JPH0829684A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽いレンズ群の移動でフォーカシング行うこ
とができ、大きな拡大倍率まで良好な光学性能を確保す
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Ｇｒ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ
２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３、正の屈折
力を有する第４レンズ群Ｇｒ４、負の屈折力を有する第
５レンズ群Ｇｒ５からなる。前記第４レンズ群Ｇｒ４
は，物体側正群４Ｆと像側正群４Ｂとからなり、物体側
正群４Ｆを移動させることによりフォーカシングを行
う。

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するも
のである。更に詳しくは、長い焦点距離を含む高倍率ズ
ームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、長い焦点距離を含む高倍率ズーム
レンズでは、最も物体側のレンズ群（前玉）を繰り出す
前玉繰り出し式によりフォーカシングを行うものが多
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、高倍
率ズームレンズの前玉は重いものとなるが、前玉繰り出
し式フォーカシングではこの重いレンズ群を移動させな
ければならないため、オートフォーカシング式のレンズ
には適さない。また、前玉の繰り出し量を大きくしなけ
ればならないので、鏡胴が大きくなってしまう。また、
近接撮影時に光学性能が悪化するため、十分大きな拡大
倍率まで良好な性能を確保することができない。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、軽いレンズ群を移動させることでフォーカシン
グ行うことができ、大きな拡大倍率まで良好な光学性能
を確保したズームレンズを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明は、物体側より順に、正の屈折力を
有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ
群、正の屈折力を有する第３レンズ群を含み、前記第２
レンズ群より像側の正レンズ群が、物体側正群と像側正
群とからなり、前記物体側正群を移動させることにより
フォーカシングを行うことを特徴とする。特に、請求項
７，８記載のように正の屈折力を有する第４レンズ群を
含むズームレンズの場合には、第４レンズ群を物体側正
群と像側正群とに分割すればよい。

【０００６】また、請求項２，５，６，１０記載のよう
に、請求項１，８記載のズームレンズは以下の条件式を
満足することが望ましい。

【０００７】０．２ ＜ ψＢ／ψ ＜ ０．６ ０．０５ ＜ βF1 ＜ ０．９ ０．１５ ＜ βF2 ＜ ０．４ 但し、ψＢは前記像側正群の屈折力、ψは前記正レンズ
群の屈折力、βF1は望遠端で無限遠へフォーカシングし
た際の前記物体側正群の倍率、βF2は望遠端で最近接距
離へフォーカシングした際の前記物体側正群の倍率であ
る。

【０００８】また、請求項３，９記載の発明は、請求項
１，８記載のズームレンズにおいて、前記像側正群が、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状の単レンズである
ことを特徴とする。この場合、請求項４，９，１０記載
のように、以下の条件式を満足することが望ましい。

【０００９】 １ ＜ |(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１−Ｒ２)| ＜ ４ 但し、Ｒ１は前記像側正群の物体側面の曲率半径、Ｒ２
は前記像側正群の像側面の曲率半径である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。表１，
３，５は各実施例１〜３の無限遠合焦時を示し、表２，
４，６は近接距離合焦時を示している。尚、各実施例中
ｆは全系の焦点距離、ＦＮｏ．はＦナンバーを示す。ま
た、ｒｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）は物体側から数え
てｉ番目の面の曲率半径、ｄｉ（ｉ＝１，２，
３，．．．）は物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔を
示し、Ｎｉ（ｉ＝１，２，３，．．．），νｉ（ｉ＝
１，２，３，．．．）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，アッベ数を示す。

【００１１】＜実施例１＞

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】＜実施例２＞

【００１５】

【表３】

【００１６】

【表４】

【００１７】＜実施例３＞

【００１８】

【表５】

【００１９】

【表６】

【００２０】図１，３，５は実施例１〜３の広角端での
無限遠合焦時のレンズ構成を示している。また、図２，
４，６は実施例１〜３の広角端での近接距離（＝１．５
ｍ）合焦時のレンズ構成を示している。実施例１〜３の
レンズ構成は略同一であるので、以下に一括して説明す
る。

【００２１】実施例１〜３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Ｇｒ１、負の
屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２、正の屈折力を有す
る第３レンズ群Ｇｒ３、正の屈折力を有する第４レンズ
群Ｇｒ４、及び負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５
より構成されている。

