JP2000028923A - ズームレンズ及びそれを有した光学機器 - Google Patents
ズームレンズ及びそれを有した光学機器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のレンズ群を有し、各レンズ群の屈折力
や変倍に伴う各レンズ群の移動条件を適切に設定し、一
部のレンズ群でフォーカスを行ったズームレンズ及びそ
れを用いた光学装置を得ること。 【解決手段】 長い共役側より順に、正の屈折力の第１
レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、複数または
１つのレンズ群によって構成される全体として正の後続
群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際、前記第１
レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は大となり、前記第
２レンズ群と前記後続群との間隔は小となるズームレン
ズであって、前記第２レンズ群は、負の屈折力の第２ａ
群と該第２ａ群より短い共役側に配置された負の屈折力
の第２ｂ群とを有し、該第２ｂ群によってフォーカシン
グを行うと共に、広角端の焦点距離ｆｗ、望遠端の焦点
距離ｆｔ、前記第２ａ群の焦点距離ｆ２ａを各々適切に
設定したこと。
や変倍に伴う各レンズ群の移動条件を適切に設定し、一
部のレンズ群でフォーカスを行ったズームレンズ及びそ
れを用いた光学装置を得ること。 【解決手段】 長い共役側より順に、正の屈折力の第１
レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、複数または
１つのレンズ群によって構成される全体として正の後続
群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際、前記第１
レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は大となり、前記第
２レンズ群と前記後続群との間隔は小となるズームレン
ズであって、前記第２レンズ群は、負の屈折力の第２ａ
群と該第２ａ群より短い共役側に配置された負の屈折力
の第２ｂ群とを有し、該第２ｂ群によってフォーカシン
グを行うと共に、広角端の焦点距離ｆｗ、望遠端の焦点
距離ｆｔ、前記第２ａ群の焦点距離ｆ２ａを各々適切に
設定したこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズ及びそ
れを有した光学機器に関し、特に一眼レフカメラやビデ
オカメラ等に好適に用いられる高変倍比のズームレンズ
に関するものである。
れを有した光学機器に関し、特に一眼レフカメラやビデ
オカメラ等に好適に用いられる高変倍比のズームレンズ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりズームレンズのフォーカシング
方法として、第１レンズ群を移動させる、所謂前玉フォ
ーカス式や、第２レンズ群以降のレンズ群を移動させ
る、所謂インナーフォーカス式、リアフォーカス式が知
られている。
方法として、第１レンズ群を移動させる、所謂前玉フォ
ーカス式や、第２レンズ群以降のレンズ群を移動させ
る、所謂インナーフォーカス式、リアフォーカス式が知
られている。
【０００３】一般にインナーフォーカス式やリアフォー
カス式のズームレンズは、前玉フォーカス式のズームレ
ンズに比べて、第１レンズ群の光線有効径が小さくなる
ので、レンズ系全体の小型化が図れるという利点を有し
ている。また、比較的小型軽量のレンズ群を移動させて
フォーカシングを行うため、特に最近主流となっている
オートフォーカスカメラにおいては迅速なフォーカシン
グが可能となるといった特徴も有している。
カス式のズームレンズは、前玉フォーカス式のズームレ
ンズに比べて、第１レンズ群の光線有効径が小さくなる
ので、レンズ系全体の小型化が図れるという利点を有し
ている。また、比較的小型軽量のレンズ群を移動させて
フォーカシングを行うため、特に最近主流となっている
オートフォーカスカメラにおいては迅速なフォーカシン
グが可能となるといった特徴も有している。
【０００４】本出願人は、このようなインナーフォーカ
ス式やリアフォーカス式のズームレンズの１つとして、
物体側から順に、正の第１レンズ群と負の第２レンズ群
と全体として正の後続群とを有し、各群の空気間隔を変
化させることにより変倍を行う、所謂ポジティブリード
タイプのズームレンズにおいて、負の第２レンズ群を移
動させてフォーカシングを行う方式を、特開平３−２２
８００８号公報、特開平５−１１９２６０号公報、特開
平６−２３０２８５号公報にて開示している。
ス式やリアフォーカス式のズームレンズの１つとして、
物体側から順に、正の第１レンズ群と負の第２レンズ群
と全体として正の後続群とを有し、各群の空気間隔を変
化させることにより変倍を行う、所謂ポジティブリード
タイプのズームレンズにおいて、負の第２レンズ群を移
動させてフォーカシングを行う方式を、特開平３−２２
８００８号公報、特開平５−１１９２６０号公報、特開
平６−２３０２８５号公報にて開示している。
【０００５】この方式は、特に標準域を含む高変倍ズー
ムレンズにおいて、前述の特徴を十分に発揮すると共
に、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般に渡
り、良好なる光学性能を備えるものである。
ムレンズにおいて、前述の特徴を十分に発揮すると共
に、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般に渡
り、良好なる光学性能を備えるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】ここで、ポジティ
ブリードタイプのズームレンズにおいて、光学全系が変
倍する際の負の第２レンズ群の倍率について説明する。
ブリードタイプのズームレンズにおいて、光学全系が変
倍する際の負の第２レンズ群の倍率について説明する。
【０００７】一般に、ポジティブリードタイプのズーム
レンズの負の第２レンズ群は、広角端において負の縮小
