JP5378880B2 - Inner focus type macro lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インナーフォーカス式マクロレンズに関するものであり、特に無限遠物体から近距離物体まで撮影可能で、手ブレ等による像ブレを補正する防振機能を有することが可能な、デジタルスチルカメラ、銀塩カメラ及びビデオカメラ等に適した交換レンズ等のインナーフォーカス式マクロレンズに関するものである。 The present invention relates to an inner focus type macro lens, in particular, a digital still camera that can shoot from an object at infinity to an object at a close distance, and can have an image stabilization function for correcting image blur due to camera shake, The present invention relates to an inner focus type macro lens such as an interchangeable lens suitable for a silver salt camera and a video camera.
従来、インナーフォーカスを採用したマクロレンズが知られている(例えば、特許文献1乃至特許文献5を参照。)。
Conventionally, a macro lens using an inner focus is known (see, for example,
特許文献1及び特許文献2に記載の発明では、フォーカシングに際し移動するレンズ群の数が3つと多く、フォーカシング駆動速度の高速化は容易ではない。
In the inventions described in
特許文献3に記載の発明では、フォーカシングに際し移動するレンズ群が2つと少ないが、本発明の目的である20度程度の半画角は得られない。
In the invention described in
特許文献4に記載の発明では、フォーカシングに際し移動するレンズ群が2つと少なく、本発明の目的である20度程度の半画角を得ているが、防振機能を有するレンズ群について明確に開示されていない。
In the invention described in
特許文献5に記載の発明では、フォーカシングに際し移動するレンズ群が2つと少なく、本発明の目的である20度程度の半画角を得ているが、像面から防振レンズ群までの間隔が短いため、防振レンズ群を制御するための電装パーツやメカニカルパーツを配置することが困難となる。
In the invention described in
本発明は、フォーカシングに際しレンズ群の駆動を迅速に行うことができ、撮影倍率が絶対値で0.45倍より大きくすることができ、20度程度の半画角を有し、かつ、諸収差を良好に補正する防振機能を有することが可能なインナーフォーカス式マクロレンズを提供する。 According to the present invention, the lens group can be driven quickly during focusing, the photographing magnification can be made larger than 0.45 times in absolute value, it has a half angle of view of about 20 degrees, and various aberrations. Provided is an inner focus type macro lens capable of having a vibration-proof function for satisfactorily correcting the above.
上記課題を解決するために、本発明のインナーフォーカス式マクロレンズは、物体側より順に、正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、負の屈折力を有する第4レンズ群とで構成され、最短撮影距離での撮影倍率を少なくとも絶対値で0.45倍より大きくすることが可能であり、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングする際に、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群は像面に対して固定され、前記第2レンズ群が像面側へ移動すると同時に前記第3レンズ群が物体側へ移動され、前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群と、負の屈折力を有する第1bレンズ群と、正の屈折力を有する第1cレンズ群とで構成され、第1bレンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、像を光軸に対して垂直方向に移動させることが可能であり、以下の条件式を満足することを特徴とするインナーフォーカス式マクロレンズとした。
(1)0.0<f3/f1<0.45
(2)−1.5<f1b/f1c<−0.6
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f1b:前記第1bレンズ群の焦点距離
f1c:前記第1cレンズ群の焦点距離
In order to solve the above-described problems, an inner focus type macro lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refraction. The third lens group having power and the fourth lens group having negative refracting power are capable of making the photographing magnification at the shortest photographing distance at least an absolute value larger than 0.45 times, and infinite When focusing from a distant object to a close object, the first lens group and the fourth lens group are fixed with respect to the image plane, and at the same time the second lens group moves to the image plane side, the third lens group Are moved to the object side, and the first lens group includes, in order from the object side, a 1a lens group having a positive refractive power, a 1b lens group having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power. 1c lens group and 1b By moving in a direction substantially perpendicular to lens group with respect to the optical axis, it is possible to move in the vertical direction of the image with respect to the optical axis, internal focusing, characterized by satisfying the following condition A macro lens was used.
(1) 0.0 <f3 / f1 <0.45
(2) -1.5 <f1b / f1c <-0.6
However,
f1: Focal length of the first lens group f3: Focal length of the third lens group
f1b: Focal length of the 1b lens group
f1c: Focal length of the first c lens group
また、本発明のインナーフォーカス式マクロレンズにおいて、前記第1レンズ群に非球面を使用したレンズを1枚以上含むことが望ましい。 In the inner focus type macro lens of the present invention, it is preferable that the first lens group includes at least one lens using an aspheric surface.
