JP5526972B2 - 広角レンズ系 - Google Patents
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- Lenses (AREA)
Description
(1)0.27≦D23/LD23<0.50
(2)1.43≦|f1|/f<3.5
但し、
D23:無限遠物体に合焦させた状態における第2レンズ群の最も像側の面から第3レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離、
LD23:無限遠物体に合焦させた状態における第2レンズ群の最も物体側の面から第3レンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
f:全系の焦点距離、
である。
(3)0≦X2/X3<0.3
但し、
X2:第2レンズ群の物体側へのフォーカシング移動量、
X3:第3レンズ群の物体側へのフォーカシング移動量、
である。
(4)fF/f>0
但し、
fF:絞りより物体側に位置する第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離、
f:全系の焦点距離、
である。
しかし、負の前群で発散した光束がフォーカス群(後群)に入射する場合、フォーカシングによる性能変化が大きくなりやすい。
そこで、負の前群と正の後群の間に正の中群を配置することで、フォーカシングによる性能変化を小さくすることが可能となる。また、この正の中群をフォーカシング時に可動とすることで、正の後群によるフォーカシングで発生する収差を適度に補正することも可能である。
また、主たる結像作用を持つ第3Aレンズ群は、いわゆるトリプレットと呼ばれる正レンズと負レンズと正レンズの組み合わせが収差補正に適しているが、これらが3枚の単レンズとして配置されていると感度が高く、製造誤差による性能低下の影響が大きい。そこで、これら正負正の3枚のレンズを接合レンズとすることで感度を低くして、製造誤差による性能低下を軽減する効果が得られる。
さらに、第3Bレンズ群の最も像側の正レンズを、像側の面が非球面の非球面レンズとし、その非球面を、近軸球面に比して、光軸から離れる(レンズ径が大きくなる)に従って負のパワーを強める(正のパワーを弱める)性質となるように構成することにより、負の歪曲収差をより良好に補正することができる。
条件式(1)の上限を超えると、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が大きくなり、周辺光量と収差補正の両立が困難となる。周辺光量は、第2レンズ群又は第3レンズ群のレンズ径を大きくすることで確保することができるが、第2レンズ群のレンズ径を大きくした場合、中間像高の高次のコマ収差補正が困難となり、第3レンズ群のレンズ径を大きくした場合、像面湾曲・倍率色収差の補正が困難となる。
条件式(1)の下限を超えると、第3レンズ群のフォーカシング移動量が小さくなる。所定の近距離までフォーカシングを行うためには、第3レンズ群のフォーカシング感度を高くするか、第2レンズ群のフォーカシング移動量を大きくする必要があるが、いずれもフォーカシング時の性能変化が大きくなりやすい。
条件式(2)の上限を超えると、第1レンズ群による発散の効果が弱すぎるため、十分なバックフォーカスの確保が困難となる。これを回避するためには、第1レンズ群とそれ以降(像側)のレンズ群(第2レンズ群及び第3レンズ群)との間隔を大きくする必要があるが、それによって第1レンズ群のレンズ径が増大し、歪曲収差の補正が困難となる。
条件式(2)の下限を超えると、第1レンズ群による発散の効果が強すぎるため、それ以降(像側)のレンズ群(第2レンズ群及び第3レンズ群)で球面収差が発生しやすい。
条件式(3)の上限を超えると、第2レンズ群のフォーカシング移動量が大きすぎるため、特に球面収差の変動が大きくなりやすい。
条件式(3)の下限を超えると、第2レンズ群及び第3レンズ群のフォーカシング移動量が小さくなる。所定の距離までフォーカシングを行うために第2レンズ群及び第3レンズ群のフォーカシング感度を高くすると、収差の変動が大きくなりやすい。
なお、条件式(3)の下限値の境界がゼロを含んでいるのは、第2レンズ群がフォーカシング時に固定である(移動しない)ことを意味する。
条件式(4)は以上の構成において、絞りより物体側に位置する第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離と、全系の焦点距離との比に関するものであり、絞りより物体側に位置する第1レンズ群と第2レンズ群が、全体として正の屈折力を有しているということを意味している。
条件式(4)の下限を超えると(第1レンズ群と第2レンズ群が全体として負の屈折力を持つと)、負の歪曲収差が発生しやすくなる。一眼レフカメラのように、長いバックフォーカスが必要な広角レンズ系では、物体側に負のレンズ群、像側に正のレンズ群を配置する、いわゆるレトロフォーカスタイプが用いられるが、このタイプは、負の歪曲収差が発生しやすい。これを回避するためには、絞りを挟んで、第1レンズ群と第2レンズ群の合成群と第3レンズ群のパワーがなるべく対称となることが望ましく、したがって絞りより物体側のレンズ群が正の屈折力を持つ、つまり合成焦点距離が正となることが望ましい。
