JP6665615B2

JP6665615B2 - 大口径望遠レンズ

Info

Publication number: JP6665615B2
Application number: JP2016056767A
Authority: JP
Inventors: 健太藤田
Original assignee: Sigma Inc
Current assignee: Sigma Inc
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2036-03-22
Also published as: JP2017173409A

Description

本発明は、デジタルカメラ、銀塩カメラ及びビデオカメラ等に最適であり、Ｆ値がＦ１．８程度の大口径望遠レンズに関する。

以下の特許文献において、従来の大口径望遠レンズが開示されている。

特許文献１には、６群構成からなり、Ｆ値がＦ１．８程度であるにもかかわらず比較的コンパクトな、大口径の望遠レンズが開示されている。

また、特許文献２には、撮影レンズの前方レンズ群以外のレンズ群であって比較的小型でしかも軽量な第２レンズ群を移動させてフォーカスを行うことにより高速なフォーカシングを可能とするインナーフォーカス式の望遠レンズが開示されている。

また、特許文献３には、フォーカシング時に第３レンズ群及び第４レンズ群を移動させる、所謂フローティングフォーカスを行うことにより、フォーカシング時の収差変動を抑えた大口径レンズに適した望遠レンズが開示されている。

特開昭５８−１２６５１２号公報特開平９−１５９９１１号公報特許３３９４５９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の大口径の望遠レンズでは、フォーカシングに際して、第１レンズ群から第５レンズ群を光軸に沿って動かしているため、移動させるレンズ群の重量が大きくなることにより、フォーカシング動作の高速化を図ることが困難となってしまうという課題がある。

また、特許文献２に記載のインナーフォーカス式の望遠レンズでは、軸上色収差の補正が不十分なだけでなく、フォーカシング時の収差変動が大きく、さらに、Ｆ値がＦ２．０程度と暗い、という課題がある。

また、特許文献３に記載の望遠レンズでは、レンズ全系のＦ値がＦ２．８程度と暗い、という課題がある。

そこで、本発明は、従来の大口径望遠レンズの課題を解決し、Ｆ値がＦ１．８程度と明るく、良好な光学性能を得ることが可能な大口径望遠レンズを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の大口径望遠レンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３とを有し、前記第１レンズ群Ｌ１において、最も物体側に配する接合レンズの接合面Ｓｃ１は物体側に凹面を向けた形状であり、前記第２レンズ群Ｌ２及び前記第３レンズ群Ｌ３はそれぞれ３枚以上のレンズで構成され、フォーカシングに際して、前記第１レンズ群Ｌ１は像面に対して固定であり、前記第２レンズ群Ｌ２が光軸に沿って像側に移動するとともに前記第３レンズ群Ｌ３が光軸に沿って物体側に移動し、所定の条件式を満足することを特徴とした。

本発明によれば、Ｆ値がＦ１．８程度と明るく、良好な光学性能を得ることが可能な大口径望遠レンズを提供することができる。

本発明の実施例１に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。本発明の実施例１に係る無限遠合焦時の縦収差図である。本発明の実施例１に係る撮影距離５５１３ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例１に係る無限遠合焦時の横収差図である。本発明の実施例１に係る撮影距離５５１３ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例２に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。本発明の実施例２に係る無限遠合焦時の縦収差図である。本発明の実施例２に係る撮影距離５４２０ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例２に係る無限遠合焦時の横収差図である。本発明の実施例２に係る撮影距離５４２０ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例３に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。本発明の実施例３に係る無限遠合焦時の縦収差図である。本発明の実施例３に係る撮影距離５５１３ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例３に係る無限遠合焦時の横収差図である。本発明の実施例３に係る撮影距離５５１３ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例４に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。本発明の実施例４に係る無限遠合焦時の縦収差図である。本発明の実施例４に係る撮影距離５４２９ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例４に係る無限遠合焦時の横収差図である。本発明の実施例４に係る撮影距離５４２９ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例５に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。本発明の実施例５に係る無限遠合焦時の縦収差図である。本発明の実施例５に係る撮影距離５４０４ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例５に係る無限遠合焦時の横収差図である。本発明の実施例５に係る撮影距離５４０４ｍｍにおける横収差図である。

