JPS6057312A - ズ−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】 技術分野 本発明は、焦点距離が７５〜１５０閣で、ｂ、８程度の
大口径ズームレンズに関するものである。

従来技術 従来、焦点距離が７５〜１５０　ｔａｎ程度の写真撮影
用ズームレンズは多数発明されているが、１４〜Ｆ／３
．５程度のものが多く、開放Ｆナンバーが大であってレ
ンズ系が暗いために撮影条件が制限される欠点があった
。またファインダーにより構図を決定したりピント合わ
せをしたりする時に暗いために不都合なことが多かった
。したがってズームレンズよりは単一の焦点距離のレン
ズのほうが、明るいためにズームレンズの使い勝手のよ
さよシも、明るい一般の写真レンズの方が撮影者に好ま
れるのが現状でめる。

目　的 本発明は、以上のような事情にもとづきなされたもので
あって、開放Ｆナンバーが２．８という大口径で高性能
なズームレンズを提供することを目的とするものである
。

概　要 本発明のズームレンズは、第１図に示すように物体側よ
り正の屈折力を有し接合レンズを含むレンズ群である第
ルンズ群Ｉと、負のＪｒｌ−１’ＪＪＴ力を有し接合レ
ンズを含むレンズ群である第２レンズ／ｉｆ’■と、正
の屈折力を有する第３レンズ群１１１とよりなる変倍系
と、これに続く正の屈折力を有する前群■ａと正の屈折
力を有する後群ＩＶｂとよりなるリレーレンズ系■とに
て構成されていて、第ルンズ群Ｉの焦点距離をｆｌ、第
２レンズ群１１の焦点距離をｆＩＩ、第ルンズ群Ｉ中の
接合面の曲率半径をｒｌ＋第２レンズ群■中の接合面の
曲率半径をｒｌｌ、第ルンズ群Ｉ中の接合面の前後の屈
折率を夫々ｎ１＋　ｎ１’、第２レンズ群■中の接合面
の前後の力１（折率を夫々ｎＩＩ＋　ｎ１１’とした詩
法の条件を／：’ａ足するレン大口径化に当って補正の
困難の度合いが増すのは球面収差である。本発明は、上
記のような構成にしまた上記条件を満足するようにして
次に述べるように球面収差を良好に補正したものである
。

ズームレンズが、一般の写真レンズと異なるところは、
フォーカシング、ズーミングに伴ってレンズ構成が変化
してしまうことにある。そのために各レンズ群においで
ある程度まで収差を良好に補正しておかないと、全系の
収差を）（ランス良く補正することが困難になる。

例えば第ルンズ群■は、フォーカシングのためにレンズ
群を移動させる。このレンズ群における収差の発生を抑
えるためには、レンズ群の、＜ワーを弱くすればよいが
、このパワーをあまり弱くするとピント合わせの能力が
弱くなり好ましくない。そこでこの第ルンズ群Ｉはある
程度の）くワーを有することが必要である。本発明では
、第ルンズ群■が正の屈折力を有することを考慮して、
このレンズ群中に負の屈折作用を有する接合面を設け、
この負の屈折作用を上記条件（１）に示すように定める
ことによって第ルンズ群Ｉにて球面収差が発生するのを
防止するようにした。特にこの第ルンズ群Ｉでは、軸上
マージナル光線の光線高が最も高いので、このレンズ群
での球面部’ｌ’＋’、を良好に補正することは重要で
ある。

条件（１）の上限より外れると上記接合面の負のＪｊｌ
折作用が弱くなり、球面収差が補正不足になる。

次に第２レンズ群■は、変倍時にはバリエータ−として
働くレンズ群である。このレンズ１１Ｆのでシシ倍のた
めの移動量が大きくならないようにして変倍系をコンパ
クトにするためには、この第２レンズ群Ｈのパワーは比
較的強くせざるイυＩＩない。そのだめにこの第２レン
ズ群■が負の力ＩＩ折力を有することを考慮してレンズ
群中に正の屈折作用を有する接合面を配置した。そして
この接合面の正の屈折作用を条件（２）に示すように定
めることによってこのレンズ群での球回収゛差を良好に
補正するようにした。

この条件（２）を外れると接合面の作用が弱くなり球面
収差が補正過剰に々る。

以上説明したような構成にすることによって本発明の目
的である大口径で収差の良好に補正されたズームレンズ
を得ることが出来るが、更にリレーレンズ系■の後群Ｉ
Ｖ　ｂを少なくとも正レンズを含む複数のレンズにて構
成し又、各レンズ群等を次の各条件を満足するようにす
れば撮影した時に目立ちやすい負の歪曲収差を良好に補
正することが出来る。

