JPH08313809A - 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、各レンズ
群の屈折力、変倍に伴う移動条件等を適切に設定し、全
変倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズを
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、広角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群を、
該第１群と第２群の間隔が増加し、該第２群と第３群の
間隔が減少し、該第３群と第４群の間隔が減少するよう
に移動させており、無限遠物体での第２群の広角端の結
像倍率β２Ｗを適切に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はズームレンズに関し、特
に広角端での撮影画角が８２度程度、Ｆナンバー３．６
〜５．８程度、変倍比４程度の全変倍範囲にわたり良好
なる光学性能を有した写真用カメラやビデオカメラ、そ
して電子スチルカメラ等に好適な高変倍比、広画角のズ
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
等の撮影系には高変倍比で広画角で、しかも全変倍範囲
にわたり高コントラストで高い光学性能を有したズーム
レンズが要求されている。

【０００３】特開平３−８３００５号公報では、物体側
より順に正，負，正，正，そして負の屈折力の５つのレ
ンズ群より成り、広角端の撮影画角が７５度程度、変倍
比１０程度のズームレンズが提案されている。

【０００４】特開平４−７０７０８号公報では、物体側
より順に正，負，正，正，そして負の屈折力の５つのレ
ンズ群より成り、広角端の撮影画角が７５度程度、変倍
比７程度のズームレンズが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に物体側より順に
正，負，正，正，そして負の屈折力の５つのレンズ群よ
り成る５群ズームレンズにおいて、広角端での撮影画角
が８０度程度の広画角化及び変倍比４程度の高変倍化を
図りつつ全変倍範囲にわたり高い光学性能を維持し、所
定の口径比を得るにはレンズ系を構成する各レンズ群の
光学的諸定数を適切に設定することが重要となってく
る。

【０００６】例えば前述の５群ズームレンズにおいて、
変倍に伴う各レンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力
そして変倍作用をする第２群の変倍比や倍率等を適切に
設定しないと諸収差の発生が増大し、良好なる画質の映
像を得るのが難しくなってくる。

【０００７】本発明は５群ズームレンズにおいて、主に
変倍に伴う各レンズ群の移動条件や、各レンズ群の屈折
力、そして第２群の結像倍率等を適切に設定することに
より広角端の撮影画角が８２度程度、変倍比４程度の全
変倍範囲にわたり、しかも全画面にわたり高い光学性能
を有するズームレンズの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、 （１−１）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、広角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群を、
該第１群と第２群の間隔が増加し、該第２群と第３群の
間隔が減少し、該第３群と第４群の間隔が減少するよう
に移動させており、無限遠物体での第２群の広角端の結
像倍率をβ２Ｗとしたとき ０．１７＜｜β２Ｗ｜＜０．２５５ ‥‥‥（１） なる条件を満足することを特徴としている。

【０００９】

【実施例】図１〜図３は本発明の数値実施例１〜３の広
角端におけるレンズ断面図である。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、Ｌ４は正の屈折力の第４群、Ｌ５は負
の屈折力の第５群、ＳＰは絞りであり、第３群の前方に
設けている。

【００１０】本実施例では広角端から望遠端への変倍に
際して、各レンズ群を矢印の如く第１群と第２群の間隔
が増加し、第２群と第３群の間隔が減少し、第３群と第
４群の間隔が減少し、第４群と第５群の間隔が増大する
ように移動させている。尚、絞りＳＰは第３群と一体的
に移動させている。

【００１１】特に本実施例では第１群〜第４群は何れも
物体側へ移動させ、又第５群は物体側に凸状の軌跡を有
するように移動させている。

【００１２】本実施例では以上のように、各レンズ群の
屈折力を測定すると共に、変倍に際して各レンズ群を移
動させることにより各レンズ群に変倍を効果的に分担さ
せて変倍を行い、全変倍範囲にわたり、特に中間焦点距
離のズーム位置での収差補正を良好に行っている。

