JP4864240B2 - レトロフォーカス型撮影レンズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば35mmカメラ、中判カメラおよびビデオカメラなどに好適なレトロフォーカス型撮影レンズに関する。また、レンズ系の一部分、特に後ろ側のレンズ群を移動させることにより合焦を行うようになされたリアフォーカス式のレトロフォーカス型撮影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、焦点距離に比べて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、レトロフォーカス型の撮影レンズが知られている。レトロフォーカス型の撮影レンズは、一般に、物体側から順に、負レンズ群および正レンズ群が配設され、主点が全レンズ系の後方になるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種のレンズは、前側に強い負の屈折力のレンズを配することによって大きな画角までの撮影ができ、周辺光量を多くすることができる。しかしながらその一方で、大きな負の歪曲収差を生じてしまうという欠点もある。
【0004】
また、レトロフォーカス型の撮影レンズは、一般に、前方に負の屈折力のレンズ群、後方に正の屈折力のレンズ群を配置した全体として非対称のレンズ構成となっているため、球面収差、コマ収差、歪曲収差および非点収差などの諸収差の発生量が多くなり、これらの諸収差をバランス良く良好に補正するのが難しいという問題点がある。さらに、レトロフォーカス型の撮影レンズにおいて、バックフォーカスを長く保ちながら撮影画角を大きくするためには、前側の負の屈折力を強めなければならない。この場合、それに伴って発生する諸収差を補正するために、レンズ構成枚数が増加する。その結果、レンズの大型化やコストアップ、撮影に有害なゴーストの発生を招いてしまうという問題点がある。
【0005】
上述の負の歪曲収差の発生を解決するためには、前側に配置された負レンズ群内の負のレンズを高屈折率とすれば良いが、高屈折率の硝材は分散が大きいため、負の倍率色収差が発生し易くなる。また、レトロフォーカス型の撮影レンズは、負の前群と正の後群との間の空気間隔を十分にとることによって、各レンズ面において軸上光線と軸外光線の入射高に明確な差を生じさせることができ、これにより収差補正の自由度が増すという要素を有している。しかしながら、前後群の明確な分離は、全系の大型化や前玉径の増大を生むことになる。
【0006】
レトロフォーカス型の広角レンズの従来例としては、例えば特公昭62−35089号および特開平9−113800号公報などに記載のものがあるが、これら公報記載のレンズは、絞りを挟んだ前後のレンズ群に関して、後側のレンズ群の収束作用が前側のレンズ群に比べて強く、負の歪曲収差を補正しきれていない。
【0007】
ところで、レトロフォーカス型の撮影レンズの合焦方法としては、レンズ系の後群を移動させるリアフォーカス式が考えられる。一般にリアフォーカス式のレンズは、レンズ系全体を繰り出す全体フォーカス方式に比べてフォーカス用レンズ群(以下、単に「フォーカス群」という。)の繰り出し量が少なく、またフォーカス群が比較的小型軽量となり、小さな駆動力でフォーカスを行うことができるため、自動焦点検出装置を有したカメラなどには好適である。しかしながら、このような利点がある反面、リアフォーカス式レンズでは、全体フォーカス方式に比べてフォーカス群を移動させたときに収差変動が多くなり、物体距離全般にわたり良好に収差補正をするのが困難になってくるという問題がある。
【0008】
リアフォーカス式のレンズの従来例としては、特開平9−11380号のほか、特開昭59−216114号および特開昭61−140910号公報に記載のものがあるが、これら公報記載のレンズは、レンズ全長やレンズ総枚数に比べてフォーカス群の比重が大きく、合焦時の駆動上好ましくない構成となっている。特に、中判カメラのように像サイズの大きいもので使用する場合は、大きさ、重さともに駆動系に対する負荷が大きくなり好ましくない。特開平5−119254号公報には、絞りの後方のみでフォーカスする例も提示されているが、フォーカス機構が複雑で、構成枚数も多い。また、駆動性を向上させる目的で、一部のレンズの移動のみでフォーカスを可能にしている例も、特開昭55−147607号および特開昭58−202414号公報などに記載されているが、これら公報記載の例では、フォーカス群単独での収差補正が足らず、フォーカス群の移動による収差変動が大きいという問題がある。
【0009】
また、上述したいずれの公報記載のレンズにおいてもレンズシャッターを使用することを考えた場合、絞り位置の周辺にレンズシャッターのための機構を配置するスペースがなく、これを確保するために絞りの前後の間隔を十分にとろうとすると、諸収差を良好に補正できないという問題がある。
【0010】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、負の歪曲収差を始めとする諸収差が良好に補正されたレトロフォーカス型撮影レンズを提供することにある。また、本発明の第2の目的は、レンズシャッターを使用するための十分な空間を有し、特に、リアフォーカス式によるフォーカス時においてもフォーカス群がレンズシャッター機構に干渉することのないよう、機構上、十分な空間を持ったレトロフォーカス型撮影レンズを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズは、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群とから構成された全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、前側第1レンズ群および後側第1レンズ群は、それぞれ、1枚以上の正レンズと2枚の負レンズとを含み、第2レンズ群は、1枚以上の正レンズと負レンズとを含み、さらに、条件式(1):−1.25<f 1a /f 1b <−0.75を満足するように構成され、第1レンズ群と第2レンズ群との間に配設された開口絞りを有し、物点位置が無限遠から至近になるにしたがって、第2レンズ群をフォーカス群として光軸上で物体側に移動させることにより、像焦点位置を一定に保つようなされたリアフォーカス機構を持ち、かつ、条件式(2):2.0<f 1 /f<6.0を満足するように構成されていることを特徴とするものである。ただし、f 1a は前側第1レンズ群の焦点距離を示し、f 1b は後側第1レンズ群の焦点距離を示し、f 1 は第1レンズ群の焦点距離を示し、fは全体の焦点距離を示す。
【0012】
