JPH01223410A - 望遠ズームレンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主に写真撮影などの映像記録に用いられるズ
ームレンズに関し、更に詳しくは、最短焦点距離が、画
面対角長の２倍以下で、ズーム比が２．５倍程度の極め
てコンパクトな望遠ズームレンズ系に関する。

従来、本発明のような焦点距離領域を有する機械補正式
ズームレンズ系としては、主に下記のような２つのタイ
プが提案されている。

（Ａ）通常の望遠ズームレンズに最も良く用いられてい
るタイプで、第１２図に示すごとく、物体側から順に、
正の屈折力を有するフォーカシング群（１）、負の屈折
力を有するバリエータ群（ＩＩ）、正（または負）の屈
折力を有するコンペンセータ群（ｍ）及び正の屈折力を
有するマスターレンズ群（ＩＶ）により構成され、バリ
エータ群（ＩＩ）を光軸に沿って移動させることにより
変倍を行い、その際に生じる像点の移動をコンペンセー
タ群（ＩＩＩ）を同時に光軸に沿って移動させることに
より補正している。

この種のズームレンズ系においては、 ■　変倍をバリエータ群（ＩＩ）の移動のみで行うため
、通常、バリエータ群（ＩＩ）の屈折力が比較的強くな
る。一方、その屈折力を弱くすると、ズーミングに際し
てのその移動量が大きくなり、ズームレンズ系の全長（
最も物体側のレンズの物体側面から像点までの距離）が
大きくならざるを得ない。

■　比較的強い負の屈折力のバリエータ群（Ｉｔ）を有
するため、第１２図から明らかなように、その最短焦点
距離状態（Ｓ端）で逆望遠タイプを構成することになる
。従って、その焦点用りに比べて全長が長いズームレン
ズ系になる。

■　ズームレンズ系の各群、特にバリエータ群（ＩＩ）
に比較的強い屈折力を与えるので、各群の構成要素があ
まり簡単にならない。

等の欠点がある。

（Ｂ）最近の標準焦点距離領域を含む高変倍率ズームレ
ンズ系に用いられているタイプとして、第１３図のよう
に、正の屈折力を有する第１レンズ群（す、負の屈折力
を有する第２レンズ群（ｎ）及び正の屈折力を有する第
３レンズ群（１）より構成され、ズーミングに際して第
１レンズ群（りと第３レンズ群（ＩＩＩ）とを同時に光
軸に沿って移動させ、両レンズ群に変倍作用を分担させ
て高変倍率化を実現させているものがある。

しかしながら、このズーム型式を望遠領域のズームレン
ズ系に用いても、 ■（Ａ）の４成分ズームレンズタイプよりも全長の短い
ズームレンズ糸が実現できるが、最短焦点距離状態（Ｓ
）で逆望遠タイプを構成するので、十分子ｚコンパクト
化は達成できない。

■　第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）と
による横倍率が負になるので、各群の屈折力を非常に弱
い構成にしないと各群の構成枚数を減少させることが困
難となる。一方、各群の屈折力を非常に弱い構成にする
と、■のコンパクト性が更に弱まる。

等の欠点がある。

そこで、本発明の目的は、上記従来のタイプに比べて極
めてコンパクトでありながら比較的構成枚数が少なく、
かつ最短焦点距離が画面対角長の２倍以下でズーム比が
２．５倍程度の光学的性能を有する新規なズームレンズ
系を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明にかかるズ−ムレン
ズ系は、第１図の模式図及び第２，４゜６．８．１０図
のレンズ断面図に図示されるように、物体側から順に正
の屈折力を有する第１２７１群。

負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する
第３レンズ群、及び負の屈折力を有する第４レンズ群か
らなり、最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズ
ーミングに際して、第１２７１群が、第２レンズ群との
空気間隔を増加させるように像側から物体側へ移動させ
られるとともに第４レンズ群が第３レンズ群との空気間
隔を減少させるように像側から物体側へ移動させられ、
加えて以下の条件満足することを特徴とする。

（１）　　　　０．３５　＜　−＜　０．５０（２）　
　　０．３５　＜　−＜　０．４５ｗ 但しここで、 Ｃ１：第１２７１群の焦点距離、 Ｃ３：第３レンズ群の焦点距離、 Ｃ４：第４レンズ群の焦点距離、 ｆＷ：最短焦点距離状態での全系の焦点距離、ｆで：最
長焦点距離状態での全系の焦点距離、である。

