JPH07151967A - 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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JPH07151967A
JPH07151967A JP5254990A JP25499093A JPH07151967A JP H07151967 A JPH07151967 A JP H07151967A JP 5254990 A JP5254990 A JP 5254990A JP 25499093 A JP25499093 A JP 25499093A JP H07151967 A JPH07151967 A JP H07151967A
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lens
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zoom lens
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Nobuyuki Tochigi
伸之 栃木
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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
群そして正の屈折力の第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、第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．４＜ｆ４／ｆ５＜１．２ 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バックフォーカス
の長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。
【００１２】また現在、民生用のビデオカメラ用のズー
ムレンズには単板式が多く用いられている。この場合、
業務用に主に用いられている多板式のレンズ系に用いら
れている色分解プリズム等を使用しない。この為、バッ
クフォーカスは比較的短くなっている。多板式の場合に
は撮影レンズの後方に色分解プリズム等を配置せねばな
らない。この為、単板式の民生用のビデオカメラ用のズ
ームレンズに比べて比較的長いバックフォーカスが必要
になってくる。
【００１３】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バックフォ
ーカスの長い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。
【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、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群そして正の屈折力の第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、第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．４＜ｆ４／ｆ５＜１．２ ・・・・・・・・（１） なる条件を満足することを特徴としている。
【００１５】
【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２〜５は本発明の後述する数値実施例１〜４の広
角端のレンズ断面図、図６，図７は本発明の後述する数
値実施例１の広角端、望遠端の諸収差図である。図８，
図９は本発明の後述する数値実施例２の広角端、望遠端
の諸収差図である。図１０，図１１は本発明の後述する
数値実施例３の広角端、望遠端の諸収差図である。図１
２，図１３は本発明の後述する数値実施例４の広角端、
望遠端の諸収差図である。
【００１６】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は
負の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群であ
り、負の屈折力の第３１群Ｌ３１、絞りＳＰ、そして正
の屈折力の第３２群Ｌ３２より成っている。Ｌ４は正の
屈折力の第４群、Ｌ５は正の屈折力の第５群である。Ｇ
はフェースプレートや色分解プリズム等であり、同図で
はガラスブロックとして示している。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】そして開口絞りを第３群の第３１群と第３
２群との間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。
【００２３】又本実施例では第５群を物体側に凸面を向
けたメニスカス状の単一レンズより構成し、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆｗとするとき ０．８＜ｆ３／ｆ４＜１０ ・・・・・・・・・・・・・・（２） １．０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．５ ・・・・・・・・（３） なる条件を満足するようにしている。
【００２４】特に本実施例では第５群を物体側に凸面を
向けたメニスカス状の単一の正レンズにすることでバッ
クフォーカス及び射出瞳を長くして色分解プリズムを用
いたときの該色分解プリズムの反射面（ダイクロイック
面）での色シェーディング等を効果的に防止している。
【００２５】第３群中の絞りよりも像面側の正の屈折力
の第３２群を非球面を有する単一レンズより構成し、レ
ンズ系全体の小型化を図りつつ画面全体の光学性能を良
好に維持している。又、第３１群を単一の負レンズより
構成し、レンズ系全体の小型化を図っている。
【００２６】尚、本実施例では第３群に非球面レンズを
用いている場合を示しているが、他のレンズ群に非球面
レンズを使用すれば、更に性能を向上させることやｆｎ
ｏを明るくすることができる。特に第５群に非球面レン
ズを用いれば、レンズ枚数の削減を達成することがで
き、同時に非球面により球面収差やコマ収差等を効果的
に補正することができる。更に、第４群に非球面を有す
るレンズを用いれば、コマ収差等を効果的に補正するこ
とができる。
【００２７】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。
【００２８】条件式（１）は第４群と第５群の焦点距離
の比に関するものであり、主に絞り以降のレンズ系のコ
ンパクト化を達成しつつバックフォーカスの充分長くし
て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群の焦点距離が長くなり、
第４群の焦点距離が短くなると充分なバックフォーカス
を確保しつつ球面収差等を良好に補正することが困難に
なる。
【００２９】逆に上限値を越えて第４群の焦点距離が長
くなると、変倍及びフォーカスの際の第４群の移動量が
