JPH02208619A - ズームレンズ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はズームレンズに関し、特にＦナンバー１．２と
大口径比で、かつ変倍比１０程度と高変倍でしかも非球
面を用いることにより全変倍範囲にわたり良好なる光学
性能を有した写真用カメラやビデオカメラ等に好適なズ
ームレンズに関するものである。

（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大口径、高
変倍でしかも高コントラストの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、例えば民生用のビデオカメラ用のズームレン
ズではＣＯＤ等の撮像素子の高画素化、５−ＶＨ５等の
記録方式の向上環に伴い画面全体にわたり、例えば空間
周波数で５０本／　ｍ　ｍ程度の高い解像力が要求され
ている。

変倍比１０程度のズームンズが、例えば特開昭５４−１
７０４２号公報、特開昭５４−２３５５６号公報等で提
案されている。同公報では物体側より順に合焦用の正の
屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に
より変動した像面を補正する為の第３群、該第３群から
の光束をアフォーカル光束とする為の第４群、そして結
像用の第５群の５つのレンズ群を有した、所謂５群ズー
ムレンズを提案している。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に５群ズームレンズにおいて高い光学性能を維持し
つつ、大口径比化及び高変倍化な図るにはレンズ系を構
成する各レンズ群の光学的諸定数を適切に設定すること
が重要となってくる。

例えば単に各レンズ群の屈折力を強めたり、レンズ枚数
を増やして大口径比化及び高変倍化を図ろうとするとレ
ンズ系全体が大型化すると共に画面中心の球面収差や画
面周辺にかけてのコマ収差やサジタルハロー収差等の高
次の収差が多く発生し、更に変倍の際の収差変動も大き
くなり、高い光学性能を得るのが難しくなってくるとい
う問題点が生じてくる。

本発明は所謂５群ズームレンズにおいて主に第４群と第
５群の各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することに
より口径比Ｆ／ｉ、２程度、変倍比１０と大口径比、高
変倍比で、しかも全画面にわたり高い光学性能を有する
ズームレンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るズームレンズは、物体側より順に合焦用の
正の屈折力の第１群、変倍機能を有する負の屈折力の第
２群、変倍により変動する像面を補正する負の屈折力の
第３群、結像機能を有し、像面側に強い屈折面を向けた
両レンズ面が凸面の正の屈折力の第４群、絞りそして結
像機能を有する第５群の５つのレンズ群を有し、前記第
５群は物体側から順に第５１群と第５２群の２つのレン
ズ群を有し、該第５１群は両レンズ面が凸面の第５１１
レンズ、物体側に凹面を向けた負の第５１２レンズ、物
体側に強い屈折面を向けた正の第５１３レンズの３つの
レンズを有し、該第５２群は像面側に凹面を向けた負の
第５２１レンズ面が凸面の第５２２レンズ、そして物体
側に強い屈折面を向けた正の第５２３レンズの３つのレ
ンズを有しており、前記第５１群と第５２群の空気間隔
を０５１−５２、前記第５１群の焦点距離をｆ５，１．
第１群の焦点距離をｆｊ、前記菓５群の第１番目のレン
ズ面の曲率半径をＲ５，ｉ、全系の広角端における焦点
距離をｆｗとするとき ３．９　　＜　　ｆ４／ｆｗ　　＜４．５　　・−（１
）３、８　　＜ｆ５１／ｆｗ　　＜４．２　−（２）１
．０５＜Ｒ５，２／Ｒ５，３＜１．２・・・・・・・−
（３） １．２５＜Ｄ５１−５２／ｆｗ＜１．３９・・・・・・
・・・（４） なる条件を満足することを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の数値実施例１のレンズ断面図である。

図中、工は合焦用の正の屈折力の第１群、■は変倍用の
単調移動する群の屈折力の第２群、■は変倍に伴い変動
する像面を補正する為の負の屈折力の第３群、■は結像
機能を有し、像面側に強い屈折面を有する正の屈折力の
第４群、■は固定の結像機能を有する第５群、Ｖ−１は
第５１群、Ｖ−２は第５２群、ｓｐは固定の絞りである
。

本実施例ではこのようなズームタイプにおいて、第４群
及び第５群のレンズ構成を前述の如く特定することによ
り、大口径比化及び高変倍比に伴う収差補正を良好に行
い全画面にわたり良好なる光学性能を得ている。

