(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体側より絞りを挟んで、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなり、
前記前群は、正の屈折力を有する両凸レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３とからなり、
前記後群は、像側に凸面を向けた接合メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなり、
近距離撮影時には前記前群と前記後群とを異なる移動距離で物体側へ移動させて合焦させ、
前記接合メニスカスレンズＬ４のレンズ厚をｄ４、前記後群のレンズ総厚をＤＲ、前記負メニスカスレンズＬ３のレンズ厚をｄ３、前記前群のレンズ総厚をＤＦとしたとき、次の条件式（１）〜（２）を満足することを特徴とする近距離補正型対物レンズ。
０．７５＜（ｄ４／ＤＲ）＜０．８      ・・・（１）
０．２５＜（ｄ３／ＤＦ）＜０．３      ・・・（２）
【請求項２】
前記前群の焦点距離をｆＦ、対物レンズ全体の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の近距離補正型対物レンズ。
２＜（ｆＦ／ｆ）＜３      ・・・（３）
【請求項３】
前記後群の前記接合メニスカスレンズＬ４を構成する物体側レンズのアッベ数をνｄ４１、前記後群の前記接合メニスカスレンズＬ４を構成する像側レンズのアッベ数をνｄ４２としたとき、次の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の近距離補正型対物レンズ。
（νｄ４１−νｄ４２）＞１０      ・・・（４）
【請求項４】
前記前群の移動量を１として前記後群の移動比をＸ２としたとき、次の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の近距離補正型対物レンズ。
０．６＜Ｘ２＜０．９              ・・・（６）
【請求項５】
対物レンズ全体の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の近距離補正型対物レンズ。（ＤＲ／ｆ）＞０．１５          ・・・（８）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近距離補正型の対物レンズに関する。特に、本発明は、広い像高を確保しつつ、良好な収差性能を得るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガウスタイプまたは変形ガウスタイプのレンズとして、近距離撮影時に前群・後群の空気間隔を可変するレンズが知られている。
例えば、本出願人は、特開昭５５−２８０３８号公報において、絞りの前後に正の屈折力の前群と正の屈折力の後群とを配置し、近距離撮影時に、これら前群．後群の空気間隔を増大させつつ、両群を物体側へ繰り出すレンズを開示している。このような空気間隔の増大により、絞りと前群との間隔が広がった場合、物体と入射瞳との間隔が広がり、入射光束（絞りを通過する光束）のレンズ入射角が小さくなる。また、空気間隔の増大により、絞りと後群との間隔が広がった場合、像面と出射瞳との間隔が大きくなり、絞りを通過した光束がレンズを出射する際の角度が小さくなる。これらの作用から、近距離撮影時における収差補正が容易となり、撮影倍率が等倍程度の明るいレンズを実現することが可能となる。また、本出願人は、特開昭５６−１０７２０９号公報において、前群および後群のパワー配分を特定の範囲に限定することにより、近距離撮影時の収差性能を良好にしたレンズを実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開昭５５−２８０３８号公報に記載の従来例では、広い像高を確保しつつ像倍率を上げると、球面収差および像面湾曲に劣化が生じやすく、高い光学性能を得ることが困難になるという問題点があった。
特開昭５６−１０７２０９号公報に記載の従来技術においても、充分良好な光学性能を得るためには、像高を２１．６ｍｍ（３５ｍｍライカ判相当）程度に制限する必要があった。
そこで、本発明では、より広い像高を確保しつつ、近距離撮影時の収差補正を容易にした近距離補正型の対物レンズを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の近距離補正型対物レンズは、被写体側より絞りを挟んで、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなる。この前群は、正の屈折力を有する両凸レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３とからなる。また、後群は、像側に凸面を向けた接合メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５とからなる。これらの前群と後群は、近距離撮影時に異なる移動距離で物体側へ移動させることにより合焦状態を得、かつ、後群については次の条件式（１）を満足することを特徴とする。０．７５＜（ｄ４／ＤＲ）＜０．８ ・・・（１）（ただし、上記のｄ４は前記接合メニスカスレンズＬ４のレンズ厚、上記のＤＲは後群のレンズ総厚を示す）
