特許 7184338 大口径レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】大口径レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/02 20060101AFI20221129BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

G02B13/02

G02B13/18

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019015796

(22)【出願日】2019-01-31

(65)【公開番号】P2020122918

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-10-29

(73)【特許権者】

【識別番号】391044915

【氏名又は名称】株式会社コシナ

(74)【代理人】

【識別番号】100088579

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 茂

(72)【発明者】

【氏名】島田 博和

(72)【発明者】

【氏名】菅野 靖之

【審査官】瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－１０２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２０８８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２０８１７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体側から結像面側へ順に、前レンズ群，光学絞り部，後レンズ群を配し、前記前レンズ群を被写体側の正レンズと結像面側の負レンズにより構成し、かつ少なくとも正の屈折力を持たせるとともに、前記後レンズ群を被写体側の接合レンズと結像面側の正レンズの組合わせにより構成した光学レンズ系を備える大口径レンズであって、４枚のレンズにより構成する前記前レンズ群及び３枚のレンズにより構成する前記後レンズ群を備え、前記前レンズ群の全てのレンズの面を、中心側が周辺側に対して、被写体側に膨出する湾曲面により形成し、かつ前記前レンズ群の３枚の正レンズにより構成した少なくとも２枚の正レンズにおける、アッベ数νｄが、νｄ＞７５の光学条件を満たし，屈折率ｎｄ１が、ｎｄ１＜１．５７の光学条件を満たすとともに、前記前レンズ群における少なくとも一枚のレンズの硝材に、異常部分分散値（ΔθｇＦ＝異常部分分散性）の絶対値が０．０２以上の低屈折率低分散硝材を用い、最も被写体側のレンズの被写体側の面から結像面までの距離をＴＴ，全系の焦点距離をｆ，としたときに、（ＴＴ／ｆ）＜１．３の光学条件を満たすことを特徴とする大口径レンズ。

【請求項2】

前記前レンズ群は、各正レンズの被写体側の面の曲率半径を、被写体側から順に、Ｌ１Ｒｉ，Ｌ２Ｒｉ，Ｌ３Ｒｉとしたときに、Ｌ１Ｒｉ＞Ｌ２Ｒｉ＞Ｌ３Ｒｉの光学条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の大口径レンズ。

【請求項3】

前記後レンズ群は、非球面レンズにより構成した少なくとも一枚の正レンズを備えることを特徴とする請求項１記載の大口径レンズ。

【請求項4】

前記後レンズ群は、少なくとも一枚の正レンズを使用し、かつ屈折率ｎｄ２が、ｎｄ２＞１．８５の光学条件を満たす高屈折率硝材を用いることを特徴とする請求項１又は３記載の大口径レンズ。

【請求項5】

前記後レンズ群は、両凹レンズと両凸レンズを接合した一つの接合レンズと一枚の正レンズにより構成することを特徴とする請求項１に記載の大口径レンズ。

【請求項6】

撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズに適用することを特徴とする請求項１記載の大口径レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被写体側から結像面側へ順に、前レンズ群，光学絞り部，後レンズ群を配した光学レンズ系を備える交換レンズ等に用いて好適な大口径レンズに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、写真及びビデオ撮影用機器等に用いる交換レンズであって、特に、ＦナンバがＦ１．８よりも明るい大口径中望遠レンズでは、色収差が目立ち始める焦点距離域でありながら、ある程度の画角を持つ性質があり、レンズ全長を短くした場合には、色収差が大きくなるのみならず、他の諸収差にも影響を及ぼす問題がある。このため、この種の大口径レンズでは、光学性能を高める場合、レンズ全長が長くなる傾向があり、十分な光学性能を確保しつつレンズのコンパクト化を図るには限界がある。

