JPH04186212A - 高変倍ズームレンズ - Google Patents

高変倍ズームレンズ

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JPH04186212A
JPH04186212A JP31624990A JP31624990A JPH04186212A JP H04186212 A JPH04186212 A JP H04186212A JP 31624990 A JP31624990 A JP 31624990A JP 31624990 A JP31624990 A JP 31624990A JP H04186212 A JPH04186212 A JP H04186212A
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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〕 本発明は一眼レフレックスカメラやビデオカメラ等に適
当なズームレンズ、特に広角域を含みながらも10倍と
いう極めて高い変倍比を持ったズームレンズに関する。
〔従来技術〕
従来、広角から望遠までのを含むズームレンズとして例
えば、特開昭57−164710号公報、特開昭60−
39613号公報等で知られている。
これらの公報では、物体側から順に正、負、正、負、正
の5群構成のズームレンズを3〜5倍のズーム比を得て
いる。
一方、特開平1−191819号公報では、同様に正、
負、正、負、正、の5群構成でおよそ10倍程度のズー
ム比を持ったズームレンズを開示している。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら上述したズームレンズは、前玉径(第1群
)そして光学全長(第1レンズ面から像面までの距離)
が比較的大きく、又特に、特開昭57−164710号
公報、特開昭60−39613号公報は変倍比が低く、
近年より高いズーム比を持ったズームレンズが要求され
ている中では十分とはいえなかった。特開平1−191
819号公報では、かなりズーム比の高いズームレンズ
を開示しているが光学全長が長く、又前玉径も相当大き
かった。
本発明はかかる問題点に鑑みておよそ10倍程度ズーム
比を持ちながら光学全長が短縮された、又光学性能の良
好なズームレンズを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段及び構成〕そして本発明
の特徴とするところは、物体側より、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、負の屈折力を有する第
4レンズ群、正の屈折力を有する第5レンズ群、負の屈
折力をれぞれdiW、diTとした時、広角端から望遠
端へのズーミングを D +w < D IT D 2VF > D 2T Dsw < D3t D4W > D4T なる条件を満足させて行うことである。
〔実施例〕
第1図〜第4図は、本発明に関するズームレンズのレン
ズ断面図を示す。特に第1図は、本発明に関するズーム
レンズの近軸配置そして軸上光線と軸外光線の光路を示
している。
■は正の屈折力を有する第1レンズ群、■は負の屈折力
を有する第2レンズ群、■は正の屈折力を有する第3レ
ンズ群、■は負の屈折力を有する第4レンズ群、■は正
の屈折力を有する第5レンズ群、■は負の屈折力を有す
る第6レンズ群を示す。そして広角端から望遠端へのズ
ーミングは点線あるいは矢印で示す通りの移動軌跡をた
とって光軸上を移動させて行っている。又フォーカシン
グは第6レンズ群を移動させて行っている。又Sは絞り
を示す。この絞りSPは第3レンズ群■と固定な関係に
ある。
以上の構成のように本発明は、まず広角端において、正
の第1レンズ群と負の第2レンズ群を最も接近させて、
第1レンズ群と第2レンズ群の合成屈折力(f、2)が
負となるようにしている(f、2くO)、又、第2、第
3レンズ群の間隔を最も大きくし、第3、第4レンズ群
間隔を最も接近させ、その像面側に間隔をおいて第5レ
ンズ群、さらに間隔をおいて第6レンズ群を配置してい
る。第1レンズ群と第2レンズ群でその合成屈折力が負
となるように、又正の第3レンズ群と負の第4レンズ群
で比較的屈折力が弱くなるように、さらに正め第5レン
ズ群、分集6レンズ群として全体としてレトロタイプを
構成している。さらに負の第6レンズ群を配置すること
で、バックフォーカスの短縮を図り全長を短くしている
