JP4666748B2

JP4666748B2 - 撮影レンズ

Info

Publication number: JP4666748B2
Application number: JP2000342857A
Authority: JP
Inventors: 修二米山
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002148513A; US20020097994A1; US6532342B2

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、写真レンズやビデオカメラに好適な撮影レンズで、Ｆナンバーが約２．５と比較的明るく、画角２ωが２１°程度のレンズ系の内部の一部を動かしてフォーカシングする所謂インナーフォーカス式の撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
Ｆナンバーが２．８より小さく、全画角が１８°から２８°位の明るい所謂中望遠レンズでは焦点距離が比較的長いため全体が大きくなり、また明るいためレンズ径が大きくなり全体として大きく重くなりがちである。ＡＦカメラでは重たいレンズ系を動かすため駆動系に掛かる負荷が大きく合焦速度の低下を招いたりする。そこでレンズ内の一部分のみを動かしてフォーカシングする所謂インナーフォーカス式の撮影レンズが提案されている（例えば特開平４−２５５８１３号公報、特開平５−１５７９６４号公報など）。
【０００３】
これらのインナフォーカス式の撮影レンズでは、フォーカシング群の収差補正の負担を少なくし合焦動作時の収差変化を少なくするため、フォーカシング群の前のレンズ群で収差を少なくしたい。そこで、フォーカシング群の前のレンズ群を、正レンズ３枚と負レンズ１枚で構成したものが多い。また、このような明るい中望遠レンズでは比較的広い画角と小さなＦナンバーのため前玉径が大きくなりがちである。撮影レンズの前にはフィルターなどを取り付けるので前玉径が大きいと装着するアクセサリーも大きいものを用意しなければならず重さやコストが嵩んでしまう。また前玉径の大型化はレンズ全体の重量を増加し携帯性を悪くする。そこで前玉径の小さなレンズが必要になる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、Ｆナンバーが約２．５と比較的明るく、画角２ωが２１°程度の撮影レンズであって、前玉径を小さくすることができる撮影レンズを提供することを目的とする。また、本発明は、フォーカシング群の前のレンズ群の構成枚数が少ないインナーフォーカスの撮影レンズを得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群及び正の第３レンズ群からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、負の第２レンズ群を像側に動かす撮影レンズにおいて、第１レンズ群は、物体側から順に、両凸の正レンズ、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、物体側が凹面の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとの貼合わせレンズからなり、第３レンズ群は、物体側が凹面の負レンズと正レンズの貼り合せレンズと、正レンズとからなり、次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴としている。
（１）０．０２０＜ｄＸ／ｆ＜０．２００
（２）（ｎ１＋ｎ２）／２＞１．５２
（３）（ν１＋ν２）／２＞５５
但し、
ｄＸ：無限遠物体合焦時から最短撮影距離物体合焦時までの第２レンズ群の移動量、
ｆ：無限遠物体に合焦時の全系の焦点距離、
ｎ１：第１レンズのｄ線の屈折率、
ｎ２：第２レンズのｄ線の屈折率、
ν１：第１レンズのアッベ数、
ν２：第２レンズのアッベ数、
である。
【０００６】
この態様の撮影レンズはさらに、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
（４）０．５８＜ｆ１／ｆ＜０．７２
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
である。
また、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５）０．１２＜ｆ／ｆ_1-2＜０．２９
但し、
ｆ_1-2：無限遠物体に合焦時の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離、
である。
【００１０】
【発明の実施形態】
