JP2000047107A - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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Abstract
フローティングフォーカスを用いることで、使用感良い
迅速なフォーカシングを可能とし、物体無限遠から至近
距離まで良好な光学性能を達成するとともに防振機能を
備えたズームレンズを得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力の第1群、負
の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の
第4群、正の屈折力の第5群、そして負の屈折力の第6
群の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍
に際しては、該第i群を第(i+1)群の広角端と望遠
端での空気間隔を適切に変化させると共に、各レンズ群
の屈折力等を適切に設定したこと。
Description
し、所謂リアーフォーカス及びフローティングフォーカ
スを用いるとともに防振機能を有した一眼レフカメラ等
のスティルカメラやビデオカメラ等に好適なズームレン
ズに関するものである。
ズ、特に広角レンズやマクロレンズでは、近距離撮影で
の光学性能の劣化を防止する目的でフォーカシングの際
に2つのレンズ群を独立に移動させる所謂フローティン
グフォーカスと呼ばれるフォーカス方式を用いている。
メラ等におけるズームレンズのフォーカス方式としては
第1群でフォーカシングを行う所謂前玉フォーカス方式
が一般的である。この方式は、同一物体距離に対するフ
ォーカスレンズの繰り出し量がズーム位置によらず一定
であるため鏡筒構造を簡単にできるという利点があっ
た。しかしながら、高変倍ズームレンズに用いたとき、
近距離撮影時の周辺光量を確保するために前玉のレンズ
外径を大きくする必要がありレンズ系の小型化の妨げと
なったり、望遠ズームレンズ用においては、特に現在一
般的となっているオートフォーカスカメラではレンズ重
量の重い第1群をフォーカスで駆動するため高トルクの
モータを必要としたりAF(オートフォーカス)スピー
ドが遅くなる等の欠点があった。
フォーカス方式やインナーフォーカス方式が種々提案さ
れている。
カスレンズ群を比較的小型軽量に構成することができる
ため、オートフォーカスカメラに用いると迅速なフォー
カシングが可能となる等の利点があり、またレンズ系全
体を小型化出来るといった利点がある。
レンズが、例えば特開平3−225307号公報、特開
平3−225308号公報、特開平3−225309号
公報で提案されている。これらは5群構成の望遠ズーム
レンズにおいてリアーフォーカス、またはフローティン
グフォーカスを利用している。
屈折力の6群構成のズームレンズとして、特開平4−1
86212号公報、特開平8−29686号公報等があ
る。特開平4−186212号公報は広角域を含む高変
倍ズームレンズであり、特開平8−29686号公報は
ズーム比4倍程度の望遠ズームレンズである。
するために所謂防振機能を有するズームレンズが特開平
8−136863号公報で開示されている。
補正する方法として電気的な方法は、銀塩写真用カメラ
には適用できないという問題点があった。又、光学系の
物体側にプリズム頂点角度が可変なプリズムを配置し、
ブレに応じてプリズム頂点角度を変化させ、その補正を
行う方式は、光学系の物体側のプリズムを装着する為、
特に大口径な光学系に対してはその補正光学系及び駆動
装置が大型化してしまう。又、光学性能的にも補正時に
プリズム作用による色収差が出てしまう為、高画質の画
像を得るのが難しくなってしまうという問題点があっ
た。
せることにより画像位置の変位を行い、ブレの補正を行
わせる方法は、移動レンズ群を適切に選択、配置するこ
とにより、装置を小型にすることができる。
型軽量、かつ少ない移動量にて大きな像位置の変位作用
を偏心収差を補正して画質の劣化を極力防止しつつ行う
必要があり、一般にそれらのバランスを十分に満たすの
が大変難しいという問題点があった。
用のレンズ群が小型軽量である為、操作性が容易で、し
かも高速操作が可能となり、又無限遠物体と至近物体に
