JP4343307B2 - リヤーフォーカス式のズームレンズ - Google Patents

リヤーフォーカス式のズームレンズ Download PDF

Info

Publication number
JP4343307B2
JP4343307B2 JP03259099A JP3259099A JP4343307B2 JP 4343307 B2 JP4343307 B2 JP 4343307B2 JP 03259099 A JP03259099 A JP 03259099A JP 3259099 A JP3259099 A JP 3259099A JP 4343307 B2 JP4343307 B2 JP 4343307B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
lens
wide
zoom lens
focal length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03259099A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000231050A (ja
JP2000231050A5 (ja
Inventor
博喜 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP03259099A priority Critical patent/JP4343307B2/ja
Publication of JP2000231050A publication Critical patent/JP2000231050A/ja
Publication of JP2000231050A5 publication Critical patent/JP2000231050A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4343307B2 publication Critical patent/JP4343307B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はリヤーフォーカス式の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大口径比で高変倍比でしかも広画角のリヤーフォーカス式のズームレンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、ホームビデオカメラ等の小型軽量化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にもめざましい進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小型化、構成の簡略化に力が注がれている。
【0003】
これらの目的を達成する一つの手段として、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のズームレンズが知られている。
【0004】
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、又、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等の特長がある。
【0005】
このようなリヤーフォーカス式のズームレンズとして、例えば特開昭62-215225 号公報や、特開昭62-206516 号公報,特開昭62-24213号公報,特開昭63-247316 号公報、そして特開平4-43311 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。
【0006】
一方、本出願人は、例えば特開平8-146295号公報において、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、そして正の屈折力の第5群の5つのレンズ群を有し、該第2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群を移動させて補正すると共に、該第4群を光軸上移動させてフォーカスを行ったリヤーフォーカス式のズームレンズを提案している。
【0007】
又、特開平5-215967号公報では物体側より順に変倍中固定の正の屈折力の第1群、変倍用の負の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の第4群、そして変倍に伴う像面変動を補正するための正の屈折力の第5群の5つのレンズ群より成り、変倍に際して第3群と第4群の少なくとも1つを移動させると共に、フォーカスの際に第5群を移動させたリヤーフォーカス式のズームレンズが提案されている。
【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、又、迅速なるフォーカスが可能となり、更に近接撮影が容易となる等の特長が得られる。
【0009】
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るという問題点が生じてくる。
【0010】
特に広角端でのFナンバーがF1.6と大口径比で変倍比30〜50程度と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るという問題点が生じてくる。
【0011】
