JPH0792390A

JPH0792390A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH0792390A
Application number: JP5259374A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】フォーカシング時の仕事量が十分小さく、構
成レンズ枚数が少なく、結像性能が優れ、且つ高変倍化
が可能な多群ズームレンズを提供する。【構成】物体側より順に、正の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２
と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折
力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第
５レンズ群Ｇ５とを備え、広角端から望遠端への変倍に
際して、遠距離物体から近距離物体に対してフォーカシ
ングを行う際に前記第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動さ
せ、１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜３０．２＜（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＜０．８の条件を満足することを特徴とする。

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
にレンズシャッター式のカメラ等に適したズームレンズ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズシャッター式のカメラ用の
撮影レンズにおいては、ズームレンズが主流となりつつ
ある。また、ズームレンズの高性能化に伴い、種々のズ
ームタイプが提案されてきている。さらに、近年の鏡筒
技術の進歩等により、３群以上の可動レンズ群により構
成される、いわゆる多群ズームレンズを用いることで、
高変倍化を図ったズームタイプが種々提案されており、
それに伴って、多群ズームレンズにおけるフォーカシン
グ方法に関しても種々の方法が提案されてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多群ズームレンズでは、広角化、高変倍化および小型化
を図りながら、少ない構成枚数で優れた結像性能を得る
ことは、極めて困難であるという不都合があった。ま
た、従来の多群ズームレンズにおいては、フォーカシン
グ時の仕事量（＝重量×移動量）を小さくするという点
において十分ではないという不都合があった。本発明
は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、フォーカ
シング時の仕事量が十分小さく、構成レンズ枚数が少な
く、結像性能が優れ、且つ高変倍化が可能な多群ズーム
レンズを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体側より順に、正の屈折力を
有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レ
ンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３
と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折
力を有する第５レンズ群Ｇ５とを備え、広角端から望遠
端への変倍に際して、少なくとも前記第１レンズ群Ｇ１
および前記第５レンズ群Ｇ５は物体側に移動し、前記第
１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間の空気間
隔は増大し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群
Ｇ４との間の空気間隔は減少し、前記第４レンズ群Ｇ４
と前記第５レンズ群Ｇ５との間の空気間隔は減少するズ
ームレンズであって、遠距離物体から近距離物体に対し
てフォーカシングを行う際に前記第３レンズ群Ｇ３を物
体側に移動させ、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ
１とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、
前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜３０．２＜（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＜０．８の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供
する。

【０００５】また本発明の別の局面によれば、物体側よ
り順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の
屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有す
る第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ
群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを備
え、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前
記第１レンズ群Ｇ１および前記第５レンズ群Ｇ５は物体
側に移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群
Ｇ２との間の空気間隔は増大し、前記第３レンズ群Ｇ３
と前記第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔は減少し、前
記第４レンズ群Ｇ４と前記第５レンズ群Ｇ５との間の空
気間隔は減少するズームレンズであって、遠距離物体か
ら近距離物体に対してフォーカシングを行う際に前記第
３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させ、広角端における前
記第２レンズ群Ｇ２の結像倍率をβ2wとし、望遠端にお
ける前記第３レンズ群Ｇ３の結像倍率をβ3tとしたと
き、 −０．３＜１／β2w＜０．５ −０．７＜β3t＜０．３の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供
する。

【０００６】

【作用】まず、３群以上の可動群を有する、いわゆる多
群ズームレンズに関する一般論を述べる。多群構成のズ
ームレンズにおいては、広角端から望遠端への変倍に際
する各レンズ群のズーミング軌道に選択の自由度が増え
るため、収差補正上の自由度が多くなる。また、変倍を
担う群が増えるため、各レンズ群の変倍負担の均等化が
しやすくなる。したがって、高変倍化を図りつつ高性能
化を図ることが可能となる。従来、可動部分の増加に伴
う鏡筒構造の複雑化等の問題もあったが、近年の鏡筒技
術の進歩により、この問題もある程度克服されている。

【０００７】従来より、バックフォーカスに制約のない
ズームレンズにおいては、レンズ全長の短縮化及び各レ
ンズ径の小型化を図るために、最も像側に負レンズ群を
配置しており、広角端から望遠端への変倍に際するバッ
クフォーカスの変化を大きくすることで、変倍を効果的
に行っていた。また、レンズ系の最も物体側に正レンズ
群を配置することにより、レンズ全長の短縮化を図って
おり、広角端において前記正レンズ群を像面寄りに配置
することにより前玉有効径の小型化を図っている。以上
のことから、具体的に高変倍化が可能で且つ小型化に適
した多群ズームレンズとしては、正正負３群ズームレン
ズや正負正負４群ズームレンズなどが挙げられ、それら
に関して種々の提案がなされてきた。