以下、本発明にかかる大口径望遠レンズの実施例について詳細に説明する。

本実施例の大口径望遠レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３とを有し、前記第１レンズ群Ｌ１において、最も物体側に配する接合レンズの接合面Ｓｃ１は物体側に凹面を向けた形状であり、前記第２レンズ群Ｌ２及び前記第３レンズ群Ｌ３はそれぞれ３枚以上のレンズで構成され、フォーカシングに際して、前記第１レンズ群Ｌ１は像面に対して固定であり、前記第２レンズ群Ｌ２が光軸に沿って像側に移動するとともに前記第３レンズ群Ｌ３が光軸に沿って物体側に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（１）０．７７＜ＦＮｏ×（ｆ１／ｆ）＜１．４０
（２）｜（θｇＦｃｒ−θｇＦｃｆ）／（νｄｃｒ−νｄｃｆ）｜＜０．００２０
（３）２Ｒｃ／φｃ＜−４．８
ただし、
ＦＮｏ：無限遠合焦時のレンズ全系の開放Ｆ値
ｆ１：前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離
ｆ：無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
θｇＦｃｒ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の像側のレンズの部分分散比
θｇＦｃｆ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の物体側のレンズの部分分散比
νｄｃｒ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄｃｆ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
Ｒｃ：前記接合面Ｓｃ１の曲率半径
φｃ：前記接合面Ｓｃ１での軸上マージナル光線の径

本実施例のレンズ構成において、無限遠距離から近距離へのフォーカシングに際して、前記第２レンズ群Ｌ２が光軸に沿って像側に移動するとともに前記第３レンズ群Ｌ３が光軸に沿って物体側に移動することで、特にフォーカシング時の像面湾曲の変動を抑制することができる。

また、フォーカシングに際して、径と重量が比較的大きい前記第１レンズ群Ｌ１は像面に対して固定とし、径と重量の比較的小さい前記第２レンズ群Ｌ２と前記第３レンズ群Ｌ３を光軸に沿って移動させることで、フォーカシングの高速化が容易である。

条件式（１）は、レンズ全系の小型化と高性能化のために、前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離とレンズ全系の開放Ｆ値を規定したものである。

条件式（１）の上限値を超えて、レンズ全系の開放Ｆ値が暗くなる、若しくは、前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなると、前記第１レンズ群Ｌ１での見かけのＦ値が暗くなることにより前記第１レンズ群Ｌ１の径を小さくすることができるものの、前記第１レンズ群Ｌ１から射出される光線はより発散光となり、前記第１レンズ群Ｌ１以降のレンズ群での光線高が上がってしまうためレンズ全系の小型化が困難となる。ここで、見かけのＦ値とは、レンズ全系のＦ値に対するある特定のレンズ群におけるＦ値であって、当該特定のレンズ群のレンズ全系に対する焦点距離の比をレンズ全系のＦ値にかけて算出されるものである。

条件式（１）の下限値を超えて、レンズ全系の開放Ｆ値が明るくなる、若しくは、前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなると、前記第１レンズ群Ｌ１から射出される光線はより収斂光となり、前記第１レンズ群Ｌ１以降のレンズ群での光線高を下げることができるものの、前記第１レンズ群Ｌ１での見かけのＦ値が明るくなり、前記第１レンズ群Ｌ１の径が上がってしまうため小型化が困難となる。また、前記第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差や軸上色収差が増大し、これをレンズ全系で補正することが困難となる。

なお、上述した条件式（１）について、下限値を０．９０に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

なお、上述した条件式（１）について、上限値を１．３８に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

条件式（２）は、レンズ全系の高性能化のために、前記第１レンズ群Ｌ１において最も物体側に配された接合レンズを構成する各レンズの、アッベ数及び部分分散比を規定したものである。

条件式（２）の上限値を超えて、各レンズの部分分散比の差が大きくなる、若しくは、アッベ数の差が小さくなると、軸上色収差の２次スペクトルが大きくなり、これをレンズ全系で補正することが困難となる。

なお、上述した条件式（２）について、上限値を０．００１５に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

本発明では、前記第１レンズ群Ｌ１において、最も物体側に配する接合レンズの接合面Ｓｃ１を物体側に凹面を向けた形状とすることで、接合面Ｓｃ１を物体側に凸形状にする場合と比較して、前記接合レンズの最も像側のレンズ面の曲率半径を大きくすることができ、前記接合レンズの最も像側のレンズ面及び前記接合レンズ全体で発生する軸上マージナル光線の波長域間の分散を抑えることができる。さらに、本発明では、条件式（３）で前記接合面Ｓｃ１の曲率半径を規定することにより、この効果をより確実なものとすることが可能となる。

