JPH11281892A - フローティングを利用した撮影レンズ - Google Patents

フローティングを利用した撮影レンズ

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JPH11281892A
JPH11281892A JP10040098A JP10040098A JPH11281892A JP H11281892 A JPH11281892 A JP H11281892A JP 10040098 A JP10040098 A JP 10040098A JP 10040098 A JP10040098 A JP 10040098A JP H11281892 A JPH11281892 A JP H11281892A
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JP
Japan
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lens
lens group
group
refractive power
positive
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Application number
JP10040098A
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English (en)
Inventor
Akira Harada
晃 原田
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体として4つのレンズ群を有し、フローテ
ィングを利用して撮影倍率が等倍から5倍程度に至る範
囲内で良好なる光学性能を有したフローティングを利用
した撮影レンズを得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力を有する第1
レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折
力を有する第3レンズ群、そして負の屈折力を有する第
4レンズ群から構成され、撮影倍率の増加に伴って、第
1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群を像面に対し
物体側へ第1レンズ群と第2レンズ群の空気間隔が減
少、第2レンズ群と第3レンズ群の空気間隔が変化し、
第3レンズと第4レンズ群の空気間隔が増大するように
移動させていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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、特に等倍から5倍程度までの高倍率域にお
いて、高い光学性能を有したFナンバー(無限遠物体換
算値)2.8程度の明るいフローティングを利用した撮
影レンズに関するものである。
【0002】
【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拡大接
写用の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いて高
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。
【0003】一般に、拡大接写用の撮影レンズでは撮影
倍率の範囲が拡大すると、ある撮影倍率では良好に収差
補正されていても、他の撮影倍率では収差変動が生じ光
学性能が悪化してくる。特に撮影レンズが明るくなると
撮影倍率の変化に伴って高次の収差変動が顕著になって
くる。また撮影倍率が高くなってくると収差変動のう
ち、特に球面収差のフレアー成分、外向性のコマ収差そ
して非点収差の変動が大きくなり、特にコマ収差は3次
収差および5次収差の双方で大きく変動している。この
為、従来よりコマ収差の発生を減少させるためにフロー
ティングを行う方法が取られてきた。
【0004】また拡大接写用撮影レンズではフォーカシ
ングのためのレンズ繰り出し量が特に大きい。そのため
レンズ系を正レンズ群、負レンズ群の順に配置し、前側
主点位置を物体に近づけワーキングディスタンスを増加
させるとともに全体繰り出し方式に比べ繰り出し量が少
ないことが知られている。
【0005】特開平2-19814 号公報や、特開平2-285313
号公報では、正の第1レンズ群、正の第2レンズ群、負
の第3レンズ群の3つのレンズ群から構成される近接撮
影可能なレンズ系において低倍率から高倍率への撮影を
行うにあたり、負の第3レンズ群を像面に対し固定のま
ま正の第1レンズ群、正の第2レンズ群を物体側に移動
させるとともに第1レンズ群、第2レンズ群の間隔を変
化させフローティングを行うフォーカシング方式を提案
している。
【0006】又、本出願人は特開昭62-177509 号公報に
おいて、正の第1レンズ群、正の第2レンズ群、正の第
3レンズ群、負の第4レンズ群の4つのレンズ群から構
成され、フォーカシングにおいて正の第1レンズ群、正
の第2レンズ群、正の第3レンズ群を物体側に移動させ
るとともに各レンズ群間隔を広がるようにフローティン
グを行うフォーカシング方法を提案している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に、フローティン
グを利用した撮影レンズは低倍率の近距離撮影において
