JPS6156315A - 超コンパクトなズ−ムレンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超コンパクトな望遠ズームレンズ系（こ関し
、更に詳しくは、最短焦点距離が７０〜１３５ＲＴＩ程
度で、ズーム比が２〜３の超コンパクトな望遠ズームレ
ンズ系に関スる。

更に本発明は、コンパクトでありながらしかも構成枚数
の比較的少ない、簡単な構成から成る超コンパクトな望
遠ズームレンズ系に関する。

従来、本発明の様な焦点距離領域を有する機械補正式ズ
ームレンズ系としては、主に下記の様な２つのタイプが
提案されている。

（Ａ）　　Ａ　常（７）　’Ｊ遠ズームレンズに最もよ
く用いられているタイプで、第１図昏こ示す如く、正の
屈折力を有するフォーカシング群（１）、負の屈折力を
有するバリエータ一群（［０、正（又は負）の屈折力を
有するコンペンセータ一群（ＩＩＩ）及び正の屈折力を
有するマスターレンズ群波）より構成される。そして、
バリエータ一群（Ｉｌｌを光軸に沿って移動させること
により変倍を行い、その際に生じる像点の移動をコンペ
ンセータ一群（２）を同時に光軸に沿って移動させるこ
とにより補正している。

この種のズームレンズ系においては、 ■　変倍をバリエータ一群（ＩＩ）の移動のみで行なう
ため、通常バリエータ一群（ｎ）の屈折力が比較的強く
なる。一方その屈折力を弱くすると、ズーミングに際し
てその移動量が大きくなり、ズームレンズ系の全長（最
も物体側のレンズの前面から像点までの距離）が、大き
くならざるを得ない、 ■　比較的強い負の屈折力のバリエータ一群（［［ｌを
有するため、第１図かられア）るように、その最短焦点
距離状態＠（Ｓ端→で、逆望遠タイプを構成することに
なる。従ってその焦点距離に比べて、全長が長いズーム
レンズ系になる。

■　ズームレンズ系の各群、特に、バリエータ一群（田
に比較的強いパワーを与えるので、各群の構成要素があ
まり簡単にならない、等の欠点があった。

更に、 ■）最近の標準域を含む高変倍率ズームレンズ系に用い
られているタイプとして、第２図の様に、正の屈折力を
有する第１群（１）、負の屈折力を有する第２群（ＩＩ
）、正の屈折力を有する第３群＠）より構成され、ズー
ミングに際して、第１群（Ｉ）と、第３群（２）とを同
時に光軸上に沿って移動させ、両レンズ群に変倍効果を
分担させて、高変倍率化を実現させているものがある。

しかしながらこのズーム型式を望遠領域のズームレンズ
系に用いても、 ■　（Ａ）の４成分ズームレンズタイプよりも全長の短
いズームレンズ系が実現出来るが、最短焦点距離状態（
Ｓ）で、逆望遠タイプを構成する゛　　　　　ことから
十分な・ンパクト化は達成できない。

■　第２群（ＩＩ）と第３群＠）の横倍率が負になるの
で、各群の屈折力を非常に弱い構成にしないと、各群の
構成枚数を減少させることが困難になる。一方各群の屈
折力を非常に弱い構成よ にすると、■のコンパクト性がさらに弱部る。１等の欠
点があった。

本発明の目的は、上記従来のタイプに比べて、極めてコ
ンパクトでありながら比較的に構成枚数が少なく、かつ
高性能な新規なタイプのズームレンズ系を提供すること
にある。

この目的を達成する為に、本発明に係るズームレンズ系
は、第３図図示のよう警こ、物体側からｊ頃に、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（田、正の屈折力を有する第３レンズ群値
）、及び負の屈折力を有する第４レンズ群ＱＶ）からな
り、最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズーミ
ングの為に第１レンズ群（Ｉ）が第２レンズ群（ｎ）と
の空気間隔を増加させるよう゛０像側”９物体側へ移動
ｇｆ９ｔ１．６＆、Ｔｈも′°第　　　］４レンズ群（
ＩＶＩが第３レンズ群との空気間隔を減少させるように
像側から物体側へ移動させられ、かつ、以下の条件を満
足することを特徴とするものである。

ここで、 α＝−（１＋φ２ｈｌ） γ−−（φ３＋φ４）廊１ であり、φ１．φ２．φ３．φ４は、最短焦点距離状態
での全系の焦点距離を１に規格化したときの、第１〜４
レンズ群の屈折力、ｂは最短焦点距離状態の全系の焦点
距離を１に規格化したときの、バックフォーカス、Ｚは
最短焦点距離状態の全系の焦点距離を１に規格化したと
きのズーム比、ｆｌは最短焦点距離状態の全系の焦点距
離を１に規格化したときの第１レンズ群の焦点距離（−
１／φ１）である。

以上のような各レンズ群のパワー配置及びズーミングの
為の各レンズ群の移動形態によって、本発明の超コンパ
クトズームレンズ系は、第３図から明らかなように以下
の効果を生じる。

（１）最短焦点距離状態において、物体側に配置された
正の屈折力を有する前群（Ｉ・■・■）と像側に配置さ
れた負の屈折力を有する後群（１７１とからなる望遠タ
イプを構成するので、全長の非常に短いコンパクトなズ
ームレンズ系が得られる。

（２）ＳからＬへのズーミングの時に＄４レンズ群■）
が倍率を増加させるように移動するので、ズーミング作
用を第２・第３レンズ群（ｎ、Ｉ）と第４レンズ群■）
とに分担させることができる。従って、各レンズ群のパ
ワーを比較的弱くしてモスーミングの為の移動量を比較
的小さくすることができる。かつ、構成枚数も少なくす
ることができる。

（３）　　さらに、第２負レンズ群（ＩＩ）が、比較的
弱いパワーで構成されることにより、第３レンズ群＠）
。

第４レンズ群（ＩＶＩも含めて、各ズーム群が、ズーミ
ング中にその横倍率として一１倍から遠い倍率で構成さ
れる。従って、各ズーム群が比較的少ないレンズ枚数で
あるにもかかわらず、良好に収差補正をすることができ
る。

