JPH09113808A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH09113808A
JPH09113808A JP7297867A JP29786795A JPH09113808A JP H09113808 A JPH09113808 A JP H09113808A JP 7297867 A JP7297867 A JP 7297867A JP 29786795 A JP29786795 A JP 29786795A JP H09113808 A JPH09113808 A JP H09113808A
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lens
group
lens group
focusing
object side
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JP7297867A
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Naoko Kodama
直子 兒玉
Koichi Oshita
孝一 大下
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Nikon Corp
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    • G02B15/144511—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative arranged -+-+

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オートフォーカス（ＡＦ）の高速化が可能
な、変倍比の大きな大口径ズームレンズ。 【解決手段】 物体側より順に、負の屈折力を有する第
１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２とを備えた変倍比が１．５以上のズームレンズにおい
て、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正屈折力の
前群Ｇ2Fと、正屈折力の後群Ｇ2Rとを有し、広角端から
望遠端への変倍に際して、前群Ｇ2Fと後群Ｇ2Rとは一体
的に移動し、無限遠合焦状態における前群Ｇ2Fの横倍率
は常に正であり且つ単調に減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズに関
し、特に１眼レフカメラなどに利用されるズームレンズ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ズームレンズの合焦方式として、
最も物体側のレンズ群を繰り出して合焦を行う方法があ
る。この合焦方式は、非常に単純なレンズ鏡筒構造で実
現可能である。しかしながら、最も物体側のレンズ群す
なわち第１レンズ群の焦点距離が長いため、合焦のため
のレンズの所要移動量（合焦移動量）が大きくなり、レ
ンズ系の大きさおよび重さを増大させるという欠点を有
する。
【０００３】そこで、上述の欠点を改良する方法とし
て、前記第１レンズ群を複数のレンズ部分群に分割し、
その複数のレンズ部分群の一部を移動させることによっ
て合焦を行う方式が提案されている。例えば、特開昭５
９−１５２１４号公報や特開平２−２４４１１０号公報
においては、正屈折力の第１レンズ群を正屈折力の前群
と負屈折力の後群との２つのレンズ群に分割し、負屈折
力の後群を移動させることによって合焦を行っている。
【０００４】また、特開平２−２０１３１０号公報や特
開平４−１５６１２号公報においては、負屈折力の第１
レンズ群を負屈折力あるいは正屈折力の前群と負屈折力
の後群との２つのレンズ群に分割し、負屈折力の後群を
移動させることによって合焦を行っている。一方、特開
平３−２２８００８号公報においては、正負正正の４群
構成のレンズ系の第２レンズ群を移動させて合焦を行っ
ている。
【０００５】さらに、特開平５−１７３０７０号公報や
特開平５−１７３０７１号公報においては、正負あるい
は負正の２群以上で構成されるズームレンズ系におい
て、第２レンズ群を負屈折力の前群と負屈折力の後群あ
るいは正屈折力の前群と正屈折力の後群とに分割し、そ
の前群を移動させることによって合焦を行う方式が提案
されている。
【０００６】一方、手振れ等に起因する像位置の変動を
補正する、いわゆる防振補正方式が従来より知られてい
る。たとえば、特開平１−１８９６２１号公報では第１
レンズ群を、特開平１−１９１１１２号公報や特開平１
−２８４８２３号公報では第２レンズ群を、特開平１−
１９１１１３号公報では最終レンズ群を、それぞれ光軸
直交方向に移動させて防振補正する方式が提案されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の特開昭５９−１
５２１４号公報、特開平２−２４４１１０号公報、特開
平２−２０１３１０号公報および特開平４−１５６１２
号公報に開示の合焦方式では、最も物体側のレンズ群全
体を繰り出す合焦方式よりも、レンズ系の大きさおよび
重量がともに小さくなる。しかしながら、いずれにして
もレンズ径の最も大きな第１レンズ群の一部のレンズ部
分群を移動させなければならないので、オートフォーカ
ス（ＡＦ）等における駆動効率を格段に向上させること
は困難である。
【０００８】これに対して、特開平３−２２８００８号
公報における合焦方式では、レンズ径の小さな第２レン
ズ群を移動させて合焦を行うので、合焦の高速化が可能
となる。しかしながら、収差補正上の観点から、広角系
あるいは望遠系の大口径ズームレンズに、この合焦方式
を適用することは現在のところ困難である。
【０００９】一方、特開平５−１７３０７０号公報およ
び特開平５−１７３０７１号公報における合焦方式で
は、合焦の高速化が可能であるとともに、公報の実施例
に示されているように、広角系あるいは望遠系の大口径
ズームレンズに対する適用が可能となる。しかしなが
ら、この合焦方式を変倍比の大きなズームレンズに採用
すると、変倍の状態による合焦移動量の変化が大きくな
る。その結果、公報に記載されているように、変倍領域
の全体に亘ってほぼ一定の繰り出し量による合焦が不可
能となってしまう。
【００１０】一方、特開平１−１８９６２１号公報のよ
うに第１レンズ群を光軸直交方向に移動させる防振補正
方式では、本発明のような大口径ズームレンズに適用し
た場合、最も径の大きい物体側のレンズ群を駆動するこ
とになる。その結果、レンズ群を光軸直交方向に移動さ
せる駆動機構の大型化を招いてしまう。
【００１１】また、特開平１−１９１１１３号公報のよ
うに最像面側のレンズ群を移動させる方式の場合、開口
絞りから離れているレンズ群を光軸直交方向に駆動する
ことになる。その結果、本発明のような大口径ズームレ
