(57)【要約】【課題】シャープな描写を行う通常撮影レンズとソフトフォーカス描写が可能なソフトフォーカスレンズの光学要素を共通化して、設計及び製造等に伴うコストの大幅な削減を図るとともに、レンズ性能を確保し、かつ高品位ソフトフォーカス描写を得る。【解決手段】正屈折力の第一レンズ群２ｆ及び正屈折力の第二レンズ群２ｒを前後に配した通常撮影レンズの光学系２に対して、一のソフトフォーカス形成レンズ３を追加又は置換することにより、光学系全体の球面収差が、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで所定の収差以下となり、かつ開放で所定の収差以上となるように設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正屈折力の第一レンズ群及び正屈折力の第二レンズ群を前後に配した通常撮影レンズの光学系に対して、一のソフトフォーカス形成レンズを追加又は置換することにより、光学系全体の球面収差が、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域で所定の収差以下となり、かつ開放で所定の収差以上となるように設定したことを特徴とするソフトフォーカスレンズ。
【請求項２】
前記ソフトフォーカス形成レンズは、中心部に対して周辺部に凸レンズのパワーを有する非球面レンズであることを特徴とする請求項１記載のソフトフォーカスレンズ。
【請求項３】
前記球面収差をａ，焦点距離をｆとしたときに、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域で、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすことを特徴とする請求項１記載のソフトフォーカスレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通常撮影レンズに対して光学要素を共通化させたソフトフォーカスレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、大口径，標準画角の撮影レンズ用光学系として、ガウスタイプと呼ばれるパワー構成の光学系が広く知られている。ガウスタイプの光学系は、凸レンズとこれに近接して配置したメニスカスレンズを有する合成パワーが正となる一対のレンズ系を、絞りの前後に向かい合わせてそれぞれ配置し、そのパワー配置を、絞りを境にして略対称にした光学系である。また、各レンズ系のメニスカスレンズを厚くして像面湾曲を抑えたもの及びメニスカスレンズの代わりに分散の大きく異なる凸レンズと凹レンズの接合レンズを用いて色消し構成としたものも知られている。
【０００３】
ところで、ガウス型大口径レンズの性能向上を図る場合、パワー配置を群単位で維持しながら屈折面を増やすことにより諸収差の補正を行う必要があるが、この方法は、レンズ枚数の増加及び光学系全長の増加を伴う欠点がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、既に、特開２０００−３３００１４号公報により、光学系における最後列の凸レンズに両面非球面レンズを使用し、レンズの構成枚数を少なくしたまま諸収差の補正を可能にした大口径レンズを提案した。
【０００５】
この大口径レンズは、絞りの前後にレンズを三枚ずつ配した五群六枚のレンズ構成とし、絞りに対して物体側に二枚の凸メニスカスレンズを先頭にして凹メニスカスレンズを配置するとともに、絞りに対して像面側に凹レンズと凸レンズの接合レンズ、両面非球面の凸レンズを配置したものである。また、絞りの前後における合成パワーはそれぞれ正になるとともに、最後列の非球面レンズにより、物体側の各レンズでは抑えることのできない像面湾曲や各収差の補正を可能にしている。
【特許文献１】
特開２０００−３３００１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した大口径レンズは、被写体を明るくシャープに撮影する目的で設計されるため、これとは用途の異なる撮影レンズ、例えばソフトフォーカス描写が可能なソフトフォーカスレンズを得るには、異なる設計手順及び専用の製造工程等を必要とする。