JP3363688B2 - ズームレンズ - Google Patents
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- JP3363688B2 JP3363688B2 JP01938396A JP1938396A JP3363688B2 JP 3363688 B2 JP3363688 B2 JP 3363688B2 JP 01938396 A JP01938396 A JP 01938396A JP 1938396 A JP1938396 A JP 1938396A JP 3363688 B2 JP3363688 B2 JP 3363688B2
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- lens
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
- G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
- G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズに関
し、特に写真用カメラやビデオカメラそして放送用カメ
ラ等に用いられる変倍比１２、Ｆナンバー１．８〜２．
２程度で、広角端の撮影画角が７０度以上の大口径比で
高変倍比で、しかも広画角のズームレンズに関するもの
である。
し、特に写真用カメラやビデオカメラそして放送用カメ
ラ等に用いられる変倍比１２、Ｆナンバー１．８〜２．
２程度で、広角端の撮影画角が７０度以上の大口径比で
高変倍比で、しかも広画角のズームレンズに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
のズームレンズにおいては物体側の第１群以外のレンズ
群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカ
ス式を採用したものが種々と提案されている。
のズームレンズにおいては物体側の第１群以外のレンズ
群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカ
ス式を採用したものが種々と提案されている。
【０００３】一般にリヤーフォーカス式のズームレンズ
は第１群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに
比べて第１群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小
型化が容易になり、また近接撮影、特に極近接撮影が容
易となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて
行っているのでレンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な
焦点合わせができるなどの特長がある。
は第１群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに
比べて第１群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小
型化が容易になり、また近接撮影、特に極近接撮影が容
易となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて
行っているのでレンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な
焦点合わせができるなどの特長がある。
【０００４】特開昭６２−２４７３１６号公報や特開昭
６２−２４２１３号公報では、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、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有
し、第２群を移動させて変倍を行い、第４群を移動させ
て変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。
６２−２４２１３号公報では、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、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有
し、第２群を移動させて変倍を行い、第４群を移動させ
て変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。
【０００５】特開平２−３９０１１号公報では、物体側
より順に正の屈折力の第１群と負の屈折力の光軸上を移
動することにより変倍作用をする第２群と正の屈折力の
集光作用を有する第３群と第２群の移動及び物体距離の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する第４群とからなり、第１群を
負の屈折力の単レンズと正の屈折力の単レンズで構成し
た非球面を用いたズームレンズを開示している。
より順に正の屈折力の第１群と負の屈折力の光軸上を移
動することにより変倍作用をする第２群と正の屈折力の
集光作用を有する第３群と第２群の移動及び物体距離の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する第４群とからなり、第１群を
負の屈折力の単レンズと正の屈折力の単レンズで構成し
た非球面を用いたズームレンズを開示している。
【０００６】特開平３−１８０８０９号公報では、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群の４つのレン
ズ群より成り、変倍の際に第２群が移動し、それに伴う
像点移動を少なくとも他の１つのレンズ群を移動させて
補正し、第１群を物体側より順に物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負レンズと、ある程度の空間をおいて配
した物体側に強い屈折面を向けた正レンズの２枚にて構
成したズームレンズを開示している。
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群の４つのレン
ズ群より成り、変倍の際に第２群が移動し、それに伴う
像点移動を少なくとも他の１つのレンズ群を移動させて
補正し、第１群を物体側より順に物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負レンズと、ある程度の空間をおいて配
した物体側に強い屈折面を向けた正レンズの２枚にて構