次に各条件（Ａｌ■１（Ｃ）について説明する。尚、こ
こで最短焦点距離をｆｓとし、最長焦点距離をｆｂとす
る。いま、ｆｓを１に規格化し、ｆＬ−Ｚとして考える
。但し、Ｚはズーム比を示す。φ１（ｉ−Ｌス３．４）
は、順に各レンズ群の屈折力を示す。従って、φ１〉０
．φ２くＯ１φ３〉０．φ４く０である。像側から物体
側への移動量を正、その逆を負とするトキ、Ｘ’（ｉ　
−１，２，３，４）　ハ各Ｌ／　７　スＩＫ（７）　Ｓ
　カラＬへの移動量とする。（但し、本説明ではＸ１＝
Ｘ４とする）各ズーム端における隣接するレンズ群間の
近軸間隔を０とする。（ＸＩ＞Ｏ） 更に下式の如く、パラメーター、α、Ｐ、γを設定する
。ここでパラメーターαは、主に第２レンズ群（ｍｌの
屈折力を規定し、Ｐは第３レンズ群（２）の屈折力を、
γは、Ｐと共に第４レンズ群（ＩＶ）の屈折力を規定す
る量である。

φ２漫！−−（１忙）　（α＞−１）　　　　　（１）
φ３．挿ｔ−Ｐ　　　　　（Ｐｒｏ）　　　　　　ｔ２
１γ 一φ４２浄３　　＝　−（１＋　−）　　　　（−＞−
１）　　　　・・・（３）Ｐ　　　　　　　　Ｐ Ｘ２−　ＩＸｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　−ｆ４）Ｘａ　−ｍＸｔ　　　　　　　（１
＜ｍ　＜１　）　　　　　　−（５）第３図に示された
ように、ＴｓをＳ端での全長（第１レンズ群（１）から
像面までの距離）、ＴＬ、をＬ端での全長（第１レンズ
群（Ｉ）から像面までの距離）ＴＯと最短焦点距離にお
けるレンズ長（第１ルンズ群（Ｉ）から第４レンズ群σ
）までの距離）とする。

ｂを５状態におけるレンズバックとする。

Ｓ状態における焦点距離は１（＝ｆＳ）であり、そのと
きのレンズパックはｂであるから、下式が成立する。

（φｉ＋４２）＋（１−（Ｘｌ−Ｘ２Ｘφ１→２月φａ
−１−（１−（Ｘｌ−Ｘ２　）　（φ１−ｎｚ　）−（
Ｘｌ−Ｘａ　）　（（φＨ−＄ｚ　）−＋−＄　３−（
Ｘｌ　−Ｘ２　）　（φ１→２）φ３）〕φ４−１　　
　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）１−（
Ｘｌ−Ｘ２）（φｔ−＋４２）−（刈−Ｘｌ）（（φ１
４４２）−４４３−（Ｘｌ−Ｘ２　）（φ１＋１）２）
φ３）−ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・（７）一方、Ｔ状態における焦点距離／ＬはＺにな
りそのときの全系の屈折力φＬは１μであり、レンズ”
’　ツタハ（Ｘ４−１−ｂ）μ−（Ｘ！＋ｂ）／Ｚ　テ
アルから、下記の式が成立する。

φ１＋（φ２＠３→４）−（Ｘｉ−Ｘ２）φ１（φ２→
３→４）−１／Ｚ・・・（８）１−（ＸＩ−Ｘ２）φ＞
−（Ｘｔ＋ｂ）／ｚ　　　　　　　　　　−（９１ここ
で、各レンズ群の屈折力φ１．φ２．φ３．φ４をφ１
→３としく１）〜（３）式を用いて以下のように書替え
る。

φ１　＝φａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・ｔｌＯ）φ２−−Ｃ１＋α）φａ　　　　　　　
　　　　　・・・（１１）φ３−Ｐφａ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　・・・１２）φ４−−ＣＰ＋γ
）φ３　　　　　　　　　　　　・・・（１３）ソシテ
、（４）（５１式及びｕＯ）〜（１３）式＋Ｃ示すｔ’
Ｌ　ルＸｚ　、Ｘｓ　ｒφ１〜φ４を（６）〜（９）式
に代入して、Ｐｒｏ　、α〉−１゜γ／ｐ）　１　、ｌ
＜ｍ＜ｌの条件を満たすように解くと、ここで、Ｍ−（
１−ｍ）Ｘｌφａ、Ｌ−（１−１）Ｘｌφ３　とすると
、（但し、ｌ＜ｍ＜１であるからＬ＞Ｍ＞Ｏ）、下式が
成立する。

（１）α←０のとき、 ここで、（１６）式のＭは２次方程式の解となり、復号
の正・負をとり得るが、前記Ｐ、α、γＩＩＩｍの条件
から復号の負の値をとる。但し、 であり、（α＋ｂγ）φａ←−１である。

更に、 （１１）一方、α＝０のとき、 うに（１−ｂ）＞ｏよりＰ　＞　０であるから、γ＞−
（１／ｂφａ）が成立する。

次に、上記（１４１（１５）（１６）　（１９）式から
、本発明の目的とするコンパクト性を達成する条件を求
める。まず、ｔ１４１　［１９式からＴＯ及びＸ　１／
Ｔ　ｏを求める。ここで、Ｘ　ｌ／Ｔ　ｏ　＝にとして
定義する。ここで、Ｔｏは後述のようにレンズ系のコン
パクト性に直接関係する量であり、Ｋはレンズ長に対す
る第１レンズ群の移動量を示し鏡胴の構成に関係する量
である。尚、・１　　第３図から明らかに、Ｔｓ＝Ｔｏ
＋ｂ、及びＴｒ、、　＝　Ｔｓ　−４−Ｘｔ　ｂ＜成立
ｔ　ル。Ｔｏ　ハＴＯ＝Ｘ１−Ｘ２＝（１−１）Ｘ　ｌ となる。ここで、■式からＴＯはｂに無関係な値である
ことがわかる。従って、収差補正上の問題を別にすれば
、ｂは制限条件内でなるべく小さい値をとることが、Ｓ
端での全長Ｔｓを短かくすることになる。従って以後で
コンパクト性を問題にする場合は、ＴＯのみで考えてよ
い。

