(57)【要約】【課題】  異常分散ガラスの使用枚数を抑えつつ、色収差の補正に優れた望遠レンズを提供する。【解決手段】  全体として３群構成で、第１レンズ群１０が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズＧ１１と、第１の正レンズＧ１１の像側に配置され像側に凹面を向けた負レンズＧ１２と、負レンズＧ１２の像側に配置され物体側に凸面を向けた第２の正レンズＧ１３とを含む。かつ、以下の条件を満足する。ν１１は第１の正レンズＧ１１のアッベ数、ν１２は負レンズＧ１２のアッベ数、ν１３は第２の正レンズＧ１３のアッベ数を示す。  ３５＜ν１１＜５０  ……（１）        ν１２＜４５  ……（２）  ７５＜ν１３  ……（３）  ν１２＜ν１１  ……（４）【選択図】      図１
2006243631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、絞りを含む第３レンズ群とを備え、
前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、前記第１の正レンズの像側に配置され像側に凹面を向けた負レンズと、前記負レンズの像側に配置され物体側に凸面を向けた第２の正レンズとを含み、
かつ、以下の条件を満足するように構成されている
ことを特徴とする望遠レンズ。
３５＜ν１１＜５０  ……（１）
ν１２＜４５  ……（２）
７５＜ν１３  ……（３）
ν１２＜ν１１  ……（４）
ただし、
ν１１：前記第１レンズ群の前記第１の正レンズのアッベ数
ν１２：前記第１レンズ群の前記負レンズのアッベ数
ν１３：前記第１レンズ群の前記第２の正レンズのアッベ数
【請求項２】
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとで構成され、無限遠から近距離に向けてのフォーカス調整を行うときに前記第２レンズ群が像側に移動するようになされている
ことを特徴とする請求項１に記載の望遠レンズ。
【請求項３】
さらに以下の条件式を満足するように構成されている
０．５＜ｆ１１／ｆ＜１．２  ……（５）
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。
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１１：前記第１レンズ群における前記第１の正レンズの焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば一眼レフカメラやビデオカメラに用いられる、例えばインナーフォーカスタイプで画角が６°〜２０°程度の望遠レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズにおけるフォーカス方式には、レンズ系全体を移動させる方式とレンズの系の一部を移動させる方式とがある。望遠レンズの場合には、標準レンズに比べてレンズ系が大型化して重量も重くなるので、レンズの系の一部を移動させる方式を採用していることが多い。
【０００３】
例えば特許文献１には、半画角が４°〜８°程度（３５ｍｍフィルム換算で焦点距離約１５０ｍｍ〜３００ｍｍ）の望遠レンズとして、物体側から順に正、負、正の屈折力を有する３群構成で、負の屈折力の第２レンズ群を動かしてフォーカスを行うインナーフォーカスタイプのものが記載されている。第１レンズ群は物体側から順に、正の第１レンズ、正の第２レンズ、および負の第３レンズの３枚のレンズからなる。第２レンズ群は物体側から順に、負の第４レンズ、および正の第５レンズの２枚のレンズからなる。色消しのために、正の第１レンズと第２レンズとにν値の大きい硝材を、負の第３レンズと第４レンズとにν値の小さい硝材を採用している。
【特許文献１】特開２００２−５５２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の望遠レンズは、無限遠物点から至近距離に亘り光学性能が比較的良好で小型化に有利なインナーフォーカスタイプの光学系である。ここで、一般的な色収差の補正方法としては、特許文献１に記載の望遠レンズと同様、正レンズにν値の大きいガラスを用いると共に、負レンズにν値の小さいガラスを採用する。このとき残る２次の色収差の量は、正レンズに採用したガラスの異常分散性の大きさで決定される。２次の色収差を小さくするには、レンズ内の正レンズに異常分散ガラスを多く採用すれば良いわけであるが、この方法では異常分散ガラスの枚数が増えコスト面で不利になるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、異常分散ガラスの使用枚数を抑えつつ、色収差の補正に優れた望遠レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による望遠レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、絞りを含む第３レンズ群とを備え、第１レンズ群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、第１の正レンズの像側に配置され像側に凹面を向けた負レンズと、負レンズの像側に配置され物体側に凸面を向けた第２の正レンズとを含むものである。かつ、以下の条件を満足するように構成されているものである。式中、ν１１は第１レンズ群の第１の正レンズのアッベ数、ν１２は第１レンズ群の負レンズのアッベ数、ν１３は第１レンズ群の第２の正レンズのアッベ数を示す。
