JP3429562B2 - マクロレンズ - Google Patents
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Classifications
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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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/22—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
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Description
特に、Fナンバーが2.8程度と比較的明るく、無限遠
から等倍付近の物体まで連続的に撮影可能な写真レンズ
に関するものである。
る場合、一般的には、1/10倍付近における収差の補
正が重点的に行われており、そのため、無限遠撮影時の
収差補正が一般の撮影レンズと比較して十分であるとは
必ずしも言えなかった。これを解決する手段として、フ
ォーカシング時に各レンズ群の空間間隔を変化させて収
差の劣化を補正する、いわゆるフローティング機構を備
えたものが知られている。
りの成果が得られているが、球面収差、コマ収差等の補
正が良好になされていても、非点収差、像面湾曲につい
てはある程度の変動が許容される傾向があり、特に等倍
付近では像面が物体側に大きく倒れていることが多く、
画面中央から周辺部まで良好な性能を得ることが難しく
なっている。
上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、
球面収差、コマ収差等の諸収差と像面湾曲が同時にバラ
ンス良く補正されたFナンバーが2.8程度の比較的明
るい近接撮影可能な写真レンズを提供することである。
明のマクロレンズは、物体側より順に、何れも正の屈折
力を持つ第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群よ
りなる近接撮影可能な写真レンズにおいて、無限遠物点
から近距離物点への焦点合わせに際して、前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群との間隔を変化させながら前記
第1レンズ群と第2レンズ群を、像面に対して固定され
た前記第3レンズ群に対して、物体側へ繰り出すと共
に、以下の条件式を満足することを特徴とするものであ
る。 0.8<φ1 <φ1MOD<1.8 ・・・(1) 0.5<φ2 /φ<1.5 ・・・(2) 0.5<β3 <1.5 ・・・(3) ただし、φ :無限遠撮影時の全系の屈折力 φ1 :無限遠撮影時の第1レンズ群の屈折力 φ1MOD:最短距離撮影時の第1レンズ群の屈折力 φ2 :無限遠撮影時の第2レンズ群の屈折力 β3 :無限遠撮影時の第3レンズ群の倍率 である。
説明する。本発明は、上記のように構成して、第1レン
ズ群と第2レンズ群との間隔を変化させながら繰り出す
ことによって、球面収差、コマ収差の変動を補正し、同
時に、近距離撮影時に像面が物体側へ大きく倒れるのを
補正すると共に、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔
を増大させることによって、非点収差、歪曲収差の変動
を補正している。また、最も像側に正の屈折力を持つ第
3レンズ群を配置し、第1レンズ群、第2レンズ群に偏
りがちな正の屈折力を分散させることにより、近距離物
体への焦点合わせの際も収差の変動を小さくすることが
できた。
け、物体側から順に、前部レンズ群、後部レンズ群とす
るとき、焦点合わせと共にこの2つのレンズ群の間隔を
変化させることにより、像面湾曲を効果的に補正するこ
とができる。条件式(1)は、この前部レンズ群と後部
レンズ群との間隔変化による第1レンズ群の無限遠撮影
時と最近接距離撮影時の屈折力の比を規定するものであ
る。この条件式(1)の上限の1.8を越えると、最近
接距離撮影時の像面の倒れが大きくなり、本発明の目的
から適当でない。一方、下限の0.8を越えると、無限
遠撮影時の第1レンズ群の屈折力と比較して、最近近接
撮影時の第1レンズ群の屈折力が強くなるため、諸収
差、特に球面収差の変動が大きくなり、補正が困難にな
る。
2レンズ群の屈折力とレンズ系全体の屈折力の比をとっ
たもので、実質的には、無限遠撮影時における第2レン
ズ群の屈折力を規定した条件式である。上限の1.5を
越えると、諸収差の変動が大きくなるばかりでなく、第
2レンズ群の製造誤差感度に対する効き方も敏感にな
り、適当でない。下限の0.5を越えて第2レンズ群の
屈折力が小さくなると、焦点合わせの際の移動量が大き
くなり、操作性の問題が発生する。
3レンズ群の横倍率を規定したもので、その上限の1.
