JP5282399B2 - マクロレンズ、光学装置、マクロレンズのフォーカシング方法 - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に適したマクロレンズとこれを有する光学装置、及び該マクロレンズのフォーカシング方法に関する。
従来、無限遠物体から近距離物体まで撮影可能なマクロレンズが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特許第３４２９５６２号公報
従来のマクロレンズは、フォーカシング移動量が大きいため、鏡筒全体の大型化に繋がる問題があり、光学性能も十分ではなかった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、小型で無限遠物体から近距離物体まで良好な光学性能を有するマクロレンズとこれを有する光学装置、及び該マクロレンズのフォーカシング方法を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は、
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）≦０．４８
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
また、本発明は、
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に負屈折力の前群と正屈折力の後群とを有し、
前記前群は、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
また、本発明は、 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
１．００＜Ｘ１／Ｘ２＜１．３０
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
Ｘ１：前記フォーカシングにおける前記第１レンズ群の移動量
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
また、本発明は、
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
前記第１レンズ群は、最も物体側に前記負レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）≦０．４８
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
また、本発明は、
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に負屈折力の前群と正屈折力の後群とを有し、
前記前群は、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
また、本発明は、 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
１．００＜Ｘ１／Ｘ２＜１．３０
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
Ｘ１：前記フォーカシングにおける前記第１レンズ群の移動量
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
また、本発明は、
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
前記第１レンズ群は、最も物体側に前記負レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズを提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
また、本発明は、前記マクロレンズを有することを特徴とする光学装置を提供する。
また、本発明は、
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足するマクロレンズのフォーカシング方法において、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを物体方向へ移動し、かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大させて物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするフォーカシング方法を提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）≦０．４８
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足するマクロレンズのフォーカシング方法において、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを物体方向へ移動し、かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大させて物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするフォーカシング方法を提供する。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）≦０．４８
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
本発明によれば、小型で無限遠物体から近距離物体まで良好な光学性能を有するマクロレンズとこれを有する光学装置、及び該マクロレンズのフォーカシング方法を提供することができる。
以下、本願の一実施形態に係るマクロレンズについて説明する。
本実施形態に係るマクロレンズは、物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とを有し、第１レンズ群と第２レンズ群との合成屈折力が正であり、物体へのフォーカシングに際して第１レンズ群と第２レンズ群とが物体方向へ移動する構成である。
この構成により、小型化を図りつつ、無限遠から近距離まで良好な光学性能を得ることができる。
また、本マクロレンズは、前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有する構成である。
この構成により、フォーカシングにおける色収差の変動を良好に補正することができる。
また、本マクロレンズは、以下の条件式（１），（２）を満足する構成である。
（１） ０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
（２） ２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、ｆは全系の焦点距離、Ｘ２はフォーカシングにおける第２レンズ群の移動量、βは近距離合焦状態における撮影倍率、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。なお、Ｘ２は像面方向へ移動する場合を正とする。
（１） ０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
（２） ２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、ｆは全系の焦点距離、Ｘ２はフォーカシングにおける第２レンズ群の移動量、βは近距離合焦状態における撮影倍率、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。なお、Ｘ２は像面方向へ移動する場合を正とする。
条件式（１）は、第２レンズ群の移動量と全系の焦点距離の比を規定したものである。
条件式（１）の上限値を上回ると、第２レンズ群の移動量が増加しフォーカシングに伴う歪曲収差の変動が増大してしまう。反対に条件式（１）の下限値を下回って第２レンズ群の移動量が減少すると、フォーカス群の屈折力が増大し、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を０．５２にすることが好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を０．３６にすることが好ましい。
条件式（２）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定したものである。
