特許 7339342 写真用広角対物レンズ

(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】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】写真用広角対物レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20230829BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

G02B13/18

【請求項の数】 33

(21)【出願番号】P 2021534685

(86)(22)【出願日】2019-12-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-07

(86)【国際出願番号】 EP2019085673

(87)【国際公開番号】W WO2020127280

(87)【国際公開日】2020-06-25

【審査請求日】2022-06-24

(31)【優先権主張番号】102018132472.3

(32)【優先日】2018-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】597114889

【氏名又は名称】ライカ カメラ アクチエンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】110000914

【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ

(72)【発明者】

【氏名】ロート， シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】ケラー， カトリン

【審査官】殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０２５１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８５２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０８１０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２４７７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許発明第１０２０１４１０４４５７（ＤＥ，Ｂ３）

(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】

物体側端から像側端に順に、４枚のレンズ（Ｌ１～Ｌ４）からなる全屈折力が正の前群（ＶＧ）と、３枚のレンズ（Ｌ５～Ｌ７）からなる全屈折力が正の中群（ＭＧ）と、３枚のレンズ（Ｌ８～Ｌ１０）からなる全屈折力が正の後群（ＨＧ）とを含む写真用広角対物レンズであって、上記前群（ＶＧ）の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商が２．２８～２．７９であり、上記中群（ＭＧ）の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商が３．０２～３．６９であり、上記後群（ＨＧ）の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商が３．５０～４．２９である、写真用広角対物レンズ。

【請求項2】

上記前群（ＶＧ）、上記中群（ＭＧ）、及び上記後群（ＨＧ）はそれぞれ、負の屈折力を有する少なくとも１枚のレンズ（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１０）と、正の屈折力を有する少なくとも１枚のレンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ８）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の広角対物レンズ。

【請求項3】

上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１０）の半数以上は、屈折率が１．７０以下であり、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰｇ，Ｆが－０．００３５以下であることを特徴とする、請求項２に記載の広角対物レンズ。

【請求項4】

上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１０）の上記半数以上は、上記後群（ＨＧ）の像側端に配置された負の屈折力を有するレンズ（Ｌ１０）を除く、上記負の屈折力を有する全てのレンズ（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の広角対物レンズ。

【請求項5】

上記後群（ＨＧ）は浮動要素として形成されており、上記後群（ＨＧ）の移動距離は、上記前群（ＶＧ）の移動距離及び上記中群（ＭＧ）の移動距離よりも小さいことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項6】

該浮動要素は、フォーカシングの際に上記前群（ＶＧ）及び上記中群（ＭＧ）と同じ方向に移動することを特徴とする、請求項５に記載の広角対物レンズ。

【請求項7】

上記前群（ＶＧ）は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第１レンズ（Ｌ１）と、負の屈折力を有する第２レンズ（Ｌ２）と、負の屈折力を有する第３レンズ（Ｌ３）と、正の屈折力を有する第４レンズ（Ｌ４）とを含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項8】

上記正の屈折力を有するレンズ（Ｌ１、Ｌ４）は両凸であり、且つ上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ２、Ｌ３）は両凹であることを特徴とする、請求項７に記載の広角対物レンズ。

【請求項9】

上記前群（ＶＧ）のレンズ（Ｌ１～Ｌ４）は、アッベ数が３８～４５であることを特徴とする、請求項７または８に記載の広角対物レンズ。

【請求項10】

上記前群（ＶＧ）の上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ２、Ｌ３）は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰｇ，Ｆが－０．００３５以下であることを特徴とする、請求項９に記載の広角対物レンズ。

【請求項11】

上記第１レンズ（Ｌ１）の屈折率は１．８０～１．８６であり、且つ／又は、上記第４レンズ（Ｌ４）の屈折率は１．８６以上であることを特徴とする、請求項７～１０のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項12】

上記第１レンズ及び上記第２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）は第１下位群（Ｇ１）を形成し、該第１下位群（Ｇ１）は、接合ダブレットとして形成され、且つ／又は、全屈折力が上記前群（ＶＧ）の全屈折力の１０％以下であること、及び／又は、上記第３レンズ及び上記第４レンズ（Ｌ３、Ｌ４）は第２下位群（Ｇ２）を形成し、該第２下位群（Ｇ２）は接合ダブレットとして形成されることを特徴とする、請求項７～１１のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項13】

