JPH06123836A - 防振機能を備えたズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】防振機能を備えかつ小型で高性能な望遠ズーム
レンズの提供。 【構成】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ
群Ｇ₁ と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ₂ と、負の
屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ₃ と、正の屈折力を持つ第
４レンズ群Ｇ₄ と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ₅
とを有し、広角端から望遠端への変倍時には、第１レン
ズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ の間隔が増大し、第２レン
ズ群Ｇ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ の間隔は線形ないしは非線
形に変化し、第４レンズ群Ｇ₄ と第５レンズ群Ｇ₅ の間
隔が減少するようにレンズ群が移動するズームレンズに
おいて、第３レンズ群Ｇ₃ に光軸を垂直に横切って動か
すための変位手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は35mm写真用レンズ、特に
望遠ズームレンズの防振方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、特開平１−189621号公報、特開
平１−191112号公報、特開平１−191113号公報のように
２群以上のレンズ群で構成されるズームレンズの任意の
レンズ群で防振のために光軸を横切って変位させて補正
するものや特開平１−284823号公報の様に、ズーミング
の際に固定された第１レンズ群中の一部のレンズ群で補
正するものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の技術は、一眼レフ用に充分なバックフォーカ
スが取れないこと、大きなズーム比が実現できないこと
などの欠点を有し、35mm写真用の小型で高性能な一眼レ
フ用レンズ、特に35mm写真用の望遠ズームレンズに対し
不適であった。

【０００４】従って、本発明は防振機能を備え、かつ小
型で高性能な望遠ズームレンズの提供を目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記の問題点を解決するた
め、本発明では、物体側より順に、正の屈折力を持つ第
１レンズ群Ｇ₁ と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ₂
と、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ₃ と、正の屈折力
を持つ第４レンズ群Ｇ₄ と、負の屈折力を持つ第５レン
ズ群Ｇ₅ とを有し、広角端から望遠端への変倍時には、
第１レンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ の間隔が増大し、
第２レンズ群Ｇ₂ と第３レンズ群Ｇ₃の間隔は線形ない
しは非線形に変化し、第４レンズ群Ｇ₄ と第５レンズ群
Ｇ₅ の間隔が減少するようにレンズ群が移動するズーム
レンズにおいて、第３レンズ群Ｇ₃ を光軸とほぼ直交す
る方向に移動させて防振するための変位手段を設けてい
る。

【０００６】

【作用】本発明は、35mm判写真用の望遠ズームレンズに
適するように、基本的には正負負正負の５群構成から成
るズームレンズを採用している。以下に、このタイプの
ズームレンズの特徴及び利点について簡単に説明を行
う。本発明は、正負負正負の５群構成という多群構成の
特徴を充分に生かしたコンパクトで結像性能に優れ、か
つ高倍率化に適用できる望遠ズームレンズが達成でき
る。このタイプのズームレンズは、全長を短縮でき、特
に広角端において全長を短縮することができる。そして
多群構成であることから、レンズ群の動きかたの自由度
を含め、収差補正の自由度が多いためズーム比が大きく
ても優れた結像性能を得ることができる。特に本発明の
ような、広角端において全長が短く、望遠端へのズーミ
ングによる変倍時に全長が伸びるタイプのズームレンズ
は、４群アフォーカルタイプのような従来の望遠ズーム
レンズと比較して、広角端における全長及びズームレン
ズ全体の重量を減ずることができる。また、広角端にお
ける各レンズ群を通る光線の高さも小さくなるので、各
レンズ群における収差の発生が小さくなり、特に広角側
の収差補正の際に有利になる。更に、群数が多いため、
屈折力配分の選び方の自由度が増し、一眼レフ用に充分
なバックフォーカスが容易に得られる。

