JPH0627376A - リヤーフォーカス式のズームレンズ - Google Patents

リヤーフォーカス式のズームレンズ

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JPH0627376A
JPH0627376A JP18110092A JP18110092A JPH0627376A JP H0627376 A JPH0627376 A JP H0627376A JP 18110092 A JP18110092 A JP 18110092A JP 18110092 A JP18110092 A JP 18110092A JP H0627376 A JPH0627376 A JP H0627376A
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JP
Japan
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lens
lens group
negative
object side
positive
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Application number
JP18110092A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Hamano
博之 浜野
Yasunori Murata
安規 村田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化を図りつつも高変倍なリヤーフォーカ
ス式の5群構成のズームレンズを提供すること。 【構成】 物体側より順に正の屈折力を有する第1レン
ズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を
有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ
群、負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、ズーミン
グを前記第2、第4レンズ群を移動させて行うとともに
フォーカシングを前記第4レンズ群を移動させて行うと
共に、前記第2レンズ群を、物体側より順に像面側に強
い凹面を向けた第1負レンズ、両凹の第2負レンズ、そ
して物体側に強い凸面を向けた第3正レンズの3枚の単
レンズで構成したこと。

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に
用いられ、そして8程度の高変倍比又開放FナンバーF
1.8 程度の大口径比を持ちながらも小型化を図ったリヤ
ーフォーカス式のズームレンズに関する。
【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レンズ群以外の
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レンズ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レンズ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63−247316号公報で
は物体側より順に正の第1レンズ群、負の第2レンズ
群、正の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有し、第2
レンズ群を移動させて変倍を行い、第4レンズ群を移動
させて変倍に伴う像面変動をフォーカシングを行うズー
ムレンズを開示している。
【0005】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。
【0006】又、更に、特開昭58−129404号公
報、特開昭61−258217号公報では、順に正の第
1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、正
の第4レンズ群、負の第5レンズ群で構成され、第5レ
ンズ群、又は、第5レンズ群を含む複数のレンズ群を移
動させてフォーカシングを行うズームレンズを開示して
いる。特開昭60−6914号公報では、前述と同様の
屈折力配置をもつズームレンズを開示し、ある特定の有
限距離に対してフォーカスレンズ群の光軌上の位置がズ
ーミングによらず一定になるようなズームレンズを開示
している。また、特開平4−13109号公報では、同
様の屈折力配置において第5レンズ成分を比較的弱い屈
折力とすると共に、第4レンズ群あるいは第1レンズ
群、第3レンズ群でフォーカシングを行うズームレンズ
を開示している。
【0007】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、該公報
の実施例をみると、変倍の機能を有する第2レンズ群
は、物体側より順に物体側に凸面を向けた負のメニスカ
ス状の単レンズ、両レンズ面が凹面の負のレンズと正レ
ンズとを接合した貼り合わせレンズより構成されてい
る。該貼り合わせレンズは主に軸上の色収差、球面収差
および軸外のコマ収差の補正を行なっている。
【0008】前記ズームタイプにおいて更に小型化、高
変倍化を図ろうとして第2レンズ群の屈折力を強める
と、該第2レンズ群の貼り合わせ面での収差補正の負担
が大きくなり過ぎ、全ズーム域で高性能を実現するのが
困難であった。
【0009】そして、該第2レンズ群の屈折力を強める
と、該第2レンズ群を構成する各レンズの曲率が小さく
なり、収差補正上の問題や生産コストがアップしてくる
という問題があった。
【0010】本発明は、前述したリヤーフォーカス式の
ズームレンズの改良に関する技術で、大口径比、高変倍
比なズームレンズの更なる高性能化、小型化を図ること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズは
物体側より順に正の屈折力を有する第1レンズ群、負の
屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3
レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、負の屈折
力を有する第5レンズ群を有し、ズーミングを前記第
2、第4レンズ群を移動させて行うとともにフォーカシ
ングを前記第4レンズ群を移動させて行うと共に前記第
2レンズ群を、物体側より順に像面側に強い凹面を向け
た第1負レンズ、両凹の第2負レンズそして物体側に強
い凸面を向けた第3正レンズの3枚の単レンズで構成す
るようにしたものである。
【0012】
【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。
【0013】図中、Iは正の屈折力の第1レンズ群、I
Iは負の屈折力の第2レンズ群、IIIは正の屈折力の
第3レンズ群、IVは正の屈折力の第4レンズ群、Vは
負の屈折力の第5レンズ群である。SPは開口絞りであ
り、第3レンズ群III前方に配置されている。
【0014】広角端から望遠端への変倍に際して矢印の
ように第2レンズ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レンズ群を移動させて補正してい
る。
【0015】又、第4レンズ群を光軸に沿って移動させ
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レンズの実線の曲線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。
【0016】尚、第1レンズ群、第3及び第5レンズ群
は変倍及びフォーカスの際静止している。
【0017】本実施例においては第4レンズ群を移動さ
せて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第4レンズ
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4a,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レンズ群と第4レンズ群と
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レンズ群を前方へ繰り
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レンズ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式を採ることによ
り第1レンズ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レンズ群の直前に配
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小化を容易に達成している。
【0021】そして本発明においては、このように高い
ズーム比を与えつつ少ないレンズ枚数ながら収差変動の
少ない良好な光学性能を得るために、第2レンズ群を物
体側より順に像面側に強い凹面を向けた第1の負レン
ズ、両凹形状の第2の負レンズ、そして物体側に強い凸
面を向けた第3の正レンズから成る3枚の単レンズで構
成している。
【0022】本発明では、前記第2レンズ群中の第2負
レンズと、第3正レンズをそれぞれ単レンズで構成する
ことにより、空気レンズとして収差補正に作用すること
ができ、球面収差、コマ収差、軸上色収差の補正に有利
になる。また、前記第2レンズ群中を通過する軸上光線
は第2負レンズを出た後、第3正レンズに入射する光線
の光軸からの高さが従来の一般的な貼り合わせのタイプ
の時よりも高くなる為、第3正レンズで補正する収差の
効果が強くなりすぎるので、その分該第3正レンズの物
体側の面の曲率、第1負レンズの像面側の面の曲率、第
2負レンズの両面の各曲率をゆるくすることができる。
これにより、第3正レンズの肉厚を薄くしたり、生産コ
ストを下げることができる。
【0023】本発明のズームレンズにおいて第3レンズ
群以降のレンズ全長短縮化を図るには、前記第3レンズ
群と第5レンズ群の焦点距離を各々f3 、f5 、被写体
距離が無限距離での前記第5レンズ群の結像倍率をβ5
とするとき、 0.8<|f5 /f3 |<2.20 …(1) 1.2<β5 <1.6 …(2) なる条件式を満足するようにするのが望ましい。
【0024】条件式(1)は、第3レンズ群と第5レン
ズ群の焦点距離の比に関する条件で、主に第3レンズ群
以後のレンズ長を短縮しつつ良好な光学性能を維持する
ためのものである。条件式(1)の下限値を越えて第5
レンズ群の屈折力が強くなりすぎると負のペッツバール
和が増大して像面湾曲の補正が困難になってくる。一方
上限値を越えて第5レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎる
とレンズ全長の十分な短縮を図ることが困難となってく
る。
【0025】条件式(2)は第5レンズ群の倍率に関
し、レンズ全長を短くしつつ、所定の光学性能を得るた
めのものである。下限値を越えて第5レンズ群の倍率が
小さくなると、レンズ全長の短縮化を図ることが困難と
なる。一方上限値を越えて倍率が大きくなるとレンズ全
長の短縮化には有利な構成になってくるが、所定のバッ
クフォーカスを確認することが困難になったり射出瞳と
像面との距離が短くなり即ちテレセントック性がかなり
くずれ、このズームレンズをビデオカメラに適用するこ
とが困難になってくる。
【0026】又、第2レンズ群中の第1負レンズの像面
側の面の曲率RII2 と第2負レンズの物体側の面の曲率
II3 をゆるくすることができるが、収差補正の更なる
高性能化を達成するには
【0027】
【外2】 なる条件を満足させることが望ましい。
【0028】下限値を越えると、広角端における歪曲収
差がたる型となる傾向になる。一方上限値を越えると望