5を越えると、第3レンズ群が負の屈折力を持つ傾向に
あり、正の屈折力を分散させ収差の変動を小さく抑える
という本発明の本質から外れる。下限の0.5を越えて
第3レンズ群の横倍率が小さくなると、第3レンズ群に
入射する軸外光線の高さが高くなり、レンズ外径が大き
くなるので、操作性の面で不利になる。
下のものが望ましい。すなわち、物体側より順に、第1
レンズ群は、少なくとも2枚の正レンズと像側に強い曲
率の凹面を向けた負レンズを有し、必要な屈折力を得る
と共に、球面収差、色収差を良好に補正している。第2
レンズ群は、物体側に強い曲率の凹面を向けた負レンズ
と正レンズとの接合レンズと、少なくとも1枚の正レン
ズとで構成され、これも必要な屈折力を得ると共に、球
面収差、色収差を良好に補正している。第3レンズ群
は、正レンズと負レンズの組み合わせで、焦点合わせの
際のレンズ群移動によって生じる色収差の変動を小さく
抑えている。
について説明する。各実施例の数値データは後記する
が、各実施例の構成を説明する。本発明の実施例1のマ
クロレンズは、図1に、無限遠物点に焦点を合わせた状
態(a)、倍率−0.10の近距離物点に焦点を合わせ
た状態(b)、倍率−0.979の至近距離物点に焦点
を合わせた状態(c)での断面を示すように、8群9枚
構成であり、物体側から、前部レンズ群G1Fと後部レン
ズ群G1Rからなる第1レンズ群G1、第2レンズ群G
2、第3レンズ群G3からなり、無限遠から至近距離物
体への焦点合わせにおいて、第1レンズ群G1、第2レ
ンズ群G2を物体側に繰り出しながら、前部レンズ群G
1Fと後部レンズ群G1Rの間隔を減少させ、後部レンズ群
G1Rと第2レンズ群G2の間隔を増大から途中で減少に
転じることによって収差の変動を小さく抑えている。
G1Fは、像側に凸の負メニスカスレンズと両凸レンズで
構成され、第1レンズ群G1の後部レンズ群G1Rは、物
体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニス
カスレンズで構成され、第2レンズ群G2は、像側に凸
の負メニスカスレンズと像側に凸の正メニスカスレンズ
の接合レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズとで構
成され、第3レンズ群G3は、像側に凸の正メニスカス
レンズと像側に凸の負メニスカスレンズで構成されてい
る。
わせた状態、倍率−0.10の近距離物点に焦点を合わ
せた状態、倍率−0.979の至近距離物点に焦点を合
わせた状態の、球面収差と非点収差を対比して示す。ま
た、図6に、実施例1の同様の状態の歪曲収差と倍率色
収差を対比して示す。さらに、図7に実施例1の同様の
状態の横収差を対比して示す。
に、無限遠物点に焦点を合わせた状態(a)、倍率−
0.10の近距離物点に焦点を合わせた状態(b)、倍
率−1.00の至近距離物点に焦点を合わせた状態
(c)での断面を示すように、8群9枚構成であり、物
体側から、前部レンズ群G1Fと後部レンズ群G1Rからな
る第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群
G3からなり、第2レンズ群G2に非球面を1面使用
し、諸収差を良好に補正した例である。無限遠から至近
距離物体への焦点合わせにおいて、前部レンズ群G1Fと
後部レンズ群G1Rの間隔を減少させ、第1レンズ群G1
と第2レンズ群G2の間隔を減少から途中で増大に転じ
ることにより収差の変動を小さく抑えている。
G1Fは、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸レンズ
で構成され、第1レンズ群G1の後部レンズ群G1Rは、
物体側に凸の正メニスカスレンズと両凹レンズで構成さ
れ、第2レンズ群G2は、両凹レンズと両凸レンズの接
合レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズとで構成さ
れ、第3レンズ群G3は、像側に凸の正メニスカスレン
ズと像側に凸の負メニスカスレンズで構成されている。
非球面は、第2レンズ群G2の接合レンズの両凸レンズ
の像側の面に用いている。
わせた状態、倍率−0.10の近距離物点に焦点を合わ
せた状態、倍率−1.00の至近距離物点に焦点を合わ
