JPH01314216A - レトロフォーカス型広角レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は近距離補正機構を組み込んだレトロフォーカス
型広角レンズに関するものである。

〔従来の技術〕

−Ｉｎに、レトロフォーカス型写真レンズの合焦方法は
、全体操り出しによって行なわれる場合が多い。しかし
ながら、レンズ系全体の移動は大きな重量のものが移動
するため鏡筒を含む移動群の総重量は重くなる。特に超
広角レンズや焦点距離に比して非常にバックフォーカス
の長いレンズになると前群の負の屈折力が太き（なり、
収差補正が困難となる為レンズの枚数も増し、一般に前
玉径も大きくなり、全長や重量も著しく大きくなる。

特に自動合焦機構を組み込んだカメラ用レンズ等の場合
応答性が良好で可動部が小さく軽く、しかも移動量が少
ない必要がある。一方、負の屈折力を持つ前群と正屈折
力を持つ後群とからなる２群構成のレトロフォーカス型
レンズは本来非対称性の強いタイプなので、合焦により
、物体距離が変化し撮影倍率が変化すると、レンズの諸
収差、特に非点収差、像面弯曲、コマ収差が他の収差に
比して著しく変化する。そのため、以下の（イ）〜（ニ
）のように収差補正を行いつつ、コンパクト化、操作性
を向上させるための努力がなされてきた。

第１は、近接撮影時の収差変化を補正するために一部の
レトロフォーカス型写真レンズでは全体繰り出しを行な
いつつ一部のレンズ群を移動させる機構を付加したもの
が種々提案された。たとえば、（イ）特公昭４５−３９
８７５号公報に開示されている。

第２は、物体側より２枚のレンズを固定し、それより像
側にあるすべてのレンズ群を移動することによって焦点
合せを行なう方法であり、（ロ）特開昭６１−１４０９
１０号公報に開示されている。

第３は、最も像側にあるレンズ群のみを移動させて合焦
する後群繰り出し方法であり、（ハ）特開昭５５−１４
３５１７号公報や（ニ）特開昭５８−２０２４１４号公
報で開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記の（イ）〜（ニ）はぞれぞれ以下のよう
な欠点を持っている。

第１の全体繰り出しを行ないつつ一部のレンズ群を移動
させる機構を付加した方法は、移動群の重量は全体繰り
出しと同様に重く全長も大きくなるという欠点を持って
いる。たとえば、（イ）特公昭４５−３９８７５号公叩
の全体繰り出し弐合焦では、超広角レンズや焦点距離に
比して非常にバックフォーカスの長いレンズになると、
前群の負の屈折力が強くなり収差補正が困難となる為、
レンズの枚数も増し、一般に前玉径も大きくなり、全長
や重量も大きくなる。したがって、全体繰り出しを行い
つつ近距離補正をする方式では操作上不便である。

第２の物体側より２枚のレンズを固定し、それより像側
にあるすべてのレンズ群を移動することによって焦点合
せを行なう方法において、（ロ）特開昭６１−１４０９
１０号公報のものでは、これも移動群である合焦群の大
きさが大きく、重量が重く、やはり上記のように自動合
焦機構を組み込んだカメラ用レンズ等には、操作上不便
である。

又、この諸収差の補正の方法では不十分であり、特に画
角の大きい超広角レンズにおいてはコマ収差及び像面弯
曲の近距離撮影時の変化が補正不十分であった。

第３の最も像側にあるレンズ群のみを移動させ合焦させ
る後群繰出方式おいて、（ハ）特開昭５５−１４３５１
７号公報のものでは、移動レンズ群は小さく自動合焦機
構を組み込んだカメラ用レンズ等には便利ではあるが、
画角が９４°以下と比較的小さく、近距離撮影時の諸収
差の変化、特にコマ収差の変化が著しいという欠点を有
していた。

そのため、さらに広角化を図ると、収差補正が非常に困
難となる。また、（ニ）特開昭５８−２０２４１４号公
報のものでは、合焦群の重量を小さくでき、レンズ枚数
も少なくできるため、操作上は便利であるが、（ハ）と
同様に、画角が８４°以下と小さく、近距離撮影時の諸
収差変化、特にコマ収差の変化が著しく、さらに広角化
を図ることは困難である。

そこで、本発明は上記の欠点を解決し、より広い画角及
びコンパクトな形状を維持しながら、近距離撮影時の結
像性能が良好で且つ合焦群の重量、大きさ、移動量を共
に小さくして操作性の向上を図れる後群繰り出し方式の
レトロフォーカス型広角レンズを提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、物体側から順に
、負の屈折力を有する第１１７１群Ｇ１と、正の屈折力
を有する第２レンズ群Ｇ２とを有するレトロフォーカス
型広角レンズであって、この第２レンズ群は前群Ｇ□と
、正の屈折力を持つ後群Ｇ□とを有し、 この後群Ｇ□は、像側に凸面を向けたレンズと、正レン
ズと負レンズとを有する正レンズ成分とを含む共に、頂
点よりも周辺になるにつれて負の面圧折力が強くなる形
状または頂点よりも周辺になるにつれて正の面圧折力が
弱くなる形状の非球面を少なくとも１面に有しており、 後群Ｇ！ＩＩ中の非球面レンズより物体側に絞りが配置
され、この後群Ｇｌｌは光軸に沿って物体側へ繰り出す
ことによって近距離物体への合焦を行なうものである。