一方すの制限条件は、本発明のズームレンズ系を１眼レ
フレツクスカメラの撮影レンズとして用いる場合そのＳ
端での焦点距離ｆｓによって規定され、本発明のズーム
レンズ系の５端の焦点距離を７０〜１３５Ｈ程度に想定
すると、ｂの値は、各々０．６〜０．２５程度が要求さ
れる。

−万には、 Ｋ＝Ｘｉ／Ｔｏ＝１／（１−Ｊ） となる。（Ｚ２）２３１式から明らかなように、ズーム
レンズ系のズーム比Ｚ及びＳ状態のレンズバックｂが定
められると、ＴＯ及びＫは、φ３すなわちφｌ　と（α
＋γ）とのみによって決定される。ここで、＠ム式から
、１１〜Ｊ”Ｙ（ｌｘは第１レンズ群（１１の焦点距離
：φａ＝φ１＝１／７１）の条件のもとでは、Ｋを固定
すると、ハを小さくすることによって、Ｔｏを比例的に
小さくすることができるこ・とが明らかである。しかし
第１レンズ群（Ｉ）の屈折力を強くして、全系をコンパ
クトにすることは、通常用いるやり方で、過度に強くす
ると各レンズ群の構成枚数が増えるか又は性能が悪化し
、本発明の目的に反する。そこでハは適当な値に固定し
て考える。なお、ハは、この種のズームレンズ系（最も
物体側に正レンズ群を有し、そのレンズ群で、近接物体
へのフォーカシングを行なう。）では、通常近接物体へ
のフォーカシングに対するフォーカシング移動量と、近
接収差変動等のバランスから、ハ、、、ｒｒΣに（＝Ｊ
Ｔ−）近傍の値をとる。

α＋γについて考えると、通常／１／Ｚ＜１であるので
、ａ　１＝−ｆ　ｌ／Ｚ　、　ａ２＝（Ｚ　−ｆ　ｔ　
−ｂ）　／ｂとすると、ａｔ（α＋γ（ａ２の領域にお
いて、ＴＯは単調減少、には単調増加となる。従って、
コンパクト性のみを考えると、α＋γがａｌに近づくほ
ど好ましいが、その時には、Ｋが無限に大きくなり、鏡
胴構成が実現出来なくなる。それ故にＫの値が所望の範
囲内で、しかもＴｏが十分小さい領域が、実用性を具備
シたコンパクトなズームレンズ系を得る条件となる。

Ｋの値としては、０．５程度あれば十分実用性があり、
よりコンパクト性を重視する場合はさらに１．０程度ま
での値を、それほどコンパクト性を重視しない場合はよ
り小さい値をとる。

■の式にα＋γ＝０を代入すると、 Ｔｏ　＝　ｌ　／Ｚφａ２＝ｆ　１２／Ｚ　　　　　　
　　　・□となる。従って、本発明のズームレンズ系の
条件Ｚ＝２〜３．ｂ＝０．２５〜０．７の範囲では、ｆ
ｌを適当に選択すると、α＋γ＝０の近傍がＫがほぼ所
望の値であるとともにＴＯが小さい為の要件となる。

第４図にズーム比Ｚ＝２．Ｓ状態のレンズバックｂ＝ｏ
、ｌｔの条件のもとで７ｔ＝ｉ、３とした場合のα＋γ
に対するＴｏ／ハ及びＫの変化を示す。図示、横軸はα
＋γを示し、縦軸はＴｏ／７’ｔもしくはＫの値を示す
。線Ａはα＋γに対する丁Ｏ／ｆ１の変化ヲ示シ、ＴＯ
／ｆ１はａ　＋ｒ　＝　ａｌすなわちα＋γ：−１　ｔ
／ｚのときＯになる。一方、α＋γ＝０のときにＴｏ／
ｆｔ＝ｃｔすなわちＴｏ／ｆＸ＝ハ／Ｚ　ｊｍなる。線
Ａは、Ｔｏ／ｆｔ　＝　１．ｏ及びα＋γ＝−１，０を
それぞれ漸近線とする双曲線となる。線Ｂは、α＋γに
対するＫの変化を示し、α＋γ：−１２すなわちα＋γ
＝（Ｚ　−ｆ＋　−ｂ）　／ｂのとき１（＝０となり、
α＋γ＝０のときＫ　＝＝Ｃ２すなわちに＝Ｚ　（Ｚ−
ｆｌ−ｂ）／７’＋２れぞれ漸近線とする双曲線となる
。そして、α＋γ＝０のとき、Ｔｓ　＝　１．２５　、
　Ｋ＝０．３５となり、極めてコンパクトなズームレン
ズ系が得られることがわかる。

第５図は、Ｚ−２，ハ＝１．３の条件のもとで、ｂを０
．３，０．４，０．５とした場合のα＋γに対するＫの
変化をそれぞれ示す。Ｔｏは■式からもわかるようにα
＋γに無関係に一定である。図から明らかなように、　
１＜を一定に考えると、ｂが小さくなるとα＋γは正の
方向に、ｂが大きくなると負の方向にシフトする。

一方、第６図は、ｂ＝０．４の条件の元に、Ｚを２．２
．５．３と変化させた場合のα＋γに対する。

Ｔｏ／ハ及びＫの変化をそれぞれ示す。ハは前記の条件
（〜σ）を元に、各Ｚに合わせて適当番こ決めた。図か
ら明らかなように、Ｋを一定に考えると、Ｚが大きくな
るにつれて、α＋γは正の方向にシフトする。（図の矢
印■）その原図から明らかなように、Ｔｏ／／１は、は
ぼ一定である。従って。

α＋γの要件としては、０近傍で、かつスペックによっ
て。

（Ｉｌ　　スペック条件すがより小さくなる巻（Ｓ端の
焦点距離が長（なる）と、α＋γは、０近傍でより大き
な（正の値）値をとり、ｂがより大きくなる一、！：（
Ｓ端の焦点距離が短かくなる）と、α＋γは、０近傍で
より小さな（負の値）値をとる。