本発明は上記条件を満足することで、フォーカシングに際しレンズ群の駆動を迅速に行うことができ、撮影倍率が絶対値で0.45倍より大きくすることができ、20度程度の半画角を有し、かつ、諸収差を良好に補正する防振機能を有することが可能なインナーフォーカス式マクロレンズを得ることができる。 The present invention satisfies the above conditions, so that the lens group can be driven quickly during focusing, the photographing magnification can be made larger than 0.45 times in absolute value, and a half angle of view of about 20 degrees can be obtained. It is possible to obtain an inner focus type macro lens that has an anti-vibration function that favorably corrects various aberrations.
以下に本発明のインナーフォーカス式マクロレンズに係る各実施例について、図面を用いて詳細に説明する Embodiments according to the inner focus type macro lens of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
本発明のインナーフォーカス式マクロレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群とで構成される。 The inner focus type macro lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a negative lens group. And a fourth lens group having a refractive power of 5.
本発明では、最短撮影距離での撮影倍率を少なくとも絶対値で0.45倍より大きくすることが可能である。また、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群は像面に対し固定であり、前記第2レンズ群が像面側へ移動すると同時に前記第3レンズ群は物体側へ移動する機構とし、フォーカシング時に移動するレンズ群を少なくすることで迅速なフォーカシングを可能としている。また、いずれかのレンズ群の一部又は全部を光軸に対して略垂直方向へ移動させ、像を光軸に対して略垂直方向へ移動させる防振機能を搭載することが可能である。 In the present invention, the shooting magnification at the shortest shooting distance can be made larger than at least 0.45 times in absolute value. The first lens group and the fourth lens group are fixed with respect to the image plane, and the third lens group moves toward the object side at the same time as the second lens group moves toward the image plane. It is possible to focus quickly by reducing the number of lens groups that sometimes move. In addition, it is possible to mount an anti-vibration function that moves part or all of any lens group in a direction substantially perpendicular to the optical axis and moves the image in a direction substantially perpendicular to the optical axis.
本発明のインナーフォーカス式マクロレンズは、次の条件式を満足する。
(1)0.0<f3/f1<0.45
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
The inner focus type macro lens of the present invention satisfies the following conditional expression.
(1) 0.0 <f3 / f1 <0.45
However,
f1: Focal length of the first lens group f3: Focal length of the third lens group
条件式(1)は、第1レンズ群及び第3レンズ群の焦点距離の比を規定したものである。 Conditional expression (1) defines the ratio of the focal lengths of the first lens group and the third lens group.
f1が小さくなり条件式(1)の上限を越えると、第1レンズ群内の曲率半径の小さいレンズを、さらに小さい曲率半径としなければならず、第1レンズ群の球面収差を抑えることが困難となる。同時に、ペッツバール和がマイナス側に大きくなり、非点収差、像面湾曲の補正が困難となる。また、f3が大きくなればフォーカスの移動量が大きくなりレンズ全体が大型化する。 If f1 becomes small and exceeds the upper limit of conditional expression (1), a lens having a small radius of curvature in the first lens group must be made a smaller radius of curvature, and it is difficult to suppress spherical aberration of the first lens group. It becomes. At the same time, the Petzval sum increases on the negative side, making it difficult to correct astigmatism and field curvature. Further, if f3 is increased, the amount of movement of the focus is increased and the entire lens is increased in size.