そして、本発明においては、この後群Ｇ！ｌ中の正レン
ズ成分の最も物体側と最も像側の曲率半径をそれぞれｒ
＆ｓ　ｒｈとすると、 ｒｂ　−ｒ畠 を満足するように構成したものである。

このような本発明の基本構成において、十分な収差補正
を果たすには、更に以下の（２）〜（４）の各条件を満
足するように構成することが望ましい。

一１．０≦α≦１．０−・−・・（３）ｆ、諏 ０．７≦□≦６．０・−・−（４） 但し、 ｆ：全系の焦点距離 Ａｓ−３：有効径最周辺における非球面と所定の頂点曲
率半径を有する基準球面との光 軸方向における差。

α：第２レンズ群の後群Ｇｔ＠の最も物体側のレンズ面
に入射する軸上無限遠物点 からの近軸光線が光軸となす角度を近 軸光線追跡式において、初期値をα− 〇、ｈ−ｆとして求めた値。

αＩ　：最前レンズ面に入射する近軸光線が光軸となす
角。

ｈＩ　：最前レンズ面に入射する近軸光線の入射高。

１１＠、：第２レンズ群の後群Ｇ２Ｒｌの焦点距離。

尚、ここでいう面圧折力はある屈折面の任意の１点に入
射するある任意の光線の入射角と射出角との差、すなわ
ち、偏角をその屈折点近傍の微小な面の面圧折力と定義
し、その屈折点近傍に入射する平行光束が屈折後収斂す
る時、その面の面圧折力を正の面圧折力とし、屈折後発
数する時、その面の面圧折力を負の面圧折力と定義する
。

また、本発明における非球面は、頂点よりも周辺になる
につれて負の面圧折力が強くなる非球面形状と表現でき
、また頂点よりも周辺になるにつれて正の面圧折力が弱
くなる非球面形状とも表現できるが、いずれにしろ１昔
昔としては実質的には等価である。

〔作用〕

本発明の詳細な説明の前に理解をし易くするために、先
ず上記の如き本発明の構成中の合焦機能を有する第２レ
ンズ群中の後群ＣＺ＋ｔに、非球面し・　ンズ（頂点よ
りも周辺になるにつれて負の面圧折力が増す非球面を有
するレンズ）を含まない、−船釣な球面レンズを用いた
場合のレトロフォーカス型レンズの収差変動、特に球面
収差及びコマ収差の変動についての原理を定性的に説明
する。

■球面収差 第２Ａ図に示すした光ＮＩＡａ、ｂはレンズ系に入射す
るＲａｎｄ光線（最周縁光線）であり、ａは無限遠物点
からの光線、ｂは至近距離物点からの光線である。そし
て、第２Ａ図に示すように、正の屈折力を有する最も像
側にある後群Ｇ□を物体側方向に繰り出すことによって
至近物点に合焦させ、後群ａｉｍの最も物体側の面に入
射するＲａｎｄ光線が収斂性を帯でいる（近軸光線追跡
式におけるα値がプラス）場合、後群Ｇ、に入射するＲ
ａｎｄ光線ａの入射高が繰り出されたことにより高くな
る。したがって、正の屈折力を有する後群Ｇ、を物体側
方向に繰り出すことによって、後群ＧＺＩＩの至近物点
から入射したＲａｎｄ光線ａに対する正の面圧折力は増
す、そのため、正の面圧折力が強まるのだから、無限遠
物点に合焦した場合の球面収差より、至近物点に合焦し
た場合の球面収差は、全体として第２８Ｕ！Ｊの様によ
り補正不足の方向に変化する。

又、上記後群Ｇ０の最も物体側の面に入射するＲａｎｄ
光線が発散性をおびている場合（近軸光線追跡式におけ
るα値がマイナスの場合）、上記とは全く反対の理由か
ら、正の屈折力を有する後群Ｇ２Ｒを繰り出すことによ
って、球面収差は補正過剰方向に変化する。

但し、この場合、後群Ｇ□の有する残留収差の量や屈折
力の大小、移動量の大小、後群Ｇ、中の各面の面圧折力
の大小、後群Ｇｚｌｌ中に入射するＲａｎｄ光線の入射
角の大小、後群Ｇｔｉのレンズ形状によって、球面収差
の変化の度合は異なってくる。

■コマ収差 次に斜光線に着目してみると、正の屈折力を有する最も
像側にある後群Ｇ■を物体方向に繰り出して合焦させる
場合、第３Ａ図の図中Ｃの斜光線の様に無限物点より入
射した光線に比して図中ｄの光線の様に至近物点から入
射した斜光線が光軸に対して平行でなければ後群Ｇ！ｌ
に入射する斜光線の入射高は低くなり、後群Ｇ！ｌの斜
光線に対する面圧折力は弱まる。したがって、正の面圧
折力が弱まるがその度合は第３八図中の光線の様に斜光
線の中の上側光線と下側光線では後群Ｇ□に入射する光
線の入射高が異なるので、それぞれの斜光線に対する面
圧折力も異なる。そして、正の屈折力を有する後群Ｇ、
を物体側に繰り出す場合、各群の屈折力、各面の面圧折
力、残留収差量、移動量などの大小によってその状態は
異なるが、第３Ｂ図に示した様に後群Ｇ□の正の面圧折
力が弱まるため上側と下側の各斜光線は跳ね上がり、そ
のためコマ収差の対称性がくずれて外方コマ方向に著し
く変化する。