条件式（３）は、レンズ全系の大口径化と高性能化のために、前記第１レンズ群Ｌ１において最も物体側に配する接合レンズの接合面Ｓｃ１の曲率半径を規定したものである。

条件式（２）により軸上色収差の２次スペクトルを抑えた場合でも、条件式（３）の上限値を超えて、軸上マージナル光線の径φｃに対する接合面Ｓｃ１の曲率半径の比が０に近づくと、軸上光束のマージナルにおける光線の波長域間の分散が大きくなり、これにより、中心性能が低下するだけでなく、所謂ボケ像に色つきが発生し易くなり、これらをレンズ全系で補正することが困難となる。

なお、上述した条件式（３）について、上限値を−６．０に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

さらに、本実施例の大口径望遠レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（４）ＦＮｏ×ＬＴ／ｆ＜２．３５
ただし、
ＦＮｏ：無限遠合焦時のレンズ全系の開放Ｆ値
ＬＴ：レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離
ｆ：無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離

条件式（４）は、レンズ全系の小型化と大口径化のために、レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離と入射瞳径を規定したものである。

条件式（４）の上限値を超えて、レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離が大きくなると小型化が困難となる。また、条件式（４）の上限値を超えて、入射瞳径が小さくなると大口径化が困難となる。

なお、上述した条件式（４）について、上限値を２．３０に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

さらに、本実施例の大口径望遠レンズは、前記第２レンズ群Ｌ２が、最も物体側の面が物体側に凸面を向け全体として負の屈折力を有する接合レンズと、前記接合レンズの像側に配する負レンズから成ることを特徴とする。

本実施例の大口径望遠レンズにおいて、前記第２レンズ群Ｌ２の、最も物体側の面を物体側に凸形状にすることで、前記第１レンズ群Ｌ１から射出される軸上光束のゾーナル光線及びマージナル光線が、前記第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面に対してより垂直に入射するため、特に、フォーカシングの際の球面収差の変動を抑えることができる。

また、前記第２群レンズ群Ｌ２を、全体として負の屈折力を有する接合レンズと前記接合レンズの像側に配する負レンズにより構成することで、前記第２群レンズ群Ｌ２で発生する軸上色収差や製造誤差による敏感度を抑えつつ、所望の屈折力を確保することが可能となる。

また、本実施例の大口径望遠レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（５）ｆ１２＞０
（６）０．１５＜ｆ１／ｆ１２＜０．４２
ただし、
ｆ１２：無限遠合焦時の前記第１レンズ群Ｌ１と前記第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離

条件式（５）及び（６）は、レンズ全系の小型化と高性能化のために、前記第１レンズ群Ｌ１と前記第２レンズ群Ｌ２の無限遠合焦時の合成焦点距離と、前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定したものである。

条件式（５）を満足し、条件式（６）の上限値を超えて、前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなると、前記第１レンズ群Ｌ１と前記第２レンズ群Ｌ２の合成系での正の屈折力が弱くなるため、前記第２レンズ群Ｌ２から射出される光線はより発散光となる。これにより、前記第２レンズ群Ｌ２以降のレンズ群での光線高が上がってしまうためレンズ全系の小型化が困難となる。

条件式（５）を満足し、条件式（６）の下限値を超えて、前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなると、前記第１レンズ群Ｌ１と前記第２レンズ群Ｌ２の合成系での正の屈折力が強くなるため、前記第２レンズ群Ｌ２から射出される光線はより収斂光となる。これにより、前記第２レンズ群Ｌ２以降のレンズ群での光線高が下がるため、レンズ全系の小型化には有利になるが、前記第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差や軸上色収差が増大してしまいこれをレンズ全系で補正することが困難となる。

