JP3541283B2 - 内焦式望遠レンズ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内焦式望遠レンズに関し、さらに詳細には一眼レフレックスカメラや電子スチルカメラなどに好適な内焦式望遠レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一眼レフレックスカメラや電子スチルカメラなどに用いられるこの種の望遠レンズでは、焦点合わせ（合焦）の際に光軸に沿って移動するフォーカシングレンズ群の有効径が大きい。また、焦点合わせをする際のフォーカシングレンズ群の移動距離、すなわちフォーカシング移動量が大きい。
本明細書において、あるレンズ群を光軸に対して偏心させて、合焦動作、手振れ等に起因する像位置の変動を補正することを「防振補正」という。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の望遠レンズでは、フォーカシングレンズ群の有効径が大きいため、焦点合わせ用の駆動金物が径方向に増大する。また、特に倍率を上げて撮影するような場合には、すなわちフォーカシング移動量が非常に大きくなる。このため、フォーカシング用の機構が大型化し、オートフォーカス駆動用モーターの負担が大きくなるという不都合があった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、優れた光学性能を維持しつつ、フォーカシングレンズ群の有効径が小さく、且つフォーカシング移動量の小さい内焦式望遠レンズを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２とがほぼアフォーカル系を形成し、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行う内焦式望遠レンズにおいて、
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ11と、該前群Ｇ11と同程度の正の屈折力を有する後群Ｇ12とを有し、
前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負レンズ成分Ｌ 21 と、負レンズ成分Ｌ 22 とを少なくとも有し、
前記第３レンズ群Ｇ３は、正レンズ群Ｌ３を有し、
前記第１レンズＧ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズＧ２の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズＧ３の焦点距離をｆ３とし、前記第１レンズＧ１中の前群Ｇ11の焦点距離をｆ11とし、前記第１レンズＧ１中の後群Ｇ12の焦点距離をｆ12とし、レンズ全系の焦点距離をＦとし、前記負レンズ成分Ｌ 21 の焦点距離をｆ 21 とし、前記負レンズ成分Ｌ 22 の焦点距離をｆ 22 とし、前記負レンズ成分Ｌ 21 の物体側の面の曲率半径をＲｃとし、前記負レンズ成分Ｌ 21 の像側の面の曲率半径をＲｄとしたとき、
０．７＜｜ｆ１・ｆ３／（ｆ２・Ｆ）｜＜１．３
０．２４＜｜ｆ２｜／ｆ１＜０．４１
０．７＜ｆ11／ｆ12＜１．４
０．３５＜ｆ１／Ｆ＜０．６０
０．７＜ｆ 22 ／ｆ 21 ＜１．８
−１．４＜（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＜−０．４
の条件を満足することを特徴とする内焦式望遠レンズを提供する。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記第１レンズＧ１中の前記前群Ｇ11は、物体側から順に、正レンズ成分Ｌ11と、正レンズ成分Ｌ12と、負レンズ成分Ｌ13とを有し、
前記正レンズ成分Ｌ12の像側の面の曲率半径をＲａとし、前記負レンズ成分Ｌ13の物体側の面の曲率半径をＲｂとし、前記負レンズ成分Ｌ13のアッベ数をνａとしたとき、
νａ＜４８
−０．４６＜（Ｒｂ−Ｒａ）／（Ｒｂ＋Ｒａ）≦０
の条件を満足する。
【０００７】
【作用】
本発明の望遠レンズは正負正の３群構成であり、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２の光軸方向移動によって合焦を行なう基本構成を有する。このようなフォーカシング方式では、被写体に対する第１レンズ群Ｇ１の結像による像点の近傍に第２レンズ群Ｇ２の物体側焦点を常に合致させるように、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させている。したがって、第３レンズ群Ｇ３に入射する光線は常に光軸にほぼ平行となり、全光学系の像点は常に一定の位置となる。
【０００８】
以上のことから、薄肉系の屈折力の配置を考えれば、厚肉系のフォーカシング移動量を一義的に決定することができる。したがって、フォーカシングレンズ群である負屈折力の第２レンズ群Ｇ２の合焦時における移動量（フォーカシング移動量）を少なくするという本発明の目的を達成するには、物点の移動量に対する焦点距離ｆ１を有する第１レンズ群Ｇ１による像点の移動量を小さくすれば良いことになる。
【０００９】
第１レンズ群Ｇ１を薄肉レンズと考えて焦点距離をｆ１とし、物点距離をａとし、像点距離をｂとしたとき、レンズの結像の関係式として次の式（Ａ）に示すような関係が成立する。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ１ （Ａ）