したがって、一般にレトロフォーカス型レンズの後群繰
り出し方式による合焦は、上記の如き理由によって、球
面収差、コマ収差、像面弯曲などの収差が著しく変化す
る。

上記の如き定性的な原理の説明で示した様に、正の屈折
力を有する後群Ｇ２ｍを物体側に繰り出して合焦を行な
う場合、後群Ｇ２８の最も物体側の面に関して、後群Ｇ
□に入射する斜光線の入射高は低くなり、後群Ｇ２えの
斜光線に対する面圧折力は弱くなる。したがって、第３
Ａ図中に示すように、斜光線中の上側光線と下側光線で
は後群Ｇ、に入射する入射高が異なるので、変動の度合
は異なるが正の面圧折力が弱まるため各斜光線は跳ね上
がり、外方コマ方向に変化する。

このような収差による問題を解決するため、本発明にお
いては上記の如く、正の屈折力を有する後群Ｇ、を物体
側に繰り出す際、後群Ｇ２．ｌの入射高の低下による正
の面圧折力の低下という作用と反対の作用を有する負の
面圧折力を有するレンズを後群Ｇ、中に導入し、適当な
正、負の屈折力の配置にする。すると、これらの作用が
互いに相殺しあって、それぞれの面屈折力の変動を少な
くする。つまり、正の面屈折力を有する後群Ｇ１ｍより
強い負の面屈折力を有するレンズを後群Ｇ□中に導入し
て、正屈折力の後群Ｇ０を物体側に繰り出した時、後群
Ｇ□に入射する斜光線の入射高の低下による後群Ｇ、中
の負の面屈折力の低下が後群Ｇ□中の正の面屈折力の低
下よりも大きい様に正、負の屈折力を配置することによ
って、予め収差補正を行い後群Ｇ！ｍ全体として斜光線
に対する入射高が今まで通り変化しても後群全体として
斜光線に対する正の屈折力があまり変動しなくなる。そ
のため、コマ収差の変動は極小に抑えることが可能であ
る。

したがって、第１図に示すように、レンズの周辺と中心
付近とで明らかに面屈折力に差がある非球面レンズすな
わち、周辺に行（に従つで負の面屈折力の増す様な非球
面レンズを導入することによって、上記の効果を１枚の
レンズで補うことができる。ここでｅは無限遠物点から
の斜光線であり、ｒは至近距離物点からの斜光線である
。

この方法は、斜光線の上側の光線には特に効果があり、
コマ収差の変動を極小に抑えることが可能である。また
、その非球面レンズのザブ量つまり頂点の基準球面から
のズレ量（ＩＡｓ−３ｔ）は、後群中の正レンズの頂点
の屈折力、非球面レンズの頂点の屈折力、繰り出しによ
る移動量レンズ系の残留収差等によって決まり、非球面
レンズを導入する場所、有効径によって変化するが、正
の屈折力を持つ後群Ｇ□のみを光軸と平行に物体側に繰
り出して合焦させる本方式では、必ず上記の理由により
レンズの頂点（中心）から周辺に行（に従って負の面屈
折力の増す様な非球面形状が必要である。

このように、本発明は後群Ｇ２Ｒ中に非球面レンズを導
入することにより、前記の近距離性能の劣下（特にコマ
収差の劣下）を防ぎ至近距離に至るまで収差変動を防ぎ
補正するものである。すなわち、非球面を導入しなくて
も無限遠物点からの光線に対してはほぼ実用的に収差補
正可能であるが、近距離合焦時の収差変動を補正しきれ
ないレトロフォーカス型レンズ系においては、合焦機能
を有する第２レンズ群の後群中に、主に近距離性能劣下
を防ぐ様な性質を持つ非球面を導入して近距離合焦時の
収差補正を図ることが可能となるのである。

したがって、本発明は、光学系の最前方近傍又は最後方
近傍に非球面レンズを用いて主に歪曲や像面弯曲などを
補正する方法や、絞り位置の近傍に配置して主に球面収
差やサジタルコマフレアーを補正する方法のような従来
の一般的な非球面レンズとは異なり、収差補正方法の発
想において相違するものである。

ところで、特に画角の広いレトロフォーカス型広角レン
ズにおいては、十分なバックフォーカスを維持すること
により、収差補正上における多くの制約を受けることに
なる。しかも、本発明においては、１００　°を越える
大画角を有するレトロフォーカス型広角レンズにリアフ
ォーカス方式を採用して無限遠から至近距離までを合焦
しようとするものであるので、この合焦のための移動空
間を確保しなければならなく、さらに制約を受ける結果
となる。そのため、本発明は、レンズ構成枚数を増加さ
せたり、又前玉径を大きくすることなく、第１レンズ群
Ｇ１及び第２レンズ群の後群Ｇ■における各々のレンズ
の主点がより像側に出るような適切な形状に構成して解
決している。