遠端での歪曲収差が逆に糸まき型となる傾向になる。
【0029】更に前述した様に、前記第2レンズ群中の
第2負レンズと第3正レンズの間隔が空気レンズとして
収差補正に作用するが、該空気間隔をDII4 、該第2レ
ンズ群の焦点距離をf2 としたとき 0.10<|DII4 /f2 |<0.45 …(4) なる条件を満足させることで、軸上色収差とコマ収差を
より良好に補正している。
【0030】ここで、この条件式の下限値を越えると特
に内向性のコマが発生してくる。一方上限値を越えると
逆に外向性のコマが発生してくるとともに、軸上の色収
差がアンダーの傾向になって好ましくない。
【0031】本発明では、第4レンズ群に少くとも1枚
の両面が非球面である凸レンズを配することにより、変
倍時における球面収差の変動を小さくすると共に画面周
辺における高次フレアーを除去し、第5レンズ群を一枚
の球面レンズで構成できるようにしている。
【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。
【0033】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。尚、数値実施例1〜3におけるR2
1、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、K、B、C、D、Eを各々非球面係数としたとき、
【0035】
【外3】 なる式で表わしている。
【0036】
【外4】
【0037】
【外5】
【0038】
【外6】
【0039】
【表1】
【0040】
【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レンズ群と第4レンズ
群の移動条件を設定し、フォーカスの際に第4レンズ群
を移動させると共に第2レンズ群を適切な構成を採るよ
うにすることによりレンズ系全体の小型化を図りつつ変
倍比8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、1.8程度と大口径比の
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】本発明に関するズームレンズの近軸配置と各レ
ンズの移動軌跡を示す図。
【図2】本発明に関する数値実施例1のレンズ断面図。
【図3】数値実施例1に示すズームレンズの広角端にお
ける諸収差図。
【図4】数値実施例1に示すズームレンズの中間領域に
おける諸収差図。
【図5】数値実施例1に示すズームレンズの望遠端にお
ける諸収差図。
【図6】数値実施例2に示すズームレンズの広角端にお
ける諸収差図。
【図7】数値実施例2に示すズームレンズの中間領域に
おける諸収差図。
【図8】数値実施例2に示すズームレンズの望遠端にお
ける諸収差図。
【図9】数値実施例3に示すズームレンズの広角端にお
ける諸収差図。
【図10】数値実施例3に示すズームレンズの中間領域
における諸収差図。
【図11】数値実施例3に示すズームレンズの望遠端に
おける諸収差図。
【符号の説明】
I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 IV 第4レンズ群 ΔM メリディオナル像面 ΔS サジタル像面 d d線 g g線

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有する第1
    レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折
    力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レン
    ズ群、負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、ズーミ
    ングを前記第2、第4レンズ群を移動させて行うととも
    にフォーカシングを前記第4レンズ群を移動させて行う
    と共に、前記第2レンズ群を、物体側より順に像面側に
    強い凹面を向けた第1負レンズ、両凹の第2負レンズ、
    そして物体側に強い凸面を向けた第3正レンズの3枚の
    単レンズで構成したことを特徴とするリヤーフォーカス
    式ズームレンズ。
  2. 【請求項2】 前記第3レンズ群と第5レンズ群の焦点
    距離を各々f3 ,f5 被写体距離が無限距離での前記第
    5レンズ群の結像倍率をβ5 とするとき、 0.8<|f5 /f3 |<2.20 …(1) 1.2<β5 <1.6 …(2) なる条件式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。
  3. 【請求項3】 前記第1負レンズの像面側レンズ面の曲
    率半径をRII2 、前記第2負レンズの物体側レンズ面の
    曲率半径をRII3 、前記第2レンズ群の焦点距離をf2
    とするとき、 【外1】 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1のリヤ
    ーフォーカス式ズームレンズ。
  4. 【請求項4】 前記第2負レンズと前記第3正レンズと
    の空気間隔をDII4、前記第2レンズ群の焦点距離をf2
    とするとき、 0.10<|DII4 /f2 |<0.45 …(4) なる条件式を満足することを特徴とする請求項1のリヤ
    ーフォーカス式ズームレンズ。
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EP92114721A EP0529646B1 (en) 1991-08-30 1992-08-28 Zoom lens
DE69219248T DE69219248T2 (de) 1991-08-30 1992-08-28 Zoomobjektiv
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