JP4946457B2 - レトロフォーカスレンズ、撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に適したレトロフォーカスレンズ、撮像装置に関する。
一般に、撮影レンズの合焦（フォーカシング）はレンズ系全体を物体側へ繰り出すことで行われている。しかしながら、レトロフォーカス型の広角レンズにおいてもこの方式で合焦を行う場合には、近距離物体へ合焦する際に球面収差や非点収差等の変動が大きいため、良好な結像性能を得ることができないという問題があった。そこで、近距離物体への合焦時に収差変動を良好に抑えるべくフローティング方式を採用したレトロフォーカスレンズが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００５−１８１８５２号公報
上記特許文献１に開示されているレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、合焦に際して、第１レンズ群は固定で、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が縮小するように構成されている。
しかしながら、第２レンズ群が正の屈折力を有しているため、合焦時に歪曲収差が大きく発生してしまうという問題がある。また、上述のように合焦に際して第１レンズ群が固定であるため、近距離物体への合焦時の収差補正を十分に行うことができないという問題がある。
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い撮影倍率の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ないレトロフォーカスレンズ、撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とにより、実質的に３個のレンズ群からなり、
無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが物体側へ移動することを特徴とするレトロフォーカスレンズを提供する。
また、本発明のレトロフォーカスレンズを備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とにより、実質的に３個のレンズ群からなり、
無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが物体側へ移動することを特徴とするレトロフォーカスレンズを提供する。
また、本発明のレトロフォーカスレンズを備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。
本発明によれば、高い撮影倍率の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ないレトロフォーカスレンズ、撮像装置を提供することができる。
以下、本願のレトロフォーカスレンズと撮像装置について説明する。
本願のレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが物体側へ移動する。
これにより、フォーカシングに際して発生するコマ収差、非点収差、歪曲収差を同時に補正することが可能になる。
本願のレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが物体側へ移動する。
これにより、フォーカシングに際して発生するコマ収差、非点収差、歪曲収差を同時に補正することが可能になる。
また本願のレトロフォーカスレンズは、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１） −３０＜ΔＤ１／（β・Ｄ１）＜−７
但し、
β ：近距離物体へ合焦したときの撮影倍率
Ｄ１ ：無限遠物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔
ΔＤ１：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔の変化量
（１） −３０＜ΔＤ１／（β・Ｄ１）＜−７
但し、
β ：近距離物体へ合焦したときの撮影倍率
Ｄ１ ：無限遠物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔
ΔＤ１：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔の変化量
条件式（１）は、本願のレトロフォーカスレンズにおいて、合焦に伴い発生する非点収差を補正するために、合焦時の第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔の変化量と撮影倍率との比を規定する条件式である。本願のレトロフォーカスレンズは、条件式（１）を満足しながら各レンズ群の空気間隔を変化させることによって、非点収差やコマ収差を良好に補正することができる。
条件式（１）の上限値を上回ると、非点収差を過剰に補正することとなり、これに伴い下側のコマ収差も過剰に補正することとなってしまう。なお、条件式（１）の上限値を−１０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（１）の下限値を下回ると、非点収差を十分に補正することができなくなり、これに伴い下側のコマ収差も十分に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（１）の下限値を−１５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（１）の下限値を下回ると、非点収差を十分に補正することができなくなり、これに伴い下側のコマ収差も十分に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（１）の下限値を−１５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
また本願のレトロフォーカスレンズは、前記撮影倍率βが、最至近距離物体へ合焦したときの撮影倍率βｍであることが望ましい。
これにより、本願のレトロフォーカスレンズは、最至近距離物体へ合焦した際にも、上述した条件式（１）の効果を奏することができるので好ましい。
また本願のレトロフォーカスレンズは、最至近距離物体へ合焦したときの撮影倍率をβｍとしたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） （−βｍ）＞０．２５
これにより、本願のレトロフォーカスレンズは、近距離撮影時に高い撮影倍率を達成することができるので好ましい。条件式（２）の下限値を下回ると、近距離撮影時に十分な撮影倍率を得ることができない。
なお、条件式（２）の下限値を０．３に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。また、条件式（２）の下限値を０．４に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
これにより、本願のレトロフォーカスレンズは、最至近距離物体へ合焦した際にも、上述した条件式（１）の効果を奏することができるので好ましい。
