JPH06222267A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体として４つのレンズ群を有し、変倍比
３、Ｆナンバー３．５〜８．２程度の高い光学性能を有
したズームレンズを得ること。 【構成】 物体側より順に正の屈折力の第１群、比較的
弱い正又は負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群そ
して負の屈折力の第４群の４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１群と第２群の間隔
が増大し、該第２群と第３群の間隔が変化し、該第３群
と第４群の間隔が減少するように、所定のレンズ群を移
動させており、該第２群中の少なくとも１枚のレンズが
絞りよりも像面側に配置されており、該第２群と第３群
を物体側へ移動させて無限遠物体から近距離物体へのフ
ォーカスを行っていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はズームレンズに関し、特
に広角端の撮影画角が５８度程度、変倍比３程度の高変
倍比の全変倍範囲にわたり、また物体距離全般にわたり
高い光学性能を有した写真用カメラ（スチルカメラ）や
ビデオカメラ等に好適なズームレンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近のスチルカメラ、ビデオカメラ等の
ズームレンズには高変倍比のものが要求されている。一
般にズームレンズにおいて、高変倍化を図るには各レン
ズ群の屈折力を強めたり、レンズ移動量を増大させたり
しなければならず、一般にはこれに伴い前玉レンズ径が
増大し、レンズ全長も長くなり、レンズ系全体が大型化
してくる。

【０００３】これに対して、従来より写真用カメラやビ
デオカメラ等のズームレンズにおいては物体側の第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
ヤーフォーカス式を採用したものが種々と提案されてい
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、また近接撮影、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徴がある。

【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平３−２４９６１４号公報では物
体側より順に正の屈折力の第１群、正又は負の屈折力の
第２群、正の屈折力の第３群、そして負の屈折力の第４
群の４つのレンズ群より成り、各レンズ群を移動させて
変倍を行うと共に第１群以外のレンズ群を移動させてフ
ォーカスを行ったズームレンズが提案されている。

【０００６】

【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、また迅速なるフォーカスが可能となる。

【０００７】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ってくるという問題
点が生じてくる。特に高変倍のズームレンズでは全変倍
範囲にわたり、また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ってくるという問題点が生じて
くる。

【０００８】本発明は第１群以外のレンズ群でフォーカ
スを行うリヤーフォーカス方式を採用しつつ、高変倍化
を図ると共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端
から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体
から近距離物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる
光学性能を有したズームレンズの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、物体側より順に正の屈折力の第１群、比較的弱い正
又は負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群そして負
の屈折力の第４群の４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１群と第２群の間隔が増大
し、該第２群と第３群の間隔が変化し、該第３群と第４
群の間隔が減少するように、所定のレンズ群を移動させ
ており、該第２群中の少なくとも１枚のレンズが絞りよ
りも像面側に配置されており、該第２群と第３群を物体
側へ移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカ
スを行っていることを特徴としている。

【００１０】特に、 （イ）前記絞りはフォーカスの際に固定であること （ロ）前記第２群と第３群とを一体的に移動させてフォ
ーカスを行っていること （ハ）前記第２群又は第３群と前記絞りは変倍の際に一
体的に移動していること （ニ）広角端から望遠端への変倍に際して前記第１群〜
第４群を全て物体側へ移動していること （ホ）前記絞りは前記第２群の前方に配置していること 等を特徴としている。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の数値実施例１のレンズ断面
図、図２，図３は本発明の数値実施例２，３の広角端の
レンズ断面図である。図４，図５は本発明の数値実施例
１の広角端と望遠端の収差図、図６，図７は本発明の数
値実施例２の広角端と望遠端の収差図、図８，図９は本
発明の数値実施例３の広角端と望遠端の収差図である。
収差図において（Ａ）は無限遠物体、（Ｂ）は物体距離
８００（ｍｍ）のときを示している。

【００１２】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は
正又は負の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３
群、Ｌ４は負の屈折力の第４群である。ＳＰは絞りであ
り、第２群の前方（物体側）に配置している。Ｆは像面
である。

【００１３】広角端から望遠端への変倍に際しては矢印
のように各レンズ群を物体側へ移動させることにより行
っている。このとき広角端に比べて望遠端で第１群と第
２群との間隔が増大し、第２群と第３群との間隔が縮小
し、第３群と第４群との間隔が縮小するようにしてい
る。変倍の際には、絞りＳＰを第２群又は第３群と一体
的に移動させている。これにより変倍の際の移動要素構
造の簡素化を図っている。

【００１４】特に広角端から望遠端への変倍に際して、
第２群と第３群との間隔が小さくなるようにし、かつ絞
りＳＰと第３群とを一体的に物体側へ移動させることに
より、望遠側においてフォーカス用のレンズ群（第２群
と第３群）の移動空間を確保している。即ち広角端に比
べ望遠側において多く必要とするフォーカス用のレンズ
群の移動空間を効果的に確保している。

