JPS5821710A - 近距離撮影可能なレンズ系 - Google Patents

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】 本発明は無限遠から極めて至近距離までのあらゆる距離
の物体を撮影することのできる大口径比汎用レンズ系に
関する。

従来、光学系は特定の用途に応じて専用の光学系、か必
要とされ、轡に利用頻度の＾い近距離撮影時においても
そうであった。そして近臣−撮影用として設計されたレ
ンズ系でありながら汎用レンズとして用いられるいわゆ
るマイクロレンズ或はマクロレンズでは、判るさ、量産
近臣−での光学性能も未だ不充分であったつまた明るさ
、光学性能か良好なものは一般にレンズ枚数か増し、複
雑な光学系になりがちであった。

本発明の目的は、少ないレンズからなる簡単な光学系で
ありながら、無限遠から極めて近臣−までのあらゆる物
体に合焦でき、しかも常に優れた光学性能を維持する大
口径比の汎用レンズ系を提供するととＫある。

本発明の近距離撮影可能なレンズ系は、少なくと４１つ
の負のレンズ成分を含み、正の屈折夕な有する１１１１
−０１と、同じく少な−くと−１つの負のレンン成分を
含む正の屈折力を　有する後群Ｇ２とから成り、′両群
の空気間隔を、無限遠物体から近距離物体への合焦に際
して、この両群の空気間隔を増大させつつ両群を共に物
体側へ移動させるごとく構成されている。しかも、開口
絞りは後群中の最も物体側のレンズより像側に設けられ
ている。

絞りを後群の中、あるいは後に設定することにより射出
瞳を儂匈へ近づけることかできる。これ罠より、このよ
うなレンズ系の後方に、リヤコンバージョンレンズ等の
別の光学系を連結するとき、その光学系の有効径か小さ
くとも、あまり光束をけられることかな（、周辺光量の
低下を紡ぐことかできる。また、絞りをレンズの後方へ
近づけることによって、後群のレンズの有効径を比較的
小さくすることか可能であり、後群の後方に設けられる
他の光学系の口径も比較的小さくでき、レンズ全体とし
ての小皺化に有利である。

１また、本発明では、近距離撮影時に１１ｔ１後一群Ｇ
ｌ　、Ｇ２の空気間隔か大きくなるために、入射−か物
体からより遠くへ移動してレンズ系に入射する光束の光
軸に対する角度が小さくなるので収差補正か容易となる
。またこれらを考慮し、各前後群の屈折力配分、すなわ
ちみかけの明るさの配分を適当にバランスさせるととに
より、単純なレンズ系で至近距離撮影時の収差の発生を
少くすることかでする。

本発明によるこのようなタイプのレンズ系を大口径比化
すると共に、十分長いバンクフォーカスを得ようとする
場合には、前群の屈折力か後群の屈折力より著しく弱く
なる傾向かある。大口径比化するとまたレンズ枚数か増
えたり、レンズの厚内化か著しくなり、バックフォーカ
スか短くなる傾向かある。このため、無限遠物体の撮影
状態で十分なバックフォーカスを得るためには、前群の
屈折力な−めなければならない。このことは物体から出
た光束か＃Ｊ＃であまり収束されないことを意味し、物
体か近臣−にあるほど前群からの射出光は発散すること
になる。この光束は後群で受け―かれることになり、後
群の屈折力及び明るさの増大か螢求されるか、諸収差を
良好に補正し得るごとく構成することは非常に難しい。

このため、従来のこの種の大口径比レンズよりも前群の
屈折力を強め、可能な限り前群の負担を大きくしておく
ことか必畳である。このようにすれば至近距離において
後群での収差補正の負担が軽減されることとなり、至近
距離の場合でも物体から出た光束を前群で収束光束にな
る状態で使用することができる。しかし、前群の屈折力
が強くなり過ぎると前群での収差補正が困難になるので
、最至近距離で物体からの光束がわずかながら発散光束
となって前群を射出する程度Ｋｌめることが望ましい。

以上のごとき本発明によるレンズ系の骨性からして以下
のような条件を満すことが望ましい。

１．６（ｆ、／ｆ（３，０・・・・・・（１）１、５　
（ｆ、／　ｆ、（３，０・・・・・・（２）ここでｆは
全系の合成焦距−ｅ、ｆｊ＋ｆｌはそれぞれ前群と後群
の焦点距離を表わす。（１）式の条件はｓｔ１騨に対す
る屈折力の適切な配分な規定するもの、である。この条
件の下、＠を超えると、前群の屈折力が強くなりすぎて
無限遠撮影状部においてバックフォーカス、を十分兼く
することが難しくなるとともに、無限遠物体の撮影状態
と至近距離物体の撮影状態での球面収差の変動が著しく
なる。この−正のためにを工前群のレンズ枚数、を増し
た複雑な構成とせざるを得ない、他方、上限を超えると
後群への屈折力の負荷が相対的に強くなりすぎるため、
至近距離での球面収差が著しく発生し、補正が難しくな
る。後群の屈折力を強めることは帥述したごとく有効で
・ヱあるが、至近距離物体に対しては不利であり、本発
明のごとき高い撮影倍率を得るレンズ系としては上記の
範囲に定めるどとが″望ましい。

