JPH07101253B2 - フロ−テイングを利用した撮影レンズ - Google Patents

フロ−テイングを利用した撮影レンズ

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JPH07101253B2
JPH07101253B2 JP62082251A JP8225187A JPH07101253B2 JP H07101253 B2 JPH07101253 B2 JP H07101253B2 JP 62082251 A JP62082251 A JP 62082251A JP 8225187 A JP8225187 A JP 8225187A JP H07101253 B2 JPH07101253 B2 JP H07101253B2
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    • 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

【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、ビデオカメラ等に好適なフロー
ティングを利用した撮影レンズに関し、特に無限遠物体
から高倍率の近距離物体に至る広範囲の物体に対して焦
点合わせをする際の収差補正を良好に行った高性能なフ
ローティングを利用した撮像レンズに関するものであ
る。
(従来の技術) 従来より写真用カメラやビデオカメラ等において近距離
物体の撮影を主たる目的とした撮影レンズにマクロレン
ズ又はマイクロレンズ(以下「マクロレンズ」とい
う。)と呼ばれるものがある。マクロレンズは一般の標
準レンズや望遠レンズ等の他の撮影レンズに比べて、特
に近距離物体におてい高い光学性能が得られるように設
計されている。又マクロレンズは多くの場合、近距離物
体から無限遠物体に至る広範囲の物体に対しても使用さ
れている。
一般にマクロレンズにおいて撮影倍率範囲を拡大する
と、特に高倍率の方に拡大すると撮影倍率の変化に伴い
収差変動が多く発生し、これを良好に補正するのが難し
くなってくる。
例えば、大口径比のマクロレンズでは近接撮影領域にな
ると球面収差は補正不足になり、又像面弯曲も大きく悪
下し、更に外向性のコマ収差も多く発生してくる。特に
非点収差とコマ収差は3次及び5次の収差領域で大きく
発生し、これらの収差変動を良好に補正するのは大変困
難になってくる。
無限遠物体から近距離物体に至る撮影に際して、撮影倍
率の変化に伴う収差変動を補正する方法が例えば特開昭
48-90520号公報、特開昭52-7723号公報、特開昭57-1929
16号公報等で提案されている。これらで提案されている
撮影レンズはいずれも焦点合わせの際、少なくとも2つ
のレンズ群を独立に移動させる所謂フローティングを利
用している。しかしながら、これらで提案されている撮
影レンズはいずれも低倍率の近距離撮影においては比較
的良好に収差補正されているが高倍率、例えば等倍付近
の撮影においては補正効果が必ずしも十分ではなかっ
た。例えば低倍率においてコマ収差は比較的良好に補正
されているが高倍率になると歪曲収差が多く発生してく
る傾向があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は無限遠物体から近距離物体に至る、特に撮影倍
率が等倍近傍に至る広範囲の物体に対して焦点合わせを
する際の収差変動を良好に補正した大口径比の高性能な
フローティングを利用した撮影レンズの提供を目的とす
る。
(問題点を解決するための手段) 物体側より順に正の屈折力の第1レンズ群、絞り、正の
屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群そし
て正の屈折力の第4レンズ群の4つのレンズ群を有し、
前記第1レンズ群は像面側に強い凹面を向けた負レンズ
を少なくとも1つ有し、前記第2レンズ群は物体側に強
い凹面を向けた負レンズを少なくとも1つ有しており、
無限遠物体から近距離物体への焦点合わせをする際、前
記第1レンズ群、絞り、そして第2レンズ群より成る前
方レンズ群を一体的に繰り出すと共に前記第3レンズ群