【０００７】一般的に、望遠ズームレンズは、第１レン
ズ群が最も大型のレンズ群であり、フォーカシング時に
繰り出されることが多い。このため、第１レンズ群を防
振のため光軸に対し変位する補正光学系にすることは、
保持機構及び駆動機構が大型化し好ましくない。従っ
て、本発明における正負負正負タイプも同様に、第１レ
ンズ群を防振補正光学系にするのは好ましくない。また
本発明の第５レンズ群のように変倍時の光軸方向の移動
量の大きいレンズ群も機構が複雑になるため好ましくな
い。

【０００８】然るに、開口絞り近くのレンズ群は、各画
角の光線束が密に集まっているためレンズ径が比較的小
さい。そこで、このような群を光軸に対し変位する補正
光学系にすることは、保持機構及び駆動機構の小型化に
好都合であり、収差的にも中心部と周辺部の画質の変化
に差をつけずに像位置の補正が可能である。このような
５群系ズームタイプにおいて、開口絞りを第３レンズ群
ないしは第４レンズ群に置くことが収差の補正上有利で
ある。

【０００９】以上より、本発明はレンズ系全体の小型化
のため、防振を行うための変位手段を第３レンズ群に設
け、第３レンズ群の機構が複雑にならないよう、開口絞
りは第４レンズ群に設けた。そして防振駆動機構を簡単
にするためにも防振補正は、光軸に対しほぼ直交する方
向に第３レンズ群を移動することが好ましい。また防振
のため光軸を横切ってレンズ群が変位する際、開口絞り
とは別に、光軸上に固定のフレア絞りを設ければ、不用
な光線を遮蔽するのに、より効果的である。

【００１０】更に、上記構成において以下の条件式を満
足することが好ましい。 0.3＜ｆ₁ ／（ｆ_W ・ｆ_T ）^1/2 ＜1.5 （１） 0.3＜ ｆ₂ ／ｆ₃ ＜５ （２） 0.8＜ ｜ｆ₃ ｜／ｆ_W ＜２ （３） 以下に、条件式（１）〜（３）について説明を行う。

【００１１】条件式（１）はズームレンズの広角端の焦
点距離ｆ_W と望遠端の焦点距離ｆ_T及び第１レンズ群Ｇ
₁ の焦点距離ｆ₁ に関して、適切な範囲を定めたもので
ある。条件式（１）の上限を越えると、望遠端での全長
が長くなりコンパクト化に反するのは勿論のこと、望遠
端の周辺光量不足や前玉径の増大を招き、好ましくな
い。尚、上限を1.0 以下にすればより本発明の効果を発
揮することができる。逆に条件式（１）の下限を越える
と、第１レンズ群Ｇ₁ の焦点距離ｆ₁ が小さくなりすぎ
て望遠端の球面収差が補正不足の傾向になり、ズーミン
グによる変倍時の像面湾曲の変動が甚大となる。また、
第２レンズ群Ｇ₂ 以降のレンズ系による望遠端での結像
倍率の大きさが過大となり、第１レンズ群Ｇ₁ で発生し
た軸上色収差が拡大されてしまい、良好な結像性能は得
られない。尚、さらに良好な結像性能を得るためには、
下限を0.6 以上にすることが好ましい。

【００１２】条件式（２）は第２レンズ群Ｇ₂ の焦点距
離ｆ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ の焦点距離ｆ₃ から適切な屈
折力の割合を定めた条件である。条件式（２）の上限を
越えると、第３レンズ群Ｇ₃ の焦点距離ｆ₃ が短くなり
すぎ、ズーミングによる変倍時のコマ収差の変動が大き
くなり、望遠端の歪曲が負側に大きく移動する。また、
広角端で負の下コマが発生し、望遠端の球面収差が正側
に補正過剰になりがちになり、良好な結像性能は得られ
ない。尚、上限を３以下にすれば、より良好な結像性能
が得られる。逆に条件式（２）の下限を越えると、第２
レンズ群Ｇ₂ の焦点距離ｆ₂ が短くなりすぎ、ズーミン
グによる変倍時のコマ収差の変動が大きくなり、望遠端
の歪曲が正側に大きく移動する。また、広角端に正の下
コマが発生し、望遠端の球面収差が補正過剰になりがち
である。従って、良好な結像性能は得られない。