成したズームレンズを開示している。
【０００７】特開平６−３２４２６５号公報では、物体
側から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群より構成し、
第２群と第４群とを光軸に沿って移動させて各レンズ群
相互の空気間隔を変化させることにより焦点距離を連続
的に変化させ、第１群を物体側から順に正レンズ、負レ
ンズ、正レンズ、正レンズの４枚で構成した広角ズーム
レンズを開示している。
側から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群より構成し、
第２群と第４群とを光軸に沿って移動させて各レンズ群
相互の空気間隔を変化させることにより焦点距離を連続
的に変化させ、第１群を物体側から順に正レンズ、負レ
ンズ、正レンズ、正レンズの４枚で構成した広角ズーム
レンズを開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると、レンズ系全
体が小型化され、また迅速なるフォーカスが可能とな
る。しかしながら反面、フォーカスの際の収差変動が大
きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全
般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性
能を得るのが大変難しくなってくるという問題点が生じ
てくる。特に大口径比で高変倍のズームレンズでは、全
変倍範囲にわたり又物体距離全般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生じて
くる。
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると、レンズ系全
体が小型化され、また迅速なるフォーカスが可能とな
る。しかしながら反面、フォーカスの際の収差変動が大
きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全
般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性
能を得るのが大変難しくなってくるという問題点が生じ
てくる。特に大口径比で高変倍のズームレンズでは、全
変倍範囲にわたり又物体距離全般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生じて
くる。
【０００９】又、広画角化を図りつつ広変倍化を達成し
ようとすると、物体側の第１群の有効径が大きくなりレ
ンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じてく
る。
ようとすると、物体側の第１群の有効径が大きくなりレ
ンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じてく
る。
【００１０】例えば先の特開平２−３９０１１号公報で
提案されているズームレンズは画角が十分でなく、また
特開平３−１８０８０９号公報で提案されているズーム
レンズは第１群中に空気レンズを用いて収差補正を行っ
ているが、必ずしも画角が十分でなく、また特開平６−
３２４２６５号公報で提案されている広角ズームレンズ
では、その実施例中で第１群を負レンズ、正レンズ、正
レンズ、正レンズより構成しているが、負レンズと正レ
ンズの間の空気間隔が狭いため第１群の像側主点が十分
に第２群側によっておらず、画角の割りに前玉径が大き
くなっている。
提案されているズームレンズは画角が十分でなく、また
特開平３−１８０８０９号公報で提案されているズーム
レンズは第１群中に空気レンズを用いて収差補正を行っ
ているが、必ずしも画角が十分でなく、また特開平６−
３２４２６５号公報で提案されている広角ズームレンズ
では、その実施例中で第１群を負レンズ、正レンズ、正
レンズ、正レンズより構成しているが、負レンズと正レ
ンズの間の空気間隔が狭いため第１群の像側主点が十分
に第２群側によっておらず、画角の割りに前玉径が大き
くなっている。
【００１１】本発明は大口径比化及び高変倍化を図ると
共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠
端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距
離物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能
を有した広画角のズームレンズの提供を目的とする。
共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠
端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距
離物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能
を有した広画角のズームレンズの提供を目的とする。
【００１２】又、本発明はリヤーフォーカス方式を採用
しつつ、大口径比化及び高変倍化を図ると共にレンズ系
全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に至る全変
倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距離物体に至る
物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有した広画
角のリヤーフォーカス式のズームレンズの提供を目的と
する。
しつつ、大口径比化及び高変倍化を図ると共にレンズ系
全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に至る全変
倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距離物体に至る
物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有した広画
角のリヤーフォーカス式のズームレンズの提供を目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは、物体側より順に、変倍中固定の正の屈折力の
第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力
の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、該
第２レンズ群を像面側へ移動させて広角端から望遠端へ