結局、用途の異なる撮影レンズを設計及び製造する際には大幅なコストアップを招くとともに、他方、コストを抑制するにはレンズの枚数削減を伴うことから、レンズ性能が犠牲になってしまうという相反する問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、シャープな描写を行う通常撮影レンズとソフトフォーカス描写が可能なソフトフォーカスレンズの光学要素を共通化して、設計及び製造等に伴うコストの大幅な削減を図るとともに、加えて、レンズ性能を確保し、かつ高品位ソフトフォーカス描写を得ることができるソフトフォーカスレンズの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係るソフトフォーカスレンズ１ａ，１ｂ，１ｃは、正屈折力の第一レンズ群２ｆ及び正屈折力の第二レンズ群２ｒを前後に配した通常撮影レンズの光学系２に対して、一のソフトフォーカス形成レンズ３を追加又は置換することにより、光学系全体の球面収差が、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで所定の収差以下となり、かつ開放で所定の収差以上となるように設定したことを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の形態により、ソフトフォーカス形成レンズ３は、中心部３ｃに対して周辺部３ｓに凸レンズのパワーを有する非球面レンズを用いることができ、これにより、特に、球面収差をａ，焦点距離をｆとしたときに、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域で、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすように設定することができる。
【００１０】
本発明に係るソフトフォーカスレンズ１ａ…によれば、ソフトフォーカス形成レンズ３を追加又は置換しない光学系２のみではシャープな描写が可能な通常撮影レンズになる。一方、光学系２に対して、追加又は置換によりソフトフォーカス形成レンズ３を設ければ、ソフトフォーカス描写が得られるソフトフォーカスレンズ１ａ…となる。したがって、ソフトフォーカス形成レンズ３を適用しない通常のレンズとソフトフォーカス形成レンズ３を用意し、これらの選択使用又は組合使用により、ソフトフォーカスレンズと通常撮影レンズの二種類のレンズが容易に得られる。
【００１１】
また、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで、ａ＜│０．００３ｆ│に設定すれば、球面収差が極めて小さくなり、焦点の合った状態（通常撮影レンズ）になるとともに、開放で、ａ＜−０．００８ｆに設定すれば、球面収差は、ある像高付近から急激にアンダー側に振れ、いわゆるボカシが生じる状態になる。従来のソフトフォーカスレンズは、専らオーバー側に振らせたり或いは穏やかに振らせていたため、十分な高品位ソフトフォーカス描写が得られなかったが、上述した本発明に係る条件を満たすことにより、良質な被写体と奇麗なボカシの高品位ソフトフォーカス描写が得られる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
まず、第一実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ａについて、図ｌを参照して説明する。
【００１４】
図１中、１ａはソフトフォーカスレンズであり、このソフトフォーカスレンズ１ａは、正屈折力の第一レンズ群２ｆと正屈折力の第二レンズ群２ｒを前後に配した光学系２を備える。第一レンズ群２ｆは、凸メニスカスの正レンズ１１，凸メニスカスの正レンズ１２，凹メニスカスの負レンズを利用した非球面レンズ（ソフトフォーカス形成レンズ）３を備えるとともに、第二レンズ群２ｒは、凹レンズ１４と凸レンズ１５を組合わせた接合レンズ１６，凸レンズ１７を備える。なお、１８は絞りを示す。
【００１５】
また、非球面レンズ３は、中心部３ｃに対して周辺部３ｓが凸レンズのパワーを有する。即ち、図１に示すように、非球面レンズ３の周辺部３ｓに凸レンズのパワーを有する非球面部３ｉを設ける。なお、図１中、仮想線３ｒで示す形状は、非球面レンズ３を適用しない場合であり、凹メニスカスの負レンズを構成する。この場合には、通常撮影レンズとなり、特開２０００−３３００１４号公報における大口径レンズと同様の構成となる。そして、光学系全体では、球面収差をａ，焦点距離をｆとしたときに、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすように設定する。
【００１６】
第一実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ａの具体的設計データを、表１に示す。
