JPH11352402A

JPH11352402A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH11352402A
Application number: JP10178086A
Authority: JP
Inventors: Kenzaburo Suzuki; 憲三郎鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】最短撮影距離状態における結像倍率の大きさ
およびワーキング・ディスタンスを十分に大きく確保す
ることのできる、マクロフォーカシング方式のズームレ
ンズ。【解決手段】正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と負屈折力
の第２レンズ群Ｇ２と正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と負
屈折力の第４レンズ群Ｇ４と正屈折力の第５レンズ群Ｇ
５とを備えている。第３レンズ群を光軸に沿って移動さ
せることにより、無限遠から所定の有限距離までの物体
へのフォーカシングを行う。また、第１レンズ群と第２
レンズ群との空気間隔を増大させることにより、望遠端
において所定の有限距離よりもさらに近距離の物体への
マクロフォーカシングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズに関
し、特にオートフォーカスカメラに適した内焦式のズー
ムレンズ、および電子画像用ズームレンズの望遠端での
マクロフォーカシング方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、正屈折力の第１レンズ群と負
屈折力の第２レンズ群と正屈折力の第３レンズ群と負屈
折力の第４レンズ群と正屈折力の第５レンズ群とを有す
るズームレンズについて、いくつかの提案がなされてい
る。これらの提案の多くの場合、第１レンズ群を移動さ
せてフォーカシング（合焦）を行う、いわゆる前玉繰り
出し合焦方式を採用している。

【０００３】しかしながら、この前玉繰り出し合焦方式
では、フォーカシング時に主光線が光軸から大きく離れ
てしまうため、周辺光量の低下が著しい。また、前玉繰
り出し合焦方式では、フォーカシング時の結像倍率の大
きさおよびワーキング・ディスタンスを十分に大きく確
保することが困難である。そこで、特開平５−１１９２
６０号公報、特開平７−１５１９７２号公報、特公平４
−３６３６３号等には、第１レンズ群以外の他のレンズ
群を移動させてフォーカシングをおこなう合焦方式が提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−１１９２６０号公報に開示されたズームレンズは、
３５ｍｍ写真用ズームレンズであって、近距離物体への
合焦状態における収差性能が示されていないだけでな
く、結像倍率の大きさおよびワーキング・ディスタンス
を十分に大きく確保することができない。

【０００５】また、特開平７−１５１９７２号公報に開
示されたズームレンズは、電子画像用ズームレンズであ
るが、近距離物体への合焦状態における収差性能が示さ
れていないだけでなく、広角側の画角も６０度程度と不
足している。さらに、特公平４−３６３６３号に開示さ
れたズームレンズでは、最大撮影倍率の大きさが０．１
程度までしか得られず、充分なマクロフォーカシング機
能を備えているとは言えない。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、オートフォーカス用のズームレンズに好適
で、最短撮影距離状態における結像倍率の大きさおよび
ワーキング・ディスタンスを十分に大きく確保すること
のできる、マクロフォーカシング方式のズームレンズを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、物体側から順に、正の屈折力を有する
第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有す
る第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と
を備え、各レンズ群の空気間隔をそれぞれ変化させるこ
とにより広角端から望遠端への変倍を行なうズームレン
ズにおいて、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動させ
ることにより、無限遠から所定の有限距離までの物体へ
のフォーカシングを行い、前記第１レンズ群と前記第２
レンズ群との空気間隔を増大させることにより、望遠端
において前記所定の有限距離よりもさらに近距離の物体
へのマクロフォーカシングを行うことを特徴とするズー
ムレンズを提供する。

【０００８】本発明の好ましい態様によれば、マクロフ
ォーカシング時の最大撮影倍率をβｍとし、広角端での
バックフォーカスをBfw とし、広角端におけるズームレ
ンズの焦点距離をｆｗとしたとき、｜βｍ｜＞０．１（１）２．０＜Bfw ／ｆｗ＜８．０（２）の条件を満足する。

