JPH0470707A - 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】 の 本発明は、ズームレンズに関するものである。

支哀二政皿 近年、ズームレンズの高倍率化が進み、弯倍比が６〜７
倍程度にまで達するものが現われている（特開昭６２−
２０９５０８号、同６３−１８９８１９号、　　６３−
２２１３１２号。

同６３−１９５６１８号、　　６３−２０８１５号、　
　６３−２２１３１２号、　　８４−７０１２号等）。

よ　　　と　　　る しかし、ズームレンズの高倍率化を進めると、収差補正
が困難になり大型化は避けられないという問題がある。

また、高倍率ズームレンズにおいては、収差補正上の困
難さと前玉の大型化のゆえに、至近撮影距離（最近接距
離）の短縮化が容易でないという問題もある。

本発明の目的は、高い光学性能を維持しつつ高倍率でコ
ンパクトなズームレンズを提供することにあり、更に至
近撮影距離の短いズームレンズを提供することにある。

るだめの 上記目的を達成するため、本発明のズームレンズは、物
体側より順に正の第１群、負の第２群。

正の第３群、正の第４群及び負の！＠５群から成り、短
焦点側から長焦点側への変倍に際し前記第１群。

第３群及び第４群はそれぞれ物体側に移動し、且つ次の
条件式■、■、■を満足することを特徴としている。尚
、第２群及び第５群は変倍に際して固定でもよく、また
可動であってもよい。

０．４＜　　ｂ　　／　ｆｗ＜０．５ １、０＜　　ｆ５／　ｆａ＜　５．０ ２、５＜　ｅｓｒ／　ｅ３ｉ＋＜　４．５但し、 ・・・・・・■ ・・・・・・■ ・・・・・・■ ｆ２：＠２群の合成焦点距離 ｆｌｌ：短焦点端での全系の合成焦点距離ｆ５：第５群
の合成焦点距離 ｆ４：第４群の合成焦点距離 ｅ３１：長焦点端でのｆｊ１３３群と第４群との間隔ｅ
３Ｗ：短焦点端での第３群と第４群との間隔である。

本発明のように正負正正負の５群構成の場合、負の屈折
力を有する第２群が変倍時に重要な役割を果たす。この
第２群のパワーを規定するのが条件式■である。

条件式■の下限をこえると、第２群のパワーが強くなり
すぎるため、収差補正上望ましくない。

特に球面収差が補正過剰となりがちで、短焦点側での負
の歪曲収差も大きくなる。また、上限をこえると、ｔＪ
４２群のパワーが弱くなり、第２群の変倍時の移動量が
大きくなり全系が大型化してじまう。

本発明における光学系では、最後群に負成分を配して全
系の短縮化を図っているが、更に第４群と第５群との焦
点距離の関係が条件式■を満足するような構成になって
いるので、全系の短縮化により有効である。条件式■の
下限をこえると、第５群の焦点距離の絶対値が第４群の
焦点距離よりも小さくなりすぎるため、コンパクト化に
対しては効果的であるが、収差補正上の支障をきたす。

特に、像面湾曲のバランスが難しくなる。また、上限を
こえると、全長を小さくすることができなくなる。

更に、本発明における光学系では、変倍時に第３群と第
４群がそれぞれ移動し第３群と第４群との間隔を変化さ
せることにより、変倍に伴う像面湾曲の変動を補正する
ことが可能であるが、それと共に条件式■を満足するよ
うな構成とする必要がある。

条件式■の下限をこえると、全焦点距離域にわたって充
分な像面湾曲の補正を行なうのに必要な第３群と第４群
との間隔を確保することができない。また、上限をこえ
ると、全長が増大してしまう。

さて、一般にズームレンズにおいてフォーカシングは、
前玉を繰り出すことによって行なわれる。

この場合、ズーミングの位置にかかわらず繰り出し量が
一定であるという利点があるが、描写性能・像面照度の
点から至近撮影距離を短くできないという欠点がある。

つまり、前玉を繰り出すとその繰り出し量に応じて軸外
光束がケラれてしまう。

その結果、照度が低下するので至近撮影距離を短縮する
ことはできない。尚、軸外光束のケラレを防ぐために前
玉径を大きくすると、レンズが大を化してしまう。

本発明において、無限遠側から近接側へのフォーカシン
グに際し前記第３群、第４群及び第５群を一体に像面側
へ移動させるように構成（リアーフォーカシング）する
と、上記前玉の繰り出しによる軸外光束のケラレがない
ので、至近撮影距離の短縮化を図ることが可能になる。