回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
(但し、cは曲率(1/r)、yは光軸からの高さ、Kは円錐係数、A4、A6、A8、・・・・・は各次数の非球面係数)
図1〜図3と表1〜表3は、本発明による広角レンズ系の数値実施例1を示している。図1は無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図2はその諸収差図、図3はその横収差図である。表1はその面データ、表2はその非球面データ、表3はその各種データである。
面データ
面番号 r d N(d) ν(d)
1 58.874 3.00 1.83481 42.7
2 26.785 14.69
3* 48.991 4.00 1.80610 40.7
4 26.493 14.47
5 -71.737 2.50 1.61800 63.4
6 71.737 2.34
7 184.266 9.33 1.67270 32.2
8 -30.158 2.50 1.84666 23.8
9 149.776 1.66
10* 61.757 0.20 1.52972 42.7
11 75.302 10.16 1.58267 46.6
12 -34.896 20.00
13 47.152 3.90 1.84666 23.8
14 -94.756 1.50 1.51742 52.2
15 38.948 5.00
16絞 ∞ 12.79
17 28.083 4.40 1.45860 90.2
18 -64.295 1.50 1.83400 37.3
19 25.283 8.12 1.48749 70.4
20 -40.321 0.95
21 -86.642 1.50 1.90366 31.3
22 39.900 7.73 1.58913 61.2
23* -32.524 -
*は回転対称非球面である。
(表2)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 0.8062E-05 -0.2103E-08 0.7168E-11
10 0.000 -0.9285E-05 0.9335E-08 -0.4413E-11
23 0.000 0.4918E-05 0.2318E-08
(表3)
各種データ
FNO. 4.1
f 25.71
W 54.7
Y 34.85
fB 60.49
L 192.73
フォーカシングによる可変部の間隔
撮影倍率 D16 fB
0.00 12.79 60.49
-0.08 10.489 62.79
図4〜図6と表4〜表6は、本発明による広角レンズ系の数値実施例2を示している。図4は無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図5はその諸収差図、図6はその横収差図である。表4はその面データ、表5はその非球面データ、表6はその各種データである。
(1)第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ11’、物体側に凸の負メニスカスレンズ12’、物体側に凸の負メニスカスレンズ13’、及び物体側から順に位置する像側に凸の正メニスカスレンズ14’と像側に凸の負メニスカスレンズ15’と像側に凸の正メニスカスレンズ16’の接合レンズC1’から構成される。負メニスカスレンズ12’及び13’の像側の面には、合成樹脂材料による非球面層が接着形成されている。
(2)無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3を異なる移動量だけ移動させて行う(フローティングフォーカシング)。
面データ
面番号 r d N(d) ν(d)
1 60.748 3.00 1.83481 42.7
2 27.786 15.30
3 55.176 3.30 1.77250 49.6
4 37.028 0.20 1.52972 42.7
5* 26.508 5.40
6 35.278 2.80 1.61800 63.4
7 24.788 0.20 1.52972 42.7
8* 25.316 13.30
9 -85.534 15.00 1.80420 46.5
10 -26.718 2.50 1.83400 37.3
11 -192.749 6.50 1.74400 44.9
12 -43.426 25.90
13 49.807 4.60 1.71736 29.5
14 -35.137 3.90 1.74330 49.2
15 112.384 2.00
16絞 ∞ 10.30
17 26.954 6.60 1.45860 90.2
18 -85.317 1.50 1.80610 33.3
19 21.849 7.20 1.48749 70.4
20 -33.115 0.20