また本願のレトロフォーカスレンズは、最至近距離物体へ合焦したときの撮影倍率をβｍとしたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） （−βｍ）＞０．２５
これにより、本願のレトロフォーカスレンズは、近距離撮影時に高い撮影倍率を達成することができるので好ましい。条件式（２）の下限値を下回ると、近距離撮影時に十分な撮影倍率を得ることができない。
なお、条件式（２）の下限値を０．３に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。また、条件式（２）の下限値を０．４に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
また本願のレトロフォーカスレンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ΔＤ１＝−ΔＤ２
但し、
ΔＤ１：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔の変化量
ΔＤ２：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔の変化量
（３） ΔＤ１＝−ΔＤ２
但し、
ΔＤ１：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔の変化量
ΔＤ２：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔の変化量
条件式（３）は、第１レンズ群と第３レンズ群の合焦時の移動量の比を規定した条件式である。ここで、３つのレンズ群を全て異なる移動比で移動させることによって合焦を行えば、近距離物体への合焦に際して収差の変動を良好に補正することができるのは言うまでもない。本願のレトロフォーカスレンズは、条件式（３）を満足することで第１レンズ群と第３レンズ群の合焦時の移動量が同じになり、３つのレンズ群を全て異なる移動比で移動させて合焦を行う方法に比して、鏡筒の構造を簡単にすることができる。このため、偏芯等の機械精度に起因する球面収差や像面湾曲収差を少なくすることができるので好ましい。
また本願のレトロフォーカスレンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０．１＜ｆ１／ｆ２＜１０
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
（４） ０．１＜ｆ１／ｆ２＜１０
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
条件式（４）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との適切な範囲を規定するための条件式である。
条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなり、合焦による非点収差やコマ収差の変動が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を６．０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなり、合焦による非点収差やコマ収差の変動が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を６．０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなり、合焦による非点収差やコマ収差の変動が大きくなってしまうため好ましくない。
また本願のレトロフォーカスレンズは、前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、正レンズとからなることが望ましい。
この構成により、合焦時の球面収差と歪曲収差の変動を抑えることができる。
この構成により、合焦時の球面収差と歪曲収差の変動を抑えることができる。
また本願のレトロフォーカスレンズは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．５＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＜３．０
但し、
ｒ１：前記第１レンズ群における前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ２：前記第１レンズ群における前記正レンズの像側のレンズ面の曲率半径
（５） ０．５＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＜３．０
但し、
ｒ１：前記第１レンズ群における前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ２：前記第１レンズ群における前記正レンズの像側のレンズ面の曲率半径
条件式（５）は、第１レンズ群において物体側から２番目のレンズ（第１レンズ群における正レンズ）の形状を規定するための条件式である。
条件式（５）の上限値を上回ると、合焦に伴い発生する球面収差の変動が大きくなり、近距離物体への合焦に際して球面収差を過剰に補正することとなってしまう。なお、条件式（５）の上限値を１．５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
条件式（５）の上限値を上回ると、合焦に伴い発生する球面収差の変動が大きくなり、近距離物体への合焦に際して球面収差を過剰に補正することとなってしまう。なお、条件式（５）の上限値を１．５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（５）の下限値を下回ると、軸外光線の偏角が大きくなり、特にサジタル像面が大きく湾曲してしまうため好ましくない。なお、条件式（５）の下限値を０．５５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
また本願のレトロフォーカスレンズは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） ６０＜ν３２＜８３
但し、
ν３２：前記第３レンズ群において像側から２番目のレンズの材質のｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
（６） ６０＜ν３２＜８３
但し、
ν３２：前記第３レンズ群において像側から２番目のレンズの材質のｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
条件式（６）は、第３レンズ群において像側から数えて２番目のレンズのアッベ数の適切な範囲を規定する条件式である。本願のレトロフォーカスレンズは、当該２番目のレンズの硝材として条件式（６）を満足する硝子を選択することにより、倍率色収差を補正することが可能になる。
したがって条件式（６）の上限値又は下限値を越えると、本願のレトロフォーカスレンズにおいて倍率色収差を十分に補正することができなくなってしまう。
また本願のレトロフォーカスレンズは、第３レンズ群に、開口絞りを有することが望ましい。
これにより、像面湾曲収差を良好に補正することができる。
また本願のレトロフォーカスレンズの各レンズ面は、球面又は平面で形成されていることが望ましい。
