JP4115746B2 - 望遠ズームレンズ - Google Patents

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【0001】
【産業上の利用分野】
望遠ズームレンズに関し、さらに詳しくは35mmフィルム用の写真用カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ等に用いるための6群で構成された望遠ズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、35mm1眼レフカメラ等に使用される望遠ズームレンズでは、物体側より順に、変倍中固定の正の屈折力を持つ第1群、負の屈折力を持つ変倍レンズ群である第2群、正の屈折力を持つ補正レンズ群である第3群、及び、正の屈折力を持つリレーレンズ群から成る第4群で構成され、焦点距離70〜210mm、F2.8の4群ズームレンズが実用化されている。
また、特開平10−39215号公報には、レンズ全長を小さくするために、多群で構成された多群移動方式で、焦点距離135〜400mm、F4.5〜F5.6のズームレンズが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記4群ズームレンズにおいては、ズーム比を大きくすると、変倍作用を持つ第2群の移動量が増加するためレンズ全長は大きくなってしまい、テレ比すなわちレンズ全長/焦点距離の比を小さくすることができない。変倍中の移動量を減少させるために第2群の屈折力を強くすると、変倍により収差の変動が大きくなり、収差の補正が困難となる。
【0004】
前記4群ズームレンズにおいて、近距離物体に対してフォーカスを行う場合、第1群を移動させて行うフロントフォーカス方式が広く用いられている。この方式では、十分な周辺光量を確保するためには、物体方向の移動量に対応して第1群の有効径を大きくしておく必要がある。このため、レンズシステム全体の大型化をまねく。また大きく重いレンズを動かさなければならないので、オートフォーカス時に迅速性に欠けるという問題がある。
【0005】
前記4群ズームレンズにおいて、物体側の第1レンズ群(第1群)を移動させてフォーカスを行うものもよく知られている。第1レンズ群の中でも比較的像側に配置されたレンズ郡でフォーカスを行うため、レンズ径をやや小さくすることができ、やや重量が軽量化される。そして繰り出し量を減らすために屈折力をやや強めても、前玉の物体側レンズ群とのフローティング効果によりそれほど大きな収差変動が生じない等の利点はある。しかし、レンズ全長が広角側で最小、望遠側へ変倍するほど長くなる後者の多群移動方式のズームレンズでは望遠側で最も像から離れたレンズ群でのフォーカスとなるため、レンズの重量バランスが悪い。またオートフォーカスにすると、重量の点で問題があった。
【0006】
最も像面側に近いレンズ群を移動させてフォーカスを行えば、一般にレンズ径が小さいので迅速なフォーカスを行うことができ、また周辺光量の低下も生じない。しかし、前記多群移動方式のズームレンズにおいて、望遠端でのテレ比を小さくするように、屈折力を強くして変倍に伴う移動量と、フォーカスによる移動量を小さくすると、フォーカスに伴い、球面収差が悪化するという問題点があった。
【0007】
前記特開平10−39215号においては、
w /f45w>0.0
として、レンズ全長を短くしている。しかし、この条件を満たしてもまだまだ全長は長いものである。瞳において中心より上方を通過する上光線についても、像面においてオーバーすなわち主光線より上側にある。
【0008】
また、最も像面側を凹面にして軸外の光線の収差補正に有利な形状にするために、
0.2<f53/f5<2.0
とし、第5群の構成を凹、凸、凹としている。しかし、合焦時、テレ端において球面収差の変動が大きく、非球面を追加しないと、球面収差を補正し切れない問題がある。
さらに、ズーミングによる像面移動を第5群レンズの移動によって補正している。しかし、このように構成すると、ズーミング時の収差変動が大きく、好ましくない。
【0009】
【発明の目的】
本発明は、レンズ全長が短くテレ比が小さい望遠ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はまた、変倍による収差の変動が小さく、収差の補正が容易な望遠ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はさらに、第1群レンズの直径が小さく全体が小型軽量で、フロントフォーカス方式にした場合に合焦のための駆動力を小さくしかつ迅速に合焦することができる望遠ズームレンズを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群L1、負の屈折力を持つ第2レンズ群L2、正の屈折力を持つ第3レンズ群L3、正の屈折力を持つ第4レンズ群L4、絞りで構成される第5レンズ群、負の屈折力を持つ第6レンズ群L6からなり、第1レンズ群L1、第4レンズ群L4、第5群、第6レンズ群L6を物体側へ移動させることによって広角端から望遠端へ変倍を行い、変倍に伴う像面移動の補正を第3レンズ群L3の移動させることによって行う望遠ズームレンズにおいて、