本発明は、先に特開平8-146295号公報で提案したリヤーフォーカス方式のズームレンズを改良し、変倍比50程度の高変倍化を図り、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又、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。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のリヤーフォーカス式のズームレンズは、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、負の屈折力の第4群、そして正の屈折力の第5群の5つのレンズ群で構成され、該第2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群を移動させて補正すると共に該第4群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のズームレンズであって、最も物体側の第1レンズ面から最終レンズ面までの広角端における長さをTD、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々Fw、Ft、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第2群の移動量をM2としたとき、
0.55<TD/Ft<0.75 ‥‥‥(1)
【数5】
なる条件を満足することを特徴としている。ここで移動量M2は像側へ移動するときを正の符号とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1,図3,図5,図7,図9,図11,図13,図15,図17,図19は本発明の後述する数値実施例1、参考例1、数値実施例2〜9のレンズ断面図、図2,図4,図6,図8,図10,図12,図14,図16,図18,図20は本発明の後述する数値実施例1、参考例1、数値実施例2〜9の諸収差図である。収差図において(A)は広角端、(B)は望遠端を示している。図21(A),(B)は本発明のリヤーフォーカス式のズームレンズと従来のリヤーフォーカス式のズームレンズの近軸屈折力配置を示す概略図である。
【0014】
図中、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は正の屈折力の第3群(第3レンズ群)、L4は負の屈折力の第4群(第4レンズ群)、L5は正の屈折力の第5群(第5レンズ群)である。SPは開口絞りであり、第3群L3の前方に配置している。IPは像面である。
【0015】
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群を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動させて補正している。又、第4群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。
【0016】
同図に示す第4群の実線の曲線4aと点線の曲線4bは各々無限遠物体と近距離物体に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像面変動を補正するための移動軌跡を示している。第1群,第3群,第5群は変倍及びフォーカスの際固定である。
【0017】
本実施例においては、第4群を移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第4群を移動させてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線4a,4bに示すように広角端から望遠端への変倍に際して像面側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。これにより第4群と第5群との空気の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【0018】
本実施例において、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群を後方(像面側)へ繰り込むことにより行っている。
【0019】
そして、前述の条件式(1)を満足することによって高変倍化を図りつつ、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得ている。この条件式(1)は、30倍以上の高変倍となっても望遠端でのFナンバーFnoが明るく、なおかつ前玉径を小さく全系を小型にするための必要な条件である。
【0020】
一般に、ズームレンズの高倍化、特に実効倍率で30倍から50倍程度のズーム比を確保しつつ、充分小型で良好な性能を維持するためには、主変倍系である第2レンズ群の屈折力を強くして、第2レンズ群のズーミングに伴う移動量を少なくすれば良い。しかしながら第2レンズ群の屈折力を強くするとペッツバール和が大きくなり像面が補正過剰(オーバー)になるだけでなく、望遠端のレンズの明るさを決める第1レンズ群の前玉が小さくなりすぎて、望遠端の暗いズームレンズとなってしまう。
【0021】
この条件式(1)は、30倍以上の高変倍となっても望遠端でのFnoが明るく、なおかつ前玉径を小さく全系を小型にするため、又、所望のズーム比を得るための最適で無駄のないレンズの配置、及びパワー配置を設定するために必要な条件である。条件式(1)の上限を越えると望遠端のFナンバーは明るくなるが、全長,前玉が大型化してしまう。又、下限値を越えると所望のズーム比を得るために各レンズ群のパワー配置がきつくなり、像面のズーム変動や距離による収差変動が大きくなり適当でない。特に上述したようにペッツバール和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になる。この条件式(2)は、ズーミングに際して最も多い移動量を持つ第2レンズ群に対して、広角端から望遠端へのズーム比を考慮して、小型化と最も最適な性能を持たせるために必要な関係である。条件式(2)の上限を越えると望遠端のFナンバーは明るくなり球面収差の補正が難しくなるばかりでなく、全長,前玉が大型化してしまう。又、下限値を越えると所望のズーム比を得るために第2レンズ群のパワーがきつくなり像面のズーム変動が大きくなり適当でない。特にペッツバール和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になり適当でない。
