JP3234618B2 - 大口径中望遠レンズ - Google Patents
大口径中望遠レンズInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Description
撮影画角が約25°〜29°の撮影レンズに最適であ
り、Fナンバーが1.2〜1.4と大口径であり、しか
も無限遠物点から撮影倍率が約-1/7倍程度の近距離物
点まで諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する
大口径比の中望遠レンズに関するものである。
メラ等に用いられる撮影レンズとして、より手軽に様々
な撮影状況に対応できるズームレンズが主流となってい
る。しかしズームレンズはまだFナンバーの大きな暗い
レンズが一般的であり、また無限遠物点から近距離物点
まで幅広く諸収差を良好に補正することが困難である。
そこでより高い光学性能を達成するレンズ系として単焦
点レンズの大口径化、高性能化が図られている。
点レンズは以前から大口径化へのアプローチが盛んであ
り、近年では撮影画角が約25°〜29°の中望遠レン
ズ系ではFナンバーが2を越える明るいレンズ系が一般
的になっている。
2−244010号公報に開示されているレンズ系のよ
うにいわゆるガウス型または変形ガウス型のレンズ構成
がよく用いられるが、ガウス型レンズは絞りを挟んで向
かい合う強い負の屈折力を持つ面を有するためサジタル
コマが大きく発生し、高画質化を困難なものとしてい
る。そこで特開平1−302311号公報に開示されて
いるレンズ系のように、レンズ系の構成要素に非球面レ
ンズを用いてサジタルコマを補正し光学的性能を向上さ
せることが考えられる。しかしこの例では絞りより物体
側のレンズ構成要素に非球面レンズを用いており、その
ため大口径な非球面レンズが必要となるため、製造コス
トの増大を避けられない。
合う強い負の屈折力を分散させてサジタルコマの補正を
試みた例として特開昭63−70216号公報に開示さ
れているレンズ系がある。この例では絞りより像側に負
レンズを配置せしめているが、撮影画角が約45°でF
ナンバーが1.0の大口径標準レンズについての例であ
るため、サジタルコマの補正よりも軸上物点からでた光
線の光線高を高くする意図が強く、極めて強い負の屈折
力が配置されており、この従来例の考えをそのまま撮影
画角が約25°〜29°の中望遠レンズ系へは適用でき
ない。
ラ等に用いられる撮影画角が約25°〜29°の撮影レ
ンズに最適であり、Fナンバーが1.2〜1.4と大口
径であり、しかも無限遠物点から撮影倍率が約-1/7倍
程度の近距離物点まで諸収差が良好に補正された高い光
学性能を有する大口径比の中望遠レンズを提供すること
にある。
ンズは、上記の目的を達成するために、物体側より順
に、2枚以上の正レンズよりなる第1レンズ群と、1枚
以上の像側に強い負の屈折力を持つ面を向けた負のメニ
スカスレンズよりなる第2レンズ群と、絞りと、物体側
に負の屈折力を持つ面を向けた負レンズと正レンズの接
合レンズよりなり全体として正の屈折力を持つ第3レン
ズ群と、物体側に強い負の屈折力を持つ面を向けた負レ
ンズを含み全体として負の屈折力を持つ第4レンズ群
と、1枚以上の正レンズよりなる第5レンズ群とからな
るレンズ系で、絞りを挟んで向き合う二つの負の屈折面
の屈折力の和をφ、前記第2レンズ群の焦点距離をf
2 、第3レンズ群の焦点距離をf3 、第4レンズ群の焦
点距離をf4 、全系の焦点距離をfとするとき、次の条
件(1)乃至条件(4)を満足するものである。 (1) 3.0<|φ・f|<4.0 (2) 0.4<|f2 /f|<0.8 (3) 0.5<|f3 /f|<3.5 (4) 0.5<|f4 /f|<1.5 既に述べたように、撮影画角が約25°〜29°であり
しかもFナンバーが1.2〜1.4の大口径な中望遠レ
ンズを構成するためには、ガウス型レンズタイプを用い
るのが一般的である。このレンズタイプは、良く知られ
ているように、物体側から最小偏角の原理を応用して球
面収差の発生を極力抑えた正レンズ群で軸上物点に対す
る光線高を低くし、そこに強い負の屈折面を位置せしめ
ることによってペッツバール和を効果的に補正するとと
もに、その負の屈折面を絞りを挟んでほぼ対称に構成す
ることにより軸外光線の不要な屈折を避けて軸外収差の
発生を抑えた構成となっている。しかしこのタイプのレ
ンズ系は、屈折力の強い面の存在によりサジタルコマを
補正することが極めて困難であり、特にFナンバーの小
さな明るいレンズ系においては撮影画面の周辺における
フレアーとなって画質の低下を招く。
には、ペッツバール和を補正する強い負の屈折力を分散
して、各屈折面の屈折力を過度に強めないようにするこ
とが効果的である。しかし絞りより物体側は前述のよう
に球面収差の発生を抑えながら光束を絞る構成となるた
め、強い負の屈折力を配置することはかえって収差の悪
化を招き好ましくない。そこで絞りを挟んで向かい合う
負の屈折力を有するレンズ面よりも像側に負レンズを配
置すれば、軸上光線高が比較的低くなるため効果的に負
の屈折力を分散することが可能となる。