また、こめように構成すれば（特に、広角端において）
フォーカシング移動量を少なくすることができ、全系を
コンパクトに構成することができる。更に、前玉径を大
きくしなくても像面照度が低下せず、また、無限遠から
近接ヘフオーカシングするとき球面収差と像面湾曲の変
動の方向が揃い、収差補正上も有利である。つまり、前
述の前玉を繰り出すフォーカシングにおいては、無限遠
物点に対して球面収差及び像面湾曲を補正したフォーカ
シング状態から近接物点に対してフォーカシングを行な
うと、球面収差と像面湾曲とが互いに逆方向に変動して
しまう。それに対して、上記第３群〜第５群のリアーフ
ォーカシングによれば、無限遠物点に対して球面収差及
び像面湾曲を補正したフォーカシング状態から近接物点
に対してフォーカシングを行なっても、球面収差と像面
湾曲とは同一方向に変動する。その結果、収差補正を有
利に行えるため、至近撮影距離の短縮化にも有効となる
。

上記のように第３群〜第５群でフォーカシングを行なう
場合、更に以下の条件式を満足するのが望ましい。

０．２５＜　ｌ　ｈ−ｓ　ｌ　／　（ｆｗ４ｖ）”２＜
０．３７　　・・・・・・■但し、 ｈ−ｓ：第３群、第４群及び第５群の合成焦点距離 １丁：長焦点端での全系の合成焦点距離である。

条件式■の下限をこえると、第３群〜第５群のパワーが
強くなり、球面収差が補正不足になる。

特に、中間焦点距離域においての補正が困難になる。ま
た、上限をこえると、フォーカシング移動量が大きくな
りすぎ充分な小型化を達成することができない。条件式
■を満足する構成が、全焦点距離域にわたる像面湾曲及
びコマ収差の補正にとっても最適である。

次に、本発明に非球面を導入する場合について説明する
。収差補正を良好に行なうことにより光学性能を向上さ
せ、本発明の目的達成を徹底させるために、前記第４群
中に非球面を少なくとも１面設けるのが望ましい。これ
はＷ！Ｊ４群が全焦点距離域にわたる球面収差・コマ収
差の補正に決定的な役割を果たし、また、第３群との相
対間隔の変更により像面湾曲の補正をも分担するズーム
群だからである。

上記第４群中に設ける非球面が次の条件式〇を満足する
ものであるのが好ましい。

ｄφ／ｄＨ＜０　　　・・・・・・■ 但し、ｄφ／ｄＨ：非球面の光軸からの高さ（Ｈ）にお
ける局所的なパワーの変化率 である。

これは非球面の局所的なパワーが光軸から離れるほど負
に強くなることを示している。正のパワーを有する第４
群で発生する正の収差（補正不足の球面収差や像面湾曲
）は、光軸から離れるに従い強くなる傾向にあるが、条
件式■を満足する構成とすることによって緩和される。

す。

但し、各実施例において、ｒ、（ｉ＝１．２，３Ｗ、、
、）は物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径、ｄ：　
（ｉ４．２゜３、、、、）は物体側から数えて１番目の
軸上面間隔を示し、ＮＨ（ｘ＝１＋２＋ａ＋、−１）＋
ν、（ｉ４，２．３Ｗ、、、）は物体側から数えてｉ番
目のレンズのｄ線に対する屈折率。

