JPH03136014A - 望遠ズームレンズ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は比較的コンパクトでレンズ構成枚数の少ない５
群構成の望遠ズームレンズに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、この種の望遠ズームレンズとしては、全ての変倍
領域で良好な結像性能を有しながら、明るく、小型かつ
低コストで高いズーム比を有するものが望まれており、
数多くの提案がなされ、実用に供されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 特開昭５６−１１４９１９号公報に開示されている光学
補正式望遠ズームレンズは、正・負・正・正の４群構成
であり、各群の屈折力が比較的弱いという特徴を有して
いる。このため、収差補正上の自由度が高くなり、極め
て少ないレンズ構成枚数で達成されている。

この反面、この望遠ズームレンズは、各群の屈折力が基
本的に弱いために、ズーミングによる変倍比（ズーム比
）の高倍率化が困難である。そして、無理に変倍比の高
倍率化を図ると、変倍に際する各群の移動量が大きくな
り、さらには、レンズ全長も大きくなるという欠点を有
している。これは、一般に、この種の光学補正式ズーム
レンズについても同様の事が言える。

特に、この望遠ズームレンズが広角端において全長が長
いのは、基本的に正・負・正・正の屈折力配置により、
広角端での望遠比（レンズ系の全長／レンズ系の焦点距
離）が大きくなるためである。

このため、このズームレンズを小型化にする手法として
は、各群の屈折力を強めることが考えられる。

すると、レンズ全長を短しくなから、ズーミング（変倍
）に際する移動量の減少させることができ、レンズ系の
小型化には極めて有利となるものの、収差補正上の自由
度が不足し、下方コマ収差や球面収差等の収差変動が増
加するので好ましくない。

そこで、レンズ構成枚数を増加させて、収差補正上の自
由度の向上を図ろうとすると、レンズ系の重量の増加、
複雑化を招き、コストアップとなる。

しかも、各群の屈折力を強く構成して全長のコンパクト
化を図ろうとしても、上記の正・負・正・正の屈折力配
分による性格上、全長の短縮化には限界があり、大幅に
コンパクト化を図ることは極めて困難である。

また、各群の屈折力を強くすれば、変倍比の高倍率化を
達成することは可能であるが、収差補正上の自由度が不
足して像面湾曲が変動し、特に上方コマ収差の変動が過
大となる。

さて、特開昭６１−５６３１５号公報に開示されている
望遠ズームレンズは、正・負・正・負のの４群構成であ
り、各群が比較的弱い屈折力で構成されているので、比
較的少ないレンズ構成枚数で実現されている。しかも、
広角端における望遠比が小さくなるように各群の屈折力
が配分されているので、レンズ系の全長が小さくなって
いる。

しかしなから、変倍比が２．８を越える高倍率の望遠ズ
ームレンズの場合、球面収差、像面湾曲及びコマ収差の
変動が大きくなり、特に下方コマ収差が広角端において
正の方向に発生し、コマ収差の対称性が大きく崩れる傾
向にある。

また、この望遠ズームレンズは、第２図に示す如く、望
遠端において負の第２群、正の第３群及び負の第４群が
非常に接近するため、実質的に第１群が正の屈折力を有
する前方群、第２群〜第４群が負の屈折力を有する後方
群を形成して２群構成となっている。

しかしながら、この負の後方群（第２群、第３群及び第
４群）の各レンズが一体的となっているため、収差補正
上の自由度が低下し、軸上収差と軸外収差とを同時にバ
ランス良く補正することが困難となる。

そこで、本発明は上記の問題を全て解決し、新規な変倍
方式により効率良い変倍が達成でき、超望遠化が実現で
きるとともに、全ての変倍域にわたって優れた結像性能
を有するコンパクトで明るい望遠ズームレンズを提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は第１図に示す如く、物体側から順に、正の屈折
力を有する第１群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２群Ｇ
よと、正の屈折力を有する第３群Ｇ、と、正の屈折力を
有する第４群Ｇ、と、負の屈折力を有する第５群Ｇ６と
を有するものである。

この基本構成により、広角端から望遠端へのズーミング
に際し、前記第１群Ｇ＋と前記第２群との空気間隔が拡
大しながら、前記第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との空気間隔
が縮小するとともに、前記第３群Ｇ、と前記第４群Ｇ４
との空気間隔が拡大しながら、前記第４群Ｇ４と前記第
５群Ｇ、との空気間隔が縮小するものである。

このとき、広角端における全系の焦点距離をｆｌとし、
望遠端における前記第３群Ｇ３の最も像側のレンズ面の
頂点から前記第４群Ｇ、の最も物体側のレンズ面の頂点
までの空気間隔（頂点間距離）をＤ　３Ｔ％広角端にお
ける前記第３群Ｇ、の最も像側のレンズ面の頂点から前
記第４群Ｇ、の最も物体側のレンズ面の頂点までの空気
間隔（頂点間距離）をＤ□とするとき、 を満足することが望ましい。

そして、望遠端における第２群Ｇ、と第３群Ｇ、との合
成焦点距離をｆ、とじ、望遠端における第４群Ｇ、と第
５群Ｇ、との合成焦点距離をｆ４ｓ、望遠端における第
２群Ｇ２．第３群Ｇ３＋第４群Ｇ、及び第５群Ｇ、の合
成焦点距離をｆｚｓとするとき、を満足することがより
望ましい。

