望远透镜的制作方法

专利名称：望远透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适合于照相用相机或电子静物相机的尤其在单镜头 反光相机等中的内调焦式望远透镜，特别涉及大口径比的超望远型(例如开放F值2.8左右，焦距400mm左右)的望远透镜。
技术背景以往，明亮到开放F值(open F vale)为2. 8左右且焦距300mm左 右的内调焦式大口径比望远透镜，作为比较紧凑、设置组合好、使用方便 的望远透镜，被供应市场，但是，市场对焦距更长的大口径比超望远透镜 的需要强烈。 一般，望远透镜在物体侧配置焦距比全系统焦距短的正透镜 组，并在其后继续配置负的折射力的后组，且由该后组放大焦距以成为规 定的焦距而构成。另一方面，近年来，根据伴随市场上的摄影范围扩大的 要求而要縮短至近距离的必要性，而使能縮短聚焦量的内调焦式望远透镜 成为主流(参照专利文献1至4)。以往，作为内调焦式望远透镜公知的 有从物体侧依次配设具有正的折射力的第l透镜组、具有负的折射力的 第2透镜组、和具有正的折射力的第3透镜组，并且将第2透镜组作为聚 焦组的构成。而且，为了防震而将第2透镜组或第3透镜组的一部分或整 体在垂直于光轴的方向移动。这种构成的情况，当将第1透镜组和第2透 镜组作为前组时，在前组整体持有极弱的折射力。在大口径比望远透镜中， 将前组中第1透镜组进一步分为2个正的副组，通过第1透镜组使过于发 生的诸像差量色散且减小，从而能获得F值明亮的透镜系统。专利文献1专利公开平6-201989号公报专利文献2专利公开平8-327897号公报专利文献3专利公开平9-325269号公报专利文献4专利公开平11-160617号公报
在采用将第1透镜组分成2个正的副组的构成的情况下，例如，由专 利文献1可见，大多采用将配置在物体侧的第1副组的正的折射力构成为比后续的第2副组的正的折射力大(或者，由专利文献2可见，将第1副 组的折射力和第2副组的折射力形成为几乎相同)。这在望远透镜的技术 要求(specification)中縮短透镜全长是重要课题之一，是为达成该目 的的最有效的构成。为了该目的，以往在具有较强的正的折射力的第l副 组中为了补正色差使用反常色散玻璃等、适当选择使用玻璃的同时，为灵 敏度特别高的球差变得极小的透镜形状的构成。另一方面，第2副组由于 其正折射力比第l副组小且球差的发生量也小，因此，成为主要补正场曲 等轴外像差的形状。然而，例如在设计开放F值2. 8左右、焦距400mm左右的大口径比-超 望远型镜头时，考虑将以高性能设计的例如焦距300mm左右的望远透镜进 行比例放大并使用。但是，仅将以往的望远透镜简单地比例放大，不能充 分地把光阑机构、聚焦机构、以及防震机构等紧凑地收容，而使镜胴径变 大或移动组的重量增加、操作性不良。为了解决这种问题，尤其需要抑制 由长焦点化产生的光阑径的增大。在内调焦式望远透镜的情况下，聚焦或 防震用的移动组大多使用光阑前后的组，因此，通过抑制光阑径，可以不 增大配设在光阑前后的聚焦系或防震系而可以紧凑地收容。从而，与上述 的各专利文献所述的透镜构成相比，希望开发可以把光阑径抑制得较小、 能实现操作性的提高的大口径比'超望远型的透镜。为此，有必要提出与 以往的透镜系统不同的必要条件。尤其可以考虑以与以往不同的观点将第 1透镜组及第2透镜组的构成最优化。例如，以往如上述那样存在使第1 透镜组的第l副组的正的折射力相对较大的倾向，但是，可以考虑与此不 同的折射力分配。发明内容本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于，提供一种在从远距 离到近距离维持优异的光学性能的同时，有利于移动组的小型化并适于大 口径比及超望远化的透镜系统的望远透镜。
本发明的第l观点所涉及的望远透镜，从物体侧依次具备第l透镜 组，具有正的折射力；第2透镜组，具有负的折射力；第3透镜组，具有正的折射力；和第4透镜组，具有负的折射力，当从远距离状态向近距离 状态进行聚焦时，使第2透镜组沿光轴方向向像面侧移动，第l透镜组具有包含2片两凸透镜和1片两凹透镜的第1副组、和由负透镜和正透镜 构成的第2副组，并且，满足以下条件式 1.5〈fla/flb〈2. 2……(1)