【００２２】第１レンズ群Ｇｒ１の第１レンズＬ１は、
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、第２レンズ
Ｌ２は両凸レンズ、第３レンズＬ３は物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズである。

【００２３】第２レンズ群Ｇｒ２は、両凹の第４レンズ
Ｌ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスの第５レン
ズＬ５とからなる。

【００２４】第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の第６レンズ
Ｌ６と両凸の第７レンズＬ７とからなる。

【００２５】第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の第８レンズ
Ｌ８と、物体側に凹面を向けた負メニスカスの第９レン
ズＬ９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスの第１０
レンズＬ１０とからなる。

【００２６】第５レンズ群Ｇｒ５は、物体側に凸面を向
けた負メニスカスの第１１レンズＬ１１，第１２レンズ
Ｌ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスの第１３
レンズＬ１３とからなる。

【００２７】これらの実施例１〜３では、第４レンズ群
Ｇｒ４が本発明に係る正レンズ群であり、第８レンズＬ
８と第９レンズＬ９とが物体側正群４Ｆを構成し、第１
０レンズＬ１０が像側正群４Ｂに相当する。つまり、近
接距離へのフォーカシングは、第８レンズＬ８と第９レ
ンズＬ９とが一体となって物体側へ繰り出されことによ
り実現される。

【００２８】図３，７，１１は、実施例１〜３における
無限遠合焦時の収差図を示しており、各図において上段
に広角端での収差を、中段に中間焦点距離での収差を、
下段に望遠端での収差を示している。また、図４，８，
１２は実施例１〜３において近接距離へフォーカシング
した時の収差図である。各図において上段に広角端（撮
影距離＝１．５ｍ）での収差を、中段に中間焦点距離
（撮影距離＝１．５ｍ）での収差を、下段に望遠端（撮
影距離＝０．８５ｍ，倍率β＝−０．５）での収差を示
している。また、球面収差の図において実線（ｄ）はｄ
線に対する球面収差、一点鎖線（ｇ）はｇ線に対する球
面収差を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表している。
また、非点収差の図において実線（ＤＳ），破線（Ｄ
Ｍ）は夫々サジタル面，メリディオナル面での非点収差
を表している。

【００２９】以上説明したように、実施例１〜３では、
第２レンズ群Ｇｒ２より像側の正レンズ群（第４レンズ
群Ｇｒ４）を物体側正群４Ｆと像側正群４Ｂとに分割
し、物体側正群４Ｆを繰り出すことによりフォーカシン
グするようにしている。このように、正の屈折力を有す
るレンズ群の中でのフローティングによってフォーカシ
ングを行うことにより、繰り出す群（物体側正群４Ｆ）
の屈折力を小さくすることができるので、球面収差、像
面湾曲、及びコマ収差を良好に補正することができる。
特に、望遠端において、倍率β＝−０．５迄の範囲であ
っても良好な性能を確保することができる。

【００３０】そこで、実施例１の望遠端での、無限遠合
焦状態、物体側正群４Ｆのフローティングにより０．８
５ｍへフォーカシングした状態における球面収差，コマ
収差，像面湾曲の各収差係数を次の表７〜９に示す。ま
た比較のために表７〜９には、第４レンズ群Ｇｒ４全体
を移動させることにより０．８５ｍへフォーカシングし
た場合における各収差係数も併せて示している。

【００３１】球面収差については、表７から明らかなよ
うに、物体側正群４Ｆのフローティングによりフォーカ
シングした場合には、第１乃至第３レンズ群Ｇｒ１〜３
の収差係数がプラスに大きくなるが、物体側正群４Ｆの
収差係数がマイナスに大きくなるので、全系ではこれら
が打ち消しあい、全系の収差係数はマイナスの小さな値
になっている。一方、第４レンズ群Ｇｒ４全体の繰り出
しによりフォーカシングした場合には、第１乃至第３レ
ンズ群Ｇｒ１〜３及び像側正群４Ｂのプラスの係数が小
さいので、全系の収差係数はマイナスの大きな値になっ
てしまう。

