JPH11237552A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH11237552A
JPH11237552A JP5443698A JP5443698A JPH11237552A JP H11237552 A JPH11237552 A JP H11237552A JP 5443698 A JP5443698 A JP 5443698A JP 5443698 A JP5443698 A JP 5443698A JP H11237552 A JPH11237552 A JP H11237552A
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JP
Japan
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lens
group
refractive power
unit
angle end
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Application number
JP5443698A
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English (en)
Inventor
Akira Harada
晃 原田
Kazuhiko Momoki
和彦 桃木
Hideki Ogawa
秀樹 小川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体として6つのレンズ群を有し、各レンズ
群の屈折力、変倍に伴う移動条件等を適切に設定し、全
変倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズを
得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力の第1群、負
の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の
第4群、正の屈折力の第5群、そして負の屈折力の第6
群の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍
に際しては、該第i群と第(i+1)群の広角端と望遠
端での空気間隔、第4群の焦点距離、そして第3群の変
倍比Z3等を適切に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム用カメラ
(写真用カメラ)、ビデオカメラ、そして電子スチルカ
メラ等に好適な望遠型のズームレンズに関し、特に全体
として6つのレンズ群を有し、このうち所定のレンズ群
を移動させて変倍を行い変倍比2.5程度で全変倍範囲
にわたり高い光学性能を有しつつレンズ系全体の小型化
を図ったズームレンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
には高変倍で高い光学性能を有したズームレンズが要求
されている。このうち3つ以上の複数のレンズ群を移動
させて変倍を行った望遠型の多群ズームレンズが種々と
提案されている。
【0003】例えば、物体側より順に正,負、そして正
の屈折力の3つのレンズ群より成る3群ズームレンズ、
正,負,正、そして正の屈折力の4つのレンズ群、又は
正,負,負,そして正の屈折力4つのレンズ群より成る
4群ズームレンズ、正,負,正,負,そして正の屈折力
5つのレンズ群、又は正,負,正,正,そして負の屈折
力の5つのレンズ群より成る5群ズームレンズにおいて
複数のレンズ群を移動させて変倍を行った多群ズームレ
ンズが種々と提案されている。
【0004】これらの3群ズームレンズや4群ズームレ
ンズ、そして5群ズームレンズでは複数のレンズ群を移
動させて変倍を行い、これによりレンズ系全体の小型化
を図りつつ、所定の変倍比を得ている。
【0005】又、本出願人は特開平4−186212号
公報で物体側より順に正,負,正,負,正,そして負の
屈折力の6つのレンズ群より成る変倍比10程度の高変
倍比の6群ズームレンズを提案している。
【0006】又、本出願人は特開平8−29686号公
報で物体側より順に正の屈折力の第1群、負の屈折力の
第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の第4群、正
の屈折力の第5群、そして負の屈折力の第6群の6つの
レンズ群より成る変倍比4程度のズームレンズを提案し
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてはレンズ系全体のコンパクト化と同時に高倍率化
(高変倍化)が望まれている。