せた状態の、球面収差と非点収差を対比して示す。ま
た、図9に、実施例2の同様の状態の歪曲収差と倍率色
収差を対比して示す。さらに、図10に実施例2の同様
の状態の横収差を対比して示す。
に、無限遠物点に焦点を合わせた状態(a)、倍率−
0.986の至近距離物点に焦点を合わせた状態(b)
での断面を示すように、7群8枚構成であり、物体側か
ら、前部レンズ群G1Fと後部レンズ群G1Rからなる第1
レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3か
らなり、実施例1、2の最も物体側の負レンズを省略し
たレンズ構成となっている。無限遠から至近距離物体へ
の焦点合わせにおいて、第1レンズ群G1、第2レンズ
群G2を物体側に繰り出しながら、前部レンズ群G1F、
後部レンズ群G1R、第2レンズ群G2の間隔をそれぞれ
増大させることによって、収差の変動を小さく抑えてい
る。
凸レンズで構成され、第1レンズ群G1の後部レンズ群
G1Rは、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸
の負メニスカスレンズで構成され、第2レンズ群G2
は、像側に凸の負メニスカスレンズと像側に凸の正メニ
スカスレンズの接合レンズと、像側に凸の正メニスカス
レンズとで構成され、第3レンズ群G3は、像側に凸の
正メニスカスレンズと像側に凸の負メニスカスレンズで
構成されている。
合わせた状態、倍率−0.986の至近距離物点に焦点
を合わせた状態の、球面収差と非点収差を対比して示
す。また、図12に、実施例3の同様の状態の歪曲収差
と倍率色収差を対比して示す。さらに、図13に実施例
3の同様の状態の横収差を対比して示す。
に、無限遠物点に焦点を合わせた状態(a)、倍率−
0.974の至近距離物点に焦点を合わせた状態(b)
での断面を示すように、8群9枚構成であり、物体側か
ら、前部レンズ群G1Fと後部レンズ群G1Rからなる第1
レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3か
らなり、無限遠から至近距離物体への焦点合わせにおい
て、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2を物体側に繰
り出しながら、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の
間隔が増大から途中で減少に転じるように変化すること
によって、収差の変動を小さく抑えている。焦点合わせ
によって前部レンズ群G1Fと後部レンズ群G1Rの間隔が
変化せず、第1レンズ群G1の屈折力が変化しないタイ
プのものである。
像側に凸の負メニスカスレンズと両凸レンズで構成さ
れ、第1レンズ群G1の後部レンズ群G1Rは、物体側に
凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレ
ンズで構成され、第2レンズ群G2は、像側に凸の負メ
ニスカスレンズと像側に凸の正メニスカスレンズの接合
レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズとで構成さ
れ、第3レンズ群G3は、像側に凸の正メニスカスレン
ズと像側に凸の負メニスカスレンズで構成されている。
合わせた状態、倍率−0.974の至近距離物点に焦点
を合わせた状態の、球面収差と非点収差を対比して示
す。また、図15に、実施例4の同様の状態の歪曲収差
と倍率色収差を対比して示す。さらに、図16に実施例
4の同様の状態の横収差を対比して示す。
すが、記号は上記の外、fは無限遠合焦時の全系焦点距
離、FNOは無限遠合焦時のFナンバー、2ωは無限遠合
焦時の画角、r1 、r2 …は各レンズ面の曲率半径、d
1 、d2 …は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レ
ンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ
数である。また、フォーカシング間隔中のs’は物点距
離を、βは横倍率を表す。なお、非球面形状は、光軸上
光の進行方向をx、光軸に直交する方向をyとしたと