これにより、本願のレトロフォーカスレンズは、製造誤差が少ないので、球面収差等の諸収差が少ない高い光学性能を有するレンズを容易に構成することができる。
したがって条件式（６）の上限値又は下限値を越えると、本願のレトロフォーカスレンズにおいて倍率色収差を十分に補正することができなくなってしまう。
また本願のレトロフォーカスレンズは、第３レンズ群に、開口絞りを有することが望ましい。
これにより、像面湾曲収差を良好に補正することができる。
また本願のレトロフォーカスレンズの各レンズ面は、球面又は平面で形成されていることが望ましい。
これにより、本願のレトロフォーカスレンズは、製造誤差が少ないので、球面収差等の諸収差が少ない高い光学性能を有するレンズを容易に構成することができる。
また本願の撮像装置は、上述した構成のレトロフォーカスレンズを備えている。
これにより、撮影倍率−０．５倍程度の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ない撮像装置を実現することができる。
これにより、撮影倍率−０．５倍程度の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ない撮像装置を実現することができる。
以下、本願の数値実施例に係るレトロフォーカスレンズを添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本願の第１実施例に係るレトロフォーカスレンズの構成を示す図である。
図１に示すように本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
（第１実施例）
図１は、本願の第１実施例に係るレトロフォーカスレンズの構成を示す図である。
図１に示すように本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合正レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合正レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４とからなる。
斯かる構成の下、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが物体側へ移動する。なお詳しくは、合焦に際して、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の移動比は同じ、すなわち第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とは、一体的に物体側へ移動する。
以下の表１に、本願の第１実施例に係るレトロフォーカスレンズの諸元の値を掲げる。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ示す。
［レンズデータ］において、第１カラムＮは物体側から数えたレンズ面の順番、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面の間隔、第４カラムｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、第５カラムνｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示す。また、ｒ＝∞は平面を示し、ｎｄ＝1は空気の屈折率を示し、Bfはバックフォーカスを示している。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ示す。
［レンズデータ］において、第１カラムＮは物体側から数えたレンズ面の順番、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面の間隔、第４カラムｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、第５カラムνｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示す。また、ｒ＝∞は平面を示し、ｎｄ＝1は空気の屈折率を示し、Bfはバックフォーカスを示している。
［可変間隔データ］には、投影倍率β、物体から第１レンズ面までの距離d0、及び各レンズ群どうしの可変間隔を示す。
［条件式対応値］には、各条件式の値を示す。
［条件式対応値］には、各条件式の値を示す。
ここで、以下の各実施例の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、単位は「ｍｍ」に限られるものではない。なお、以下の各実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 41.2
ＦＮＯ＝ 2.89
２ω ＝ 72°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1) 49.752 3.0 1.83481 42.72
2) 32.115 5.7 1
3) 130.000 4.1 1.75692 31.59
4) -492.062 (d4) 1
5) 138.964 2.4 1.49782 82.56
6) 19.308 16.0 1
7) 42.141 4.6 1.788 47.38
8) -310.529 2.4 1.56732 42.72
9) 73.800 (d9) 1
10) 80.318 6.0 1.618 63.38
11) -37.349 1.0 1
12) ∞ 4.5 1 開口絞りＳ
13) -28.492 9.2 1.71736 29.52
14) 70.877 1.9 1
15) -95.520 3.2 1.48749 70.45
16) -25.721 0.1 1
17) 270.998 3.4 1.804 46.58
18) -59.752 Bf 1
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 最至近距離合焦状態
β 0.00 -0.50
d0 ∞ 72.3
d4 1.00 5.28
d9 6.50 2.21
［条件式対応値］
（１）ΔＤ１／（β・Ｄ１）＝-8.56
（２）（−βｍ）＝0.50
（３）ΔＤ１＝4.28
−ΔＤ２＝4.28
（４）ｆ１／ｆ２＝6.30
（５）（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝0.58
（６）ν３２＝70.76
［全体諸元］
ｆ ＝ 41.2
ＦＮＯ＝ 2.89
２ω ＝ 72°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1) 49.752 3.0 1.83481 42.72
2) 32.115 5.7 1
3) 130.000 4.1 1.75692 31.59
4) -492.062 (d4) 1
5) 138.964 2.4 1.49782 82.56
6) 19.308 16.0 1
7) 42.141 4.6 1.788 47.38
8) -310.529 2.4 1.56732 42.72
9) 73.800 (d9) 1
10) 80.318 6.0 1.618 63.38
11) -37.349 1.0 1
12) ∞ 4.5 1 開口絞りＳ
13) -28.492 9.2 1.71736 29.52
