JPH0685018B2

JPH0685018B2 - マクロレンズ

Info

Publication number: JPH0685018B2
Application number: JP61037472A
Authority: JP
Inventors: 康司小方
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: US4786153A; JPS62195617A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、無限遠物点から等倍までの撮影が可能な焦点
距離50mmでF2.8の大口系マクロレンズに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般の撮影レンズが無限遠物点に対して最良の性能を有
するよう収差補正がなされているのに対して、マクロレ
ンズは1/10倍付近を基準倍率とし、この基準倍率の時に
性能が良好になるように収差補正されている。

このマクロレンズでは、撮影倍率の変動に伴う収差変動
を補正しきれず、基準倍率の物点よりもさらに近距離の
物点へ合焦すると、球面収差，コマ収差等の発生が著し
くなる。特に例えばガウスタイプのように絞りを挾んで
対称型のレンズ系では、おおむね撮影倍率が高くなるほ
ど中間光線高の球面収差は補正不足になり、最大光線高
の球面収差は補正過剰になる傾向が強い。したがつて著
しく画質が劣化し大口径マクロレンズとしての利点を生
かしきれないことになる。その原因は、絞りより前のレ
ンズ群を射出した軸上光束が無限遠物点に対して収斂光
束であつたものが倍率の変化にともなつて徐々にアフオ
ーカルに近くなつて行き、等倍付近では発散光束になつ
てしまうためである。いわゆる収差係数でみると３次の
球面収差が補正不足になつていくのに対して、５次,7次
の球面収差が著しく補正過剰になるため、これがフレア
ー成分になり画質を低下させる。

このことは下記の従来例特公昭58−20006号の実施例１
における全体繰り出しの時の球面収差係数より明らかで
ある。

ただし各収差係数値は最大軸上光線高での像面における
横収差量に対応する。尚SA3は３次の球面収差係数、SA5
は５次の球面収差係数、SA7は７次の球面収差係数であ
る。

以上のような近距離での収差変動を補正する手段として
従来よりフローテイング方式が用いられており、これを
マクロレンズに適用したものとして例えば特開昭55−28
038号、特開昭56−107208号、特開昭57−192916号、特
開昭59−228220号等の公報に記載されたものがある。こ
れら従来例は、絞りをはさんで前群（第１群），後群
（第２群）からなる２群構成のもの（特開昭55−28038
号，特開昭56−107208号）、前記の後群の像側に正の屈
折力の第３群を加えたもの（特開昭57−192916号）、後
群の像側に負の屈折力の第３群を加えたもの（特開昭59
−228220号）で、いずれの従来例も各群間の間隔を単調
に増加させて近距離フローテイングを行なうものであ
る。

これらの従来例は、いずれも無限遠物点から最短物点ま
での合焦に際して、各群間隔を単調に増大させ第２群に
含まれる収斂面での軸上光線高を高くして補正不足の球
面収差を発生させ近距離での球面収差変動を補正してい
る。しかしこの方法では、倍率が1/2程度までは良好に
補正できるが、等倍付近になると補正不足の球面収差が
著しく発生する。その結果中心部のフレアーにより画質
の劣化を招き更に絞り込んだ時の像面移動が大きくなる
等の欠点を有する。又合焦時の繰り出し量が大になる欠
点もある。

他の従来例として特開昭60−100115号公報に記載された
ものもある。この従来例は、正の屈折力を有する第１群
と、正又は負の屈折力を有する第２群と、正の屈折力を
有する第３群よりなるレンズ構成であつて、第１群と第
２群の間隔を単調増大せしめ第２群と第３群の間隔を増
大から減少へ転じることによりフローテイングを行なう
ようにした実施例も示されている。しかしこの従来例
は、倍率が1/2までしか撮影できず、第１群と第３群が
いずれも正の屈折力を有するために後に述べる本発明の
目的を達成し得るものではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、等倍での性能が良好で主に球面収差が
良好に補正され、合焦時の繰り出し量が少なくコンパク
トで、等倍における有効Ｆナンバーが小で明るいマクロ
レンズを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、絞りの前方に正の屈折力の第１群G₁を配置
し、絞りの後方に正の屈折力の第２群G₂とその後方に負
の屈折力の第３群G₃を配置し、無限遠物点から等倍まで
の合焦に際して第１群G₁と第２群G₂の間隔を中間倍率ま
では単調に増大するようにし、それ以後は逆に減少せし
めることによつて、前記の目的である球面収差の変動を
少なくし等倍まで良好な性能が得られるようにしたもの
である。つまり第１図に示す基本構成のものである。