前記第1の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズは、さらに、前記開口絞りと前記第2レンズ群との間に配設され、合焦に際し、第2レンズ群と共に移動し、軸外光束の上側部のコマフレアを制御する機能を有するフレアカット絞りを備えたものとすることができる。
【0013】
前記前側第1レンズ群は、物体側より順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズ、および正レンズの4枚のレンズが配設された構成、または、物体側より順に、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズ、および正レンズの3枚のレンズが配設された構成であり、かつ、条件式(3):0.35<f n /f 1a <0.65を満足するように構成されたものとすることができる。ただし、f 1a は第1レンズ群の焦点距離を示し、f n は第1レンズ群中の隣接した2枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離を示す。
【0014】
前記後側第1レンズ群は、物体側より順に、両凸の正レンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および像側に凹面を向けた負レンズが配設された構成、または、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸の正レンズ、像側に凹面を向けた負レンズが配設された構成とすることができる。このとき、物体側より2つのレンズ成分は、分離された構成であっても接合レンズの構成であってもよい。
【0015】
前記第2レンズ群は、物体側より順に、像側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、および像側に凸面を向けた正レンズが配設されて構成され、さらに、条件式(4):1.0<f 1 /f 2 <4.0を満足すると共に、分散ν 2−i (i=3または4)の1つ以上が条件式(5):60<ν 2−i を満足するように構成されたものとすることができる。ただし、f 1 は第1レンズ群の焦点距離を示し、f 2 は第2レンズ群の焦点距離を示し、ν 2−i は第2レンズ群における物体側からi番目のレンズのd線に対する分散を示す。
【0016】
また、本発明の第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズは、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群とから構成された全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、前側第1レンズ群は、2枚以上の負レンズを含み、後側第1レンズ群は、1枚の負レンズと2枚以上の正レンズとを含み、第2レンズ群は、1枚以上の正レンズと負レンズとを含んで構成されていることを基本としている。そして、さらに、上述の条件式(1)を満足するように構成されている。
【0017】
本発明の第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズは、上述の基本構成において、前側第1レンズ群が、例えば、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズで構成され、後側第1レンズ群は、物体側より順に、例えば、両凸の正レンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および像側に凸面を向けた正メニスカスレンズが配設されて構成されていることが望ましい。このとき、さらに、以下の条件式(6)を満足するように構成されていることが望ましい。
【0018】
−5.5<f5/f1a<−4.0 ……(6)
ただし、f5は、物体側より5番目のレンズの焦点距離を示し、f1aは、前側第1レンズ群の焦点距離を示す。
【0019】
また、本発明の第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズは、上述の基本構成において、物点位置が無限遠から至近になるにしたがって、第2レンズ群をフォーカス群として光軸上で物体側に移動させることにより、像焦点位置を一定に保つようなされたリアフォーカス機構を持ち、かつ、以下の条件式(2)を満足するように構成されていることが望ましい。
【0020】
2.0<f1/f<6.0 ……(2)
ただし、
f1は、第1レンズ群の焦点距離を示し、fは、全体の焦点距離を示す。
【0021】
また、本発明の第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズは、上述の基本構成において、さらに、第1レンズ群と第2レンズ群との間に配設された開口絞りと、開口絞りと第2レンズ群との間に配設され、合焦に際し、第2レンズ群と共に移動し、軸外光束の上側部のコマフレアを制御する機能を有するフレアカット絞りとを備えて構成されていることが望ましい。
【0022】
また、本発明の第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズにおいて、第2レンズ群は、物体側より順に、例えば、像側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、および像側に凸面を向けた正レンズが配設されて構成されていることが望ましい。このとき、さらに、以下の条件式(4)を満足すると共に、分散ν2−i(i=3または4)の1つ以上が条件式(5)を満足するように構成されていることが望ましい。
【0023】
1.0<f1/f2<4.0 ……(4)
60<ν2-i ……(5)
ただし、ν2-iは、第2レンズ群における物体側からi番目のレンズのd線に対する分散を示す。
【0024】
本発明の第1および第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズでは、負の歪曲収差を始めとする諸収差が良好に補正される。特に、第1の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズのように、負の前側第1レンズ群内に1枚以上の正レンズを加え、さらに、第1レンズ群よりも後ろ側にある正の第2レンズ群内に負レンズを加えていることにより、負の歪曲収差が良好に補正される。
【0025】