ところが、本発明の如きリアフォーカス方式を採用して
いるレトロフォーカス型広角レンズにおいては、特に後
群の形状を考慮する必要がある。

つまり、前述の如くリアフォーカス方式による収差変動
は合焦用のレンズ移動及び形状に太き（関係しているた
め、合焦による第２レンズの後群Ｇ□の移動により、こ
の後群Ｇ、ｌｌに入射する斜光線の入射高の変化が関連
となる。したがって、画角の広いレトロフォーカス型広
角レンズでは、特に斜光線の収差補正に対する考慮が必
要である。

そのため、本発明の第２レンズの後群Ｇ！Ｒにおいて、
斜光線が最小偏角で屈折するように、絞りに対して凹面
を向けた適切な形状を有する必要がある。

また、軸上光線が第２レンズの後群Ｇ□に入射する入射
角が著しく大きい場合には、合焦の際において、球面収
差が著しく変動する。したがって、これを軽減するため
の適切な形状を有する必要がある。

したがって、上述したことを満足するために、本発明に
おいては、特に後群Ｇ□の正レンズ成分における最適な
形状、つまり最適なシェイブファクター（形状因子）を
条件＋１１で規定して、主点を像側へ出してバンクフォ
ーカスを確保しながら、軸上光線による球面収差のみな
らず、軸外光線によるコマ収差及び像面弯曲を極めて良
好に補正している。

ところが、この条件式の上限を越えると、バックフォー
カスを確保しつつ良好な収差補正を行おうとすると、レ
ンズ構成枚数の増加及びレンズ系全体の大型化を招（た
めに好ましくない。又、第２レンズの後群ａｉ＠中の正
レンズ成分が平凸形状に近づき、このレンズを通過する
斜光線が大きな偏角で屈折するため、合焦時におけるコ
マ収差及び像面弯曲を、本発明の非球面レンズで良好に
補正することが困難となる。そのため、結果的に、球面
収差及び外方コマ収差が甚°大に発生し、又像面弯曲は
正の方向に変動し、さらにコマ収差の画角の差による変
動も増加する０反対に条件式の下限を越えると、バック
フォーカスを確保できるものの、球面収差が補正不足と
なり、又コマ収差、像面弯曲が大きく変動し、さらにコ
マ収差の画角の差による変動も増加する。また、レンズ
の縁厚が極端に薄くなり製造上困難となる。

さらに、十分な収差補正を達成するためには、（２）〜
（４）の諸条件を満足するように構成されることが望ま
しく、以下に、諸条件について以下に詳述する。

条件（２）の上限を越えると非球面の形成が難しくなる
ために加工公差による問題や偏心に対する性能劣化等の
問題があり、そのため非球面レンズの生産性が悪くなる
。又、入射高の高いＲａｎｄ光線による高次（５次以上
の項）の影響により球面収差が大きくなり、光学性能が
劣化する。したがって、非球面レンズのザブ量は現実的
にこの範囲が望ましい、そして、条件（２）の範囲内で
少なくとも１面が頂点よりも周辺になるにつれて、斜光
線に対する負の面屈折力が増す様な非球面レンズを第２
レンズ群の後群中に設定すると共に、正と負の適当な面
屈折力の組み合せによって至近距離に至るまでコマ収差
の変動を小さ（することができる。

球面収差については、上記α値を条件（３）の様に適正
な値になる様に前群、後群の屈折力配置を決める事によ
って、合焦群である後群Ｇ□の最も物体側にある面に入
射するＲａｎｄ光線を光軸に対して平行に近くすること
ができる。　Ｒａｎｄ光線が平行に近くなると至近距離
物点に合焦させるために後群Ｇ□を繰り出してもＲａｎ
ｄ光線が後群各面に入射する入射高はほとんど変化がな
い。そのため、各面のＲａｎｄ光線に対する面屈折力の
変化が小さく抑えられ、合焦のための繰り出しによる球
面収差の変動は著しく少なくなる。したがって、上記の
条件（３）のα値が１．０を越える場合において、無限
遠物点から近距離物点に合焦させるため上記の正の屈折
力を有する後群Ｇ□を物体方向に繰り出すと、前記の後
群Ｇ□の最も物体側の面に入射するＲａｎｄ光線は著し
く収斂されているので、繰り出すことにより、Ｒａｎｄ
光線の入射高は著しく増し、Ｒａｎｄ光線に対する正の
屈折力が著しく強まり、球面収差は補正不足の方向に著
しく変化する。又、α値が−１，０未満の時は前記の理
由とは正反対となり、後群Ｇａ１ｌの最も物体側にある
面に入射するＲａｎｄ光線の入射高は低くなり、Ｒａｎ
ｄ光線に対する正の面屈折が弱まり、球面収差は補正過
剰方向に著しく変化する。