f1が極めて大きくなり(1)式の下限に近づいた場合、最大撮影倍率|β|=0.5程度であれば以降のレンズ群で良好な収差の補正が可能である。収差補正を良好な状態にしたまま最大撮影倍率|β|を大きくするには、f3を小さくせずに第3レンズ群の移動量を大きくすることが望ましいが、レンズ全系が大型化してしまう。そこで、第2レンズ群の屈折力を大きくすることで第2レンズ群の移動量を減らし、レンズ全系の大型化を避けることが可能ではあるが、第2レンズ群の屈折力の増大により、第2レンズ群における、特に球面収差係数、コマ収差係数が大きくなってしまう。したがって、最大撮影倍率を|β|=1.0付近まで大きくした場合、レンズ全系において良好な収差補正を行うためには、条件式(1)の下限値は0.1程度であることが望ましい。また、f3が小さくなることにより条件式(1)の下限値に近づく場合は、第3レンズ群の曲率半径が小さくなり、特に球面収差の補正が困難となる。 When f1 becomes extremely large and approaches the lower limit of the expression (1), if the maximum photographing magnification | β | = about 0.5, good aberration correction can be performed with the subsequent lens groups. In order to increase the maximum photographing magnification | β | while maintaining the aberration correction in a good state, it is desirable to increase the amount of movement of the third lens group without decreasing f3, but the entire lens system becomes large. . Therefore, it is possible to reduce the amount of movement of the second lens group by increasing the refractive power of the second lens group and avoid an increase in the size of the entire lens system, but by increasing the refractive power of the second lens group, In particular, the spherical aberration coefficient and the coma aberration coefficient in the second lens group become large. Therefore, when the maximum photographing magnification is increased to near | β | = 1.0, the lower limit of conditional expression (1) may be about 0.1 in order to perform good aberration correction in the entire lens system. desirable. In addition, when f3 becomes smaller and approaches the lower limit value of the conditional expression (1), the radius of curvature of the third lens group becomes small, and correction of spherical aberration becomes particularly difficult.
本発明におけるインナーフォーカス式マクロレンズは、防振機能を有することが可能である。防振レンズ群について、前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群と、負の屈折力を有する第1bレンズ群と、正の屈折力を有する第1cレンズ群とで構成され、第1bレンズ群が、光軸に対して略垂直方向に移動されることで、像を光軸に対して垂直方向に移動させ、防振レンズ群として機能する。 The inner focus type macro lens in the present invention can have an anti-vibration function. Regarding the anti-vibration lens group, the first lens group includes, in order from the object side, a 1a lens group having a positive refractive power, a 1b lens group having a negative refractive power, and a first c having a positive refractive power. The first b lens group is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis, thereby moving the image in the direction perpendicular to the optical axis, and functions as an anti-vibration lens group.
本発明のインナーフォーカス式マクロレンズは、防振機能を有する場合、次の条件式を満足することが望ましい。
(2)−1.5<f1b/f1c<−0.6
ただし、
f1b:前記第1bレンズ群の焦点距離
f1c:前記第1cレンズ群の焦点距離
When the inner focus type macro lens of the present invention has an anti-vibration function, it is desirable to satisfy the following conditional expression.
(2) -1.5 <f1b / f1c <-0.6
However,
f1b: focal length of the 1b lens group f1c: focal length of the 1c lens group
条件式(2)は防振レンズ群である第1bレンズ群の焦点距離と、その後に配置される第1cレンズ群の焦点距離との比を規定したものである。 Conditional expression (2) defines the ratio between the focal length of the 1b lens group, which is the anti-vibration lens group, and the focal length of the first c lens group disposed thereafter.
条件式(2)の下限値を越える場合、後述する防振係数が小さくなり、防振時に防振レンズ群が光軸に対して略垂直方向へ移動する移動量が増加するため、防振レンズ群周りのメカニカルパーツ等が大型化してしまう。条件式(2)の上限値を越える場合、防振レンズ群の屈折力が大きくなることで、特に防振時に発生する偏心コマ収差が発生しやすくなり、防振時のレンズ全系の収差補正が困難となる。 When the lower limit value of conditional expression (2) is exceeded, an anti-vibration coefficient, which will be described later, decreases, and the amount of movement of the anti-vibration lens group in a direction substantially perpendicular to the optical axis during anti-vibration increases. The mechanical parts around the group become larger. When the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the anti-vibration lens group becomes large, so that decentration coma aberration that occurs particularly during image stabilization tends to occur, and aberration correction of the entire lens system during image stabilization occurs. It becomes difficult.
さらに、本発明のインナーフォーカス式マクロレンズは、前記第1レンズ群に1面以上の非球面を使用することが望ましい。特に、第1bレンズ群に非球面を使用することで防振時の軸外収差を補正し易くなり、偏心コマ収差の補正が容易となる。 Further, in the inner focus type macro lens of the present invention, it is desirable to use one or more aspheric surfaces for the first lens group. In particular, by using an aspherical surface for the 1b lens group, it becomes easy to correct off-axis aberrations during image stabilization, and it becomes easy to correct decentration coma.
