JP3028581B2

JP3028581B2 - 高変倍率ズームレンズ

Info

Publication number: JP3028581B2
Application number: JP02270998A
Authority: JP
Inventors: 仁萩森; ▲祥▼ 得丸
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH04146407A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、高変倍率ズームレンズに関するものであ
り、特に一眼レフカメラ等の交換レンズとして用いるこ
とができる高変倍率ズームレンズに関するものである。

従来の技術近年、一眼レフカメラの交換レンズ市場は、そのほと
んどがズームレンズで占められており、単焦点レンズと
の需要格差は開く一方である。そして、そのズームレン
ズもいわゆる標準ズームレンズ（例えば焦点距離が35〜
80mmのもの等）から、広角から望遠までをカバーし高変
倍比を有するズームレンズへと市場のニーズが高まって
きた。

広角から望遠までをカバーし高変倍比を有する光学系
としては、従来より様々なものが提案されている（例え
ば、特開昭57−2014号，同57−164709号，同57−164710
号，同59−195214号，同60−39613号，同63−205629
号，同63−266414号，同64−10207号，同63−266415
号，同61−258219号，特開平１−191819号等）。

発明が解決しようとする課題しかし、これらのズームレンズは５群構成となってお
り、高変倍比を実現するあまり全系の長さが大きくなっ
てコンパクトとは言い難いものであった。

そこで、本発明では、大きな変倍比を有し、しかもコ
ンパクトな全長を有するズームレンズを提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群，
負の屈折力を有する第２レンズ群，正の屈折力を有する
第３レンズ群，負の屈折力を有する第４レンズ群，正の
屈折力を有する第５レンズ群及び負の屈折力を有する第
６レンズ群から成り、前記各レンズ群の間の間隔をそれぞれ変化させること
により変倍を行なうことを特徴としている。

このように６個のレンズ群を設け、変倍時にその各々
のレンズ群間隔が変化するように移動させているので、
広角端から望遠端にかけてのレンズ系全体としての移動
量は、従来例のような５群構成の場合に比し、比較的少
なくて済む。

なかでも、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔，第
３レンズ群と第４レンズ群との間隔及び第５レンズ群と
第６レンズ群との間隔をそれぞれ増大させ、第２レンズ
群と第３レンズ群との間隔及び第４レンズ群と第５レン
ズ群との間隔をそれぞれ減少させるように、前記各レン
ズ群を移動させることにより広角端から望遠端への変倍
を行なう構成とするのが好ましい。

広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群と第
２レンズ群との間隔が大きくなるように、第１レンズ群
と第２レンズ群とを移動させることにより、第２レンズ
群に大きな変倍作用を持たせることができる。

更に広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レ
ンズ群と第３レンズ群との間隔を小さくしている。第１
・２・３レンズ群のこのような移動によって、広角端か
ら望遠端にかけて約10倍の変倍比をかせぐことができ
る。

更に、広角端から望遠端への変倍に際し、第３レンズ
群と第４レンズ群との間隔が大きくなるように、第３レ
ンズ群と第４レンズ群とを移動させることで、フローテ
ィング効果により特に球面収差を良好に補正している。

同様に、広角端から望遠端への変倍に際し、第４レン
ズ群と第５レンズ群との間隔が小さくなり、第５レンズ
群と第６レンズ群との間隔が大きくなるように、第４レ
ンズ群・第５レンズ群・第６レンズ群を移動させること
で、フローティング効果により、像面湾曲を良好に補正
することができる。

以上のように、広角端から望遠端への変倍に際し、各
負レンズ群の前の間隔が大きくなるように、各レンズ群
を移動させることで、広角から望遠にかけて広い範囲の
焦点距離をカバーしうる、変倍比の大きな（10倍程
度）、且つ全域で性能の良好なズームレンズを実現する
ことができる。

また、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ
群以外のレンズ群を物体側へ移動させることにより、広
角端におけるレンズ全長をコンパクトなサイズに抑える
ことができる。

