JPH07294816A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH07294816A
JPH07294816A JP6088491A JP8849194A JPH07294816A JP H07294816 A JPH07294816 A JP H07294816A JP 6088491 A JP6088491 A JP 6088491A JP 8849194 A JP8849194 A JP 8849194A JP H07294816 A JPH07294816 A JP H07294816A
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    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広角端の焦点距離が７０ｍｍ程度でズーム比
が３倍程度のズームレンズに対してフォーカスレンズの
小型化を図りつつ良好な光学性能を与えること。 【構成】 少なくとも物体側より順に正屈折力の第１レ
ンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レン
ズ群を有し、各レンズ群のレンズ間隔を変えてズーミン
グを行うズームレンズにおいて、広角端から望遠端への
ズーミングを前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を像
面側に異なる速度で移動させ、前記第２レンズ群を移動
させてフォーカシングを行うこと。又光学的諸条件を満
足すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３５ｍｍ一眼レフレック
スカメラに最適なズームレンズに関し、更に詳しくは、
広角端の焦点距離が７０ｍｍ程度、ズーム比３倍程度で
Ｆナンバー２．８程度比較的大口径でありながら、良好
に収差補正されたオートフォーカスカメラに適したズー
ムレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、開発の盛んなオートフォーカスカ
メラにおいては正確なフォーカシングが行なわれること
はもちろん速いフォーカススピードを得ることが重要と
なっている。
【０００３】フォーカススピードは主にフォーカスモー
タに供給される電力フォーカスモータの効率、鏡筒の負
荷及びフォーカスレンズ重量と繰り出し量、オートフォ
ーカスの演算処理速度等によって決定される。
【０００４】この内、最もスピードを左右するのはフォ
ーカスレンズの重量と繰り出し量であり、ともに小さく
抑えた光学設計とすることが重要である。
【０００５】ところで広角端の焦点距離が７０ｍｍ程度
ズーム比３倍程度でＦナンバー２．８（ズームで一定）
程度のスパックを持つズームレンズのタイプは一般的に
正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正
屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４群で構成されズ
ーミングに際し、第１群と第４群を固定のまま第２群と
第３群を移動してアフォーカル変倍を行ないフォーカシ
ングに際しては第１群（前玉フォーカス）もしくは第１
群の１部（前玉インナーフォーカス）でフォーカシング
を行なうものがよく知られている。例えば前玉フォーカ
スの例として特開昭６２−１０８２１８号公報、特開昭
６４−３９５４２号公報、特公昭６３−５８３２４号公
報等で提案されているが比較的収差変動は良好なものの
ＦナンバーがＦ２．８と大口径になると、前玉の重量は
かなり重くなり、又至近距離を１．５ｍ前後と比較的短
く設定すると繰り出し量も比較的多くなり、オートフォ
ーカスカメラ用としては最適とは言えなかった。そして
繰り出し量を減らすために前玉のパワーを強めると特に
長焦点側の近距離で球面収差が大きく補正不足になる欠
点もあった。
【０００６】一方、前玉インナーフォーカスの例として
特公昭６１−０５３６９６号公報が知られている。前玉
の中でも比較的像側に配置されたレンズ群でフォーカシ
ングを行なう為レンズ径をやや小さくすることができそ
の結果、やや重量が軽される。そして繰り出し量を減ら
す為に屈折力をやや強めても前玉の物体側レンズ群との
フローティング効果によりそれ程大きな収差変動が生じ
ない等の利点はある。しかし重量の点ではまだまだオー
トフォーカスカメラ用としては最適とは言えなかった。
【０００７】更にフォーカスレンズの重量軽減をはかっ
たものに特公平１−２５０４４号公報や特公平１−２５
０４３号公報がある。これは固定の第４レンズ群（リレ
ー）の中の一部でフォーカスするものであるが、フォー
カスレンズの重量はかなり小さいものの球面収差、非点
収差等の収差変動が大きいという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的は、