第1レンズ群に1面以上の非球面を使用することで、特にコマ収差、非点収差、歪曲収差を補正し、レンズ径が大きくなる第1レンズ群のレンズ枚数を少なくし、レンズ全系を小型化できる。 By using one or more aspheric surfaces for the first lens group, in particular, coma, astigmatism, and distortion are corrected, the number of lenses in the first lens group that increases the lens diameter is reduced, and the entire lens system Can be miniaturized.
さらに、第2レンズ群に非球面を使用することで、第2レンズ群の軸上収差、軸外収差を共に補正しやすくなる。特にフォーカシング時のコマ収差を抑えることでレンズ全系の良好な収差補正が可能となる。 Further, by using an aspherical surface for the second lens group, it becomes easy to correct both the on-axis aberration and the off-axis aberration of the second lens group. In particular, it is possible to correct aberrations of the entire lens system by suppressing coma during focusing.
さらに、第3レンズ群に非球面を使用することで、フォーカシング時の非点収差の補正が容易となる。このため第3レンズ群以降のレンズ群を像面に対して固定した状態でもフォーカシング時における像面湾曲の補正が容易となる。 Further, by using an aspheric surface for the third lens group, it becomes easy to correct astigmatism during focusing. For this reason, even when the third lens group and subsequent lens groups are fixed with respect to the image plane, it is easy to correct field curvature during focusing.
防振時において、防振レンズ群が光軸方向に対して略垂直方向に移動する移動量は防振係数より求められる。防振係数は、防振レンズ群の移動量と像の変位量の比であって、詳しくは防振レンズ群から像面までの間にある全てのレンズ(防振レンズ群も含まれる。)の横倍率と、防振レンズ群より後のレンズ群から像面までの間にある全てのレンズ(防振レンズ群は含まれない。)の横倍率との差で表される。 At the time of image stabilization, the amount of movement of the image stabilization lens group in a direction substantially perpendicular to the optical axis direction is obtained from the image stabilization coefficient. The image stabilization coefficient is a ratio of the amount of movement of the image stabilization lens group to the amount of image displacement, and more specifically, all the lenses between the image stabilization lens group and the image plane (including the image stabilization lens group). And the lateral magnification of all the lenses between the lens group after the image stabilizing lens group and the image plane (not including the image stabilizing lens group).
以下、本発明の数値実施例1乃至数値実施例6について説明する。 Hereinafter, Numerical Example 1 to Numerical Example 6 of the present invention will be described.
各数値実施例において、全体諸元中のfは焦点距離、FnoはFナンバー、Yは光軸からの最大像高を表す。また、レンズ諸元中の第1列の番号は物体側からのレンズ面の面番号、第2列Rはレンズ面の曲率半径、第3列Dはレンズ面間隔、第4列ndはd線(波長λ=587.56mm)に対する屈折率、第5列νdはd線に対するアッベ数を表す。また、第2列の「絞り」は絞り面を表し、第3列のB.F.はバックフォーカスを表す。可変であるレンズ面間隔は、可変間隔でその各対応値を表す。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、ΔSはサジタル像面、ΔMはメリジオナル像面を示す。 In each numerical example, f in the overall specifications represents the focal length, Fno represents the F number, and Y represents the maximum image height from the optical axis. In the lens specifications, the first column number is the surface number of the lens surface from the object side, the second column R is the radius of curvature of the lens surface, the third column D is the lens surface interval, and the fourth column nd is the d line. The refractive index with respect to (wavelength λ = 587.56 mm), the fifth column νd represents the Abbe number with respect to the d-line. Also, “diaphragm” in the second column represents the diaphragm surface, and B. F. Represents the back focus. The variable lens surface interval represents each corresponding value with a variable interval. In the drawing, d-line, g-line, and C-line are aberrations with respect to respective wavelengths, ΔS indicates a sagittal image plane, and ΔM indicates a meridional image plane.
なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離f、曲率半径R、レンズ面間隔D、その他の長さの単位は特記のない場合「mm」を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおいても同等の光学性能が得られるので、長さの単位は「mm」に限られるものではない。 In all the values of the following specifications, “mm” is used as the focal length f, the radius of curvature R, the lens surface interval D, and other length units unless otherwise specified. Since the same optical performance can be obtained in proportional expansion and proportional reduction, the unit of length is not limited to “mm”.
