JP4905653B2

JP4905653B2 - 中望遠レンズ系

Info

Publication number: JP4905653B2
Application number: JP2006087295A
Authority: JP
Inventors: 雅和小織
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007264172A; US7542219B2; US20070229983A1

Description

本発明は、デジタル一眼レフ（ＳＬＲ）カメラに用いられる、画角２５゜前後の中望遠レンズ系に関する。

中望遠レンズ系は、３５ミリ判フィルムフォーマット換算で焦点距離７５ｍｍから１３５ｍｍ程度と定義されることがある。その中で画角２５゜前後（同１００ｍｍ強）の中望遠レンズ系は、固定焦点距離のポートレート用として根強い需要（人気）があり、デジタルＳＬＲカメラ用として、一層の小型化薄型化が望まれている。
特開平１１-２７１６１０号公報特開２０００-３５５３４号公報特開２０００-２９２６８９号公報特開２０００-３３００１４号公報特開２００１-２８１５３５号公報

デジタルＳＬＲカメラの撮像素子サイズは一般に３５ミリ判フィルムフォーマットより小さい。しかし、デジタルＳＬＲカメラでは、従来の銀塩ＳＬＲカメラとの共用化を図るために、フランジバックを同一としている。従って、デジタルＳＬＲカメラ用の交換レンズは、銀塩ＳＬＲカメラ用のそれと比較して、画面サイズに比例して焦点距離は短くしながらフランジバックは大きく維持しなければならないという特有の解決すべき課題を有しているので、従来の設計例をそのままスケーリングして流用することはできない。また従来品は、薄型化について十分な考慮が払われているとは言えなかった。

本発明は、変形ガウスタイプであって、各レンズ（群）のパワー配置を適切に設定し、さらに適切な硝材を選択することにより、薄型で高性能なＳＬＲカメラ用中望遠レンズ系を提供することを目的とする。

本発明の中望遠レンズ系は、エルノスタータイプの小型＆球面収差・コマ収差補正と、ガウスタイプの対称性＝非点収差・歪曲収差補正の両立を達成している。すなわち、エルノスタータイプは、テレフォトにしやすく、球面収差・コマ収差の補正に有効である。その反面、レンズの対称性がなく、広い画角を持つ場合、非点収差・歪曲収差の補正には適していない。一方、ガウスタイプは対称性が良く、非点収差・歪曲収差の補正に適しているが、反面、テレフォトには適していない。

本発明の中望遠レンズ系は、両者の特徴を併せ持つものであって、その一態様では、物体側から順に、正のパワーの前群と、絞りと、正のパワーの後群とからなり、前群は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、正の第２レンズＬ２及び負の第３レンズＬ３からなり、後群は、物体側から順に、負の第４レンズＬ４と正の第５レンズＬ５の接合レンズ、及び正の第６レンズＬ６からなる中望遠レンズ系において、次の条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を満足することを特徴としている。
（１）２．０＜ｆ／ｆ₁₂＜３．０
（２）０．８＜ｆ _F ／ｆ _R ＜１．８
（３）０．５＜ｆ ₆ ／ｆ＜１．０
（４）７０×Ｎ _d6 ＋ν _d6 ＜１６２
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ₁₂；第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、
ｆ _F ；前群の焦点距離、
ｆ _R ；後群の焦点距離、
ｆ ₆ ；第６レンズの焦点距離、
Ｎ _d6 ；第６レンズのｄ線の屈折率、
ν _d6 ；第６レンズのアッベ数、
である。

本発明の中望遠レンズ系は、別の態様では、物体側から順に、正のパワーの前群と、絞りと、正のパワーの後群とからなり、前群は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、正の第２レンズＬ２及び負の第３レンズＬ３からなり、後群は、物体側から順に、負の第４レンズＬ４と正の第５レンズＬ５の接合レンズ、及び正の第６レンズＬ６からなる中望遠レンズ系において、次の条件式（２）、（３）及び（４）を満足することを特徴としている。
（２）０．８＜ｆ _F ／ｆ _R ＜１．８
（３）０．５＜ｆ ₆ ／ｆ＜１．０
（４）７０×Ｎ _d6 ＋ν _d6 ＜１６２
但し、
ｆ _F ；前群の焦点距離、
ｆ _R ；後群の焦点距離、
ｆ ₆ ；第６レンズの焦点距離、
ｆ；全系の焦点距離、
Ｎ _d6 ；第６レンズのｄ線の屈折率、
ν _d6 ；第６レンズのアッベ数、
である。