上記全屈折力が上記前群（ＶＧ）の全屈折力の７．５％以下であることを特徴とする、請求項７～１２のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項14】

上記前群（ＶＧ）は、非球面を少なくとも１つ有することを特徴とする、請求項５～１３のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項15】

上記前群（ＶＧ）の上記第１レンズ（Ｌ１）は、非球面を少なくとも１つ有することを特徴とする、請求項１４に記載の広角対物レンズ。

【請求項16】

上記第１レンズ（Ｌ１）の少なくとも物体側面は非球面であることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の広角対物レンズ。

【請求項17】

上記中群（ＭＧ）は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第５レンズ（Ｌ５）と、負の屈折力を有する第６レンズ（Ｌ６）と、正の屈折力を有する第７レンズ（Ｌ７）とを含むことを特徴とする、請求項１～１６のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項18】

上記中群（ＭＧ）は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第５レンズ（Ｌ５）と、負の屈折力を有する第６レンズ（Ｌ６）と、正の屈折力を有する第７レンズ（Ｌ７）とを含み、これらのレンズは組み合わされて接合トリプレットを形成することを特徴とする、請求項１７に記載の広角対物レンズ。

【請求項19】

上記正の屈折力を有するレンズ（Ｌ５、Ｌ７）は両凸であり、且つ上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ６）は両凹であることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の広角対物レンズ。

【請求項20】

上記中群（ＭＧ）の上記正の屈折力を有するレンズ（Ｌ５、Ｌ７）は、アッベ数が６５以上であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰｇ，Ｆが＋０．０１３０以上であることを特徴とする、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項21】

上記中群（ＭＧ）の上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ６）は、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰｇ，Ｆが－０．００３５以下であることを特徴とする、請求項１７～２０のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項22】

上記後群（ＨＧ）は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第８レンズ（Ｌ８）と、負の屈折力を有する第９レンズ（Ｌ９）と、負の屈折力を有する第１０レンズ（Ｌ１０）とを含むことを特徴とする、請求項１～２１のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項23】

上記第８及び第９レンズ（Ｌ８、Ｌ９）は組み合わされて接合ダブレットを形成することを特徴とする、請求項２２に記載の広角対物レンズ。

【請求項24】

上記第８レンズ（Ｌ８）は両凸であり、且つ／又は、上記第９レンズ（Ｌ９）は両凹であり、且つ／又は、上記第１０レンズ（Ｌ１０）はメニスカス形状であることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の広角対物レンズ。

【請求項25】

上記第８レンズ（Ｌ８）は、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、屈折率が１．８０以上１．８６以下であることを特徴とする、請求項２２～２４のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項26】

上記第９レンズ（Ｌ９）は、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰｇ，Ｆが－０．００３５以下であることを特徴とする、請求項２２～２５のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項27】

上記第８レンズ（Ｌ８）の物体側面及び／又は上記第１０レンズ（Ｌ１０）の両面は非球面であることを特徴とする、請求項２２～２６のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項28】

上記負の屈折力を有するレンズ（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１０）の半数以上において、レンズ直径と中心厚さとの商が１８以上であることを特徴とする、請求項１～２７のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項29】

上記負の屈折力を有するレンズの上記半数以上（Ｌ２、Ｌ６、Ｌ９、Ｌ１０）は、上記第３レンズ（Ｌ３）を除く、上記負の屈折力を有する全てのレンズ（Ｌ２、Ｌ６，Ｌ９、Ｌ１０）を含むことを特徴とする、請求項２８に記載の広角対物レンズ。

【請求項30】

非球面を少なくとも１つ有する両凸レンズ（Ｌ１、Ｌ８）のそれぞれにおいて、中心厚さとエッジ厚さとの商が５．８以上であることを特徴とする、請求項１～２９のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項31】

