JP2605386B2 - コンパクトなズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は35mmカメラ、ビデオカメラそして電子スチル
カメラ等に好適な長焦点距離を含む望遠型のコンパクト
なズームレンズに関し、特に全体として５つのレンズ群
を有し、そのうち所定の複数のレンズ群を移動させて変
倍を行い変倍比2.5程度の全変倍範囲にわたり高い光学
性能を有したコンパクトなズームレンズに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より所定の変倍比を確保しつつレンズ系全体の小
型化を図る為に３つ以上のレンズ群より構成し、このう
ち少なくとも３つのレンズ群を移動させて変倍を行った
ズームレンズが種々と提案されている。

そのうち全体として５つのレンズ群より成り、変倍に
際して３つ以上のレンズ群を移動させたズームレンズが
例えば特開昭60−175020号公報や特開昭63−189819号公
報等で提案されている。

特開昭60−175020号公報では比較的長い焦点距離を含
む望遠系のズームレンズを提案している。同公報では所
定の屈折力を有した５つのレンズ群の全てを移動させて
又は第1,第3,第4,第５群の４つのレンズ群を例えば物体
側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍
比３、Ｆナンバー3.6〜5.6程度のズームレンズを提案し
ている。

又特開昭63−189819号公報では比較的広画角を含む標
準系のズームレンズを提案している。同公報では所定の
屈折力を有した５つのレンズ群のうち広角端から望遠端
への変倍を第１群を物体側へ、第3,第4,第５群を一体化
して又は相互の群間隔を変化させながら全体として物体
側へ移動させて行っている。

このように全体として５つのレンズ群より成り、この
うち３つ以上の複数のレンズ群を一定の関係を維持しつ
つ、移動させて変倍を行うズームタイプは所定の変倍比
を確保しつつ、レンズ系全体の小型化が容易である為、
35mmカメラ、ビデオカメラ等のズームレンズに用いられ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） このようなズームタイプにおいてレンズ全長を短縮化
し、レンズ系全体の更なる小型化を図る場合、各レンズ
群のレンズ枚数を減らしたり又は各レンズ群の屈折力を
強める手方を取るのが一般的である。

しかしながら単にレンズ枚数を減らしたり、各レンズ
群の屈折力を強めると各レンズ群内における収差補正が
不十分となり、又変倍に伴う収差変動が大きくなり、全
変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくな
ってくるという問題点がある。

本発明はズームレンズを全体として所定の屈折力を有
する５つのレンズ群より構成し、各レンズ群の屈折力や
変倍を行う為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変倍比2.5程度のコ
ンパクトなズームレンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 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、正の屈折力の第４群そして
負の屈折力の第５群の５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、該第１群を物体側へ移動さ
せると共に該第１群と第２群との空気間隔が単調増加
し、該第２群と第３群との空気間隔が単調減少し、該第
４群と第５群との空気間隔が単調減少するようにレンズ
群を移動させ、全系の広角端と望遠端における焦点距離
を各々fW,fT、第ｉ群の焦点距離をfi、広角端における
該第１群と第２群の合成の焦点距離をf12W、該第３群と
第４群の広角端に対する望遠端における主点間隔の変化
量をΔe34、広角端における全系の第１レンズ面から最
終レンズ面までの長さをDWとするとき 0.05fT/fW＜Δe34/DW＜0.15fT/fW ……（１） 0.05＜f5/f12W＜0.6 ……（２） なる条件を満足することを特徴としている。

（実施例） 第１図〜第８図は本発明の数値実施例１〜８のレンズ
断面図である。図中、Ｉは正の屈折力の第１群、IIは負
の屈折力の第２群、IIIは正の屈折力の第３群、IVは正
の屈折力の第４群、Ｖは負の屈折力の第５群である。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。

本実施例ではレンズ系全体の小型化を図る為に各レン
ズ群をなるべく少ないレンズ枚数となるように第１〜第
８図に示すように全体として所定の屈折力の５つのレン
ズ群より構成し、各レンズ群を同図に示す如く移動させ
て変倍における変倍効果を各レンズ群にバランス良く分
担させたレンズ構成をとっている。

又、広角端から望遠端への変倍に際して、第１群と第
２群との空気間隔が単調増加し、第２群と第３群との空
気間隔が単調減少し、第４群と第５群との空気間隔が単
調減少するように各レンズ群を移動させている。

本実施例では第1,第３図に示すように数値実施例１及
び３は第１群，第３群を物体側へ、第２群，第４群，第
５群を像画側に凸状の軌跡を描くように移動させて広角
端から望遠端への変倍を行っている。

