JPH08110471A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体として５つのレンズ群を有し、リヤーフ
ォーカス式を用いたコンパクトなズームレンズを得るこ
と。 【構成】 物体側より順に正の屈折力の第１群、正の屈
折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４
群、そして負の屈折力の第５群の５つのレンズ群を有
し、広角端から望遠端への変倍を、各レンズ群を物体側
へ移動させて行い、絞りを該第３群よりも物体側に配置
し、該第３群でフォーカスを行っていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズシャッターカメ
ラ、ビデオカメラ等に好適なズームレンズに関し、特に
広角端の撮影画角が５８度程度、Ｆナンバー３．７〜
６．２程度、変倍比２．８程度のレンズ全長（第１レン
ズ面から像面までの距離）の短縮化を図った携帯性に優
れたズームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近レンズシャッターカメラ、ビデオカ
メラ等においてはカメラの小型化に伴いレンズ全長の短
い小型のズームレンズが要求されている。

【０００３】特に３５ｍｍフィルム用の写真用カメラや
ホームビデオカメラ等ではカメラ全体の小型軽量化に伴
い、それに用いる撮影用のズームレンズにも所定の変倍
比を有し、広画角でかつレンズ全長が短く、しかも前玉
レンズ径の小さなレンズ系全体が小型軽量であることが
要望されている。

【０００４】このうちレンズシャッター用のズームレン
ズは一眼レフ用のズームレンズに比べてバックフォーカ
スが短くて良い為に第１群に正の屈折力のレンズ群を用
いたポジティブリード型のズームレンズが多用されてい
る。

【０００５】レンズ全長が短く、比較的簡易なレンズ構
成のポジティブリード型のズームレンズとして正の屈折
力の第１群と負の屈折力の第２群より成り、双方のレン
ズ群間隔を変えて変倍を行う所謂２群ズームレンズがあ
り、例えば特開平１−１９３８０７号公報や特開平３−
１１６１１０号公報等で提案されている。

【０００６】これに対して３つ以上のレンズ群を移動さ
せて変倍を行う多群ズームレンズが例えば特開平２−７
２３１６号公報や特開平３−２４９６１４号公報等で提
案されている。

【０００７】一方ズームレンズにおいて前玉径を小さく
し、レンズ系全体の小型化を図る為に物体側の第１群以
外のレンズ群を移動させてフォーカスを行うようにした
所謂リヤーフォーカス式のズームレンズがある。

【０００８】例えば特開平３−８５５０８号公報では物
体側より順に正の屈折力の第１群、正の屈折力の第２
群、正の屈折力の第３群そして負の屈折力の第４群の４
つのレンズ群を有し、第１群以外でフォーカスを行った
ズームレンズを提案している。

【０００９】又特開昭６２−２４７３１６号公報や特開
昭６２−２４２１３号公報では、物体側より順に正の屈
折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３
群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有
し、第２群を移動させて変倍を行い、第４群を移動させ
て変倍に伴う像面変動の補正とフォーカスを行ってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一般にリヤーフォーカ
ス式のズームレンズは第１群を移動させてフォーカスを
行う前玉フォーカス式のズームレンズに比べて第１群の
有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易にな
り、又近接撮影、特に極近接撮影が容易となり、更に比
較的小型軽量のレンズ群を移動させて行っているので、
レンズ群の駆動力が小さくてすみ、迅速な焦点合わせが
できる等の特長がある。

【００１１】しかしながら反面、フォーカスの際の収差
変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物
体距離全般にわたり、レンズ系全体の小型化を図りつ
つ、高い光学性能を得るのが大変難しくなってくるとい
う問題点が生じてくる。

【００１２】又前述した特開平３−８５５０８号公報で
は開口絞りを第３群中に設けている為、入射瞳が第１群
から深いところに位置する為にリヤーフォーカス式のズ
ームレンズとしては前玉径が比較的増大するという傾向
があった。