ンズに適用した場合、レンズ群の偏心駆動による収差変
動が大きくなってしまう。さらに、特開平１−２８４８
２３号公報や特開平１−１９１１１２号公報のように第
２レンズ群全体を移動させて防振補正を行う方式の場
合、本発明のような大口径ズームレンズに適用した場
合、レンズ群の偏心駆動による収差変動が大きくなって
しまう。
【００１２】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、オートフォーカス（ＡＦ）の高速化が可能
な、変倍比の大きな大口径ズームレンズを提供すること
を目的とする。また、本発明は、防振補正機能を有する
変倍比の大きな大口径ズームレンズを提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体側より順に、負の屈折力を
有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レ
ンズ群Ｇ２とを備えた変倍比が１．５以上のズームレン
ズにおいて、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順
に、正屈折力の前群Ｇ2Fと、正屈折力の後群Ｇ2Rとを有
し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記前群Ｇ2F
と前記後群Ｇ2Rとは一体的に移動し、無限遠合焦状態に
おける前記前群Ｇ2Fの横倍率は常に正であり且つ単調に
減少することを特徴とするズームレンズを提供する。
【００１４】本発明の好ましい態様によれば、前記前群
Ｇ2Fを光軸に沿って移動させて近距離物体への合焦を行
う。また、広角端における無限遠物体から至近距離物体
への合焦のための前記前群Ｇ2Fの移動量をΔＸW とし、
望遠端における無限遠物体から至近距離物体への合焦の
ための前記前群Ｇ2Fの移動量をΔＸT としたとき、 １．０＜ΔＸT ／ΔＸW ＜１．５ の条件を満足することが好ましい。さらに、上述のよう
な本発明の構成において、第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ2F
をたとえば光軸直交方向に移動させることによって防振
補正を行うことができる。この場合、前群Ｇ2Fは少なく
とも１つの貼合わせレンズを有することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】物体側から順に、合焦に関与しな
い物体側レンズ群Ａ（第１レンズ群Ｇ１）と、合焦に関
与する合焦レンズ群Ｆ（第２レンズ群前群Ｇ2F）と、合
焦に関与しない像側レンズ群Ｂ（第２レンズ群後群Ｇ2R
以降のレンズ群）とから構成された薄肉近軸光学系に基
づいて、本発明の構成を考えるものとする。
【００１６】そして、物体側レンズ群Ａの焦点距離をｆ
A とし、無限遠合焦状態における合焦レンズ群Ｆの横倍
率をβF とし、無限遠物体から撮影距離（物像間距離）
Ｒの物体に合焦するための合焦レンズ群Ｆの合焦移動量
（物体側から像側への移動を正）をΔＸとする。さら
に、レンズ系全体の長さ（物体側レンズ群Ａの物側主点
から像面までの光軸に沿った距離）をＴＬとし、物体側
レンズ群Ａの物側主点から物体までの光軸に沿った距離
をＤO と定義する。
【００１７】この場合、特開平５−１７３０７０号公報
に開示されているように、次の式（ａ）に示す関係が成
立する。 （ＤO −ｆA ）ΔＸ≒（ｆA 2 ×βF 2 ）／（βF 2 −１） （ａ） 上述の式（ａ）をβF で微分すると、次の式（ｂ）に示
す関係が得られる。 ΔＸ／ｄβF ＝−２βF ／｛（βF 2 −１）2 （ＤO −ｆA ）｝ （ｂ）
【００１８】一般のズームレンズでは、式（ｂ）におい
て（ＤO −ｆA ）＞０である。また、本発明では、無限
遠合焦状態における合焦レンズ群Ｆ（前群Ｇ2F）の横倍
率βF は、広角端から望遠端に亘ってβF ＞０である。
したがって、以下の式（ｃ）に示すように、式（ｂ）の
右辺の値は常に負となる。 ΔＸ／ｄβF ＜０ （ｃ）
【００１９】式（ｃ）より、無限遠合焦状態における合
焦レンズ群Ｆの横倍率βF が広角端から望遠端にかけて
単調減少するとき、無限遠物体から至近距離物体への合
焦のための合焦レンズ群Ｆの合焦移動量ΔＸは広角端か
ら望遠端にかけて単調増加することがわかる。なお、上
述の議論では、ＤO を近似的に定数として扱っている。
しかしながら、実際には、ＤO はβF に依存して変化す
るので、ＤO が小さい数値のときはΔＸが単調増加しな
い場合もある。
【００２０】フォーカスカムの形状は、特開平３−２３
５９０８号公報や特開平５−１４２４７５号公報に示さ
れているように、広角端から望遠端まで単調に変化する
（それぞれの実施例では単調増加）合焦移動量をカムの
光軸方向の移動量と回転方向の移動量とに重畳すること
によりフォーカスカムによるピントずれが小さくなるよ
うに決定される。
【００２１】本発明では、上述の構成により、広角端か
ら望遠端への変倍に際して合焦移動量が単調増加とな
る。その結果、ピントずれの少ないＭＦ（マニュアルフ
ォーカス）が可能なフォーカスカムを構成することが可
能になり、高速のＡＦとピントずれの少ないＭＦとの両
立するズームレンズを実現することができる。
【００２２】さらに、合焦移動量を小さくして近距離収
差性能を改善するとともに、レンズ全系の大きさを軽減
するためには、以下の条件式（１）を満足することが望
ましい。 １．０＜ΔＸT ／ΔＸW ＜１．５ （１） ここで、 ΔＸW ：広角端における無限遠物体から至近距離物体へ
の合焦のための前群Ｇ2Fの移動量 ΔＸT ：望遠端における無限遠物体から至近距離物体へ
の合焦のための前群Ｇ2Fの移動量
【００２３】条件式（１）の下限値を下回ると、広角端
における合焦移動量が望遠端よりも大きくなる。すなわ
ち、広角端から望遠端への変倍に際して合焦移動量が減
少することになり、広角端から望遠端へかけて前群Ｇ2F
の横倍率が単調に減少するという本発明の構成を達成す
ることができなくなってしまう。一方、条件式（１）の
上限値を上回ると、広角端と望遠端とで合焦移動量の差
が大きくなってしまう。これは、合焦レンズ群の屈折力
が弱いことを示し、結果としてレンズ全長が長くなるた
め好ましくない。
【００２４】また、本発明のように、ＡＦの駆動効率が
高く、変倍比が大きな大口径のズームレンズをさらに小
型に構成するには、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈
折力の第２レンズ群Ｇ２、負屈折力の第３レンズ群Ｇ
３、および正屈折力の第４レンズ群Ｇ４を少なくとも有
するレンズ構成にすることが望ましい。つまり、特開昭
６３−２４１５１１号公報に示すように、負レンズ群先
行のズームレンズにおいて大口径化を図る場合、負正２
群のような簡単な構成では絞り径の増大に起因するレン
ズ系やレンズ鏡筒の巨大化を招く。そこで、本発明のよ
うに、負正負正の４群構成にすることにより、絞り径を