フォーカスしたときのレンズ系全体の重心位置の変化が
少なく、ホールディングしやすい等の利点がある。
いてインナーフォーカス式を採用すると、フォーカスの
際の収差変動が大きくなり、このときの収差変動を良好
に補正するのが難しく、光学性能を低下させる原因とな
っている。
の屈折力を有する6つのレンズ群より構成し、各レンズ
群の屈折力や変倍を行なうための各レンズ群の移動条件
等を適切に設定することにより、レンズ枚数を少なく
し、レンズ全長の短縮化を図りつつ、全変倍範囲にわた
り高い光学性能を有したズームレンズの提供を目的とす
る。
ンズ群を光軸と垂直な方向に偏心駆動させて撮影画像の
変位(ブレ)を補正する際、各レンズ要素を適切に配置
することによって、各種の偏心収差を良好に補正し、又
十分に少ない偏心駆動量で十分に大きい変位補正(ブレ
補正)を実現することによって装置全体の小型化を可能
としたズームレンズの提供にある。
ス式とフローティング式を採用しつつ、無限遠物体から
近距離物体に至る広範囲の物体距離において、フォーカ
スの際の収差変動を良好に補正したズームレンズの提供
にある。
は、(1-1) 物体側より順に正の屈折力の第1群、負の屈
折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の第4
群、正の屈折力の第5群、負の屈折力の第6群の6つの
レンズ群を有し、前記各レンズ群の間隔を変化させて変
倍を行うズームレンズに於いて、前記第3 群を正レンズ
と物体側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズと物体
側に強い凸面を向けた正レンズの3つのレンズより構成
し、前記第5群を物体側より正レンズ、像側に強い凹面
を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズの4つのレンズ
より構成し、前記第6 群を物体側より負レンズ、正レン
ズ、負レンズの3つのレンズより構成し、第i群と第i
+1群の広角端での間隔をDiW、第i群と第i+1群
の望遠端での間隔をDiT、第1 群の広角端から望遠端
への変倍時の移動量をm1、第1,2群の焦点距離をf
1,f2、全系の望遠端の焦点距離をfTとしたとき、 D1W < D1T ‥‥‥(1) D2W > D2T ‥‥‥(2) D3W < D3T ‥‥‥(3) D4W > D4T ‥‥‥(4) D5W > D5T ‥‥‥(5) −0.23 < m1/fT <−0.19 ‥‥‥(6) 0.44 < f1/fT <0.52 ‥‥‥(7) 0.11 < |f2|/fT <0.15 ‥‥‥(8) 0.16 < f3/fT <0.25 ‥‥‥(9) 0.12 < f5/fT <0.16 ‥‥(10) なる条件式を満足させることを特徴としている。
角端のレンズ断面図、図2〜図5は本発明の数値実施例
1の広角端無限遠物体、広角端至近物体(4m)、望遠
端無限遠物体、望遠端至近物体(4m)のときの収差図
である。
ンズ断面図、図7〜図10は本発明の数値実施例2の広
角端無限遠物体、広角端至近物体(4m)、望遠端無限
遠物体、望遠端至近物体(4m)のときの収差図であ
る。
レンズ断面図、図12〜図15は本発明の数値実施例3
の広角端無限遠物体、広角端至近物体(4m)、望遠端
無限遠物体、望遠端至近物体(4m)のときの収差図で
ある。
レンズ断面図、図17〜図20は本発明の数値実施例4
の広角端無限遠物体、広角端至近物体(4m)、望遠端
無限遠物体、望遠端至近物体(4m)のときの収差図で
ある。
の単位をmmで表したときである。
負の屈折力の第2群、L3は正の屈折力の第3群、L4
は負の屈折力の第4群、L5は正の屈折力の第5群、L
6は負の屈折力の第6群、SPは絞りである。矢印は広
角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群の移動軌跡
を示している。
際しては前述の条件式(1)〜(5)を満足するように
第1,第3〜第6を移動させている。
群と第3群の間隔が減少し、第3群と第4群の間隔が増
大し、第4群と第5群の間隔が減少し、第5群と第6群
の間隔が減少するように、所定のレンズ群を移動させて
いる。
式(1)〜(5)を満足するように変化させて変倍を行
うことで各レンズ群に変倍分担をさせ、広角端から望遠
