JPH11211978A - レトロフォーカス型レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体距離全般にわたり高い光学性能を有した
フローティング式を用いたレトロフォーカス型レンズを
得ること。 【解決手段】 物体側より順に負の屈折力の第１群と正
の屈折力の第２群、絞り、そして正の屈折力の第３群の
３つのレンズ群を有し、無限遠物体から近距離物体への
フォーカスに際して該第１群を固定とし、該第２群と第
３群を異なった速度で物体側へ移動させて行い、該第２
群は正の屈折力の第２ａ群と負の屈折力の第２ｂ群より
成り、該第２ａ群と第２ｂ群の空気間隔Ｄ２ａｂ、該第
２群を構成する各レンズの中心肉厚の総和Σｄ２、全系
の無限遠物体のときの焦点距離ｆ等を適切に設定したこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフィルム用カメラや
ビデオカメラ等の撮影系に好適な撮影画角が６５°程
度、Ｆナンバー１．４程度のバックフォーカスが長いレ
トロフォーカス型レンズに関し、特にレンズ系中の後方
の複数のレンズ群を互いに異なった速度で光軸上移動さ
せてフォーカスを行う、所謂フローティングを利用し、
物体距離全般にわたり良好なる光学性能が得られるよう
にレンズ系を適切に構成したレトロフォーカス型レンズ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、長いバックフォーカスを有す
る広画角の撮影レンズとして負の屈折力のレンズ群が先
行するレトロフォーカス（逆望遠型）型レンズが種々と
提案されている。レトロフォーカス型レンズにおいては
フォーカスの際の収差変動が大きい為にそれを補正する
為に種々なフォーカス方法が用いられている。

【０００３】例えば、特公昭58-5号公報では物体側から
順に負の屈折力の第１群と正の屈折力の第２群を設け、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して
前記第１群と前記第２群の間隔を変化させながら双方の
レンズ群を物体側に移動させるレトロフォーカス型レン
ズを提案している。

【０００４】特開昭50-137729 号公報では、負の屈折力
の第１群、正の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群か
ら構成し、一部のレンズに非球面を用いた大口径で広画
角のレトロフォーカスレンズが開示されている。同公報
では、近距離撮影時にレンズ群の一部の間隔を変化させ
てフォーカスを行う、所謂フローティング方式を用い
て、物体距離変化に伴う非点隔差、及びコマ収差等の諸
収差の変動を小さくしている。

【０００５】又、特開昭63-61213号公報では、物体側よ
り負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、絞りを挟
んで正の屈折力の第３群から成り、第１群を固定して、
第２群と第３群を互いに異なる速度で物体側へ移動させ
るフローティング方式を用いたレトロフォーカス型レン
ズを開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般にレトロフォーカ
ス型レンズは前方に負の屈折力のレンズ群、後方に正の
屈折力のレンズ群を配置した全体として非対称のレンズ
構成より成っている。この為、レンズ群を光軸上移動さ
せて無限遠物体から至近物体へフォーカスを行うと軸外
光束のレンズ系への入射高が大きく変化し、コマ収差、
歪曲収差、そして非点収差等の諸収差の発生量が多くな
る傾向がある。又、長いバックフォーカスを確保する為
に前方のレンズ群の負の屈折力の絶対値を大きくしなけ
ればならない為、更に諸収差の発生量が多くなり、一般
にこれらの諸収差をバランス良く良好に補正するのが大
変難しいという問題点がある。

【０００７】一方、自動焦点調節機構付きのカメラ用の
撮影レンズとしては大型で高重量の前玉で焦点調節をす
ると焦点調節用のアクチュエータの負荷が大となって迅
速な駆動が困難になる為、レンズ系中の後方の比較的小
型のレンズ群を移動させてフォーカスを行うことが要望
されている。

【０００８】しかしながら、レンズ系中の後方の一部の
レンズ群でフォーカスを行う方式はレンズ系全体を繰り
出す全体フォーカス方式に比べてフォーカス用レンズ群
を移動させたときに収差変動が多くなり、物体距離全般
にわたり良好に収差補正をするのが困難になってくる。
特に前群が負の屈折力、後群が正の屈折力のレンズ群よ
り成る、所謂レトロフォーカス型レンズにおいてはこの
傾向が顕著であり、例えばフォーカスを行うと近距離物
体において外向性コマ収差が増大し、又、非点収差も悪
化し、光学性能が著しく低下してくる。