又等倍近くまで合焦すると無限遠時の焦点距離に等しい
だけの繰り出し量が必要となり光学系がコンパクトであ
つても繰り出し機構を備えた製品はコンパクトでなくな
ることが多い。本発明は、第３群G₃に負の屈折力を持た
せそのパワーを適切に選ぶことによつて繰り出し量の減
少をはかり、その目的であるコンパクトなレンズ系を得
るようにした。

等倍にまで達すると有効Ｆナンバーが無限遠時のＦナン
バーのおおむね２倍になるのでマクロレンズとして使い
にくい問題が生ずる。本発明では、第３群G₃の負のパワ
ーをある程度強くすることによつて有効Ｆナンバーを小
にし明るくした。

又本発明では、第２群G₂と第３群G₃の間隔が単調に増加
するようにしてある。

本発明のマクロレンズは、前述のように物体側より順に
正の屈折力を有する第１群G₁と、正の屈折力を有する第
２群G₂と、負の屈折力を有する第３群G₃とより構成され
ていて、無限遠物点から最短物点への合焦に際して第１
群G₁と第２群G₂の間隔が中間倍率を境にして増大から減
少へ転じ、又第２群G₂と第３群G₃の間隔が常に増大する
ようにしたことを特徴としたものであるが、更に収差を
良好に補正するためには第１群が少なくとも１枚の負レ
ンズを含むもので又次の各条件を満足することが望まし
い。

（１） 1.7＜|f₃|/f＜10,f₃＜０（２）０＜ΔD₁＜２（３） ν₁n＜50 （４） n₃n＜1.65 ただし、ｆは全系の焦点距離、f₃は第３群G₃の焦点距
離、ΔD₁は第１群G₁と第２群G₂の間隔の最大値と等倍時
の値との差、ν₁nは第１群G₁に含まれる負レンズのアツ
ベ数、n₃nは第３群G₃に含まれる負レンズの屈折率であ
る。

条件（１）は、第３群G₃のパワーを適切に選ぶために設
けたものである。この条件（１）の上限を越えて第３群
G₃のパワーが弱くなると等倍での繰り出し量が多くなり
又有効Ｆナンバーも大になり暗くなるので本発明の目的
を達成できなくなる。条件（１）の下限を越えて第３群
G₃のパワーが強くなると収差を良好に補正し得なくなる
ばかりでなく、偏芯等の公差もきびしくなつてしまう。

条件（２）は、第１群G₁と第２群G₂の間隔の変化量に関
するものである。本発明のマクロレンズの特徴は、無限
遠物点から等倍までの合焦に際して第１群G₁と第２群G₂
の間隔を中間倍率を境にして増大から減少へ転じること
にある。ΔD₁は第１群G₁と第２群G₂の間隔が最も拡がつ
た時の値と等倍時の値の差であつてつまりこの間隔の戻
り量を表わしている。ΔD₁が条件（２）の上限を越えて
多く動く場合には、等倍での球面収差が補正過剰になり
更にコマ収差の発生が著しくなる。ΔD₁が条件（２）の
下限を越えると第１群G₁と第２群G₂の間隔が単調増大に
なつてしまうために本発明の目的に合わない。つまり前
述のように補正不足の球面収差が大きくなる。

条件（３）は、第１群G₁に含まれる負レンズのアツベ数
を規定したもので、この条件より外れると倍率1/2付近
で倍率の色収差を補正しきれなくなる。

条件（４）は、第３群G₃の負レンズ（後に示す実施例の
第７レンズ）の屈折率を規定したものであつて、この条
件を外れるとペツツバール和が大きくなりすぎて像面わ
ん曲が著しく補正不足になる。

更に次の条件（５）を満足することが望ましい。

（５） 0.5＜|ra|/f＜1.0 ただしraは第３群G₃中の最も発散作用の強い面の曲率半
径である。

この条件（５）は、コマ収差を補正する上で必要な条件
である。条件（２）を満足せしめることによつてある程
度のコマ収差をおさえることができるが、この条件
（５）を設けることによつて更にコマ収差の補正作用を
もたせ一層良好に補正し得る。条件（５）の上限を越え
てこの面が緩くなると補正作用が弱くなり十分な性能が
得られない。条件（５）の下限を越えてこの面がきつく
なると像面わん曲のまがりが大きくなる。