とともに、この第6レンズ群■により、軸外光線を上へ
曲げているために第4、第5、第6レンズ群の外径を小
さくしている。
次に望遠端において、正の第1レンズ群と、第2レンズ
群との間隔を最も広く、又負の第2レンズ群と正の第3
レンズ群の間隔を最も小さく、さらに負の第4レンズ群
、正の第5レンズ群、負の第6レンズ群が各々最も接近
した状態に配置して全体的に見ると、テレフォトタイプ
が強い構成としてレンズ全長の短縮化を図っている。
次にレンズ外径のコンパクト化について説明する。一般
に広角を含む高倍ズームレンズで最も外径の大きなレン
ズ群は第1レンズ群である。ここで第1図に示すように
第1レンズ群の外径を決定する要素として、広角端にお
ける軸外光線と、望遠端における軸上F No光線があ
る。開放FナンバーをFN6、軸上FNo光線の径をD
、全系の焦点距離をfとしたとき FN、=− なる式が成り立ち、望遠端における第1レンズ群の有効
径は軸上FNo光線の通の高さによって自動的に決定さ
れる。ところが、広角域を含む広角端における有効径は
第1レンズ群に入射する軸外光線に依存しておりこの光
線の傾きが非常に大きいために、広角端における軸外光
束を確保しつつ第1レンズ群の外径を小さく押えること
が困難となっている。これに対して本実施例においては
第1レンズ群と第2レンズ群の合成の負の屈折力を強く
して、すなわち、第2レンズ群の負の屈折力を強くして
いる。又、広角端におけるレンズ間隔I)2wをできる
だけ小さくして軸外光線ができるだけ第1レンズ群の近
い位置を通るようにしている。
ところで、第2レンズ群の負の屈折力を強くすると、特
に広角端においてレンズ系がレトロタイプとなり、必要
以上にバックフォーカスが長くなってしまい、光学全長
(第1レンズ面から像面までの距離)が長(なる傾向に
なる。
そして、本発明においては、望ましくは第2レンズ群と
第6レンズ群の焦点距離を各々f2、f6、望遠端にお
ける全系の焦点距離をfTとしたとき0.1 < l 
f、 l /fT< 0.5       ・・・(1
)あるいは又 1.5 < l f、/f21 < 6.0     
   ・・・(2)なる条件を満足させるような負の屈
折力を第2レンズ群と第6レンズ群にもたせることによ
って、この傾向を打ち消し、全長のコンパクト化を図っ
ている。又レンズ間隔Dxwを小さくすることは、第2
レンズ群、3レンズ群の空気間隔のズーミングによる移
動量を小さくすることを意味し、第3レンズ群の変倍効
果が小さくなってしまうが、本発明においては、レンズ
全系を6群構成とし、特に第2レンズ群以後の各群に変
倍作用を分担させることにより、高倍化を図っている。
条件式(1)は、テレ端の全系の焦点距離に対する第6
レンズ群の焦点距離を規定するものであり、下限値を越
えて第6レンズ群の屈折力が強くなると、収差、特に望
遠端でのデイスト−ジョンが悪化し、上限値を越えると
、第6レンズ群の変倍作用が小さくなるために、全系の
変倍比を満足するために各群の移動量が増加し、全長が
長くなって好ましくない。そして尚望ましくはD s 
w > D 5 Tなる条件を満足させると実によい。
条件式(2)は、第2レンズ群の焦点距離に対する第6
レンズ群の焦点距離を規定するものであり、下限値を越
えて第6レンズ群の屈折力が強くなるとレンズ系全体と
してテレフォトタイプの傾向が強くなるため、全長は短
くなるが必要なバックフォーカスを確保することが困難
となり、上限値を越えると、レンズ系全体としてレトロ
タイプの傾向が強(なるために、全長が増大して好まし
くない。
又、本発明において望ましくは更に以下の条件式を満足
させるとよい。
0.26 < f1/fT< 0.88       
・・・(3)0.11 < l f21 /fT < 
0.31     ・・・(4)0.08 < f、/
fT< 0.3        ・・・(5)尚、f2
、f、はそれぞれ第1レンズ群、第5レンズ群の焦点距
離である。
更に望ましくは以下の条件式を満足するとよい。
1.1 < f、/ l f21  < 3.7   
      ・・・ (6)0.15< (D、アーD
、W) /fア〈0.3   ・・・(7)0.07 
< (D、 −D2T) / fT< 0.2   ・
・・(8)尚、f、は、第3レンズ群の焦点距離である
。
又、第2レンズ群は、少なくとも2枚の負レンズと少な
くとも1枚の正レンズを有し、最も物体側のレンズは負
レンズで、この負レンズの物体側と像面側の曲率半径を
rx+、r2□とした時l r22/ r21 l <