【０００９】

【発明の実施の形態】物体側から順に正屈折力の第１レ
ンズ群と負屈折力の第２レンズ群と正屈折力の第３レン
ズ群と負屈折力の第４レンズ群と正屈折力の第５レンズ
群とを有するズームレンズにおいて、通常最も大型で最
も重い第１レンズ群を合焦レンズ群として移動させる方
式は、オートフォーカス方式に不利であることは前述し
た通りである。一方、第２レンズ群や第３レンズ群のレ
ンズ径は第１レンズ群のレンズ径に比べて小さく、オー
トフォーカス方式でフォーカシングを行う際に第２レン
ズ群あるいは第３レンズ群を移動させる合焦方式（すな
わち内焦式）は、合焦駆動系（たとえばモーター）への
負荷が小さいので好ましい。

【００１０】まず、本発明においては、第３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う方式が、
合焦駆動系への負荷が小さくてオートフォーカス方式に
有利であり、且つフォーカシングに伴う収差変動も小さ
いことを見い出した。加えて、無限遠から所定の有限距
離までの物体に対しては第３レンズ群を合焦レンズ群と
する上述のフォーカシング方式で充分であるが、望遠端
において所定の有限距離よりもさらに近距離の物体への
マクロフォーカシングを行う際に、第１レンズ群と第２
レンズ群との間隔を増大させつつ第３レンズ群を像側へ
移動させることにより、結像倍率の大きさおよびワーキ
ング・ディスタンスを十分に大きく確保することが可能
になることを見い出した。なお、本発明において、所定
の有限距離の物体への合焦状態とは、結像倍率の大きさ
で約０．１倍の状態であるものとする。

【００１１】現在、電子撮像機器のＣＣＤの画面サイズ
が小さくなる傾向にあり、これに伴って撮影レンズの焦
点距離も小さくなる傾向にある。このため、ワーキング
・ディスタンスを十分に大きく確保することが困難にな
っているのが現状であり、大きなワーキング・ディスタ
ンスを確保することのできるマクロフォーカシング方式
が求められている。そこで、近距離物体へのマクロフォ
ーカシングに際して第１レンズ群と第２レンズ群との間
隔が増大するように構成することが特に重要である。こ
の構成により、結像倍率の大きさを大きく確保すること
ができるだけでなく、光学系全体の焦点距離の大きさを
大きくすることができるのでワーキング・ディスタンス
を大きく確保することができる。この際、第２レンズ群
の使用倍率の大きさを大きくすることが重要である。ズ
ームレンズの望遠端においては、その大きさが１を越え
ていることが好ましい。

【００１２】より具体的に述べると、マクロフォーカシ
ングに際して第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を増
大させるには、第１レンズ群および第２レンズ群のうち
の少なくとも一方のレンズ群を移動させれば良い。した
がって、マクロフォーカシング時の第１レンズ群および
第２レンズ群の移動に関して、次の３つの態様が考えら
れる。第１の態様では、第１レンズ群および第２レンズ
群が共に移動する。第２の態様では、第２レンズ群は移
動することなく、第１レンズ群のみが移動する。第３の
態様では、第１レンズ群は移動することなく、第２レン
ズ群のみが移動する。

【００１３】上述の３つの態様のうちいずれの態様を採
用しても、マクロフォーカシングに際して第１レンズ群
と第２レンズ群との間隔を増大させる限り、本発明の効
果を奏することができる。しかしながら、フォーカシン
グ時に主光線が光軸から離れにくくするには、第１レン
ズ群および第２レンズ群を共に移動させる第１の態様が
好ましい。言い換えると、第１の態様にしたがってマク
ロフォーカシングを行うことにより、周辺光量を保った
まま、第１レンズ群および第２レンズ群のレンズ径を小
さくすることができる。

【００１４】また、メカ機構上は可動レンズ群の数が少
ない方が良いので、この観点によれば、第１レンズ群お
よび第２レンズ群のうちのいずれか一方のレンズ群だけ
を移動させる第２の態様および第３の態様が好ましい。
さらに付記するならば、マクロフォーカシング時での第
１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡が広角端から
望遠端へのズーム軌道の延長上にあることが、メカ機構
的に好ましい。

【００１５】以下、条件式を参照しながら、本発明の構
成を説明する。本発明においては、以下の条件式（１）
および（２）を満足することが望ましい。｜βｍ｜＞０．１（１）２．０＜Bfw ／ｆｗ＜８．０（２）ここで、βｍは、マクロフォーカシング時の最大撮影倍
率である。また、Bfwは広角端でのバックフォーカスで
あり、ｆｗは広角端におけるズームレンズの焦点距離で
ある。