前記従来技術の欠点を除去するために、前玉インナーフ
ォーカスの収差変動特性の利点を生かしつつ、フォーカ
スレンズの重量と繰り出し量の軽減をはかった。オート
フォーカスカメラに最適な高性能ズームレンズを提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明では物体側より順に少なくとも正の屈折
力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レン
ズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、各レン
ズ群の間隔を変えてズーミングを行うズームレンズであ
って広角端から望遠端へのズーミングを前記第２レンズ
群と第３レンズ群を異なる速さで像面側へ移動させて行
い、フォーカシングを前記第２レンズ群させて行い、下
記の条件を満足することを特徴としている。
【００１０】 ０．０２５＜ｍ2 ／ｆT ＜０．１３５（ｍ2 ＞０）…（１） 但し、ｆT ；全系の望遠端における焦点距離 ｍ2 ；広角端から望遠端までの前記第２レンズ群のズー
ム移動量
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。
【００１２】図１は本発明に関するズームレンズの近軸
屈折力配置を示す図で特に（ａ）は短焦点端、（ｂ）は
長焦点端での軸上光線の通過状態を表わしている。Ｉ〜
Ｖはそれぞれ第１レンズ群〜第５レンズ群でありズーミ
ングに際し、正の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の
第５レンズ群は固定で負の屈折力の第３レンズ群を像側
へ移動させることにより増倍させ、それによる像点の変
動を主に、正の屈折力を有する第４レンズ群を移動させ
ることにより補正している。
【００１３】この時、正の屈折力を有する第２レンズ群
は前述の条件式（１）を満足する範囲長焦点側になるに
従い第１レンズ群から像面方向へ遠ざかる様な動きを与
えている。
【００１４】ここでズーミングに際する第１レンズ群へ
の軸上光線の変化をみると短焦点側では低く、逆に長焦
点側で高くなり、かつ第１レンズ群の正屈折力により収
れん光となる。こうして、第２レンズ群に前記の移動を
与えることにより長焦点側の軸上光束の入射高で決定さ
れる第２レンズ群のレンズ外径を小さくしている。
【００１５】尚（図２）〜（図７）は後述の数値実施例
で示すレンズ断面図であり、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、
Ｖは第１〜第５レンズ群を各々示している。
【００１６】条件式（１）は、第２レンズ群の短焦点側
端を基準とした長焦点側端でのズーミングの移動量に関
し、収差を良好に抑えつつレンズ重量の軽減をはかるた
めの条件である。（１）式の上限をはずれ移動量が大き
くなるとレンズ外径が小さくなるためレンズ重量は軽減
されるものの第２レンズ群がもつ正屈折力のためにズー
ミングに際して減倍作用が大きくなり、所望ズーム比を
得るための第３レンズ群の負屈折力と第４レンズ群の正
屈折力がともに強まり、第３レンズ群と第４レンズ群の
レンズ枚数を増加しても球面収差、コマ収差等のズーミ
ングによる変動が除去しきれない。また、歪曲収差の変
動も大きくなり、長焦点側での糸巻き型の歪曲が目立っ
てくるので好ましくない。
【００１７】逆に（１）式の下限をはずれ移動量が小さ
くなると第３レンズ群及び第４レンズ群の屈折力が弱ま
ってきて収差補正に関しては有利となってくるが、レン
ズ外径が大きくなるためレンズ重量を小さくすることが
困難となる。
【００１８】条件式（１）の数値範囲のままでも十分に
本発明の目的を達成できるが、更に好ましくは以下の数
値範囲とすることが望ましい。
【００１９】 ０．０９＜ｍ2 ／ｆT ＜０．１３…（１′）
【００２０】そして更に望ましくは前記第１レンズ群と
第２レンズ群の焦点距離を各々ｆ1、ｆ2 とした時 ０．７５＜ｆ1 ／ｆ2 ＜１．５ なる条件を満足させることで、実用に耐え得るだけの光
学性能を与えることが容易となる。
【００２１】条件式（２）は第１レンズ群と第２レンズ
群の屈折力の比に関し、条件式（１）を満足した上で、
更に収差を良好に補正しつつ、第２レンズ群のフォーカ
ス繰り出し量を規制するものである。
【００２２】（２）式の下限をはずれて第１レンズ群の
屈折力が強くそして第２レンズ群の屈折力が弱くなる
と、第１レンズ群で発生する諸収差が多くなり第２レン
ズ群以降で打ち消すことが難しくなる。そして第２レン
ズ群のフォーカシング時の繰り出し量が増大するばかり
か、繰り出し量の増加に伴ってレンズ径が大きくなり、
レンズ重量も増えるので良くない。
【００２３】逆に（２）式の上限をはずれて主に第２レ
ンズ群の屈折力が強くなると、レンズの繰り出し量は少
