JPH0380210A - 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、特に、最大画角７４°程度以上
の広画角を含み、３倍程度の高変倍比とＦナンバーが２
．８程度の大口径比を有するズームレンズに関する。

〔従来の技術〕

広角域を含むズームレンズとしては、従来から負の屈折
力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２
レンズ群Ｇ、とからなる２群ズームレンズが数多く提案
されており、実用に供されている。

ところが、この２群ズームレンズにおいては、高倍率化
と大口径比とを共に実現するには極めて困難な状況にあ
り、一般的なものとして、ズーム比が２倍で、Ｆナンバ
ーが３．５程度のものが主流であった。

そこで、近年、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ＋と
、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ！と、負の屈折力
を有する第３レンズ群Ｇ、と、正の屈折力を有する第４
レンズ群Ｇ、とからなる４群ズームレンズが、例えば特
開昭６２−６３９０９号公報、特開昭６３−２４１５１
１号公報等において提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の特開昭６２−６３９０９号公報に
おいて提案されたものでは、何れも、広角端で７４″以
上の画角と３倍程度のズーム比を達成されているものの
、Ｆナンバーが３．５〜４．５程度であり、明るさの点
で十分なものとは言い難い。

また、特開昭６３−２４１５１１号公報において提案さ
れているものは、Ｆナンバーが２．８と大口径化が達成
されているものの、ズーム比が２倍程度で、しかも広角
端での画角が６３°と狭いため、これもまた十分とは言
い難い。

そこで、本発明の目的は、最大画角が７４°以上の広画
角を含みつつ、Ｆナンバーが２．８にも達し、かつ３倍
程度のズーム比を有する大口径比かつ高変倍比なズーム
レンズを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、例えば本発明
の第１実施例に示す如く、物体側から順に、負の焦点距
離を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の焦点距離を有する
第２レンズ群Ｇ、と、負の焦点距離を有する第３レンズ
群Ｇ、と、正の焦点距離を有する第４レンズ群Ｇ４と、
正の焦点距離を有する第５レンズ群Ｇ、とを有し、 広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第１レン
ズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ、との空気間隔が縮小し
ながら、前記第２レンズ群Ｇ、と前記第３レンズ群Ｇ、
との空気間隔が拡大し、さらに前記第３レンズ群Ｇ、と
前記第４レンズ群Ｇ、との空気間隔が縮小しながら、前
記第４レンズ群Ｇ４と前記第５レンズ群Ｇｓとの空気間
隔が拡大するものである。

そして、この基本構成に基づいて、ズームレンズの広角
端の焦点距離をｆｖとし、第五レンズ群の焦点距離をｆ
ｌとするとき、以下の条件を満足するものである。

−２，１＜ｆ、／ｆＷ＜−１，８（１）１．３＜ｆｔ　
／ｆ、　＜１．７　　　　　　（２）−２，１＜ｆｓ　
／ｆｗ　＜−１，１（３）１．７＜ｆ、　／ｒｖ　＜２
．８　　　　　　（４）３＜ｆｓ　／ｆ、＜９　　　　
　　　（５）また、十分なる収差を達成するには、広角
端における第五レンズ群の後側主点と第ｊレンズ群の前
側主点との軸上距離をＤ＋＋ｗとし、望遠端における第
五レンズ群の後側主点と第ｊレンズ群の前側主点との軸
上距離をＤＩＩＴとするとき、以下の条件を満足するこ
とが望ましい。

ｏ、５＜Ｄｏｔ丁７ｆＷ＜ｏ、９　　　　　（６）０．
５２＜Ｄｔ＊ｖ　／　ｆｖｔ　＜０．８　　　　　（７
）０．２３＜Ｄ＄４７　／　ｆｗ　＜９．４　　　　　
（８）〔作　用〕 本発明のズームレンズは、基本的には、第１レンズ群Ｇ
１から第４レンズ群Ｇ４までをズーム比が３倍に達し、
かつ極力収差補正された結像性能をもたせつつ、第４レ
ンズ群Ｇ、の像側に位置する正の屈折力を有する第５レ
ンズ群Ｇ、において広画角化と大口径化とを図れる構成
を有している。

しかしながら、大口径比化を図るに伴い諸収差が悪化す
る傾向にあり、特に球面収差の発生が甚大となる。また
広画角化を図るに伴い大口径比化時と同様に諸収差が悪
化する傾向にあるが、特に軸外収差の悪化を招く恐れが
ある。