第６レンズについては次の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５）Ｎ_d6＞１．７０

第６レンズの物体側には、固定絞りを配置することが好ましい。

本発明によれば、変形ガウスタイプであって、各レンズ（群）のパワー配置を適切に設定し、さらに適切な硝材を選択することにより、薄型で高性能なＳＬＲカメラ用中望遠レンズ系を得ることができる。

本実施形態の中望遠レンズ系は、図１、図３、図５、図７及び図９の各実施例に示すように、絞りＳで分けられる物体側の正のパワーの前群１０と像側の正のパワーの後群２０からなっている。前群１０は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、正の第２レンズＬ２及び負の第３レンズＬ３からなっており、後群は、物体側から順に、負の第４レンズＬ４と正の第５レンズＬ５の接合レンズ、及び正の第６レンズＬ６からなっている。Ｉは像面を示す。

条件式（１）は、前群１０中の正の第１、第２レンズの合成パワーと全系のパワーの比に関する条件である。小型化を達成するためには、前群に強い正のパワーが必要であり、そのために、前群１０の物体側の２枚の正レンズの合成パワーを条件式（１）を満足する程度に強く設定している。第１、第２レンズの合成パワーが条件式（１）の上限を超える程強いと、球面収差・コマ収差が大きくなる。逆にこの合成パワーが条件式（１）の下限を超える程弱いと、前群中の１枚の負レンズのパワーも弱くする必要があり、結果として、球面収差・コマ収差の補正が不十分となる。より好ましくは、次の条件式（１’）を満足するのがよい。
（１’）２．２＜ｆ／ｆ₁₂＜２．６

条件式（２）は、共に正の前群と後群のパワーの比に関する条件である。条件式（２）の下限を超えて前群のパワーが強いと、球面収差・コマ収差が良好に補正できない。逆に条件式（２）の上限を超えて後群のパワーが強いと、特にサジタルのコマ収差が良好に補正できない。条件式（１）を満足する変形ガウスタイプの中望遠レンズ系においては、条件式（２）を満足することが好ましい。一方、条件式（２）を満足する変形ガウスタイプの中望遠レンズ系においては、必ずしも条件式（１）を満足しなくても一定の効果を得ることができる。

条件式（３）、（４）、（５）は、後群中（全系）の最終レンズに関する条件である。変形ガウスタイプの中望遠レンズ系において、色収差の補正のためには、前群中の正レンズにアッベ数の大きい硝材を使うことが好ましい。しかし、アッベ数の大きい硝材は屈折率が低く、球面収差・コマ収差の補正が困難になる。逆に球面収差・コマ収差の補正のためには前群正レンズに屈折率の高い硝材を使うことが好ましいが、屈折率が高い硝材はアッベ数が低いため、倍率色収差が発生しやすくなる。そこで、本実施形態の中望遠レンズ系では、前群中の第１、第２正レンズに条件式（１）を満足するような比較的強いパワーを与えた上で、発生しやすくなる倍率色収差を補正するために、後群中（全系）の最終レンズの正のパワーについては条件式（３）を満足させ、硝材のアッベ数と屈折率に関しては条件式（４）、（５）を満足させている。

最終レンズのパワーが条件式（３）の上限を超える程弱いと、倍率色収差の補正が困難になり、下限を超える程強いと、軸上色収差が大きく発生する。

一方、条件式（４）と（５）は、最終レンズの硝材が満足すべきアッベ数（ν）と屈折率（Ｎｄ）の範囲を規定している。条件式（４）で規定する条件は、図１１に示す硝材分布線図において、直線Ｙより右側に属するアッベ数の硝材を意味している。また、条件式（５）で規定する条件は、図１１において直線Ｘよりも上の領域に属する屈折率の硝材を意味している。本中望遠レンズにおける条件式（４）と（５）の優先順位は、条件式（４）、（５）の順であり、第一に直線Ｙの右側の領域に属する硝材、第二に直線Ｘの上側の領域に属する硝材を用いることが好ましい。