【００３２】また、像面湾曲については、図８から明ら
かなように、物体側正群４Ｆのフローティングによりフ
ォーカシングした場合には、第１乃至第３レンズ群Ｇｒ
１〜３の収差係数がマイナスに大きくなるが、物体側正
群４Ｆの収差係数がプラスに大きくなるので、全系では
これらが打ち消しあい、全系の収差係数はプラスの小さ
な値になっている。一方、第４レンズ群Ｇｒ４群全体の
繰り出しによりフォーカシングした場合には、第１乃至
第３レンズ群Ｇｒ１〜３群のマイナスの係数が第４レン
ズ群及び第５レンズ群のプラスの係数を十分に打ち消す
ことができず、全系の収差係数はプラスの大きな値にな
ってしまう。

【００３３】また、コマ収差については、表９から明ら
かなように、物体側正群４Ｆのフローティングによりフ
ォーカシングした場合、各群の収差係数は大きいが、全
系の収差係数は第４レンズ群Ｇｒ４群全体の繰り出しに
よりフォーカシングした場合よりも小さくなっている。

【００３４】

【表７】

【００３５】

【表８】

【００３６】

【表９】

【００３７】ところで、一般に、フォーカシングの際に
レンズ群を移動させなければならない量は、広角時より
も望遠時の方が大きくなる。このため、フォーカシング
の際に移動するレンズ群とその移動方向にあるレンズ群
との間隔は、広角側から望遠側へのズーミングの際に拡
がることが望ましい。上記実施例１〜３では、フォーカ
シング時に移動する物体側正群４Ｆとその移動方向にあ
る第３レンズ群Ｇｒ３との間隔が、望遠側へのズーミン
グに際して拡がっている。

【００３８】また、これらの実施例１〜３は、次の条件
式（１）を満足することにより、更に良好な性能を確保
している。

【００３９】 ０．２ ＜ ψＢ／ψ ＜ ０．６・・・（１） 但し、 ψＢ：像側正群４Ｂの屈折力 ψ ：第４レンズ群Ｇｒ４の屈折力 である。

【００４０】条件式（１）は拡大撮影時の近接性能を良
好に確保するための式である。ψＢ／ψが条件式（１）
の下限を下回る、つまり物体側正群４Ｆの屈折力が強過
ぎると、近接距離撮影時の球面収差が補正不足になり、
軸外のコマ収差及び像面湾曲も補正できなくなる。一
方、ψＢ／ψが条件式（１）の上限を越える、つまり物
体側正群Ｆの屈折力が弱過ぎると、近接距離撮影時の球
面収差が補正過剰になり、軸上色収差の変動を抑えるこ
ともできなくなる。上記実施例では、物体側正群４Ｆの
屈折力は０．１６５であるが、物体側正群４Ｆの屈折力
を０．１７５に上げた場合の望遠端での、無限遠合焦状
態、０．８５ｍへフォーカシングした状態における球面
収差及びコマ収差の各収差係数を次の表１０に示す。表
１０から明らかなように、近接撮影時の球面収差につい
ては、第１乃至第３レンズ群Ｇｒ１〜３のマイナスの係
数が小さくなり、屈折力の上がった物体側正群４Ｆのプ
ラスの係数が大きくなる。このため、全系の係数がプラ
スの大きな値になり、マイナスの球面収差が発生する。
コマ収差については、近接撮影時に物体側正群４Ｆの係
数がマイナスに大きくなるため、全系の係数がマイナス
の大きな値になる。

【００４１】

【表１０】

【００４２】また、物体側正群４Ｆの屈折力が弱い場
合、フォーカシング時に物体側正群４Ｆを大きく移動さ
せなければならないため、物体側正群４Ｆとその物体側
に隣接するレンズ群（実施例では第３レンズ群Ｇｒ３）
との間で干渉が起こりやすくなる。この干渉を防ぐため
には、無限遠撮影状態における物体側正群４Ｆとその物
体側に隣接するレンズ群との間隔を広く確保しなければ
ならず、全体として大型化してしまう。

【００４３】また、実施例１〜３は、像側正群４Ｂを物
体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成し、次の
条件式を満足している。