其中，fla为第l副组的焦距，flb为第2副组的焦距。 本发明的第l观点所涉及的望远透镜，从物体侧起依次配置具有正 的折射力的第l透镜组、具有负的折射力的第2透镜组、具有正的折射力 的第3透镜组、和具有负的折射力的第4透镜组，在第2透镜组作为聚焦 组的构成中，通过满足条件式(1)，与第1副组相比使第2副组的折射 力适当变大，在例如将亮度光阑配置在第3透镜组前时，基于后述的理由 而容易将光闹径抑制得较小。由此，容易获得从远距离到近距离维持优异 的光学性能，同时有利于移动组的小型化，并适合于大口径比化及超望远 化的透镜系统。
并且，在本发明的第l观点所涉及的望远透镜中，通过适当采用并满 足下一个优选的条件，容易谋求更加小型化及高性能化。
在本发明的第1观点所涉及的望远透镜中，进一步满足以下的条件式 为优选。由此，通过同时满足条件式(1)，第1透镜组的第1副组和第2 副组的折射力分配及组的配置被最优化，容易将光阑径抑制得更小。
0. 85〈fla/f<1.05……(2)
3. 0<dab/dl2<6. 0……(3)
此处，f为全系统的焦距，Ha为第l副组的焦距，dab为第l副组和 第2副组的轴上间隔，d12为第1透镜组和第2透镜组的轴上间隔。
而且，进一步满足以下的条件式为优选。由此，第l透镜组内的透镜 形状或组配置被最优化，将光阑径抑制得较小，同时容易将诸像差抑制得 较小。
-0. 05< (R2+R1) / (R2-Rl) 〈0.30……(4) -0. 50<f lb/R9〈0. 0……(5)0. 27<dab/f<0. 35……(6)此处，f为全系统的焦距，flb为第2副组的焦距，dab为第l副组和 第2副组的轴上间隔，Rl为第1副组内配置于最靠近物体侧的透镜的物体 侧之面的曲率半径，R2为第1副组内配置于最靠近物体侧的透镜的像面侧 之面的曲率半径，R9为第2副组内配置于最靠近像面侧的透镜的像面侧之 面的曲率半径。而且，第4透镜组，从物体侧起依次配置由负透镜和正透镜而成的接 合透镜、和负透镜所构成，将第4透镜组中的最靠近物体侧的负透镜的阿 贝数设为^nl时，满足以下条件为优选。由此，第4透镜组的构成被最优 化，尤其有利于像面的平坦化和色差的补正。40〈vnl<55……(7)而且，满足以下的条件式为优选。由此，第3透镜组的构成被最优化， 透镜全长被适当抑制。而且，例如在第3透镜组作为防震用的移动组时等 也能获得有利的性能。0. 65〈f3/fm<0. 8……(8)此处，f3为第3透镜组的焦距，fm为第3透镜组和第4透镜组的合 成焦距。本发明的第2观点所涉及的望远透镜，从物体侧起依次具备第l透 镜组，具有正的折射力；第2透镜组，具有负的折射力；第3透镜组，具 有正的折射力；和第4透镜组，具有负的折射力，在从远距离状态向近距 离状态进行聚焦之际，将第2透镜组沿光轴方向朝像面侧移动，第l透镜 组具有包含2片两凸透镜和1片两凹透镜的第1副组、和由负透镜和正 透镜而成的第2副组，并且，满足以下条件式。-0. 05< (R2+R1) / (R2-Rl) 〈0.30……(4)0. 27<dab/f<0. 35……(6)此处，f为全系统的焦距，dab为第1副组和第2副组的轴上间隔， Rl为第1副组内配置于最靠近物体侧的透镜的物体侧之面的曲率半径，R2 为第1副组内配置于最靠近物体侧的透镜的像面侧之面的曲率半径。本发明的第2观点所涉及的望远透镜，从物体侧起依次配置具有正 的折射力的第l透镜组、具有负的折射力的第2透镜组、具有正的折射力 的第3透镜组、和具有负的折射力的第4透镜组，即使在第2透镜组作为 聚焦组的构成中，通过满足条件式(4) 、 (6)，第l透镜组内的透镜形 状和组配置被最优化，将光阑径抑制得较小且谋求移动组的小型化时，也 容易获得从远距离到近距离维持优异的光学性能，同时适合于大口径比化 及超望远化的透镜系统。并且，在本发明的第l观点所涉及的望远透镜，通过进一步适当采用 并满足下一个优选的条件，容易谋求更加小型化及高性能化。在本发明的第2观点所涉及的望远透镜，进一步满足以下的条件式为 优选。由此，通过同时满足条件式(4) 、 (6)，第l透镜组的构成被更 加最优化，容易把诸像差抑制得较小。尤其，将全系统的球差抑制得较小， 且易于将相对于物体侧的距离变化由第2透镜组执行聚焦时的球差的增加进行抑制。-0. 50〈f lb/R9<0. 0……(5)此处，flb为第2副组的焦距，R9为第2副组内配置于最靠近像面侧 的透镜的像面侧之面的曲率半径。而且，第4透镜组，从物体侧起依次配置由负透镜和正透镜而成的接 合透镜、和负透镜所构成，将第4透镜组中的最靠近物体侧的负透镜的阿 贝数设为v nl时，满足以下条件为优选。