式（Ａ）を変形すると、次の式（Ｂ）に示す関係が得られる。
ｆ１＝ａ／（ａ／ｂ＋１） （Ｂ）
【００１０】
次に、縦倍率αは、次の式（Ｃ）で表される。
α＝（−ｂ／ａ）² ＝ｂ² ／ａ² （Ｃ）
式（Ｃ）を変形すると、次の式（Ｄ）に示す関係が得られる。
ｂ＝ａα^1/2 ＞０ （Ｄ）
【００１１】
ここで、合焦時において、物点が特定の場所から移動するために物点距離ａが変化することになる。しかしながら、ある物点距離ａに対して合焦している場合すなわち物点距離ａ＝一定とした場合、第２レンズ群Ｇ２のフォーカシング移動量すなわち物点の移動量に対する第１レンズ群Ｇ１による像点の移動量を少なくするためには、縦倍率αを小さくすればよい。
【００１２】
ここで、式（Ｂ）に式（Ｄ）を代入して、次の式（Ｅ）に示す関係が得られる。
ｆ１＝ａ／（１／α^1/2 ＋１） （Ｅ）
こうして、式（Ｅ）より、縦倍率αが小さくなると焦点距離ｆ１も小さくなることがわかる。したがって、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１を小さくすれば、フォーカシング移動量を小さくすることができる。
【００１３】
また、第２レンズ群Ｇ２を薄肉レンズと考えて焦点距離をｆ２としたとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とでほぼアフォーカル系を形成することから第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３が一定となり、次の式（Ｆ）に示す関係が成立する。
ｆ１／ｆ２＝一定 （Ｆ）
【００１４】
したがって、式（Ｆ）より、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が小さくなると第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２も必然的に小さくなる。しかしながら、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群２との合成屈折力が強すぎると、レンズ全長の短縮化にはつながるが、光学系全体としての収差が悪化してしまう。
【００１５】
そこで、本発明では、上述の考察に基づいて、フォーカシングレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の有効径およびフォーカシング移動量を小さくし、且つ良好なる光学性能（収差特性）を得るための条件を見い出した。
以下、本発明の各条件式について説明する。
【００１６】
本発明の望遠レンズでは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から順に正屈折力の前群Ｇ11と同程度の正屈折力を有する後群Ｇ12とを有し、次の式（１）乃至（３）を満足する。
０．７＜｜ｆ１・ｆ３／（ｆ２・Ｆ）｜＜１．３ （１）
０．２４＜｜ｆ２｜／ｆ１＜０．４１ （２）
０．７＜ｆ11／ｆ12＜１．４ （３）
【００１７】
ここで、
ｆ１：第１レンズＧ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズＧ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズＧ３の焦点距離
ｆ11：第１レンズＧ１中の前群Ｇ11の焦点距離
ｆ12：第１レンズＧ１中の後群Ｇ12の焦点距離
Ｆ ：レンズ全系の焦点距離
【００１８】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とで形成されるほぼアフォーカル系のアフォーカルの程度について適切な範囲を規定している。
条件式（１）の上限値および下限値で規定される範囲を逸脱すると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成屈折力が強くなり、近距離合焦による球面収差変動が大きくなるので好ましくない。
【００１９】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力と第２レンズ群２の屈折力との比について適切な範囲を規定している。
条件式（２）の上限値を上回ると、フォーカシングレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の有効径が大きくなり、本発明の目的に反するので好ましくない。
逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、近距離合焦による球面収差変動が大きくなるので好ましくない。また、ｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）に対する下コマ収差がマイナスに過剰となり、好ましくない。
【００２０】
条件式（３）は、光学系の全長の短縮化と良好な結像性能とのバランスを図るための条件であって、第１レンズ群Ｇ１中の前群Ｇ11の屈折力と後群Ｇ12の屈折力との比について適切な範囲を規定している。
条件式（３）の上限値を上回ると、光学系の全長が大きくなりすぎて好ましくない。
逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、近距離合焦による球面収差変動が大きくなるので好ましくない。また、ｇ線の下コマ収差がマイナスに過剰となり、好ましくない。