また、本発明においては近距離合焦時に像面弯曲がマイ
ナス方向に変動する場合があり、この場合には上記のα
値を完全に０にせずに、若干光線を収斂する方向に設定
することが望ましい、そのの場合には、上記の如くα値
を設定することによって、像面の特性とのバランスを良
（することができる、したがって、実質上画質は上昇す
る傾向があり、収差補正上のα値と像面特性をより良（
バランスさせることが可能である。一方、像面弯曲が近
距離合焦時にプラス方向に変動する場合には、上記とは
逆にα値を若干光線が発散する方向に設定して像面特性
とのバランスを良くすることが可能である。

ここで、本発明におけるその非球面レンズの形状につい
ては、周辺部の負の面屈折力を強くし、頂点（中心）の
負の面屈折力を０または０に近い値にすることにより、
入射高の高いＲａｎｄ光線による高次の球面収差をも補
正することが可能となる。

尚、本発明おいては、後群Ｇ□に導入した非球面レンズ
の負の面屈折力が周辺になるにつれて大きくなっている
ため、入射高の高いＲａｎｄ光線がその非球面レンズに
入射し、その入射角が大きくなる場合、高次収差の影響
でたとえα値が収斂性（プラス）を帯びているとしても
球面収差が補正過剰の傾向に変化する場合がある。この
ことは非球面レンズの周辺になるにつれて面屈折力が負
に傾くために、後群全体の面屈折力も周辺になるにつれ
て負に近くなっているからであり、高い入射光の位置で
は負の面屈折力を有するレンズ面が繰り出すために補正
過剰の傾向を示すのである。このような高次球面収差の
傾向を、本発明の主な目的であるコマ収差補正に組み入
れてコマ収差と球面収差とを良好にバランスさせること
が可能となる。

そして、後群Ｇｅｌの最も物体側レンズ面に入射する軸
上無限遠物点からの近軸光線が光軸となす角度αとは、
近軸光線追跡式において、その面の直前の物体側の媒質
の屈折率をかけた値αとして良く知られており、以下の
光線追跡式において求められる。すなわち、最も物体側
の第１面に入射する光線の初期値αＩ　、）１１をα＋
−０，ｈ＋”ｆ　（レンズ系の合成焦距離）として以下
の式により求められる値である。

αに′　＝αに　＋ｈ菖φ区 αに◆Ｉ　８αＫ ）ＩＫ＋Ｉ　−ｈＨ−６％　ｄ（’ 但し、　αヨミＮ　ｗ　Ｕ　ｖ。

αつ’　ＮＮ　ｇ　’　Ｕ　Ｈ’ミＮ　ｚ　＊　ｔ　Ｕ
　Ｋ　４１φｍ　−（ＮＫ’　　ＮＫ）　／　ｒｈｅＩ
ｌ／　ｓ＋＋ｄＫ’　／Ｎ、’ ｒ、：第に面の曲率半径 りよ　：第に面の入射高 φＫ　：第に面の頂点の面屈折力 ＵＫ　：第に面への近軸入射光線の光軸に対する角度 ｄＫ　：第に面と第（ｋ＋１）面との頂点間隔ＮＫ、Ｎ
Ｘ−１ｉ　ｄ線に対する屈折率向、上記の近軸追跡式に
ついては、例えば松居吉哉著「レンズ設計法」　（共立
出版）の１９〜２０頁に詳述されている。

条件（４）に従う様な適切な屈折力配置で後群Ｇ□の焦
点距離を定めればコマ収差ならびに像面弯曲も良好に補
正ができる０条件＋４１の上限を越える場合、すなわち
後群Ｇ、の焦点距離が過剰に大きい場合、後群Ｇ□の残
留収差を小さ（することは可能であるが、合焦の際の後
群ａｉｍの移動量が増大し、バックフォーカスの制限の
ある１眼レフカメラ用レンズとしては、実現することは
非常に難しい、後群ＧＲｍの焦点距離が大きい場合、す
なわち後群ａｘｌの屈折力が小さい場合、後群Ｇ□中の
各面の面屈折力は弱まり、コマ収差、特に上側のコマ収
差の近距離合焦時の変動を少な（することは容易になる
。しかし、移動量が太き（なるため、近距離物点に合焦
させれば発散性の第１レンズ群ＧＩに入射する斜光線の
入射高が大きく変化する。

したがって、下側のコマ収差の変化もより大きくなる０
本来下側のコマ収差の変動は発散性の第１レンズ群Ｇ＋
で十分小さくしておかなければならない、それは後群Ｇ
１ｍ中の非球面では下側コマ収差の変動の補正に限界が
あるためである。反対に条件（４）の下限を外れる場合
、後群Ｇ□の移動量が少なくなるという利点はあるが、
収差補正をすることが困難となり、後群Ｇ□中のレンズ
の枚数が増し、重量も増してしまう。そして、後群Ｇ、
の焦点距離が小さくなるため各面の屈折力が大きくなる
ので、合焦のための繰り出しによる収差変動も増すこと
になる。又、その収差変動を押さえることができたとし
てもその時の非球面の球面からのズレが大きくなり、条
件（２）の上限を越えることとなってしまう。