【００１３】本発明は、全体として５つのレンズ群より
構成し、第１群以外のレンズ群でフォーカスを行うリヤ
ーフォーカス式を用いつつ、変倍における各レンズ群の
移動条件や屈折力等を適切に設定することにより広角端
の撮影画角が５８度程度、変倍比２．８程度の全変倍範
囲にわたり高い光学性能が得られるズームレンズの提供
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のリヤーフォーカ
ス式のズームレンズは、物体側より順に正の屈折力の第
１群、正の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の
屈折力の第４群、そして負の屈折力の第５群の５つのレ
ンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を、各レンズ
群を物体側へ移動させて行い、絞りを該第３群よりも物
体側に配置し、該第３群でフォーカスを行っていること
を特徴としている。

【００１５】

【実施例】図１は本発明のズームレンズの近軸屈折力配
置の説明図、図２は本発明の数値実施例１のレンズ断面
図である。図３〜図１１は本発明の数値実施例１〜３の
諸収差図である。図２において（Ａ）は広角端（Ｗ
端）、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠端のズーム位置を示
している。

【００１６】図中Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は正
の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群、Ｌ４は
正の屈折力の第４群、Ｌ５ば負の屈折力の第５群であ
る。ＳＰは開口絞りであり、第２群の後方に配置してい
る。ＩＰは像面である。

【００１７】本実施例では図１に示すように広角端Ｗか
ら望遠端Ｔへの変倍に際して矢印のように各レンズ群を
物体側へ各レンズ群間隔を変えながら単調に移動させて
いる。又絞りＳＰを第２群の像面側に配置し、変倍に際
して該絞りＳＰと第２群Ｌ２そして第４群Ｌ４とを一体
的に移動させている。

【００１８】フォーカスは第３群Ｌ３を移動させて行
う、リヤーフォーカス式を採用している。図１において
実線の曲線３ａと点線の曲線３ｂは各々無限遠物体と近
距離物体（物体距離１ｍ）にフォーカスしているときの
広角端から望遠端への変倍に伴う際の第３群Ｌ３の移動
軌跡を示している。

【００１９】本実施例において、例えば望遠端において
無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は、
同図の直線３ｃに示すように第３群を前方へ繰り出すこ
とにより行っている。

【００２０】次に本発明のズームレンズのレンズ構成の
前述以外の特徴について説明する。

【００２１】（１−１）絞りＳＰを第２群の像面側に配
置し、絞りＳＰと第２群及び第４群を変倍の際に一体移
動させており、これにより広角端において絞りＳＰが第
１群に近いところに位置するようにして広角端での入射
瞳位置を物体側に寄せて前玉径の小型化を図っている。
即ち絞りＳＰを第２群の像面側に配置させて入射瞳が第
１群から近い位置になるようにして入射高の最も高いズ
ーム位置が広角端近傍となるように設定して、これによ
り第１群の有効径を効率的に小さくしている。また、フ
ォーカスを第３群で行い、これによりフォーカスの際の
入射瞳位置の変動がないようにして前玉径の小型化を図
っている。

【００２２】（１−２）一般にレンズ群の数が増加する
と高倍率化と高画質化には有利であるが、ズーム機構が
複雑化したり、レンズ全長が長くなりがちとなる。

【００２３】そこで本実施例では絞りを第２群及び第４
群と変倍の際一体的に移動させることにより５群ズーム
でありながらズーム機構の簡素化を容易にしている。又
第２群と第４群を何れも像面側に凸面を向けたメニスカ
ス状の単一の正レンズより構成し、レンズ全長の短縮化
を図っている。

【００２４】（１−３）第２群と第４群の焦点距離を各
々ｆ２，ｆ４、全系の広角端と望遠端における焦点距離
を各々ｆＷ，ｆＴとしたとき

【００２５】

【数１】 なる条件を満足するようにしている。このような条件式
（１），（２）を満足するように第２群と第４群の屈折
力を設定することによりレンズ系全体の簡素化を図りつ
つ、所定の変倍比を確保し、全変倍範囲にわたり変倍に
伴う収差変動を良好に補正している。

【００２６】（１−４）第２群又は／及び第４群にプラ
スチック非球面レンズを用いてレンズ系全体の簡素化を
図っている。

【００２７】一般にプラスチック非球面レンズはガラス
非球面よりも量産性が良く、製造コストが安いメリット
がある。しかしながらプラスチックは熱による線膨張係
数がガラスよりも大きい為、製造時の面精度出し、使用
時の温度変化によるピントずれの問題がある。

