JPH11133304A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH11133304A
JPH11133304A JP31606897A JP31606897A JPH11133304A JP H11133304 A JPH11133304 A JP H11133304A JP 31606897 A JP31606897 A JP 31606897A JP 31606897 A JP31606897 A JP 31606897A JP H11133304 A JPH11133304 A JP H11133304A
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JP
Japan
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lens
group
groups
positive
negative
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JP31606897A
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English (en)
Inventor
Makoto Mitsusaka
誠 三坂
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
変倍範囲及び物体距離全般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。 【解決手段】 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、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群の間隔が増加し、該第4群と第5
群の間隔が減少するように該第1,第3,第5群を物体
側へ移動させており、第i群の焦点距離fi、広角端に
おける全系の焦点距離fWを各々適切に設定したこと。

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、特に広角端での撮影画角が40度程度、Fナンバー
4.7〜5.9程度、変倍比3.5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標準画角を
含んだ高変倍比の望遠型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
等に要求される撮影系の1つに高変倍比で広画角標準画
角を含み、しかも全変倍範囲にわたり高い光学性能を有
した望遠端のズームレンズがある。
【0003】望遠型のズームレンズとして物体側より順
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、変倍に際して複数のレンズ群を移動させたレ
ンズ構成のズームレンズは比較的、高変倍比が容易であ
り、例えば 特開平2−167520号公報,特開平3−16821
4号公報 特開平3−225307号公報,特開平4−29300
7号公報 特開平5−181061号公報,特開平7−29481
7号公報 等で提案されている。
【0004】
【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、標準画角を含み、変
倍比3.5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す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。
【0005】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
そして各レンズ群の変倍比等を適切に設定しないと変倍
に伴う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。
【0006】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、そして各レンズ群の変倍比等を適切に設定するこ
とにより、広角端の撮影画角が40度程度と、標準撮影
画角を含み、変倍比3.5程度の全変倍範囲にわたり、
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。
【0007】
【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、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群の間隔が増加し、該第4群と第5
群の間隔が減少するように該第1,第3,第5群を物体
側へ移動させており、第i群の焦点距離をfi、広角端
における全系の焦点距離をfWとしたとき 1.2 < f1/fw <2.6 ‥‥‥(1) 0.4 <|f2/fw|<1.2 ‥‥‥(2) 0.75< f3/fW <1.8 ‥‥‥(3) 0.95< f4/fw <2.4 ‥‥‥(4) 0.6 <|f5/fw|<1.7 ‥‥‥(5) なる条件を満足することを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の後述する数値実施
例1のレンズ断面図である。図中、Wは広角端、Mは中
間、Tは望遠端のズーム位置を示し、矢印は広角端から
望遠端への変倍に伴う各レンズ群の移動軌跡を示してい
る。