以上のような各レンズ群の屈折力配置及びズーミング、
のための各レンズ群の移動形態によって、本発明の超コ
ンパクトなズームレンズ系は、第１図から明らかなよう
に以下の効果を生じる。

（Ａ）　　最短焦点距離状態において、物体側に配置さ
れた正の屈折力を有する前群（ＩＸｎＸＩＩＩ）とその
像側に配置された負の屈折力を有する後群（Ｗ）とから
なる望遠タイプを構成するので、全長の非常に短いコン
パクトなズームレンズ系が得られる。

（Ｂ）　　最短焦点距離状態（Ｓ端）から最長焦点距離
状態（Ｌ端）へのズーミングのときに第４レンズ群（Ｉ
Ｔ）が倍率を増加させるように移動するので、ズーミン
グ作用を第２・第３レンズ群（ＩＩＸＩ）と第４レンズ
群（ｆｆ）とに分担させることができる。従って、各レ
ンズ群の屈折力を比較的小さくしてもズーミングのため
の移動量を比較的小さくすることができ、かつ、構成枚
数も少なくすることができる。

（Ｃ）　　更に負の第２レンズ群（ｎ）が比較的弱い屈
折力によって構成されることにより、第３レンズ群（Ｉ
［ｌ）、第４レンズ群（ＩＶ）も含めて、ズーミング中
に移動させられる各レンズ群がズーミング−中にその横
倍率として一１倍から遠い倍率によって構成される。従
って、各レンズ群が比較的少々い構成枚数であるにもか
かわらず収差を良好に補正することかできる。

以下、各条件（１）　、　（２）　、　（３）について
説明する。

条件（１）は、第１２７１群の屈折力を、最長焦点距離
状態での全系の焦点距離との関係において規定するもの
であり、最短焦点距離状態において一眼レフレックス式
カメラ用レンズとして必要なバックフォーカスを確保し
つつ、全長をコンパクト化するための条件である。条件
（１）の上限を越れると、最長焦点距離状態におけるレ
ンズ全長が長くなり、かつ、ズーミング及びフォーカシ
ングに伴う第１２７１群の移動量が大きくなるので鏡胴
構成上も茶杓となる。条件（１）の下限を越えると最短
焦点距離状態において、−眼レフレックス式カメラ用レ
ンズとして必要なバックフォーカスヲ確保することが困
難となるか、もしくは、必要なバックフォーカスを確保
しようとすると、レンズ系の屈折力配置が崩れ、諸収差
の悪化を招く。特に、第２レンズ群の屈折力が強くなり
すぎて、ズーミングに伴う球面収差の変動が大きくなる
。−眼レフレックス式カメラ用レンズとして必要なバッ
クフォーカスとは、本発明においては最短焦点距離の約
４／９を想定しており、これより短くなると、クイック
リターンミラーとの干渉が問題となる。

また、バックフォーカスの長い側の限度としては、最短
焦点距離の約５／９を想定する。これより長いバックフ
ォーカスをとると、先に述べたような屈折力配置の崩れ
がおこる。

条件（２）は、第３レンズ群の屈折力を最短焦点距離状
態での全系の焦点距離との関係において規定するもので
あり、最短焦点距離状態におけるコマ収差を良好に補正
しつつ、全長をコンパクト化するための条件である。条
件（２）の上限を越えると、最短焦点距離状態における
レンズ全長が長くなり、一方、下限を越えると、最短焦
点距離状態におけ外 る売方性コマ収差の発生が著しくなる。

条件（３）は、第４レンズ群の屈折力を最長焦点距離状
態での全系の焦点距離との関係において規定するもので
あり、歪曲収差及び像面湾曲を良好に補正しつつ全長を
コンパクト化するための条件である。条件（３）の上限
を越えると、各焦点距離領域で、望遠タイプの屈折力配
置が弱くなり、レンズ全長が長くなると共に、第４レン
ズ群の変倍作用も小さくなるため、その移動量が大きく
なって不利である。また、下限を越えると、歪曲収差が
正に偏移し、特に最長焦点距離状態における正の歪曲収
差が許容し難くなってくる。加えて、最短焦点距離状態
から中間焦点距離領域にかけて像面湾曲が補正過剰の傾
向を示すようになる。