小さくして、大口径のズームレンズをコンパクトに構成
することができる。
【００２５】また、第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ2Fをたと
えば光軸直交方向に駆動して防振補正を行う場合、前群
Ｇ2Fが開口絞りに近いレンズ群であるため、前群Ｇ2Fの
偏心駆動に伴う収差変動を小さく抑えることができる。
この場合、前群Ｇ2Fに少なくとも１つの貼合わせレンズ
を使用することにより、前群Ｇ2F単独で良好な収差状態
となるので効果的である。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。各実施例において、非球面は、光軸に垂
直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量
をＳ（ｙ）、基準の曲率半径をＲ、円錐係数をκ、ｎ次
の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式（ｄ）で表
される。
【数１】 Ｓ（ｙ）＝（ｙ2 ／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2 ／Ｒ2 ）1/2 〕 ＋Ｃ2 ・ｙ2 ＋Ｃ4 ・ｙ4 ＋Ｃ6 ・ｙ6 ＋Ｃ8 ・ｙ8 ＋Ｃ10・ｙ10＋・・・ （ｄ） 各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付
している。
【００２７】〔実施例１〕図１は、本発明の第１実施例
にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。図
１のズームレンズは、物体側から順に、負屈折力の第１
レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負屈
折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ
４とからなる。第１実施例のズームレンズは、焦点距離
２８．９〜７７．５ｍｍでＦナンバー２．９の変倍比の
大きな大口径ズームレンズであり、至近距離は０．６ｍ
に設定されている。
【００２８】そして、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹
レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズからなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レ
ンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接
合正レンズからなる前群Ｇ2Fと、物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズおよび両凸レンズからなる後群Ｇ2R
とからなる。
【００２９】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から
順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹
レンズとの接合負レンズ、および両凹レンズと物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合負レンズから
なる。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと
の接合正レンズ、両凸レンズ、および物体側に凹面を向
けた負メニスカスレンズからなる。
【００３０】また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。図１は、広
角端における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠
端への変倍時には図１に矢印で示すズーム軌道に沿って
光軸上を移動する。なお、第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ2F
と後群Ｇ2Rとは、広角端から望遠端への変倍に際して一
体的に移動する。また、第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ2Fを
光軸に沿って像側へ移動させて、近距離物体への合焦を
行う。さらに、第２レンズＧ２の前群Ｇ2Fを光軸直交方
向に移動させることによって、手振れ等に起因する像位
置の変動を補正している。
【００３１】次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元
の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを、βは撮影倍率を、ｄ0 は物体から最も物体側の
レンズ面までの光軸に沿った距離をそれぞれ表してい
る。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体
側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそ
れぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示して
いる。
【００３２】
【表１】 ｆ＝２８．９〜７７．５ ＦNO＝２．９ ２ω＝７５．７〜３０．６ 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 72.747 2.30 65.42 1.60300 2 37.000 13.00 3 -172.809 2.10 61.09 1.58913 4 39.894 1.00 5* 49.820 4.40 23.01 1.86074 6 74.750 (d6= 可変) 7 63.402 1.60 23.01 1.86074 8 37.530 8.60 64.10 1.51680 9 -75.887 1.60 25.50 1.80458 10 -97.792 (d10=可変) 11 96.034 3.60 60.14 1.62041 12 261.743 0.10 13 54.262 6.00 55.60 1.69680 14 -5995.277 (d14= 可変) 15 -74.414 2.20 35.72 1.90265 16 -62.929 1.45 64.10 1.51680 17 121.380 2.50 18 -85.723 1.40 82.52 1.49782 19* 31.093 2.60 25.50 1.80458 20 84.758 (d20= 可変) 21 459.690 1.40 23.01 1.86074 22 40.240 7.30 82.52 1.49782 23 -49.771 0.10 24 62.369 7.00 57.53 1.67025 25 -76.454 5.20 26 -32.524 2.00 39.61 