５）において、Ｒ９／Ｒ１０の値が下限を下回ると、タンジェンシャル方向の像面倒れがサジタル方向の像面倒れよりも大きくなって非点隔差が大きくなってしまう。
【００４２】
一方、条件式（５）において、Ｒ９／Ｒ１０の値が上限を上回ると、タンジェンシャル方向の像面がサジタル方向の像面に比べてオーバー方向に大きくなり、逆の非点隔差が大きくなってしまう。
【００４３】
上記条件式（６）〜（８）は、各レンズの配置条件を規定することにより、コストを含めた製造の適正化をさらに推し進めるための条件式であり、これらの条件式を満足することにより、鏡胴上のメカ部品の点数削減や接合面を分離したことによる製造上の問題を解決することができる。
【００４４】
上記条件式（６）は、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔Ｄ４を狭めることにより、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の空気間隔Ｄ４において１枚のマイラー板を挟むだけで十分な間隔精度を引き出すことができるとともに、間隔環のような金属加工部品を必要としないのでコスト的にも有利となる。また、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の空気間隔Ｄ９の間隔を狭めることにより、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５をエッジコンタクトとすることができ、メカ部品を削減することができるとともに、間隔精度を向上させることができる。
【００４５】
この条件式（６）において、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆの値が下限を下回ると、空気間隔Ｄ４およびＤ９が小さくなり過ぎて、対向する面の間でニュートン干渉縞を発生させたり、マイラー板が薄くなり過ぎて組立が難しくなる。
【００４６】
一方、条件式（６）において、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆの値が上限を上回ると、マイラー板を使用することができずに間隔環を使用せざるを得なくなったり、エッジコンタクトにおける当り径が大きくなるため、レンズ有効径以上の無駄なレンズ外径が必要となってコストが上昇する。
【００４７】
ところで、接合面を分離することにより増透コートが２面増加したり、メカ部品点数が増えたりしてコストが上昇する場合もある。しかしながら、接合工程もかなりの時間と作業を必要とするため、同レベルの接合コストが生じて、接合レンズがコスト的に有利であるとはいえない。
【００４８】
上記条件式（７）は、前群Ｉと後群IIの空気間隔Ｄ６〜７に関する条件式である。
この条件式（７）において、Ｄ６〜７／ｆの値が下限を下回ると、前群Ｉおよび後群IIにおける周辺光量が増加するものの、軸外中間画角におけるサジタル方向の過剰なコマ収差をカットすることができずにコントラストが低下する。また、レンズ押さえ環をレンズ面で受けることができなくなるため、精度良くレンズを固定することができずに空気間隔Ｄ６〜７が変動し、像面湾曲のバラつきを助長してしまう。
【００４９】
一方、条件式（７）において、Ｄ６〜７／ｆの値が上限を上回ると、軸外周辺光束の光線高さが大きくなり過ぎて、周辺光量が低下したり、レンズ系の口径が大きくなり過ぎてしまう。
【００５０】
上記条件式（８）は、後群IIにおいて、最も物体側に配設された第４レンズＬ４の物体側の面から、最も物体側に配設された第６レンズＬ６の像面側の面までにおける、光軸上の距離Ｄ８〜１２に関する条件式である。
【００５１】
すなわち、一眼レフカメラ用レンズは、適度のバックフォーカスを必要とする一方、レンズ厚が大きくなり過ぎても不適当であるため、この条件式（８）により適度なバックフォーカスおよびレンズ厚となるように規定している。
【００５２】
この条件式（８）において、Ｄ８〜１２の値が式の下限を下回ると、レンズの薄肉化には有利であるものの、バックフォーカスが短くなり過ぎて一眼レフカメラ用レンズとして適さなくなる。
【００５３】
一方、条件式（８）において、Ｄ８〜１２の値が上限を上回ると、十分なバックフォーカスを得られるものの、レンズが厚くなり過ぎてコストが上昇するとともに、レンズの大型化に繋がってしまう。
【００５４】
上記条件式（９）〜（１１）は、前群Ｉを構成する第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の硝材に関するもので、コストや製造上の問題を軽減するための条件式である。特に、本発明に係るガウス型写真レンズの特徴である前群Ｉを構成する第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の屈折率の割り振りに鑑みて、各硝材を選択する意味で重要な条件式となっている。これらの条件式（９）〜（１１）を満足することにより、上記条件式（１）〜（５）を満足した上で、コストを低減するとともに、加工が比較的容易な硝材の組み合わせが可能となり、製造上の適正化を図ることができる。
【００５５】
上記条件式（９）は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の材料選択に関する条件式である。
【００５６】