ズは、前記のような構成にした。即ち物体側から順に、
2枚以上の正レンズを用いて最小偏角の原理に基づいて
構成された球面収差の発生を抑えながら軸上光束を絞る
作用を有する第1レンズ群と、軸上光束が絞られた位置
に配置されていてペッツバール和を補正する役割を有す
る像側に強い負の屈折力を持つ面を向けた負のメニスカ
スレンズを1枚以上有する第2レンズ群と、絞りと、絞
りを挟んで絞りの物体側の屈折面とほぼ対称に配置さ
れ、ペッツバール和の補正と一度絞られた光束を再度広
げる作用を有する負の屈折面を持つ負レンズと正レンズ
との接合レンズよりなり全体として正の屈折力を持つ第
3レンズ群と、絞りを挟んで配置された負の屈折力を分
担するために配置されペッツバール和を補正する作用を
有する物体側に強い負の屈折力を持つ面を向けた負レン
ズを含み全体として負の屈折力を持つ第4レンズ群と、
1枚以上の正レンズよりなり光束を結像する作用を有す
る第5レンズ群にて構成した。この構成によりガウス型
レンズの欠点であるサジタルコマの発生を抑えたFナン
バーの小さな明るいレンズ系となすことが可能となる。
(4)を満足するものである。これら条件の意味につい
て以下詳細に述べる。
位置する負の屈折面の屈折力の和φを規定し、第4レン
ズ群の負レンズに効果的に屈折力を配分する為のもので
ある。この条件(1)の下限値を越えて負の屈折力φが
小さくなると、第4レンズ群が分担する負の屈折力が強
くなりバックフォーカスが増大するためレンズ系の最も
物体側に位置するレンズから結像面までの距離が大きく
なり、レンズ系の大型化を招く。また上限値を越えて負
の屈折力φが大きくなると第4レンズ群に分担させる負
の屈折力が小さくなり、サジタルコマを効果的に減少さ
せることが困難になる。
したものである。この条件(2)の下限値を越えると第
2レンズ群の屈折力が増大し、レンズ全系の屈折力のバ
ランスを取るために第1レンズ群の屈折力が増大すると
ともに第4レンズ群が分担する負の屈折力が小さくなる
ため、サジタルコマを効果的に補正することが困難にな
る。更に第1レンズ群の屈折力の増大に伴って近距離物
点に対する球面収差やメリディオナル像面湾曲が悪化す
る。また上限値を越えると、第2レンズ群の屈折力が小
さくなりすぎるため、第4レンズ群が負担する負の屈折
力が増大する。そのためバックフォーカスが必要以上に
大きくなりレンズ系の大型化を招くとともに、第4レン
ズ群の屈折力の増大に伴って特に近距離物点に対する球
面収差が過剰補正となり、無限遠物点から近距離物点ま
でバランス良く球面収差を補正することが困難となる。
したものである。この条件(3)の下限値を越えると第
3レンズ群の屈折力が増大し、レンズ全系の屈折力バラ
ンスを保つために第4レンズ群の負の屈折力を大きくす
る必要が生じる。そのため第4レンズ群でのサジタルコ
マが増大し屈折力を分担させたことによる効果が減少す
る。また上限値を越えると第3レンズ群の屈折力が小さ
くなりすぎるために、第2レンズ群、第4レンズ群の負
の屈折力を小さくしてバランスを保つ必要が生じる。そ
のため他のレンズ群で発生する負の球面収差を補正する
ことが困難となり、特に無限遠物点から近距離物点への
フォーカシングに対する球面収差の変動が極めて大きく
なる。
したものである。この条件(4)の下限値を越えると第
4レンズ群の屈折力が増大し、第4レンズ群での諸収差
の発生が極めて大きくなる。さらにレンズ全系の屈折力
バランスを保つために第3および第5レンズ群の屈折力
を増大させる必要が生じ、球面収差が悪化するとともに
無限遠物点から近距離物点へのフォーカシングに対する
諸収差の変動が大きく補正困難になる。また上限値を越
えると第4レンズ群の屈折力が小さくなり、第2レンズ
群および第3レンズ群の最も物体側の負の屈折力を持つ
面が負担する負の屈折力が大きくなりサジタルコマの補
正が困難になる。
から近距離物点までバランス良く収差を補正するために
は、合焦時にいわゆるフローティング機構を設けること
が一般的である。本発明の中望遠レンズは、無限遠物点
から撮影倍率が約-1/7倍程度の近距離物点まで高い光
学性能を保つために、第5レンズ群の最も像側に位置す
る正レンズL5bとその物体側のレンズ群でいわゆるフロ
ーティングをおこない合焦するようにしている。フロー
ティングを行なわずに合焦すると第5レンズ群でのマー
ジナル光線高が高いために、第5レンズ群で発生する負
の球面収差を補正することが困難になる。またフローテ
ィングの際、一眼レフカメラのようにレンズ交換が可能
な場合には、レンズマウント径の大きさによりレンズL
5bを固定してそれより物体側に位置するレンズ群のみを
物体側に繰り出して合焦することも考えられる。その場
合レンズL5bの屈折力を弱めることにより収差の変動を
抑えても撮影倍率が約-1/7倍程度の近距離物点まで光
学性能を維持することは困難であり、別の空気間隔をさ
らに変動させていわゆるダブルフローティングを行なう
などの工夫が必要となる。そこで光学性能の向上を考え
た場合には、無限遠物点から近距離物点へ合焦する際に
少なくとも前記正レンズL5bとそれより物体側に位置す