上記前群（ＶＧ）は、正の屈折力を有する第１下位群（Ｇ１）と正の屈折力を有する第２下位群（Ｇ２）とを含み、上記中群（ＭＧ）は、正の屈折力を有する第３下位群（Ｇ３）を含み、上記後群（ＨＧ）は、正の屈折力を有する第４下位群（Ｇ４）と負の屈折力を有する第５下位群（Ｇ５）とを含み、各下位群（Ｇ１～Ｇ５）は、いずれの場合も、複数のレンズが組み合わされた接合型複合レンズ又は単一のレンズから形成されることを特徴とする、請求項１～３０のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項32】

上記前群（ＶＧ）と上記中群（ＭＧ）との間に開口絞り（ＢＬ）が配置されていることを特徴とする、請求項１～３１のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【請求項33】

画角が６２．２°であり、口径比が１：２．０であることを特徴とする、請求項１～３２のいずれか１項に記載の広角対物レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、写真用途のための広角対物レンズに関する。

【0002】

負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とを含むレトロフォーカスタイプの広角対物レンズが一般に知られている。

【0003】

更に、正の屈折力を有する中群と、それぞれ負の屈折力を有する前群及び後群とを含む対称型対物レンズ設計が知られている。このような設計は、特にミラーレスカメラに適している。

【0004】

同様に、ミラーレスカメラ用として、それぞれ正の屈折力を有する前群、中群、及び後群を設けた準対称設計も知られている。

【0005】

また、ミラーレスカメラ用として、フォーカシング時の全長が一定であるコンパクトな変形レトロフォーカスタイプの広角対物レンズも知られている。このような対物レンズは、例えば、特許文献１に記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された９枚レンズ構成の対物レンズは、インターナルフォーカスが採用されているため、全長が長い。

【0006】

特許文献２には、２つの非球面を有する８枚レンズ構成の広角対物レンズが記載されている。

【0007】

特許文献３により、３つのレンズ群を含む顕微鏡対物レンズが知られている。この対物レンズにおいては、後群が負の屈折力を有し、中群と後群との間に回折光学素子が更に設けられている。

【0008】

特許文献４には、７枚レンズ構成の変形ダブルガウスタイプの写真用対物レンズが開示されている。

【0009】

特許文献５には、１０枚のレンズを含む広角対物レンズが記載されている。この対物レンズでは、絞りが第５レンズと第６レンズとの間で中央に配置されている。正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズとが、光方向で絞りの前後に交互に配置され、光方向で絞りの前に配置されたレンズの全屈折力は負である。

【0010】

寸法を極めてコンパクトにできるのは、対称又は準対称設計の対物レンズのみである。レトロフォーカス設計では、その原理上、寸法をコンパクトにすることは不可能である。更に、非対称設計であるため、コマ収差、歪曲収差、及び横方向の色収差の補正は不完全でしかない。

【0011】

一般に、コンパクトな広角対物レンズの設計においては、個々の要素に高い屈折力が求められる。しかしながら、その結果、３次以上の収差が発生して像に未補正の残留誤差が生じ、像のコントラストに悪影響を与える。

【0012】

コンパクトな対物レンズでは、像面湾曲、非点収差、歪曲収差、及び色収差の補正が制限されざるをえないことが多い。

【0013】

本発明は、寸法がコンパクトで、あらゆる像誤差を特に良好に補正できる写真用広角対物レンズを提供することを目的とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】独国特許発明第１０２０１４１０４４５７号明細書

【文献】独国特許出願公開第２１６０６２８号明細書

【文献】欧州特許出願公開第２１９４４１２号明細書

【文献】独国特許出願公開第１０２００４００８９９７号明細書

【文献】欧州特許出願公開第２９９３５１２号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的は、請求項１に記載の特徴を有する写真用広角対物レンズにより満たされる。本発明に係る広角対物レンズは、物体側端から像側端に順に、少なくとも４枚のレンズを有する全屈折力が正の前群と、少なくとも３枚のレンズを有する全屈折力が正の中群と、少なくとも３枚のレンズを有する全屈折力が正の後群とを含み、上記前群の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商が２．２８～２．７９であり、上記中群の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商が３．０２～３．６９であり、上記後群の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商が３．５０～４．２９である。従って、本発明に係る広角対物レンズは、合計で少なくとも１０枚のレンズを有する。