以上述べたような条件を満足することにより、本発明の
目的が達成できるわけであるが、さらに性能良好なズー
ムレンズ系を得るためには、第４レンズ群を、像側から
順に、両凹レンズと、空気間隔を隔て、像側か凸面であ
る凸レンズの少くとも２枚のレンズを有し、加えて次の
条件を満足するよう゛な構成とすることが有効である。

（５）　　　　　０．７　＜　−＜　１．２但し、ここ
で、 ｒ曳：前記凸レンズの像側面の曲率半径、ｒｂ：前記両
凹レンズの物体側面の曲率半径、ｆ４：第４レンズ群の
焦点距離、 Ｔ　：前記凸レンズと両凹レンズの間の軸上空気間隔、
である。

条件（４）は、最長焦点距離状態およびその付近におけ
るコマ収差の補正に関する条件である。条件（４）の上
限を越えると、最長焦点距離状態およびその付近におい
て、画面中帯部で外方性のコマ収差が発生するようにな
り、逆に、下限を越えると、上記領域での内方性のコマ
収差が目立つようＫなる。

条件（５）は、最長焦点距離状態およびその付近におけ
る球面収差の補正ならびに中間焦点距離領域におけるコ
マ収差の補正に関する条件である。条件（５）の上限を
越えると、最長焦点距離状態およびその付近において、
球面収差が補正不足の傾向となり、かつ、中間焦点距離
領域において内方性のコマ収差が目立つようになる。一
方、下限を越えると、最長焦点距離状態およびその付近
において、球面収差が補正過剰の傾向となり、かつ、中
間焦点距離領域において、外方性のコマ収差が目立つよ
うになる。

条件（６）は、非点収差の補正に関する条件である。

条件（６）の上限を越えると、ペッツバール和が負の方
向に偏移し、メリディオナル像面の湾曲を補正した時、
サジタル像面が、メリディオナル像面に対して補正過剰
の方向に倒れる傾向が大きくなって、非点収差が悪化す
る。一方、下限を越えると、ペッツバール和が正の大き
な値をとるようになり、メリディオナル像面の湾曲を補
正した時、サジタル像面が、メリディオナル像面に対し
て補正不足の方向に倒れる傾向が大きくなって、非点収
差が悪化する。

以上の特徴を有する望遠ズームレンズ系を、鏡胴構成の
簡素化により、製作容易とするためにはズーミング中、
第２レンズ群がフィルム面に対して固定されている構成
とすることが効果的であり、さらには、ズーミングのた
めに、第１レンズ群と第３レンズ群あるいは第１レンズ
群と第４レンズ群が一体となって光軸上を移動するよう
に構成することが望ましい。

以下に本発明の実施例を示す。また、各実施例における
条件（１）〜（６）のパラメータに関する値を第１表に
示す。実施例１は第１群レンズと第３群レンズが一体と
なって光軸上を移動するタイプであり、実施例２〜５は
第１群レンズと第４群レンズが一体となって光軸上を移
動するタイプである。

なお、本発明による望遠ズームレンズ系の、いずれかの
群と群の間もしくは、全糸の物体側あるいは像側に、簡
単な構成からなる屈折力の弱い可動もしくは固定のレン
ズ群を配置しても、それは本発明と同じ目的１手段、効
果を有するものであって、本発明の思想から外れるもの
ではなく、本発明に含まれる。