（２）式の条件は前群と後群それぞれの焦点距−の比、
即ち屈折力の配分を定めるもので、（１）式の条件とと
もに明るくしかも至近距離な蛎（し、高い撮影倍率を得
る起めのものであ′る。またこの条件は（１）式の条件
とによ゛つて、前後両群の間隔を規′定するものである
。下限を超えると、前群の屈折力が強くなりすぎて前群
でのｗａ差量が増大する。この補正のために、前群のレ
ンズ枚数を増加し厚レンズ化するこ′と力〈できるが、
前群の儂貴主点がレンズ内部へくい込むため、前後両群
が最４ｍ近する無限遠物体の撮影時に両群のレンズが干
渉することとなり、一般撮影用のレンズ□と□して用い
ることが―しくなる。また上限を超えると、無限遠の撮
影状態ではかなり明るくしても良好な収差補正が可能で
あるが、至近゛距−〇撮影状態では諸収差の発生が著し
く、良好な補正を維持できなくなる。゛ このような本発明のレンズ単においては、近臣−補正で
拡がる前群と後群との空気間隔の変化−をΔｄ　とし□
、無限遠から量産近臣−に合焦したときのバックフォー
カス゛の変化量をΔＢｆとするとき、α＝４ｄ／ノ１ｔ
とするαはフローティング量を定める係数であるが、以
下ましい。

ｏ、２〈α’＜　０．３５・・・・・・（３）（３）式
の下限を超えると、近距離撮影状−では外力向性コマ収
差の補正が困難であり、フローティングの効果があまり
望め゛ない。また（３）式の上限を起えると、近距離撮
影状態では内向性コマ収差が発生し、フローティング過
剰であると具に子′午的倫面が過度に正になり、−欠的
像゛面は過度に負になり、非点収差が発生し望ましくな
い。

本発＃４によるレンズ系を構成する前群及び後群は、具
体的′には次のごとく構成されることが望ましい□。す
なわち足前群偽は物体側から順に、物体側により強い曲
率の面を向けた正レンズの第３レンズＬ、物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズの第２レンズ−１物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズの第３レンズ−から成
り、後＃偽は物体側から順に、侭＠に凸面を向けたメニ
スカスレンズの第４レンズ−１−正レンズのＩｓ５レン
ズ−から成っており、全系としてはいわゆる変形ガウス
タイプをなすことが望ましい。但し、本発明では前述の
ごとく開口′紋りが後□述−中特゛に第４レンズ−と第
５レンズ−との関に設けられる点で従来の変形ガウスタ
イプのレンズ系とは全く異なり【いる。

さらに本発＠においては、前群、後群を大幅に移動させ
てもあまり色収差による′性能劣化があってはいけない
。比較的単純な構成で合焦による倍率及び軸上の色収差
の補正をするためＫは、前群中の歳先の正レンズである
菓ｌレンズＬ１を低分−数、＊絖の正レンズとしての絽
２レンズ−を高分散、負レンズであるｍｓレンズ−を高
分散にして構成することが望ましい。レンズ系を大口径
比化してゆくと、〜般に球面収差の補正のため正レンズ
成分は高屈折率、負レンズは非一点収差の補正のため低
屈折率のガラスを採用するととＫなる。本発明゛におけ
葛ようなガウスタイプではＭｌレンズ−が高屈折率低分
散のものを必要とするが実際にはあまり存在しないので
貼り合せレンズとなってしまう。また第３レンズＬ、も
同様に低屈折率、高分散のガラスがあまり存在しないの
で必然的に貼り合゛せレンズとなってしまう。このよう
な−釆―詳に各レンズの屈折率の平均をＮ、とすると １．７０（Ｎ、（１，８２・・・・・・（４）−の範囲
が望ましい。

（４）式の上限を超えると色収差の補正が困峻となる。

また（４式の下限を超ると非点収差、′球面収差、コマ
収差の゛補正が困−とｈる。

このよ５ＫＨるいレンズにおいては、＃俵各評に含まれ
る正レンズ成分の屈折率の平均ＮｐｔＸ、負レンズ成分
の平均ＮＩＩＫ対して、Ｎｐ）Ｎｎ　なる力が望ましい
。これは両平均屈折率Ｎｐ、Ｎｎ　　が共に低くなりす
ぎると輪帯球面収差が発生して履ましくないし、一方Ｎ
ｐ、　Ｎｕ　が共に高くなりすぎて１球欠的像面が過度
に負にわん曲して望ましくないからである。