21 -1008.871 1.50 1.83481 42.7
22 27.604 6.00 1.58913 61.2
23* -86.619 -
*は回転対称非球面である。
(表5)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8
5 0.000 -0.2798E-04 0.3117E-07 -0.2492E-10
8 0.000 0.2103E-04 -0.4062E-07 -0.3569E-10
23 0.000 0.5559E-05 -0.9730E-09
(表6)
各種データ
FNO. 4.0
f 25.80
W 54.6
Y 34.85
fB 60.67
L 197.87
フォーカシングによる可変部の間隔
撮影倍率 D12 D16 fB
0.00 25.90 10.30 60.67
-0.08 25.46 8.55 62.86
図7〜図9と表7〜表9は、本発明による広角レンズ系の数値実施例3を示している。図7は無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図8はその諸収差図、図9はその横収差図である。表7はその面データ、表8はその非球面データ、表9はその各種データである。
(1)第1レンズ群G1の接合レンズC1’は、物体側から順に位置する両凸正レンズ14’と両凹負レンズ15’と両凸正レンズ16’の接合レンズである。
(2)第3レンズ群3Gの接合レンズC3Aは、物体側から順に位置する物体側に凸の正メニスカスレンズ31と物体側に凸の負メニスカスレンズ32と両凸正レンズ33の接合レンズである。
面データ
面番号 r d N(d) ν(d)
1 58.940 3.00 1.83481 42.7
2 29.335 14.40
3 61.747 2.80 1.77250 49.6
4 33.438 0.30 1.52972 42.7
5* 25.968 7.50
6 65.332 2.50 1.58913 61.2
7 26.848 0.20 1.52972 42.7
8* 24.984 15.10
9 168.655 11.00 1.66892 45.0
10 -34.796 2.50 1.83400 37.3
11 98.352 11.00 1.54072 47.2
12 -34.871 23.30
13 36.606 4.80 1.64769 33.8
14 -37.024 1.40 1.67000 57.4
15 73.212 5.90
16絞 ∞ 12.00
17 23.824 4.30 1.49700 81.6
18 117.606 1.00 1.80610 33.3
19 18.313 6.30 1.48749 70.4
20 -30.283 0.20
21 -39.219 1.20 1.83481 42.7
22 30.792 6.20 1.58913 61.2
23* -40.437 -
*は回転対称非球面である。
(表8)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8
5 0.000 -0.2273E-04 0.1705E-07 -0.1094E-10
8 0.000 0.1134E-04 -0.3436E-07 -0.3195E-10
23 0.000 0.7730E-05 0.9200E-08
(表9)
各種データ
FNO. 4.1
f 25.70
W 54.7
Y 34.85
fB 66.27
L 203.17
フォーカシングによる可変部の間隔
撮影倍率 D12 D16 fB
0.00 23.30 12.00 66.27
-0.08 21.07 9.93 68.57
図10〜図12と表10〜表12は、本発明による広角レンズ系の数値実施例4を示している。図10は無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図11はその諸収差図、図12はその横収差図である。表10はその面データ、表11はその非球面データ、表12はその各種データである。
(1)第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ11’’、物体側に凸の負メニスカスレンズ12’’、物体側に凸の負メニスカスレンズ13’’、像側に凸の負メニスカスレンズ14’’、及び物体側から順に位置する両凸正レンズ15’’と像側に凸の負メニスカスレンズ16’’の接合レンズC1’’から構成される。負メニスカスレンズ12’’は、その両面が非球面の非球面レンズである。
(2)第3レンズ群G3の負レンズ34は、物体側に凸の負メニスカスレンズである。
面データ
面番号 r d N(d) ν(d)
1 100.315 3.00 1.83481 42.7
2 34.789 5.80
3* 56.000 7.00 1.73077 40.5
4* 30.200 11.00
5 46.053 3.00 1.59282 68.6
6 27.684 14.20
7 -55.426 2.20 1.83481 42.7
8 -680.490 0.20