倍率を有し、望遠端への変倍にともなって倍率の絶対値
が増加する。更に第２レンズ群は、ポジティブリードタ
イプのズームレンズの主変倍群であるので、光学全系が
広角端から望遠端へ変倍する際の倍率の増加量が大であ
り（負の縮小倍率から−１に近づく方向）、特に高変倍
ズームレンズの場合、これは顕著になるところで、フォ
ーカスレンズ群の倍率とフォーカス敏感度（フォーカス
群の移動量に対するピントの移動量の比率）は次式で表
わすことができる。
レンズの負の第２レンズ群は、広角端において負の縮小
倍率を有し、望遠端への変倍にともなって倍率の絶対値
が増加する。更に第２レンズ群は、ポジティブリードタ
イプのズームレンズの主変倍群であるので、光学全系が
広角端から望遠端へ変倍する際の倍率の増加量が大であ
り（負の縮小倍率から−１に近づく方向）、特に高変倍
ズームレンズの場合、これは顕著になるところで、フォ
ーカスレンズ群の倍率とフォーカス敏感度（フォーカス
群の移動量に対するピントの移動量の比率）は次式で表
わすことができる。
【０００８】ＥＳ＝（１−βｆ2 ）×βｒ2 但し、ＥＳ：フォーカス敏感度 βｆ：フォーカスレンズ群の倍率 βｒ：フォーカスレンズ群より像側に配置された 全てのレンズ群の合成倍率である。
【０００９】上式によれば、フォーカス敏感度はフォー
カスレンズ群の倍率の絶対値が１の時０となり、１から
離れるにしたがって大きくなることがわかる。
カスレンズ群の倍率の絶対値が１の時０となり、１から
離れるにしたがって大きくなることがわかる。
【００１０】ところが、前述のようにポジティブリード
タイプのズームレンズの負の第２レンズ群は、光学全系
が広角端から望遠端へ変倍する際、負の縮小倍率から−
１に近づく方向に変倍する。そのため、高変倍ズームレ
ンズで近距離物体を撮影する場合などでは、望遠端付近
で負の第２レンズ群のフォーカス敏感度が小となり、フ
ォーカスレンズ群の移動量が著しく増大していた。ま
た、変倍の途中で負の第２レンズ群の倍率が−１になっ
てしまう場合には、フォーカス敏感度が０となりフォー
カス不能となってしまうことがあった。
タイプのズームレンズの負の第２レンズ群は、光学全系
が広角端から望遠端へ変倍する際、負の縮小倍率から−
１に近づく方向に変倍する。そのため、高変倍ズームレ
ンズで近距離物体を撮影する場合などでは、望遠端付近
で負の第２レンズ群のフォーカス敏感度が小となり、フ
ォーカスレンズ群の移動量が著しく増大していた。ま
た、変倍の途中で負の第２レンズ群の倍率が−１になっ
てしまう場合には、フォーカス敏感度が０となりフォー
カス不能となってしまうことがあった。
【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、例え高変倍のズームレンズであっても、フ
ォーカシング時にフォーカスレンズ群の移動量が極端に
増大することのない小型のズームレンズを提供すること
を目的とする。
れたもので、例え高変倍のズームレンズであっても、フ
ォーカシング時にフォーカスレンズ群の移動量が極端に
増大することのない小型のズームレンズを提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のズームレンズは、長い共役側より順に、正
の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群
と、複数または１つのレンズ群によって構成される全体
として正の後続群とを有し、広角端から望遠端への変倍
の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は大
となり、前記第２レンズ群と前記後続群との間隔は小と
なるズームレンズであって、前記第２レンズ群は、負の
屈折力の第２ａ群と該第２ａ群より短い共役側に配置さ
れた負の屈折力の第２ｂ群とを有し、該第２ｂ群によっ
てフォーカシングを行うと共に、広角端の焦点距離をｆ
ｗ 、望遠端の焦点距離をｆｔ 、前記第２ａ群の焦点距
離をｆ２ａとするとき、
め、本発明のズームレンズは、長い共役側より順に、正
の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群
と、複数または１つのレンズ群によって構成される全体
として正の後続群とを有し、広角端から望遠端への変倍
の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は大
となり、前記第２レンズ群と前記後続群との間隔は小と
なるズームレンズであって、前記第２レンズ群は、負の
屈折力の第２ａ群と該第２ａ群より短い共役側に配置さ
れた負の屈折力の第２ｂ群とを有し、該第２ｂ群によっ
てフォーカシングを行うと共に、広角端の焦点距離をｆ
ｗ 、望遠端の焦点距離をｆｔ 、前記第２ａ群の焦点距
離をｆ２ａとするとき、
【００１３】
【数５】 なる条件を満足することを特徴としている。
【００１４】また、本発明の光学機器は、前記本発明の
ズームレンズを有することを特徴としている。
ズームレンズを有することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のズームレンズの実施形態
について説明する。
について説明する。
【００１６】前述したように、ポジティブリードタイプ
のズームレンズの負の第２レンズ群によるフォーカシン
グは、第２レンズ群の倍率が−１、もしくは−１付近に
なったときフォーカス不能やフォーカス移動量の著しい
増大といった問題を引き起こす。
のズームレンズの負の第２レンズ群によるフォーカシン
グは、第２レンズ群の倍率が−１、もしくは−１付近に
なったときフォーカス不能やフォーカス移動量の著しい
増大といった問題を引き起こす。
【００１７】本発明のズームレンズでは、負の第２レン
ズ群を少なくとも負の第２ａ群と負の第２ｂ群とに分割
し、第２ａ群よりも短い共役側に配置された第２ｂ群で
フォーカスを行っている。これは、第２レンズ群の負の
屈折力を少なくとも２つに分離することになるので、第
２レンズ群全体によるフォーカシングに比べて、フォー
カスレンズ群の負の屈折力は小となり、一見フォーカス
敏感度は更に小となるように思える。しかしながら、実