第1レンズ群L1の最も像面に近いレンズを凸レンズとし、
第1レンズ群L1の焦点距離をf1、全系の望遠端における焦点距離をftとした時、
0.45 ≦ f1 / ft ≦ 0.58 (1)
第2レンズ群L2の焦点距離をf2とした時、
0.25 ≦ | f2 | / ft ≦ 0.35 (2)
第3レンズ群L3の焦点距離をf3とした時、
0.30 ≦ f3 / ft ≦ 0.35 (3)
第6レンズ群L6の焦点距離をf6とした時、
0.12≦ | f6 | / ft ≦ 0.18 (4)
第1レンズ群L1の変倍による移動量をm1、第6レンズ群L6の変倍による移動量をm6とした時、
1.2 ≦ m1 / m6 ≦ 2.0 (5)
とすることを特徴とする望遠ズームレンズである。
【0011】
【実施の形態】
以下に本発明の実施形態の望遠ズームレンズを、図に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態の望遠ズームレンズ100を光学図によって示す。望遠ズームレンズ100の焦点距離f及び開口数Fnoは、
f=200.0 〜 300.3 〜 490.0
Fno=5.16 〜 5.72 〜 6.25
である。
【0012】
望遠ズームレンズ100の構成を表1に示す。該表において、左側第1欄NSは物体側からのレンズ面の面番号、第2欄Rは各レンズの曲率半径、第3欄Dは各レンズ面の面間隔、第4欄Nd各レンズのd線(λ=587.6nm)に対する屈折率、第5欄νは各レンズのアッぺ数を表す。STOPは絞りを示し、FSはフレア絞りを表す。
【0013】
【表1】
Figure 0004115746
【0014】
ズーム作動すなわち焦点距離の変化のためのレンズ間隔の変更を、表2に示す。
【表2】
Figure 0004115746
【0015】
本発明は、以下の5つの条件式を満たさなければならない。第1レンズ群L1の焦点距離をf1、全系の望遠端における焦点距離をft、第2レンズ群L2の焦点距離をf2、第3レンズ群L3の焦点距離をf3、第6レンズ群L6の焦点距離をf6、第1レンズ群L1の変倍による移動量をm1、第6レンズ群L6の変倍による移動量をm6とする。
【0016】
条件式(1) f1/ft=0.531
条件式(2) |f2|/ft=0.286
条件式(3) f3/ft=0.321
条件式(4) |f6|/ft=0.143
条件式(5) m1/m6=1.6
【0017】
第1群の焦点距離をf1、全系の望遠端における焦点距離をftとした時、
0.45 ≦ f1 / ft ≦ 0.58 (1)
好ましくは、 0.50 ≦ f1 / ft ≦ 0.55
とすることにより、ズームレンズをテレ比0.75以内にコンパクトに構成し、第1レンズ群の屈折力を適切に設定することができる。
条件式(1)の下限を超えると、第1レンズ群の屈折力が強くなるため、ズームによる移動量は小さくできるが、第1レンズ群で発生する球面収差が大きくなり、第1レンズ群より像面側のレンズでの補正が困難となる。逆に、(1)の上限を超えると、第1レンズ群の屈折力が弱くなるためズームによる移動量が大きくなり、コンパクト化が困難になる。さらに第1レンズ群の最も像面に近いレンズはワイド側における球面収差補正のため、凸レンズが望ましい。
【0018】
第2群の焦点距離をf2とした時、
0.25≦ |f2| / ft ≦ 0.35 (2)
好ましくは、0.25≦ |f2| / ft ≦ 0.30
とすることにより、広角端におけるバックフォーカスを適切に設定することができる。
条件式(2)の下限を超えると、第2群の屈折力が強くなるため、バックフォーカスが長くなる。あまりバックフォーカスを長くすると、広角端におけるレンズ全長が長くなるため、コンパクト化が困難になる。逆に(2)の上限を超えると、バックフォーカスが短くなる。あまりバックフォーカスを短くすると、第6レンズ群でフォーカスした時に発生するコマ収差の補正が困難となる。
【0019】
第3群の焦点距離をf3とした時、
0.30 ≦ f3 / ft ≦ 0.35 (3)
とすることにより、広角端におけるコマ収差の補正を適切にすることができる。
条件式(3)の下限を超えると、第2、第3群で発生するコマ収差の補正が第3群より像面側のレンズでの補正が困難となる。逆に(3)の上限を超えると、バックフォーカスが短くなるため、第6レンズ群でフォーカスした時に発生するコマ収差の補正が困難となる。
【0020】
第6群の焦点距離をf6とした時、
0.12 ≦ |f6| / ft ≦ 0.18 (4)
好ましくは、0.12 ≦ |f6| / ft ≦ 0.15
とすることにより、第6群でのフォーカスによる移動量を適切に設定することができる。
条件式(4)の下限を超えると、フォーカスによる移動量は減少するが、フォーカスによるコマ収差の補正が困難となる。(5)の上限を超えると、フォーカスによって発生する球面収差の補正が困難となる。
【0021】