一方、 （ｎ）　　スペック条件Ｚがより大きくなる（ズーム比
が大きくなる）と、α＋γは０近傍でより大きな（正の
値）値をとる。

従って、以上のことから、ズーミングの為の各レンズ群
が比較的小さいとともに、Ｓ状態におけるレンズ長（第
１レンズ群（１）から第４レンズ群（■）までの距離）
が小さくコンパクトである為の条件は、α＋γの値がＯ
の近傍にあることであり、より具体的には、 である。ここで、ｆｌはＳ状態の全系の焦点距離ｆｓを
１に規格化したときの第１レンズ群（１）の焦点距離、
Ｚは同様の規格化をしたときのズーム比、ｂは同様の規
格化をしたときのレンズバックである。

但し、ここで（２）式から、 α＝−（１＋φ２，４１）　　　　　　　　　　　・・
・圀（１１（３）式から γ＝−（φ３＋φ４）／φｌ　　　　　　　　　・・轍
であり、 α十γ＝−（１＋（φＨ４３−＋４）４）／φ１）　　
　　　・・・のである。ここで、φ１．φ２．φ３．φ
４は、それぞれ上記規格化したときの第１〜４レンズ群
の屈折力である。

条件（Ａ）の上下限は、ズーム比Ｚ、レンズノ（・ツク
ｂ、第１レンズ群の焦点距離ハによって変化するけれど
も、この上下限を定数化すると、下記（Ａつ式が条件（
〜に代えて用いられる。

（ＡＩ）　　−０，５＜α＋γ＜１．０条件（５）もし
くは（Ａ′）の下限を越えると、レンズ長（ＴＯ）に比
べてズーミング時の５８ルンズ群（１）の移動量が大き
くなりすぎて鏡胴の構成が困難となり、一方、条件（Ａ
ｌもしくは（Ａ′）の上限を越えると、コンパクト性が
損なわれ、いずれの場合にも本発明の目的を達成できな
くなる。

次に、上記条件（〜のもとで、各レンズ群の屈折（Ｚ２
）　１６）式から、下式が成立している。

φ１＝φａ　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３
０１φ２　＝　−（１＋α）φａ　　　　　　　　　　
・・・（３１）（１−１）Ｘ　１＝Ｌ　／φλ　　　　
　　　　　　　　　　　・・・（財）但し、 （１−ｍ　）　Ｘ　１＝Ｍ／φａ　　　　　　　　　　
　　　・（３６）但し、Ｍは０６）式であられされる。

ここで、上記（３０）（３１）田■）（至）３）式をα
＋γ＝Ｏのもとに展開すると、下式がそれぞれ得られる
。

φｌ＝φａ　　　　　　　　　　　　　　　・・・−φ
２＝−（１＋α）φλ　　　　　　　　　　　・・・（
至）ＴｍはＳ状態における第４第４レンズ群の間隔であ
る。

ここで圓８５）式から となる。又Ｍｏ＝（１−ｍ）Ｘ１φ１とする。（０べ４
０）（１）α＝０のとき（３））式から Ｍｏ＝（１−ｂ）　２φａ　　　　　　　　　　　　　
　　・（４３）（１１）α←０のとき 但し、 である。なおここで、Ｔｏ　、ＬＯ、ＭＯ、Ｘ　ｓ　ｏ
　、　Ｂｏ　、Ｇｏ　　は上記Ｉ、　、Ｍ、Ｘｚ　、Ｂ
、　Ｃにおいてα＋γ＝０とした時の符号である。

（４Ｄ（０式から、α＋γ＝０の条件のもとでは、Ｌ。

はαに関係なく、一方、Ｍｏは、α＝０のときに（１−
ｂ　）２φ３となり、第１レンズ群（Ｉ）の屈折力の他
には、Ｓ状態のレンズバックｂのみによって決定される
。α〜０の場合には、αが−（１−ｂ）／ＬＯに近づく
につれてＭｏはＯに近づき、αが大きくなるにつれてＭ
ｏはＬｏに近づく。

■〜（４０）式から、α＋γ＝０の条件のもとでは以下
のことが成立つことがわかる。

（１）　　第２レンズ群（ＩＩ）の屈折力φ２は、第１
レンズ群（１）の屈折力φ１（＝φａ）及びαのみに比
例し、ズーム比Ｚ及びＳ状態のレンズバックｂには依存
シない。

（２）　　第３レンズ群値）及び第４レンズ群債）の屈
折力の絶対値は第１レンズ群（Ｉ）の屈折力の他には、
α＝０（かつγ＝０）の場合ともに１／（１−ｂ）とな
り、Ｓ状態のレンズバックｂにのみ依存する。

αが−（１−ｂ）／ＬＯに近づくと、第３レンズ群（２
）及び第４レンズ群（■）の屈折力φ３．φ４の絶対値
が急激に大きくなる。これは、ｍｌ　（４０）式の分母
がＯｌこ近づくからである。また、（支）（４０）式か
ら、α〜０近傍の範囲においては、φ３．φ４の絶対値
はともにＳ状態のレンズバックｂに一次的に依存し、ズ
ーム比Ｚには一次的には依存しないことがわかる。

以上のことから、（１−ｂ　）が０に近くない場合には
、αが０近傍であることが、各レンズ群のパワーを比較
的弱くし、各レンズ群の配置を適当にする為の条件とな
る。ここで、α＋γ＝０゜α＝０（すなわちγ＝０）の
場合、（３９）〜（４７Ｊ式はそれぞれズーム比ＺとＳ
状態のレンズバックｂとのみによって以下のようにあら
れされる。