また、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、第３
群Ｇ、の焦点距離をｆ８、第４群Ｇ４の焦点距離をｆ４
、第５群Ｇ、の焦点距離をｆ、とするとき、以下の条件
を満足することがより好ましい。

ｆ。

０．７≦　　　　≦１．５　　　　　　（４）ｆ。

４ ０．６≦　　　　≦１．５　　　　　　（５）ｖ ｆ。

−１，１≦　　　　≦−０，２（６） ｆｗ 〔作　用〕 本発明の望遠ズームレンズは、正・負・正・正の４群構
成の光学補正式の望遠ズームレンズの改良から出発して
いる。

このレンズ系は、各群の屈折力が比較的弱く、レンズ構
成枚数が極めて少な（、変倍時の各群の移動が比較的簡
単であり、像面湾曲の変動が少なく収差的にも安定して
いるという利点を有している。

この利点の中で、少ないレンズ構成枚数で実現できると
いうことは、コストの低減には有利であり、また像面湾
曲の変動が小さいということは、より望遠比を小さくし
てレンズ全長のコンパクト化を実現できる可能性を有し
ている。

しかしながら、一般に、正・負・正・正の４群構成の望
遠ズームレンズは、この屈折力配置上、レンズ全長が長
くなる傾向にあり、特にこの屈折力配置を基本とした光
学補正式の望遠ズームレンズは、変倍比や焦点距離に比
べて非常に大型となる欠点を有している。

さて、本発明の望遠ズームレンズは、正・負・正・正・
負の５群構成を基本としており、第１群Ｇ１から第４群
Ｇ４までがマスターレンズとして機能し、第５群Ｇ、は
テレ比をかけるためのテレコンバータ−レンズとして機
能している。

しかしながら、本発明の第１群６１〜第４群Ｇ、につい
ての屈折力配分は、上記の光学補正式望遠ズームレンズ
と同様に、正・負・正・正の構成を採用して（（るため
、そのままではレンズ全長のコンパクト化には不利であ
る。

このため、これを解決する手段の１つとして、各群の屈
折力を大幅に強めてレンズ全長のコンバク化を達成しよ
うとする手法が考えられるが、これはコマ収差９球面収
差の変動が大きくなるため好ましくない。

そこで、本発明においては、第、１群ＧＩ及び第２群Ｇ
！の屈折力を比較的弱くし、第３群Ｇ、及び第４群Ｇ４
の屈折力を若干強めている。これにより、収差悪化を招
くことなく、第１群Ｇ＋から第４群Ｇ４までの合成焦点
距離を比較的短くして、レンズ全長を若干コンパクトに
している。そして、第４群Ｇ。

の後方に負の屈折力を有する第５群Ｇｇを配置すること
により、より望遠比を小さくして、レンズ全長のコンパ
クト化を達成している。

また、正・負・正・正の４群ズームレンズは、特に広角
端において負の歪曲収差が発生する傾向にあるが、さら
に負の第５群Ｇ、を有する本発明は、この第５群ＧＩｌ
で正の歪曲収差を発生させることができるため、歪曲収
差を良好にバランスさせることができ、極めて有利な構
成である。しかも、第１図に示す如く、広角端から望遠
端へのズーミングに伴い第５群Ｇｇを物体側へ移動させ
ているので、望遠端において発生する正の歪曲収差を軽
減させることができ、ズーミングによる歪曲収差の変動
を抑えられる構成となっている。このとき、この移動形
態によって第５群Ｇ、のレンズ径を小さくできるのみな
らず、上方コマ収差を発生させる光束を良好に遮蔽する
ことも可能どなる。

さて、各群とも極めて少ないレンズ構成枚数、かつ高変
倍比でありながら、良好なる収差補正を達成するには、
上記の如き適切な屈折力配分と、適切なレンズ形状を有
する構成とすることが好ましいが、変倍（ズーミング）
に対して各群での無理のない最適な移動形態、すなわち
最適な変倍方式を適用することも重要である。

前述の如く、特開昭６１−５６３１５号公報に開示され
ている正・負・正・負の４群ズームレンズの従来の変倍
方式は、第２図に示す如く、望遠端において実質的に正
の前方群ＧＦ（第１群Ｇ＋）・負の後方群Ｇ、（第２群
Ｇ、〜第４群Ｇ４）の２群構成となっている。

一般に、軸上収差は軸上光束の入射高が高くなるような
位置にあるレンズで補正されることが効果的である一方
、軸外収差は軸上光束と軸外光束とが分離した位置にあ
るレンズで補正されることが効果的である。

このため、１枚のレンズで軸上収差と軸外収差とを同時
に補正することは基本的に困難であり、換言すれば、少
ないレンズ構成枚数を有する１つの群で軸上収差と軸外
収差とを同時に補正することは難しいことが理解できる
。

特開昭６１−５６３１５号公報に開示されている変倍方
式では、第２図に示す如く、広角端において分離して配
置された第１群６１〜第４群Ｇ、が担っている軸上収差
と軸外収差の補正機能は、望遠端において第２群Ｇ、〜
第４群Ｇ４（負の後方群ＧＲ）が一体的となることによ
り、著しく劣化する。