【００１３】そして第２群の広角端の結像倍率β２Ｗが
条件式（１）を満足するように設定し、主にレンズ全長
の短縮化を図りつつ、変倍に伴う収差補正を良好に行っ
ている。条件式（１）の下限値を越えると第１群の焦点
距離が長くなり、レンズ全長が増大してくる。逆に上限
値を越えると第１群の焦点距離が短くなり、レンズ全長
は短縮化されるが変倍に伴う収差変動が大きくなり、又
広角端での広画角化が難しくなってくる。

【００１４】本発明に係るズームレンズは、以上の諸条
件を満足することにより達成されるが、更に広画角化及
び高変倍化を図る際の収差変動を良好に補正し、高い光
学性能を得るには次の諸条件のうちの少なくとも１つを
満足させるのが良い。

【００１５】（２−１）第ｉ群の焦点距離をｆｉ、広角
端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆＷ，ｆＴと
したとき １．８＜｜ｆ５｜／ｆ４＜４ ‥‥‥（２） ５．８＜ｆ１／｜ｆ２｜＜８．５ ‥‥‥（３） １．５＜｜ｆ５｜／ｆＷ＜３ ‥‥‥（４） ０．４＜｜ｆ５｜／ｆＴ＜０．７ ‥‥‥（５） なる条件を満足することである。

【００１６】条件式（２）は第４群の焦点距離に対する
第５群の焦点距離の比を規定するものである。下限値を
越えて第５群の焦点距離が短くなり過ぎると、この第５
群で発生する諸収差が大きくなり、これを補正する為に
レンズ枚数を増加する必要があり、好ましくない。上限
値を越えて第５群の焦点距離が長くなり過ぎると、収差
補正には有利となるが、広画角化及びレンズ全長のコン
パクト化が難しくなる。

【００１７】条件式（３）は第２群の焦点距離に対する
第１群の焦点距離の比を規定し、主に望遠端における第
３群のレンズ外径を小さくし、又高変倍を容易に達成す
るものである。条件式（３）の下限値を越えて第１群の
正の屈折力が強くなり過ぎると、この第１群で発生する
望遠側の収差、特に球面収差が大きくなり、これを他の
レンズ群でバランス良く補正することが難しくなる。上
限値を越えて第１群の正の屈折力が弱くなるとレンズ全
長のコンパクト化が難しくなる。

【００１８】条件式（４），（５）はそれぞれ広角端と
望遠端での全系の焦点距離に対して第５群の焦点距離の
比を規定し、主に少ないレンズ枚数でコンパクト及び高
性能化を達成する為のものである。条件式（４）又は
（５）の下限値を越えて第５群の負の屈折力が強くなる
と、この第５群で発生する諸収差が大きくなり、これを
補正する為にレンズ枚数を増加する必要があり、好まし
くない。

【００１９】条件式（４），（５）の上限値を越えて第
５群の負の屈折力が弱くなり過ぎると収差補正には有利
となるが、広画角化及びレンズ全長のコンパクト化が難
しくなってくる。

【００２０】（２−２）前記第１群は物体側に凸面を向
けたメニスカス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レ
ンズとを接合した貼合わせレンズ、そして物体側に凸面
を向けたメニスカス状の正レンズを有し、前記第２群は
物体側へ凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レン
ズ面が凹面の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、
そして両レンズ面が凹面の負レンズを有していることで
ある。

【００２１】これにより第２群の負の屈折力を強めて変
倍比４程度を確保する際の変倍に伴う収差変動を良好に
補正しつつ、広角端での撮影画角の広画角化を達成して
いる。又第１群の有効径を小さくしつつ、レンズ系全体
の小型化を効率的に図っている。

【００２２】（２−３）前記第３群は両レンズ面が凸面
の少なくとも２枚の正レンズ、そして両レンズ面が凹面
の負レンズを有していることである。

【００２３】比較的、強い正の屈折力の第３群をこのよ
うなレンズ形状で構成することにより主に球面収差等の
諸収差を良好に補正している。

【００２４】（２−４）前記第４群は少なくとも２枚の
正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有していること
である。