第1群の変倍による移動量をm1、第6群の変倍による移動量をm6とした時、
1.2 ≦ m1 / m6 ≦ 2.0 (5)
好ましくは、1.5 ≦ m1 / m6 ≦ 2.0
とすることにより、望遠端におけるレンズ全長を適切に設定することができる。条件式(5)の下限を超えると、第1群のズームによる移動量は小さくなるが、第1レンズ群で発生する球面収差が大きくなり、第1レンズ群より像面側のレンズでの補正が困難となる。(5)の上限を越超えると、第1群の移動量が大きくなるため、テレ比0.75以内とコンパクトに構成することが難しくなる。
【0022】
物点が無限遠における望遠ズームレンズ100の広角端の収差は、図2に示すとおりである。物点が無限遠における望遠ズームレンズ100の中間焦点距離における収差は、図3に示すとおりである。物点が無限遠における望遠ズームレンズ100の広望遠端の収差は、図4に示すとおりである。
【0023】
倍率1/40倍における望遠レンズ100の広角端の収差は、図5に示すとおりである。倍率1/40倍における望遠レンズ100の中間焦点距離における収差は、図6に示すとおりである。倍率1/40倍における望遠レンズ100の望遠端の収差は、図7に示すとおりである。
【0024】
【発明の効果】
本発明の望遠ズームレンズによれば、レンズ全長が短くテレ比が小さい望遠ズームレンズを構成できる効果を有する。
本発明の望遠ズームレンズによればまた、変倍による収差の変動が小さく、収差の補正が容易な望遠ズームレンズを構成することができる効果を有する。
本発明の望遠ズームレンズによればさらに、第1群レンズの直径が小さく全体が小型軽量で、フロントフォーカス方式にした場合に合焦のための駆動力を小さくしかつ迅速に合焦することができる望遠ズームレンズを構成できる効果を有する。
【0025】
本発明の望遠ズームレンズによればさらに、前記特開平10−39215号に対し、前群レンズを正とし、後群レンズf45wを負とすることによりテレフォトタイプを実現して、またレンズ全長をより短くすることができる効果を有する。さらに、瞳において中心より上方を通過する上光線についても、像面において主光線の近くにあり、歪曲収差が極めて小さい効果を有する。
また、第6レンズ群を凹、凹、凸によって構成することにより、非球面を追加することなく球面収差を補正することができる効果を有する。
さらに、ズーミングによる像面移動を第3レンズ群の移動によって補正するように構成によって、ズーミングによる球面収差の変動が小さくなり、収差補正が容易である効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施形態の望遠ズームレンズの光学図である。
【図2】図2は、物点が無限遠における実施形態の望遠ズームレンズの広角端の収差図である。
【図3】図3は、物点が無限遠における実施形態の望遠ズームレンズの中間焦点距離における収差図である。
【図4】図4は、物点が無限遠における実施形態の望遠ズームレンズの広望遠端の収差図である。
【図5】図5は、倍率1/40倍における実施形態の望遠レンズの広角端の収差図である。
【図6】図6は、倍率1/40倍における実施形態の望遠レンズの中間焦点距離における収差図である。
【図7】図7は、倍率1/40倍における実施形態の望遠レンズの望遠端の収差である。
【符号の説明】
100 望遠ズームレンズ
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5群
L6 第6レンズ群

Claims (1)

  1. 物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群L1、負の屈折力を持つ第2レンズ群L2、正の屈折力を持つ第3レンズ群L3、正の屈折力を持つ第4レンズ群L4、絞りで構成される第5レンズ群、負の屈折力を持つ第6レンズ群L6からなり、第1レンズ群L1、第4レンズ群L4、第5群、第6レンズ群L6を物体側へ移動させることによって広角端から望遠端へ変倍を行い、変倍に伴う像面移動の補正を第3レンズ群L3の移動させることによって行う望遠ズームレンズにおいて、
    第1レンズ群L1の最も像面に近いレンズを凸レンズとし、
    第1レンズ群L1の焦点距離をf1、全系の望遠端における焦点距離をftとした時、
    0.45 ≦ f1 / ft ≦ 0.58 (1)
    第2レンズ群L2の焦点距離をf2とした時、
    0.25 ≦ | f2 | / ft ≦ 0.35 (2)
    第3レンズ群L3の焦点距離をf3とした時、
    0.30 ≦ f3 / ft ≦ 0.35 (3)
    第6レンズ群L6の焦点距離をf6とした時、
    0.12≦ | f6 | / ft ≦ 0.18 (4)
    第1レンズ群L1の変倍による移動量をm1、第6レンズ群L6の変倍による移動量をm6とした時、
    1.2 ≦ m1 / m6 ≦ 2.0 (5)
    とすることを特徴とする望遠ズームレンズ。
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