【0016】

本発明に係る広角対物レンズは、レトロフォーカスタイプの対物レンズ設計と比較して、寸法、特に全長について極めてコンパクトであるため、特にデジタルミラーレスシステムカメラでの使用に適する。

【0017】

有利な実施形態によれば、上記前群、上記中群、及び上記後群はそれぞれ、負の屈折力を有する少なくとも１枚のレンズと、正の屈折力を有する少なくとも１枚のレンズとを含む。

【0018】

上記負の屈折力を有するレンズの大半は、屈折率が１．７０以下であり、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆが－０．００３５以下であることが有利である。従って、上記負の屈折力を有するレンズでは、屈折率が比較的に低く、アッベ数が比較的に低く、且つ標準線からの部分分散比の偏差が負であるガラスを用いることが好ましい。部分分散比Ｐ_ｇ，Ｆは以下のように定義される。

【0019】

【数1】

【0020】

式中、ｎ_Ｆはフラウンホーファー線のＦ線（波長４６８．１３ｎｍ）での屈折率、ｎ_ｇはフラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８３ｎｍ）での屈折率、ｎ_Ｃはフラウンホーファー線のＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）での屈折率である。

【0021】

標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆは以下のように定義される。

【0022】

【数2】

【0023】

式中、ν_ｄはフラウンホーファー線のｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）でのアッベ数である。

【0024】

上記負の屈折力を有するレンズの上記大半は、上記後群の像側端に配置された負の屈折力を有するレンズを除く、上記負の屈折力を有する全てのレンズを含むことが有利である。

【0025】

上記特性の１つ以上を有するガラスを使用することで、一次及び二次スペクトルの色収差を補正できる。精密ガラス成形による非球面設計を優先して、上記後群の最後のレンズは、これらの条件のうち１つ以上を免除されていてもよい。

【0026】

更に有利な実施形態によれば、上記後群は浮動要素として形成される。該浮動要素は、好ましくは、フォーカシングの際に上記前群及び上記中群と同じ方向に移動するが、上記後群の移動距離は、上記前群の移動距離及び上記中群の移動距離よりも小さい。従って、後者の条件は、フォーカシングの際、上記後群の調節経路が上記対物レンズ全体の調節経路よりも小さいことを意味する。この結果、コマ収差及び非点隔差といった像誤差を補償できるため、近距離範囲での結像性能を特に良好とすることができる。

【0027】

更に有利な実施形態によれば、上記前群は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズとを含む。好ましくは、上記正の屈折力を有するレンズは両凸であり、且つ上記負の屈折力を有するレンズは両凹である。

【0028】

有利には、上記前群のレンズは、アッベ数が３８～４５であり、好ましくは、上記前群の上記負の屈折力を有するレンズは、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆが－０．００３５以下である。従って、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆは負である。本実施形態により、二次スペクトルの色収差に対する不要な寄与を最小限にできる。

【0029】

有利には、上記第１レンズの屈折率は１．８０～１．８６であり、且つ／又は、上記第４レンズの屈折率は１．８６以上である。

【0030】

有利には、上記第１レンズ及び上記第２レンズは第１下位群を形成し、該第１下位群は、接合ダブレットとして形成され、且つ／又は、全屈折力が上記前群の全屈折力の１０％以下、好ましくは７．５％以下である。上記第１下位群の焦点距離と上記対物レンズの全焦点距離との商は特に４３．４９～５３．１３である。好ましくは、上記第３レンズ及び上記第４レンズは第２下位群を形成し、該第２下位群は接合ダブレットとして形成される。

【0031】

上記前群の各レンズ面は、それぞれの曲率半径（ｒｎは面ｎの頂点での半径を表す）を有することが有利である。すなわち、下記の通りである。
・ｒ１は、上記第１レンズＬ１の物体側面の曲率を表す。
・ｒ２は、上記第１レンズＬ１と上記第２レンズＬ２との接触面の曲率を表す。
・ｒ３は、上記第２レンズＬ２の像側面の曲率を表す。
・ｒ４は、上記第３レンズＬ３の物体側面の曲率を表す。
・ｒ５は、上記第３レンズＬ３と上記第４レンズＬ４との接触面の曲率を表す。
・ｒ６は、上記第４レンズＬ４の像側面の曲率を表す。

