JPH06130330A - 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４レンズ群Ｇ₄ を光軸とほぼ直行する方向に
移動させて防振するための変位手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は35mm判写真用レンズ、特
に望遠ズームレンズの防振機能に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ブレの補正を行うために防振
機能を有する光学系の提案が数多く成されている。例え
ば、特開平１−189621号公報や特開平１−191112号公報
及び特開平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において、任意のレンズ群
を防振のために光軸と直交する方向に移動させて補正す
るものや、特開平１−284823号公報のようにズーミング
の際、固定の第１レンズ群中の一部のレンズ成分を光軸
に対して垂直方向に移動させてブレを補正するものであ
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如
き従来の技術では、一眼レフ用に充分なバックフォーカ
スを得られないこと、大きなズーム比が実現できない等
の欠点を有しており、35mm判写真用の一眼レフ用レン
ズ、特に小型で高性能な望遠ズームレンズに対して不適
であった。

【０００４】そこで本発明は、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】上記問題点を解決するため
に本発明は、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 と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Ｇ
₅ 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４レンズ群Ｇ₄ 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比較的大きなズーム比を得
ようとする場合、収差補正上、第４レンズ群に開口絞り
をおくことが好ましい。

【０００９】従って、本発明のようなズームタイプにお
いて第４レンズ群を補正群とすることが好ましく、また
防振駆動機構を簡単にするために、第４レンズ群を光軸
に対して、ほぼ直交する方向に移動させることにより防
振補正を行なうことが好ましい。このとき開口絞りは、
不要な光線を遮蔽するようために光軸上に固定されてい
ることが望ましい。

【００１０】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。尚、機構の複雑化を避けるために、余りズー
ム比が大きくない場合は、開口絞りを第３レンズ群にお
き、第４レンズ群の機構を簡単にしても良い。

【００１１】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） 0.25 ＜Ｄ_W3-4／ｆ_W ＜0.8 （２） 0.6＜ｆ₄ ／｜ｆ₅ ｜＜1.2 （３） 以下に条件式（１）〜（３）について説明を行う。

【００１２】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。

【００１３】条件式（２）は、広角端での第３レンズ群
Ｇ₃ と第４レンズ群Ｇ₄ との間隔Ｄ _W3-4を規定する条件
である。条件式の説明をするにあたり、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
（２）の上限を越えると、球面収差とコマ収差が甚大と
なり、収差補正が難しくなる。更に、第５レンズ群Ｇ₅
のレンズ径が大きく、全長も長くなり不都合である。逆
に、下限を越えると、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。また広角端にお
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。

【００１４】条件式（３）は第４レンズ群Ｇ₄ と第５レ
ンズ群Ｇ₅ との屈折力配分を規定するものである。条件
式（３）の上限を越えると、第５レンズ群Ｇ₅ の焦点距
離が短くなりすぎ、広角端の非点隔差が大となる。そし
て広角端及び望遠端で歪曲収差が正方向に大きく移動
し、ペッツバール和が負側に偏り、ズーミングによる変
倍時に良好な収差バランスが保てない。また、第４レン
ズ群Ｇ₄ で防振を行うことから光軸を横切って変位する
量が大きくなり、そのため機構が大型化、複雑化しやす
く不都合である。逆に、条件式（３）の下限を越える
と、第４レンズ群Ｇ₄ の焦点距離が短くなりすぎ、ズー
ミングによる変倍時には、全域にわたり球面収差が負側
へ甚大となりコマ収差も大となる。また、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、バックフ
ォーカスの充分な確保が難しくなる。そして第４レンズ
群Ｇ₄ が防振のため光軸を垂直方向に横切って変位する
事が小さくなるため、その変位の位置制御が難しくなり
不都合である。