【0003】

従来、この問題に対処したレンズ（光学系）としては、特許文献１に開示される光学系及び特許文献２に開示される光学系が知られている。同文献１の光学系は、高い光学性能を有するレンズ全長の短い光学系を得ることを目的としたものであり、具体的には、開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に正の屈折力の前群と、該開口絞りよりも像側に正の屈折力の後群が配置された光学系において、該前群は、第ｌの固体材料から成る少なくとも１つの第ｌ光学素子、該開口絞り側のレンズ面が凹形状の負レンズ、該負レンズよりも物体側に正レンズを有しており、該後群は、第２の固体材料から成る少なくとも１つの第２光学素子、該開口絞り側のレンズ面が凹形状の負レンズ、該負レンズよりも像側に正レンズを有しており、該前群と該後群の焦点距離、全系の焦点距離、該第１、第２の固体材料の該第ｌ、第２光学素子の屈折力φＦ（ｌ／ｍｍ）、φＲ（ｌ／ｍｍ）を各々適切に設定するようにしたものである。

【0004】

また、同文献２の光学系は、色収差を始めとする諸収差を良好に補正することかできる光学系を得ることを目的としたものであり、具体的には、物体側から像側ヘ順に、正の屈折力の前群、開口紋り、後群から構成され、前群は正の屈折力の第１レンズ群より成り、後群は該開口絞りに隣接し合焦の際に移動する第２レンズ群を有し、第１レンズ群はｎ個の正レンズと１以上の負レンズを有する光学系において、材料の異常部分分散性をΔθｇＦとするとき、第１レンズ群に含まれる正レンズのうち少なくとも２つの正レンズの材料は、０．０１００＜ΔθｇＦなる条件式を満足し、そのうち１以上の正レンズの材料は、０．０２７２＜ΔθｇＦなる条件を満足し、第１レンズ群の最も像側の屈折面は凹形状でその曲率半径、第２レンズ群の最も物体側の屈折面は凹形状でその曲率半径、全系の焦点距離を各々適切に設定するようにしたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－１６９１２９号公報

【文献】特開２０１３－１１４１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した特許文献１及び２に開示される光学系をはじめ、従来における大口径レンズの光学系は、次のような問題点があった。

【0007】

第一に、諸収差を改善するため、前群の正レンズに高屈折率硝材を使用することにより、球面収差及び非点収差の補正を行っている。この場合、球面収差及び非点収差の改善はある程度できるものの、軸上色収差については、補正（改善）効果が認められないのみならず、反って、悪化させる虞れもある。なお、前群の正レンズに低屈折率低分散硝材を使用すれば、軸上色収差を改善できることが知られているが、反面、曲率半径が小さくなり、球面収差及び非点収差を悪化させてしまう。結局、硝材による改善手法では妥協的な対応となり、諸収差を改善するには限界があった。

【0008】

第二に、球面収差及び非点収差を含む諸収差を改善するには限界があることから、前群の正レンズの焦点距離も妥協せざるを得ない。この結果、バックフォーカスが長くなり、レンズ全長も長くなる傾向がある。加えて、レンズ枚数も多くなる傾向があるため、レンズ全体のコストアップ及び重量アップも無視できない。結局、大口径中望遠レンズにおいて、十分な光学性能を確保しつつ、レンズ全体のコンパクト化，低価格化及び軽量化を図る観点からは更なる改善の余地があった。

【0009】

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した大口径レンズの提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上述した課題を解決するため、被写体ＯＢＪ側から結像面ＩＭＧ側へ順に、前レンズ群１０１，光学絞り部ＳＴＯ，後レンズ群１０２を配し、前レンズ群１０１を被写体ＯＢＪ側の正レンズＬ１…と結像面ＩＭＧ側の負レンズＬ４…により構成し、かつ少なくとも正の屈折力を持たせるとともに、後レンズ群１０２を被写体ＯＢＪ側の接合レンズＬ５…と結像面ＩＭＧ側の正レンズＬ６…の組合わせにより構成した光学レンズ系Ｕを備える大口径レンズ１００を構成するに際して、４枚のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４により構成する前レンズ群１０１及び３枚のレンズＬ５ｆ，Ｌ５ｒ，Ｌ６により構成する後レンズ群１０２を備え、前レンズ群１０１の全てのレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の面（面番号：１，２，３…８）を、中心ｃ側が周辺ｆ側に対して、被写体ＯＢＪ側に膨出する湾曲面により形成し、かつ前レンズ群１０１の３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３により構成した少なくとも２枚の正レンズＬ２，Ｌ３…における、アッベ数νｄが、νｄ＞７５の光学条件を満たし，かつ屈折率ｎｄ１が、ｎｄ１＜１．５７の光学条件を満たすとともに、前レンズ群１０１における少なくとも一枚のレンズＬ２…の硝材に、異常部分分散値（ΔθｇＦ＝異常部分分散性）の絶対値が０．０２以上の低屈折率低分散硝材を用い、最も被写体ＯＢＪ側のレンズＬ１の被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１）から結像面ＩＭＧまでの距離ＬｍをＴＴ，全系の焦点距離をｆ，としたときに、（ＴＴ／ｆ）＜１．３の光学条件を満たすことを特徴とする。