 0.23       − (9)を満足するのがよ
い。
又、第5レンズ群は、少なくとも2枚の正レンズと、少
なくとも1枚の負レンズを有し、最も物体側の面は物体
側に凹面を向けて構成するとよい。
次に前述した条件式の意味について説明する。
条件式(3)は、望遠端における全系の焦点距離に対す
る第1レンズ群の焦点距離を規定するものであり、下限
値を越えて第1レンズ群の正の屈折力が強くなると、全
長の短縮には有利であるが、広角側における軸外光束を
確保するために、第1レンズ群のレンズ外径が大きくな
り、さらに収差補正が困難となる。上限値を越えて、第
1レンズ群の正の屈折力が弱くなると、第1レンズ群の
レンズ外径は小さくなるが、全長が長くなり、好ましく
ない。
条件式(4)は、条件式(3)もとで、第1レンズ群の
焦点距離に対する第2レンズ群の焦点距離を規定するも
のであり、下限値を越えて第2レンズ群の負の屈折力が
強くなると、第1レンズ群のレンズ外径は小さくできる
が、バックフォーカスが必要以上に長くなり、全長が長
くなってしまう。さらに、第2レンズ群で発生する諸収
差、特に球面収差や歪曲をバランスよく補正するのが困
難となる。上限値を越えて第2レンズ群の負の屈折力が
弱くなると、収差補正上は好ましいが、第1レンズ群の
レンズ外径が増大しコンパクト化の達成が困難となる。
条件式(5)は望遠端における全系の焦点距離に対する
第5レンズ群の焦点距離を規定するものである。下限値
を越えて第5レンズ群の屈折力が強くなると、第5、第
6レンズ群のレンズ外径のコンパクト化には有利である
が、第5レンズ群で発生する諸収差が大きくなりすぎて
、これを他の群で補正することが困難となる。上限値を
越えて第5レンズ群の正の屈折力が弱くなると、第5、
第6レンズ群のレンズ外径が増大し、又レンズ全長も長
くなってしまい、好ましくない。
条件式(6)は、第2レンズ群の焦点距離に対する第3
レンズ群の焦点距離を規定するものであり、下限値を越
えて、第3レンズ群の正の屈折力が強くなると、レンズ
全長及び、第4.5.6レンズ群レンズ外径のコンパク
ト化には有利であるが、第3レンズ群で発生する諸収差
が大きくなり、これを補正することが困難となる。上限
値を越えて、第3レンズ群の正の屈折力が弱くなると、
レンズ全長及び、第4.5.6レンズ群レンズ外径が増
大し好ましくない。
条件式(7)は望遠端の焦点距離に対する、第1.2レ
ンズ群の間の空気間隔の望遠端と広角端の差、すなわち
、ズーミングにおける第1、第2レンズ群の間の間隔変
化量を規定するものであり、下限値を越えて間隔変化量
が小さくなると、第2レンズ群の変倍効果が小さくなり
、所定の変倍比を得るために、他の群の間の空気間隔を
大きく変化させる必要が生じ、広角端において、このた
めのスペースをとっておくために、広角端におけるレン
ズ全長が増大してしまう。上限値を越えて間隔変化量が
大きくなると、第2レンズ群の変倍効果は大きくなり、
高倍化には有利であるが、望遠端において、十分な軸外
光束を確保しようとすると、第1レンズ群または、第4
.5.6レンズ群のレンズ外径が増大してしまう。
条件式(8)は望遠端の焦点距離に対する、第2.3レ
ンズ群の間の空気間隔の広角端と望遠端の差、すなわち
、ズーミングにおける第2.3レンズ群の間の間隔変化
量を規定するものである。
下限値を越えて間隔変化量が小さくなると、第1レンズ
群のレンズ外径の小型化には有利であるが、所定の変倍
比を得るために、第4.5レンズ群の間の空気間隔を大
きく変化させる必要が生じ、このスペースを広角端にお
いてあらかじめ確保せねばならず、第4レンズ群と第5
レンズ群との間隔が広角端で広くなり、軸外光束を確保
するために、第5レンズ群のレンズ外径が増大してしま
う。上限値を越えて間隔変化量が大きくなると、高倍化
には有利であるが、広角端における第2.3レンズ群の
間隔が広くなることを意味し、軸外光束を確保するため
に、第1レンズ群のレンズ外径が太き(なり好ましくな
い。
さらに、第2レンズ群は、望遠端における令孫の焦点距
離に比べ強い負の屈折力を有するレンズ群である。この
ため、第2レンズ群で発生する諸収差を小さくするため
には、第2レンズ群を少なくとも2枚の負レンズと少な
くとも1枚の正レンズで構成し、特に最も物体側に負レ
ンズの条件式(9)を満足させるのがよい。条件式(9
)は、第2レンズ群の最も物体側のレンズの曲率半径の
比を規定したものであり、上限値を越えてr22がr2
tに比べゆるくなることは、前記負レンズの負の屈折力