【００２５】本発明のズームレンズでは第４群の正の屈
折力は比較的強くなる為に、このように少なくとも３枚
のレンズより構成して諸収差を良好に補正している。

【００２６】尚、本実施例において更に好ましくは第４
群を両レンズ面が凸面の正レンズと像面側に凸面を向け
た正レンズ、そして像面側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズの３つのレンズより構成するか、又は両レン
ズ群が凸面の正レンズと物体側に凸面を向けたメニスカ
ス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズ、そして
像面側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズの４つの
レンズより構成するのが良い。

【００２７】（２−５）前記第５群は像面側に凸面を向
けたメニスカス状の１枚の負レンズより成ること構成す
ることである。

【００２８】これによりレンズ系全体の小型化を図りつ
つ、変倍に伴う収差変動を良好に補正している。又変倍
に伴い第５群を物体側に凸状の軌跡を有しつつ移動させ
て、第５群にフレアーカットの役割を持たせている。

【００２９】（２−６）前記第２群を光軸上移動させて
フォーカスを行い、望遠端において無限遠物体にフォー
カスしているときの該第２群の結像倍率をβ２Ｔとした
とき ｜β２Ｔ｜＜１ ‥‥‥（６） なる条件を満足することである。

【００３０】一般に第１群でフォーカスを行う方式でフ
ォーカス可能な至近距離を短くすると画面周辺部の光量
を確保する為に第１群の有効径が増大してくる。

【００３１】そこで本実施例では第２群でフォーカスを
行うことにより第１群の有効径の増大を防止しつつ、フ
ォーカス可能な至近距離を短縮している。又条件式
（６）を満足するように各要素を設定して、これにより
フォーカスを効果的に行っている。

【００３２】特に条件式（６）の条件を満足することで
広角端から望遠端へのズーミング時の第２群の倍率が等
倍を挟まない為に無限遠物体から至近物体へのフォーカ
シングのとき第２群を常に同一方向へ繰り出すようにし
て第２群でのフォーカシングを可能としている。

【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。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。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、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、