また、各観点によるレトロフォーカス型撮影レンズにおいて、第2レンズ群をフォーカス群としたリアフォーカス式の構成で、条件式(2)を満足することにより、フォーカス群より前方の第1レンズ群の焦点距離を比較的長くとることができ、射出光束を適度にアフォーカルに近付けることができる。これにより、フォーカス群を移動したときの収差変動が抑制される。またこのとき、フォーカス群での結像倍率が高倍になり、フォーカスの際の移動量が比較的少なくて済む。フォーカスの際の移動量が少ないことにより、絞り位置周辺にレンズシャッターを使用することを考えた場合において、フォーカス時にフォーカス群がレンズシャッター機構に干渉することのないよう、機構上、十分な空間が保たれる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ(以下、単に撮影レンズともいう。)の一構成例を示している。また、図2〜図4は、本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの他の構成例を示している。図1〜図4に示した構成例は、それぞれ、後述の第1から第4の数値実施例(図5〜図8)のレンズ構成に対応している。なお、図1〜図4において、符号Zobjで示す側が物体側、すなわち、撮影用の被写体が存在する側である。また、符号Zimgで示す側が結像側(像面側)である。3は、結像面を示す。また、図1において、符号Riは、最も物体側のレンズ面を1番目として、像面側に向かうに従い順次増加するi番目のレンズ面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目のレンズ面とi+1番目のレンズ面との光軸上の面間隔を示す。Stは、開口絞りを示し、fcは、フレアカット絞りの設置位置を示す。
【0028】
図1〜図4に示した本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ1A〜1D(以下、1A〜1Dを総称して1と記す。)は、例えば35mmカメラ、中判カメラおよびビデオカメラなどに利用されるものである。このレトロフォーカス型撮影レンズ1は、光軸Z0に沿って、物体側より順に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを備えている。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間には、開口絞りStとフレアカット絞りfcとが設けられている。
【0029】
第1レンズ群G1は、全体として正の屈折力を有している。この第1レンズ群G1は、物体側より順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群G1Aと、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群G1Bとから構成されていることを基本とする。前側第1レンズ群G1Aおよび後側第1レンズ群G1Bは、後述するように、それぞれ、1枚以上の正レンズと2枚の負レンズとを含んで構成されていることを基本とする。
【0030】
第2レンズ群G2は、全体として正の屈折力を有している。この第2レンズ群G2は、後述するように、1枚以上の正レンズと負レンズとを含んで構成されていることを基本とする。
【0031】
このレトロフォーカス型撮影レンズ1は、以下の条件式(1)を満足するように構成されている。式中、f1aは、前側第1レンズ群G1Aの焦点距離を示し、f1bは、後側第1レンズ群G1Bの焦点距離を示す。
【0032】
−1.25<f1a/f1b<−0.75 ……(1)
【0033】
このレトロフォーカス型撮影レンズ1は、第2レンズ群G2をフォーカス群としたリアフォーカス式の合焦機構(図示せず)を有している。すなわち、このレトロフォーカス型撮影レンズ1は、リアフォーカス式の合焦機構により、物点位置が無限遠から至近になるにしたがって、第2レンズ群G2を光軸Z0上で物体側に移動させ、像焦点位置を一定に保つようになされている。
【0034】
ここで、リアフォーカス式の合焦機構を採用するに当たって、以下の条件式(2)を満足していることが望ましい。ただし、式中、f1は、第1レンズ群G1の焦点距離を示し、fは、レンズ全体の焦点距離を示す。
2.0<f1/f<6.0 ……(2)
【0035】
フレアカット絞りfcは、少なくとも、開口絞りStと第2レンズ群G2との間に配設されている。開口絞りStと第2レンズ群G2との間に配設されたフレアカット絞りfcは、合焦に際し、第2レンズ群G2と共に移動し、軸外光束の上側部のコマフレアを制御する機能を有している。なお、図2〜図4に示した撮影レンズ1B〜1Dのように、第1レンズ群G1と開口絞りStとの間にもフレアカット絞りfcを配設しても良い。第1レンズ群G1と開口絞りStとの間にフレアカット絞りfcを配設することにより、軸外光束の下側部のコマフレアを制御する機能を持たせることができる。
【0036】
前側第1レンズ群G1Aは、図1に示した構成例のように、例えば、物体側より順に、正レンズ(L10)、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズ(L11,L12)、および正レンズ(L13)の4枚のレンズL10〜L13を配設した構成にすることができる。また、この前側第1レンズ群G1Aは、図2〜図4に示した撮影レンズ1B〜1Dのように、3枚のレンズ構成にすることもできる。この場合、図3および図4に示した撮影レンズ1C,1Dのように、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズ(L11,L12)、および正レンズ(L13)の3枚のレンズL11〜L13を、物体側より順に配設した構成にすることが望ましい。
【0037】
前側第1レンズ群G1Aを上述のように4枚のレンズL10〜L13または3枚のレンズL11〜L13で構成した場合、さらに、以下の条件式(3)を満足していることが望ましい。ただし、式中、f1aは、前側第1レンズ群G1Aの焦点距離を示し、fnは、前側第1レンズ群G1A中の隣接した2枚の負メニスカスレンズ(L11,L12)の合成焦点距離を示す。
0.35<fn/f1a<0.65 ……(3)
【0038】
後側第1レンズ群G1Bは、図1および図2に示した構成例のように、例えば、物体側より順に、両凸の正レンズ(L14)、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ(L15)、および像側に凹面を向けた負レンズ(L16)の3枚のレンズL14〜L16を配設した構成にすることができる。ただし、図3および図4に示した撮影レンズ1C,1Dのように、後側第1レンズ群G1Bの3枚のレンズL14〜L16を、それぞれ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸の正レンズ、像側に凹面を向けた負レンズによって構成しても良い。いずれの構成にする場合にも、後側第1レンズ群G1Bにおいて、物体側より2つのレンズ成分L14,15は、分離された構成であっても接合レンズの構成であっても良い。
