JPH04186213A - 高変倍ズームレンズ - 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〕 本発明は一眼レフレックスカメラやビデオカメラ等に好
適なズームレンズ、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で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１−１９１８１９号公報では
、が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がった。

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。

〔問題点を解決するだめの手段及び構成〕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
の屈折をそれぞれｄｉｗ、ｄｌＴとした時、広角端から
望遠端へのズーミングを り、ｗ＜Ｄ、よ り　２Ｗ　＞　Ｄ　２Ｔ Ｄ　！Ｗ　＜　Ｄ　３□ Ｄ　４ｗ　＞　Ｄ　（Ｔ なる条件を満足させて行うとともに、以下の条件式を満
足することである。

０．２６＜ｆ、／ｆ工＜０．８８　　　−　（１）０．
１１＜　ｌ　ｆ、ｌ／ｆ、＜０．３１−　（２）０．０
８＜ｆ５／ｆＴ＜０．３　　　　　・・（３）尚ｆ、、
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。又ｆ□は望遠端における全系の焦点距離である
。

〔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
どって光軸上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、□）が
負となるようにしている（ｆ、２＜Ｏ）。文集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、さらに正の第５レンズ
群、負の第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
が強い構成となっており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ＦＮｏ光線がある
。開放ＦナンバーをＦＮｏ、軸上Ｆ９゜光線の径をＤ、
全系の焦点距離をｆとしたとき ＦＮ０＝− 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■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Ｄ２Ｗをできるだ
け小さくして軸外光線ができるだけ第１レンズ群の低い
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）が長くなる傾向に
なる。

次に本発明に関する条件式の意味を説明する。

条件式（１）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（なり好ましくない。

条件式（２）は、条件式（１）のもとで、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
や歪曲をバランス良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（３）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、またレンズ全長
も長くなっていまい、好ましくない。尚、望ましくはＤ
　ｓ　ｗ　＞　Ｄ　５　丁なる条件式を満足させるよう
に第６レンズ群を移動させるとよい。

以上の構成で本発明の目的は達成できるが、更に望まし
くは以下の条件式を満足するとよい。

１．１　＜　ｆｓ／　ｌ　ｆ２１　＜　３．７　　　　
　　　　・・・（４）０．１５　＜　（ＤＩＴ　−Ｄ、
ｗ）　／ｆ、　＜　０．３　　−（５）Ｑ、Ｑ７　＜　
（Ｄ２Ｗ　　Ｄ２ア）　／ｆｔ　＜　０．２　　　・・
・（６）尚、ｆ３は、第３レンズ群の焦点距離である。

条件式（４）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、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か弱（なると、レ
ンズ全長及び第４、第５、第６レンズ群のレンズ外径が
増大し、好ましくない。

条件式（５）は望遠端の焦点距離に対する、第１、第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（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レンズ群又は、第４、第
５、第６レンズ群のレンズの外径が増大してしまう。

条件式（６）は望遠端の焦点距離に対する、第第２、第
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、第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、
第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
ズ群のレンズの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、第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
のレンズ外径が大きくなり好ましくない。

さらに、第２レンズ群は、望遠端における全系の焦点距
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
ンズの物体側と像側の曲率半径をｒ２１、ｒ２□とした
時にｌｒ２□／ｒ２□１＜　０．２３　　　　　　　・
・・（７）を満足させるのが良い。条件式（７）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ｒ２１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
をも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。

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板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νｌは各々物体側より順に第１番目のレンズのガラス
の屈折率とアツベ数である。

数値実施例１ Ｆ　＝　３６〜３４２．５　　　ＦＮＯ＝　１　：　３
．４〜５．７　　２　ω＝　ｊバ、ｖａ＝　　　ｌｊｂ
、Ｕｅ＋Ｆ＋　　　　　Ｄ３３　＝　　　３．００　　
　　　Ｎ＋　９＝　１．７８４７２Ｒ３４＝ ３２°　〜７．２’ 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　９＝７０．２ ν１０＝２３．９ ν１９＝２５．７ 数値実施例２　　　− Ｆ　＝　３６〜３４１．９　　　ＦＮＯ＝　１　：　３
．４〜５．７２ω＝６２°　〜７．２゜ ν　３＝６４．１ ν　４＝　　４２．７ シ　５＝　４６．６ シ　６＝２３．９ ν　７＝４６．６ シ　８＝６３．４ 数値実施例３ Ｆ＝３６〜３４１．６　　　ＦＮＯ＝ｌ：３．４〜５．
７　　２ω＝６２６）ににｄ＝＝　　　　　　４ｔ１．
１５ｊ〜７．２’ 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　Ｂ＝６０．７ シ　９＝７０．２ ν１０＝２３．９ 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、高性能、高変倍比のズームレンズを提供するこ
とができる。

【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４図は、各々数値実施例１〜３の広角端にお
けるレンズ断面図である。 第５図〜第７図は各々数値実施例１〜３の物体■におけ
る収差図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各々広角端、中間、
望遠端の収差図であり、図中Ｓは朴ごタル像面、Ｍはメ
リデイオナル像面である。 第す図（Ａ） ＦＮＯ／３．４　　　　　　　　　　　Ｗ二３１９　　
　　　　　　　　Ｗ＝３１’球面収差　　　　　非点収
差　　　　　歪曲（％）正弦条件 Ｆｈｏ１４．’？Ｚ　　　　　　ｗ＝　’？、／’　　
　　　　ｗ＝　９．７’正弦条件 第５図（Ｃ） ＦＮＯ１５、’１５　　　　　　　　　　Ｗ＝３．６’
　　　　　　　　　　ＶＪ＝３．６’球面収差　　　　
　　非出収差　　　　　歪曲（％）正弦条件 ＦＮＯ／３．４　　　　　　　Ｗ＝３１’　　　　　　
　Ｗ＝：３１’正弦条件 第６図（８） ＦＮＯ／４．ＢＺ　　　　　　　Ｗ＝　ｑ、　／’　　
　　　　　Ｗ＝　９．　／’球面収差　　　　　　非点
収差　　　　　　歪曲（％）正弦条件 ＦＮｏ／、５．７　　　　　　　ＶＪ＝３．６”″　　
　　　　Ｗ＝　３．６’球面収差　　　　　　非点収差
　　　　　　歪曲（％）正弦条件 ＦＮＯ／３．４４　　　　　　　Ｗ＝３７’　　　　　
　　　Ｗ＝３＋″球面収差　　　　　非点収差　　　　
　歪曲（％）正弦条件 ＦＮＯ／４．’？２　　　　　　Ｗ＝　９．１°　　　
　　　Ｗ＝９．１゜正弦条件 ＦＮＯ１５，’ｌ　　　　　　　Ｗ＝　３、ｌ）’　　
　　　　　Ｗ＝３．６゜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、行うとともに、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、全点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 なる条件を満足することを特徴とする高変倍ズームレン
   ズ。 （２）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＜０．３
   ０．０７＜（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項記載の高変倍ズームレンズ。