【0032】

２つの半径の各比ｒ_ｎ／ｒ_ｍについて、以下の関係の１つ以上が適用されることが好ましい。
－１．５８＜ｒ１／ｒ６＜－１．２９
－１．０７＜ｒ２／ｒ５＜－０．８８
－１．０４＜ｒ３／ｒ４＜－０．８５

【0033】

上記前群のレンズの上述した特徴は、非点隔差を補正し、対物レンズの像面湾曲の指標であるペッツバール和を最小化し、色収差を低減するのに役立つ。

【0034】

有利には、上記前群、好ましくは上記第１レンズは、非球面を少なくとも１つ有し、特に、上記第１レンズの少なくとも物体側面は非球面である。これらの特徴及び上述した第１下位群の特徴により、歪曲収差に対する不要な寄与を最小限にできる。また、上記第１下位群は、上記対物レンズを組み立てる際に像中心でのセンタリング誤差を最小限とするための調節部材又は摺動部材として好適である。

【0035】

一般的に、上記前群のレンズの上述した有利な設計は、横方向の色収差及び歪曲収差を最小化し、像面を平坦化するのに役立つ。

【0036】

本発明の更に有利な実施形態によれば、上記中群は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第５レンズと、負の屈折力を有する第６レンズと、正の屈折力を有する第７レンズとを含む。好ましくは、これらのレンズは組み合わされて接合トリプレットを形成しており、好ましくは、上記正の屈折力を有するレンズは両凸であり、且つ上記負の屈折力を有するレンズは両凹であり、好ましくは、上記正の屈折力を有するレンズの屈折率は、上記負の屈折力を有するレンズの屈折率よりも低い。

【0037】

上記中群の各レンズ面は、それぞれの曲率半径（ｒｎは面ｎの頂点での半径を表す）を有することが有利である。すなわち、下記の通りである。
・ｒ８は、上記第５レンズＬ５の物体側面の曲率を表す。
・ｒ９は、上記第５レンズＬ５と上記第６レンズＬ６との接触面の曲率を表す。
・ｒ１０は、上記第６レンズＬ６と上記第７レンズＬ７との接触面の曲率を表す。
・ｒ１１は、上記第７レンズＬ７の像側面の曲率を表す。

【0038】

２つの半径の各比ｒ_ｎ／ｒ_ｍについて、以下の関係の１つ以上が適用されることが好ましい。
－７．１１＜ｒ８／ｒ１１＜－５．８２
－１．５１＜ｒ９／ｒ１０＜－１．２４

【0039】

このような設計は、非点収差を補正すると同時に、サジタル断面での球面収差を最小化するのに役立つ。更に、このように設計された中群は、組み立ての際に像面でのセンタリング誤差を最小限とするための調節部材又は摺動部材として好適である。

【0040】

上記中群の上記正の屈折力を有するレンズは、アッベ数が６５以上であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆが＋０．０１３０以上であることが有利である。

【0041】

上記中群の上記負の屈折力を有するレンズは、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆが－０．００３５以下であることが有利である。

【0042】

上記中群のレンズの上述した特徴は、像中心での一次及び二次スペクトルの色収差を補正するのに役立つ。

【0043】

本発明の更に有利な実施形態によれば、上記後群は、物体側端から像側端に順に、少なくとも、正の屈折力を有する第８レンズと、負の屈折力を有する第９レンズと、負の屈折力を有する第１０レンズとを含む。好ましくは、上記第８及び第９レンズは組み合わされて接合ダブレットを形成し、且つ／又は、好ましくは、上記第８レンズは両凸であり、且つ／又は、上記第９レンズは両凹であり、且つ／又は、上記第１０レンズはメニスカス形状であり、好ましくは、その面が物体側に向かって凹状に配置されている。

【0044】

上記第８レンズは、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、屈折率が１．８０～１．８６であることが有利である。