なお、上述した条件式（６）について、下限値を０．１７に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

なお、上述した条件式（６）について、上限値を０．３５に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

また、本実施例の大口径望遠レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（７）１．００＜０．５×（｜Ｋ２ｉｎｆ｜＋｜Ｋ３ｉｎｆ｜）＜２．００
ただし、
Ｋ２ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第２レンズ群Ｌ２のフォーカス敏感度
Ｋ３ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度
さらに、Ｋ２ｉｎｆ及びＫ３ｉｎｆは以下の式で表される。
Ｋ２ｉｎｆ＝β２ｂｉｎｆ^２×（β２ｉｎｆ^２−１）
Ｋ３ｉｎｆ＝β３ｂｉｎｆ^２×（β３ｉｎｆ^２−１）
ただし、
β２ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第２レンズ群Ｌ２の横倍率
β２ｂｉｎｆ：前記第２レンズ群Ｌ２より像側に配置されるレンズ群全体の合成横倍率
β３ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第３レンズ群Ｌ３の横倍率
β３ｂｉｎｆ：前記第３レンズ群Ｌ３より像側に配置されるレンズ群全体の合成横倍率

条件式（７）は、レンズ全系の高性能化と小型化のため、前記第２レンズ群Ｌ２と前記第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度を規定したものである。

フォーカス敏感度Ｋは、フォーカスレンズ群の光軸に沿った移動量Δｓに対する像面移動量Δｆｂの比であり、以下の（参考式ａ）で表すことができる。
（参考式ａ）Ｋ＝Δｆｂ／Δｓ＝βｂｆ^２×（βｆ^２−１）
ただし、
Ｋ：フォーカス敏感度
Δｆｂ：像面移動量
Δｓ：フォーカスレンズ群の光軸に沿った移動量
βｂｆ：無限遠合焦時におけるフォーカスレンズ群より像側に配置されるレンズ群全体の合成横倍率
βｆ：無限遠合焦時におけるフォーカスレンズ群の横倍率

フォーカス敏感度Ｋは、（参考式ａ）からわかるとおり、フォーカスレンズ群の横倍率βｆが等倍から離れるにつれて大きくなる。フォーカス敏感度Ｋが大きくなることにより、同じ像面移動量Δｆｂに対するフォーカスレンズ群の光軸に沿った移動量Δｓを小さくできることになるため、移動量Δｓが小さくなる分、レンズ全系の全長方向を小型化することができる。

条件式（７）の上限値を超えて、前記第２レンズ群Ｌ２と前記第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度が大きくなると、フォーカシング時のレンズ群の移動量が減少するため、レンズ全系の小型化には有利になるが、フォーカス時の球面収差や非点収差の変動が大きくなるだけでなく、製造誤差による性能劣化が大きくなってしまう。

条件式（７）の下限値を超えて、前記第２レンズ群Ｌ２と前記第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度が小さくなると、光学性能上は有利となるが、フォーカシング時のレンズ群の移動量が増大するためレンズ全系の小型化が困難となる。

なお、上述した条件式（７）について、下限値を１．３０に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

なお、上述した条件式（７）について、上限値を１．９０に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

以下、本発明にかかる大口径望遠レンズの実施例１乃至５の数値データを示す。

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数を示す。また、有効径の列には、各レンズ面または開口絞りの有効径を示している。また、ＢＦはバックフォーカスを表す。面番号を付した（絞り）には、平面または開口絞りに対する曲率半径∞（無限大）を記入している。

［各種データ］には、焦点距離等の値を示している。

［可変間隔データ］には、各撮影距離状態における可変間隔及びＢＦ（バックフォーカス）の値を示している。

［レンズ群データ］には、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号及び群全体の合成焦点距離を示している。

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限りミリメートル（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、これに限られるものではない。

また、各実施例に対応する収差図において、ｄ、ｇ、Ｃはそれぞれｄ線、ｇ線、Ｃ線を表しており、ΔＳ、ΔＭはそれぞれサジタル像面、メリジオナル像面を表している。さらに図１、６、１１、１６、２１に示すレンズ構成図において、Ｓは開口絞り、Ｉは像面、ＬＰＦはローパスフィルター、中心を通る一点鎖線は光軸である。

以下に、各実施例に係る大口径望遠レンズの諸元値を示す。［面データ］において、第１列は物体側から数えたレンズ面の順番、第２列の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＝５８７．５６ｎｍ）での屈折率、第５列νｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）でのアッベ数を表す。第６列は有効径を示す。またｒ＝∞は平面を表し、（ＢＦ）はバックフォーカス、（絞り）は絞り面を示し、空気の屈折率ｎ＝１．００００はその記載を省略する。