【0039】
第2レンズ群G2は、例えば、物体側より順に、像側に凸面を向けた正レンズ(L21)、物体側に凹面を向けた負レンズ(L22)、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ(L23)、および像側に凸面を向けた正レンズ(L24)の4枚のレンズL21〜L24を配設した構成にすることができる。
【0040】
第2レンズ群G2を上述のように4枚のレンズL21〜L24で構成した場合、さらに、以下の条件式(4)を満足すると共に、分散ν2-i(i=3または4)の1つ以上が条件式(5)を満足するように構成されていることが望ましい。ただし、ν2-iは、第2レンズ群G2における物体側からi番目のレンズのd線に対する分散の値を示す。
【0041】
1.0<f1/f2<4.0 ……(4)
60<ν2-i ……(5)
【0042】
次に、以上のような構成のレトロフォーカス型撮影レンズ1によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【0043】
物体側から順に、負レンズ群および正レンズ群が配設された構成の一般的なレトロフォーカス型のレンズでは、その構成上、大きな負の歪曲収差が発生してしまうという特性がある。この負の歪曲収差は、前群の発散系内に正の屈折力を加え、さらに、後群の収斂系内に負の屈折力を加えることにより、補正することができる。本実施の形態では、第1レンズ群G1における発散系(前側第1レンズ群G1A)内に、1枚以上の正レンズ(L10,L13(図1)またはL13のみ(図2〜図4))を配設し、さらに、収斂系である第2レンズ群G2内に、負レンズL22を配設することにより、負の歪曲収差を補正している。
【0044】
また、本実施の形態では、前側第1レンズ群G1Aの2枚の負レンズL11,L12を、いずれも物体側に凸面を向けたメニスカス形状(図1、図3および図4)またはそれに近い形状(図2)で構成することにより、第1レンズ面への入射角の大きい軸外光束が、前側第1レンズ群G1Aを通過する際、各レンズ面において極端に大きな入射角および射出角を持たないようにしている。そして、光束の角度を光軸Z0に平行な方向へ徐々に曲げ、前側第1レンズ群G1Aの最も像側の正レンズL13に入射するようにしている。以上のことにより、前玉径を縮小しつつ、前側第1レンズ群G1Aの最も像側の正レンズL13が負の歪曲収差を軽減するために必要以上に強い屈折力を持たなくて済む。また、以上のことは、軸外光束の下側のコマ収差のフレアが増大するのを抑制することにも役立っている。また、本実施の形態では、後述するように条件式(1)などを満足することにより、所定のバックフォーカスを確保する上で有利なレンズ構成となっている。
【0045】
ところで、リアフォーカス式のレンズにおいて、無限遠から至近距離までのフォーカシングに際し良好な性能を得るためには、各群で独立して適切な収差補正がなされていることが望ましい。フォーカス群を移動したときの収差変動を少なくするためには、フォーカス群より前方の群の焦点距離を比較的長くとり、射出光束を適度にアフォーカルに近付けると良い。またこれによりフォーカス群での結像倍率も高倍になり、フォーカスの際の移動量が少なくて済む。本実施の形態では、第1レンズ群G1の焦点距離f1を比較的長くとり、射出光束を適度にアフォーカルに近付けている。本実施の形態では、後述するように、主として条件式(2)が、フォーカス群(第2レンズ群G2)の収差変動と移動量との抑制に寄与している。
【0046】
ここで、絞り位置周辺にレンズシャッターを使用することを考えた場合、フォーカス時に第2レンズ群G2の移動量が大き過ぎると、第2レンズ群G2がレンズシャッターのための機構に干渉するおそれがあるので、好ましくない。本実施の形態では、フォーカスの際の第2レンズ群G2の移動量を比較的少なく済むようにしているので、絞り位置周辺にレンズシャッターを使用した場合にも、機構上、十分な空間を持たせられる。
【0047】
フォーカシングに際し良好な性能を得るためには、フォーカス群が単独で収差補正されていることが望ましいが、フォーカス群の移動による収差変動の少ない球面収差、像面湾曲、歪曲収差およびコマ収差などについては、単独ではなく、レンズ系全体として収差補正する方が必要以上にレンズ枚数を増やすことにならず好ましい。すなわち、フォーカス群より前の第1レンズ群G1で残存した収差を、フォーカス群によって打ち消す方向に収差補正する方が良い。一方、倍率色収差については、フォーカス群とそれ以前の第1レンズ群G1とで単独に十分補正されていることが高解像を得る上で望ましい。これにより、後ろ側に配置された正の第2レンズ群G2をフォーカス群として合焦のために移動させても、色収差を始めとする各収差の変動を極力抑えることが可能になる。
【0048】
条件式(1)は、十分なバックフォーカスをとりつつ良好に収差補正を行うための条件である。条件式(1)の下限を越えて、相対的に前側第1レンズ群G1Aの負の屈折力が弱くなると、十分なバックフォーカスがとれなくなる。一方、上限を越えて前側第1レンズ群G1Aの負の屈折力が強くなり過ぎると、負の歪曲収差が補正不足となり、これにより他のレンズ群での収差補正の負担が増し、ひいては他の諸収差の補正不足を招いてしまう。
【0049】
条件式(2)は、フォーカス時の収差変動と移動量とを抑制するための条件である。条件式(2)の下限を越えて第1レンズ群G1の焦点距離f1が短くなると、フォーカス群である第2レンズ群G2の移動による収差変動が大きくなり、また、第2レンズ群G2の結像倍率が低倍になってフォーカス時の移動量が大きくなってしまうので好ましくない。一方、上限を越えて第1レンズ群G1の焦点距離f1が長くなり過ぎると、収差変動は小さく抑えられるが、第2レンズ群G2の結像倍率が高倍になり、ピント合わせに高い精度が必要となるので好ましくない。
【0050】
本実施の形態の撮影レンズ1において、好ましくは、軸上光束に影響しない範囲で、開口絞りStと第2レンズ群G2との間に軸外光束の上側のコマフレアを制御するフレアカット絞りfcを設けることが、高解像を得る上で必要となる。特に、フォーカス時に第2レンズ群G2と同時にフレアカット絞りfcを移動させることにより、至近へのフォーカスの際に増加する軸外光束の上側コマを制御し、解像力低下やフォーカス群である第2レンズ群G2の径の増大を防ぐことができる。
【0051】
