專利名稱：望遠透鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適合于照相用相機或電子靜物相機的尤其在單鏡頭 反光相機等中的內調焦式望遠透鏡，特別涉及大口徑比的超望遠型(例如開放F值2.8左右，焦距400mm左右)的望遠透鏡。
技術背景以往，明亮到開放F值(open F vale)為2. 8左右且焦距300mm左 右的內調焦式大口徑比望遠透鏡，作為比較緊湊、設置組合好、使用方便 的望遠透鏡，被供應市場，但是，市場對焦距更長的大口徑比超望遠透鏡 的需要強烈。 一般，望遠透鏡在物體側配置焦距比全系統(tǒng)焦距短的正透鏡 組，并在其后繼續(xù)配置負的折射力的后組，且由該后組放大焦距以成為規(guī) 定的焦距而構成。另一方面，近年來，根據伴隨市場上的攝影范圍擴大的 要求而要縮短至近距離的必要性，而使能縮短聚焦量的內調焦式望遠透鏡 成為主流(參照專利文獻1至4)。以往，作為內調焦式望遠透鏡公知的 有從物體側依次配設具有正的折射力的第l透鏡組、具有負的折射力的 第2透鏡組、和具有正的折射力的第3透鏡組，并且將第2透鏡組作為聚 焦組的構成。而且，為了防震而將第2透鏡組或第3透鏡組的一部分或整 體在垂直于光軸的方向移動。這種構成的情況，當將第1透鏡組和第2透 鏡組作為前組時，在前組整體持有極弱的折射力。在大口徑比望遠透鏡中， 將前組中第1透鏡組進一步分為2個正的副組，通過第1透鏡組使過于發(fā) 生的諸像差量色散且減小，從而能獲得F值明亮的透鏡系統(tǒng)。專利文獻1專利公開平6-201989號公報專利文獻2專利公開平8-327897號公報專利文獻3專利公開平9-325269號公報專利文獻4專利公開平11-160617號公報
在采用將第1透鏡組分成2個正的副組的構成的情況下，例如，由專 利文獻1可見，大多采用將配置在物體側的第1副組的正的折射力構成為比后續(xù)的第2副組的正的折射力大(或者，由專利文獻2可見，將第1副 組的折射力和第2副組的折射力形成為幾乎相同)。這在望遠透鏡的技術 要求(specification)中縮短透鏡全長是重要課題之一，是為達成該目 的的最有效的構成。為了該目的，以往在具有較強的正的折射力的第l副 組中為了補正色差使用反常色散玻璃等、適當選擇使用玻璃的同時，為靈 敏度特別高的球差變得極小的透鏡形狀的構成。另一方面，第2副組由于 其正折射力比第l副組小且球差的發(fā)生量也小，因此，成為主要補正場曲 等軸外像差的形狀。然而，例如在設計開放F值2. 8左右、焦距400mm左右的大口徑比-超 望遠型鏡頭時，考慮將以高性能設計的例如焦距300mm左右的望遠透鏡進 行比例放大并使用。但是，僅將以往的望遠透鏡簡單地比例放大，不能充 分地把光闌機構、聚焦機構、以及防震機構等緊湊地收容，而使鏡胴徑變 大或移動組的重量增加、操作性不良。為了解決這種問題，尤其需要抑制 由長焦點化產生的光闌徑的增大。在內調焦式望遠透鏡的情況下，聚焦或 防震用的移動組大多使用光闌前后的組，因此，通過抑制光闌徑，可以不 增大配設在光闌前后的聚焦系或防震系而可以緊湊地收容。從而，與上述 的各專利文獻所述的透鏡構成相比，希望開發(fā)可以把光闌徑抑制得較小、 能實現操作性的提高的大口徑比'超望遠型的透鏡。為此，有必要提出與 以往的透鏡系統(tǒng)不同的必要條件。尤其可以考慮以與以往不同的觀點將第 1透鏡組及第2透鏡組的構成最優(yōu)化。例如，以往如上述那樣存在使第1 透鏡組的第l副組的正的折射力相對較大的傾向，但是，可以考慮與此不 同的折射力分配。發(fā)明內容本發(fā)明是鑒于上述問題點而提出的，其目的在于，提供一種在從遠距 離到近距離維持優(yōu)異的光學性能的同時，有利于移動組的小型化并適于大 口徑比及超望遠化的透鏡系統(tǒng)的望遠透鏡。
本發(fā)明的第l觀點所涉及的望遠透鏡，從物體側依次具備第l透鏡 組，具有正的折射力；第2透鏡組，具有負的折射力；第3透鏡組，具有正的折射力；和第4透鏡組，具有負的折射力，當從遠距離狀態(tài)向近距離 狀態(tài)進行聚焦時，使第2透鏡組沿光軸方向向像面?zhèn)纫苿?，第l透鏡組具有包含2片兩凸透鏡和1片兩凹透鏡的第1副組、和由負透鏡和正透鏡 構成的第2副組，并且，滿足以下條件式 1.5〈fla/flb〈2. 2……(1)
其中，fla為第l副組的焦距，flb為第2副組的焦距。 本發(fā)明的第l觀點所涉及的望遠透鏡，從物體側起依次配置具有正 的折射力的第l透鏡組、具有負的折射力的第2透鏡組、具有正的折射力 的第3透鏡組、和具有負的折射力的第4透鏡組，在第2透鏡組作為聚焦 組的構成中，通過滿足條件式(1)，與第1副組相比使第2副組的折射 力適當變大，在例如將亮度光闌配置在第3透鏡組前時，基于后述的理由 而容易將光鬧徑抑制得較小。由此，容易獲得從遠距離到近距離維持優(yōu)異 的光學性能，同時有利于移動組的小型化，并適合于大口徑比化及超望遠 化的透鏡系統(tǒng)。