（以　　　下　　　余　　　白　　　　）実施例１ ｆ＝８２．５〜１４０．０〜１９５．Ｃ曲率半径　　軸
上面間隔 謝　　　　　　　　　ｈ転＝４．６〜５．５〜５．８屈
折刺Ｎｄ）　　　アツベ数（νｄ） Ｎｔ　　１．８４６６６　　νｔ　　２３．８３Ｎ２　
１．６７０００　　Ｗｔ　　５７．０７３３．７４３ Ｎａ　　１．７２０００　１／３　５０．３１Ｎ４　１
．７５０００　　ν４２５．１４３．５０Ｏ Ｎｓ　　１．８４６６６　　νｓ　　２３．８３Ｎｓ　
　１．５１６８０　　ν、　　６４．２ＯＮ７　１．５
１８２３　　シフ５８．９６１．６０Ｏ Ｎａ　　１．７２０００　１／ｓ　　ｓｏ　、３１Ｎ９
　１．６８３００　　＆９３１．５２ＮＩＯ１，７７２
５０ν１ａ）４９．７７実施例２ Ｅ　＝　８２．５〜１４０．０〜１９５．０曲率半径　
　軸上面間隔 「川　　　　３Ｌ）　ｘｒｔ Ｆｌ＠＝　４．６〜５．５〜５．８ 屈折率（Ｎｄ）　　　アツベ数（νｄ）Ｎｓ　　１．８
４６６６　　　ν１　２３．８３Ｎ２　１．６７０００
　　　ν２　５７．０７１０．１９７ Ｎａ　　１．７２０００　　　Ｍａ２Ｏ，３１Ｎ４　１
．７５０００　　　ν４　２５．１４３．５０Ｏ Ｎｓ　　１．８４６６６　　　ν５　２３．８３Ｎｓ　
　１．５１６８０　　２ｇ　　６４．２ＯＮ７　１．５
１８２３　　　シフ　　５８．９６１．６０Ｏ Ｎｓ　　１．７５０００　　２ｇ　　２５．１４Ｎ９　
１．７７２５０　　　ν９　４９．７７実施例３ ｆ＝８２．５〜１４０．０〜１９５．０曲率半径　　軸
上面間隔 Ｆ１ｍ＝　４．６〜５．５〜５．８ 屈折率（Ｎｄ）　　　アｒ数（νｄ） Ｎｔ　　１．８４６６６　　νｔ　　２３．８３Ｎ２　
１．６７０００　１’２５７．０７４０．７３８ Ｎ３　１．７７２５０　　νａ　　４９．７７Ｎ４　１
．７５０００　　ν４　２５．１４３．５０Ｏ Ｎｓ　　１．８４６６６　　νｓ　　２３．８３Ｎｇ　
　１．５１６８０　２ｇ　　６４．２ＯＮｙ　　１．５
１６８０　１’ｙ　　６４．２０ｏ、ｓｏ。

Ｎｓ　　１．８４６６６　　νｓ　　Ｚ３．８３Ｎｓ　
　１．７７２５０　　νｓ　　４９．７７実施例４ ｆ　＝　８２．５〜１４０．０〜１９５．０曲率半径　
　軸上面間隔 ｒ　ｒｓ　　　３２．０５５ Ｆ随＝４．６〜５．５〜５．８ 屈折率（Ｎｄ）　　　アラ５数（νｄ）Ｎｓ　　ｌ　、
８４６６６　　Ｖｓ　　２３．８３Ｎ２　１．７１３０
０　　ν２　５３．９３−３９．９７Ｏ Ｎａ　　１．７５４５０　　νａ　　５１．５７Ｎ４　
１．７５０００　　ν４　２５．１４〜３．５０Ｏ Ｎｓ　　１．８４６６６　　ν５２３．８３Ｎｏ　　１
．５１６８０　　Ｕｓ　　６４．２ＯＮｒ　　１．５１
６８０　　シフ　　６４．２０〜　ｏ、ｓｏ。

Ｎ８１．７５０００　　ν、　　２５．１４Ｎ９　１．
７５４５０　　Ｖｓ　　５１．５７実施例ら ｆ＝８２．５〜１４０．０〜１９５．０曲率半径　　軸
上面間隔 ＦＮａ＝４．５〜５．５〜５．８ 屈折率（Ｎｄ）　　　アー撤（νｄ） Ｎｔ　　１．８４６６６　　ν、　　　２３．８３Ｎ２
　１．７１３００　　Ｖｚ　　５３．９３９漠Ｌ６１６ Ｎ３　１．７５４５０　　ν３　５１．５７Ｎ４　１．
７５０００　　νａ　　２５．１４−　２．５５Ｏ Ｎｓ　　１．８４６６６　　Ｖｓ　　２３．８３Ｎｓ　
　１．５１６８０　　Ｖｓ　　ｉ６４．２ＯＮ７　　１
．５１６８０　　シフ　　６４．２０−ｏ、ｓｏ。

