JP2000314838A

JP2000314838A - ズームレンズ

Info

Publication number: JP2000314838A
Application number: JP11124275A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Nakano; 雄一中野; Yusuke Nanjo; 雄介南條
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光学的有効径をより小さく全長を短くし高変
倍比で収差の変動を補正した小型軽量のリアフォーカス
式ズームレンズを提供する。【解決手段】第１レンズ群ＧＲ１は物体側より順に、
第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との接合レンズ及び第
３レンズＬ３から成り、第２レンズ群ＧＲ２は第４レン
ズＬ４及び第５レンズＬ５と第６レンズＬ６との接合レ
ンズから成り、第３レンズ群ＧＲ３は第７レンズＬ７と
第８レンズＬ８との接合レンズから成り、第４レンズ群
ＧＲ４は第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０との接合
レンズから成る。第３レンズ群の最も物体側の面と第４
レンズ群の最も像面側の面とを非球面によって構成し、
ｆ２、ｆ３、ｆ４を第２、３、４各レンズ群それぞれの
焦点距離、ｆｗを広角端でのレンズ全系の焦点距離とす
ると、１．１＜ｆ３／ｆ４＜１．４、１．０＜｜ｆ２／
ｆｗ｜＜１．３、４．２＜ｆ３／ｆｗ＜４．４の各条件
を同時に満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、明るく、高変倍比
で、しかも、全変倍範囲で良好な光学性能を有するスチ
ルカメラやビデオカメラ等に好適な小型軽量のズームレ
ンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】スチルカメラやビデオカメラ等に従来か
ら用いられている、比較的高い変倍比を有し、しかも、
大口径比のズームレンズとして、４群構成のレンズ群を
有するズームレンズ（以下、４群ズームレンズ）があ
る。

【０００３】上記４群ズームレンズは、物体側より順
に、合焦用の第１レンズ群、ズーミング（変倍）用の第
２レンズ群、ズーミングに伴う像面変動を補正するため
の第３レンズ群及びレンズ全系の焦点距離や収差補正の
バランスをとるための第４レンズ群から構成されてい
る。

【０００４】また、４群ズームレンズにおいては、ズー
ミングのために２つのレンズ群、合焦のために１つのレ
ンズ群をそれぞれ移動させる構成を採用している。従っ
て、４群ズームレンズにあっては、比較的レンズ鏡筒が
複雑になる傾向があり、また、近距離物体に合焦する際
には、第１レンズ群を物体側に繰り出すため、軸外光束
を十分に確保しようとすると前玉のレンズ径が大きくな
ってしまう傾向もあった。

【０００５】このため、最近では、第１レンズ群以外の
レンズ群を移動させて合焦を行うようにした、所謂リア
フォーカス方式を採用したズームレンズが多く提案され
ている。

【０００６】従来のリアフォーカス方式のズームレンズ
としては、例えば、ズーム比が６乃至８倍のものが知ら
れているが、これらはレンズ枚数が比較的多いものであ
る。変倍比が１０倍程度のズームレンズを、レンズ枚数
の少ないレンズ構成によって作成しようとすると、無限
遠から至近物体に対する第４レンズ群の移動量が大きく
なり、合焦による収差変動が大きくなる傾向となって、
この収差変動を補正することが困難になってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、小型化を促進するために、光学的有効径をより小さ
く、全長を短くしたにもかかわらず、Ｆ１．８程度の口
径比を実現すると共に高変倍比で、高変倍による収差の
変動を良好に補正した小型軽量のリアフォーカス式ズー
ムレンズを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折
力を有し位置が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力
を有し主として変倍のために位置が移動可能とされた第
２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定の第３
レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補
正と合焦のために位置が移動可能とされた第４レンズ群
とから成り、第３レンズ群と第４レンズ群との間に絞り
を配置したズームレンズにおいて、第１レンズ群を、物
体側より順に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレン
ズの第１レンズと凸レンズの第２レンズとの接合レンズ
及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第３レ
ンズによって構成し、第２レンズ群を、物体側より順
に、物体側へ凸面を向けた凹メニスカスレンズの第４レ
ンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レンズの第６レン
ズとの接合レンズによって構成し、第３レンズ群を、物
体側より順に、両凸レンズの第７レンズと凹レンズの第
８レンズとの接合レンズによって構成し、第４レンズ群
を、物体側より順に、物体側に凸面を向けた凹メニスカ
スレンズの第９レンズと両凸レンズの第１０レンズとの
接合レンズによって構成し、第３レンズ群の最も物体側
の面と第４レンズ群の最も像面側の面とを非球面によっ
て構成すると共に、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離、ｆ
３を第３レンズ群の焦点距離、ｆ４を第４レンズ群の焦
点距離、ｆｗを広角端でのレンズ全系の焦点距離とする
と、１．１＜ｆ３／ｆ４＜１．４、１．０＜｜ｆ２／ｆ
ｗ｜＜１．３、４．２＜ｆ３／ｆｗ＜４．４の各条件を
同時に満足するようにしたものである。