の変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４レンズ群を
移動させて補正すると共に該第４レンズ群を移動させて
フォーカスを行うズームレンズであって、該第１レンズ
群は、物体側より順に、１つの負レンズと３つの正レン
ズの４つのレンズより成り、該負レンズとそれに隣接す
る正レンズとの空気間隔が該第１レンズ群中で最も広
く、該第１レンズ群の光軸上の長さをＤＬ１、前記負レ
ンズとそれに隣接する正レンズとの空気間隔をＤａとす
るとき、０．１８ ＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．５ ・・・（１） なる条件を満足することを特徴としている。
レンズは、物体側より順に、変倍中固定の正の屈折力の
第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力
の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、該
第２レンズ群を像面側へ移動させて広角端から望遠端へ
の変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４レンズ群を
移動させて補正すると共に該第４レンズ群を移動させて
フォーカスを行うズームレンズであって、該第１レンズ
群は、物体側より順に、１つの負レンズと３つの正レン
ズの４つのレンズより成り、該負レンズとそれに隣接す
る正レンズとの空気間隔が該第１レンズ群中で最も広
く、該第１レンズ群の光軸上の長さをＤＬ１、前記負レ
ンズとそれに隣接する正レンズとの空気間隔をＤａとす
るとき、０．１８ ＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．５ ・・・（１） なる条件を満足することを特徴としている。
【００１４】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２レンズ群の望遠端における結像倍率をβ２
Ｔ、ズーム比をＺ、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全
系の広角端の焦点距離をＦＷとしたとき、
て、前記第２レンズ群の望遠端における結像倍率をβ２
Ｔ、ズーム比をＺ、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、全
系の広角端の焦点距離をＦＷとしたとき、
【数３】
−１．８＜ｆ２／ＦＷ＜−１ ・・・（３）
０．４＜ｆ３／ｆ４＜１．２ ・・・（４）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１５】請求項３の発明は請求項２の発明におい
て、望遠端における全系の焦点距離をＦＴ、望遠端で無
限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群と第
４レンズ群の間隔をＤ３４Ｔ、望遠端における第１レン
ズ群から第３レンズ群までの合成焦点距離をｆ１２３Ｔ
とするとき、 −０．１＜ＦＴ／ｆ１２３Ｔ＜０．６ ・・・（５） −７＜ｆ１／ｆ２＜−４ ・・・（６）
て、望遠端における全系の焦点距離をＦＴ、望遠端で無
限遠物体にフォーカスしているときの第３レンズ群と第
４レンズ群の間隔をＤ３４Ｔ、望遠端における第１レン
ズ群から第３レンズ群までの合成焦点距離をｆ１２３Ｔ
とするとき、 −０．１＜ＦＴ／ｆ１２３Ｔ＜０．６ ・・・（５） −７＜ｆ１／ｆ２＜−４ ・・・（６）
【数４】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】特に、（１−２−１）前記第１群は物体側
より順に１つの負レンズと３つの正レンズの４つのレン
ズより成っていることを特徴としている。
より順に１つの負レンズと３つの正レンズの４つのレン
ズより成っていることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の数値実施例
１〜４の広角端のレンズ断面図である。図５は本発明の
参考例の数値実施例５の広角端のレンズ断面図である。
１〜４の広角端のレンズ断面図である。図５は本発明の
参考例の数値実施例５の広角端のレンズ断面図である。
【００１８】図１〜図５において、Ｌ１は正の屈折力の
第１群（第１レンズ群）、Ｌ２は負の屈折力の第２群
（第２レンズ群）、Ｌ３は正又は負の屈折力の第３群
（第３レンズ群）、Ｌ４は正の屈折力の第４群（第４レ
ンズ群）である。ＳＰは絞り、ＩＰは像面、Ｇは光学フ
ィルター等のガラスブロックである。
第１群（第１レンズ群）、Ｌ２は負の屈折力の第２群
（第２レンズ群）、Ｌ３は正又は負の屈折力の第３群
（第３レンズ群）、Ｌ４は正の屈折力の第４群（第４レ
ンズ群）である。ＳＰは絞り、ＩＰは像面、Ｇは光学フ
ィルター等のガラスブロックである。
【００１９】広角端から望遠端への変倍に際して矢印の
ように第２群Ｌ２を像面側へ移動させると共に、変倍に
伴う像面変動を第４群を物体側に凸状の軌跡を有するよ
うに移動させて補正している。
ように第２群Ｌ２を像面側へ移動させると共に、変倍に
伴う像面変動を第４群を物体側に凸状の軌跡を有するよ
うに移動させて補正している。
【００２０】又、第４群Ｌ４を光軸上移動させてフォー
カスを行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に
示す第４群Ｌ４の曲線４ａ、曲線４ｂは、各々無限遠物
体、近距離物体に各々フォーカスしているときの広角端
から望遠端への変倍に伴う際の移動軌跡を示している。
尚、第１群Ｌ１と第３群Ｌ３は変倍及びフォーカスの
際、固定である。
カスを行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に
示す第４群Ｌ４の曲線４ａ、曲線４ｂは、各々無限遠物
体、近距離物体に各々フォーカスしているときの広角端
から望遠端への変倍に伴う際の移動軌跡を示している。
尚、第１群Ｌ１と第３群Ｌ３は変倍及びフォーカスの
際、固定である。
【００２１】本実施形態において、例えば望遠端におい
て無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合
は、同図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出
すことにより行っている。本実施形態では従来の４群ズ
ームレンズにおいて第１群を繰り出してフォーカスを行
う場合に比べて、前述のようなリヤーフォーカス方式を
採ることにより第１群のレンズ有効径の増大化を効果的
に防止している。
