JPH0420164B2

JPH0420164B2 -

Info

Publication number: JPH0420164B2
Application number: JP13852483A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hamanishi
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1992-03-31
Also published as: JPS6029719A

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の技術分野）本発明は、種々の望遠レンズに対して汎用的に
用いることができる合焦用リアコンバージヨンレ
ンズに関する。（発明の背景）従来、写真レンズの自動合焦方式は色々知られ
ており、一眼レフレツクスカメラにおいても自動
可能なレンズが種々商品化されている。しかしな
がら、これらはいずれもある特定のレンズに対し
てのみ自動合焦が可能であるため、自動合焦用の
専用レンズとして製品化されているに過ぎず、汎
用性がなく不都合であり、しかも高価であつた。さらに、動きの速い被写体を望遠レンズで撮影
する際には、望遠レンズの被写界深度が浅いた
め、被写体の動きに合せてフレーミングと合焦と
を同時に行なうことは非常に難しく、応答性の速
い自動合焦用コンバージヨンレンズが望まれてい
る。しかしながら、一般リアコンバージヨンレン
ズは、これに装着される対物レンズの収差も拡大
する傾向にあり、近距離合焦時に諸収差が著しく
悪化してしまうため、リアコンバージヨンレンズ
と対物レンズとの合成系の結像性能を良好に維持
し、しかも合焦による収差変動を補正することは
極めて難しいことであつた。（発明の目的）本発明の目的は、種々の望遠レンズに汎用的に
用いることができ、簡単な構成で迅速な合焦を可
能とし、しかも近距離合焦時においても優れた結
像性能を維持し得る合焦用リアコンバージヨンレ
ンズ、すなわちリアフオーカスコンバージヨンレ
ンズを提供することにある。（発明の概要）本発明は対物レンズとカメラボデイとの間に装
着され該対物レンズとの合成系の焦点距離を該対
物レンズの焦点距離よりも拡大するために負の屈
折力を有するリアコンバージヨンレンズであつ
て、光軸上を互いに相対的に移動可能で複数のレ
ンズを有する前群と少なくとも１個のレンズとを
有する後群とを有し、無限遠から近距離へ合焦す
る際に該両群が共に像側へ異なる速度で移動する
ものであり、リアフオーカスコンバージヨンレン
ズというべきものである。そして、このリアフオーカスコンバージヨンレ
ンズ（以下RFCという）は合焦時における前記
対物レンズと前記前群の間隔変化量ΔD₁及び前記
前群と前記後群との間隔変化量ΔD₂それぞれの、
該対物レンズと該リアフオーカスコンバージヨン
レンズとの合成バツクフオーカスの変化量ΔBfに
対する変化率をα₁、a₂とし、α＝α₁＋α₂＋１と定
義し、該リアフオーカスコンバージヨンレンズに
よる焦点距離の拡大率をβ、該リアフオーカスコ
ンバージヨンレンズの焦点距離をf_Rとするとき、 −1.5＜α＜0.6 (1) −2.6＜α₁＜０ (2) 0.1＜α₂＜0.65 (3) 1.2＜β＜2.5 (4) 0.07＜ΔBf／f_R＜0.3 (5) の各条件を満足するものである。以下、本発明によるRFCを図面に基づいて説
明する。まず、第１図は対物レンズ１０と一眼レフカメ
ラボデイ２０との間に本発明によるRFC３０を
装着した状態の概略構成を示す断面図である。図
中にはフイルム面２１に達する軸上物点からの周
縁光線を記した。一眼レフカメラボデイ２０は、揺動可能な反射
鏡２２、焦点板２３、コンデンサーレンズ２４、
ペンタダハプリズム２５、接眼レンズ２６を有し
ている。反射鏡２２はフイルム面２１の露光時以
外には通常点線の位置まで斜設されている。一眼
レフカメラでは、この揺動反射鏡２２の揺動空間
を確保するために、一眼レフカメラボデイ２０の
レンズマウント面２８とフイルム面２１との距
離、いわゆるフランジバツクMBはカメラボデイ
に個有の値に定められている。そして対物レンズ
の最後レンズ面と像面との距離、すなわちバツク
フオーカスB′_fは反射鏡２２の揺動空間以上に十
分長く設計されている。従つて、RFCを対物レンズに装着した状態で
も対物レンズとの合成系のバツクフオーカスB_f
を反射鏡２２の揺動空間以上に確保しなければな
らないし、さらに、近距離物体への合焦のために
RFCを形成する負レンズ群を像側へ移動した場
合でも十分なバツクフオーカスを維持することが
必要である。このように本発明によるRFCはリアコンバー
ジヨンレンズとしての条件をそのまま満足しなけ
ればならないと同時に、さらに、合焦機能をも十
分達成するために種々の条件を満たすことが必要
である。具体的には、汎用性を求めるため明るい
対物レンズはもとより暗い対物レンズを装着して
