JPH0795143B2 - 大口径比望遠レンズ - Google Patents

大口径比望遠レンズ

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JPH0795143B2
JPH0795143B2 JP62260854A JP26085487A JPH0795143B2 JP H0795143 B2 JPH0795143 B2 JP H0795143B2 JP 62260854 A JP62260854 A JP 62260854A JP 26085487 A JP26085487 A JP 26085487A JP H0795143 B2 JPH0795143 B2 JP H0795143B2
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秀樹 小川
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な大口径
比の望遠レンズに関し、特に35mmライカ版用に換算して
焦点距離200mm以上,Fナンバー1.8程度の良好に収差補正
を行った高性能な大口径比の望遠レンズに適するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来より屋外スポーツ等の撮影においては遠方から、速
いシヤツター速度で撮影することができるように長焦点
距離でしかも大口径比を有した望遠レンズが強く要望さ
れている。
一般に望遠レンズは焦点距離の長さに比例してレンズ系
が大型化してくる。この為長焦点距離の望遠レンズにお
いて全体繰り出し方式で焦点合わせを行うとレンズ系全
体の繰り出し量が多くなると共に駆動力が増大し、敏速
なる焦点合わせが困難となる欠点があった。又重量の大
きなレンズ系を駆動させる為に偏心誤差による光学性能
が低下してくる等の問題があった。
この為従来より多くの望遠レンズにおいてはレンズ系中
のうち後方のレンズ群の一部を移動させてフオーカスを
行った、所謂リヤーフオーカス式を利用したものが種々
提案されている。
リヤーフオーカス式はレンズ系全体繰り出し方式に比べ
て比較的屈折力の強い小型軽量のレンズ群を移動させる
為にレンズ群の移動量が少なく、撮影可能な至近距離を
短くすることができ、しかもフオーカス操作が容易とな
る等の特長を有している。
しかしながらFナンバーが2.0程度の明るい望遠レンズ
においてリヤーフオーカス式を採用すると多くの場合収
差変動が著しく増大してくる。
特に、5次収差以上の高次の領域での球面収差の変動が
著しく、近距離撮影になるに従い球面収差は大きくアン
ダーとなり、像面が悪化するとともに、コマ収差も増大
してくる。これらの収差変動を軽減させるためには、前
方レンズ群を、正レンズ3枚以上、負レンズ2枚程度で
構成するのが一法である。即ち、前方レンズ群を通る光
束を滑らかに収れんさせることにより高次収差の発生を
少なくし、その結果、後続のフオーカスレンズ群の移動
による収差変動をある程度軽減させることが可能とな
る。
しかしながら、高次の球面収差はある程度除去されて
も、輪帯収差の変動及びコマ収差の変動等は除去しきれ
ず、この問題を解決するためには、更に次の様な手段を
とるのが有効である。
(1)フオーカスレンズ群にフローテイングを採用す
る。
(2)フオーカスレンズ群をそれ自身で発生する収差を
少なく抑えたレンズ構成とする。
(3)フオーカスレンズ群の後続レンズ群を収差変動を
除去するようなレンズ構成とする。
(1)においては、例えば特開昭59−176717号公報では
リヤーフオーカス式を採用すると共に2つのレンズ群を
独立に移動させた所謂フローテイングを同時に採用し、
フオーカスの際の収差変動を補正した望遠レンズを提案
している。しかしながらこの方法は2つのレンズ群を独
立に移動させている為にメカ構造が複雑になり、又偏心
精度が厳しくなり更に1つのレンズ群を移動させる場合
に比べて駆動トルクが増大し、例えば自動焦点検出装置
等に適用したときは駆動モータが大型化してくる等の欠
点があった。
(2)においては、レンズ枚数が増し、重量が増えた分
(1)と同様に自動焦点検出装置に適用したとき不利と
なることが考えられる。
(3)においては、フオーカスレンズ群の構成を簡単に
できる為、メカ構造も簡単になり、又偏心精度もゆるく
なり、更に自動焦点検出装置に適用しても、モータトル
ク等の上から有利となる。しかしながら、大口径比の望
遠レンズにおいて、この様にフオーカスレンズ群の後続
レンズ群に収差変動を除去するようなレンズ構成を付与
し、積極的に収差補正にあてたものは少なかった。例え
ば、特公昭56−13926号公報では物体側より順に正、負
そして正の屈折力の第1,第2,第3群の3つのレンズ群の
うち第2群を移動させてフオーカスを行い、第3群を第
1群及び第2群とバランスさせ収差補正を行ったリヤー
フオーカス式の望遠レンズを提案している。
しかしながら同公報の望遠レンズにおいて大口径比化を
図ろうとするとフオーカスの際の収差変動が増大してく
る等の問題があった。