【0011】

この場合、発明の好適な態様により、前レンズ群１０１の各正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１，３，５）の曲率半径を、被写体ＯＢＪ側から順に、Ｌ１Ｒｉ，Ｌ２Ｒｉ，Ｌ３Ｒｉとしたときに、Ｌ１Ｒｉ＞Ｌ２Ｒｉ＞Ｌ３Ｒｉの光学条件を満たすことが望ましい。他方、後レンズ群１０２には、少なくとも一枚の正レンズＬ５…を使用し、かつ屈折率ｎｄ２が、ｎｄ２＞１．８５の光学条件を満たす高屈折率硝材を用いることが望ましい。さらに、後レンズ群１０２には、非球面レンズＬ６ｅ…により構成した少なくとも一枚の正レンズＬ６…を設けることができる。また、後レンズ群１０２は、両凹レンズと両凸レンズを接合した一つの接合レンズＬ５と一枚の正レンズＬ６により構成することができる。なお、大口径レンズ１００としては、撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズ１００ｍに適用して最適である。

【発明の効果】

【0012】

このような構成を有する本発明に係る大口径レンズ１００によれば、次のような顕著な効果を奏する。

【0013】

（１） 前レンズ群１０１を、３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３により構成した少なくとも２枚の正レンズＬ２，Ｌ３…における、アッベ数νｄが、νｄ＞７５の光学条件を満たし，かつ屈折率ｎｄ１が、ｎｄ１＜１．５７の光学条件を満たすとともに、最も被写体ＯＢＪ側のレンズＬ１の被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１）から結像面ＩＭＧまでの距離ＬｍをＴＴ，全系の焦点距離をｆ，としたときに、（ＴＴ／ｆ）＜１．３の光学条件を満たすようにしたため、球面収差，非点収差及び軸上色収差を含む諸収差を総合的に改善して、大口径レンズ１００の光学性能を高めることができるとともに、特に、撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズ１００ｍに適用した際における全長の短縮化及びレンズ枚数の少数化を実現して、レンズ全体のコンパクト化、更には軽量化及び低価格化を実現できる。

【0014】

（２） 前レンズ群１０１を構成するに際し、全てのレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の面（面番号：１，２，３…８）を、中心ｃ側が周辺ｆ側に対して、被写体ＯＢＪ側に膨出する湾曲面により形成したため、全てのレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の中心ｃ側が一方向にオフセットする形状になり、光軸方向における各レンズＬ１…間の間隔（隙間空間）を最小化できる。これにより、前レンズ群１０１、更には大口径レンズ１００における光軸方向の長さを短くすることができる。

【0015】

（３） 前レンズ群１０１の少なくとも一枚のレンズＬ２…の硝材に、異常部分分散値（ΔθｇＦ）の絶対値が０．０２以上の低屈折率低分散硝材を用いたため、軸上色収差の補正を行うことに加え、各レンズの曲率半径を大きくできる３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３により、光軸方向の長さを短縮し、かつバックフォーカスを短くできることと併せた球面収差及び非点収差の補正により、諸収差の全体の改善（補正）を容易に行うことができる。

【0016】

（４） 好適な態様により、前レンズ群１０１の各正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１，３，５）の曲率半径を、被写体ＯＢＪ側から順に、Ｌ１Ｒｉ，Ｌ２Ｒｉ，Ｌ３Ｒｉとしたときに、Ｌ１Ｒｉ＞Ｌ２Ｒｉ＞Ｌ３Ｒｉの光学条件を満たすようにすれば、基本的に、光軸方向における各レンズＬ１…間の間隔（隙間空間）を接触しない距離でゼロに近づけることができるため、前レンズ群１０１、更には大口径レンズ１００における光軸方向の長さに対する更なる短縮化を図ることができる。