も合焦精度を良好に保つためにはRFCが担う拡
大倍率には上限があり、また、至近距離撮影時に
も十分なバツクフオーカスを確保し、かつRFC
の移動量をあまり大きくすることが望ましくない
ので、拡大倍率には下限も存在している。そして、本発明によるRFCは、第２図の概略
構成図に示すごとく、前群G₁と後群G₂とを有し、
合焦の際に両群が相対的に移動するものである。
前群G₁と後群G₂は無限遠から近距離へ合焦する
両群とも像側へ移動し、しかも後群G₂より前群
G₁の移動速度が大きく近距離合焦時に両群の間
隔が小さくなるように移動することが必要であ
る。いま、対物レンズL₀とカメラボデイ２０との
間に本発明によるRFCを装着し、無限遠物体に
合焦した時の合成系の全長（対物レンズ最前面か
ら像面２１までの距離）をTL、第３図に示すご
とく有限距離物体に合焦した時の全長をTL′と
し、対物レンズL₀とRFC前群G₁との間隔D₁が
ΔD₁だけ変化してD₁からD₁＋ΔD₁に、RFC前群
G₁とRFC後群C₂との間隔D₂がΔD₂だけ変化して
D₂からD₂＋ΔD₂に、合成系のバツクフオーカス
BfがBf＋ΔBfになつたとすると、全長の変化量
ΔTLはΔTL＝TL′−TL＝ΔD₁＋ΔD₂＋ΔBfと表
わされる。ここで、全長の変化量ΔTLを合成系バツクフ
オーカスの変化量ΔBfで除した係数値αは α＝ΔTL／ΔBf＝ΔD₁／ΔBf＋ΔD₂／ΔBf＋１となる。そして、 α₁＝ΔD₁／ΔBf α₂＝ΔD₂／ΔBf と置けば、 α＝α₁＋α₂＋１となり、α₁及びα₂は対物レンズL₀とRFC前群と
の間隔変化量ΔD₁及びRFC前群と後群との間隔
変化量ΔD₂それぞれの合成系バツクフオーカス変
化量4Bfに対する変化率である。上記の式により本発明のRFCに関する移動形
態について、合成系バツクフオーカスが変形しな
い場合を除いて即ちΔBf≠０の場合の全てを表わ
すことができる。例えば、α＝０のときは対物レ
ンズが像面に対して固定され、RFCのみによつ
て合焦がなされることを意味する。但し、α＝０
でα₁＝−１、α₂＝０の場合はRFCの前後群G₁，
G₂が一体となつて移動する合焦方式であり、ま
た、α₁＝α₂＝０でα＝１の場合は合成系全体を一
体的に移動する合焦方式であり、共に本発明から
は除外される。また、一般に望遠レンズはバツクフオーカスが
長く、射出瞳の位置は標準レンズに比べて像面か
らより遠くにある。このため、本発明のごとき
RFCでは、標準レンズ用のRFCとは異なつた構
成が必要となる。まず、対物レンズの射出瞳の位
置が像面から遠いため望遠レンズ用RFCの入射
瞳もこれに合せて像面より遠くに形成する構成と
しなければならない。そして、対物レンズのバツ
クフオーカスが長いために、望遠レンズ用RFC
では、RFCの最も物体側レンズ面頂点から対物
レンズによる像点までの距離d₀、すなわちRFC
の物点距離は標準レンズ用RFCよりも長くする
ことができ、RFCを対物レンズに装着したとき
の無限遠合焦時のバツクフオーカスも長く確保す
ることができる。また、このようにd₀を比較的長
くできるため、射出瞳位置がかなり遠い対物レン
ズに装着した場合にも周辺光量を十分確保できる
点で有利である。ところが、RFCを像側へ移動
することによつて有限距離に合焦する際、所定の
撮影倍率を得るのに必要な移動量は、対物レンズ
の焦点距離が長いほど大きくなる。このため
RFCを対物レンズに装着しての無限遠合焦時に
は、合成系のバツクフオーカスをRFCの移動量
を確保すべく十分長くしておく必要がある。そして、合成系のバツクフオーカスを十分長く
するために、RFCを構成するレンズ成分をでき
る限り対物レンズ側に配置し、しかもRFCの全
中心厚も小さくする必要がある。条件式(1)の下限を越えることは、無限遠から有
限距離に合焦したとき、バツクフオーカスが短く
なる（△Bf＜０）ので、合成系の全長が過大に
長くなることを意味している（△TL＞０）。この
ようにすると撮影可能領域は拡大するが、対物レ
ンズも物体側へ大きく移動していることになるた
め、機械的な構造が複雑となるので不適当であ
る。一般に望遠レンズは標準レンズに比べて非常
に大きく、大口径比望遠レンズに至つてはなおさ
らである。このような大きくて、重い光学系を自
動合焦するエネルギーも非常に大きいものとなる
ので望ましくない。一方上限を越えることは、近
距離合焦（△Bf＜０）を行なうとき、全長が短
くなることを意味し、光学系の全長を過大に小さ
くすることは収差補正上非常に不都合であるから
不適当である。従つて一眼レフカメラ用のレンズ
システムにおいて、自動合焦系を構成しようとす
るとき、(1)式のような範囲の構成が実用的であ
る。条件式(2)の下限を越えると、近距離合焦（△
Bf＜０）のとき、対物レンズとRFCの第１群G₁
の間隔が過大に大きくなり、球面収差は過大に負
になり、非点収差は過大に正になるので不適当で
ある。また、上限を越えると近距離合焦（△Bf
＜０）のときRFCのみの移動では倍率を大きく