并且，在本發(fā)明的第l觀點所涉及的望遠透鏡中，通過適當采用并滿 足下一個優(yōu)選的條件，容易謀求更加小型化及高性能化。
在本發(fā)明的第1觀點所涉及的望遠透鏡中，進一步滿足以下的條件式 為優(yōu)選。由此，通過同時滿足條件式(1)，第1透鏡組的第1副組和第2 副組的折射力分配及組的配置被最優(yōu)化，容易將光闌徑抑制得更小。
0. 85〈fla/f<1.05……(2)
3. 0<dab/dl2<6. 0……(3)
此處，f為全系統(tǒng)的焦距，Ha為第l副組的焦距，dab為第l副組和 第2副組的軸上間隔，d12為第1透鏡組和第2透鏡組的軸上間隔。
而且，進一步滿足以下的條件式為優(yōu)選。由此，第l透鏡組內的透鏡 形狀或組配置被最優(yōu)化，將光闌徑抑制得較小，同時容易將諸像差抑制得 較小。
-0. 05< (R2+R1) / (R2-Rl) 〈0.30……(4) -0. 50<f lb/R9〈0. 0……(5)0. 27<dab/f<0. 35……(6)此處，f為全系統(tǒng)的焦距，flb為第2副組的焦距，dab為第l副組和 第2副組的軸上間隔，Rl為第1副組內配置于最靠近物體側的透鏡的物體 側之面的曲率半徑，R2為第1副組內配置于最靠近物體側的透鏡的像面?zhèn)?之面的曲率半徑，R9為第2副組內配置于最靠近像面?zhèn)鹊耐哥R的像面?zhèn)戎?面的曲率半徑。而且，第4透鏡組，從物體側起依次配置由負透鏡和正透鏡而成的接 合透鏡、和負透鏡所構成，將第4透鏡組中的最靠近物體側的負透鏡的阿 貝數設為^nl時，滿足以下條件為優(yōu)選。由此，第4透鏡組的構成被最優(yōu) 化，尤其有利于像面的平坦化和色差的補正。40〈vnl<55……(7)而且，滿足以下的條件式為優(yōu)選。由此，第3透鏡組的構成被最優(yōu)化， 透鏡全長被適當抑制。而且，例如在第3透鏡組作為防震用的移動組時等 也能獲得有利的性能。0. 65〈f3/fm<0. 8……(8)此處，f3為第3透鏡組的焦距，fm為第3透鏡組和第4透鏡組的合 成焦距。本發(fā)明的第2觀點所涉及的望遠透鏡，從物體側起依次具備第l透 鏡組，具有正的折射力；第2透鏡組，具有負的折射力；第3透鏡組，具 有正的折射力；和第4透鏡組，具有負的折射力，在從遠距離狀態(tài)向近距 離狀態(tài)進行聚焦之際，將第2透鏡組沿光軸方向朝像面?zhèn)纫苿?，第l透鏡 組具有包含2片兩凸透鏡和1片兩凹透鏡的第1副組、和由負透鏡和正 透鏡而成的第2副組，并且，滿足以下條件式。-0. 05< (R2+R1) / (R2-Rl) 〈0.30……(4)0. 27<dab/f<0. 35……(6)此處，f為全系統(tǒng)的焦距，dab為第1副組和第2副組的軸上間隔， Rl為第1副組內配置于最靠近物體側的透鏡的物體側之面的曲率半徑，R2 為第1副組內配置于最靠近物體側的透鏡的像面?zhèn)戎娴那拾霃?。本發(fā)明的第2觀點所涉及的望遠透鏡，從物體側起依次配置具有正 的折射力的第l透鏡組、具有負的折射力的第2透鏡組、具有正的折射力 的第3透鏡組、和具有負的折射力的第4透鏡組，即使在第2透鏡組作為 聚焦組的構成中，通過滿足條件式(4) 、 (6)，第l透鏡組內的透鏡形 狀和組配置被最優(yōu)化，將光闌徑抑制得較小且謀求移動組的小型化時，也 容易獲得從遠距離到近距離維持優(yōu)異的光學性能，同時適合于大口徑比化 及超望遠化的透鏡系統(tǒng)。并且，在本發(fā)明的第l觀點所涉及的望遠透鏡，通過進一步適當采用 并滿足下一個優(yōu)選的條件，容易謀求更加小型化及高性能化。在本發(fā)明的第2觀點所涉及的望遠透鏡，進一步滿足以下的條件式為 優(yōu)選。由此，通過同時滿足條件式(4) 、 (6)，第l透鏡組的構成被更 加最優(yōu)化，容易把諸像差抑制得較小。尤其，將全系統(tǒng)的球差抑制得較小， 且易于將相對于物體側的距離變化由第2透鏡組執(zhí)行聚焦時的球差的增加進行抑制。-0. 50〈f lb/R9<0. 0……(5)此處，flb為第2副組的焦距，R9為第2副組內配置于最靠近像面?zhèn)?的透鏡的像面?zhèn)戎娴那拾霃?。而且，?透鏡組，從物體側起依次配置由負透鏡和正透鏡而成的接 合透鏡、和負透鏡所構成，將第4透鏡組中的最靠近物體側的負透鏡的阿 貝數設為v nl時，滿足以下條件為優(yōu)選。由此第4透鏡組的構成被最優(yōu)化，尤其有利于像面的平坦化和色差的補正。 40" n1〈55……(7)而且，滿足以下的條件式為優(yōu)選。由此，第3透鏡組的構成被最優(yōu)化， 透鏡全長被適當抑制。而且，例如在把第3透鏡組作為防震用的移動組時 等也能獲得有利的性能。0. 65〈f3/fm<0. 8……(8)此處，f3為第3透鏡組的焦距，fm為第3透鏡組和第4透鏡組的合 成焦距。根據本發(fā)明的第1或第2觀點所涉及的望遠透鏡，從物體側起依次配 置具有正的折射力的第l透鏡組、具有負的折射力的第2透鏡組、具有 正的折射力的第3透鏡組、和具有負的折射力的第4透鏡組，同時將第2 透鏡組作為聚焦組，滿足與以往不同的適當的條件而謀求構成的最優(yōu)化，