て無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合
は、同図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出
すことにより行っている。本実施形態では従来の４群ズ
ームレンズにおいて第１群を繰り出してフォーカスを行
う場合に比べて、前述のようなリヤーフォーカス方式を
採ることにより第１群のレンズ有効径の増大化を効果的
に防止している。
【００２２】そして前述の如く第１群のレンズ構成を特
定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、
全変倍範囲にわたり、更に物体距離全般にわたり、良好
なる光学性能を有した高変倍比で広画角のズームレンズ
を得ている。
定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、
全変倍範囲にわたり、更に物体距離全般にわたり、良好
なる光学性能を有した高変倍比で広画角のズームレンズ
を得ている。
【００２３】次に前述の条件式（１）の技術的意味につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２４】条件式（１）は第１群のレンズ構成におけ
る逆望遠比、即ち像側主点の位置に関するものである。
条件式（１）の下限値を越えて負レンズとそれに隣接す
る正レンズの間隔が小さくなりすぎると、像側主点が第
１群よりになり第２群との主点間隔を大きくしなければ
ならず、この結果、入射瞳位置が深くなり、第１群の各
レンズの有効径が増大してくる。逆に上限値を越えて負
レンズとそれに隣接する正レンズの間隔が大きくなりす
ぎると、充分な軸外光束を確保するためレンズ全長が長
くなり、また負レンズの有効径が増大してくるので良く
ない。このように条件式（１）はレンズ全長を短くしつ
つ前玉径の小型化を満足するための条件ではあるが、更
に望ましくは、条件式（１）は ０．１８＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．４５ ・・・・・・（１ａ） を満足することが良い。
る逆望遠比、即ち像側主点の位置に関するものである。
条件式（１）の下限値を越えて負レンズとそれに隣接す
る正レンズの間隔が小さくなりすぎると、像側主点が第
１群よりになり第２群との主点間隔を大きくしなければ
ならず、この結果、入射瞳位置が深くなり、第１群の各
レンズの有効径が増大してくる。逆に上限値を越えて負
レンズとそれに隣接する正レンズの間隔が大きくなりす
ぎると、充分な軸外光束を確保するためレンズ全長が長
くなり、また負レンズの有効径が増大してくるので良く
ない。このように条件式（１）はレンズ全長を短くしつ
つ前玉径の小型化を満足するための条件ではあるが、更
に望ましくは、条件式（１）は ０．１８＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．４５ ・・・・・・（１ａ） を満足することが良い。
【００２５】本発明の目的とするズームレンズは以上の
諸条件を満足させることにより達成されるが、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
学性能を確保する為には次の諸条件のうち少なくとも１
つを満足させるのが良い。
諸条件を満足させることにより達成されるが、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
学性能を確保する為には次の諸条件のうち少なくとも１
つを満足させるのが良い。
【００２６】（イ）前記第２群の望遠端における結像倍
率をβ２Ｔ、ズーム比をＺ、第ｉ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端の焦点距離をＦＷとしたとき、
率をβ２Ｔ、ズーム比をＺ、第ｉ群の焦点距離をｆｉ、
全系の広角端の焦点距離をＦＷとしたとき、
【００２７】
【数２】
なる条件を満足することである。
【００２８】条件式（２）はズーム比に対する第２群の
望遠端における結像倍率に関するものである。条件式
（２）の下限値を越えて結像倍率が小さくなりすぎる
と、所定の変倍比を得るための第２群の移動量が大きく
なりレンズ全長と前玉径が共に増大してくる。逆に上限
値を越えて結像倍率が大きくなりすぎると、所望の変倍
比を得るためには第２群の広角端における結像倍率β２
Ｗが大きくなり、それに伴って第１群と第２群の広角端
における合成焦点距離ｆ１×β２Ｗが大きくなり、この
ため絞りより前方のレンズ群で決まる入射瞳位置は深く
なり、前玉径の増大を招く。このように条件式（２）を
満足させることにより、レンズ全長を短くしつつ前玉径
の小型化を図っている。
望遠端における結像倍率に関するものである。条件式
（２）の下限値を越えて結像倍率が小さくなりすぎる
と、所定の変倍比を得るための第２群の移動量が大きく
なりレンズ全長と前玉径が共に増大してくる。逆に上限
値を越えて結像倍率が大きくなりすぎると、所望の変倍
比を得るためには第２群の広角端における結像倍率β２
Ｗが大きくなり、それに伴って第１群と第２群の広角端
における合成焦点距離ｆ１×β２Ｗが大きくなり、この
ため絞りより前方のレンズ群で決まる入射瞳位置は深く
なり、前玉径の増大を招く。このように条件式（２）を
満足させることにより、レンズ全長を短くしつつ前玉径
の小型化を図っている。
【００２９】条件式（３）は第２群の焦点距離に関する
ものである。条件式（３）の下限値を越えて第２群の焦
点距離が短くなるとペッツバール和がアンダー方向に大
きくなり像面の倒れ等の収差補正が困難になる。逆に上
限値を越えて第２群の焦点距離が長くなると変倍に伴う
第２群の移動量が増え、前玉径が増大してくる。
ものである。条件式（３）の下限値を越えて第２群の焦
点距離が短くなるとペッツバール和がアンダー方向に大
きくなり像面の倒れ等の収差補正が困難になる。逆に上
限値を越えて第２群の焦点距離が長くなると変倍に伴う
第２群の移動量が増え、前玉径が増大してくる。
【００３０】条件式（４）は第３群と第４群の焦点距離
の比に関するものであり、充分なバックフォーカスを維
持しつつ絞り以降のレンズ系のコンパクト化を達成して
良好な光学性能を維持するためのものである。条件式
（４）の下限値を越えて第３群の焦点距離が短くなると
変倍に伴う或いはフォーカシング時の球面収差の変動の
補正が困難となる。また充分なバックフォーカスの確保
が困難となったり、ズーム中間位置での射出瞳が短くな
ったり、第４群の移動量が大きくなりズーミング時やフ
ォーカシングによる収差の変動が大きくなってくる。逆