【００１６】条件式（１）は、本発明による光学系のマ
クロフォーカシングの能力を規定するとともに、実用に
足る最短撮影距離での撮影倍率の大きさを規定してい
る。条件式（１）の下限値を下回ると、マクロフォーカ
シング時の最大撮影倍率の大きさが小さくなりすぎて、
光学系が実用に向かなくなるので好ましくない。なお、
本発明の効果をさらに充分に発揮するには、条件式
（１）の下限値を０．１８とすることが好ましい。

【００１７】条件式（２）は、広角端でのバックフォー
カスと広角端での全系の焦点距離との比について適切な
範囲を規定している。条件式（２）の上限値を上回る
と、広角端でのバックフォーカスが大きくなりすぎて、
第４レンズ群や第５レンズ群のレンズ径が大きくなり、
コンパクト化に向かなくなるので好ましくない。また、
変倍時のコマ収差や像面湾曲の変動が大きくなるので、
不都合である。

【００１８】一方、条件式（２）の下限値を下回ると、
広角端でのバックフォーカスが小さくなりすぎて、フィ
ルターやミラーを位置決めするためのスペースを確保す
ることが困難となるので好ましくない。また、テレセン
トリックから外れやすくなるとともに、望遠側の歪曲収
差が正側に大きくなりやすくなるので、不都合である。
なお、本発明の効果をさらに充分に発揮するには、条件
式（２）の下限値を３．０とし、上限値を５．０とする
ことが好ましい。

【００１９】また、本発明においては、以下の条件式
（３）および（４）を満足することが望ましい。１．０＜ｗｄ／ｆｔ＜１０．０（３）０．０＜△Ｄ12／ｆｗ＜５．０（４）ここで、ｗｄは、マクロフォーカシング時の最大撮影倍
率状態におけるワーキング・ディスタンス（最大撮影倍
率状態における物体から最も物体側のレンズ面までの光
軸に沿った長さ）である。また、ｆｔは望遠端における
ズームレンズの焦点距離であり、ｆｗは広角端における
ズームレンズの焦点距離である。さらに、△Ｄ12は、マ
クロフォーカシング時の所定の有限距離状態（撮影倍率
が−０．１倍の状態に対応）から最大撮影倍率状態まで
の第１レンズ群と第２レンズ群との軸上空気間隔の増加
量である。

【００２０】条件式（３）は、最大撮影倍率時のワーキ
ング・ディスタンスと望遠端での全系の焦点距離との比
について適切な範囲を規定している。条件式（３）の上
限値を上回ると、ワーキング・ディスタンスが大きくな
りすぎて、充分な光量を確保するには所要のレンズ径が
過大となるため好ましくない。一方、条件式（３）の下
限値を下回ると、ワーキング・ディスタンスが小さくな
りすぎて、光学系が実用に向かなくなるだけでなく、充
分な撮影倍率を確保し難くなるので、好ましくない。な
お、本発明の効果をさらに充分に発揮するには、条件式
（３）の下限値を２．０とし、上限値を５．０とするこ
とが好ましい。

【００２１】条件式（４）は、マクロフォーカシング時
の第１レンズ群と第２レンズ群との軸上空気間隔の増加
量と広角端での全系の焦点距離との比について適切な範
囲を規定している。条件式（４）の上限値を上回ると、
第１レンズ群における主光線が下がりやすくなる。その
結果、周辺光量を充分に確保することが困難になるだけ
でなく、下側コマ収差の変動が大きくなるので、好まし
くない。一方、条件式（４）の下限値を下回ると、マク
ロフォーカシング時にワーキング・ディスタンスを充分
大きく確保することが困難になるだけでなく、諸収差の
バランスを失いやすくなるので、好ましくない。なお、
本発明の効果をさらに充分に発揮するには、条件式
（４）の下限値を１．０とし、上限値を２．０とするこ
とが好ましい。