特に第４群と第５群のレンズ構成を前述の如く特定する
ことにより変倍系における残存収差、例えば球面収差や
コマ収差等をレンズ全長の短縮化を図りつつバランス良
く補正している。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は第４群の屈折力に関し、主に第４群から
射出する光束を発散状態にして、かつ本発明のズームレ
ンズをビデオカメラ等に用いた場合、第５群をピントト
ラッキングの為に移動させても収差変動が少なくなるよ
うにする為のものである。

条件式（１）の上限値を越えて第４群の屈折力が弱くな
りすぎると第５群でピントトラッキングを行う際の移動
に伴う収差変動が大きくなり、光学性能が低下してくる
。又条件式（１）の下限値を越えて第４群の屈折力が強
くなりすぎると第４群からの射出光束がアフォーカルか
又は収斂状態となり、収斂状態ではピントトラッキング
を行なう際の移動に伴う収差変動が大きくなり、第４群
からの光束がアフォーカルであると撮像素子として多く
用いられているＣＣＤやＭＯＳ等におけるカバー硝子の
表面や撮像素子の表面は一般に反射率が高く、この為こ
れらの表面で反射した光が撮影レンズのレンズ面やレン
ズ鏡筒等で反射し、撮像素子に再入射して、ゴーストや
フレアーが発生してくるので良くない。

条件式（２）は第５１群の屈折力に関し、第５群のレン
ズ全長の短縮化を図りつつ諸収差をバランス良く補正す
る為のものである。

条件式（２）の上限値を越えて第５１群の屈折力が弱く
なりすぎると第５群のレンズ全長が増大してくる。又下
限値を越えて第５１群の屈折力が強くなりすぎると第５
１鮮からの射出光束の収斂性が大きくなりすぎ諸収差、
特に球面収差と内向性コマ収差の発生が大きくなるので
良くない。

条件式（３）は第５１１レンズと第５１２レンズとで形
成される空気レンズの屈折力を適切に設定し、諸収差を
良好に補正する為のものである。

条件式（３）の上限値を越えると細土色収差を良好に補
正するのが難しくなり、又下限値を越えるとコマ収差の
発生が多くなってくるので良くない。

条件式（４）は第５群中で最も広い空気間隔を境にして
２つに分けた第５１群と第５２群の空気間隔を適切に設
定し、主に軸上収差と軸外収差をバランス良く補正する
為のものである。

条件式（４）の上限値を越えて第５１群と第５２群の空
気間隔が増大してくると球面収差等の軸上収差の良好な
る収差が難しくなってくる。又条件式（４）の下限値を
越えて第５１群と第５２群の空気間隔が狭くなりすぎる
と非点収差やコマ収差等の軸外収差を良好に補正するの
が難しくなってくる。

本発明の目的とするズームレンズは以上の諸条件を満足
させることにより達成されるが、更に画面全体にわたり
良好なる光学性能を得るには第４群の少なくとも１面に
非球面を施し、該非球面を中心から周辺にかけて曲率半
径が大きくなる形状を有するように構成するのが良い。

これにより主に高次の球面収差の発生を有効に防ぐと共
に画面中間近傍のコマ収差を良好に補正している。

本実施例では第４群を正の屈折力のレンズ群より構成し
ている為、軸上光束が中心から離れるにつれて球面収差
がアンダーになり、高次の収差が多く発生しやすくなる
。特に第４群はレンズ系中でも軸上光束が高くなる位置
であるので球面収差が発生しやすい。そこで本実施例で
は前述のような非球面形状を用いることによりＦナンバ
ーが１．２と大口径比でしかも高コントラストの高い光
学性能を有したズームレンズを容易に達成することがで
きるようにしている。

尚、以上の説明において物体側に強い屈折面とは他方の
面、即ち像面側のレンズ面に比べてという意味である。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲ
ｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の山車半径、Ｄ
ｉは物体側より第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
の屈折率とアツベ数である。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、
光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ａ、Ｂ、Ｃ，
Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき ＋　　ＤＨ’＋　εＨ＋。