に上限値を越えて第３群の焦点距離が長くなると第３群
から射出する光束の発散が大きくなり第４群の有効径が
大きくなりレンズが重くなるためスムーズにフォーカシ
ングができなくなってくる。
の比に関するものであり、充分なバックフォーカスを維
持しつつ絞り以降のレンズ系のコンパクト化を達成して
良好な光学性能を維持するためのものである。条件式
（４）の下限値を越えて第３群の焦点距離が短くなると
変倍に伴う或いはフォーカシング時の球面収差の変動の
補正が困難となる。また充分なバックフォーカスの確保
が困難となったり、ズーム中間位置での射出瞳が短くな
ったり、第４群の移動量が大きくなりズーミング時やフ
ォーカシングによる収差の変動が大きくなってくる。逆
に上限値を越えて第３群の焦点距離が長くなると第３群
から射出する光束の発散が大きくなり第４群の有効径が
大きくなりレンズが重くなるためスムーズにフォーカシ
ングができなくなってくる。
【００３１】以上述べたように条件式（２），（３），
（４）は広画角でありながらレンズ全長を短くしつつ前
玉径を小型化し、良好な光学性能を満足するための条件
ではあるが、更に望ましくは各条件式の数値範囲を
（４）は広画角でありながらレンズ全長を短くしつつ前
玉径を小型化し、良好な光学性能を満足するための条件
ではあるが、更に望ましくは各条件式の数値範囲を
【００３２】
【数３】
の如く設定するのが良い。
（ロ）望遠端における全系の焦点距離をＦＴ、望遠端で
無限遠物体にフォーカスしているときの第３群と第４群
の間隔をＤ３４Ｔ、望遠端における第１群から第３群ま
での合成焦点距離をｆ１２３Ｔとするとき、
無限遠物体にフォーカスしているときの第３群と第４群
の間隔をＤ３４Ｔ、望遠端における第１群から第３群ま
での合成焦点距離をｆ１２３Ｔとするとき、
【００３３】
【数４】
なる条件を満足することである。
【００３４】条件式（５）は第３群から射出する軸上光
束の平行度（アフォーカル度）に関するものである。条
件式（５）の上限値を越えて軸上光束の収斂度が強くな
ると至近距離物体での非点隔差が大きくなると共にメリ
ディオナル像面が補正不足になってくる。逆に下限値を
越えて軸上光束の発散度が強くなると第４群に入射する
入射高が高くなり、球面収差が多く発生してくるので良
くない。
束の平行度（アフォーカル度）に関するものである。条
件式（５）の上限値を越えて軸上光束の収斂度が強くな
ると至近距離物体での非点隔差が大きくなると共にメリ
ディオナル像面が補正不足になってくる。逆に下限値を
越えて軸上光束の発散度が強くなると第４群に入射する
入射高が高くなり、球面収差が多く発生してくるので良
くない。
【００３５】条件式（６）は第１群と第２群の焦点距離
の比に関するものであり、レンズ系全体のコンパクト化
を達成して良好な光学性能を維持するためのものであ
る。条件式（６）の下限値を越えて第２群の焦点距離が
長くなり、また第１群の焦点距離が短くなると第２群の
移動量が増大しレンズ全長や前玉径を小型化することが
困難になる。また望遠端近傍での第４群の移動量が大き
くなりズーミング時の収差変動が大きくなってくる。逆
に上限値を越えると歪曲等の諸収差を良好に補正するこ
とが困難になってくる。
の比に関するものであり、レンズ系全体のコンパクト化
を達成して良好な光学性能を維持するためのものであ
る。条件式（６）の下限値を越えて第２群の焦点距離が
長くなり、また第１群の焦点距離が短くなると第２群の
移動量が増大しレンズ全長や前玉径を小型化することが
困難になる。また望遠端近傍での第４群の移動量が大き
くなりズーミング時の収差変動が大きくなってくる。逆
に上限値を越えると歪曲等の諸収差を良好に補正するこ
とが困難になってくる。
【００３６】条件式（７）は望遠端で無限遠物体にフォ
ーカスしているときの第３群と第４群の間隔に関するも
のである。条件式（７）の上限値を越えて第３群と第４
群の間隔が広がると第４群に入射する軸外光束の高さが
高くなり収差補正が困難になると共に第４群の有効径が
大きくなってくる。逆に下限値を越えて間隔が狭くなる
と第４群の至近距離物体でのフォーカスによる繰り出し
量を確保することが困難になってくる。
ーカスしているときの第３群と第４群の間隔に関するも
のである。条件式（７）の上限値を越えて第３群と第４
群の間隔が広がると第４群に入射する軸外光束の高さが
高くなり収差補正が困難になると共に第４群の有効径が
大きくなってくる。逆に下限値を越えて間隔が狭くなる
と第４群の至近距離物体でのフォーカスによる繰り出し
量を確保することが困難になってくる。
【００３７】以上述べたように条件式（５），（６），
（７）は良好な光学性能を維持しつつ小型化を満足する
ための条件ではあるが、更に望ましくは数値範囲を
（７）は良好な光学性能を維持しつつ小型化を満足する
ための条件ではあるが、更に望ましくは数値範囲を
【００３８】
【数５】
の如く設定するのが良い。
【００３９】（ハ）また更に良好な光学性能で且つ広画
角でレンズ全長が短く且つ前玉径の小型化を図るには、
前述の条件式（１）〜（７）の数値範囲を
角でレンズ全長が短く且つ前玉径の小型化を図るには、
前述の条件式（１）〜（７）の数値範囲を
【００４０】
【数６】
の如く設定するのが良い。
【００４１】（ニ）第１群中に少なくとも１つの非球面
を用いることである。これによれば歪曲収差を良好に補
正することが容易となる。
を用いることである。これによれば歪曲収差を良好に補
正することが容易となる。
【００４２】次に本発明の数値実施例１〜４と本発明の
参考例の数値実施例５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
νｉ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、数値実施例において最終
の２つのレンズ面はフェースプレートやフィルター等の
ガラスブロックである。
参考例の数値実施例５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
νｉ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、数値実施例において最終
の２つのレンズ面はフェースプレートやフィルター等の
ガラスブロックである。
【００４３】又、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。
諸数値との関係を表−１に示す。
【００４４】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ｋ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを各々非球面係数としたとき、