は比較的良好に収差補正することができるが、高倍率の
撮影において収差補正を良好に補正するのが難しい。
【0008】例えば、低倍率においてコマ収差は比較的
良好に補正されるが、高倍率になると歪曲収差や色収差
等が多く発生してくる傾向がある。
【0009】例えば前述の特開平2-19814 号公報や特開
平2-285313号公報で提案されているフローティングを利
用した撮影レンズはフローティング効果によって撮影倍
率の変化にともなうコマ収差の発生を補正しているが、
等倍を超えるような高倍率の撮影では球面収差あるいは
コマ収差の変動を十分に補正できていない。
【0010】又、特開昭62-177509 号公報で提案されて
いるフローティングを利用した撮影レンズは多群化によ
って収差補正には有利となっているが、正レンズ群の間
隔が全て増大する構成である為、レンズ全系としてのパ
ワーの減少によって繰り出し量が増大し、レンズ系全体
が大型化する傾向があった。
【0011】本発明は、撮影倍率が等倍から5倍付近に
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。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のフローティング
を利用した撮影レンズは、(1-1) 物体側より順に正の屈
折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レ
ンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、そして負の
屈折力を有する第4レンズ群から構成され、撮影倍率の
増加に伴って、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レン
ズ群を像面に対し物体側へ第1レンズ群と第2レンズ群
の空気間隔が減少、第2レンズ群と第3レンズ群の空気
間隔が変化し、第3レンズと第4レンズ群の空気間隔が
増大するように移動させていることを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】図1,4,7,10,13,1
6,19は各々本発明の数値実施例1〜5のレンズ断面
図である。図中、L1,L2,L3は各々いずれも正の
屈折力の第1,第2,第3レンズ群、L4は負の屈折力
の第4レンズ群である。又、矢印は無限遠物体から近距
離物体に(撮影倍率の増加に伴って)焦点合わせを行う
際の各レンズ群の移動方向を示す。SPは絞りであり、
フォーカシングの際、第1レンズ群L1とともに移動し
ている。
【0014】本実施形態では、前述のように物体側に正
の屈折力の3つの第1,第2,第3レンズ群を配置し、
その後方に負の屈折力の第4レンズ群を配置し、全体と
して4つのレンズ群より撮影レンズを構成している。
【0015】尚、第1,第2,第3レンズ群を正の屈折
力の前群LFとし、第4レンズ群を負の屈折力の後群L
Rとして取り扱うこともできる。そして無限遠物体から
近距離物体へ焦点合わせ(フォーカシング)をする際に
は第1,第2,第3レンズ群を第1レンズ群と第2レン
ズ群との間隔が減少、第2レンズ群と第3レンズ群との
間隔が変化し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が
増加するように物体側へ移動させる、所謂フローティン
グを利用している。
【0016】全体として、前群を後群として取り扱うと
きは双方のレンズ群間隔が増大するように前群を移動さ
せている。
【0017】本実施形態ではフォーカシングにおいて正
のパワー(屈折力)をもつ第1レンズ群、第2レンズ
群、第3レンズ群を前述の条件を満足するように物体側
に移動することによって行い、フォーカシングによって
発生する収差変動を負のパワーをもつ第4レンズ群によ
って良好に補正している。第1レンズ群、第2レンズ
群、第3レンズ群を1つの正レンズ群と見なすとレンズ
全系としては正と負の屈折力の2つのレンズ群LF、L
Rの構成となり、撮影倍率の高倍化にともなって正レン
ズ群LF、負レンズ群LRの間隔が増大することによっ
て全体としてはパワーが強くなるため、全体繰り出し方
式に比べて繰り出し量を減少させることができ有利であ
る。また正、負の屈折力のレンズ群構成によって前側主
点を物体側に近づけることができ、より長いワーキング
ディスタンスの確保にも有利となっている。
【0018】ここで正、正、負の屈折力の3つのレンズ
群より成る3群構成による撮影レンズを考えた場合、撮
影倍率の高倍化にともなう繰り出し量をさらに減少させ
るためには各正レンズ群と負レンズ群のパワーを増大さ
せることで実現可能である。しかしながら、第1レンズ
群、第2レンズ群のパワーの増大に従って倍率変化にと
もなう第1レンズ群、第2レンズ群で発生する球面収
差、コマ収差の変動が増大し、これを第4レンズ群だけ
では補正するのが難しい。そこで、本実施形態では第3
レンズ群を加えた、正、正、正、負の屈折力の4つのレ
ンズ群より成る4群構成とすることによって第1レンズ
群、第2レンズ群で発生した球面収差、コマ収差を低減
させるとともに第4レンズ群にかかる収差補正の負担を
軽減している。
【0019】本発明の目的とするフローティングを利用
した撮影レンズは、以上の如く構成することにより達成
されるが、更に至近物体撮影における光学性能を良好に
するには、次の諸条件のうち少なくとも1つを満足させ
るのが良い。
【0020】(ア-1) 最小撮影倍率での前記第1,第2,