【００１５】ところで、第４レンズ群Ｇ₄ は、良好な結
像性能及び防振性能を確保するために物体側から順に、
正又は負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する
後群とから構成している。以下に前群が、正屈折力を
有する場合、負屈折力を有する場合について説明す
る。 第４レンズ群Ｇ₄ が正屈折力の前群と正屈折力の後
群とから構成される場合、第４レンズ群全体の屈折力が
後群と分担され、諸収差の中でも特に、球面収差の発生
を小さくすることができるため好ましい。 第４レンズ群Ｇ₄ が負屈折力の前群と正屈折力の後
群とから構成される場合、第４レンズ群全体の主点が像
側へ移動するため、第５レンズ群との主点間隔が広くな
り、ズーミングのための空間が取れ、ズーム比の高倍率
化に好ましい。また、第５レンズ群の構造を厚肉化する
こともできるので収差補正上好ましい。

【００１６】尚、後群は物体側より順に、正の単レンズ
と負の単レンズとから構成することが好ましい。さら
に、以下の条件を満足することがより好ましい。 0.5＜ｆ_4R／ｆ₄ ＜2.5 （４） 但し、 ｆ₄ ：第４レンズ群Ｇ₄ の焦点距離 ｆ_4R：後群の焦点距離 である。

【００１７】条件式（４）は第４レンズ群Ｇ₄ 中後群の
屈折力配分を規定するものである。下限を越えると、第
４レンズ群の主点が増側に大きく偏移し、第３レンズ群
と第４レンズ群の間隔が狭まり、変倍するための必要な
空間の確保が難しくなり、ズーム比の高倍率化に不都合
である。また後群で発生する諸収差のうち特に球面収差
の発生が甚大となって良好な結像性能は得られない。逆
に上限を越えると、後群で発生する軸上色収差が甚大と
なり、良好な結像性能は得られない。また相対的に前群
の正の屈折力が大となるためペッツバール和が正側へ大
きく偏移する傾向になり不都合である。

【００１８】また、後群で発生する諸収差を小さくする
ために、後群を構成する正単レンズの屈折率をＮ凸、負
単レンズの屈折率をＮ凹としたとき、 （Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＞1.7 （５） を満たすことが望ましい。

【００１９】

【実施例】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、
物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸正レンズとの貼合わせレンズと、両凸正レン
ズとからなる正の第１レンズ群Ｇ₁ と、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズとの貼合わせレンズとからなる負の第２
レンズ群Ｇ₂ と、両凹負レンズと両凸正レンズとの貼合
わせレンズからなる負の第３レンズ群Ｇ₃ と、絞りＳ
と、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとの貼合わせレンズと、両凸正レンズと物体側に
凹面を向けた負メニスカスレンズとの貼合わせレンズと
からなる正の第４レンズ群Ｇ₄ と、両凸正レンズと両凹
面レンズとの貼合わせレンズからなる負の第５レンズ群
Ｇ₅ とから構成している。

【００２０】そして、第１レンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群
Ｇ₂ との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ₂ と第３レンズ
群Ｇ₃ との間隔が非線形に変化し、第４レンズ群Ｇ₄ と
第５レンズ群Ｇ₅ との間隔が減少するようにレンズ群が
移動し、第４レンズ群Ｇ₄ を光軸とほぼ直交する方向に
移動させて防振を行う構成である。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=587.6nm）に対する値である。