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ｋ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを各々非球面係数としたとき、
【００４５】
【数７】
なる式で表わしている。又「e-0X」の表示は「10-X」を
意味している。 （数値実施例１） F= 1.00 〜 12.09 FNO= 1.85 〜 2.17 2ω= 73.2°〜 7.0° R 1= 24.714 D 1= 0.64 N 1=1.846660 ν 1= 23.8 R 2= 8.471 D 2= 1.20 R 3= 9.116 D 3= 2.00 N 2=1.516330 ν 2= 64.2 R 4= -98.727 D 4= 0.06 R 5= 11.897 D 5= 1.03 N 3=1.603112 ν 3= 60.7 R 6= 110.967 D 6= 0.06 R 7= 6.887 D 7= 0.91 N 4=1.772499 ν 4= 49.6 R 8= 16.247 D 8=可変 R 9= 21.688 D 9= 0.18 N 5=1.882997 ν 5= 40.8 R10= 1.847 D10= 0.85 R11= -2.830 D11= 0.18 N 6=1.696797 ν 6= 55.5 R12= 3.062 D12= 0.27 R13= 3.822 D13= 0.48 N 7=1.846660 ν 7= 23.8 R14= -30.395 D14=可変 R15= 絞り D15= 0.33 R16= 3.223 D16= 0.67 N 8=1.583126 ν 8= 59.4 R17= -11.919 D17=可変 R18= 3.737 D18= 0.21 N 9=1.846660 ν 9= 23.8 R19= 1.583 D19= 0.04 R20= 1.722 D20= 0.94 N10=1.583126 ν10= 59.4 R21= -4.363 D21= 1.21 R22= ∞ D22= 1.17 N11=1.516330 ν11= 64.2 R23= ∞
意味している。 （数値実施例１） F= 1.00 〜 12.09 FNO= 1.85 〜 2.17 2ω= 73.2°〜 7.0° R 1= 24.714 D 1= 0.64 N 1=1.846660 ν 1= 23.8 R 2= 8.471 D 2= 1.20 R 3= 9.116 D 3= 2.00 N 2=1.516330 ν 2= 64.2 R 4= -98.727 D 4= 0.06 R 5= 11.897 D 5= 1.03 N 3=1.603112 ν 3= 60.7 R 6= 110.967 D 6= 0.06 R 7= 6.887 D 7= 0.91 N 4=1.772499 ν 4= 49.6 R 8= 16.247 D 8=可変 R 9= 21.688 D 9= 0.18 N 5=1.882997 ν 5= 40.8 R10= 1.847 D10= 0.85 R11= -2.830 D11= 0.18 N 6=1.696797 ν 6= 55.5 R12= 3.062 D12= 0.27 R13= 3.822 D13= 0.48 N 7=1.846660 ν 7= 23.8 R14= -30.395 D14=可変 R15= 絞り D15= 0.33 R16= 3.223 D16= 0.67 N 8=1.583126 ν 8= 59.4 R17= -11.919 D17=可変 R18= 3.737 D18= 0.21 N 9=1.846660 ν 9= 23.8 R19= 1.583 D19= 0.04 R20= 1.722 D20= 0.94 N10=1.583126 ν10= 59.4 R21= -4.363 D21= 1.21 R22= ∞ D22= 1.17 N11=1.516330 ν11= 64.2 R23= ∞
【００４６】
【表１】
非球面係数
R16 K=-1.886e+00 B=-1.887e-04 C=-1.544e-04
D=-1.929e-04 E= 3.988e-05
R21 K=-4.760e+00 B=-1.017e-02 C=-2.201e-03
D=-2.286e-03 E= 4.801e-04
（数値実施例２）
F= 1.00 〜 12.05 FNO= 1.85 〜 2.13 2ω= 73.2°〜 7.0°
R 1= 21.017 D 1= 0.48 N 1=1.846660 ν 1= 23.8
R 2= 8.436 D 2= 1.53
R 3= 9.106 D 3= 1.55 N 2=1.496999 ν 2= 81.6
R 4= -70.657 D 4= 0.06
R 5= 11.824 D 5= 0.89 N 3=1.603112 ν 3= 60.7
R 6= 122.697 D 6= 0.06
R 7= 6.665 D 7= 0.74 N 4=1.772499 ν 4= 49.6
R 8= 16.411 D 8=可変
R 9= 18.312 D 9= 0.18 N 5=1.882997 ν 5= 40.8
R10= 1.883 D10= 0.76
R11= -2.716 D11= 0.18 N 6=1.696797 ν 6= 55.5
R12= 3.207 D12= 0.27
R13= 4.059 D13= 0.45 N 7=1.846660 ν 7= 23.8
R14= -296.135 D14=可変
R15= 絞り D15= 0.33
R16= 3.221 D16= 0.67 N 8=1.583126 ν 8= 59.4
R17= -12.420 D17=可変
R18= 3.574 D18= 0.21 N 9=1.846660 ν 9= 23.8
R19= 1.589 D19= 0.04
R20= 1.730 D20= 0.94 N10=1.583126 ν10= 59.4
R21= -4.439 D21= 1.21
R22= ∞ D22= 1.17 N11=1.516330 ν11= 64.2
R23= ∞
【００４７】
【表２】
非球面係数
R16 K=-1.955e+00 B=-3.125e-06 C=-1.433e-04
D=-2.042e-04 E= 5.773e-05
R21 K=-4.659e+00 B=-9.695e-03 C=-1.380e-03
D=-2.223e-03 E=-5.090e-04
（数値実施例３）
F= 1.00 〜 12.17 FNO= 1.85 〜 2.22 2ω= 73.2°〜 7.0°