そこで、本発明においては、良好なる収差バランスを維
持した状態で、大口径比化と広画角との両立を図るため
に、各レンズ群における最適な屈折力（パワー）配分を
条件（１）〜（５）にて規定している。

条件（１）は、第１レンズ群ＧＩの最適な焦点距離範囲
を規定するものである。この条件は、特に良好な収差補
正を維持しつつ、広画角化と高ズーム比化とを画−立さ
せるための条件である。

条件（１）の上限を越えると、第１レンズ群Ｇ１の屈折
力が強くなり、高ズーム比化には有利となるものの、球
面収差、像面弯曲等の収差の補正が困難となりかえって
好ましくない。逆に条件（１）の下限を越えると、第１
レンズ群Ｇ＋の屈折力が弱くなり、収差補正上において
有利となるものの、広画角化及び高ズーム比化を図るこ
とが困難となる。

条件（２）は、大口径化を図った時に、主に球面収差の
良好なる補正のために、第２レンズ群Ｇ。

の最適な焦点距離の範囲を規定するものである。

この条件（２）の下限を越えると、第２レンズ群Ｇ、の
屈折力が過大となり、球面収差、特に望遠端での球面収
差が補正不足となり、この収差の補正が困難となる。逆
に条件（２）の上限を越えると、第２レンズ群Ｇ、の屈
折力が弱くなり、収差補正、特に球面収差の補正に対し
ては有利となるものの、全長をコンパクトに抑えつつ高
ズーム比化を図るには、広角端での第２レンズ群Ｇ、と
第３レンズ群Ｇ、との主点間隔が短くなり、機械的な干
渉が生ずる恐れがあり好ましくない。

条件（３）は球面収差を初めとする、諸収差をの良好な
補正のために、第３レンズ群Ｇ３の最適な焦点距離の範
囲を規定するものである。

条件（３）の上限を越えると、第３レンズ群Ｇ。

の屈折力が過大となり、諸収差の良好なる収差バランス
を図ることが極めて困難となる。特に、広角端において
軸外光束の上側光束が強い発散作用を受けるため、外向
性コマ収差が発生する。反対に条件（３）の下限を越え
ると、第３レンズ群Ｇ。

の屈折力が弱くなり、収差補正上において有利となるが
、広角端での全長の増大を招き、コンパクト化に反する
ため好ましくない。

条件（４）はレンズ系のコンパクト化及び諸収差の良好
な補正に関するものである。

条件（４）の上限を越えると、第４レンズ群Ｇ４の屈折
力が弱くなり、諸収差の補正には有利となるものの、広
角端でのレンズ系の全長の増大を招くため好ましくない
。逆に、条件（４）の下限を越えると、第４レンズ群Ｇ
４の屈折力が強くなり、諸収差の収差バランスが大きく
崩れ、良好なる結像性能を得ることが困難となる。

条件（５）は大口径比化を達成しつつ、十分なるバック
フォーカスを得るためのものである。

条件（５）の上限を越えると、第５レンズ群Ｇ・の屈折
力が弱くなり、十分なるバックフォーカスを確保するに
は有利であるが、第４レンズ群Ｇ、を通過した光束を収
斂させて口径比を大きくする効果が弱くなり、大口径比
化を図ることが困難となる。このため、第４レンズ群Ｇ
、の屈折力を強くして光量を確保しようとすると、諸収
差が悪化して良好な結像性能を得ることが困難となる。

逆に条件（５）の下限を越えると、第５レンズ群Ｇ６の
屈・折力が強くなり、大口径比化には有利となるが、−
眼レフカメラ用としてのバックフォーカスを確保するこ
とが困難となる。

さて、一般的にズームレンズにおいて大口径比、かつ広
画角な変倍域を有する高ズーム比化を図りつつ、優れた
結像性能を得るには、各レンズ群を構成するレンズ構成
枚数の増加により克服せざるを得ない。

ところが、レンズ系の全長のコンパクト化を優先させる
と、この各レンズ群を構成するレンズ構成枚数の増加に
伴い変倍のための十分な空気間隔を確保することが困難
となる。

そこで、レンズ系の全長のコンパクト化と高ズーム比化
とを両立させるためには、広角端における第五レンズ群
の後側主点と第ｊレンズ群の前側主点との軸上距離をＤ
＋＋ｗとし、望遠端における第五レンズ群の後側主点と
第ｊレンズ群の前側主点との軸上距離をＤＩＩＴとする
とき、以下の条件を満足することがより望ましい。