【０００９】従って、Ｆ１．８程度の口径比及び高変倍
比を有するにもかかわらず、高変倍による収差の変動及
び合焦による収差の変動が良好に補正された小型軽量の
リアフォーカス式ズームレンズを提供することが可能に
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明ズームレンズの実
施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【００１１】本発明ズームレンズは、図１及び図５に数
値実施例１及び２のレンズ構成を示すように、物体側よ
り順に、正の屈折力を有し位置が常時固定の第１レンズ
群ＧＲ１と、負の屈折力を有し主として変倍のために位
置が移動可能とされた第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折
力を有し位置が常時固定の第３レンズ群ＧＲ３と、正の
屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために
位置が移動可能とされた第４レンズ群ＧＲ４とから成
り、上記第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との
間に絞りＩＲを配置したズームレンズ１、２において、
第１レンズ群ＧＲ１を、物体側より順に、物体側に凸面
を向けた凹メニスカスレンズの第１レンズＬ１と凸レン
ズの第２レンズＬ２との接合レンズ及び物体側に凸面を
向けた凸メニスカスレンズの第３レンズＬ３によって構
成し、第２レンズ群ＧＲ２を、物体側より順に、物体側
へ凸面を向けた凹メニスカスレンズの第４レンズＬ４及
び両凹レンズの第５レンズＬ５と凸レンズの第６レンズ
Ｌ６との接合レンズによって構成し、第３レンズ群ＧＲ
３を、物体側より順に、両凸レンズの第７レンズＬ７と
凹レンズの第８レンズＬ８との接合レンズによって構成
し、第４レンズ群ＧＲ４を、物体側より順に、物体側に
凸面を向けた凹メニスカスレンズの第９レンズＬ９と両
凸レンズの第１０レンズＬ１０との接合レンズによって
構成し、第３レンズ群ＧＲ３の最も物体側の面と第４レ
ンズ群の最も像面ＩＭＧ側の面とを非球面（ＡＳＰ）に
よって構成したことを特徴とするものである。

【００１２】更に、本発明ズームレンズは、ｆ２を第２
レンズ群ＧＲ２の焦点距離、ｆ３を第３レンズ群ＧＲ３
の焦点距離、ｆ４を第４レンズ群ＧＲ４の焦点距離、ｆ
ｗを広角端でのレンズ全系の焦点距離とすると、１．１＜ｆ３／ｆ４＜１．４（条件式１）、１．０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．３（条件式２）、４．２＜ｆ３／ｆｗ＜４．４（条件式３）の各条件を同時に満足するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００１３】以下、上記条件式１乃至３について説明す
る。