【0045】

上記第９レンズは、アッベ数が３８～４５であり、且つ／又は、標準線からの部分分散比の偏差ΔＰ_ｇ，Ｆが－０．００３５以下であることが有利である。

【0046】

上記後群のレンズに関する上述した特徴は、ペッツバール和を最小化し、一次及び二次スペクトルの色収差に対する不要な寄与を最小限にするのに役立つ。

【0047】

上記第８レンズの物体側面及び／又は上記第１０レンズの両面は非球面であることが有利である。上記面の非球面設計は、像面全体で非点隔差とコマ収差とのバランスを取ることに加えて、球面収差に対する不要な寄与を最小限にすることにも役立つ。

【0048】

上記後群の各レンズ面は、それぞれの曲率半径（ｒｎは面ｎの頂点での半径を表す）を有することが有利である。すなわち、下記の通りである。
・ｒ１２は、上記第８レンズＬ８の物体側面の曲率を表す。
・ｒ１３は、上記第８レンズＬ８と上記第９レンズＬ９との接触面の曲率を表す。
・ｒ１４は、上記第９レンズＬ９の像側面の曲率を表す。
・ｒ１５は、上記第１０レンズＬ１０の物体側面の曲率を表す。
・ｒ１６は、上記第１０レンズＬ１０の像側面の曲率を表す。

【0049】

面ｎでの近軸物体距離をｓ_ｎとすると、大きさΔｒ_ｎは（ｓ_ｎ－ｒ_ｎ）／ｒ_ｎで定義される。

【0050】

２つの半径の各関係ｒ_ｎ／ｒ_ｍ又は大きさΔｒ_ｎについて、以下の関係の１つ以上が適用されることが好ましい。
＋０．５＜Δｒ１２＜＋０．９
－２．５＜Δｒ１３＜－２．１
－０．２＜Δｒ１４＜＋０．２
－１．３＜Δｒ１５＜＋１．０
－１．３＜Δｒ１６＜＋１．０
ｒ１６＜ｒ１５

【0051】

更に、上記後群のレンズの上述した有利な実施形態は、逆の効果で、個々の要素が組み立ての際に偏心の影響を受けにくくするのに役立ち、結果として、上記後群全体も偏心の影響を受けにくくなる。

【0052】

更に有利な実施形態によれば、上記負の屈折力を有するレンズの大半において、レンズ直径と中心厚さとの商が１８以上である。

【0053】

上記負の屈折力を有するレンズの上記大半は、上記第３レンズを除く、上記負の屈折力を有する全てのレンズを含むことが有利である。コマ収差と非点収差とのバランスをより良好にするために、上記第３レンズは上記条件を免除されていてもよい。

【0054】

非球面を少なくとも１つ有する両凸レンズのそれぞれにおいて、中心厚さとエッジ厚さとの商が５．８以上であることが有利である。

【0055】

上記レンズ直径と中心厚さとの商、又は上記中心厚さとエッジ厚さとの商の上述した測定値は、全光路長ＳＯ’と像対角線ＹＢの半分の長さとの比が３．１以下、全光路長ＳＯ’と上記対物レンズの全焦点距離ｆ’_ｇｅｓとの比が１．９以下となるように上記対物レンズ全体をコンパクトに設計するのに役立つ。

【0056】

更に有利な実施形態によれば、上記前群は、正の屈折力を有する第１下位群と正の屈折力を有する第２下位群とを含み、上記中群は、正の屈折力を有する第３下位群を含み、上記後群は、正の屈折力を有する第４下位群と負の屈折力を有する第５下位群とを含み、各下位群は、いずれの場合も、複数のレンズが組み合わされた接合型複合レンズ又は単一のレンズから形成される。

【0057】

更に有利な実施形態によれば、上記前群と上記中群との間に開口絞りが配置されている。

【0058】

更に有利な実施形態によれば、口径比は１：２．０である。画角は約６２．２°である。

【0059】

上記第１レンズは、ヌープ硬さＨＫが６００Ｎ／ｍｍ^２以上であり、且つ／又は、ＩＳＯ８４２４に準拠する耐酸性が４．０（耐酸性クラス４、目に見える表面変化無し）より良好であることが有利である。これにより、フロントレンズは、機械的負荷や環境による影響に対して十分な耐性を有するものとなる。このような特徴は、例えば、Ｏｈａｒａ製ガラス材「Ｓ－ＬＡＨ８９」により満たされる。