【0009】図2〜図4は本発明の数値実施例2〜4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。IPは像面である。
【0010】本実施形態では広角端から望遠端への変倍
に際して、第1群と第2群との間隔が増加し、第2群と
第3群との間隔が減少し、第3群と第4群の間隔が増加
し、第4群と第5群の間隔が減少するように第1,第
3,第5群を物体側へ移動させている。第2,第4群は
変倍の際に固定である。
【0011】絞りSPは第3群と一体的に移動させてい
る。また無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは第
1群を物体側へ移動させて行っている。
【0012】なお、本実施形態ではフォーカスを第4群
を物体側へ,または第5群を像面側へ移動させて行って
も良い。又、複数のレンズ群を異なった量だけ移動させ
て行うフローティングを利用しても良い。
【0013】本実施形態では以上のように、各レンズ群
の屈折力が条件式(1)〜(5)を満足するように設定
すると共に、変倍に際して前述した条件に基づいて各レ
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、広角端の撮影画角が40
度と標準画角を含み、全変倍範囲にわたり収差補正を良
好に行っている。
【0014】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。条件式(1)は第1群の焦点距離を適切に設
定するための条件である。一般に本発明のズームレンズ
のように、凸レンズ群(正の屈折力のレンズ群)が先行
するズームタイプ、所謂ポジティブリードタイプのズー
ムレンズは、第1群の正の屈折力を強めると光学全長を
短くするのに有利となり、さらには望遠端においてテレ
フォトタイプの屈折力配置をとりやすくなるため、明る
いFNoを確保しやすくなる。
【0015】しかしながら、第1群の正の屈折力を強め
すぎると、特に望遠端における球面収差の補正が困難と
なる上、広角端でレトロフォーカスタイプの屈折力をと
りずらくなるため、広角端の画角を広くすることが困難
となる。
【0016】条件式(1)は上記理由を鑑みて設定され
ており、上限値を超えると、光学系全体を小型化するこ
とや、明るいFNoを確保することが困難となり、また
下限値を超えると望遠端における球面収差の補正が困難
となったり、広角端でレトロフォーカスタイプの屈折力
配置をとりずらくので良くない。
【0017】条件式(2)は第2群の焦点距離を適切に
設定し、主に歪曲収差を良好に補正するための条件であ
る。条件式(2)の上限値を超えると、広角端でレトロ
フォーカスタイプの屈折力配置をとりずらくなるので良
くない。又、下限値を超えると広角端において負の歪曲
収差の補正が困難となる。
【0018】条件式(3)は第3群の焦点距離を適切に
設定し、主に球面収差を良好に補正するための条件であ
る。条件式(3)の上限値を超えると、球面収差が補正
過剰の傾向となるので良くない。逆に下限値を超えると
球面収差が補正不足の傾向となるので良くない。
【0019】条件式(4)は第4群の焦点距離を適切に
設定し、主に像面特性を良好に維持するための条件であ
る。条件式(4)の上限値を超えると球面収差が補正過
剰の傾向となるのと同時に望遠端で正の歪曲収差の補正
が困難となる。又、下限値を超えるとペッツバール和が
正の方向に大きくなり良くない。
【0020】条件式(5)は第5群の焦点距離を適切に
設定し、主に歪曲収差を良好に補正するための条件であ
る。条件式(5)の上限値を超えると、広角端において
負の歪曲収差の補正が困難となる。又、下限値を超える
と望遠端で正の歪曲収差の補正が困難となると同時に、
広角端において十分なバックフォーカスを確保すること
が困難となる。
【0021】本実施形態において更に好ましくは条件式
(1)〜(5)の数値範囲を、 1.5< f1/fw <1.9 ‥‥‥(1a) 0.5<|f2/fw|<0.9 ‥‥‥(2a) 1.0< f3/fW <1.3 ‥‥‥(3a) 1.3< f4/fw <1.7 ‥‥‥(4a) 0.8<|f5/fw|<1.3 ‥‥‥(5a) の如く設定するのが良い。
【0022】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、更に高変倍化を
図る際の収差変動を良好に補正し、また画面全体にわた
り高い光学性能を得るには次の諸条件のうち少なくとも
1つを満足させるのが良い。
【0023】(a1) 前記第i群は少なくとも2つの
正レンズと1つの負レンズを有し、前記第i群の変倍比
をZi,全系の変倍比をZとしたとき 1 <logZ2/logZ<2 ‥‥‥(6) 0.15<logZ5/logZ<0.25 ‥‥‥(7) なる条件を満足することである。
【0024】第1群は他のレンズ群と比較して、望遠端
においてはランド光線(無限遠の軸上から発し、最も光
軸から離れた光線)が高いため、特に球面収差への影響
が大きい。
【0025】一方、広角端では軸外主光線が比較的高い
位置を通過するため、非点収差や像面湾曲への影響が大
きい。このように、第1群は光学系全体のなかでも諸収
差の影響が大きい正レンズ群であるので、第1群の正の
屈折力を少なくとも2枚の正レンズに分散させ、更に少
なくとも1枚の負レンズで残存収差を補正して、結果と
して光学系全体の諸収差の補正を良好に行っている。
【0026】条件式(6)はズームレンズ全系の変倍比
に対する第2群の変倍分担を適切に設定するための条件
である。上限値を超えると変倍に伴う第2群の収差変動
を補正することが困難となり、また下限値を超えると第
1群と第2群以外のレンズ群への変倍の負担が大となり