1.80454 27 -50.194 (Bf= 可変) （非球面データ） κ Ｃ2 Ｃ4 5 面 -0.0842 0.0000 -4.4790 ×10-7 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10 -5.6956 ×10-10 7.9321 ×10-13 -2.6103 ×10-16 κ Ｃ2 Ｃ4 19面 -3.9460 0.0000 -3.2602 ×10-6 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10 1.1210 ×10-8 -8.6879 ×10-11 2.0447 ×10-13 （変倍における可変間隔） ｆ／β 28.9 43.0 77.5 -0.0631 -0.0913 -0.1672 d0 ∞ ∞ ∞ 401.441 419.214 417.398 d6 53.142 25.814 2.190 57.842 30.684 8.058 d10 7.063 7.063 7.063 2.363 2.179 1.195 d14 4.332 12.477 32.992 4.332 12.477 32.992 d20 16.889 12.505 4.087 16.889 12.505 4.087 Bf 39.683 45.490 58.820 39.683 45.490 58.820 （条件対応値） ΔＸT ／ΔＸW ＝１．２５ 広角端 中間 望遠端 ΔＸ 4.70 4.88 5.87 βF 28.74 3.64 2.07
【００３３】表（１）の条件対応値の欄に示すように、
広角端から望遠端にかけて、合焦レンズ群である前群Ｇ
2Fの無限遠合焦状態における横倍率βF が単調減少し、
前群Ｇ2Fの合焦移動量ΔＸが単調増加している。なお、
表（１）の条件対応値の欄において、βF は合焦レンズ
群である前群Ｇ2Fの無限遠合焦状態における横倍率であ
り、ΔＸは無限遠物体から至近距離物体への合焦のため
の前群Ｇ2Fの合焦移動量（像側への移動を正）である。
【００３４】次の表（２）は、実施例１の合焦用移動カ
ムの形状を回転方向の移動量（ANGLE ）と光軸方向の移
動量（DIS ）に関するスプライン関数（『数値解析とFO
RTRAN 』：丸善、『スプライン関数とその応用』：教育
出版、等に準拠）で表現する場合のスプライン用サンプ
ルデータを示している。すなわち、表（２）は、スプラ
イン補間サンプル点における回転方向の移動量（ANGLE
）および光軸方向の移動量（DIS ）を示している。な
お、光軸方向の移動量（DIS ）は物体側へ移動する場合
を正とする。
【００３５】
【表２】
【００３６】次の表（３）は、各焦点距離状態における
実施例１の合焦用移動カムの無限遠合焦位置（無限遠対
応位置）、および各撮影距離に対する合焦用移動カムの
回転移動量（合焦回転量）を示している。表（３）にお
いて、広角端（ｆ＝２８．９）から望遠端（ｆ＝７７．
５）への変倍回転量が５０になるように規格化してい
る。このとき、無限遠合焦位置（撮影距離Ｒ＝∞）から
至近合焦位置（Ｒ＝０．６ｍ）までの合焦回転量は５０
となっている。
【００３７】
【表３】 焦点距離 無限遠対応位置 撮影距離 合焦回転量 28.9mm 0.000 3m 9.134 35.0mm 3.750 2m 13.812 43.0mm 9.698 1.5m 18.578 50.0mm 15.908 1m 28.411 65.0mm 34.500 0.7m 41.857 77.5mm 50.000 0.6m 50.000
【００３８】次に、実施例１のズームレンズにおいて、
いわゆるＭＦ（マニュアルフォーカス）が可能になって
いるかを検討する。なお、所定の結像点位置からの像面
（結像点）の変位量がズームレンズの焦点深度を越える
と、いわゆるヘリコイド（らせん状のねじ）等を用いた
マニュアルフォーカス（ＭＦ）は不可能となってしま
う。次の表（４）は、実施例１の合焦移動用カムを用い
てＭＦ操作をする際の結像点（像面）の変位量を、各焦
点距離状態および各撮影距離状態に対応して示してい
る。
【００３９】
【表４】 0.6m 0.7m 1m 1.5m 2m 3m 28.9mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 35.0mm -0.043 -0.030 -0.016 -0.006 -0.003 -0.001 43.0mm -0.041 -0.021 -0.016 -0.004 0.000 0.001 50.0mm -0.006 0.023 0.003 0.001 0.004 0.005 65.0mm -0.013 0.053 0.049 0.011 -0.007 -0.016 77.5mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
【００４０】表（４）から明らかなように、各焦点距離
状態および各撮影距離状態における結像点の変位量が実
施例１のレンズ系の焦点深度（０．０９ｍｍ）に対して
十分小さく、ピントずれの少ない正確なマニュアルフォ
ーカスが可能であることがわかる。
【００４１】図２乃至図７は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する実施例１の諸収差図である。なお、図２は
無限遠合焦状態における広角端での諸収差図であり、図
３は無限遠合焦状態における中間焦点距離状態での諸収
差図であり、図４は無限遠合焦状態における望遠端での
諸収差図である。また、図５は近距離合焦状態における
広角端での諸収差図であり、図６は近距離合焦状態にお
ける中間焦点距離状態での諸収差図であり、図７は近距
離合焦状態における望遠端での諸収差図である。図８
は、実施例１の防振補正前における広角端（無限遠合焦
状態）および望遠端（無限遠合焦状態）での諸収差図で
ある。また、図９は、実施例１の防振補正時における広
角端（無限遠合焦状態）および望遠端（無限遠合焦状
態）での諸収差図である。図９では、第２レンズ群Ｇ２
の前群ＧF2が像側で画角０．２°に対応する量だけ偏心
した場合の諸収差量を示している。
【００４２】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高をそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、実線Ｓはサジタル
像面を示し、破線Ｍはメリディオナル像面を示してい
る。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサ
インコンディション（正弦条件）を示している。図２乃
至図７の各収差図から明らかなように、本実施例では、
広角端から望遠端に亘って各撮影距離状態において諸収
差が良好に補正されていることがわかる。また、図８お
よび図９の各収差図から明らかなように、本実施例で
は、防振補正前よりも防振補正時の方が収差変動が少な
く、良好な結像性能を保持しているので防振補正可能で