【００３４】

【数１】 なる式で表している。尚、「ｅ−ｘ」は「ｅ−１０^-X」
を表している。

【００３５】 〈数値実施例１〉 f= 24.9〜101.8 fno=1:3.6〜5.8 2ω= 82.1°〜24.0° R 1= 149.78 D 1= 2.00 N 1=1.84666 ν 1= 23.8 R 2= 55.24 D 2= 6.80 N 2=1.65160 ν 2= 58.5 R 3=1471.66 D 3= 0.15 R 4= 40.99 D 4= 5.00 N 3=1.71300 ν 3= 53.8 R 5= 99.84 D 5= 可変 R 6= 37.86 D 6= 1.20 N 4=1.80610 ν 4= 41.0 R 7= 10.64 D 7= 6.00 R 8= -42.37 D 8= 1.10 N 5=1.80400 ν 5= 46.6 R 9= 35.56 D 9= 0.15 R10= 26.74 D10= 3.60 N 6=1.84666 ν 6= 23.9 R11= -32.66 D11= 0.60 R12= -23.83 D12= 1.10 N 7=1.83481 ν 7= 42.7 R13= 226.52 D13= 可変 R14=（絞り） D14= 1.00 R15= 29.51 D15= 3.30 N 8=1.48749 ν 8= 70.2 R16= -44.13 D16= 0.20 R17= 18.88 D17= 4.60 N 9=1.51742 ν 9= 52.4 R18= -27.40 D18= 0.80 R19= -24.02 D19= 1.20 N10=1.88300 ν10= 40.8 R20= 68.97 D20= 可変 R21= 86.68 D21= 3.30 N11=1.48749 ν11= 70.2 R22= -24.10 D22= 0.15 R23=1729.42 D23= 3.00 N12=1.48749 ν12= 70.2 R24= -23.14 D24= 0.60 R25= -28.76 D25= 1.00 N13=1.80518 ν13= 25.4 R26= -53.05 D26= 可変 R27= -17.61 D27= 1.20 N14=1.85026 ν14= 32.3 R28= -29.33 ＼焦点距離 24.87 45.88 101.79 可変間隔＼ D 5 1.30 14.85 28.79 D13 14.46 8.68 0.99 D20 5.49 3.89 1.45 D26 3.00 5.12 21.06 非球面係数 R26面 A=0 B= 2.643 e-05 C= 1.005 e-07 D= 3.465 e-10 E= 4.401 e-12 〈数値実施例２〉 f= 24.8〜101.8 fno=1:3.6〜5.8 2ω= 82.2°〜24.0° R 1= 147.49 D 1= 2.00 N 1=1.84666 ν 1= 23.8 R 2= 52.12 D 2= 6.80 N 2=1.65160 ν 2= 58.5 R 3=1034.32 D 3= 0.15 R 4= 40.62 D 4= 5.00 N 3=1.71300 ν 3= 53.8 R 5= 118.22 D 5= 可変 R 6= 45.45 D 6= 1.20 N 4=1.80610 ν 4= 41.0 R 7= 10.77 D 7= 5.20 R 8= -40.92 D 8= 1.10 N 5=1.80400 ν 5= 46.6 R 9= 29.39 D 9= 0.15 R10= 25.07 D10= 3.60 N 6=1.84666 ν 6= 23.9 R11= -26.83 D11= 0.70 R12= -21.10 D12= 1.10 N 7=1.83481 ν 7= 42.7 R13= 172.42 D13= 可変 R14=（絞り） D14= 1.00 R15= 32.97 D15= 3.00 N 8=1.48749 ν 8= 70.2 R16= -43.61 D16= 0.20 R17= 21.91 D17= 4.40 N 9=1.51742 ν 9= 52.4 R18= -28.46 D18= 0.80 R19= -24.88 D19= 1.20 N10=1.88300 ν10= 40.8 R20= 85.98 D20= 可変 R21= 26.68 D21= 4.00 N11=1.48749 ν11= 70.2 R22= -29.48 D22= 0.15 R23= 29.58 D23= 1.00 N12=1.85026 ν12= 32.3 R24= 22.12 D24= 1.60 R25= 84.16 D25= 3.00 N13=1.48749 ν13= 70.2 R26= -29.98 D26= 0.20 R27= -32.68 D27= 1.00 N14=1.80518 ν14= 25.4 R28= -46.81 D28= 可変 R29= -17.97 D29= 1.20 N15=1.85026 ν15= 32.3 R30= -29.67 ＼焦点距離 24.81 45.79 101.80 可変間隔＼ D 5 1.30 14.26 27.57 D13 12.08 7.27 0.96 D20 6.11 4.16 0.98 D28 3.00 4.97 20.73 非球面係数 R28面 A=0 B= 2.643 e-05 C= 1.005 e-07 D= 3.465 e-10 E= 4.401 e-12 〈数値実施例３〉 f= 24.8〜101.8 fno=1:3.6〜5.8 2ω= 82.2°〜24.0° R 1= 129.42 D 1= 2.00 N 1=1.84666 ν 1= 23.8 R 2= 49.39 D 2= 6.80 N 2=1.65160 ν 2= 58.5 R 3= 468.47 D 3= 0.15 R 4= 39.45 D 4= 5.00 N 3=1.71300 ν 3= 53.8 R 5= 120.44 D 5= 可変 R 6= 44.95 D 6= 1.20 N 4=1.80610 ν 4= 41.0 R 7= 10.79 D 7= 5.20 R 8= -43.17 D 8= 1.10 N 5=1.80400 ν 5= 46.6 R 9= 27.59 D 9= 0.15 R10= 22.79 D10= 3.80 N 6=1.84666 ν 6= 23.9 R11= -28.13 D11= 0.80 R12= -21.13 D12= 1.10 N 7=1.83481 ν 7= 42.7 R13= 70.60 D13= 可変 R14=（絞り） D14= 1.00 R15= 36.35 D15= 2.50 N 8=1.48749 ν 8= 70.2 R16= -92.48 D16= 0.12 R17= 36.35 D17= 2.50 N 9=1.48749 ν 9= 70.2 R18=-204.31 D18= 0.15 R19= 26.31 D19= 3.50 N10=1.53172 ν10= 48.9 R20= -33.00 D20= 0.80 R21= -29.16 D21= 1.20 N11=1.88300 ν11= 40.8 R22= 50.19 D22= 可変 R23= 23.33 D23= 4.80 N12=1.48749 ν12= 70.2 R24= -31.13 D24= 0.15 R25= 30.66 D25= 1.00 N13=1.83400 ν13= 37.2 R26= 23.05 D26= 1.20 R27= 58.96 D27= 3.70 N14=1.48749 ν14= 70.2 R28= -34.82 D28= 1.00 N15=1.80518 ν15= 25.4 R29= -53.91 D29= 可変 R30= -18.89 D30= 1.20 N16=1.85026 ν16= 32.3 R31= -31.42 ＼焦点距離 24.82 46.41 101.79 可変間隔＼ D 5 1.30 14.25 26.95 D13 10.30 6.11 0.99 D22 6.81 4.52 0.97 D29 3.00 5.50 22.21 非球面係数 R28面 A=0 B= 2.786 e-05 C= 1.346 e-07 D= -1.351 e-10 E= 5.462 e-12