端までバランス良く収差補正を行うとともにコンパクト
化を達成している。
へのズーミングに際し第1群、第3群、第4 群、第5
群、第6群が各々物体側へ移動し、第2群は固定であ
る。無限遠物体から至近物体へのフォーカシングは第6
群を像側に移動させるとともに第4群を物体側に移動さ
せて行う。同一物体距離へのフォーカシングのための移
動は、第4群は一定であり、第6群は焦点距離が長くな
るに従って増大する。また手ぶれ等の補正を行う所謂防
振を可能としており、第2群を光軸に垂直な方向に移動
させることで防振を行っている。
物体側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズと物体側
に強い凸面を向けた正レンズより構成することで良好な
収差補正を可能とし、第6 群を物体側より負レンズ、正
レンズ、負レンズより構成することでフォーカシングで
の収差変動を少なくし、また、数値実施例2〜4では、
第6 群を一つの接合レンズユニットとすることで面反射
ゴーストを少なくし、鏡筒への組み込みを簡単にしてい
る。さらに条件式(6)〜(10)を満足するように各
レンズ群を構成し、良好なる光学性能を得ている。
いて説明する。
に対する広角端から望遠端への変倍の際の第1群の移動
量を規定するものであり、特に本発明においては、第2
群で防振を行うために、第2群の軽量化、コンパクト化
が望まれており、これを実現するためのものである。下
限値を越えて第1群の移動量が増えると広角端でのレン
ズ全長を短くするため及び第2群のレンズ外径を小さく
するには良い方向であるがこの動きを実現するための鏡
筒構造が複雑になってくる。上限値を越えて第1群の移
動量が小さくなると広角端でのレンズ全長を短くするこ
とと望遠端での収差補正を両立することが困難となる。
に対する第1群の焦点距離の範囲を規定するものであ
り、上記条件式と同様特に第2群の軽量化、コンパクト
化を達成しつつ良好な性能を満足するためのものであ
る。下限値を越えて第1群の正の屈折力が強くなるとレ
ンズ全長の短縮、レンズ外径の小型化には良い方向だ
が、第1群で発生する収差特に球面収差が大きくなりこ
れを他のレンズ群で補正することが困難となる。上限値
を越えて第1群の正の屈折力が弱くなると収差補正には
良い方向だが、コンパクト化に反する。
に対する第2群の焦点距離の範囲を規定するものであ
る。一般に、ズームレンズのコンパクト化を図る手段と
して各レンズ群の屈折力を強くする、特に第2群の屈折
力を強くすることが考えられる。ところが、望遠ズーム
レンズにおいては第2群の屈折力を強くするに従ってレ
ンズ系の屈折力配置としてレトロフォーカスタイプとな
りバックフォーカスが必要以上にながくなり従ってレン
ズ全長が長くなるため第3群以降のレンズ群を極端なテ
レフォトタイプとすることでバックフォーカスの増大を
防ぐ必要が生じる。
て前述の方法ではなく多群化によりコンパクト化を達成
している。このとき条件式(8)を満足するように第2
群の焦点距離を規定している。下限値を越えて第2群の
屈折力が強くなると変倍の為の各レンズ群の移動量は少
なくできるが、バックフォーカスが長くなり、第2群で
発生する諸収差が大きくなり好ましくない。上限値を越
えて第2群の屈折力が弱くなると、変倍のための各レン
ズ群の移動量を大きくする必要がありレンズ系が増大す
るので好ましくない。
に対する第3群の焦点距離の範囲を規定するものであ
る。条件式の範囲外となると広角端から望遠端までバラ
ンス良く諸収差を補正することが困難となる。
離に対する第5群の焦点距離の範囲を規定するものであ
る。下限値を越えて第5群の屈折力が強くなるとレンズ
系のコンパクト化には良い方向だが、第5群で発生する
諸収差特に広角端での球面収差が大きくなり好ましくな
い。上限値を越えて第5群の屈折力が弱くなるとレンズ
全長が長くなり好ましくない。
り収差変動が少なく、画面全体にわたり高い光学性能を
得るには、次の諸条件のうちの少なくとも1つを満足さ
せるのが良い。
カシングを第4 群を物体側へ移動し、第6 群を像側に移
動して行い、第4 群を物体側に凹面を向けたメニスカス
状の負レンズで構成し、第4 群の焦点距離をf4、無限
遠物体での第6 群の広角端と、望遠端の横倍率を各々β
6W,β6Tとしたとき、 0.28 < |f4|/fT <0.4・・・(11) 2.0 < β6W <2.4・・・(12) 2.6 < β6T <3 ・・・(13) なる条件式を満足することである。
