JPH04118612A - レトロフォーカス型広角レンズ - Google Patents

レトロフォーカス型広角レンズ

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JPH04118612A
JPH04118612A JP2205956A JP20595690A JPH04118612A JP H04118612 A JPH04118612 A JP H04118612A JP 2205956 A JP2205956 A JP 2205956A JP 20595690 A JP20595690 A JP 20595690A JP H04118612 A JPH04118612 A JP H04118612A
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Katsuhisa Tsutsumi
勝久 堤
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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、近距離物体へのフォーカシング時に生ずる特
に像面彎曲、非点収差の変化を最小に抑えるよう補正し
得るテレビカメラ用等の高性能広角撮影用のレトロフォ
ーカス型レンズに関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、テレビカメラ用等に使われるレンズなどには、
その焦点距離に比べ数倍ものバックフォーカスが要求さ
れるために、前群に負の屈折力、後群に正の屈折力の配
置からなるレトロフォーカス型レンズが用いられている
。この種レトロフォーカス型レンズのフォーカシングに
は、レンズ全体繰り出しを行うことが一般に行われてい
る。
さらに、レトロフォーカス型レンズのフォーカシングに
さいし、レンズ全体繰り出しを行いつつ負の屈折力を持
つ前群を戻す方向に移動させて、著しく変化する像面湾
曲収差を補正し、至近物体までフォーカシングする技術
が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
このレトロフォーカス型レンズにおいて、フォーカシン
グにさいし、前者のレンズ全体繰り出しを行う場合には
、この種レンズが前群に負の屈折力、後群に正の屈折力
を有する非対称性であるため、無限遠と至近距離の間の
物点を基準に収差補正を行ったとしても、フォーカシン
グをレンズ全体繰り出しによって行った場合、その基準
距離での収差補正は行えても無限遠から至近距離までの
特に像面彎曲収差の変動が著しく、優れた像を得ること
ができなかった。例えば、後記する実施例の光学系を用
いたとしても、フォーカシングをレンズ全体繰り出しで
行った場合には、第5.9.13.17図に示すように
、至近物点において諸収差を生ずる欠点があった。
そして、レトロ、フォーカス型レンズのフォーカシング
にさいし、例えば、レンズ全体繰り出しを行いつつ負の
屈折力を持つ前群を戻す方向に移動させて、著しく変化
する像面湾曲収差を補正しつつ、至近物体までフォーカ
シングする場合には、このような方式の超広角レンズや
焦点距離がバックフォーカスに比べ極端に短いレンズで
は、前群の負の屈折力が強くなり、収差補正も困難とな
るため、レンズ枚数も増え、そのため外径も大きく、重
量も重くなってしまうなどの理由から、フォーカシング
時の操作性が悪く、しかも近距離性能の収差補正も不十
分であった。
そこで、本発明は、これらの問題点を解決した無限遠か
ら至近距離までの収差変動を補正し得るフォーカシング
を行うレトロフォーカス型広角レンズを提供することを
目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のレトロフォーカス型広角レンズは、かかる目的
を達成するために、負の屈折力を持つ前群G3.2と正
の屈折力を持つ後群G3からなるレトロフォーカス型レ
ンズにおいて、前記前群61.2は、物体側に凸面を向
けた負のメニスカスレンズで始まり、像面側に凹面を向
けた負の屈折力を持つレンズで終わる固定群G1 と、
物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズで始まる
補正群G2とからなり、フォーカシング時に前群の固定
群Gは結像面に対して固定となし、前群の補正群G2と
後群G3を共に移動させ、その間の間隔を変えることに
よりフォーカシングを行うようになしたことを特徴とす
るものである。
〔作用〕
本発明に係るレンズ系のレンズ構成と移動態様を示す第
1図において、C,、、は合成焦点距離が負の前群、G
、は前群C; l + 2の固定群、G2は前群Gl、
2の補正群、G3は合成焦点距離が正の後群、Xは光軸
、■は結像面である。
そして、フォーカシングを行う場合は、後群G3を前後
に移動させるが、無限遠から至近距離方向へのフォーカ
シングにさいしては前方へ移動させ、補正群G2と後群