【0022】
一般に第1レンズ群を光軸上移動させて距離合せを行う、所謂前玉フォーカス方式が知られているが、この方式は広角側で至近距離撮影時に周辺画面に光束を確保するために前玉径が大きくなりがちとなる。このため、このフォーカス方式では、本発明の目的の1つである小型化は難しくなる。この際、構成上最も径の大きい第1レンズ群はズーミング中固定になっている方が、機構上の簡略化のためにも良い。
【0023】
そこで第3レンズ群以降に配置されたレンズ群、特に第4レンズ群でフォーカシングを行うものが小型化を目的とする際には好ましい。又、絞りユニットを有する第3レンズ群も固定であるほうが機構上の簡略化には好ましい。
【0024】
第4レンズ群は、広角端より中間ズームまでの変倍領域にかけて像面側に移動するのが好ましい。更に高変倍のズームレンズを構成するには第4レンズ群は広角端より望遠端にかけて像面側に凸の軌跡で移動し、又、特に略完全往復していればスペース効率が良く、小型の高変倍ズームレンズが可能となる。このとき、特に第2レンズ群のズーミング中の横倍率は等倍(−1)を挟んで変化している構成にするのが良い。
【0025】
次に、この構成で前玉径が小型化できる技術的意味を説明する。
【0026】
従来より広角化を図ろうとすると、広角端寄りの中間ズーム位置において第1レンズ群への軸外光束の入射高が高くなり、この結果、第1レンズ群のレンズ有効径が増大してくる。この前玉径の増大を防止するには上記中間ズーム位置で物体側より瞳(絞り)へ入射する軸外光束の入射角度θを浅めに(小さめに)設定するように構成するのが良い。そのためには上述したように第4レンズ群は広角端より中間ズーム域にかけて像面側に移動するのが好ましい。
【0027】
このように構成することにより、前玉径を決定する焦点距離での入射瞳位置はかなり物体側に寄り、径の小型化が可能になる。このとき、特に全ズーム域でレンズの射出瞳位置は像面よりプラス側(像面より反物体側)にあるのが有効である。
【0028】
このことを、図21(A)に従って検証する。図21(A)は広角端から少し望遠側に寄った中間ズームの位置で、第1レンズの有効径を決定する焦点距離の位置である。同時に、図21(B)に参考のために特開昭62-24213号公報で開示されているズームレンズの近軸屈折力配置を示す。図21(B)に示すように、像面側から物体側へ軸外光束の光線を逆追跡すると、第4レンズ群に強い負のパワーがあるために像面側からでる軸外光束は射出瞳がややプラス側に寄っている。これに対して、図21(A)ではこの光束が第5レンズ群で絞りSP側に曲げられ、更に第4レンズ群で絞りSPを有する第3レンズ群に緩やかな角度で入っていく。この絞りSPを通過する角度θが従来のズームレンズよりも緩くできるため、結果的に第1レンズの径を小さくできるのである。
【0029】
このように本発明では、射出瞳位置が像面からプラス側(反物体側)にあるのが好ましい。少なくとも前玉径の決定に寄与する広角端ではプラス側になっていることが好ましい。
【0030】
本発明の目的とするリヤーフォーカス式のズームレンズは、以上の諸条件を満足させることにより達成することができるが、更にレンズ系全体の小型化を図りつつ、高変倍化を図る際の変倍に伴う収差変動を少なくし、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには目的に応じて次の(ア−2)〜(ア−26)の諸条件のうち少なくとも1つを満足させるのが良い
【0035】
(ア-2) 第iレンズ群の焦点距離をFi、全系の広角端と望遠端の焦点距離をFw,Ftとしたとき、
【0036】
【数3】
【0037】
を満足することである。
【0038】
いずれの条件式も広角化(2ω≧60度)を行い、更に高変倍(30倍以上)で前玉径を小型にするのに最適な第1レンズ群のパワーを設定するものである。
【0039】
これらの条件式は、第2レンズ群に対する物点、即ち倍率に係わる式である。全系を小さく設定するには、第2レンズ群がズーミングに際して等倍を挟んでいるのが好ましい。等倍を挟むと第4レンズ群のズーミングの軌跡は略往復になり、最も効果的なスペース効率で高変倍が可能となる。具体的には、これらの式の上限を越えると、第2レンズ群に対する物点が遠くなり、第2レンズ群の結像倍率が低くなり、効果的な小型化が難しくなる。更に、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が大きくなり小型化の達成が難しくなる。又、下限値を越えると第2レンズ群の倍率が大きくなり、高倍化の達成が難しくなる。
【0040】
(ア-3) 第iレンズ群の焦点距離をFiとしたとき、
7.5<|F1/F2|<10…(5)
を満足することである。
【0041】
条件式(5)は主に変倍部である第1レンズ群と第2レンズ群の屈折力を最適に設定し、ズーミングによる収差変動を小さくしつつ高変倍(30倍以上)を行うためのものである。特に、第2レンズ群の移動による変倍を効果的に行うための条件である。下限を越えると30倍以上の高変倍化のために第2レンズ群の移動量を大きくとる必要があり、大型化及び前玉径が大きくなる。又、上限値を越えると所望のズーム比を得るために第2レンズ群のパワーがきつくなり像面のズーム変動が大きくなり適当でない。特にペッツバール和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になり適当でない。
【0042】