【0060】

上述した実施形態のうち１つ以上に係る広角対物レンズは、以下の特徴を有する。
・寸法がコンパクトである。
・像面全体に渡ってコントラスト及び細部再現性が極めて高い。
・歪曲収差がごくわずかである。
・像面が極めて良好に平坦化されると同時に、一次および二次スペクトル全体の色収差及び横方向の色収差が極めて良好に補正される。
・０．３ｍのクローズアップ範囲までコントラスト再現性及び像誤差補正が均一に良好である。
・光学群の組み立てが簡易である。

【0061】

本発明の更に有利な実施形態が、従属請求項、明細書、及び図面から得られる。これらの個々の特徴及び／又は特徴群は、好適な方法で互いに組み合わせることができ、ここで明示的に言及された特徴の組み合わせとは異なる方法で組み合わせることもできる。

【0062】

以下、本発明について実施形態および図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0063】

【図1】本発明の一実施形態に係る広角対物レンズを無限遠設定した場合のレンズ断面である。

【図2】図１に係る広角対物レンズを近距離設定した場合のレンズ断面である。

【図3】図１及び図２に係る広角対物レンズの変調伝達関数を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0064】

図１及び図２は、１０枚の屈折レンズＬ１～Ｌ１０を有する実施形態例に係る写真用広角対物レンズを示す。

【0065】

レンズＬ１～Ｌ１０は、物体側から像側に向かう光路の光伝搬方向に昇順で番号が振られている。「の前」や「の後ろ」等の相対的な位置表示は、この順番に関連する。

【0066】

上記広角対物レンズは、第１～第４レンズＬ１～Ｌ４を含む前群ＶＧと、第５～第７レンズＬ５～Ｌ７を含む中群ＭＧと、第８～第１０レンズを含む後群ＨＧとを含む。

【0067】

正の屈折力を有する上記第１レンズＬ１と負の屈折力を有する上記第２レンズＬ２は結合されて接合ダブレットを形成し、第１下位群Ｇ１を形成する。負の屈折力を有する上記第３レンズＬ３と正の屈折力を有する上記第４レンズＬ４も同様に結合されて接合ダブレットを形成し、第２下位群Ｇ２を形成する。従って、上記前群ＶＧは、上記第１及び第２下位群Ｇ１、Ｇ２を含む。

【0068】

正の屈折力を有する上記第５レンズＬ５、負の屈折力を有する上記第６レンズＬ６、及び正の屈折力を有する上記第７レンズＬ７は結合されて接合トリプレットを形成し、第３下位群Ｇ３を形成する。上記中群ＭＧは上記第３下位群Ｇ３を含む。

【0069】

正の屈折力を有する上記第８レンズＬ８と負の屈折力を有する上記第９レンズＬ９は結合されて更なる接合ダブレットを形成し、第４下位群Ｇ４を形成する。負の屈折力を有する上記第１０レンズＬ１０は単一のレンズとして設計され、第５下位群Ｇ５を形成する。上記後群ＨＧは、上記第４及び第５下位群Ｇ４、Ｇ５を含む。

【0070】

上記前群ＶＧと上記中群ＭＧの間に開口絞りＢＬが配置されている。

【0071】

上記後群ＨＧは、浮動要素として形成され、フォーカシングの際に、上記前群ＶＧ、上記開口絞りＢＬ、及び上記中群ＭＧで形成される対物レンズ残部と同じ方向に移動するが、上記浮動要素すなわち上記後群ＨＧの移動距離、従って調節経路は、対物レンズ残部の移動距離又は調節経路よりも小さい。

【0072】

上記広角対物レンズのレンズ要素に関する詳細な設計データ及び光学データを以下の表に示す。これらのデータは、それぞれ空気からガラス又はガラスからガラスへの移行を示す面に関するものであり、物体側端から像側端へと昇順に番号が振られている。従って、面１は上記第１レンズＬ１の物体側面を示し、面２は上記第１及び第２レンズＬ１、Ｌ２の共通面を示し、以下同様である。最後の面１６は、上記第１０レンズＬ１０の像側面である。面７は、上記開口絞りＢＬに相当する。