あることがわかる。
【００４３】〔実施例２〕図１０は、本発明の第２実施
例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１０のズームレンズは、物体側から順に、負屈折力の
第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、
負屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ
群Ｇ４とからなる。第２実施例のズームレンズは、焦点
距離２８．８〜５５．０ｍｍでＦナンバー２．９の変倍
比の大きな大口径ズームレンズであり、至近距離は０．
６ｍに設定されている。
【００４４】そして、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹
レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズからなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レ
ンズとの接合正レンズからなる前群Ｇ2Fと、両凸レンズ
および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからな
る後群Ｇ2Rとからなる。
【００４５】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から
順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹
レンズとの接合負レンズ、および両凹レンズからなる。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの接合
正レンズ、両凸レンズ、および物体側に凹面を向けた負
メニスカスレンズからなる。
【００４６】また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。図１０は、
広角端における各レンズ群の位置関係を示しており、望
遠端への変倍時には図１０に矢印で示すズーム軌道に沿
って光軸上を移動する。なお、第２レンズ群Ｇ２の前群
Ｇ2Fと後群Ｇ2Rとは、広角端から望遠端への変倍に際し
て一体的に移動する。また、第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ
2Fを光軸に沿って像側へ移動させて、近距離物体への合
焦を行う。さらに、第２レンズＧ２の前群Ｇ2Fを光軸直
交方向に移動させることによって、手振れ等に起因する
像位置の変動を補正している。
【００４７】次の表（５）に、本発明の実施例２の諸元
の値を掲げる。表（５）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを、βは撮影倍率を、ｄ0 は物体から最も物体側の
レンズ面までの光軸に沿った距離をそれぞれ表してい
る。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体
側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそ
れぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示して
いる。
【００４８】
【表５】 ｆ＝２８．８〜５５．０ ＦNO＝２．９ ２ω＝７４．９〜４２．５ 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 78.335 3.00 65.42 1.60300 2 29.816 11.5 3 -672.667 2.40 65.42 1.60300 4* 40.350 0.10 5 40.436 4.20 23.01 1.86074 6 58.651 (d6= 可変) 7 41.147 1.60 23.01 1.86074 8 26.873 7.50 69.98 1.51860 9 -242.748 (d9 =可変) 10 137.583 3.60 65.42 1.60300 11 -127.621 0.10 12 39.423 4.20 60.14 1.62041 13 92.872 (d13=可変) 14 -36.353 2.60 23.01 1.86074 15 -25.024 1.40 82.52 1.49782 16 1526.942 1.80 17 -493.881 1.40 60.23 1.51835 18* 52.468 (d18=可変) 19 190.478 1.40 23.01 1.86074 20 44.480 6.00 82.52 1.49782 21 -43.612 0.10 22 61.373 3.80 55.60 1.69680 23 -143.833 6.0 24 -29.577 2.00 39.61 1.80454 25 -38.903 (Bf= 可変) （非球面データ） κ Ｃ2 Ｃ4 4 面 -0.3101 0.0000 -2.7453 ×10-7 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10 -1.1797 ×10-10 -9.9315 ×10-13 5.9137 ×10-16 κ Ｃ2 Ｃ4 18面 -4.7915 0.0000 0.0000 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10 0.0000 -4.4142 ×10-11 6.5813 ×10-14 （変倍における可変間隔） ｆ／β 28.9 45.0 55.0 -0.0600 -0.0913 -0.1118 d0 ∞ ∞ ∞ 427.604 443.078 443.784 d6 44.131 18.925 10.834 48.087 23.068 15.220 d9 6.651 6.651 6.651 2.695 2.509 2.267 d13 5.452 13.733 17.606 5.452 13.733 17.606 d18 15.036 9.985 7.764 15.036 9.985 7.764 Bf 38.550 45.415 51.402 38.550 45.415 51.402 （条件対応値） ΔＸT ／ΔＸW ＝１．１１ 広角端 中間 望遠端 ΔＸ 3.96 4.14 4.38 βF 30.21 3.44 2.68
【００４９】表（５）の条件対応値の欄に示すように、
広角端から望遠端にかけて、合焦レンズ群である前群Ｇ
2Fの無限遠合焦状態における横倍率βF が単調減少し、
前群Ｇ2Fの合焦移動量ΔＸが単調増加している。なお、
表（５）の条件対応値の欄において、βF は合焦レンズ
群である前群Ｇ2Fの無限遠合焦状態における横倍率であ
り、ΔＸは無限遠物体から至近距離物体への合焦のため
の前群Ｇ2Fの合焦移動量（像側への移動を正）である。
【００５０】次の表（６）は、実施例２の合焦用移動カ