由此第4透镜组的构成被最优化，尤其有利于像面的平坦化和色差的补正。 40" n1〈55……(7)而且，满足以下的条件式为优选。由此，第3透镜组的构成被最优化， 透镜全长被适当抑制。而且，例如在把第3透镜组作为防震用的移动组时 等也能获得有利的性能。0. 65〈f3/fm<0. 8……(8)此处，f3为第3透镜组的焦距，fm为第3透镜组和第4透镜组的合 成焦距。根据本发明的第1或第2观点所涉及的望远透镜，从物体侧起依次配 置具有正的折射力的第l透镜组、具有负的折射力的第2透镜组、具有 正的折射力的第3透镜组、和具有负的折射力的第4透镜组，同时将第2 透镜组作为聚焦组，满足与以往不同的适当的条件而谋求构成的最优化，
因此，可以获得从远距离到近距离维持优异的光学性能，同时有利于移动 组的小型化，且适合于大口径比化及超望远化的透镜系统。


图1是本发明的实施例1涉及的望远透镜所对应的透镜截面图，(A)表示在无限远聚焦状态下的截面，(B)表示在近距离聚焦状态下的截面。 图2是本发明的实施例2涉及的望远透镜所对应的透镜截面图，(A)表示在无限远聚焦状态下的截面，(B)表示在近距离聚焦状态下的截面。 图3是本发明的实施例3所涉及的望远透镜所对应的透镜截面图，(A )表示在无限远聚焦状态下的截面，(B)表示在近距离聚焦状态下的截面。 图4是本发明的实施例4涉及的望远透镜所对应的透镜截面图，(A)表示在无限远聚焦状态下的截面，(B)表示在近距离聚焦状态下的截面。 图5是本发明的实施例5涉及的望远透镜所对应的透镜截面图，(A)表示在无限远聚焦状态下的截面，(B)表示在近距离聚焦状态下的截面。 图6是表示本发明的实施例1所涉及的望远透镜的透镜数据的图。 图7是表示本发明的实施例2所涉及的望远透镜的透镜数据的图。 图8是表示本发明的实施例3所涉及的望远透镜的透镜数据的图。 图9是表示本发明的实施例4所涉及的望远透镜的透镜数据的图。 图IO是表示本发明的实施例5所涉及的望远透镜的透镜数据的图。 图11是将条件式有关的值针对各实施例概括表示的图。 图12是表示本发明的实施例l所涉及的望远透镜在无限远聚焦状态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸变， (D)表示倍率色差。图13是表示本发明的实施例1所涉及的望远透镜的在近距离聚焦状态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸变， (D)表示倍率色差。图14是表示本发明的实施例2所涉及的望远透镜的在无限远聚焦状态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸变， (D)表示倍率色差。
图15是表示本发明的实施例2所涉及的望远透镜的在近距离聚焦状态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图16是表示本发明的实施例3所涉及的望远透镜的在无限远聚焦状 态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图17是表示本发明的实施例3所涉及的望远透镜的在近距离聚焦状 态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图18是表示本发明的实施例4所涉及的望远透镜的在无限远聚焦状 态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图19是表示本发明的实施例4所涉及的望远透镜的在近距离聚焦状 态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图20是表示本发明的实施例5所涉及的望远透镜的在无限远聚焦状 态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图21是表示本发明的实施例5所涉及的望远透镜的在近距离聚焦状 态下的诸像差的像差图，(A)表示球差，(B)表示像散，(C)表示畸 变，(D)表示倍率色差。图中G1-第1透镜组，Gla-第l副组，Glb-第2副组，G2-第2透镜 组，G3-第3透镜组，G4-第4透镜组，LF-光学部件，St-光阑，Ri-从物 体侧起第i透镜面的曲率半径，Di-从物体侧起第i和第i+l透镜面的面 间隔，Zl-光轴。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1 (A) 、 (B)表示本发明的一实施方式所涉及的望远透镜的第1 构成例。该构成例对应于后述的第1数值实施例(图6 (A) 、 (B))的