φ１＝φ１　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４
７）φ２＝−φ１　　　　　　　　　　　　　　・・・
（４８）φ３＝１／（１−ｂ）　　　　　　　　　　　
　　・・・（４９）φ’＝−（１／（１−ｂ））　　　
　　　　　　　　・・・団Ｔｏ＝ｌ／Ｚφａ２　　　　
　　　　　　　　　　　　−　（５１）Ｔｍ＝（１−ｂ
）　２・（５２） 第７図は、第４図と同様にｚ＝２．ｂ＝０．４の条件に
おける、αに対するφ２／ｌ　ｌ、φ３／φｌ、φ４ｈ
１の変化及びＴｏ、Ｔｍの変化を示すグラフである。こ
こで、α＝０の場合には、ｆ　１＝１／φ１＝１．３　
とすると、ｆ２＝１／φ２＝−１，３、ｆ３＝ｌ／φ３
＝０．６　、　／４＝１／φ４＝刊、にとがわかる。

第８図は、Ｚ＝２で、ｂの値を０．３．０．６の条件に
した時のφ２／φ１．φ３／φ１．φ４／φｔ、Ｔｏ、
Ｔｍの値を各々示す。第７図（ｂ＝０．４）の場合と比
較してスペック条件すが大きくなるとαに対して各群の
屈折力の有利な条件が正の方向にシフトし、ｂが小さく
なる負の方向にシフトする。

さらに第９図は、Ｚ＝３　（ｂ＝０．４　）にした時の
φ２／φ工、φ３／φ１．φ４／φ１．　Ｔ’ｏ　、Ｔ
ｍの値を各々示記の条件から１１＝１．６としている。

第９図から、スペック条件Ｚに関しては、Ｚが変わると
、それに適したハの値が変化することニヨって、第３レ
ンズ群及び第４レンズ群の屈折力が若干変わるのみで、
αに関しては、はとんど無関係である。従って、αの要
件としては、０近傍で、かつスペックによって。

す （Ｉｌ　　スペック条件すがよ晦小さくなる舎〒（Ｓ端
の焦点距離が長くなる）と、αは０近傍でより小さな（
負の値）値をとり、ｂがより大きくなる会（Ｓ端の焦点
距離が短かくなる）とαは０近傍でより大きな（正の値
）値をとる。

（ＩＩ）　　スペック条件Ｚには、αの値は１次的には
依存しない、。

となる。

従って、ｂが１に近くない条件においては、α（及びγ
）が０近傍の値となることが、各レンズ群の屈折力を比
較的ゆるくして構成枚数を少なくする条件で°ある。よ
り具体的には、 （Ｂ）　　　−０，５（１−ｂ）Ｚ／／１＜αく１．５
　　　　　　　　・・・（５３）（Ｃ）　　　−１，５
＜γ＜０．５（１−ｂ）Ｚ／／１　　　　　　　　・・
・（財）を満足することによって、各レンズ群の屈折力
を比較的ゆる（して構成枚数を少な（することかできる
。

さらに条件（Ｂｌ　（Ｃ１のパラメータは、より具体的
な値として、以下の値をとるのが好ま、しい。

ｑ　　−ｏ、ｓ＜α＜　１．５　　　　　　　　・−（
５３）　’（Ｅｌ　　−１，５＜γ＜０．５　　　　　
　　　・・＝（財）１条件（Ｂ）　（Ｃ）　（１ｍ９　
（Ｅ）において、αの下限及びγの上限をはずれると、
特に第３レンズ群（［Ｉ）及び第４レンズ群位）の屈折
力が強くなりすぎる。一方αの下限をはずれると（α＋
γ〜０のもとでは、γの下限もはずれる）、特１こ第２
レンズ群田）の屈折力が強くなりすぎ、いずれの場合も
本発明の目的を達成することができなくなる。

更に、諸収差を良好に補正する為には、以下の条件を満
足することが望ましい。

（Ｇｌ　　　１＞β３Ｌ〉０　　　　　　　　　　・・
・田但し、ここで、β２ＬはＬ状態における第２レンズ
群の横倍率、β３ＬはＬ状態における第３レンズ群の横
倍率、β４ＬはＬ状態における第４レンズ群の横倍率で
ある。

条件（Ｆ）〜■はＬ状態における第２〜４・レンズ群の
横倍率をそれぞれ規定するものである。望遠ズームレン
ズ系においては、特にＬ端での収差を良好に補正する必
要がある。特に、球面収差の補正の為には、上記条件（
Ｆ）〜■を満足し、各レンズ群の横倍率を−１から遠く
離れた値にすることが必要である。

次に、本発明のズームレンズ系における、各レンズ群の
ズーミング時の移動形態について考える。

まず、規格化されたズーム比Ｚ及びレンズバックｂが定
められ、α、γの値が選択されると、（１４１〜（２１
）式より、各レンズ群の屈折力φｌ〜φ４及びその移動
ｉＸｘ〜Ｘ３が全てφ１の関数であられされる。

そこで、いま、典型的な値α＝γ＝０の場合を考える。

Ｚ及びｂが決定されると、（１ω（１５）及び（４７）
〜（５２１式カラ、φ１．φ２（＝−４１）、φ３．φ
４（＝−φ３　）　、Ｘｉ　、Ｘ２　、Ｘ　３　（７）
　ソれぞれの値が求められ、（５）式に示されるｍをパ
ラメータとしてあられし、更にε＝１／（１−ｍ）なる
εにて変数変換を行うと、各値は以下のよう１ζ間単な
関数となる。

Ｘｌ＝　（１−ｂ）２ε　　　　　　　　　　・・・（
６０）＋（Ｚ−ｂ）２）　　　　　　　　・・・（６１
）Ｘａ＝（１７ｂ）２ｅ−（１−ｂ）２　　　　　　　
　　＝ｉＥｌりここでεは、 である。

の場合、上記εの範囲内では（６３）式より単調減少と
なる。従ってεが大きくなる程Ｔｏは小さくなるが、一
方、Ｘ１％　Ｘ３が大きくなって（前記Ｋが大きくなる
条件に対応する）鏡胴構成上の問題が生じてくる。

第１０図（ｂ）に、εが各々（ａ）〜（ｅ）までの値を
とる間に、そのズーム移動形式がどうなるかを示してい
る。ここでＸａ＝Ｑとなるε＝１の場合（図のｂ）及び
Ｘ２＝Ｏとなるε＝１．５の場合（図のｄ）のズーム移
動形式は、鏡胴構成の簡単化に大いに有利となる。