最終レンズの物体側（第５レンズと第６レンズの間）には、固定絞りを配置し、軸外の不要光束を効果的にカットすることが望ましい。

次に具体的な実施例を示す。以下の実施例はいずれも、デジタルＳＬＲカメラ用である。諸収差図及び表中、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、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、Ｗは半画角（゜）、FNO.はＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、fB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。

図１は本発明の中望遠レンズ系の第１実施例のレンズ構成を示し、図２はその諸収差を示している。表１はその数値データである。正の第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸の２枚の正メニスカスレンズ（第１、第２レンズ）、及び物体側に凸の負メニスカスレンズ（第３レンズ）からなり、正の第２レンズ群は、物体側から順に、物体側から順に位置する像側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズ）と像側に凸の正メニスカスレンズ（第５レンズ）の貼合せレンズ、及び両凸正レンズ（第６レンズ）からなっている。絞り（開閉絞り）Ｓは、第２レンズ群２０（第７面）の極から前方（物体側）2.779の位置にある。固定絞りは、第６レンズ（第１０面）の前方0.5の位置にある。
（表１）
FNO.= 1: 2.5
f = 67.74
W = 12.6
fB= 37.80
面No. ｒｄＮ_d ν
1 29.470 4.39 1.69799 55.5
2 112.728 0.17
3 19.182 4.08 1.68159 57.5
4 33.855 3.80
5 40.345 1.15 1.79425 25.5
6 13.258 9.34
7 -25.121 1.00 1.67648 44.0
8 -91.171 1.60 1.54354 60.1
9 -46.171 2.80
10 112.557 2.40 1.80100 35.0
11 -49.502 -

図３は本発明の中望遠レンズ系の第２実施例のレンズ構成を示し、図４はその諸収差を示している。表２はその数値データである。第４レンズが像側に両凹負レンズ、第５レンズが両凸レンズからなる点を除き、基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りは、第２レンズ群２０（第７面）の極から前方（物体側）2.709の位置にある。固定絞りは、第６レンズ（第１０面）の前方1.0の位置にある。
（表２）
FNO.= 1: 2.5
f = 68.61
W = 12.4
fB= 37.82
面No. ｒｄＮ_d ν
1 27.592 4.79 1.69800 55.4
2 128.800 0.10
3 18.864 4.35 1.70000 52.8
4 37.575 2.43
5 47.568 1.15 1.80500 27.4
6 12.953 8.56
7 -26.971 1.00 1.68621 43.1
8 467.350 2.13 1.51000 57.9
9 -43.916 3.92
10 126.347 2.30 1.74950 35.3
11 -49.633 -

図５は本発明の中望遠レンズ系の第３実施例のレンズ構成を示し、図６はその諸収差を示している。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りは、第２レンズ群２０（第７面）の極から前方（物体側）2.766の位置にある。固定絞りは、第６レンズ（第１０面）の前方1.0の位置にある。
（表３）
FNO.= 1: 2.5
f = 67.98
W = 12.6
fB= 37.82
面No. ｒｄＮ_d ν
1 29.656 4.42 1.69680 55.5
2 117.289 0.10
3 19.388 4.05 1.69680 55.5
4 33.751 3.98
5 40.398 1.16 1.78517 25.7
6 13.144 9.09
7 -24.905 1.00 1.69840 32.0
8 -132.229 1.78 1.52814 57.8
9 -42.826 2.48
10 107.827 2.63 1.75940 28.9
11 -45.857 -

図７は本発明の中望遠レンズ系の第４実施例のレンズ構成を示し、図８はその諸収差を示している。表４はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りは、第２レンズ群２０（第７面）の極から前方（物体側）2.690の位置にある。固定絞りは、第６レンズ（第１０面）の前方1.0の位置にある。
（表４）
FNO.= 1: 2.5
f = 68.02
W = 12.5
fB= 37.97
面No. ｒｄＮ_d ν
1 30.730 4.49 1.69680 55.5
2 148.000 0.10
3 19.823 3.98 1.72916 54.7
4 33.912 3.81
5 40.674 1.20 1.78472 25.7
6 13.418 7.65
7 -27.534 1.00 1.69895 30.1
8 -141.500 0.00
9 -141.500 1.98 1.51633 64.1
10 -47.175 3.85
11 129.576 2.39 1.75520 27.5
12 -49.700 -