本実施形態の撮影レンズは、図１、図５、図９、図１３の各実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群１０、負の第２レンズ群２０、絞Ｓ及び正の第３レンズ群３０からなっている。正の第１レンズ群１０は、物体側から順に、両凸の正レンズ１１、両凸の正レンズ１２及び両凹の負レンズ１３の３枚構成からなっている。負の第２レンズ群２０は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し像側に移動されるフォーカシング群であり、物体側から順に、物体側が凹面の正メニスカスレンズ２１と両凹の負レンズ２２との貼合わせレンズからなっている。正の第３レンズ群３０は、物体側が凹面の負レンズ３１と正レンズ３２の貼り合せレンズと、正レンズ３３とからなっている。絞Ｓは、第２レンズ群２０の前に配置することも可能である。
【００１１】
本実施形態では、正の第１レンズ群１０を、物体側から順に、正（両凸正レンズ１１）、正（両凸正レンズ１２）、負（両凹負レンズ１３）の３枚で構成しているため、前玉径を小さくすることができる。少ないレンズ枚数で収差を補正するには、第１レンズ、第２レンズでの収差の発生を分担し小さく押さえることが好ましく、このためどちらも両凸レンズとして、主に球面収差とコマ収差の発生を小さくしている。第３レンズも両凹として前の２枚のレンズの収差を極力補正するようにしている。
【００１２】
負の第２レンズ群２０は、全体の形状が両凹となる貼り合せレンズとしている。これは必要最低限の構成である。貼り合せとして色消ししないと、フォーカシングレンズ群である負の第２レンズ群２０が動いたとき全系で色収差が発生してしまう。
【００１３】
正の第３レンズ群３０は、所謂ダブルガウス型レンズの像側の構成と同じである。これはＦナンバーの小さなレンズ系に向くタイプとして知られている。正の第３レンズ群３０をこのように豪華な構成とすることでＦナンバーを比較的小さくすることができる。
【００１４】
条件式（１）は、所謂インナーフォーカス式のレンズのフォーカスレンズ群（負の第２レンズ群２０）の移動量に関する。
条件式（１）の上限を越えてフォーカス移動量が大きくなれば、レンズ内部に移動量を確保する必要からレンズ全長の増大を招く。また移動量を増やした場合は周辺光量を確保するためレンズの径を大きくしなければならずレンズ径の小型化に反する。
条件式（１）の下限を越えてフォーカシング移動量が小さくなれば、少ない移動量で合焦するためピント感度を大きくしなければならず一般的に各群のパワーが強くなりがちで各群の収差も大きくなり収差の近距離変化が起こってしまう。
【００１５】
条件式（２）は、正の第１レンズ群１０中の正レンズの屈折率の平均を規定している。この条件式（２）は、正の第１レンズ群１０中の正レンズを２枚と比較的少ない構成とした上で収差の発生を押さえるための条件で、下限を越えると各面の曲率半径が小さくなり、面への入射角が大となるため収差の発生が大きくなり過ぎ全系の収差を保てなくなる。
【００１６】
条件式（３）は正の第１レンズ群１０中の正レンズのアッベ数の平均を規定している。
条件式（３）の下限を越えると色収差の発生が大きくなってしまう。
【００１７】
条件式（４）は、正の第１レンズ群１０の焦点距離に関するものある。
条件式（４）の下限を越えて正の第１レンズ群１０のパワーが大きくなると、正の第１レンズ群１０での収差発生が大きくなり全体の収差を小さく保てなくなり第１レンズ群を３枚という比較的少ない枚数で構成することができなくなってしまう。
条件式（４）の上限を超えて焦点距離が大きくなると、正の第１レンズ群１０での収差発生は小さくなるが色収差が大きくなり、全系の色収差も大きくなってしまう。
【００１８】
条件式（５）は、正の第１レンズ群１０と負の第２レンズ群２０の焦点距離と全系の焦点距離の比、つまり正の第３レンズ群３０の倍率を規定している。
条件式（５）の下限を越えて正の第３レンズ群３０の倍率が小さくなると、全長の増加を招いてしまう。すなわち、正の第３レンズ群３０の倍率が小さければ、比較的少ない枚数で構成している正の第１レンズ群１０、負の第２レンズ群２０の焦点距離が大きくなり、パワーが小さくてすむため収差発生が小さくなるという利点があるが、反面、全長が長くなるので好ましくない。
条件式（５）の上限を超えると正の第１レンズ群１０、負の第２レンズ群２０のパワーが強くなって収差発生が大となり、また比較的レンズ枚数の多い３枚構成の正の第３レンズ群３０でも収差発生が大きくなってしまい全系としての収差が大となってしまう。
【００１９】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、Ｗは半画角（゜）である。また、表中のＦ_NOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、ｍは横倍率、ｆ_Bはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎ_dはｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。また、以下の全ての実施例では、最短撮影距離は、１ｍ（＝８．５５ｆ）に設定されている。
【００２０】
［実施例１］
図１は実施例１の無限遠合焦時のレンズ構成を示し、図２、図３及び図４はそれぞれ、図１のレンズ構成の無限遠撮影時、撮影倍率−１／５０倍時及び最短撮影距離時の諸収差図を示している。表１はその数値データである。
【００２１】
【表１】