因此，可以獲得從遠距離到近距離維持優(yōu)異的光學性能，同時有利于移動 組的小型化，且適合于大口徑比化及超望遠化的透鏡系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的實施例1涉及的望遠透鏡所對應的透鏡截面圖，(A)表示在無限遠聚焦狀態(tài)下的截面，(B)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的截面。 圖2是本發(fā)明的實施例2涉及的望遠透鏡所對應的透鏡截面圖，(A)表示在無限遠聚焦狀態(tài)下的截面，(B)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的截面。 圖3是本發(fā)明的實施例3所涉及的望遠透鏡所對應的透鏡截面圖，(A )表示在無限遠聚焦狀態(tài)下的截面，(B)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的截面。 圖4是本發(fā)明的實施例4涉及的望遠透鏡所對應的透鏡截面圖，(A)表示在無限遠聚焦狀態(tài)下的截面，(B)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的截面。 圖5是本發(fā)明的實施例5涉及的望遠透鏡所對應的透鏡截面圖，(A)表示在無限遠聚焦狀態(tài)下的截面，(B)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的截面。 圖6是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的望遠透鏡的透鏡數據的圖。 圖7是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的望遠透鏡的透鏡數據的圖。 圖8是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的望遠透鏡的透鏡數據的圖。 圖9是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的望遠透鏡的透鏡數據的圖。 圖IO是表示本發(fā)明的實施例5所涉及的望遠透鏡的透鏡數據的圖。 圖11是將條件式有關的值針對各實施例概括表示的圖。 圖12是表示本發(fā)明的實施例l所涉及的望遠透鏡在無限遠聚焦狀態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸變， (D)表示倍率色差。圖13是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的望遠透鏡的在近距離聚焦狀態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸變， (D)表示倍率色差。圖14是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的望遠透鏡的在無限遠聚焦狀態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸變， (D)表示倍率色差。
圖15是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的望遠透鏡的在近距離聚焦狀態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖16是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的望遠透鏡的在無限遠聚焦狀 態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖17是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的望遠透鏡的在近距離聚焦狀 態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖18是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的望遠透鏡的在無限遠聚焦狀 態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖19是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的望遠透鏡的在近距離聚焦狀 態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖20是表示本發(fā)明的實施例5所涉及的望遠透鏡的在無限遠聚焦狀 態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖21是表示本發(fā)明的實施例5所涉及的望遠透鏡的在近距離聚焦狀 態(tài)下的諸像差的像差圖，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 變，(D)表示倍率色差。圖中G1-第1透鏡組，Gla-第l副組，Glb-第2副組，G2-第2透鏡 組，G3-第3透鏡組，G4-第4透鏡組，LF-光學部件，St-光闌，Ri-從物 體側起第i透鏡面的曲率半徑，Di-從物體側起第i和第i+l透鏡面的面 間隔，Zl-光軸。