R 1= 22.344 D 1= 0.48 N 1=1.846660 ν 1= 23.8
R 2= 8.606 D 2= 1.53
R 3= 9.181 D 3= 1.55 N 2=1.496999 ν 2= 81.6
R 4= -62.757 D 4= 0.06
R 5= 11.779 D 5= 0.89 N 3=1.603112 ν 3= 60.7
R 6= 108.069 D 6= 0.06
R 7= 6.610 D 7= 0.74 N 4=1.772499 ν 4= 49.6
R 8= 16.506 D 8=可変
R 9= 18.922 D 9= 0.18 N 5=1.882997 ν 5= 40.8
R10= 1.878 D10= 0.74
R11= -2.705 D11= 0.18 N 6=1.696797 ν 6= 55.5
R12= 3.241 D12= 0.27
R13= 4.032 D13= 0.45 N 7=1.846660 ν 7= 23.8
R14= 53.762 D14=可変
R15= 絞り D15= 0.33
R16= 3.227 D16= 0.67 N 8=1.583126 ν 8= 59.4
R17= -12.252 D17=可変
R18= 3.711 D18= 0.21 N 9=1.846660 ν 9= 23.8
R19= 1.590 D19= 0.05
R20= 1.731 D20= 0.94 N10=1.583126 ν10= 59.4
R21= -4.201 D21= 1.21
R22= ∞ D22= 1.17 N11=1.516330 ν11= 64.2
R23= ∞
【００４８】
【表３】
非球面係数
R16 K=-1.958e+00 B= 2.354e-06 C=-9.759e-05
D=-2.048e-04 E= 5.770e-05
R21 K=-4.736e+00 B=-9.615e-03 C=-1.403e-03
D=-2.223e-03 E=-5.090e-04
（数値実施例４）
F= 1.00 〜 12.00 FNO= 1.85 〜 2.15 2ω= 73.2°〜 7.1°
R 1= 22.442 D 1= 0.52 N 1=1.846660 ν 1= 23.8
R 2= 8.468 D 2= 1.53
R 3= 9.177 D 3= 1.79 N 2=1.496999 ν 2= 81.6
R 4= -84.293 D 4= 0.06
R 5= 11.858 D 5= 0.94 N 3=1.603112 ν 3= 60.7
R 6= 103.797 D 6= 0.06
R 7= 6.779 D 7= 0.82 N 4=1.772499 ν 4= 49.6
R 8= 15.808 D 8=可変
R 9= 24.112 D 9= 0.18 N 5=1.882997 ν 5= 40.8
R10= 1.877 D10= 0.78
R11= -2.755 D11= 0.18 N 6=1.696797 ν 6= 55.5
R12= 3.101 D12= 0.27
R13= 3.933 D13= 0.45 N 7=1.846660 ν 7= 23.8
R14= -27.380 D14=可変
R15= 絞り D15= 0.33
R16= 3.248 D16= 0.67 N 8=1.583126 ν 8= 59.4
R17= -12.289 D17=可変
R18= 3.706 D18= 0.21 N 9=1.846660 ν 9= 23.8
R19= 1.588 D19= 0.04
R20= 1.722 D20= 0.94 N10=1.583126 ν10= 59.4
R21= -4.481 D21= 1.21
R22= ∞ D22= 1.17 N11=1.516330 ν11= 64.2
R23= ∞
【００４９】
【表４】
非球面係数
R16 K=-1.876e+00 B=-2.094e-04 C=-1.492e-04
D=-1.901e-04 E= 5.254e-05
R21 K=-4.791e+00 B=-9.757e-03 C=-1.743e-03
D=-2.056e-03 E=-2.324e-05
（数値実施例５）
F= 1.00 〜 11.97 FNO= 2.05 〜 2.56 2ω= 73.2°〜 7.1°
R 1= 14.414 D 1= 0.42 N 1=1.922862 ν 1= 20.9
R 2= 7.987 D 2= 1.53
R 3= 10.014 D 3= 1.48 N 2=1.603112 ν 2= 60.7
R 4= -20.175 D 4= 0.06
R 5= 5.394 D 5= 0.76 N 3=1.696797 ν 3= 55.5
R 6= 13.464 D 6=可変
R 7= 18.014 D 7= 0.18 N 4=1.882997 ν 4= 40.8
R 8= 1.872 D 8= 0.68
R 9= -2.487 D 9= 0.18 N 5=1.696797 ν 5= 55.5
R10= 3.299 D10= 0.27
R11= 3.871 D11= 0.39 N 6=1.846660 ν 6= 23.8
R12= 55.825 D12=可変
R13= 絞り D13= 0.33
R14= 3.495 D14= 0.67 N 7=1.583126 ν 7= 59.4
R15= -16.835 D15=可変
R16= 3.411 D16= 0.21 N 8=1.846660 ν 8= 23.8
R17= 1.602 D17= 0.05
R18= 1.738 D18= 0.94 N 9=1.583126 ν 9= 59.4
R19= -4.216 D19= 1.21
R20= ∞ D20= 1.17 N10=1.516330 ν10= 64.2
R21= ∞
【００５０】
【表５】
非球面係数
R 1 K=-5.721e-06 B=-2.171e-06 C=-5.045e-07
D= 0 E= 0
R14 K=-1.979e+00 B=-1.431e-04 C=-8.619e-05
D=-2.057e-04 E= 5.746e-05
R19 K=-4.936e+00 B=-8.851e-03 C=-1.521e-03
D=-2.223e-03 E=-5.090e-04
【００５１】
【表６】
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、大口径比化及び高変倍
化を図ると共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角
端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物
体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり、良好な