を前記前方レンズ群の移動量より少なく繰り出して行っ
たことである。
(実施例) 第1,第2,第3図は各々本発明の数値実施例1,2,3のレン
ズ断面図である。図中Iは正の屈折力の第1レンズ群、
IIは正の屈折力の第2レンズ群、IIIは負の屈折力の第
3レンズ群、IVは正の屈折力の第4レンズ群、STは絞り
である。又矢印は無限遠物体から近距離物体へと焦点合
わせを行うときの各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例では前述のように所定の屈折力の4つのレンズ
群のうち、第4レンズ群を固定とし、第1レンズ群、絞
り、そして第2レンズ群より成る前方レンズ群を繰り出
すと共に第3レンズ群を前方レンズ群よりも少なく繰り
出すことにより無限遠物体から近距離物体への焦点合わ
せの際の収差変動、特に等倍近傍における収差変動を良
好に補正し、広範囲の物体距離に対して高い光学性能を
得ている。
又、第1レンズ群に少なくとも1つの像面側に凹面を向
けた負レンズ、第2レンズ群に少なくとも1つの物体側
に凹面を向けた負レンズを有するように構成し、これに
より物体距離が変化したときの収差、主に高次の球面収
差を良好に補正している。
一般に遠距離物体撮影よりも近距離物体撮影の方が物点
からの光束の発散性が強くなるので撮影レンズに入射す
る軸上光束の入射高は高くなっていく。そのため後述す
る本実施例のようなガウスタイプ、又は変形ガウスタイ
プの撮影レンズを例にとると遠距離物体から近距離物体
においては第2レンズ群が本質的に持つ正の屈折力によ
り球面収差は負の方向に変化し、又、これに伴って外向
性のコマ収差が発生し、非点収差も悪下してくる。この
うち球面収差の変動はガウス系の第1レンズ群と第2レ
ンズ群で高次収差をうまくバランスさせることにより、
輪帯球面収差は多少残存するが、低次及び高次の球面収
差は比較的良好に補正することができる。
しかしながら軸外収差の非点収差やコマ収差等は遠距離
物体において許容できる範囲内とし近距離物体の際に補
正される方向に収差補正をかけていても近距離物体で
は、それらの変動量は極端に多くなってくる。この為軸
外へ行くほど光学性能の劣下が多くなってくる。
従って近距離物体撮影においても画面周辺まで良好な光
学性能を保持するためには球面収差、歪曲収差等に悪影
響を及ぼすことなく非点収差やコマ収差の変動を補正す
ることが必要である。
この為本実施例では前述の如く4つのレンズ群のうち無
限遠物体から近距離物体への合焦の際に所定の屈折力の
第1レンズ群と第2レンズ群とを絞りも含めて一体で繰
り出すとともに第3レンズ群をそれよりも少ない量だけ
繰り出し、更に第4レンズ群を固定とすることにより球
面収差、歪曲収差等に悪影響を及ぼすことなく非点収
差、コマ収差等の変動を良好に補正している。
次に本発明の各数値実施例のレンズ構成について説明す
る。数値実施例1は物体側より順に第1レンズ群は両レ
ンズ面が凸面の第11レンズと像面側へ凹を向けたメニス
カス状の正の第12レンズと像面側へ強い凹面を向けた両
レンズ面が凹面の第13レンズから成り、第2レンズ群は
物体側へ凹面を向けたメニスカス状の正の第21レンズと
物体側へ強い凹面を向けた両レンズ面が凹面の第22レン
ズ、像側へ強い凸面を向けた両レンズ面が凸面の第23レ
ンズ、そして物体側へ凹面を向けたメニスカス状の正の
第24レンズの4つのレンズより構成し、このうち第22レ
ンズと第23レンズを接合した貼合わせレンズとし第3レ
ンズ群は像面側へ凹を向けたメニスカス状の負の第41レ
ンズからなり、そして第4レンズ群は像面側へ弱い凹を
向けたメニスカス状の正の第41レンズから成っている。
第2レンズ群中の正の第21レンズは球面収差及びコマ収
差の変動を小さくするのに有効であり、近距離物体撮影
において第1レンズ群からの発散性の軸上光束の発散性
を弱め、第2レンズ群中の後続するレンズへの入射高を
低くすることによって球面収差が補正不足とならないよ
うにしている。
又、第21のレンズの像面側のレンズ面R9への光線の入射
角度がゆるくなるので、該レンズ面R9で発生する外向性
のコマ収差も小さく抑えることができる。
第2レンズ群を通過した軸外の光束は第2レンズ群の正
の屈折力の影響により近距離物体に焦点合わせをする