具體實施方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1 (A) 、 (B)表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的望遠透鏡的第1 構成例。該構成例對應于后述的第1數值實施例(圖6 (A) 、 (B))的
透鏡構成。而且，圖2 (A) 、 (B)表示第2構成例，對應于后述的第2 數值實施例(圖7(A)、 (B))的透鏡構成。圖3 (A) 、 (B)表示第3 構成例，對應于后述的第3數值實施例(圖8 (A) 、 (B))的透鏡構成。 圖4 (A) 、 (B)表示第4構成例，對應于后述的第4數值實施例(圖9(A) 、 (B))的透鏡構成。圖5 (A) 、 (B)表示第5構成例，對應于 后述的第5數值實施例(圖10 (A) 、 (B))的透鏡構成。在圖1 (A)、(B) 圖5 (A) 、 (B)中，符號Ri表示以最靠近物體側的構成要素的 面為第1號而按照隨著朝向像側(成像側)依次增加的方式賦予符號的第 i號之面(第i面)的曲率半徑。符號Di表示第i面和第i+l面的光軸 Zl上的面間隔。此處，關于符號Di只圖示一部分的透鏡間隔。另外，圖 1 (A)、圖2 (A)、 圖3 (A)、圖4 (A)及圖5 (A)對應于在無限 遠聚焦狀態(tài)下的構成，圖1 (B)、圖2 (B)、圖3 (B)、圖4 (B)及 圖5 (B)對應于在近距離聚焦狀態(tài)下(2.9m)的構成。該望遠透鏡可以適用在銀鹽照相用相機或使用CCD (Charge Co叩led Device)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等的攝 像元件的電子靜物相機，尤其，適用于單鏡頭反光相機等。該望遠透鏡沿 光軸Zl從物體側起依次具備具有正的折射力的第1透鏡組Gl、具有負 的折射力的第2透鏡組G2、具有正的折射力的第3透鏡組G3、具有負的 折射力的第4透鏡組G4。第2透鏡組G2為聚焦用的移動組，按照在從遠 距離狀態(tài)向近距離狀態(tài)進行聚焦時沿光軸Zl方向向像面?zhèn)纫苿拥姆绞綐?成。將第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2構成為大致遠焦系統(tǒng)。第3透鏡組 G3為防震用移動組，按照在防震時沿與光軸Z1垂直的方向移動。亮度光 闌(明3S絞19 ) St配置在第2透鏡組G2和第3透鏡組G3之間。在該望遠透鏡的像面配置未圖示的CCD等的攝像元件。按照安裝透鏡 的裝置側的構成，在第4透鏡組G4和攝像元件之間配置各種光學部件LF。 作為光學部件LF，例如配設UV截止濾光片等各種交換濾光片。第1透鏡組G1從物體側依次具有包含2片兩凸透鏡L11、 L12和l 片兩凹透鏡L13的第1副組Gla、和由負透鏡L14和正透鏡L15構成的第 2副組Glb。將負透鏡L14和正透鏡L15形成為接合透鏡。
第2透鏡組G2從物體側依次由例如1片負透鏡L21、和正透鏡L22 及負透鏡L23所形成的接合透鏡而構成。第3透鏡組G3從物體側依次由 例如正透鏡L31、負透鏡L32、正透鏡L33構成。第4透鏡組G4從物體側 依次由例如負透鏡L41及正透鏡L42而成的接合透鏡、和負透鏡L43構成。 第4透鏡組G4通過具有負的折射力而對第1 第3透鏡組G1 G3起到望 遠倍率鏡的作用。該望遠透鏡滿足以下條件。式中，f表示全系統(tǒng)的焦距，fla表示第l 副組Gla的焦距，flb表示第2副組Glb的焦距，dab表示第1副組Gla 和第2副組Gib的軸上的組間隔，d12表示第1透鏡組Gl和第2透鏡組 G2的軸上的組間隔。1. 5〈fla/flb〈2. 2……(1)0. 85〈fla/f〈l. 05……(2)3. 0〈dab/dl2<6. 0……(3)條件式(1) 、 (2)優(yōu)選為以下的式(1A) 、 (2A)的范圍。 1.7〈fla/flb〈2. 0……(1A) 0. 89〈fla/f<l. 00……(2A)并且，該望遠透鏡滿足以下的條件式為優(yōu)選。