図１は、実施例１に係る大口径望遠レンズの無限遠合焦時におけるレンズ構成図である。

実施例１の大口径望遠レンズは、撮影距離無限遠から最短までのフォーカス時に像面に対して固定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、フォーカス時に像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、フォーカス時に物体側に移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズとから構成される。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、両凹レンズとから構成される。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズとから構成される。

続いて、以下に実施例１に係る大口径望遠レンズの諸元値を示す。

数値実施例１
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd 有効径
物面 ∞ (d0)
1 123.2737 8.6599 1.55032 75.50 75.28
2 -517.3964 0.2000 74.66
3 90.7371 7.5968 1.43700 95.10 68.10
4 484.4018 0.2000 66.40
5 62.8390 11.9140 1.49700 81.61 61.23
6（Ｓｃ１） -268.1175 3.0000 1.90366 31.32 59.29
7 79.0217 3.7993 53.86
8 68.8115 2.5000 1.64769 33.84 52.00
9 57.2192 6.6088 1.83481 42.72 50.33
10 178.1879 d10 48.95
11 132.8315 4.1315 1.84666 23.78 45.64
12 -218.4764 2.5000 1.69680 55.46 44.98
13 36.6470 5.6216 38.18
14 -1098.3475 2.0000 1.48749 70.45 38.13
15 60.6124 d15 36.66
16（絞り） ∞ d16 35.00
17 742.0814 3.3278 1.77250 49.62 32.40
18 -81.1532 0.2000 32.59
19 64.4348 6.9893 1.69680 55.46 32.40
20 -42.0387 2.1241 1.62004 36.30 32.25
21 76.7134 3.6721 31.39
22 -71.4290 1.5000 1.51742 52.15 31.42
23 -194.7969 d23 32.00
24 ∞ 1.4500 1.52301 58.59 42.83
25 ∞ BF 43.01
像面 ∞

［各種データ］
INF
焦点距離 132.00
Fナンバー 1.86
全画角2ω 18.53
像高Y 21.63
レンズ全長 159.53

［可変間隔データ］
INF 撮影距離5513mm
d0 ∞ 5353.5051
d10 2.6850 3.2581
d15 15.4580 14.8849
d16 22.1404 20.3179
d23 40.2498 42.0723
BF 1.0000 1.0000

［レンズ群データ］
群始面焦点距離
L1 1 77.47
L2 11 -48.90
L3 17 82.74

図６は、実施例２に係る大口径望遠レンズの無限遠合焦時におけるレンズ構成図である。

実施例２の大口径望遠レンズは、撮影距離無限遠から最短までのフォーカス時に像面に対して固定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、フォーカス時に像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、フォーカス時に物体側に移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と、フォーカス時に像面に対して固定の負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４とから構成される。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとから構成される。

第４レンズ群Ｌ４は、物体側から像側へ順に、物体側に凹面を向けた凸メニスカスレンズと、両凹レンズとから構成される。

続いて、以下に実施例２に係る大口径望遠レンズの諸元値を示す。

数値実施例２
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd 有効径
物面 ∞ (d0)
1 124.8174 8.3074 1.59282 68.63 74.64
2 -725.7699 0.2000 73.92
3 91.8968 6.9978 1.43700 95.10 67.80
4 335.5062 0.2000 66.61
5 61.6698 12.2443 1.49700 81.61 61.75
6（Ｓｃ１） -257.8305 3.0000 1.83481 42.72 59.87
7 135.2038 2.5996 55.18
8 300.6206 2.5000 1.60342 38.01 54.40
9 45.1437 8.7334 1.59282 68.63 49.94
10 252.5261 d10 48.74
11 129.4049 3.8612 1.92119 23.96 45.76
12 -304.8350 2.0000 1.54072 47.20 45.20
13 34.8504 6.1442 38.59
14 -860.8023 2.0000 1.51823 58.96 38.54
15 77.6950 d15 37.25
16（絞り） ∞ d16 35.00
17 95.1365 6.0394 1.72916 54.67 32.30
18 -196.2123 0.8660 32.25
19 507.1630 3.3175 1.74330 49.22 32.00
20 -93.1664 2.5000 1.69895 30.05 31.81
21 4835.6525 d21 31.40
22 -226.8994 5.0323 1.88300 40.80 31.70
23 -63.1589 2.0075 32.07
24 -53.5021 2.4625 1.60342 38.01 31.62
25 288.7838 36.5500 32.00
26 ∞ 1.4500 1.52301 58.59 42.71
27 ∞ BF 42.99
像面 ∞

