JP4921841B2

JP4921841B2 - 広角レンズ系

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Publication number: JP4921841B2
Application number: JP2006120143A
Authority: JP
Inventors: 浩司加藤
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-04-25
Also published as: JP2007292977A

Description

本発明は、中判カメラ用として好適な広角レンズ系に関する。

焦点距離に対して比較的長いバックフォーカスを必要とする一眼レフカメラ用の広角レンズ系としては、負のパワーを物体寄りに配置したレトロフォーカス型が広く用いられており、そのパワー配置、レンズ構成、寸法構成等について各種の提案がなされている。
特開平４-１９１７１５号公報特開平７-２６１０７６号公報

本発明は、レトロフォーカス型の広角レンズ系であって、諸収差、特に球面収差、歪曲収差、色収差が良好に補正された画角が８０゜前後の高性能な広角レンズ系を得ることを目的とする。

本発明の広角レンズ系は、その一態様では、物体側から順に、正又は負の前群、絞り、及び正の後群からなり、前群は軸上空気間隔が最大のところを境にして、物体側に位置する負の第１ａレンズ群と像側に位置する正の第１ｂレンズ群からなり、第１ａレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸の第１正レンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズからなる第２レンズ及び物体側に凸の負メニスカスレンズからなる第３レンズからなり、第１ｂレンズ群は、両凸の第４正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。
（１）-０．１５＜ｆ／ｆＦ＜０．２５
（２）-０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜-０．５５
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆＦ；前群の焦点距離、
ｆ１ａ；第１ａレンズ群の焦点距離、
である。

この態様の広角レンズ系では、第１ｂレンズ群の第４正レンズを、全系のレンズ中で最も軸上厚さが厚いレンズとすることが好ましい。

本発明の広角レンズ系は、別の態様では、物体側から順に、正又は負の前群、絞り、及び正の後群からなり、前群は軸上空気間隔が最大のところを境にして、物体側に位置する負の第１ａレンズ群と像側に位置する正の第１ｂレンズ群からなり、後群は、物体側から順に、正負の貼合せレンズ、両凹の負レンズ、及び２枚の正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。
（１）-０．１５＜ｆ／ｆＦ＜０．２５
（２）-０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜-０．５５
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆＦ；前群の焦点距離、
ｆ１ａ；第１ａレンズ群の焦点距離、
である。

この態様の広角レンズ系では、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５）νＲ-４＞７０
但し、
νＲ-４；後群中の物体側から４枚目の正レンズのアッベ数、
である。

本発明の広角レンズ系は、上記いずれの態様でも、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）１．１＜ｆＲ／ｆ＜１．７５
但し、
ｆＲ；後群の焦点距離、
ｆ；全系の焦点距離、
である。

本発明の広角レンズ系は、上記いずれの態様でも、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
（４）０．１＜ｄ／ｆ＜０．３５
但し、
ｄ；前群と後群の軸上空気間隔、
ｆ；全系の焦点距離、
である。

本発明によれば、レトロフォーカス型の広角レンズ系であって、諸収差、特に特に球面収差、歪曲収差、色収差が良好に補正された画角が８０゜前後の高性能な広角レンズ系を得ることができる。

本実施形態の広角レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９及び図１１の各実施例に示すように、物体側から順に、絞りＳで分けられる正又は負の前群１０と正の後群２０を有している。前群１０は、正負いずれのパワーも可能であり、物体側から順に、空気間隔最大のところで分けられる負の第１ａレンズ群１１と正の第１ｂレンズ群１２からなっている。また、全ての実施例において、第１ａレンズ群１１は、物体側から順に、物体側に凸の正レンズ（第１レンズ）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（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、第１ｂレンズ群１２は、両凸正レンズ（第４レンズ）からなっている。また、後群２０は、物体側から順に、両凸正レンズ（第５レンズ）と像側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズ）の貼合せレンズ、両凹負レンズ（第７レンズ）、像側に凸の正メニスカスレンズ（第８レンズ）、及び像側に凸の正レンズ（第９レンズ）からなっている。

レトロフォーカス型のレンズは一般に、全系の焦点距離よりも長いバックフォーカスを得るもので、そのために絞りＳに対して非対称なパワー配置をとっている。そのため、必要とするバックフォーカスを確保したままレンズ系を短くしようとすると、歪曲収差、非点収差、球面収差等の諸収差の補正が困難である。負のパワーの第１ａレンズ群は、前群での歪曲収差の発生を抑えるために、少なくとも１枚の正レンズを含む複数のレンズから構成されている。第１ａレンズ群は全体としては負のパワーを与えるので、少なくとも１枚の負レンズが含まれており、このため、非点収差、歪曲収差、色収差の補正が可能である。また、物体側に凸の正レンズを最も物体側に配置することにより、より良好に諸収差（歪曲収差）の補正を行うことができる。また、絞りＳの物体側近傍に厚みのある正レンズ（全系で最も厚い正レンズ）を配置することで歪曲収差をより良好に補正することが可能である。