るレンズ群との間隔を相対的に広げながら全てのレンズ
群を物体側に繰り出すことにより合焦をおこなうことが
望ましい。このことにより撮影倍率が約-1/7倍程度の
近距離物点までさらに良好な光学的性能を保つことが可
能となる。
望ましい。 (5) 0.5<|f5b/f|<1.8 ただしf5bは正レンズL5bの焦点距離である。
置する正レンズL5bの屈折力を規定したものであり、こ
の条件(5)の下限値を越えてレンズL5bの屈折力が増
大するとバックフォーカスの確保が困難となるとともに
L5bで発生する収差の増大に伴い近距離物点に対する球
面収差、メリディオナル像面湾曲、倍率色収差およびコ
マ収差の補正が極めて困難になる。また上限値を越えて
レンズL5bの屈折力が弱くなるとフローティングの効果
が少なくなり、特に像面湾曲、歪曲収差など軸外収差の
無限遠物点から近距離物点への収差変動が大きくなる。
距離物点にかけてさらにバランス良く収差を補正するた
めには、以下の条件を満足することが望ましい。 (6) 0.02<(Δ1 −Δ2 )/f<0.06 ただしΔ1 、Δ2 はそれぞれ無限遠物点から近距離物点
に合焦するときの最も物体側に位置する単レンズと最も
像側に位置する単レンズの移動量である。即ち、Δ1 ,
Δ2 は夫々上記の両単レンズから像面までの距離の前記
無限遠物点から近距離物点への合焦時の変化量である。
けてバランス良く収差を補正するために設けた条件であ
り、この条件(6)の下限値を越えるとフローティング
によるレンズ群の移動量の差が小さく、近距離物点に合
焦した時に第5レンズ群で発生する負の球面収差が増大
する。この球面収差の補正には第4レンズ群の屈折力を
増大させ正の球面収差を発生させると収差バランスを比
較的崩さずに補正できるが、コマ収差が残存し良好な光
学性能を保つことが困難になる。上限値を越えると最も
物体側に位置する単レンズの移動量が多くなり、レンズ
系の大型化を招くことになる。それを防ぐには特に第
1、第2レンズ群の屈折力を増大させ、第4、第5レン
ズ群の屈折力を減少させることが効果的であるが、この
とき第5レンズ群で発生する負のサジタルコマが小さく
なり、絞りを挟んで向かい合う負の屈折力の面で発生す
るサジタルコマが相対的に残存することになる。
少ないレンズ枚数で構成するため、あるいはさらに光学
性能の向上を図るためには、第4レンズ群中に光軸から
離れるに従って負の屈折力を増大する非球面を有する負
レンズを含むことが望ましい。ガウス型レンズにおいて
球面収差は、物体側に位置していて光束を絞り軸上光線
高を低くする正レンズ群と、像側に位置して結像の役割
を担う正レンズ群とで発生する負の球面収差を、絞りを
挟んで向き合う負の屈折面にて正の球面収差を発生させ
ることにより補正する。特に物体側に位置する正レンズ
群は最小偏角の原理を用いて球面収差の発生を極力抑え
る構成になっているが、構成するレンズ枚数が少ない場
合、Fナンバーを1.4を越えて明るくするとき負の球
面収差の発生を抑えることが困難となる。またこの球面
収差の補正のために絞りを挟んで向き合う負の屈折面の
屈折力を強めればサジタルコマの発生が極めて大きくな
る。
負の球面収差の補正のために負の屈折力を強めると、サ
ジタルコマを補正する為に第4レンズ群に負の屈折力を
分散させた意味が薄れサジタルコマの補正が困難とな
る。そこで球面収差の補正を行なうため正の屈折力を弱
めるまたは負の屈折力を強める非球面を有する非球面レ
ンズを構成要素としてもちいることが良い。この場合レ
ンズの加工性を向上させるために、できるだけレンズ径
が小さくなり、さらに軸外収差に不要な影響を与えない
位置を考慮し、本発明の中望遠レンズは、前記第4レン
ズ群に光軸から離れるに従い負の屈折力が強くなる非球
面を有する負レンズを用いている。この非球面レンズの
使用により物体側に位置する正レンズ群である第1レン
ズ群を比較的少ないレンズ枚数で構成しても、本発明の
目的を達成するレンズ系になし得た。第1レンズ群をさ
らに多くのレンズ枚数で構成すれば極めて高い光学性能
を達成することが可能になる。
例を示す。 実施例1 f=85 ,F/1.44 ,2ω=28.5° r1 =52.069 d1 =8.657 n1 =1.75500 ν1 =52.33 r2 =236.401 d2 =0.150 r3 =38.657 d3 =10.130 n2 =1.60300 ν2 =65.48 r4 =72.602 d4 =3.686 r5 =143.853 d5 =5.130 n3 =1.76180 ν3 =27.11 r6 =25.776 d6 =8.906 r7 =(絞り) d7 =4.804 r8 =-44.596 d8 =2.000 n4 =1.56732 ν4 =42.83 r9 =43.790 d9 =9.277 n5 =1.88300 ν5 =40.78 r10=-54.717 d10=2.854 r11=-46.714 d11=2.062 n6 =1.64769 ν6 =33.80 r12=-270.825(非球面)d12=(可変) r13=125.005 d13=12.784 n7 =1.74100 ν7 =52.68 r14=-84.788 非球面係数 A4 =0.23717 ×10-5 ,A6 =-0.11149×10-8 ,A