透镜构成。而且，图2 (A) 、 (B)表示第2构成例，对应于后述的第2 数值实施例(图7(A)、 (B))的透镜构成。图3 (A) 、 (B)表示第3 构成例，对应于后述的第3数值实施例(图8 (A) 、 (B))的透镜构成。 图4 (A) 、 (B)表示第4构成例，对应于后述的第4数值实施例(图9(A) 、 (B))的透镜构成。图5 (A) 、 (B)表示第5构成例，对应于 后述的第5数值实施例(图10 (A) 、 (B))的透镜构成。在图1 (A)、(B) 图5 (A) 、 (B)中，符号Ri表示以最靠近物体侧的构成要素的 面为第1号而按照随着朝向像侧(成像侧)依次增加的方式赋予符号的第 i号之面(第i面)的曲率半径。符号Di表示第i面和第i+l面的光轴 Zl上的面间隔。此处，关于符号Di只图示一部分的透镜间隔。另外，图 1 (A)、图2 (A)、 图3 (A)、图4 (A)及图5 (A)对应于在无限 远聚焦状态下的构成，图1 (B)、图2 (B)、图3 (B)、图4 (B)及 图5 (B)对应于在近距离聚焦状态下(2.9m)的构成。该望远透镜可以适用在银盐照相用相机或使用CCD (Charge Co叩led Device)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等的摄 像元件的电子静物相机，尤其，适用于单镜头反光相机等。该望远透镜沿 光轴Zl从物体侧起依次具备具有正的折射力的第1透镜组Gl、具有负 的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、具有负的 折射力的第4透镜组G4。第2透镜组G2为聚焦用的移动组，按照在从远 距离状态向近距离状态进行聚焦时沿光轴Zl方向向像面侧移动的方式构 成。将第1透镜组Gl和第2透镜组G2构成为大致远焦系统。第3透镜组 G3为防震用移动组，按照在防震时沿与光轴Z1垂直的方向移动。亮度光 阑(明3S絞19 ) St配置在第2透镜组G2和第3透镜组G3之间。在该望远透镜的像面配置未图示的CCD等的摄像元件。按照安装透镜 的装置侧的构成，在第4透镜组G4和摄像元件之间配置各种光学部件LF。 作为光学部件LF，例如配设UV截止滤光片等各种交换滤光片。第1透镜组G1从物体侧依次具有包含2片两凸透镜L11、 L12和l 片两凹透镜L13的第1副组Gla、和由负透镜L14和正透镜L15构成的第 2副组Glb。将负透镜L14和正透镜L15形成为接合透镜。
第2透镜组G2从物体侧依次由例如1片负透镜L21、和正透镜L22 及负透镜L23所形成的接合透镜而构成。第3透镜组G3从物体侧依次由 例如正透镜L31、负透镜L32、正透镜L33构成。第4透镜组G4从物体侧 依次由例如负透镜L41及正透镜L42而成的接合透镜、和负透镜L43构成。 第4透镜组G4通过具有负的折射力而对第1 第3透镜组G1 G3起到望 远倍率镜的作用。该望远透镜满足以下条件。式中，f表示全系统的焦距，fla表示第l 副组Gla的焦距，flb表示第2副组Glb的焦距，dab表示第1副组Gla 和第2副组Gib的轴上的组间隔，d12表示第1透镜组Gl和第2透镜组 G2的轴上的组间隔。1. 5〈fla/flb〈2. 2……(1)0. 85〈fla/f〈l. 05……(2)3. 0〈dab/dl2<6. 0……(3)条件式(1) 、 (2)优选为以下的式(1A) 、 (2A)的范围。 1.7〈fla/flb〈2. 0……(1A) 0. 89〈fla/f<l. 00……(2A)并且，该望远透镜满足以下的条件式为优选。此处，f表示全系统的 焦距，flb表示第2副组Glb的焦距，dab表示第l副组Gla和第2副组 Glb的轴上组间隔，Rl表示在第1副组Gla内配置于最靠近物体侧的透镜 Lll的物体侧的面的曲率半径，R2表示在第1副组Gla内配置于最靠近物 体侧的透镜Lll的像面侧的面的曲率半径，R9表示在第2副组Glb内配置 于最靠近像面侧的透镜U5的像面侧的面的曲率半径。-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，该望远透镜满足以下条件式为优选。此处，将在第4透镜组G4 中的最靠近物体侧的负透镜L41的阿贝数设为vnl。 