【0008】ズームレンズを高倍率化するためには、変
倍に寄与するレンズ群の数を増やし、又、各レンズ群の
屈折力を強くして変倍作用を強くする方法や、変倍に寄
与するレンズ群の移動量を多くする方法等がある。
【0009】しかしながら前者の場合には、変倍に伴う
諸収差の変動を良好に補正するためにレンズ構成枚数を
多くすることが必要となってきて、レンズ系全体のコン
パクト化が困難になるという問題点が生じてくる。
【0010】また、後者の場合には変倍に伴うレンズ群
の移動の為のスペースを多く確保しなければならなく、
レンズ全長が長くなり、特にレンズ群の移動形態が複雑
な場合には移動レンズ群の鏡筒内の支持が難しくなって
きて、レンズ系全体のコンパクト化が困難になってくる
という問題点が生じてくる。
【0011】本発明は、ズームレンズを全体として所定
の屈折力を有する6つのレンズ群より構成し、各レンズ
群の屈折力や変倍を行うための各レンズ群の移動条件等
を適切に設定することにより、レンズ枚数を少なくし、
レンズ全長の短縮化を図りつつ全変倍範囲にわたり高い
光学性能を有した変倍比2.5程度の望遠型のズームレ
ンズの提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、(1-1) 物体側より順に正の屈折力の第1群、負の屈
折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の第4
群、正の屈折力の第5群、そして負の屈折力の第6群の
6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際
しては、該第i群と第(i+1)群の広角端と望遠端で
の空気間隔を各々DiW,DiTとしたとき D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W < D4T D5W > D5T ‥‥‥(1) なる条件を満足するように所定のレンズ群を移動させて
行い、該第3群の変倍比をZ3 、全系の変倍比をZ、第
4群の焦点距離をf4 、広角端における全系の焦点距離
をfW 、ln を自然対数としたとき -4< f4 /fW <-0.2 ‥‥‥(2) -1.5<lnZ3/lnZ< 0 ‥‥‥(3) なる条件を満足することを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】図1〜図4は本発明の数値実施例
1〜4のレンズ断面図である。図5〜図16は本発明の
数値実施例1〜4の収差図である。レンズ断面図におい
て(A)は広角端、(B)は中間、(C)は望遠端を示
す。
【0014】図中、L1は正の屈折力の第1群、L2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、L5は正の屈折力の第5群、L
6は負の屈折力の第6群、SPは絞り、IPは像面であ
る。矢印は広角端から望遠端への変倍に際して各レンズ
群の移動軌跡を示している。
【0015】本実施例では広角端から望遠端への変倍に
際しては前述の条件式(1)を満足するように複数のレ
ンズ群を移動させている。即ち、第1群と第2群の間隔
が増大し、第2群と第3群の間隔が減少し、第3群と第
4群の間隔が増大し、第4群と第5群の間隔が増大し、
第5群と第6群の間隔が減少するように、複数のレンズ
群を移動させている。
【0016】次に本実施例では広角端から望遠端への変
倍に際して図1の数値実施例1では第2,第5群を固定
とし、第1,第3,第4,第6群をいずれも物体側へ移
動させている。図2の数値実施例2では第2群を固定と
し、第1,第3,第4,第6群を物体側へ、第5群を像
面側へ移動させている。
【0017】図3の数値実施例3では第5群を固定と
し、第1〜第4群,第6群をいずれも物体側へ移動させ
ている。図4の数値実施例4では第1〜第6群をいずれ
も物体側へ移動させている。
【0018】そして前述の条件式(2),(3)を満足
するように設定することにより、変倍効果を適切に行
い、レンズ全長の短縮化を図りつつ高変倍化を容易にし
ている。尚、絞りSPは第4群と一体的に移動させてい
る。
【0019】各図のレンズ断面図に示すように本発明で
は広角端において第1群と第2群が近接配置しており、
これらの合成屈折力は、強い負の屈折力となっている。
また第3群以降の屈折力は正となっているため、広角端
では全体として物体側から負レンズ群、正レンズ群の順
に配置されたレトロフォーカス型になっている。さらに
同図において第3群以降のレンズ群で構成された正レン
ズ群も最も像面側には負の屈折力を有する第6群を配置
し、屈折力配置について、ある程度、対称性を持たせて
コマ収差等の非対称性収差を良好に補正している。
【0020】一方、望遠端では第1群と第2群は大きく