8 =0.25527 ×10-11 空気間隔 無限遠物点 β=-0.156 d12 0.600 4.909 φ・f=-3.596 ,f2/f=-0.494 ,f3/f=1.029
,f4/f=-1.029 f5b/f=0.823 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0507 実施例2 f=85 ,F/1.44 ,2ω=28.5° r1 =54.619 d1 =7.998 n1 =1.75500 ν1 =52.33 r2 =227.660 d2 =0.150 r3 =40.000 d3 =9.216 n2 =1.60300 ν2 =65.48 r4 =76.200 d4 =5.796 r5 =145.727 d5 =2.769 n3 =1.74077 ν3 =27.79 r6 =27.219 d6 =8.108 r7 =(絞り) d7 =4.873 r8 =-50.785 d8 =2.000 n4 =1.58921 ν4 =41.08 r9 =40.729 d9 =9.977 n5 =1.88300 ν5 =40.78 r10=-55.306 d10=2.198 r11=-43.677 d11=2.937 n6 =1.62588 ν6 =35.70 r12=159.238 (非球面)d12=1.643 r13=94.682 d13=4.500 n7 =1.78650 ν7 =50.00 r14=-10636.350 d14=(可変) r15=5956.356 d15=4.368 n8 =1.78800 ν8 =47.38 r16=-67.153 非球面係数 A4 =0.27082 ×10-5 ,A6 =0.27184 ×10-9 ,A
8 =-0.78431×10-12 空気間隔 無限遠物点 β=-0.154 d14 0.689 3.810 φ・f=-3.298 ,f2/f=-0.537 ,f3/f=0.958
,f4/f=-0.641 f5b/f=0.992 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0367 実施例3 f=85 ,F/1.44 ,2ω=28.5° r1 =60.400 d1 =7.447 n1 =1.72916 ν1 =54.68 r2 =228.500 d2 =0.150 r3 =51.039 d3 =6.602 n2 =1.49700 ν2 =81.61 r4 =99.319 d4 =0.150 r5 =38.970 d5 =7.321 n3 =1.75500 ν3 =52.33 r6 =37.514 d6 =4.897 r7 =119.608 d7 =2.000 n4 =1.76180 ν4 =27.11 r8 =29.786 d8 =8.460 r9 =(絞り) d9 =4.162 r10=-46.811 d10=2.000 n5 =1.60342 ν5 =38.01 r11=36.501 d11=9.865 n6 =1.88300 ν6 =40.78 r12=-67.630 d12=2.025 r13=-53.937 d13=3.217 n7 =1.63980 ν7 =34.48 r14=-1035.998(非球面)d14=0.723 r15=103.593 d15=3.896 n8 =1.77250 ν8 =49.66 r16=692.809 d16=(可変) r17=-3248.380 d17=4.341 n9 =1.77250 ν9 =49.66 r18=-65.954 非球面係数 A4 =0.34951 ×10-5 ,A6 =0.66004 ×10-9 ,A
8 =0.84952 ×10-12 空気間隔 無限遠物点 β=-0.154 d16 0.685 3.710 φ・f=-3.273 ,f2/f=-0.618 ,f3/f=1.383
,f4/f=-1.048 f5b/f=1.025 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0356 実施例4 f=85 ,F/1.44 ,2ω=28.5° r1 =115.384 d1 =4.288 n1 =1.69680 ν1 =56.49 r2 =658.778 d2 =0.150 r3 =60.720 d3 =7.497 n2 =1.43875 ν2 =94.97 r4 =182.130 d4 =0.150 r5 =41.435 d5 =6.527 n3 =1.69680 ν3 =56.49 r6 =56.565 d6 =0.150 r7 =43.360 d7 =7.166 n4 =1.67790 ν4 =55.33 r8 =33.173 d8 =4.963 r9 =111.438 d9 =2.000 n5 =1.76182 ν5 =26.55 r10=31.908 d10=8.664 r11=(絞り) d11=4.095 r12=-41.058 d12=2.000 n6 =1.60342 ν6 =38.01 r13=42.055 d13=9.738 n7 =1.88300 ν7 =40.78 r14=-56.750 d14=2.000 r15=-49.962 d15=3.090 n8 =1.66680 ν8 =33.04 r16=-174.686(非球面)d16=0.603 r17=122.637 d17=3.923 n9 =1.72916 ν9 =54.68 r18=3345.040 d18=(可変) r19=-3959.373 d19=4.350 n10=1.72916 ν10=54.68 r20=-63.500 非球面係数 A4 =0.25902 ×10-5 ,A6 =0.12646 ×10-8 空気間隔 無限遠物点 β=-0.151 d16 0.616 3.693 φ・f=-3.281 ,f2/f=-0.602 ,f3/f=1.375