［各種データ］
INF
焦点距離 131.00
Fナンバー 1.86
全画角2ω 18.65
像高Y 21.63
レンズ全長 157.83

［可変間隔データ］
INF 撮影距離5420mm
d0 ∞ 5262.5421
d10 2.5000 3.3031
d15 14.5289 13.7258
d16 17.7080 15.9666
d21 3.0769 4.8183
BF 1.0000 1.0000

［レンズ群データ］
群始面焦点距離
L1 1 95.75
L2 11 -70.26
L3 17 76.88
L4 22 -333.23

図１１は実施例３に係る大口径望遠レンズの無限遠合焦時におけるレンズ構成図である。

実施例３の大口径望遠レンズは、撮影距離無限遠から最短までのフォーカス時に像面に対して固定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、フォーカス時に像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、フォーカス時に物体側に移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、両凸レンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズとから構成される。

続いて、以下に実施例３に係る大口径望遠レンズの諸元値を示す。

数値実施例３
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd 有効径
物面 ∞ (d0)
1 138.8224 7.4739 1.55032 75.50 75.32
2 -1218.9488 0.2000 74.62
3 94.7801 8.8056 1.49700 81.61 69.50
4 -63559.1422 0.2000 67.90
5 62.3176 11.9209 1.43700 95.10 61.41
6（Ｓｃ１） -279.2946 3.0000 1.90366 31.32 59.45
7 91.3648 3.5184 54.54
8 79.3342 2.5044 1.64769 33.84 52.60
9 52.8931 8.2538 1.83481 42.72 50.42
10 183.9144 d10 48.52
11 126.1039 4.0735 1.84666 23.78 45.03
12 -239.5810 2.0000 1.69680 55.46 44.36
13 36.9594 5.6016 38.10
14 -983.8793 2.0000 1.48749 70.45 38.04
15 59.8922 d15 36.55
16（絞り） ∞ d16 34.90
17 744.9285 3.3061 1.77250 49.62 32.40
18 -82.0888 0.2000 32.59
19 64.8592 6.9153 1.69680 55.46 32.40
20 -42.5301 2.2965 1.62004 36.30 32.26
21 77.5083 3.6170 31.40
22 -73.0503 1.5000 1.51742 52.15 31.43
23 -197.2435 d23 32.00
24 ∞ 1.4500 1.52301 58.59 42.83
25 ∞ BF 43.01
像面 ∞

［各種データ］
INF
焦点距離 132.00
Fナンバー 1.86
全画角2ω 18.52
像高Y 21.63
レンズ全長 160.00

［可変間隔データ］
INF 撮影距離5513mm
d0 ∞ 5352.7599
d10 2.5352 3.1223
d15 15.2407 14.6536
d16 22.1404 20.3180
d23 40.2501 42.0725
BF 1.0000 1.0000

［レンズ群データ］
群始面焦点距離
L1 1 78.30
L2 11 -49.56
L3 17 82.88

図１６は実施例４に係る大口径望遠レンズの無限遠合焦時におけるレンズ構成図である。

実施例４の大口径望遠レンズは、撮影距離無限遠から最短までのフォーカス時に像面に対して固定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、フォーカス時に像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、フォーカス時に物体側に移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と、フォーカス時に像面に対して固定の負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４とから構成される。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズとから構成される。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズの接合レンズから構成される。

第４レンズ群Ｌ４は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、両凹レンズとから構成される。

続いて、以下に実施例４に係る大口径望遠レンズの諸元値を示す。

数値実施例４
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd 有効径
物面 ∞ (d0)
1 132.7147 8.4027 1.55032 75.50 74.01
2 -470.9445 0.5000 73.30
3 89.0373 6.9294 1.43700 95.10 67.50
4 283.7629 0.5000 66.31
5 60.2320 12.7693 1.49700 81.61 61.59
6（Ｓｃ１） -212.6927 4.9400 1.91082 35.25 59.76
7 72.1057 5.7908 53.19
8 69.6886 7.7175 1.88300 40.80 51.40
9 274.0612 d9 49.39
10 236.9379 4.5925 1.80809 22.76 46.60
11 -148.3018 2.0000 1.51742 52.15 45.64
12 35.0404 5.8902 38.32
13 -1962.6200 2.0000 1.51823 58.96 38.27
14 56.2560 d14 36.61
15（絞り） ∞ d15 35.30
16 107.3194 6.7276 1.77250 49.62 34.07
17 -41.2484 1.5000 1.73800 32.26 33.79
18 68.5553 4.1862 1.83481 42.72 32.50
19 -176.9039 d19 32.20
20 599.1346 8.3156 1.80518 25.46 31.92
21 -105.1788 1.2067 32.00
22 -88.8710 1.5000 1.73800 32.26 31.77
23 190.6801 41.5724 32.00
24 ∞ 1.4500 1.52301 58.59 42.78
25 ∞ BF 43.03
像面 ∞