際にはフォーカス敏感度は大となる構成になっており、
以下この原理について、図１３を用いて説明する。
ズ群を少なくとも負の第２ａ群と負の第２ｂ群とに分割
し、第２ａ群よりも短い共役側に配置された第２ｂ群で
フォーカスを行っている。これは、第２レンズ群の負の
屈折力を少なくとも２つに分離することになるので、第
２レンズ群全体によるフォーカシングに比べて、フォー
カスレンズ群の負の屈折力は小となり、一見フォーカス
敏感度は更に小となるように思える。しかしながら、実
際にはフォーカス敏感度は大となる構成になっており、
以下この原理について、図１３を用いて説明する。
【００１８】図１３（ａ），（ｂ）に示すように、第１
レンズ群の像点Ｐ１は第１レンズ群の像点であると同時
に第２ａ群の物点になり、第２ａ群によってＰ２ａに結
像する。さらにＰ２ａは第２ａ群の像点であると同時に
第２ｂ群の物点になり、第２ｂ群によってＰ２ｂに結像
する。 Ｐ２ｂは第２ｂ群の像点であると同時に第２レ
ンズ群全体の像点となっている。
レンズ群の像点Ｐ１は第１レンズ群の像点であると同時
に第２ａ群の物点になり、第２ａ群によってＰ２ａに結
像する。さらにＰ２ａは第２ａ群の像点であると同時に
第２ｂ群の物点になり、第２ｂ群によってＰ２ｂに結像
する。 Ｐ２ｂは第２ｂ群の像点であると同時に第２レ
ンズ群全体の像点となっている。
【００１９】図１３（ａ）のように、第２ａ群の倍率が
正の場合（第２ａ群の物点Ｐ１と像点Ｐ２ａが第２ａ群
からみて同方向にある場合）は、第２ａ群が負レンズで
あるために、Ｐ２ａはＰ１より像側に結像する。第２レ
ンズ群全体の像点と第２ｂ群の像点はＰ２ｂであり同一
点なので、第２レンズ群全体と第２ｂ群を比較すると、
物点が遠くにある第２ｂ群のほうが倍率の絶対値は小と
なる。第２レンズ群全体の倍率は負であるから、第２ｂ
群の倍率は第２レンズ群全体の倍率から正の方向へシフ
トしていることになる。
正の場合（第２ａ群の物点Ｐ１と像点Ｐ２ａが第２ａ群
からみて同方向にある場合）は、第２ａ群が負レンズで
あるために、Ｐ２ａはＰ１より像側に結像する。第２レ
ンズ群全体の像点と第２ｂ群の像点はＰ２ｂであり同一
点なので、第２レンズ群全体と第２ｂ群を比較すると、
物点が遠くにある第２ｂ群のほうが倍率の絶対値は小と
なる。第２レンズ群全体の倍率は負であるから、第２ｂ
群の倍率は第２レンズ群全体の倍率から正の方向へシフ
トしていることになる。
【００２０】逆に、図１３（ｂ）のように、第２ａ群の
倍率が負の場合（第２ａ群の物点Ｐ１と像点Ｐ２ａが第
２ａ群からみて逆方向にある場合）は、第２ｂ群の物点
Ｐ２ａと像点Ｐ２ｂが、第２ｂ群からみてそれぞれ物体
側にあるので第２ｂ群の倍率は正となる。第２レンズ群
全体の倍率は負であるから、この場合もまた、第２ｂ群
の倍率は第２レンズ群全体の倍率から正の方向へシフト
していることになる。
倍率が負の場合（第２ａ群の物点Ｐ１と像点Ｐ２ａが第
２ａ群からみて逆方向にある場合）は、第２ｂ群の物点
Ｐ２ａと像点Ｐ２ｂが、第２ｂ群からみてそれぞれ物体
側にあるので第２ｂ群の倍率は正となる。第２レンズ群
全体の倍率は負であるから、この場合もまた、第２ｂ群
の倍率は第２レンズ群全体の倍率から正の方向へシフト
していることになる。
【００２１】この効果によって、例えば高変倍ズームレ
ンズのように、第２レンズ群全体の倍率が−１もしくは
−１付近となってしまう場合でも、第２ｂ群のフォーカ
ス敏感度は大となるので、近距離物体へのフォーカシン
グが可能となる。なお、効果が失われない範囲であれ
ば、フォーカシングの際、第２ａ群を第２ｂ群と異なる
速度で移動させたり、第２ａ群と第２ｂ群の間に収差補
正群等を配置しても良い。また、第２レンズ群内におい
て第２ｂ群より像側に後続群を設けても差し支えない。
ンズのように、第２レンズ群全体の倍率が−１もしくは
−１付近となってしまう場合でも、第２ｂ群のフォーカ
ス敏感度は大となるので、近距離物体へのフォーカシン
グが可能となる。なお、効果が失われない範囲であれ
ば、フォーカシングの際、第２ａ群を第２ｂ群と異なる
速度で移動させたり、第２ａ群と第２ｂ群の間に収差補
正群等を配置しても良い。また、第２レンズ群内におい
て第２ｂ群より像側に後続群を設けても差し支えない。
【００２２】本発明のズームレンズのもう１つの特徴
は、以下の条件式を満足することである。
は、以下の条件式を満足することである。
【００２３】
【数６】 但し、ｆ２ａ：第２ａ群の焦点距離 ｆｗ：広角端の焦点距離 ｆｔ：望遠端の焦点距離 である。
【００２４】（１）式は、広角端における第２ａ群の焦
点距離を規定する条件である。
点距離を規定する条件である。
【００２５】（１）式の上限を超えると十分な変倍比を
確保することが困難となるうえ、第２ｂ群のフォーカス
敏感度を維持することが困難となり、その結果、第２ｂ
群のフォーカス移動量が大となりすぎる。下限を超える
と、特に広角側における負の歪曲収差の補正が困難とな
る。好ましくは、（１）式を以下の範囲とするのが良
い。
確保することが困難となるうえ、第２ｂ群のフォーカス
敏感度を維持することが困難となり、その結果、第２ｂ
群のフォーカス移動量が大となりすぎる。下限を超える
と、特に広角側における負の歪曲収差の補正が困難とな
る。好ましくは、（１）式を以下の範囲とするのが良
い。
【００２６】
【数７】 更に、本発明のズームレンズは、以下の条件式も満足す
ることが望ましい。
ることが望ましい。
【００２７】 ０＜β２ｂｗ＜１．０ ‥‥‥（３） −０．８＜β２ｂｔ＜０．８ ‥‥‥（４） 但し、β２ｂｗ：広角端における第２ｂ群の倍率 β２ｂｔ：望遠端における第２ｂ群の倍率 （３）式は、広角端における第２ｂ群の倍率を規定する
条件である。
条件である。
【００２８】（３）式の上限を超えると、広角端におけ
る第２レンズ群全体の倍率の絶対値が大となりすぎ、結
果として広角端における光学系全体の焦点距離を短くす
ることが困難になる。一方、（３）式の下限を超える
と、広角端における第２レンズ群全体の負の屈折力が弱
くなりすぎ、レトロフォーカスタイプのレンズ構成をと
りにくくなるので良くない。
る第２レンズ群全体の倍率の絶対値が大となりすぎ、結
果として広角端における光学系全体の焦点距離を短くす