【0017】

（５） 好適な態様により、後レンズ群１０２の少なくとも一枚の正レンズＬ５…の屈折率ｎｄ２が、ｎｄ２＞１．８５の光学条件を満たす高屈折率硝材を用いるようにすれば、後レンズ群１０２における光軸方向の長さを短くできるため、前レンズ群１０１を含めた光学レンズ系Ｕ全体の必要かつ十分な光学性能を確保できる。即ち、前レンズ群１０１における球面収差及び非点収差の補正に、後レンズ群１０２側における球面収差及び非点収差の補正を付加できるため、諸収差全体の改善に寄与できる。

【0018】

（６） 好適な態様により、後レンズ群１０２に、非球面レンズＬ６ｅ…により構成した少なくとも一枚の正レンズＬ６…を設ければ、他のレンズＬ１…では補正しきれない軸外収差を補正できるため、当該軸外収差を改善する観点から光学性能の向上に寄与することができる。

【0019】

（７） 好適な態様により、後レンズ群１０２を、両凹レンズと両凸レンズを接合した
一つの接合レンズＬ５と一枚の正レンズＬ６により構成すれば、特に、撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズ１００ｍの必要かつ十分な光学性能を確保して使用するレンズ枚数を最小化できるため、レンズ全体のコンパクト化，軽量化及び低価格化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の好適実施形態の第１実施例に係る大口径レンズの光学レンズ系を示す断面構成図、

【図2】同光学レンズ系の無限遠時の縦収差図、

【図3】同第２実施例に係る大口径レンズの光学レンズ系を示す断面構成図、

【図4】同光学レンズ系の無限遠時の縦収差図、

【図5】同第３実施例に係る大口径レンズの光学レンズ系を示す断面構成図、

【図6】同光学レンズ系の無限遠時の縦収差図、

【図7】同第１実施例～第３実施例における光学条件に対応する数値の一覧表、

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

【0022】

まず、本実施形態（第１実施例）に係る大口径レンズ１００の構成について、図１を参照して説明する。

【0023】

図１中、１００は大口径レンズであり、特に、撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズ１００ｍの光学レンズ系Ｕを示す。この光学レンズ系Ｕは、大別して、被写体（物体）ＯＢＪ側から結像面（撮像素子）ＩＭＧ側へ順に配した、前レンズ群１０１，光学絞り部ＳＴＯ，後レンズ群１０２を備えて構成する。

【0024】

前レンズ群１０１は、基本構成として、被写体ＯＢＪ側に配する正レンズＬ１…と結像面ＩＭＧ側に配する負レンズＬ４…により構成し、かつ少なくとも正の屈折力を持たせる。具体的には、３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３と１枚の負レンズＬ４により構成し、被写体ＯＢＪ側から、正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の順に配するとともに、正レンズＬ３の後方に負レンズＬ４を配する。

【0025】

前レンズ群１０１を構成するに際しては、全てのレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の面（面番号：１，２，３，４，５，６，７，８）を、中心ｃ側が周辺ｆ側に対して、被写体ＯＢＪ側に膨出する湾曲面により形成する。なお、面番号は被写体ＯＢＪ側から数えた番号をそれぞれ示す。

【0026】

このように、前レンズ群１０１を構成するに際し、全てのレンズＬ１…の面（面番号：１，２，３…８）を、中心ｃ側が周辺ｆ側に対して、被写体ＯＢＪ側に膨出する湾曲面により形成すれば、全てのレンズＬ１…の中心ｃ側が一方向にオフセットする形状になるため、光軸方向における各レンズＬ１…間の間隔（隙間空間）を最小化できる。これにより、前レンズ群１０１、更には大口径レンズ１００における光軸方向の長さを短くできる利点がある。

【0027】

特に、前レンズ群１０１における３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１，３，５）の曲率半径を、被写体ＯＢＪ側から順に、Ｌ１Ｒｉ，Ｌ２Ｒｉ，Ｌ３Ｒｉとしたとき、
Ｌ１Ｒｉ＞Ｌ２Ｒｉ＞Ｌ３Ｒｉ … （光学条件１）
の条件を満たすように設定する。このように設定すれば、基本的に、光軸方向における各レンズＬ１…間の間隔（隙間空間）を、接触しない距離でゼロに近づけることができるため、前レンズ群１０１、更には大口径レンズ１００における光軸方向の長さに対する更なる短縮化を図ることができる利点がある。