9 94.471 13.70 1.70154 41.2
10 -24.673 2.50 1.83400 37.3
11 -52.249 29.10
12 45.066 5.50 1.67270 32.2
13 -39.654 1.00 1.77250 49.6
14 335.416 3.00
15絞 ∞ 12.00
16 28.899 7.30 1.49700 81.6
17 -66.267 1.00 1.80610 33.3
18 24.825 8.30 1.48749 70.4
19 -41.839 0.20
20 162.670 1.20 1.83481 42.7
21 30.322 5.10 1.58913 61.2
22* -864.268 -
*は回転対称非球面である。
(表11)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 0.1291E-04 -0.2298E-08 0.2797E-12
4 0.000 0.1217E-04 0.9267E-08 -0.3245E-10
22 0.000 0.6883E-05 0.6341E-08
(表12)
各種データ
FNO. 4.1
f 25.70
W 54.7
Y 34.85
fB 62.96
L 199.26
フォーカシングによる可変部の間隔
撮影倍率 D15 fB
0.00 12.00 62.96
-0.08 9.85 65.11
図13〜図15と表13〜表15は、本発明による広角レンズ系の数値実施例5を示している。図13は無限遠物体合焦時のレンズ構成図、図14はその諸収差図、図15はその横収差図である。表13はその面データ、表14はその非球面データ、表15はその各種データである。
(1)第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ11’’’、物体側に凸の負メニスカスレンズ12’’’、両凹負レンズ13’’’、及び物体側から順に位置する両凸正レンズ14’’’と像側に凸の負メニスカスレンズ15’’’の接合レンズC1’’’から構成される。負メニスカスレンズ12’’’は、その両面が非球面の非球面レンズである。
(2)第2レンズ群G2の負レンズ22は、像側に凸の負メニスカスレンズである。
(3)無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3を異なる移動量だけ移動させて行う(フローティングフォーカシング)。
面データ
面番号 r d N(d) ν(d)
1 78.423 3.00 1.83481 42.7
2 30.589 11.00
3* 56.395 7.00 1.73077 40.5
4* 27.480 16.16
5 -112.052 2.50 1.61800 63.4
6 44.248 5.16
7 60.515 11.92 1.74400 44.9
8 -39.126 2.50 1.83481 42.7
9 -109.767 26.27
10 55.742 6.00 1.64769 33.8
11 -25.052 1.20 1.77250 49.6
12 -173.995 3.20
13絞 ∞ 9.38
14 29.809 7.40 1.49700 81.6
15 -121.824 1.20 1.80610 33.3
16 22.145 9.00 1.48749 70.4
17 -35.199 1.30
18 -651.902 1.20 1.83481 42.7
19 30.413 7.40 1.58913 61.2
20* -100.773 -
*は回転対称非球面である。
(表14)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 0.1088E-04 -0.4936E-08 0.1220E-11
4 0.000 0.7529E-05 -0.2475E-08 -0.3269E-10
20 0.000 0.5796E-05 0.2608E-09
(表15)
各種データ
FNO. 4.2
f 25.73
W 54.7
Y 34.85
fB 62.05
L 194.84
フォーカシングによる可変部の間隔
撮影倍率 D9 D13 fB
0.00 26.27 9.38 62.05
-0.08 26.05 7.41 64.25
(表16)
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
条件式(1) 0.38 0.28 0.41 0.34 0.27
条件式(2) 3.35 2.84 2.43 1.63 1.43
条件式(3) 0.0 0.2 0.1 0.0 0.1
条件式(4) 2.6 4.2 3.1 4.1 5.1
G2 正の屈折力の第2レンズ群
G3 正の屈折力の第3レンズ群
G3A 正の屈折力の第3Aレンズ群
G3B 負の屈折力の第3Bレンズ群
11 11’ 11’’ 11’’’ 負レンズ
12 12’ 12’’ 12’’’ 負レンズ
13 13’ 13’’ 13’’’ 負レンズ
14 14’ 14’’’ 正レンズ
14’’ 負レンズ