【００２２】また、本発明においては、以下の条件式
（５）および（６）を満足することが望ましい。７．０＜Ｌｗ／Ｙｍ＜３５．０（５）２．８＜Bfw ／Ｙｍ＜１０．０（６）ここで、Ｌｗは広角端でのレンズ全長（最も物体側のレ
ンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った長
さ）である。また、Ｙｍは最大像高であり、Bfwは広角
端でのバックフォーカスである。

【００２３】条件式（５）は、広角端でのレンズ全長と
最大像高との比について適切な範囲を規定している。条
件式（５）の上限値を上回ると、広角端でのレンズ全長
が大きくなりすぎて、レンズ全体の重量が増大するので
好ましくない。特に、第１レンズ群や第５レンズ群のレ
ンズ径が大きくなり、コンパクト化に向かなくなるので
不都合である。また、フィルター径を一定の範囲に抑え
ようとすると、周辺光量が不足しやすくなるので不都合
である。

【００２４】一方、条件式（５）の下限値を下回ると、
広角端でのレンズ全長が小さくなりすぎて、収差補正の
自由度が足りなくなるので好ましくない。一般に、諸収
差の補正を良好に行うには、開口絞りの前後においてで
きるだけ離れた距離まで数多くのレンズ面が存在するこ
とが好ましい。レンズ全長が小さくなりすぎると、各レ
ンズ面が開口絞りに近づきすぎて、良好な収差補正が困
難となってしまう。その結果、諸収差のうち特にコマ収
差の補正が十分でなくなるため、良好な結像性能を得る
ことが困難となってしまう。また、ペッツバール和が負
側に大きく変位する傾向となり、不都合である。なお、
本発明の効果をさらに充分に発揮するには、条件式
（５）の下限値を１５．０とし、上限値を２５．０とす
ることが好ましい。

【００２５】条件式（６）は、広角端でのバックフォー
カスと最大像高との比について適切な範囲を規定してい
る。条件式（６）の上限値を上回ると、広角端でのバッ
クフォーカスが大きくなりすぎて、第４レンズ群や第５
レンズ群のレンズ径が大きくなり、コンパクト化に向か
なくなるので好ましくない。また、変倍時のコマ収差や
像面湾曲の変動が大きくなるとともに、最大像高が小さ
くなりすぎて光学系が実用に向かなくなるので、不都合
である。

【００２６】一方、条件式（６）の下限値を下回ると、
広角端でのバックフォーカスが小さくなりすぎて、フィ
ルターやミラーを位置決めするためのスペースを確保す
ることが困難となるので好ましくない。また、テレセン
トリックから外れやすくなるとともに、望遠側の歪曲収
差が正側に大きくなりやすくなるので、不都合である。
なお、本発明の効果をさらに充分に発揮するには、条件
式（６）の下限値を４．０とし、上限値を５．０とする
ことが好ましい。

【００２７】また、本発明においては、第２レンズおよ
び第３レンズ群を実際に構成する際に、第２レンズ群お
よび第３レンズ群は少なくとも１枚の負レンズ成分をそ
れぞれ含み、以下の条件式（７）および（８）を満たす
ことが望ましい。１．８２＜Ｎn （７）４０＜νn （８）ここで、Ｎn は、第２レンズ群中の負レンズ成分のｄ線
（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率のうちの最大の
屈折率の値である。また、νn は、第３レンズ群中の負
レンズ成分のアッベ数のうちの最小のアッベ数の値であ
る。

【００２８】条件式（７）の下限値を下回ると、無限遠
撮影状態および近距離撮影状態のいずれの状態において
も、球面収差が正に過大となりやすいので好ましくな
い。また、ペッツバール和も負側に変移しやすくなるた
め、像面の正方向への曲がりが大きくなりがちとなり、
不都合である。また、条件式（８）の下限値を下回る
と、無限遠撮影状態および近距離撮影状態のいずれの状
態においても、短波長の軸上色収差が正側に過大となり
がちで、良好な結像性能が得ることが困難となるので好
ましくない。

【００２９】以下、さらに各レンズ群の移動等に関して
望ましい態様を説明する。まず、広角端から望遠端への
変倍に際して、第１レンズ群を物体側へ移動させること
が望ましい。この構成により、広角端でのレンズ全長を
短縮することが可能となる。さらに、広角端での各屈折
面の光線高が小さくなるので、収差の発生量が少なくな
り、結像性能の高性能化のためには好都合である。