ることが困難になる。一方、（３）式の下限を超える
と、広角端における第２レンズ群全体の負の屈折力が弱
くなりすぎ、レトロフォーカスタイプのレンズ構成をと
りにくくなるので良くない。
【００２９】（４）式は、望遠端における第２ｂ群の倍
率を規定する条件である。
率を規定する条件である。
【００３０】（４）式の条件をはずれて、 ０．８≦β２ｂｔ≦１．２ −１．２≦β２ｂｔ≦−０．８ の範囲になると、望遠端における第２ｂ群のフォーカス
敏感度が小となりすぎ、フォーカス移動量が著しく大と
なったり、フォーカス不能となったりするので良くな
い。更に条件をはずれて、 １．２＜β２ｂｔ β２ｂｔ＜−１．２ の範囲になると、第２レンズ群内の他の光学系との倍率
分担のバランスが悪くなり、結果として像面湾曲やフォ
ーカシングに伴う球面収差の変動の補正が困難となり良
くない。
敏感度が小となりすぎ、フォーカス移動量が著しく大と
なったり、フォーカス不能となったりするので良くな
い。更に条件をはずれて、 １．２＜β２ｂｔ β２ｂｔ＜−１．２ の範囲になると、第２レンズ群内の他の光学系との倍率
分担のバランスが悪くなり、結果として像面湾曲やフォ
ーカシングに伴う球面収差の変動の補正が困難となり良
くない。
【００３１】好ましくは、（３），（４）式を以下の範
囲とするのが良い。
囲とするのが良い。
【００３２】 ０＜β２ｂｗ＜０．５ ‥‥‥（５） −０．４＜β２ｂｔ＜０．４ ‥‥‥（６） 更に、本発明のズームレンズは、以下の条件式も満足す
ることが望ましい。
ることが望ましい。
【００３３】
【数８】 但し、ｆ１ ：第１群の焦点距離 ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離 （７）式は、第１群の焦点距離を規定する条件である。
【００３４】（７）式の上限を超えると望遠側で十分な
テレフォトタイプとすることができなくなり、Ｆナンバ
ーの確保が困難となる。一方、下限を超えると、前玉径
が大型化しすぎるので良くない。
テレフォトタイプとすることができなくなり、Ｆナンバ
ーの確保が困難となる。一方、下限を超えると、前玉径
が大型化しすぎるので良くない。
【００３５】（８）式は、第２ｂ群の焦点距離を規定す
る条件である。
る条件である。
【００３６】（８）式の上限を超えると、広角端におけ
る第２レンズ群全体の負の屈折力が弱くなりすぎ、レト
ロフォーカスタイプのレンズ構成をとりにくくなるので
良くない。一方、下限を超えると、第２ｂ群で発生する
負の球面収差やコマ収差が大となり、フォーカシングに
ともなう収差変動が大となり良くない。好ましくは、
（７），（８）式を以下の範囲とするのが良い。
る第２レンズ群全体の負の屈折力が弱くなりすぎ、レト
ロフォーカスタイプのレンズ構成をとりにくくなるので
良くない。一方、下限を超えると、第２ｂ群で発生する
負の球面収差やコマ収差が大となり、フォーカシングに
ともなう収差変動が大となり良くない。好ましくは、
（７），（８）式を以下の範囲とするのが良い。
【００３７】
【数９】 また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満足す
ることも好ましい。
ることも好ましい。
【００３８】Ｄａｂｗ＜Ｄａｂｔ ‥‥‥（１１） 但し、Ｄａｂｗ：広角端における第２ａ群と第２ｂ群の
空気間隔 Ｄａｂｔ：望遠端における第２ａ群と第２ｂ群の空気間
隔 である。
空気間隔 Ｄａｂｔ：望遠端における第２ａ群と第２ｂ群の空気間
隔 である。
【００３９】（１１）式は、広角端における第２ａ群と
第２ｂ群の空気間隔と、望遠端における第２ａ群と第２
ｂ群の空気間隔の関係を規定する条件である。本発明
は、ズームレンズの望遠端におけるフォーカス敏感度を
適切にするものであるが、収差補正や変倍を確保する等
の設計上の制約によっては、望遠端のフォーカス敏感度
が広角端のフォーカス敏感度より小となってしまう場合
もありうる。
第２ｂ群の空気間隔と、望遠端における第２ａ群と第２
ｂ群の空気間隔の関係を規定する条件である。本発明
は、ズームレンズの望遠端におけるフォーカス敏感度を
適切にするものであるが、収差補正や変倍を確保する等
の設計上の制約によっては、望遠端のフォーカス敏感度
が広角端のフォーカス敏感度より小となってしまう場合
もありうる。
【００４０】（１０）式を満足すれば、広角端と望遠端
における第２ｂ群のフォーカスレンズ群の移動量を効率
良く確保することができるため、特に広角端における前
玉系の大型化を防ぐことができる。
における第２ｂ群のフォーカスレンズ群の移動量を効率
良く確保することができるため、特に広角端における前
玉系の大型化を防ぐことができる。
【００４１】また、本発明のズームレンズは、前記第２
ｂ群が少なくとも1 枚の正レンズと2 枚の負レンズを含
んでいることが好ましい。
ｂ群が少なくとも1 枚の正レンズと2 枚の負レンズを含
んでいることが好ましい。
【００４２】一般に、ズームレンズを構成する各レンズ
群の収差は少ないほうが望ましいが、各レンズ群で収差
を相殺させることも可能である。
群の収差は少ないほうが望ましいが、各レンズ群で収差
を相殺させることも可能である。
【００４３】しかしながら、フォーカスレンズ群に関し
ては、収差が残存しすぎるとフォーカシングにともなう
収差変動が大となり、これを他のレンズ群と相殺させる
ことは困難である。請求項８は上記を鑑みて設定した条
件であり、負の第２ｂ群に少なくとも1 枚の正レンズと
2 枚の負レンズを備えることで、特にフォーカシングに
ともなう球面収差と、像面湾曲の変動を小としている。
ては、収差が残存しすぎるとフォーカシングにともなう
収差変動が大となり、これを他のレンズ群と相殺させる
ことは困難である。請求項８は上記を鑑みて設定した条
件であり、負の第２ｂ群に少なくとも1 枚の正レンズと
2 枚の負レンズを備えることで、特にフォーカシングに
ともなう球面収差と、像面湾曲の変動を小としている。
【００４４】また、本発明のズームレンズは、前記第1
群は長い共役側より順に、長い共役側に凸の負メニスカ
スレンズ、正レンズ、長い共役側に凸の正メニスカスレ
ンズで構成され、前記第1 群の正レンズの屈折率の平均
値をＮ１ｐ、前記第1 群の負レンズのアッベ数をν１ｎ