なくなるものの特にフォーカシングにおいて球面収差と
色収差（軸上の色、倍率の色の相方）の変動が大きくな
り補正困難となる。そして第２レンズ群の正屈折力の影
響により、所望のズーム比を得るための第３レンズ群及
び第４レンズ群の屈折力が強まり、前記条件式（１）で
述べた様にズーミングによる収差変動の補正が難かしく
なるので良くない。
【００２４】条件式（２）の数値範囲のままでも十分に
本発明の目的を達成できるが、更に好ましくは以下の数
値範囲とするのが良い。
【００２５】０．８＜ｆ1 ／ｆ2 ＜１．４５…（２′） 更に好ましくは ０．９２＜ｆ1 ／ｆ2 ＜１．４…（２″） とするとよい。
【００２６】又、更に好ましくは収差補正と繰り出し量
を最適化する条件としてｆ2 とｆTの比の値を以下の数
値範囲とするのが良い。
【００２７】０．６５＜ｆ2 ／ｆT ＜１．５…（３） （３）式の数値範囲のままでも十分に収差補正と繰り出
し量をバランスさせることができるが、更に以下の数値
範囲とするのが良い。
【００２８】０．７＜ｆ2 ／ｆT ＜１．２…（３′） 尚、本発明の実施例のごとくズーム構成は、第４レンズ
群の像面側に固定の正屈折力の第５レンズ群を設け第１
レンズ群から第４レンズ群まででアフォーカル変倍系を
形成するのが良い。
【００２９】そして第１レンズ群は、物体側より順に、
像側へ強い凹面を向けたメニスカス負レンズ、両凸レン
ズ、物体側へ凸面を向けたメニスカス正レンズより構成
し、第２レンズ群は像側へ凹面を向けたメニスカス負レ
ンズと物体側のレンズ面の曲率が像側のレンズ面の曲率
よりも強い正レンズより構成するのが良く、更に第３レ
ンズ群は、像側へ強い凹面を向けた負レンズと負レンズ
と正レンズの接合レンズと、物体側へ凹面を向けたメニ
スカス負レンズより構成し、第４レンズ群は少なくとも
１枚の正レンズと、物体側へ凹面を向けたメニスカス負
レンズより構成し、第５レンズは正レンズ、物体側へ強
い凸面を向けた正レンズと像側へ強い凹面を向けた負レ
ンズと正レンズと物体側へ凹面を向けたメニスカス負レ
ンズと正レンズより構成し極めて良好な光学性能を維持
している。
【００３０】又、第１レンズ群の２枚の正レンズの少な
くとも１つに異常部々分散比を持った屈折率１．５前
後、アッベ数８０前後の削種を用いることにより、色収
差を良好に補正することができる。
【００３１】又、第２レンズ群の正レンズには比較的比
重の小さい屈折率１．６５以下の削種とするのが良く、
更に色収差の補正も考えてアッベ数が４０以上のものと
するのが良い。
【００３２】次に先の条件式（３）に続いて、下記の式
（４）（５）（６）のいづれかの条件を満足するとなお
良い。第３レンズ群の焦点距離をｆ3 とすると、ｆ3 と
ｆTの比の値を ０．１２＜｜ｆ3 ｜／ｆT ＜０．１７…（４） の範囲内に設定することでズーム比、レンズ全長、バッ
クフォーカス等の諸条件を満足させ、かつ良好に収差補
正することが容易となる。
【００３３】又第４レンズ群の焦点距離をｆ4 とすると
ｆ4 とｆT の比の値を ０．３５＜ｆ4 ／ｆT ＜０．７…（５） の範囲内に設定することでズーム比、レンズ全長、バッ
クフォーカス等の諸条件を満足させ、かつ良好に収差補
正することが容易となる。
【００３４】又、第５レンズ群の焦点距離をｆ5 とする
とｆ5 とｆT の比の値を ０．３＜ｆ5 ／ｆT ＜０．７…（６） の範囲内に設定することでズーム比、レンズ全長、バッ
クフォーカス等の諸条件を満足させ、かつ良好に収差補
正することが容易となる。
【００３５】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは第１共役点側より順に第ｉ番目のレン
ズ面の曲率半径、Ｄｉは第１共役点側より第ｉ番目のレ
ンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々第１共役点側よ
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。
【００３６】又、前述の各条件式と数値実施例における
諸数値との関係を表−１に示す。
【００３７】尚、収差図において（Ａ）は無限遠物体に
対する諸収差図を、（Ｂ）は１．５ｍの被写体に合焦さ
せた時の諸収差図を各々示す。
【００３８】
【外１】
【００３９】
【外２】
【００４０】
【外３】
【００４１】
【外４】
【００４２】
【外５】
【００４３】
【外６】
【００４４】
【表１】
【００４５】
【発明の効果】以上説明した通り、前述の条件式（１）
を満足させるように第２レンズ群の移動を規定すること
で第２レンズ群の径を小型でき、フォーカシングが迅速
可能となる。更に条件式（２）を満足させるように第１
レンズ群と第２レンズ群の焦点距離を規定することで、
収差のとれた良好なズームレンズを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関するズームレンズの近軸屈折力配置