【００１７】
【表１】
2004301883.tif 000003
【００１８】
表１において、面番号ｉは物体側から順に各レンズの屈折面に付した番号を示すとともに、面間隔Ｄｉは対応する面と次の面との間のレンズ厚或いは空気空間を示し、さらに、Ｎｄ及びνｄはｄ線（５８７．６〔ｎｍ〕）に対する屈折率及びアッベ数を示す。なお、曲率半径Ｒｉと面間隔Ｄｉの単位はミリメートルである。
【００１９】
また、「＊＊」は、非球面部３ｉを有する非球面レンズ３であり、この非球面部３ｉの曲面は、
Ｚ＝ｃｈ２／〔１＋｛１−（１＋Ｋ）ｃ２ｈ２｝１／２〕
＋Ａｈ４＋Ｂｈ６＋Ｃｈ８＋Ｄｈ１０                  …（１）
の条件式を満たす。第一実施例における非球面部３ｉの基準曲面は、Ｋ＝０の球面であり、式（１）中のｃは基準球面の曲率半径の逆数（＝ｌ／Ｒｉ），ｈは光軸からの高さをそれぞれ示す。さらに、式（１）中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ２次〜１０次の非球面係数を表している。
【００２０】
表２に、非球面レンズ３における非球面部３ｉの非球面係数を示す。
【００２１】
【表２】
2004301883.tif 000004
【００２２】
一方、図２は諸収差を示し、同図（ａ）はソフトフォーカスレンズ１ａの球面収差、同図（ｂ）はソフトフォーカスレンズ１ａの非点収差、同図（ｃ）はソフトフォーカスレンズ１ａの歪曲収差をそれぞれ示す。図２（ａ）において、ｄはｄ線（５８７．６〔ｎｍ〕）に対する球面収差を示し、ｇはｇ線（４３５．８〔ｎｍ〕）に対する球面収差を示す。また、図２（ｂ）において、Ｓ及びＴは、それぞれ球欠像面及び子午像面に対する収差を示す。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、第一実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ａの球面収差は、像高０．５０付近からアンダー側に振れ始め、像高０．７５付近から急激にアンダー側へ振れて収差が増大するソフトフォーカス描写に好適な特性を示す。即ち、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓでは、ａ＜│０．００３ｆ│になるため、球面収差が極めて小さくなり、焦点の合った状態になるとともに、開放では、ａ＜−０．００８ｆになるため、球面収差は、ある像高付近から急激にアンダー側に振れ、いわゆるボカシが生じる状態になり、このような条件を満たすことによって、良質な被写体と奇麗なボカシの高品位ソフトフォーカス描写を得ることができる。
【００２４】
また、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、非点収差や歪曲収差は良好に補正されるため、標準撮影レンズとして被写体をシャープに撮影することが可能な光学系となる。したがって、非球面レンズ３を適用しない光学系２のみ又は絞り１８の絞りを大きくした領域Ｚｓでは、シャープな描写が可能な通常撮影レンズとなる。よって、非球面レンズ３を適用しないレンズと非球面レンズ３を用意し、これらの選択使用又は組合使用により、ソフトフォーカスレンズと通常撮影レンズの二種類のレンズを容易に得ることができる。
【００２５】
次に、第二実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ｂについて、図３を参照して説明する。
【００２６】
図３中、１ｂはソフトフォーカスレンズであり、このソフトフォーカスレンズ１ｂは、第一実施例と同様に、正屈折力の第一レンズ群２ｆと正屈折力の第二レンズ群２ｒを前後に配した光学系２を備える。第一レンズ群２ｆは、凸メニスカスの正レンズ１１，凸メニスカスの正レンズ１２，凹メニスカスの負レンズ１３を備えるとともに、第二レンズ群２ｒは、凹レンズ１４と凸レンズを利用した非球面レンズ３を組合わせた接合レンズ１６，凸レンズ１７を備える。なお、１８は絞りを示す。
【００２７】
また、非球面レンズ３は、中心部３ｃに対して周辺部３ｓが凸レンズのパワーを有する。即ち、図３に示すように、非球面レンズ３の周辺部３ｓに凸レンズのパワーを有する非球面部３ｉを設ける。なお、図３中、仮想線３ｒで示す形状は、非球面レンズ３を適用しない場合であり、凸レンズを構成する。この場合には、通常撮影レンズとなり、特開２０００−３３００１４号公報における大口径レンズと同様の構成になる。そして、光学系全体では、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすように設定する。この点は、第一実施例と同じである。