【００３０】また、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第５レンズ群を物体側へ移動させることが望まし
い。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、第５
レンズ群ではその結像倍率の大きさが増倍となるように
用いることが望ましい。この構成により、ズームレンズ
の高倍率化を達成することができる。さらに、広角端か
ら望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ
群との空気間隔を増大させ、第２レンズ群と第３レンズ
群との空気間隔を減少させることが望ましい。この構成
により、広角端でのレンズ全長を短縮した構造が可能と
なる。

【００３１】また、広角端における第３レンズ群と第４
レンズ群との空気間隔は、望遠端における第３レンズ群
と第４レンズ群との空気間隔よりも小さいことが望まし
い。さらに、広角端における第４レンズ群と第５レンズ
群との空気間隔は、望遠端における第３レンズ群と第４
レンズ群との空気間隔よりも小さいことが望ましい。ま
た、広角端から望遠端への変倍に際して第４レンズ群Ｇ
４を固定とすることが可能であり、この構成によりメカ
機構を簡素化することができるので好都合である。さら
に、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とを同一のカ
ム軌道に沿って一体的に移動させることも可能である。
このような構成をとることにより、約１０倍の変倍比
（ズーム比）を達成することができる。変倍比をＺとす
ると、本発明のマクロフォーカシング方式では、Ｚ＞８
の場合に、極めて効果的である。

【００３２】なお、前述したように、フォーカシング時
に主光線が光軸から離れにくくするには、第１レンズ群
および第２レンズ群の双方のレンズ群をそれぞれ移動さ
せることが好ましい。さらに各レンズ群の移動方向につ
いて詳述すると、近距離物体へのマクロフォーカシング
に際して、第１レンズ群を物体側へ移動させるととも
に、第２レンズ群を像側へ移動させることが望ましい。
この場合、以下の条件式（９）を満足することが望まし
い。０．０５＜Ｘ２／Ｘ１＜１．０（９）

【００３３】ここで、Ｘ１は、所定の有限距離（撮影倍
率が−０．１倍の状態に対応）から最大撮影倍率までの
第１レンズ群の移動量の大きさである。また、Ｘ２は、
所定の有限距離（撮影倍率が−０．１倍の状態に対応）
から最大撮影倍率までの第２レンズ群の移動量の大きさ
である。条件式（９）の上限値および下限値で規定され
る範囲を逸脱すると、光量低下を防止しつつフォーカシ
ング時に結像性能を良好に保つことができなくなるので
好ましくない。さらには、無限遠合焦状態における望遠
端での第３レンズ群の最も物体側の面の光軸上位置より
も、マクロフォーカシングでの第２レンズ群の最も像側
の面を像側に位置させることが好ましい。これにより、
スペースの有効利用が可能となる。

【００３４】以下、さらに各レンズ群の具体的な構成に
ついて説明する。第１レンズ群は、少なくとも１枚の貼
り合わせレンズを有することが好ましい。さらに、第２
レンズ群中の負レンズに非球面を導入することが望まし
い。この構成は広角化およびマクロフォーカシングに関
して有利であり、特に第２レンズ群の最も物体側に負レ
ンズを配置し、その物体側の面を非球面状に形成するこ
とが好ましい。この場合、非球面は、光軸から離れるに
したがって屈折力の弱くなる形状が望ましい。

【００３５】また、フォーカシングおよびマクロフォー
カシングの際の結像性能の高性能化のためには、第３レ
ンズ群Ｇ３が少なくとも１枚の貼り合わせレンズを有す
ることが好ましい。そして、第３レンズ群中または第３
レンズ群の近傍に開口絞りを設けることが望ましい。変
倍およびフォーカシングの際には、第３レンズ群Ｇ３と
開口絞りとは一体的に移動することがなお好ましい。そ
して、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レン
ズと負メニスカスレンズとからなる貼り合わせレンズ
と、両凸レンズとで構成することが好ましい。