る光学性能を有した広画角のズームレンズを達成するこ
とができる。
化を図ると共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角
端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物
体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり、良好な
る光学性能を有した広画角のズームレンズを達成するこ
とができる。
【００５３】又、本発明によれば、リヤーフォーカス方
式を採用しつつ、大口径比化及び高変倍化を図ると共に
レンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に
至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距離物
体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有
した広画角のリヤーフォーカス式のズームレンズを達成
することができる。
式を採用しつつ、大口径比化及び高変倍化を図ると共に
レンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に
至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距離物
体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有
した広画角のリヤーフォーカス式のズームレンズを達成
することができる。
【図１】 本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面
図
図
【図２】 本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面
図
図
【図３】 本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面
図
図
【図４】 本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断面
図
図
【図５】 本発明の参考例の数値実施例５の広角端のレ
ンズ断面図
ンズ断面図
【図６】 本発明の数値実施例１の広角端の収差図
【図７】 本発明の数値実施例１の望遠端の収差図
【図８】 本発明の数値実施例２の広角端の収差図
【図９】 本発明の数値実施例２の望遠端の収差図
【図１０】 本発明の数値実施例３の広角端の収差図
【図１１】 本発明の数値実施例３の望遠端の収差図
【図１２】 本発明の数値実施例４の広角端の収差図
【図１３】 本発明の数値実施例４の望遠端の収差図
【図１４】 本発明の参考例の数値実施例５の広角端の
収差図
収差図
【図１５】 本発明の参考例の数値実施例５の望遠端の
収差図
収差図
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
ＳＰ 絞り
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
ＩＰ 像面
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(56)参考文献 特開 平５−72475（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−199071（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−325252（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−289297（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−250085（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−100010（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−318804（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−167917（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 25/00 - 25/04
Claims (3)
- 【請求項１】 物体側より順に、変倍中固定の正の屈折
力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈
折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有
し、該第２レンズ群を像面側へ移動させて広角端から望
遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４レン
ズ群を移動させて補正すると共に該第４レンズ群を移動
させてフォーカスを行うズームレンズであって、該第１
レンズ群は、物体側より順に、１つの負レンズと３つの
正レンズの４つのレンズより成り、該負レンズとそれに
隣接する正レンズとの空気間隔が該第１レンズ群中で最
も広く、該第１レンズ群の光軸上の長さをＤＬ１、前記
負レンズとそれに隣接する正レンズとの空気間隔をＤａ
とするとき、０．１８ ＜Ｄａ／ＤＬ１＜０．５ 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】 前記第２レンズ群の望遠端における結像
倍率をβ２Ｔ、ズーム比をＺ、第ｉレンズ群の焦点距離
をｆｉ、全系の広角端の焦点距離をＦＷとしたとき、 【数１】 −１．８＜ｆ２／ＦＷ＜−１ ０．４＜ｆ３／ｆ４＜１．２ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
レンズ。 - 【請求項３】 望遠端における全系の焦点距離をＦＴ、
望遠端で無限遠物体にフォーカスしているときの第３レ
ンズ群と第４レンズ群の間隔をＤ３４Ｔ、望遠端におけ
る第１レンズ群から第３レンズ群までの合成焦点距離を
ｆ１２３Ｔとするとき、 −０．１＜ＦＴ／ｆ１２３Ｔ＜０．６ −７＜ｆ１／ｆ２＜−４ 【数２】 なる条件を満足することを特徴とする請求項２のズーム
レンズ。
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-
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