３５＜ν１１＜５０  ……（１）
ν１２＜４５  ……（２）
７５＜ν１３  ……（３）
ν１２＜ν１１  ……（４）
【０００７】
本発明による望遠レンズでは、前述したように各レンズの形状を特定し、上記各条件式を満足することにより、高性能な望遠レンズに必要な軸上色収差と倍率色収差の補正とが可能となり、高い光学性能が得られる。特に、条件式（１）を満足するν値の小さい硝材を物体側の第１の正レンズにあえて採用すると共に、その他のレンズの硝材を適切に設定したことで、異常分散ガラスの使用枚数を抑えつつ、２次の色収差が補正される。
【０００８】
本発明による望遠レンズにおいて、第２レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとで構成され、無限遠から近距離に向けてのフォーカス調整を行うときに第２レンズ群が像側に移動するようになされていることが好ましい。
【０００９】
本発明による望遠レンズはまた、以下の条件式（５）を満足するように構成されていることが好ましい。式中、ｆは全系の焦点距離、ｆ１１は第１レンズ群における第１の正レンズの焦点距離を示す。
０．５＜ｆ１１／ｆ＜１．２  ……（５）
【発明の効果】
【００１０】
本発明の望遠レンズによれば、全体として３群構成で、各レンズの形状および硝材を適切なものとし、特に条件式（１）を満足するν値の小さい硝材を物体側の第１の正レンズにあえて採用し、その他のレンズの硝材を適切に設定するようにしたので、異常分散ガラスの使用枚数を抑えつつ、色収差の補正に優れた性能を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る望遠レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図３）のレンズ構成に対応している。また図２は、第２の構成例を示している。この構成例は、後述の第２の数値実施例（図４）のレンズ構成に対応している。なお、図１，図２では無限遠物点にフォーカスされている状態でのレンズ配置を示す。図１，図２において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。Ｓｉｍｇは、結像面（撮像面）を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。
【００１２】
この望遠レンズは、例えば一眼レフカメラやビデオカメラに搭載されて好適なものである。この望遠レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１０と、負の屈折力を有する第２レンズ群２０と、開口絞りＳｔを含み弱い正の屈折力を有する第３レンズ群３０とを備えている。この望遠レンズは、図示したように第２レンズ群２０をフォーカス群として、光軸Ｚ１に沿って像側に移動させることで、無限遠物点から近距離物点までのフォーカス調整が可能となっている。なお、第３レンズ群３０と結像面Ｓｉｍｇとの間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学フィルタやカバーガラス等、種々の光学部材が配置されていても良い。
【００１３】
第１レンズ群１０は少なくとも、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、第１の正レンズの像側に配置され像側に凹面を向けた負レンズと、負レンズの像側に配置され物体側に凸面を向けた第２の正レンズとを含んでいる。より具体的には例えば、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ１１と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ１２と、両凸形状の正レンズＧ１３と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ１４とで構成される。
ここで、正レンズＧ１１が上記「第１の正レンズ」に対応し、負レンズＧ１２が上記「負レンズ」に対応し、正レンズＧ１３が上記「第２の正レンズ」に対応する。
【００１４】
第２レンズ群２０は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとで構成されている。より具体的には例えば、物体側から順に正レンズＧ２１と負レンズＧ２２とからなる接合レンズで構成される。第３レンズ群３０は例えば、物体側から順に、開口絞りＳｔと、１枚のレンズＧ３１と、負レンズＧ３２および正レンズＧ３３からなる接合レンズとで構成される。
【００１５】
この望遠レンズは、以下の条件式（１）〜（４）を満足するように構成されている。式中、ν１１は第１レンズ群１０の第１の正レンズ（正レンズＧ１１）のアッベ数、ν１２は第１レンズ群１０の負レンズ（負レンズＧ１２）のアッベ数、ν１３は第１レンズ群１０の第２の正レンズ（正レンズＧ１３）のアッベ数を示す。
３５＜ν１１＜５０  ……（１）
ν１２＜４５  ……（２）
７５＜ν１３  ……（３）
