JPH11258506A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH11258506A
JPH11258506A JP8020698A JP8020698A JPH11258506A JP H11258506 A JPH11258506 A JP H11258506A JP 8020698 A JP8020698 A JP 8020698A JP 8020698 A JP8020698 A JP 8020698A JP H11258506 A JPH11258506 A JP H11258506A
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JP
Japan
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lens
refractive power
group
lens unit
angle end
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JP8020698A
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Akira Harada
晃 原田
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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
群の屈折力や変倍に伴う各レンズ群の移動条件を適切に
設定し、高変倍比の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、負の屈折力の
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、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群
を物体側へ、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
増大し、該第4群と第5群の間隔が減少するように移動
させており、第2群の結像倍率と第1群の焦点距離を適
切に設定すること。

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73度程度、Fナンバー
3.6〜5.9程度、変倍比11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】例えば、特開昭57−2014号公報や特
開昭60−39613号公報等では物体側より順に正、
負、正、負、そして正の屈折力の5つのレンズ群を有
し、広角端での撮影画角が75度程度、変倍比が5程度
の広画角で高変倍比のズームレンズが提案されている。
又特開平5−119260号公報では前述と同様の屈折
力配置の5つのレンズ群を有し、広角端での撮影画角が
75度程度、変倍比が3.5〜7倍程度の広画角で高変
倍比のズームレンズが提案されている。又、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70度程度、変倍比7程度のズームレン
ズが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ズームレンズ
においてはレンズ系全体のコンパクト化と同時に高変倍
化が望まれている。ズームレンズを高変倍化するために
は、変倍に寄与するレンズ群の屈折力を強くして変倍作
用を強くしたり、変倍に寄与するレンズ群の移動量を多
くすれば良い。
【0005】高変倍化を図る為には、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等を適切に設定す
る必要がある。これらの各要素の設定が適切でないと変
倍に伴なう諸収差の発生が増大し、全変倍範囲にわたり
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
折力等を適切に設定することにより広角端の撮影画角が
73度程度、変倍比11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。
【0007】この他、本発明は5群ズームレンズにおい
てフォーカス方式としてオートフォーカス機構に適する
リアフォーカス、インナーフォーカス方式を使用し、各
レンズ群の屈折力や変倍を行う為の各レンズ群の移動条
件等を適切に設定することにより、レンズ全長の短縮化
を図りつつ、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有する
高倍率の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、負の屈折力の第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、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群間
隔が変化し、該第i群と第(i+1)群の広角端と望遠
端での空気間隔を各々DiW,DiT、該第2群の広角
端と望遠端における横倍率を各々β2W,β2T、該第
1群の焦点距離をf1、全系の望遠端の焦点距離をfT
とするとき、 D1W<D1T・・・(1) D2W>D2T・・・(2) D3W<D3T・・・(3) D4W>D4T・・・(4) 3.3<β2T/β2W<6.6 ・・・(5) 0.18< f1/fT <0.33・・・(6) なる条件を満足することである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1〜図3は本発明の数値実施例
1〜3の広角端のレンズ断面図である。図4,図5は本
発明の数値実施例1の広角端の無限遠物体と至近物体で
の収差図、図6,図7は本発明の数値実施例1の望遠端
の無限遠物体と至近物体での収差図、図8,図9は本発
明の数値実施例2の広角端の無限遠物体と至近物体での
収差図、図10,図11は本発明の数値実施例2の望遠
端の無限遠物体と至近物体での収差図、図12,図13
は本発明の数値実施例3の広角端の無限遠物体と至近物
体での収差図、図14,図15は本発明の数値実施例3
の望遠端の無限遠物体と至近物体での収差図である。
【0010】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
は負の屈折力の第4群、L5は正の屈折力の第5群、S
Pは絞りであり、第3群の前方に設けている。絞りSP
は変倍に伴って第3群と一体的に移動している。
【0011】図1〜図3の数値実施例1,2,3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
如く物体側へ移動させている。このとき、各数値実施例
においては、条件式(1)〜(4)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群の間隔が増大し、第4群と第5群の間隔が
減少するように各レンズ群を物体側へ移動させている。
尚、絞りSPは第3群と一体的に移動させているが、独
立に移動させても良い。
【0012】本実施形態では、このように変倍の際に第
1群から第5群の全てのレンズ群を移動させることによ
り複数のレンズ群に変倍をバランス良く分担させ、レン
ズ系全体の小型化を図りつつ効率良く変倍を行うと共
に、全ズーム領域での収差補正を良好に行っている。
【0013】無限遠物体から至近物体へのフォーカスは
第1群と第2群を一体的に、又は独立に像面側へ移動さ
せて行っている。
【0014】本実施例では鏡筒構造を簡素化する為、第
1群及び第2群を一体で移動させている。このようなフ
ォーカス方式をとることにより広角端時でのレンズ全長
