JPH0850237A - 大口径中望遠レンズ - Google Patents

大口径中望遠レンズ

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JPH0850237A
JPH0850237A JP6204595A JP20459594A JPH0850237A JP H0850237 A JPH0850237 A JP H0850237A JP 6204595 A JP6204595 A JP 6204595A JP 20459594 A JP20459594 A JP 20459594A JP H0850237 A JPH0850237 A JP H0850237A
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JP
Japan
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lens
lens group
focusing
object side
positive
Prior art date
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Application number
JP6204595A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Oshita
孝一 大下
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to US08/490,890 priority patent/US5627686A/en
Publication of JPH0850237A publication Critical patent/JPH0850237A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/02Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中望遠レンズとして所望の画角を確保しなが
ら、フォーカシングに伴う球面収差の変動が少ない大口
径中望遠レンズを提供すること。 【構成】 本発明では、物体側より順に、正の屈折力を
有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レ
ンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と
を備え、フォーカシングに際して、前記第1レンズ群G
1は固定であり、前記第2レンズ群G2および前記第3
レンズ群G3を光軸に沿って移動させて合焦を行う中望
遠レンズであって、 0.8 < f1/f < 1.5 −3.0 < f2/f <−1.0 0.7 < f3/f < 1.0 0.02 <|x2/x3|< 0.3 の条件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は大口径中望遠レンズに関
し、特に明るい中望遠レンズのフォーカシング方式に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、一眼レフカメラのオートフォーカ
ス化に伴い、レンズの一部のみを移動させて合焦を行う
様々なフォーカシング方式が提案されている。そのう
ち、いわゆる望遠レンズ用のフォーカシング方式とし
て、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ
群と、正屈折力の第レンズ3群とからなる望遠レンズに
おいて、負屈折力の第2レンズ群のみを移動させてフォ
ーカシング(合焦)を行う、いわゆるインターナル・フ
ォーカス方式や、正屈折力の前群と正屈折力の後群とか
らなる望遠レンズにおいて、後群のみを移動させてフォ
ーカシングを行う、いわゆるリア・フォーカス方式が知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
インターナル・フォーカス方式では、光学系の非対称性
が強く、フォーカシングに伴う像面の変動が大きい。こ
のため、画角の大きなレンズに適応することが困難であ
るという不都合があった。一方、上述のリア・フォーカ
ス方式では、前群と後群とをほぼ対称的に構成すること
によって、像面の変動を抑えることができるものの、球
面収差の変動が大きいという不都合があった。
【0004】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、中望遠レンズとして所望の画角を確保しなが
ら、フォーカシングに伴う球面収差の変動が少ない大口
径中望遠レンズを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明において、物体側より順に、正の屈折力を有
する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レン
ズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを
備え、フォーカシングに際して、前記第1レンズ群G1
は固定であり、前記第2レンズ群G2および前記第3レ
ンズ群G3を光軸に沿って移動させて合焦を行う中望遠
レンズであって、無限遠合焦状態におけるレンズ全系の
焦点距離をfとし、前記第1レンズ群G1の焦点距離を
f1とし、前記第2レンズ群G2の焦点距離をf2と
し、前記第3レンズ群G3の焦点距離をf3とし、無限