さらに本発明の各レンズ群の具体的構成としては、前記
第１レンズ群（Ｉ）は、少なくとも１枚の像側に強い屈
折力をもつ負レンズと少なくとも１枚　　　１の物体側
に強い屈折力をもつ正レンズを含む。

これは、ズーミング全領域の球面収差・色収差を十分補
正するとともに、近接物体へのフォーカシングに際して
、その収差変動を抑えるために必要である。

又前記第３レンズ群（２）は、少なくとも１枚の像側に
強い屈折力をもつ負レンズと少な（とも１枚の正レンズ
・２含む。これは、ズーミング全領域にわたる球面収差
・コマ収差を十分補正するために必要である。

又、前記第２レンズ群（ＩＩ）及び第４レンズ群（ＩＹ
）は、各々少なくとも１枚ずつの正レンズと負レンズを
含み、ズーミング全領域にわたる色収差を補正している
。

以下に本発明の具体的実施例を示す。第１１図〜第１５
図は、本発明のズームレンズ系の実施例１〜５の各Ｓ端
でのレンズ断面図及び移動形式である。

又、下記ゐ実施例において、ｒｉは物体側から順に第ｉ
番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目の
軸上間隔、Ｎｉ、νｉは、各々物体側より順に第ｉ番目
のレンズの屈折率とアツベ数である。