,f4/f=-1.247 f5b/f=1.041 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0362 実施例5 f=85 ,F/1.44 ,2ω=28.5° r1 =138.492 d1 =4.236 n1 =1.69680 ν1 =56.49 r2 =1447.416 d2 =0.150 r3 =63.480 d3 =7.298 n2 =1.43875 ν2 =94.97 r4 =195.908 d4 =0.150 r5 =45.257 d5 =6.569 n3 =1.69680 ν3 =56.49 r6 =69.298 d6 =0.150 r7 =35.329 d7 =7.272 n4 =1.67790 ν4 =55.33 r8 =31.342 d8 =4.885 r9 =85.677 d9 =2.000 n5 =1.76182 ν5 =26.55 r10=26.540 d10=8.153 r11=(絞り) d11=4.039 r12=-41.319 d12=2.000 n6 =1.60342 ν6 =38.01 r13=-517.426 d13=10.227 n7 =1.88300 ν7 =40.78 r14=-47.759 d14=1.718 r15=-35.374 d15=3.161 n8 =1.66680 ν8 =33.04 r16=-90.736 d16=0.150 r17=480.193 d17=3.866 n9 =1.72916 ν9 =54.68 r18=-92.816 d18=(可変) r19=28875.554 d19=4.323 n10=1.72916 ν10=54.68 r20=-64.591 空気間隔 無限遠物点 β=-0.150 d16 0.669 3.656 φ・f=-3.681 ,f2/f=-0.632 ,f3/f=2.265
,f4/f=-1.047 f5b/f=1.040 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0351 実施例6 f=85 ,F/1.23 ,2ω=28.5° r1 =195.288 d1 =4.463 n1 =1.69680 ν1 =56.49 r2 =-2103.133 d2 =0.150 r3 =104.001 d3 =4.857 n2 =1.43875 ν2 =94.97 r4 =308.973 d4 =0.150 r5 =50.468 d5 =6.443 n3 =1.69680 ν3 =56.49 r6 =90.375 d6 =0.150 r7 =47.443 d7 =11.124 n4 =1.67790 ν4 =55.33 r8 =42.369 d8 =5.958 r9 =119.161 d9 =2.001 n5 =1.76182 ν5 =26.55 r10=31.092 d10=7.815 r11=(絞り) d11=7.671 r12=-34.946 d12=2.000 n6 =1.60342 ν6 =38.01 r13=130.555 d13=10.732 n7 =1.88300 ν7 =40.78 r14=-38.407 d14=0.610 r15=-36.451 d15=2.368 n8 =1.66680 ν8 =33.04 r16=-162.711(非球面)d16=0.150 r17=325.556 d17=5.800 n9 =1.72916 ν9 =54.68 r18=-103.243 d18=(可変) r19=391.938 d19=4.800 n10=1.72916 ν10=54.68 r20=-83.356 非球面係数 A4 =0.68920 ×10-6 ,A6 =-0.36948×10-10 ,A
8 =-0.78837×10-13 空気間隔 無限遠物点 β=-0.147 d16 0.600 4.063 φ・f=-3.553 ,f2/f=-0.715 ,f3/f=1.133
