JPH02168214A

JPH02168214A - コンパクトなズームレンズ

Info

Publication number: JPH02168214A
Application number: JP32438888A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ogawa; 秀樹小川; Hiroshi Endo; 宏志遠藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1990-06-28
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2560815B2

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】（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３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６３−１
８９８１９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５１ｉ８９８Ｊ９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　ｆｆＴ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、３
５ｍｍ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。

（発明か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
める平方な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鮮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）本発明に係るズームレンズは、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
、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２群と第４群を固定とし、該第１．第３．第５群
を各々独立に物体側方向に移動させ、全県の広角端と望
遠端にあける焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴ、第１群の焦点
距離なｆｉ、広角端における該第１群と第２群の合成の
焦点距顛を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０．０５　ｆＴ／ｆｉｌ　＜Δｅ３
４　／　ＤＷ　＜　０．１１　ｆＴ／ｆｉｌ・・・・・
・（１）０．０５　　＜　ｆ５　／　ｆ１２Ｖｆ　＜　０．１７
　　　・・・・・・（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３図は本発明の数値実施例１〜３のレンズ断
面図である。図中、■は正の屈折力の第１群、■は負の
屈折力の第２群、■は正の屈折力の第３群、■は正の屈
折力の第４群、■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３
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、所定の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。

そして前述の条件式（＋）　、　（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にする為に
、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（＋）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１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
比な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
点器間に対する第５群の焦点距はとの比を規定するもの
である。条件式（２）の上限値を瓜えて第５群の負の屈
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、所定の変倍比な得るために第４群と第５群の広・
自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か大きくなると共
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。

又本発明において全変倍範囲にわたり更に良好なる光学
性能を得るには一：１．５　＜　ｆ１２Ｗ　／　ｆＷ　＜　−２・・・
・・・（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路頭に対する
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）の上限値を越えて第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群よりも像面側
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）の下限値を越えて第１群と第２群の合成
の負の屈折力が強くなりすきるとバックフォーカスか長
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太き（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。

更に本発明においてレンズ系全体の小型化を図りつつ良
好なる光学性能を得るには次の条件を満足させるのが良
い。

０．８５　＜　ｆ３　／　ｆ４　　＜　２．５　　　・
・・・・・（４）条件式（４）は第４群の焦点非難に対
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）の上限値な越えて第３群の正の屈折力が弱くな
りすきると、所定の変倍比な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。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲ
ｉは物体ｆｌＩ１１より順に第ｉ番目のレンズ而の曲率
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ツベ数である。

