JPH0718972B2

JPH0718972B2 - 大口径比写真レンズ

Info

Publication number: JPH0718972B2
Application number: JP58207357A
Authority: JP
Inventors: 尚志後藤
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-11-07
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: US4708445A; JPS60100115A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、無限遠物体から撮影倍率が1/2倍以上の極め
て近距離の物点に至るまで高性能な撮影を可能とする大
口径比対物レンズに関するものである。

従来技術ガウスタイプ又は変形ガウスタイプのレンズ系は、諸収
差の自由度が多く大口径比写真レンズとして優れてい
る。また上記タイプのレンズ系は対称形であるために物
体距離の変化、いい換えれば倍率の変化に対する収差の
変動も少なくなし得る。しかしながらより大口径比にし
かつ極近距離撮影を行なつた時には、性能の悪化が目立
ち倍率1/5倍あたりから収差の変動が大きくなる。

従来このような撮影倍率を変化した時の性能の劣化を防
止するために、撮影倍率を高くするにつれて絞り間隔を
拡げるか、それに加えて絞りより後方の空気間隔を変化
させる方法が知られている。例えば特開昭57−46221
号，同57−8513号，同56−107208号，同57−192916号，
同55−28038号の各公報に記載された方法がそれであ
る。

しかし上記方法のように絞り間隔を拡げた時、球面収差
の変動を少なくするためには、物体が近距離になつても
絞りより前のレンズ群から射出する軸上光線があまり発
散しないように絞りより前のレンズ群に屈折力を定めな
ければならない。

一方ガウスタイプ又は変形ガウスタイプのレンズ系を、
大口径比にすると共に充分に長いバツクフオーカスを得
るためには、絞りより前の前群の屈折力が絞りより後の
後群の屈折力より著しく弱くなるのが一般的傾向であ
る。又大口径比にする場合は、各レンズ特に後群の各レ
ンズを厚くしないと収差を補正しにくくそのためにバツ
クフオーカスが短くなつてしまう。したがつて無限遠物
体を撮影する状態で充分なバツクフオーカスを得るため
には、絞りより前の前群の屈折力を更に弱めなければな
らず、このことが常用の標準レンズ並の明るさのレンズ
が実用化されなかつた理由である。

目的本発明の目的は、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折
力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群とよりな
るレンズ系と、レンズ系全体を繰り出すと共に第１レン
ズ群と第２レンズ群との間隔を拡大することによつて無
限遠物体から撮影倍率が1/2倍以上の極近距離物体まで
の広い撮影範囲にわたり良好に収差補正を行なつた大口
径比写真レンズを提供することにある。

概要本発明の写真レンズは、正の屈折力を有する第１レンズ
群と負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を
有する第３レンズ群とよりなるレンズ系である。

一般に無限遠物体あるいは撮影倍率が1/10倍程度の距離
の物体に対する収差補正が良好になされたガウスタイプ
又は変形ガウスタイプのレンズ系では、撮影倍率が高く
なるにつれて軸外光束の非対称性収差が悪化する。つま
り上記レンズ系では、多くの場合外向性のコマ収差が発
生する。

本発明のレンズ系は、第１レンズ群と第２レンズ群の間
隔を拡げるようにしたので、第１面の曲率中心より物体
側にあつた入射瞳が第１面の曲率中心に近づき、軸外光
束が第１面へ入射する時の入射角が小さくなり第１レン
ズ群から射出する軸外光束がより平行光束に近づき外向
性のコマが補正される。

一方、球面収差に関しては、近距離撮影時に軸上光束が
第１レンズ群を射出した時にほぼ平行光束になるように
第１レンズ群の屈折力を定めることにより収差を良好な
状態に保持し、性能の劣化を防ぐことが出来る。又第２
レンズ群の屈折力を適当に定めることによつて絞りより
前のレンズ系（第１レンズ群と第２レンズ群）の全体の
屈折力を充分に弱くすることが出来、充分長いバツクフ
オーカスを得ることができる。

マクロレンズとして使用する時はその性質上歪曲収差が
小さいことが要求される。一方一般にガウスタイプ又は
変形ガウスタイプのレンズ系は、近距離物体に合焦する
ために全体繰り出しをすると、歪曲収差がマイナス側に
変化する。そのために無限遠物体に合焦している時にか
なりプラス側に歪曲収差を補正しておかなければならな
い。

本発明のレンズ系は、近距離物体に合焦する時に絞りよ
り前にある正のレンズ群（第１レンズ群）を絞りより遠
ざける方向に移動させるようにした。そのために歪曲収
差はプラス側に変化する。したがつて歪曲収差の補正は
極めて容易となり無理なく補正出来るので他の収差の補
正も容易になる。