更に第２レンズの屈折率n₂を下記の条件（６）を満足す
るようにすることが望ましい。

（６） 1.7＜n₂ 条件（６）の下限を越えて屈折率n₂が低くなると無限遠
物点に対しても球面収差の曲りが大きくなる。

〔実施例〕

以上詳細に説明した本発明のマクロレンズの各実施例を
示す。

実施例１ｆ＝5.15,F/2.80〜F/5.10,2ω＝45.5゜ r₁＝71.9126 d₁＝2.5631 n₁＝1.72916 ν_１＝54.68 r₂＝−171.0158 d₂＝0.1350 r₃＝19.7855 d₃＝3.1449 n₂＝1.77250 ν_２＝49.66 r₄＝34.9886 d₄＝0.7600 r₅＝93.2117 d₅＝1.2822 n₃＝1.58267 ν_３＝46.33 r₆＝16.3528 d₆＝D₁ r₇＝−18.8909 d₇＝3.0858 n₄＝1.75520 ν_４＝27.51 r₈＝206.0456 d₈＝5.0491 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝−23.1076 d₉＝0.1650 r₁₀＝47.7170 d₁₀＝3.2747 n₆＝1.77250 ν_６＝49.66 r₁₁＝−139.1554 d₁₁＝D₂ r₁₂＝−377.3011 d₁₂＝1.5000 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₃＝31.4655 d₁₃＝1.6000 r₁₄＝315.7777 d₁₄＝2.6094 n₈＝1.58267 ν_８＝46.33 r₁₅＝−73.0544 D₁ D₂ 無限遠 6.291 0.990 −0.5X 10.016 3.412 −1.0X 9.016 7.868 絞りは第７面（r₇）の前方3mm |f₃|/fは2.597 ， ΔD₁＝1.081 実施例２ｆ＝51.5,F/2.83〜F/5.11,2ω＝45.5゜ r₁＝70.3184 d₁＝2.5451 n₁＝1.71700 ν_１＝47.94 r₂＝−153.3443 d₂＝0.1350 r₃＝19.1789 d₃＝3.1500 n₂＝1.78590 ν_２＝44.18 r₄＝34.3091 d₄＝0.6800 r₅＝83.1414 d₅＝1.2990 n₃＝1.60342 ν_３＝38.01 r₆＝15.4390 d₆＝D₁ r₇＝−16.4628 d₇＝2.5017 n₄＝1.75520 ν_４＝27.51 r₈＝−155.4760 d₈＝5.0909 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝−20.4045 d₉＝0.1650 r₁₀＝48.3531 d₁₀＝3.1648 n₆＝1.71300 ν_６＝53.84 r₁₁＝−99.7993 d₁₁＝D₂ r₁₂＝153.8758 d₁₂＝1.5900 n₇＝1.60729 ν_７＝59.38 r₁₃＝30.8977 d₁₃＝1.8300 r₁₄＝171.8386 d₁₄＝2.6597 n₈＝1.60342 ν_８＝38.01 r₁₅＝135.5035 D₁ D₂ 無限遠 6.900 0.727 −0.5X 10.820 2.496 −1.0X 10.620 6.935 絞りは第７面（r₇）の前方3.3mm |f₃|/f＝2.630 ， ΔD₁＝0.389 実施例３ｆ＝51.5,F/2.8〜F/5.19,2ω＝45.5゜ r₁＝148.9792 d₁＝2.5631 n₁＝1.72916 ν_１＝54.68 r₂＝−100.8477 d₂＝0.1350 r₃＝19.6669 d₃＝3.1449 n₂＝1.77250 ν_２＝49.66 r₄＝46.5278 d₄＝1.0165 r₅＝370.0493 d₅＝1.2822 n₃＝1.58267 ν_３＝46.33 r₆＝16.1179 d₆＝D₁ r₇＝−17.9561 d₇＝2.0000 n₄＝1.75520 ν_４＝27.51 r₈＝−359.3300 d₈＝4.0000 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝−21.1552 d₉＝0.1650 r₁₀＝58.7760 r₁₀＝3.2747 n₆＝1.77250 ν_６＝49.66 r₁₁＝−74.8374 d₁₁＝D₂ r₁₂＝−303.7594 d₁₂＝1.5000 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₃＝34.8188 d₁₃＝1.8245 r₁₄＝−379.9382 d₁₄＝2.5841 n₈＝1.56732 ν_８＝42.83 r₁₅＝−57.1724 D₁ D₂ 無限遠 