したがって、本発明では条件（１）〜（４）の様な適切
な値に構成することによって、コマ収差、球面収差、像
面弯曲を小さく抑えることができる。更に、後群Ｇａ１
ｌ中のレンズの枚数も少なくでき、重量も軽くなり、後
群Ｇ□の移動量が少ない構成にし得うる。特に自動合焦
機構を組み込んだカメラ用レンズ等の場合、合焦のため
の可動部が小さく軽く、しかもその移動量が少なくする
必要があるので、本発明は非常に有効である。

また、本発明においては、さらに以下の条件を満足する
よう構成されることが望ましい。

ｒｂ＋ｒ。

一６≦□≦２．８−・−−−−−（５）ｒ％−ｒ。

ｒ、＋ｒ、１ 一１≦□≦０　・・・・・・・（６） ｒ、　　−ｒ４ 但し、 ｒ４　：第２レンズ群の前群ＧｔＦの最も像側に位置す
る正レンズ成分の物体側の曲率半径。

ｒ、；第２レンズ群の前群Ｇ２Ｆの最も像側に位置する
正レンズ成分の像側の曲率半径。

本発明は上述の如き条件（１１を満足するように構成す
ることは、非常に有効であるが、さらに条件（５）を満
足するように構成すれば、より広角化を図る場合におい
て、収差上有利である。

また、条件（６）を満足するように構成すれば、第２レ
ンズ群の後群における収差補正上の負担が小さくなり、
良好な収差補正を行うことができる。

さらに、本発明においては後群Ｇ２Ｒｌをできるかぎり
小型軽量にするため、非球面形状を有する非球面レンズ
と、正レンズと負レンズとの接合より成り全体として像
側に凸面を向けた正メニスカス形状となるレンズ成分と
の３枚のレンズで構成されることが望ましい、そして、
非球面を有するレンズをプラスチックで構成すると、非
球面化はガラスレンズに比して容易であり、量産効率が
良く非常に有効である。

また、非球面を有するレンズの頂点屈折力を０に近い値
とすれば、プラスチックの温度変化によって、特に焦点
距離、バックフォーカス、軸上色収差が変化するのを防
止するのに有利である。

具体的には、非球面を有するレンズの頂点屈折力φにつ
いて以下の条件を満たせば、更に有効である。

０≦１φ１≦０．００９・・・−・・（７）φ＝□ 　ＡＳＦ ｒＡＩＰ：非球面を有するレンズの近軸焦点距離（１１
１１）。

更に、像面弯曲やコマ収差の補正のためには、最も像側
のレンズを非球面化することが最も有利であるが、プラ
スチックレンズを使用するため安全性を考えると、容易
に手で触れられない所に導入するのが望ましい。

そして、非球面を有するレンズの第１面は非点収差、像
面弯曲の影響を極小に抑えるため、絞りに対して凹面で
あることが望ましい。

本発明は上述の如き第２レンズ群における正レンズ成分
は正レンズと負レンズとで接合され全体として像側に凸
面を向けたメニスカス形状となるように構成されること
が望ましく、この場合において以下の条件を満足するよ
うに構成されることが好ましい。

ｌｒＭ　＋＞＋ｒｃ　ｌ、ｒｃ　＜Ｏｓ　ｒ＠　＜　０
−・−・−（８） ν、−ν、≧２５　　　　　　・〜・・・（９）ｒ、：
第２レンズ群の後群における像側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズ成分中の接合面の曲率半径。

νｐ　：第２レンズ群の後群における像側に凸面を向け
た正メニスカスレンズ成分中の正レンズのアツベ数・ ν１　：第２レンズ群の後群における像側に凸面を向け
た正メニスカスレンズ成分中の負レンズのアツベ数。

条件（８）を満足するように構成すれば、第２レンズ群
の後群における像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
成分中の接合面が絞り位置に対して同心的な形状となる
ため、特にコマ収差及び像面弯曲の発生を小さくでき、
さらに倍率色収差の曲がりも比較的小さく抑えることが
できる。

条件（９）を満足するように構成すれば、合焦による第
２レンズ群の後群の移動により発生する倍率色収差の変
動を良好に補正することができるが、さらに、シ、−シ
、≧２８を満足するように構成することが望ましい。

尚、本発明の第２レンズ群の前群Ｇ□の屈折力を正とす
れば、第２レンズ群全体としての正の屈折力を後群Ｇ□
と共に分担することができるので、レンズ機構をより簡
単にできると共に、結像機能の向上を図ることができる
。

〔実施例〕

以下に、本発明による各実施例について説明する。各実
施例はいずれも焦点距［１１８−一でＦナンバー３．５
の明るさを維持しながら、画角が１００　。

に達するレトロフォーカス型広角レンズである。

第４図、第５図はそれぞれ順に本発明の第１、第２実施
例を示している。そして、第２実施例も第４図に示した
第１実施例と同様なレンズ構成を有している。

そして、各実施例の後群Ｇ□は、物体側から順に、像側
に非球面を有する非球面レンズと、全体として正の屈折
力を持つメニスカスレンズ成分を有しており、この正メ
ニスカスレンズは、像側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズと、それに接合され像側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズとを有する構成となっている。