とするとき、以下の条件式を満足することも好ましい。
群は長い共役側より順に、長い共役側に凸の負メニスカ
スレンズ、正レンズ、長い共役側に凸の正メニスカスレ
ンズで構成され、前記第1 群の正レンズの屈折率の平均
値をＮ１ｐ、前記第1 群の負レンズのアッベ数をν１ｎ
とするとき、以下の条件式を満足することも好ましい。
【００４５】１．６＜ Ｎ１ｐ ‥‥‥（１２） ３０＞ ν１ｎ ‥‥‥（１３） 但し、Ｎ１ｐ ：第1 群の正レンズの屈折率の平均値 ν１ｎ ：負レンズのアッベ数 である。
【００４６】（１２）式は第1 群の正レンズの屈折率の
平均値を規定する条件である。
平均値を規定する条件である。
【００４７】（１２）式をはずれると、第１群で発生す
る正の球面収差およびコマ収差が大となり、特に望遠端
での画質劣化を招き、さらにレンズの曲率半径が小にな
ることによって、レンズ群の厚さが大となり、結果とし
て、光学系が大型化するので良くない。
る正の球面収差およびコマ収差が大となり、特に望遠端
での画質劣化を招き、さらにレンズの曲率半径が小にな
ることによって、レンズ群の厚さが大となり、結果とし
て、光学系が大型化するので良くない。
【００４８】（１３）式は第1 群の負レンズのアッベ数
を規定する条件である。
を規定する条件である。
【００４９】（１３）式をはずれると、特に望遠端での
軸上色収差の補正が困難となる。
軸上色収差の補正が困難となる。
【００５０】好ましくは、（１２），（１３）式を以下
の範囲とするのが良い。
の範囲とするのが良い。
【００５１】 １．６５＜ Ｎ１ｐ ‥‥‥（１２） ２７＞ ν１ｎ ‥‥‥（１３） ズームレンズを上記してきたような本構成とすれば良好
なる光学性能を達成しつつ、光学系全体の小型化、フォ
ーカシングのための鏡筒構造の簡略化、ローコスト化等
が容易となる。また、至近物体撮影時のフォーカシング
においても、フォーカスレンズ群の移動量が極端に増加
することがない。
なる光学性能を達成しつつ、光学系全体の小型化、フォ
ーカシングのための鏡筒構造の簡略化、ローコスト化等
が容易となる。また、至近物体撮影時のフォーカシング
においても、フォーカスレンズ群の移動量が極端に増加
することがない。
【００５２】図１４は、本発明のズームレンズを備えた
一眼レフカメラ（光学機器）の一例である。図中、１０
は本発明のズームレンズ、２０はカメラ本体である。こ
のように、本発明のズームレンズは、一眼レフカメラや
ビデオカメラ等の光学機器に対して、好適に用いること
ができる。
一眼レフカメラ（光学機器）の一例である。図中、１０
は本発明のズームレンズ、２０はカメラ本体である。こ
のように、本発明のズームレンズは、一眼レフカメラや
ビデオカメラ等の光学機器に対して、好適に用いること
ができる。
【００５３】［実施例］次に本発明のズームレンズの実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００５４】図１は、実施例１のズームレンズの断面図
であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２レン
ズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ群、
Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は負の第４レンズ群、Ｌ
５は正の第５レンズ群、Ｓは絞り、ＦＰは移動フレアー
カッターである。
であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２レン
ズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ群、
Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は負の第４レンズ群、Ｌ
５は正の第５レンズ群、Ｓは絞り、ＦＰは移動フレアー
カッターである。
【００５５】広角端から望遠端への変倍の際、第１レン
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ像面側
へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２ｂとの間隔
を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は第３
レンズ群Ｌ３との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第
５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を小にしつ
つ第３レンズ群Ｌ３と一体に物体側へ移動する。第２ｂ
群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であり、近距離へのフォ
ーカシングの際、物体側に移動する。
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ像面側
へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２ｂとの間隔
を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は第３
レンズ群Ｌ３との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第
５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を小にしつ
つ第３レンズ群Ｌ３と一体に物体側へ移動する。第２ｂ
群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であり、近距離へのフォ
ーカシングの際、物体側に移動する。
【００５６】図２は、実施例２のズームレンズの断面図
であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２レン
ズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ群、
Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は負の第４レンズ群、Ｌ
５は正の第５レンズ群、Ｓは絞りである。
であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２レン
ズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ群、
Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は負の第４レンズ群、Ｌ
５は正の第５レンズ群、Ｓは絞りである。
【００５７】広角端から望遠端への変倍の際、第１レン
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ物体側
へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２ｂとの間隔
を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は第３
レンズ群Ｌ３との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第
５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を小にしつ
つ第３レンズ群Ｌ３と一体に物体側へ移動する。第２ｂ
群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であり、近距離へのフォ
ーカシングの際、物体側に移動する。
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ物体側
へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２ｂとの間隔
を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は第３
レンズ群Ｌ３との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第
５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を小にしつ
つ第３レンズ群Ｌ３と一体に物体側へ移動する。第２ｂ
群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であり、近距離へのフォ
ーカシングの際、物体側に移動する。
【００５８】図３は、実施例３のズームレンズの断面図
であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２レン
ズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ群、
Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は正の第４レンズ群、Ｓ
は絞りである。
であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２レン
ズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ群、
Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は正の第４レンズ群、Ｓ
は絞りである。
【００５９】広角端から望遠端への変倍の際、第１レン
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ物体側
へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２ｂとの間隔
を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は第３
レンズ群Ｌ３との間隔を小にしつつ物体側へ移動する。
第２ｂ群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であり、近距離へ
のフォーカシングの際、物体側に移動する。
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ物体側
へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２ｂとの間隔
を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は第３
レンズ群Ｌ３との間隔を小にしつつ物体側へ移動する。
第２ｂ群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であり、近距離へ
のフォーカシングの際、物体側に移動する。
【００６０】図４は、各々実施例４のズームレンズの断
面図であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２
レンズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ
群、Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は負の第４レンズ
群、Ｌ５は正の第５レンズ群であり、Ｓは絞りである。
面図であり、Ｌ１は正の第１レンズ群、Ｌ２は負の第２
レンズ群、Ｌ２ａは負の第２ａ群、Ｌ２ｂは負の第２ｂ
群、Ｌ３は正の第３レンズ群、Ｌ４は負の第４レンズ
群、Ｌ５は正の第５レンズ群であり、Ｓは絞りである。
【００６１】広角端から望遠端への変倍の際、第１レン
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ物体側
へ凸の軌跡で移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２
ｂとの間隔を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群
Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を大にしつつ物体側へ