G3との間の空気間隔D2を減少させる。
さらに、このフォーカシングにさいして、本発明では前
群G5,2を外径が太き(で重い固定群G。
と外径が小さく軽量の補正群G2とに分割して外径が大
きくて重い固定群Glを固定することにより、操作性の
悪化を回避すると共に、外径が小さく軽量の補正群G2
を後群G3と逆方向に移動させることにより、フォーカ
シングに伴う無限遠から至近距離までの諸収差を補正す
ることができる。
無限遠から至近距離方向へのフォーカシングにさいし、
固定群GIと補正群G2との間の空気間隔D1は増加す
るが、固定群G1と補正群G2の移動は直線的でも非線
形的でもよい。収差補正上では非線形であることが望ま
しいことが多い。
前群G1.2の固定群G、が像面側に凹面を向けた負の
屈折力を持つレンズで終わり、前群G1.2の補正群G
2が物体側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズで始
まる構成とするので、固定群G1と補正群G2との間に
諸収差を良好に補正することができる空気間隔を設ける
ことが可能となる。
前記レンズ系の前群G1,2の合成群の屈折力をφ算、
2、補正群G2の屈折力をφ2としたとき、−0,18
≦φ2/φ1,2≦0.45   (1)なる条件を満
足することが望ましい。
(1)式は、前群G1,2を構成する固定群G1と補正
群G2のパワー配分を定めるもので、この条件(1)の
下限より小さくなると、物体距離の変化に伴うフォーカ
シング時の倍率色収差の変動の補正が困難となりやすい
。また、条件(1)の上限より太きくなると、任意の物
体距離での倍率色収差の画角による変動を補正すること
が困難となるだけでなく、物体距離の変化に伴うフォー
カシング時のコマ収差の変動が大きくなり、補正不可能
となりやすい。
さらに、前記レンズ系の前群の01群の最終面と02群
の初回の曲率半径を、それぞれR+、Rzとしたとき、 0.5≦R2/ Rr、≦1゜2(2)なる条件を満足
することが望ましい。
(2)式は、固定群G1と補正群G2の間にできるエア
ギャップの形状を規定するもので、条件(2)の下限よ
り小さくなると、物体距離の変化に伴うフォーカシング
のコマ収差の変動が大きくなったり、前群にある凹メニ
スカスレンズの形状が加工困難になりやすい。また、条
件(2)の上限より大きくなると、コマフレアーが大き
くなり充分な性能が得られにくい。
〔実施例〕
以下、本発明の各実施例を詳述することとする。
ただし、以下の説明において、 m:物体側より順次数えた面番号 r、:物体側から数えて第1番目のレンズ成分の曲率半
径 di :物体側から数えて第1番目のレンズ成分の厚み
または空気間隔 net:物体側から数えて第1番目のレンズ成分のe線
に対する屈折率 シ4.:物体側から数えて第1番目のレンズ成分のアツ
ベ数 r :焦点距離 Bf:バックフォーカス F :有効Fナンバー 物体距lII: レンズ系の前群レンズの頂点から物体
までの距離 とする。
第1実施例は第2図に示したレンズ構成に基づいたもの
であって、物体側から順に前群G1,2の固定群GIは
物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL1と物体
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL2と両凸レン
ズL、と物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL
4とから構成すれ、前群G9,2の補正群G2は物体側
に強い凸面を向けた両凸レンズL、と物体側に凸面を向
けた負のメニスカスレンズL6と両凸レンズL7と両凹
レンズLllとの接合レンズL7.8とから構成され、
後群G、は両凹レンズL9と両凸レンズLieとの接合
レンズL9410と物体側に凸面を向けた負のメニスカ
スレンズLl+と両凸レンズLI2との接合レンズLl
l。12と物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ
L13と物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズL
目との接合レンズL1314と物体側に凹面を向けた負
のメニスカスレンズLI5と両凸レンズLI&との接合
レンズL15゜16と物体側に凹面を向けた正のメニス
カスレンズLI7と両凸レンズLlllとから構成され
ている。なお、L3.。
L2゜はプリズムPであり、絞りSはレンズL1゜とレ
ンズL、との間の位置にある。
具体的構成は、下表のとおりである。