条件式（２）の範囲を満足することで、無限遠から近距離までの球面収差とコマ収差を良好に補正することが可能になる。条件式（２）の範囲を外れると、球面収差とコマ収差の補正が困難となる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を７．００にすることが好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を２．２０にすることが好ましい。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、第１レンズ群の屈折力が正、第２レンズ群の屈折力が正であることが望ましい。
この構成により、小型化を図りつつ、無限遠から近距離まで良好な光学性能を得ることができる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、第３レンズ群の屈折力が負であることが望ましい。
この構成により、小型化を図りつつ、無限遠から近距離まで、より良好な光学性能を得ることができる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、第３レンズ群は、物体側から順に負屈折力の前群と正屈折力の後群とを有することが望ましい。
この構成により、射出瞳位置を像面から遠ざけて撮像素子によるシェーディングを抑えることが可能になる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、前記前群は、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを有することが望ましい。
この構成により、軸上及び軸外の色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、第３レンズ群は非球面を有することが望ましい。
非球面をいれることで、負レンズの屈折力を高めつつ、球面収差や像面湾曲を良好に補正することが可能になる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） １．００≦Ｘ１／Ｘ２＜１．３０
但し、Ｘ１はフォーカシングにおける第１レンズ群の移動量、Ｘ２はフォーカシングにおける第２レンズ群の移動量である。なお、Ｘ１、Ｘ２は各々、像面方向へ移動する場合を正とする。
（３） １．００≦Ｘ１／Ｘ２＜１．３０
但し、Ｘ１はフォーカシングにおける第１レンズ群の移動量、Ｘ２はフォーカシングにおける第２レンズ群の移動量である。なお、Ｘ１、Ｘ２は各々、像面方向へ移動する場合を正とする。
条件式（３）は、第１レンズ群の移動量と第２レンズ群の移動量の比の適切な範囲を規定したものである。
条件式（３）の範囲を満足することで、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を良好に補正することが可能になる。条件式（３）の範囲を外れると、像面湾曲の変動を補正することが困難となる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．２０にすることが好ましい。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、第１レンズ群は、最も物体側に前記負レンズを有することが望ましい。
この構成により、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔を確保しつつ、良好な光学性能を得ることが可能になる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、第１レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを有することが望ましい。
この構成により、開放から絞り込み時まで良好な光学性能が得られる。
また、本実施形態に係るマクロレンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０．４０＜ｆ１２／ｆ＜０．７５
但し、ｆ１２は第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離である。
（４） ０．４０＜ｆ１２／ｆ＜０．７５
但し、ｆ１２は第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離である。
条件式（４）は、全系の焦点距離と、第１、第２レンズ群の合成焦点距離の比を規定したものである。
条件式（４）の上限値を上回ると、第１、第２レンズ群の合成焦点距離が長くなりフォーカス群の移動量が増大し、フォーカシングに伴う歪曲収差の変動が増大する。反対に、条件式（４）の下限値を下回ると、フォーカス群の屈折力が増大し、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を０．７４にすることが好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を０．５５にすることが好ましい。
（実施例）
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係るマクロレンズの構成を示す図である。
図１は、第１実施例に係るマクロレンズの構成を示す図である。
第１実施例に係るマクロレンズは、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大しながら、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが物体方向へ移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４とから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両凹形状の負レンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合正レンズと、両凸形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４との接合正レンズとから構成され、負レンズＬ３２の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
以下の表１に、第１実施例に係るマクロレンズの諸元値を掲げる。
表中の（面データ）において、物面は物体面、面番号は物体側からの面の番号、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）におけるアッベ数、（可変）は合焦における可変面間隔、（絞り）は開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ表している。なお、空気の屈折率ｎｄ＝１．０００００は記載を省略している。また、曲率半径ｒ及び面間隔ｄ欄の「∞」は平面を示している。
（非球面データ）において、非球面は以下の式で表される。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２/ｒ）/［１＋［１−κ（ｙ２/ｒ２）］１/２］
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２/ｒ）/［１＋［１−κ（ｙ２/ｒ２）］１/２］
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０
ここで、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＡｎとする。なお、「E-n」は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。また、各非球面は、（面データ）において、面番号の右側に「＊」を付して示している。
（各種データ）において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：「°」）、Ｙは像高、ＴＬは無限遠合焦状態におけるレンズ全長をそれぞれ表している。
（可変間隔データ）において、βは倍率、ｄｉは面番号ｉでの可変面間隔値、Ｂｆはバックフォーカスを表している。
（条件式対応値）は、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。
（表１）
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 52.577 1.60 1.75500 52.29
2 20.990 3.00
3 25.493 4.50 1.81600 46.63
4 -131.416 0.10
5 22.565 2.80 1.65160 58.54