遠合焦状態から至近距離合焦状態までの前記第2レンズ
群G2の移動量をx2とし、無限遠合焦状態から至近距
離合焦状態までの前記第3レンズ群G3の移動量をx3
としたとき、 0.8 < f1/f < 1.5 −3.0 < f2/f <−1.0 0.7 < f3/f < 1.0 0.02 <|x2/x3|< 0.3 の条件を満足することを特徴とする大口径中望遠レンズ
を提供する。
【0006】本発明の好ましい態様によれば、前記第3
レンズ群G3の最も物体側のレンズが負レンズ成分であ
る場合、近距離物体へのフォーカシングに際して、前記
第2レンズ群G2および第3レンズ群G3はともに物体
側に移動する。また、前記第3レンズ群G3の最も物体
側のレンズは正レンズ成分である場合、近距離物体への
フォーカシングに際して、前記第2レンズ群G2は像側
に移動し、前記第3レンズ群G3は物体側に移動する。
【0007】
【作用】上述のように、本発明では、正屈折力の第1レ
ンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折
力の第3レンズ群G3とを有し、負屈折力の第2レンズ
群G2および正屈折力の第3レンズ群G3を光軸に沿っ
て移動させてフォーカシングを行う。
【0008】この種のフォーカシング方式としては、特
開昭59−142511号公報に開示の方式が知られて
いる。しかしながら、上記公報に開示のフォーカシング
方式によれば、第1レンズ群の屈折力が大きすぎるため
球面収差の補正が困難であった。さらに、第2レンズ群
の屈折力も同じく過大であるため、前述のインターナル
・フォーカス方式の場合と同様に像面の変動の補正が困
難であった。本発明では、上述の収差上の不都合を解決
し、さらに大口径化および広角化を図った上で像面の良
好な補正を可能にしている。
【0009】以下、本発明の条件式について説明する。
本発明の中望遠レンズでは、以下の条件式(1)乃至
(4)を満足する。 0.8 < f1/f < 1.5 (1) −3.0 < f2/f <−1.0 (2) 0.7 < f3/f < 1.0 (3) 0.02 <|x2/x3|< 0.3 (4)
【0010】ここで、 f :無限遠合焦状態におけるレンズ全系の焦点距離 f1:第1レンズ群G1の焦点距離 f2:第2レンズ群G2の焦点距離 f3:第3レンズ群G3の焦点距離 x2:無限遠状態から至近距離状態までの第2レンズ群
G2の移動量 x3:無限遠状態から至近距離状態までの第3レンズ群
G3の移動量 なお、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3の移動
量x2、x3は、物体側に移動するときには正符号を有
し像側に移動するときには負符号を有する。
【0011】本発明では、条件式(1)に示すように、
第1レンズ群G1の屈折力を極力弱めて、大口径化に有
利になるようにしている。また、条件式(2)に示すよ
うに、第2レンズ群G2の屈折力も小さく設定して、広
角化した場合にも像面の良好な補正が可能なようにして
いる。
【0012】条件式(1)の下限値を下回ると、第1レ
ンズ群G1の屈折力が過大になって、大口径化が困難に
なるので好ましくない。逆に、条件式(1)の上限値を
上回ると、第1レンズ群G1の屈折力が過小になって全
系の大型化を招き、且つ広角化した場合に周辺光量の低
下を招くので好ましくない。
【0013】また、条件式(2)の上限値を上回ると、
第2レンズ群G2の負の屈折力が強くなり過ぎて、広角
化に不利になるので好ましくない。逆に、条件式(2)
の下限値を下回ると、第2レンズ群G2の負の屈折力が
弱くなりすぎて、球面収差の良好な補正が困難となり、
且つフォーカシングによる収差の変動が補正し難くなる
ので好ましくない。
【0014】なお、フォーカシングによる収差変動を抑
え、球面収差を良好に補正するには、第2レンズ群G2
をいずれも物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レ
ンズ成分L21と負レンズ成分L22とで構成し、正レ
ンズ成分L21と負レンズ成分L22との間に負の屈折
力を有する空気間隔を設けることが望ましい。
【0015】以上のように、本発明では、条件式(2)
によって第2レンズ群G2の屈折力をある程度弱く設定
しているので、第2レンズ群G2はフォーカシングレン
ズ群としての機能が弱い。その結果、必然的に第3レン
ズ群G3が主たるフォーカシングレンズ群としての機能
を果たすことになる。すなわち、本発明においては、従
来、近距離変動(近距離物体への合焦に伴う収差変動)
を補正するためのフローティングレンズ群と見なされて
いた第3レンズ群G3がフォーカシングレンズ群を構成
し、フォーカシングレンズ群と見なされていた第2レン
ズ群G2が近距離合焦時の収差変動を補正するためのフ
ローティングレンズ群として機能する。
【0016】条件式(3)は、フォーカシングレンズ群
である第3レンズ群G3の屈折力について適切な範囲を
規定するものである。条件式(3)の上限値を上回る
と、合焦時における第3レンズ群G3の移動量が大きく
なりすぎて、レンズ系の大型化を招く。また、レンズ系
の大型化を避けるために第2レンズ群G2と第3レンズ
群G3との空気間隔を狭くすると、近距離物体にフォー
カシングする際、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3
とが干渉してしまう。
【0017】逆に、条件式(3)の下限値を下回ると、
第3レンズ群G3の屈折力が過大になって、大口径化し