又第２図に示すように数値実施例２は第１群，第３
群，第５群を物体側へ、第２群を像面側へ、第４群を像
画側に凸状の軌跡を描くように移動させて、広角端から
望遠端への変倍を行っている。

又第４〜第６図に示すように数値実施例４〜６では広
角端から望遠端への変倍に際して、第２群と第４群を固
定とし、第1,第3,第５群を各々独立に物体側方向に移動
させて行っている。

又第7,第８図に示す数値実施例7,8では第１群を物体
側へ移動させると共に第３群と第５群を一体化させて物
体側へ移動させている。このうち第７図の数値実施例７
では第２群と第４群は固定、第８図の数値実施例８では
第２群は移動するが第４群は固定されている。

そして前述の条件式（１），（２）を満足させるよう
に各レンズ群を構成することにより所定の変倍比を確保
しつつ、かつレンズ全長を短縮化し、レンズ系全体の小
型化を図りつつ全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を
得ている。

特に本実施例ではレンズ系全体の小型化を図りつつ、
不必要に長いバックフォーカスとならないようする為
に、レンズ系全体が広角端において、あまり強い逆望遠
タイプとならないようにし、即ち比較的弱い逆望遠タイ
プとなるように各レンズ群の屈折力及び近軸配置を設定
している。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は広角端のレンズ全長に対して、広角端
から望遠端への変倍の際の第３群と第４群との主点間隔
の変化量を規定するものである。条件式（１）の上限値
を越えて望遠端において第３群と第４群との主点間隔が
大きくなりすぎると、広角端においてレンズが干渉しな
いようにその変倍の為の移動スペースを大きく確保する
必要が生じ、その結果広角端におけるレンズ全長が大き
くなり好ましくない。

又条件式（１）の下限値を越えて望遠端において第３
群と第４群との主点間隔が小さくなりすぎると所望の変
倍比を得つつ広角端での光学全長も短くするために第１
群及び第５群のズームストロークを増大させなければな
らなくなり好ましくない。

条件式（２）は広角端における第１群と第２群の合成
焦点距離に対する第５群の焦点距離との比を規定するも
のである。条件式（２）の上限値を越えて第５群と負の
屈折力が弱くなりすぎると歪曲収差は小さくなる方向で
あるが、所定の変倍比を得るために第４群と第５群の広
角端における間隔を広くとる必要が生じ、さらに広角端
でのバックフォーカスも必要以上に長くなり、レンズ系
全体のコンパクト化を図るのが難しくなってくる。

又条件式（２）の下限値を越えて第５群の負の屈折力
が強くなりすぎると糸まき型の歪曲収差が大きくなると
共にペッツバール和が負の方向に増大し、像面特性を良
好に補正することが困難となり好ましくない。

尚、本発明において変倍に伴う収差変動を良好に補正
し全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を得るには −3.5＜f12W/fW＜−0.3 ……（３） なる条件を満足させるのが良い。

条件式（３）は広角端における全系の焦点距離に対す
る広角端における第１群と第２群の合成の焦点距離との
比を規定するものであり、主に変倍に伴う収差変動を押
えつつ、特にバックフォーカスを最適な長さにしてレン
ズ系全体のコンパクト化を図るためのものである。

条件式（３）の下限値を越えて第１群と第２群の合成
の負の屈折力が弱くなりすぎると、第３群以降のレンズ
群のレンズ外径の小型化、及び絞りを第２群よりも像画
側に配置した場合、絞り径の小型化によるレンズ鏡筒外
径の縮小化には有利であるが、必要とするバックフォー
カスを確保してレンズ系全体をコンパクト化するのが難
しく、又第５群の負の屈折力を強くする必要があり、こ
の結果糸まき型の歪曲収差が大きくなってくる。

又条件式（３）の上限値を越えて第１群と第２群の合
成の負の屈折力が強くなりすぎるとバックフォーカスが
長くなりすぎてレンズ系全体が大型化し、諸収差の変
動、特に球面収差と像面湾曲の変動が大きくなる。また
必要なＦナンバーを確保するための絞り径も増大し、レ
ンズ鏡筒外径が大きくなってくるので好ましくない。