０、５＜ＤＩＩＴ　／　ｆｗ　＜０．９　　　　　’（
６）０．５２＜Ｄ＊ｓ−／　ｆｖ　＜０．８　　　　　
（７）０．２３＜Ｄ３４７　／　ｆｖ　＜０．４　　　
　　（８）上記の各条件（６）〜（８）の下限を越゛え
ると、各レンズ群間の空気間隔を確保することが困難と
なり、高ズーム比化を図ることが困難となる。すなわち
、無理に高ズーム比化を図ろうとすると、各レンズ群で
の機械的な干渉が生じる恐れがあり好ましくない。逆に
各条件（６）〜（８）の上限を越えると、レンズ系の全
長のコンパクト化を図ることが困難となる。

さて、球面収差及び色収差をよりバランス良く補正する
には、第２レンズ群Ｇ、を、物体側から順に、両凸形状
の正レンズ成分り、と、負レンズＬ２８、と正レンズＬ
０．との接合よりなる接合正レンズ成分Ｌ！！と、正レ
ンズ成分Ｌ□とを有することが望ましい。このとき、第
２レンズ群の像側に位置する正レンズ成分Ｌ！、の物体
側及び像側の曲率半径をそれぞれｒａ、ｒｂとするとき
、以下の条件（９）を満足することが望ましい。

ｒｂ　　　　ｒａ 条件（９）の下限を越えると、正レンズ成分Ｌ□の像側
面で発生する負の球面収差が過大となり、大口径比化を
図ることが困難となる。逆に条件（９）の上限を越える
と、第２レンズ群Ｇ！と第３レンズ群Ｇ、との空気間隔
を確保することが困難となり、機械的な干渉が生ずるた
め好ましくない。

〔実施例〕

本発明の実施例によるズームレンズは、何れも焦点距離
ｆが２８．８〜８３．２で、広角端における画角が７４
°を越えるにもかかわらず、Ｆナンバー２．８の明るさ
を確保し得るものである。

第１図、第３図はそれぞれ順に本発明による第１、第２
実施例についてのレンズ構成図である。

第１実施例における具体的なレンズ構成は、第１レンズ
群Ｇ１が物体側から順に、両凸形状の正レンズＬｌｌ、
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１８、負レ
ンズと正レンズとの接合よりなり全体として像側により
強い曲率の面を向けた接合負レンズＬｌｌ、物体側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ１４とからなり、第２
レンズ群Ｇ、が、両凸形状の正レンズＬ□、負レンズと
正レンズとの接合よりなる接合正レンズＬ！！、物体側
により強い曲率の面を向けた正レンズＬ、とからなって
いる。そして、第３レンズ群Ｇ、が、正レンズと負レン
ズとの接合よりなり全体として両凹形状を有する接合゛
負レンズＬ０、両凹形状の負レンズＬｏとからなり、第
４レンズ群Ｇ４が、像側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ４１、正レンズと負レンズとの接合よりなり全体
として両凸形状の接合正レンズＬ。とからなり、第５レ
ンズ群Ｇ、が、両凸形状の正レンズＬ□よりなっている
。

第２実施例における具体的なレンズ構成は、基本的には
、第１実施例と同様なレンズ構成を有しているが、第５
レンズ群Ｇ、が負レンズと正レンズよりなる接合正レン
ズＬ１で構成され、この接合正レンズＬ１は像側へ凸面
を向けたメニスカス形状を有している。

さて、本発明による各実施例とも７４″以上の広角化が
図られているが、このとき、特に広角端はおいては、負
の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１で負の歪曲収差が大
きく発生し易い。このため、これを良好に補正するため
に第１レンズ群中に非球面を設けている。

以下の表１９表２において、本発明による第１゜第２実
施例における諸元を掲げる。表中の左側の数字は物体側
からの順序を表し、ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズ
厚及びレンズ面間隔、アツベ（Ａｂｂｅ）数及び、屈折
率ｎはｄ線（λ＝　５８７．６ｎｍ）に対する値である
。

尚、非球面については、一般に以下の式にて表現される
。

但し、 ｈ：光軸からの高さ。

Ｘ（ｈ）：光軸からの高さｈにおける非球面の頂点の接
平面までの光軸方向の距離。

ｒ：近軸曲率半径。

ｋ：円錐定数。

Ｃ２ｔ　：第２１次の非球面係数。

Ｖ賀旧 ロー　ｃＩＪのマのΦ　トのΦ ｌ　ｅＪ　ｃＩＪ　　　ＣＪ　ｋ　ＯＪ　（’Ｊ　Ｃ’
Ｊ　　　　ｔ！Ｊ　ｅＪ　Ｃｔ１１！ｉｆ似旧 、。−ａ）、　　の１！！計 １＆１１１つ−懺圧蛍 表３には本発明による各実施例についての条件対応値を
掲げる。