すなわち、軸上光束と軸外光束との分離が中途半端な状
態となる位置で、一体的となった後方群Ｇ３の第１群６
１〜第４群Ｇ４が軸上収差と軸外収差とを同時に補正し
なければならないため、後方群Ｇ、（第２群Ｇ、〜第４
群Ｇ４）を少ないレンズ構成枚数で構成した場合、優れ
た結像性能を得ることが難しい。

これを具体的に説明するならば、この従来の変倍方式で
は、まず望遠端で特に問題となる軸上収差としての球面
収差等は、ランド光線（無限遠の軸上から発し、レンズ
の最周辺へ入射する光線）の入射高が高くなる前方群Ｇ
、の第１群Ｇ＋で主に補正することが必要である。そし
て、この前方群ＧＦの第１群Ｇ１で主に球面収差を補正
した場合、軸外収差である像面湾曲、非点収差、下方コ
マ収差を補正するための自由度が著しく不足する。特に
、最大画角からの軸外光束中の下方光束は、前方群Ｇｐ
の第１群中の各レンズの最も外周を通過するため、ここ
で発生する下方コマ収差が全系で最も過大に発生する可
能性がある。

このような状況の中で、前方群ＧＦの第１群Ｇ。

で主に軸上収差としての球面収差を補正すると、下方コ
マ収差の変動を補正するための自由度が著しく低下する
ことになる。このため、良好なる収差補正を達成するに
は、軸上収差としての球面収差の補正に対する負荷を後
方群Ｇ、（第２群Ｇ、〜第４群Ｇ４）に担わせることが
必要となる。

しかしながら、この変倍方式上、後方群ＧＲを構成する
の第２群Ｇ１〜第４群Ｇ、は一体的になるため、この後
方群ＧＲにおけるレンズ構成枚数を増大させることなく
、軸上収差と軸外収差とを同時に補正することは困難と
なる。

これに対し、本発明の望遠ズームレンズの変倍方式は、
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１図に示す
如く、前記第１群Ｇ１と前記第２群との空気間隔が拡大
しながら、前記第２群Ｇ、と第３群Ｇ、との空気間隔が
縮小するとともに、前記第３群Ｇ３と前記第４群Ｇ４と
の空気間隔が拡大しながら、前記第４群Ｇ、と前記第５
群Ｇ、との空気間隔が縮小し、効率の良い変倍が達成で
きるものである。そして、望遠端においては、第２群Ｇ
２と第３群Ｇ、とが、そして第４群Ｇ４と第５群Ｇ、と
がそれぞれ一体的となって、実質的に正の前方群ＧＦ（
第１群）・負の中間群ＧＭ（第２群及び第３群）・負の
後方群ＧＲ（第４群及び第５群）の３群構成を形成して
いる。

本発明によるズームレンズの広角端でのランド光線は、
第４群近傍で最も高くなり、この第４群近傍での各レン
ズの最外周を通過するため、球面収差の補正に対する効
果が最も大きくなる。

そして、この補正の効果を最大限に得るには、レンズ構
成枚数の増加させて球面収差補正の自由度を向上させる
ことにより達成することができるが、本発明においては
、第１図に示す如く、広角端において第３群Ｇ３と第４
群Ｇ４とを近接させることにより、レンズ構成枚数を増
加させることなく、実質的に球面収差補正の自由度の向
上を図っている。このため、第４群Ｇ、は極めて少ない
レンズ構成枚数でありながら比較的強い屈折力を有する
ことが可能となり、また明るさを確保するにも極めて有
効なレンズ配置となっている。

そして、第１図に示す如く、広角端から望遠端へズーミ
ングすると、負の中間群ＧＭ（第２群Ｇ。

及び第３群Ｇりでは、ランド光線がこの群のレンズの最
外周を通過し、軸外光束はこの中間群ＧＭの各レンズの
中心部分を通過するため、軸外収差にあまり悪影響を及
ぼすことなく、主に軸上収差としての球面収差をバラン
ス良く補正することが可能となる。

このため、負の中間群ＧＭより物体側に位置する正の前
方群Ｇ、の第１群Ｇ、では、球面収差補正に対する負荷
を大幅に軽減することができるので、下方コマ収差の変
動、像面湾曲及び非点収差等の軸外収差の補正に対する
自由度が向上し、これらの軸外収差を極めて良好に補正
することが可能となる。

また、負の中間群ＧＭより像側に位置する負の後方群Ｇ
Ｒ（第４群Ｇ４及び第５群Ｇｓ）では、軸上光束がこの
群の中心領域を通過し、軸外光束がこの群の周辺部を通
過して、両光束との分離状態が良好となるため、上方コ
マ収差、像面湾曲及び非点収差等の自由度が向上し、こ
れらの軸外収差をバランス良く補正することが可能とな
る。

このように、本発明の変倍方式によれば、望遠端では実
質的に正・負・負の３群構成を形成しているため、各群
において軸上収差と軸外収差とを補正する機能が明確と
なり、収差補正上の自由度の向上が実現できている。

尚、超望遠ズームレンズを実現する場合、後方群のレン
ズ径を小さくしてコンパクト化を図りながら変倍機構上
において有利な構成とするには、望遠端において、絞り
が負の後方群ＧＲ（第４群Ｇ、及び第５群ＣＳ）近傍、
あるいはこの後方群中に位置していることが望ましい。

