(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とを備え、
前記接合負レンズ成分Ｌ２を移動させることなく、前記接合正レンズ成分Ｌ１のみを移動させることによって合焦を行い、
レンズ全系の焦点距離をｆとし、前記接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離をｆ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12の像側の面の曲率半径をｒ３とし、前記両凸レンズＬ21の物体側の面の曲率半径をｒ４とし、前記両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率をｎ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率をｎ２としたとき、
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．６５
−０．２＜（ｎ２−ｎ１）ｒ３／ｆ＜−０．０５
０．４＜ｒ４／ｆ＜０．６
の条件を満足することを特徴とする望遠レンズ。
【請求項２】
物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とを備え、
前記接合正レンズ成分Ｌ１を移動させることなく、前記接合負レンズ成分Ｌ２のみを移動させることによって合焦を行い、
レンズ全系の焦点距離をｆとし、前記接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離をｆ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12の像側の面の曲率半径をｒ３とし、前記両凸レンズＬ21の物体側の面の曲率半径をｒ４とし、前記両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率をｎ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率をｎ２としたとき、
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．６５
−０．２＜（ｎ２−ｎ１）ｒ３／ｆ＜−０．０５
０．４＜ｒ４／ｆ＜０．６
の条件を満足することを特徴とする望遠レンズ。
【請求項３】
前記両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率をｎ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率をｎ２とし、前記両凸レンズＬ11のアッベ数をν１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のアッベ数をν２としたとき、
０．６５＜ｎ１−４０／ν１−ｎ２／２＋２０／ν２＜０．７０
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の望遠レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は望遠レンズに関し、特にスチルカメラ等に用いられる望遠レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
望遠レンズは、狭い画角と遠景の引き寄せ効果とを有し、近づいて撮影することのできない野性動物や各種スポーツの撮影に広く用いられている。
従来、この種の望遠レンズでは、レンズ全長を小さくすることができることから、正屈折力の前群と負屈折力の後群とを所定の間隔を隔てて配置した、いわゆるテレフォトタイプが最適とされている。例えば英国特許第１４４，９３２号や米国特許第１，４８０，９２９号等には、テレフォトタイプの望遠レンズについて様々な提案がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、望遠レンズは、全体の重量が大きい。このため、フォーカシングに際して移動する可動レンズの重量を軽減し且つ可動レンズの繰り出し量を小さくすることのできるフォーカシング（合焦）方式を採用することにより、操作性の大幅な改善を期待することができるとともに、レンズ全長の短い望遠レンズにありがちな近接撮影における周辺性能の低下を大幅に改善することができる。そこで、近年、ズーム設計技術の応用として、レンズ系の一部のみを移動させることによってフォーカシングを行う、いわゆる前群繰り出し方式やリアフォーカス方式が、望遠レンズに対しても適用されるようになっている。
【０００４】
しかしながら、前群繰り出し方式あるいはリアフォーカス方式を採用した従来の望遠レンズでは、レンズ枚数が６枚以上で構成が複雑であり、安価な望遠レンズを実現することは困難であった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、２群４枚という簡易構成でありながら、小型で、高性能な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、物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とを備え、
前記接合負レンズ成分Ｌ２を移動させることなく、前記接合正レンズ成分Ｌ１のみを移動させることによって合焦を行い、
レンズ全系の焦点距離をｆとし、前記接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離をｆ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12の像側の面の曲率半径をｒ３とし、前記両凸レンズＬ21の物体側の面の曲率半径をｒ４とし、前記両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率をｎ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率をｎ２としたとき、
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．６５
−０．２＜（ｎ２−ｎ１）ｒ３／ｆ＜−０．０５
０．４＜ｒ４／ｆ＜０．６
の条件を満足することを特徴とする望遠レンズを提供する。
【０００６】
本発明の別の局面によれば、物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とを備え、
前記接合正レンズ成分Ｌ１を移動させることなく、前記接合負レンズ成分Ｌ２のみを移動させることによって合焦を行い、
レンズ全系の焦点距離をｆとし、前記接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離をｆ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12の像側の面の曲率半径をｒ３とし、前記両凸レンズＬ21の物体側の面の曲率半径をｒ４とし、前記両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率をｎ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率をｎ２としたとき、
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．６５
−０．２＜（ｎ２−ｎ１）ｒ３／ｆ＜−０．０５
０．４＜ｒ４／ｆ＜０．６
の条件を満足することを特徴とする望遠レンズを提供する。
【０００７】
本発明の好ましい態様によれば、前記両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率をｎ１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率をｎ２とし、前記両凸レンズＬ11のアッベ数をν１とし、前記負メニスカスレンズＬ12のアッベ数をν２としたとき、
０．６５＜ｎ１−４０／ν１−ｎ２／２＋２０／ν２＜０．７０