【００２２】
［実施例２］
図５は実施例２のレンズ構成を示し、図６、図７及び図８はそれぞれ図５のレンズ構成の無限遠撮影時、撮影倍率−１／５０倍時及び最短撮影距離時の諸収差図を示している。表２はその数値データである。
【００２３】
【表２】

【００２４】
［実施例３］
図９は実施例３のレンズ構成を示し、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ、図９のレンズ構成の無限遠撮影時、撮影倍率−１／５０倍時及び最短撮影距離時の諸収差図を示している。表３はその数値データである。
【００２５】
【表３】

【００２６】
［実施例４］
図１３は実施例４のレンズ構成を示し、図１４、図１５及び図１６はそれぞれ、図１３のレンズ構成の無限遠撮影時、撮影倍率−１／５０倍時及び最短撮影距離時の諸収差図を示している。表４はその数値データである。
【００２７】
【表４】

【００２８】
各実施例の各条件式に対する値を表５に示す。
【表５】

各実施例は各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、前玉径の小さな撮影レンズを得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮影レンズの実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の無限遠撮影時における諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の撮影倍率−１／５０倍時における諸収差図である。
【図４】図１のレンズ構成の最短距離撮影時における諸収差図である。
【図５】本発明による撮影レンズの実施例２のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の無限遠撮影時における諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の撮影倍率−１／５０倍時における諸収差図である。
【図８】図５のレンズ構成の最短距離撮影時における諸収差図である。
【図９】本発明による撮影レンズの実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の無限遠撮影時における諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の撮影倍率−１／５０倍時における諸収差図である。
【図１２】図９のレンズ構成の最短距離撮影時における諸収差図である。
【図１３】本発明による撮影レンズの実施例４のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の無限遠撮影時における諸収差図である。
【図１５】図１３のレンズ構成の撮影倍率−１／５０倍時における諸収差図である。
【図１６】図１３のレンズ構成の最短距離撮影時における諸収差図である。
【符号の説明】
１０正の第１レンズ群
２０負の第２レンズ群
３０正の第３レンズ群

Claims

物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群及び正の第３レンズ群からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、負の第２レンズ群を像側に動かす撮影レンズにおいて、第１レンズ群は、物体側から順に、両凸の正レンズ、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、物体側が凹面の正メニスカスレンズと両凹の負レンズとの貼合わせレンズからなり、第３レンズ群は、物体側が凹面の負レンズと正レンズの貼り合せレンズと、正レンズとからなり、次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴とする撮影レンズ。
（１）０．０２０＜ｄＸ／ｆ＜０．２００
（２）（ｎ１＋ｎ２）／２＞１．５２
（３）（ν１＋ν２）／２＞５５
但し、
ｄＸ：無限遠物体合焦時から最短撮影距離物体合焦時までの第２レンズ群の移動量、
ｆ：無限遠物体に合焦時の全系の焦点距離、
ｎ１：第１レンズのｄ線の屈折率、
ｎ２：第２レンズのｄ線の屈折率、
ν１：第１レンズのアッベ数、
ν２：第２レンズのアッベ数。
請求項１に記載の撮影レンズにおいて、次の条件式（４）を満足することを特徴とする撮影レンズ。
（４）０．５８＜ｆ１／ｆ＜０．７２
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦時の全系の焦点距離。
請求項１または２に記載の撮影レンズにおいて、次の条件式（５）を満足することを特徴とする撮影レンズ。
（５）０．１２＜ｆ／ｆ_1-2＜０．２９
但し、
ｆ_1-2：無限遠物体に合焦時の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離。