(ア-4) 変倍を主に担当する第1レンズ群と第2レンズ群のうち第1レンズ群は少なくとも1枚の負レンズを有し、全体として4枚以上のレンズで構成すること、又、第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズを有し、全体として4枚以上のレンズで構成することである。
【0043】
(ア-5) 第1レンズ群を構成している正レンズのうち少なくとも1枚の正レンズの材質のアッベ数ν1は、
ν1>65…(6)
を満たし、更に第1レンズ群を構成する正レンズの材質のアッベ数の平均ν1Pを
ν1P>70…(7)
と設定するのが良い。
【0044】
条件式(6)、(7)は共に変倍を担当するレンズ群において色収差の発生を小さくし、高変倍(30倍以上)での望遠端での軸上色収差を小さくすることにある。これらの式を逸脱する第1レンズ群の構成レンズ枚数が多くなり大型化する。あるいは望遠端での軸上色収差が大きくなって適当でない。
【0045】
(ア-6) 第2レンズ群は、物体側から順に物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズ面が凹面の負レンズ、そして少なくとも2枚のレンズで構成されていることが好ましい。これは高変倍の構成にするとき、主変倍群である第2レンズ群の移動により倍率色収差の変動が大きくなりがちである。これを除去するためには第2レンズ群内で充分に色収差の発生を抑えておく必要がある。そのために上のレンズ構成を満たしているのが好ましい。
【0046】
(ア-7) 第1レンズ群は物体側から順に、物体側に凸面を有するメニスカス状の負レンズ、物体側に凸面を有する正レンズ、そして少なくとも2枚の正レンズを有しているのが良い。第1レンズ群の像面側には2枚の物体側に凸面を有するメニスカス状の正レンズブロックがあるのが好ましい。このレンズブロックは正の単レンズでも良いし、又、貼合わせのメニスカス形状のブロックでも良い。
【0047】
(ア-8) 主変倍群である第2レンズ群の広角端から望遠端への移動量(像面側へ移動するときを正とする)をM2、第2レンズ群の焦点距離をF2としたとき、
5<|M2/F2|<9…(8)
を満足するのが良い。
【0048】
この条件式は、主変倍群である第2レンズ群が所望のズーム比を得るために必要な移動量とそのときのパワーの関係を示したものである。焦点距離F2が一定のときは移動量M2が大きいと高変倍になり、移動量M2が一定のときは焦点距離|F2|が小さいほうが高変倍になる。この関係をバランス良く設定しているのがこの式である。この式の上限を越えると移動量が大きくなって大型化するか、第2レンズ群のパワーがきつくなって収差変動が大きくなる。この式の下限値を越えると所望の変倍比が得られなくなる。
【0049】
(ア-9) 前玉径の小型化に関係する絞り位置は、望遠端において第3レンズ群の近傍に配置するのが良い。特に第3レンズ群近傍にズーミング中固定であるほうが機構構成上は好ましい。特に前玉径の小型化には第3レンズ群の比較的物体側、好ましくは最も物体側に配置させるのが良い。
【0050】
(ア-10)第3レンズ群は少なくとも2枚の正レンズを有しているのが好ましい。これは全系の中で第3レンズ群のパワーは比較的強く、高変倍をするには少ないレンズ枚数では球面収差の補正ができないからである。特にこのレンズ群の中に非球面を用いてこの収差補正を分担させても良い。1枚の負レンズを第3レンズ群に有しておくと、更に色収差の補正にも有効である。
【0051】
(ア-11)第4レンズ群は前述したようにズーミング中の像面位置を一定にするコンペンセーター(補正群)であり、フォーカスを担当するレンズ群でもある。それぞれの収差変動、特に色収差変動を少なくするために少なくとも1枚の正レンズを有するのが好ましい。
【0052】
(ア-12)距離合わせは第4レンズ群で行い、この際、第4レンズ群は近距離に距離合わせ(フォーカシング)するときは像面側に繰り込むように構成している。このように負の第4レンズ群を繰り込んで距離合わせを行うと、従来のような正レンズ群で行うリヤーフォーカス方式の様に、近軸的な変倍比に対して近距離側で変倍比が小さくなることがなく、高変倍化にしても近距離側で所望の変倍比が得られる。
【0053】
(ア-13)フォーカスやズーミングの収差変動を小さくするためには、第4レンズ群内に非球面を有するのが良い。特に、球面収差の中間ズーム域での球面収差の変動補正には第5レンズ群内に非球面を有するのが好ましい。
【0054】
(ア-14)適当なバックフォーカスを保持しつつ、固体撮像素子に対する射出瞳位置を変動を小さく設定するためには、第4レンズ群の倍率β4がズーミングに伴い常に同一符号であることが好ましい。倍率β4がズーミング中符号を変えて変化すると、最終結像レンズ群である固定の第5レンズ群への入射角度の変化が大きく、ズーミングに伴い、特に周辺光束の固体撮像素子(CCD等)へ入射角度の変動が大きく、テレセントリックな結像からのズレが大きくなりシェーディング発生の原因になり適当でない。
【0055】
(ア-15)射出瞳がプラス側で短くなるワイド端、テレ端でのシェーディングを小さくし、適当なバックフォーカスを保持するには、第4レンズ群の横倍率をβ4とするとき、倍率β4は常に正の値であり、
2<β4<6…(9)
の条件を満たしているのが好ましい。
【0056】
この条件式を逸脱すると、上述したような繰り込むことによるフォーカシングができず、有限距離側で変倍比が小さくなり、高変倍化しても近距離側で所望の変倍比が得られないことにもなり適当でない。
【0057】
(ア-16)全系を小さくし移動スペースを有効に設定するには、第4レンズ群は略完全往復もしくは像面側に凸状の軌跡にしておけば良い。そのためには、第3レンズ群の結像倍率は負の値で、広角端から望遠端にかけて絶対値が大きくなり、さらに小さくなるのが好ましい。ここで広角端及び望遠端の第3レンズ群の近軸横倍率をそれぞれβ3W,β3Tとすると、