この超望遠ズームレンズとする場合、画角が極めて狭く
なるため、絞りの位置を変更しても、基本的には、前方
群Ｇｒ、中間群ＧＭ及び後方群ＧＲに上述した如き収差
補正機能を担わせることが可能となる。したがって、こ
の場合でも各変倍状態におけるこれらの群の収差補正の
ための機能を明確かつバランス良く分担させることが可
能となり、優れた結像性能を確保することができる。

ところで、第２図に示した変倍方式では、望遠端におい
て正・負の２群構成となっており、一般的に、負の後方
群ＧＲの屈折力を強くすれば、このレンズ系の望遠比を
小さくしてコンパクト化が図れ、変倍時での移動量も小
さくすることができる。

この反面、諸収差が過大に発生して結像性能が劣化する
ため、レンズ構成枚数を増加させなければならずコスト
アップを招くことになる。

これに対し、第１図に示した如き本発明の変倍方式によ
れば、望遠端における負の中間群ＧＭの屈折力（望遠端
における第２群Ｇ、と第３群Ｇ３との合成屈折力）と負
の後方群ＧＩＩの屈折力（望遠端における第４群Ｇ、と
第５群Ｇｓとの合成屈折力）との合成屈折力、即ち望遠
端での第２群Ｇｔから第５群Ｇｓまでの合成屈折力によ
って、望遠端での望遠比を決定することができる。

具体的には、望遠端での負の中間群ＧＭと負の後方群Ｇ
、との合成焦点距離（望遠端における第２群Ｇ！から第
５群Ｇ６までの合成焦点距離）をｆ２１とし、望遠端で
の負の中間群ＧＭの焦点距離（望遠端における第２群Ｇ
、と第３群Ｇ、との合成焦点距離）をｆｏ、望遠端での
負の後方群Ｇ１１の焦点距離（望遠端における第４群Ｇ
、と第５群Ｇｓとの合成焦点距離）をｆ　（ｓｓ望遠端
での負の中間群Ｇ４と負の後方群ＧＲとの主点間隔をＤ
とすれば、以下、の関係が成立する。

ｆｓｓ　　　　　ｆｓｓ　　　　　ｆｓｓ　　　　　ｆ
２ｓ’　ｆｓｓ・−・・・・・・■ 但し、ｆｔｓ＜０、ｆｏく０、ｆ４ｓ＜０．Ｄ＞０であ
り、ｌ／ｆ＊ｓは負の中間群Ｇ＆Ｉと負の後方群Ｇ６と
の合成屈折力、ｌ／ｆ＊ｓは負の中間群ＧＭの屈折力、
Ｉ／Ｌｓは負の後方群ＧＲの屈折力を示している。

上式■の関係より、負の中間群Ｇｖと負の後方群ＧＩｌ
との主点間隔Ｄ、言い換えれば負の中間群ＧＭと負の後
方群Ｇ１１との空気間隔を望遠側で拡大すれば、負の中
間群ＧＭと負の後方群Ｇ、との屈折力を強くすることな
く、負の中間群ＧＭと負の後方群Ｇアとの合成屈折力を
強くすることができることが理解できる。

したがって、負の中間群ＧＭと負の後方群Ｇ。

とを少ないレンズ構成枚数で構成しても良好な収差補正
ができるためコストの低減が図れる。

しかも、本発明の変倍方式によれば、望遠端での望遠比
を小さくできるため変倍による移動量を減少させること
が可能となるばかりか、広角端での第３群Ｇ、と第４群
Ｇ４との群間隔を近接させることができるため、レンズ
系の総合的なコンパクト化を達成することができる。

このように、本発明の変倍方式によれば、望遠端におけ
る各収差補正の自由度の向上が達成できるため、変倍比
の向上、大口径比化、超望遠ズーム化、コンパクト化及
び低コスト化を実現することが可能となる。

さて、先に述べた如く、望遠端における負の中間群ＧＭ
　　（第２群Ｇ諺と第３群Ｇりが担う軸上収差の補正機
能と、負の後方群ＧＲ（第４群Ｇ４と第５群Ｇｓ）が担
う軸外収差の補正機能との独立性を維持し、また上記０
式に基づいて説明した如（、望遠端において負の中間群
ＧＭと負の後方群Ｇ、との屈折力を弱くしながら、この
負の中間群ＧＭと負の後方群ＧＲとの合成屈折力を大き
くして、本発明の変倍方式による効果を効果的に得るに
は、条件（１）を満足することが必要である。

この条件（１）は、広角端から望遠端までのズーミング
により変化する第３群Ｇ３と第４群Ｇ、との最適な空気
間隔の変化量を規定するものである。

すなわち、これは広角端から望遠端へのズーミングにお
いて第３群Ｇ３と第４群Ｇ４との空気間隔を適切に拡大
することにより、望遠端における負の中間群ＧＭ　　（
第２群Ｇ！と第３群ａＳ）と負の後方群Ｇ、（第４群Ｇ
、と第５群Ｇ、）との最適な分離状態を規定するもので
ある。