第3レンズ群の合成の焦点距離をf123、前記第4レ
ンズ群の焦点距離をf4、全系の焦点距離をfとすると
き、 0.6<f123/f<1.2 ・・・(1) −11< f4 /f<−3.3・・・(2) の条件を満足することである。
【0021】条件式(1)は第1レンズ群、第2レンズ
群、第3レンズ群の合成焦点距離f123に関するもの
である。下限値を超えて第1レンズ群、第2レンズ群、
第3レンズ群の合成焦点距離の正のパワー(屈折力)が
強くなると、高倍率を得るための繰り出し量を減少させ
ることができるが、球面収差、コマ収差が増大するとと
もに、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群にお
けるペッツバール和を補正するために第4レンズ群の負
のパワーも増大し、歪曲収差の補正が困難となる。
【0022】また下限値を超えて第1レンズ群、第2レ
ンズ群、第3レンズ群の合成焦点距離の正のパワーが弱
くなると球面収差、コマ収差の発生を低減するには有利
であるが、高倍率を得るための繰り出し量が増大し好ま
しくない。
【0023】条件式(2)は第4レンズ群の焦点距離に
関するものである。下限値を超えて第4レンズ群の負の
パワーが弱くなると収差補正には有利となるが、第1レ
ンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群の繰り出しによる
レンズ全系としての焦点距離の減少が小さく、高倍率を
得るためには大きな繰り出し量が必要となるためコンパ
クト化に有利でない。
【0024】また上限値を超えて第4レンズ群の負のパ
ワーが強くなると、第1レンズ群、第2レンズ群、第3
レンズ群の繰り出し量を小さくできコンパクト化には有
利であるが、歪曲収差の変動が大きくなるとともに像面
特性が悪化し、また第4レンズ群で発生する収差も悪化
することから良好な収差補正にはレンズ構成が複雑にな
ってしまう。
【0025】(ア-2) 前記第iレンズ群の焦点距離をf
i、全系の焦点距離をfとしたとき、 0.7<f1/f<0.9・・・(3) 0.4<f2/f<4.6・・・(4) の条件を満足することである。
【0026】条件式(3)は第1レンズ群のパワーに関
するものである。下限値を超えて第1レンズ群の正のパ
ワーが強くなるとコンパクト化には有利であるが、レン
ズバック(バックフォーカス)が減少するとともに撮影
倍率の変化にともなう変倍分担が大きくなり、後続する
レンズ群での倍率変化も増大することから収差補正が困
難となる。
【0027】また上限値を超えて第1レンズ群のパワー
が弱くなると後続する各レンズ群においてもパワーが減
少するため収差補正には有利となるが、フォーカシング
時の繰り出し量が大きくなるためコンパクト化に不利と
なる。
【0028】条件式(4)は第2レンズ群のパワーに関
するものである。下限値を超えて第2レンズ群の正のパ
ワーが強くなると繰り出し量の減少には有利であるが、
第1レンズ群で発生する球面収差、コマ収差の補正が過
剰になる。
【0029】また上限値を超えてパワーが弱くなると第
2レンズ群自体が発生する収差は減少するが球面収差、
コマ収差が補正不足となる。
【0030】(ア-3) 前記第4レンズ群は1以上の正レン
ズと1以上の負レンズを有していることである。
【0031】これによって、ペッツバール和の補正に自
由度を増すことが可能となるとともに、第4レンズ群に
よって発生する過度の正のディストーションの補正を容
易としている。
【0032】(ア-4) 物体側より順に第1レンズ群を正レ
ンズ、正レンズと負レンズとの貼合わせレンズより、第
2レンズ群を負レンズと正レンズとの貼合わせレンズ、
両レンズ面が凸面の正レンズより、第3レンズ群を像面
側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより、第4レ
ンズ群を像面側に凸面を向けた単一、又は貼合わせレン
ズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両レンズ面が凸面の
正レンズより構成することが収差補正上好ましい。
【0033】尚、本発明のフローティングを利用した撮
影レンズを正の屈折力の前群と負の屈折力の後群の2つ
のレンズ群より成るものとして取り扱ったときには、撮
影倍率の増加に伴って前群と後群との空気間隔が増大す
るように移動させるとともに、該空気間隔の変化量をΔ
S、全系の焦点距離をfとしたとき、 1.5<ΔS/f<3.0・・・(5) の条件を満足することが良い。
【0034】条件式(5)はフォーカシングにともなう
正の屈折力の前群と負の屈折力の後群の間隔変化量に関
する。下限値を超えて正の屈折力の前群と負の屈折力の
後群の間隔変化量が減少するとコンパクト化には有利と
なるが、低倍率から高倍率まで撮影倍率の大きな変化を
得るためには各レンズ群のパワーを強くしなければなら
ず、変倍にともなう収差変動を抑えることは難しくな
る。
【0035】また上限値を超えて正の屈折力の前群と負
の屈折力の後群の間隔変化量が大きくなると、より小さ
いレンズ群のパワーでも大きな撮影倍率の変化を得るこ
とが可能となとともに、各レンズ群から発生する収差量
は減少するが、コンパクト化に不利となり、又繰り出し
量を減少させるための正、負の屈折力のレンズ構成の効
果が小さくなってくるので良くない。
【0036】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
曲率半径、Diは物体側より第i番目のレンズ厚及び空