〔発明が解決しようとしている問題点〕
本発明はFナンバー1.8程度と非常に明るく、高い光学
性能を有した大口径比の望遠レンズの提供を目的とす
る。本発明の更なる目的はリヤーフオーカス式を採用し
つつ、無限遠物体から近距離物体に至る広範囲の物体距
離においてフオーカスの際の収差変動を良好に補正した
簡易な構成の大口径比の望遠レンズの提供にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的を達成するための構成は、物体側より順に
正屈折力の第1群、負屈折力の第2群、正屈折力の第3
群より成り、第3群の最も物体側のレンズは負レンズで
あり、物体側に強い凹面を有し、フオーカシングの際
に、第2群を移動することにより焦点合せをし、下記の
条件 (1)0.7<f1/f<0.85 (2)0.45<|f2|/f<0.6 (3)2.5<|φ3a|・f<4.5 但し、f…全径の焦点距離 f1…第1群の焦点距離 f2…第2群の焦点距離 φ3a…第3群中最も物体側のレンズ面の屈折力。
を満足する構成とする。
更に高い光学性能を得るために、第1群は望ましくは少
なくとも3枚の正レンズと2枚の負レンズを有し、負レ
ンズのうち1枚は最も像側に配置され、物体側へ凸面を
向けた負メニスカスレンズであり、第2群は、少なくと
も正レンズと負レンズを貼り合せた接合レンズを有す
る。他方、第3群は最も物体側に物体側へ強い凹面を向
けた負レンズと正レンズを貼り合せた接合レンズを有
し、下記の条件 但し、θ3a…第3レンズ群の接合レンズ中、 負レンズの部分分散比 θ3b…第3レンズ群の接合レンズ中、 正レンズの部分分散比 ν3a…第3レンズ群接合レンズ中、 負レンズのアツベ数 ν3b…第3レンズ群接合レンズ中 正レンズのアツベ数 を満足することが望ましい。
〔実施例〕
本実施例では第1図,第2図の如く、第1群1を3枚の
正レンズと2枚の負レンズ構成し、負レンズのうち1枚
は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
最も像面側に配置してある。まず、物体側の正レンズ2
枚と負レンズ1枚の作用について説明する。これによ
り、第1群を通る光束を滑らかに収れんさせ、高次収差
の発生を少なくすることが可能で、その結果、後続の第
2群2の移動による収差変動を軽減している。又、第1
実施例及び第2実施例では、物体側から第2の正レンズ
と第1の負レンズとの間に形成した空気レンズにより、
球面収差、像面を更に良好に補正している。そして最も
像面側に配置され、物体側へ凸面を向けた負メニスカス
レンズにより、第2群を移動してフオーカシングを行う
際の収差変動、特に内向性コマ収差とメリデイオナル像
面の過剰傾向となる収差変動を良好に補正している。第
2群は、正レンズと負レンズを貼り合せた接合レンズを
有するように構成し、g線の球面収差のフレアー及び第
2群を移動させてフオーカシングを行ったときの、色収
差の変動をバランス良く補正している。
正屈折力の第3群3は、物体側から順に物体側へ強い凹
面を向けた負レンズと像側へ強い凸を向けた正レンズを
貼り合せた接合レンズと両凸レンズからいわゆるガウス
タイプのレンズ群を構成し、高次球面収差の変動とコマ
収差を良好に補正している。又接合レンズの負レンズと
正レンズの硝種を適切に設定することにより、色収差を
良好に補正している。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(1)は第1群の正の屈折力に関し、主にレンズ
全長の短縮化を図りつつ画面全体の諸収差をバランス良
く補正する為のものである。条件式(1)の上限値を越
えて第1群の屈折力が弱くなりすぎると第1群中の第3
レンズ以降のレンズ径が増大すると共に第2群でフオー
カスする際の移動量が増し、この結果移動空間を十分確
保しなければならなくなり、レンズ全長が長くなってく
るので良くない。条件式(1)の下限値を越えて第1群
の屈折力が強くなりすぎるとレンズ全長は短縮されるが
大口径比化を図る際の収差補正、特にメリデイオナル像
面が補正不足、歪曲収差が補正過剰となり、これらの収
差を良好に補正するのが困難になってくる。
又、第1群のレンズ構成を前述の如く構成した場合、第
1群の屈折力が条件式(1)の下限値を外れて強くなり
すぎると外向性コマ収差が多く発生し、更に高度の色収
差を行う為に第1群に異常分散ガラス、例えば蛍石(Ca
F2)やUDガラスを用いた場合g線の外向性コマ収差が多
く発生し、これらの収差をバランス良く補正するのが難
しくなってくる。
条件式(2)は第2群の屈折力に関し、主に第2群を移
動させてフオーカスを行ったときの収差変動を良好に補
正する為のものである。条件式(2)の上限値を越えて
屈折力が弱くなりすぎると球面収差が補正不足となり、
又第2群でフオーカスをする際の移動量が増大し、この
結果至近物体距離が長くなると共に移動空間を十分確保
しなければならなくレンズ全長が長くなってくるので良
くない。
条件式(2)の下限値を越えて屈折力が強くなりすぎる
と球面収差が補正過剰となり、特に近距離物体で著しく