【０００８】正正負３群ズームレンズは、物体側より順
に、正屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ
群と、負屈折力の第３レンズ群とから構成され、広角端
から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記
第２レンズ群との間の空気間隔が増大し、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群との間の空気間隔が減少する。
しかしながら、このように構成された正正負３群ズーム
レンズでは、変倍の大部分を前記第３レンズ群が担って
いるので、高変倍化を図る場合、変倍に際して前記第３
レンズ群で発生する軸外収差の変動が大きくなってしま
う。

【０００９】正負正負４群ズームレンズは、物体側より
順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レン
ズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レ
ンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍に際
して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の空気
間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と
の間の空気間隔は減少し、前記第３レンズ群と前記第４
レンズ群との間の空気間隔は減少する。このように構成
された正負正負４群ズームレンズでは、前記第１レンズ
群の屈折力がレンズ全系の望遠端における屈折力より正
に大きく、前記第２レンズ群乃至前記第４レンズ群の合
成屈折力が望遠端において負となるように構成すること
によって、望遠端におけるレンズ全長の小型化を図って
いる。

【００１０】しかしながら、正負正負４群ズームレンズ
においては、前記第２レンズ群の使用倍率をβ２とする
と、１／β２≒０となっている（前記第１レンズ群と前
記第２レンズ群Ｇ２との合成屈折力が０に近い）。この
ため、広角化を図る場合、十分なバックフォーカスが得
られず、後玉有効径が大型化してしまう。さらに、広角
端から望遠端への変倍に際して前記第２レンズ群と前記
第３レンズ群との間の空気間隔を大きく変化させること
で、前記第１レンズ群乃至前記第３レンズ群においても
変倍を担わせて、正正負３群ズームレンズに比べて高変
倍化を可能にしている。しかしながら、小型化を同時に
図ろうとする場合、変倍に際して前記第２レンズ群を通
過する軸外光束の高さがあまり変化せず、入射する角度
が大きく変化するため、前記第２レンズ群で発生する軸
外収差の変動を良好に抑えることが困難になってしま
う。

【００１１】以上のように、従来の正正負３群ズームレ
ンズや正負正負４群ズームレンズにおいて、小型化およ
び高変倍化を図りながら同時に高性能化（結像特性の）
を図ることは難しかった。さらに、少ない構成レンズ枚
数でより高変倍化を図る場合、変倍時の各レンズ群の負
担が増加するので、広角端から望遠端への変倍に際して
発生する諸収差の変動を良好に補正することが難しかっ
た。

【００１２】次に、多群ズームレンズにおけるフォーカ
シングに関して述べる。一般的に、フォーカシング群に
要求されることは、移動量が少ないこととフォーカシン
グ群の重量が小さいことである。これは、移動量が少な
いほど、レンズ系の小型化につながり、レンズの重量が
小さいほど、レンズを駆動させる機構の簡略化を図るこ
とができるためである。

【００１３】従来より、多群ズームレンズにおいて近距
離物体に対して合焦を行う場合、次の３通りの方法に関
して種々の提案がなされてきた。（Ａ）１群繰り出し方式（Ｂ）ＩＦ（インナー・フォーカス）方式（Ｃ）ＲＦ（リア・フォーカス）方式従来の正正負３群ズームレンズや正負正負４群ズームレ
ンズに示されるようなバックフォーカスに制約のない多
群ズームレンズにおいては、レンズ系（最も物体側のレ
ンズ面から最も像側のレンズ面まで）の最も物体寄りに
正レンズ群が配置されているが、広角端において発生す
る正の歪曲収差を良好に補正するために、正レンズ群の
屈折力を正に弱くしている。したがって、（Ａ）の１群
繰り出し方式を用いてフォーカシングを行う場合、移動
量が大きくなってしまう。

【００１４】また、最も像側に負レンズ群が配置されて
いるが、広角端におけるバックフォーカスがある程度小
さく、したがって、前記負レンズ群のレンズ径は、他の
レンズ群のレンズ径に比べて大きく、前記負レンズ群の
変倍を担う割合が大きい。このために、レンズ枚数を２
枚以上必要としており、前述の（Ｃ）のリア・フォーカ
ス方式を用いてフォーカシングを行う場合、フォーカシ
ング群の重量が大きかった。

【００１５】（Ｂ）のインナー・フォーカス方式を用い
る場合、正正負３群ズームレンズでは、たとえば特開平
４−３３８９１０号公報に開示されているように、第２
レンズ群を２つのレンズ群に分割し物体側のレンズ群を
物体側に移動させてフォーカシングを行っている。しか
しながら、この場合、フォーカシング群を構成するレン
ズ枚数が多いため、フォーカシング群が重くなり、好ま
しくなかった。正負正負４群ズームレンズでは、たとえ
ば特開平３−３９９２０号公報に開示されているよう
に、第２レンズ群は変倍時に使用倍率が大きく変化す
る。このため、変倍時に発生する収差の変動を抑えなが
らフォーカシング時の収差変動を抑えるには、レンズ構
成枚数を多くしなければならないので、フォーカシング
群が重くなり、好ましくなかった。