【００１３】条件式（３）は第３レンズ群Ｇ₃ の焦点距
離ｆ₃ の大きさを広角端での全系の焦点距離ｆ_W に関し
て適切な割合を定めたものである。条件式（３）の上限
を越えると、第３レンズ群Ｇ₃ の焦点距離ｆ₃ が長くな
りすぎ、例えば、条件式の説明をするにあたり、便宜の
ために第４レンズ群Ｇ₄ 以降を一定の状態と考えた場
合、広角端での充分なバックフォーカスの確保が難し
く、またズーミングによる変倍時の像面湾曲とコマ収差
の変動が大きくなりすぎて不都合である。また、第３レ
ンズ群Ｇ₃ で防振を行うため、光軸を横切って変位する
量が大きくなり、機構の大型化や複雑化に成りやすく不
都合である。逆に、条件式（３）の下限を越えると、第
３レンズ群Ｇ₃ の焦点距離が短くなりすぎ、例えば、便
宜のために第４レンズ群Ｇ₄ 以降を一定の状態と考えた
場合、広角端の全長が長くなり、第５レンズ群Ｇ₅ のレ
ンズ径が大きくなるため不都合である。また、第３レン
ズ群Ｇ₃ が防振群のため、光軸を横切って変位する量が
小さくなるため、その変位の位置制御が難しくなり不都
合である。

【００１４】更に、広角端での第３レンズ群Ｇ₃ と第４
レンズ群Ｇ₄ との間隔をDw_3-4 とする時、以下の条件を
満たすことが望ましい。 0.25＜Dw_3-4 ／ｆ_W ＜0.65 （４） 例えば、便宜のために第５レンズ群Ｇ₅ を一定の状態と
考えた場合、条件式（４）の上限を越えると、球面収差
とコマ収差が甚大となり、その補正が難しくなる。その
上、第５レンズ群Ｇ₅ のレンズ径が大きくなり、全長も
長くなるため不都合である。逆に、下限を越えると、ズ
ーミングによる変倍をするために必要な空間の確保が難
しくなり、高倍率化に向かない。さらに広角端におい
て、外向性のコマ収差が発生しバックフォーカスの確保
も困難になり不都合である。

【００１５】そして、更に第３レンズ群Ｇ₃ の広角端で
の使用倍率をβ_W3、望遠端での使用倍率をβ_T3としたと
き、 −20＜β_T3／β_W3＜10 （５） を満たすことが望ましい。条件式（５）の範囲を越える
と、諸収差の変動、特に像面湾曲の変動が過大となり不
都合である。

【００１６】さらに良好な性能を得るためには、第３レ
ンズ群Ｇ₃ を構成するレンズの平均 レンズ群Ｇ₃ を構成する各レンズ成分の屈折率を
ｎ₁ ....ｎ_L と、屈折力（＝焦点距離の逆数）を
ψ₁ ....ψ_L としたとき、以下の式で求められる。 を満たすことが望ましい。また、第３レンズ群Ｇ₃ の最
も物体側の面の曲率半径をＲ₃₁としたとき、 Ｒ₃₁＞−200 （８） を満たすことが望ましい。

【００１７】

【実施例】本発明による各実施例は、物体側より順に正
の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ₁と、負の屈折力を持つ
第２レンズ群Ｇ₂ と、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ
₃と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ₄ と、負の屈折
力を持つ第５レンズ群Ｇ₅とから構成している。

【００１８】そして、広角端から望遠端への変倍時に
は、第１レンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ の間隔が増大
し、第２レンズ群Ｇ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ の間隔は線形
ないしは非線形に変化し、第４レンズ群Ｇ₄ と第５レン
ズ群Ｇ₅ の間隔が減少するようにレンズ群が移動し、第
３レンズ群Ｇ₃ を光軸とほぼ直交する方向に移動させて
防振を行うための変位手段を設けている。