,f4/f=-0.835 f5b/f=1.114 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0407 実施例7 f=97 ,F/1.44 ,2ω=25.1° r1 =135.411 d1 =4.910 n1 =1.69680 ν1 =56.49 r2 =1223.882 d2 =0.150 r3 =71.928 d3 =8.364 n2 =1.43875 ν2 =94.97 r4 =243.382 d4 =0.150 r5 =45.908 d5 =7.562 n3 =1.69680 ν3 =56.49 r6 =57.508 d6 =0.150 r7 =44.789 d7 =8.345 n4 =1.67790 ν4 =55.33 r8 =35.323 d8 =5.775 r9 =116.600 d9 =2.305 n5 =1.76182 ν5 =26.55 r10=34.529 d10=9.108 r11=(絞り) d11=5.089 r12=-46.272 d12=2.000 n6 =1.60342 ν6 =38.01 r13=46.895 d13=11.635 n7 =1.88300 ν7 =40.78 r14=-85.755 d14=2.037 r15=-60.407 d15=4.153 n8 =1.66680 ν8 =33.04 r16=-206.444(非球面)d16=0.580 r17=227.766 d17=4.724 n9 =1.72916 ν9 =54.68 r18=-154.661 d18=(可変) r19=3989.729 d19=4.964 n10=1.72916 ν10=54.68 r20=-74.565 非球面係数 A4 =0.17253 ×10-5 ,A6 =0.23549 ×10-9 ,A8
=0.23585 ×10-12 空気間隔 無限遠物点 β=-0.148 d18 0.600 3.886 φ・f=-3.405 ,f2/f=-0.603 ,f3/f=2.626
,f4/f=-1.335 f5b/f=1.035 ,(Δ1 −Δ2 )/f=0.0339 ただしr1 ,r2 ,・・・ はレンズ各面の曲率半径、d
1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1 ,n2 ,・・・ は各レンズのd線の屈折率、ν 1 ,ν
2 ,・・・ は各レンズのアッベ数であり、βは撮影横倍率
を表す。またfiは第iレンズ群の焦点距離、fはレン
ズ全系の焦点距離、f5bは第5レンズ群の最も像側に位
置する正レンズL5bの焦点距離、φは絞りを挟んで物体
側、像側に位置して互いに向かい合う負の屈折面の屈折
力の総和、Δ1 ,Δ2 はそれぞれ無限遠物点から近距離
物点へ合焦する際に最も物体側に位置する単レンズ、最
も像側に位置する単レンズの移動量である。
から光軸方向の距離とし、光軸に垂直な方向をy、光軸
近傍の屈折面の曲率半径をrとするとき以下の式で表わ
される。 ただしAi はyに関するi次の項の係数を表す非球面係
数である。
で、物体側から順に、いずれも物体側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズと
第2レンズからなる第1レンズ群G1 と、像側に負の屈
折力を持つ面を向けた負のメニスカスレンズの第3レン
ズからなる第2レンズ群G2 と、絞りと、両凹レンズと
両凸レンズの接合レンズの第4レンズからなる第3レン
ズ群G3 と、物体側に負の屈折力を持つ面を向けた負の
メニスカスレンズの第5レンズからなる第4レンズ群G
4 と、両凸形状の正レンズの第6レンズからなる第5レ
ンズ群G5 とより構成されており、第5レンズと第6レ
ンズL5bの間隔を相対的に広げながらレンズ系全体を物
体側に繰り出すことにより無限遠物点から近距離物点ま
で合焦する。さらに第5レンズの像側の屈折面である第
12面r12を、光軸から離れるにしたがって曲率を緩め
正の屈折力を弱める形状の非球面としている。特に本実
施例では第4レンズの屈折力を比較的強くし、第5レン
ズの屈折力を適度な大きさに保つことにより第1面から
像面までの距離を109.5と各実施例中最も小さな値
になし得た。
0.156の近距離物点における収差状況は図8、図9
に示す通りであり良好に収差補正がなされている。
で、物体側から順に、いずれも物体側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズと
第2レンズとからなる第1レンズ群G1 と、像側に負の
屈折力を持つ面を向けた負のメニスカスレンズの第3レ
ンズからなる第2レンズ群G2 と、絞りと、両凹レンズ
と両凸レンズの接合レンズの第4レンズからなる第3レ
ンズ群G3 と、物体側に強い負の屈折力を持つ面を向け
た両凹形状の負レンズの第5レンズからなる第4レンズ
群G4 と、物体側に強い正の屈折力を持つ面を向けた正
レンズの第6レンズと像側に強い正の屈折力を持つ面を
向けた正レンズの第7レンズとからなる第5レンズ群G
5とより構成されており、第6レンズと第7レンズL5b
との間隔を相対的に広げながらレンズ系全体を物体側に
繰り出すことにより無限遠物点から近距離物点まで合焦
する。さらに第5レンズの像側の屈折面である第12面
r12を、光軸から離れるにしたがって曲率を強めて負の
屈折力を強める形状の非球面としている。特に本実施例
では第5レンズの屈折力を強めることによりペッツバー
ル和を補正しており、比較的少ないレンズ枚数にもかか
わらず像面とコマのバランスを良好に保っている。