【0073】

設計データは、上記広角対物レンズの全焦点距離ｆ＝１ｍｍに正規化されている。

【0074】

各面において、ｒは頂点半径、ｄ_Ｍは中心厚さ又は頂点における隣接面からの間隔、ｎ_ｅはフラウンホーファー線のｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）に対する屈折率、ｖ_ｅはフラウンホーファー線のｅ線に対するアッベ数を示す。更に、Ｄ／ｄ_Ｍは直径Ｄと中心厚さｄ_Ｍとの比、ｄ_Ｍ／ｄｒは中心厚さｄ_Ｍとエッジ厚さｄｒとの比、ｓは近軸物体距離、ｓ’は近軸像距離、ａは無収差物体距離を示す。

【0075】

同様に、それぞれの面が属するそれぞれのレンズＬ１～Ｌ１０、下位群Ｇ１～Ｇ５、並びに群ＨＧ、ＭＧ、及びＨＧも示す。

【0076】

【表1】

【0077】

【表2】

【0078】

上記第１及び第８レンズＬ１、Ｌ８の物体側面（面１及び１２）並びに上記第１０レンズＬ１０の両面（面１５及び１６）は非球面曲率を有し、図１及び２では符号＊を付している。光軸に関して光軸に垂直な高さｈを有する点における、光軸に平行な各レンズ面のサグｚに対して、以下の非球面式が適用される。

【0079】

【数3】

【0080】

式中、ｒ０は頂点曲率半径、ｋは円錐定数、ａ２、ａ３、．．．、ａ６は非球面係数である。

【0081】

４つの非球面１、１２、１５、及び１６について、係数ｋ、ａ２～ａ６を以下の表に示す（指数表示）。

【0082】

【表3】

【0083】

上記対物レンズ全体、上記下位群Ｇ１～Ｇ５、上記前、中、及び後群ＶＧ、ＭＧ、ＨＧの更なる光学データを以下の表に示す。該表は、上記下位群及び群の屈折力の符号、及びそれぞれの焦点距離ｆ’を含む。更に、上記対物レンズの全焦点距離ｆ’_ｇｅｓに対する各焦点距離ｆ’の比を示す。

【0084】

【表4】

【0085】

上記広角対物レンズのレンズ速度又は口径比は１：２．０である。対角全画角は６２．２°である。全光路長ＳＯ’と全焦点距離ｆ’_ｇｅｓとの比は１．８５であり、全光路長ＳＯ’と像対角線の半分の長さとの比は３．０８である。像距離Ｓ’Ｏ’と全焦点距離ｆ’_ｇｅｓとの比は０．４３である。

【0086】

上記前群ＶＧと上記中群ＭＧの面について各半径比を以下の表に示す。いずれの場合も、値ｒｎは面ｎの頂点での曲率半径を示す。

【0087】

【表5】

【0088】

上述した本発明に係る広角対物レンズの設計についての設計データ及び光学値は、例示にすぎない。異なる設計データ及び光学パラメータを有する広角対物レンズも本発明に含まれ得ることが理解される。

【0089】

特に、例示した上記１０枚のレンズに加えて、更なるレンズを設けてもよい。従って、例えば、上記前群ＶＧ、上記中群ＭＧ、及び／又は上記後群ＨＧはそれぞれ、好適な位置に正又は負の屈折力を有するレンズを更に有していてよい。そのような変更が行われた場合、それに応じてレンズ番号が変化することが理解される。

【0090】

２０線対／ｍｍを有する試験対象物の変調伝達関数ＭＴＦを図３に示す。このグラフでは、コントラスト又は変調が、像高比に対してパーセンテージとして入力されている。実線はサジタル構造のＭＴＦを表し、破線はタンジェンシャル構造のＭＴＦを表す。上記広角対物レンズは物体距離が無限遠に設定されている。グラフから、コントラストは像周辺部で約７５％を下回らないことが分かる。

【符号の説明】

【0091】

ＢＬ 開口絞り
Ｌ１～Ｌ１０ 第１～第１０レンズ
Ｇ１～Ｇ５ 第１～第５下位群
ＶＧ 前群
ＭＧ 中群
ＨＧ 後群

【図1】

【図2】

【図3】