【００３６】さらに、第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも
１枚の貼り合わせレンズを有することが望ましい。この
場合、以下の条件式（10）を満足することが望ましい。２０＜△ν （10）ここで、△νは、第４レンズ群Ｇ４中の貼り合わせレン
ズの貼り合わせ面の両側のレンズのアッベ数の差の大き
さである。なお、貼り合わせ面が複数ある場合には、最
も物体側の貼り合わせ面の両側のレンズのアッベ数の差
の大きさである。条件式（10）の下限値を下回ると、十
分な色消しを行うことができなくなるので好ましくな
い。

【００３７】また、倍率色収差を充分良好にに補正する
ために、第５レンズ群は少なくとも１枚の貼り合わせレ
ンズを有することが好ましい。さらに、コマ収差や歪曲
収差を良好に補正するために、第５レンズ群に少なくと
も１枚の非球面を導入することが好ましい。特に、最も
物体側の正レンズに非球面を適用することが好ましい。
なお、本発明のズームレンズに対して、非球面レンズや
屈折率分布型ガラスを用いたレンズや回折光学素子を付
加することにより、さらに良好なフォーカシング性能を
得ることができる。また、色収差を低減するためには、
第１レンズ群中や第５レンズ群中に特殊低分散ガラスを
用いたレンズを導入することが好ましい。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の実施例にかかるズームレ
ンズのレンズ構成および広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）
への変倍における各レンズ群の移動軌跡を示す図であ
る。本実施例のズームレンズは、物体側から順に、正の
屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有す
る第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ
群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正
の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成されてい
る。

【００３９】そして、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸
レンズとの貼り合わせレンズ、および物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズから構成されている。また、第
２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に非球面状
に形成された凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レ
ンズ、両凸レンズ、および両凹レンズと両凸レンズとの
貼り合わせレンズから構成されている。

【００４０】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から
順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとの貼り合わせレンズ、および両凸レンズから構
成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から
順に、両凹レンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズか
ら構成されている。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体
側から順に、像側の面が非球面状に形成された両凸レン
ズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レ
ンズとの貼り合わせレンズ、および物体側に凸面を向け
た正メニスカスレンズから構成されている。

【００４１】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、第１レンズ群Ｇ１と第２レ
ンズ群Ｇ２との空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第３レンズ群
Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が増大し、第４レ
ンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が減少する
ように、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３および第
５レンズ群Ｇ５は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は
像側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。なお、
変倍に際して、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５と
は同じズーム軌道に沿って一体的に移動する。

【００４２】なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３との間において第３レンズ群Ｇ３の近傍には開口絞り
Ｓが設けられ、開口絞りＳは変倍に際して第３レンズ群
Ｇ３と一体的に移動する。また、本実施例では、第３レ
ンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側へ移動させることによ
り、無限遠から所定の有限距離（撮影倍率が−０．１倍
の状態に対応）までの物体へのフォーカシングを行って
いる。また、第１レンズ群Ｇ１を物体側へ移動させると
ともに第２レンズ群Ｇ２を像側へ移動させ、第１レンズ
群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を増大させるこ
とにより、望遠端においてさらに近距離の物体へのマク
ロフォーカシングを行っている。

【００４３】本実施例において、非球面は、光軸に垂直
な方向の高さをｈとし、非球面の頂点における接平面か
ら高さｈにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距
離（サグ量）をＡ（ｈ）とし、近軸の曲率半径をｒと
し、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣn とした
とき、以下の数式（ａ）で表される。

【数１】Ａ（ｈ）＝（ｈ²／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｈ²／ｒ²）^1/2｝＋Ｃ₄・ｈ⁴＋Ｃ₆・ｈ⁶＋Ｃ₈・ｈ⁸＋Ｃ₁₀・ｈ¹⁰ （ａ）以下の表（１）において、非球面には面番号の右側に＊
印を付している。

【００４４】次の表（１）に、本発明の実施例の諸元の
値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、ＦNO
はＦナンバーを、Ｂｆはバックフォーカスを、２ωは画
角を、βは撮影倍率を、Ｌはレンズ全長（最も物体側の
レンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った長
さ）を、Ｄ０は物体距離（物体から最も物体側のレンズ
面までの光軸に沿った長さ）をそれぞれ表している。ま
た、表（１）のレンズ諸元において、第１カラムは物体
側からのレンズ面の面番号を、第２カラムのｒはレンズ
面の曲率半径（非球面の場合には近軸の曲率半径）を、
第３カラムのｄはレンズ面の間隔を、第４カラムのνは
アッベ数を、第５カラムのＮ(d) はｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する屈折率を、第６カラムのＮ(g) はｇ線
（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示し
ている。