が弱くなることを意味し、このため、第2レンズ群に所
定の屈折力を持たせるために、他の負レンズの曲率半径
がきつくなってしまうか、レンズ枚数の増加につながり
、前者の場合、諸収差の発生が著しくなり、後者の場合
第2レンズ群が厚くなり、そのため広角側における軸外
光束を確保するために第1レンズ群のレンズ外径が増大
してしまう。
ところで、本実施例においては、第1レンズ群の径を小
さくするとともに、至近距離までフォーカスできるよう
に負の屈折力を有する第6レンズ群を光軸に沿って移動
させてフォーカシングを行っている。本実施例において
は、広角端から望遠端へのズーミングに際しても第6レ
ンズ群を物体側に移動させているが、このことにより、
フォーカシングレンズ群である。第6レンズ群の敏感度
を望遠側で大きくしてフォーカシングのための繰り出し
量が第6レンズ群をズーミングの時に固定した場合に比
べて小さくなるようにしている。
そして本実施例では、第6レンズ群の焦点距離をfい広
角端における無限物体に対してフォーカスしたときの最
終レンズ面から像面までの距離をDsw、又望遠端にお
ける無限物体に対してフォーカスした時の最終レンズ面
から像面までの距離をI)atとした時 0.65 < l f61 /D6. < 2.6  
   −= (10)0.5 < D、/ l f、 
l < 2.6      ・・・(11)なる条件式
を満足させている。
条件式(10)は、物体(1)、広角端における第6レ
ンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離に対す
る第6レンズ群の焦点距離を規定するものであり、条件
式(lO)の下限値を越えて第6レンズ群の焦点距離が
短くなると、第6レンズ群の敏感度は大きくなり、広角
端フォーカシングのためのスペースが小さくなり、全長
のコンパクト化には有利であるが、第6レンズ群で発生
する諸収差、特に、球面収差が太き(なり、フォーカシ
ング時の収差変動を小さく小さく抑えることが困難にな
ってくる。条件式(10)の上限値を越えて第6レンズ
群の焦点距離が長くなると、フォーカシング時の収差変
動を小さ(なるが、レンズ系全体のテレフォトタイプの
傾向が弱まり、全長が長くなってくる。
条件式(9)は、条件式(8)の基で、第6レンズ群の
焦点距離に対する物体ω、望遠端における第6レンズ群
の最も像側の面から像面までの距離を規定するものであ
り、条件式(9)の下限値を越えて間隔DOTが小さく
なると、第6レンズ群の望遠端における敏感度が小さく
なり、フォーカス繰り出し量が増大してくる。上限値を
越えて間隔I)aTが大きくなると、第6レンズ群の望
遠端における敏感度が大きくなりフォーカス繰り出し量
は小さくできるが、オートフォーカスの際の位置決め精
度が厳しくなってくる。
尚、発明においては、少なくとも6部構成のズームレン
ズを中心として説明したが、この第6レンズ群後方にさ
らなるレンズ群を配置してもよい。
又この実施例もつけ加えておく。
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1版目のレンズ面の曲率半径、D
iは物体側より第1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1番目のレンズのガラス
の屈折率とアラへ数である。
数値実施例1 F=36〜342   FNO= 1 : 3.4〜5
.7 2ω;62■ 0〜7.26 シ  1=37.2 ν 2=  81.6 シ 3=  81.6 シ 4=  42.7 シ 5=46.6 シ 6=23.9 ν 7=  46.6 シ 8=  60.7 数値実施例2 F=36〜342   FNO= 1 : 3.4〜5
.7 2ω=62゜Kj 4=           
■ 〜72a ν  1=37.2 ν 2=  81.6 シ 3=  81.6 シ 4=42.7 シ 5=46.6 シ 6=23.9 ν 7=46.6 シ 8= 60.7 シ19=2b、4 数値実施例3 F = 36.2〜342   FNO= ]・3.4
〜57K j l =   46.873 2ω=62° 〜7.26 シ 3=81.6 シ 4=  42.7 シ 5=46.6 シ 6=23.9 ν 7=  46.6 シ 8=60.7 数値実施例4 F = 36.2〜342   FNO= 1 : 3
.4〜57コ ] ”j5”−70,130 2ω=61’  〜7゜ 1.83400          ν  1=37.