β3W≒β3T…(10)
であると最もスペース効率が良い。ここで「略」とは±20%以内のことを意味する。
【0058】
(ア-17)広角端から望遠端への第3レンズ群の近軸横倍率の絶対値の最大値をβ3MAXとすると、
β3MAX>0.8・・・(11)
特に高変倍化させるには、
β3MAX>0.9・・・(12)
になっているのが良く、更に倍率β3が−1を越えている方が高倍化に好適である。
【0059】
(ア-18)第iレンズ群の焦点距離をFi、全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々Fw,Ftとするとき、
【0060】
【数4】
【0061】
を満足することである。
【0062】
以上の条件式は絞りから像面側に配したレンズ群のパワーに関する式である。それぞれの範囲はズームレンズの射出瞳位置を短くなりすぎないように設定し、更に上述した様に物体側からの斜光束が瞳に浅い角度で入射させ、入射瞳を短く前玉径の小型化に寄与させるための条件である。
【0063】
共に上限値を越えると上記斜光束が浅い角度に設定できずに、前玉径の増大を招き、又、下限値を越えると射出瞳がプラス側に短くなりすぎ、固体撮像素子に対してテレセントリックな光束を確保できず、又、ズーム、フォーカスに対して収差変動が大きくなり適当ではない。この範囲に入っていれば距離合わせ(フォーカシング)に対しても大きな移動にならないように小型化を達成するものである。このような範囲を逸脱すると前玉径が大型化し、全系も大型化して更に撮像素子に対して適当な射出角度を設定できなくなる。
【0064】
(ア-19)第iレンズ群の焦点距離をFi、全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々Fw,Ftとするとき、
【0065】
【数5】
【0066】
を満足することである。
【0067】
この条件式は全系の焦点距離に対して最後の結像レンズである第5レンズ群を良好な収差にして、又、バックフォーカスを適当に確保するためのものである。上限値を越えるとバックフォーカスが長くなり大型化するため適当でない。又、下限値を越えると第5レンズ群の屈折力が強くなり、特に球面収差やコマ収差が中間ズーム域で発生し適当でない。又、テレセントリックな関係が崩れ、射出瞳が短くなり適当でない。
【0068】
(ア-20)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、
4.0<F3/Fw<6…(16)
4.0<|F4/Fw|<6.5…(17)
4.0<F5/Fw<6…(18)
を満足することである。
【0069】
これらの条件式を満足すれば、高変倍化を図りつつ良好なる光学性能が得られる。
【0070】
(ア-21)第iレンズ群の焦点距離をFiとしたとき、
−1.5<F4/F5<−0.9…(19)
を満足することである。
【0071】
この条件式は射出瞳の位置を長くするためのものである。
【0072】
この条件式の上限を越えると第4レンズ群の屈折力が強くなりフォーカシングの距離変動が大きくなり適当でない。又、下限値を越えるとフォーカシングの移動量が大きくなり大型化して適当でないばかりでなく固定の結像レンズである第5レンズ群の屈折力が強くなり射出瞳が短くなり適当でない。
【0073】
(ア-22)リヤーフォーカス方式をとるズームレンズの場合、どうしても望遠端の近距離のフォーカスレンズ移動量が大きくなる。特にズームの倍率が大きくなればなるほど、第4レンズ群の像面位置補正の移動量・フォーカスのための移動量が共に大きくなる。広角端における物体距離無限遠での第2レンズ群と第3レンズ群の間隔をD2W、第4レンズ群第5レンズ群の間隔をD4Wとしたとき、
2.4<D2W/D4W<4.0…(20)
を満足することが良い。
【0074】
間隔D2Wは、特に主変倍レンズ群である第2レンズ群の移動可能範囲に寄与する量である。又、間隔D4Wは第4レンズ群の像面位置補正の移動量・フォーカスのための移動量に係わる量である。この中に入っていると適正なズーム倍率と適正な至近距離を提供できる。上限値を逸脱すると第4レンズ群の、特にフォーカスのための移動量を確保できない。又、下限値を越えると所望のズーム比を確保するための第2レンズ群の移動量が確保できず適当でない。この場合の間隔D2Wは第2レンズ群の最も像面側の面と第3レンズ群の最も物体側の面との間隔である。
【0075】
(ア-23)第4レンズ群の像面位置補正のための移動量とフォーカスのための移動量を適正に確保するためには広角端で無限遠物体での第4レンズ群と第5レンズ群の間隔をD4W、第4レンズ群の焦点距離をF4としたとき、
0.5<|D4W/F4|<1.0…(21)
を満足することである。
【0076】
この範囲を逸脱するとフォーカスのための所望の移動量が確保できず、至近距離が遠くになってしまう。
【0077】
(ア-24)又、光学系の射出瞳を適当に設定しつつ、レンズのバックフォーカスを適正に確保するためには第5レンズ群の倍率をβ5とするとき、
0.24<|β5|<0.50…(22)
を満足することである。
【0078】
この式を逸脱すると、バックフォーカスが大きくなりレンズ系が大きくなるばかりでなく、射出瞳が短くなり適当でない。
【0079】
(ア-25)全系を小型化にするときは、広角端での物体距離無限遠時のバックフォーカス(ガラスブロック,フィルター等実施例中の”G”を除く)をBfw、全系の広角端の焦点距離をFwとするとき、
2.0<Bfw/Fw<4.0…(23)
を満足することである。
【0080】
この条件式は、全系を効果的に小型化するのに必要な式であり、下限値を越えると、フィルター等のブロックを入れるのが無理になるばかりでなく射出瞳が短めとなり、撮像素子への結像がテレセントリック系からズレることになり不適当である。又、上限値を越えると大型化して不適当である。