第１６図〜第２０図は、各々実施例１〜５の物体距離無
限遠時での各収差図である。

実施例１ ｆ＝１０２．５〜１４０．０〜１９５．ＯＦＮｎ＝４．
５曲率半径　　　軸上面間隔　　　　　　　　屈折率（
Ｎｄ）分散（νのΣｄ＝９８．５０１〜９８．５０１〜
９８．５ＯＬα十γ＝０．０７．　　α≠０．１４．　
　γ＝−０．０７１／＃　２Ｌ＝０．４８　、　　βａ
ｒ、＝０．３３．　１／β４Ｌ＝０．４７Ｚ＝１．９．
　　ｆ１＝１．２８．　　ｂ＝０．３８実施例２ ／＝７６．５〜１００．０−１４７．０　　Ｆｍ＝４．
５Σｄ＝６７．８７４〜６７．８７４〜６７．８７４α
＋γ＝−０，１５，α＝０．３２．γ＝−０．４７１／
β２Ｌ＝０．２０　、　　β３Ｌ＝０．１１　、　１／
Ｂ４Ｌ＝０．３９２＝１．９２．　ｆＬ＝１．３９．　
　ｍ＝０．４９実施例３ ７＝１３７．０−２００．０−２９３、ＯＦＮＱ＝＝４
．５−５．６Σｄ＝１３２．７４７〜１３２．７４７〜
１３２．７４７α＋γ＝０．２６．α＝０．γ＝０．２
６１／Ｂ２Ｌ＝０．５８．　　β３Ｌ　＝０．４６　＋
　　１／β４Ｌ＝０．４５Ｚ＝２．Ｌ　ハ＝１．２２．
　　ｍ＝０．３０実施例４ ｆ＝８２．５〜１４０．０〜１９５．０　　Ｆｍ＝３．
５〜４．５Σｄ＝９３．４２１〜９３．４２１〜９３．
４２１α＋γ＝０．１３．　　α−０，２１，γ＝−０
，０８１／β２Ｌ＝０．３８．　０３Ｌ＝０．２０１　
１Ａ３４Ｌ＝０．３５Ｚ＝２．４　、ハ＝１．５５．　
ｍ＝０．４７実施例５ ｆ＝１０２．０〜２００．０〜２９３．０　　ＦＦｍ＝
４．５−５．６Σｄ＝１３７．６６４〜１３７．６６４
〜１３７．６６４α＋７＝０．２４．　　α＝０．３７
．　７＝−０，１３ＬＡ３２Ｌ＝０．４５　、　　β３
Ｌ＝０．３８　、　１／＃４Ｌ＝０．４４Ｚ＝２．９．
　ｆ１＝１．４９．　　ｍ＝０．３７なお、実施例１〜
５において、いずれも第１レンズ群（１）と第４レンズ
群（１’／）とが一体的に移動させられるよう１こなっ
ているが、これらの移動が異なっても自由度が大きくな
って設計が楽になるだけであるから本発明のズームレン
ズ系の構成要件か゛らはずれるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の４群型望遠ズームレンズの基本構成及び
移動図。ここで、 ■　フォーカシング群 ■　　バリエータ群 ■　コンペンセータ一群 ■　マスターレンズ群 第２図は、標準域を含む高変倍率ズームレンズの基本構
成及び移動図。（特開昭５７−１６８２０９）ここて、 ■　第１正レンズ群 皇 ■　第２負レンズ群 ■　第３正レンズ群 第３図は、本発明のズームレンズの基本構成及び移動図
。ここで、 １　第１正レンズ群 ■　第２負レンズ群 ■　第３１Ｅレンズ群 ■　第４負レンズ群 第４図は、Ｚ＝２．ｂ＝０．４の場合のα＋γに対する
Ｔｏ／ｆｌ及びＫの変化を示すグラフ、第５図は、Ｚ　
＝　２　、　ｂ　＝　０．３．０．４．０．５の場合の
α＋γ１こ対するＴｏ／ｆｔ及び】（の変化を示すグラ
フ、第６図は、Ｚ　＝　２．２．５．３．　ｂ　＝　０
．４の場合のα＋γに対するＴｏ／ｆｌ及びＫの変化を
示すグラフ、第７図は、Ｚ＝２．ｂ＝０．４の場合のα
に対するφ２／φ１．φ３／φ１゜φ４２伜１．Ｔｏ　
、Ｔｍの変化を示すグラフ、第８図は、２＝２　、　ｂ
　＝　０．３，０．５の場合のαに対するφ２／φ１．
←尋辷φ３／４１．φ４／φｔ　、Ｔｏ　、Ｔｍの変化
を示すグラフ、第９図は、Ｚ　＝　２．３．　ｂ　＝　
０．４の場合のαに対するφ２漫ｌ。 φ３廊監、φ４／ｃｌ＞　ｔ　、Ｔｏ　、Ｔｍの変化を
示すグラフ２第１０図　　　（四はＺ＝２．ｂ＝０．４
の場合のεに対する１／φｌ。 １／４）ｚ、　Ｖ４＞ｓ、　１／φ４．　Ｘｌ、　Ｘ２
．　Ｘｓ、　Ｔｏ　（７）変化をそれぞれ示すグラフ、
第１０図（Ｂ）は第１０図（Ａ１図示の（ａ）〜（ｅｌ
のそれぞれの移動形式を示す模式図、第１１〜１５図は
本発明実施例１〜５の５状態におけるレンズ断面及びズ
ーミング移動曲線を示す図、第１６〜２０図は実施例１
〜５の最短焦点距離状態（Ｓ）。 中間焦点距離状態（ロ）、及び最長焦点距離状態の）で
（Ｓ）；絞り。 以　　上 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 第１図 第３図 第４図 チ ｃＩ″７ Ｃｚ　−Ｚ、（ｚ−チ、−ふ） 第　　５　　図　　　　　　　チｌ 第６図 第７図 第８図 第７図 ＾８　＾＾　６り　切−切− 蛸　　−り　　−　　　切 一一　−一、−−−　ψν 第１Ｉ図 Ｉ 第１２図 １　　第１３図 第１４図 工 第１５図 工 手続補正書 昭和５９年　９月ｌり日 １、事件の表示　　　　（ｙ−ｉｙ？ｂ７メ昭和５９昭
和５９年口 ２、発明の名称 超コンパクトなズームレンズ系 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 住所　大阪市東区安土町２丁目３０番地　大阪国際ビル
自発補正 ５、補正の対象 （１）明細書の「特許請求の範囲」の欄ｌ　　　　（２
）明細書の「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内容 （１）明細書の「１、ｒ許請求の範囲」の欄を別紙のご
とく補正する。 （２）明細書第１２頁の（３）式を下記のごとく補正す
る。 記 （３）明細書ｆｆＨ　２ｉ第７行目、「Ｔｏと」を「Ｔ
。 を」と補正する。 （４）明細香菜１：３頁の（１５）式を下記のごとく補
正する。 記 で （５）明細１？第１４頁の（１７）式を下記のごとく補
正する。 （６）明細書第１５頁の（２３）式を下記のごとく補正
する。 記 ｒＫ　＝　Ｘ．ｌ　／Ｔｏ　＝　１／（１　−１　）（
７）明細香菜１７　ｙｔ下から５行目、ｒ’ｂ＝０．２
５〜０．７」を「ｂ　＝　０．　２５〜０．６」と補正
する。 （８）明細書ｆｊＳ１９真下から１０行目へ「従って、
」の前に、「（図の矢印■）」を挿入する。 （９）明細書第２３頁下から２行目、「Ｔｏ」を削除す
る。 （１０）明細書第２６頁第９行目、「０，６」をｌ”０
，５Ｊと補正する。 （１１）明細書第１２頁ｆ５９行目、「下限」を「上限
」と補正する。 （１２）明細（１）ｆｊｖＪ３０頁の（６４）式を下記
のごとく補正する。 記 （１３）明細書第３９真下から１０行目、「ｆｊＳ７図
は」をｒｔｔＳ７図（Ａ）ＣＢ）は」と補正する。 （１　４　）明細書Ｆ，　３　９　ｉ下カラ８行目、ｒ
ｒｊＳＢ図は」を［第８図（Ａ）（Ｂ）は」と補正する
。 （１５）明細書第３９真下から６行目、「第９図」を「
第９図（Ａ）ＣＢ）Ｊと補正する。 （１６）図面第４図、第５図、第７図、第８図、第９図
をそれぞれ別紙のごとく補正する。 以　　　上 出願人　ミノルタカメラ株式会社 別　　紙 補正特許請求の範囲 １、物体側から順に、正の屈折力を有するｆｊＳルンズ
群（Ｉ）、負の７ｉ１祈力を有する第２レンズ群（ＩＩ
）、正の屈折力を有するｒｊＳ３レンズ群（Ｉ［［）、
及び負の屈折力を有するｆｊＩＪ４レンズ群（ＩＹ）か
らなり、！短焦点距離状態から最長焦点距離状態へのズ
ーミングの為に第１レンズ群（１）が第２レンズ群（Ｉ