の条件を満足する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上述のように、本発明の望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とを備えた２群４枚構成のレンズ系である。すなわち、本発明では、接合正レンズ成分Ｌ１が正屈折力の前群を接合負レンズ成分Ｌ２が負屈折力の後群をそれぞれ構成し、全体としてテレフォトタイプの望遠レンズが形成されている。
【０００９】
全体として両凸形状の接合正レンズ成分Ｌ１は、収斂作用を有する前群であって、球面収差や色収差やコマ収差を効果的に補正するために、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との２枚のレンズで構成されている。なお、前群では、組み立て製造を容易にするために、両凸レンズＬ11と負メニスカスレンズＬ12とは接合され、１つのレンズ成分として形成されている。
【００１０】
全体として像側に凹面を向けたメニスカス形状の接合負レンズ成分Ｌ２は、発散作用を有する後群であって、結像作用を有する前群で残存する像面湾曲収差を補正する機能すなわちフィールドフラットナーとしての機能と、前群の焦点距離を拡大する機能すなわちリアコンーバーターとしての機能とを併せ持っている。後群は、色収差を含む諸収差を良好に補正するために、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との２枚のレンズで構成されている。なお、後群においても、組み立て製造を容易にするために、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22とは接合され、１つのレンズ成分として形成されている。
【００１１】
このように、本発明では、前群および後群がそれぞれ１つの接合レンズ成分によって構成されている。このため、各レンズ群の内部において、レンズ間隔の影響やレンズの倒れの影響などを排除することができ、レンズ系の組み立てを非常に容易に行うことができる。
本発明では、前群を構成する接合正レンズ成分Ｌ１を物体側の面の曲率の強い両凸形状とし、後群を構成する接合負レンズ成分Ｌ２を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることによって、双方のレンズ群で発生する球面収差を極力独立に補正することが可能である。また、フォーカシングに際して、前群あるいは後群のいずれか一方だけを移動させた場合にも、球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。そして、本発明では、さらに小型化を図るとともに諸収差を良好に補正するために、条件式（１）乃至（３）を設定している。
【００１２】
以下、本発明の条件式について説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）〜（３）を満足する。
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．６５                        （１）
−０．２＜（ｎ２−ｎ１）ｒ３／ｆ＜−０．０５      （２）
０．４＜ｒ４／ｆ＜０．６                          （３）
【００１３】
ここで、
ｆ  ：レンズ全系の焦点距離
ｆ１：接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離
ｒ３：負メニスカスレンズＬ12の像側の面の曲率半径
ｒ４：両凸レンズＬ21の物体側の面の曲率半径
ｎ１：両凸レンズＬ11のｄ線に対する屈折率
ｎ２：負メニスカスレンズＬ12のｄ線に対する屈折率
【００１４】
条件式（１）は、前群である接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離ｆ１を規定する条件式であって、小型化と良好な収差補正との両立を図るためのものである。
条件式（１）の上限値を上回ると、接合正レンズ成分Ｌ１の焦点距離が大きくなりすぎてレンズ系の小型化が困難になってしまう。
逆に、条件式（１）の下限値を下回ると、前群単独での球面収差が４倍以上拡大されることになるため、良好な収差補正を図ることができなくなってしまうとともに、前後群の取り付け精度を緩和する上でも不利になってしまう。
【００１５】
条件式（２）は、前群単独で球面収差を良好に補正し、前群繰り出し方式やリアフォーカス方式によるフォーカシングに伴う収差変動を抑えるための条件式である。
条件式（２）の上限値を上回ると、前群単独での球面収差の補正が過剰傾向になってしまう。また、前群で発生する非点収差が大きくなり、この非点収差を後群で補正することが困難になってしまう。
逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、前群単独での球面収差の補正が不足傾向になるとともに、前群で発生するコマ収差が大きくなってしまう。
いずれにしても、条件式（２）の範囲を逸脱すると、フォーカシングに伴う収差変動を抑えることができなくなってしまう。
【００１６】
条件式（３）は、非点収差の補正に関する条件式である。
条件式（３）の下限値を下回ると、正方向の非点収差が著しく大きくなってしまう。
逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、負方向の非点収差が大きくなってしまう。
さらに、条件式（３）の範囲を逸脱すると、後群単独での収差補正状態も悪化するため、フォーカシングに伴う収差変動が増大してしまう。
【００１７】
また、本発明においては、コマ収差をさらに良好に補正するために、条件式（４）を満足することが望ましい。
０．６５＜ｎ１−４０／ν１−ｎ２／２＋２０／ν２＜０．７０    （４）
ここで、
ν１：両凸レンズＬ11のアッベ数
ν２：負メニスカスレンズＬ12のアッベ数
【００１８】
条件式（４）は、両凸レンズＬ11の光学材料と負メニスカスレンズＬ12の光学材料との最適な組み合わせを規定する条件式である。２群４枚というレンズ構成では、光学材料について最適の選択をしないと、一部の収差、特にコマ収差や倍率色収差の補正が困難になり易い
すなわち、条件式（４）の下限値を下回ると、内方性コマ収差および倍率色収差が負に著しく大きくなってしまう。
逆に、条件式（４）の上限値を上回ると、外方性コマ収差および正の倍率色収差が残存してしまう。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づいて説明する。
〔第１実施例〕
図１は、本発明の第１実施例にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図である。
図１の望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、開口絞りＳと、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とから構成されている。そして、接合負レンズ成分Ｌ２を移動させることなく接合正レンズ成分Ｌ１のみを移動させることによって、前群繰り出し方式のフォーカシングを行うことができる。また、接合正レンズ成分Ｌ１を移動させることなく接合負レンズ成分Ｌ２のみを移動させることによって、リアフォーカス方式のフォーカシングを行うこともできる。
【００２０】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、ｆは全系の焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２Ａは画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、ＴＬはテレ比（望遠比）を、βは撮影倍率を、Ｄ０は物体距離（レンズ系の最も物体側の面と物体との間の光軸に沿った距離）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。
【００２１】
【表１】
0003707065.tif 000002
【００２２】