又、更にレンズ系全体の小型化を図りつつ、全変倍範
囲にわたり高い光学性能を得るには 0.35＜f3/f4＜2.5 ……（４） なる条件を満足させるのが良い。

条件式（４）は第４群の焦点距離に対する第３群の焦
点距離の比を規定するものである。条件式（４）の上限
値を越えて第３群の正の屈折力が弱くなりすぎると、所
定の変倍比を得るために広角端における第４群と第５群
の間隔を大きくとる必要があり、レンズ系のコンパクト
化を図るのが難しくなってくる。又レンズ系のコンパク
ト性を保つために第２群又は第５群の屈折力を強めなけ
ればならず、この結果、諸収差を良好に補正するのが難
しくなってくる。

又条件式（４）の下限値を越えて第３群の屈折力が強
くなりすぎると第３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バランス良く補正す
ることが困難となってくる。

以上の諸条件を満足させることにより本発明の目的と
するズームレンズは達成されるが本実施例において変倍
における収差変動を少なくし、更にレンズ系全体の小型
化を図った高い光学性能を有したズームレンズを得るに
は物体側より順に第１群を物体側に凸面を向けたメニス
カス状の負レンズと正レンズより構成し、第２群を両レ
ンズ面が凹面の負レンズと正レンズとを接合した貼り合
わせレンズより構成し、第３群を負レンズと少なくとも
１枚の正レンズを有するように構成し、第４群を少なく
とも１枚ずつの正レンズと負レンズを有するように構成
し、第５群を少なくとも１枚ずつの正レンズと両レンズ
面が凹面の負レンズより構成するのが良い。

又は第１群を負レンズと少なくとも１枚の正レンズよ
り構成し、第２群を両レンズ面が凹面の負レンズと正レ
ンズより構成し、第３群を負レンズと正レンズを有する
ように構成し、第４群を少なくとも１枚ずつの正レンズ
と負レンズを有するように構成し、第５群を少なくとも
１枚ずつの正レンズと負レンズより構成するのが良い。

又は第１群を物体側に凸面を向けたメニスカス状の負
レンズと正レンズより構成し、第２群を両レンズ面が凹
面の負レンズと正レンズとを接合した貼り合わせレンズ
より構成し、第３群を負レンズと正レンズの独立、又は
接合した貼り合わせレンズを有するように構成し、第４
群を少なくとも１枚ずつの正レンズと負レンズを有する
ように構成し、第５群を少なくとも１枚ずつの正レンズ
と両レンズ面が凹面の負レンズより構成するのが良い。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
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ν
ｉ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。

又前述の各条件式の数値実施例における諸数値との関
係を表−１に示す。

（発明の効果） 本発明によればズームレンズを全体として所定の屈折
力を有した５つのレンズ群より構成し、変倍を伴う各レ
ンズ群の移動条件及び各レンズ群のレンズ構成を前述の
如く設定することにより、レンズ全長の短縮化を図りつ
つ、全変倍範囲にわたり収差変動の少ない高い光学性能
を有する変倍比2.5程度のコンパクトなズームレンズを
達成することができる。

【図面の簡単な説明】 第１〜第８図は本発明の数値実施例１〜８のレンズ断面
図、第９図〜第16図は本発明の数値実施例１〜８の諸収
差図である。収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は
中間、（Ｃ）は望遠端での収差を示す。 図中、I,II,III,IV,Vは順に第1,第2,第3,第4,第５群、
ΔＳはサジタル像面、ΔＭはメリディオナル像面、ｄは
ｄ線、ｇはｇ線、ｙは像高、矢印は広角端から望遠端へ
の変倍の際の各レンズ群の移動軌跡を示している。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、正の屈折力を第
   ４群そして負の屈折力の第５群の５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、該第１群を物
   体側へ移動させると共に該第１群と第２群との空気間隔
   が単調増加し、該第２群と第３群との空気間隔が単調減
   少し、該第４群と第５群との空気間隔が単調減少するよ
   うにレンズ群を移動させ、全系の広角端と望遠端におけ
   る焦点距離を各々fW,fT、第ｉ群の焦点距離をfi、広角
   端における該第１群と第２群の合成の焦点距離をf12W、
   該第３群と第４群の広角端に対する望遠端における主点
   間隔の変化量をΔe34、広角端における全系の第１レン
   ズ面から最終レンズ面までの長さをDWとするとき 0.05fT/fW＜Δe34/DW＜0.15fT/fW 0.05＜f5/f12W＜0.6 なる条件を満足することを特徴とするコンパクトなズー
   ムレンズ。
2. 【請求項２】前記コパクトなズームレンズにおいて −3.5＜f12W/fW＜−1.3 なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のコ
   ンパクトなズームレンズ。