正のパワーの後群に関しては、軸外収差に与える影響を小さく保ったまま全系で発生する球面収差を補正するために、負の球面収差を発生させる少なくとも１枚の負レンズを含ませている。そして、球面収差やコマ収差の発生を抑えるために、３枚の正レンズを含ませている。また、絞りＳに近い正負レンズを貼り合わせて１組の貼合せレンズとすることにより、高次の球面収差を良好に補正している。

条件式（１）は、前群のパワーに関する条件式である。条件式（１）の範囲を超えて前群のパワーが強くなると、バックフォーカスは確保できるが、このレンズ群で発生する諸収差特に歪曲収差が大きくなりすぎて補正が困難になる。この条件式（１）の上限を０．２にする（（１’）-０．１５＜ｆ／ｆＦ＜０．２）とより良好に歪曲収差を補正できる。

条件式（２）は、前群内の第１ａレンズ群のパワーに関する条件式である。条件式（２）の上限を超えて第１ａレンズ群のパワーが強くなると、バックフォーカスの確保には有利であるが、非点収差や像面湾曲などの補正が困難となる。条件式（２）の下限を超えて第１ａレンズ群のパワーが弱くなると、バックフォーカスを確保するために全長が長くなる。これを回避するためには、第１ｂレンズ群も負のパワーを持つ必要がある。しかし、第１ｂレンズ群に負のパワーを持たせると、第１ａレンズ群で発生する非点収差や像面湾曲を補正できなくなるので好ましくない。この条件式（２）は、上限を-０．６、下限を-０．７５にする（（２’）-０．７５＜ｆ１a／ｆ＜-０．６）と、バックフォーカスを確保しつつ、諸収差を良好に補正できる。

条件式（３）は、後群のパワーに関する条件式である。条件式（３）の上限を超えて後群のパワーが弱くなると、非点収差が悪化し補正が困難になる。条件式（３）の下限を超えて後群のパワーが強くなると、球面収差、コマ収差が大きく発生し好ましくない。この条件式（３）の下限を１．３にする（（３’）１．３＜ｆＲ／ｆ＜１．７５）と、より良好に収差補正を行うことが可能である。

条件式（４）は、前群と後群の間隔に関する条件式である。条件式（４）の上限を超えると、レンズ全系が長くなり小型化が困難である。条件式（４）の下限を超えると像面湾曲や非点収差の補正が困難になる。この条件式（４）の上限を０．３にする（（４‘）０．１＜ｄ／ｆ＜０．３）と、全長を十分に短く保つことができ、より好ましい。

条件式（５）は、後群中の物体側から４番目の正レンズ（第８レンズ）に関する条件である。第８レンズに、条件式（５）の下限を超えるアッベ数をもつ硝材を使用すると、軸上色収差、倍率色収差の補正が困難になる。下限を８０にする（（５’）νＲ-４＞８０）と、より良好な色収差補正が行える。

次に具体的な実施例を示す。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（゜）、F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、ｙは最大像高、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及び図２と表１は本発明による広角レンズ系の実施例１を示している。図１はレンズ構成図、図２はその諸収差図、表１はその無限遠撮影状態における数値データである。
本実施例の広角レンズ系は、物体側から順に、負の前群１０、絞りＳ、及び正の後群２０からなる。前群１０は、物体側から順に、空気間隔最大のところで分けられる負の第１ａレンズ群１１と、正の第１ｂレンズ群１２からなる。より具体的には、第１ａレンズ群１１は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１レンズ）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第２レンズ）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第３レンズ）からなり、第１ｂレンズ群１２は、両凸正レンズ（第４レンズ）からなっている。第４レンズは全系で最も厚いレンズである。また、後群２０は、物体側から順に、物体側から順に位置する両凸正レンズ（第５レンズ）と像側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズ）の貼合せレンズ、両凹負レンズ（第７レンズ）、像側に凸の正メニスカスレンズ（第８レンズ）、及び両凸正レンズ（第９レンズ）からなっている。絞りＳは、第９面（後群２０）の極から前方4.18にある。
（表１）
F = 1: 2.9
f = 41.20
W = 40.4
fB = 61.02
面NO r d Nd ν
1 87.327 4.65 1.69680 55.5
2 393.241 0.10
3 54.823 1.60 1.83400 37.2
4 23.839 5.12
5 58.580 1.53 1.83400 37.2
6 23.327 16.04
7 36.872 8.81 1.83444 24.2
8 -466.414 11.00
9 79.528 5.88 1.63679 62.2
10 -21.592 1.70 1.68104 35.5
11 -41.570 2.12
12 -29.632 2.00 1.80320 26.6
13 52.125 2.30
14 -67.389 3.46 1.49700 81.6
15 -23.906 3.25
16 142.613 4.08 1.78135 48.4
17 -68.707 -