することが困難であり、倍率をかせぐためには対
物レンズ自体を同時に物体側へ大きく移動させる
ことを同時にしなければならなくなり不適当であ
る。条件式(3)は近距離合焦時に過大に変動する球面
収差及び非点収差を補正するためのものである。
下限を越えると過大に負の球面収差が発生し、ま
た正の非点収差がさらに発生し、他の諸元によつ
て収差補正が困難となるので不適当である。上限
を越えると、球面収差が正、さらに非点収差が負
にそれぞれ過大となり、不適当であると共に、第
１群と第２群が機械的に干渉してしまうので、や
はり不適当である。条件式(4)の下限を越えると、RFCの屈折力が
弱くなり過ぎ、RFCの特定の有限距離を合焦し
ようとすると、RFCの移動量が過大となるので
不適当である。またRFCでピント合せできる領
域が極端に小さくなるので、実用上十分な合焦領
域を持つためには対物レンズ自体の大きな移動が
必要となる。上限を越えるとRFCとしての屈折
力が大きくなるための非点収差やペツバール和を
限られたレンズ枚数で補正するのが困難となる。
従つて必然的にレンズ枚数が増加してしまい高価
なものになつてしまう。さらに、合成系のＦナンバーが大きくなつてし
まうので合焦時における測距精度が低下すると共
に、自動合焦するときのレスポンスも遅くなるの
で不適当である。 (5)式の下限を越えるとRFCのみで合焦できる
領域が小さくなり、RFCの移動と同時に対物レ
ンズ自体を物体側へ大きく移動させることによつ
て撮影倍率をかせぐことになるので機械的な構造
が複雑となり不適当である。上限を超えると一眼
レフカメラ用のレンズシステムとして必要なバツ
クフオーカスを有限距離で十分確保することが困
難となるので不適当である。上記のごとき本発明によるRFCの基本構成に
おいて、さらに望遠レンズ用としての汎用性を維
持するために、対物レンズによる像点とRFCの
最前レンズ面との距離すなわちRFCの物点距離
をd₀、のRFCが装着される一眼レフカメラボデ
イのフランジバツクをMBとするとき、 0.82＜｜d₀／MB｜＜2.8 (6) の条件を満たすことが望ましい。尚、MBの一例
は46.5mmである。この条件の下限を外れると一眼
レフカメラ用レンズとしてのバツクフオーカスを
十分確保することが困難であると共に、周辺光量
の十分な確保も困難である。また、上限を超える
と超望遠レンズのごとくかなり長いバツクフオー
カスを有する対物レンズにしか装着できなくなる
ため、汎用性が著しく減少してしまう。以上のごとき本発明によるRFCの基本構成に
おいて、具体的なレンズ構成としては、最も物体
側に正レンズを配置する構成と最も物体側に負レ
ンズを配置する構成とに大別することができる。
まず、正レンズを最も物体側に配置した構成につ
いて説明する。最も像側に正レンズが位置するRFCの構成で
は第４図〜第１１図に示すごとく最も物体側の正
レンズの後方に負レンズ、そしてもう１個の正レ
ンズを設けてこれらを合成で負屈折力の前群G₁
とする。これらのレンズは互いに接合されてもよ
く、さらに後方の正レンズを貼合せることも可能
である。後群G₂は負レンズと正レンズとの２個
のレンズで構成し、合成で負屈折力を有する構成
とすることが望ましい。そして、この場合前群G₁、後群G₂の焦点距離
をそれぞれf₁、f₂とするとき、０＜f_R／f₁＜1.8 (7) ０＜f_R／f₂＜1.0 (8) の条件を満たすことが望ましい。また、最も像側に負レンズが位置するRFCの
構成では、第２０図〜第２４図に示すごとく負レ
ンズの後方にこの負レンズと接合又は分離された
正レンズを設け前群G₁を構成し、前群G₁の合成
屈折力を正にすることが望ましい。前群G₁中の
後方にさらに負レンズを加えることも可能であ
る。後群G₂は隙なくとも負レンズと正レンズと
の２個のレンズからなり合成で負の屈折力を持つ
構成とすることが望ましく、後群G₂中の最も像
側に正レンズを配置し、物体側の負レンズを貼合
せレンズとして構成してもよいし、この負レンズ
の物体側にさらにレンズを加えることも可能であ
る。そして、この場合、前群G₁、後群G₂の焦点
距離をそれぞれf₁、f₂とするとき、 −1.5＜f_R／f₁＜−0.07 0.1＜f_R／f₂＜3.0 の条件を満たすことが望ましい。（実施例）以下に本発明によるRFCの実施例について説
明する。各実施例は、いずれも表１に示す望遠レ
ンズを基準対物レンズとして設計されたものであ
る。この基準対物レンズは、3.5ミリ判一眼レフ
カメラ用で焦点距離300mm、Ｆナンバー2.0と極め
て明るいものであり、本願と同一出願人により特
許出願中のものである。表１において、r₁、r₂、r₃……は物体側から順
次の各レンズ面の曲率半径、d₁、d₂、d₃……は各
レンズの中心厚及び空気間隔、n₁、n₂、n₃……は
各レンズのｄ線（λ＝587.6mm）に対する屈折率、
ν₁、ν₂、ν₃……は各レンズのアツベ数を表わす。
尚、この対物レンズは最も像側にフイルターを内
蔵している。