図２〜図４は、第１実施例の諸収差を示す図である。すなわち、図２は、無限遠合焦状態における諸収差図である。図３は、前群繰り出し方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。図４は、リアフォーカス方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。
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、無限遠合焦状態および各方式による近距離撮影状態において、諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００２３】
〔第２実施例〕
図５は、本発明の第２実施例にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図である。
図５の望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、開口絞りＳと、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とから構成されている。そして、接合負レンズ成分Ｌ２を移動させることなく接合正レンズ成分Ｌ１のみを移動させることによって、前群繰り出し方式のフォーカシングを行うことができる。また、接合正レンズ成分Ｌ１を移動させることなく接合負レンズ成分Ｌ２のみを移動させることによって、リアフォーカス方式のフォーカシングを行うこともできる。
【００２４】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、ｆは全系の焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２Ａは画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、ＴＬはテレ比（望遠比）を、βは撮影倍率を、Ｄ０は物体距離（レンズ系の最も物体側の面と物体との間の光軸に沿った距離）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。
【００２５】
【表２】
0003707065.tif 000003
【００２６】
図６〜図８は、第２実施例の諸収差を示す図である。すなわち、図６は、無限遠合焦状態における諸収差図である。図７は、前群繰り出し方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。図８は、リアフォーカス方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。
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、無限遠合焦状態および各方式による近距離撮影状態において、諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００２７】
〔第３実施例〕
図９は、本発明の第３実施例にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図である。
図９の望遠レンズは、物体側から順に、両凸レンズＬ11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ12との接合正レンズ成分Ｌ１と、開口絞りＳと、両凸レンズＬ21と両凹レンズＬ22との接合負レンズ成分Ｌ２とから構成されている。そして、接合負レンズ成分Ｌ２を移動させることなく接合正レンズ成分Ｌ１のみを移動させることによって、前群繰り出し方式のフォーカシングを行うことができる。また、接合正レンズ成分Ｌ１を移動させることなく接合負レンズ成分Ｌ２のみを移動させることによって、リアフォーカス方式のフォーカシングを行うこともできる。
【００２８】
次の表（３）に、本発明の第３実施例の諸元の値を掲げる。表（３）において、ｆは全系の焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２Ａは画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、ＴＬはテレ比（望遠比）を、βは撮影倍率を、Ｄ０は物体距離（レンズ系の最も物体側の面と物体との間の光軸に沿った距離）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。
【００２９】
【表３】
0003707065.tif 000004
【００３０】
図１０〜図１２は、第３実施例の諸収差を示す図である。すなわち、図１０は、無限遠合焦状態における諸収差図である。図１１は、前群繰り出し方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。図１２は、リアフォーカス方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。
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、無限遠合焦状態および各方式による近距離撮影状態において、諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００３１】
【効果】
以上説明したように、本発明によれば、わずか２群４枚構成でありながら、テレ比が０．７６程度と小型で、諸収差が良好に補正された、安価な望遠レンズを実現することができる。
さらに、本発明の望遠レンズでは、前群または後群を光軸にほぼ垂直な方向に移動させることによって、像シフトを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】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】第１実施例の前群繰り出し方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
【図４】第１実施例のリアフォーカス方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
【図５】本発明の第２実施例にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】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７】第２実施例の前群繰り出し方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
【図８】第２実施例のリアフォーカス方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
【図９】本発明の第３実施例にかかる望遠レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１０】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１１】第３実施例の前群繰り出し方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
【図１２】第３実施例のリアフォーカス方式による撮影倍率−１／１０倍における諸収差図である。
【符号の説明】
Ｌｉ      各レンズ成分
Ｓ        開口絞り
【図１】
0003707065.tif 000005
【図２】
0003707065.tif 000006
【図３】
0003707065.tif 000007
【図４】
0003707065.tif 000008
【図５】
0003707065.tif 000009
【図６】
0003707065.tif 000010
【図７】
0003707065.tif 000011
【図８】
0003707065.tif 000012
【図９】
0003707065.tif 000013
【図１０】
0003707065.tif 000014
【図１１】
0003707065.tif 000015
【図１２】
0003707065.tif 000016