この条件式（９）において、ν２−ν１の値が下限を下回ると、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の硝材のアッベ数の差が小さくなリ過ぎる。このため、第１レンズＬ１の硝材のアッベ数が大きくなれば負の倍率色収差が大きくなり、第２レンズＬ２の硝材のアッベ数が小さくなれば軸上色収差が補正不足となって、倍率色収差と軸上色収差とのバランスが崩れてしまう。このような問題を解決するためには、たとえ第３レンズＬ３の硝材のアッベ数を変更したとしても倍率色収差を良好に補正することは極めて困難である。このため、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００５７】
一方、条件式（９）において、ν２−ν１の値が上限を上回ると、第１レンズＬ１の硝材のアッベ数が小さくなれば正の倍率色収差が大きくなり、第２レンズＬ２の硝材のアッベ数が大きくなれば軸上色収差が補正過剰となり過ぎる。このような問題を解決するためには、上述したように、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００５８】
上記条件式（１０）は、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の材料選択に関する条件式である。
この条件式（１０）において、ν２−ν３の値が下限を下回ると、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の硝材のアッベ数の差が小さくなり過ぎる。このため、軸上色収差が補正不足となって十分な色消しを行うことができず、たとえ第１レンズＬ１の硝材のアッベ数により補正したとしても、倍率色収差の変化が大きすぎて補正しきれない。このため、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００５９】
一方、条件式（１０）において、ν２−ν３の値が上限を上回ると、軸上色収差が大きくなり過ぎてしまい、これを補正しようとすると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の互いに対向する面において収差補正を行わなければならず、上記条件式（２）の範囲から外れてしまう。
【００６０】
上記条件式（１１）は、第３レンズＬ３の硝材のアッベ数に関して使用する硝材を制限するための条件式である。
この条件式（１１）において、ν３の値が下限および上限を超えると、軸上色収差の補正が過剰あるいは不足となって、バランス良く軸上色収差を補正することができない。このため、第２レンズＬ２の硝材のアッベ数をより小さいものとしたり、あるいはより大きいものとしなくてはならず、上記条件式（１）〜（５）を満足した上で前群Ｉにおける第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の硝材を選択することが困難となる。
【００６１】
以下、実施例１〜４の各々について具体的数値を用いて説明する。
【００６２】
＜実施例１＞
実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表１に示す。
ただし、この表１および後述する表２〜４において、各記号Ｒ，Ｄ，Ｎｄ，νｄに対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
【００６３】
また、表１の中段に、この実施例１におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表１の下段に、この実施例１における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００６４】
【表１】
上記表１から明らかなように、実施例１では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００６６】
＜実施例２＞
実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表２に示す。
【００６７】
また、表２の中段に、この実施例２におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表２の下段に、この実施例２における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００６８】
【表２】
上記表２から明らかなように、実施例２では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００７０】
＜実施例３＞
実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表３に示す。
【００７１】
また、表３の中段に、この実施例３におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表３の下段に、この実施例３における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００７２】
【表３】
上記表３から明らかなように、実施例３では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００７４】
＜実施例４＞
実施例４における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを下記表４に示す。
【００７５】
また、表４の中段に、この実施例４におけるレンズ系全体の合成焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦＮｏ、画角２ωの値を示す。