6.291 0.990 −0.5X 10.152 4.715 −1.0X 10.127 8.399 絞りは第７面（r₇）の前方3mm |f₃|/f＝2.569 ， ΔD₁＝0.327 実施例４ｆ＝51.5,F/2.86〜F/5.17,2ω＝45.5゜ r₁＝61.2176 d₁＝2.5000 n₁＝1.72000 ν_１＝50.25 r₂＝−213.6049 d₂＝0.1500 r₃＝18.2860 d₃＝3.0000 n₂＝1.78590 ν_２＝44.18 r₄＝29.1936 d₄＝0.7200 r₅＝60.8301 d₅＝1.2400 n₃＝1.58144 ν_３＝40.75 r₆＝14.7356 d₆＝D₁ r₇＝18.2868 d₇＝2.7400 n₄＝1.76180 ν_４＝27.11 r₈＝278.6021 d₈＝5.3000 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝−22.8068 d₉＝0.1500 r₁₀＝43.1647 d₁₀＝2.9111 n₆＝1.72000 ν_６＝50.25 r₁₁＝−122.2355 d₁₁＝D₂ r₁₂＝−5146.8708 d₁₂＝1.4000 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₃＝30.3529 d₁₃＝2.0800 r₁₄＝−398.4014 d₁₄＝2.4100 n₈＝1.58144 ν_８＝40.75 r₁₅＝−53.6950 D₁ D₂ 無限遠 6.900 0.727 −0.5X 10.589 2.336 −1.0X 9.990 6.107 絞りは第７面（r₇）の前方3.3mm |f₃|/f＝2.734 ， ΔD₁＝0.721 実施例５ｆ＝51.5,F/2.89〜F/5.51,2ω＝45.5゜ r₁＝107.4559 d₁＝2.5631 n₁＝1.72916 ν_１＝54.68 r₂＝−134.0176 d₂＝0.1350 r₃＝18.5240 d₃＝3.1449 n₂＝1.77250 ν_２＝49.66 r₄＝35.1161 d₄＝0.8000 r₅＝131.5691 d₅＝1.2822 n₃＝1.58267 ν_３＝46.33 r₆＝15.8882 d₆＝D₁ r₇＝−15.1976 d₇＝1.8825 n₄＝1.75520 ν_４＝27.51 r₈＝−359.3300 d₈＝3.5481 n₅＝1.78590 ν_５＝44.18 r₉＝−17.9921 d₉＝0.1650 r₁₀＝80.9828 d₁₀＝3.2747 n₆＝1.77250 ν_６＝49.66 r₁₁＝−102.7116 d₁₁＝D₂ r₁₂＝102.5518 d₁₂＝1.5000 n₇＝1.51633 ν_７＝64.15 r₁₃＝38.6024 d₁₃＝1.0000 r₁₄＝160.0516 d₁₄＝2.5841 n₈＝1.56732 ν_８＝42.83 r₁₅＝−231.2026 D₁ D₂ 無限遠 9.900 1.533 −0.5X 11.247 3.259 −1.0X 10.248 14.177 絞りは第７面（r₇）の前方3.3mm |f₃|/f＝8.680 ， ΔD₁＝1.359 実施例６ｆ＝51.5,F/2.8〜F/5.22,2ω＝45.5゜ r₁＝40.5017 d₁＝3.6069 n₁＝1.72916 ν_１＝54.68 r₂＝1165.0549 d₂＝0.1350 r₃＝18.9963 d₃＝3.1449 n₂＝1.77250 ν_２＝49.66 r₄＝29.6782 d₄＝1.4000 r₅＝90.0652 d₅＝1.7000 n₃＝1.65016 ν_３＝39.39 r₆＝12.8155 d₆＝D₁ r₇＝−11.5012 d₇＝1.8500 n₄＝1.80518 ν_４＝25.43 r₈＝−14.3165 d₈＝0.1500 r₉＝62.8013 d₉＝4.0000 n₅＝1.72916 ν_５＝54.68 r₁₀＝−24.7292 d₁₀＝D₂ r₁₁＝−118.5352 d₁₁＝1.4000 n₆＝1.58144 ν_６＝40.75 r₁₂＝31.9202 d₁₂＝1.6000 r₁₃＝−392.9991 d₁₃＝3.1440 n₇＝1.58913 ν_７＝60.97 r₁₄＝−37.2800 D₁ D₂ 無限遠 8.302 0.600 −0.5X 8.823 2.417 −1.0X 8.802 6.206 絞りは第７面（r₇）の前方4mm |f₃|/f＝2.579 ， ΔD₁＝0.128 ただしr₁,r₂,…はレンズ各面の曲率半径、d₁,d₂,…は各
レンズの肉厚およびレンズ間隔、n₁,n₂,…は各レンズの
屈折率、ν₁,ν₂,…は各レンズのアツベ数である。