また、第２図、第４図においてそれぞれ順に第１、第２
実施例についての収差を示している。各図における（ａ
）は広角端としの最短焦点距離状態、（ｂ）は中間焦点
距離状態及び（Ｃ）は望遠端としての最長焦点距離状態
の諸収差を示している。

尚、各収差図中の非点収差についてはメリジオナル像面
をＭ１サジタル像面をＳとして示している。

各収差図の比較より、最大画角が７４°以上の広画角を
含みつつ、Ｆナンバーが２．８にも達し、かつ３倍程度
のズーム比を有すにもかかわらず、広角端から望遠端に
わたり極めて優れた結像性能を有していることが明らか
である。

尚、本発明における各レンズ群中に適宜、非球面を設け
れば、さらにコンパクトとより高性能化が期待できるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、最大画角が７４°以上の広
画角を含み、３倍程度のズーム比を有すにもかかわらず
、Ｆナンバーが２．８にも達する大口径を有し、広角端
から望遠端にわたり極めて優れた結像性能を持つズーム
レンズが達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれ順に本発明による第１、第２
実施例のレンズ構成図である。第２図（ａ）は第１実施
例における広角端としての最短焦点距離状態の諸収差図
、第２図（ｂ）は第１実施例における中間焦点距離状態
の諸収差図、第２図（Ｃ１は第１実施例における望遠端
としての最長焦点距離状態の諸収差図である。第４図（
ａ）は第２実施例における広角端としての最短焦点距離
状態の諸収差図、第４図（ｂ）は第２実施例における中
間焦点距離状態の諸収差図、第４図（Ｃ）は第２実施例
における望遠端としての最長焦点距離状態の諸収差図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｇ１・・第１レンズ群、Ｇ１・・第２レンズ群Ｇ１・・
第３レンズ群、Ｇ、・・・第４レンズ群Ｇｓ・・・第５
レンズ群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）物体側から順に、負の焦点距離を有する第１レンズ
   群Ｇ＿１と、正の焦点距離を有する第２レンズ群Ｇ＿２
   と、負の焦点距離を有する第３レンズ群Ｇ＿３と、正の
   焦点距離を有する第４レンズ群Ｇ＿４と、正の焦点距離
   を有する第５レンズ群Ｇ＿５とを有し、広角端から望遠
   端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群Ｇ＿１と前
   記第２レンズ群Ｇ＿２との空気間隔が縮小しながら、前
   記第２レンズ群Ｇ＿２と前記第３レンズ群Ｇ＿２との空
   気間隔が拡大し、さらに前記第３レンズ群Ｇ＿３と前記
   第４レンズ群Ｇ＿４との空気間隔が縮小しながら、前記
   第４レンズ群Ｇ＿４と前記第５レンズ群Ｇ＿５との空気
   間隔が拡大し、 ズームレンズの広角端の焦点距離をｆ＿ｗとし、第ｉレ
   ンズ群の焦点距離をｆ＿１とするとき、以下の条件を満
   足することを特徴とするズームレンズ。 −２．１＜ｆ＿１／ｆ＿ｗ＜−１．８（１）１．３＜ｆ
   ＿２／ｆ＿ｗ＜１．７（２） −２．１＜ｆ＿２／ｆ＿ｗ＜−１．１（３）１．７＜ｆ
   ＿４／ｆ＿ｗ＜２．８（４） ３＜ｆ＿５／ｆ＿ｗ＜９（５） ２）広角端における第ｉレンズ群の後側主点と第ｊレン
   ズ群の前側主点との軸上距離をＤ＿ｉ＿ｊ＿ｗとし、望
   遠端における第ｉレンズ群の後側主点と第ｊレンズ群の
   前側主点との軸上距離をＤ＿ｉ＿ｊ＿Ｔとするとき、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。 ０．５＜Ｄ＿１＿２＿Ｔ／ｆ＿ｗ＜０．９（６）０．５
   ２＜Ｄ＿２＿３＿ｗ／ｆ＿ｗ＜０．８（７）０．２３＜
   Ｄ＿２＿４＿Ｔ／ｆｗ＜０．４（８）