【００４４】 １ ＜ |(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１−Ｒ２)| ＜ ４・・・
（２） 但し、 Ｒ１：像側正群４Ｂの物体側面の曲率半径（＝ｒ１９） Ｒ２：像側正群４Ｂの像側面の曲率半径（＝ｒ２０） である。

【００４５】条件式（２）は像側正群４Ｂの形状を規定
している。この条件式（２）の下限を下回ると、近接距
離撮影時の球面収差が補正過剰になり、軸外のコマ収差
を除去することもできなくなる。一方、条件式（２）の
上限を越えると、近接距離撮影時の球面収差が補正不足
になり、コマ収差を除去することもできなくなる。上記
実施例では、|(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１−Ｒ２)|が２．２で
あるが、|(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１−Ｒ２)|を１．６８に変
更した場合の望遠端での、無限遠合焦状態、０．８５ｍ
へフォーカシングした状態における球面収差係数を次の
表１１に示す。表１１から明らかなように、近接撮影時
の球面収差については、物体側正群４Ｆの係数がマイナ
スに大きくなるため、全系の係数がマイナスの大きな値
になり、プラスの球面収差が発生する。

【００４６】

【表１１】

【００４７】また、実施例１〜３は次の条件式（３），
（４）も満足する。

【００４８】０．０５ ＜ βF1 ＜ ０．９・・・（３） ０．１５ ＜ βF2 ＜ ０．４・・・（４） 但し、 βF1：望遠端で無限遠へフォーカシングした際の物体側
正群４Ｆの倍率 βF2：望遠端で最近接距離へフォーカシングした際の物
体側正群４Ｆの倍率である。

【００４９】βF1が条件式（３）の下限を下回る、つま
り無限遠撮影時の物体側正群４Ｆの倍率が小さいと、他
のレンズ群に大きな倍率を負担させなければならないの
で、全体が大型になってしまう。一方、βF1が条件式
（３）の上限を越えると、大きな倍率変化を物体側正群
４Ｆに負担させなければならず、物体側正群４Ｆの枚数
を増加せざるを得ない。更に、βF1が１を越えると、距
離によってフォーカシングできない領域ができてしま
う。

【００５０】また、βF2が条件式（４）の下限を下回る
と、最近接距離撮影時の被写体倍率が大きくなり過ぎ、
フォーカス移動量も増加する。一方、上限を越えると、
無限遠撮影時からの物体側正群４Ｆの倍率変化が少な
く、所望の被写体倍率を得られない。

【００５１】以上の条件式（１）〜（４）と各実施例１
〜３との関係は、次の表１２に一括して示す。

【００５２】

【表１２】

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、３
以上のレンズ群からなるズームレンズにおいて、第２レ
ンズ群より像側の正レンズ群を物体側正群と像側正群と
に分割し、物体側正群を繰り出すことによりフォーカシ
ングするようにしている。このように、正の屈折力を有
するレンズ群の中でのフローティングによってフォーカ
シングを行うことにより、繰り出す群（物体側正群）の
屈折力を小さくすることができるので、球面収差、像面
湾曲、及びコマ収差を良好に補正することができる。特
に、望遠端での最短撮影距離を短縮しても良好な性能を
確保することができる。また、望遠端での焦点距離を長
くしたズームレンズでは、正，負，正，正，負の５群構
成を採用されることが多い。このような構成の場合に
は、請求項６，７に記載のように、第４レンズ群を物体
側正群と像側正群とに分割すればよい。

【００５４】また、像側正群の屈折力と正レンズ群の屈
折力との比を請求項２記載のように設定すれば、拡大撮
影時の近接性能を十分確保することができる。

【００５５】また、請求項３記載のように、像側正群を
物体側に凸面を向けたメニスカス形状の単レンズにすれ
ば、構成が簡単である。この時、そのメニスカスレンズ
の形状を請求項４記載のように設定すれば、更に良好な
近接性能を確保できる。

【００５６】また、物体側正群の倍率を請求項５記載の
ように設定すれば、コンパクトな構成で十分な近接性能
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の広角端での無限遠合焦時のレンズ構
成図である。