ムの形状を回転方向の移動量（ANGLE ）と光軸方向の移
動量（DIS ）に関するスプライン関数で表現する場合の
スプライン用サンプルデータを示している。すなわち、
表（６）は、スプライン補間サンプル点における回転方
向の移動量（ANGLE ）および光軸方向の移動量（DIS）
を示している。なお、光軸方向の移動量（DIS ）は物体
側へ移動する場合を正とする。
【００５１】
【表６】
【００５２】次の表（７）は、各焦点距離状態における
実施例２の合焦用移動カムの無限遠合焦位置（無限遠対
応位置）、および各撮影距離に対する合焦用移動カムの
回転移動量（合焦回転量）を示している。表（７）にお
いて、広角端（ｆ＝２８．９）から望遠端（ｆ＝５５．
０）への変倍回転量が５０になるように規格化してい
る。このとき、無限遠合焦位置（撮影距離Ｒ＝∞）から
至近合焦位置（Ｒ＝０．６ｍ）までの合焦回転量は５０
となっている。
【００５３】
【表７】 焦点距離 無限遠対応位置 撮影距離 合焦回転量 28.9mm 0.000 3m 8.783 35.0mm 6.837 2m 13.357 40.0mm 14.050 1.5m 18.043 45.0mm 23.551 1m 27.874 50.0mm 36.692 0.7m 41.517 55.0mm 50.000 0.6m 50.000
【００５４】次に、実施例２のズームレンズにおいて、
いわゆるＭＦ（マニュアルフォーカス）が可能になって
いるかを検討する。次の表（８）は、実施例２の合焦移
動用カムを用いてＭＦ操作をする際の結像点の変位量
を、各焦点距離状態および各撮影距離状態に対応して示
している。
【００５５】
【表８】 0.6m 0.7m 1m 1.5m 2m 3m 28.9mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 35.0mm -0.034 -0.012 -0.016 -0.006 -0.004 -0.002 40.0mm -0.039 -0.004 -0.014 -0.009 0.005 0.002 45.0mm -0.035 0.009 0.017 -0.006 -0.010 -0.006 50.0mm -0.031 0.022 0.032 0.033 0.028 0.014 55.0mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
【００５６】表（８）から明らかなように、各焦点距離
状態および各撮影距離状態における結像点の変位量が実
施例２のレンズ系の焦点深度（０．０９ｍｍ）に対して
十分小さく、ピントずれの少ない正確なマニュアルフォ
ーカスが可能であることがわかる。
【００５７】図１１乃至図１６は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例２の諸収差図である。なお、図
１１は無限遠合焦状態における広角端での諸収差図であ
り、図１２は無限遠合焦状態における中間焦点距離状態
での諸収差図であり、図１３は無限遠合焦状態における
望遠端での諸収差図である。また、図１４は近距離合焦
状態における広角端での諸収差図であり、図１５は近距
離合焦状態における中間焦点距離状態での諸収差図であ
り、図１６は近距離合焦状態における望遠端での諸収差
図である。
【００５８】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高をそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、実線Ｓはサジタル
像面を示し、破線Ｍはメリディオナル像面を示してい
る。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサ
インコンディション（正弦条件）を示している。各収差
図から明らかなように、本実施例では、広角端から望遠
端に亘って各撮影距離状態において諸収差が良好に補正
されていることがわかる。
【００５９】〔実施例３〕図１７は、本発明の第３実施
例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１７のズームレンズは、物体側から順に、負屈折力の
第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、
負屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ
群Ｇ４とからなる。第３実施例のズームレンズは、焦点
距離２８．９〜８２．５ｍｍでＦナンバー２．９の変倍
比の大きな大口径ズームレンズであり、至近距離は０．
６ｍに設定されている。
【００６０】そして、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹
レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズからなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レ
ンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接
合正レンズからなる前群Ｇ2Fと、両凸レンズおよび物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる後群Ｇ2R
とからなる。
【００６１】さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から
順に、両凹レンズと物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズとの接合負レンズ、および両凹レンズと両凸レン
ズとの接合負レンズからなる。また、第４レンズ群Ｇ４
は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズとの接合正レンズ、両凸レンズ、
および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからな
る。
【００６２】また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。図１７は、
広角端における各レンズ群の位置関係を示しており、望
遠端への変倍時には図１７に矢印で示すズーム軌道に沿
って光軸上を移動する。なお、第２レンズ群Ｇ２の前群
Ｇ2Fと後群Ｇ2Rとは、広角端から望遠端への変倍に際し
て一体的に移動する。また、第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ
2Fを光軸に沿って像側へ移動させて、近距離物体への合
焦を行う。さらに、第２レンズＧ２の前群Ｇ2Fを光軸直
交方向に移動させることによって、手振れ等に起因する
像位置の変動を補正している。
【００６３】次の表（９）に、本発明の実施例３の諸元