【００１４】条件式１は、第３レンズ群ＧＲ３と第４レ
ンズ群ＧＲ４との焦点距離の関係を規定するものであ
る。

【００１５】即ち、ｆ３／ｆ４の値が下限値（１．１）
を下回ると、ズーミングによる球面収差の変動を抑制す
ることが困難となったり、第４レンズ群ＧＲ４の移動量
が大きくなって、ズームレンズの全長が大きくなってし
まう。また、ｆ３／ｆ４の値が上限値（１．４）を上回
ると、第４レンズ群ＧＲ４による製造誤差による各種収
差の劣化が大きくなってしまうため好ましくない。

【００１６】条件式２は、広角端でのレンズ全系の焦点
距離と第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離との関係を規定す
るものである。

【００１７】即ち、｜ｆ２／ｆｗ｜の値が下限値（１．
０）を下回ると、第２レンズ群ＧＲ２の製造誤差による
各種収差の劣化が大きくなってしまう。また、｜ｆ２／
ｆｗ｜の値が上限値（１．３）を上回った場合には、第
２レンズ群ＧＲ２のズーミングに伴う移動量が大きくな
って、ズームレンズを小型化するために好ましくなくな
ってしまう。

【００１８】条件式３は、第３レンズ群ＧＲ３の焦点距
離を規定するものである。即ち、ｆ３／ｆｗの値が下限
値（４．２）を下回ると、ズーミングによる球面収差の
変動を抑制することが困難となる。また、ｆ３／ｆｗの
値が上限値（４．４）を上回ると、広角端での球面収差
の補正が過剰となって好ましくない。

【００１９】また、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群
ＧＲ４との間に絞りＩＲを配置することにより、望遠端
における第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との
間の間隔を短縮することができ、また、第２レンズ群Ｇ
Ｒ２から出たマージナル光線高が低いうちに第３レンズ
群ＧＲ３に入射させることが可能となって、ズームレン
ズの全長を短縮することができるようになる。

【００２０】次に、本発明ズームレンズの各数値実施例
を示す。

【００２１】尚、以下の説明において、「ｒｉ」は物体
側から数えてｉ番目の面及びその曲率半径、「ｄｉ」は
物体側から数えてｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の
面間隔（レンズ厚又は空気間隔）、「ｎｉ」は第ｉレン
ズの屈折率、「νｉ」は第ｉレンズのアッベ数、「ｆ」
はレンズ全系の焦点距離、「ＦＮｏ．」は開放Ｆ値、
「ω」は半画角を示すものとする（「ｎＦＬ」及び「ν
ＦＬ」は、それぞれ後述するフィルタの屈折率及びアッ
ベ数である。）。

【００２２】また、各数値実施例において用いられるレ
ンズには、レンズ面が非球面によって構成されるもの
（以下の表において「ＡＳＰ」を付記）も含まれる。非
球面形状は、「Ｘ」を非球面の光軸方向の座標、「Ｃ」
を曲率、「Ｙ」を光軸からの距離とすると、Ｘ＝（Ｃ・Ｙ²）／｛１＋（１−Ｃ²・Ｙ²）^1/2｝＋Ａ・
Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰ によって定義されるものとする。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及
びＤは、各次数（４次、６次、８次及び１０次）の非球
面係数である。

【００２３】第１の数値実施例及び第２の数値実施例に
係わるズームレンズ１及び２は、図１及び図５に示すよ
うに、物体側より順に、正の屈折力を有し位置が常時固
定の第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有し主として
ズーミングのために位置が移動可能とされた第２レンズ
群ＧＲ２と、正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レ
ンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有しズーミングによる焦
点位置の補正と合焦（フォーカシング）のために位置が
移動可能とされた第４レンズ群ＧＲ４とから成り、上記
第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間に絞り
ＩＲを配置したものである。尚、第４レンズ群ＧＲ４と
像面ＩＭＧとの間には、ローパスフィルタ等のフィルタ
ＦＬが配置されている。