【０００９】本発明は、負の屈折力の第１群と正の屈折
力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ
群を有し、バックフォーカスが長いレトロフォーカス型
レンズにおいてフォーカスの際に移動させるレンズ構成
を適切に設定することにより無限遠物体から近距離物体
に至る物体距離全般にわたりフォーカスの際の収差変動
を良好に補正した高い光学性能を有した撮影画角６５°
程度、Ｆナンバー１．４程度のレトロフォーカス型レン
ズの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のレトロフォーカ
ス型レンズは（１−１）物体側より順に負の屈折力の第
１群と正の屈折力の第２群、絞り、そして正の屈折力の
第３群の３つのレンズ群を有し、無限遠物体から近距離
物体へのフォーカスに際して該第１群を固定とし、該第
２群と第３群を異なった速度で物体側へ移動させて行
い、該第２群は正の屈折力の第２ａ群と負の屈折力の第
２ｂ群より成り、該第２ａ群と第２ｂ群の空気間隔をＤ
２ａｂ、該第２群を構成する各レンズの中心肉厚の総和
をΣｄ２、全系の無限遠物体のときの焦点距離をｆとし
たとき ０．１５＜Ｄ２ａｂ／ｆ＜０．４ ・・・（１） ０．２５＜ΣＤ２ ／ｆ＜０．４５・・・（２） を満足することである

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図５は後述する本発明の数
値実施例１〜５のレンズ断面図である。図６〜図１０は
本発明の数値実施例１〜５の諸収差図である。収差図に
おいて（Ａ）は無限遠物体、（Ｂ）は物体距離が像面よ
り３００（数値実施例の数値をｍｍで表わしたとき３０
０ｍｍ）離れたときの近距離の場合を示している。

【００１２】レンズ断面図においてＬ１は負の屈折力の
第１群であり、負の屈折力の第１ａ群と正の屈折力の第
１ｂ群の２つのレンズ群を有している。Ｌ２は正の屈折
力の第２群であり、正の屈折力の第２ａ群と負の屈折力
の第２ｂ群を有している。Ｌ３は正の屈折力の第３群で
あり、負の屈折力の第３ａ群と正の屈折力の第３ｂ群を
有している。ＳＰは絞りであり、第２群Ｌ２と第３群Ｌ
３との間に配置している。ＩＰは像面である。

【００１３】無限遠物体から近距離物体へのフォーカス
に際しては矢印で示す如く該第１群を固定とし、該第２
群と第３群とを互いに異なった速度で双方を物体側へ移
動させている。絞りＳＰはフォーカスの際に第３群と一
体的に移動させている。

【００１４】このとき本発明では前述の条件式（１）、
（２）を満足するように第２群Ｌ２を構成することによ
り、第２群のレンズ群の小型化及び軽量化を図りつつ、
フォーカスの際の収差変動を良好に補正している。

【００１５】条件式（１）の下限値を超えると、第２ａ
群の正の屈折面と第２ｂ群の負の屈折面との必要な間隔
をガラスなどの空気以外の材質で埋めなければならず、
レンズ重量が増加し好ましくない。又、上限値を超える
と第２ａ群と第２ｂ群のレンズ中心厚は薄くできるが、
第２ａ群と第２ｂ群の間隔が増加し、第２群全体の軸上
厚が増加し大型化してくるので好ましくない。

【００１６】条件式（２）の下限値を超えると第２ａ群
と第２ｂ群の中心厚が薄くなり過ぎレンズコバ厚の確保
が難しくなり好ましくない。又、上限値を超えるとガウ
スタイプの様にレンズエレメントが厚くなりレンズ重量
が増加するので好ましくない。

【００１７】本実施形態では以上のように、レンズ構成
を特定することにより、バックフォーカスの長い高い光
学性能を有したレトロフォーカス型レンズを達成してい
る。

【００１８】尚、本発明において更に所定のバックフォ
ーカスが容易に得られ、しかも軸外収差を良好に補正
し、画面全体の光学性能をバランス良く補正するには、
次の条件のうち少なくとも１つを満足させるのが良い。

【００１９】（ａ−１）前記第３群は第３ａ群と第３ｂ
群の２つのレンズ群より成り、第３ａ群は負レンズと正
レンズとを接合した貼合わせレンズより成り、該貼合わ
せレンズの像面側のレンズ面は非球面より成り、該第３
ｂ群は２つの正レンズより成り、第３ａ群の中心肉厚を
Ｄ３ａとしたとき ０．１＜Ｄ３ａ／ｆ＜０．２・・（３） を満足することである。