40〈vnl<55……(7)而且，该望远透镜满足以下条件式为优选。此处，f3为第3透镜组 G3的焦距，fm为第3透镜组G3和第4透镜组G4的合成焦距。 65〈f3/fm〈0, 8……(8)接着，对该望远透镜构成如上的理由、与其作用和效果一同进行说明。一种望远透镜，从物体侧依次具备:具有正的折射力的第1透镜组G1、 具有负的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、和 具有负的折射力的第4透镜组G4，将由第1透镜组Gl和第2透镜组G2 构成的系统形成为大致远焦系统，在其倍率为3 、第3透镜组G3和第4 透镜组G4的合成焦距设为fm的情况下，当第1透镜组Gl和第2透镜组 G2之间的焦距分别为fl、 f2时，全系统的焦距f及倍率]3为f = ]3 . f m]3=-fl/f2。在焦距f为一定的条件下，当倍率]3增大时fm就变小；当在第3透 镜组G3之前配置亮度光阑St时，相对于规定的F值而光阑径就变小。在 光阑径变小时，即使在其前后有移动组也能将其有效径设置得较小，从而 用于控制它们的机械结构也能变小，这与透镜镜胴的紧凑化相关联，作为 优选。但是，当倍率过于变大时，轴外光束对第1透镜组Gl的入射光线 的高度变大，成为透镜的前透镜径(前玉径)增大的原因。第1透镜组G1 所包含的大口径透镜变得更大，对加工 重量 成本等的弊端非常大。如上所述，在专利文献1 (专开平6-201989号公报)等所述的以往的 望远透镜，大多将第1副组Gla的正的折射力构成为比后续的第2副组Glb 的正的折射力大而使透镜全长縮短。以往，在具有较强的正的折射力的第 1副组中为了补正色差使用反常色散玻璃等、适当选择使用玻璃的同时， 为灵敏度特别高的球差变得极小的透镜形状的构成。另一方面，第2副组 由于其正折射力比第l副组小且球差的发生量也小，因此，成为主要补正 场曲等轴外像差的形状。可是，为了縮小光阑径，如上述那样就需要将倍率/3增大。在为了增 大该倍率]3而加大第1透镜组Gl的焦距f 1时，第1透镜组Gl和第2透 镜组G2的透镜长度变长，并且，聚焦量也变大，有必要将光阑配置更加 远离等，而使全系统的全长变得更长，这样的弊端增大。为此，有必要将 第2透镜组G2的焦距f2的倒数即负折射力增大，而尽量不使f 1增大。
综上所述，为了达成本申请的目的，必须把第2透镜组G2的负折射 力增大。与此同时，后续的第3透镜组G3和第4透镜组G4的合成焦距fm 也变小，相对于规定的图像尺寸而对第3透镜组G3的入射角度变大。光 阑St位于第2透镜组G2和第3透镜组G3之间，这与相对于轴外光的第2 透镜组G2的射出角增大化相符合。而且，随着第2透镜组G2的负折射力 的增大化，光路偏向角也变大。根据这2种现象，尤其第2透镜组G2的 轴外光入射角相对于光轴Zl被相加从而越来越大。为此，轴外光束通过 第1透镜组G1的光路，成为进一步从光轴Z1远离的倾向，而使入射到第 1透镜组G1的轴外光的光线高度变大。由此，为了縮小光阑径而增大倍率^ ，与前透镜径的大口径化相关联， 重量、成本、加工等问题非常大。于是，为了避免这种弊端，需要缩小与 倍率扩大化有关的第1透镜组Gl和第2透镜组G2之间的组间隔d12，且 进一步加强第2副组Glb的正折射力而加强逆向的光路偏向角，来将相对 于光轴Zl的轴外光路抑制得较低。为此，与以往的构成相比，有必要使 第2副组Glb的折射力更大。这样，在本实施方式的望远透镜中，第2副 组Glb和第2透镜组G2比以往更接近。该事项对于第1副组Gla而言， 变为相对于第1透镜组Gl的所要焦距fl而减弱其折射力的方向，而使第 1副组Gla的焦距f la变大。该事项还影响在上述的第1透镜组Gl内的诸 像差的补正方法，在第l副组Gla发生的球差量被缓和，另一方面，还需 要对在第2副组Glb发生的球差或场曲的考虑。在第1透镜组Gl和第2 透镜组G2的关系中，按照第2透镜组G2的负折射力增强的同时而与第1 透镜组Gl的间隔d12縮小，为了由第1透镜组Gl和第2透镜组G2成立 略远焦系统，就需要将第1透镜组Gl内的第1副组Gla和第2副组Glb 组之间的组间隔dab增大。这样当将倍率0增大时，需要取得与以往相异 的折射力'配置。以上，为了将倍率3增大而縮小光阑径，在第1透镜组G1中，第1 副组Gla和第2副组Glb的组间隔dab比以往变大，而折射力逆转，第2 副组Glb的折射力胜于第l副组Gla的折射力而为更小的焦距。