此處，f表示全系統(tǒng)的 焦距，flb表示第2副組Glb的焦距，dab表示第l副組Gla和第2副組 Glb的軸上組間隔，Rl表示在第1副組Gla內配置于最靠近物體側的透鏡 Lll的物體側的面的曲率半徑，R2表示在第1副組Gla內配置于最靠近物 體側的透鏡Lll的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?，R9表示在第2副組Glb內配置 于最靠近像面?zhèn)鹊耐哥RU5的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃健?0.05〈 (R2+R1) / (R2-R1) <0. 30……(4)-O. 50<f緒9<0. 0……(5)0, 27<dab/f〈0. 35……(6)而且，該望遠透鏡滿足以下條件式為優(yōu)選。此處，將在第4透鏡組G4 中的最靠近物體側的負透鏡L41的阿貝數設為vnl。 40〈vnl<55……(7)而且，該望遠透鏡滿足以下條件式為優(yōu)選。此處，f3為第3透鏡組 G3的焦距，fm為第3透鏡組G3和第4透鏡組G4的合成焦距。 65〈f3/fm〈0, 8……(8)接著，對該望遠透鏡構成如上的理由、與其作用和效果一同進行說明。一種望遠透鏡，從物體側依次具備:具有正的折射力的第1透鏡組G1、 具有負的折射力的第2透鏡組G2、具有正的折射力的第3透鏡組G3、和 具有負的折射力的第4透鏡組G4，將由第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2 構成的系統(tǒng)形成為大致遠焦系統(tǒng)，在其倍率為3 、第3透鏡組G3和第4 透鏡組G4的合成焦距設為fm的情況下，當第1透鏡組Gl和第2透鏡組 G2之間的焦距分別為fl、 f2時，全系統(tǒng)的焦距f及倍率]3為f = ]3 . f m]3=-fl/f2。在焦距f為一定的條件下，當倍率]3增大時fm就變?。划斣诘?透 鏡組G3之前配置亮度光闌St時，相對于規(guī)定的F值而光闌徑就變小。在 光闌徑變小時，即使在其前后有移動組也能將其有效徑設置得較小，從而 用于控制它們的機械結構也能變小，這與透鏡鏡胴的緊湊化相關聯，作為 優(yōu)選。但是，當倍率過于變大時，軸外光束對第1透鏡組Gl的入射光線 的高度變大，成為透鏡的前透鏡徑(前玉徑)增大的原因。第1透鏡組G1 所包含的大口徑透鏡變得更大，對加工 重量 成本等的弊端非常大。如上所述，在專利文獻1 (專開平6-201989號公報)等所述的以往的 望遠透鏡，大多將第1副組Gla的正的折射力構成為比后續(xù)的第2副組Glb 的正的折射力大而使透鏡全長縮短。以往，在具有較強的正的折射力的第 1副組中為了補正色差使用反常色散玻璃等、適當選擇使用玻璃的同時， 為靈敏度特別高的球差變得極小的透鏡形狀的構成。另一方面，第2副組 由于其正折射力比第l副組小且球差的發(fā)生量也小，因此，成為主要補正 場曲等軸外像差的形狀?？墒?，為了縮小光闌徑，如上述那樣就需要將倍率/3增大。在為了增 大該倍率]3而加大第1透鏡組Gl的焦距f 1時，第1透鏡組Gl和第2透 鏡組G2的透鏡長度變長，并且，聚焦量也變大，有必要將光闌配置更加 遠離等，而使全系統(tǒng)的全長變得更長，這樣的弊端增大。為此，有必要將 第2透鏡組G2的焦距f2的倒數即負折射力增大，而盡量不使f 1增大。
綜上所述，為了達成本申請的目的，必須把第2透鏡組G2的負折射 力增大。與此同時，后續(xù)的第3透鏡組G3和第4透鏡組G4的合成焦距fm 也變小，相對于規(guī)定的圖像尺寸而對第3透鏡組G3的入射角度變大。光 闌St位于第2透鏡組G2和第3透鏡組G3之間，這與相對于軸外光的第2 透鏡組G2的射出角增大化相符合。而且，隨著第2透鏡組G2的負折射力 的增大化，光路偏向角也變大。根據這2種現象，尤其第2透鏡組G2的 軸外光入射角相對于光軸Zl被相加從而越來越大。為此，軸外光束通過 第1透鏡組G1的光路，成為進一步從光軸Z1遠離的傾向，而使入射到第 1透鏡組G1的軸外光的光線高度變大。由此，為了縮小光闌徑而增大倍率^ ，與前透鏡徑的大口徑化相關聯， 重量、成本、加工等問題非常大。于是，為了避免這種弊端，需要縮小與 倍率擴大化有關的第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2之間的組間隔d12，且 進一步加強第2副組Glb的正折射力而加強逆向的光路偏向角，來將相對 于光軸Zl的軸外光路抑制得較低。為此，與以往的構成相比，有必要使 第2副組Glb的折射力更大。這樣，在本實施方式的望遠透鏡中，第2副 組Glb和第2透鏡組G2比以往更接近。該事項對于第1副組Gla而言， 變?yōu)橄鄬τ诘?透鏡組Gl的所要焦距fl而減弱其折射力的方向，而使第 1副組Gla的焦距f la變大。該事項還影響在上述的第1透鏡組Gl內的諸 像差的補正方法，在第l副組Gla發(fā)生的球差量被緩和，另一方面，還需 要對在第2副組Glb發(fā)生的球差或場曲的考慮。