合焦の際に第１レンズ群をフローテイングさせても色収
差が変化しないようにするためには、このレンズ群単独
で色収差が良好に補正されていなければならない。これ
に加えて、撮影倍率の範囲が広いために高次の収差を少
なくする必要がある。そのために第１レンズ群は物体側
に凸面を向けた負のメニスカスと正レンズとより構成す
る必要がある。

又第１レンズ群と第２レンズ群のみで倍率の色収差が補
正されているために、第３レンズ群は単独で倍率の色収
差が補正されなければならない。そのために第３レンズ
群は、最も像側に正レンズと負レンズの接合レンズある
いは負レンズを配置した構成にしてある。

以上述べたようにレンズ系全体を繰り出すと共に第１レ
ンズ群と第２レンズ群の間を拡げることによつて本発明
の目的を達成し得るが、撮影倍率を変化させるのに応じ
て絞り間隔つまり第２レンズ群と第３レンズ群の間の空
気間隔を変化させれば、更に結像性能を向上させること
が出来る。

前述のように単にレンズ系全体を繰り出した時、撮影倍
率1/5倍付近から収差の悪化が目立つようになる。しか
し実際には、1/30倍,1/10倍であつても結像性能は、無
限遠物点に対するものに比べれば悪くなつている。この
結像性能の悪化は前述の第１レンズ群と第２レンズ群の
間隔を拡げることにより補正し得る。更に1/10倍から1/
5倍にかけて像面わん曲等の収差をコマ収差等と同時に
補正するためには、絞りの間隔を変化させて、第１レン
ズ群と第２レンズ群の間隔を変化させたのとバランスさ
せることが効果的である。特に1/10倍から1/5倍にかけ
ては、前述のように絞りの前のレンズ群の屈折力が弱く
ても物体からの光束が絞りのところで発散しないので、
この間隔を変化させても球面収差に悪影響を及ぼすこと
がない。

以上述べたレンズ系において次の条件（１）乃至条件
（２）を満足させることは、レンズ系の特性を向上させ
る上で望ましい。

ただしｆは全系の焦点距離、f_Iは第１レンズ群の焦点距
離、f_Fは絞りより前のレンズ系の焦点距離、ν_１は第１
レンズのアツベ数、ν_Ｌは最後の負レンズのアツベ数で
ある。

条件（１）において上限，下限いずれをこえても近距離
に合焦した時の球面収差の変動が激しくなる。条件
（２）の下限をこえるとバツクフオーカスを十分にとれ
なくなる。又上限をこえると絞りの間隔を変化させた
時、低倍率でも球面収差の変動が大きくなる。条件
（３）の範囲をこえると撮影倍率を変化させた時の倍率
の色収差の変動が大きくなりすぎる。条件（４）の範囲
をこえると倍率の色収差が補正しきれなくなる。