図３及び図４と表２は本発明による広角レンズ系の実施例２を示している。図３はレンズ構成図、図４はその諸収差図、表２はその無限遠撮影状態における数値データである。後群２０は、物体側から順に、物体側から順に位置する両凹負レンズ（第５レンズ）と両凸正レンズ（第６レンズ）の貼合せレンズ、両凹負レンズ（第７レンズ）、像側に凸の正メニスカスレンズ（第８レンズ）、及び像側に凸の正メニスカスレンズ（第９レンズ）からなっている。貼合せレンズの正負の順と、第９レンズの形状が実施例１と異なる。その他の基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りＳは、第９面（後群２０）の極から前方2.65にある。
（表２）
F = 1: 2.9
f = 41.00
W = 38.9
fB = 65.00
面NO r d Nd ν
1 100.526 3.96 1.58913 61.2
2 622.518 0.10
3 46.136 1.50 1.83481 42.7
4 19.896 5.27
5 51.711 1.30 1.77250 49.6
6 23.464 12.23
7 33.815 9.25 1.71747 28.9
8 -129.019 8.65
9 -405.267 1.70 1.63031 43.0
10 29.669 5.76 1.70794 53.2
11 -38.620 2.61
12 -25.726 2.73 1.80499 25.7
13 66.413 2.14
14 -99.062 3.92 1.49700 81.6
15 -25.000 0.10
16 -1886.646 3.77 1.83261 43.0
17 -44.472 -

図５及び図６と表３は本発明による広角レンズ系の実施例３を示している。図５はレンズ構成図、図６はその諸収差図、表３はその無限遠撮影状態における数値データである。基本的なレンズ構成は、第９レンズが両凸正レンズであることを除き、実施例２と同様である。絞りＳは、第９面（後群２０）の極から前方2.28にある。
（表３）
F = 1: 2.9
f = 41.01
W = 40.6
fB = 61.33
面NO r d Nd ν
1 76.111 5.06 1.58913 61.2
2 459.210 0.10
3 65.994 2.28 1.83481 37.1
4 20.680 4.74
5 42.214 1.30 1.77250 49.6
6 24.162 14.84
7 40.186 8.22 1.80400 26.5
8 -201.664 9.03
9 328.084 1.70 1.60001 52.5
10 22.326 6.52 1.69051 55.8
11 -42.759 2.66
12 -30.820 2.00 1.82935 25.7
13 49.507 2.13
14 -147.179 3.90 1.49700 81.6
15 -25.000 0.10
16 198.602 3.40 1.77280 49.6
17 -65.950 -

図７及び図８と表４は本発明による広角レンズ系の実施例４を示している。図７はレンズ構成図、図８はその諸収差図、表４はその無限遠撮影状態における数値データである。本実施例においては、前群１０は負のパワーを有するが、基本的なレンズ構成は実施例３と同様である。絞りＳは、第９面（後群２０）の極から前方3.19にある。
（表４）
F = 1: 2.9
f = 41.20
W = 40.4
fB = 65.14
面NO r d Nd ν
1 93.423 3.87 1.58913 61.2
2 680.059 0.10
3 48.938 1.50 1.77250 49.6
4 20.815 4.44
5 49.373 2.77 1.83127 43.1
6 20.661 9.82
7 34.515 9.36 1.66088 32.3
8 -104.280 8.64
9 -216.891 4.33 1.60528 51.8
10 33.626 7.16 1.78967 41.0
11 -32.090 1.76
12 -25.767 2.59 1.80500 25.6
13 64.805 2.06
14 -95.292 3.76 1.49700 81.7
15 -24.730 0.10
16 1233.259 3.73 1.69986 55.2
17 -46.698

図９及び図１０と表５は本発明による広角レンズ系の実施例５を示している。図９はレンズ構成図、図１０はその諸収差図、表５はその無限遠撮影状態における数値データである。本実施例においては、前群１０は負のパワーを有し、基本的なレンズ構成は実施例４と同様である。絞りＳは、第９面（後群２０）の極から前方2.83にある。
（表５）
F = 1: 2.9
f = 41.20
W = 40.5
fB = 64.79
面NO r d Nd ν
1 91.506 3.89 1.58913 61.2
2 609.273 0.10
3 47.996 1.53 1.77250 49.6
4 21.176 4.34
5 49.678 2.68 1.83481 42.1
6 20.265 9.97
7 35.065 9.05 1.67494 31.4
8 -115.962 7.90
9 -342.950 5.70 1.62130 49.8
10 32.655 7.14 1.78891 41.2
11 -32.723 1.88
12 -26.061 2.30 1.80499 25.6
13 64.505 2.13
14 -85.198 3.73 1.49701 81.7
15 -24.213 0.10
16 852.511 3.75 1.69680 55.5
17 -46.887 -