在第1透鏡組Gl和第2 透鏡組G2的關系中，按照第2透鏡組G2的負折射力增強的同時而與第1 透鏡組Gl的間隔d12縮小，為了由第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2成立 略遠焦系統(tǒng)，就需要將第1透鏡組Gl內的第1副組Gla和第2副組Glb 組之間的組間隔dab增大。這樣當將倍率0增大時，需要取得與以往相異 的折射力'配置。以上，為了將倍率3增大而縮小光闌徑，在第1透鏡組G1中，第1 副組Gla和第2副組Glb的組間隔dab比以往變大，而折射力逆轉，第2 副組Glb的折射力勝于第l副組Gla的折射力而為更小的焦距。并且，還 有必要縮小與負折射力變強的第2透鏡組G2之間的組間隔dl2。與此相伴， 諸像差發(fā)生的傾向與以往的望遠透鏡不同，并且必要將第1透鏡組Gl的 形狀最優(yōu)化。在本實施方式中，如下說明，通過滿足各條件式，第l副組Gla和第 2副組Glb的折射力分配以及組的配置被最優(yōu)化，光闌徑被抑制得較小， 而將諸像差抑制得較小，由此維持高性能。條件式(1) (3)是第l副組Gla和第2副組Glb的折射力分配及 組的配置相關的條件。條件式(1)規(guī)定第1副組Gla的焦距f la和第2副組Glb的焦距f lb 的適當的關系。當低于條件式(1)的下限時，尤其對球差發(fā)生靈敏度高 的第l副組Gla的正折射力增大，而球差的發(fā)生量變大，若要縮小這些則 發(fā)生像場傾斜等，在全畫面領域不能良好地發(fā)揮成像性能。同時，由大口 徑透鏡而成的第l副組Gla的曲率半徑變小而有必要加大中心厚度，這對 成本，加工'重量有壞影響。相反，當高于上限時，第l副組Gla的正折射 力減少，第2副組Glb的正折射力增大。此時，若不增大組間隔dab或d12， 則不能獲得充分的倍率^而光闌徑變大、或第1副組Gla的折射力增大而 如上述至近性能劣化等，這樣的問題很大。條件式(2)規(guī)定第1副組Gla的焦距fla對全系統(tǒng)的焦距f的適當 的范圍。當低于條件式(2)的下限時，第l副組Gla的焦距fla變小。 換言之，第l副組Gla的折射力變大。此時，可以使第2副組Glb的折射 力減弱，并使第1副組Gla和第2副組Gl b之間的組間隔dab也縮小， 但是，球差或像散的發(fā)生變大，而使全系統(tǒng)的成像性能劣化。為了避免這 種現象，將第2透鏡組G2的負折射力縮小，而倍率^縮小而光闌徑增大， 這違背本說明書的目的。當高于條件式(2)的上限時，第l副組Gla的 折射力變小。此時，第2副組Glb的正折射力變大，球差增加，聚焦時的 像差變動也增大，這些與在攝影范圍全領域的性能劣化有關。為了避免此 現象，有必要增大組間隔dab，但全系統(tǒng)的透鏡全長變長，重量也增加， 這也成問題。條件式(3)規(guī)定第1副組Gla和第2副組Glb間的組間隔dab及第1 透鏡組Gl和第2透鏡組G2間的組間隔d12的適當關系。當低于條件式(3) 的下限時，能夠將對倍率^靈敏度大的d12變大，而靈敏度小的dab變小，
可以縮短透鏡全長，但是，軸外光通過第1透鏡組G1的光線高度變大， 為了確保周邊光量不得不擴大前透鏡徑，這樣的問題存在。為了解決該問題可以考慮加強第2副組Gib的正折射力，但會發(fā)生至近性能等成像性能上的問題。當高于上限時，透鏡全長變長或前透鏡徑變大，而違背透鏡系 全體的緊湊化，從而不優(yōu)選。條件式(4) (6)是用于在光闌徑抑制得較小的同時，維持高性能 且將諸像差抑制得較小的條件。條件式(4)是第1副組Gla中最靠近物體側的正透鏡Lll的前后面 的曲率半徑R1、 R2有關的式子。當低于條件式(4)的下限時，正透鏡Lll 的物體側的曲率半徑Rl的絕對值比像面?zhèn)鹊那拾霃絉2大，球差的發(fā)生 增大。此時，若改變其他面的曲率，則影響畫面全領域的成像性能。為了 避免該弊端，若使正透鏡Lll的折射力減弱，則透鏡全長過于變長，就有 必要加強后續(xù)的正透鏡L12的折射力進行補充，而使整個性能的均衡破壞。 當高于上限時，像場傾斜變大，若要用其他的透鏡面補正這些，則由于球 差的發(fā)生而使性能均衡變壞。條件式(5)規(guī)定在第2副組Glb中面向最靠近像側面的透鏡面的曲 率半徑R9與第2副組Glb的焦距flb的適當的關系。該條件尤其將全系 統(tǒng)中的球差極力縮小，且用于抑制在針對物體側的距離變化而由第2透鏡 組G2聚焦時的球差的增加。在本實施方式所涉及的望遠透鏡中，增大第2 副組Glb的正折射力。為此，構成第2副組Glb的透鏡面的曲率半徑的決 定極其重要。若低于條件式(5)的下限，則正透鏡L15的形狀朝向像側 面凸出的傾向強，而負的球差或像場傾斜過度發(fā)生并招來對近距離的中心 像劣化，從而不優(yōu)選。相反，當高于上限時，發(fā)生過度的球差和正的像面 的傾倒，若改變其他透鏡面的曲率，由于在畫面的中心和周圍發(fā)生成像性 能上的差異，因此，在中心和周圍失去成像性能的均衡。條件式(6)規(guī)定第1副組Gla和第2副組Glb之間的組間隔dab及 全系統(tǒng)的焦距f之間的適當關系。若低于條件式(6)的下限值，組間隔 dab則變小，為了保持倍率]3，有必要增強第l副組Gla的正折射力，或 擴大第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2之間的組間隔d12，但是同時發(fā)生過