の値を掲げる。表（９）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを、βは撮影倍率を、ｄ0 は物体から最も物体側の
レンズ面までの光軸に沿った距離をそれぞれ表してい
る。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体
側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそ
れぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示して
いる。
【００６４】
【表９】 ｆ＝２８．９〜８２．５ ＦNO＝２．９ ２ω＝７６．１〜２８．９ 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 68.649 2.30 65.42 1.60300 2 42.005 12.00 3 -200.063 2.00 58.50 1.65160 4* 39.669 1.70 5 56.552 4.40 23.01 1.86074 6 80.192 (d6= 可変) 7 74.866 1.60 23.01 1.86074 8 42.253 8.60 64.10 1.51680 9 -111.649 1.60 25.50 1.80458 10 -125.706 (d10=可変) 11 63.859 6.00 60.14 1.62041 12 -143.764 0.10 13 48.361 4.00 55.60 1.69680 14 63.052 (d14=可変) 15 -80.845 2.20 35.72 1.90265 16 140.240 1.40 64.10 1.51680 17 83.911 2.50 18* -73.986 1.40 82.52 1.49782 19 31.399 3.50 25.50 1.80458 20 -1240.249 (d20=可変) 21 138.989 1.40 23.01 1.86074 22 33.034 7.30 82.52 1.49782 23 -42.064 0.10 24 55.077 7.00 57.53 1.67025 25 -116.050 5.20 26 -48.854 2.00 39.61 1.80454 27 -180.965 Bf=可変 （非球面データ） κ Ｃ2 Ｃ4 4 面 0.0730 0.0000 -4.4790 ×10-7 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10 -5.8276 ×10-10 6.0545 ×10-13 -2.6103 ×10-16 κ Ｃ2 Ｃ4 18面 11.1165 0.0000 -3.2602 ×10-6 Ｃ6 Ｃ8 Ｃ10 2.0017 ×10-8 -8.6879 ×10-11 2.0447 ×10-13 （変倍における可変間隔） ｆ／β 28.9 43.0 77.5 -0.0642 -0.1074 -0.1813 d0 ∞ ∞ ∞ 395.278 416.064 409.886 d6 54.125 18.730 1.278 59.102 24.513 8.259 d10 10.017 10.017 10.017 5.039 4.235 3.036 d14 6.409 18.592 40.734 6.409 18.592 40.734 d20 17.467 10.521 2.699 17.467 10.521 2.699 Bf 38.579 47.951 57.261 38.579 47.949 57.255 （条件対応値） ΔＸT ／ΔＸW ＝１．４０ 広角端 中間 望遠端 ΔＸ 4.98 5.78 6.99 βF 4.65 2.14 1.69
【００６５】表（９）の条件対応値の欄に示すように、
広角端から望遠端にかけて、合焦レンズ群である前群Ｇ
2Fの無限遠合焦状態における横倍率βF が単調減少し、
前群Ｇ2Fの合焦移動量ΔＸが単調増加している。なお、
表（９）の条件対応値の欄において、βF は合焦レンズ
群である前群Ｇ2Fの無限遠合焦状態における横倍率であ
り、ΔＸは無限遠物体から至近距離物体への合焦に際す
る前群Ｇ2Fの合焦移動量（像側への移動を正）である。
【００６６】次の表（１０）は、実施例２の合焦用移動
カムの形状を回転方向の移動量（ANGLE ）と光軸方向の
移動量（DIS ）に関するスプライン関数で表現する場合
のスプライン用サンプルデータを示している。すなわ
ち、表（１０）は、スプライン補間サンプル点における
回転方向の移動量（ANGLE ）および光軸方向の移動量
（DIS ）を示している。なお、光軸方向の移動量（DIS
）は物体側へ移動する場合を正とする。
【００６７】
【表１０】
【００６８】次の表（１１）は、各焦点距離状態におけ
る実施例３の合焦用移動カムの無限遠合焦位置（無限遠
対応位置）、および各撮影距離に対する合焦用移動カム
の回転移動量（合焦回転量）を示している。表（１１）
において、広角端（ｆ＝２８．９）から望遠端（ｆ＝８
２．５）への変倍回転量が５０になるように規格化して
いる。このとき、無限遠合焦位置（撮影距離Ｒ＝∞）か
ら至近合焦位置（Ｒ＝０．６ｍ）までの合焦回転量は５
０となっている。
【００６９】
【表１１】 焦点距離 無限遠対応位置 撮影距離 合焦回転量 28.9mm 0.000 3m 9.481 40.0mm 11.402 2m 14.283 50.0mm 21.463 1.5m 19.136 60.0mm 31.453 1m 29.025 70.0mm 40.646 0.7m 42.188 82.5mm 50.000 0.6m 50.000
【００７０】次に、実施例３のズームレンズにおいて、
いわゆるＭＦ（マニュアルフォーカス）が可能になって
いるかを検討する。次の表（１２）は、実施例３の合焦
移動用カムを用いてＭＦ操作をする際の結像点の変位量
を、各焦点距離状態および各撮影距離状態に対応して示
している。
【００７１】
【表１２】 0.6m 0.7m 1m 1.5m 2m 3m 28.9mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 40.0mm -0.035 -0.015 -0.014 -0.001 0.002 0.003 50.0mm -0.031 0.005 -0.001 -0.007 -0.002 0.003 60.0mm -0.042 0.017 0.015 -0.001 -0.009 -0.012 70.0mm -0.059 0.015 0.025 0.018 0.010 0.020 82.5mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
【００７２】表（１２）から明らかなように、各焦点距
離状態および各撮影距離状態における結像点の変位量が
実施例３のレンズ系の焦点深度（０．０９ｍｍ）に対し
て十分小さく、ピントずれの少ない正確なマニュアルフ
ォーカスが可能であることがわかる。