［各種データ］
INF
焦点距離 130.99
Fナンバー 1.86
全画角2ω 18.64
像高Y 21.63
レンズ全長 160.33

［可変間隔データ］
INF 撮影距離5429mm
d0 ∞ 5268.2000
d9 2.5000 3.1386
d14 12.8008 12.1622
d15 13.0414 11.5796
d19 2.5000 3.9618
BF 1.0000 1.0000

［レンズ群データ］
群始面焦点距離
L1 1 81.58
L2 10 -52.26
L3 16 72.30
L4 20 -331.88

図２１は実施例５に係る大口径望遠レンズの無限遠合焦時におけるレンズ構成図である。

実施例５の大口径望遠レンズは、撮影距離無限遠から最短までのフォーカス時に像面に対して固定の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、フォーカス時に像側に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、フォーカス時に物体側に移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と、フォーカス時に像面に対して固定の負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４とから構成される。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとから構成される。

続いて、以下に実施例５に係る大口径望遠レンズの諸元値を示す。

数値実施例５
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd 有効径
物面 ∞ (d0)
1 124.1708 8.3427 1.59282 68.63 74.43
2 -722.3539 0.2000 73.69
3 90.2713 6.9213 1.43700 95.10 67.50
4 299.6837 0.2000 66.28
5 61.5336 12.2419 1.49700 81.61 61.60
6（Ｓｃ１） -267.5932 3.0000 1.83481 42.72 59.64
7 134.3385 2.5804 54.99
8 290.1505 2.5000 1.60342 38.01 54.20
9 47.1240 8.4325 1.59282 68.63 49.94
10 251.7181 d10 48.70
11 128.0243 3.8333 1.92119 23.96 45.71
12 -332.3776 2.0000 1.54072 47.20 45.14
13 34.5831 6.2183 38.60
14 -801.4532 2.0000 1.51823 58.96 38.55
15 80.6187 d15 37.30
16（絞り） ∞ d16 35.00
17 99.3708 5.1663 1.74330 49.22 33.54
18 -61.9889 5.0853 1.69895 30.05 33.28
19 -311.4021 0.2000 31.90
20 304.3308 2.5000 1.74330 49.22 31.79
21 -1445.2134 d21 31.60
22 -251.4937 4.7053 1.88300 40.80 31.77
23 -65.7252 2.1199 32.09
24 -55.8966 3.7431 1.60342 38.01 31.60
25 227.5147 36.5499 32.00
26 ∞ 1.4500 1.52301 58.59 42.72
27 ∞ BF 43.00
像面 ∞

［各種データ］
INF
焦点距離 130.71
Fナンバー 1.86
全画角2ω 18.69
像高Y 21.63
レンズ全長 158.25

［可変間隔データ］
INF 撮影距離5404mm
d0 ∞ 5245.4785
d10 2.5000 3.3020
d15 14.5746 13.7726
d16 17.2261 15.5098
d21 2.9635 4.6798
BF 1.0000 1.0000

［レンズ群データ］
群始面焦点距離
L1 1 95.38
L2 11 -70.50
L3 17 76.20
L4 22 -308.50

次の［条件式対応値］には、各条件式に対応する各実施例の対応値の一覧を示す。

［条件式対応値］
条件式／実施例
（１）０．７７＜ＦＮｏ×（ｆ１／ｆ）＜１．４０
（２）｜（θｇＦｃｒ−θｇＦｃｆ）／（νｄｃｒ−νｄｃｆ）｜＜０．００２０
（３）２Ｒｃ／φｃ＜−４．８
（４）ＦＮｏ×ＬＴ／ｆ＜２．３５
（５）ｆ１２＞０
（６）０．１５＜ｆ１／ｆ１２＜０．４２
（７）１．００＜０．５×（｜Ｋ２ｉｎｆ｜＋｜Ｋ３ｉｎｆ｜）＜２．００