ν１２＜ν１１  ……（４）
この望遠レンズは、さらに以下の条件式（５）を満足するように構成されていることが好ましい。式中、ｆは全系の焦点距離、ｆ１１は第１レンズ群１０における第１の正レンズ（正レンズＧ１１）の焦点距離を示す。
０．５＜ｆ１１／ｆ＜１．２  ……（５）
【００１６】
また、上記（１），（２），（３），（５）式の条件に関しては、さらに以下の数値範囲を満たすことがより好ましい。これにより、さらに良好な収差補正が可能となる。
３８＜ν１１＜４５  ……（１Ａ）
ν１２＜４０  ……（２Ａ）
８０＜ν１３  ……（３Ａ）
０．５５＜ｆ１１／ｆ＜０．８  ……（５Ａ）
【００１７】
次に、以上のように構成された望遠レンズの作用および効果を説明する。
【００１８】
この望遠レンズでは、全体として３群構成のレンズタイプにおいて、負の屈折力の第２レンズ群２０を動かしてフォーカス調整が行われる。インナーフォーカスタイプとしたことで、小型化に有利となっている。また、上記したように各レンズの形状を特定し、上記各条件式を満足することにより、以下で説明するように、高性能な望遠レンズに必要な軸上色収差と倍率色収差の補正が可能となり、高い光学性能を得ることが可能となっている。
【００１９】
条件式（１）は、主に、色収差の補正のうち軸上色収差と倍率色収差の補正上必要な条件である。一般的な色収差の補正方法は、正レンズにν値の大きい硝材を、負レンズにν値の小さい硝材を採用するが、このとき残る２次の色収差の量は正レンズに採用したガラスの異常分散性の大きさで決定される。２次の色収差を小さくするには、レンズ内の正レンズに異常分散ガラスを多く採用すれば良いわけであるが、この方法では異常分散ガラスの枚数が増えコスト面で不利になる。そこで、本実施の形態では、条件式（１）を満足するν値の小さい硝材を物体側の第１の正レンズ（正レンズＧ１１）にあえて採用している。この場合、レンズ全体の色収差が大きくアンダーとなり、これを補正するために強いパワーでの色消しが求められる。この色消しのレンズ（主に正レンズＧ１３）に異常分散ガラスを採用することで、異常分散性がレンズ全体に対して大きな割合を持つことになり、軸上の２次の色収差が小さくなる。
【００２０】
ここで、正レンズＧ１３は異常分散性δθg,Fに関し、以下の条件を満足することが望ましい。
δθg,F≧０．１８
ただし、δθg,Fは、ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ，ｎＦ，ｎＣとして、
θg,F＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ ）
で定義されるｇ線、Ｆ線の部分分散比θg,Fの基準線からの偏差を表す。ここで、基準線とは、例えば、部分分散比θg,Fを縦軸としアッベ数νｄ（ｄ線に対するアッベ数）を横軸としたグラフ上で、基準となる２つの硝材の各座標点を結ぶことによって得られる直線である。
【００２１】
一般に、例えば横軸にアッベ数ν、縦軸に部分分散比θをとってν対θのグラフを描くと、多くの硝材はグラフ上で所定の基準線に沿って分布するような特性を持つことが知られている。そして、その所定の基準線から離れた位置に分布している硝材ほど、異常分散性を有しているものとされている。具体的には、例えばショット社の２つの硝材Ｋ７およびＦ２を正常な光学ガラスとして基準に選び、νｄ対θg,Fのグラフ上における２つの硝材Ｋ７およびＦ２の座標点を結ぶことによって基準線Ｌとする。この基準線Ｌ上におけるアッベ数νｄに対応する部分分散比θＬを、任意の硝材の部分分散比θg,Fから減じたものが部分分散比の偏差、すなわち、上記の任意の硝材における異常分散性を示す値δθg,Fとされる。異常分散性δθg,Fは、各硝材メーカのカタログ等に記載された数値であり、それぞれの硝材における固有の値である。
【００２２】
条件式（１）の下限を超えると、全体の色収差がアンダーになり過ぎ補正が困難となる。条件式（１）の上限を超えると、色消しレンズの異常分散性がレンズ全体に対して占める割合が小さくなり、軸上の２次の色収差が大きくなる。条件式（２）の上限を超えると、全体の軸上色収差がアンダーとなり補正が困難となる。条件式（３）の下限を超えると、全体の軸上色収差がアンダーとなり補正が困難となる。条件式（４）を満たさないと、全体の軸上色収差がアンダーとなり補正が困難となる。
【００２３】
条件式（１）〜（４）はまた、倍率の２次の色収差の補正を良好にするために必要である。望遠レンズは、被写体側に正のパワー、像側に負のパワーを配置するために非対称性が大きくなり、倍率の２次の色収差の補正が困難であるが、本実施の形態では、被写体側にν値の小さいガラスの正レンズＧ１１を配することで倍率の２次の色収差を補正することに成功している。
【００２４】
条件式（５）の上限を超えると、２次の色収差の補正の効果が低くなる。条件式（５）の下限を超えると、全体の軸上色収差がアンダーとなり補正が困難となる。
【００２５】
以上説明したように、各レンズの形状および硝材を適切に設定するようにしたので、異常分散ガラスの使用枚数を抑えつつ、色収差の補正に優れた性能を実現できる。これにより、例えば画角が６°〜２０°程度の小型で高性能な望遠レンズを実現できる。
【実施例】
【００２６】