図９は本発明の中望遠レンズ系の第５実施例のレンズ構成を示し、図１０はその諸収差を示している。表５はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りは、第２レンズ群２０（第７面）の極から前方（物体側）2.986の位置にある。本実施例では、固定絞りは設けていない。
（表５）
FNO.= 1: 2.5
f = 67.99
W = 12.6
fB= 40.98
面No. ｒｄＮ_d ν
1 30.873 4.09 1.69680 55.5
2 100.644 0.10
3 19.797 4.01 1.69680 55.5
4 31.440 3.77
5 38.718 2.14 1.79127 25.5
6 13.758 7.99
7 -24.484 1.00 1.71337 29.0
8 -73.439 1.61 1.53168 64.5
9 -43.387 0.19
10 89.343 2.63 1.77573 29.7
11 -46.180 -

各実施例の各条件式に対する値を表６に示す。
（表６）
実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５
条件式（１） 2.36 2.74 2.37 2.39 2.10
条件式（２） 1.30 0.89 1.25 1.02 1.69
条件式（３） 0.64 0.70 0.63 0.70 0.58
条件式（４） 161 158 152 150 154
条件式（５） 1.80100 1.74950 1.75940 1.75520 1.77573

表６から明らかなように、実施例１ないし５は条件式（１）〜（５）を満足しており、また諸収差図から明らかなように諸収差は比較的よく補正されている。

本発明による中望遠レンズ系の実施例１のレンズ構成図である。図１のレンズ構成の諸収差図である。本発明による中望遠レンズ系の実施例２のレンズ構成図である。図３のレンズ構成の諸収差図である。本発明による中望遠レンズ系の実施例３のレンズ構成図である。図５のレンズ構成の諸収差図である。本発明による中望遠レンズ系の実施例４のレンズ構成図である。図７のレンズ構成の諸収差図である。本発明による中望遠レンズ系の実施例５のレンズ構成図である。図９のレンズ構成の諸収差図である。本発明の中望遠レンズ系の条件式（４）及び（５）を説明する、硝材の屈折率とアッベ数の分布を示すグラフ図である。

Claims

物体側から順に、正のパワーの前群と、絞りと、正のパワーの後群とからなり、前群は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、正の第２レンズＬ２及び負の第３レンズＬ３からなり、後群は、物体側から順に、負の第４レンズＬ４と正の第５レンズＬ５の接合レンズ、及び正の第６レンズＬ６からなる中望遠レンズ系において、次の条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を満足することを特徴とする中望遠レンズ系。
（１）２．０＜ｆ／ｆ₁₂＜３．０
（２）０．８＜ｆ _F ／ｆ _R ＜１．８
（３）０．５＜ｆ ₆ ／ｆ＜１．０
（４）７０×Ｎ _d6 ＋ν _d6 ＜１６２
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ₁₂；第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、
ｆ _F ；前群の焦点距離、
ｆ _R ；後群の焦点距離、
ｆ ₆ ；第６レンズの焦点距離、
Ｎ _d6 ；第６レンズのｄ線の屈折率、
ν _d6 ；第６レンズのアッベ数。
物体側から順に、正のパワーの前群と、絞りと、正のパワーの後群とからなり、前群は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、正の第２レンズＬ２及び負の第３レンズＬ３からなり、後群は、物体側から順に、負の第４レンズＬ４と正の第５レンズＬ５の接合レンズ、及び正の第６レンズＬ６からなる中望遠レンズ系において、次の条件式（２）、（３）及び（４）を満足することを特徴とする中望遠レンズ系。
（２）０．８＜ｆ _F ／ｆ _R ＜１．８
（３）０．５＜ｆ ₆ ／ｆ＜１．０
（４）７０×Ｎ _d6 ＋ν _d6 ＜１６２
但し、
ｆ _F ；前群の焦点距離、
ｆ _R ；後群の焦点距離、
ｆ ₆ ；第６レンズの焦点距離、
ｆ；全系の焦点距離、
Ｎ _d6 ；第６レンズのｄ線の屈折率、
ν _d6 ；第６レンズのアッベ数。
請求項１または２記載の中望遠レンズ系において、次の条件式（５）を満足する中望遠レンズ系。
（５）Ｎ _d6 ＞１．７０
但し、
Ｎ _d6 ；第６レンズのｄ線の屈折率。
請求項１ないし３のいずれか１項記載の中望遠レンズ系において、第６レンズの物体側に、固定絞りを有する中望遠レンズ系。