【００１９】以下に、本発明による各実施例について説
明する。 〔実施例１〕図１は、実施例１のレンズ構成図であり、
物体側から順に、負メニスカスレンズ、両凸正レンズか
らなる第１レンズ群Ｇ₁ と、両凹負レンズと両凸正レン
ズとの貼合わせレンズの第２レンズ群Ｇ₂ と、両凹負レ
ンズの第３レンズ群Ｇ₃ と、両凸レンズ、両凸レンズと
負メニスカスレンズの貼合わせレンズからなる第４レン
ズ群Ｇ₄ と、両凸レンズ、両凹レンズからなる第５レン
ズ群Ｇ₅ から構成している。

【００２０】以下の表１に、本発明の実施例１の諸元の
値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、Ｆ_NOは
Ｆナンバー、 2ωは画角を表す。そして、左端の数字は
物体側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄ
はレンズ面間隔、屈折率ｎ及びアッベ数νはｄ線（λ=5
87.6nm）に対する値である。

【００２１】

【表１】 実施例１の諸元値 ｆ＝８２〜１９６ Ｆ_NO＝４．６〜５．７ ２ω＝２９．６６〜１２．１６° （変倍における可変間隔） ｆ 82.0000 135.0000 196.0000 D0 ∞ ∞ ∞ d 4 2.1562 23.7506 39.4991 d 7 4.1898 2.7190 8.8577 d 9 24.9438 14.6750 2.8315 d14 22.0952 12.2404 2.1968 d18 43.0664 64.6608 80.4093 （条件対応値） ｆ₁ ＝111.021 、ｆ_W ＝82、ｆ_T ＝196 ｆ₂ ＝−145.113 ｆ₃ ＝−75.564 Ｄ_W3-4＝24.9438 β_W3＝−0.2444、β_T3＝−1.8630 Ｒ₃₁＝−250.166 （防振データ） 広角端 望遠端 第３レンズ群の 光軸垂直方向の移動量(mm) 0.198 0.350 像の移動量(mm) 0.2 0.5 図２、図３は、それぞれ実施例１の広角端での諸収差
図、望遠端状態での諸収差図を示す。各収差図から明ら
かなように、本実施例は、諸収差が良好に補正されてい
ることが判る。

【００２２】そして各収差図においてＦNOをＦナンバ
ー、Ｙを像高、D をｄ線（λ=587.6nm）として示してい
る。また、非点収差を示す収差図中の実線はサジタル像
面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。 〔実施例２〕図４は、実施例２のレンズ構成図であり、
物体側から順に、負メニスカスレンズ、両凸正レンズか
らなる第１レンズ群Ｇ₁ と、両凹負レンズと両凸正レン
ズとの貼合わせレンズの第２レンズ群Ｇ₂ と、両凹負レ
ンズの第３レンズ群Ｇ₃ と、両凸正レンズ、両凸正レン
ズと負メニスカスレンズの貼合わせレンズからなる第４
レンズ群Ｇ₄ と、像側に強い凸を持つ正レンズと両凹レ
ンズの貼合わせレンズからなる第５レンズ群Ｇ₅ から構
成している。

【００２３】実施例２は、先に説明した実施例１とほぼ
同様の構成であるが，各群の屈折力及び形状等が異なっ
ている。以下の表２に、本発明の実施例２の諸元の値を
掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、Ｆ_NOはＦナ
ンバー、 2ωは画角を表す。そして、左端の数字は物体
側からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレ
ンズ面間隔、屈折率ｎ及びアッベ数νはｄ線（λ=587.6
nm）に対する値である。