ようとする場合には、球面収差の補正が困難になり、且
つ所定のバックフォーカスを確保することが困難にな
る。
【0018】条件式(4)は、フォーカシングの際の第
2レンズ群G2の移動量と第3レンズ群G3の移動量と
の比について適切な範囲を規定して、良好な近距離性能
を得ようとするものである。条件式(4)の上限値を上
回ると、第3レンズ群G3に対する第2レンズ群G2の
移動量が大きくなりすぎて、近距離合焦状態における収
差が過剰補正となる。逆に、条件式(4)の下限値を下
回ると、第2レンズ群G2の移動量が小さすぎて、第2
レンズ群G2のフローティングレンズ群としての機能を
十分発揮することができない。
【0019】ちなみに、第1レンズ群G1単独での球面
収差は補正不足であり、第2レンズ群G2単独での球面
収差は補正過剰であるのが一般的である。また、第3レ
ンズ群G3のみを移動させてフォーカシングを行う方式
において、第3レンズ群G3の最も物体側のレンズが負
レンズ成分である場合、近距離物体に対して球面収差が
補正不足になる傾向がある。したがって、近距離物体へ
のフォーカシングに際して、第3レンズ群G3を像側か
ら物体側に移動させると同時に、第2レンズ群G2を物
体側に繰り出すことによって、近距離合焦状態における
球面収差の変動を良好に補正することができる。
【0020】逆に、第3レンズ群の最も物体側のレンズ
が正レンズ成分である場合、近距離物体に対し球面収差
が補正過剰となる傾向が強い。したがって、近距離物体
へのフォーカシングに際して、第3レンズ群G3を像側
から物体側に移動させると同時に、第2レンズ群G2を
反対に物体側から像側に移動させることによって、近距
離合焦状態における球面収差の変動を良好に補正するこ
とができる。
【0021】すなわち、第2レンズ群G2の移動方向
は、第3レンズ群G3のレンズ構成に依存して決定さ
れ、条件式(4)を以下の条件式(5)のように書き換
えることができる。 −0.02<i・(x2/x3)<−0.3 (5) なお、式中のiは、第3レンズ群3の最も物体側のレン
ズの屈折力の符号が正のときには+1の値を、負のとき
−1の値をとる。
【0022】
【実施例】本発明の大口径中望遠レンズは、各実施例に
おいて、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レン
ズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、
正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、フォー
カシングに際して、前記第1レンズ群G1は固定であ
り、前記第2レンズ群G2および前記第3レンズ群G3
が光軸に沿って移動する。
【0023】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基
づいて説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明の第1実施例にかかる大口
径中望遠レンズのレンズ構成を示す図である。図示の大
口径中望遠レンズは、物体側より順に、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズからなる第1レンズ群G1
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、および
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第2
レンズ群G2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズ、開口絞り、両凹レンズ、物体側に凹面を向けた正
メニスカスレンズ、および両凸レンズからなる第3レン
ズ群G3とから構成されている。
【0024】上述のように、第3レンズ群G3の最も物
体側のレンズは正レンズである。したがって、無限遠か
ら近距離物体へのフォーカシングに際して、第3レンズ
群G3は物体側に移動し、第2レンズ群G2は像側に移
動する。次の表(1)に、本発明の実施例1の諸元の値
を掲げる。表(1)において、fは焦点距離を、FNは
Fナンバーを、2ωは画角を、Bfはバックフォーカス
を、TLはレンズ全長を、Rは撮影距離を、βは撮影倍
率をそれぞれ表す。さらに、左端の数字は物体側からの
各レンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率半径を、d
は各レンズ面間隔を、nおよびνはそれぞれd線(λ=
587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数を示し
ている。
【0025】
【表1】f= 85.00 Bf= 38.21 TL=112.71 FN= 1.43 R=850.00 (β= −0.113) 2ω= 28.4° (フォーカシング時における可変間隔) f, β 85.0001 -0.0333 -0.1128 d2 1.0000 1.1732 1.5505 d6 17.0000 13.3628 5.4428 Bf 38.2089 41.6729 49.2157 R ∞ 2629.2711 850.0000 (条件対応値) (1) f1/f = 0.9491 (2) f2/f =−1.0599 (3) f3/f = 0.8058 (4) x2/x3=−0.0500
【0026】図2は、実施例1の諸収差を示す図であ