なお、条件式（３）の下限値を０．８とし、上限値を１．３とすると、光学系の全長の短縮化と良好な結像性能とのバランスをさらに良好に図ることができる。
【００２１】
また、本発明では、第１レンズＧ１中の前群Ｇ11が物体側から順に正レンズ成分Ｌ11と正レンズ成分Ｌ12と負レンズ成分Ｌ13とを有し、以下の条件式（４）および（５）を満足することが好ましい。
νａ＜４８ （４）
−０．４６＜（Ｒｂ−Ｒａ）／（Ｒｂ＋Ｒａ）≦０ （５）
ここで、
νａ：負レンズ成分Ｌ13のアッベ数
Ｒａ：正レンズ成分Ｌ12の像側の面の曲率半径
Ｒｂ：負レンズ成分Ｌ13の物体側の面の曲率半径
【００２２】
条件式（４）は、二次の色収差を良好に保つための条件である。
条件式（４）の上限値を上回ると、イメージサークル全域に亘って二次の色収差を良好に保つことが困難となり、好ましくない。
【００２３】
条件式（５）は、良好な結像性能を得るための条件を規定している。
条件式（５）の上限値を上回ると、球面収差が補正不足となり、好ましくない。
逆に、条件式（５）の下限値を下回ると、球面収差がプラスに過剰になるとともに第１レンズ群Ｇ１で発生するｇ線の球面収差がさらに大きくプラス方向に曲がるため、その収差補正が困難となる。その結果、色収差における球面収差の変動が残り、好ましくない。
なお、色収差における球面収差の変動をさらに少なくするには、条件式（５）の下限値を−０．１とすることが好ましい。
【００２４】
また、第２レンズ群Ｇ２が物体側から順に負レンズ成分Ｌ21と負レンズ成分Ｌ22とを少なくとも有し、第３レンズ群Ｇ３が正レンズ群Ｌ３を有し、以下の条件式（６）乃至（８）を満足することが好ましい。
０．３５＜ｆ１／Ｆ＜０．６０ （６）
０．７＜ｆ22／ｆ21＜１．８ （７）
−１．４＜（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＜−０．４ （８）
【００２５】
ここで、
ｆ21：負レンズ成分Ｌ21の焦点距離
ｆ22：負レンズ成分Ｌ22の焦点距離
Ｒｃ：負レンズ成分Ｌ21の物体側の面の曲率半径
Ｒｄ：負レンズ成分Ｌ21の像側の面の曲率半径
【００２６】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１とレンズ全系の焦点距離Ｆとの比について適切な範囲を規定している。
条件式（６）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が大きくなり、光学系の全長が大きくなるとともにフォーカシング移動量も大きくなり、好ましくない。
逆に、条件式（６）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が小さくなりすぎる。その結果、少ないレンズ枚数の構成のままで第１レンズ群Ｇ１の大口径化を図ろうとしても球面収差の補正不足となり、明るい光学系にすることが困難となる。同時に、正レンズ成分の中心厚を大きくしなければならず、光学系の重量が大きくなり好ましくない。
【００２７】
条件式（７）は、無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って良好な結像性能を確保するための条件であって、フォーカシングレンズ群である第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分Ｌ22と負レンズ成分Ｌ21との最適なパワー配分を規定している。
条件式（７）の下限値を下回ると、入射高の低い方から高い方に向かうにつれて球面収差の曲がりがプラスからマイナスに大きくなり過ぎて、その収差補正が困難となってしまう。
逆に、条件式（７）の上限値を上回ると、入射高の低い方から高い方に向かうにつれて球面収差の曲がりがマイナスからプラスに大きくなる。この傾向は無限遠合焦状態から至近距離合焦状態にかけてさらに強くなるため、十分な合焦性能を維持することができなくなってしまう。
【００２８】
条件式（８）は、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分Ｌ21のシェイプファクター（形状因子）について適切な範囲を規定している。
条件式（８）の上限値を上回ると、負レンズ成分Ｌ21の物体側で発生する球面収差がプラスに過大となり、入射高が高くなるにつれて正方向に大きく曲がるので、その収差補正が困難となってしまう。
逆に、条件式（８）の下限値を下回ると、負レンズ成分Ｌ21の物体側の面の正の屈折力が小さくなる。このため、負レンズ成分Ｌ21の物体側の面で発生するプラスの球面収差が減少しすぎて、他のレンズ群の有する球面収差とのバランスを欠き、マイナス方向への曲がりをもってしまう。
【００２９】
ところで、第２レンズ群Ｇ２はフォーカシングレンズ群であるため、その重量を軽くしなければならない。そのためには、第２レンズ群Ｇ２中において、物体側の負レンズ成分Ｌ21を１枚の負レンズで構成することが望ましい。
一般に、第２レンズ群Ｇ２においては、有効径が大きい物体側の負レンズ成分Ｌ21を１枚のレンズで構成した方が、像側の負レンズ成分Ｌ22を１枚のレンズで構成するよりも球面収差がプラスに大きく発生し易い。しかしながら、条件式（１）〜（８）において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを適宜規定することによって、第１レンズ群Ｇ１でマイナス方向の球面収差を発生させ、この球面収差により第２レンズ群Ｇ２で発生する球面収差の曲がりを相殺するような収差構造とすることにより、負レンズ成分Ｌ21を１枚レンズの構成にすることが可能になる。