【００７３】図１８乃至図２３は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例３の諸収差図である。なお、図
１８は無限遠合焦状態における広角端での諸収差図であ
り、図１９は無限遠合焦状態における中間焦点距離状態
での諸収差図であり、図２０は無限遠合焦状態における
望遠端での諸収差図である。また、図２１は近距離合焦
状態における広角端での諸収差図であり、図２２は近距
離合焦状態における中間焦点距離状態での諸収差図であ
り、図２３は近距離合焦状態における望遠端での諸収差
図である。
【００７４】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高をそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、実線Ｓはサジタル
像面を示し、破線Ｍはメリディオナル像面を示してい
る。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサ
インコンディション（正弦条件）を示している。各収差
図から明らかなように、本実施例では、広角端から望遠
端に亘って各撮影距離状態において諸収差が良好に補正
されていることがわかる。
【００７５】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、駆動効
率の高いオートフォーカスとピントずれの少ない正確な
マニュアルフォーカスとが可能で、且つ防振補正機能を
有する変倍比の大きな大口径ズームレンズを実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレ
ンズ構成を示す図である。
【図２】実施例１の無限遠合焦状態における広角端での
諸収差図である。
【図３】実施例１の無限遠合焦状態における中間焦点距
離での諸収差図である。
【図４】実施例１の無限遠合焦状態における望遠端での
諸収差図である。
【図５】実施例１の近距離合焦状態における広角端での
諸収差図である。
【図６】実施例１の近距離合焦状態における中間焦点距
離での諸収差図である。
【図７】実施例１の近距離合焦状態における望遠端での
諸収差図である。
【図８】実施例１の防振補正前における広角端（無限遠
合焦状態）および望遠端（無限遠合焦状態）での諸収差
図である。
【図９】実施例１の防振補正時における広角端（無限遠
合焦状態）および望遠端（無限遠合焦状態）での諸収差
図である。
【図１０】本発明の第２実施例にかかるズームレンズの
レンズ構成を示す図である。
【図１１】実施例２の無限遠合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図１２】実施例２の無限遠合焦状態における中間焦点
距離での諸収差図である。
【図１３】実施例２の無限遠合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【図１４】実施例２の近距離合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図１５】実施例２の近距離合焦状態における中間焦点
距離での諸収差図である。
【図１６】実施例２の近距離合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【図１７】本発明の第３実施例にかかるズームレンズの
レンズ構成を示す図である。
【図１８】実施例３の無限遠合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図１９】実施例３の無限遠合焦状態における中間焦点
距離での諸収差図である。
【図２０】実施例３の無限遠合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【図２１】実施例３の近距離合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図２２】実施例３の近距離合焦状態における中間焦点
距離での諸収差図である。
【図２３】実施例３の近距離合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群 Ｇ2F 第２レンズ群の前群 Ｇ2R 第２レンズ群の後群 Ｓ 開口絞り

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体側より順に、負の屈折力を有する第
    １レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
    ２とを備えた変倍比が１．５以上のズームレンズにおい
    て、 前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正屈折力の
    前群Ｇ2Fと、正屈折力の後群Ｇ2Rとを有し、 広角端から望遠端への変倍に際して、前記前群Ｇ2Fと前
    記後群Ｇ2Rとは一体的に移動し、無限遠合焦状態におけ
    る前記前群Ｇ2Fの横倍率は常に正であり且つ単調に減少
    することを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項２】 前記前群Ｇ2Fを光軸に沿って移動させて
    近距離物体への合焦を行うことを特徴とする請求項１に
    記載のズームレンズ。
  3. 【請求項３】 広角端における無限遠物体から至近距離
    物体への合焦のための前記前群Ｇ2Fの移動量をΔＸW と
    し、望遠端における無限遠物体から至近距離物体への合
    焦のための前記前群Ｇ2Fの移動量をΔＸT としたとき、 １．０＜ΔＸT ／ΔＸW ＜１．５ の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に
    記載のズームレンズ。
  4. 【請求項４】 前記第２レンズ群Ｇ２の像側には、物体
    側より順に、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、
    正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とをさらに備えて
    いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に
    記載のズームレンズ。
  5. 【請求項５】 前記前群Ｇ2Fを光軸を横切る方向に移動
    させるための変位手段を備えていることを特徴とする請
    求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 【請求項６】 前記前群Ｇ2Fは、少なくとも１つの貼合
    わせレンズを有することを特徴とする請求項５に記載の
    ズームレンズ。
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