【0081】
(ア-26)又、広角化における第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔H12を広角端でいかに小さくできるかは重要な点のひとつである。又、第2レンズ群においては、主点間隔H12を広角端で短くするために、第2レンズ群の物体側主点を物体側に設定するような構成にすることが広角化には望ましい。特に第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔H12については全系の広角端の焦点距離をFwとしたとき、
1.5<H12/Fw<3.5…(24)
を満足することである。
【0082】
この式の下限を越えると第1レンズ群と第2レンズ群の実際の間隔を取りにくくなり、各レンズ群の収差が劣化する。又、上限を越えると全長、前玉径の増大を引き起こし適当でない。
【0083】
次に本発明の数値実施例1〜9と参考例1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、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,表−2に示す。
【0084】
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、A,B,C,D,Eを各々非球面係数としたとき、
【0085】
【数6】
【0086】
なる式で表している。尚、最終の2つのレンズ面はローパスフィルター、フェースプレート等の光学ブロックを示している。
【0087】
【外1】
【0088】
【数6】
【0089】
【数7】
【0090】
【数8】
【0091】
【数9】
【0092】
【数10】
【0093】
【数11】
【0094】
【数12】
【0095】
【数13】
【0096】
【数14】
【0097】
【表1】
【0098】
【表2】
【0099】
【発明の効果】
本発明によれば、変倍比50程度の高変倍化を図り、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の数値実施例1のレンズ断面図
【図2】 本発明の数値実施例1の収差図
【図3】 本発明の参考例1のレンズ断面図
【図4】 本発明の参考例1の収差図
【図5】 本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図6】 本発明の数値実施例の収差図
【図7】 本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図8】 本発明の数値実施例の収差図
【図9】 本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図10】本発明の数値実施例の収差図
【図11】本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図12】本発明の数値実施例の収差図
【図13】本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図14】本発明の数値実施例の収差図
【図15】本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図16】本発明の数値実施例の収差図
【図17】本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図18】本発明の数値実施例の収差図
【図19】本発明の数値実施例のレンズ断面図
【図20】本発明の数値実施例の収差図
【図21】本発明に係るズームレンズの近軸屈折力配置の説明図
【符号の説明】
L1 第1群
L2 第2群
L3 第3群
L4 第4群
L5 第5群
SP 絞り
IP 像面
d d線
g g線
ΔS サジタル像面
ΔM メリディオナル像面

Claims (13)

  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、そして正の屈折力の第5群の5つのレンズ群で構成され、該第2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群を移動させて補正すると共に該第4群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のズームレンズであって、最も物体側の第1レンズ面から最終レンズ面までの広角端における長さをTD、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々Fw、Ft、
    広角端から望遠端への変倍に伴う前記第2群の移動量をM2としたとき、
    0.55<TD/Ft<0.75
    なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  2. 前記第1群の焦点距離をF1、全系の広角端と望遠端での焦点距離をそれぞれFw,Ftとしたとき、
    10<F1/Fw<25
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  3. 前記第1群の焦点距離をF1、前記第2群の焦点距離をF2としたとき、
    7.5<|F1/F2|<10
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  4. 広角端から望遠端への変倍に伴う前記第2群の移動量をM2、前記第2群の焦点距離をF2としたとき、
    5<|M2/F2|<9
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  5. 前記第4群の横倍率をβ4としたとき、横倍率β4は常に