アツベ数を示す。また、ｆは全系の焦点距離、ＦＮｏは
開放Ｆナンバーを示す。

各実施例中、広角端焦点距離、中間焦点距離及び望遠端
焦点距離のそれぞれについての最近接距離及び（第３群
〜第５群の）フォーカシング移動量を併せて示す。

尚、実施例中、曲率半径に＊印を付した面は非球面で構
成された面であることを示し、非球面の面形状を表わす
次式で定義するものとする。

１５．０００ ５．２００ ここで、 光軸方向の基準面からの偏移量 基準曲率半径 光軸と垂直な方向の高さ ｉ次の非球面係数 ２次曲面パラメーター である。

〈実施例１〉 ｆ＝２８．８〜８０．０〜１９５．０ ＦＮＯ＝４．１〜５．５〜５．８ ｒ２？ ５０．８４８ 〈実施例２〉 ４４．９９７ ｆ＝３６．０〜８０．０〜１９５．０ 画ノ１崖ＪＬＪＬｋ−面１１１Ｌ Ｆ　Ｎｏ　＝　４．１〜５．５−５．８組Ｊし監　　１
」ヱΣ数 Σｄ＝８４．１７５〜９７．１２３〜１０３Ｗ２６３兆
碧ＪＬＩＬ ｒ２Ｂ　：ε＝１ Ａａ”−０，４２５８２Ｘ１０−’ Ａｓ”−０，４９６９６Ｘ１０−’ Ａｅ＝−０．７７６７５Ｘ１０−” Ａ＋ｓ＝０．４４９７２Ｘ１０−” Ａ＋ａニー０．３２６６８Ｘ１０−” ３０．８９５ ｄ 、１．２０Ｏ １，７５４５０ ν　８ ５１．５７ ｄ３３１．８８Ｏ Ｎ＋ｅ１．６７０００ シ＋ｓ５７．Ｏ’７ ２９３Ｗ９３２ Σｄ ９３Ｗ５１６〜１０５．２４９〜１１１．７９４ｄ＋ｓ
１．２５０ 匪】１１保１ ６１０．５７１ ：ε＝１ ｄ＋ｖｏ、１００ Ａａ” ０．４４９２３Ｘ　１０ Ａｅ−０，６４３５３Ｘ　１０ 八〇 ０．３３８８９Ｘ　１０ Ａ＋　ＩＩ＝０．４６６９６Ｘ　１０ Ａ１２＝ ０．２３４１０ｘ　１０ 〈実施例３〉 ｆ＝３６．０〜８０．０〜１９５．０ ＦＮｏ＝４．６〜５．５〜５．８ ０．１５０ ５、２００ ３６２．９７５ Σｄ＝９４．３８３〜１０５．４６８〜１１２．３７８
弁ＪＪＬ傷ＪＬ ２ｅ ：ε＝１ Ａａ＝ ０．４４１３１Ｘ　１０ Ａａ＝−０，３１５９９Ｘ　１０ ｄ１９０．１５０ Ａｓ＝−０，１６７７３Ｘ　１０ ８８．８９５ Ａｔｓ”０．４６９０７Ｘ　１０−” Ａ、２＝ ０．３９１０１Ｘ　１０ ６２ｇ５．３００〜１．　Ｉｌｌり［１〜１．ｂυυ第
１図〜第３図は、前記実施例１〜３にそれぞれ対応する
レンズ構成図であり、図中の矢印（ｍ、）、　（ｍ２）
、　（ｍ３）、　（ｍ＝）及び（ｍ５）は第１群（Ｉ）
、第２群（■）、第３群（■）、第４群（ＩＶ）及び第
５群（Ｖ）の最広角端（Ｗ）から最望遠端（Ｔ）にかけ
ての移動を模式的に示している。また、各図中の（Ａ）
は絞りを示している。

実施例１においては、正の第１群（Ｉ）は物体側より順
に像側に凹の負メニスカスレンズ、両凸の正レンズ及び
物体側に凸の正メニスカスレンズから成り、負の第２群
（ＩＩ）は物体側より順に像側に凹の負メニスカスレン
ズ、像側に凸の正メニスカスレンズ、両凹の負レンズ、
物体側に凸の正メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メ
ニスカスレンズから成り、正の第３群（Ｉ［［）は物体
側より順に絞り１両凸の正レンズ、物体側に凸の正メニ
スカスレンズ、物体側に凸の正メニスカスレンズ及び物
体側に凹の負メニスカスレンズから成り、正の第４群（
ＩＶ）は物体側より順に両凸の正レンズ、両凸の正レン
ズ、物体側に凹の負メニスカスレンズ。

両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成り、負の第５
群（Ｖ）は物体側に凹の負メニスカスレンズから成って
いる。尚、第４群（■）の物体側より３枚目のレンズの
物体側の面は非球面である。

実施例２及び３においては、正の第１群（Ｉ）は物体側
より順に像側に凹の負メニスカスレンズ。

物体側に凸の正レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレ
ンズから成り、負の第２群（ＩＩ）は物体側より順に像
側に凹の負メニスカスレンズ、像側に凸の正メニスカス
レンズ、両凹の負レンズ、両凸の正レンズ及び両凹の負
レンズから成り、正の第３群（ＩＩＩ）は物体側より順
に絞り、物体側に凸の正メニスカスレンズ、両凸の正レ
ンズ、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレ
ンズから成り、正の第４群（ＩＶ）は物体側より順に両
凸の正レンズ。

両凸の正レンズ、像側に凸の正メニスカスレンズ。

両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成り、負の第５
群（Ｖ）は物体側に凹の負メニスカスレンズから成って
いる。尚、第４群（ＴＶ）の物体側より３枚目のレンズ
の物体側の面は非球面である。