【００１６】本発明は以上のような技術的背景に基づい
てなされたものであり、本発明のズームレンズは、物体
側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を
有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レ
ンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と
を備え、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくと
も前記第１レンズ群Ｇ１および前記第５レンズ群Ｇ５は
物体側に移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レン
ズ群Ｇ２との間の空気間隔は増大し、前記第３レンズ群
Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔は減少
し、前記第４レンズ群Ｇ４と前記第５レンズ群Ｇ５との
間の空気間隔は減少し、遠距離物体から近距離物体に対
してフォーカシングを行う際に前記第３レンズ群Ｇ３を
物体側に移動させるように構成されている。こうした構
成により、フォーカシング時の仕事量が十分小さく、小
型で且つ少ない構成枚数で構成しながら、高変倍化を図
ることを可能とするズームレンズを達成することができ
る。

【００１７】また、絞りＳはレンズ系（最も物体側のレ
ンズ面から最も像側のレンズ面まで）の中央付近に配置
することが望ましく、特に前記第２レンズ群Ｇ２と前記
第３レンズ群Ｇ３との間、前記第３レンズ群Ｇ３と前記
第４レンズ群Ｇ４との間、あるいは前記第４レンズ群Ｇ
４と前記第５レンズ群Ｇ５との間に配置することが好ま
しい。

【００１８】広角端において、負の屈折力を有する第２
レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３をレンズ系の物体
寄りに配置して、第１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ
３の合成屈折力を負とすることにより正の歪曲収差を良
好に補正し、十分なバックフォーカスが得られるように
している。また、第１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ
３と正屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との間の空気間
隔をある程度大きくすることによって、強い正屈折力を
得ている。

【００１９】逆に、望遠端において、レンズ全長の短縮
化を図るために、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２
との間の空気間隔を広げ、第２レンズ群Ｇ２と第３レン
ズ群Ｇ３との間の空気間隔を広げることで、第１レンズ
群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成屈折力を広角端に比
べて負に弱くしており、レンズ全長の短縮化を図ってい
る。また、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間
の空気間隔を狭めている。

【００２０】前述の通り、バックフォーカスに制限のな
いズームレンズでは、レンズ全長の短縮化を図るために
最も像側に負レンズ群を配置することが効果的であり、
本発明においても、最も像側に配置される第５レンズ群
Ｇ５が負屈折力となっている。そして、より広角化を図
るために、広角端におけるバックフォーカスをある程度
短くして、第５レンズ群Ｇ５を通過する軸外光束の高さ
を光軸より離間させており、第５レンズ群Ｇ５において
軸上光束と軸外光束とを独立に補正している。さらに、
広角端におけるレンズ全長の短縮化を図ることで、第１
レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束の高さを光軸に近づけ
て前玉有効径の小型化を可能にしている。

【００２１】逆に、望遠端においてバックフォーカスを
大きくすることで、第５レンズ群Ｇ５を通過する軸外光
束の高さを広角端に比べてより光軸に近づけており、変
倍に際して第５レンズ群Ｇ５を通過する軸外光線の高さ
の差が大きくなる。したがって、第５レンズ群Ｇ５にお
いて発生する変倍時の軸外収差の変動を良好に抑えるこ
とが可能になる。

【００２２】本発明においては、第１レンズ群Ｇ１乃至
第３レンズ群Ｇ３の合成屈折力が変倍中常に負であり、
広角端から望遠端への変倍に際して第１レンズ群Ｇ１の
主点位置と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合
成主点の位置との軸上間隔が増大する。特に、広角端に
おいて第１レンズ群Ｇ１に対して第２レンズ群Ｇ２およ
び第３レンズ群Ｇ３を近づけることにより、第１レンズ
群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成屈折力が負に大きく
なり、広角端で十分なバックフォーカスが得られる。ま
た、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を通過す
る軸外光束の高さが光軸により近づくため、前玉有効径
の小型化を図れる。そして、望遠端における第１レンズ
群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成屈折力が負に小さく
なるので、発散作用が弱まり、望遠端でのレンズ全長の
短縮化を図っている。

【００２３】次に、第３レンズ群Ｇ３によりフォーカシ
ングを行う場合の条件について述べる。被写体の位置が
遠距離から近距離に移動するとき、第３レンズ群Ｇ３を
移動させてフォーカシングを行う場合、第１レンズ群Ｇ
１乃至第３レンズ群Ｇ３による物点の位置が第４レンズ
群Ｇ４に対して一定となるように、第３レンズ群Ｇ３を
移動させればよい。このときの第３レンズ群Ｇ３の移動
量Δを小さくするための条件について薄肉レンズ系を用
いて説明する。

【００２４】まず、図２に示すように、第３レンズ群Ｇ
３に対する物点の位置がδだけ移動するとき、第４レン
ズ群Ｇ４に対する物点の位置を一定にするために第３レ
ンズ群Ｇ３をΔだけ移動させるとする。この場合、前記
第３レンズ群Ｇ３の結像倍率をβ３として、第３レンズ
群Ｇ３の移動量Δは、次の数式（ａ）で表される。 Δ＝｛β３²／（β３²−１）｝・δ （ａ）と表せる。式（ａ）において、ｋ＝β３²／（β３²−
１）とすると、次の式（ｂ）および（ｃ）の関係が成立
する。１＜ｋ（β３²＞１）（ｂ）０＞ｋ（β３²＜１）（ｃ）