113.016 52.644 133.747 52.779 265.171 103.514 93.894 48.944 38.601 −147.656 46.154 18.034 85.695 −28.235 27.853 −88.664 17.089 −85.172 538.373 3.5 12.4 3.0 11.4 12.2 0.3 2.2 可変 14.7 0.2 2.0 6.8 6.7 2.0 可変 2.0 6.3 12.5 3.5 1.77620 1.82017 1.48914 1.85026 1.57561 1.88814 1.85501 1.82548 1.73233 1.72310 1.88814 49.6 46.6 70.4 41.7 44.7 40.8 23.9 45.3 54.7 29.5 40.8 20   22.730 21   −39.609 22  −388.202 23   −19.124 24   −43.720 25 −2222.300 26   91.358 27   −64.337 28  −194.823 29   −29.043 30   70.108 31  −257.887 32    ω 焦点圧111f =5.0 画角=95.5゜ F  =1.8 物体距離 d冨 8.7 0.3 6.8 2.5 0.3 2.5 5.8 2.2 7.1 0.3 7.1 2.0 33、O 13,2 7,2 簡 2.16 1.51976 1.49845 1.85649 1.85649 1.49845 1.48915 1.71615 1.58566 1.51872 270閣 6.29 52.4 81゜6 32.3 32.3 81.6 70.2 53.9 46.4 64.0 d+s         43.56     38.
79Bf          3B、65     3
9.29φ2/ φL2  =0.31 R2/ Rl   =0.79 この具体的構成による各収差曲線は、物体距離が■の場
合には第3図、物体距離が270mの場合には第4図の
如くなる。
また、第2実施例は第6図に示したレンズ構成に基づい
たものであって、物体側から順に前群G1,2の固定群
G1は物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL1
 と両凸レンズL2と物体側に凸面を向けた負のメニス
カスレンズL3と物体側に凸面を向けた負のメニスカス
レンズL4とから構成され、前群Gl、2の補正群CZ
は物体側に強い凸面を向けた両凸レンズL5と物体側に
凸面を向けた負のメニスカスレンズL6と両凸レンズL
フと両凹レンズLI+との接合レンズL1.8とから構
成され、後群G3は両凹レンズL9と両凸レンズL/I
I鵜との接合レンズL9.1゜と物体側に凹面を向けた
負のメニスカスレンズL11と両凸レンズLI2と物体
側に凹面を向けた正のメニスカスレンズl−+2と物体
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL14と両凸レ
ンズLI5との接合レンズL ra*r、と物体側に凸
面を向けた負のメニスカスレンズL16と両凸レンズL
l’lとの接合レンズL+4+I?と両凸レンズL、t
sとから構成されている。なお、L12.  L2゜は
プリズムPであり、絞りSはレンズLteとレンズLl
lとの間の位置にある。
具体的構成は、下表のとおりである。
mrd     n・    シー 1  139.909  3.5  1.77620 
49.62  67.342  14.5 3  195.911  12.2  1.51825
 64.14 −315.719  0.2 5  92.159  2.4  1.88814 4
0.86  43.992  8.7 7  101.956  2.3  1.82548 
45.38  61.819   可変 9  45.618  12.0  1.63509 
35.810 −314.075  0.3 83.874 29.637 104.710 −36.407 63.906 −1305.900 26.669 244.808 34.922 −934.482 461.757 −46.269 −820.558 −67.528 7538.900 88.227 −88.224 114.166 56.804 −145.041 2.1 6.5 10.5 2.1 可変 2.0 11、O 15,6 5,7 0,8 9,5 0,2 8,8 0,2 2,2 11,0 0,2 2,3 11,8 0,2 1,88814 1,81264 1,88814 1゜?2309 1.72310 1.88814 1.49845 1.49845 1.85649 1.48915 1.85649 1゜48915 40゜8 25.4 40.8 49.1 29.5 40.8 81.6 81.6 32.3 70.2 32.3 70.2 31    62.9B6   10.7   1.7
161532  −518.147   2.033 
   (1)     50.534     00 
    18、.535    ω     16.0 焦点距離f =9.7 wm 画角−80,2’ F =1.2 物体路ji[o。
d s       3.26 d +566.80 Bf       59.91 φ2/φ1.2 =0.20 R2/ RI  =0.74 この具体的構成による各収差曲線は、物体距離が■の場