この条件（１）の下限を越えると、望遠端において第３
群Ｇ３と第４群Ｇ、との群間隔が減少し、収差補正上の
自由度が減少する。このため、望遠端においてこの負の
中間群ＧＭ　　（第２群Ｇ、と第３群Ｃ，）と負の後方
群Ｇｌｌ　　（第４群Ｇ、と第５群Ｇｇ）とが担ってい
る各収差補正機能の独立性が崩れて良好な結像性能を得
ることが困難となる。このとき、特に、球面収差及び下
方コマ収差の変動等の補正が困難となり、さらには、高
ズーム比化を図ることも困難となる。そこで、収差補正
上の自由度の向上をはかるため、レンズ構成枚数を増加
させれば、レンズの大型化及びコストアップを招くため
好ましくない。反対に条件（１）の上限を越えると、広
角端から望遠端へのズーミングに伴い、第３群Ｇ、と第
４群Ｇ、との群間隔が非常に太き（なる。

このため、両群の群間隔が大きくなるのでレンズ系の大
型化を招く恐れがある。

次に条件（２）及び条件（３）について説明する。

上記０式に基づいて説明した如き本発明の変倍方式によ
る効果を最大限に得るには、望遠端において形成される
負の中間群ＧＭと負の後方群ＧＲとの適切な屈折力配分
を行うことが必要である。

言い換えれば、望遠端において、負の中間群ＧＭを構成
する第２群Ｇ２と第３群Ｇ、との合成焦点距離と、負の
後方群ＧＭを構成する第４群Ｇ４と第５群Ｇ、との合成
焦点距離とについて適切な範囲を決定することが必要で
ある。

そこで、本発明は、条件（２）において負の中間群ＧＭ
と負の後方群Ｇ５との合成焦点距離（望遠端での第２群
Ｇ２から第５群Ｇ、までの合成焦点距離）に対する負の
中間群ＧＭの焦点距離（望遠端での第２群Ｇ、と第３群
Ｇ、の合成焦点距離）の最適な比率を規定している。そ
して、条件（３）において負の中間群ＧＭと負の後方群
Ｇ、との合成焦点距離（望遠端での第２群Ｇ２から第５
群Ｇ、までの合成焦点距離）に対する負の後方群ＧＲの
焦点距離（望遠端での第４群Ｇ４と第５群Ｇ、との合成
焦点距離）の最適な比率を規定している。すなわち、こ
の条件（２）は望遠端での望遠比に対する負の中間群Ｇ
Ｍの焦点距離の関係を示すものであり、条件（３）は望
遠端での望遠比に対する負の後方群ＧＲの焦点距離との
関係を示すものである。

条件（２）の下限を越えると、負の中間群ＧＭと負の後
方群ＧＲとの合成焦点距離に対して、負の中間群ＧＭの
焦点距離が小さくなり、望遠側で諸収差が過大に発生す
る。このとき、特に球面収差が補正過剰となり結像性能
が大きく劣化する。

逆に条件（２）の上限を越えると、負の中間群Ｇ、と負
の後方群Ｇｌｌと合成焦点距離に対して、負の中間群Ｇ
Ｍの焦点距離が大きくなり、望遠側で諸収差が過大に発
生する。このとき、特に球面収差が補正不足となり結像
性能が大きく劣化する。

尚、この条件（２）の上限の値をｌＯとし、この範囲内
を満足するように構成すれば、望遠側においてより収差
バランスの良好な望遠ズームレンズを達成できる。

また、条件（３）の下限を越えると、負の中間群ＧＭと
負の後方群Ｇ、と合成焦点距離に対して、負の後方群Ｇ
Ｒの焦点距離が小さくなり、正の歪曲収差が過大となる
。しかも、ペッツバール和の値が大きく負の値をとるた
め、像面湾曲及び非点収差が大きく発生する。反対に条
件（３）の上限を越えると、負の中間群ＧＭと負の後方
群ＧＲと合成焦点距離に対して、負の後方群Ｇ、の焦点
距離が大きくなり、全長が大きくなるのでコンパクト化
に反し好ましくない。尚、この条件（３）の上限の値を
７とし、この範囲内を満足するように構成すれば、望遠
側においてより収差バランスの良好な望遠ズームレンズ
を達成できる。

さて、十分な収差補正を達成するには、各群の屈折力配
分を適切に行うことが必要であり、特に以下の条件を満
足することが望ましい。

ｆ。

０．７≦　　　　≦１．５　　　　　　（４）ｆ。

４ ０．６≦　　　　≦１．５　　　　　（５）ｗ ５ −１．１≦　　　　≦−０，２（６） ｖ 但し、 ｆＷ　：広角端における全系の焦点距離。

ｆ、：第３群Ｇ、の焦点距離。

ｆ４　：第４群Ｇ、の焦点距離。

ｆ、：第５群Ｇ、の焦点距離。

条件（４）及び条件（５）はそれぞれ第３群Ｇｅｅ第４
群Ｇ、の最適な焦点距離の範囲を規定するものである。

条件（４）及び条件（５）の下限を越えると、球面収差
が補正不足状態の傾向となり、またペッツバール和が大
きく正の値をとるため非点収差及び像面湾曲が過大に発
生するため、好ましくない。逆に条件（４）及び条件（
５）の上限を越えると、球面収差が補正過剰状態の傾向
となり、またペッツバール和が大きく負の値をとるため
非点収差及び像面湾曲が過大に発生するため、好ましく
ない。