【0028】

また、前レンズ群１０１の少なくとも一枚のレンズＬ１…の硝材は、低屈折率低分散硝材を用いて製作する。例示する前レンズ群１０１においては、正レンズＬ２及びＬ３に、低屈折率低分散硝材を用いた。低屈折率低分散硝材としては、異常部分分散値（ΔθｇＦ）の絶対値が、
│ΔθｇＦ│＞０．０２ … （光学条件２）
の条件を満たす低屈折率低分散硝材が望ましい。なお、低屈折率低分散硝材を用いたレンズは、硬度が低くなる傾向があるため、最前部に位置する正レンズＬ１における使用は避けている。なお、本発明における異常部分分散値は、異常部分分散性（ΔθｇＦ）を示す値と同義である。

【0029】

そして、この前レンズ群１０１は、３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３により構成した少なくとも２枚の正レンズＬ２，Ｌ３におけるアッベ数νｄが、
νｄ＞７５ … （光学条件３）
の条件を満たすとともに、屈折率ｎｄ１が、
ｎｄ１＜１．５７ … （光学条件４）
の条件を満たすようにレンズデータを設定する。

【0030】

この場合、適切な低屈折率低分散硝材を選択することにより軸上色収差の補正を行うことができる。また、これらの光学条件３及び４を満たすことにより、前レンズ群１０１の光軸方向の長さを短縮し、かつバックフォーカスを短くすることができる。このように、前レンズ群１０１の少なくとも一枚のレンズＬ２…の硝材に、異常部分分散値（ΔθｇＦ）の絶対値が０．０２以上の低屈折率低分散硝材を用いれば、軸上色収差の補正を行うことができるとともに、さらに、これに加え、各レンズの曲率半径を大きくできる３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３により、光軸方向の長さを短縮し、かつバックフォーカスを短くできるため、このレンズ構成と併せた球面収差及び非点収差の補正により、諸収差の全体の改善（補正）を容易に行うことができる。

【0031】

他方、後レンズ群１０２は、基本構成として、被写体ＯＢＪ側に配する接合レンズＬ５…と、この後方の位置となる結像面ＩＭＧ側に配する正レンズＬ６…の組合わせにより構成する。例示の後レンズ群１０２は、両凹レンズと両凸レンズを接合した一つの接合レンズＬ５と一枚の正レンズＬ６により構成した。

【0032】

後レンズ群１０２を構成するに際し、一つの接合レンズＬ５と一枚の正レンズＬ６により構成すれば、特に、大口径中望遠レンズ１００ｍの必要かつ十分な光学性能を確保して使用するレンズ枚数を最小化できるため、レンズ全体のコンパクト化，軽量化及び低価格化に寄与できる利点がある。

【0033】

この場合、接合レンズＬ５は、被写体ＯＢＪ側に位置する凹レンズＬ５ｆと結像面ＩＭＧ側に位置する凸レンズＬ５ｒを接合して構成する。また、最後部に位置する正レンズＬ６は、非球面レンズＬ６ｅにより構成する。この非球面レンズＬ６ｅ…を用いることにより、他のレンズＬ１…では補正しきれない軸外収差を補正する。このように、後レンズ群１０２に、非球面レンズＬ６ｅ…により構成した少なくとも一枚の正レンズＬ６…を設ければ、他のレンズＬ１…では補正しきれない軸外収差を補正できるため、当該軸外収差を改善する観点から光学性能の向上に寄与できる利点がある。

【0034】

また、後レンズ群１０２は、少なくとも一枚の正レンズＬ５…の屈折率ｎｄ２が、
ｎｄ２＞１．８５ … （光学条件５）
の条件を満たすようにレンズデータを設定する。このため、後レンズ群１０２の硝材には、高屈折率硝材を用いる。この光学条件５を満たすことにより、後レンズ群１０２における光軸方向の長さを短くできるとともに、前レンズ群１０１における球面収差及び非点収差の補正に加え、後レンズ群１０２側における球面収差及び非点収差の補正を行うことができる。