【図２】実施例１の広角端での近接距離合焦時のレンズ
構成図である。

【図３】実施例１の無限遠合焦時の収差図である。

【図４】実施例１の近接距離合焦時の収差図である。

【図５】実施例２の広角端での無限遠合焦時のレンズ構
成図である。

【図６】実施例２の広角端での近接距離合焦時のレンズ
構成図である。

【図７】実施例２の無限遠合焦時の収差図である。

【図８】実施例２の近接距離合焦時の収差図である。

【図９】実施例３の広角端での無限遠合焦時のレンズ構
成図である。

【図１０】実施例３の広角端での近接距離合焦時のレン
ズ構成図である。

【図１１】実施例３の無限遠合焦時の収差図である。

【図１２】実施例３の近接距離合焦時の収差図である。

【符号の説明】

Ｇｒ１・・・第１レンズ群 Ｇｒ２・・・第２レンズ群 Ｇｒ３・・・第３レンズ群 Ｇｒ４・・・第４レンズ群 Ｇｒ５・・・第５レンズ群 ４Ｆ・・・物体側正群 ４Ｂ・・・像側正群

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈
   折力を有する第３レンズ群を含み、各レンズ群の間隔を
   変化させることによりズーミングを行うズームレンズで
   あって、前記第２レンズ群より像側の正レンズ群が物体
   側正群と像側正群とからなり、前記物体側正群を移動さ
   せることによりフォーカシングを行うことを特徴とする
   ズームレンズ。
2. 【請求項２】 以下の条件式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； ０．２ ＜ ψＢ／ψ ＜ ０．６ 但し、 ψＢ：前記像側正群の屈折力 ψ ：前記正レンズ群の屈折力 である。
3. 【請求項３】 前記像側正群が、物体側に凸面を向けた
   メニスカス形状の単レンズ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】 以下の条件式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； １ ＜ |(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１−Ｒ２)| ＜ ４ 但し、 Ｒ１：前記像側正群の物体側面の曲率半径 Ｒ２：前記像側正群の像側面の曲率半径 である。
5. 【請求項５】 以下の条件式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； ０．０５ ＜ βF1 ＜ ０．９ 但し、 βF1：望遠端で無限遠へフォーカシングした際の前記物
   体側正群の倍率である。
6. 【請求項６】 以下の条件式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； ０．１５ ＜ βF2 ＜ ０．４ 但し、 βF2：望遠端で最近接距離へフォーカシングした際の前
   記物体側正群の倍率である。
7. 【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、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈
   折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レ
   ンズ群を含み、各レンズ群の間隔を変化させることによ
   りズーミングを行うズームレンズであって、前記第４レ
   ンズ群が物体側正群と像側正群とからなり、前記物体側
   正群を移動させることによりフォーカシングを行うこと
   を特徴とするズームレンズ。
8. 【請求項８】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
   １レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈
   折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レ
   ンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、各
   レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行
   うズームレンズであって、前記第４レンズ群が物体側正
   群と像側正群とからなり、前記物体側正群を移動させる
   ことによりフォーカシングを行うことを特徴とするズー
   ムレンズ。
9. 【請求項９】 前記像側正群が、物体側に凸面を向けた
   メニスカス形状の単レンズであって、以下の条件式を満
   足することを特徴とする請求項８記載のズームレンズ。 １ ＜ |(Ｒ１＋Ｒ２)／(Ｒ１−Ｒ２)| ＜ ４ 但し、 Ｒ１：前記像側正群の物体側面の曲率半径 Ｒ２：前記像側正群の像側面の曲率半径 である。
10. 【請求項１０】 以下の条件式を満足することを特徴と
    する請求項８又は９記載のズームレンズ； ０．２ ＜ ψＢ／ψ ＜ ０．６ ０．０５ ＜ βF1 ＜ ０．９ ０．１５ ＜ βF2 ＜ ０．４ 但し、 ψＢ：前記像側正群の屈折力 ψ ：前記正レンズ群の屈折力 Ｒ１：前記像側正群の物体側面の曲率半径 Ｒ２：前記像側正群の像側面の曲率半径 βF1：望遠端で無限遠へフォーカシングした際の前記物
    体側正群の倍率 βF2：望遠端で最近接距離へフォーカシングした際の前
    記物体側正群の倍率である。