0.154の近距離物点における収差状況は図10、図
11に示す通りであり良好に収差補正がなされている。
で、物体側から順に、いずれも物体側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズ、
第2レンズ、第3レンズからなる第1レンズ群G1 と、
像側に負の屈折力を持つ面を向けた負のメニスカスレン
ズの第4レンズからなる第2レンズ群G2 と、絞りと、
両凹レンズと両凸レンズの接合レンズの第5レンズから
なる第3レンズ群G 3 と、物体側に強い負の屈折力を持
つ面を向けた負のメニスカスレズの第6レンズからなる
第4レンズ群G4 と、物体側に強い正の屈折力を持つ面
を向けた正レンズの第7レンズと像側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正レンズの第8レンズL5bとからなる
第5レンズ群G5 とより構成されており、第7レンズと
第8レンズL5bの間隔を相対的に広げながらレンズ系全
体を物体側に繰り出すことにより無限遠物点から近距離
物点まで合焦する。さらに第6レンズの像側の屈折面で
ある第14面r14を、光軸近傍では正の屈折力を持ち光
軸から離れるに従って負の屈折力となるような形状の非
球面としている。特に本実施例では実施例1や実施例2
と比較して第1レンズ群G1 を3枚のレンズで構成する
ことにより球面収差およびコマ収差の発生を防ぎ、さら
に高い光学性能を達成した。
0.154の近距離物点における収差状況は図12、図
13に示す通りであり良好に収差補正がなされている。
で、物体側から順に、いずれも物体側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズ、
第2レンズ、第3レンズからなる第1レンズ群G1 と、
いずれも像側に負の屈折力を持つ面を向けた負のメニス
カスレンズの第4レンズ、第5レンズからなる第2レン
ズ群G2 と、絞りと、両凹レンズと両凸レンズの接合レ
ンズの第6レンズからなる第3レンズ群G3 と、物体側
に強い負の屈折力を持つ面を向けた負のメニスカスレン
ズの第7レンズからなる第4レンズ群G4 と、物体側に
強い正の屈折力を持つ面を向けた正レンズの第8レンズ
と像側に強い正の屈折力を持つ面を向けた正レンズの第
9レンズL5bからなる第5レンズ群G5 とより構成され
ており、第8レンズと第9レンズL5bの間隔を相対的に
広げながらレンズ系全体を物体側に繰り出すことにより
無限遠物点から近距離物点まで合焦する。さらに第7レ
ンズの像側の屈折面である第16面r16を、光軸から離
れるにしたがって曲率を緩め正の屈折力を弱める形状の
非球面としている。特に本実施例では実施例3と比較し
て第2レンズ群G2 を2枚のレンズで構成することによ
り球面収差をさらに高度に補正し、無限遠物点から近距
離物点までの収差変動を最も小さく保っており、各実施
例中最も高い光学性能を有する。
151の近距離物点における収差状況は図14、図15
に示す通りであり良好に収差補正がなされている。
で、いずれも物体側から順に、物体側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正のメニスカスレンズの第1レンズ、
第2レンズ、第3レンズからなる第1レンズ群G1 と、
いずれも像側に負の屈折力を持つ面を向けた負のメニス
カスレンズの第4レンズ、第5レンズからなる第2レン
ズ群G2 と、絞りと、物体側に強い負の屈折力を持つ面
を向けた負のメニスカスレンズと像側に強い正の屈折力
を持つ面を向けた正のメニスカスレンズの接合レンズの
第6レンズからなる第3レンズ群G3 と、物体側に強い
負の屈折力を持つ面を向けた負のメニスカスレンズの第
7レンズからなる第4レンズ群G4 と、像側に強い正の
屈折力を持つ面を向けた正レンズの第8レンズと第9レ
ンズL5bからなる第5レンズ群G5 とより構成されてお
り、第8レンズと第9レンズL5bの間隔を相対的に広げ
ながらレンズ系全体を物体側に繰り出すことにより無限
遠物点から近距離物点まで合焦する。特に本実施例では
実施例4と同様のレンズ構成であるが、第7レンズを非
球面レンズではなく球面レンズで構成した。そのため実
施例4と比較して無限遠物点から近距離物点までの像面
や倍率色収差などの変動が若干大きいが、非球面レンズ
による製造コストの増大を避けながら実用上極めて高い
光学性能を有するレンズ系を達成した。
0.150の近距離物点における収差状況は図16、図
17に示す通りであり良好に収差補正がなされている。
で、物体側から順に、物体側に強い正の屈折力を持つ面
を向けた両凸形状の正レンズの第1レンズといずれも物
体側に強い正の屈折力を持つ面を向けた正のメニスカス
レンズの第2レンズおよび第3レンズからなる第1レン
ズ群G1 と、いずれも像側に負の屈折力を持つ面を向け
た負のメニスカスレンズの第4レンズ、第5レンズから
なる第2レンズ群G2 と、絞りと、両凹レンズと両凸レ
ンズの接合レンズの第6レンズからなる第3レンズ群G
3 と、物体側に強い負の屈折力を持つ面を向けた負のメ
ニスカスレンズの第7レンズからなる第4レンズ群G4