と、特にメリディオナル像面がサジタル像面よりも補正
不足となるが、本実施例では第2レンズ群と第3レンズ
群の間隔が広がるように移動させて第3レンズ群のメニ
スカス状の負レンズへの入射高を高くすることによりメ
リディオナル像面を補正し、全体的に非点収差を良好に
補正している。それと同時に第3レンズ群と第4レンズ
群の間隔を広げて第4レンズ群のメニスカス状の正レン
ズへの入射高も高くすることにより非点収差を良好に補
正すると共に外向性コマ収差の発生も同時に抑えてい
る。
逆に軸上光束については第2レンズ群と第3レンズ群と
の間隔、及び第3レンズ群と第4レンズ群の間隔の双方
を広げた結果、入射高が低くなるので球面収差へはほと
んど影響を与えることがない。ここで非点収差を更に良
好にするためには数値実施例2や数値実施例3の如く、
第3レンズ群を正レンズと負レンズの接合レンズの物体
側に凸面を向けたメニスカス状のレンズより構成するの
が良い。
尚、数値実施例3では数値実施例1,2と比べて第1レン
ズ群の後方に物体側に凸面を向けた正のメニスカス状の
第14レンズを追加し、全体として4つのレンズより構成
し、第2レンズ群の絞りの直後の第21レンズを省略し全
体として貼合わせレンズと正レンズの2群3枚レンズよ
り構成し、これにより数値実施例1,2と同様に物体距離
変化に伴う収差変動を良好に補正している。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
は、Riは物体側より第i番目のレンズ面の曲率半径、Di
は物体側より順に第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Ni
とνiは各々物体側より第i番目のガラスの屈折率とア
ッベ数である。
(発明の効果) 本発明によれば撮影レンズを4つのレンズ群より構成
し、このうち第1,第2,第3レンズ群を前述の条件を満足
するように移動させることにより無限遠物体から近距離
物体に至る広範囲の物体に対して焦点合わせをする際の
収差変動を良好に補正した高性能なフローティングを利
用した撮影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,第5,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。レンズ断面図において
I,II,III,IVは各々第1,第2,第3,第4レンズ群、矢印は
無限遠物体から近距離物体に焦点合わせをする際の各レ
ンズ群の移動方向、第4,第5,第6図の収差図において
(A)は無限遠物体、(B)は撮影倍率が等倍のときの
収差、Yは像高、Mはメリディオナル像面、Sはサジタ
ル像面、dはd線、gはg線である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に正の屈折力の第1レンズ
    群、絞り、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第
    3レンズ群そして正の屈折力の第4レンズ群の4つのレ
    ンズ群を有し、前記第1レンズ群は像面側に強い凹面を
    向けた負レンズを少なくとも1つ有し、前記第2レンズ
    群は物体側に強い凹面を向けた負レンズを少なくとも1
    つ有しており、無限遠物体から近距離物体への焦点合わ
    せをする際、前記第1レンズ群、絞り、そして第2レン
    ズ群より成る前方レンズ群を一体的に繰り出すと共に前
    記第3レンズ群を前記前方レンズ群の移動量より少なく
    繰り出して行ったことを特徴とするフローティングを利
    用した撮影レンズ。
  2. 【請求項2】前記第3レンズ群を物体側に凸面を向けた
    メニスカス状の単一の負レンズ、若しくは正レンズと負
    レンズを接合した全体として負のメニスカス状の貼り合
    わせレンズより構成したことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のフローティングを利用した撮影レンズ。
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