6 56.814 1.50
7 638.364 1.10 1.62004 36.30
8 17.844 （可変）
9（絞り） ∞ 4.00
10 -28.971 1.00 1.72825 28.46
11 182.076 4.80 1.69680 55.52
12 -25.710 0.10
13 527.863 2.90 1.71700 47.93
14 -49.997 （可変）
15 -152.015 2.50 1.84666 23.78
16 -29.039 2.00 1.80400 46.58
17* 31.559 6.50
18 50.834 6.50 1.80400 46.58
19 -37.670 2.00 1.84666 23.78
20 -145.491 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第17面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -2.47160E-06
A6 ＝ -1.42350E-09
A8 ＝ 0.00000E+00
A10 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 61.00
FNO = 2.88
2ω = 39.20
Y = 21.60
TL = 91.29
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
β 0.00 -1.00
d8 3.20 6.08
d14 1.20 30.32
Bf 40.00 40.00
（条件式対応値）
（１） Ｘ２／（ｆ×β）＝０．４８
（２） ｆ１／ｆ２＝２．４３
（３） Ｘ１／Ｘ２＝１．１０
（４） ｆ１２／ｆ＝０．６９
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 52.577 1.60 1.75500 52.29
2 20.990 3.00
3 25.493 4.50 1.81600 46.63
4 -131.416 0.10
5 22.565 2.80 1.65160 58.54
6 56.814 1.50
7 638.364 1.10 1.62004 36.30
8 17.844 （可変）
9（絞り） ∞ 4.00
10 -28.971 1.00 1.72825 28.46
11 182.076 4.80 1.69680 55.52
12 -25.710 0.10
13 527.863 2.90 1.71700 47.93
14 -49.997 （可変）
15 -152.015 2.50 1.84666 23.78
16 -29.039 2.00 1.80400 46.58
17* 31.559 6.50
18 50.834 6.50 1.80400 46.58
19 -37.670 2.00 1.84666 23.78
20 -145.491 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第17面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -2.47160E-06
A6 ＝ -1.42350E-09
A8 ＝ 0.00000E+00
A10 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 61.00
FNO = 2.88
2ω = 39.20
Y = 21.60
TL = 91.29
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
β 0.00 -1.00
d8 3.20 6.08
d14 1.20 30.32
Bf 40.00 40.00
（条件式対応値）
（１） Ｘ２／（ｆ×β）＝０．４８
（２） ｆ１／ｆ２＝２．４３
（３） Ｘ１／Ｘ２＝１．１０
（４） ｆ１２／ｆ＝０．６９
図２は、第１実施例に係るマクロレンズの諸収差図を示し、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.00）、（ｂ）は近距離合焦時（β＝-1.00）の諸収差図をそれぞれ示す。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、Ａは主光線の入射角（単位：度）、ＮＡは開口数、Ｈ０は物体高をそれぞれ示す。またｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。そして非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
各収差図より第１実施例に係るマクロレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
図３は、第２実施例に係るマクロレンズの構成を示す図である。
図３は、第２実施例に係るマクロレンズの構成を示す図である。
第２実施例に係るマクロレンズは、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大しながら、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが物体方向へ移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、両凹形状の負レンズＬ１４とから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両凹形状の負レンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合正レンズと、両凸形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４との接合正レンズとから構成され、負レンズＬ３２の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
以下の表２に、第２実施例に係るマクロレンズの諸元値を掲げる。
（表２）
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 77.161 1.20 1.62280 57.03
2 21.083 4.36
3 26.415 4.45 1.83400 37.17
4 -94.687 1.59
5 23.149 2.88 1.60300 65.47
6 74.335 1.19
7 -116.105 1.20 1.72825 28.46
8 20.056 （可変）
9（絞り） ∞ 4.47
10 -38.008 1.20 1.78472 25.68
11 155.775 3.83 1.79500 45.30
12 -28.126 0.20
13 317.461 2.26 1.81600 46.63
14 -61.987 （可変）
15 -209.108 1.84 1.84666 23.78
16 -71.146 1.20 1.69680 55.52
17* 30.031 13.06
18 51.485 5.55 1.62280 57.03
19 -102.566 3.38 1.84666 23.78
20 -155.457 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第17面
κ ＝ 0.9487
A4 ＝ -3.33720E-06
A6 ＝ -4.30430E-09
A8 ＝ 9.75350E-11
A10 ＝ -5.93050E-13
（各種データ）
f = 62.00
FNO = 3.05
2ω = 38.80
Y = 21.60
TL = 96.29
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
β 0.00 -1.00
d8 2.92 6.00
d14 1.50 27.22
Bf 38.00 38.00
（条件式対応値）
（１） Ｘ２／（ｆ×β）＝０．４１
（２） ｆ１／ｆ２＝５．５５
（３） Ｘ１／Ｘ２＝１．１２
（４） ｆ１２／ｆ＝０．６４
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 77.161 1.20 1.62280 57.03
2 21.083 4.36
3 26.415 4.45 1.83400 37.17
4 -94.687 1.59
5 23.149 2.88 1.60300 65.47
6 74.335 1.19
7 -116.105 1.20 1.72825 28.46
8 20.056 （可変）
9（絞り） ∞ 4.47