はりレーレンズ系ＩＶの後群ＩＶ　ｂの焦点距離、ｆｉ
Ｖｂ３はリレーレンズ系■の後群■ｂの最も像側の正レ
ンズの焦点距離、Ｄはリレーレンズ系■の前群■ａと後
群ＩＶ　ｂの間の空気間隔である。

条件（８）は、第ルンズ群Ｉとリレーレンズ系■の後群
■ｂとのパワーバランスに関するものである。

軸外へ向かう光線は、第ルンズ群Ｉによって強い凸の作
用を受けるために主光線が近軸位置よりもプラス側へ向
かう傾向を有する。またコマ収差を発生させる下側光線
もプラス側へ向かう傾向を有する。そのためにリレーレ
ンズ系■のｅ　ｌｉｄ　ＩＶｂの焦点距離ｆｌＶｂを条
件（８）の範囲内にすることによってこの後群ＩＶ　ｂ
に正の屈折作用をもたぜてプラス側へ向かう歪曲収差を
マイナス側へ回かわすることか可能になる。また以上の
ようにすることによって下側光線についてもマイナス１
ｌｌｌへ向かわと第ルンズ群■で生ずる歪曲収差をＩＪ
　Ｌ／−レンが犬になると一眼レフカメラ用とし十分な
・くツクフォーカスをとることが出°来ない。

また条件（４）は、条件（３）のもとて一層十分な歪曲
収差の補正を可能にするために設けたものである。

リレーレンズ系■の後群ＩＶ　ｂ中の最も像側の正レン
ズは、リレーレンズ系■の中で軸外光線の光線高が最も
關く、このレンズの焦点距離を短くすると歪曲収差を強
くマイナス方向へ向わせる作用を生じ、またこのレンズ
の焦点距離が長いとその作用が弱くなる。一方と−のレ
ンズでは軸上光線の光線高が低いので、この正レンズに
よって軸上収差を大きく変化させることなしに軸外光線
をコントロールすることが出来る。

この条件（４）の上限を越えてこのレンズの焦点距離が
犬になると、このレンズによる歪曲収差の補正作用が不
足し、テレからワイド址でのすべてのズーム状態におい
て歪曲収差がプラスの方向へ向かい目立ってしまう。ま
た条件（４）の下限を越えてこのレンズの焦点距離が小
になるとテレ側では歪曲収差が良好に補正されるがワイ
ド側では大きくマイナス側に向かい不自然な描写になる
。

条件（５）ｉｄ、リレーレンズ系が正の前群１１／ａと
正の後群■ｂよシなっているにも拘らず、これをコンパ
クトになししかも十分良好に収差補正を行なうために設
けたものである。

この前群ＩＶ　ａと後群■ｂの間の間隔りが条件（５）
の下限を越えて小さくなるとコンパクト化にはイ）。

効であるが、軸外光束の光線高が低くなり、リン−レン
ズ系１ｖの後群ＩＶ　ｂのパワーを正にしたことの効果
がうすくなってしまう。条件（５２の上限より犬になる
と軸外光線の光線高が高くなるので軸外収差の補正は十
分に行々い得るがコンパクトになし得なくなりまたバッ
クフォーカスが短くなる／こめに一眼レフカメラ用レン
ズとしては適尚でＣ」、なくなる。

実捲例 次に本発明のズームレンズの実施例を／Ｊ″、ず。実施
例の具体的なレンズ構成は第１図に示す）１ηりである
。即ち第ルンズ群Ｉは正の単レンズと正レンズと負レン
ズを貼り合わせた収斂レンズと」こりなり、第２レンズ
群■は、負の単レンズとその背後におって負レンズと正
し゛ンズを貼合わせた発散レンズよりなり、第３レンズ
群■は正レンズと負レンズを貼合わせた収斂レンズより
なり、更にリレーレンズ系■は、正の単レンズとそのυ
方に位置する正レンズと負レンズを貼り合わせた発散レ
ンズよりなる前群ＩＶａと、正の単レンズ、負の単レン
ズ、正の単レンズよりなる後群ＩＶ　ｂとにて構成され
ている。

第ルンズ群Ｉを正の単レンズと負と正を貼り合わせた収
斂レンズにすることによって球面収差、細土色収差、歪
曲収差、非点収差等が良好に補正されるようにした。

この第ルンズ群Ｉは、軸上光束の光線高がもつとも高く
この群において球面収差や細土色収差等が発生すると第
２レンズ群■以後のレンズにて打ち消すことがむずかし
くなる。又軸外の主光線の光線高も高いために歪曲収差
、非点収差１倍率の色収差等がこのレンズ群で発生する
と同様に第２レンズ群■以後のレンズでこれら収差を打
ち消すことが困難になる。