【００２４】また、ズームレンズ１及び２は、第１レン
ズ群ＧＲ１を、物体側より順に、物体側に凸面を向けた
凹メニスカスレンズの第１レンズＬ１と凸レンズの第２
レンズＬ２との接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸
メニスカスレンズの第３レンズＬ３によって構成し、第
２レンズ群ＧＲ２を、物体側より順に、物体側へ凸面を
向けた凹メニスカスレンズの第４レンズＬ４及び両凹レ
ンズの第５レンズＬ５と凸レンズの第６レンズＬ６との
接合レンズによって構成し、第３レンズ群ＧＲ３を、物
体側より順に、両凸レンズの第７レンズＬ７と凹レンズ
の第８レンズＬ８との接合レンズによって構成し、第４
レンズ群ＧＲ４を、物体側より順に、物体側に凸面を向
けた凹メニスカスレンズの第９レンズＬ９と両凸レンズ
の第１０レンズＬ１０との接合レンズによって構成し、
第３レンズ群ＧＲ３の最も物体側の面ｒ１１と第４レン
ズ群の最も像面側の面ｒ１７とを非球面によって構成し
たものである。

【００２５】表１にズームレンズ１の各数値を示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】上記表１に示すように、ズームレンズ１
は、ズーミング及びフォーカシングによって、面間隔ｄ
５、ｄ１０、ｄ１４及びｄ１７は可変（variable）とな
る。従って、以下の表２にズーミング時における広角端
（ｆ＝１．００）、広角端と望遠端との間の中間焦点距
離位置（ｆ＝４．２５）及び望遠端（ｆ＝９．７３）に
おける面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１４及びｄ１７の各数値
と、ＦＮｏ．及びｆを示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】また、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ
群ＧＲ４において、最も物体側の面である第７レンズＬ
７の面ｒ１１及び第１０レンズＬ１０の面ｒ１７は非球
面に形成されている。表３に上記面ｒ１１及びｒ１７の
４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ及
びＤを示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】図２乃至図４にズームレンズ１の広角端、
広角端と望遠端との間の中間焦点距離位置及び望遠端に
おける球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図をそれぞ
れ示す。尚、球面収差図において、実線はｄ線（波長58
7.6nm）、破線はｇ線（波長435.8nm）での値を示し、非
点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリデ
ィオナル像面における値を示すものである（図６乃至図
８においても同様）。

【００３２】表４にズームレンズ２の各数値を示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】上記表４に示すように、ズームレンズ２
は、ズーミング及びフォーカシングによって、面間隔ｄ
５、ｄ１０、ｄ１４及びｄ１７は可変（variable）とな
る。従って、以下の表５にズーミング時における広角端
（ｆ＝１．００）、広角端と望遠端との間の中間焦点距
離位置（ｆ＝４．１７）及び望遠端（ｆ＝９．７２）に
おける面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１４及びｄ１７の各数値
と、ＦＮｏ．及びｆを示す。

【００３５】

【表５】

【００３６】また、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ
群ＧＲ４において、最も物体側の面である第７レンズＬ
７の面ｒ１１及び第１０レンズＬ１０の面ｒ１７は非球
面に形成されている。表６に上記面ｒ１１及びｒ１７の
４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ及
びＤを示す。

【００３７】

【表６】

【００３８】図６乃至図８にズームレンズ２の広角端、
広角端と望遠端との間の中間焦点距離位置及び望遠端に
おける球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図をそれぞ
れ示す。

【００３９】このように、ズームレンズ１および２は、
略１．８のＦＮｏ．及び略１０倍の高変倍比を有しなが
ら、全変倍範囲に亘って各種収差が良好に補正された、
スチルカメラやビデオカメラ等に最適な優れた光学性能
を有する小型軽量のズームレンズである。