【００２５】移動量Δの絶対値をできるだけ小さくする
には、β３²＞１の場合、ｋをできるだけ１に近づけ
る、つまり１／β３を０に近づけるか、あるいは、β３
²＜１の場合、ｋをできるだけ０に近づける、つまりβ
３を０に近づけることが必要とされる。本発明において
は、β３を０に近づけることにより、フォーカシング時
の第３レンズ群Ｇ３の移動量を減らしている。このよう
に、本発明においては、前述の通り第３レンズ群Ｇ３の
結像倍率β３をできるだけ０に近づけているので、第１
レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成屈折力をでき
るだけ０に近づけることが望ましい。したがって、第２
レンズ群Ｇ２の使用倍率をβ２とすると、１／β２を０
に近づけることが望ましい。

【００２６】以下、各条件式について説明する。本発明
のズームレンズは、以下の条件式（１）および（２）を
満足する。１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜３（１）０．２＜（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＜０．８（２）ここで、ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離

【００２７】条件式（１）及び（２）は、それぞれ第１
レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点
距離ｆ２との比、および第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ
２と第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３との比について適
切な範囲を規定するもので、いずれも第３レンズ群Ｇ３
のフォーカシング時の移動量に関するものである。条件
式（１）の上限値を上回った場合、第２レンズ群Ｇ２の
焦点距離が長くなり、発散作用が弱くなるので、レンズ
全長の小型化につながるが、バックフォーカスが短くな
るため、第５レンズ群Ｇ５を通過する軸外光束が光軸か
ら離れ、レンズ径の大型化を招くので好ましくない。ま
た、フォーカシング時の第３レンズ群Ｇ３の移動量が大
きくなるため、フォーカシング時の仕事量を十分小さく
するという本発明の主旨に反してしまう。

【００２８】逆に、条件式（１）の下限値を下回った場
合、フォーカシング時の第３レンズ群Ｇ３の移動量は小
さくなる。しかしながら、第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２との合成屈折力が正に小さくなり、収斂作用が
弱くなるため、レンズ系が大型化して好ましくない。な
お、より高性能な結像性能を得るには、上限値を２以下
とすることが望ましい。

【００２９】次に、条件式（２）の上限値を上回った場
合、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成の主
点の位置がフィルム面寄りに移動するので、望遠端にお
けるレンズ全長の小型化につながる。しかしながら、フ
ォーカシングに際して第３レンズ群Ｇ３において発生す
る球面収差の変動を良好に補正することが困難となって
しまう。逆に、条件式（２）の下限値を下回った場合、
フォーカシング時の第３レンズ群Ｇ３の移動量は小さく
なり、広角端におけるバックフォーカスが十分得られ、
後玉有効径の小型化につながる。しかしながら、望遠端
におけるレンズ全長が大型化し、フォーカシングに際し
て第２レンズ群Ｇ２において発生する球面収差の変動を
良好に補正することが困難となってしまう。

【００３０】また、別の局面によれば、本発明のズーム
レンズは、以下の条件式（３）および（４）を満足す
る。 −０．３＜１／β2w＜０．５（３） −０．７＜β3t＜０．３（４）ここで、 β2w：広角端における第２レンズ群Ｇ２の結像倍率 β3t：望遠端における第３レンズ群Ｇ３の結像倍率

【００３１】条件式（３）および（４）は、前述の通
り、第３レンズ群Ｇ３によりフォーカシングを行う時の
第３レンズ群Ｇ３の移動量を減らし、無限遠から至近ま
で良好な結像性能を得るための条件である。条件式
（３）の上限値を上回った場合、第１レンズ群Ｇ１と第
２レンズ群Ｇ２との合成屈折力が正に大きくなるので、
望遠端においてはより収斂作用が強まり小型化につなが
る。しかしながら、フォーカシングに際する第３レンズ
群Ｇ３の移動量が大きくなり、広角端において発散作用
が弱くなるので十分なバックフォーカスが得られず、ま
た、正の歪曲収差を良好に補正することが難しくなって
しまう。

【００３２】逆に、条件式（３）の下限値を下回った場
合、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成屈折
力が負に大きくなるので、広角端において発生しがちな
正の歪曲収差を良好に補正して、十分なバックフォーカ
スを得ることができる。しかしながら、フォーカシング
に際する第３レンズ群Ｇ３の移動量が大きくなり、ま
た、広角端において第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光
束が光軸に近づくので、画角によるコマ収差の変動を良
好に補正することが困難となってしまう。さらに、より
高性能な結像性能を得るには、下限値を０以上とするこ
とが望ましい。