のコンパクト化を達成すると共に、前玉繰り出し方式に
よるフォーカシングに比べ、周辺光量の確保を容易とし
ている。
【0015】又、本発明は条件式(5),(6)を満足
するように各要素を設定している。
【0016】条件式(5)は広角端から望遠端における
第2群の変倍比の範囲を規定するものである。ズームレ
ンズの高変倍化及びコンパクト化を図りつつ良好な光学
性能を維持する為には、各レンズ群に適切な変倍分担を
持たせるとともに、特に第2群による変倍分担を大きく
することが必要である。広角端から望遠端までの変倍に
おいて第1群と第2群の間隔変化にともない第2群の横
倍率が変化する。よって変倍に際して第1群、第2群の
繰り出し量の差を大きくとることによって第2群に大き
な横倍率の変化を与えることができ、ズームレンズの高
変倍化が可能である。条件式(5)の下限値を超えて第
2群の変倍比が小さくなるとレンズの高変倍化の為には
他のレンズ群への変倍分担が大きくなる。
【0017】第1群以外は変倍分担があるが、第2群以
外による他のレンズ群では鏡筒内にあらかじめ移動スペ
ースを設ける必要があり、コンパクト化に反する。又、
上限値を超えた場合には第1群の変倍による繰り出し量
が非常に大きくなり、構造的に負担が大きい。
【0018】条件式(6)は望遠端における全系の焦点
距離に対する第1群の焦点距離の比に関するものであ
る。第1群の焦点距離を比較的短くするとともにレンズ
全長を短縮させ、特に望遠端で第2群より像側へ入射す
る光の光束径を小さくし、絞り径を小さくさせることに
よって、レンズ外径を小さくするための条件となる。下
限値を超えて第1群の焦点距離を短くしすぎると、この
レンズ群で発生する望遠側での収差、特に球面収差が著
しく大きくなり、これを第2群以降のレンズ群で相互に
補正することが困難となる。上限値を超えると前述のコ
ンパクト化の目的に反するほかに、所望とする変倍比を
得るためのレンズ移動量を大きく与えねばならず鏡筒の
保持構造が困難となる。
【0019】又、変倍分担の大きい第2群により発生す
る諸収差を補正するためには第2群を3つの負レンズと
1つの正レンズの4枚から構成されることが望ましい。
具体的には、前記第2群は物体側から順に、物体側に凸
面を向けたメニスカス状の負レンズ、像面側に比べて物
体側に強い屈折力を有した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、そして像面側に比べ
物体側に強い屈折力の凹面を向けた負レンズを有してい
ることが良い。
【0020】又、第3群を負レンズと正レンズとの接合
レンズ、そして両レンズ面が凸面の正レンズより構成
し、このうち、少なくとも1つのレンズ面に非球面レン
ズを使用するのが良く、これによれば第1群、第2群で
発生した球面収差、像面湾曲及びコマ収差を軽減するこ
とができる。
【0021】第4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とを接合し、物体側と
像面側のレンズ面が凹面となる接合レンズより構成する
のが変倍に伴う収差変動を少なくするのに好ましい。
【0022】第5群は正レンズと負レンズとを接合し、
物体側と像面側のレンズ面が凸面となる接合レンズ、像
面側に凸面を向けた正レンズと、負レンズとの接合レン
ズより構成するのが収差補正上好ましい。
【0023】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は第i番目のレンズ厚または空気間隔、
Niとνiは第i番目のレンズの材質の屈折率とアッベ
数である。また非球面形状はレンズ面の中心部の曲率半
径をRとし、光軸方向(光の進行方向)をX軸とし、光
軸と垂直方向をY軸とし、A,B,C,D,Eをそれぞ
れ非球面係数としたとき、
【0024】
【数1】 で表されるものとする。尚、「e−x」の表記は「×1
-X」を表す。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。
【0025】
【外1】
【0026】
【外2】
【0027】
【外3】
【0028】
【表1】
【0029】
【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等を適切に設定することによ
り広角端の撮影画角が73度程度、変倍比11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。
【0030】又、フォーカスの際に第1群と第2群とを
移動させて行うことにより物体距離全般にわたり、良好
なる光学性能を得ることができ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の広角端のレンズ断面
【図2】 本発明の数値実施例2の広角端のレンズ断面
【図3】 本発明の数値実施例3の広角端のレンズ断面
【図4】 本発明の数値実施例1の広角端の無限遠物体
の収差図
【図5】 本発明の数値実施例1の広角端の至近物体の
収差図
【図6】 本発明の数値実施例1の望遠端の無限遠物体
の収差図
【図7】 本発明の数値実施例1の望遠端の至近物体の
収差図
【図8】 本発明の数値実施例2の広角端の無限遠物体
の収差図
【図9】 本発明の数値実施例2の広角端の至近物体の
収差図
【図10】 本発明の数値実施例2の望遠端の無限遠物
体の収差図
【図11】 本発明の数値実施例2の望遠端の至近物体
の収差図
【図12】 本発明の数値実施例3の広角端の無限遠物
体の収差図
【図13】 本発明の数値実施例3の広角端の至近物体
の収差図
【図14】 本発明の数値実施例3の望遠端の無限遠物
体の収差図
【図15】 本発明の数値実施例3の望遠端の至近物体
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 (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、負の屈折力の
    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、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群
    間隔が変化し、該第i群と第(i+1)群の広角端と望
    遠端での空気間隔を各々DiW,DiT、該第2群の広
    角端と望遠端における横倍率を各々β2W,β2T、該
    第1群の焦点距離をf1、全系の望遠端の焦点距離をf
    Tとするとき、 D1W<D1T D2W>D2T D3W<D3T D4W>D4T 3.3<β2T/β2W<6.6 0.18< f1/fT <0.33 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】 前記第1群と第2群を光軸上移動させて
    フォーカスを行ってい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群は物体側から順に、物体側に
    凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、像面側に比べて
    物体側に強い屈折力を有した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、そして像面側に比べ
    物体側に強い屈折力の凹面を向けた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。
  4. 【請求項4】 前記第3群は少なくとも1つの非球面を
    有していることを特徴とする請求項1、2又は3のズー
    ムレンズ。
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