【００４５】

【表１】（全体諸元）ｆ＝５．５１４〜５５．０００Ｂｆ＝１８．０００〜２７．４５２ＦNO＝２．１０〜２．１９２ω＝７３．３１４〜８．２（レンズ諸元）ｒｄ ν Ｎ(d) Ｎ(g) 1 59.4721 1.2973 23.01 1.860741 1.910649 2 30.6733 6.6896 60.03 1.640000 1.653133 3 -632.5875 0.0721 4 27.3285 4.4955 52.30 1.748099 1.765893 5 74.6674 ( d5=可変) 6* 66.0420 1.0811 43.35 1.840421 1.864916 7 6.8862 3.4390 8 -15.9435 1.0000 43.35 1.840421 1.864916 9 39.8581 0.2688 10 15.5258 3.3200 30.04 1.698950 1.729431 11 -12.1739 0.1746 12 -10.9971 1.0000 43.35 1.840421 1.864916 13 15.1641 2.6204 28.19 1.740000 1.774461 14 -79.7070 (d14=可変) 15 ∞ 0.7207 （開口絞りＳ）絞り径 10.17(W) 12.05(T) 16 42.7325 4.4398 70.41 1.487490 1.495932 17 -10.8755 1.0000 49.45 1.772789 1.792324 18 -19.0828 0.1000 19 33.3782 2.6090 70.41 1.487490 1.495932 20 -95.2455 (d20=可変) 21 -36.7090 1.0000 52.30 1.748099 1.765893 22 32.1372 2.6063 32.17 1.672700 1.699894 23 -139.6647 (d23=可変) 24 69.8123 2.7247 60.23 1.518350 1.528997 25* -40.6355 0.1000 26 143.6411 0.8649 23.01 1.860741 1.910649 27 20.8538 4.5984 70.41 1.487490 1.495932 28 -27.0724 0.1000 29 18.4641 2.9837 70.41 1.487490 1.495932 30 69.6549 （Bf）（非球面データ）ｒ κ Ｃ₄ ６面 66.0420 1.00000 2.20790×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 2.91870×10^-7 -1.21830×10^-8 9.57170×10^-11 ｒ κ Ｃ₄ 25面 -40.6355 1.00000 1.82400×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -8.29720×10^-8 1.48520×10^-9 -9.21930×10^-12 （変倍およびフォーカシングにおける可変間隔）広角端望遠端ｆ、β 5.51360 -0.01765 54.99984 -0.10000 -0.30000 D0 ∞ 284.5 ∞ 274.1 182.181 d5 0.80000 0.80000 21.21689 21.21689 30.30426 d14 20.21256 20.74651 0.80000 4.77067 2.17428 d20 1.57213 1.03818 11.05219 7.08152 7.08152 d23 10.28050 10.28050 0.80044 0.80044 0.80044 Bf 17.99996 17.99996 27.45181 27.45181 27.45181 Ｌ 82.17117 82.17117 83.17550 83.17550 89.66648 （条件式対応値） βｍ＝ -0.3 Bfw ＝ 18.000 ｆｗ＝ 5.514 ｗｄ＝ 182.181 Ｄ12＝ 9.087 Ｌｗ＝ 82.171 Ｙｍ＝ 4.0 ｆｔ＝ 55.000 Ｘ１＝ 6.491 Ｘ２＝ 2.5964 （１）｜βｍ｜＝ 0.3 （２）Bfw ／ｆｗ＝ 3.264 （３）ｗｄ／ｆｔ＝ 3.31 （４）△Ｄ12／ｆｗ＝ 1.648 （５）Ｌｗ／Ｙｍ＝ 20.543 （６）Bfw ／Ｙｍ＝ 4.5 （７）Ｎn ＝ 1.84042 （８）νn ＝ 49.45 （９）Ｘ２／Ｘ１＝ 0.4 （10）Δν ＝ 20.13