【００２８】
第二実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ｂの具体的設計データを表３に示すとともに、非球面レンズ３における非球面部３ｉの非球面係数を表４に示す。また、図４は諸収差を示し、同図（ａ）はソフトフォーカスレンズ１ｂの球面収差、同図（ｂ）はソフトフォーカスレンズ１ｂの非点収差、同図（ｃ）はソフトフォーカスレンズ１ｂの歪曲収差をそれぞれ示す。第二実施例におけるソフトフォーカスレンズ１ｂの各収差は、第一実施例（図２）に対して僅かに異なるものの概ね同じ特性となる。なお、図３は図１に、図４は図２に、表３は表１に、表４は表２にそれぞれ対応している。
【００２９】
【表３】
2004301883.tif 000005
【００３０】
【表４】
2004301883.tif 000006
【００３１】
次に、第三実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ｃについて、図５を参照して説明する。
【００３２】
図５中、１ｃはソフトフォーカスレンズであり、このソフトフォーカスレンズ１ｃは、第一実施例と同様に、正屈折力の第一レンズ群２ｆと正屈折力の第二レンズ群２ｒを前後に配した光学系２を備える。第一レンズ群２ｆは、凸メニスカスの正レンズ１１，凸メニスカスの正レンズ１２，凹メニスカスの負レンズ１３，平行平面ガラス３ｘに非球面膜３ｙを貼合わせて構成した複合タイプの非球面レンズ３を備えるとともに、第二レンズ群２ｒは、凹レンズ１４と凸レンズ１５を組合わせた接合レンズ１６，非球面レンズを利用した凸レンズ１７を備える。なお、１８は絞りを示す。
【００３３】
また、非球面レンズ３は、中心部３ｃに対して周辺部３ｓが凸レンズのパワーを有する。即ち、図５に示すように、非球面レンズ３の周辺部３ｓに凸レンズのパワーを有する非球面部３ｉを設ける。なお、図５中、仮想線３ｒで示す形状は、非球面レンズ３を適用しない場合である。この場合にはレンズを構成しないため、取り除くことができる。これにより、特開２０００−３３００１４号公報における大口径レンズと同様の構成となる。そして、光学系全体では、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすように設定する。この点は、第一実施例と同じである。
【００３４】
第三実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ｃの具体的設計データを表５に示すとともに、非球面レンズ３における非球面部３ｉの非球面係数を表６に示す。表５において、「＊」は、対応する屈折面が非球面であることを示す。なお、第三実施例のソフトフォーカスレンズ１ｃでは、平行平面ガラス３ｘにおける屈折の影響により全系の焦点距離が変化することを防ぐため、第一レンズ群２ｆは、第一実施例に比べ所定距離だけ、絞り１８に対して物体側寄りに配置する。これにより、ソフトフォーカスレンズ１ｃの焦点距離，Ｆ値，撮影画角は非球面レンズ３を用いない場合と同じになる。
【００３５】
また、図６は諸収差を示し、同図（ａ）はソフトフォーカスレンズ１ｃの球面収差、同図（ｂ）はソフトフォーカスレンズ１ｃの非点収差、同図（ｃ）はソフトフォーカスレンズ１ｃの歪曲収差をそれぞれ示す。第三実施例におけるソフトフォーカスレンズ１ｃの球面収差は、第一実施例（図２）に対して僅かに異なるものの概ね同じ特性となる。これに対して、ソフトフォーカスレンズ１ｃの非点収差及び歪曲収差は、第一実施例（図２）とは異なるものの、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように良好に補正される。なお、図５は図１に、図６は図２に、表５は表１に、表６は表２にそれぞれ対応している。
【００３６】
【表５】
2004301883.tif 000007
【００３７】
【表６】
2004301883.tif 000008
【００３８】
このような各実施例に係るソフトフォーカスレンズ１ａ，１ｂ，１ｃによれば、正屈折力の第一レンズ群２ｆ及び正屈折力の第二レンズ群２ｒを有し、かつパワー配置が各群２ｆ，２ｒで略対称に配したガウスタイプの光学系２、即ち、非球面レンズ３を追加又は置換しない光学系２のみではシャープな描写が可能な通常撮影レンズになるとともに、光学系２に対して、追加又は置換により非球面レンズ３を設ければ、ソフトフォーカス描写が得られるソフトフォーカスレンズ１ａ…となる。したがって、非球面レンズ３を適用しない通常のレンズと非球面レンズ３を用意し、これらの選択使用又は組合使用により、ソフトフォーカスレンズと通常撮影レンズの二種類のレンズが容易に得られる。