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、５群ズー
ムレンズにおいて、主に変倍に伴う各レンズ群の移動条
件や、各レンズ群の屈折力、そして第２群の結像倍率等
を適切に設定することにより広角端の撮影画角が８２度
程度、変倍比４程度の全変倍範囲にわたり、しかも全画
面にわたり高い光学性能を有する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】本発明の数値実施例１の広角端のズーム位置の
レンズ断面図

【図２】本発明の数値実施例２の広角端のズーム位置の
レンズ断面図

【図３】本発明の数値実施例３の広角端のズーム位置の
レンズ断面図

【図４】本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図５】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図６】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図７】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図８】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図９】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 第５群 ＳＰ 開口絞り ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 Ｓ．Ｃ 正弦条件 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面

Claims (7)

【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、広角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群
   を、該第１群と第２群の間隔が増加し、該第２群と第３
   群の間隔が減少し、該第３群と第４群の間隔が減少する
   ように移動させており、無限遠物体での第２群の広角端
   の結像倍率をβ２Ｗとしたとき ０．１７＜｜β２Ｗ｜＜０．２５５ なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 第ｉ群の焦点距離をｆｉ、広角端と望遠
   端における全系の焦点距離を各々ｆＷ，ｆＴとしたとき １．８＜｜ｆ５｜／ｆ４＜４ ５．８＜ｆ１／｜ｆ２｜＜８．５ １．５＜｜ｆ５｜／ｆＷ＜３ ０．４＜｜ｆ５｜／ｆＴ＜０．７ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。
3. 【請求項３】 前記第１群は物体側に凸面を向けたメニ
   スカス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズとを
   接合した貼合わせレンズ、そして物体側に凸面を向けた
   メニスカス状の正レンズを有し、前記第２群は物体側へ
   凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凹
   面の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、そして両
   レンズ面が凹面の負レンズを有していることを特徴とす
   る請求項１のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第３群は両レンズ面が凸面の少なく
   とも２枚の正レンズ、そして両レンズ面が凹面の負レン
   ズを有していることを特徴とする請求項１のズームレン
   ズ。
5. 【請求項５】 前記第４群は少なくとも２枚の正レンズ
   と少なくとも１枚の負レンズを有していることを特徴と
   する請求項１のズームレンズ。
6. 【請求項６】 前記第５群は像面側に凸面を向けたメニ
   スカス状の１枚の負レンズより成ることを特徴とする請
   求項１のズームレンズ。
7. 【請求項７】 前記第２群を光軸上移動させてフォーカ
   スを行い、望遠端において無限遠物体にフォーカスして
   いるときの該第２群の結像倍率をβ２Ｔとしたとき ｜β２Ｔ｜＜１ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。