を示す図。
【図２】本発明に関するズームレンズの数値実施例１の
レンズ断面図。
【図３】本発明に関するズームレンズの数値実施例２の
レンズ断面図。
【図４】本発明に関するズームレンズの数値実施例３の
レンズ断面図。
【図５】本発明に関するズームレンズの数値実施例４の
レンズ断面図。
【図６】本発明に関するズームレンズの数値実施例５の
レンズ断面図。
【図７】本発明に関するズームレンズの数値実施例６の
レンズ断面図。
【図８】本発明に関するズームレンズの数値実施例１の
広角端での諸収差図。
【図９】本発明に関するズームレンズの数値実施例１の
中間域での諸収差図。
【図１０】本発明に関するズームレンズの数値実施例１
の望遠端での諸収差図。
【図１１】本発明に関するズームレンズの数値実施例２
の広角端での諸収差図。
【図１２】本発明に関するズームレンズの数値実施例２
の中間域での諸収差図。
【図１３】本発明に関するズームレンズの数値実施例２
の望遠端での諸収差図。
【図１４】本発明に関するズームレンズの数値実施例３
の広角端での諸収差図。
【図１５】本発明に関するズームレンズの数値実施例３
の中間域での諸収差図。
【図１６】本発明に関するズームレンズの数値実施例３
の望遠端での諸収差図。
【図１７】本発明に関するズームレンズの数値実施例４
の広角端での諸収差図。
【図１８】本発明に関するズームレンズの数値実施例４
の中間域での諸収差図。
【図１９】本発明に関するズームレンズの数値実施例４
の望遠端での諸収差図。
【図２０】本発明に関するズームレンズの数値実施例５
の広角端での諸収差図。
【図２１】本発明に関するズームレンズの数値実施例５
の中間域での諸収差図。
【図２２】本発明に関するズームレンズの数値実施例５
の望遠端での諸収差図。
【図２３】本発明に関するズームレンズの数値実施例６
の広角端での諸収差図。
【図２４】本発明に関するズームレンズの数値実施例６
の中間域での諸収差図。
【図２５】本発明に関するズームレンズの数値実施例６
の望遠端での諸収差図。
【符号の説明】
Ｉ 第１レンズ群 ＩＩ 第２レンズ群 ＩＩＩ 第３レンズ群 ＩＶ 第４レンズ群 Ｖ 第５レンズ群 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ＳＣ 正玄条件 ΔＳ サジタル像面 ΔＭ メリディオナル像面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体側より順に少なくとも正の屈折力を
    有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ
    群、負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、各レンズ
    群の間隔を変えてズーミングを行うズームレンズであっ
    て広角端から望遠端へのズーミングを前記第２レンズ群
    と第３レンズ群を異なる速さで像面側へ移動させて行
    い、フォーカシングを前記第２レンズ群させて行い、下
    記の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 ０．０２５＜ｍ2 ／ｆT ＜０．１３５（ｍ2 ＞０） 但し、ｆT ；全系の望遠端における焦点距離 ｍ2 ；広角端から望遠端までの前記第２レンズ群のズー
    ム移動量
  2. 【請求項２】 前記第１レンズ群と第２レンズ群の焦点
    距離を各々ｆ1 、ｆ2 とした時 ０．７５＜ｆ1 ／ｆ2 ＜１．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズ
    ームレンズ。
  3. 【請求項３】 前記ズームレンズは、正屈折力の第１レ
    ンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レン
    ズ群、正屈折力の第４レンズ群、正屈折力の第５レンズ
    群から成り、第１レンズ群から第４レンズ群まででアフ
    ォーカル変倍系を形成しズーミング中第５レンズ群は固
    定であることを特徴とする請求項１記載のズームレン
    ズ。
  4. 【請求項４】０．６５＜ｆ2 ／ｆT ＜１．５ を満足することを特徴とする請求項３記載のズームレン
    ズ。
  5. 【請求項５】 前記第１レンズ群は物体側より順に像側
    へ強い凹面を向けたメニスカス負レンズ、両凸レンズ、
    物体側へ凸面を向けたメニスカス正レンズを有し、前記
    第２レンズ群は、物体側より順に像側へ凹面を向けたメ
    ニスカス負レンズと物体側のレンズ面の率曲が像側のレ
    ンズ面の曲率よりも強い正レンズを有することを特徴と
    する請求項３記載のズームレンズ。
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