すぎるため、ズームレンズ全系での収差変動の補正が困
難となる。
【0027】条件式(7)はズームレンズ全系の変倍比
に対する第5群の変倍分担を適切に設定するための条件
である。上限値を超えると、変倍に伴う第5群の収差変
動を補正することが困難となり、また下限値を超えると
第1群と第5群以外のレンズ群への変倍の負担が大とな
りすぎるとため、ズームレンズ全系での収差変動の補正
が困難となる。
【0028】なお、本実施形態において、更に好ましく
は条件式(6),(7)の数値範囲を、 1.3 <logZ2/logZ<1.7 ‥‥‥(6a) 0.17<logZ5/logZ<0.2 ‥‥‥(7a) の如く設定するのが良い。
【0029】(a2) 前記第2群は少なくとも2つの
負レンズと1つの正レンズを有し、前記第4群は少なく
とも1つの正レンズと負レンズを有し、前記第5群は少
なくとも1つの正レンズと負レンズを有していることで
ある。
【0030】第2群の負の屈折力を少なくとも2枚の負
レンズに分散させ、さらに少なくとも1枚の負レンズで
残存収差を補正することにより、特に広角端における負
の歪曲収差の補正を良好に行っている。
【0031】正の屈折力の第4群に負の収差補正レンズ
を配置して、球面収差の補正を容易としている。負の屈
折力の第5群に正の収差補正レンズを配置して、特に望
遠端における正の歪曲収差の補正を良好に行っている。
【0032】(a3)前記第1群は物体側に凸面を向け
た負のメニスカスレンズ、物体側の方に強い凸面を有し
た2枚の正レンズより構成することである。これによっ
て全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を得ている。
【0033】(a4)前記第2群は、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より構成することである。
【0034】(a5)第3群は像面側に凸面を向けた単
一の正レンズ又は像面側に凸面を向けたメニスカス状の
負レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状の正レン
ズ、そして正レンズの3つのレンズ、又は像面側に凸面
を向けたメニスカス状の正レンズ、そして正レンズの2
つのレンズより構成することである。
【0035】(a6)第4群は両レンズ面が凸面の正レ
ンズと物体側に凹面を向けた負レンズの2つのレンズよ
り構成することである。
【0036】(a7)第5群は像面側に凸面を向けた正
レンズと両レンズ面が凹面の負レンズより構成すること
である。これによって全変倍範囲にわたり良好なる光学
性能を得ている。
【0037】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。
【0038】
【外1】
【0039】
【外2】
【0040】
【外3】
【0041】
【外4】
【0042】
【表1】
【0043】
【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、そして各レンズ群の変倍比
等を適切に設定することにより、広角端の撮影画角が4
0度程度と、標準撮影画角を含み、変倍比3.5程度の
全変倍範囲にわたり、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のレンズ断面図
【図2】本発明の数値実施例2のレンズ断面図
【図3】本発明の数値実施例3のレンズ断面図
【図4】本発明の数値実施例4のレンズ断面図
【図5】本発明の数値実施例1の収差図
【図6】本発明の数値実施例2の収差図
【図7】本発明の数値実施例3の収差図
【図8】本発明の数値実施例4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 絞り IP 像面 d d線 g g線 ΔS サジタル像面 ΔM メリディオナル像面

Claims (3)

    【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、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群の間隔が増加し、該第4群と第5
    群の間隔が減少するように該第1,第3,第5群を物体
    側へ移動させており、第i群の焦点距離をfi、広角端
    における全系の焦点距離をfWとしたとき 1.2 < f1/fw <2.6 0.4 <|f2/fw|<1.2 0.75< f3/fW <1.8 0.95< f4/fw <2.4 0.6 <|f5/fw|<1.7 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。
  2. 【請求項2】 前記第i群は少なくとも2つの正レンズ
    と1つの負レンズを有し、前記第i群の変倍比をZi,
    全系の変倍比をZとしたとき 1 <logZ2/logZ<2 0.15<logZ5/logZ<0.25 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2群は少なくとも2つの負レンズ
    と1つの正レンズを有し、前記第4群は少なくとも1つ
    の正レンズと負レンズを有し、前記第5群は少なくとも
    1つの正レンズと負レンズを有していることを特徴とす
    る請求項1又は2のズームレンズ。
JP31606897A 1997-10-30 1997-10-30 ズームレンズ Pending JPH11133304A (ja)

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