【００３０】
また、さらに良好に収差を補正するには、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分Ｌ21のアッベ数νｂが、次の条件式（９）を満足することが望ましい。
４５＜νｂ （９）
条件式（９）の下限値を下回ると、倍率の色収差、特にｇ線に対する倍率の色収差がマイナス方向に大きくなり、収差補正が困難になるので好ましくない。
【００３１】
また、さらに良好に収差を補正するには、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分Ｌ22が物体側から順に物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの接合レンズを有し、以下の条件式（10）および（11）を満足することが好ましい。
０．１＜Ｎｃ−Ｎｄ＜０．３５ （10）
２５＜νｄ−νｃ （11）
【００３２】
ここで、
Ｎｃ：負レンズ成分Ｌ22の正メニスカスレンズの屈折率
νｃ：負レンズ成分Ｌ22の正メニスカスレンズのアッベ数
Ｎｄ：負レンズ成分Ｌ22の両凹レンズの屈折率
νｄ：負レンズ成分Ｌ22の両凹レンズのアッベ数
なお、屈折率ＮｃおよびＮｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。
【００３３】
条件式（10）および（11）は、各波長に対する球面収差の補正に最適な色消し面の屈折力を規定するための条件式である。
条件式（10）の下限値を下回ると、特にｄ線に対する色消し面の屈折力が弱くなり、ｄ線の球面収差の補正に寄与しなくなるので、合理的な硝子（光学材料）選択ではなくなってしまう。
逆に、条件式（10）の上限値を上回ると、色消し面の収斂の屈折力が強くなり、球面収差が大きく補正不足となるので好ましくない。
【００３４】
条件式（11）の下限値を下回ると、軸上の色収差および倍率の色収差を補正するための色消し面の曲率半径が小さくなりすぎる。その結果、球面収差、特に短波長の球面収差が大きく補正不足となるので好ましくない
【００３５】
ここで、再び第１レンズ群Ｇ１について考察する。第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強すぎると、第１レンズ群Ｇ１自体の球面収差がマイナス方向に大きくなりすぎて、光学系全体としての収差が悪化する。
したがって、フォーカシング移動量を小さくし、且つ良好な球面収差を得るには、以下の条件式（12）を満足することが望ましい。
０．５５＜Φ／ｆ１＜０．７２ （12）
ここで、
Φ：第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側の正レンズ成分Ｌ11の物体側のレンズ面の有効径
【００３６】
条件式（12）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１に対する第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側の正レンズ成分Ｌ11の物体側のレンズ面の有効径Φの比を規定している。
条件式（12）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が有効径に対して小さくなり、第１レンズ群Ｇ１自体の球面収差が高次の曲がりを伴ってマイナス方向に大きくなりすぎるので、収差補正が困難になる。また、二次の色の球面収差も大きくなる。これらの収差を補正するためには、第１レンズ群Ｇ１を本発明のように少ないレンズ枚数で構成することが困難になってしまう。
逆に、条件式（12）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が大きくなりすぎて、前述したように本発明の目的に反してしまう。
【００３７】
更に、本発明においては、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が非常に短いため、球面収差がマイナス方向に大きくなる傾向にある。そこで、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ成分Ｌ11と、両凸形状の正レンズ成分Ｌ12と、両凹形状の負レンズ成分Ｌ13とで構成され且つ全体として正屈折力を有する前群Ｇ11と、正の屈折力を有する後群Ｇ12とを備えた構成とすることが望ましい。
【００３８】
第１レンズ群Ｇ１を上述のように構成することが好ましい理由を、以下に説明する
長い焦点距離を有する光学系で所定の倍率を得る場合の撮影距離は、標準的な焦点距離を有する光学系で同一の倍率を得る場合の撮影距離よりも長い。そのため、望遠レンズの第１レンズＧ１に入射する軸上物点からの光線（以下、「ランド光線」という）は、近距離物点から発する光線であっても、第１入射面（第１レンズ群の最も物体側の面）には光軸に対してほぼ平行に入射する。
したがって、第１レンズ群Ｇ１中の物体側に凸面を向けた正レンズ成分Ｌ11を微小プリズムの集合と考えれば、最小偏角の形に近いものにする必要がある。
【００３９】