実施例以上詳細に説明した本発明の大口径比写真レンズの実施
例を次に示す。

実施例１ r₁＝14.0333 d₁＝0.0294 n₁＝1.60342 ν_１＝38.01 r₂＝0.6959 d₂＝0.0196 r₃＝1.0209 d₃＝0.0784 n₂＝1.71300 ν_２＝53.84 r₄＝−1.5891 d₄＝0.0006 r₅＝0.5483 d₅＝0.1407 n₃＝1.78590 ν_３＝44.18 r₆＝1.0331 d₆＝0.0395 r₇＝−3.4760 d₇＝0.0235 n₄＝1.60562 ν_４＝43.72 r₈＝0.5679 d₈＝0.2074 r₉＝−0.3035 d₉＝0.0216 n₅＝1.60729 ν_５＝49.19 r₁₀＝−0.5006 d₁₀＝0.0726 n₆＝1.73520 ν_６＝41.08 r₁₁＝−0.3651 d₁₁＝0.0020 r₁₂＝−11.4878 d₁₂＝0.0468 n₇＝1.72000 ν_７＝50.25 r₁₃＝−0.7911 d₁₃＝0.0020 r₁₄＝2.7684 d₁₄＝0.0725 n₈＝1.72000 ν_８＝50.25 r₁₅＝−0.7107 d₁₅＝0.0255 n₉＝1.80518 ν_９＝25.43 r₁₆＝−32.2084 ｆ＝1,F/2.0,ω＝22.8° f_I＝2.91,f_F＝8.33 β＝0.50の時 d₄＝0.116 実施例２ r₁＝1.1356 d₁＝0.0396 n₁＝1.68893 ν_１＝31.08 r₂＝0.7265 d₂＝0.0451 r₃＝3.1457 d₃＝0.0636 n₂＝1.71300 ν_２＝53.84 r₄＝−1.6344 d₄＝0.0031 r₅＝0.4659 d₅＝0.1467 n₃＝1.77250 ν_３＝49.66 r₆＝1.0347 d₆＝0.0275 r₇＝−5.9928 d₇＝0.0235 n₄＝1.58921 ν_４＝41.08 r₈＝0.4357 d₈＝0.2013 r₉＝−0.4482 d₉＝0.1291 n₅＝1.71285 ν_５＝43.19 r₁₀＝−0.6286 d₁₀＝0.0020 r₁₁＝−1.5158 d₁₁＝0.0450 n₆＝1.72000 ν_６＝43.70 r₁₂＝−0.5875 d₁₂＝0.0020 r₁₃＝1.8771 d₁₃＝0.0817 n₇＝1.72916 ν_７＝54.68 r₁₄＝−0.6521 d₁₄＝0.0255 n₈＝1.75520 ν_８＝27.51 r₁₅＝−4.8988 ｆ＝1,F/2.0,ω＝22.8° f_I＝2.97,f_F＝4.16 β＝0.50の時 d₄＝0.151 実施例３ r₁＝1.1032 d₁＝0.0393 n₁＝1.68893 ν_１＝31.08 r₂＝0.7024 d₂＝0.0448 r₃＝3.2065 d₃＝0.0630 n₂＝1.71300 ν_２＝53.84 r₄＝−1.6032 d₄＝0.0031 r₅＝0.4280 d₅＝0.1259 n₃＝1.77250 ν_３＝49.66 r₆＝0.9913 d₆＝0.0276 r₇＝−20.4265 d₇＝0.0228 n₄＝1.58144 ν_４＝40.75 r₈＝0.3847 d₈＝0.2045 r₉＝−0.4530 d₉＝0.0214 n₅＝1.68250 ν_５＝44.65 r₁₀＝1.7560 d₁₀＝0.1066 n₆＝1.72000 ν_６＝41.98 r₁₁＝−0.6318 d₁₁＝0.0019 r₁₂＝−1.2667 d₁₂＝0.0437 n₇＝1.77250 ν_７＝49.66 r₁₃＝−0.6228 d₁₃＝0.0019 r₁₄＝2.9120 d₁₄＝0.0763 n₈＝1.77250 ν_８＝49.66 r₁₅＝−0.5707 d₁₅＝0.0253 n₉＝1.75520 ν_９＝27.51 r₁₆＝−3.3913 ｆ＝1,F/20,ω＝22.8° f_I＝3.05,f_F＝3.88 β＝0.10の時 d₄＝0.026,d₈＝0.2061 β＝0.51の時 d₄＝0.154,d₈＝0.2045 実施例４ r₁＝1.1102 d₁＝0.0396 n₁＝1.68893 ν_１＝31.08 r₂＝0.7068 d₂＝0.0450 r₃＝3.2268 d₃＝0.0634 n₂＝1.71300 ν_２＝53.84 r₄＝−1.6134 d₄＝0.0031 r₅＝0.4640 d₅＝0.1480 n₃＝1.77250 ν_３＝49.66 r₆＝1.0230 d₆＝0.0274 r₇＝−6.5917 d₇＝0.0235 n₄＝1.58921 ν_４＝41.08 r₈＝0.4300 d₈＝0.2134 r₉＝−0.4558 d₉＝0.0215 n₅＝1.68250 ν_５＝44.65 r₁₀＝1.7661 d₁₀＝0.1073 n₆＝1.72000 ν_６＝41.98 r₁₁＝−0.6363 d₁₁＝0.0020 r₁₂＝−1.3843 d₁₂＝0.0446 n₇＝1.72000 ν_７＝43.70 r₁₃＝−0.6025 d₁₃＝0.0020 r₁₄＝2.1499 d₁₄＝0.0775 n₈＝1.72916 ν_８＝54.68 r₁₅＝−0.5743 d₁₅＝0.0255 n₉＝1.75520 ν_９＝27.51 r₁₆＝−3.4128 ｆ＝1,F/2.0,ω＝22.8° f_I＝3.07,f_F＝4.48 β＝0.50の時 d₄＝0.151 ただしr₁，r₂，・・・はレンズ各面の曲率半径、d₁，
d₂，・・・は各レンズの肉厚および空気間隔、n₁，n₂・
・・は各レンズの屈折率，ν_１，ν_２，・・・は各レン
ズのアツベ数である。