離に対する第4群の焦点距離の範囲を規定するものであ
る。下限値を越えて第4群の屈折力が強くなるとこれに
伴って第6群の屈折力を強くする必要が生じ特に軸外収
差が多く発生し、上限値を越えて第4群の屈折力が弱く
なるとこの群で補正しているズーミングによる球面収差
の変動をとるのが困難となる。
物体での第6群の広角端の倍率、第6群の望遠端の倍率
であり、第6群でのフォーカシングを良好に行うための
ものである。第6群でのフォーカシングの条件として、
第6群の敏感度(第6群の移動量にたいする像面の移動
量)を適切にする必要がある。本実施例において第6群
の敏感度S6は S6=(1−β62) で表される。敏感度S6の絶対値が極端に大きくなった
り、極端に小さくなったりするのは好ましくなく、変倍
の途中で敏感度S6がゼロになるとこのレンズ群でフォ
ーカシングを行うかとができなくなる。条件式(12)
の下限値を越えて横倍率β6Wが小さくなると、広角端
での第6群の敏感度が小さくなり、上限値を越えて横倍
率β6Wが大きくなると、広角端での第6群の敏感度が
大きくなる。条件式(13)の下限値を越えて横倍率β
6Tが小さくなると、望遠端での第6群の敏感度が小さ
くなり、上限値を越えて横倍率β6Tが大きくなると、
望遠端での第6群の敏感度が大きくなる。従って、上記
条件式を満足するように屈折力配置を適切にする必要が
ある。
カス状の負レンズとすることで、変倍による球面収差の
変動をおさえることを可能としている。
への前記第4群のフォーカシングのための移動量は、焦
点距離によらず略一定となるようにしたことである。
時に収差補正のために移動させる所謂フローティングを
行っている。ここで、フローティングについて説明す
る。本発明において主フォーカス群は第6群であり、第
4群はフォーカシングによる収差変動、特に広角側での
像面の変動を補正する働きをしている。従って第4群の
繰り出し量は比較的意図的に変えることが可能であり、
本発明では、同一物体距離にたいする第4群の繰り出し
量が焦点距離によらず略一定になるようにしている。こ
れにより、第4群のフォーカスの移動を従来の前玉フォ
ーカスと同様に簡単な鏡筒構造で実現できる。
像側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、正レンズ
で構成し、前記第2群は2枚の負レンズと1枚の正レン
ズで構成し、前記第2 群を光軸と略垂直方向に移動して
撮影画像のブレを補正を行なったことである。
ズ系全体の小型化を図っている。
合されていることである。
球面収差の変動、ワイド側の像面湾曲の変動を良好に補
正するとともにコンパクト化を達成するために本実施例
では第5群を物体側より正レンズ、像側に強い凹面を向
けた負レンズ、正レンズ、正レンズで構成している。
例においてriは物体側より順に第i番目のレンズ面の
曲率半径、diは物体側より第i番目のレンズ厚及び空
気間隔、niとviは各々物体側より順に第i番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
諸数値との関係を表−1に示す。又、フォーカスレンズ
群(第4群と第6群)の移動量を表−2に示す。
全体として所定の屈折力を有する6つのレンズ群より構
成し、各レンズ群の屈折力や変倍を行なうための各レン
ズ群の移動条件等を適切に設定することにより、レンズ
枚数を少なくし、レンズ全長の短縮化を図りつつ、全変
倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズを達
成することができる。
直な方向に偏心駆動させて撮影画像の変位(ブレ)を補
正する際、各レンズ要素を適切に配置することによっ
て、各種の偏心収差を良好に補正し、又十分に少ない偏
心駆動量で十分に大きい変位補正(ブレ補正)を実現す
ることによって装置全体の小型化を可能としたズームレ
ンズを達成することができる。
ング式を採用しつつ、無限遠物体から近距離物体に至る
広範囲の物体距離において、フォーカスの際の収差変動
を良好に補正したズームレンズを達成することができ
る。
構成しフォーカシングは第6群と第4群を用いることで
迅速な焦点合わせが可能で無限遠物体から至近物体まで