【０００５】
また、近距離補正型対物レンズの前群は、次の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．２５＜（ｄ３／ＤＦ）＜０．３      ・・・（２）
（ただし、上記のｄ３は前記負メニスカスレンズＬ３のレンズ厚、上記のＤＦは前群のレンズ総厚を示す）
また、前群の焦点距離をｆＦ、対物レンズ全体の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式（３）を満足してもよい。
２＜（ｆＦ／ｆ）＜３      ・・・（３）
また、後群の接合メニスカスレンズＬ４を構成する物体側レンズのアッベ数をνｄ４１、後群の接合メニスカスレンズＬ４を構成する像側レンズのアッベ数をνｄ４２としたとき、次の条件式（４）を満足してもよい。
（νｄ４１−νｄ４２）＞１０      ・・・（４）
また、前群の移動量を１として後群の移動比をＸ２としたとき、次の条件式（６）を満足してもよい。
０．６＜Ｘ２＜０．９              ・・・（６）
また、対物レンズ全体の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式（８）を満足してもよい。
（ＤＲ／ｆ）＞０．１５          ・・・（８）
【０００６】
＜作用＞
ガウスタイプまたは変形ガウスタイプの対物レンズにおいて、前群と後群とに別々の移動量を与えて空気間隔を変化させることにより、近距離撮影時に良好な収差補正が得られることは公知である。
【０００７】
さらに、本発明では、後群のレンズ厚の比率を調整して射出瞳を像から離すことにより、収差補正を容易にすることを考えた。このような発想に基づいて、次の条件式（１）を定めた。
０．７５＜（ｄ４／ＤＲ）＜０．８      ・・・（１）
（ただし、ｄ４は接合メニスカスレンズＬ４のレンズ厚、ＤＲは後群のレンズ総厚）
この条件式（１）を満足することにより、射出瞳を像から離すことが可能となる。その結果、レンズ系から射出される軸上光束の収束角度が小さくなり、球面収差などの軸上収差が小さくなる。
【０００８】
また、本発明では、条件式（１）を満たして射出瞳が像から離れることにより、レンズ系から射出される斜光束の射出角度が小さくなる。その結果、像周辺に生じるコマ収差などの軸外収差が小さくなる。したがって、その分だけ、広い像高を確保することが容易となる。
【０００９】
一方、レンズ厚比［ｄ４／ＤＲ］が、条件式（１）の下限値０．７５を下回ると、近距離撮影に際して像周辺部に生じるコマ収差が大きくなるため、広い像高を確保することが困難となる。また、球面収差の補正も困難となる。
逆に、レンズ厚比［ｄ４／ＤＲ］が、条件式（１）の上限値０．８を上回ると、後群の他のレンズ厚が極端に小さくなり、後群での倍率色収差の補正などが困難となる。
【００１０】
なお、条件式（１）を満たすことにより射出瞳が像から離れる理由としては、例えば、下記のような光学作用が考えられる。
従来例（例えば、特開昭５５−２８０３８号公報）では、レンズ厚比［ｄ４／ＤＲ］がおよそ０．７程度であった。本発明では、条件式（１）を満たすため、このレンズ厚比［ｄ４／ＤＲ］は従来例よりも大きくなる。その結果、接合メニスカスレンズＬ４の凸面は像側へ後退し、通過光束は像寄りの位置から収束を開始する。この状態でレンズ全系の焦点距離を維持するためには、後群の正の屈折力を弱める必要がある。このように後群の正の屈折力が弱くなることにより、射出瞳は像から離れる。
なお、本発明の条件式（１）は、実施形態に示すような収差補正の結果などに基づいて定めたものなので、上記光学作用の説明によって発明内容が限定されるものではない。
【００１１】
さらに、本発明では、前群のレンズ厚の比率を調整して、入射瞳を物体から離すことにより、収差補正を容易にすることを考えた。このような発想に基づいて、条件式（２）を定めた。０．２５＜（ｄ３／ＤＦ）＜０．３ ・・・（２）（ただし、ｄ３は負メニスカスレンズＬ３のレンズ厚、ＤＦは前群のレンズ総厚である）この条件式（２）の範囲に、レンズ厚比［ｄ３／ＤＦ］を限定することにより、特に前群におけるコマ収差や球面収差を小さくすることができる。
【００１２】
一方、レンズ厚比［ｄ３／ＤＦ］が、条件式（２）の下限値０．２５を下回ると、上記の効果が薄れ、近距離撮影時に前群での収差量が比較的大きくなる。
逆に、レンズ厚比［ｄ３／ＤＦ］が、条件式（２）の上限値０．３を上回ると、前群の他のレンズ厚が薄くなり、前群での倍率色収差や軸上色収差の補正が困難となる。
【００１３】
《本発明と併用してより有効となる構成》
以下、本発明と併用する上で好ましい構成について、順に説明する。
【００１４】
［１］本発明において、レンズの大口径化を図る場合、前群の屈折力を小さくして、前群で発生する収差量を抑えることが好ましい。しかし、前群の屈折力を弱めると、近距離撮影に際して前群の移動量が大きくなり、光学系の全長が長くなるなどの弊害が生じる。
そこで、前群の焦点距離をｆFとし、対物レンズ全体の焦点距離をｆとした場合、
２＜（ｆF／ｆ）＜３        ・・・（３）
の範囲に、前群の屈折力を確保することが好ましい。