以下に、本発明の実施例について詳述する。

亀１から第４実施例のいずれも焦点距＠１＝１００腸、
ｒナンバー２．５、そして基本的には５つのレンズ成分
からなる変形ガウスタイプである。いずれも全系は前述
したごとく前群Ｇ、と、後＃偽との２群からなり、前群
Ｇ、は３つのレンズ成分Ｌｓ　−に−Ｉ４、後群偽は２
つのレンズ成分−、Ｉ４でそれぞれ構成されている０前
後の各ＩＩＩＰＫは色消しの自由度が必要なので、負の
屈折力を有したレンズが必ず含まれている。実施例では
いずれ％＃Ｉ４レンズーと第５レンスーの間に絞りが設
けられている。

無限遠から至近距ｊＩＩＫ合焦する際、前群Ｇ、と後群
もとの間隔すなわち１ｓ３レンズ−と第４レンズ−との
空気間隔を広げつつ全体を物体側へくり出すことによっ
て、撮影倍率βニー〇、５に違する極めて近距離までの
合焦がなされる。

＄１１％施例は最至近距離がＲ＝−４ｓ８Ｊ４２６　ａ
ｍ最大倍率が−０，５１４８２である、絞りは後群偽中
の第４レンズ−の後方０．８　ｓのＷＩＫ設けられてい
る。この実施例は前述のとおり全系で６つの成分からな
り、籐４レンズ−が負・正の貼り合せで構成され、会計
６個のレンズという最も簡単な構成である。側１実施例
の諸元をｆｓ１表に示し、レンズ配置は菖１図のとおり
である。収差図は無＠遠撮影状態な籐２図に、最至近距
離撮影状ＩＩ（β＝−０，５２）を第３図にそれぞれ示
した。尚各収差１においては、＃面収差（Ｓｐｋ）　、
非点収差（Ａｎｔ、）　。

歪曲収差（Ｄｉｓ、）　、倍率色収差（ＬＬ　Ｃｈｒ、
）　　を示した。

第２夾施例は欺至近臣層がＲ＝　４７１２９１７　ｍ最
大倍率が−０，５である。絞りは後群偽中の第４レンズ
−の後方１．０−のところにある。

この実施例は５群７枚からなる光学系であり、ｖ４施例
ＩＫ対して無３レンズＬ、を正レンズ−１と負レンズＬ
ｌｌ　との２枚貼り合せにしたもので、ここで色収差を
発生させて前＃Ｐ偽での色消をバランスさせ、合焦にお
ける色収差の変動をおさえている。また１ｓ４レンズ−
を単一のメニスカスレンズで構成し、第５レンズ−を負
レンズＩ４１　　と正レンズＬ１　の貼り合せＫしたも
のである。＃Ｉ２実施例の諸元は第２表のとおりであり
、レンズ配置図を第４図に示した。収差図は無限遠撮影
状態を第５図に、最至近距離撮影状１！ｌ（β＝−０，
５）を第６図にそれぞれ示した。

第３夾施例は最至近距離がＲ＝　４６９４６７５　ｍ最
大倍率は一〇、５である。絞り以後＃偽中の［４レンズ
−の後方１．０−のところにある。

この実施例は全体で７個のレンズからなる光学系であり
、第２実施例の第３レンズ−の貼り合せレンズの負及び
正の貼合せを逆にして、正及び負の貼り合せレンズにし
た−のであるー。

第３実施例の諸元は諏３表のとおりであり、レンズ配置
−を第７図に示した。収差図は無限遠では第８図、歳至
近臣＃ｗ（、β＝−０，５）では１ｇ９図のこと（なる
。

第４実施例は最至近距離がＲ＝　４６１４９１３　ｍ最
大倍率が−０５１４８２である。絞りが後紳偽中の第４
レンズ−の後方０．８−のところにある。この実施例は
全体で７個のレンズからなる光学系でありｔｓ１実施例
に対して第ルンズ一を正レンズと負レンズＬ−ｓ−Ｌｑ
＊　　の貼り合せレンズにすることにより、合焦にさい
しての軸上の色収差０倍率の色収差の変動を小さくした
ものである。第４実施例の諸元は鶏４表のとおりであり
、レンズ配置は第１Ｏ図のごとくである。収差図は無限
遠では第１１図、最全近臣Ｉｍ＆（β＝−０，５２）で
は第１２図にそれぞれ示すとおりである。