条件（６）は負の第５群Ｇｓの最適な焦点距離の範囲を
規定するものである。条件（６）の下限を越えると、第
５群Ｇ、の負の屈折力が弱くなり、望遠端における第４
群Ｇ４と第５群Ｇ、とが機械的に干渉するため、高ズー
ム比化を達成することが難しくなる。このため、第４群
Ｇ４と第５群Ｇｓとの群間隔を確保すると、レンズ系の
大型化を招き好ましくない。逆に条件（６）の上限を越
えると、第５群Ｇ６の負の屈折力が強くなり、コンパク
ト化には有利となるものの、バックフォーカスを確保す
ることが困難となる。このため、ある程度のバックフォ
ーカスを必要とする一眼レフカメラ、電子カメラ、ＴＶ
カメラ等では、実現できなくなる。また、収差的には、
歪曲収差が大きく正の方向へ移動し、ペッツバール和が
大きく負の値をとるため非点収差及び像面湾曲が悪化し
、特にズーミングによる像面湾曲の変動が過大となる。

さらに、第１群Ｇ、の焦点距離をｆｌとし、第２群Ｇ、
の焦点距離をｆ２とするとき、以下の条件を満足するこ
とがより好ましい。

ｆ＋ ０．６≦　　　　≦１．９　　　　　（７）ｗ ｆ。

−０，９≦　　　　≦−０，４（８） ｗ 条件（７）の下限を越えると、球面収差が補正不足状態
となり、ズーミングによる下方コマ収差の変動も大きく
なる。逆に、条件（７）の上限を越えると、球面収差が
補正過剰状態となり、ズーミングによる下方コマ収差の
変動も大きくなる。

またベラツノく−ル和が著しく負の値をとるため、非点
収差及び像面湾曲が大きく発生する。

条件（８）の下限を越えると、ズーミングによる像面湾
曲の変動が大きくなり、下方コマ収差の変動が大きくな
る。また、望遠側では球面収差が補正不足状態となる。

逆に条件（８）の上限を越えると、ズーミングによる像
面湾曲の変動が大きくなり、下方コマ収差の変動が大き
くなる。また、望遠側での球面収差が補正過剰状態とな
る。

また、第３群中の最も像側に位置する正レンズの物体側
の曲率半径をＴａ、第３群中の最も像側に位置する正レ
ンズの像側の曲率半径をｒ、とするとき、以下の条件を
満足することが望ましい。

ｒｂ　　　　ｒａ 条件（９）は第３群Ｇ、の最も像側に位置する正レンズ
の最適な形状を規定するものである。本発明における第
３群Ｇ、は、第１図に示した如く、広角端では第４群Ｇ
４と近接して位置して、下方コマ収差及び像面湾曲をの
劣化を招くことなく、球面収差の補正に効果的に機能し
ている一方、望遠端では第２群Ｇ、と近接して、同じく
下方コマ収差及び像面湾曲を劣化させることなく、球面
収差の補正に対して効果的に機能している。そして、こ
の補正効果を最大限に得るには、特に第３群中の像側に
位置する正レンズの形状が重要である。

条件（９）の下限を越えると、球面収差が補正不足状態
となり、下方コマ収差が正の方向に変化する。このため
、これらの収差を他の群あるいは他のレンズにより補正
すると、球面収差やズーミングによるコマ収差の変動が
著しく増加するので好ましくない。反対に条件（９）上
限を越えると、球面収差が補正過剰状態となり、下方コ
マ収差が負の方向に変化する。このため、これらの収差
を他の群あるいは他のレンズにより補正すると、下限を
越えた場合と同様に、球面収差やズーミングによるコマ
収差の変動が著しく増加するので好ましくない。

また、第４群Ｇ、に、負レンズと正レンズとで接合され
る接合レンズを配置し、このとき以下の条件を満足する
ことがより望ましい。

０．１≦ｎ４ａ　　ｎａｐ≦０．５　　　　　（１０）
但し、 ｎ４．：第４群Ｇ、における接合レンズ中の負レンズの
ｄ線に対する屈折率。

ｎ４．：第４群Ｇ４における接合レンズ中の正レンズの
ｄ線に対する屈折率。

条件（ｌＯ）の下限を越えると、ペッツバール和が著し
く負の値をとり、非点収差の補正が困難となり、また球
面収差の補正も困難となる。逆に条件（１０）の上限を
越えると、ペッツバール和が著しく正の値をとり、非点
収差の補正が困難となり、また球面収差の補正も困難と
なる。

さらに、コンパクト化及びコストの低減を確実に達成す
るには、第１群Ｇ１が正レンズと、負レンズと正レンズ
との接合よりなる接合レンズとを有し、第２群Ｇ２が正
レンズと負レンズとを少なくとも１枚有し、第３群Ｇ、
が正レンズ有し、第４群Ｇ４が正レンズと負レンズとの
接合よりなる接合レンズを有し、第５群Ｇ、が正レンズ
と負レンズとを少なくとも１枚有するように構成するこ
とが望ましい。

〔実施例〕

第３図、第５図、第７図、第９図、第１１図及び第１３
図はそれぞれ本発明による第１〜第６実施例についての
レンズ構成図及び光路図を示している。

まず第１実施例では、第３図に示すとおり、物体側から
順に、第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正レンズＬ
ｌｌ　と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ
１！と、これに接合されて物体側により強い曲率の面を
向けた正レンズＬ１３とからなっており、第２群Ｇ２は
１両凹形状の負レンズＬ２１と、′これに接合された物
体側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ、と、物体
側に凹面を向けた負レンズＬ！３とからなっており、第
３群Ｇ３は像側に凸面を向けた正レンズＬ３１で構成さ
れている。