と、いずれも像側に強い正の屈折力を持つ面を向けた正
レンズの第8レンズと第9レンズL5bからなる第5レン
ズ群G5 とより構成されており、第8レンズと第9レン
ズL5bの間隔を相対的に広げながらレンズ系全体を物体
側に繰り出すことにより無限遠物点から近距離物点まで
合焦する。さらに実施例4と同様に第7レンズの像側の
屈折面を光軸から離れるにしたがって曲率を緩め正の屈
折力を弱める形状の非球面としている。特に本実施例で
は第1レンズ群G1 、第2レンズ群G2 の屈折力を弱め
て球面収差の発生を抑える構成とし、85ミリクラスで
は最高の明るさであるFナンバーが1.2を達成しなが
らも、無限遠物点から近距離物点までの諸収差を良好に
補正し極めて高い光学性能を有するレンズ系を達成し
た。本実施例の無限遠物点および撮影倍率−0.147
の近距離物点における収差状況は図18、図19に示す
通りであり良好に収差補正がなされている。本発明の実
施例7は図7に示す構成のもので、物体側から順に、い
ずれも物体側に強い正の屈折力を持つ面を向けた正のメ
ニスカスレンズの第1レンズ、第2レンズおよび第3レ
ンズからなる第1レンズ群G1 と、いずれも像側に負の
屈折力を持つ面を向けた負のメニスカスレンズの第4レ
ンズ、第5レンズからなる第2レンズ群G2 と、絞り
と、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズの第6レンズ
からなる第3レンズ群G3 と、物体側に強い負の屈折力
を持つ面を向けた負のメニスカスレンズの第7レンズか
らなる第4レンズ群G4 と、いずれも像側に強い正の屈
折力を持つ面を向けた正レンズの第8レンズと第9レン
ズL5bからなる第5レンズ群G5 とより構成されてお
り、第8レンズと第9レンズL5bの間隔を相対的に広げ
ながらレンズ系全体を物体側に繰り出すことにより無縁
遠物点から近距離物点まで合焦する。さらに実施例4と
同様に第7レンズの像側の屈折面を光軸から離れるにし
たがって曲率を緩め正の屈折力を弱める形状の非球面と
している。本実施例では各レンズの屈折力を弱めてより
長い焦点距離のレンズ系に対応できるようにし、焦点距
離が約100mmにもかかわらずFナンバーが1.4と極
めて大口径なレンズ系となしえた。本実施例の無限遠物
点および撮影倍率−0.148の近距離物点における収
差状況は図20、図21に示す通りであり良好に収差補
正がなされている。
29°の撮影レンズに最適であり、Fナンバーが1.2
〜1.4と大口径なしかも無限遠物点から撮影倍率が約
-1/7倍程度の近距離物点まで諸収差が良好に補正され
た高い光学性能を有する大口径比の中望遠レンズを得る
ことができる。
に対する収差曲線図
点に対する収差曲線図
点に対する収差曲線図
点に対する収差曲線図
点に対する収差曲線図
点に対する収差曲線図
点に対する収差曲線図
Claims (4)
- 【請求項1】物体側より順に、2枚以上の正レンズより
なる第1レンズ群と、1枚以上の像側に強い負の屈折力
を持つ面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第2レ
ンズ群と、絞りと、物体側に負の屈折力を持つ面を向け
た負レンズと正レンズとの接合レンズよりなり全体とし
て正の屈折力を持つ第3レンズ群と、物体側に強い負の
屈折力を持つ面を向けた負レンズを含み全体として負の
屈折力を持つ第4レンズ群と、1枚以上の正レンズより
なる第5レンズ群とからなり、下記の条件(1)乃至条
件(4)を満足する大口径中望遠レンズ。 (1) 3.0<|φ・f|<4.0 (2) 0.4<|f2 /f|<0.8 (3) 0.5<|f3 /f|<3.5 (4) 0.5<|f4 /f|<1.5 ただしφは絞りを挟んで向き合う二つの負の屈折面の屈
折力の和、f2 ,f3 ,f4 は夫々第2レンズ群,第3
レンズ群,第4レンズ群の焦点距離、fは全系の焦点距
離である。 - 【請求項2】下記の条件(5)を満足する請求項1の大
口径中望遠レンズ。 (5) 0.5<|f5b/f|<1.8 ただしf5bは第5レンズ群の最も像側に位置する正レン
ズの焦点距離である。 - 【請求項3】無限遠物点から近距離物点に合焦する際の
最も物体側の単レンズの移動量をΔ1 、最も像側の単レ
ンズの移動量をΔ2 とするとき、下記条件(6)を満足
する請求項2の大口径中望遠レンズ。 (6) 0.02<(Δ1 −Δ2 )/f<0.06 - 【請求項4】前記第4レンズ群が、光軸から離れるに従
って正の屈折力を減少または負の屈折力を増大する非球
面を有する負レンズを含む請求項1の大口径中望遠レン
ズ。
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- 1992-01-16 JP JP02427492A patent/JP3234618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05188286A (ja) | 1993-07-30 |
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