并且，还 有必要縮小与负折射力变强的第2透镜组G2之间的组间隔dl2。与此相伴， 诸像差发生的倾向与以往的望远透镜不同，并且必要将第1透镜组Gl的 形状最优化。在本实施方式中，如下说明，通过满足各条件式，第l副组Gla和第 2副组Glb的折射力分配以及组的配置被最优化，光阑径被抑制得较小， 而将诸像差抑制得较小，由此维持高性能。条件式(1) (3)是第l副组Gla和第2副组Glb的折射力分配及 组的配置相关的条件。条件式(1)规定第1副组Gla的焦距f la和第2副组Glb的焦距f lb 的适当的关系。当低于条件式(1)的下限时，尤其对球差发生灵敏度高 的第l副组Gla的正折射力增大，而球差的发生量变大，若要缩小这些则 发生像场倾斜等，在全画面领域不能良好地发挥成像性能。同时，由大口 径透镜而成的第l副组Gla的曲率半径变小而有必要加大中心厚度，这对 成本，加工'重量有坏影响。相反，当高于上限时，第l副组Gla的正折射 力减少，第2副组Glb的正折射力增大。此时，若不增大组间隔dab或d12， 则不能获得充分的倍率^而光阑径变大、或第1副组Gla的折射力增大而 如上述至近性能劣化等，这样的问题很大。条件式(2)规定第1副组Gla的焦距fla对全系统的焦距f的适当 的范围。当低于条件式(2)的下限时，第l副组Gla的焦距fla变小。 换言之，第l副组Gla的折射力变大。此时，可以使第2副组Glb的折射 力减弱，并使第1副组Gla和第2副组Gl b之间的组间隔dab也縮小， 但是，球差或像散的发生变大，而使全系统的成像性能劣化。为了避免这 种现象，将第2透镜组G2的负折射力縮小，而倍率^缩小而光阑径增大， 这违背本说明书的目的。当高于条件式(2)的上限时，第l副组Gla的 折射力变小。此时，第2副组Glb的正折射力变大，球差增加，聚焦时的 像差变动也增大，这些与在摄影范围全领域的性能劣化有关。为了避免此 现象，有必要增大组间隔dab，但全系统的透镜全长变长，重量也增加， 这也成问题。条件式(3)规定第1副组Gla和第2副组Glb间的组间隔dab及第1 透镜组Gl和第2透镜组G2间的组间隔d12的适当关系。当低于条件式(3) 的下限时，能够将对倍率^灵敏度大的d12变大，而灵敏度小的dab变小，
可以縮短透镜全长，但是，轴外光通过第1透镜组G1的光线高度变大， 为了确保周边光量不得不扩大前透镜径，这样的问题存在。为了解决该问题可以考虑加强第2副组Gib的正折射力，但会发生至近性能等成像性能上的问题。当高于上限时，透镜全长变长或前透镜径变大，而违背透镜系 全体的紧凑化，从而不优选。条件式(4) (6)是用于在光阑径抑制得较小的同时，维持高性能 且将诸像差抑制得较小的条件。条件式(4)是第1副组Gla中最靠近物体侧的正透镜Lll的前后面 的曲率半径R1、 R2有关的式子。当低于条件式(4)的下限时，正透镜Lll 的物体侧的曲率半径Rl的绝对值比像面侧的曲率半径R2大，球差的发生 增大。此时，若改变其他面的曲率，则影响画面全领域的成像性能。为了 避免该弊端，若使正透镜Lll的折射力减弱，则透镜全长过于变长，就有 必要加强后续的正透镜L12的折射力进行补充，而使整个性能的均衡破坏。 当高于上限时，像场倾斜变大，若要用其他的透镜面补正这些，则由于球 差的发生而使性能均衡变坏。条件式(5)规定在第2副组Glb中面向最靠近像侧面的透镜面的曲 率半径R9与第2副组Glb的焦距flb的适当的关系。该条件尤其将全系 统中的球差极力缩小，且用于抑制在针对物体侧的距离变化而由第2透镜 组G2聚焦时的球差的增加。在本实施方式所涉及的望远透镜中，增大第2 副组Glb的正折射力。为此，构成第2副组Glb的透镜面的曲率半径的决 定极其重要。若低于条件式(5)的下限，则正透镜L15的形状朝向像侧 面凸出的倾向强，而负的球差或像场倾斜过度发生并招来对近距离的中心 像劣化，从而不优选。相反，当高于上限时，发生过度的球差和正的像面 的倾倒，若改变其他透镜面的曲率，由于在画面的中心和周围发生成像性 能上的差异，因此，在中心和周围失去成像性能的均衡。条件式(6)规定第1副组Gla和第2副组Glb之间的组间隔dab及 全系统的焦距f之间的适当关系。若低于条件式(6)的下限值，组间隔 dab则变小，为了保持倍率]3，有必要增强第l副组Gla的正折射力，或 扩大第1透镜组Gl和第2透镜组G2之间的组间隔d12，但是同时发生过