各実施例の後群ｃａｍにおける近距離合焦による収差補
正のための非球面レンズの形状についての非球面方程式
は次の通りである。

ここで、ｈは光軸から垂直方向の高さ、Ｋを円錐定数、
Ａ３、Ａ４、Ａｈ、Ａｓ、Ａ＋＊は非球面係数、ｒは近
軸での曲率半径である。

各実施例におけるこの非球面は後群Ｇ！ｌの最も物体側
に位置するレンズの像側の凸面に設けられ、頂点よりも
周辺になるにつれて正の面屈折力が弱くなる非球面を有
している。この非球面形状は、頂点よりも周辺になるに
つれて負の面屈折力が強くなる形状という本発明におけ
る特徴的形状と等価であることは前述の通りである。そ
して、第１実施例における非球面レンズは、全体として
正の屈折力を持ち、又第２実施例における非球面レンズ
は、全体として負の屈折力を有している。

尚、第４図及び第５図に示すように、各実施例における
第２レンズ群の前群Ｇ□の最も物体側に位置する厚肉正
レンズの切欠き部分は光線を決定するためのものである
。

以下の表１及び表２に、本発明による第１実施例と第２
実施例の諸元を示す０表中、左端の数字は物体からの順
序を表し、屈折率ｎ及びアツベ数νはｄ線（λ−５８７
．６　）に対する値である。尚、Ｒは像面から物体まで
の距離、βは撮影倍率を示し、非球面形状におけるＥ−
ｎは１０−”として表している。

表」−石１１ユＪｌ江Ｌ ｄ　　　　　ν １１　　　　　１３．０４４　　　１．２０Ｂ　ｆ　　
　３７．７９１　　　３９．８４１１ｍ非１ｆＬＩ Ａ１゜・０．４０３７Ｅ−１１ ｄ　　　　ν １　　　　　４８．４６Ｂ　　　　１．５０　４５．４
　　１．７９６６８２　　　　　２５．４０８　　　４
．５０３　　　　　３６．５８６　　　７．００　５８
．５　　１．６５１６０４　　　　３０？、７７８　　
　０．１０５　　　　　２１．４６７　　　１．００　
４５．４　　１．７９６６８６　　　　　１３．１７７
　　　３．９０？　　　　　　２６．３７７　　　１．
００　６０．１　　１．６２０４１８　　　　　１３．
６４８　　　２．５０９　　　　　３９．３１０　　　
１．００　６０．１　　１．６２０４１１０　　　　　
１０．３７６　　　４．５０　３５．５　　１．５９５
０７１１　　　　　１３．０４４　　　１．２０１２　
　　　　２８．８７４　　１１．００　２７．８　　１
．６９９１１１３　　　　−２１．４４８　　　２．３
５１４　　　　−２６．８４６　　　４．５０　３３．
７　　１．６４８３１１５　　　　−１４．７１５　　
　１．２０　２３．０　　１．８６０？４１６　　　　
　９４．６０２　　　０．４０１９　　　　−２３．６
０７　　　１．４８　５６．４　　１．５０１３７２０
　　　　−２６．３９７　　０．０２　５５．９　　１
．４９７１２２１　　　　−２６．３９７　　　０．７
０２２　　　　−２７．５３４　　　５．３０　６７．
９　　１．５９３１９２３　　　　−１２．２７６　　
　１．４０　２３．０　　１．８６０７４２４　　　　
−１５．２４６　　（Ｂｆ）Ｒ■　　　　３００．００
０ ｆ　　　　１８．４１８　　β・−０，０８４ｄｌＢ　
　　　３．４６９　　　１．４０９Ｂ　ｆ　　　３８．
０３６　　　４０．０９６ｋ　　＝０．１０００Ｅ＋０
１　　、ＡｚｌＩＯ，Ｏ、Ａ４＝０．５８７７Ｅ−０４
Ａ、　−０，２２０７Ｅ−０６、ＡＩ・−０，１４１８
Ｅ−０８Ａ１゜、０．５０５１Ｂ−１１ 上記の本発明の第１実施例〜第２実施例における条件対
応値を示す。

但し、 Ａｓ−５ｌ □の値は、第１、第２実施例に おける非球面レンズの有効径がそれぞれ、１８．１．１
８．３の時の値である。

第１実施例における非球面レンズは、像側に非球面形状
を有するプラスチックレンズで構成され、また第２実施
例における非球面レンズは、像側に非球面形状を有する
ガラスレンズと、このレンズの非球面に沿って薄いプラ
スチック層とを複合した複合レンズで形成されている。

また、第１、第２実施例における絞りＳは、共に第２レ
ンズ群中の最も物体側に位置している厚肉正レンズの像
側面（第１３面）からｏ、ｓｏｏの位置に配置されてい
る。

この後群Ｇ！ＩＩを構成している各々のレンズは、絞り
Ｓに対して凹面を向けたメニスカス形状で構成されてい
るため、特に、軸外の収差及び近距離合焦による収差変
動を軽減に非常に有利な形状となっている。