合には第7図、物体距離が450mの場合には第8図の
如くなる。
また、第3実施例は第10図に示したレンズ構成に基づ
いたものであって、物体側から順に前群G1,2の固定
群G、は物体側に凸面を向けた負の55.4 1.69979 53.9 64.0 450閣 7.16 62.28 60.53 1.51872 メニスカスレンズL1と両凸レンズL2と物体側に凸面
を向けた負のメニスカスレンズL3とがら構成され、前
群G5,2の補正群G2は両凸レンズL4と物体側に凸
面を向けた負のメニスカスレンズL5と両凸レンズL6
と両凹レンズL7との接合レンズL6゜7とから構成さ
れ、後群G3は両凹レンズL8と両凸レンズL、との接
合レンズL 11.9と両凹レンズLIOと両凸レンズ
Ll+との接合レンズLl(Is目と物体側に凹面向け
た正のメニスカスレンズL1□と両凸レンズLI3と物
体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズLI4と両凸
レンズLI5と両凸レンズL16とから構成されている
。なお、L12.、LIl+はプリズムPであり、絞り
SはレンズL、とレンズL1゜との間の位置にある。
具体的構成は、下表のとおりである。
m     r       d       n、 
     シー1  75.464  3.5  1.
77620 49.62  37.173  13.5 3  653.666  9.0  1.48915 
70.24  −83.737  0.2 262.929 28.146 28.216 −104.871 41.680 21.541 43.716 −38゜832 27.365 −66.789 28.470 −88゜466 B5.462 74.530 −53.143 −129.855 98.779 75.538 −83.118 71.723 1.82548 45.3 1.60718 38.0 1.88824 40.8 1.81264 25.4 1.88814 40.8 1.72309 49゜1 1.72310 29.5 1.81264 25.4 1.53430 48.9 1.48915 70.2 1.49845 81.6 1.85649 32.3 25   41.188   2.3 26   53.646   6.0  1.4984
5  81.627  −124.513   0.2
28   35.588    ?、0  1.498
45  81.629−2530.300   2.0 30    0)     33.0  1.5B56
6  46.431     ao13.2  1.5
1872  64.032     (X)     
 8.3焦点距離f =8.Owm 画角=69.0゜ F =1.4 物体距離    oo240論 db       1.04    1.36dB  
    43.17   42.57Bf      
 39.78   40.06φ2/φ+、z =−0
,124 R2/R,=1.002 この具体的構成による各収差曲線は、物体距離がωの場
合には第11図、物体距離が240閣の場合には第12
図の如くなる。
また、第4実施例は第14図に示したレンズ構成に基づ
いたものであって、物体側から順に前群G1.2の固定
群G1は物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL
、と両凸レンズL2と物体側に凸面を向けた負のメニス
カスレンズL3とから構成され、前群Gl、2の補正群
G2は物体側に強い凸面を向けた両凸レンズL4と物体
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL5と両凸レン
ズLj;と両凹レンズL、との接合レンズL6.7とか
ら構成され、後群G3は両凹レンズL8と物体側に凸面
を向けた正のメニスカスレンズL9との接合レンズL8
゜、と両・凹レンズLIOと両凸レンズL11との接合
レンズL lo+I 1 と物体側に凹面を向けた正の
メニスカスレンズLI2と両凸レンズLI3と物体側に
凸面を向けた負のメニスカスレンズL14と両凸レンズ
LI5と両凸レンズL16とから構成されている。なお
、L+1.  Lll+はプリズムPであり、絞りSは
レンズL、とレンズLIGとの間の位置にある。
具体的構成は、下表のとおりである。
121.106 51.8B5 314.112 123.225 119.817 37.299 37.044 19B、975 66.664 25.949 65.131 41.500 56.3B4 174.913 37.755 271.341 −133.844 103.876 66.920 3.5 14.5 10゜5 0.2 2.4 可変 16.5 0.3 2.1 6.5 10.5 2.1 可変 2.0 11.0 12.2 3.1 25.0 3.5 1.77620 1.48915 1.82548 1.59667 1.88814 1.81264 1.888M 1.72309 1.72310 1.81264 1.53430 49.6 70.2 45.3 35.3 40.8 25.4 40.8 49.1 29.5 25.4 48.9 20  −583.432    6.721  −1