そこで、正レンズ成分Ｌ11の物体側面が物体側に凸面を有し且つ像側面が緩い曲率を有するように形成すれば、最小偏角の形に近いものになる。但し、像側面の曲率半径の符号は、第１レンズ群Ｇ１内の収差構造によって正負のどちらでも良い。
このような形状の正レンズ成分Ｌ11に入射したランド光線は収斂光束になり、この収斂光束をより収斂させるために正レンズ成分Ｌ12も最小偏角をとるように物体側により曲率の強い面を向けた両凸形状の正レンズ成分にする。
【００４０】
しかしながら、この２つの正レンズ成分Ｌ11およびＬ12だけでは球面収差および色収差がマイナス方向に大きくなり過ぎるので、正レンズ成分Ｌ12の直後（直ぐ像側）に負レンズ成分Ｌ13を配置して適切な収差補正を行っている。さらに、第１レンズ群Ｇ１が有する強い屈折力を分配するために、前群Ｇ11の像側に正レンズ成分Ｌ14を有する後群Ｇ12を配置している。前群Ｇ11に対する後群Ｇ12の位置は、後群Ｇ12のレンズ系をできるだけ小さくするために、前群Ｇ11からある程度離して配置するが、第１レンズ群Ｇ１が負担する明るさで決定される。これによって、第１レンズ群Ｇ１で発生する収差、特に球面収差を、前群Ｇ11と後群Ｇ12との２つの正レンズ群で担うことができる。また、各々のレンズ群が強い屈折力を有し、その球面収差の補正を行なったときに発生する球面収差の曲がりを抑えることができる。
【００４１】
したがって、第１レンズ群Ｇ１中の後群Ｇ12と第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力が正であることが好ましい。
そして、第１レンズ群Ｇ１中の後群Ｇ12について言及すれば、さらに良好な収差特性を得るという観点、特に色補正の観点から、後群Ｇ12中の正レンズ成分Ｌ14は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる接合レンズであることが好ましい。これによって、第１レンズ群Ｇ１における球面収差を補正すると同時に、軸上の色収差および倍率の色収差の補正も良好に行なうことができる。
【００４２】
また、本発明の望遠レンズでは、第３レンズ群Ｇ３を光軸に対して偏心させることにより、結像位置を変位させることが可能である。特に、手振れ等に起因する光学系の揺れを検出するブレ検出装置と、第３レンズ群Ｇ３を光軸に対して偏心駆動する駆動装置と、ブレ検出装置からの出力信号を演算処理して第３レンズ群Ｇ３を光軸に対して偏心駆動するための信号に変換する演算装置とを付設することにより、防振補正（手振れ等に起因する像位置の変動を補正すること）を行なうことが可能である。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、本発明の内焦式望遠レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とがほぼアフォーカル系を形成し、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行う内焦式望遠レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ11と、該前群Ｇ11と同程度の正の屈折力を有する後群Ｇ12とを有する。
なお、各実施例において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ11と、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ12と、両凹形状の負レンズＬ13とからなる前群Ｇ11と、正レンズ成分Ｌ14からなる後群Ｇ12とから構成されている。
また、各実施例において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、１つの負レンズＬ21と、像側により強い曲率の面を向けた正レンズと両凹形状の負レンズとの接合負レンズＬ22とから構成されている。
【００４４】
〔実施例１〕
図１は、本発明の第１実施例にかかる内焦式望遠レンズの構成を示す図である。
図示の内焦式望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11、および両凸レンズＬ12と両凹レンズＬ13との接合レンズからなる第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合正レンズＬ14からなる第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ12と、両凹レンズＬ21、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの接合レンズＬ22からなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳ１、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、視野絞りＳ２、フィルター、および視野絞りＳ３からなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側にはフィルターが設けられている。
【００４５】
図１は、無限遠合焦状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３のうち両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズ群Ｌ３を光軸とほぼ直交する方向に適宜移動させることにより、光学系の振動等に起因する像位置の変動が補正されるようになっている。