る。(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、
(b)は撮影倍率β=−1/30倍の状態における諸収
差図であり、(c)は至近距離撮影状態における諸収差
図である。各収差図において、FNはFナンバーを、Y
は像高を、Hは入射高の高さを、dはd線(λ=58
7.6nm)を、gはg線(λ=435.8nm)をそ
れぞれ示している。非点収差を示す収差図において実線
はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示
している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、無限遠合焦状態から至近距離撮影状態に亘り諸収差
が良好に補正されていることがわかる。
【0027】〔実施例2〕図3は、本発明の第2実施例
にかかる大口径中望遠レンズのレンズ構成を示す図であ
る。図示の大口径中望遠レンズは、物体側より順に、両
凸レンズと両凹レンズとの正メニスカス接合レンズから
なる第1レンズ群G1と、物体側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズからなる第2レンズ群G2と、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズ、開口絞り、両
凹レンズと両凸レンズとの正メニスカス接合レンズ、お
よび物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる
第3レンズ群G3とから構成されている。
【0028】上述のように、第3レンズ群G3の最も物
体側のレンズは正レンズである。したがって、無限遠か
ら近距離物体へのフォーカシングに際して、第3レンズ
群G3は物体側に移動し、第2レンズ群G2は像側に移
動する。次の表(2)に、本発明の実施例2の諸元の値
を掲げる。表(2)において、fは焦点距離を、FNは
Fナンバーを、2ωは画角を、Bfはバックフォーカス
を、TLはレンズ全長を、Rは撮影距離を、βは撮影倍
率をそれぞれ表す。さらに、左端の数字は物体側からの
各レンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率半径を、d
は各レンズ面間隔を、nおよびνはそれぞれd線(λ=
587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数を示し
ている。
【0029】
【表2】f= 85.00 Bf= 38.20 TL=117.85 FN= 1.43 R=850.00 (β= −0.113) 2ω= 28.4° (フォーカシング時における可変間隔) f, β 84.9996 -0.0333 -0.1132 d3 0.7516 1.4575 3.0041 d7 16.9980 12.7627 3.4835 Bf 38.1985 41.7279 49.4606 R ∞ 2633.7594 850.0000 (条件対応値) (1) f1/f = 1.1579 (2) f2/f =−1.8774 (3) f3/f = 0.8981 (4) x2/x3=−0.2000
【0030】図4は、実施例2の諸収差を示す図であ
る。(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、
(b)は撮影倍率β=−1/30倍の状態における諸収
差図であり、(c)は至近距離撮影状態における諸収差
図である。各収差図において、FNはFナンバーを、Y
は像高を、Hは入射高の高さを、dはd線(λ=58
7.6nm)を、gはg線(λ=435.8nm)をそ
れぞれ示している。非点収差を示す収差図において実線
はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示
している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、無限遠合焦状態から至近距離撮影状態に亘り諸収差
が良好に補正されていることがわかる。
【0031】〔実施例3〕図5は、本発明の第3実施例
にかかる大口径中望遠レンズのレンズ構成を示す図であ
る。図示の大口径中望遠レンズは、物体側より順に、物
体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第1レ
ンズ群G1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズか
らなる第2レンズ群G2と、開口絞りと、物体側に凹面
を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正
メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとの接合レンズ、および両凸レンズからなる第3
レンズ群G3とから構成されている。
【0032】上述のように、第3レンズ群G3の最も物
体側のレンズは負レンズである。したがって、無限遠か
ら近距離物体へのフォーカシングに際して、第2レンズ
群G2および第3レンズ群G3はともに物体側に移動す
る。なお、本実施例では、上述の2つの実施例とは異な
り、第2レンズ群G2を第3レンズ群G3に対して非線
形に移動させることによって、近距離補正の効果をさら
に高めている。次の表(3)に、本発明の実施例3の諸
元の値を掲げる。表(3)において、fは焦点距離を、
FNはFナンバーを、2ωは画角を、Bfはバックフォ
ーカスを、TLはレンズ全長を、Rは撮影距離を、βは