各実施例のうち、実施例１は第１図，第２図に示すレン
ズ構成のもので、第３レンズ群が接合メニスカスレン
ズ、単レンズそして最も像側の正レンズと負レンズの接
合レンズよりなつている。これら図のうち第１図は無限
遠物体撮影時の状態を示し、又第２図は第１レンズ群を
他のレンズ群よりも大きく繰り出して最至近距離の物体
に合焦した時の状態を示す。この実施例の収差状況は第
３図，第４図に示す通りで、そのうち第３図は無限遠物
体撮影時で第４図は最至近距離物体撮影時に対するもの
である。又第５図は同じレンズ系で単に全体繰り出しに
より合焦した時のものである。これら図より第１レンズ
群と第２レンズ群の間隔を拡大することにより特にコマ
収差が良好に補正されていることがわかる。

実施例２は第６図、第７図に示すレンズ構成のもので、
第３レンズ群は二つのメニスカス状単レンズおよび正レ
ンズと負レンズの接合レンズよりなる。これら図のうち
第６図は無限遠物体撮影時の状態であり、第７図は最至
近距離物体撮影時の状態である。これら状態の収差状況
は第８図，第９図に夫々示してある。又第10図は全体繰
り出しにより合焦した時の収差状況を示す図である。こ
の実施例では上記のように第３レンズ群の物体側のレン
ズを単レンズにしてあるが、色収差は実用上問題がない
程度に良好に補正されている。

実施例３は第11図乃至第13図に示す通りである。この実
施例は中間撮影倍率において第２レンズ群と第３レンズ
群の間隔を変化させたものである。つまり第11図はこの
実施例のレンズ系の無限遠物体撮影時の状態であり、第
12図は第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を拡げると共
に第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させた中間
撮影倍率の状態であり更に第13図は、第１レンズ群と第
２レンズ群の間隔を更に拡げた最至近距離物体撮影時に
おける状態である。これら各状態に対する収差状況は、
夫々第14図，第15図，第16図に示してある。又このレン
ズ系で全体繰り出しによる合焦を行なつた時の中間倍率
および最至近距離倍率における収差状況は第17図乃至第
18図の通りである。

実施例４は第19図，第20図に示すレンズ構成で、そのう
ち第19図は無限遠物体撮影時、第20図は最至近距離物体
撮影時の状態である。これら状態の収差状況は夫々第21
図，第22図に示す通りである。又第23図は全体繰り出し
による場合のものである。

発明の効果本発明の写真レンズは、上記の実施例より明らかなよう
に口径比が大でしかも全体繰り出しでは収差が悪化する
極近距離物体まで収差の変動が少なく良好に補正されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の実施例１の断面図、第３図，
第４図は上記実施例１の収差曲線図、第５図は同レンズ
系の全体繰り出しの場合の収差曲線図、第６図，第７図
は本発明の実施例２の断面図、第８図、第９図は上記実
施例２の収差曲線図、第10図は同レンズ系の全体繰り出
しの場合の収差曲線図、第11図乃至第13図は本発明の実
施例３の断面図、第14図乃至第16図は上記実施例３の収
差曲線図、第17図，第18図は同レンズ系の全体繰り出し
の場合の収差曲線図、第19図，第20図は本発明の実施例
４の断面図、第21図，第22図は上記実施例４の収差曲線
図、第23図は同レンズ系の全体繰り出しの場合の収差曲
線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側に凸面を向けた負のメニスカスレン
ズと正レンズからなり全体として正の屈折力を有する第
１レンズ群と、正レンズと負レンズとからなる第２レン
ズ群と、最も像側に配置されるレンズが正レンズと負レ
ンズの接合レンズ又は負の単レンズであり全体として正
の屈折力を有する第３レンズ群と、前記第２レンズ群と
前記第３レンズ群との間に配置された絞りとより構成さ
れ、無限遠から近距離に合焦する際に全体繰り出しと共
に第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を拡大することを
特徴とした大口径比写真レンズ。
【請求項２】無限遠から近距離にへ合焦する際に全体繰
り出しと共に第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を拡大
し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を変化させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲（１）の大口径比写真レ
ンズ。
【請求項３】下記条件を満足する特許請求の範囲（１）
又は（２）の大口径比写真レンズ。（１）1.5＜f₁/f＜４（２）ν_１＜40 （３）２＜f_F/f＜９（４）ν_Ｌ＜40 ただし、ｆは全系の焦点距離、f₁は前記第１レンズ群の
焦点距離、f_Fは前記第１レンズ群と第２レンズ群の合成
焦点距離、ν_１は前記第１レンズ群の最も物体側のレン
ズのアッベ数、ν_Ｌは前記第３レンズ群の最も像側の負
レンズのアッベ数である。