上記の第１実施例〜第２実施例についての諸収差図をそ
れぞれ順に、第６図〜第７図に示す。

そして、第６図〜第７図の収差図において、＋ａｌは無
限遠合焦状態、山）は近距離合焦状態（０，３ｍ）にお
ける諸収差を示し、ｄはｄ線（５８７，６ｎｍ）、ｇは
ｇ線（４３５，８ｎｍ）に対する収差を示し、非点収差
における破線はメリディオナル像面、実線はサジッタル
像面を示している。また、収差図中の横収差における破
線（ＳＫＥＷ）はメリディオナル方向に対して垂直方向
における横収差である。

各収差の比較から、本発明は、無限遠から近距離にわた
り、諸収差が良好に補正されているだけでな（、特に横
収差の画角による変動が極めて良好に補正されており優
れた結像性能を有していることが分かる。したがって、
本発明は焦点距１ｉｉ１１８ＩＩＩｌでＦナンバー３．
５の明るさを維持し、画角が１００°程度に達するにも
かかわらず、無限遠から近距離にわたり極めて良好に収
差補正がなされ優れた結像性能を維持していることが明
らかである。

尚、各実施例では、第２レンズ群の後群中の像側に凸面
を向けた正メニスカスレンズ成分を正負の貼合せで構成
したが、これらを分離して、収差補正上の自由度を向上
させることも可能である。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、コンパクトな形状を維持
しながら、扱作性等の向上及び広角化を図れ、近距離性
能の劣化、特に球面収差、コマ収差及び像面弯曲の変動
を極めて良好に抑え、またコマ収差と像面弯曲との収差
バランスも良好になり、無限遠から近距離にわたり極め
て良好に収差が補正される優れた性能を有するレトロフ
ォーカス型広角レンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による基本構成図、第２Ａ図は球面収差
発生の原理を示す光路図、第２Ｂ図は球面収差発生の比
較を示す収差図、第３Ａ図はコマ収差発生の比較を示す
光路図、第３Ｂ図はコマ収差発生の比較を示す収差図、
第４図は本発明による第１実施例のレンズ構成図、第５
図は本発明による第２実施例のレンズ構成図、第６図（
＋１）は本発明の第１実施例における無限遠物点に合焦
した状態の諸収差図、第６図（ｂｌは本発明の第１実施
例における近距離物点に合焦した状態の諸収差図、第７
図（ａｌは本発明の第２実施例における無限遠物点に合
焦した状態の諸収差図、第７図〜）は本発明の第２実施
例における近距離物点に合焦した状態の諸収差図である
。 〔主要部分の符号の説明〕 第１レンズ群　　　・・・Ｇ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群
   Ｇ＿１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ＿２とを
   有するレトロフォーカス型レンズであって、前記第２レ
   ンズ群は前群Ｇ＿２＿Ｆと、正の屈折力を持つ後群Ｇ＿
   ２＿Ｒとを有し、 前記後群Ｇ＿２＿Ｒは、像側に凸面を向けたレンズと、
   正レンズと負レンズとを有する正レンズ成分とを含む共
   に、頂点よりも周辺になるにつれて負の面屈折力が強く
   なる形状または頂点よりも周辺になるにつれて正の面屈
   折力が弱くなる形状の非球面を少なくとも１面に有して
   おり、 前記後群Ｇ＿２＿Ｒ中の前記非球面レンズより物体側に
   絞りが配置され、前記後群Ｇ＿２＿Ｒは光軸に沿って物
   体側へ繰り出すことによって近距離物体への合焦を行な
   い、 前記後群Ｇ＿２＿Ｒ中の前記正レンズ成分の最も物体側
   と最も像側の曲率半径をそれぞれｒ＿ａ、ｒ＿ｂとする
   と、 −６＜（ｒ＿ｂ＋ｒ＿ａ）／（ｒ＿ｂ−ｒ＿ａ）＜−１
   ．８・・・・・・・・（１） を満足することを特徴とするレトロフォーカス型広角レ
   ンズ。 ２）前記レトロフォーカス型広角レンズは、以下の条件
   を満足することを特徴とする請求項第１項記載のレトロ
   フォーカス型レンズ。 ０＜｜ＡＳ−Ｓ｜／ｆ＜０．２・・・・・・・・（２） 但し、 ｆ：全系の焦点距離 ＡＳ−Ｓ：有効径最周辺における非球面と所定の頂点曲
   率半径を有する基準球面との光軸方向における差。 ３）前記レトロフォーカス型広角レンズは、以下の各条
   件を満足することを特徴とする請求項第２項記載のレト
   ロフォーカス型広角レンズ。 −１．０≦α≦１．０・・・・・・・・（３） ０．７≦ｆ＿２＿Ｒ≦６．０・・・・・・・・（４） 但し、 α：第２レンズ群の後群Ｇ＿２＿Ｒの最も物体側のレン
   ズ面に入射する軸上無限遠物点からの近軸光線が光軸と
   なす角度を近軸光線追跡式において、 初期値をα＿１＝０、ｈ＿１＝ｆとして求めた値。 α＿１：最前レンズ面に入射する近軸光線が光軸となす
   角。 ｈ＿１：最前レンズ面に入射する近軸光線の入射高。 ｆ＿２＿Ｒ：第２レンズ群の後群Ｇ＿２＿Ｒの焦点距離
   。