なる式で表わしている。

又前述の各条件式と数値実施例における語数値との関係
を表−１に示す。

数値実施例１ Ｆ−１〜９．３８ Ｒ１−１４，７９３ ８２−５，８４６ Ｒ３−−１５，３＋１ Ｒ４−４，８９１ Ｒ５−１０，８２５ ８８−１６，３８０ １７−１，８７６ Ｒ８糟　　−２，２４６ ８９−２，２４７ ８ＩＯ−−１８，９１０ Ｒ１１−−３，６７６ ＲＩ２−　　　４．３７２ Ｒ１３−６３，７５４ Ｒ１４−９，５０２ ＲＩ５−　非球面 ＲＩ６１−　較り Ｒ１７−３，６４３ ＲＩ８・　−４，０５８ Ｒ１９−−３，００６ Ｒ２０−２０，０１４ Ｒ２１麿　　２．６０３ Ｒ２２−−２９，１９３ ＦＮｏ＝Ｉ：１．２４　　　２ω−５１，０°　〜　５
．８０〜１．７５ Ｄ　　Ｉ−０，２８４８＋−１，８０５１８ν　　１−
２５．４０　２−　１．０５６　　　Ｎ　　２−１．６
０３１１　　ν　２−６０．７Ｄ　　３−　０．０２２ Ｄ　　４−　０．５５６　　　Ｎ　　３−１．６９６８
０　　ν　３−５５．５０５・可変 Ｄ　６−０．１２５　　Ｎ　４−１．８３４００ν　４
−３７．２０７−０．５３７ Ｄ　８−０．１０２　　Ｎ　５−１．７１２９９　ν　
５−５３．８Ｄ　９−０．３９７　　Ｎ　８−１．８４
６６６　ｖ　　６ｍ２３．９Ｄ１０１−可変 Ｄｌｌ−０，１３６Ｎ　７−１．７＋９９９　ν　７−
５０．：＋０１２−０．２９５　　Ｎ　８−１．８０５
１８　ν　８−２５．４０１３−可変 ０１４−０．７２７　　Ｎ　９−１．５８３＋３　ν　
９−５９．４ＤＩ５−０．１１３ ０１６−０．２２７ ０１７−　０．７５０　　　Ｎｌ０−１．６０３１１　
　ν　１０−６０．７０１８−　０．１１０ ＤＩ９−０．１７０　　Ｎ１１−１．８０５＋８　ν１
１・２５．４Ｄ２０−０．０１７ Ｄ２１＝　　０．７１５　　　Ｎ１２−１．６０３１１
　　ｖ　＋２−６０．７０２２−　１．３２２ Ｒ２６■ Ｒ２９虐 Ｒ２Ｏ− ３５，８６５ １，６２７ ４，４５１ −４，３４９ ２，０２６ −４２，０１０ Ｄ２３−　０．１０２ ０２４−　０．１５３ ０２５−　０．２９５ ０２６−　０．０１７ ０２７−　０．３８３ ０２８−　０．５６８ Ｄ２９−　０．６８１ 非球面係数 Ｒ＝ Ａ　　＝ Ｂ　　＝ Ｃ； Ｄ　　： Ｅ　； −３，２９３６ ２，２７７８ｘ　１０−’ −５，５９１０ｘ　ＩＰ’ ２．６９１７ｘ　１０−’ −１，４２０８ｘ　１０−’ Ｎ１３−１．８３４０Ｏ Ｎ１４−１．６０３１１ Ｎ１５−１．５８２６７ Ｎ１６＠１．５１６３３ ｖ　１３＝３７．２ ｖ　１４＝６０．７ シ１５−４６．４ シｌ６−６４．１ 数値実施例２ Ｆ−１〜９．３８ Ｒｌ−１４，７９３ Ｒ２−’５．８４６ Ｒ３−−１５，３＋１ Ｒ４−４，８９１ ８５−１０，８２５ Ｒ６−１６，３８０ Ｒ７誼　　　１．８７６ Ｒ８−−２，２４６ Ｒ９−２，２４７ 旧０−　−１８．９１０ Ｒ１１−−３，６７６ ＲＩ２−　　４゜３７２ ＲＩ：ｌ−６３，７５４ ＦＮｏ−ｌ：１．２４　　　２ω−５１，０’　　〜　
５．８０〜１．７５ Ｄ　　Ｉ−０，２８４Ｎ　　＋−１，８０５＋８　　ν
　ｌ−２５，４Ｄ　　２−　１．０５１ｉ　　Ｎ　　２
＠１．６０３１１　　ν　２−６０．７０　３−　０．
０２２ Ｄ　　４−　０．５５６　８　３−１．６９６８０　　
ν　３−５５．５Ｄ５・可変 Ｄ６瞼０．１２５　　Ｎ　４〜１．８３４００ν　４＠
３７．２Ｄ　７−０．５３７ Ｄ　８−０．１０２　　Ｎ　５−１．７＋２９９　ν　
５−５３．８０９−　〇、３９７　　　Ｎ　　Ｂ−１，
８４６６６ν　５−２３．９０１０−可変 Ｄｌｌ−０，１３６Ｎ　　７璽１．７＋９９９　　ν　
７−５０．３０１２−　０．２９５　　　Ｎ　　８−１
．８０５１８　　ν　８−２５．４０１３−可変 ＲＩ４− Ｒ１５− Ｒｌ９― ２Ｏ− Ｒ２１讃 非球面 −３，２７３ 絞り ３．６５０ −４．０５８ −３．００５ ２０．０５７ ２．６０１ −２８．９９６ ３５．８４０ １．６２４ ４．４５８ −４．３２０ ２．０３０ −３９．３４８ ０１４−　０．７２７　　　Ｎ　　９−１．５８３１３
Ｄ　　５−　０．１１３ ０１６−　０．２２７ Ｄ　　７−　０．７５０　　　Ｎ１Ｇ−１，６０３１１
０８−０，１０９ ０１９−０，１７０Ｎ１１−１．８０５１８０２０−　
０．０１７ ０２１−　０．７１５　　　Ｎ＋２−１．６０３１１Ｄ
２２−　１．３２５ Ｄ２３−　０．１０２　　　Ｎ１３−１．８３４０００
２４−　０．１５３ Ｄ２５−０．２９５　　　Ｎ１３−１．６０３１１０２
６−　０．０１７ Ｄ２７−０．３［ｉ３　　　Ｎ１５−１．５８２６７０
２８−　０．５６８ Ｄ２９−０．６８１　　　Ｎ１６−１．５１６３３９−
５９．４ ｖ　１０＝６０．７ シ１１−２５．４ シ１２−６０．７ シ１３−３７．２ シ１４−６０．７ シ１５−４６．４ シ１Ｂ−６４．１ 非球面係数 Ｒ＝ Ａ　　＝ Ｂ　　： Ｃ＝ Ｄ　　＝ Ｅ　　＝ ９．６８３９ −２．６７２７Ｘ　１０”’ ２．３９２３ｘ　１０−’ ３．７７５３ｘ　１０−’ −２，６９６５ｘ　１０−’ （表−１） （発明の効果） 以上のように本発明によれば５群ズームレンズにおいて
各レンズ群のレンズ構成を前述の如く設定することによ
りＦ／１．２と大口径比で変倍比１０程度と高変倍比で
しかも全変倍範囲にわたり良好に収差補正を行った高い
光学性能を有した写真用カメラやビデオカメラに好適な
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】