10 -38.008 1.20 1.78472 25.68
11 155.775 3.83 1.79500 45.30
12 -28.126 0.20
13 317.461 2.26 1.81600 46.63
14 -61.987 （可変）
15 -209.108 1.84 1.84666 23.78
16 -71.146 1.20 1.69680 55.52
17* 30.031 13.06
18 51.485 5.55 1.62280 57.03
19 -102.566 3.38 1.84666 23.78
20 -155.457 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第17面
κ ＝ 0.9487
A4 ＝ -3.33720E-06
A6 ＝ -4.30430E-09
A8 ＝ 9.75350E-11
A10 ＝ -5.93050E-13
（各種データ）
f = 62.00
FNO = 3.05
2ω = 38.80
Y = 21.60
TL = 96.29
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
β 0.00 -1.00
d8 2.92 6.00
d14 1.50 27.22
Bf 38.00 38.00
（条件式対応値）
（１） Ｘ２／（ｆ×β）＝０．４１
（２） ｆ１／ｆ２＝５．５５
（３） Ｘ１／Ｘ２＝１．１２
（４） ｆ１２／ｆ＝０．６４
図４は、第２実施例に係るマクロレンズの諸収差図を示し、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.00）、（ｂ）は近距離合焦時（β＝-1.00）の諸収差図をそれぞれ示す。
各収差図より第２実施例に係るマクロレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
図５は、第３実施例に係るマクロレンズの構成を示す図である。
図５は、第３実施例に係るマクロレンズの構成を示す図である。
第３実施例に係るマクロレンズは、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大しながら、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが物体方向へ移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、両凹形状の負レンズＬ１４とから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両凹形状の負レンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合正レンズと、両凸形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４との接合正レンズとから構成され、負レンズＬ３２の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
以下の表３に、第３実施例に係るマクロレンズの諸元値を掲げる。
（表３）
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 50.155 1.20 1.81554 44.35
2 21.627 3.13
3 26.048 4.97 1.80440 39.57
4 -92.734 1.95
5 24.946 2.82 1.60300 65.47
6 76.300 1.29
7 -105.025 1.20 1.64769 33.79
8 21.392 （可変）
9（絞り） ∞ 2.38
10 -28.665 1.20 1.72825 28.46
11 67.540 4.74 1.67790 50.70
12 -26.943 0.20
13 644.209 2.60 1.78590 44.18
14 -40.340 （可変）
15 -136.790 2.62 1.75520 27.51
16 -36.281 1.20 1.65100 56.17
17* 29.881 11.92
18 49.534 8.38 1.63854 55.48
19 -40.027 1.20 1.75692 31.59
20 -133.204 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第17面
κ ＝ 1.0423
A4 ＝ -2.06620E-06
A6 ＝ -1.82980E-08
A8 ＝ 1.10000E-10
A10 ＝ -2.62190E-13
（各種データ）
f = 62.20
FNO = 2.94
2ω = 38.70
Y = 21.60
TL = 95.55
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
β 0.00 -1.00
d8 2.96 4.71
d14 1.10 28.53
Bf 38.50 38.50
（条件式対応値）
（１） Ｘ２／（ｆ×β）＝０．４４
（２） ｆ１／ｆ２＝３．６９
（３） Ｘ１／Ｘ２＝１．０６
（４） ｆ１２／ｆ＝０．６６
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 50.155 1.20 1.81554 44.35
2 21.627 3.13
3 26.048 4.97 1.80440 39.57
4 -92.734 1.95
5 24.946 2.82 1.60300 65.47
6 76.300 1.29
7 -105.025 1.20 1.64769 33.79
8 21.392 （可変）
9（絞り） ∞ 2.38
10 -28.665 1.20 1.72825 28.46
11 67.540 4.74 1.67790 50.70
12 -26.943 0.20
13 644.209 2.60 1.78590 44.18
14 -40.340 （可変）
15 -136.790 2.62 1.75520 27.51
16 -36.281 1.20 1.65100 56.17
17* 29.881 11.92
18 49.534 8.38 1.63854 55.48
19 -40.027 1.20 1.75692 31.59
20 -133.204 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第17面
κ ＝ 1.0423
A4 ＝ -2.06620E-06
A6 ＝ -1.82980E-08
A8 ＝ 1.10000E-10
A10 ＝ -2.62190E-13
（各種データ）
f = 62.20
FNO = 2.94
2ω = 38.70
Y = 21.60
TL = 95.55
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
β 0.00 -1.00
d8 2.96 4.71
d14 1.10 28.53
Bf 38.50 38.50
（条件式対応値）
（１） Ｘ２／（ｆ×β）＝０．４４
（２） ｆ１／ｆ２＝３．６９
（３） Ｘ１／Ｘ２＝１．０６
（４） ｆ１２／ｆ＝０．６６
図６は、第３実施例に係るマクロレンズの諸収差図を示し、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.00）、（ｂ）は近距離合焦時（β＝-1.00）の諸収差図をそれぞれ示す。
各収差図より第３実施例に係るマクロレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
以上のように、本実施形態によれば、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に適し、小型で無限遠物体から近距離物体まで良好な光学性能を有するマクロレンズを提供することができる。
次に、本実施形態に係るマクロレンズを搭載したカメラについて説明する。なお、第１実施例に係るマクロレンズを搭載した場合について説明するが、他の実施例でも同様である。
図７は、第１実施例に係るマクロレンズを備えたカメラの構成を示す図である。
図７において、カメラ１は、撮影レンズ２として第１実施例に係るマクロレンズを備えたデジタル一眼レフカメラである。カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
カメラ１に撮影レンズ２として第１実施例に係るマクロレンズを搭載することにより、高い性能を有するカメラを実現することができる。
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