【００４０】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。

【００４１】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に本発明ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力
を有し位置が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を
有し主として変倍のために位置が移動可能とされた第２
レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レ
ンズ群と、正の屈折力を有しズーミングによる焦点位置
の補正と合焦のために位置が移動可能とされた第４レン
ズ群とから成り、第３レンズ群と第４レンズ群との間に
絞りを配置したズームレンズにおいて、第１レンズ群
を、物体側より順に、物体側に凸面を向けた凹メニスカ
スレンズの第１レンズと凸レンズの第２レンズとの接合
レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの
第３レンズによって構成し、第２レンズ群を、物体側よ
り順に、物体側へ凸面を向けた凹メニスカスレンズの第
４レンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レンズの第６
レンズとの接合レンズによって構成し、第３レンズ群
を、物体側より順に、両凸レンズの第７レンズと凹レン
ズの第８レンズとの接合レンズによって構成し、第４レ
ンズ群を、物体側より順に、物体側に凸面を向けた凹メ
ニスカスレンズの第９レンズと両凸レンズの第１０レン
ズとの接合レンズによって構成し、第３レンズ群の最も
物体側の面と第４レンズ群の最も像面側の面とを非球面
によって構成すると共に、ｆ２を第２レンズ群の焦点距
離、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離、ｆ４を第４レンズ
群の焦点距離、ｆｗを広角端でのレンズ全系の焦点距離
とすると、１．１＜ｆ３／ｆ４＜１．４、１．０＜｜ｆ
２／ｆｗ｜＜１．３、４．２＜ｆ３／ｆｗ＜４．４の各
条件を同時に満足するようにしたので、Ｆ１．８程度の
口径比及び高変倍比を有するにもかかわらず、高変倍に
よる収差の変動及び合焦による収差の変動が良好に補正
された小型軽量のリアフォーカス式ズームレンズを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図４と共に、本発明ズームレンズの第
１の数値実施例を示すものであり、本図は、レンズ構成
を概略的に示す図である。

【図２】広角端における各種収差を示す図である。

【図３】広角端と望遠端との中間焦点距離位置における
各種収差を示す図である。

【図４】望遠端における各種収差を示す図である。

【図５】図６乃至図８と共に、本発明ズームレンズの第
２の数値実施例を示すものであり、本図は、レンズ構成
を概略的に示す図である

【図６】広角端における各種収差を示す図である。

【図７】広角端と望遠端との中間焦点距離位置における
各種収差を示す図である。

【図８】望遠端における各種収差を示す図である。

【符号の説明】

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レ
ンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ
群、ＧＲ４…第４レンズ群、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…
第２レンズ、Ｌ３…第３レンズ、Ｌ４…第４レンズ、Ｌ
５…第５レンズ、Ｌ６…第６レンズ、Ｌ７…第７レン
ズ、Ｌ８…第８レンズ、Ｌ９…第９レンズ、Ｌ１０…第
１０レンズ、ＩＲ…絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA02 KA03 MA15 PA06 PA16 PB10 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA42 QA46 RA05 RA12 RA13 RA32 RA43 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA65 SA72 SA74 SB04 SB14 SB23 SB33 9A001 BB06 KK16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し主とし
て変倍のために位置が移動可能とされた第２レンズ群
と、正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群
と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦
のために位置が移動可能とされた第４レンズ群とから成
り、上記第３レンズ群と第４レンズ群との間に絞りが配
置されたズームレンズにおいて、上記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を
向けた凹メニスカスレンズの第１レンズと凸レンズの第
２レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メ
ニスカスレンズの第３レンズによって構成され、上記第２レンズ群は、物体側より順に、物体側へ凸面を
向けた凹メニスカスレンズの第４レンズ及び両凹レンズ
の第５レンズと凸レンズの第６レンズとの接合レンズに
よって構成され、上記第３レンズ群は、物体側より順に、両凸レンズの第
７レンズと凹レンズの第８レンズとの接合レンズによっ
て構成され、上記第４レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を
向けた凹メニスカスレンズの第９レンズと両凸レンズの
第１０レンズとの接合レンズによって構成され、上記第３レンズ群の最も物体側の面と第４レンズ群の最
も像面側の面とは非球面によって構成されると共に、以下の各条件を同時に満足するようにされたことを特徴
とするズームレンズ。１．１＜ｆ３／ｆ４＜１．４１．０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．３４．２＜ｆ３／ｆｗ＜４．４但し、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端でのレンズ全系の焦点距離、とする。