＄１１゜ 第１実施例　ｆ＝１００Ｆナンバー：２．５ｒ＊＝　　
　２７．６３０　ｄｓ＝可変ｒ０冨−２８７，８１１ｄ
ｌＩ；可変 ｆ、＝２５８．９８０２ ｆ、＝１００．４２ α　＝Ｑｊｊ　７８２ 表１ 第２実施例　ｆ−１００Ｆナンバー二２．５ｒｖ＝　　
　２６３４７　ｄｖ＝可変 ｒｕ＝　　　８１．６１６　ｄｌ、＝　可変ｆｌ＝２０
４ ｆ、＝１０７．６９２３ α　＝０．２８１１ 表３゜ 第３実施例　ｆ＝１００Ｆナンバー＝２．５７、＝＝　
　　２７ｆ５８３４．−Ｋｌ変ｒ、、＝　　−７９ｂ０
８　ａｌ、−５１８ｆ、　＝２０４ ｆ富＝１０７．６９２３ α　＝０．２８１１ 表４゜ 第４１１施例　ｆ＝１００Ｆナン／（−：２６ｒｔ”　
２６９８１　　ｄ、＝可変 ｆ１＝２５８．９８０２ ｆ、−１００，４２００ α　＝０．２７８２ 各収差図の比較から、本発明によるレンズ系がＦナンバ
ー２．５という大口径比でありながら、無限遠は勿論、
撮影倍率／ニー０．５という極めて近距離においても優
れた結俸性能を維持していることが分る。

以上述べたごとく、本発明によれば、簡単な構成のレン
ズ系であって無限遠から極めて近距離までの撮影が可能
な優れた大口径比汎用レンズ系が達成される。

【図面の簡単な説明】

第ｉ１１．馬４図、第７図及び第１０図はそれぞれ各実
施例の無限状態の配置図であり、第２図、第Ｓ図、第８
図及び第１１図はそれぞれ無限遠状態の収差図であり、
第３図、第６図、第９図及び籐１２ＷＪはそれぞれ量産
近臣−での収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ａｔ・・・・・・前群 ０、・・・・・・後群 Ｌ％へ、・・・・・・レンズ 第２図 ３ｒｋ、　　　　　　　　Ａｓｔ。 Ｆ・２，５　　　　　　　　Ｗ・１２．２゜−２，５０
２，５０−１１，ｌＱ　　　　　　　　Ｏ，１０第３図 ６Ｐに　　　　　　　ＡＳｔ ＤｒＳ　　　　　　　　Ｌｔ、　Ｃｈｒ第５図 ＳＰｈ　　　　　　　Ａ５ｔ。 第６図 δｐｈ、　　　　　　’Ａ５ｔ／ ＤｔＳ　　　　　　　　Ｌ′ｔ／、　（Ａｒ。 オ８図 ３Ｐｈ、　　　　　　　　ＡＳ＋。 Ｄｉ、Ｓ　　　　　　　　　　ＩＪ、　Ｃｈｒ−２５０
！ｂｕ　　　　−ｕｙ＋ｕ　　　　　　　ｕ１ｕオｑ図 ６１’ｈ　　　　　　　　ＡＳｔ／ Ｄ；５　　　　　　　　　Ｌｔ／、　ＣＦＬｒ。 −ｉ、ｓｕ　　　　　　　　　　７．ｂＬｌ　　　　　
−Ｄｉυ　　　　　　　　　　０１ａ矛１１囚 δｒｌｌ　　　　　　　　　　Ａ６−ｂ。 Ｆ＝２．５　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｔ／
＝Ｉ２．ｆ’Ｄｉｓ　　　　　　　　　　ｌｔ、ＣＦｔ
ｒ−１３ｕ　　　　　　　　　　　　　２．ＱＵ　　　
　　　　−０，１００，１０、；）ｔ−１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、正の屈折力を有する前群と、同じく正の屈折力を有
   する後群とからなり、各群はそれぞれ少くとも１個の負
   レンズ成分を含み、しかも開口絞りは後群中の最も物体
   側のレンズよりも儂儒に投けられ、無限遠物体から近臣
   ■物体への合焦に際して、帥記両群の空気間隔を増大さ
   せつつ、両群を共に物体側へ移動させることを特徴とす
   る眩、ａ・−撮影可能なレンズ系。 ２、特許請求の範囲第１積記載のレンズ系において、全
   系の合成焦点距離なｆ、前、記前評及び後群の焦点距離
   をそれぞれｆ、　、　ｆ。 とするとき、 １−６＜ｆｔ／ｆ＜３−０・・・・・・（１）１、ｂ＜
   ｔ、７１ｗ＜ｓ、ｏ・・・・・・（２）なる条件を満足
   することを特徴とする近臣−撮影可能なレンズ系。