撮影倍率をそれぞれ表す。さらに、左端の数字は物体側
からの各レンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率半径
を、dは各レンズ面間隔を、nおよびνはそれぞれd線
(λ=587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数
を示している。
【0033】
【表3】f= 85.00 Bf= 38.20 TL=110.82 FN= 1.43 R=850.00 (β= −0.108) 2ω= 28.6° (フォーカシング時における可変間隔) f, β 85.0000 -0.0333 -0.1076 d2 2.0000 1.9142 1.0876 d6 28.4000 24.1964 16.2781 Bf 38.2015 42.4909 51.2357 R ∞ 2586.2244 850.0000 (条件対応値) (1) f1/f = 0.9034 (2) f2/f =−1.0799 (3) f3/f = 0.7786 (4) x2/x3= 0.0700
【0034】図6は、実施例3の諸収差を示す図であ
る。(a)は無限遠合焦状態における諸収差図であり、
(b)は撮影倍率β=−1/30倍の状態における諸収
差図であり、(c)は至近距離撮影状態における諸収差
図である。各収差図において、FNはFナンバーを、Y
は像高を、Hは入射高の高さを、dはd線(λ=58
7.6nm)を、gはg線(λ=435.8nm)をそ
れぞれ示している。非点収差を示す収差図において実線
はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示
している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、無限遠合焦状態から至近距離撮影状態に亘り諸収差
が良好に補正されていることがわかる。
【0035】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、28°
以上の画角をカバーしながら、フォーカシングに伴う球
面収差の変動が少なく、Fナンバー1.4程度の明るい
中望遠レンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる大口径中望遠レン
ズのレンズ構成を示す図である。
【図2】実施例1の諸収差図である。
【図3】本発明の第2実施例にかかる大口径中望遠レン
ズのレンズ構成を示す図である。
【図4】実施例2の諸収差図である。
【図5】本発明の第3実施例にかかる大口径中望遠レン
ズのレンズ構成を示す図である。
【図6】実施例3の諸収差図である。
【符号の説明】
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 G3 第3レンズ群

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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レンズ群とを備え、 フォーカシングに際して、前記第1レンズ群は固定であ
    り、前記第2レンズ群および前記第3レンズ群を光軸に
    沿って移動させて合焦を行う中望遠レンズであって、 無限遠合焦状態におけるレンズ全系の焦点距離をfと
    し、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記第2
    レンズ群の焦点距離をf2とし、前記第3レンズ群の焦
    点距離をf3とし、無限遠合焦状態から至近距離合焦状
    態までの前記第2レンズ群の移動量をx2とし、無限遠
    合焦状態から至近距離合焦状態までの前記第3レンズ群
    の移動量をx3としたとき、 0.8 < f1/f < 1.5 −3.0 < f2/f <−1.0 0.7 < f3/f < 1.0 0.02 <|x2/x3|< 0.3 の条件を満足することを特徴とする大口径中望遠レン
    ズ。
  2. 【請求項2】 前記第3レンズ群の最も物体側のレンズ
    は負レンズ成分であり、近距離物体へのフォーカシング
    に際して、前記第2レンズ群および第3レンズ群はとも
    に物体側に移動することを特徴とする請求項1に記載の
    大口径中望遠レンズ。
  3. 【請求項3】 前記第3レンズ群の最も物体側のレンズ
    は正レンズ成分であり、近距離物体へのフォーカシング
    に際して、前記第2レンズ群は像側に移動し、前記第3
    レンズ群は物体側に移動することを特徴とする請求項1
    に記載の大口径中望遠レンズ。
  4. 【請求項4】 前記第2レンズ群は、物体側より順に、
    正レンズ成分と負レンズ成分とを有し、前記第3レンズ
    群は、物体側より順に、少なくとも1つの負レンズ成分
    と2つの正レンズ成分とを有することを特徴とする請求
    項1乃至3のいずれか1項に記載の大口径中望遠レン
    ズ。
  5. 【請求項5】 前記第2レンズ群の前記正レンズ成分は
    物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、前記
    第2レンズ群の前記負レンズ成分は物体側に凸面を向け
    た負メニスカスレンズであることを特徴とする請求項4
    に記載の大口径中望遠レンズ。
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