【００４６】図２〜図６は、本実施例の諸収差図であ
る。すなわち、図２は広角端での無限遠合焦状態におけ
る諸収差図であり、図３は広角端での第３レンズ群Ｇ３
によるフォーカシング時（撮影倍率が−０．０１７６５
倍の状態）の諸収差図である。また、図４は望遠端での
無限遠合焦状態における諸収差図であり、図５は望遠端
での第３レンズ群Ｇ３によるフォーカシング時（撮影倍
率が−０．１倍の状態）の諸収差図であり、図６は望遠
端でのマクロフォーカシング時（撮影倍率が−０．３倍
の状態）の諸収差図である。

【００４７】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、ωは半画角を、ｄはｄ線
（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８
ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収
差図において、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。各収差図から明らかなよ
うに、本実施例では、広角端および望遠端において無限
遠合焦状態からフォーカシング状態およびマクロフォー
カシング状態まで諸収差が良好に補正され、優れた結像
性能が確保されていることがわかる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オートフォーカス用のズームレンズに好適で、最短撮影
距離状態における結像倍率の大きさおよびワーキング・
ディスタンスを十分に大きく確保することのできる、マ
クロフォーカシング方式のズームレンズを実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるズームレンズのレンズ
構成および広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍にお
ける各レンズ群の移動軌跡を示す図である。

【図２】本実施例の広角端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。

【図３】本実施例の広角端での第３レンズ群Ｇ３による
フォーカシング時（撮影倍率が−０．０１７６５倍の状
態）の諸収差図である。

【図４】本実施例の望遠端での無限遠合焦状態における
諸収差図である。

【図５】本実施例の望遠端での第３レンズ群Ｇ３による
フォーカシング時（撮影倍率が−０．１倍の状態）の諸
収差図である。

【図６】本実施例の望遠端でのマクロフォーカシング時
（撮影倍率が−０．３倍の状態）の諸収差図である。

【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開口絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正
の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する
第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを
備え、各レンズ群の空気間隔をそれぞれ変化させること
により広角端から望遠端への変倍を行なうズームレンズ
において、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動させることによ
り、無限遠から所定の有限距離までの物体へのフォーカ
シングを行い、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を増
大させることにより、望遠端において前記所定の有限距
離よりもさらに近距離の物体へのマクロフォーカシング
を行うことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】マクロフォーカシング時の最大撮影倍率
をβｍとし、広角端でのバックフォーカスをBfw とし、
広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとしたと
き、｜βｍ｜＞０．１（１）２．０＜Bfw ／ｆｗ＜８．０（２）の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズ
ームレンズ。
【請求項３】マクロフォーカシング時の最大撮影倍率
状態におけるワーキング・ディスタンスをｗｄとし、望
遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔとし、広角
端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとし、マクロ
フォーカシング時の前記所定の有限距離状態から前記最
大撮影倍率状態までの前記第１レンズ群と前記第２レン
ズ群との軸上空気間隔の増加量を△Ｄ12としたとき、１．０＜ｗｄ／ｆｔ＜１０．０（３）０．０＜△Ｄ12／ｆｗ＜５．０（４）の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に
記載のズームレンズ。
【請求項４】前記第１レンズ群を物体側へ移動させ且
つ前記第２レンズ群を像側へ移動させることにより、望
遠端において前記所定の有限距離よりもさらに近距離の
物体へのマクロフォーカシングを行うことを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】広角端から望遠端への変倍に際して、前
記第５レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請
求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】広角端から望遠端への変倍に際して、前
記第１レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請
求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】望遠端における前記所定の有限距離より
もさらに近距離の物体へのマクロフォーカシングに際し
て、前記第１レンズ群は物体側へ移動するとともに前記
第２レンズ群は像側へ移動し、前記所定の有限距離状態
から前記最大撮影倍率状態までの前記第１レンズ群の移
動量の大きさをＸ１とし、前記所定の有限距離状態から
前記最大撮影倍率状態までの前記第２レンズ群の移動量
の大きさをＸ２としたとき、０．０５＜Ｘ２／Ｘ１＜１．０（９）の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか１項に記載のズームレンズ。