【0035】

このように、後レンズ群１０２の少なくとも一枚のレンズＬ５…の硝材に、高屈折率硝材を用いれば、前レンズ群１０１における球面収差及び非点収差の補正に加え、後レンズ群１０２側における球面収差及び非点収差の補正を加えることができるため、後レンズ群１０２におけるｎｄ２＞１．８５の光学条件を容易に確保できるとともに、諸収差全体の改善を行うことができ、前レンズ群１０１を含めた光学レンズ系Ｕ全体の必要かつ十分な光学性能を確保できる利点がある。

【0036】

そして、以上の光学レンズ系Ｕにおいて、最も被写体ＯＢＪ側のレンズＬ１における被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１）から結像面ＩＭＧまでの距離ＬｍをＴＴとし、全系の焦点距離をｆとしたときに、
（ＴＴ／ｆ）＜１．３ … （光学条件６）
の条件を満たすようにレンズデータを設定する。これにより、大口径中望遠レンズ１００ｍにおける必要かつ十分な光学性能（諸収差）を確保しつつ、レンズ全長の短縮化により撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズ１００ｍの全長を短くする要請に応えることができる。

【0037】

以上の構成が、本実施形態に係る大口径レンズ１００の基本構成となる。このように、大口径レンズ１００の基本構成として、被写体ＯＢＪ側から結像面ＩＭＧ側へ順に、前レンズ群１０１，光学絞り部ＳＴＯ，後レンズ群１０２を配し、前レンズ群１０１を被写体ＯＢＪ側の正レンズＬ１…と結像面ＩＭＧ側の負レンズＬ４…により構成し、かつ少なくとも正の屈折力を持たせるとともに、後レンズ群１０２を被写体ＯＢＪ側の接合レンズＬ５…と結像面ＩＭＧ側の正レンズＬ６…の組合わせにより構成した光学レンズ系Ｕを備え、特に、前レンズ群１０１を、３枚の正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３により構成した少なくとも２枚の正レンズＬ２，Ｌ３…における、アッベ数νｄが、νｄ＞７５の光学条件を満たし，かつ屈折率ｎｄ１が、ｎｄ１＜１．５７の光学条件を満たすとともに、最も被写体ＯＢＪ側のレンズＬ１の被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１）から結像面ＩＭＧまでの距離ＬｍをＴＴ，全系の焦点距離をｆ，としたときに、（ＴＴ／ｆ）＜１．３の光学条件を満たすように構成したため、球面収差，非点収差及び軸上色収差を含む諸収差を総合的に改善して、大口径レンズ１００の光学性能を高めることができる。しかも、光学性能を必要かつ十分に高めることができることに加え、特に、撮影画角が±１０～２０〔°〕，Ｆナンバーが１．８以下となる大口径中望遠レンズ１００ｍに適用した際におけるレンズ全長の短縮化及びレンズ枚数の少数化（７枚以下）を実現できるため、レンズ全体のコンパクト化、更には軽量化及び低価格化を実現することができる。

【0038】

次に、本実施形態に係る大口径レンズ１００の、より具体的な実施例について、図１～図７を参照して説明する。

【0039】

まず、図１に示した本実施形態に係る大口径レンズ１００（大口径中望遠レンズ１００ｍ）に対応する第１実施例について、図１及び図２を参照して説明する。

【0040】

表１及び表２は、図１に示した第１実施例に係る大口径レンズ１００における全系のレンズデータである。

【0041】

【表1】

【0042】

【表2】

【0043】

表１において、ＦＬは、全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、Ｗは半画角を示す。さらに、被写体ＯＢＪ側から数えたレンズ面の面番号をｉとし、この面番号は、図１に示した符号（数字）に一致する。これに対応して、レンズ面の曲率半径Ｒ（ｉ）、軸上面間隔Ｄ（ｉ）、レンズの屈折率ｎｄ（ｉ）、レンズのアッベ数νｄ（ｉ）、異常部分分散値ΔθｇＦ（ｉ）の絶対値をそれぞれ示す。ｎｄ（ｉ）及びνｄ（ｉ）はｄ線（５８７．６〔ｎｍ〕）に対する数値である。軸上面間隔Ｄ（ｉ）は相対向する面と面間のレンズ厚或いは空気空間を示す。なお、曲率半径Ｒ（ｉ）と面間隔Ｄ（ｉ）の単位は〔ｍｍ〕である。面番号のＯＢＪは被写体、ＳＴＯは光学絞り部、ＩＭＧは結像面の位置を示す。曲率半径Ｒ（ｉ）のＩＮＦは平面であり、面番号の後にＡが付いた面は面形状が非球面であることを示す。また、屈折率ｎｄ（ｉ）とアッベ数νｄ（ｉ）の空欄は空気であることを示す。