【００３３】条件式（４）の上限値を上回った場合、第
１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成屈折力が負
に大きくなるので、広角端において正の歪曲収差を良好
に補正し、十分なバックフォーカスを得ることができ
る。しかしながら、フォーカシング時の第３レンズ群Ｇ
３の移動量が大きくなるばかりでなく、望遠端における
レンズ全長が大型化してしまうので好ましくない。逆
に、条件式（４）の下限値を下回った場合、第１レンズ
群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成屈折力が負に弱くな
るので、望遠端におけるレンズ全長の小型化につなが
る。しかしながら、フォーカシング時の第３レンズ群Ｇ
３の移動量が大きくなるので好ましくない。さらに、よ
り高性能な結像性能を得るには、上限値を０以下とする
ことが望ましい。

【００３４】さらに良好な結像性能を得るためには、以
上の条件式（１）および（２）を満足するか、あるいは
条件式（３）および（４）を満足した上で、以下の条件
式（５）を満足することが望ましい。０．４＜（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．８（５）ここで、Ｂｆｗ：広角端におけるバックフォーカスＢｆｔ：望遠端におけるバックフォーカスｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離

【００３５】条件式（５）は、広角端から望遠端への変
倍に際するバックフォーカスの変化量とレンズ系全体の
焦点距離の変化量との比を規定するもので、レンズ系全
体の焦点距離の変化量に対する第５レンズ群Ｇ５の担う
割合に関するものである。本発明においては、第５レン
ズ群Ｇ５は最も像側に配置された負レンズ群であり、広
角端から望遠端への変倍に際して増倍となるように用い
られている。このため、レンズ系全体の焦点距離の変化
量に対してバックフォーカスの変化量が大きくなるほ
ど、第５レンズ群Ｇ５の結像倍率の変化量が大きくな
る。換言すれば、条件式（５）はレンズ系全体の変倍比
に対して第５レンズ群Ｇ５の寄与する割合を規定するも
のである。

【００３６】条件式（５）の上限値を上回る場合、第５
レンズ群Ｇ５において変倍を担う割合が大きくなりすぎ
るため、変倍に際して第５レンズ群Ｇ５において発生す
る軸外収差の変動を良好に抑えることが難しくなる。逆
に、条件式（５）の下限値を下回った場合、第５レンズ
群Ｇ５において変倍を担う割合が小さくなるため、変倍
に際して第５レンズ群Ｇ５で発生する軸外収差の変動を
良好に抑えることができる。しかしながら、第１レンズ
群Ｇ１乃至第４レンズ群Ｇ４において変倍を担う割合が
大きくなり、特に変倍に際して第２レンズ群Ｇ２を通過
する軸外光束の高さがあまり変化せず、入射する角度が
大きく変化するようになる。このため、第２レンズ群Ｇ
２において発生する軸外収差の変動を良好に抑えること
が困難になってしまう。

【００３７】さらに良好な結像性能を得るために、以上
の諸条件を満足した上で、第３レンズ群Ｇ３の最も物体
側のレンズ面は物体側に凹面を向け、以下の条件式
（６）を満足することが望ましい。 −０．４＜ｒｏ／ｒｉ＜０．５（６）ここで、ｒｏ：第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズ面の曲率
半径ｒｉ：第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面の曲率半
径

【００３８】条件式（６）は、第３レンズ群Ｇ３の最も
物体側の面の曲率半径ｒｏと第３レンズ群Ｇ３の最も像
側の面の曲率半径ｒｉとの比を規定するもので、フォー
カシングを行う際の収差変動を良好に抑えるための条件
である。条件式（６）の上限値を上回った場合、フォー
カシング時に発生する像面湾曲の変動が増大してしまう
ので不都合である。逆に、条件式（６）の下限値を下回
った場合、第３レンズ群Ｇ３において発生する負の球面
収差が大きくなり、広角端から望遠端への変倍に際して
発生する球面収差の変動が増大し、さらに、フォーカシ
ング時に発生する球面収差の変動も増大してしまう。

【００３９】本発明においては、以上の条件式を満足
し、さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、第１
レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５を連動させて移動
させるか、あるいは第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ
群Ｇ４を連動させて移動させることにより、鏡筒構造の
簡略化を図ることが可能である。また、広角端より望遠
端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１および第５レン
ズ群Ｇ５、並びに第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群
Ｇ４をそれぞれ連動させて移動させることも可能であ
り、この場合さらなる鏡筒構造の簡略化を図ることもで
きる。

【００４０】

【実施例】図１は、本発明の各実施例にかかるズームレ
ンズの基本的な構成および広角端（Ｗ）から望遠端
（Ｔ）への変倍時における各レンズ群の移動の様子を示
す図である。図１に示すように、本発明によるズームレ
ンズは各実施例において、物体側より順に、正の屈折力
を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２
レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３
と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折
力を有する第５レンズ群Ｇ５とを備え、広角端から望遠
端への変倍に際して、少なくとも前記第１レンズ群Ｇ１
および前記第５レンズ群Ｇ５は物体側に移動し、前記第
１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間の空気間
隔は増大し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群
Ｇ４との間の空気間隔は減少し、前記第４レンズ群Ｇ４
と前記第５レンズ群Ｇ５との間の空気間隔は減少するズ
ームレンズであって、遠距離物体から近距離物体に対し
てフォーカシングを行う際に前記第３レンズ群Ｇ３を物
体側に移動させるように構成されている。