上述のように軸外光束の上方コマフレアについては、開口絞りStと第2レンズ群G2との間に配置されたフレアカット絞りfcによって制御できるが、軸外光束の下方コマフレアの対策として、軸上の光束にケラレを生じない範囲で、光束の下方側のフレアを制御するフレアカット絞りを、開口絞りSt以前にも置くことが有効である(図2〜図4)。特に全画角に対し有効に作用させるためには、第1レンズ群G1と開口絞りStとの間において、開口絞りStに近い位置に下方コマフレア用のフレアカット絞りfcを設けると良い。このとき、間隔環などがこのフレアカット絞りfcを兼ねるようにしても良く、この場合には、別途フレアカット絞りfcを設けるよりもコスト上有利である。
【0052】
条件式(3)は、前側第1レンズ群G1A中の負レンズ(L11,L12)と正レンズ(L10,L13(図1)またはL13のみ(図2〜図4))の屈折力を適度な値に規制し、良好な収差補正を可能にするための条件である。条件式(3)の下限を越えて前側第1レンズ群G1A中の正レンズの屈折力が強くなり過ぎると、負の歪曲収差の補正は容易になるものの軸外光束の下方コマフレアの増大や倍率色収差の補正過剰を招いてしまう。また十分なバックフォーカスをとることが困難になる。一方、上限を越えて前側第1レンズ群G1Aの負の屈折力が強くなり過ぎると、この前側第1レンズ群G1Aにおいて負の歪曲収差を軽減できず、他のレンズ群への負担が大きくなり、ひいては他の諸収差の補正不足を招いてしまう。
【0053】
条件式(4)は、開口絞りStを挟んで前後群で収差をバランス良く補正するための条件である。条件式(4)の下限を越えると第1レンズ群G1で残存した収差を打ち消すよう同等の大きさの収差を第2レンズ群G2で持つことになるので、フォーカス移動による収差変動が大きくなってしまう。一方、上限を越えると第2レンズ群G2の諸収差を単独で良好に補正する必要があり、そのためにレンズの構成枚数が増えてしまう。
【0054】
条件式(5)は、フォーカス移動時の倍率色収差の変動を抑えるための条件であり、第2レンズ群G2中の所定のレンズ成分について、この条件を満たすようにガラス材料を選ぶことが好ましい。
【0055】
以上まとめると、本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ1によれば、上述の基本構成に、上述した望ましい構成を採用することにより、レンズ構成枚数の増加、全系の大型化や前玉径の増大およびコストアップなどの抑制を図りつつ、負の歪曲収差を始めとして諸収差をバランス良く良好に補正することができる。また、フォーカスを行う際に、レンズ全長やレンズ総枚数に比べてフォーカス群の比重を大きくすることなく、物体距離全般にわたり良好な光学性能を得ることができる。また、絞り位置周辺にレンズシャッター機構を配置するための必要十分な空間を持っている。
【0056】
このように、本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ1によれば、上述の基本構成、またはその基本構成において適宜上述した望ましい構成を採用することにより、負の歪曲収差を始めとする諸収差を良好に補正することができると共に、絞り位置周辺にレンズシャッターを使用したとしても、フォーカス時にフォーカス群がレンズシャッター機構に干渉することのないよう、機構上、十分な空間を持たせることができる。
【0057】
[実施例](実施例1〜4)
次に、本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ1の具体的な数値実施例について説明する。以下では、第1〜第4の数値実施例(実施例1〜4)についてまとめて説明する。
【0058】
図5〜図8は、それぞれ、図1〜図4に示したレトロフォーカス型撮影レンズ1A〜1Dに対応する具体的な数値実施例としてのレンズデータを示している。図5〜図8における面番号Siの欄には、各実施例の撮影レンズについて、最も物体側のレンズ面を1番目として、像面側に向かうに従い順次増加するレンズ面の番号を示す。なお、フレアカット絞りfcと開口絞りStについては、それぞれfc,stopと表記して示す。曲率半径Riの欄には、図1〜図4に示した符号Riに対応させて、物体側からi番目のレンズ面の曲率半径の値を示す。面間隔Diの欄についても、図1〜図4に示した符号Diに対応させて、物体側からi番目のレンズ面Siとi+1番目のレンズ面Si+1との光軸上の間隔を示す。曲率半径Riおよび面間隔Diの値の単位はミリメートル(mm)である。Ndjおよびνdjの欄には、それぞれ、物体側からj番目のレンズ要素のd線(波長λd=587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。
【0059】
図5〜図8には、また、全体の焦点距離f、Fナンバー(Fno)および画角2ω(ωは半画角)の値についても示す。なお、各実施例のレンズデータは、全体の焦点距離fが1.0になるようにノーマライズしてある。
【0060】
図9(A)は、各実施例について、上述の各条件式((1)〜(5))の条件に対応する値をまとめて示したものである。この図から分かるように、すべての実施例の値が、各条件式の範囲内となっている。
【0061】
図9(B)は、フォーカス時の第2レンズ群G2の移動量(フォーカシング量)を示している。なお、図9(B)には、後述する第2の実施の形態に関する実施例(実施例5)でのフォーカシング量についても併せて示す。物点位置を無限遠から至近にするときには、図9(B)に示した値だけ、第2レンズ群G2を光軸上で物体側に移動させることになる。なお、図9(B)に示したフォーカシング量は、レンズデータと同様、焦点距離fを1.0にノーマライズしたときの値を示す。図9(B)から分かるように、各実施例の撮影レンズについて、フォーカシング量が少ないので、無限遠から至近へのフォーカス時においてもレンズシャッターのための機構に干渉するおそれが少なく、絞り位置周辺にレンズシャッターのための機構を配置するための十分な空間を有したレンズであるといえる。
【0062】
図10〜図17は、各実施例のレンズについての諸収差を示している。より詳しくは、図10、図12、図14および図16において、(A)は球面収差を示し、(B)は非点収差を示し、(C)はディストーション(歪曲収差)を示し、(D)は倍率色収差を示している。図10、図12、図14および図16の(B)において、実線はサジタル像面に対する収差を示し、破線はタンジェンシャル(メリジオナル)像面に対する収差を示している。図11、図13、図15および図17は、コマ収差を示し、より詳しくは、これらの図において(A)〜(D)は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、(E)〜(G)は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図10〜図17の各収差図において、特に波長を明記していないものは、e線に対する収差を示す。なお、g線、e線、C線の波長は、それぞれ、435.8nm,546.1nm,656.3nmである。