【００２４】

【表２】実施例２の諸元値 ｆ＝８２〜１９６ Ｆ_NO＝４．６２〜５．７ ２ω＝２９．２４〜１２．０８° （変倍における可変間隔） ｆ 82.0000 135.0000 196.0000 D0 ∞ ∞ ∞ d 4 2.8064 24.7099 39.9550 d 7 2.9810 .5461 7.4257 d 9 24.5298 14.9373 2.7893 d14 23.3891 13.5130 3.5363 d17 40.6047 62.50817 77.7533 （条件対応値） ｆ₁ ＝107.913 、ｆ_W ＝82、ｆ_T ＝196 ｆ₂ ＝−179.085 ｆ₃ ＝−70.823 Ｄ_W3-4＝24.5298 β_W3＝−0.4285、β_T3＝−3.4888 Ｒ₃₁＝−300.511 （防振データ） 広角端 望遠端 第３レンズ群の 光軸垂直方向の移動量(mm) 0.188 0.341 像の移動量 0.2 0.5 図５、図６は、それぞれ実施例２の広角端での諸収差
図、望遠端状態での諸収差図を示す。各収差図から明ら
かなように、本実施例は、諸収差が良好に補正されてい
ることが判る。

【００２５】そして各収差図においてＦNOをＦナンバ
ー、Ｙを像高、D をｄ線（λ=587.6nm）として示してい
る。また、非点収差を示す収差図中の実線はサジタル像
面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
尚、各実施例において充分に変倍範囲が取れ、収差的に
も充分補正が出来る場合は、第２レンズ群Ｇ₂ をズーミ
ング中固定にしても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば防振機能を備え、かつ小
型で高性能な望遠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】

【図１】本発明による実施例１のレンズ構成図

【図２】本発明による実施例１の広角端での収差図

【図３】本発明による実施例１の望遠端での収差図

【図４】本発明による実施例２のレンズ構成図

【図５】本発明による実施例２の広角端での収差図

【図６】本発明による実施例２の望遠端での収差図

【符号の説明】

Ｇ₁ ・・・・第１レンズ群 Ｇ₂ ・・・・第２レンズ群 Ｇ₃ ・・・・第３レンズ群 Ｇ₄ ・・・・第４レンズ群 Ｇ₅ ・・・・第５レンズ群 Ｓ ・・・・絞り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レ
   ンズ群Ｇ₁ と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ₂ と、
   負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ₃ と、正の屈折力を持
   つ第４レンズ群Ｇ₄ と、負の屈折力を持つ第５レンズ群
   Ｇ₅ とを有し、広角端から望遠端への変倍時には、前記
   第１レンズ群Ｇ₁ と前記第２レンズ群Ｇ ₂ の間隔が増大
   し、該第２レンズ群Ｇ₂ と前記第３レンズ群Ｇ₃ の間隔
   は線形ないしは非線形に変化し、前記第４レンズ群Ｇ₄
   と前記第５レンズ群Ｇ₅ の間隔が減少するようにレンズ
   群が移動するズームレンズにおいて、 前記第３レンズ群Ｇ₃ を光軸とほぼ直交する方向に移動
   させて防振するための変位手段を設けたことを特徴とす
   る防振機能を備えたズームレンズ。
2. 【請求項２】前記第１レンズ群Ｇ₁ の焦点距離をｆ₁ 、
   第２レンズ群Ｇ₂ の焦点距離をｆ₂ 、第３レンズ群Ｇ₃
   の焦点距離をｆ₃ 、広角端での全系の焦点距離をｆ_W 、
   望遠端での全系の焦点距離をｆ_T としたとき、以下の条
   件を満足することを特徴とする請求項１記載の防振機能
   を備えたズームレンズ。 0.3＜ｆ₁ ／（ｆ_W ・ｆ_T ）^1/2 ＜1.5 （１） 0.3＜ ｆ₂ ／ｆ₃ ＜５ （２） 0.8＜ ｜ｆ₃ ｜／ｆ_W ＜２ （３）
3. 【請求項３】 前記第３レンズ群Ｇ₃ が防振のため光軸
   とほぼ直交する方向に移動する際、光軸上に固定のフレ
   ア絞りを有することを特徴とする請求項１乃至請求項２
   記載の防振機能を備えたズームレンズ。