15 15’ 15’’’ 負レンズ
15’’ 正レンズ
16 16’ 正レンズ
16’’ 負レンズ
C1 C1’ C1’’ C1’’’ 接合レンズ
21 正レンズ
22 負レンズ
C2 接合レンズ
31 正レンズ
32 負レンズ
33 正レンズ
34 負レンズ
35 正レンズ
C3A 接合レンズ
C3B 接合レンズ
S 開口絞り
I 像面
Claims (7)
- 物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、及び正の屈折力の第3レンズ群から構成される広角レンズ系において、
第2レンズ群と第3レンズ群の間には絞りが位置しており、この絞りを境界にして第2レンズ群と第3レンズ群が分けられていること;
第1レンズ群と第2レンズ群は、空気間隔が最大の箇所で分けられていること;
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、少なくとも第3レンズ群を物体側に移動させて行うこと;
第1レンズ群は、最も物体側から順に連続して位置する少なくとも3枚の負レンズを有していること;及び
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)0.27≦D23/LD23<0.50
(2)1.43≦|f1|/f<3.5
但し、
D23:無限遠物体に合焦させた状態における第2レンズ群の最も像側の面から第3レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離、
LD23:無限遠物体に合焦させた状態における第2レンズ群の最も物体側の面から第3レンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
f:全系の焦点距離。 - 請求項1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)0≦X2/X3<0.3
但し、
X2:第2レンズ群の物体側へのフォーカシング移動量、
X3:第3レンズ群の物体側へのフォーカシング移動量。 - 請求項1又は2記載の広角レンズ系において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第2レンズ群を像面に対して固定した状態で第3レンズ群のみを物体側に移動させ、または、第2レンズ群と第3レンズ群の双方を異なる移動量で物体側に移動させて行い、第2レンズ群と第3レンズ群の間に位置する絞りは、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第2レンズ群と一体に像面に対して固定され、または、第2レンズ群と一体に物体側に移動する広角レンズ系。
- 請求項3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)fF/f>0
但し、
fF:絞りより物体側に位置する第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離、
f:全系の焦点距離。 - 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、第3レンズ群は、物体側から順に位置する正の屈折力の第3Aレンズ群及び負の屈折力の第3Bレンズ群から構成され、第3Aレンズ群は、物体側から順に位置する正レンズ、負レンズ及び正レンズの接合レンズからなり、第3Bレンズ群は、物体側から順に位置する負レンズ及び正レンズの接合レンズからなる広角レンズ系。
- 物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、及び正の屈折力の第3レンズ群から構成される広角レンズ系において、
第2レンズ群と第3レンズ群の間には絞りが位置しており、この絞りを境界にして第2レンズ群と第3レンズ群が分けられていること;
第1レンズ群と第2レンズ群は、空気間隔が最大の箇所で分けられていること;
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、少なくとも第3レンズ群を物体側に移動させて行うこと;
第1レンズ群は、最も物体側から順に連続して位置する少なくとも3枚の負レンズを有していること;
第3レンズ群は、物体側から順に位置する正の屈折力の第3Aレンズ群及び負の屈折力の第3Bレンズ群から構成されていること;
第3Aレンズ群は、物体側から順に位置する正レンズ、負レンズ及び正レンズの接合レンズから構成されていること;及び
第3Bレンズ群は、物体側から順に位置する負レンズ及び正レンズの接合レンズから構成されていること;を特徴とする広角レンズ系。 - 請求項5又は6記載の広角レンズ系において、第3Bレンズ群の最も像側の正レンズは、像側の面が非球面の非球面レンズであり、その像側の非球面は、近軸球面に比して、光軸から離れるに従って負のパワーを強める性質である広角レンズ系。
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