又前述の各条件式の数値実施例における語数値との関係
を表−１に示す。

数値実施例１０讃１（２〜１１：１− １（４露１１　６・１（９冨口１〇− １１１２・＋１１：１− １ｔ　１４− １１１７〜＋１１１１− Ｒ２０− ５２，２９３７、：１４：１９．ｌｉ４ ’１８００．１５ −５４．１１４２５．３９５：１９．２１１２５．６’１８１　、０８ −２７．８０３５．２０８５．５３：ｌ　０　、４７１１５．７２ −３５．５９ −９５．８１２６．２９３７．１５ −　１．８２−　０．４５３−　５．０４・可変５−１．２６−１．０７譚３．０８・可変９−１．２０−４゜５１〜可変２−３．２３・１．４４〜１．２５＝　０．１５６−２．５７・可変８・２．５９−１．２Ｎ　１・１．８０５＋８　　ν　ｌ−２５，４Ｎ　２・
１．６５１６０　　ν　２−５８．５Ｎ　　３−１．８
０＋０Ｑ　　ν　３−３５．ＯＮ　４〜１．８４６６６
　　ν　４−２：１．９Ｎ　　５−１．８４６６６　　
ν　５−２３．９Ｎ　　６−１．５１１１８　　ν　δ
纏５１．ＯＮ　　７−１．５４８＋４　　ν　７１５．
８Ｎ　　１１−１．８４６６６　　ν　８−２３．９Ｎ
　　９−１．５１１！８　　ν　９−５１．０ＮＩＯ〜
１．８０５＋８　　シ１０−２５．４Ｎｉｌ−１．７７
２５０　　シＩ＋−４９．６数値実施例２Ｒ１−８７，２０１２−５１４，４９Ｒ３−９５，５５８４−２５９，７９Ｒ５−５２１，４１８６−−５６，２２８７−３０，４１Ｒ８−３７，１２Ｒ９真−１３４，４８８ＩＯ−６７９，３１Ｒ１１−８２，８３Ｒｉ２−　８１．９４Ｒｉ３−−３５．３２Ｒ１４−４５，９：ｌＲ１５−−３０，９７８Ｉ６−−６７．２０１−　７．０２・　０．２３−　６．０５・可変６−１．６７−２．８３８−　４．５９・可変０・１．５１−　２．６２−５．６３・可変４−６．０５−１．４６・可変Ｎ　　Ｉ−１，８０５１８ν　Ｉ〜７０．２Ｎ　２・１
．４８７４９　　ν　２−７０．２Ｎ　　３−１．８０
５＋８　　ν　：］−２５，４Ｎ　　４−１．７７２５
０　　ν　４−４９．６Ｎ　　５−１．６５８９６　　
ν　５−３２．２Ｎ　　６−１．８４６６６　　ν　６
−２：１．ｇＮ　　７ｍ１．５３２１５　　Ｖ　　７−
４３．７Ｎ　８・１．５１２６３　　ν　８−８５．４
Ｎ　　９ａ１．８３４００　　ｖ　９−３７．２ＲＩ７
−１５４．２５１１１８−　　３８．６８１１１９−６９２．＋２Ｒ２０−−２３，７３１１２１−８００，００数値実施例３０１・８１．２１１＋　　２−　　５４．６７Ｒ３−５１２，４６Ｒ４−８３，００１１５＝　　２０５．００１　６−　−５６．３４１１　７−　　３２．３７］（８〜　　４１２ｂＩＩ　　９−−１５９．９８８ＩＯ−一目０７．７９Ｄ　　Ｉ−２，７０Ｄ　２・　８．５００３砿　０゜２０Ｄ　　４−　３．８０Ｄ５・＝Ｔ変Ｄ　　６−　１．３０Ｄ　　７−　２．９０Ｄ　　８−　３．６０Ｄ９−可変０１０−１．６０旧０−１．８８３００　　シ１０−４０゜８Ｎｌｌ−１
，７６１８２シｌｌ−２６．５ＮＩ２−１．７７２５０
　　シ１２−４９．６Ｒ１１−７８，１２Ｒ２−８５，２８Ｒ３−−３４，６５ＲＩ４−　　４６．４ＯＲ＋５−　−３４．５６ＲＩ６−　−７７．４３Ｒ７−２７０１，８９８Ｉ８−　　３２．８５８Ｉ９−２６９．５６８２０＠　−２４，１４８２１−８００，０Ｏ１−１，８０５１８２−１，５１６３３１−２５，４２−６４，１３導１３−７０゜２４・１．８０４００４−４６．６５−１．７２８２５５−２８．５６−１．８４６６６６−２３．９Ｄｌｌ−２，６３０１２−５，５００１３−可変ＤＩ４−　６．２０ＤＩ５・　１．４０ＤＩ６−可変３Ｄ　　７−　１．００ＤＩ８１１．＋５０　９−　２．５００２０−　１．０ＯＮ　　７−１．５４７３９　　ν　７−５：１．５Ｎ　
　８＝１．４８７４９　　ｖ　　８ｍ７０．２Ｎ　　９
−１．８３４００　　ν　９−３７．２Ｎ１０＝１．８
３４８１　　ｖ　ＩＯ”４２．７Ｎｌト弓、７６１８２
　　シ１１−２６．５ＮＩ２−１．８０４００　　シ１
２−４６．６（表−１）（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、変倍に伴う各レン
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
有した変倍比３程度のコンパクトなズームレンズを達成
することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２．第３図は本発明の数値実施例１〜３のレン
ズ断面図、第４．第５．第６図は本発明の数値実施例１
〜３の諸収差図である。収差図に右いて（Ａ）は広角端
、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠端での収差を示す。図中、１．　ＩＩ、　ＩＩＩ、　ｒＶ、　Ｖは順に第１
．第２゜第３．第４．第５群、ΔＳはサジタル像面、６
Ｍはメリディオナル像面、ｄはｄｌｌ、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。購図菓図窮図 ■ 図（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（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２群と第４群を固
定とし、該第１、第３、第５群を各々独立に物体側方向
に移動させ、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＜０．１１ｆＴ／
ｆＷ０．０５＜ｆ５／ｆ１２Ｗ＜０．１７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）前記コンパクトなズームレンズにおいて−３．５
＜ｆ１２Ｗ／ｆＷ＜−２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。