移動し、第５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔
を小にしつつ第３レンズ群Ｌ３と一体に物体側へ移動し
ておいる。第２ｂ群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であ
り、近距離へのフォーカシングの際、物体側に移動す
る。
ズ群Ｌ１は物体側へ移動し、第２ａ群Ｌ２ａは第１レン
ズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動し、第２ｂ
群Ｌ２ｂは第２ａ群Ｌ２ａとの間隔を大にしつつ物体側
へ凸の軌跡で移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２ｂ群Ｌ２
ｂとの間隔を小にしつつ物体側へ移動し、第４レンズ群
Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を大にしつつ物体側へ
移動し、第５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔
を小にしつつ第３レンズ群Ｌ３と一体に物体側へ移動し
ておいる。第２ｂ群Ｌ２ｂはフォーカスレンズ群であ
り、近距離へのフォーカシングの際、物体側に移動す
る。
【００６２】以下に各実施例の数値実施例を示す。数値
実施例１〜４は、それぞれ実施例１〜４のズームレンズ
に対応している。
実施例１〜４は、それぞれ実施例１〜４のズームレンズ
に対応している。
【００６３】数値実施例において、ｒｉは物体側より第
Ｌ１番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より第Ｌ
１番目のレンズ厚または空気間隔、ｎｉとνｉは第ｉ番
目のレンズの屈折率とアッベ数である。また、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数であり、非球面の形状は、レン
ズ面と光軸との交点を原点、光の進行方向を正としたと
き、光軸方向の位置Ｘ、光軸と垂直方向の位置Ｙより以
下の式で表している。
Ｌ１番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より第Ｌ
１番目のレンズ厚または空気間隔、ｎｉとνｉは第ｉ番
目のレンズの屈折率とアッベ数である。また、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数であり、非球面の形状は、レン
ズ面と光軸との交点を原点、光の進行方向を正としたと
き、光軸方向の位置Ｘ、光軸と垂直方向の位置Ｙより以
下の式で表している。
【００６４】
【数１０】 なる式で表している。また前述の各条件式と数値実施例
における諸数値との関係を表−１に示す。
における諸数値との関係を表−１に示す。
【００６５】
【外１】
【００６６】
【外２】
【００６７】
【外３】
【００６８】
【外４】
【００６９】
【表１】 図５，図６は本発明の数値実施例１の収差図、図７，図
８は本発明の数値実施例２の収差図、図９，図１０は本
発明の数値実施例３の収差図、図１１，図１２は本発明
の数値実施例４の収差図である。
８は本発明の数値実施例２の収差図、図９，図１０は本
発明の数値実施例３の収差図、図１１，図１２は本発明
の数値実施例４の収差図である。
【００７０】各図中、Ｗは広角端、Ｍは中間焦点距離、
Ｔは望遠端の収差図を示しており、図５，図７，図９，
図１１は物体距離が無限の場合、図６，図８，図１０，
図１２は近距離の場合を示している。
Ｔは望遠端の収差図を示しており、図５，図７，図９，
図１１は物体距離が無限の場合、図６，図８，図１０，
図１２は近距離の場合を示している。
【００７１】図中の球面収差を表す収差図において、実
線はｄ線、２点鎖線はｇ線、破線は正弦条件を表してい
る。また、非点収差を表す収差図において、実線はサジ
タル像面、点線はメリディオナル像面を表している。
線はｄ線、２点鎖線はｇ線、破線は正弦条件を表してい
る。また、非点収差を表す収差図において、実線はサジ
タル像面、点線はメリディオナル像面を表している。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フォーカシング時にフォーカスレンズ群の移動量が極端
に増大することのない小型のズームレンズ及びそれを有
した光学機器が提供できる。
フォーカシング時にフォーカスレンズ群の移動量が極端
に増大することのない小型のズームレンズ及びそれを有
した光学機器が提供できる。
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図３】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図４】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例１の無限遠物体の収差図
【図６】本発明の数値実施例１の物体距離１ｍの収差図
【図７】本発明の数値実施例２の無限遠物体の収差図
【図８】本発明の数値実施例２の物体距離０．５ｍの収
差図
差図
【図９】本発明の数値実施例３の無限遠物体の収差図
【図１０】本発明の数値実施例３の物体距離０．５ｍの
収差図
収差図
【図１１】本発明の数値実施例４の無限遠物体の収差図
【図１２】本発明の数値実施例４の物体距離０．５ｍの
収差図
収差図
【図１３】本発明のズームレンズの原理を説明するため
の図である。
の図である。
【図１４】本発明のズームレンズを備えた一眼レフカメ
ラの要部概略図である。
ラの要部概略図である。
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ２ａ 第２ａ群 Ｌ２ｂ 第２ｂ群 Ｌ３ 第３レンズ群 Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＰ 絞り ＦＰ 移動フレアーカッター Ｌ１Ｐ 像面 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 Ｓ．Ｃ 正弦条件