第ルンズ群Ｉを上記のような構成にしたことによって第
１収斂レンズ群としての十分な屈折力をもだせしかもこ
のレンズ群で収差が発生するのを小さくすることが可能
になる。つまシ正の単しンズを有することにより第ルン
ズ／＋　にがっけｊ、′１っべき収斂作用を十分にもた
せまた正レンズと負レンズの接合レンズを有することに
よってその接合面に発散作用をもたせて正の単レンズで
兄化スる収差を打ち消している。正の単レンズにて発生
ずる補正不足の球面収差は、正レンズと負レンズの接合
レンズの接合ｍｌにより強い補正作用を受け、また軸上
色収差も接合レンズの色補正作用によって第２レンズ群
■以後のレンズにて十分補止しイ１する程度にまで小さ
くしである。また１ｌｉｌｌ外へ向かう主光線も正の単
レンズにょシ発生した強い面方向への歪曲を接合面によ
り補正し、非点収差も同ＩＳＩ移動するレンズ群である
ので、このレンズ群自体で十分な性能を有していること
が必要である。またあまり大きな移動をさせ°ずに十分
なズーミング中果をもたせるようなことも必要である。

そのため負のレンズとしての十分な作用をもたせるため
に凹の単体レンズを用い、また接合の凹し／ズを設ける
ことによってズーミングによる色収差の変動と接合面の
収斂作用とにて球面収差が補正過剰の方向へ犬きくたお
れるのを防いでいる。

第３レンズ群■は、第２レンズ群■をズーミングのため
に移動させた時に像位置が変動するのを防ぐために、ズ
ーミングの際に像側に凹なカーブを描くように動かす。

このレンズ群はズーミングによる色の変動および球面収
差の変動を小さくするために接合レンズにする必要があ
る。

またリレーレンズ系■を正の屈折力を有する前群ＩＶ　
ａと正の屈折力を有する後群■ｂとにて構成し、そのう
ちの前群■ａを正の単レンズと正レンズと負レンズを貼
合わせた発散レンズにし一方後群■ｂを正の単レンズ、
負の単レンズ、正の単レンズにしたのは下記の理由によ
る。

このリレーレンズ系■は、ズーミング中も変動せず、全
焦点距離での収差のまとまりをはかるように構成した。

このリレーレンズ系■を正と正の前群１ｖ　ａ　、　後
群■ｂにしたことはコノバクト化には反するが、リレー
レンズ系に十分なパワーを与えることが出来る。特に後
群■ｂのパワーが正であるので第ルンズ群Ｉによって生
じた軸外収差を補正することが出来る。つまり第ルンズ
群Ｉによって生ずるプラス方向の歪曲収差をこの後群Ｉ
Ｖｂによってマイナス方向へ向かわせることが出来、比
較的！」立ちやすい正の歪曲収差を小さくすることが出
来る。

この実施例のレンズ系は、以上述べたようなレンズ構成
にすると共に次の条件（６）乃至条件（９）を／１１７
１足することによって各収差を一層良好に補正する上で
有効となる。

（７）４０く１ν５−シロま ただしｎ、は第ルンズ群の正レンズのＪｆｆ）折率、ｎ
２は第ルンズ群の接合レンズのうちの正レンズの屈折率
、ｎ９はリレーレンズ系■の前群ＩＶａの最も物体側の
正レンズの屈折率、ｎｌ。、ｎ、、はリレーレンズ系■
の前群■ａの接合レンズの両レンズの屈折率、ν５．シ
ロは夫々第２レンズ群■の接合レンズの両レンズのアツ
ベ数、ｒ１７はリレーレンズ系■の前群■ａの接合レン
ズの接合面の曲率半径である。

条件（６）に示すようにｉｌｌレンズ群Ｉ中の正レンズ
の屈折率を犬にすることにより正の作用を有する面の曲
率をゆるくして負の球面収差の発生を抑制している。こ
の条件（６）を外れると球面収差の発生が大になり好ま
しくない。

条件（７）は、ズーミングによる色収差の変動を防止す
るためのもので、ズーミングに際して大きく動く第２レ
ンズ群■で発生する色収差を小さくするだめのものであ
る。この条件（７）を外れると色収差の変動が大きくな
る。

条件（８）は、条件（６）と類似する条件でおって、正
の屈折力を有するリレーレンズ系１ｖの前群■ａの正レ
ンズの屈折率を大にすることによってそのしンズ面の曲
率を弱くし負の球面収差の発生を１１１１えるためのも
のである。この条件より外れると球面収差が補正不足に
なる。