隔てて配置され、第2群と第3群は近接配置されてお
り、望遠端において第2群と第3群との合成焦点距離は
負となっている。また、第4群以降のレンズ群の合成焦
点距離は全体として負または弱い正となっているため、
全体として物体側から順に正レンズ群、負レンズ群のテ
レフォト型の屈折力配置となっている。これによりコン
パクトなレンズ構成を実現している。
【0021】以上のように、本発明は各レンズ群の屈折
力を適当に設定するとともに広角端から望遠端への変倍
に際して第4群と第5群の変倍を逆に行うことで第4群
と第5群を収差のキャンセルに用いることにより、各レ
ンズ群を構成するレンズ枚数を少なくすることで、6群
構成という多群構成でありながら全体として比較的少な
い枚数で2倍から3倍程度の実用的でコンパクトな望遠
系のズームレンズを実現している。
【0022】次に前述の条件式(2),(3)の技術的
意味について説明する。条件式(2)は第4群の焦点距
離と広角端における全系の焦点距離の比を規定する式で
あって、主にズーミングの際の諸収差の変動を良好に補
正することの可能な屈折力配置を与えるものである。
【0023】条件式(2)の下限値を超えて第4群の焦
点距離の絶対値が大きくなると歪曲収差の補正が困難に
なる。逆に上限値を超えて第4群の焦点距離が広角端の
全系の焦点距離と比べて短くなると、第4群によるズー
ミングの際の変倍には有利となるが、収差変動が発生し
てしまう。
【0024】条件式(3)は第3群の変倍比の対数と全
系でのズーム比の対数との比を規定する式であって、主
にズーミングの際の諸収差の変動を良好に補正すること
の可能な変倍比を与えるものである。
【0025】条件式(3)の下限値を超えてズーミング
にともなう第3群の変倍比が小さくなると、第3群以外
の群での変倍分担が大きくなり、収差補正が困難とな
る。逆に条件式(3)の上限値を超えると望遠端での第
3群の横倍率の絶対値が広角端での第3群の横倍率の絶
対値よりも大きくなるため、第3群の移動量が大きくな
り、メカ機構上、困難となるので良くない。
【0026】尚、本発明において更に全変倍範囲にわた
り収差変動が少なく、画面全体にわたり高い光学性能を
得るには次の諸条件のうち少なくとも1つを満足させる
のが良い。
【0027】(a1)前記第2群の焦点距離をf2 、望
遠端における全系の焦点距離をfTとしたとき -0.45 <f2/fT <-0.15 ‥‥‥(4) なる条件を満足することである。
【0028】条件式(4)は第2群の焦点距離と望遠端
における全系の焦点距離の比を規定する式であって、主
にズーミングの際の諸収差の変動を良好に補正すること
の可能な屈折力配置を与えるものである。
【0029】条件式(4)の下限値を超えて第2群の焦
点距離が望遠端の全系の焦点距離に比べて長くなると、
変倍比がかせげないため他群への負担が大きくなり、好
ましくない。逆に上限値を超えて第2レンズ群の焦点距
離が短くなると、望遠側での球面収差の補正が難しくな
る。
【0030】(a2)広角端から望遠端への変倍におけ
る前記第4群の移動量をm4 、望遠端における全系の焦
点距離をfT としたとき -0.3< m4/fT <0 ‥‥‥(5) なる条件を満足することである。
【0031】条件式(5)は第4群のズーミングに伴う
移動量(像面側への移動量を正としている。)の全系の
焦点距離の比を規定する式であって、主にズーミングの
際の諸収差を良好に補正することを可能にするためであ
る。
【0032】条件式(5)の下限値を超えると、第3群
で発生した球面収差を過剰に補正してしまい、またコマ
収差も増大することから望ましくない。逆に条件式
(5)の上限を超える場合には、第5群だけがズーミン
グに伴って像面方向に移動することになりメカ構造上望
ましくない。
【0033】又、本発明のズームレンズの構成は、物体
側より順に第1群は物体側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズ、物体側へ凸面を向けたメニスカス状の正レ
ンズ、そして正レンズの3つのレンズより構成してい
る。
【0034】第2群は両レンズ面が凹面の負レンズと物
体側へ凸面を向けたメニスカス状の正レンズの2つのレ
ンズより構成している。
【0035】第3群は正レンズと負レンズとを接合した
貼り合わせレンズより構成している。
【0036】第4群は像面側に凸面を向けたメニスカス
状の単一の負レンズより構成している。
【0037】第5群は正レンズと負レンズとを接合した
貼り合わせレンズより構成している。
【0038】第6群は像面側へ凸面を向けたメニスカス
状の正レンズと両レンズ面が凹面の負レンズの2つのレ
ンズより構成している。
【0039】本発明のズームレンズは上述のような屈折