    2<β4<6
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  6. 前記第3群の横倍率の絶対値の最大値をβ3MAXとしたとき、
    β3MAX>0.8
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  7. 前記第3群の焦点距離をF3、前記第4群の焦点距離をF4、全系の広角端と望遠端での焦点距離をそれぞれFw,Ftとしたとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  8. 前記第5群の焦点距離をF5、全系の広角端と望遠端での焦点距離をそれぞれFw,Ftとしたとき、
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  9. 前記第3群の焦点距離をF3、前記第4群の焦点距離をF4、前記第5群の焦点距離をF5、全系の広角端での焦点距離をFwとしたとき、
    4.0<F3/Fw<6.0
    4.0|F4/Fw|<6.5
    4.0<F5/Fw<6.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  10. 前記第4群の焦点距離をF4、前記第5群の焦点距離をF5としたとき、
    −1.5<F4/F5<−0.9
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  11. 無限遠物体にフォーカスしている状態で、前記第2群と第3群の広角端での間隔をD2W、前記第4群と第5群の広角端での間隔をD4Wとしたとき、
    2.4<D2W/D4W<4.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  12. 無限遠物体にフォーカスしている状態で、前記第4群と第5群の広角端での間隔をD4W、前記第4群の焦点距離をF4としたとき、
    0.5<|D4W/F4|<1.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項のリヤーフォーカス式のズームレンズと、該ズームレンズが形成する像を受光する固体撮像素子とを有するカメラ。
JP03259099A 1999-02-10 1999-02-10 リヤーフォーカス式のズームレンズ Expired - Fee Related JP4343307B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03259099A JP4343307B2 (ja) 1999-02-10 1999-02-10 リヤーフォーカス式のズームレンズ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03259099A JP4343307B2 (ja) 1999-02-10 1999-02-10 リヤーフォーカス式のズームレンズ

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2000231050A JP2000231050A (ja) 2000-08-22
JP2000231050A5 JP2000231050A5 (ja) 2006-03-23
JP4343307B2 true JP4343307B2 (ja) 2009-10-14

Family

ID=12363089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03259099A Expired - Fee Related JP4343307B2 (ja) 1999-02-10 1999-02-10 リヤーフォーカス式のズームレンズ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4343307B2 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4823680B2 (ja) * 2005-12-27 2011-11-24 株式会社タムロン 高倍率ズームレンズ
JP5064837B2 (ja) * 2007-03-01 2012-10-31 キヤノン株式会社 防振機能を有するズームレンズ
JP5115718B2 (ja) * 2008-03-31 2013-01-09 株式会社ニコン 変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器、及び、変倍光学系の変倍方法
JP5487569B2 (ja) * 2008-07-04 2014-05-07 株式会社ニコン 変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器、及び、変倍光学系の変倍方法
CN102112905B (zh) 2008-07-28 2013-10-16 株式会社尼康 变焦镜头、具有其的光学设备、和制造变焦镜头的方法
JP5344279B2 (ja) * 2008-07-28 2013-11-20 株式会社ニコン ズームレンズ、これを有する光学機器及び変倍方法
JP5448028B2 (ja) * 2008-07-28 2014-03-19 株式会社ニコン ズームレンズ、これを有する光学機器
JP5641680B2 (ja) * 2008-07-28 2014-12-17 株式会社ニコン ズームレンズ、これを有する光学機器
JP5510876B2 (ja) * 2008-08-12 2014-06-04 株式会社ニコン ズームレンズ、及び、このズームレンズを備えた光学機器