条件（９）は、条件（８）と同様にリレーレンズ系の１
１１１群ＩＶａに関するもので、この群に接合レンズを
設けてその接合面に負の作用を与えて補正不足の傾向の
球面収差を補正するものである。この条件よシ外れると
球面収差が補正不足になる。

以下本発明の実施例のデーターを示す。

実施例１ ｆ　＝　１４４．７５〜７６、８５　Ｆ／２．　（１ｒ
、　＝１２５．４８１ ｄ、　＝５．６７　ｎ、　＝１．６２０４１　ｖ、　＝
６（１，２７ｒ２−３５６．８２１ ｄ２＝０．３５ ｒ３＝１０８．６８１ ｄ３＝６．０８　ｎ２＝１．６２０４１　シ、、＝６０
．２７ｒ４−−２９１．７３１ ｄ　＝３．７８　ｎ３＝１，７５５２０　ｖ、＝２７．
５１ｒ５　二１７９，８６３ ｄ５＝　Ｄ。

ｒ６−−１５５，５８４ ｄ６＝２．１　ｎ４＝１．５０３７８　２　＝６６、８
１ｒ７＝４８．２８２ ｄ７＝５．７７ ｒ８−−６２，３６６ ｄ８＝２．１　ｎ５＝１．４．８７４９　ｖ５＝７０．
１５ｒ９＝４７，３７３ ｄ−３，７８ｎ６＝１．’８０５１８　ｖ６＝２５，４
３ｒ、ｏ＝１１９．１７６ ｄ１ｏ＝Ｄ２ ｒ１□＝８９，０２５ ｄ、、　＝２．８９　ｎ７＝１．８４６６６　ｖ７＝２
３．８８ｒ１□＝５６．４９８ ｄ、２＝５．２７　ｎ８＝１．５７１３５　ν８＝５２
．９２ｒ、　３−−２１７，６６９ １３−Ｄ３ ｒ、４＝４７，７０２ ｄ　＝５．１５　ｎ９＝１．６１７　シ、＝６２．７９
４ ｒ、５−−１６５７．７３２ ｄ、５＝０．５５ ｒ、６＝４９．１２２ ｄ　＝８．０３　ｎ、ｏ＝１．６１７　ν、。＝６’２
．７９６ ｒ、　７＝−４３，８６９ ｄ＋７−２．０８　ｎ、　ｌ　＝＝１．７９９５２　ν
、、　？４２．２１１ｒ、８＝４４，１３３ ｄ、８＝２０．４７ ｒ、９＝２７７．７５２ ｄ、、＝４．８７　ｎ、２＝１．６３９３　ν、　２＝
、＋４．８８ｒ２ｏ＝−４０，７７４ ｄ２ｏ＝９．４１ ｒ２、ニー２９．２４５ ｄ２．＝２．３７　ｎ、３　＝１．６３９３　ν、　３
：／ｌ／ｌ、　８８ｒ２．、−−５３６．７６１ ｄ２□＝２．９８ ｒ２３−８５．９７３ ｄ２３＝３．１９　ｎ、４＝１．６９６８　シ１４−５
６．４５）ｒ２４＝３１６，９５２ Ｆ　１４４，７５　１０５，４５４．　７６．８５２Ｄ
　ｒ　３５．２７４　２３．７８５　８．４５８Ｄ２１
．５４３　１９．９３　３２．７５７Ｄ３１１，０３５
　４，１３７　６．６３７ｆ　＝１２４．９８１　ｆ、
■ｂ＝１７５．０６３■ ｆＩＶ＝８５．１０９　ｆ、ｖｂ３＝１６８．３５１　
Ｄ　＝２０．４７実施例２ ｆ　＝　１４．５．５〜７７、２５　Ｆ／／２．、ｇｒ
、　＝１３９．７６７ ｄ、　＝６．９４　ｎ、　＝１．６２０４１　ｖ、　＝
６０．２７ｒ　２−−３２４．０９９ ｄ２＝０．５２ ｒ３＝１０８．５７８ ｄ３＝７．１８　ｎ２＝１．６２０４１　ｚ　＝６０．
２７ｒ４−２８０．１６９ ｄ４＝３．４７　ｎ３＝１．７５５２　１’３＝２７．
５１ｒ５＝２００．４１３ ｄ５＝　Ｄ。