実施例１〜３では第５群（Ｖ）は第３群（ＩＩＩ）とリ
ンクしており、広角側から望遠側への変倍に際し、一体
となって移動する。これは鏡胴構成を簡単にするためで
ある。また、第１図〜第３図に示すように、第３群（Ｉ
ＩＩ）〜第５群（Ｖ）は無限遠側から近接側へのフォー
カシングに際し、一体に像面側へ移動する。

第４図〜第６図は、前記実施例１〜３にそれぞれ対応す
る無限遠物点に対する収差図であり、第７図〜第９図は
、前記実施例１〜３にそれぞれ対応する最近接物点に対
する（至近撮影距離における）収差図である。各図中、
（Ｗ）は広角端焦点距離。

（Ｍ）は中間焦点距離、（Ｔ）は望遠端焦点距離での収
差を示している。また、実線（ｄ）はｄ線に対する収差
を表わし、破線（ＳＣ）は正弦条件を表わす。更に破線
（ＤＭ）と実線（ＤＳ）はメリディオナル面とサジタル
面での非点収差をそれぞれ表わしている。

尚、第１表に実施例１〜３における条件式■中のＩＩ２
　ｌ　／九及び条件式■中のｌ　ｆ３−ｓ　ｌ　／　（
ｆ、・ｆｌ）１・２を示し、第２表に実施例１〜３にお
ける条件式■中のｌ　ｆ５１　＃４及び条件式■中のｅ
３Ｔ／ｅ３ｉ１を示す。

第１表 （各実施例の条件式■■に対する値） 第２表 （各実施例の条件式■■に対する値） 以上説明したように本発明によれば、物体側より順に正
の第１群、負の第２群、正の第３群、正の第４群及び負
の第５群から成り、短焦点側から長焦点側への変倍に際
し前記第１群、第３群及び第４群はそれぞれ物体側に移
動し、且つ前記条件式■〜■を満足するように構成され
ているので、高い光学性能を維持しつつ高倍率でコンパ
クトなズームレンズを実現することができる。

更に、無限遠側から近接側へのフォーカシングに際し前
記第３群、第４群及び第５群が一体に像面側へ移動し、
且つ前記条件式■を満足するように構成すると、至近撮
影距離の短いズームレンズを実現することができる。

また、前記第４群中に非球面を少なくとも１面有し、且
つ前記条件式■を満足する構成とした場合、上記光学性
能をより高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ本発明の実施例
１〜３に対応するレンズ構成図である。 第４図、第５図及び第６図は、それぞれ本発明の実施例
１〜３に対応する無限遠物点に対する収差図であり、第
７図、第８図及び第９図は、それぞれ本発明の実施例１
〜３に対応する最近接物点に対する収差図である。 出願人　　ミノルタカメラ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体側より順に正の第１群、負の第２群、正の第
   ３群、正の第４群及び負の第５群から成り、短焦点側か
   ら長焦点側への変倍に際し前記第１群、第３群及び第４
   群はそれぞれ物体側に移動し、且つ次の条件を満足する
   ことを特徴とするズームレンズ； ０．４＜｜ｆ＿２｜／ｆ＿Ｗ＜０．５ １．０＜｜ｆ＿５｜／ｆ＿４＜５．０ ２．５＜ｅ＿３＿Ｔ／ｅ＿３＿Ｗ＜４．５ 但し、 ｆ＿２：第２群の合成焦点距離 ｆ＿Ｗ：短焦点端での全系の合成焦点距離 ｆ＿５：第５群の合成焦点距離 ｆ＿４：第４群の合成焦点距離 ｅ＿３＿Ｔ：長焦点端での第３群と第４群との間隔ｅ＿
   ３＿Ｗ：短焦点端での第３群と第４群との間隔である。 （２）無限遠側から近接側へのフォーカシングに際し前
   記第３群、第４群及び第５群が一体に像面側へ移動し、
   且つ次の条件を満足することを特徴とする第１請求項に
   記載のズームレンズ； ０．２５＜｜ｆ＿３＿−＿５｜／（ｆ＿Ｗ・ｆ＿Ｔ）＾
   １＾／＾２＜０．３７但し、 ｆ＿３＿−＿５：第３群、第４群及び第５群の合成焦点
   距離 ｆ＿Ｔ：長焦点端での全系の合成焦点距離 である。 （３）前記第４群中に非球面を少なくとも１面有し、且
   つ次の条件を満足することを特徴とする第２請求項に記
   載のズームレンズ； ｄφ／ｄＨ＜０ 但し、ｄφ／ｄＨ：非球面の光軸からの高さ（Ｈ）にお
   ける局所的なパワーの変化率 である。