高変倍比化及び全長のコンパクト化を図りつつ、更に
高い光学性能を有するズームレンズを達成するには、次
の各条件式〜を満足する構成とするのが望ましい。

0.2＜f₁/f_T＜0.5 …… 0.07＜f₃/f_T＜0.15 …… −50＜（f₁₂₃）_Ｗ＋（f₄₅₆）_Ｗ −（f₁₂₃）_Ｗ×（f₄₅₆）_W/f_W＜０ …… ここで、 f₁:第１レンズ群の焦点距離 f₃:第３レンズ群の焦点距離 f_T:望遠端における全系の焦点距離 f_W:広角端における全系の焦点距離（f₁₂₃）_W:広角端における第１レンズ群，第２レンズ
群及び第３レンズ群の合成焦点距離（f₄₅₆）_W:広角端における第４レンズ群，第５レンズ
群及び第６レンズ群の合成焦点距離である。

条件式において、f₁/f_Tが上限値を越えて、第１レ
ンズ群の屈折力が弱くなり過ぎると、望遠端における第
１レンズ群の移動量が大きくなり、コンパクト化に反す
る上に、機構上第１レンズ群の位置出し精度が困難にな
ってくる。また、f₁/f_Tが下限値を越えて、第１レンズ
群の屈折力が強くなり過ぎると、広角端における軸外照
度の低下が著しくなり、照度を確保するためには、第１
レンズ群のレンズ径を大きくする必要があり、コンパク
ト化に反することになる。また、軸外フレア成分を取り
込むことになり、軸外MTF性能の劣化をもたらす。

条件式において、f₃/f_Tが上限値を越えて、第３レ
ンズ群の屈折力が弱くなり過ぎると、広角端における変
倍比を得るために、第２レンズ群と第３レンズ群との間
隔を大きくとらなければならなくなり、広角端における
レンズ全長が増大すると共に軸外における照度が不足し
てくる。また、f₃/f_Tが下限値を越えて、第３レンズ群
の屈折力が強くなり過ぎると、広角端から望遠端への変
倍に際して第３レンズ群の移動量が小さくなり、望遠端
でのコンパクト化には寄与するが、球面収差の良好な補
正が困難になってくる。

条件式は、レンズ全長の短縮化を実現するために広
角端における第３レンズ群と第４レンズ群との間隔につ
いて規定したものである。条件式の上限値を越える
と、広角端においてレンズ全長が増大し、コンパクト化
を達成できない。また、下限値を越えると、広角端にお
いて第３レンズ群と第４レンズ群が干渉するため、物理
的に構成不可となる。

本発明は下記条件式を満足することで、更に良好な性
能を有しコンパクトなズームレンズを実現できる。

0.2＜|f₂/f_W|＜0.9 …… 但し、f₂:第２レンズ群の焦点距離である。

条件式において|f₂/f_W|が上限値を越えると、広角
端での焦点距離を確保するためには、第2,第３レンズ群
間をより広げる必要があり、そうすることで全長が増大
し加えて照度比の確保が困難になってくる。また、|f₂/
f_W|が下限値を越えると、広角端での全長の短縮には寄
与するものの、望遠端での焦点距離を確保するために第
１群の移動量が増大するため、鏡胴構成上の不具合が出
てくる。また第２レンズ群の負のパワーが強くなり過ぎ
るため望遠端での特に球面収差の補正が困難になってく
る。

このように条件式における第２レンズ群のパワーの
規定から、次の条件式で表わされる第2,第３レンズ群間
隔の条件も決めることができる。

10＜（Ｔ_2,3）_W/（Ｔ_2,3）_Ｔ＜50 …… ここで、（Ｔ_2,3）_W:広角端における第２レンズ群と
第３レンズ群との間隔（Ｔ_2,3）_T:望遠端における第２レンズ群と第３レン
ズ群との間隔である。

条件式において（Ｔ_2,3）_W/（Ｔ_2,3）_Ｔが上限値を
越えると、広角端での全長が増大し加えて照度比の確保
が困難になってくる。（Ｔ_2,3）_W/（Ｔ_2,3）_Ｔが下限値
を越えると、広角端の焦点距離を確保するために第２群
のパワーを条件式の範囲を越えて大きくする必要があ
り、その結果望遠端での球面収差の補正が困難になって
くる。