【００４１】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基
づいて説明する。〔実施例１〕図３は、本発明の第１実施例にかかるズー
ムレンズの構成を示す図である。図示のズームレンズ
は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズ成分Ｌ１１および両凸レンズ成分Ｌ１２からな
る第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ成分と両凸レンズ成
分との接合レンズＬ２からなる第２レンズ群Ｇ２と、物
体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３からなる第
３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズ成分Ｌ４１および像側に
凸面を向けた貼合わせ面を有する接合正レンズ成分Ｌ４
２からなる第４レンズ群Ｇ４と、像側に凸面を向けた正
メニスカスレンズ成分Ｌ５１、物体側に凹面を向けた負
レンズ成分Ｌ５２および像側に凸面を向けた負レンズ成
分Ｌ５３からなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されてい
る。また、絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群
Ｇ４との間に配置され、広角端から望遠端への変倍に際
して第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。

【００４２】図３は、広角端における各レンズ群の位置
関係を示しており、望遠端への変倍時には図１に矢印で
示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。次の表
（１）に、本発明の実施例１の諸元の値を掲げる。表
（１）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバー
を、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスを表す。さ
らに、屈折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８
７．６ｎｍ）に対する値を示している。

【００４３】

【表１】ｆ＝38.8〜110.5 ＦNO＝ 4.1〜8.2 ２ω＝57.8〜21.4゜（変倍における可変間隔）ｆ 38.7626 110.4625 d4 1.9829 15.1690 d7 3.7630 6.2747 d9 4.1545 1.6429 d15 14.9653 1.7792 Ｂｆ 10.0151 51.8560 （撮影倍率１／４０倍時の第３レンズ群Ｇ３のフォーカ
シング移動量）ｆ 38.7626 110.4625 移動量 -1.0496 -1.1477 ただし、光線の進行方向を＋とする（条件対応値）（１）｜ｆ２｜／ｆ１＝１．４７１（２）（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＝０．５３７（３）１／β2w＝０．３５５（４）β3t＝−０．４６１（５）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．５８
４（６）ｒｏ／ｒｉ＝０．１３２

【００４４】図４、図５、図６および図７は実施例１の
諸収差図であって、それぞれ広角端（最短焦点距離状
態）での無限遠合焦状態における諸収差図、望遠端（最
長焦点距離状態）での無限遠合焦状態における諸収差
図、広角端での近距離合焦状態（撮影倍率×−０．０２
５）における諸収差図、および望遠端での近距離合焦状
態（撮影倍率×−０．０２５）における諸収差図であ
る。各収差図において、ＦＮはＦナンバーを、Ｈは入射
光の高さを、Ｙは像高を、Ａは主光線の入射角をそれぞ
れ示している。また、非点収差を示す収差図において実
線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を
示している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【００４５】〔実施例２〕図８は、本発明の第２実施例
にかかるズームレンズの構成を示す図である。図示のズ
ームレンズは、物体側より順に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズ成分Ｌ１１および両凸レンズ成分Ｌ
１２からなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ成分Ｌ２
１および両凸レンズ成分Ｌ２２からなる第２レンズ群Ｇ
２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３か
らなる第３レンズ群Ｇ３と、両凸レンズ成分Ｌ４１およ
び像側に凸面を向けた貼合わせ面を有する接合正レンズ
成分Ｌ４２からなる第４レンズ群Ｇ４と、像側に凸面を
向けた正メニスカスレンズ成分Ｌ５１、物体側に凹面を
向けた負レンズ成分Ｌ５２および像側に凸面を向けた負
レンズ成分Ｌ５３からなる第５レンズ群Ｇ５とから構成
されている。また、絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４
レンズ群Ｇ４との間に配置され、広角端から望遠端への
変倍に際して第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。

【００４６】図８は、広角端における各レンズ群の位置
関係を示しており、望遠端への変倍時には図１に矢印で
示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。実施例２の
ズームレンズは、上述した実施例１のズームレンズと同
様な構成を有するが、各レンズ群の屈折力および形状等
が異なっている。次の表（２）に、本発明の実施例２の
諸元の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離
を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバック
フォーカスを表す。さらに、屈折率およびアッベ数はそ
れぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示して
いる。