【００４６】
次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元の値を掲げる。表（１）において、Ｆはレンズ全系の焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、βは撮影倍率を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体から第１レンズ面までの距離（物体距離）をそれぞれ表している。さらに、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００４７】
【表１】

なお、像移動量の正の符号は像の移動が防振レンズ群であるレンズ群Ｌ３の変位方向と同一方向であることを示す
【００４８】
なお、本実施例において、第２レンズ群Ｇ２の有効径Φ２は４３．４であり、フォーカシングレンズ群の有効径Φ２が小さいことがわかる。
また、物体から像面までの距離をＲとすると、無限遠（Ｒ＝∞）から至近距離（Ｒ＝２５００）への合焦に際する第２レンズ群Ｇ２の移動量は１０．８２であり、フォーカシング移動量が小さいことがわかる。
また、本実施例において、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ12と第２レンズ群２と第３レンズ群Ｇ３とは、正の合成屈折力を有する。
【００４９】
図２および図３は、それぞれ無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（Ｒ＝２５００）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、Ｙは像高を、ＮＡは開口数を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、防振補正時の横収差を示す収差図は、防振レンズ群であるレンズ群Ｌ３の変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本実施例では、無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘り防振補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００５０】
〔実施例２〕
図４は、本発明の第２実施例にかかる内焦式望遠レンズの構成を示す図である。
図示の内焦式望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11、両凸レンズＬ12、および両凹レンズＬ13からなる第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合正レンズＬ14からなる第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ12と、両凹レンズＬ21、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの接合負レンズＬ22からなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳ１、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、視野絞りＳ２、およびフィルターからなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側にはフィルターが設けられている。
【００５１】
図４は、無限遠合焦状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３のうち両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズ群Ｌ３を光軸とほぼ直交する方向に適宜移動させることにより、光学系の振動等に起因する像位置の変動が補正されるようになっている。
【００５２】
次の表（２）に、本発明の実施例２の諸元の値を掲げる。表（２）において、Ｆはレンズ全系の焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、βは撮影倍率を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体から第１レンズ面までの距離（物体距離）をそれぞれ表している。さらに、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００５３】
【表２】

なお、像移動量の正の符号は像の移動が防振レンズ群であるレンズ群Ｌ３の変位方向と同一方向であることを示す
【００５４】
なお、本実施例において、第２レンズ群Ｇ２の有効径Φ２は４２．３であり、フォーカシングレンズ群の有効径Φ２が小さいことがわかる。
また、物体から像面までの距離をＲとすると、無限遠（Ｒ＝∞）から至近距離（Ｒ＝５０００）への合焦に際する第２レンズ群Ｇ２の移動量は１０．８４であり、フォーカシング移動量が小さいことがわかる。
【００５５】