【００２１】

【表１】 実施例１の諸元の値 ｆ＝７６．５〜２９２ Ｆ_NO＝４．６２〜５．７７ ２ω＝３２．６°〜８．２° （条件対応値） ｆ₁ ＝137.3 、ｆ_W ＝76.5、ｆ_T ＝292 ｆ₄ ＝47.503、ｆ₅ ＝−58.888 ｆ_4R＝102.673 Ｄ_W3-4＝55.3562 Ｎ凸＝1.62280 、Ｎ凹＝1.80384 （１） ｆ₁ ／（ｆ_W ・ｆ_T ）^1/2 ＝ 0.918646 （２） Ｄ_W3-4／ｆ_W ＝ 0.72361 （３） ｆ₄ ／｜ｆ₅ ｜＝ 0.806667 （４） ｆ_4R／ｆ₄ ＝ 2.1614 （５）（Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＝ 1.713320 （防振データ） 広角端 望遠端 第４群の光軸垂直方向の移動量 (mm) 0.11295 0.38273 像の移動量 (mm) 0.25 １ 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、
物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸正レンズとの貼合わせレンズと、両凸正レン
ズとからなる正の第１レンズ群Ｇ₁ と、両凹負レンズ
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからな
る負の第２レンズ群Ｇ₂ と、両凹負レンズと両凸正レン
ズとの貼合わせレンズからなる負の第３レンズ群Ｇ
₃ と、絞りＳと、両凸正レンズと物体側に凹を向けた負
メニスカスレンズとの貼合わせレンズと、両凸正レンズ
と物体側に凹を向けた負メニスカスレンズとの貼合わせ
レンズとからなる正の第４レンズ群Ｇ₄ と、両凸正レン
ズと、両凹負レンズとからなる負の第５レンズ群Ｇ₅ と
から構成している。

【００２３】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 との間隔が増
大し、第２レンズ群Ｇ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ との間隔が
非線形に変化し、第４レンズ群Ｇ₄ と第５レンズ群Ｇ₅
との間隔が減少するようにレンズ群が移動し、第４レン
ズ群Ｇ₄ を光軸と直交する方向に移動させて防振を行う
構成である。

【００２４】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=5
87.6nm）に対する値である。

【００２５】

【表２】 実施例２の諸元の値 ｆ＝７６．５〜２９２ Ｆ_NO＝４．７１〜５．８７ ２ω＝３２．４°〜８．２° （条件対応値） ｆ₁ ＝143.0 、ｆ_W ＝76.5、ｆ_T ＝292 ｆ₄ ＝47.586、ｆ₅ ＝−55.134 ｆ_4R＝120.768 Ｄ_W3-4＝53.6639 Ｎ凸＝1.62280 、Ｎ凹＝1.80384 （１） ｆ₁ ／（ｆ_W ・ｆ_T ）^1/2 ＝ 0.956784 （２） Ｄ_W3-4／ｆ_W ＝ 0.701489 （３） ｆ₄ ／｜ｆ₅ ｜＝ 0.863097 （４） ｆ_4R／ｆ₄ ＝ 2.537889 （５）（Ｎ凸＋Ｎ凹）／２＝ 1.713320 （防振データ） 広角端 望遠端 第４群の光軸垂直方向の移動量 (mm) 0.10737 0.31141 像の移動量 (mm) 0.25 １ 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。

【００２６】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。な
お、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レンズ群をズーミング中固定としても良
い。

【００２７】

【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 (4)

【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 との間隔が増
   大し、該第２レンズ群Ｇ₂ と前記第３レンズ群Ｇ₃ との
   間隔が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 と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４レンズ群Ｇ₄ 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 、
   前記第４レンズ群Ｇ₄の焦点距離をｆ₄ 、前記第５レン
   ズ群Ｇ₅ の焦点距離をｆ₅ 、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 、広角端での
   前記第３レンズ群Ｇ₃ と前記第４レンズ群Ｇ₄ との間隔
   をＤ_W3-4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） 0.25 ＜Ｄ_W3-4／ｆ_W ＜0.8 （２） 0.6＜ｆ₄ ／｜ｆ₅ ｜＜1.2 （３）
3. 【請求項３】前記第４レンズ群Ｇ₄ は物体側より順に、
   正又は負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する
   後群とから成り、該後群は物体側より順に、正屈折力を
   有する単レンズと、負屈折力を有する単レンズとから成
   ることを特徴とする請求項１乃至２記載の防振機能を備
   えたズームレンズ。
4. 【請求項４】前記第４レンズ群Ｇ₄ 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３記載の防
   振機能を備えたズームレンズ。