大きくなり、変倍及びフォーカスによる諸収差の変動が
大きくなってくる。
【００３０】条件式（２）は第３群と第４群の焦点距離
の比に関するものであり、主に像面弯曲を良好に補正す
るためのものである。条件式（２）の下限値を越えて、
第３群の焦点距離が短くなるとバックフォーカスが短く
なり、例えば色分解プリズムを像面側に配置するズーム
レンズに適用するときには色分解プリズム等を配置する
ことができなくなったり、又色分解プリズムのダイクロ
イック面に入射する光線の角度がきつくなり色シェーデ
ィングが発生してくるので良くない。
【００３１】逆に上限値を越えて第３群の焦点距離が長
くなると、レンズ全系でのペッツバール和がアンダーに
大きくなり像面の倒れが大きくなったり、バックフォー
カスが長くなりすぎ第４群の有効径が大きくなりレンズ
が重くなるためスムーズにフォーカシングができなくな
ってくるので良くない。
【００３２】条件式（３）は第２群の焦点距離と広角端
における全系の焦点距離の比に関するものである。条件
式（３）の下限値を越えて第２群の焦点距離が短くなる
とペッツバール和がアンダーに大きくなり、像面の倒れ
等の収差補正が困難になる。逆に上限値を越えて第２群
の焦点距離が長くなると、第２群の移動量が増え前玉の
有効径が大きくなってくるので良くない。
【００３３】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。数値実施例に
おいて、最終の３つのレンズ面はフェースプレートやフ
ィルター等のガラスブロックである。
【００３４】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。
【００３５】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、
Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき、
【００３６】
【数１】 なる式で表わしている。 （数値実施例１） F= 1〜10 fno= 1:1.65 2ω= 60.0°〜 6.6° r 1= 16.594 d 1= 0.365 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 r 2= 6.828 d 2= 1.692 N 2=1.60311 ν 2= 60.7 r 3= -28.839 d 3= 0.038 r 4= 6.378 d 4= 0.826 N 3=1.71300 ν 3= 53.8 r 5= 19.459 d 5=可変 r 6= 9.036 d 6= 0.173 N 4=1.83481 ν 4= 42.7 r 7= 1.999 d 7= 0.979 r 8= -2.548 d 8= 0.173 N 5=1.69680 ν 5= 55.5 r 9= 2.548 d 9= 0.576 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 r10= -66.371 d10=可変 r11= 15.654 d11= 0.134 N 7=1.60311 ν 7= 60.7 r12= 2.615 d12= 1.202 r13= (絞り) d13= 0.288 r14= 6.995 d14= 1.038 N 8=1.60342 ν 8= 38.0 r15= -7.386 d15=可変 r16= 18.068 d16= 0.653 N 9=1.51633 ν 9= 64.2 r17= -7.391 d17= 0.028 r18= 9.398 d18= 0.173 N10=1.80518 ν10= 25.4 r19= 3.107 d19= 1.153 N11=1.48749 ν11= 70.2 r20= -6.861 d20=可変 r21= 4.171 d21= 0.500 N12=1.48749 ν12= 70.2 r22= 9.997 d22= 0.769 r23= ∞ ｄ23= 0.480 N13=1.51633 ν13= 64.2 r24= ∞ d24= 3.846 N14=1.60342 ν14= 38.0 r25= ∞ 非球面係数 r14 K=-4.690×10-1 A= 1.348×10-4 B= 1.148×10-4 C= 1.867×10-6 D=-1.461×10-5
【００３７】
【表１】 （数値実施例２） F= 1〜10 fno= 1:1.65 2ω= 57.2°〜 6.2° r 1= 15.795 d 1= 0.345 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 r 2= 6.848 d 2= 1.563 N 2=1.60311 ν 2= 60.7 r 3= -34.179 d 3= 0.036 r 4= 6.336 d 4= 0.781 N 3=1.69680 ν 3= 55.5 r 5= 18.466 d 5=可変 r 6= 6.719 d 6= 0.163 N 4=1.88300 ν 4= 40.8 r 7= 1.886 d 7= 0.883 r 8= -2.618 d 8= 0.163 N 5=1.69680 ν 5= 55.5 r 9= 2.618 d 9= 0.527 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 r10= -28.311 d10=可変 r11= 36.586 d11= 0.145 N 7=1.60311 ν 7= 60.7 r12= 2.965 d12= 1.463 r13= (絞り) d13= 0.272 r14= 7.230 d14= 1.163 N 8=1.58313 ν 8= 59.4 r15= -6.015 d15=可変 r16= -19.888 d16= 0.636 N 9=1.48749 ν 9= 70.2 r17= -6.758 d17= 0.027 r18= 6.751 d18= 0.200 N10=1.80518 ν10= 25.4 r19= 3.233 Dd9= 1.163 N11=1.48749 ν11= 70.2 r20= -7.636 d20=可変 r21= 5.161 d21= 0.454 N12=1.48749 ν12= 70.2 r22= 22.483 d22= 0.727 r23= ∞ d23= 0.454 N13=1.51633 ν13= 64.2 r24= ∞ d24= 3.636 N14=1.60342 ν14= 38.0 r25= ∞ 非球面係数 r14 K= 8.578×10-1 A=-1.261×10-3 B=-1.258×10-4 C= 1.587×10-4 D=-3.942×10-5
【００３８】