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 MA13 MA18 PA12 PA13 PA18 PA19 PA20 PB13 PB15 PB16 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA37 QA41 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA31 RA36 SA23 SA27 SA29 SA33 SA43 SA47 SA49 SA53 SA55 SA57 SA65 SA66 SA72 SA73 SA74 SA75 SA76 SB04 SB12 SB15 SB16 SB24 SB33 SB42 SB44
Claims (11)
- 【請求項１】 長い共役側より順に、正の屈折力の第１
レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、複数または
１つのレンズ群によって構成される全体として正の後続
群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際、前記第１
レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は大となり、前記第
２レンズ群と前記後続群との間隔は小となるズームレン
ズであって、前記第２レンズ群は、負の屈折力の第２ａ
群と該第２ａ群より短い共役側に配置された負の屈折力
の第２ｂ群とを有し、該第２ｂ群によってフォーカシン
グを行うと共に、広角端の焦点距離をｆｗ 、望遠端の
焦点距離をｆｔ 、前記第２ａ群の焦点距離をｆ２ａと
するとき、 【数１】 なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項２】広角端における前記第２ｂ群の倍率をβ２
ｂｗ、 望遠端における前記第２ｂ群の倍率をβ２ｂｔ
とするとき、 ０＜β２ｂｗ＜１．０ −０．８＜β２ｂｔ＜０．８ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項３】前記第１群の焦点距離をｆ１、前記第２ｂ
群の焦点距離をｆ２ｂとするとき 【数２】 なる条件を満足することを特徴とする請求項１，又は２
記載のズームレンズ。 - 【請求項４】 【数３】 なる条件を満足することを特徴とする請求項３記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項５】 ０＜β２ｂｗ＜０．５ −０．４＜β２ｂｔ＜０．４ なる条件を満足することを特徴とする請求項４記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項６】 【数４】 なる条件を満足することを特徴とする請求項４，５記載
のズームレンズ。 - 【請求項７】 広角端における第２ａ群と第２ｂ群の空
気間隔をＤａｂｗ、望遠端における第２ａ群と第２ｂ群
の空気間隔をＤａｂｔとするとき、 Ｄａｂｗ＜Ｄａｂｔ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６記
載のズームレンズ。 - 【請求項８】 前記第２ｂ群は少なくとも1 枚の正レン
ズと2 枚の負レンズを含んでいることを特徴とする請求
項１乃至７記載のズームレンズ。 - 【請求項９】 前記第1 群は長い共役側より順に、長い
共役側に凸の負メニスカスレンズ、正レンズ、長い共役
側に凸の正メニスカスレンズで構成され、前記第1 群の
正レンズの屈折率の平均値をＮ１ｐ、前記第1 群の負レ
ンズのアッベ数をν１ｎとするとき、 １．６＜ Ｎ１ｐ ３０＞ ν１ｎ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８記
載のズームレンズ。 - 【請求項１０】 １．６５＜ Ｎ１ｐ ２７＞ ν１ｎ なる条件を満足することを特徴とする請求項９記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０記載のズームレンズ
を有することを特徴とする光学機器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20859498A JP4401451B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | ズームレンズ及びそれを有した光学機器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20859498A JP4401451B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | ズームレンズ及びそれを有した光学機器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4401451B2 JP4401451B2 (ja) | 2010-01-20 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20859498A Expired - Fee Related JP4401451B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | ズームレンズ及びそれを有した光学機器 |
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|---|---|
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| JP5668544B2 (ja) | 2011-03-15 | 2015-02-12 | 株式会社リコー | ズームレンズおよびカメラおよび情報装置 |
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| JP2013210398A (ja) | 2012-02-29 | 2013-10-10 | Ricoh Co Ltd | ズームレンズ、撮像装置および携帯情報端末装置 |
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