度的球差和像場傾斜。相反，若高于上限，透鏡全長則過于變大或與周邊 光量的降低有關聯。需要使前組透鏡更大口徑化，從而弊端大。條件式(7)規(guī)定第4透鏡組G4的最靠近物體側的負透鏡L41的適當 的阿貝數vnl的值。由于第4透鏡組G4的整體具有負的折射力，因此， 對第1 第3透鏡組G1 G3起望遠倍率鏡的作用。為此，具有縮短全系統(tǒng) 的透鏡全長的效果，但另外，有過于縮短全系統(tǒng)的后截距的傾向。另一方 面，為了獲得各種作畫效果而將各種濾光片配設在第4透鏡組G4和像面 之間時，需要規(guī)定以上的后截距。為了滿足以上相反的條件，使在第4透 鏡組G4的最靠近物體側面的負透鏡L41先行，與后續(xù)的正透鏡L42接合， 形成為該接合面的曲率在物體側凸出得較強之面，從而利用兩透鏡的折射 率差達成像面的平坦化，同時通過將使用玻璃的阿貝數處于條件式(7) 所示的范圍內，還可以良好地補正色差。條件式(8)規(guī)定第3透鏡組G3的焦距f3對第3透鏡組G3及第4透 鏡組G4的合成焦距fm的適當的關系。在該望遠透鏡中，第1透鏡組Gl 及第2透鏡組G2的合成系統(tǒng)為略遠焦系統(tǒng)，由此構成的望遠系的倍率/3 被限制時，合成焦距fm也被限定。從而，若第3透鏡組G3的焦距f3在 超過條件式(8)的下限時縮短，則基于第4透鏡組G4的放大率增大，望 遠效果增大而透鏡全長縮短，但是后截距也變短，而難以確保配設后續(xù)的 濾光片類的場所。而且，即使將第3透鏡組G3作為防震功能組時，自光 軸Z1沿垂直方向移動時的性能劣化也增大。相反，若在超過條件式(8) 的上限時第3透鏡組G3的焦距f3增長，則透鏡全長變長，從而不優(yōu)選。 而且，為了補正防震而使第3透鏡組的G3沿垂直方向移動時的移動量變 大，從而可動空間變大而鏡胴徑也變大。如上述，根據本實施方式所涉及的望遠透鏡，從物體側依次配置具 有正的折射力的第1透鏡組Gl、具有負的折射力的第2透鏡組G2、具有 正的折射力的第3透鏡組G3、和具有負的折射力的第4透鏡組G4，同時， 將第2透鏡組G2作為聚焦組，滿足與以往不同的適當的條件而實現構成 最優(yōu)化，因此，可以獲得從遠距離到近距離維持優(yōu)異的光學性能，同時有 利于移動組的小型化，且適合于大口徑比化及超望遠化的透鏡系統(tǒng)。
尤其，通過縮小光闌徑并減輕移動組的透鏡重量，可以提供對聚焦或 防震的響應性好的、適合于銀鹽或數碼單鏡頭反光相機的望遠透鏡系統(tǒng)。 而且，通過在第1透鏡組G1的前方附加保護玻璃，保護容易損壞的反常 色散玻璃，同時通過取無折射力的弱曲率，可以預防來自成像面的反射， 也可以與當今的數字技術要求相對應。實施例接著，說明本實施方式所涉及的望遠透鏡的具體數值實施例。以下，概括說明第1 第5數值實施例。作為實施例1，在圖6 (A)表示圖1所示的第1構成例在無限遠聚焦 狀態(tài)下的構成所對應的具體的透鏡數據。在圖6 (A)所示的透鏡數據的面 號碼Si欄，表示將最靠近物體側的構成要素的面作為第1號，按照隨著 朝向像側依次增加的方式賦予符號的第i號(i=0 28)的面(第i面) 的號碼。在曲率半徑Ri的欄對應于在圖1 (A)所示的符號Ri，表示從物 體側起第i面的曲率半徑的值(mm)。對于面間隔Di的欄也同樣表示從物 體側第i面Si和第i+l面Si+1的光軸上的間隔(mm)。在Ndj欄中表示 從物體側起第i面Si和第i+l面Si+1之間相對于d線(波長587. 6nm) 的折射率的值。在v dj的欄表示從物體側起第j光學要素相對于d線的阿 貝數的值。作為諸數據，在圖6 (B)表示全系統(tǒng)的焦距f (mm)、 F數(FNo.)及 視角2co (co二半視角)的值。該望遠透鏡，在從遠距離狀態(tài)向近距離狀態(tài) 進行聚焦時，將第2透鏡組G2沿光軸方向向像面?zhèn)纫苿印榇?，?透 鏡組G2的前后的面間隔D9、 D14在聚焦時發(fā)生變化。在圖6 (B)，針對無 限遠聚焦狀態(tài)和近距離聚焦狀態(tài)(2.9m)表示在該聚焦時發(fā)生變化的面間 隔D9、 D14的值。與以上的實施例1所涉及的望遠透鏡同樣，作為實施例2，在圖7 (A) 表示圖2 (A)所示的望遠透鏡的構成所對應的具體的透鏡數據，在圖7 (B) 表示其諸數據。同樣，作為實施例3，在圖8 (A)表示圖3 (A)所示的望 遠透鏡的構成所對應的具體的透鏡數據，在圖8 (B)表示其諸數據。同樣， 作為實施例4，在圖9 (A)表示圖4 (A)所示的望遠透鏡的構成所對應的 具體的透鏡數據，在圖9 (B)表示其諸數據。