【表】次に、本発明によるRFCのうち最も物体側に
正レンズを有する第１〜第８実施例の諸元をそれ
ぞれ表２〜表９に示す。但し、これらの各表では
表の左端の物体側からの順序を示し、d₀はRFC
の最前レンズ面と対物レンズによる像点との距離
を表わし、D₀は対物レンズの最前レンズ面から
物点までの距離、D₁は対物レンズとRFCとの空
気間隔、D₂はRFC前群G₁と後群G₂との間隔、f₁
はRFC前群G₁の焦点距離、f₂はRFC後群G₂の焦
点距離を表わすものとする。また、BfはRFCと
基準対物レンズとの合成系のバツクフアーカスを
表わし、△BfはRFCによる無限遠合焦時と至近
距離合焦時とにおけるバツクフアーカスの変化量
を表わし、ＦはRFCと対物レンズとの合成焦点
距離、Ｍは合成系の撮影倍率を表わす。

【表】

【表】上記第１〜第８実施例のRFCのレンズ構成図
を第４図〜第１１図に示した。各レンズ構成図に
は、無限遠から近距離へ合焦するための前群G₁
及び後群G₂の動きの目安を矢印で示した。また、
第１〜第８実施例のRFCをそれぞれ表１に示し
た基準対物レンズに装着した場合の諸収差図を順
に第１２図Ａ，Ｂ〜第１９図Ａ，Ｂに示す。各図
のＡは各RFCを装着した無限遠合焦時の諸収差
図を示し、各図Ｂは各RFCの装着してRFCによ
り至近距離に合焦した時の諸収差図を示す。そし
て、各収差図には球面収差（Sph）、非点収差
（Ast）、歪曲収差（Dis）、基準波長ｄ線（λ＝
587.6mm）に対するｇ線（λ＝435.8mm）の倍率色
収差（Lat、Chr）を示した。本発明によるRFCのうち、最も物体側に負レ
ンズを有する第９〜第13実施例の諸元をそれぞれ
表10〜第14に示す。表中の各記号の意味するとこ
ろは前記の表２等と同様である。