【0063】
以上のように、すべての実施例について、諸収差を良好に補正し、また、レンズシャッターを使用するために必要十分な空間を持たせることができた。
【0064】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上記第1の実施の形態における構成要素と光学的な作用上、実質的に同一位置に配設されたレンズ構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0065】
図18は、本発明の第2の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの一構成例を示すものであり、後述の数値実施例のレンズ構成に対応している。本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ2は、図1〜図4に示した上記第1の実施の形態に係る撮影レンズ1と同様に、物体側より順に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを備えて構成されている。第1レンズ群G1は、図1〜図4に示した構成例と同様に、物体側より順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群G1Aと、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群G1Bとから構成され、全体として正の屈折力を有して構成されていることを基本とする。
【0066】
本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ2が、図1〜図4に示した構成例と大きく異なるのは、前側第1レンズ群G1Aと後側第1レンズ群G1Bの個々の構成部分である。本実施の形態における前側第1レンズ群G1Aは、2枚以上の負レンズを含んで構成されていることを基本とする。より具体的には、図18に示したように、例えば、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズL11,L12で構成されていることが望ましい。また、本実施の形態における後側第1レンズ群G1Bは、1枚の負レンズと2枚以上の正レンズとを含んで構成されていることを基本とする。より具体的には、図18に示したように、物体側より順に、例えば、両凸の正レンズ(L14)、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ(L15)、および像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ(L16A)の3枚のレンズL14,L15,L16Aが配設されて構成されていることが望ましい。
【0067】
上述のように前側第1レンズ群G1Aを2枚の負メニスカスレンズL11,L12で構成し、かつ、後側第1レンズ群G1Bを3枚のレンズL14,L15,L16Aで構成した場合、さらに、以下の条件式(6)を満足していることが望ましい。ただし、式中、f5は、物体側より5番目のレンズ(L16A)の焦点距離を示し、f1aは、前側第1レンズ群G1Aの焦点距離を示す。
−5.5<f5/f1a<−4.0 ……(6)
【0068】
本実施の形態における第2レンズ群G2は、図1〜図4に示した構成例と同様に、1枚以上の正レンズと負レンズとを含み、全体として正の屈折力を有して構成されていることを基本とする。より具体的には、図1〜図4に示した構成例と同様に、例えば、物体側より順に、像側に凸面を向けた正レンズ(L21)、物体側に凹面を向けた負レンズ(L22)、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ(L23)、および像側に凸面を向けた正レンズ(L24)の4枚のレンズL21〜L24が配設されて構成され、さらに、上述の条件式(4),(5)を満足するように構成されていることが望ましい。
【0069】
本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ2においても、図1〜図4に示した構成例と同様、上述の条件式(1)を満足するように構成されている。また、本実施の形態においても、リアフォーカス式の合焦機構(図示せず)により、物点位置が無限遠から至近になるにしたがって、第2レンズ群G2が光軸Z0上で物体側に移動し、像焦点位置が一定に保たれるようになされ、上述の条件式(2)を満足していることが望ましい。
【0070】
フレアカット絞りfcについても、図1〜図4に示した構成例と同様、少なくとも、開口絞りStと第2レンズ群G2との間に配設されていることが望ましい。
【0071】
次に、以上のような構成のレトロフォーカス型撮影レンズ2に関する光学的作用および効果を、特に本実施の形態において特徴的な部分について説明する。
【0072】
本実施の形態の撮影レンズ2は、図1〜図4の撮影レンズ1における前側第1レンズ群G1Aの凸レンズ(L10,L13(図1)またはL13(図2〜図4))の作用を、後側第1レンズ群G1Bの最も像側の正メニスカスレンズL16Aに持たせることにより、図1〜図4の撮影レンズ1に比べて構成を簡素化したものである。本実施の形態の撮影レンズ2では、正メニスカスレンズL16Aを像側に凸面が向くように配置し、軸外光線を大きな角度でこの正メニスカスレンズ面に入射出させることにより、負の歪曲収差を良好に補正している。
【0073】
条件式(6)は、第1レンズ群G1での諸収差を適度に補正するための条件である。条件式(6)の下限を越えて前側第1レンズ群G1Aの負の屈折力が強くなり過ぎると十分なバックフォーカスをとれるが、負の歪曲収差が増大してしまう。一方、上限を越えて、第1レンズ群G1における物体側より5番目のレンズL16Aの正の屈折力が強くなり過ぎると、負の歪曲収差の補正は容易になるものの、軸外光束の下方コマフレアの増大や倍率色収差の補正過剰を招いてしまう。
【0074】
このように、本実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズ2によれば、上述の基本構成に、上述した望ましい構成を採用することにより、図1〜図4の撮影レンズ1に比べて構成を簡素化しつつ、撮影レンズ1とほぼ同様の光学性能を得ることができる。
【0075】
[実施例](実施例5)
次に、本実施の形態のレトロフォーカス型撮影レンズ2の具体的な数値実施例について説明する。
【0076】
図19は、図18に示したレトロフォーカス型撮影レンズ2の具体的な数値実施例(実施例5)としてのレンズデータを示している。図19における各数値の示す意味は、上記実施例1〜4のレンズデータ(図5〜図8)と同様である。