良好な光学性能のズーム比4倍程度の望遠ズームレンズ
を達成することができる。
図
収差図
m)の収差図
収差図
m)の収差図
図
収差図
m)の収差図
収差図
(4m)の収差図
面図
の収差図
(4m)の収差図
の収差図
(4m)の収差図
面図
の収差図
(4m)の収差図
の収差図
(4m)の収差図
Claims (5)
- 【請求項1】物体側より順に正の屈折力の第1群、負の
屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の第
4群、正の屈折力の第5群、負の屈折力の第6群の6つ
のレンズ群を有し、前記各レンズ群の間隔を変化させて
変倍を行うズームレンズに於いて、前記第3 群を正レン
ズと物体側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズと物
体側に強い凸面を向けた正レンズの3つのレンズより構
成し、前記第5 群を物体側より正レンズ、像側に強い凹
面を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズの4つのレン
ズより構成し、前記第6 群を物体側より負レンズ、正レ
ンズ、負レンズの3つのレンズより構成し、第i群と第
i+1群の広角端での間隔をDiW、第i群と第i+1
群の望遠端での間隔をDiT、第1 群の広角端から望遠
端への変倍時の移動量をm1、第1,2群の焦点距離を
f1,f2、全系の望遠端の焦点距離をfTとしたと
き、 D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W > D4T D5W > D5T −0.23 < m1/fT <−0.19 0.44 < f1/fT <0.52 0.11 < |f2|/fT <0.15 0.16 < f3/fT <0.25 0.12 < f5/fT <0.16 なる条件式を満足させることを特徴とするズームレン
ズ。 - 【請求項2】無限遠物体から至近物体へのフォーカシン
グを第4 群を物体側へ移動し、第6群を像側に移動して
行い、第4 群を物体側に凹面を向けたメニスカス状の負
レンズで構成し、第4 群の焦点距離をf4、無限遠物体
での第6 群の広角端と、望遠端の横倍率を各々β6W,
β6Tとしたとき、 0.28 < |f4|/fT <0.4 2.0 < β6W <2.4 2.6 < β6T <3 なる条件式を満足することを特徴とした請求項1のズー
ムレンズ。 - 【請求項3】無限遠物体から任意の有限距離物体への前
記第4群のフォーカシングのための移動量は、焦点距離
によらず略一定となるようにしたことを特徴とした請求
項1のズームレンズ。 - 【請求項4】前記第1群は物体側より正レンズと像側に
凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、正レンズで構成
し、前記第2群は2枚の負レンズと1枚の正レンズで構
成し、前記第2 群を光軸と略垂直方向に移動して撮影画
像のブレを補正していることを特徴とする請求項1のズ
ームレンズ。 - 【請求項5】前記第6 群の3 枚のレンズは各々接合され
ていることを特徴とした請求項1ズームレンズ。
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JP22939898A JP4227223B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | ズームレンズ |
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JP22939898A JP4227223B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | ズームレンズ |
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JP4227223B2 JP4227223B2 (ja) | 2009-02-18 |
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Family Applications (1)
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