気間隔、Niとνiは各々物体側より順に第i番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。又、前述の各
条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−1に
示す。
【0037】
【外1】
【0038】
【外2】
【0039】
【外3】
【0040】
【外4】
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように各要素を
設定することにより、撮影倍率が等倍から5倍付近に至
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を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1のレンズ断面図
【図2】 本発明の実施形態1の倍率1.0×のときの
収差図
【図3】 本発明の実施形態1の倍率5.0×のときの
収差図
【図4】 本発明の実施形態2のレンズ断面図
【図5】 本発明の実施形態2の倍率1.0×のときの
収差図
【図6】 本発明の実施形態2の倍率5.0×のときの
収差図
【図7】 本発明の実施形態3のレンズ断面図
【図8】 本発明の実施形態3の倍率1.0×のときの
収差図
【図9】 本発明の実施形態3の倍率5.0×のときの
収差図
【図10】 本発明の実施形態4のレンズ断面図
【図11】 本発明の実施形態4の倍率1.0×のとき
の収差図
【図12】 本発明の実施形態4の倍率5.0×のとき
の収差図
【図13】 本発明の実施形態5のレンズ断面図
【図14】 本発明の実施形態5の倍率1.0×のとき
の収差図
【図15】 本発明の実施形態5の倍率5.0×のとき
の収差図
【図16】 本発明の実施形態6のレンズ断面図
【図17】 本発明の実施形態6の倍率1.0×のとき
の収差図
【図18】 本発明の実施形態6の倍率5.0×のとき
の収差図
【図19】 本発明の実施形態7のレンズ断面図
【図20】 本発明の実施形態7の倍率1.0×のとき
の収差図
【図21】 本発明の実施形態7の倍率5.0×のとき
の収差図
【符号の説明】
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群 L4 第4レンズ群 SP 絞り d d線 g g線 S サジタル像面 M メリディオナル像面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に正の屈折力を有する第1
    レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折
    力を有する第3レンズ群、そして負の屈折力を有する第
    4レンズ群から構成され、撮影倍率の増加に伴って、第
    1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群を像面に対し
    物体側へ第1レンズ群と第2レンズ群の空気間隔が減
    少、第2レンズ群と第3レンズ群の空気間隔が変化し、
    第3レンズと第4レンズ群の空気間隔が増大するように
    移動させている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】 最小撮影倍率での前記第1,第2,第3
    レンズ群の合成の焦点距離をf123、前記第4レンズ
    群の焦点距離をf4、全系の焦点距離をfとするとき、 0.6<f123/f<1.2 −11< f4 /f<−3.3 の条件を満足することを特徴とする請求項1のフローテ
    ィングを利用した撮影レンズ。
  3. 【請求項3】 前記第iレンズ群の焦点距離をfi、全
    系の焦点距離をfとしたとき、 0.7<f1/f<0.9 0.4<f2/f<4.6 の条件を満足することを特徴とする請求項1又は2のフ
    ローティングを利用した撮影レンズ。
  4. 【請求項4】 前記第4レンズ群は1以上の正レンズと
    1以上の負レンズを有していること特徴とする請求項
    1,2又は3のフローティングを利用した撮影レンズ。
  5. 【請求項5】 物体側より順に正の屈折力の前群と負の
    屈折力の後群とを有し、撮影倍率の増加に伴って前群と
    後群との空気間隔が増大するように移動させるととも
    に、該空気間隔の変化量をΔS、全系の焦点距離をfと
    したとき、 1.5<ΔS/f<3.0 の条件を満足することを特徴とするのフローティングを
    利用した撮影レンズ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7777974B2 (en) 2007-12-13 2010-08-17 Nikon Corporation Macro lens, optical apparatus, and method for manufacturing the macro lens
WO2020039912A1 (ja) * 2018-08-24 2020-02-27 株式会社ニコン 光学系、光学機器、および光学系の製造方法
JP2020106780A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 キヤノン株式会社 光学系及び撮像装置

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