【００３９】
また、光学系２に対して、中心部３ｃに対して周辺部３ｓが凸レンズのパワーを有する非球面レンズ３を追加又は置換により設け、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓで、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすように設定したため、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域Ｚｓでは、球面収差が極めて小さくなり、焦点の合った状態（通常撮影レンズ）になる一方、開放における球面収差は、ある像高付近から急激にアンダー側に振れ、いわゆるボカシが生じる状態になり、良質な被写体と奇麗なボカシの高品位ソフトフォーカス描写を得ることができる。
【００４０】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，数値，数量，素材等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、非球面レンズ３は、例示に限らず、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域で、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすことができる各種形態が含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
このように、本発明に係るソフトフォーカスレンズは、正屈折力の第一レンズ群及び正屈折力の第二レンズ群を前後に配した通常撮影レンズの光学系に対して、一のソフトフォーカス形成レンズを追加又は置換することにより、光学系全体の球面収差が、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域で所定の収差以下となり、かつ開放で所定の収差以上となるように設定してなるため、次のような顕著な効果を奏する。
【００４２】
（１）  シャープな描写を行う通常撮影レンズとソフトフォーカス描写が可能なソフトフォーカスレンズの光学要素を共通化できるため、設計及び製造等に伴うコストの大幅な削減を図れるとともに、加えて、レンズ性能を確保することができる。
【００４３】
（２）  好適な実施の形態により、ソフトフォーカス形成レンズに、中心部に対して周辺部に凸レンズのパワーを有する非球面レンズを用いるとともに、球面収差をａ，焦点距離をｆとしたときに、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域で、ａ＜│０．００３ｆ│となり、かつ開放で、ａ＜−０．００８ｆとなる条件を満たすように設定すれば、開放Ｆ値の三倍以上の絞り領域では、球面収差が極めて小さくなり、焦点の合った状態になる一方、開放における球面収差は、ある像高付近から急激にアンダー側に振れるため、いわゆるボケが生じる状態となり、良質な被写体と奇麗なボカシの高品位ソフトフォーカス描写を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係るソフトフォーカスレンズの構成図、
【図２】同第一実施例に係るソフトフォーカスレンズの収差図、
【図３】本発明の第二実施例に係るソフトフォーカスレンズの構成図、
【図４】同第二実施例に係るソフトフォーカスレンズの収差図、
【図５】本発明の第三実施例に係るソフトフォーカスレンズの構成図、
【図６】同第三実施例に係るソフトフォーカスレンズの収差図、
【符号の説明】
１ａ  ソフトフォーカスレンズ
１ｂ  ソフトフォーカスレンズ
１ｃ  ソフトフォーカスレンズ
２ｆ  第一レンズ群
２ｒ  第二レンズ群
２    光学系
３    ソフトフォーカス形成レンズ
３ｃ  中心部
３ｓ  周辺部
Ｚｓ  絞り領域
【図１】
2004301883.tif 000009
【図２】
2004301883.tif 000010
【図３】
2004301883.tif 000011
【図４】
2004301883.tif 000012
【図５】
2004301883.tif 000013
【図６】
2004301883.tif 000014