従来より高倍率且つ高性能のズームレンズを達成する
ためには、全５レンズ群の構成をとるものが多い。本発
明においては、負の屈折力を有する第６レンズ群を加え
ることで、バリエータの移動量を減らし鏡胴を構成しや
すくするとともに、ズーミングに際して第5,第６レンズ
群間隔を変えることで収差を良好に補正している。

このとき、次の条件式を満足するのが望ましい。

0.01＜（Ｔ_5,6）_W/（Ｔ_5,6）_Ｔ＜0.5 …… ここで、（Ｔ_5,6）_W:広角端における第５レンズ群と
第６レンズ群との間隔（Ｔ_5,6）_T:望遠端における第５レンズ群と第６レン
ズ群との間隔である。

条件式において、（Ｔ_5,6）_W/（Ｔ_5,6）_Ｔが上限値
を越えると、広角端において全長が大きくなりコンパク
ト化に反する。また、広角端から望遠端にかけて第5,第
６レンズ群のフローティングの効果が小さくなり、全域
にわたっての収差の良好な補正が困難になってくる。
（Ｔ_5,6）_W/（Ｔ_5,6）_Ｔが下限値を越えると、望遠端付
近で像面湾曲の補正が困難になり、また所望の変倍率を
得るために各群の移動量が大きくなってくる。

実施例以下、本発明に係る高変倍率ズームレンズの実施例を
示す。

但し、各実施例において、r_i（ｉ＝1,2,3,...）は物
体側から数えてｉ番目の面の曲率半径、d_i（ｉ＝1,2,
3,...）は物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔を示
し、N_i（ｉ＝1,2,3,...），ν_ｉ（ｉ＝1,2,3,...）は物
体側から数えてｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率，
アッベ数を示す。また、ｆは全系の焦点距離、F_NOは開
放Ｆナンバーを示す。

尚、実施例中、曲率半径に＊印を付した面は非球面で
構成された面であることを示し、非球面の面形状を表わ
す次式で定義するものとする。

ここで、X :光軸方向の基準面からの偏移量 r :近軸曲率半径 h :光軸と垂直な方向の高さ A_i:i次の非球面係数 ε:2次曲面パラメーターである。

各レンズ群等の焦点距離f₁,f₂,f₃,f₄,f₅,f₆,（f₁₂₃）
_Ｗ及び（f₄₅₆）_Ｗも併せて示す。

＜実施例１＞ｆ＝28.8〜100.0〜290.0 F_NO＝4.6〜5.9〜5.8 非球面係数 r₃₈:ε＝0.10000×10 A₄＝−0.97183×10^-7 A₆＝−0.18452×10^-7 A₈＝−0.18756×10^-9 A₁₀＝0.42606×10^-11 A₁₂＝−0.28124×10^-13 焦点距離 f₁＝87.01,f₂＝−15.17,f₃＝25.72,f₄＝−30.19, f₅＝44.14,f₆＝−103.5, （f₁₂₃）_Ｗ＝13.46,（f₄₅₆）_Ｗ＝−53.47 ＜実施例２＞ｆ＝28.8〜100.0〜290.0 F_NO＝4.64〜5.80〜5.83 非球面係数 r₃₇:ε＝0.10000×10 A₄＝0.44058×10^-6 A₆＝−0.13285×10^-6 A₈＝0.24173×10^-8 A₁₀＝−0.22639×10^-10 A₁₂＝0.74894×10^-13 焦点距離 f₁＝85.42,f₂＝−15.19,f₃＝26.41,f₄＝−30.56, f₅＝50.75,f₆＝−175.00, （f₁₂₃）_Ｗ＝13.24,（f₄₅₆）_Ｗ＝−58.25 ＜実施例３＞ｆ＝28.8〜100.0〜260.0 F_NO＝4.64〜6.2〜6.2 非球面係数 r₃₈:ε＝0.10000×10 A₄＝−0.11056×10^-4 A₆＝0.20644×10^-8 A₈＝−0.35397×10^-9 A₁₀＝0.19751×10^-11 A₁₂＝−0.18207×10^-13 焦点距離 f₁＝96.60,f₂＝−16.42,f₃＝25.05,f₄＝−30.21, f₅＝76.37,f₆＝−250.0, （f₁₂₃）_Ｗ＝12.04,（f₄₅₆）_Ｗ＝−38.62 次に、上記実施例１〜３における条件式中のf₁/
f_T、条件式中のf₃/f_T及び条件式中の（f₁₂₃）_Ｗ＋
（f₄₅₆）_Ｗ−（f₁₂₃）_Ｗ×（f₄₅₆）_W/f_Wの値を第１表に
示す。