第１図は本発明の数値実施例１の広角端のズーム位置に
おけるレンズ断面図、第２図、第３図は各々本発明の数
値実施例１．２の諸収差図である。収差図において（Ａ
）は広角端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠端での収差図
である。 図中、Ｊ、ｎ、ｍ、ｒｖ、ｖは各々第１．第２゜第３．
第４．第５群、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジ
タル像面、ｄはｄ線、ｇはｇ線、ｓｐは絞りである。 図面の浄書 第 図 （Ａ） 第 図 （Ｂ） 図 （Ｃ） 第 図 （Ｃ） 手 続 補 正 書（方式） ％式％ 発明の名称 ズームレンズ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体側より順に合焦用の正の屈折力の第１群、変
   倍機能を有する負の屈折力の第２群、変倍により変動す
   る像面を補正する負の屈折力の第３群、結像機能を有し
   、像面側に強い屈折面を向けた両レンズ面が凸面の正の
   屈折力の第４群、絞りそして結像機能を有する第５群の
   ５つのレンズ群を有し、前記第Ｓ群は物体側から順に第
   ５１群と第５２群の２つのレンズ群を有し、該第５１群
   は両レンズ面が凸面の第５１１レンズ、物体側に凹面を
   向けた負の第５１２レンズ、物体側に強い屈折面を向け
   た正の第５１３レンズの３つのレンズを有し、該第５２
   群は像面側に凹面を向けた負の第５２１レンズ、両レン
   ズ面が凸面の第５２２レンズ、そして物体側に強い屈折
   面を向けた正の第５２３レンズの３つのレンズを有して
   おり、前記第５１群と第５２群の空気間隔をＤ５１−５
   ２、前記第５１群の焦点距離をｆ５，１、第ｉ群の焦点
   距離をｆｉ、前記第５群の第ｉ番目のレンズ面の曲率半
   径をＲ５，ｉ、全系の広角端における焦点距離をｆｗと
   するとき ３．９＜ｆ４／ｆｗ＜４．５ ３．８＜ｆ５１／ｆｗ＜４．２ １．０５＜Ｒ５，２／Ｒ５，３＜１．２ １．２５＜Ｄ５１−５２／ｆｗ＜１．３９ なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 （２）前記第４群は中心から周辺にかけて曲率半径が大
   きくなる形状の少なくとも１つの非球面を有しているこ
   とを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。