【００２０】条件式（３）の下限値を超えると中心肉厚
は薄くでき軽量化できるが、貼合わせレンズの負と正の
各屈折力が弱くなり、軸上収差及び軸外色収差を良好に
補正するのが難しくなってくる。又、上限値を超えると
レンズ重量が増加し好ましくない。

【００２１】又、貼合わせレンズの正レンズの像面側の
レンズ面を非球面とし、中心肉厚Ｄ３ａをあまり厚くせ
ずに色収差を良好に補正している。

【００２２】尚、このときの正レンズに設ける非球面形
状はレンズ中心からレンズ周辺に向かって正の屈折力が
弱くなる方向の非球面形状を設定するのが良い。これに
よれば正の屈折力をある程度強くしても収差を良好に補
正しながら、正レンズのコバ部を確保できるのでレンズ
中心肉厚を薄くすることができる。

【００２３】（ａ−２）前記第１群は負の屈折力の第１
ａ群と正の屈折力の第１ｂ群の２つのレンズ群から成
り、該第１ａ群と第１ｂ群との空気間隔をＤ１ａｂとし
たとき ０．１８＜Ｄ１ａｂ／ｆ＜０．４・・・（４） なる条件を満足することである。

【００２４】条件式（４）の下限値を超えると第１群を
小型できるが、第１ａ群と第１ｂ群の各屈折力が強くな
り過ぎ、第１群での収差発生量が増加し良好に収差補正
することが困難となり好ましくない。又、上限値を超え
ると収差補正は容易になるがレンズ系が大型化し好まし
くない。

【００２５】次に図１〜図５の各数値実施例１〜５のレ
ンズ構成の特徴について説明する。図１の数値実施例１
では第１ａ群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の２
つの負レンズより成り、第１ｂ群は両レンズ面が凸面の
正レンズより成り、第２ａ群は両レンズ面が凸面の正レ
ンズと物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズよ
り成り、第２ｂ群は像面側に凸面を向けたメニスカス状
の正レンズと物体側に凹面と向けた負レンズとを接合し
た貼合わせレンズより成り、第３ａ群は物体側に凹面を
向けた負レンズと像面側に凸面を向けた正レンズとを接
合した貼合わせレンズより成り、第３ｂ群は像面側に凸
面を向けたメニスカス状の２つの正レンズより成ってい
る。

【００２６】図２の数値実施例２では第１ａ群は物体側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズ面が
凹面の負レンズより成り、第１ｂ群は両レンズ面が凸面
の正レンズより成り、第２ａ群は両レンズ面が凸面の正
レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズ
より成り、第２ｂ群は像面側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズと両レンズ面が凹面の負レンズより成り、
第３ａ群は物体側に凹面を向けた負レンズと像面側に凸
面を向けた正レンズとを接合した貼合わせレンズより成
り、第３ｂ群は像面側に凸面を向けたメニスカス状の２
つの正レンズより成っている。

【００２７】図３の数値実施例３では第１ａ群は物体側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズ面が
凹面の負レンズより成り、第１ｂ群は像面側に凸面を向
けた正レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス状の正
レンズより成り、第２ａ群は両レンズ面が凸面の正レン
ズより成り、第２ｂ群は像面側に凸面を向けた正レンズ
と両レンズ面が凹面の負レンズより成り、第３ａ群は物
体側に凹面を向けた負レンズと像面側に凸面を向けた正
レンズとを接合した貼合わせレンズより成り、第３ｂ群
は像面側に凸面を向けたメニスカス状の２つの正レンズ
より成っている。

【００２８】図４の数値実施例４では第１ａ群は物体側
に凸面を向けたメニスカス状の２つの負レンズより成
り、第１ｂ群は両レンズ面が凸面の正レンズより成り、
第２ａ群は両レンズ面が凸面の正レンズより成り、第２
ｂ群は像面側に凸面を向けた正レンズと両レンズ面が凹
面の負レンズより成り、第３ａ群は物体側に凹面を向け
た負レンズと像面側に凸面を向けた正レンズとを接合し
た貼合わせレンズより成り、第３ｂ群は像面側に凸面を
向けたメニスカス状の２つの正レンズより成っている。

【００２９】図５の数値実施例５では第１ａ群は物体側
に凸面を向けたメニスカス状の２つの負レンズより成
り、第１ｂ群は両レンズ面が凸面の正レンズより成り、
第２ａ群は両レンズ面が凸面の正レンズより成り、第２
ｂ群は像面側に凸面を向けた正レンズと両レンズ面が凹
面の負レンズより成り、第３ａ群は物体側に凹面を向け
た負レンズと像面側に凸面を向けた正レンズとを接合し
た貼合わせレンズより成り、第３ｂ群は像面側に凸面を
向けたメニスカス状の２つの正レンズより成っている。