度的球差和像场倾斜。相反，若高于上限，透镜全长则过于变大或与周边 光量的降低有关联。需要使前组透镜更大口径化，从而弊端大。条件式(7)规定第4透镜组G4的最靠近物体侧的负透镜L41的适当 的阿贝数vnl的值。由于第4透镜组G4的整体具有负的折射力，因此， 对第1 第3透镜组G1 G3起望远倍率镜的作用。为此，具有縮短全系统 的透镜全长的效果，但另外，有过于縮短全系统的后截距的倾向。另一方 面，为了获得各种作画效果而将各种滤光片配设在第4透镜组G4和像面 之间时，需要规定以上的后截距。为了满足以上相反的条件，使在第4透 镜组G4的最靠近物体侧面的负透镜L41先行，与后续的正透镜L42接合， 形成为该接合面的曲率在物体侧凸出得较强之面，从而利用两透镜的折射 率差达成像面的平坦化，同时通过将使用玻璃的阿贝数处于条件式(7) 所示的范围内，还可以良好地补正色差。条件式(8)规定第3透镜组G3的焦距f3对第3透镜组G3及第4透 镜组G4的合成焦距fm的适当的关系。在该望远透镜中，第1透镜组Gl 及第2透镜组G2的合成系统为略远焦系统，由此构成的望远系的倍率/3 被限制时，合成焦距fm也被限定。从而，若第3透镜组G3的焦距f3在 超过条件式(8)的下限时縮短，则基于第4透镜组G4的放大率增大，望 远效果增大而透镜全长縮短，但是后截距也变短，而难以确保配设后续的 滤光片类的场所。而且，即使将第3透镜组G3作为防震功能组时，自光 轴Z1沿垂直方向移动时的性能劣化也增大。相反，若在超过条件式(8) 的上限时第3透镜组G3的焦距f3增长，则透镜全长变长，从而不优选。 而且，为了补正防震而使第3透镜组的G3沿垂直方向移动时的移动量变 大，从而可动空间变大而镜胴径也变大。如上述，根据本实施方式所涉及的望远透镜，从物体侧依次配置具 有正的折射力的第1透镜组Gl、具有负的折射力的第2透镜组G2、具有 正的折射力的第3透镜组G3、和具有负的折射力的第4透镜组G4，同时， 将第2透镜组G2作为聚焦组，满足与以往不同的适当的条件而实现构成 最优化，因此，可以获得从远距离到近距离维持优异的光学性能，同时有 利于移动组的小型化，且适合于大口径比化及超望远化的透镜系统。
尤其，通过縮小光阑径并减轻移动组的透镜重量，可以提供对聚焦或 防震的响应性好的、适合于银盐或数码单镜头反光相机的望远透镜系统。 而且，通过在第1透镜组G1的前方附加保护玻璃，保护容易损坏的反常 色散玻璃，同时通过取无折射力的弱曲率，可以预防来自成像面的反射， 也可以与当今的数字技术要求相对应。实施例接着，说明本实施方式所涉及的望远透镜的具体数值实施例。以下，概括说明第1 第5数值实施例。作为实施例1，在图6 (A)表示图1所示的第1构成例在无限远聚焦 状态下的构成所对应的具体的透镜数据。在图6 (A)所示的透镜数据的面 号码Si栏，表示将最靠近物体侧的构成要素的面作为第1号，按照随着 朝向像侧依次增加的方式赋予符号的第i号(i=0 28)的面(第i面) 的号码。在曲率半径Ri的栏对应于在图1 (A)所示的符号Ri，表示从物 体侧起第i面的曲率半径的值(mm)。对于面间隔Di的栏也同样表示从物 体侧第i面Si和第i+l面Si+1的光轴上的间隔(mm)。在Ndj栏中表示 从物体侧起第i面Si和第i+l面Si+1之间相对于d线(波长587. 6nm) 的折射率的值。在v dj的栏表示从物体侧起第j光学要素相对于d线的阿 贝数的值。作为诸数据，在图6 (B)表示全系统的焦距f (mm)、 F数(FNo.)及 视角2co (co二半视角)的值。该望远透镜，在从远距离状态向近距离状态 进行聚焦时，将第2透镜组G2沿光轴方向向像面侧移动。为此，第2透 镜组G2的前后的面间隔D9、 D14在聚焦时发生变化。在图6 (B)，针对无 限远聚焦状态和近距离聚焦状态(2.9m)表示在该聚焦时发生变化的面间 隔D9、 D14的值。与以上的实施例1所涉及的望远透镜同样，作为实施例2，在图7 (A) 表示图2 (A)所示的望远透镜的构成所对应的具体的透镜数据，在图7 (B) 表示其诸数据。同样，作为实施例3，在图8 (A)表示图3 (A)所示的望 远透镜的构成所对应的具体的透镜数据，在图8 (B)表示其诸数据。同样， 作为实施例4，在图9 (A)表示图4 (A)所示的望远透镜的构成所对应的 具体的透镜数据，在图9 (B)表示其诸数据。同样，作为实施例5，在图10 (A)表示图5 (A)所示的望远透镜的构成所对应的具体的透镜数据，在图10 (B)表示其诸数据。从以上的数据可以得知，关于各实施例，F数约为2.8、全系统的焦 距约为400mrn。