この場合、条件式（３）の下限を下回ると、前群で発生する収差が増大して近距離撮影時に良好な収差性能を得ることが困難となる。
逆に、条件式（３）の上限を上回ると、前群で発生する収差量は少なくなるが、近接撮影時の前群繰り出し量が大きくなり、光学系の全長の増大を招いてしまう。
【００１５】
［２］さらに、本発明において、レンズ系の倍率色収差を良好に補正する場合、接合メニスカスレンズＬ４を構成する物体側レンズのアッベ数をνｄ４１とし、像側レンズのアッベ数をνｄ４２として、
（νｄ４１−νｄ４２）＞１０      ・・・（４）
を満足するように設計することが好ましい。
【００１６】
この場合、条件式（４）の下限を下回ると、後群での色消し効果が低下する。特に、像周辺に生じる倍率色収差の補正が困難となる。
また、さらに広い像高を達成しようとした場合には、
（νｄ４１−νｄ４２）＞１５      ・・・（５）
を満足するように設計することが特に好ましい。この条件式（５）を満足することにより、後群の色消し効果をさらに確実に得ることが可能となる。
【００１７】
［３］また、本発明において、前群と後群との移動比を規定することにより、近距離撮影時における収差補正の効果をさらに高めることができる。この場合、前群の移動量を１として後群の移動比をＸ２と表したとき、
０．６＜Ｘ２＜０．９              ・・・（６）
を満足するように設定することが好ましい。
【００１８】
移動比Ｘ２が、上限値０．９よりも大きくなると、全体繰り出しとほぼ同様の合焦方式となり、近距離撮影時に良好な収差性能を確保することが困難となる。逆に、移動比Ｘ２が、下限値０．６よりも小さくなると、撮影倍率を大きくした場合に前群の移動量が増大して光学系の全長が長くなり、実用的でなくなってしまう。
さらに、近距離撮影時に良好な収差性能を確保するためには、
０．７５＜Ｘ２＜０．８５          ・・・（７）
を満足するように、移動比Ｘ２を設定することが好ましい。
【００１９】
［４］また、本発明において、後群のレンズ総厚ＤＲを厚くして出射瞳と像とを確実に遠ざけることにより、近距離撮影時における収差補正の効果をさらに高めることができる。この場合、レンズ全系の焦点距離をｆとしたとき、
（ＤＲ／ｆ）＞０．１５          ・・・（８）
を満足するように設定することが好ましい。
逆に、上式中の（ＤＲ／ｆ）が、下限値０．１５を下回ると、後群を構成する各レンズの厚みが薄くなるため、出射瞳と像とを顕著に離すことが困難となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００２１】
＜参考例＞
図１は、近距離補正型対物レンズ１０の無限遠側および最至近側のレンズ構成を示す図である。
【００２２】
図１において、近距離補正型対物レンズ１０は、前群ＬＦ、絞りＳ、および後群ＬＲから構成される。この前群ＬＦは、物体側から順に、両凸レンズＬ１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２、および、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３を並べて構成される。一方、後群ＬＲは、物体側から順に、像側に凸面を向けた接合メニスカスレンズＬ４、および像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５を並べて構成される。
表１は、近距離補正型対物レンズ１０のレンズ諸元を示す表である。
【表１】
0004395913.tif 000002
【００２３】
これらのレンズ諸元から、本発明の条件対応値は次の値となる。
条件対応値：
（１）  ｄ４／ＤＲ＝０．７７４
（２）  ｆF／ｆ＝２．４５７
（３）  νｄ４１−νｄ４２＝２１．６２
（４）  Ｘ２＝０．８５
（５）  ＤＲ／ｆ＝０．１８２
これらの値は、上述した条件式（１）、（３）〜（６），（８）をそれぞれ満足する。
【００２４】
図２は、近距離補正型対物レンズ１０の無限遠時の収差図である。図３は、近距離補正型対物レンズ１０の最至近時の収差図である。これらの収差図には、球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差、倍率色収差をまとめて示す。また、収差図中のＡは入射画角を示し、ＨＯは物体高を示す。
図３に示されるように、撮影倍率−１／２倍の最至近時において、収差（特に球面収差およびコマ収差）が良好に補正されていることがわかる。
また特に、最至近時のコマ収差は、大きな物体高ＨＯに対しても良好に補正されており、近距離撮影時に広い像高を適切に確保することができる。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
図４は、近距離補正型対物レンズ２０の無限遠側および最至近側のレンズ構成を示す図である。なお、レンズの基本構成については、参考例と同様であるため、ここでの説明を省略する。表２は、近距離補正型対物レンズ２０のレンズ諸元を示す表である。
【表２】
0004395913.tif 000003
【００２６】
これらのレンズ諸元から、本発明の条件対応値は次の値となる。
条件対応値：
（１）  ｄ４／ＤＲ＝０．７５８
（２）  ｄ３／ＤＦ＝０．２７２