さらに、表４の下段に、この実施例４における上記条件式（１）〜（１１）に関する（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）、Ｒ４／ｆ、Ｒ４／Ｒ５、Ｒ１０／ｆ、Ｒ９／Ｒ１０、（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ、Ｄ６〜７／ｆ、Ｄ８〜１２／ｆ、ν２−ν１、ν２−ν３、ν３の各値を示す。
【００７６】
【表４】
上記表４から明らかなように、実施例４では条件式（１）〜（１１）の全てが満足されている。
【００７８】
また、実施例１〜４における各収差（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）を図２〜５に示す。なお、各球面収差の収差図には正弦条件を併せて示し、各像面湾曲の収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における収差が示されている。
これら図２〜５から明らかなように、上述した各実施例によれば、諸収差を全て良好なものとすることができる。
【００７９】
なお、本発明に係るガウス型写真レンズとしては、上記実施例のものに限られず種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るガウス型写真レンズは、各レンズ間に接合面をもたせずにレンズ系を構成するとともに、所定の条件式を満足している。これにより、コストを含めた従来並みの製造適正を確保しつつ、接合面を分離することによる利点を最大限に生かして、中心から軸外周辺画角まで像面が平坦で高性能なレンズとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガウス型写真レンズのレンズ基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例１に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【図３】本発明の実施例２に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【図４】本発明の実施例３に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【図５】本発明の実施例４に係るレンズの各収差図（球面収差、像面湾曲、歪曲収差）
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ６ レンズ
Ｒ１〜Ｒ１３ レンズ面の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１２ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸
Ｐ 結像位置
１ 結像面
２ 絞り
Claims (3)
- 物体側から順に、前群、絞りおよび後群を配設してなり、
前記前群は、物体側から順に、それぞれ物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズおよび第２レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有する第３レンズを配設してなり、
前記後群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有する第４レンズ、それぞれ像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第５レンズおよび第６レンズを配設してなり、
前記各レンズ間に接合面をもたないガウス型写真レンズにおいて、
以下の条件式（１）〜（５）を満足するように構成されてなることを特徴とするガウス型写真レンズ。
２．６ ＜（Ｎ１−Ｎ２）／（Ｎ３−Ｎ２）＜ ４．３ ・・・ （１）
１．０ ＜ Ｒ４／ｆ ＜ ２．３ ・・・ （２）
１．０ ＜ Ｒ４／Ｒ５ ＜ １．３ ・・・ （３）
−３．５ ＜ Ｒ１０／ｆ ＜ −１．４ ・・・ （４）
１．１ ＜ Ｒ９／Ｒ１０ ＜ １．６ ・・・ （５）
ただし、
Ｎ１ ：第１レンズの屈折率
Ｎ２ ：第２レンズの屈折率
Ｎ３ ：第３レンズの屈折率
Ｒ４ ：第２レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズにおける物体側の面の曲率半径
Ｒ９ ：第４レンズにおける像面側の面の曲率半径
Ｒ１０ ：第５レンズにおける物体側の面の曲率半径
ｆ ：レンズ全系の焦点距離 - 以下の条件式（６）〜（８）を満足するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載のガウス型写真レンズ。
０．００１ ＜（Ｄ４＋Ｄ９）／ｆ ＜ ０．０１７ ・・・ （６）
０．２２ ＜ Ｄ６〜７／ｆ ＜ ０．３０ ・・・ （７）
０．１８ ＜ Ｄ8 〜 12／ｆ ＜ ０．２５ ・・・ （８）
ただし、
Ｄ４ ：第２レンズと第３レンズの面間隔
Ｄ６〜７ ：第３レンズと第４レンズの面間隔
Ｄ９ ：第４レンズと第５レンズの面間隔
Ｄ8 〜 12 ：第４レンズにおける物体側の面から第６レンズにおける像面側の面までの光軸上の距離
ｆ ：レンズ全系の焦点距離 - 以下の条件式（９）〜（１１）を満足するように構成されてなることを特徴とする請求項２記載のガウス型写真レンズ。
１２．０ ＜ν２−ν１＜ ２５．０ ・・・ （９）
１８．０ ＜ν２−ν３＜ ３０．０ ・・・ （１０）
３５．０ ＜ ν３ ＜ ４５．０ ・・・ （１１）
ただし、
ν１ ：第１レンズの硝材のアッベ数
ν２ ：第２レンズの硝材のアッベ数
ν３ ：第３レンズの硝材のアッベ数
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