き、次の式で表される。 x=(y2 /r)/[1+{1−(y/r)2 }1/2 ]
+A4y4 +A6y6 +A8y8 +A10 y10 ただし、rは近軸曲率半径、A4、A6、A8、A10 はそれぞ
れ4次、6次、8次、10次の非球面係数である。
。
。
。
。
のように構成することができる。
力を持つ第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群よ
りなる近接撮影可能な写真レンズにおいて、無限遠物点
から近距離物点への焦点合わせに際して、前記第1レン
ズ群と第2レンズ群を、像面に対して固定された前記第
3レンズ群に対して、物体側へ繰り出すと共に、以下の
条件式を満足することを特徴とするマクロレンズ。 0.8<φ1 /φ1MOD<1.8 ・・・(1) 0.5<φ2 /φ<1.5 ・・・(2) 0.5<β3 <1.5 ・・・(3) ただし、φ :無限遠合焦時の全系の屈折力 φ1 :無限遠合焦時の第1レンズ群の屈折力 φ1MOD:最短距離合焦時の第1レンズ群の屈折力 φ2 :無限遠合焦時の第2レンズ群の屈折力 β3 :無限遠合焦時の第3レンズ群の倍率 である。
する前部レンズ群と負の屈折力を有する後部レンズ群と
からなる全体として正の屈折力の第1レンズ群と、全体
として正の屈折力を有する第2レンズ群と、全体として
正の屈折力を有する第3レンズ群とからなり、無限遠物
点から近距離物点への焦点合わせに際して、前記第1レ
ンズ群と前記第2レンズ群を物体側へ移動させると共
に、前記第3レンズ群を固定することを特徴とするマク
ロレンズ。
する前部レンズ群と負の屈折力を有する後部レンズ群と
を含む全体として正の屈折力の第1レンズ群と、全体と
して正の屈折力の第2レンズ群と、全体として正の屈折
力の第3レンズ群とからなり、前記前部レンズ群の最も
像側のレンズが像側に凸面を有すると共に、前記後部レ
ンズ群の最も物体側のレンズが物体側に凸面を有し、無
限遠物点から近距離物点への焦点合わせに際して、前記
前部レンズ群と前記後部レンズ群を含んだ前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群とを物体側へ移動させると共
に、前記第3レンズ群を固定することを特徴とするマク
ロレンズ。
レンズと両凹レンズとを含んでいることを特徴とする上
記〔1〕から〔3〕の何れか1項記載のマクロレンズ。
部レンズ群と前記後部レンズ群との間隔を減少させるこ
とを特徴とする上記〔1〕から〔4〕の何れか1項記載
のマクロレンズ。
部レンズ群と前記後部レンズ群との間隔を増大させるこ
とを特徴とする上記〔1〕から〔4〕の何れか1項記載
のマクロレンズ。
部レンズ群と前記後部レンズ群との間隔を固定としたこ
とを特徴とする上記〔1〕から〔4〕の何れか1項記載
のマクロレンズ。
1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔を、無限遠物点
から中間距離物点までは増大させ、前記中間距離物点か
ら近距離物点までは減少させることを特徴とする上記
〔1〕から〔7〕の何れか1項記載のマクロレンズ。
1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔を、無限遠物点
から中間距離物点までは減少させ、前記中間距離物点か
ら近距離物点までは増大させることを特徴とする上記
〔1〕から〔7〕の何れか1項記載のマクロレンズ。
第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔を増大させる
ことを特徴とする上記〔1〕から〔7〕の何れか1項記
載のマクロレンズ。
第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔を増大させる
ことを特徴とする上記〔1〕から〔10〕の何れか1項
記載のマクロレンズ。
とを特徴とする上記〔2〕又は〔3〕記載のマクロレン
ズ。 0.8<φ1 /φ1MOD<1.8 ・・・(1) ただし、φ1 :無限遠合焦時の第1レンズ群の屈折力 φ1MOD:最短距離合焦時の第1レンズ群の屈折力 である。
とを特徴とする上記〔2〕又は〔3〕記載のマクロレン
ズ。 0.5<φ2 /φ<1.5 ・・・(2) ただし、φ :無限遠合焦時の全系の屈折力 φ2 :無限遠合焦時の第2レンズ群の屈折力 である。