【0077】
図20(A)は、本実施例について、上述の各条件式((1),(2)および(4)〜(6))の条件に対応する値をまとめて示したものである。ここに示したように、本実施例では、すべての値が各条件式の範囲内となっている。
【0078】
本実施例における第2レンズ群G2の移動量(フォーカシング量)は、前述したように図9(B)に示したとおりである。本実施例の撮影レンズについても、フォーカシング量が少ないので、無限遠から至近へのフォーカス時においてレンズシャッターのための機構に干渉するおそれが少なく、絞り位置周辺にレンズシャッターのための機構を配置するための十分な空間を有したレンズであるといえる。
【0079】
図21および図22は、本実施例のレンズについての諸収差を示している。より詳しくは、図21において、(A)は球面収差を示し、(B)は非点収差を示し、(C)はディストーションを示し、(D)は倍率色収差を示している。図22の(A)〜(D)は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差、(E)〜(G)は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。
【0080】
以上のように、本実施例についても、諸収差を良好に補正し、また、レンズシャッターを使用するために必要十分な空間を持たせることができた。
【0081】
なお、本発明は、上記各実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径R、面間隔D、屈折率Nおよびアッベ数νの値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【0082】
【発明の効果】
以上説明したように、第1の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズによれば、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群とから構成された全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、前側第1レンズ群および後側第1レンズ群を、それぞれ、1枚以上の正レンズと2枚の負レンズとを含んで構成し、第2レンズ群を、1枚以上の正レンズと負レンズとを含んで構成し、さらに、前側第1レンズ群の焦点距離と後側第1レンズ群の焦点距離とに関して、所定の条件式(1)を満足するようにしたので、諸収差を良好に補正することができる。特に、負の前側第1レンズ群内に1枚以上の正レンズを加え、さらに、第1レンズ群よりも後ろ側にある正の第2レンズ群内に負レンズを加えていることにより、負の歪曲収差を良好に補正することができる。
【0083】
また、第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズによれば、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群とから構成された全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、前側第1レンズ群を、2枚以上の負レンズを含んで構成し、後側第1レンズ群を、1枚の負レンズと2枚以上の正レンズとを含んで構成し、第2レンズ群を、1枚以上の正レンズと負レンズとを含んで構成し、さらに、前側第1レンズ群の焦点距離と後側第1レンズ群の焦点距離とに関して、所定の条件式(1)を満足するようにしたので、負の歪曲収差をはじめとして諸収差を良好に補正することができる。
【0084】
第1および第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズによれば、物点位置が無限遠から至近になるにしたがって、第2レンズ群をフォーカス群として光軸上で物体側に移動させることにより、像焦点位置を一定に保つようなされたリアフォーカス機構を持ち、かつ、第1レンズ群の焦点距離と全体の焦点距離とに関して、所定の条件式(2)を満足するように構成することにより、フォーカス時の収差変動と移動量とを抑制することができる。これにより、レンズシャッターを使用するための十分な空間を有し、リアフォーカス式によるフォーカス時においてもフォーカス群がレンズシャッター機構に干渉することのないよう、機構上、十分な空間を持たせることができる。
【0085】
また、第1および第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズによれば、開口絞りと第2レンズ群との間に配設され、合焦に際し、第2レンズ群と共に移動し、軸外光束の上側部のコマフレアを制御する機能を有するフレアカット絞りを備えるように構成することにより、至近へのフォーカスの際に増加する軸外光束の上側コマを制御し、解像力低下やフォーカス群である第2レンズ群の径の増大を防ぐことができる。
【0086】
さらに、第1および第2の観点によるレトロフォーカス型撮影レンズによれば、特に、第2レンズ群における物体側からi番目のレンズの分散ν2−iに関して、所定の条件式(5)を満足するように構成することにより、フォーカス移動時の倍率色収差の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの一構成例を示すものであり、第1の数値実施例に対応する断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第2の数値実施例に対応する断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第3の数値実施例に対応する断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第4の数値実施例に対応する断面図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの第1の数値実施例(実施例1)としてのレンズデータを示す説明図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの第2の数値実施例(実施例2)としてのレンズデータを示す説明図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの第3の数値実施例(実施例3)としてのレンズデータを示す説明図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの第4の数値実施例(実施例4)としてのレンズデータを示す説明図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態における各実施例のレトロフォーカス型撮影レンズが満たす条件値およびフォーカシング量について示す説明図である。