【００１５】本実施例では第２群の少なくとも１つのレ
ンズが絞りＳＰよりも像面側に位置するようにしてい
る。図１では第２群の全てのレンズが絞りＳＰよりも像
面側に位置するようにしている。これにより絞りＳＰが
第２群からみると物体側に位置するようにして、入射瞳
が前玉レンズ群近傍に位置するようにして前玉レンズ径
の小型化を図っている。

【００１６】本実施例では無限遠物体から近距離物体へ
のフォーカスを第２群と第３群とを一体的に物体側へ移
動させて行う、リヤーフォーカス式を採用している。こ
れにより本実施例では従来の４群ズームレンズにおい
て、第１群を繰り出してフォーカスを行う場合に比べ
て、このようなリヤーフォーカス方式を採ることにより
第１群のレンズ有効径の増大化を効果的に防止してい
る。

【００１７】またフォーカスの際の移動要素を１つとし
てフォーカス駆動構造の簡素化及び小型化を図ってい
る。絞り構造はレンズ鏡筒構造の中でも比較的大きな部
品構造となるために、本実施例では絞りＳＰはフォーカ
スの際に固定としている。これによりレンズ鏡筒構造の
簡素化を図っている。

【００１８】尚本発明において、更に望ましくは次の条
件式を満足するのが良い。

【００１９】望遠側の全系の焦点距離をｆＴ 第１群の焦点距離をｆ１ 第２，３群の望遠端の合成焦点距離をｆ２，３としたと
き ０．４５＜ｆ１／ｆＴ＜１．３５ ・・・・・（１） ０．２＜ｆ２，３／ｆＴ＜０．４５ ・・・・（２）と
することである。

【００２０】上記２つの条件式は、フォーカス用のレン
ズ群の繰り出し量を適切に設定する為の式である。条件
式（１）の上限値を越えると第２，３群の合成倍率が小
さくなりすぎるためフォーカス用のレンズ群の繰り出し
量が大きくなり、結果としてカメラ全体が大型化するの
で良くない。又下限値を越えると、第２群へ入射する光
束が強く収れんしてしまうため、フォーカス時に特に球
面収差とコマ収差の変動が著しくなるので良くない。

【００２１】条件式（２）の上限値を越えると、フォー
カス用のレンズ群の繰り出し量が多くなり、結果として
カメラ全体が大型化するので良くない。又下限値を越え
ると、フォーカスによる収差変動を補正するためにレン
ズ枚数が多く必要とし、結果としてカメラ全体が大型化
するので良くない。

【００２２】本発明において変倍比３，Ｆナンバー３．
５程度を確保しつつ、全変倍範囲にわたり、また物体距
離全般にわたり高い光学性能を得るためには各レンズ群
を次の如く構成するのが良い。

【００２３】第１群を物体側に凸面を向けたメニスカス
状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正
のレンズの独立又は貼合わせレンズより構成し、第２群
を物体側に凹面を向けた負レンズ、１つ又は２つの正レ
ンズより構成し、第３群を２つの正レンズと１つの負レ
ンズの３つのレンズ又は１つの負レンズと１つの正レン
ズの２つのレンズより構成し、第４群を像面側に凸面を
向けたメニスカス状の正レンズ、負レンズ、像面側に凸
面を向けたメニスカス状の負レンズの３つのレンズより
構成するのが良い。

【００２４】次に本発明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。

【００２５】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、
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき

【００２６】

【数１】 なる式で表わしている。 （数値実施例１） F= 39.0 FNO=1:3.5〜 8.2 2 ω= 58°〜 23.6° R 1= 98.66 D 1= 1.50 N 1=1.84666 ν 1= 23.9 R 2= 57.57 D 2= 1.00 R 3= 22.81 D 3= 2.00 N 2=1.48749 ν 2= 70.2 R 4= 90.45 D 4= 可変 R 5= (絞り) D 5= 0.00 R 6= -13.55 D 6= 1.00 N 3=1.51633 ν 3= 64.2 R 7= 10.22 D 7= 4.52 N 4=1.58267 ν 4= 46.4 R 8= -19.87 D 8= 可変 R 9= -80.16 D 9= 1.50 N 5=1.51633 ν 5= 64.2 R10= -37.21 D10= 0.12 R11= 55.02 D11= 4.40 N 6=1.51633 ν 6= 64.2 R12= -10.11 D12= 1.10 N 7=1.84666 ν 7= 23.9 R13= -19.58 D13= 可変 R14= -45.42 D14= 3.00 N 8=1.84666 ν 8= 23.8 R15= -19.03 D15= 0.12 R16= -26.61 D16= 1.20 N 9=1.69680 ν 9= 55.5 R17= 181.75 D17= 5.50 R18= -14.54 D18= 1.50 N10=1.71300 ν10= 53.8 R19= -55.95