【表】

【表】上記第９〜第13実施例のレンズ構成図を第２０
図〜第２４図に示し、これらをそれぞれ表１に示
した基準対物レンズに装着した場合の諸収差図を
順に第２５図Ａ，Ｂ〜第２９図Ａ，Ｂに示す。各
収差図の表示は第１２図等と同様である。各収差図より、本発明によるRFCの各実施例
とも、無限遠合焦時のみならず近距離合焦におい
ても優れた結像性能を維持しており、合焦による
収差変動が極めて良好に補正されていることが明
らかである。そして、ここで用いた対物レンズは、表１に示
したごとくＦナンバー2.0であつて望遠レンズと
しては極めて明るいものであり、このように明る
い望遠レンズに装着された場合にも、各諸収差図
に示したごとく無限遠合焦時においても近距離合
焦時においても優れた結像性能が維持されている
ことからすれば、Ｆナンバーのより暗いレンズに
対しても十分な性能を持つことは明らかである。
従つて、本発明によるRFCが種々の望遠レンズ
に汎用的に使用可能であることも明らかである。尚、対物レンズのピントを無限遠に固定して
RFCのみの移動で合焦できる撮影可能領域は空
間的、機械的制限があるので十分であるとはいえ
ない場合がある。このため対物レンズのピントを
特定の有限距離に合せ直して、その距離を基準に
してRFCで異なる有限距離に合焦すれば撮影可
能な範囲を容易に拡大するとができる。また、望
遠レンズ用のRFCは標準レンズ用のものと比べ
レンズ配置の空間的自由度が豊富である。よつて
レンズ枚数を増すことにより、もつと明るい対物
レンズに装着しても充分な結像性能を有するもの
やRFCの移動により合焦領域の広い高性能なも
のを実現することができる。（発明の効果）以上述べたごとく、本発明によるRFCは、あ
らゆる対物レンズに汎用的に装着でき、コンパク
トであつて、無限遠から近距離までの合焦を簡単
かつ迅速に、しかも優れた結像性能を維持しつつ
行なうことが可能である。そして、自動合焦装置
と組合せるならば、種々の望遠レンズに対して１
個のRFCのみによつて合焦が可能であるため、
合焦機構が共通となり、望遠レンズを交換しても
合焦機構を何ら交換する必要がなく極めて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、対物レンズと一眼レフカメラボデイ
の間に本発明によるリアフオーカスコンバージヨ
ンレンズを装着した状態の概略構成を示す断面
図、第２図は対物レンズとカメラボデイとの間に
本発明によるRFCを装着し、無限遠物体に合焦
したときの合成系の概略構成図、第３図は第２図
同様にRFCを装着し有限距離物対に合焦したと
きの概略構成図、第４図〜第１１図はそれぞれ第
１〜第８実施例のレンズ構成図、第１２図Ａ，Ｂ
〜第１９図Ａ，Ｂはそれぞれ第１〜第８実施例の
諸収差図であり各図のＡは無限遠合焦状態を、各
図Ｂは最至近距離合焦状態を示しており、第２０
図〜第２４図はそれぞれ第９〜第13実施例のレン
ズ構成図、第２５図Ａ，Ｂ〜第２９Ａ，Ｂはそれ
ぞれ第９〜第13実施例の諸収差図であり各図のＡ
は無限遠合焦状態を、各図のＢは最至近距離合焦
状態を示している。（主要部分の符号の説明）、１０……対物レン
ズ、２０……カメラボデイ、３０・RFC……リ
アフオーカスコンバージヨンレンズ、G₁……前
群、G₂……後群。

Claims

【特許請求の範囲】１対物レンズとカメラボデイとの間に装着され
該対物レンズとの合成系の焦点距離を該対物レン
ズの焦点距離よりも拡大するために負の屈折力を
有するリアコンバージヨンレンズであつて、光軸
上を互いに相対的に移動可能で複数のレンズを有
する前群と、少なくとも１個のレンズとを有する
後群とを有し、無限遠から近距離へ合焦する際に
該両群が共に像側へ異なる速度で移動すると共
に、以下の各条件を満足することを特徴とするリ
アフオーカスコンバージヨンレンズ、 −1.5＜α＜0.6 −2.6＜α₁＜０ 0.1＜α₂＜0.65 1.2＜β＜2.5 0.07＜△Bf／f_R＜0.3 但し、合焦時における前記対物レンズと前記前
群との間隔変化量ΔD₁及び前記前群と前記後群と
の間隔変化量ΔD₂それぞれの、該対物レンズと該
リアフオーカスコンバージヨンレンズとの合成バ
ツクフオーカスの変化量ΔBfに対する変化率を
α₁、α₂とし、α＝α₁＋α₂＋１と定義し、該リアフ
オーカスコンバージヨンレンズによる焦点距離の
拡大率をβ、該リアフオーカスコンバージヨンレ
ンズの焦点距離をf_Rとする。