14) 70.877 1.9 1
15) -95.520 3.2 1.48749 70.45
16) -25.721 0.1 1
17) 270.998 3.4 1.804 46.58
18) -59.752 Bf 1
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 最至近距離合焦状態
β 0.00 -0.50
d0 ∞ 72.3
d4 1.00 5.28
d9 6.50 2.21
［条件式対応値］
（１）ΔＤ１／（β・Ｄ１）＝-8.56
（２）（−βｍ）＝0.50
（３）ΔＤ１＝4.28
−ΔＤ２＝4.28
（４）ｆ１／ｆ２＝6.30
（５）（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝0.58
（６）ν３２＝70.76
図２（ａ）,（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るレトロフォーカスレンズの無限遠合焦時，近距離合焦時（撮影倍率−０．５倍）の諸収差図である。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ｙは像高、Ｈは物体高、Ａは半画角（単位は「°」）をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバー又は開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各半画角又は各物体高の値を示す。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ｙは像高、Ｈは物体高、Ａは半画角（単位は「°」）をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバー又は開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各半画角又は各物体高の値を示す。
また各収差図において、ｄ，ｇはそれぞれ、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ），ｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）の収差曲線を示している。さらに、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
なお、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、諸収差が良好に補正されており、優れた結像性能を有していることがわかる。
なお、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、諸収差が良好に補正されており、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
図３は、本願の第２実施例に係るレトロフォーカスレンズの構成を示す図である。
図３に示すように本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
図３は、本願の第２実施例に係るレトロフォーカスレンズの構成を示す図である。
図３に示すように本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３との接合正レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３との接合正レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、両凸形状の正レンズＬ３４とからなる。
斯かる構成の下、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが物体側へ移動する。なお詳しくは、合焦に際して、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の移動比は同じ、すなわち第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とは、一体的に物体側へ移動する。
以下の表２に、本願の第２実施例に係るレトロフォーカスレンズの諸元の値を掲げる。
以下の表２に、本願の第２実施例に係るレトロフォーカスレンズの諸元の値を掲げる。
（表２）
［全体諸元］
ｆ ＝ 41.2
ＦＮＯ＝ 2.89
２ω ＝ 72°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1) 71.182 2.5 1.7725 49.61
2) 33.485 5.8 1
3) 102.661 4.0 1.75692 31.59
4) -913.364 (d4) 1
5) 88.128 2.0 1.49782 82.56
6) 21.965 17.0 1
7) 43.206 4.5 1.816 46.63
8) 628.340 2.0 1.57501 41.49
9) 59.241 (d9) 1
10) 59.135 5.0 1.603 65.47
11) -43.390 3.0 1
12) ∞ 4.0 1 開口絞りＳ
13) -28.586 9.0 1.71736 29.52
14) 72.203 2.0 1
15) -101.563 3.5 1.49782 82.56
16) -26.164 0.1 1
17) 686.431 3.5 1.83481 42.72
18) -55.148 Bf 1
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 最至近距離合焦状態
β 0.00 -0.50
d0 ∞ 74.0
d4 1.01 7.58
d9 7.01 0.44
［条件式対応値］
（１）ΔＤ１／（β・Ｄ１）＝-13.01
（２）（−βｍ）＝0.50
（３）ΔＤ１＝6.58
−ΔＤ２＝6.58
（４）ｆ１／ｆ２＝1.66
（５）（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝0.80
（６）ν３２＝82.56
［全体諸元］
ｆ ＝ 41.2
ＦＮＯ＝ 2.89
２ω ＝ 72°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1) 71.182 2.5 1.7725 49.61
2) 33.485 5.8 1
3) 102.661 4.0 1.75692 31.59
4) -913.364 (d4) 1
5) 88.128 2.0 1.49782 82.56
6) 21.965 17.0 1
7) 43.206 4.5 1.816 46.63
8) 628.340 2.0 1.57501 41.49
9) 59.241 (d9) 1
10) 59.135 5.0 1.603 65.47
11) -43.390 3.0 1
12) ∞ 4.0 1 開口絞りＳ
13) -28.586 9.0 1.71736 29.52
14) 72.203 2.0 1
15) -101.563 3.5 1.49782 82.56
16) -26.164 0.1 1
17) 686.431 3.5 1.83481 42.72
18) -55.148 Bf 1