【００３０】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。又、非球面形
状はレンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸方向
（光の進行方向）をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを各々非球面係数としたとき

【００３１】

【数１】 なる式で表している。又「ｅ−Ｘ」は「×１０^-X」を意
味している。

【００３２】又、前述の各条件式と数値実施例における
諸数値との関係を表−１に示す。

【００３３】

【外１】 第１７面の非球面係数 r=-6.53464D+01 k=2.39046D+00 A=0 B=1.36838D-05 C=3.28097D-10 D=-1.14450D-
11

【００３４】

【表１】

【００３５】

【外２】 第１８面の非球面係数 r=-7.71074D+01 k=3.25931D+00 A=0 B=1.31191D-05 C=-1.34929D-09 D=-1.13665D
-11

【００３６】

【表２】

【００３７】

【外３】 第１８面の非球面係数 r=-9.99953D+01 k=1.32500D+00 A=0 B=1.14744D-05 C=-8.20487D-09 D=-2.39097D
-12

【００３８】

【表３】

【００３９】

【外４】 第１６面の非球面係数 r=-5.79583D+01 k=-7.93730D-01 A=0 B=9.40802D-06 C=4.02258D-09 D=-1.06479D-
11

【００４０】

【表４】

【００４１】

【外５】 第１６面の非球面係数 r=-5.55072D+01 k=-7.66273D-01 A=0 B=9.41127D-06 C=3.44689D-09 D=-8.71762D-
12

【００４２】

【表５】

【００４３】

【表６】

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、負の屈折
力の第１群と正の屈折力の第２群、そして正の屈折力の
第３群の３つのレンズ群を有し、バックフォーカスが長
いレトロフォーカス型レンズにおいてフォーカスの際に
移動させるレンズ構成を適切に設定することにより無限
遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたりフォ
ーカスの際の収差変動を良好に補正した高い光学性能を
有した撮影画角６５°程度、Ｆナンバー１．４程度のレ
トロフォーカス型レンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図３】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図４】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図５】 本発明の数値実施例５のレンズ断面図

【図６】 本発明の数値実施例１の収差図

【図７】 本発明の数値実施例２の収差図

【図８】 本発明の数値実施例３の収差図

【図９】 本発明の数値実施例４の収差図

【図１０】 本発明の数値実施例５の収差図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ１ａ 第１ａ群 Ｌ１ｂ 第１ｂ群 Ｌ２ａ 第２ａ群 Ｌ２ｂ 第２ｂ群 Ｌ３ａ 第３ａ群 Ｌ３ｂ 第３ｂ群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ΔＳ サジタル像面 ΔＭ メリディオナル像面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に負の屈折力の第１群と正
   の屈折力の第２群、絞り、そして正の屈折力の第３群の
   ３つのレンズ群を有し、無限遠物体から近距離物体への
   フォーカスに際して該第１群を固定とし、該第２群と第
   ３群を異なった速度で物体側へ移動させて行い、該第２
   群は正の屈折力の第２ａ群と負の屈折力の第２ｂ群より
   成り、該第２ａ群と第２ｂ群の空気間隔をＤ２ａｂ、該
   第２群を構成する各レンズの中心肉厚の総和をΣｄ２、
   全系の無限遠物体のときの焦点距離をｆとしたとき ０．１５＜Ｄ２ａｂ／ｆ＜０．４ ０．２５＜ΣＤ２ ／ｆ＜０．４５ を満足することを特徴とするレトロフォーカス型レン
   ズ。
2. 【請求項２】 前記第３群は第３ａ群と第３ｂ群の２つ
   のレンズ群より成り、第３ａ群は負レンズと正レンズと
   を接合した貼合わせレンズより成り、該貼合わせレンズ
   の像面側のレンズ面は非球面より成り、該第３ｂ群は２
   つの正レンズより成り、第３ａ群の中心肉厚をＤ３ａと
   したとき ０．１＜Ｄ３ａ／ｆ＜０．２ を満足することを特徴とする請求項１のレトロフォーカ
   ス型レンズ。
3. 【請求項３】 前記第１群は負の屈折力の第１ａ群と正
   の屈折力の第１ｂ群の２つのレンズ群から成り、該第１
   ａ群と第１ｂ群との空気間隔をＤ１ａｂとしたとき ０．１８＜Ｄ１ａｂ／ｆ＜０．４ なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２の
   レトロフォーカス型レンズ。