図１１及び図１２と表６は本発明による広角レンズ系の実施例６を示している。図１１はレンズ構成図、図１２はその諸収差図、表６はその無限遠撮影状態における数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りＳは、第９面（後群２０）の極から前方4.17にある。
（表６）
F = 1: 2.9
f = 41.20
W = 40.5
fB = 61.36
面NO r d Nd ν
1 89.656 4.46 1.69680 55.5
2 367.272 0.10
3 53.342 1.60 1.83400 37.2
4 23.779 5.13
5 58.193 1.53 1.83400 37.2
6 23.388 16.18
7 36.830 10.65 1.83444 24.2
8 -466.374 10.17
9 78.923 5.92 1.62797 61.9
10 -22.713 1.71 1.67802 31.5
11 -42.137 2.13
12 -29.874 2.00 1.80500 26.6
13 52.591 2.37
14 -61.740 3.37 1.49700 81.6
15 -24.022 1.90
16 142.409 3.85 1.80221 45.9
17 -67.249 -

各実施例の各条件式に対する値を表７に示す。
（表７）
実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５実施例６
条件式（１） 0.17 0.15 0.14 -0.10 -0.13 0.18
条件式（２） -0.71 -0.66 -0.72 -0.62 -0.63 -0.71
条件式（３） 1.73 1.69 1.71 1.40 1.38 1.75
条件式（４） 0.27 0.21 0.22 0.21 0.19 0.25
条件式（５） 81.61 81.61 81.61 81.74 81.75 81.61

表７から明らかなように、実施例１ないし６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、特に球面収差、歪曲収差、色収差が比較的よく補正されている。

本発明による広角レンズ系の実施例１のレンズ構成図である。図１の構成における諸収差図である。本発明による広角レンズ系の実施例２のレンズ構成図である。図３の構成における諸収差図である。本発明による広角レンズ系の実施例３のレンズ構成図である。図５の構成における諸収差図である。本発明による広角レンズ系の実施例４のレンズ構成図である。図７の構成における諸収差図である。本発明による広角レンズ系の実施例５のレンズ構成図である。図９の構成における諸収差図である。本発明による広角レンズ系の実施例６のレンズ構成図である。図１１の構成における諸収差図である。

Claims

物体側から順に、正又は負の前群、絞り、及び正の後群からなり、前群は軸上空気間隔が最大のところを境にして、物体側に位置する負の第１ａレンズ群と像側に位置する正の第１ｂレンズ群からなり、第１ａレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸の第１正レンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズからなる第２レンズ及び物体側に凸の負メニスカスレンズからなる第３レンズからなり、第１ｂレンズ群は、両凸の第４正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする広角レンズ系。
（１）-０．１５＜ｆ／ｆＦ＜０．２５
（２）-０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜-０．５５
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆＦ；前群の焦点距離、
ｆ１ａ；第１ａレンズ群の焦点距離。
請求項１記載の広角レンズ系において、上記第４正レンズは全系のレンズ中で最も軸上厚さが厚い広角レンズ系。
物体側から順に、正又は負の前群、絞り、及び正の後群からなり、前群は軸上空気間隔が最大のところを境にして、物体側に位置する負の第１ａレンズ群と像側に位置する正の第１ｂレンズ群からなり、後群は、物体側から順に、正負の貼合せレンズ、両凹の負レンズ、及び２枚の正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする広角レンズ系。
（１）-０．１５＜ｆ／ｆＦ＜０．２５
（２）-０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜-０．５５
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆＦ；前群の焦点距離、
ｆ１ａ；第１ａレンズ群の焦点距離。
請求項３記載の広角レンズ系において、次の条件式（５）を満足する広角レンズ系。
（５）νＲ-４＞７０
但し、
νＲ-４；後群中の物体側から４枚目の正レンズのアッベ数。
請求項１ないし４のいずれか１項記載の広角レンズ系において、次の条件式（３）を満足する広角レンズ系。
（３）１．１＜ｆＲ／ｆ＜１．７５
但し、
ｆＲ；後群の焦点距離、
ｆ；全系の焦点距離。
請求項１ないし５のいずれか１項記載の広角レンズ系において、次の条件式（４）を満足する広角レンズ系。
（４）０．１＜ｄ／ｆ＜０．３５
但し、
ｄ；前群と後群の軸上空気間隔、
ｆ；全系の焦点距離。