JP5540512B2 (ja) * 2009-01-30 2014-07-02 株式会社ニコン 変倍光学系、及び、この変倍光学系を有する光学機器
JP5455613B2 (ja) 2009-12-25 2014-03-26 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5736651B2 (ja) * 2010-03-08 2015-06-17 株式会社ニコン 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
CN102193175B (zh) 2010-03-08 2016-01-20 株式会社尼康 变焦镜头系统和光学设备
JP5724189B2 (ja) * 2010-03-08 2015-05-27 株式会社ニコン 変倍光学系、光学装置
JP2013228450A (ja) 2012-04-24 2013-11-07 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5877515B2 (ja) * 2014-12-22 2016-03-08 株式会社タムロン 高変倍率ズームレンズ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000231050A (ja) 2000-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4510178B2 (ja) ズームレンズ
JP3862520B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた光学機器
US6671103B2 (en) Zoom lens and optical apparatus using the same
JP3606548B2 (ja) 3群ズームレンズ
US7319562B2 (en) Zoom lens system and image pickup apparatus including the zoom lens system
US7486448B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
JP4478247B2 (ja) ズームレンズ
US20150146085A1 (en) Optical system and image pickup apparatus including the same
US20070171541A1 (en) Zoom lens system and image pickup apparatus having the system
JP4343307B2 (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ
JP3486474B2 (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ及びそれを有するカメラ
JP4829629B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP4235288B2 (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ
JP4847091B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP3161258B2 (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ
JP2000180722A (ja) リアフォ―カス式のズ―ムレンズ
JP3826061B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP4444625B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP3619153B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた光学機器
JP4817551B2 (ja) ズームレンズ
JP2004037700A (ja) ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP2001033697A (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ
JP4011786B2 (ja) リアフォーカス式のズームレンズ
JP3548545B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた光学機器
JP4672860B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた光学機器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060206

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090324

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090707

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090709

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090519

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130717

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees