JPH05188295A - リヤーフォーカス式のズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体として５つのレンズ群を有し、変倍系よ
りも後方のレンズ群でフォーカスを行ない、レンズ系全
体を小型にし、変倍比１０、Ｆナンバー１．６程度のリ
ヤーフォーカス式の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、負の屈
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、
該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変
倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて
補正すると共に該第４群を移動させてフォーカスを行
い、該第３群は両レンズ面が凸面の正の第３１レンズと
像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第３２レンズ
を有しており、第ｉ群の焦点距離をｆｉ、該第３群の第
ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲ３，ｉとしたとき1.2
<R3,2/R3,3< 2.8 , 0.8 <|f3/f4|< 1.0 なる条件を満
足すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリヤーフォーカス式のズ
ームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメラそ
して放送用カメラ等に用いられる変倍比１０、Ｆナンバ
ー１．６程度の大口径比で高変倍比のレンズ全長の短い
リヤーフォーカス式のズームレンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
のズームレンズにおいては物体側の第１群以外のレンズ
群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカ
ス式を採用したものが種々と提案されている。

【０００３】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
焦点合わせが出来る等の特長がある。

【０００４】このようなリヤーフォーカス式のズームレ
ンズとして例えば特開昭６３−４４６１４号公報では物
体側より順に正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力
の第２群、変倍に伴う像面変動を補正する為の負の屈折
力の第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ
群より成る所謂４群ズームレンズにおいて、第３群を移
動させてフォーカスを行っている。しかしながらこのズ
ームレンズは第３群の移動空間を確保しなければならず
レンズ全長が増大する傾向があった。

【０００５】特開昭５８−１３６０１２号公報では変倍
部を３つ以上のレンズ群で構成し、このうち一部のレン
ズ群を移動させてフォーカスを行っている。

【０００６】特開昭６３−２４７３１６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とフォーカスを行
っている。

【０００７】特開昭５８−１６０９１３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１群と第２群を移動させて変倍を
行い、変倍に伴う像面変動を第４群を移動させて行って
いる。そしてこれらのレンズ群のうちの１つ又は２つ以
上のレンズ群を移動させてフォーカスを行っている。

【０００８】特開昭５８−１２９４０４号公報、特開昭
６１−２５８２１７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、正の屈折力の第４群、そして負の屈折力の第５群の
５つのレンズ群より成る５群ズームレンズにおいて、第
５群又は該第５群を含む複数のレンズ群を移動させてフ
ォーカスを行なっている。特開昭６０−６９１４号公報
では前述と同様の５群ズームレンズにおいて、特定有限
距離物体に対してフォーカスレンズ群の光軸上の位置が
変倍によらず一定となる性質を有したズームレンズを提
案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると前述の如くレ
ンズ系全体が小型化され又迅速なるフォーカスが可能と
なり、更に近接撮影が容易となる等の特長が得られる。

【００１０】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るという問題点が生
じてくる。

【００１１】特に大口径比で高変倍のズームレンズでは
全変倍範囲にわたり、又物体距離全般にわたり高い光学
性能を得るのが大変難しくなるという問題点が生じてく
る。本発明はリヤーフォーカス方式を採用しつつ、大口
径比化及び高変倍化を図る際、レンズ系全体の大型化を
防止しつつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわた
り、又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、良好なる光学性能を有した簡易な構成のリヤー
フォーカス式のズームレンズの提供を目的とする。

【００１２】

【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、負の屈折力の第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、該第２群を像面側へ移動させて広角端から
望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群
を移動させて補正すると共に該第４群を移動させてフォ
ーカスを行い、該第３群は両レンズ面が凸面の正の第３
１レンズと像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第
３２レンズを有しており、第ｉ群の焦点距離をｆｉ、該
第３群の第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲ３，ｉとし
たとき １．２ ＜Ｒ３，２／Ｒ３，３＜ ２．８ ・・・・（１） ０．８ ＜｜ｆ３／ｆ４｜＜ １．０ ・・・・（２） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１３】

【実施例】図１は本発明のリヤーフォーカス式のズーム
レンズの近軸屈折力配置を示す一実施例の概略図であ
る。図２は本発明の後述する数値実施例１のレンズ断面
図、図３〜図５は本発明の後述する数値実施例１の広角
端、中間、望遠端の諸収差図である。図６〜図８は本発
明の後述する数値実施例２の広角端、中間、望遠端の諸
収差図である。図９〜図１１は本発明の後述する数値実
施例３の広角端、中間、望遠端の諸収差図である。

【００１４】図中、１は正の屈折力の第１群、２は負の
屈折力の第２群、３は正の屈折力の第３群、４は正の屈
折力の第４群、５は負の屈折力の第５群である。ＳＰは
開口絞りであり、第３群３の前方に配置している。

【００１５】広角端から望遠端への変倍に際して矢印の
ように第２群を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う
像面変動を第４群を移動させて補正している。

【００１６】又、第４群を光軸上移動させてフォーカス
を行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す
第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠
物体と近距離物体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像面変動を補正する為の移
動軌跡を示している。尚、第１群、第３群、第５群は変
倍及びフォーカスの際固定である。

【００１７】本実施例においては第４群を移動させて変
倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動させ
てフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線４
ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際し
て物体側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。
これにより第３群と第４群との空間の有効利用を図りレ
ンズ全長の短縮化を効果的に達成している。

【００１８】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４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出すこと
により行っている。

【００１９】本実施例では従来の４群ズームレンズにお
いて第１群を繰り出してフォーカスを行う場合に比べて
前述のようなリヤーフォーカス方式を採ることにより第
１群のレンズ有効径の増大化を効果的に防止している。

【００２０】そして開口絞りを第３群の直前に配置する
ことにより可動レンズ群による収差変動を少なくし、開
口絞りより前方のレンズ群の間隔を短くすることにより
前玉レンズ径の縮少化を容易に達成している。

【００２１】又、第３群を両レンズ面が凸面の正の第３
１レンズと像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第
３２レンズとで構成することにより、主に大口径比化に
伴う広角端近傍の球面収差とコマ収差を良好に補正して
いる。

【００２２】そして前述の如く各レンズ群の光学的諸定
数を特定することにより全変倍範囲にわたり更に物体距
離全般にわたり良好なる光学性能を有した高変倍比のズ
ームレンズを得ている。

【００２３】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。

【００２４】条件式（１）は第３群を構成する第３１レ
ンズの像面側のレンズ面と第３２レンズの物体側のレン
ズ面の曲率半径の比を適切に設定し、主に像面弯曲と球
面収差をバランス良く補正するためのものである。

【００２５】条件式（１）の上限値を越えて第３２レン
ズの物体側のレンズ面の曲率が強くなりすぎると像面弯
曲が増大し、像面弯曲と球面収差とをバランス良く補正
するのが難しくなってくる。又下限値を越えて第３１レ
ンズの像面側のレンズ面の曲率が強くなりすぎると球面
収差が補正不足になってくる。

【００２６】条件式（２）は第３群と第４群の屈折力の
比に関し、主に画面全体の光学性能を良好に維持しつつ
第３群以降のレンズ全長を短くする為のものである。下
限値を越えて第３群の屈折力が強くなりすぎるとレンズ
全長は短くなるが球面収差とコマ収差を良好に補正する
のが難しくなると共に所定のバックフォーカスを確保す
るのが難しくなってくる。又上限値を越えて第３群の屈
折力が弱くなりすぎるとレンズ全長の短縮化が不十分に
なってくる。

【００２７】本発明の目的とするリヤーフォーカス式の
ズームレンズは以上の諸条件を満足させることにより達
成することができるが更にレンズ系全体の小型化を図り
つつ、高変倍化を図る際の変倍に伴なう収差変動を少な
くし、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには次の
諸条件を満足させるのが良い。

【００２８】全系の広角端と望遠端における焦点距離を
各々ｆｗ，ｆＴ、該第５群の結像倍率をβ５としたとき

【００２９】

【数２】 なる条件を満足することである。

【００３０】条件式（３）は第２群の屈折力に関し、変
倍に伴う収差変動を少なくしつつ所定の変倍比を効果的
に得るためのものである。下限値を越えて第２群の屈折
力が強くなりすぎるとレンズ系全体の小型化は容易とな
るが、ペッツバール和が負の方向に増大し像面湾曲が大
きくなると共に変倍に伴う収差変動が大きくなってく
る。又上限値を越えて第２群の屈折力が弱くなりすぎる
と変倍に伴う収差変動は少なくなるが所定の変倍比を得
るための第２群の移動量が増大し、レンズ全長が長くな
ってくるので良くない。

【００３１】条件式（４）は第５群の結像倍率に関し、
主にレンズ全長を短くしつつ、画面全体にわたり良好な
る光学性能を維持する為のものである。下限値を越えて
第５群の結像倍率が小さくなりすぎるとレンズ全長の短
縮化が不十分となる。又上限値を越えて結像倍率が大き
くなりすぎるとレンズ全長は短くなるが所定のバックフ
ォーカスを得るのが難しくなり、更に射出瞳から像面ま
での距離が短くなってくるので良くない。

【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。

【００３３】尚、数値実施例におけるＲ２１，Ｒ２２は
フェースプレート等のガラス材である。

【００３４】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Ｒ₀ を近軸曲率半
径、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき

【００３５】

【数３】 なる式で表わしている。又「Ｄ−０Ｘ」とは「１０^-X］
を意味している。

【００３６】又、表−１に各数値実施例における各条件
式との関係を示す。 数値実施例 １ F= 1 〜9.52 FNO=1:1.65〜2.88 2ω= 57.8°〜 6.6° R 1= 13.772 D 1= 0.172 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 R 2= 3.754 D 2= 0.767 N 2=1.51633 ν 2= 64.2 R 3= -10.009 D 3= 0.025 R 4= 3.257 D 4= 0.517 N 3=1.80400 ν 3= 46.6 R 5= 11.545 D 5= 可変 R 6=-118.720 D 6= 0.086 N 4=1.88300 ν 4= 40.8 R 7= 0.998 D 7= 0.396 R 8= -1.443 D 8= 0.086 N 5=1.51742 ν 5= 52.4 R 9= 1.443 D 9= 0.344 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 R10= -41.241 D10= 可変 R11= 絞り D11= 0.170 R12= 非球面 D12= 0.775 N 7=1.58313 ν 7= 59.4 R13= -4.984 D13= 0.070 R14= -3.294 D14= 0.137 N 8=1.80518 ν 8= 25.4 R15= -5.139 D15= 可変 R16= 1.480 D16= 0.120 N 9=1.84666 ν 9= 23.8 R17= 0.883 D17= 0.724 N10=1.58913 ν10= 61.2 R18= 非球面 D18= 可変 R19= -9.541 D19= 0.103 N11=1.69350 ν11= 53.2 R20= 非球面 D20= 0.344 R21= ∞ D21= 0.862 N12=1.51633 ν12= 64.2 R22= ∞ R12面非球面 R₀= 1.762 B = -2.295 D-02 C = -5.540 D-04 D = -1.580 D-03 R18面非球面 R₀=-35.842 B = 4.831 D-02 C = -1.942 D-02 D = -1.244 D-04 R20面非球面 R₀= 3.809 B = 2.989 D-02 C = 2.172 D-01 D = -2.970 D-01

【００３７】

【表１】 数値実施例 ２ F= 1 〜9.57 FNO=1:1.65〜2.88 2ω= 57.8°〜 6.6° R 1= 13.545 D 1= 0.172 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 R 2= 3.759 D 2= 0.767 N 2=1.51633 ν 2= 64.2 R 3= -10.087 D 3= 0.025 R 4= 3.259 D 4= 0.517 N 3=1.80400 ν 3= 46.6 R 5= 11.475 D 5= 可変 R 6= -47.573 D 6= 0.086 N 4=1.88300 ν 4= 40.8 R 7= 1.008 D 7= 0.396 R 8= -1.620 D 8= 0.086 N 5=1.52310 ν 5= 50.8 R 9= 1.367 D 9= 0.344 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 R10= 59.658 D10= 可変 R11= 絞り D11= 0.170 R12= 非球面 D12= 0.775 N 7=1.62299 ν 7= 58.2 R13= -8.304 D13= 0.070 R14= -3.320 D14= 0.137 N 8=1.80518 ν 8= 25.4 R15= -4.626 D15= 可変 R16= 1.527 D16= 0.120 N 9=1.84666 ν 9= 23.8 R17= 0.872 D17= 0.724 N10=1.60311 ν10= 60.7 R18= 非球面 D18= 可変 R19= -6.722 D19= 0.103 N11=1.71300 ν11= 53.8 R20= 非球面 D20= 0.344 R21= ∞ D21= 0.862 N12=1.51633 ν12= 64.2 R22= ∞ R12面非球面 R₀= 1.761 B = -2.070 D-02 C = -4.900 D-04 D = -1.356 D-03 R18面非球面 R₀= 17.060 B = 4.831 D-02 C = -1.942 D-02 D = -1.244 D-04 R20面非球面 R₀= 4.221 B = 2.483 D-02 C = 2.200 D-01 D = -3.020 D-01

【００３８】

【表２】 数値実施例 ３ F= 1 〜9.53 FNO=1:1.65〜2.88 2ω= 57.8°〜 6.6° R 1= 14.823 D 1= 0.1724 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 R 2= 3.885 D 2= 0.7673 N 2=1.51633 ν 2= 64.2 R 3= -10.238 D 3= 0.0259 R 4= 3.364 D 4= 0.5173 N 3=1.81600 ν 3= 46.6 R 5= 11.763 D 5= 可変 R 6= -45.066 D 6= 0.0862 N 4=1.88300 ν 4= 40.8 R 7= 1.041 D 7= 0.3966 R 8= -1.655 D 8= 0.0862 N 5=1.51742 ν 5= 52.4 R 9= 1.423 D 9= 0.3449 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 R10= 230.309 D10= 可変 R11= 絞り D11= 0.1700 R12= 非球面 D12= 0.7759 N 7=1.60311 ν 7= 60.7 R13= -4.841 D13= 0.0707 R14= -3.343 D14= 0.1379 N 8=1.76182 ν 8= 26.5 R15= -5.952 D15= 可変 R16= 1.476 D16= 0.1207 N 9=1.84666 ν 9= 23.8 R17= 0.888 D17= 0.7242 N10=1.58913 ν10= 61.2 R18= 非球面 D18= 可変 R19= -20.798 D19= 0.1035 N11=1.69350 ν11= 53.2 R20= 非球面 D18= 0.3449 R21= ∞ D21= 0.8621 N12=1.51633 ν12= 64.2 R22= ∞ R12面非球面 R₀= 1.836 B = -2.014 D-02 C = -8.409 D-04 D = -9.169 D-04 R18面非球面 R₀=-22.516 B = 4.831 D-02 C = -1.942 D-02 D = -1.244 D-04 R20面非球面 R₀= 3.432 B = 3.349 D-02 C = 1.802 D-01 D = -2.286 D-01

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く５つのレンズ
群の屈折力及び変倍における第２群と第４群の移動条件
を設定すると共にフォーカスの際に第４群を移動させる
レンズ構成を採ることにより、レンズ系全体の小型化を
図りつつ変倍比１０程度と全変倍範囲にわたり良好なる
収差補正を達成しつつ、かつフォーカスの際の収差変動
の少ない高い光学性能を有したＦナンバー１．６と大口
径比のリヤーフォーカス式の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】 本発明の近軸屈折力配置を示す一実施例の
概略図

【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の広角端の諸収差図

【図４】 本発明の数値実施例１の中間の諸収差図

【図５】 本発明の数値実施例１の望遠端の諸収差図

【図６】 本発明の数値実施例２の広角端の諸収差図

【図７】 本発明の数値実施例２の中間の諸収差図

【図８】 本発明の数値実施例２の望遠端の諸収差図

【図９】 本発明の数値実施例３の広角端の諸収差図

【図１０】 本発明の数値実施例３の中間の諸収差図

【図１１】 本発明の数値実施例３の望遠端の諸収差図

【符号の説明】

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

Claims (2)

【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、負
   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、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端へ
   の変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動さ
   せて補正すると共に該第４群を移動させてフォーカスを
   行い、該第３群は両レンズ面が凸面の正の第３１レンズ
   と像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第３２レン
   ズを有しており、第ｉ群の焦点距離をｆｉ、該第３群の
   第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲ３，ｉとしたとき １．２ ＜Ｒ３，２／Ｒ３，３＜ ２．８ ０．８ ＜｜ｆ３／ｆ４｜＜ １．０ なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス
   式のズームレンズ。
2. 【請求項２】 全系の広角端と望遠端における焦点距離
   を各々ｆｗ，ｆＴ、該第５群の結像倍率をβ５としたと
   き 【数１】 なる条件を満足することを特徴とする請求項１のリヤー
   フォーカス式のズームレンズ。