非球面データとして、面番号、非球面の形状を次式で表した場合の非球面係数、円錐係数を表す。
なお、zは、レンズ面の頂点を基準として光軸からの高さyの位置における光軸方向への変位量、Kは、円錐係数、A4、A6、A8、A10、A12は非球面係数、rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を示す。なお、「E−n」は「×10^(−n)」を示し、例えば、「1.234E−4」は「1.234×10^(−4)」を示す。防振時の横収差を示した図面において、防振レンズ群を光軸方向に対して略垂直方向に移動させる移動量は0.45mmである。
As aspherical data, the aspherical coefficient and the conical coefficient in the case where the surface number and the shape of the aspherical surface are expressed by the following equations are shown.
Here, z is the amount of displacement in the optical axis direction at the position of the height y from the optical axis with reference to the apex of the lens surface, K is a conical coefficient, A4, A6, A8, A10, and A12 are aspheric coefficients, r indicates the radius of curvature of the reference spherical surface (paraxial radius of curvature). “E-n” indicates “× 10 ^ (− n)”, and for example, “1.234E-4” indicates “1.234 × 10 ^ (− 4)”. In the drawing showing the lateral aberration during image stabilization, the amount of movement for moving the image stabilization lens group in a direction substantially perpendicular to the optical axis direction is 0.45 mm.
(数値実施例1)
(Numerical example 1)
(数値実施例2)
(Numerical example 2)
(数値実施例3)
(Numerical Example 3)
(数値実施例4)
(Numerical example 4)
(数値実施例5)
(Numerical example 5)
(数値実施例6)
(Numerical example 6)
S 開口絞り
I 像面
Gr1 第1レンズ群
Gr1a 第1aレンズ群
Gr1b 第1bレンズ群
Gr1c 第1cレンズ群
Gr2 第2レンズ群
Gr3 第3レンズ群
Gr4 第4レンズ群
C C線(波長λ=656.3nm)
d d線(波長λ=587.6nm)
g g線(波長λ=435.8nm)
Y 像高
ΔS サジタル像面
ΔM メジオナル像面
S aperture stop I image plane Gr1 first lens group Gr1a 1a
dd line (wavelength λ = 587.6 nm)
g g line (wavelength λ = 435.8 nm)
Y Image height ΔS Sagittal image plane ΔM Medianal image plane
Claims (2)
最短撮影距離での撮影倍率を少なくとも絶対値で0.45倍より大きくすることが可能であり、
無限遠物体から近距離物体へフォーカシングする際に、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群は像面に対して固定され、前記第2レンズ群が像面側へ移動すると同時に前記第3レンズ群が物体側へ移動され、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1aレンズ群と、負の屈折力を有する第1bレンズ群と、正の屈折力を有する第1cレンズ群とで構成され、
第1bレンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、像を光軸に対して垂直方向に移動させることが可能であり、
以下の条件式を満足することを特徴とするインナーフォーカス式マクロレンズ。
(1)0.0<f3/f1<0.45
(2)−1.5<f1b/f1c<−0.6
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f1b:前記第1bレンズ群の焦点距離
f1c:前記第1cレンズ群の焦点距離 In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a negative refractive power Composed of groups,
The shooting magnification at the shortest shooting distance can be at least 0.45 times in absolute value,
When focusing from an object at infinity to a short distance object, the first lens group and the fourth lens group are fixed with respect to the image plane, and at the same time the second lens group moves to the image plane side, the third lens The group is moved to the object side,
The first lens group includes, in order from the object side, a 1a lens group having a positive refractive power, a 1b lens group having a negative refractive power, and a first c lens group having a positive refractive power. ,
By moving the first lens group in a direction substantially perpendicular to the optical axis, it is possible to move the image in a direction perpendicular to the optical axis,
An inner focus type macro lens that satisfies the following conditional expression.
(1) 0.0 <f3 / f1 <0.45
(2) -1.5 <f1b / f1c <-0.6
However,
f1: Focal length of the first lens group f3: Focal length of the third lens group
f1b: Focal length of the 1b lens group
f1c: Focal length of the first c lens group
前記第1レンズ群に非球面を使用したレンズを1枚以上含むことを特徴とする請求項1に記載のインナーフォーカス式マクロレンズ。 The inner focus type macro lens according to claim 1,
The inner focus type macro lens according to claim 1, wherein the first lens group includes at least one lens using an aspheric surface.
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