補正過剰となってくる。又第2群中の接合レンズの貼り
合わせレンズ面によって色収差(g線の球面収差やフオ
ーカスにおける色収差の変動)をバランス良く補正する
のが困難となり、特にg線のフレアーを良好に補正する
のが難しくなってくる。
条件式(3)は、第3群中最も物体側に配置された負レ
ンズの物体側凹面の屈折力に関しており、条件式(1)
(2)を満足した上で、収差変動を良好に抑えつつ画面
全体の諸収差をバランス良く補正する為のものである。
第1群から射出し、球面収差が著しくアンダー傾向にあ
る軸上光束は、近距離撮影時は、第2群が像面側へ移動
しているため、第2群の光軸から近い部分を通過し、第
2群を射出した時点では球面収差が強いアンダーとなっ
たままである。従って条件式(3)の下限値を越えて発
散性が弱くなると、近距離になるにつれてアンダーとな
る球面収差の変動を補正しきれず、又内向性コマ収差が
発生し、歪曲収差が補正不足となってくる。条件式
(3)の上限値を越えて発散性が強くなると、逆に球面
収差は補正過剰となり外向性コマ収差が増大し、又歪曲
収差が補正過剰となってくる。
終りに条件式(4)は、2次スペクトルを良好に補正
し、更に高い光学性能を得るための条件である。望遠レ
ンズにおいて、良好な光学性能を得るためには、特に2
次スペクトルを小さく抑えることが重要である。従来
は、正屈折力の前群の正レンズ負レンズに適切な硝子の
組み合せを行うことで2次スペクトルを補正していた。
後群の正レンズと負レンズに適切な硝子を組み合せたと
思われるものもあったが、色収差が大きく変動し、その
効果は十分なものと言えなかった。
そこで本発明において、前述の如くレンズ構成し、第3
群の接合レンズの負レンズと正レンズにも適切な硝子の
組み合せを行うことによって、2次スペクトルが極めて
少なく、かつ色変動の少ない大口径比の望遠レンズを実
現した。即ち、条件式(4)を満足することにより、そ
の目的を達成することが可能となる。
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番目のレンズ面の極率半径、Di
は物体側より第i番目のレンズ厚及び空間間隔、Niとν
iは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラスの屈
折率とアツベ数である。
〔発明の効果〕 本発明によれば、前述の如くレンズ構成することによ
り、大口径比で、高い光学性能を有した、収差変動の少
ない簡易なレンズ構成のリアフオーカス方式の望遠レン
ズを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図,第3図は各々本発明の数値実施例1,2,
3のレンズ断面図、第4図,第5図,第6図は各々本発
明の数値実施例1,2,3の諸収差図である。収差図におい
て(A)は無限遠物体、(B)は近距離の物体距離にお
ける収差である。 図中1,2,3は各々第1,第2,第3群,ΔSはサジタル像
面、ΔMはメリデイオナル像面である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に正屈折力の第1レンズ群、
    負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群より
    成り、第3レンズ群の最も物体側のレンズは負レンズで
    あり、物体側に強い凹面を有し、フオーカシングの際
    に、第2レンズ群を移動することにより焦点合せをし、
    下記の条件を満足することを特徴とする大口径比望遠レ
    ンズ。 0.7<f1/f<0.85 0.45<|f2|/f<0.6 2.5<|φ3a|・f<4.5 但し、fは全系の焦点距離 f1は第1レンズ群の焦点距離 f2は第2レンズ群の焦点距離 φ3aは第3レンズ群中最も物体側のレンズ面の屈折力。
  2. 【請求項2】前記第3レンズ群は最も物体側に、物体側
    へ強い凹面を向けた負レンズと正レンズとを接合した接
    合レンズを有し、以下の条件を満足する特許請求の範囲
    第1項記載の大口径比望遠レンズ。 但し、θ3aは第3レンズ群の接合レンズ中、 負レンズの部分分散比 θ3bは第3レンズ群の接合レンズ中、 正レンズの部分分散比 ν3aは第3レンズ群接合レンズ中、 負レンズのアツベ数 ν3bは第3レンズ群接合レンズ中 正レンズのアツベ数
  3. 【請求項3】前記第1レンズ群は少なくとも3枚の正レ
    ンズと2枚の負レンズを有し、負レンズの内1枚はこの
    レンズ群中で最も像側に配置され且つ物体側へ凸を向け
    たメニスカス形状を成す特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載の大口径比望遠レンズ。
  4. 【請求項4】前記第2レンズ群は正レンズと負レンズの
    接合負レンズを有する特許請求の範囲第3項記載の大口
    径比望遠レンズ。
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