また、上記実施例１〜３における条件式中の|f₂/f_W
|、条件式中の（Ｔ_2,3）_W/（Ｔ_2,3）_Ｔ及び条件式
中の（Ｔ_5,6）_W/（Ｔ_5,6）_Ｔの値を第２表に示す。

第１図〜第３図は、前記実施例１〜３にそれぞれ対応
するレンズ構成図であり、図中の矢印（m₁），（m₂），
（m₃），（m₄），（m₅）及び（m₆）は第１群（Ｉ），第
２群（II），第３群（III），第４群（IV），第５群
（Ｖ）及び第６群（VI）の広角端（Ｗ）から望遠端
（Ｔ）にかけての移動を模式的に示している。

実施例１では第１レンズ群（Ｉ）から第６レンズ群
（VI）までの全てのレンズ群を独立に移動させており、
実施例２では更に第３レンズ群（III）と第５レンズ群
（Ｖ），第４レンズ群（IV）と第６レンズ群（VI）をそ
れぞれ一体として移動させている。実施例３では第１レ
ンズ群（Ｉ）から第５レンズ群（Ｖ）までを独立に移動
させ、第６レンズ群（VI）を固定して、変倍を行なって
いる。

尚、第３群（III）中の最も物体側のレンズの後方に
は絞り（Ａ）が設けられている。

実施例１においては、物体側より順に、正の第１群（Ｉ）は、像側に凹の負メニスカスレン
ズ，両凸の正レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレン
ズから成り、負の第２群（II）は、像側に凹の負メニスカスレン
ズ，像側に凸の正メニスカスレンズ，両凹の負レンズ，
両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成り、正の第３群（III）は、両凸の正レンズ，絞り，像側
に凹の負メニスカスレンズ，両凸の正レンズ，像側に凹
の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成り、負の第４群（IV）は、両凹の負レンズ，両凸の正レン
ズ及び両凹の負レンズから成り、正の第５群（Ｖ）は、２枚の両凸の正レンズ及び物体
側に凹の負メニスカスレンズから成り、負の第６群（VI）は、像側に凸の正メニスカスレン
ズ，両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成ってい
る。

尚、第６群（VI）中の第２レンズの物体側の面は非球
面である。

実施例２においては、物体側より順に、正の第１群（Ｉ）は、像側に凹の負メニスカスレン
ズ，両凸の正レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレン
ズから成り、負の第２群（II）は、像側に凹の負メニスカスレン
ズ，両凹の負レンズ，両凸の正レンズ及び両凹の負レン
ズから成り、正の第３群（III）は、物体側に凸の正メニスカスレ
ンズ，絞り，像側に凹の負メニスカスレンズ，両凸の正
レンズ，像側に凹の負メニスカスレンズ及び両凸の正レ
ンズから成り、負の第４群（IV）は、両凹の負レンズ，両凸の正レン
ズ及び両凹の負レンズから成り、正の第５群（Ｖ）は、２枚の両凸の正レンズ及び両凹
の負レンズから成り、負の第６群（VI）は、像側に凸の正メニスカスレン
ズ，両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成ってい
る。