力の符号を有するレンズ群をズーミングの際に上述のよ
うに規定した間隔変化を行うことによって広角端から望
遠端への変倍を行いさらに上述の条件式(2)〜(5)
を満足する屈折力配置とすることにより諸収差を良好に
補正することに成功している。フォーカス群としては第
1群、第5群、第6群のうち少なくとも1つ以上の群を
選ぶのがよい。
【0040】また本発明において、手ぶれ等の補正のた
めの所謂防振や、他の目的のために結像面を光軸に対し
て垂直方向または傾き方向に変位させるためには、前記
各レンズ群または前記各レンズ群中の一部のレンズを光
軸と垂直な方向にシフトするか光軸に対してティルトす
ることで可能であるが、好ましくは良好な光学性能を得
られかつレンズ群の移動量が少なくてすむことから前記
第2レンズ群を光軸と垂直な方向にシフトするのが良
い。
【0041】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は物体側より順に第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。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。
【0042】
【外1】
【0043】
【外2】
【0044】
【外3】
【0045】
【外4】
【0046】
【表1】
【0047】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、ズームレ
ンズを全体として所定の屈折力を有する6つのレンズ群
より構成し、各レンズ群の屈折力や変倍を行うための各
レンズ群の移動条件等を適切に設定することにより、レ
ンズ枚数を少なくし、レンズ全長の短縮化を図りつつ全
変倍範囲にわたり高い光学性能を有した変倍比2.5程
度の望遠型のズームレンズを達成することができる。
【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4のレンズ断面図
【図5】本発明の数値実施例1の広角端の収差図
【図6】本発明の数値実施例1の中間の収差図
【図7】本発明の数値実施例1の望遠端の収差図
【図8】本発明の数値実施例2の広角端の収差図
【図9】本発明の数値実施例2の中間の収差図
【図10】本発明の数値実施例2の望遠端の収差図
【図11】本発明の数値実施例3の広角端の収差図
【図12】本発明の数値実施例3の中間の収差図
【図13】本発明の数値実施例3の望遠端の収差図
【図14】本発明の数値実施例4の広角端の収差図
【図15】本発明の数値実施例4の中間の収差図
【図16】本発明の数値実施例4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 L5 第5群 L6 第6群 SP 絞り IP 像面 d d線 g g線 ΔS サジタル像面 ΔM メリディオナル像面

Claims (3)

    【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、負
    の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、負の屈折力の
    第4群、正の屈折力の第5群、そして負の屈折力の第6
    群の6つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍
    に際しては、該第i群と第(i+1)群の広角端と望遠
    端での空気間隔を各々DiW,DiTとしたとき D1W < D1T D2W > D2T D3W < D3T D4W < D4T D5W > D5T なる条件を満足するように所定のレンズ群を移動させて
    行い、該第3群の変倍比をZ3 、全系の変倍比をZ、第
    4群の焦点距離をf4 、広角端における全系の焦点距離
    をfW 、ln を自然対数としたとき -4< f4 /fW <-0.2 -1.5<lnZ3/lnZ< 0 なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項2】 前記第2群の焦点距離をf2 、望遠端に
    おける全系の焦点距離をfT としたとき -0.45 <f2/fT <-0.15 なる条件を満足す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】 広角端から望遠端への変倍における前記
    第4群の移動量をm4 、望遠端における全系の焦点距離
    をfT としたとき -0.3< m4/fT <0 なる条件を満足することを特徴とする請求項1のズーム
    レンズ。
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