図５および図６は、それぞれ無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（Ｒ＝５０００）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、Ｙは像高を、ＮＡは開口数を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、防振補正時の横収差を示す収差図は、防振レンズ群であるレンズ群Ｌ３の変位量が最大で１．７４ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本実施例では、無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘り防振補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００５６】
〔実施例３〕
図７は、本発明の第３実施例にかかる内焦式望遠レンズの構成を示す図である。
図示の内焦式望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11、両凸レンズＬ12、および両凹レンズＬ13からなる第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合正レンズＬ14からなる第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ12と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ21、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの接合負レンズＬ22からなる第２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズ、開口絞りＳ１、視野絞りＳ２、およびフィルターからなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側にはフィルターが設けられている。
【００５７】
図７は、無限遠合焦状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３のうち両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズは正レンズ群Ｌ３を構成している。
【００５８】
次の表（３）に、本発明の実施例３の諸元の値を掲げる。表（３）において、Ｆはレンズ全系の焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、βは撮影倍率を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体から第１レンズ面までの距離（物体距離）をそれぞれ表している。さらに、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００５９】
【表３】

【００６０】
なお、本実施例において、第２レンズ群Ｇ２の有効径Φ２は３８．８であり、フォーカシングレンズ群の有効径Φ２が小さいことがわかる。
また、物体から像面までの距離をＲとすると、無限遠（Ｒ＝∞）から至近距離（Ｒ＝６０００）への合焦に際する第２レンズ群Ｇ２の移動量は１０．８６であり、フォーカシング移動量が小さいことがわかる。
【００６１】
図８および図９は、それぞれ無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（Ｒ＝６０００）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、Ｙは像高を、ＮＡは開口数を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
各収差図から明らかなように、本実施例では、無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘り諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００６２】
【効果】
以上説明したように、本発明の内焦式望遠レンズによれば、フォーカシングレンズ群の有効径Φおよびフォーカシング移動量を小さく抑えながらも、無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘り優れた結像性能を維持することができる。
また、本発明の内焦式望遠レンズによれば、第１実施例および第２実施例に示すように、第３レンズ群Ｇ３中の正レンズ群Ｌ３を光軸に対して偏心させた防振補正時においても、無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘り優れた結像性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる内焦式望遠レンズの構成を示す図である。
【図２】図１の第１実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図３】図１の第１実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図４】本発明の第２実施例にかかる内焦式望遠レンズの構成を示す図である。
【図５】図４の第２実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図６】図４の第２実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図７】本発明の第３実施例にかかる内焦式望遠レンズの構成を示す図である。