EX1 EX2 EX3 EX4 EX5
（１） 1.09 1.36 1.10 1.16 1.36
（２） 0.0011 0.0007 0.0010 0.0009 0.0007
（３） -9.04 -8.70 -9.45 -7.19 -9.05
（４） 2.24 2.24 2.26 2.28 2.25
（５） 440.21 345.44 437.69 442.56 341.43
（６） 0.18 0.28 0.18 0.18 0.28
（７） 1.86 1.40 1.83 1.82 1.41

各実施例の諸収差図から明らかなとおり、本発明によれば、Ｆ値がＦ１．８程度と明るく、良好な光学性能を得ることが可能な大口径望遠レンズを提供することができる。

Ｌ１第１レンズ群
Ｌ２第２レンズ群
Ｌ３第３レンズ群
Ｌ４第４レンズ群
Ｓ開放絞り
ＬＰＦローパスフィルター
Ｉ像面

Claims

物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３とを有し、前記第１レンズ群Ｌ１において、最も物体側に配する接合レンズの接合面Ｓｃ１は物体側に凹面を向けた形状であり、前記第２レンズ群Ｌ２及び前記第３レンズ群Ｌ３はそれぞれ３枚以上のレンズで構成され、フォーカシングに際して、前記第１レンズ群Ｌ１は像面に対して固定であり、前記第２レンズ群Ｌ２が光軸に沿って像側に移動するとともに前記第３レンズ群Ｌ３が光軸に沿って物体側に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする大口径望遠レンズ。
（１）０．７７＜ＦＮｏ×（ｆ１／ｆ）＜１．４０
（２）｜（θｇＦｃｒ−θｇＦｃｆ）／（νｄｃｒ−νｄｃｆ）｜＜０．００２０
（３）２Ｒｃ／φｃ＜−４．８
ただし、
ＦＮｏ：無限遠合焦時のレンズ全系の開放Ｆ値
ｆ１：前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離
ｆ：無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
θｇＦｃｒ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の像側のレンズの部分分散比
θｇＦｃｆ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の物体側のレンズの部分分散比
νｄｃｒ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄｃｆ：前記接合レンズの接合面Ｓｃ１の物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
Ｒｃ：前記接合面Ｓｃ１の曲率半径
φｃ：前記接合面Ｓｃ１での軸上マージナル光線の径
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径望遠レンズ。
（４）ＦＮｏ×ＬＴ／ｆ＜２．３５
ただし、
ＦＮｏ：無限遠合焦時のレンズ全系の開放Ｆ値
ＬＴ：レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離
ｆ：無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
前記第２レンズ群Ｌ２は、最も物体側の面が物体側に凸面を向け全体として負の屈折力を有する接合レンズと、前記接合レンズの像側に配する負レンズから成ることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の大口径望遠レンズ。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の大口径望遠レンズ。
（５）ｆ１２＞０
（６）０．１５＜ｆ１／ｆ１２＜０．４２
ただし、
ｆ１２：無限遠合焦時の前記第１レンズ群Ｌ１と前記第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の大口径望遠レンズ。
（７）１．００＜０．５×（｜Ｋ２ｉｎｆ｜＋｜Ｋ３ｉｎｆ｜）＜２．００
ただし、
Ｋ２ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第２レンズ群Ｌ２のフォーカス敏感度
Ｋ３ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度
さらに、Ｋ２ｉｎｆ及びＫ３ｉｎｆは以下の式で表される。
Ｋ２ｉｎｆ＝β２ｂｉｎｆ^２×（β２ｉｎｆ^２−１）
Ｋ３ｉｎｆ＝β３ｂｉｎｆ^２×（β３ｉｎｆ^２−１）
ただし、
β２ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第２レンズ群Ｌ２の横倍率
β２ｂｉｎｆ：前記第２レンズ群Ｌ２より像側に配置されるレンズ群全体の合成横倍率
β３ｉｎｆ：無限遠合焦時における前記第３レンズ群Ｌ３の横倍率
β３ｂｉｎｆ：前記第３レンズ群Ｌ３より像側に配置されるレンズ群全体の合成横倍率