【００２８】一般にプラスチックレンズを射出成形製造
する際の冷却時にレンズ表面部と内部の温度分布の差が
大きくなるとヒケによる影響でレンズの面精度は出しに
くくなる。

【００２９】そこで本発明においては、例えば後述する
数値実施例２に示すように非球面レンズを肉厚が薄く、
屈折力の弱いレンズにしてレンズ中心部と周辺部の肉厚
差が少なくなるようにして射出成形時の温度分布差を小
さくしている。これにより短い成形時間で面精度の良い
プラスチックレンズを得ている。またプラスチックレン
ズの屈折力を弱くして温度変化によるピント変化の影響
を小さく押えている。

【００３０】（１−５）広角端に比べて望遠端におい
て、第１群と第２群の間隔が増大し、第２群と第３群の
間隔が増大し、第３群と第４群の間隔が縮小し、第４群
と第５群の間隔が縮小するように、各レンズ群を物体側
へ単調移動させている。これによりレンズ系全体の小型
化を図りつつ、所定の変倍比を効果的に得ている。

【００３１】（１−６）前記第１群は像面側に凸面を向
けたメニスカス状の負の第１１レンズと両レンズ面が凸
面の正の第１２レンズより成り、前記第３群は両レンズ
面が凹面の負の第３１レンズ、物体側に凸面を向けた正
の第３２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の
負の第３３レンズ、そして両レンズ面が凸面の正の第３
４レンズより成り、該第３３レンズと第３４レンズを接
合されており、該第５群は像面側に凸面を向けたメニス
カス状の正の第５１レンズ、物体側に凹面を向けた負の
第５２レンズそして像面側に凸面を向けたメニスカス状
の負の第５３レンズより構成している。これにより変倍
に伴う収差変動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高
い光学性能を得ている。

【００３２】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ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ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。又前述の各条
件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示
す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ
軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき

【００３３】

【数２】 なる式で表わしている。又「ｅ−０Ｘ」は「１０^-X」を
意味している。

【００３４】

【外１】

【００３５】

【外２】

【００３６】

【外３】

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、全体とし
て５つのレンズ群より構成し、第１群以外のレンズ群で
フォーカスを行うリヤーフォーカス式を用いつつ、変倍
における各レンズ群の移動条件や屈折力等を適切に設定
することにより広角端の撮影画角が５８度程度、変倍比
２．８程度の全変倍範囲にわたり高い光学性能が得られ
るズームレンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明
図

【図２】本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図３】本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図４】本発明の数値実施例１の中間端の収差図

【図５】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図６】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図７】本発明の数値実施例２の中間端の収差図

【図８】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図９】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１０】本発明の数値実施例３の中間端の収差図

【図１１】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 第５群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ΔＳ サジタル像面 ΔＭ メリディオナル像面

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の第１群、正
   の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の
   第４群、そして負の屈折力の第５群の５つのレンズ群を
   有し、広角端から望遠端への変倍を、各レンズ群を物体
   側へ移動させて行い、絞りを該第３群よりも物体側に配
   置し、該第３群でフォーカスを行っていることを特徴と
   するズームレンズ。
2. 【請求項２】 前記絞りは前記第２群の物体側又は像面
   側に配置されており、該絞りと該第２群及び前記第４群
   は変倍の際に一体的に移動していることを特徴とする請
   求項１のズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記第２群と第４群は何れも像面側に凸
   面を向けたメニスカス状の単一の正レンズより成ってい
   ることを特徴とする請求項２のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第１群は像面側に凸面を向けたメニ
   スカス状の負の第１１レンズと両レンズ面が凸面の正の
   第１２レンズより成り、前記第３群は両レンズ面が凹面
   の負の第３１レンズ、物体側に凸面を向けた正の第３２
   レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第３
   ３レンズ、そして両レンズ面が凸面の正の第３４レンズ
   より成り、該第３３レンズと第３４レンズを接合されて
   おり、該第５群は像面側に凸面を向けたメニスカス状の
   正の第５１レンズ、物体側に凹面を向けた負の第５２レ
   ンズそして像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第
   ５３レンズより成っていることを特徴とする請求項３の
   ズームレンズ。