【図８】図７の第３実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図９】図７の第３実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ11 第１レンズ群の前群
Ｇ12 第１レンズ群の後群

Claims (9)

1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２とがほぼアフォーカル系を形成し、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行う内焦式望遠レンズにおいて、
   前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ11と、該前群Ｇ11と同程度の正の屈折力を有する後群Ｇ12とを有し、
   前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負レンズ成分Ｌ 21 と、負レンズ成分Ｌ 22 とを少なくとも有し、
   前記第３レンズ群Ｇ３は、正レンズ群Ｌ３を有し、
   前記第１レンズＧ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズＧ２の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズＧ３の焦点距離をｆ３とし、前記第１レンズＧ１中の前群Ｇ11の焦点距離をｆ11とし、前記第１レンズＧ１中の後群Ｇ12の焦点距離をｆ12とし、レンズ全系の焦点距離をＦとし、前記負レンズ成分Ｌ 21 の焦点距離をｆ 21 とし、前記負レンズ成分Ｌ 22 の焦点距離をｆ 22 とし、前記負レンズ成分Ｌ 21 の物体側の面の曲率半径をＲｃとし、前記負レンズ成分Ｌ 21 の像側の面の曲率半径をＲｄとしたとき、
   ０．７＜｜ｆ１・ｆ３／（ｆ２・Ｆ）｜＜１．３
   ０．２４＜｜ｆ２｜／ｆ１＜０．４１
   ０．７＜ｆ11／ｆ12＜１．４
   ０．３５＜ｆ１／Ｆ＜０．６０
   ０．７＜ｆ 22 ／ｆ 21 ＜１．８
   −１．４＜（Ｒｄ＋Ｒｃ）／（Ｒｄ−Ｒｃ）＜−０．４
   の条件を満足することを特徴とする内焦式望遠レンズ。
2. 前記第１レンズＧ１中の前記前群Ｇ11は、物体側から順に、正レンズ成分Ｌ11と、正レンズ成分Ｌ12と、負レンズ成分Ｌ13とを有し、
   前記正レンズ成分Ｌ12の像側の面の曲率半径をＲａとし、前記負レンズ成分Ｌ13の物体側の面の曲率半径をＲｂとし、前記負レンズ成分Ｌ13のアッベ数をνａとしたとき、
   νａ＜４８
   −０．４６＜（Ｒｂ−Ｒａ）／（Ｒｂ＋Ｒａ）≦０
   の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の内焦式望遠レンズ。
3. 前記第２レンズ群Ｇ２中の前記負レンズ成分Ｌ 21 は１枚の負レンズからなることを特徴とする請求項１または２に記載の内焦式望遠レンズ。
4. 前記第２レンズ群Ｇ２中の前記負レンズ成分Ｌ 21 のアッベ数νｂは、
   ４５＜νｂ
   の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内焦式望遠レンズ。
5. 前記第２レンズ群Ｇ２中の前記負レンズ成分Ｌ 22 は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの接合レンズを有し、
   前記正メニスカスレンズの屈折率をＮｃとし、前記正メニスカスレンズのアッベ数をνｃとし、前記両凹レンズの屈折率をＮｄとし、前記両凹レンズのアッベ数をνｄとしたとき、
   ０．１＜Ｎｃ−Ｎｄ＜０．３５
   ２５＜νｄ−νｃ
   の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内焦式望遠レンズ。
6. 前記第１レンズＧ１の焦点距離をｆ１とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側の前記正レンズ成分Ｌ 11 の物体側のレンズ面の有効径をΦとしたとき、
   ０．５５＜Φ／ｆ１＜０．７２
   の条件を満足することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の内焦式望遠レンズ。
7. 前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ 12 は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内焦式望遠レンズ。
8. 前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ 12 と前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３とは、全体として正の合成屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内焦式望遠レンズ。
9. 前記第３レンズ群Ｇ３を光軸に対して偏心させて、結像位置の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の内焦式望遠レンズ。

Images