実施例３においては、物体側より順に、正の第１群（Ｉ）は、像側に凹の負メニスカスレン
ズ，両凸の正レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレン
ズから成り、負の第２群（II）は、像側に凹の負メニスカスレン
ズ，像側に凸の正メニスカスレンズ，両凹の負レンズ，
両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成り、正の第３群（III）は、両凸の正レンズ，絞り，像側
に凹の負メニスカスレンズ，両凸の正レンズ，像側に凹
の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成り、負の第４群（IV）は、両凹の負レンズ，両凸の正レン
ズ及び両凹の負レンズから成り、正の第５群（Ｖ）は、２枚の両凸の正レンズ及び両凹
の負レンズから成り、負の第６群（VI）は、像側に凸の正メニスカスレン
ズ，両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成ってい
る。

第４図〜第６図は、前記実施例１〜３にそれぞれ対応
する収差図であり、図中、（Ｗ）は広角端での焦点距
離，（Ｍ）は中間（ミドル）焦点距離，（Ｔ）は望遠端
での焦点距離における収差を示している。また、実線
（ｄ）はｄ線に対する収差を表わし、破線（SC）は正弦
条件を表わす。更に破線（DM）と実線（DS）はメリディ
オナル面とサジタル面での非点収差をそれぞれ表わして
いる。

発明の効果以上説明したように本発明によれば、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群，
負の屈折力を有する第２レンズ群，正の屈折力を有する
第３レンズ群，負の屈折力を有する第４レンズ群，正の
屈折力を有する第５レンズ群及び負の屈折力を有する第
６レンズ群から成り、前記各レンズ群の間の間隔をそれぞれ変化させること
により変倍を行なう構成となっているので、大きな変倍比を得ることができ、しかもズーミング時
の移動量を小さくすることが可能になるので、コンパク
トな全長を有するズームレンズを実現することができ
る。

特に、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ
群以外のレンズ群を物体側へ移動させれば、広角端にお
ける全長がコンパクトになる。

また、前記条件式〜を満足する構成とすれば、高
変倍比化及び全長のコンパクト化を図りつつ、更に高い
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】

第１図，第２図及び第３図は、それぞれ本発明の実施例
１〜３に対応するレンズ構成図である。第４図，第５図及び第６図は、それぞれ本発明の実施例
１〜３に対応する収差図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−205629（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を有する第１
レンズ群，負の屈折力を有する第２レンズ群，正の屈折
力を有する第３レンズ群，負の屈折力を有する第４レン
ズ群，正の屈折力を有する第５レンズ群及び負の屈折力
を有する第６レンズ群から成り、前記各レンズ群の間の間隔をそれぞれ変化させることに
より変倍を行ない、広角端から望遠端への変倍に際し、
前記第２レンズ群以外のレンズ群を物体側へ移動させる
ことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】物体側より順に、正の屈折力を有する第１
レンズ群，負の屈折力を有する第２レンズ群，正の屈折
力を有する第３レンズ群，負の屈折力を有する第４レン
ズ群，正の屈折力を有する第５レンズ群及び負の屈折力
を有する第６レンズ群から成り、前記各レンズ群の間の間隔をそれぞれ変化させることに
より変倍を行ない、広角端から望遠端への変倍に際し、
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔，第３レンズ群と
第４レンズ群との間隔及び第５レンズ群と第６レンズ群
との間隔をそれぞれ増大させ、第２レンズ群と第３レン
ズ群との間隔及び第４レンズ群と第５レンズ群との間隔
をそれぞれ減少させるように、前記各レンズ群を移動さ
せることを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】次の各条件を満足することを特徴とする第
２請求項に記載のズームレンズ； 0.2＜f₁/f_T＜0.5 0.07＜f₃/f_T＜0.15 −50＜（f₁₂₃）_Ｗ＋（f₄₅₆）_Ｗ−（f₁₂₃）_Ｗ ×（f₄₅₆）_W/f_W＜０ここで、 f₁:第１レンズ群の焦点距離 f₃:第３レンズ群の焦点距離 f_T:望遠端における全系の焦点距離 f_W:広角端における全系の焦点距離（f₁₂₃）_W:広角端における第１レンズ群，第２レンズ群
及び第３レンズ群の合成焦点距離（f₄₅₆）_W:広角端における第４レンズ群，第５レンズ群
及び第６レンズ群の合成焦点距離である。