次に、本実施の形態に係る望遠レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１および第２の数値実施例（実施例１，２）をまとめて説明する。
【００２７】
図３は、図１に示した望遠レンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例１）を示している。また、図４は、図２に示した望遠レンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例２）を示している。図３，図４に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例に係る望遠レンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１７）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１，図２において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｄｉの欄には、物体側からｉ番目のレンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜９）のレンズ要素のアッベ数の値を示す。なお、νｄ１，νｄ２，νｄ３が上記条件式におけるν１１，ν１２，ν１３に対応する。図３，図４にはまた、物点距離が無限遠時の焦点距離ｆの値（ｍｍ）とＦナンバー（ＦＮＯ．）の値と画角２ω（ωは半画角）とについても示す。
【００２８】
図５には、上述の条件式（１）〜（５）に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。これらから分かるように、各実施例の値が、各条件式（１）〜（５）の条件を満足している。また、条件式（１Ａ），（２Ａ），（３Ａ），（５Ａ）の数値範囲をも満足している。
また特にデータとして示していないが、各実施例について、正レンズＧ１３の異常分散性δθg,Fは、以下の条件を満足している。
δθg,F≧０．１８
【００２９】
図６（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係る望遠レンズにおいて無限遠物点にフォーカスした場合における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および倍率色収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。同様に、実施例２についての無限遠物点時の諸収差を図７（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００３０】
ここで、比較例として、上記特許文献１（特開２００２−５５２７５号公報）に記載の望遠レンズの諸収差を図８（Ａ）〜（Ｄ）に示す。この比較例の望遠レンズでは、本実施例に係る望遠レンズに比べて、特に軸上色収差と倍率色収差とが大きくなっている。本実施例に係る望遠レンズでは、特に軸上色収差と倍率色収差とが良好に補正されている。
【００３１】
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、異常分散ガラスの使用枚数を抑えつつ、軸上色収差と倍率色収差とが良好に補正された高性能な望遠レンズが実現できている。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る望遠レンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る望遠レンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】実施例１に係る望遠レンズのレンズデータを示す図である。
【図４】実施例２に係る望遠レンズのレンズデータを示す図である。
【図５】条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。
【図６】実施例１に係る望遠レンズにおいて無限遠物点にフォーカスした場合における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図７】実施例２に係る望遠レンズにおいて無限遠物点にフォーカスした場合における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図８】比較例となる従来の望遠レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１０…第１レンズ群、２０…第２レンズ群、３０…第３レンズ群、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。
【図１】
2006243631.tif 000003
【図２】
2006243631.tif 000004
【図３】
2006243631.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006243631.tif 000008
【図７】
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【図８】
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