Ｉ）との空気間隔を増加させるように像側から物体側へ
移動させられるとともに第４レンズ群（ＩＶ）が第３レ
ンズ群との空気間隔を減少させるように像側から物体側
へ移動させられ、かつ、以下の条件を満足することを特
徴とする超コンパクトなズームレンズ系： ここで、 ａ＝−（１＋φ２／編） γ＝−（φ、＋φ、）／φ。 であり、 φ１．φ２．φコ、φ、；最短焦点距離状態での全系の
焦点距離を１に規格化し たときの、第１〜４レンズ 群の屈折力、 ｂ　；最短焦点距離状態の全系の焦点圧ｇｌＥを１に規
格化したときの、バック７オーカス、Ｚ　：ズーム比、 ｆＩ；最短焦点距離状態の全系の焦点距離を１に規格化
したときの第１レンズ群の焦 魚１巨翔巨＝　　１／　φ　１　 ）である。 ２、以下の条件を満足することを特徴とする特許制５１
Ｅ　ノ蒐１７ＩＩｆ５１項記載のズームレンズ系：０〈
１／β２Ｌ＜１ １〉　β３Ｌ　＞　０ ０　　く　　１／β４Ｌ＜　　　１ ここで、 β２Ｌ　；　Ｒ長焦点距離状態における第２レンズ群の
横倍率、 β　；＠長焦点距離状態における第３レンズＬ 群の横倍率、 β　；最長焦点距離状態における第４レンズＬ 群の横倍率、 である。 ３、第１レンズ群と第４レンズ群とがズーミング中に一
体的に移動させられることを特徴とする特許ｉｌｌ求の
範Ｉ２１１１第１項記載のズームレンズ系。 ４゜第１レンズ群は、少なくとも、像側に強い屈折力を
もつ負レンズと、物体側に強い屈折力をもつ正レンズと
を有し、第２レンズ群は少なくとも、１枚の負レンズと
１枚の正レンズとを有し、第３レンズ群は、少なくとも
、像側に強い屈折力を有する負レンズと正レンズとを有
し、かつ、第４レンＸ群は、少なくとも、１枚の正レン
ズと１枚の負レンズとを有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のズームレンズ系。 Ｓ、物体側から順に、正の屈折力を有するｍｌレンズ群
（１）、負の屈折力を有する第２レンズ群（ｎ）、正の
屈折力を有するｆｊＳ３レンズ群（Ｉ［［）、及び負の
屈折力を有する第４レンズ群（ＩＹ）からなり、最短焦
点距離状態から最長焦点距離状態へのズーミングの為に
！１１”５ルンズ群（１）がｒｊＳ２レンズ群（ＩＩ）
との空気間隔を増加させるように像側から物体側へ移動
させられるとともに第４レンズ群（ＩＹ）が第３レンズ
群との空気間隔を減少させるように像側から物体側へ移
動させられ、がっ、以下の条件を満足することを特徴と
する超コンパクトなズームレンズ系ニ ー０．５　　　＜　　　α　十　γ　　〈　　１．〇−
０，５＜　　　α　　く　　１．５ −１．５　　　＜　　　γ　　く　　０．５ここで、 α：−（１＋φ２／φ、） γ＝−（φ、十φ、）／φ１ であり、 φ１．φ２．φ１．φ、；最短焦点距離状態での全系の
焦点距離を１に規格化し たとさの、第１〜４レンズ 群の屈折力、 ｂ；最短前、α距離状態の全系の焦点距離を１に規格化
したときの、バック７オーカス、Ｚ；ズーム比、 である。 ？ 第４図 第５図 第７図（Ａ） 第７図（Ｅ） 第３図（Ａ） 第　　３　　図　　（Ｂン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群
   （ I ）、負の屈折力を有する第２レンズ群（II）、正
   の屈折力を有する第３レンズ（III）、及び負の屈折力
   を有する第４レンズ群（IV）からなり、最短焦点距離状
   態から最長焦点距離状態へのズーミングの為に第１レン
   ズ群（ I ）が第２レンズ群（II）との空気間隔を増加
   させるように像側から物体側へ移動させられるとともに
   第４レンズ群（IV）が第３レンズ群との空気間隔を減少
   させるように像側から物体側へ移動させられ、かつ、以
   下の条件を満足することを特徴とする超コンパクトなズ
   ームレンズ系：−０．７／ｆ＿１／Ｚ＜α＋γ＜０．９
   （Ｚ−ｆ＿１−ｂ）／ｂ−０．５Ｚ（１−ｂ）／ｆ＿１
   ＜α＜１．５−１．５＜γ＜０．５Ｚ（１−ｂ）／ｆ＿
   １ここで、 α＝−（１＋φ＿２／φ＿１） γ＝−（φ＿３＋φ＿４）／φ＿１ であり、 φ＿１、φ＿２、φ＿３、φ＿４；最短焦点距離状態で
   の全系の焦点距離を１に規格化したときの、 第１〜４レンズ群の屈折力、 ｂ；最短焦点距離状態の全系の焦点距離を１に規格化し
   たときの、バックフォーカス、 ｚ；ズーム比、 ｆ＿１；最短焦点距離状態の全系の焦点距離を１に規格
   化したときの第１レンズ群の焦点距離 （＝１／φ＿１） である。 ２、以下の条件を満足することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のズームレンズ系：０＜１β＿２＿Ｌ＜
   １ １＞β＿３＿Ｌ＞０ ０＜１／β＿４＿Ｌ＜０ ここで、 β＿２＿Ｌ；最長焦点距離状態における第２レンズ群の
   横倍率、 β＿３＿Ｌ；最長焦点距離状態における第３レンズ群の
   横倍率、 β＿４＿Ｌ；最長焦点距離状態における第４レンズ群の
   横倍率、 である。 ３、第１レンズ群と第４レンズ群とがズーミング中に一
   体的に移動させられることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のズームレンズ系。 ４、第１レンズ群は、少なくとも、像側に強い屈折力を
   もつ負レンズと、物体側に強い屈折力をもつ正レンズと
   を有し、第２レンズ群は少なくとも、１枚の負レンズと
   １枚の正レンズとを有し、第３レンズ群は、少なくとも
   、像側に強い屈折力を有する負レンズと正レンズとを有
   し、かつ、第４レンズ群は、少なくとも、１枚の正レン
   ズと１枚の負レンズとを有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のズームレンズ系。 ５、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群
   （ I ）、負の屈折力を有する第２レンズ群（II）、正
   の屈折力を有する第３レンズ群（III）、及び負の屈折
   力を有する第４レンズ群（IV）からなり、最短焦点距離
   状態から最長焦点距離状態へのズーミングの為に第１レ
   ンズ群（ I ）が第２レンズ群（II）との空気間隔を増
   加させるように像側から物体側へ移動させられるととも
   に第４レンズ群（IV）が第３レンズ群との空気間隔を減
   少させるように像側から物体側へ移動させられ、かつ、
   以下の条件を満足することを特徴とする超コンパクトな
   ズームレンズ系：−０．５＜α＋γ＜１．０ −０．５＜α＜１．５ −１．５＜γ＜０．５ ここで、 α＝−（１＋φ＿２／φ＿１） γ＝−（φ＿３＋φ＿４）／φ＿１ であり、 φ＿１、φ＿２、φ＿３、φ＿４；最短焦点距離状態で
   の全系の焦点距離を１に規格化したときの、 第１〜４レンズ群の屈折力、 ｂ；最短焦点距離状態の全系の焦点距離を１に規格化し
   たときの、バックフォーカス、 Ｚ；ズーム比、 である。