そして、第４群Ｇ、は２両凸形状の正レンズＬ４これに
接合されて物体側に凹面を向けた負レンズＬ４２とから
なっており、第５群Ｇ６は像側により強い曲率の面を向
けた正レンズＬｓ＋　と、これに接合されて両凹形状の
負レンズＬｓ！よりなっている。

第２〜第６実施例では、実施例１と基本的に同様なレン
ズ形状を有しているが、第２群Ｇ、は両凹形状の負レン
ズし、１と、物体側により強い曲率の面を向けた正レン
ズＬ！！との２枚より構成されていおり、また第５実施
例では、第５群Ｇｇが像側により強い曲率の面を向けた
正レンズＬＳＩ　と両凹形状の負レンズＬ！！とが分離
されて配置されている。

そして、第１．第２．第３．第４及び第５実施例では、
絞りＳは第２群Ｇ！と第３群Ｇ、との間に配置されてお
り、第５実施例では、第４群と第５群との間に配置され
ている。

広角端から望遠端へのズーミングに際しては、各実施例
とも、第１群Ｇ１と第２群との空気間隔が拡大しながら
、第２群Ｇ、と第３群Ｇ、との空気間隔が縮小し、さら
に第３群Ｇ、と第４群Ｇ、との空気間隔が拡大しながら
、第４群Ｇ４と第５群Ｇ、との空気間隔が縮小する。す
なわち、第４群Ｇ、が像面に対して固定された状態で、
第１群Ｇ１が物体側へ移動しながら、第２群Ｇ、が像側
へ移動ｌ１、さらに第３群Ｇ、が物体側へ移動しながら
、第５群６ｓが物体側へ移動する。

尚、本実施例ではコストの低減に存利な移動形態をとる
ため、ズーミング時に第４群Ｇ、を像面に対して固定し
ているが、第３群Ｇ、と第４群Ｇ、との空気間隔が拡大
しながら、第４群Ｇ４と第５群Ｇ、との空気間隔が縮小
すれば、この固定群を移動させても良い。また、変倍に
よる各群の移動軌跡は線型状（直線状）、非線型状（非
直線状）となっているが、上記のように各群の空気間隔
を変化させれば、これらの移動軌跡を線型状から非線型
状あるいは非線型状から線型状に変換できることは言う
までもない。

以下の表１〜表６において、本発明による第１〜第６実
施例の諸元を掲げる。表中の左側の数字は物体側からの
順序を表し、ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズ厚及び
レンズ面間隔、アツベ（Ａｂｂｅ）数及び、屈折率ｎは
ｄ線（λ＝　５８７．６ｎｍ）に対する値である。

また、 ｓ は、第１〜第５実施例 では第２群の最も像側のレンズ面の頂点から絞りＳまで
の距離を表し、第６実施例では第４群の最も像側のレン
ズ面の頂点から絞りＳまでの距離を表している。