【表２】 （数値実施例３） F= 1〜10 fno= 1:1.65〜1.90 2ω= 57.2°〜 6.2° r 1= 8.165 d 1= 0.345 N 1=1.84666 ν 1= 23.8 r 2= 4.862 d 2= 1.454 N 2=1.60311 ν 2= 60.7 r 3= -45.916 d 3= 0.036 r 4= 5.564 d 4= 0.545 N 3=1.69680 ν 3= 55.5 r 5= 12.817 d 5=可変 r 6= 8.554 d 6= 0.163 N 4=1.88300 ν 4= 40.8 r 7= 1.590 d 7= 0.554 r 8= -2.600 d 8= 0.163 N 5=1.69680 ν 5= 55.5 r 9= 2.396 d 9= 0.181 r10= 2.821 d10= 0.400 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 r11= -89.503 d11= 可変 r12= -18.517 d12= 0.145 N 7=1.60311 ν 7= 60.7 r13= 2.879 d13= 0.909 r14= (絞り) d14= 0.272 r15= 5.932 d15= 0.800 N 8=1.58313 ν 8= 59.4 r16= -3.558 d16=可変 r17= -22.271 d17= 0.363 N 9=1.48749 ν 9= 70.2 r18= -10.976 d18= 0.027 r19= 9.225 d19= 0.200 N10=1.80518 ν10= 25.4 r20= 3.168 d20= 1.090 N11=1.48749 ν11= 70.2 r21= -5.290 d21=可変 r22= 4.356 d22= 0.454 N12=1.48749 ν12= 70.2 r23= 98.536 d23= 0.727 r24= ∞ d24= 0.454 N13=1.51633 ν13= 64.2 r25= ∞ d25= 3.636 N14=1.60342 ν14= 38.0 r26= ∞ 非球面係数 r15 K=-1.550 A=-1.767×10-3 B=-1.344×10-4 C= 1.869×10-4 D=-4.102×10-5
【００３９】
【表３】 （数値実施例４） F= 1〜10 fno= 1:1.65 2ω= 60.0°〜 6.6° r 1= 18.950 d 1= 0.365 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 r 2= 8.112 d 2= 1.653 N 2=1.60311 ν 2= 60.7 r 3= -61.728 d 3= 0.038 r 4= 7.601 d 4= 0.826 N 3=1.69680 ν 3= 55.5 r 5= 24.189 d 5=可変 r 6= 6.293 d 6= 0.173 N 4=1.88300 ν 4= 40.8 r 7= 2.090 d 7= 1.065 r 8= -3.133 d 8= 0.173 N 5=1.69680 ν 5= 55.5 r 9= 3.133 d 9= 0.557 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 r10= -19.612 d10=可変 r11= -12.878 d11= 0.153 N 7=1.60311 ν 7= 60.7 r12= 3.014 d12= 0.961 r13= (絞り) d13= 0.288 r14= 6.480 d14= 0.769 N 8=1.58313 ν 8= 59.4 r15= -5.517 d15=可変 r16= -26.703 d16= 0.673 N 9=1.48749 ν 9= 70.2 r17= -5.997 d17= 0.028 r18= 6.652 d18= 0.211 N10=1.80518 ν10= 25.4 r19= 3.309 d19= 1.230 N11=1.48749 ν11= 70.2 r20= -8.077 d20=可変 r21= 5.040 d21= 0.480 N12=1.48749 ν12= 70.2 r22= 19.927 d22= 0.769 r23= ∞ d23= 0.480 N13=1.51633 ν13= 64.2 r24= ∞ d24= 3.846 N14=1.60342 ν14= 38.0 r25= ∞ 非球面係数 r14 K=-8.451×10-1 A=-7.628×10-4 B= 6.496×10-5 C= 2.701×10-6 D=-7.249×10-6
【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バックフォーカスの長い
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２のレンズ断面図
【図４】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図５】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図６】 本発明の数値実施例１の広角端の諸収差図
【図７】 本発明の数値実施例１の望遠端の諸収差図
【図８】 本発明の数値実施例２の広角端の諸収差図
【図９】 本発明の数値実施例２の望遠端の諸収差図
【図１０】 本発明の数値実施例３の広角端の諸収差図
【図１１】 本発明の数値実施例３の望遠端の諸収差図
【図１２】 本発明の数値実施例４の広角端の諸収差図
【図１３】 本発明の数値実施例４の望遠端の諸収差図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ３１ 第３１群 Ｌ３２ 第３２群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 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 (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、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群そして正の屈折力の第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、第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき ０．４＜ｆ４／ｆ５＜１．２ 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】 前記第３群は物体側より順に負の屈折力
    の第３１群、絞り、そして正の屈折力の第３２群より成
    ってい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５群は物体側に凸面を向けたメニ
    スカス状の単一レンズより成り、広角端における全系の
    焦点距離をｆｗとするとき ０．８＜ｆ３／ｆ４＜１０ １．０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項２のリヤー
    フォーカス式のズームレンズ。
  4. 【請求項４】 前記第３２群は非球面を有する単一レン
    ズより成っていることを特徴とする請求項２のリヤーフ
    ォーカス式のズームレンズ。
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