【図10】実施例1のレトロフォーカス型撮影レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図11】実施例1のレトロフォーカス型撮影レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。
【図12】実施例2のレトロフォーカス型撮影レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図13】実施例2のレトロフォーカス型撮影レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。
【図14】実施例3のレトロフォーカス型撮影レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図15】実施例3のレトロフォーカス型撮影レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。
【図16】実施例4のレトロフォーカス型撮影レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図17】実施例4のレトロフォーカス型撮影レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。
【図18】本発明の第2の実施の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの一構成例を示すものであり、第5の数値実施例に対応する断面図である。
【図19】本発明の第2の形態に係るレトロフォーカス型撮影レンズの第1の数値実施例(実施例5)としてのレンズデータを示す説明図である。
【図20】本発明の第2の実施の形態における実施例のレトロフォーカス型撮影レンズが満たす条件値について示す説明図である。
【図21】実施例5のレトロフォーカス型撮影レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【図22】実施例5のレトロフォーカス型撮影レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。
【符号の説明】
fc…フレアカット絞り、G1…第1レンズ群、G1A…前側第1レンズ群、G1B…後側第1レンズ群、G2…第2レンズ群、Z0…光軸、St…開口絞り、1(1A〜1D),2…レトロフォーカス型撮影レンズ、3…結像面。
Claims (6)
- 物体側から順に、全体として負の屈折力を有する前側第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する後側第1レンズ群とから構成された全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、
前記前側第1レンズ群および前記後側第1レンズ群は、それぞれ、1枚以上の正レンズと2枚の負レンズとを含み、
前記第2レンズ群は、1枚以上の正レンズと負レンズとを含み、さらに、以下の条件式(1)を満足するように構成され、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に配設された開口絞りを有し、
物点位置が無限遠から至近になるにしたがって、前記第2レンズ群をフォーカス群として光軸上で物体側に移動させることにより、像焦点位置を一定に保つようなされたリアフォーカス機構を持ち、かつ、以下の条件式(2)を満足するように構成されていることを特徴とするレトロフォーカス型撮影レンズ。
−1.25<f1a/f1b<−0.75 ……(1)
2.0<f 1 /f<6.0 ……(2)
ただし、
f1aは、前側第1レンズ群の焦点距離であり、f1bは、後側第1レンズ群の焦点距離であり、f 1 は、第1レンズ群の焦点距離であり、fは、全体の焦点距離。 - さらに、前記開口絞りと前記第2レンズ群との間に配設され、合焦に際し、前記第2レンズ群と共に移動し、軸外光束の上側部のコマフレアを制御する機能を有するフレアカット絞りを備えたことを特徴とする請求項1記載のレトロフォーカス型撮影レンズ。
- 前記前側第1レンズ群は、物体側より順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズ、および正レンズの4枚のレンズが配設された構成、または、物体側より順に、物体側に凸面を向けた2枚の負メニスカスレンズ、および正レンズの3枚のレンズが配設された構成であり、かつ、以下の条件式(3)を満足するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のレトロフォーカス型撮影レンズ。
0.35<fn/f1a<0.65 ……(3)
ただし、
f1aは、前側第1レンズ群の焦点距離であり、fnは、前側第1レンズ群中の隣接した2枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離。 - 前記後側第1レンズ群は、物体側より順に、両凸の正レンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および像側に凹面を向けた負レンズが配設されて構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のレトロフォーカス型撮影レンズ。
- 前記後側第1レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸の正レンズ、像側に凹面を向けた負レンズが配設されて構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のレトロフォーカス型撮影レンズ。
- 前記第2レンズ群は、物体側より順に、像側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、および像側に凸面を向けた正レンズが配設されて構成され、
さらに、以下の条件式(4)を満足すると共に、分散ν2-i(i=3または4)の1つ以上が条件式(5)を満足するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のレトロフォーカス型撮影レンズ。
1.0<f1/f2<4.0 ……(4)
60<ν2−i ……(5)
ただし、
f1は、第1レンズ群の焦点距離であり、f2は、第2レンズ群の焦点距離。ν2−iは、第2レンズ群における物体側からi番目のレンズのd線に対する分散。
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