【００４７】

【表２】ｆ＝38.8〜110.5 ＦNO＝ 4.2〜 8.2 ２ω＝58.2〜21.6゜（変倍における可変間隔）ｆ 38.7699 110.4757 d4 1.9829 15.1690 d8 3.1351 5.6468 d10 3.7777 1.2661 d16 14.9653 1.7992 Ｂｆ 10.4579 51.4709 （撮影倍率１／４０倍時の第３レンズ群Ｇ３のフォーカ
シング移動量）ｆ 38.7699 110.4757 移動量 -0.9920 -1.2412 ただし、光線の進行方向を＋とする（条件対応値）（１）｜ｆ２｜／ｆ１＝１．６８９（２）（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＝０．５６６（３）１／β2w＝０．３８４（４）β3t＝−０．５１３（５）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．５７
２（６）ｒｏ／ｒｉ＝０．０１１

【００４８】図９、図１０、図１１および図１２は実施
例２の諸収差図であって、それぞれ広角端（最短焦点距
離状態）での無限遠合焦状態における諸収差図、望遠端
（最長焦点距離状態）での無限遠合焦状態における諸収
差図、広角端での近距離合焦状態（撮影倍率×−０．０
２５）における諸収差図、および望遠端での近距離合焦
状態（撮影倍率×−０．０２５）における諸収差図であ
る。各収差図において、ＦＮはＦナンバーを、Ｈは入射
光の高さを、Ｙは像高を、Ａは主光線の入射角をそれぞ
れ示している。また、非点収差を示す収差図において実
線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を
示している。各収差図から明らかなように、本実施例で
は、諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【００４９】〔実施例３〕図１３は、本発明の第３実施
例にかかるズームレンズの構成を示す図である。図示の
ズームレンズは、物体側より順に、物体側に凹面を向け
た貼合わせ面を有する接合正レンズ成分Ｌ１からなる第
１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ成分Ｌ２１および両凸レ
ンズ成分Ｌ２２からなる第２レンズ群Ｇ２と、物体側に
凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３からなる第３レン
ズ群Ｇ３と、両凸レンズ成分Ｌ４１および像側に凸面を
向けた貼合わせ面を有する接合正レンズ成分Ｌ４２から
なる第４レンズ群Ｇ４と、像側に凸面を向けた正メニス
カスレンズ成分Ｌ５１、物体側に凹面を向けた負レンズ
成分Ｌ５２および像側に凸面を向けた負レンズ成分Ｌ５
３からなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。ま
た、絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４と
の間に配置され、広角端から望遠端への変倍に際して第
４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。

【００５０】図１３は、広角端における各レンズ群の位
置関係を示しており、望遠端への変倍時には図１に矢印
で示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。実施例３
のズームレンズは、上述した実施例１のズームレンズと
同様な構成を有するが、各レンズ群の屈折力および形状
等が異なっている。次の表（３）に、本発明の実施例３
の諸元の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離
を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバック
フォーカスを表す。さらに、屈折率およびアッベ数はそ
れぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示して
いる。

【００５１】

【表３】ｆ＝38.8〜110.5 ＦNO＝ 4.2〜 8.2 ２ω＝58.0〜21.4゜（変倍における可変間隔）ｆ 38.7825 110.5314 d3 1.9829 15.1690 d7 3.1351 5.6468 d9 3.7777 1.2661 d15 14.9653 1.7992 Ｂｆ 10.7105 52.4010 （撮影倍率１／４０倍時の第３レンズ群Ｇ３のフォーカ
シング移動量）ｆ 38.7825 110.5314 移動量 -0.9888 -1.1478 ただし、光線の進行方向を＋とする（条件対応値）（１）｜ｆ２｜／ｆ１＝１．３９７（２）（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＝０．４５５（３）１／β2w＝０．２６２（４）β3t＝−０．４３２（５）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．５８
１（６）ｒｏ／ｒｉ＝−０．０１７

【００５２】図１４、図１５、図１６および図１７は実
施例３の諸収差図であって、それぞれ広角端（最短焦点
距離状態）での無限遠合焦状態における諸収差図、望遠
端（最長焦点距離状態）での無限遠合焦状態における諸
収差図、広角端での近距離合焦状態（撮影倍率×−０．
０２５）における諸収差図、および望遠端での近距離合
焦状態（撮影倍率×−０．０２５）における諸収差図で
ある。各収差図において、ＦＮはＦナンバーを、Ｈは入
射光の高さを、Ｙは像高を、Ａは主光線の入射角をそれ
ぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において
実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面
を示している。各収差図から明らかなように、本実施例
では、諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【００５３】なお、本発明においては、いずれかのレン
ズ面に非球面を導入することにより、より高性能な結像
性能を得ることや簡易構成化を図ることが可能である。
また、１つのレンズ群あるいは複数のレンズ群を光軸と
ほぼ直交する方向に適宜移動（偏心）させることによ
り、手振れ等に起因する像位置の変動の補正をして、い
わゆる防振効果を得ることも可能である。さらに、フォ
ーカシングに際して第３レンズ群Ｇ３と他のレンズ群と
を異なる移動量で移動させることにより、遠距離乃至近
距離における被写体についてもさらに良好な結像性能を
得ることも可能である。