【００２７】

【表１】 （数値実施例２） F= 39.07 FNO=1:3.5〜 8.2 2 ω= 58°〜 23.6° R 1= 27.24 D 1= 1.30 N 1=1.84666 ν 1= 23.8 R 2= 22.42 D 2= 2.80 N 2=1.48749 ν 2= 70.2 R 3= 263.66 D 3= 可変 R 4= (絞り) D 4= 2.75 R 5= -15.71 D 5= 0.80 N 3=1.74320 ν 3= 49.3 R 6= 17.56 D 6= 2.20 N 4=1.48749 ν 4= 70.2 R 7= -38.95 D 7= 1.26 R 8= 93.44 D 8= 2.36 N 5=1.84666 ν 5= 23.8 R 9= -25.24 D 9= 可変 R10= 188.68 D10= 1.10 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 R11= 14.87 D11= 4.50 N 7=1.71300 ν 7= 53.8 R12= -24.97 D12= 可変 R13= -32.62 D13= 2.80 N 8=1.84666 ν 8= 23.8 R14= -19.22 D14= 0.15 R15= -26.53 D15= 1.40 N 9=1.69350 ν 9= 53.2 R16= 226.61 D16= 5.56 R17= -16.01 D17= 1.70 N10=1.74320 ν10= 49.3 R18= -41.29

【００２８】

【表２】 （数値実施例３） F= 39.44 FNO=1:3.5〜 8.2 2 ω= 58°〜 23.6° R 1= 31.42 D 1= 1.40 N 1=1.84666 ν 1= 23.8 R 2= 25.59 D 2= 0.70 R 3= 22.50 D 3= 2.40 N 2=1.48749 ν 2= 70.2 R 4= 98.17 D 4= 可変 R 5= (絞り) D 5= 可変 R 6= -12.34 D 6= 2.80 N 3=1.51742 ν 3= 52.4 R 7= -43.74 D 7= 3.35 N 4=1.72825 ν 4= 28.5 R 8= -17.42 D 8= 可変 R 9= 31.99 D 9= 1.10 N 5=1.84666 ν 5= 23.8 R10= 14.81 D10= 4.00 N 6=1.58313 ν 6= 59.4 R11= -38.58 D11= 可変 R12= -28.32 D12= 2.50 N 7=1.84666 ν 7= 23.8 R13= -19.53 D13= 0.15 R14= -29.98 D14= 1.40 N 8=1.71300 ν 8= 53.8 R15=-121.19 D15= 4.09 R16= -20.81 D16= 1.70 N 9=1.74320 ν 9= 49.3 R17=-134.92

【００２９】

【表３】 R11面 非球面 Ｋ＝−７．５９×１０^-1，Ｂ＝８．４×１０^-7，Ｃ＝
７．９５×１０^-8 Ｄ＝−２．２９×１０^-9，Ｅ＝１．２３×１０^-11

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、特に第１群以外のレンズ群でフォー
カスを行うリヤーフォーカス方式を採用することによ
り、高変倍化を図ると共にレンズ系全体の小型化を図り
つつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、ま
た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ズームレンズを達成して
いる。

【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２のレンズ断面図

【図３】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図４】 本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図５】 本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図６】 本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図７】 本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図８】 本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図９】 本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 ＳＰ 絞り Ｆ 像面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 彰宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小山 剛史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に正の屈折力の第１群、比
   較的弱い正又は負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３
   群そして負の屈折力の第４群の４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１群と第２群の
   間隔が増大し、該第２群と第３群の間隔が変化し、該第
   ３群と第４群の間隔が減少するように、所定のレンズ群
   を移動させており、該第２群中の少なくとも１枚のレン
   ズが絞りよりも像面側に配置されており、該第２群と第
   ３群を物体側へ移動させて無限遠物体から近距離物体へ
   のフォーカスを行っていることを特徴とするズームレン
   ズ。
2. 【請求項２】 前記絞りはフォーカスの際に固定である
   ことを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記第２群と第３群とを一体的に移動さ
   せてフォーカスを行っていることを特徴とする請求項１
   のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第２群又は第３群と前記絞りは変倍
   の際に一体的に移動していることを特徴とする請求項１
   のズームレンズ。
5. 【請求項５】 広角端から望遠端への変倍に際して前記
   第１群〜第４群を全て物体側へ移動していることを特徴
   とする請求項１のズームレンズ。
6. 【請求項６】 前記絞りは前記第２群の前方に配置して
   いることを特徴とする請求項１のズームレンズ。