75.412    0.322   89.254 
  12.223  −129.836   0.32
4   82.896   2.9 25   45.162   2.4 26   4B、245   13.527  −31
7.163   0.228    73.299  
   !1029−4153.700   2.0 30     (X)      50.531   
 ω     18.5 32    00     16.1 焦点距離f =13.3m+ 画角=63.2’ F=1.2 物体距離    ω d64.00 (L347.98 Bf       59.98 1.48915 1.49845 1.83931 1.49845 1.49845 1.69979 1.51872 450  mm 5.25 46.21 60.51 70.2 81.6 37.2 81.6 81.6 55.4 64.0 φ゛2/ φ+、z  −0,0041R2/R1=0
.99 この具体的構成による各収差曲線は、物体距離が■の場
合には第15図、物体距離が450閣の場合には第16
図の如くなる。
上記第1ないし第4の各実施例の収差曲線図である第3
図ないし第16図における像面湾曲収差などの諸収差は
、良好に補正されている。
なお、各実施例におけるプリズムPは色分解用プリズム
であり、プリズムPを用いなくとも本発明の作用効果を
得ることができる。また、絞りSは収差補正等の点から
後群G3のレンズ間に設けることが望ましい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、補正
群G2と後群G3を移動させてフォーカスレンズするこ
とにより、無限遠から至近距離までの収差変動を良好に
補正し得るレトロフォーカス型広角レンズの提供が可能
となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のレトロフォーカス型広角レンズのフォ
ーカシング時におけるレンズの移動態様を表した説明図
、第2図は第1実施例のレンズ構成図、第3図の(()
、 (o) 、 (ハ)は第1実施例の無限遠時の各収
差曲線図、第4図の(イ)、 (o)(!りは第1実施
例の至近時の各収差曲線図、第5図の(イ)、  CD
> 、  (ハ)は第1実施例のレンズ系を全体繰り出
しした場合の至近時の各収差曲線図、第6図は第2実施
例のレンズ構成図、第7図の(()、 (El) 、 
(ハ)は第2実施例の無限遠時の各収差曲線図、第8図
の(()、 (D) 、 (ハ)は第2実施例の至近時
の各収差曲線図、第9図の(イ)、 ([7) 。 (ハ)は第2実施例のレンズ系を全体繰り出しした場合
の至近時の各収差曲線図、第10図は第3実施例のレン
ズ構成図、第11図の(イ)、 (U) 、 (ハ)は
第3実施例の無限遠時の各収差曲線図、第12図の((
)、 (a) 、 (ハ)は第3実施例の至近時の各収
差曲線図、第13図の(イ)、 (D) 、 (+1)
は第3実施例のレンズ系を全体繰り出しした場合の至近
時の各収差曲線図、第14図は第4実施例のレンズ構成
図、第15図の(イ)、 (0) 、 (ハ)は第4実
施例の無限遠時の各収差曲線図、第16図の(イ)(0
) 、 (ハ)は第4実施例の至近時の各収差曲線メ、
第17図の(イ)、 (Tl) 、 (ハ)は第4実施
例のレンズ系を全体繰り出しした場合の至近時の各収差
曲線図である。 L+ないしLIIl:第ルンズないし第18レンズ Pニブリズム X:光軸     S:絞り I:結像面 rl、r2.°・・r35:各レンズ面およびプリズム
面の曲率半径 ・d3#:各レンズおよびプリズム の厚みまたは空気間隔 d2゜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 負の屈折力を持つ前群G_1_、_2と正の屈折力を持
    つ後群G_3からなるレトロフォーカス型レンズにおい
    て、前記前群G_1_、_2は、物体側に凸面を向けた
    負のメニスカスレンズで始まり、像面側に凹面を向けた
    負の屈折力を持つレンズで終わる固定群C_1と、物体
    側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズで始まる補正
    群G_2とからなり、フォーカシング時に前群の固定群
    G_1は結像面に対して固定となし、前群の補正群G_
    2と後群G_3を共に移動させ、その間の間隔を変える
    ことによりフォーカシングを行うようになしたことを特
    徴としたレトロフォーカス型広角レンズ。
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