【００５４】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、フォー
カシング時の仕事量が十分小さく、少ないレンズ枚数で
構成され、結像性能に優れ且つ高変倍化が可能なズーム
レンズを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例にかかるズームレンズの基本
的な構成および広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍
時における各レンズ群の移動の様子を示す図である。

【図２】第３レンズ群Ｇ３に対する物点の位置がδだけ
移動したとき、第４レンズ群Ｇ４に対する物点の位置を
一定にするための第３レンズ群Ｇ３の移動量Δを説明す
る図である。

【図３】本発明の第１実施例にかかるズームレンズの構
成を示す図である。

【図４】実施例１の広角端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。

【図５】実施例１の望遠端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。

【図６】実施例１の広角端での近距離合焦状態における
諸収差図である。

【図７】実施例１の望遠端での近距離合焦状態における
諸収差図である。

【図８】本発明の第２実施例にかかるズームレンズの構
成を示す図である。

【図９】実施例２の広角端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。

【図１０】実施例２の望遠端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。

【図１１】実施例２の広角端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。

【図１２】実施例２の望遠端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。

【図１３】本発明の第３実施例にかかるズームレンズの
構成を示す図である。

【図１４】実施例３の広角端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。

【図１５】実施例３の望遠端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図である。

【図１６】実施例３の広角端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。

【図１７】実施例３の望遠端での近距離合焦状態におけ
る諸収差図である。

【符号の説明】

Ｇ１第１レンズ群Ｇ２第２レンズ群Ｇ３第３レンズ群Ｇ４第４レンズ群Ｇ５第５レンズ群Ｓ開口絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負
の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する
第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とを
備え、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記第
１レンズ群および前記第５レンズ群は物体側に移動し、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の空気間隔
は増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間
の空気間隔は減少し、前記第４レンズ群と前記第５レン
ズ群との間の空気間隔は減少するズームレンズであっ
て、遠距離物体から近距離物体に対してフォーカシングを行
う際に前記第３レンズ群を物体側に移動させ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レン
ズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズ群の焦点距
離をｆ３としたとき、１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜３０．２＜（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＜０．８の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】広角端における前記第２レンズ群の結像
倍率をβ2wとし、望遠端における前記第３レンズ群の結
像倍率をβ3tとしたとき、 −０．３＜１／β2w＜０．５ −０．７＜β3t＜０．３の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズ
ームレンズ。
【請求項３】広角端におけるレンズ全系の焦点距離を
ｆｗとし、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ
とし、広角端におけるバックフォーカスをＢｆｗとし、
望遠端におけるバックフォーカスをＢｆｔとしたとき、０．４＜（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．８の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に
記載のズームレンズ。
【請求項４】前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ
面は物体側に凹面を向けており、前記第３レンズ群の最
も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｏとし、前記第３レ
ンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｉとしたと
き、 −０．４＜ｒｏ／ｒｉ＜０．５の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】広角端から望遠端への変倍に際して、前
記第１レンズ群および前記第５レンズ群を一体的に移動
させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
に記載のズームレンズ。
【請求項６】広角端から望遠端への変倍に際して、前
記第２レンズ群および前記第４レンズ群を一体的に移動
させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
に記載のズームレンズ。
【請求項７】物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負
の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する
第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とを
備え、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記第
１レンズ群および前記第５レンズ群Ｇ５は物体側に移動
し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の空気
間隔は増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群と
の間の空気間隔は減少し、前記第４レンズ群と前記第５
レンズ群との間の空気間隔は減少するズームレンズであ
って、遠距離物体から近距離物体に対してフォーカシングを行
う際に前記第３レンズ群を物体側に移動させ、広角端における前記第２レンズ群の結像倍率をβ2wと
し、望遠端における前記第３レンズ群の結像倍率をβ3t
としたとき、 −０．３＜１／β2w＜０．５ −０．７＜β3t＜０．３の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項８】前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１と
し、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第３
レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜３０．２＜（ｆ２−ｆ３）／（ｆ２＋ｆ３）＜０．８の条件を満足することを特徴とする請求項７に記載のズ
ームレンズ。
【請求項９】広角端におけるレンズ全系の焦点距離を
ｆｗとし、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ
とし、広角端におけるバックフォーカスをＢｆｗとし、
望遠端におけるバックフォーカスをＢｆｔとしたとき、０．４＜（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．８の条件を満足することを特徴とする請求項７または８に
記載のズームレンズ。
【請求項１０】前記第３レンズ群の最も物体側のレン
ズ面は物体側に凹面を向けており、前記第３レンズ群の
最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｏとし、前記第３
レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｉとした
とき、 −０．４＜ｒｏ／ｒｉ＜０．５の条件を満足することを特徴とする請求項７乃至９のい
ずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】広角端から望遠端への変倍に際して、
前記第１レンズ群および前記第５レンズ群を一体的に移
動させることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか
１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】広角端から望遠端への変倍に際して、
前記第２レンズ群および前記第４レンズ群を一体的に移
動させることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか
１項に記載のズームレンズ。