【0044】

表２は、第１実施例における非球面としての面形状（非球面係数）を示す。この場合、面の中心を原点とし、光軸方向をＺとした直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、ＡＳＰを非球面の面番号としたとき、Ｚは数１により表される。数１において、Ｒは中心曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数、Ｈは光軸上の原点からの距離である。なお、表２において、「Ｅ」は「×１０」を意味する。

【0045】

【数1】

【0046】

なお、最後部に位置するレンズの最後面から結像面ＩＭＧの間に、フィスプレート（保護ガラス）、色選択フィルタ（赤外域フィルタ）、ローパスフィルタ（高周波数カットフィルタ）などの平行平面板を配する場合もあるが、これらは本実施形態に係る大口径レンズ１００の構成に影響を与えるものではない。

【0047】

さらに、図２には、第１実施例に係る大口径レンズ１００における光学レンズ系Ｕの縦収差図を示す。この縦収差図は、左側から、（ａ）球面収差図（６５６．３ｎｍ，５８７．７ｎｍ，４３５．８ｎｍ）、（ｂ）非点収差図（５８７．６ｎｍ）、（ｃ）歪曲収差図（５８７．６ｎｍ）である。なお、各スケールは、±０．５０ｍｍ，±０．５０ｍｍ，±３．０％である。いずれも良好な収差を得ていることを確認できる。

【0048】

次に、大口径レンズ１００に係る変更実施例（第２実施例，第３実施例）について、図３～図６を参照して説明する。

【0049】

図３は、第２実施例に係る大口径レンズ１００（大口径中望遠レンズ１００ｍ）の光学レンズ系Ｕの構成を示す。第２実施例に係る大口径レンズ１００も、基本的な構成は図１に示した第１実施例と同じである。したがって、第２実施例の光学レンズ系Ｕも、図３に示すように、被写体ＯＢＪ側から結像面ＩＭＧ側へ順に配した、前レンズ群１０１，光学絞り部ＳＴＯ，後レンズ群１０２を備える。

【0050】

第２実施例と第１実施例の異なる主たる点は、第２実施例では、第１実施例に対して、前レンズ群１０１のレンズＬ３の面（面番号：６）とレンズＬ４の面（面番号：７）の曲率半径を、より大きく設定するとともに、面同士（面番号：６と７）を接合して構成した点，及び後レンズ群１０２の非球面レンズＬ６ｅ（Ｌ６）における非球面（非球面係数）を異ならせた点にある。その他、細部において異なるものの基本的な構成は同じになり、前述した光学条件１～光学条件６を満たしている。このため、図３において、図１と同一部分には同一符号（同一番号）を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

【0051】

表３及び表４は、図３に示した第２実施例に係る大口径レンズ１００における全系のレンズデータである。

【0052】

【表3】

【0053】

【表4】

【0054】

この場合、表３は、第１実施例の表１に対応するとともに、表４は、第１実施例の表２に対応する。また、図４は、第２実施例に係る大口径レンズ１００における光学レンズ系Ｕの縦収差図を示す。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施例の図２（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ対応する。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す縦収差図から明らかなように、いずれも良好な収差を得ていることを確認できる。

【0055】

他方、図５は、第３実施例に係る大口径レンズ１００（大口径中望遠レンズ１００ｍ）の光学レンズ系Ｕの構成を示す。第３実施例に係る大口径レンズ１００も、基本的な構成は図１に示した第１実施例と同じである。したがって、第３実施例の光学レンズ系Ｕも、図５に示すように、被写体ＯＢＪ側から結像面ＩＭＧ側へ順に配した、前レンズ群１０１，光学絞り部ＳＴＯ，後レンズ群１０２を備える。