Ｎａ　　１．７５０００　　Ｗｓ　　２５．１４Ｎｓ　
　１．７５４５０　　ν９　５１．５７第　　１　　表
　（ａ） 第　　１　　表　（ｂ）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるズームレンズ系の最短焦点距離
状態における各レンズ群の配置及び最長焦点距離状態へ
の各レンズ群の移動を示す模式図、第２．４，６，８．
１０図はそれぞれ本発明実施例１〜５の最短焦点距離状
態における各レンズ群の配置及び最長焦点距離状態への
移動を示すレンズ断面図、第３．５，７，９．１１図は
それぞれ本発明実施例１〜５の最短焦点距離状態、中間
焦点距離状態及び最長焦点距離状態の各収差を示す収差
図、第１２図及び第１３図は従来のズームレンズ系の最
短焦点距離状態における各レンズ群の配置及び最長焦点
距離状態への各レンズ群の移動を示す模式図である。 （■）：第１レンズ群、 （■）：第２レンズ群、 （ｍ）：第３レンズ群、 （■）：第４レンズ群。 以上 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 第１図 第２図 ｄｒｏ轄、ｒ−＃牛　　　　　４？−５，ｑｄ　　　　
　　　　＆　　＊　　％５１ｒｎ４＋ｄ　　ｆｆ：ｆｔ
Ａ４　　　　　　ｆｉ？点、−１ｉｔ　　　　　　　　
ｉ　　自　ｚ球釧礒、１：＃、：ｌｓｊ　　　　４μ咬
五　　　　　五Ｉｚ抹ｔ）９２！Ｌ　ｔＥ（坏土　　　
非朝ｄ　　　　　ゐ歯　％ｓ未’ｋＡｔｌ　　＆ｆｉｈ
４ｊ　　　　　　　ＬｔｑｔＬ　　　　　　　　　　　
！　　白　％１饋収り山ｆ繕４１１１克吠Ｌ　　　　１
歯％第９図 第１０図 第１２図 第！３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ
   群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有
   する第３レンズ群、及び負の屈折力を有する第４レンズ
   群からなり、最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へ
   のズーミングに際して、第１レンズ群が、第２レンズ群
   との空気間隔を増加させるように像側から物体側へ移動
   させられるとともに、第４レンズ群が、第３レンズ群と
   の空気間隔を減少させるように像側から物体側へ移動さ
   せられ、加えて以下の条件を満足することを特徴とする
   望遠ズームレンズ系： ０．３５＜ｆ＿１／ｆ＿Ｔ＜０．５０ ０．３５＜ｆ＿３／ｆ＿ｗ＜０．４５ ０．１０＜｜ｆ＿４／ｆ＿Ｔ｜＜０．２０ 但し、ここで、 ｆ＿１：第１レンズ群の焦点距離、 ｆ＿３：第３レンズ群の焦点距離、 ｆ＿４：第４レンズ群の焦点距離、 ｆ＿ｗ：最短焦点距離状態での全系の焦点距離、ｆ＿Ｔ
   ：最長焦点距離状態での全系の焦点距離、 （２）前記第４レンズ群は、像側から順に、両凹レンズ
   と、空気間隔を隔て、像側が凸面である凸レンズの少く
   とも２枚のレンズを有し、加えて次の条件を満足するこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の望遠ズームレンズ系
   ： ０．７＜ｒ＿ａ／ｒ＿ｂ＜１．２ ０．７＜ｒ＿ｂ／ｆ＿４＜１．２ ０．００３＜｜Ｔ／ｆ＿４｜＜０．０３５ 但し、ここで、 ｒ＿ａ：前記凸レンズの像側面の曲率半径、ｒ＿ｂ：前
   記両凹レンズの物体側面の曲率半径、ｆ＿４：第４レン
   ズ群の焦点距離、 Ｔ：前記凸レンズと両凹レンズの間の軸上空気間隔、で
   ある。 （３）ズーミング中、第２レンズ群がフィルム面に対し
   て固定であることを特徴とする請求項（２）記載の望遠
   ズームレンズ系。 （４）ズーミングのために、第１レンズ群と第３レンズ
   群が一体となって光軸上を移動することを特徴とする請
   求項（３）記載の望遠ズームレンズ系。 （５）ズーミングのために、第１レンズ群と第４レンズ
   群が一体となって光軸上を移動することを特徴とする請
   求項（３）記載の望遠ズームレンズ系。