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 最至近距離合焦状態
β 0.00 -0.50
d0 ∞ 74.0
d4 1.01 7.58
d9 7.01 0.44
［条件式対応値］
（１）ΔＤ１／（β・Ｄ１）＝-13.01
（２）（−βｍ）＝0.50
（３）ΔＤ１＝6.58
−ΔＤ２＝6.58
（４）ｆ１／ｆ２＝1.66
（５）（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝0.80
（６）ν３２＝82.56
図４（ａ）,（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るレトロフォーカスレンズの無限遠合焦時，近距離合焦時（撮影倍率−０．５倍）の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、諸収差が良好に補正されており、優れた結像性能を有していることがわかる。
各諸収差図より、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、諸収差が良好に補正されており、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
図５は、本願の第３実施例に係るレトロフォーカスレンズの構成を示す図である。
図５に示すように本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
図５は、本願の第３実施例に係るレトロフォーカスレンズの構成を示す図である。
図５に示すように本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とからなる。
斯かる構成の下、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが物体側へ移動する。なお詳しくは、合焦に際して、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の移動比は同じ、すなわち第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とは、一体的に物体側へ移動する。
以下の表３に、本願の第３実施例に係るレトロフォーカスレンズの諸元の値を掲げる。
以下の表３に、本願の第３実施例に係るレトロフォーカスレンズの諸元の値を掲げる。
（表３）
［全体諸元］
ｆ ＝ 41.2
ＦＮＯ＝ 2.89
２ω ＝ 72°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1) 45.878 2.5 1.7725 49.61
2) 26.109 6.5 1
3) 137.175 3.8 1.75692 31.59
4) 1000.000 (d4) 1
5) 85.239 2.0 1.49782 82.56
6) 24.833 17.0 1
7) 51.763 5.0 1.816 46.63
8) 149.355 (d8) 1
9) 74.600 5.0 1.72916 54.66
10) -50.076 3.0 1
11) ∞ 4.0 1 開口絞りＳ
12) -30.599 9.3 1.72825 28.46
13) 63.406 2.0 1
14) -143.413 3.5 1.603 65.47
15) -28.542 0.1 1
16) -465.372 3.5 1.7725 49.61
17) -53.935 Bf 1
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 最至近距離合焦状態
β 0.00 -0.50
d0 ∞ 72.2
d4 1.01 6.66
d9 7.01 1.36
［条件式対応値］
（１）ΔＤ１／（β・Ｄ１）＝-11.19
（２）（−βｍ）＝0.50
（３）ΔＤ１＝5.65
−ΔＤ２＝5.65
（４）ｆ１／ｆ２＝0.18
（５）（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝1.32
（６）ν３２＝65.47
［全体諸元］
ｆ ＝ 41.2
ＦＮＯ＝ 2.89
２ω ＝ 72°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1) 45.878 2.5 1.7725 49.61
2) 26.109 6.5 1
3) 137.175 3.8 1.75692 31.59
4) 1000.000 (d4) 1
5) 85.239 2.0 1.49782 82.56
6) 24.833 17.0 1
7) 51.763 5.0 1.816 46.63
8) 149.355 (d8) 1
9) 74.600 5.0 1.72916 54.66
10) -50.076 3.0 1
11) ∞ 4.0 1 開口絞りＳ
12) -30.599 9.3 1.72825 28.46
13) 63.406 2.0 1
14) -143.413 3.5 1.603 65.47
15) -28.542 0.1 1
16) -465.372 3.5 1.7725 49.61
17) -53.935 Bf 1
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態 最至近距離合焦状態
β 0.00 -0.50
d0 ∞ 72.2
d4 1.01 6.66
d9 7.01 1.36
［条件式対応値］
（１）ΔＤ１／（β・Ｄ１）＝-11.19
（２）（−βｍ）＝0.50
（３）ΔＤ１＝5.65
−ΔＤ２＝5.65
（４）ｆ１／ｆ２＝0.18
（５）（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝1.32
（６）ν３２＝65.47
図６（ａ）,（ｂ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係るレトロフォーカスレンズの無限遠合焦時，近距離合焦時（撮影倍率−０．５倍）の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、諸収差が良好に補正されており、優れた結像性能を有していることがわかる。
各諸収差図より、本実施例に係るレトロフォーカスレンズは、諸収差が良好に補正されており、優れた結像性能を有していることがわかる。
以上の各実施例によれば、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラに適し、画角が７０°以上で、撮影倍率−０．５倍程度の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ないレトロフォーカスレンズを実現することができる。
なお、本願の実施例として３群構成のレトロフォーカスレンズを示したが、該３群を含む４群及びそれ以上の群構成のレンズも本願の効果を内在した同等のレンズであることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も本願の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。
なお、本願の実施例として３群構成のレトロフォーカスレンズを示したが、該３群を含む４群及びそれ以上の群構成のレンズも本願の効果を内在した同等のレンズであることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も本願の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。
また、本願のレトロフォーカスレンズにおいて、手ブレによって生じる像ブレを補正するために、レンズ群の一部又は１つのレンズ群を防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向へ移動させる構成としてもよい。なお、本願のレトロフォーカスレンズにおいて、特に正レンズＬ３１を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本願のレトロフォーカスレンズを構成するレンズのレンズ面を非球面としてもよい。この非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。
また、本願のレトロフォーカスレンズを構成するレンズのレンズ面を非球面としてもよい。この非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。
また、本願のレトロフォーカスレンズを構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストで高い光学性能を達成することができる。
なお、上記各実施例は本願の一具体例を示しているものであり、本願はこれらに限定されるものではない。
なお、上記各実施例は本願の一具体例を示しているものであり、本願はこれらに限定されるものではない。
次に、本願のレトロフォーカスレンズを備えたカメラを図７に基づいて説明する。
図７は、本願のレトロフォーカスレンズを備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ１は、図７に示すように撮影レンズ２として上記第１実施例に係るレトロフォーカスレンズを備えたデジタル一眼レフカメラである。
図７は、本願のレトロフォーカスレンズを備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ１は、図７に示すように撮影レンズ２として上記第１実施例に係るレトロフォーカスレンズを備えたデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係るレトロフォーカスレンズは、上記第１実施例において説明したようにその特徴的なレンズ構成及び合焦方法によって、画角が７０°以上で、撮影倍率−０．５倍程度の近距離物体へ合焦する際にも収差変動が少ない。これにより本カメラ１は、撮影倍率−０．５倍程度の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ないカメラを実現することができる。
なお、本願は以上に限られず、上記第２実施例又は上記第３実施例に係るレトロフォーカスレンズを撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても上記カメラ１と同様の効果を勿論奏することができる。
なお、本願は以上に限られず、上記第２実施例又は上記第３実施例に係るレトロフォーカスレンズを撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても上記カメラ１と同様の効果を勿論奏することができる。
以上より、撮影倍率−０．５倍程度の近距離物体へ合焦する際にも収差変動の少ないレトロフォーカスレンズ、撮影装置を実現することができる。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
Claims (12)
- 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とにより、実質的に３個のレンズ群からなり、
無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが物体側へ移動することを特徴とするレトロフォーカスレンズ。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のレトロフォーカスレンズ。
−３０＜ΔＤ１／（β・Ｄ１）＜−７
但し、
β ：近距離物体へ合焦したときの撮影倍率
Ｄ１ ：無限遠物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔
ΔＤ１：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔の変化量 - 前記撮影倍率βは、最至近距離物体へ合焦したときの撮影倍率βｍであることを特徴とする請求項２に記載のレトロフォーカスレンズ。
- 最至近距離物体へ合焦したときの撮影倍率をβｍとしたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
（−βｍ）＞０．２５ - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
ΔＤ１＝−ΔＤ２
但し、
ΔＤ１：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔の変化量
ΔＤ２：無限遠物体から撮影倍率βの近距離物体へ合焦したときの前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔の変化量 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
０．１＜ｆ１／ｆ２＜１０
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、正レンズとからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載のレトロフォーカスレンズ。
０．５＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＜３．０
但し、
ｒ１：前記第１レンズ群における前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ２：前記第１レンズ群における前記正レンズの像側のレンズ面の曲率半径 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
６０＜ν３２＜８３
但し、
ν３２：前記第３レンズ群において像側から２番目のレンズの材質のｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数 - 前記第３レンズ群に、開口絞りを有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
- 前記レトロフォーカスレンズの各レンズ面は、球面又は平面で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズ。
- 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のレトロフォーカスレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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