同樣，作為實施例5，在圖10 (A)表示圖5 (A)所示的望遠透鏡的構成所對應的具體的透鏡數據，在圖10 (B)表示其諸數據。從以上的數據可以得知，關于各實施例，F數約為2.8、全系統(tǒng)的焦 距約為400mrn。而且，光闌開放徑為《38. 67mm 0 39. 12mm。另外，針對各實施例，光闌開放徑具體為如下。實施例l: c/)38. 67mm實施例2:《38. 90mm實施例3: 0 39. 12mm實施例4:《38. 70mm實施例5: 0 38. 68mm在圖ll針對各實施例概括表示與上述條件式(1) (8)有關的值。 從圖ll可以得知，各實施例的值處于各條件式的數值范圍內。在圖12 (A) 圖12 (D)分別表示實施例1涉及的望遠透鏡在無限 遠聚焦狀態(tài)下的球差、像散、畸變(畸變)、及倍率色差。而且，在圖13 (A) 圖13 (D)分別表示實施例1所涉及的望遠透鏡在近距離聚焦狀態(tài) 下(2.9mm)的球差、像散、畸變、及倍率色差。在各像差圖表示將d線 作為標準波長的像差。在球差圖、像散及倍率色差圖還表示相對于g線(波 長435.8nm)、 C線(波長656. 3nm)的像差。在像散圖中，實線表示弧矢 方向，虛線表示子午方向的像差。FNo.表示F值(F數)，Y表示像高。同樣，在圖14 (A) 圖14 (D)表示實施例2所涉及的望遠透鏡在 無限遠聚焦狀態(tài)下的諸像差，在圖15 (A) 圖15 (D)表示在近距離聚 焦狀態(tài)下的諸像差。同樣，在圖16 (A) 圖16 (D)表示實施例3所涉 及的望遠透鏡在無限遠聚焦狀態(tài)下的諸像差，在圖17 (A) 圖17 (D) 表示在近距離聚焦狀態(tài)下的諸像差。同樣，在圖18 (A) 圖18 (D)表 示實施例4所涉及的望遠透鏡在無限遠聚焦狀態(tài)下的諸像差，在圖19 (A) 圖19(D)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的諸像差。同樣，在圖20(A) 圖20 (D)表示實施例5所涉及的望遠透鏡在無限遠聚焦狀態(tài)下的諸像差， 在圖21 (A) 圖21 (D)表示在近距離聚焦狀態(tài)下的諸像差。從以上的各數值數據和各像差圖可以得知，關于各實施例，可以實現 從遠距離到近距離維持優(yōu)異的光學性能，同時使移動組小型化、大口徑比
的超望遠型的透鏡系。尤其，在本實施例，在為F2. 8/400時光闌開放徑 成為0 38. 67mm 0 39. 12mm。另一方面，以往，在專利文獻1 (專利公開 平6-201989號公報)和專利文獻2 (專利公開平8-327897號公報)有在 為F2. 8/300時光闌開放徑為c/) 38. 68mm、 38. 26mm的構成例。在本實施例 中，焦距雖比其長，但光闌開放徑的值幾乎相同。而且，在專利文獻4 (特 開平11-160617號公報)有在F2. 8/400時光鬧開放徑為0 50. 39mm的構成 例，但在本實施例光闌開放徑比其充分小。另外，本發(fā)明不限定于上述實施方式和各實施例，可以進行各種變形。 例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值等，不限定于上述各 數值實施例所示的值，還可以取其它的值。
權利要求
1.一種望遠透鏡，從物體側起依次具備第1透鏡組，具有正的折射力；第2透鏡組，具有負的折射力；第3透鏡組，具有正的折射力；和第4透鏡組，具有負的折射力，在從遠距離狀態(tài)向近距離狀態(tài)進行聚焦之際，將上述第2透鏡組沿光軸方向朝像面?zhèn)纫苿?，上述?透鏡組具有包含2片兩凸透鏡和1片兩凹透鏡的第1副組、和由負透鏡和正透鏡構成的第2副組，并且，滿足以下條件式1.5＜f1a/f1b＜2.2……(1)其中，f1a第1副組的焦距，f1b第2副組的焦距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從遠距離到近距離維持優(yōu)異的光學性能，同時有利于移動組的小型化并適合于大口徑比化及超望遠化的透鏡系統(tǒng)。該透鏡系統(tǒng)，從物體側起依次具備具有正的折射力的第1透鏡組(G1)；具有負的折射力的第2透鏡組(G2)；具有正的折射力的第3透鏡組(G3)；和具有負的折射力的第4透鏡組(G4)，并且在從遠距離狀態(tài)向近距離狀態(tài)聚焦時，將第2透鏡組(G2)沿光軸方向朝像面?zhèn)纫苿印５?透鏡組(G1)具有第1副組(G1a)和第2副組(G1b)。第2副組(G1b)比第1副組(G1a)具有更強的折射力，且滿足以下條件式。f1a表示第1副組(G1a)的焦距，f1b表示第2副組(G1b)的焦距。1.5＜f1a/f1b＜2.2……(1)
文檔編號G02B13/02GK101211000SQ20071019935
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權日2006年12月28日
發(fā)明者大野和則 申請人:富士能株式會社