【0056】

第３実施例と第１実施例の異なる主たる点は、第３実施例では、第１実施例に対して、前レンズ群１０１のレンズＬ４の面（面番号：８）の曲率半径を、より大きく選定した点，及び後レンズ群１０２の非球面レンズＬ６ｅ（Ｌ６）における非球面（非球面係数）を異ならせた点にある。その他、細部において異なるものの基本的な構成は同じになり、前述した光学条件１～光学条件６を満たしている。このため、図５において、図１と同一部分には同一符号（同一番号）を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

【0057】

表５及び表６は、図５に示した第３実施例に係る大口径レンズ１００における全系のレンズデータである。

【0058】

【表5】

【0059】

【表6】

【0060】

この場合、表５は、第１実施例の表１に対応するとともに、表６は、第１実施例の表２に対応する。また、図６は、第３実施例に係る大口径レンズ１００における光学レンズ系Ｕの縦収差図を示す。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施例の図２（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ対応する。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す縦収差図から明らかなように、いずれも良好な収差を得ていることを確認できる。

【0061】

さらに、図７は、第１実施例～第３実施例で得られる各光学条件に対応する数値を一覧表で示したものである。第１実施例，第２実施例及び第３実施例のいずれも各光学条件、即ち、光学条件１，光学条件２，光学条件３，光学条件４及び光学条件６を満たしている。なお、光学条件５についての数値は省略したが、第１実施例～第３実施例共に、光学条件５を満たしていることを確認できた。

【0062】

特に、光学条件６、即ち、ＴＴ／ｆの数値は、第１実施例が１．２３、第２実施例が１．２３、第３実施例が１．２２となり、いずれも１．３を下回っており、これにより、大口径中望遠レンズ１００ｍにおける必要かつ十分な光学性能（諸収差）を確保しつつ、レンズ全長の短縮化、即ち、前レンズ群１０１の光軸方向の長さ、更にはバックフォーカスを短縮化により大口径中望遠レンズ１００ｍの全長を短くするという目的を達成できる。

【0063】

以上、第１実施例～第３実施例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、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。

【0064】

例えば、前レンズ群１０１の各正レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３における被写体ＯＢＪ側の面（面番号：１，３，５）の曲率半径を、被写体ＯＢＪ側から順に、Ｌ１Ｒｉ，Ｌ２Ｒｉ，Ｌ３Ｒｉとしたときに、Ｌ１Ｒｉ＞Ｌ２Ｒｉ＞Ｌ３Ｒｉの光学条件を満たすことが最適な実施形態となるが、この光学条件は、必ずしも必須となるものではない。さらに、後レンズ群１０２の少なくとも一枚の正レンズＬ５…は、屈折率ｎｄ２が、ｎｄ２＞１．８５の光学条件を満たすことが望ましいが、この光学条件は、必ずしも必須となるものではない。一方、後レンズ群１０２は、一つの接合レンズＬ５と一枚の正レンズＬ６により構成した場合を示したが、必ずしもこの枚数に限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明に係る大口径レンズ（大口径中望遠レンズ）は、デジタルカメラやビデオカメラ等の各種光学機器における専用レンズ或いは交換レンズとして利用できる。

【符号の説明】

【0066】

１００：大口径レンズ， １００ｍ：大口径中望遠レンズ，１０１：前レンズ群，１０２：後レンズ群，１：レンズの面番号，２：レンズの面番号，３…：レンズの面番号，５：レンズの面番号，８：レンズの面番号，ＯＢＪ：被写体，ＩＭＧ：結像面，ＳＴＯ：光学絞り部，Ｌ１：正レンズ，Ｌ２：正レンズ，Ｌ３：正レンズ，Ｌ４…：負レンズ，Ｌ５…：接合レンズ，Ｌ６…：正レンズ，Ｕ：光学レンズ系，νｄ：アッベ数，ｎｄ１：屈折率，Ｌｍ：距離，ｃ：中心，ｆ：周辺，Ｌ１Ｒｉ：曲率半径，Ｌ２Ｒｉ：曲率半径，Ｌ３Ｒｉ：曲率半径，Ｌ６ｅ：非球面レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】