上記実施例のうち、実施例１〜５は第２図に示すような
７群８枚のレンズ構成で、物体側より順に正レンズと，
物体側に凸の正のメニスカスレンズと，像側に凹の負の
メニスカスレンズよりなる第１群G₁と、負レンズと正レ
ンズの接合レンズと，正レンズよりなる第２群G₂と、負
レンズと，正レンズよりなる第３群G₃とにて構成されて
いる。これら実施例でν₁n＝ν₃,n₃n＝n₇,ra＝r₁₃であ
る。

実施例６は第３図に示すような７群７枚構成で、第２群
G₂が物体に凹の負のメニスカスレンズと正レンズよりな
り、第１群G₁と第３群G₃は第２図と同様の構成である。
この実施例はν₁n＝ν₃,n₃n＝n₆,ra＝r₁₂である。

以上の各実施例の球面収差係数は次の表の通りである。
尚（−1.0X）はD₁を単調に増大させて等倍にした時の収
差係数でその時のD₁,D₂は表中に示してある。

又実施例１の無限遠，1/2倍，等倍での収差状況は夫々
第４図，第５図，第６図に、実施例２の無限遠，1/2
倍，等倍での収差状況は夫々第７図，第８図，第９図
に、実施例３の無限遠，1/2倍，等倍での収差状況は夫
々第10図，第11図，第12図に、実施例４の無限遠，1/2
倍，等倍での収差状況は夫々第13図，第14図，第15図
に、実施例５の無限遠，1/2倍，等倍での収差状況は夫
々第16図，第17図，第18図に、実施例６の無限遠，1/2
倍，等倍での収差状況は夫々第19図，第20図，第21図に
示す通りである。

〔発明の効果〕

本発明のマクロレンズは、無限遠物点から等倍までの全
範囲にわたつて諸収差が良好に補正され又収差変動特に
球面収差の変動が少なく良好な像性能を有している。更
に繰り出し量が１割程度少なくしたがつてコンパクト
で、等倍での有効Ｆナンバーが5.2で明るいレンズ系で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明マクロレンズの基本構成を示す図、第２
図は本発明の実施例１乃至実施例５の断面図、第３図は
本発明の実施例６の断面図、第４図乃至第６図は実施例
１の収差曲線図、第７図乃至第９図は実施例２の収差曲
線図、第10図乃至第12図は実施例３の収差曲線図、第13
図乃至第15図は実施例４の収差曲線図、第16図乃至第18
図は実施例５の収差曲線図、第19図乃至第21図は実施例
６の収差曲線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に正の屈折力の第１群と、正
の屈折力の第２群と、負の屈折力の第３群とより構成さ
れ、無限遠物点から最短物点への合焦に際し第１群と第
２群の間隔が中間倍率を境にして増大から減少に転じる
ことを特徴とする大口径マクロレンズ。
【請求項２】無限遠物点から最短物点への合焦に際し第
２群と第３群の間隔が常に増大することを特徴とする特
許請求の範囲（１）の大口径マクロレンズ。
【請求項３】第１群に少なくとも１枚の負レンズを含ん
でおり、又下記の各条件を満足する特許請求の範囲
（２）の大口径マクロレンズ。（１） 1.7＜|f₃|/f＜10,f₃＜０（２）０＜ΔD₁＜２（３） ν₁n＜50 （４） n₃n＜1.65 ただしｆは無限遠時の全系の焦点距離、ΔD₁は第１群と
第２群の間隔の最大値と等倍時の値との差、ν₁nは第１
群に含まれる負レンズのアツベ数、n₃nは第３群に含ま
れる負レンズの屈折率である。