而且，光阑开放径为《38. 67mm 0 39. 12mm。另外，针对各实施例，光阑开放径具体为如下。实施例l: c/)38. 67mm实施例2:《38. 90mm实施例3: 0 39. 12mm实施例4:《38. 70mm实施例5: 0 38. 68mm在图ll针对各实施例概括表示与上述条件式(1) (8)有关的值。 从图ll可以得知，各实施例的值处于各条件式的数值范围内。在图12 (A) 图12 (D)分别表示实施例1涉及的望远透镜在无限 远聚焦状态下的球差、像散、畸变(畸变)、及倍率色差。而且，在图13 (A) 图13 (D)分别表示实施例1所涉及的望远透镜在近距离聚焦状态 下(2.9mm)的球差、像散、畸变、及倍率色差。在各像差图表示将d线 作为标准波长的像差。在球差图、像散及倍率色差图还表示相对于g线(波 长435.8nm)、 C线(波长656. 3nm)的像差。在像散图中，实线表示弧矢 方向，虚线表示子午方向的像差。FNo.表示F值(F数)，Y表示像高。同样，在图14 (A) 图14 (D)表示实施例2所涉及的望远透镜在 无限远聚焦状态下的诸像差，在图15 (A) 图15 (D)表示在近距离聚 焦状态下的诸像差。同样，在图16 (A) 图16 (D)表示实施例3所涉 及的望远透镜在无限远聚焦状态下的诸像差，在图17 (A) 图17 (D) 表示在近距离聚焦状态下的诸像差。同样，在图18 (A) 图18 (D)表 示实施例4所涉及的望远透镜在无限远聚焦状态下的诸像差，在图19 (A) 图19(D)表示在近距离聚焦状态下的诸像差。同样，在图20(A) 图20 (D)表示实施例5所涉及的望远透镜在无限远聚焦状态下的诸像差， 在图21 (A) 图21 (D)表示在近距离聚焦状态下的诸像差。从以上的各数值数据和各像差图可以得知，关于各实施例，可以实现 从远距离到近距离维持优异的光学性能，同时使移动组小型化、大口径比
的超望远型的透镜系。尤其，在本实施例，在为F2. 8/400时光阑开放径 成为0 38. 67mm 0 39. 12mm。另一方面，以往，在专利文献1 (专利公开 平6-201989号公报)和专利文献2 (专利公开平8-327897号公报)有在 为F2. 8/300时光阑开放径为c/) 38. 68mm、 38. 26mm的构成例。在本实施例 中，焦距虽比其长，但光阑开放径的值几乎相同。而且，在专利文献4 (特 开平11-160617号公报)有在F2. 8/400时光闹开放径为0 50. 39mm的构成 例，但在本实施例光阑开放径比其充分小。另外，本发明不限定于上述实施方式和各实施例，可以进行各种变形。 例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值等，不限定于上述各 数值实施例所示的值，还可以取其它的值。
权利要求
1.一种望远透镜，从物体侧起依次具备第1透镜组，具有正的折射力；第2透镜组，具有负的折射力；第3透镜组，具有正的折射力；和第4透镜组，具有负的折射力，在从远距离状态向近距离状态进行聚焦之际，将上述第2透镜组沿光轴方向朝像面侧移动，上述第1透镜组具有包含2片两凸透镜和1片两凹透镜的第1副组、和由负透镜和正透镜构成的第2副组，并且，满足以下条件式1.5＜f1a/f1b＜2.2……(1)其中，f1a第1副组的焦距，f1b第2副组的焦距。
全文摘要
本发明提供一种从远距离到近距离维持优异的光学性能，同时有利于移动组的小型化并适合于大口径比化及超望远化的透镜系统。该透镜系统，从物体侧起依次具备具有正的折射力的第1透镜组(G1)；具有负的折射力的第2透镜组(G2)；具有正的折射力的第3透镜组(G3)；和具有负的折射力的第4透镜组(G4)，并且在从远距离状态向近距离状态聚焦时，将第2透镜组(G2)沿光轴方向朝像面侧移动。第1透镜组(G1)具有第1副组(G1a)和第2副组(G1b)。第2副组(G1b)比第1副组(G1a)具有更强的折射力，且满足以下条件式。f1a表示第1副组(G1a)的焦距，f1b表示第2副组(G1b)的焦距。1.5＜f1a/f1b＜2.2……(1)
文档编号G02B13/02GK101211000SQ20071019935
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月17日 优先权日2006年12月28日
发明者大野和则 申请人:富士能株式会社