ｒ６−−２２９．３８７ ｄ６＝２．２５　ｎ４＝１．５０３７８　ｚ　＝６６、
８１ｒ　＝４８，７８９ ７ ｄ７＝５．９５ ｒ８−−５７，６５５ ｄ８＝２．０８　ｎ５＝１．４８７４９　ｖ５＝７０．
１５ｒ、＝４６，９３２ ｄ９＝４．００　ｎ６＝１．８０５１８　ｖ６＝２５．
　／１３ｒ、。＝１０６，９７９ ｄ、ｏ＝　Ｄ、。

ｒ、、＝８１゜９７８ ｄ、　、　＝２．５８　ｎ７＝１．８４６６６　ｖ７＝
２３．８８ｒ、２＝５３，５９８ ｄ、２＝６．２５　ｎ８＝１．５７１３５　シ８−５２
９２ｒ、　３−−２６１，８５２ ｄ　＝Ｄ ｒ、４　＝４９．７８７ ｄ、４＝５．０６　ｎ９＝１．６１７　ｖ９＝６２．７
！Ｊｒ、５−−２３０３．２２１ ｄ、５＝０．５ ｒ１６＝＝４９．０２１ ｄ、　６＝８．０９　ｎ　＝１．６１７　νｉｏ　＝６
２．７９０ ｒ１７＝−−４１，０１４ ｄ、□＝２．１２　ｎ、、＝１，７９９５２　ｖ、、＝
４．２．２４ｒ、８＝４４，２１９ ｄ、８＝２０．６８ ｒ、９　＝２３０，５２１ ｄ、、＝５．０３　ｎ、２＝１．６６８９２　ｖ、２＝
４４．９８ｒ２ｏ−−４１，３８５ ｄ２ｏ＝１０．１４ ｒ２１−−３０．１３ ｄ２．＝２．３７　ｎ、３　＝１．６６８９２　ｖ、３
　＝４４．９８ｒ２□＝−８１１，５３１ ｄ２゜＝１．２７ ｒ２３　＝＝８９，９９５ ｄ２３＝３．９７　ｎ、４＝１．６９６８　９，４＝５
５．５２ｒ２４　＝４４４，１４５ ｆ　１４５．５　１０６．’　００　７７、２５Ｄ、　
３２．６９　２０．９４６　５．３４３Ｄ、、　１．５
９３　１９，０５６　３１，１７３ｆ■＝１２４．０９
６　ｆＩＶｂ＝、１４７．６１１ｆｒｖ　＝８５．０７
１　ｆｌｙｂ３　＝１６１．２３５　Ｄ　＝２０．６８
ただしｒ　ｒ２．・・・・、ｒ２４はレンズ各面の曲率
ｌツ 半径ｔａ１＋ａ２＋・・・・、ｄ２３は、各レンズの肉
厚および空気間隔１　’ｎｌ　ｌ　ｎ２１・・・・、ｎ
１４は各レンズの屈折率、ν１．ν　・・・・、ν１４
は各レンズのアツベ２　ア 数、ｆは全系の焦点距離である。

発明の効果 本発明のズームレンズは、各実施例およびその収差曲線
図より明らかなように〃、９の口径比の大きな明るいレ
ンズで球面収差、歪曲収差その他の諸収差も良好に補正
されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ズームレンズの実施例のテレ端での断
面図、第２図乃至第４図は実施例１の夫々テレ、中間、
ワイドでの収差曲線図、第５図乃至第７図は実施例２の
夫々テレ、中間、ワイドでの収差曲線図である。 出願人　オリンパス光学工業株式会社 代理人　向　寛　二 第 球面収差　非点収差 Ｆ／２．９０ ｆ　＝Ｉ０５．４５４ ３図 第４ １＝　７６．８５２ 図 １曲収差　コツ収差 第 ｆ　＝　１４５．５０ ５図 歪曲収差　；マ収差 ８．５０゜ 第６ト ｆ＝Ｉ０６．０ 歪曲収差　コマ収差

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正の屈折力を有し接合レンズを含む第Ｊレンズ群と、負
   の屈折力を有し接合レンズを含む第２レンズ群と、正の
   屈折力を有する第３レンズ！＋１’とからなる変倍系と
   、正の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群と
   からなるリレーレンズ系とにて構成され、次の条件を満
   足するズームレンズ。 ただしｆｌ、ｆＩＩは夫々第ルンズ群および第２レンズ
   群の焦点距離、ｒｌは第ルンズ群の接合面の曲率半径、
   ｒ（１は第２レンズ群の接合面の曲率半径、１１゜、ｎ
   １′は夫々第ルンズ群の接合面の前後のＪｎｌ折率、ｎ
   ＩＩ、ｎＩＩ′は夫々第２レンズ群の接合面の前後の屈
   折率で゛ある。