とを特徴とする上記〔2〕又は〔3〕記載のマクロレン
ズ。 0.5<β3 <1.5 ・・・(3) ただし、β3 :無限遠合焦時の第3レンズ群の倍率 である。
実施例から明らかなように、本発明の構成をとることに
より、諸収差、特に近距離物点にフォーカシングする際
の非点収差、像面の変動が十分補正された、Fナンバー
が2.8程度の比較的明るい、無限遠から等倍付近の物
体まで連続的に撮影可能な写真レンズを得ることができ
る。
における断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
収差を対比して示す収差図である。
色収差を対比して示す収差図である。
て示す収差図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 物体側より順に、何れも正の屈折力を持
つ第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群よりなる
近接撮影可能な写真レンズにおいて、無限遠物点から近
距離物点への焦点合わせに際して、前記第1レンズ群と
前記第2レンズ群との間隔を変化させながら前記第1レ
ンズ群と第2レンズ群を、像面に対して固定された前記
第3レンズ群に対して、物体側へ繰り出すと共に、以下
の条件式を満足することを特徴とするマクロレンズ。 0.8<φ1 /φ1MOD<1.8 ・・・(1) 0.5<φ2 /φ<1.5 ・・・(2) 0.5<β3 <1.5 ・・・(3) ただし、φ :無限遠合焦時の全系の屈折力 φ1 :無限遠合焦時の第1レンズ群の屈折力 φ1MOD:最短距離合焦時の第1レンズ群の屈折力 φ2 :無限遠合焦時の第2レンズ群の屈折力 β3 :無限遠合焦時の第3レンズ群の倍率 である。 - 【請求項2】 前記後部レンズ群が、メニスカスレンズ
と両凹レンズとを含んでいることを特徴とする請求項1
記載のマクロレンズ。 - 【請求項3】 前記焦点合わせに際して、前記前部レン
ズ群と前記後部レンズ群との間隔を減少させることを特
徴とする請求項1又は2記載のマクロレンズ。 - 【請求項4】 前記焦点合わせに際して、前記前部レン
ズ群と前記後部レンズ群との間隔を増大させることを特
徴とする請求項1又は2記載のマクロレンズ。 - 【請求項5】 前記焦点合わせに際して、前記前部レン
ズ群と前記後部レンズ群との間隔を固定としたことを特
徴とする請求項1又は2記載のマクロレンズ。 - 【請求項6】 前記焦点合わせに際して、前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群との間隔を、無限遠物点から中
間距離物点までは増大させ、前記中間距離物点から近距
離物点までは減少させることを特徴とする請求項1から
5の何れか1項記載のマクロレンズ。 - 【請求項7】 前記焦点合わせに際して、前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群との間隔を、無限遠物点から中
間距離物点までは減少させ、前記中間距離物点から近距
離物点までは増大させることを特徴とする請求項1から
5の何れか1項記載のマクロレンズ。 - 【請求項8】 前記焦点合わせに際して、前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群との間隔を増大させることを特
徴とする請求項1から5の何れか1項記載のマクロレン
ズ。 - 【請求項9】 前記焦点合わせに際して、前記第2レン
ズ群と前記第3レンズ群との間隔を増大させることを特
徴とする請求項1から8の何れか1項記載のマクロレン
ズ。 - 【請求項10】 物体側より順に、前記第1レンズ群
は、少なくとも2枚の正レンズと像側に強い曲率の凹面
を向けた負レンズを有し、 前記第2レンズ群は、物体側に強い曲率の凹面を向けた
負レンズと正レンズとの接合レンズと、少なくとも1枚
の正レンズとで構成され、 前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズの組み合わせ
であることを特徴とする請求項1記載のマクロレンズ。
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