21.49700          ν 2=  8
1.61.49700          ν 3= 
 81.61.88300          ν 4
=40.81.80400          ν 5
=  46.61.69895          ν
 6=  30.11.65160         
 ν 9=  58.51.51112       
   シ10=60.51.83481       
   シ19=42.7L、80610       
   シ20=40.9i、69895       
   ν21=30.1表   1 〔発明の効果〕 以上、説明した通り、本発明によれば、コンパクトであ
りながら、高変倍比のズームレンズを提供することがで
きた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の近軸配置の概略を示した図。 第2図〜第5図は、各々数値実施例1〜4の広角端にお
けるレンズ断面図である。 第6図〜第9図は各々数値実施例1〜4の物体■におけ
る収差図であり、(A)〜(C)は各々広角端、中間、
望遠端の諸収差図であり、Sはサジタル像面、Mはメリ
デイオナル像面である。 第ろ図(A ) FW)/3.4       w=3b°      
W−36゜球面収差      非点収差      
歪曲(%)正弦条件 FNO/4.9W= Q、1’       w= q
−I”球面収差      非点収差     歪曲(
%)正弦条件 Fxo15、’I      w= 3.6”    
  w= 3.6゜正弦条件 FNO/3.4      W= 37”      
 w=31゜球面収差     非点収差     歪
曲(%)正弦条件 FNO/4.’l      W= 9.1”    
  w= 9.1’正弦条件 FNO15,7W=3.A’      VJ=3.6
’球面収差      非点収差     歪曲(%)
正弦条件 F閣/3.4       W=31”       
W=31’正弦条件 FNO/4.’?        W= 9.1’  
      W= Q、+”球面収差      非点
収差      歪曲(%)正弦条件 FWJ15、’7      W= 3.6”    
  W= 3.6”正弦条件 FNO/14       W= 30.7°    
  W=脚、デ球面収差      非点収差    
  歪曲(%)正弦条件 FNO/、5W= Q、 /’       W= 9
.1゜球面収差      非J!?収差      
歪曲(%)正弦条件 第9図(O) FNO15,7W= 3.6’        W= 
3.4’球面収差     非点収差      歪曲
(%)正弦条件

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (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、負の屈折力を有する第4レンズ群、
    正の屈折力を有する第5レンズ群、負の屈折力を有する
    第6レンズ群を有し、広角端と望遠端における前記第i
    群と前記(i+1)群の空気間隔をそれぞれdi_W、
    di_Tとした時、広角端から望遠端へのズーミングを D_1_W<D_1_T D_2_W>D_2_T D_3_W<D_3_T D_4_W>D_4_T なる条件を満足させて行うことを特徴とする高変倍ズー
    ムレンズ。 (2)前記第2レンズ群と第6レンズ群の焦点距離を各
    々f_2、f_6、望遠端における全系の焦点距離をf
    _Tとした時 0.1<|f_5|/f_T<0.5 1.5<|f_6/f_2|<6.0 なる条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の高変倍ズームレンズ。 (3)前記第1レンズ群、第2レンズ群、第5レンズ群
    の焦点距離を各々f_1、f_2、f_5、全系の望遠
    端における焦点距離をf_Tとするとき、0.26<f
    _1/f_T<0.88 0.11<|f_2|/f_1<0.31 0.08<f_5/f_T<0.3 なる条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の高変倍ズームレンズ。 (4)前記第3レンズ群の焦点距離をf_3とした時1
    .1<f_3/|f_2|<3.7 0.15<(D_1_T−D_1_W)/f_T<0.
    30.07<(D_2_W−D_2_T)/f_T<0
    .2なる条件式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。 (5)前記第6レンズ群を移動させてフオーカシングを
    行うことを特徴とする特許請求の範囲第 項記載の高変
    倍ズームレンズ。
JP2316249A 1990-11-20 1990-11-20 高変倍ズームレンズ Expired - Lifetime JP2744348B2 (ja)

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