表１ （第１実施例） １１０．６７２ ３．５０ ＾ｂｂｅ ６４．１ １．５１６８０ ４４５．７６５ （可変） −７６，５９６１，６Ｇ　　　５０．７　　　１．６９
３５０４１．７４５　　　　３．５０　　２５．４　　
　１．８０５１８！０ −６９５．１９１ −８４０．５２０ −４８．２４９ （可変） ３．４３　　５Ｌ５ （可変） １．８１２７２ ８ ２８．１１５ （Ｂｆ） ｓ ３３．３１５６ ２３．０８０７ ２．５０５５ 表２（第２実施例） 焦点距離ｆ：１０２〜２９２ 画角：２３．６〜８，２＠ Ｆナンバー＝５．７ ＾ｂｂｅ １１０．９９フ ２９４．４８３ ７０．１ｆ１６ ４６．３８７ −３８２１．３２６ −７５．６９１ ３３、’Ｉ’ｒ’１ ３Ｂ、７９０ ３７３．７９９ −１２１．６７１１ −３６．８０６ ４５．９２７ −３７．２１０ −１０８．３４１ −４１１３．０８３ −４６．１９８ ３５．９５５ ３．５０　　４９．０ ０．１０ ２．００　　２３．０ ９．５０　　５４．６ （可変） １．５３１７２ １．８６０７４ １．５１４５４ １．８０ ■、８０ ３．７０ （可変） ４５．４ ２７．６ １．７９６６８ １．７５５２０ ３．００　　　？０．４ （可変） １．４１１７４９ ４．５０　　８２．５　　　１．４９７８２１．５０　
　３３．９　　　１．８０３８４（可変） ２．７０　　２６．１　　　１．７８４７０！、８０　
　５３．９　　１４１３００（Ｂ　　ｆ） 表３ （第３実施例） 焦点距離ｆ　：１０２〜２９２ 画角：２４．Ｏ’〜８．２゜ Ｆナンバー二４．６ 〜５ ｂｂｅ ９９．７１３ ２２５．０３７ ６？、０９３ ４５．１５３ １５０５１．９０１ −８９．４８４ ３１１、２０４ ４２．７７２ ２０７．５８８ −２９７．３３０ −４６．３３６ ４８．６０６ −４５．１４８ −１４３．７９２ −２２５．７０６ −３５．３０３ ４７．１０８ ４．００　　６４．１ ０．１０ ２．５０　　２３．０ １０．５０　　５４．６ （可変） １．８０ ２、７０ ４．３０ （可変） ４９．４ ２７．６ １．５１６８０ １．８６０７４ １．５１４５４ １．７７２７９ １．７５５２０ ４．２０　　８２．５ （可変） １．４９７８２ ５．１５　　　Ｂ４．１　　　１．５１６８０１．５０
　　２Ｂ、６　　　１．７９５０４（可変） ３．００　　２５．５　　　１．８０４５８１．８０　
　４５．４　　　１．７９６６８（Ｂｆ） １０２．０Ｇ１１ ２．０７？２ ４２．７１２３ １．２８５５ ３ｇ、５０３５ ４１．１２５７ ４０．０６２４ １９９．９８８４ ３９．１７３３ １８．５４８Ｂ １４．２３３４ ２０．５Ｂ５５ ５９．０２１１０ １５．８９８９ ２９２．０Ｇ３０ ５９．３９８８ ４．１１４１０ ２０．７３５７ １．５７７９ ７８．０５０９ ２．１９１１ １０２．００Ｇ２ ２．３４７１ ４９．４９４８ １．８９８３ ３６．５８８９ ３９．９４２６ ４６．２９４１１ １９９．９９９８ ３１．７９５１ ２０．０４６７ ２５．４５６８ １８．９０２９ ５？、６２８４ １６．８４８７ ２９１．９９９？ ４６．１１４３ ５、？２７５ ３９．３０６３ １．５２２３ ７５．００８９ ２．５２７５ ７（条　・心数値　） 表工Ａ銀皇又と 〔発明の効果〕 以上の如く本発明によれば、レンズ構成枚数の減少、コ
ンパクトな形状の確保、かつ高変倍比化が同時に達成さ
れているにもかかわらず、変倍による球面収差及びコマ
収差の変動、像面湾曲、非点収差が補正でき、特に望遠
側での球面収差が極めて良好に補正できるため、格段の
性能向上が達成できる望遠ズームレンズを得ることがで
きる。

これにより、大口径比化、レンズ系の軽量化、低コスト
化が期待できる。

しかも、本発明の変倍方式によれば、収差補正上におけ
る望遠端での自由度が確保できるため、変倍比の向上、
超望遠ズーム化も容易に達成できる。

尚、本発明の各実施例では球面レンズを使用したが、適
宜非球面レンズを使用してレンズ構成枚数を減らすこと
が可能であることは言うまでもない。

〔主要部分の符号の説明〕

Ｇ１・・・・・・第１群 前方群Ｇ。

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群Ｇ＿１
   と、負の屈折力を有する第２群Ｇ＿２と、正の屈折力を
   有する第３群Ｇ＿３と、正の屈折力を有する第４群Ｇ＿
   ４と、負の屈折力を有する第５群Ｇ＿５とを有し、広角
   端から望遠端へのズーミングに際し、前記第１群Ｇ＿１
   と前記第２群との空気間隔が拡大しながら、前記第２群
   Ｇ＿２と第３群Ｇ＿３との空気間隔が縮小するとともに
   、前記第３群Ｇ＿３と前記第４群Ｇ＿４との空気間隔が
   拡大しながら、前記第４群Ｇ＿４と前記第５群Ｇ＿５と
   の空気間隔が縮小することを特徴とする望遠ズームレン
   ズ。 ２）広角端における全系の焦点距離をｆ＿ｗとし、望遠
   端における前記第３群Ｇ＿３の最も像側のレンズ面の頂
   点から前記第４群Ｇ＿４の最も物体側のレンズ面の頂点
   までの空気間隔をＤ＿３＿Ｔ、広角端における前記第３
   群Ｇ＿３の最も像側のレンズ面の頂点から前記第４群Ｇ
   ＿４の最も物体側のレンズ面の頂点までの空気間隔をＤ
   ＿３＿Ｗとするとき、▲数式、化学式、表等があります
   ▼（１） を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の望遠ズームレンズ。 ３）望遠端における第２群Ｇ＿２と第３群Ｇ＿３との合
   成焦点距離をｆ＿２＿２とし、望遠端における第４群Ｇ
   ＿４と第５群Ｇ＿５との合成焦点距離をｆ＿４＿５、望
   遠端における第２群Ｇ＿２、第３群Ｇ＿３、第４群Ｇ＿
   ４及び第５群Ｇ＿５の合成焦点距離をｆ＿２＿５とする
   とき、 ▲数式、化学式、表等があります▼（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（３） を満足することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   のズームレンズ。 ４）広角端における全系の焦点距離をｆ＿ｗとし、第３
   群Ｇ＿３の焦点距離をｆ＿３、第４群Ｇ＿４の焦点距離
   をｆ＿４、第５群Ｇ＿５の焦点距離をｆ＿５とするとき
   、０．７≦ｆ＿３／ｆ＿ｗ≦１．５（４） ０．６≦ｆ＿４／ｆ＿ｗ≦１．５（５） −１．１≦ｆ＿５／ｆ＿ｗ≦−０．２（６）を満足する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の望遠ズー
   ムレンズ。