実施例では、３群構成を示したが、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。
また、前記合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用出来、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。特に第１、第２レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させて、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としても良い。特に第３レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ面を非球面としても構わない。また、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。
また、開口絞りは第２レンズ群近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材は設けずにレンズ枠でその役割を代用しても良い。
また、各レンズ面には、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜が施されれば、フレアやゴーストを軽減し高いコントラストの高い光学性能を達成できる。
なお、本発明を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまでもない。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１ 負メニスカスレンズ
Ｌ３１ 正メニスカスレンズ
Ｌ３２ 負レンズ
Ｌ３３ 正レンズ
Ｌ３４ 負メニスカスレンズ
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１ 負メニスカスレンズ
Ｌ３１ 正メニスカスレンズ
Ｌ３２ 負レンズ
Ｌ３３ 正レンズ
Ｌ３４ 負メニスカスレンズ
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
Claims (14)
- 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズ。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）≦０．４８
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に負屈折力の前群と正屈折力の後群とを有し、
前記前群は、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズ。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズ。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
１．００＜Ｘ１／Ｘ２＜１．３０
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
Ｘ１：前記フォーカシングにおける前記第１レンズ群の移動量
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量 - 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
物体へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが物体方向へ移動し、 かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
前記第１レンズ群は、最も物体側に前記負レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするマクロレンズ。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）＜０．５５
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 前記第３レンズ群は、物体側から順に負屈折力の前群と正屈折力の後群とを有することを特徴とする請求項１または４に記載のマクロレンズ。
- 前記第３レンズ群は、物体側から順に負屈折力の前群と正屈折力の後群とを有することを特徴とする請求項３に記載のマクロレンズ。
- 前記前群は、正レンズと負レンズとからなる負の接合レンズを有することを特徴とする請求項５に記載のマクロレンズ。
- 以下の条件を満足することを特徴とする請求項２または４または５または７に記載のマクロレンズ。
１．００＜Ｘ１／Ｘ２＜１．３０
但し、
Ｘ１：前記フォーカシングにおける前記第１レンズ群の移動量
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量 - 前記第１レンズ群の屈折力が正、前記第２レンズ群の屈折力が正であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
- 前記第３レンズ群の屈折力が負であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
- 前記第３レンズ群は非球面を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
- 前記第１レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
- 請求項１から１２のいずれか１項に記載のマクロレンズを有することを特徴とする光学装置。
- 物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成屈折力が正であり、
前記各レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを有し、
以下の条件を満足するマクロレンズのフォーカシング方法において、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを物体方向へ移動し、かつ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大させて物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするフォーカシング方法。
０．３０＜Ｘ２／（ｆ×β）≦０．４８
２．００＜ｆ１／ｆ２＜８．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
Ｘ２：前記フォーカシングにおける前記第２レンズ群の移動量
β：近距離合焦状態における撮影倍率
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
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|---|---|---|---|
| JP2007322340A JP5282399B2 (ja) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | マクロレンズ、光学装置、マクロレンズのフォーカシング方法 |
| EP08253798A EP2071379B1 (en) | 2007-12-13 | 2008-11-24 | Macro lens of the telephoto type having three lens groups and front focusing, method for its manufacture |
| EP11166589.9A EP2362259B1 (en) | 2007-12-13 | 2008-11-24 | Macro lens of the telephoto type having three lens groups and front focusing, method for its manufacture |
| US12/277,372 US7777974B2 (en) | 2007-12-13 | 2008-11-25 | Macro lens, optical apparatus, and method for manufacturing the macro lens |
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