（３）  ｆF／ｆ＝２．１１１
（４）  νｄ４１−νｄ４２＝１９．４８
（５）  Ｘ２＝０．８２
（６）  ＤＲ／ｆ＝０．１７０
これらの値は、上述した条件式（１）〜（８）をすべて満足する。
【００２７】
図５は、近距離補正型対物レンズ２０の無限遠時の収差図である。図６は、近距離補正型対物レンズ２０の最至近時の収差図である。これらの収差図には、球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差、倍率色収差をまとめて示す。また、収差図中のＡは入射画角を示し、ＨＯは物体高を示す。図６に示されるように、撮影倍率−１／２倍の最至近時において、収差（特に球面収差およびコマ収差）が良好に補正されていることがわかる。また特に、条件式（２）を満足することにより、参考例よりも、コマ収差がさらに良好に補正される。したがって、近距離撮影時においても、像高３０ｍｍ程度の広いイメージサークルを容易に確保することが可能となる。
【００２８】
＜第２の実施形態＞
図７は、近距離補正型対物レンズ３０の無限遠側および最至近側のレンズ構成を示す図である。なお、レンズの基本構成については、参考例と同様であるため、ここでの説明を省略する。表３は、近距離補正型対物レンズ３０のレンズ諸元を示す表である。
【表３】
0004395913.tif 000004
【００２９】
これらのレンズ諸元から、本発明の条件対応値は次の値となる。
条件対応値：
（１）  ｄ４／ＤＲ＝０．７８５
（２）  ｄ３／ＤＦ＝０．２９９
（３）  ｆF／ｆ＝２．０９２
（４）  νｄ４１−νｄ４２＝１９．４１
（５）  Ｘ２＝０．８２５
（６）  ＤＲ／ｆ＝０．１９１
これらの値は、上述した条件式（１）〜（８）をすべて満足する。
【００３０】
図８は、近距離補正型対物レンズ３０の無限遠時の収差図である。図９は、近距離補正型対物レンズ３０の最至近時の収差図である。これらの収差図には、球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差、倍率色収差をまとめて示す。また、収差図中のＡは入射画角を示し、ＨＯは物体高を示す。図９に示されるように、撮影倍率−１／２倍の最至近時において、収差（特に球面収差およびコマ収差）が良好に補正されていることがわかる。また特に、条件式（２）を満足することにより、参考例よりも、コマ収差がさらに良好に補正される。したがって、近距離撮影時においても、像高３０ｍｍ程度の広いイメージサークルを容易に確保することが可能となる。
【００３１】
＜実施形態の補足事項＞
なお、上述した実施形態では、ガウスタイプの対物レンズを挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、変形ガウスタイプなどのレンズ構成に本発明を適用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、後群のレンズ厚比を条件式（１）の範囲に限定することにより、近距離撮影時に広い像高を適切に確保しつつ、良好な収差性能を得ることが可能となる。
また、請求項２に記載の発明では、前群のレンズ厚比を条件式（２）の範囲にさらに限定することにより、近距離撮影時に一層広い像高を確保しつつ、より良好な収差性能を得ることが可能となる。
以上説明したように、本発明の適用により、近距離撮影時の像高を広く確保することが容易に可能となる。特に、大きな像高（イメージサークル）を必要とするシフト・チルト撮影光学系やブレ補正光学系などに本発明を適用することにより、これら光学系の収差性能を的確に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】近距離補正型対物レンズ１０の無限遠側および最至近側のレンズ構成を示す図である。
【図２】近距離補正型対物レンズ１０の無限遠時の収差図である。
【図３】近距離補正型対物レンズ１０の最至近時の収差図である。
【図４】近距離補正型対物レンズ２０の無限遠側および最至近側のレンズ構成を示す図である。
【図５】近距離補正型対物レンズ２０の無限遠時の収差図である。
【図６】近距離補正型対物レンズ２０の最至近時の収差図である。
【図７】近距離補正型対物レンズ３０の無限遠側および最至近側のレンズ構成を示す図である。
【図８】近距離補正型対物レンズ３０の無限遠時の収差図である。
【図９】近距離補正型対物レンズ３０の最至近時の収差図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０  近距離補正型対物レンズ
ＬＦ  前群
ＬＲ  後群
Ｌ１  両凸レンズ
Ｌ２  正メニスカスレンズ
Ｌ３  負メニスカスレンズ
Ｌ４  接合メニスカスレンズ
Ｌ５  正メニスカスレンズ
【図１】
0004395913.tif 000005
【図２】
0004395913.tif 000006
【図３】
0004395913.tif 000007
【図４】
0004395913.tif 000008
【図５】
0004395913.tif 000009
【図６】
0004395913.tif 000010
【図７】
0004395913.tif 000011
【図８】
0004395913.tif 000012
【図９】
0004395913.tif 000013