JPH09101458A

JPH09101458A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH09101458A
Application number: JP7260147A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Shimo; 光昭志茂
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】最近接撮影距離を短くしても収差劣化が小さい
ズームレンズを提供する。【解決手段】物体側から順に正の第１群Ｇｒ１，負の第
２群Ｇｒ２，正の第３群Ｇｒ３，正の第４群Ｇｒ４から
成り、ズーミングにおいて全群Ｇｒ１〜Ｇｒ４が移動
し、フォーカシングにおいて第２群Ｇｒ２が移動すると
ともに、第３群Ｇｒ３のフローティング移動により間隔
d19が変化する。

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
するものである。更に詳しくは、近接撮影に適したズー
ムレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ズームレンズの近接へのフォーカシング
としては、通常、１群繰り出し方式が一般的である。こ
のフォーカシング方式には、鏡胴構成が簡素化できる等
の利点があるが、その反面、最近接撮影距離を短くした
ときの収差劣化が著しい、移動群が大きい等の問題もあ
る。そのため、これに代わるフォーカシング方式とし
て、インターナルフォーカシング方式やリヤフォーカシ
ング方式が提案されている。

【０００３】特に、インターナルフォーカシング方式に
は、最近接撮影距離を短くすることができる、フォーカ
シング群が小さく軽量である、フォーカシング移動量が
小さい、収差劣化を小さくすることができる等の利点が
あり、近年、このフォーカシング方式を採用した商品が
増えている。例えば、物体側から順に正・負で始まり、
第２群をフォーカシング群として用いるズームレンズ
が、従来より種々知られており、第２群でのインターナ
ルフォーカシングによって近接撮影の収差劣化を小さく
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近接撮
影の収差劣化が小さいとは言っても、撮影距離が短くな
れば収差劣化は確実に発生し、撮影距離が短くなるにつ
れて収差劣化は大きくなってしまう。特に、撮影倍率β
が約-1/4倍を超えると、収差劣化(特に像面の倒れ)が著
しく大きくなってしまい、実用性能を確保することがで
きなくなる。

【０００５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
であって、その目的は、最近接撮影距離を短くしても収
差劣化が小さいズームレンズを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のズームレンズは、物体側から順に正の第１
群及び負の第２群、並びにこの第２群よりも像面側に正
の第ｎ群(但し、ｎ：３以上の自然数である。)及び正の
第ｎ＋１群を有するズームレンズであって、ズーミング
において少なくとも前記第１群が移動し、フォーカシン
グにおいて前記第２群が移動するとともに前記第ｎ群と
前記第ｎ＋１群との間隔が変化することを特徴とする。

【０００７】上記のように、物体側から順に正の第１群
及び負の第２群、並びにこの第２群よりも像面側に正の
第ｎ群及び正の第ｎ＋１群を有し、ズーミングにおいて
少なくとも第１群が移動し、フォーカシングにおいて第
２群が移動する構成においては、第２群の移動によって
フォーカシングを行うと、球面収差の変動は小さいが、
撮影倍率が大きくなるに従って像面の倒れが大きくな
る。本発明では、以下のように正の第ｎ群と正の第ｎ＋
１群との間隔を変化させることによって、この像面の倒
れを他の収差を大きく変化させることなく補正する。

【０００８】軸上光線は、第１群によって収束傾向とな
り、その後、第２群によって発散傾向となる。そして、
２つの隣り合う正の群(即ち、第ｎ群，第ｎ＋１群)によ
って、光線は収束傾向となる。このとき、第ｎ群及び第
ｎ＋１群は軸上光線に対して同様に作用するため、第ｎ
群と第ｎ＋１群との間の光線が光軸に対して成す角度
は、第ｎ群に入射する光線が光軸に対して成す角度と、
第ｎ＋１群から射出する光線が光軸に対して成す角度と
の間の大きさになる。その結果、第ｎ群と第ｎ＋１群と
の間の光線は、光軸に対して平行に近い光線となる。こ
のため、第ｎ群と第ｎ＋１群との間隔が変化しても、こ
れによる軸上光線についての収差変動はあまり大きくな
らない。一方、軸外の光線は、第ｎ群と第ｎ＋１群との
間で光軸に対して大きな角度を成すため、第ｎ群と第ｎ
＋１群との間隔が変化すると、これによる軸外光線につ
いての像面の変化は大きくなる。従って、第ｎ群と第ｎ
＋１群との間隔を変化させることによって、第２群での
フォーカシングにより生じる像面の倒れを補正すること
ができる。

【０００９】本発明において望ましくは、全体構成を、
物体側より順に、正の第１群、負の第２群、正の第３群
及び正の第４群の４群構成とするのが良い。ズーム域の
拡大や収差補正上、全群が可動な構成が有利だからであ
る。この４群構成において更に望ましくは、フォーカシ
ングに際して第２群を移動させるとともに第３群を移動
させたり、フォーカシングに際して第２群を移動させる
とともに第４群を移動させたり、フォーカシングに際し
て第２群を移動させるとともに第３群と第４群を移動さ
せたりするのが良い。

【００１０】また、本発明において、第２群のフォーカ
シング移動量と、第ｎ群と第ｎ＋１群との間隔の変化量
とが、次の条件式(1)を満足することが望ましい。この
条件式(1)を満たすことにより、最近接撮影における像
面の倒れをより効果的に補正することができる。 0.8・｜ｘ₂｜＞｜Δｘ_n,n+1｜ ……(1) 但し、ｘ₂：第２群のフォーカシング移動量 Δｘ_n,n+1：フォーカシングにおいて変化する第ｎ群と
第ｎ＋１群との間隔の変化量である。

【００１１】また、本発明において、上記変化量Δｘ
_n,n+1が、撮影距離によってのみ変化し、かつ、ズーミ
ングでは変化しないようにするのが望ましい。このよう
に構成すれば、鏡胴構成を簡素化することができるから
である。もちろん、ズーミングに応じて変化量Δｘ
_n,n+1が変化するようにしてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したズームレ
ンズを、図面を参照しつつ説明する。図３，図５，図７
は、第１〜第３の実施形態に係るズームレンズにそれぞ
れ対応するレンズ構成図であり、広角端における無限遠
撮影状態[Ｗ(∞)]及び最近接撮影状態[Ｗ(Ｄ)]でのレン
ズ配置を示している。各レンズ構成図中、矢印Ｍ２，Ｍ
３，Ｍ４は、対応する第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３，第
４群Ｇｒ４の広角端における無限遠撮影状態[Ｗ(∞)]か
ら最近接撮影状態[Ｗ(Ｄ)]にかけてのフォーカシング・
フローティング移動を模式的に示している。また、d5は
第１群Ｇｒ１と第２群Ｇｒ２との軸上面間隔、d13は第
２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３との軸上面間隔、d19は第３
群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との軸上面間隔を示している。

【００１３】第１〜第３の実施形態は、物体側より順
に、正の第１群Ｇｒ１，負の第２群Ｇｒ２，正の第３群
Ｇｒ３及び正の第４群Ｇｒ４から成る４群構成のズーム
レンズである。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側
に凹の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとの接合レ
ンズ，及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成って
いる。第２群Ｇｒ２は、物体側から順に、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
び物体側に凹の負メニスカスレンズから成っている。第
３群Ｇｒ３は、物体側から順に、絞り，両凸の正レン
ズ，及び両凸の正レンズと両凹の負レンズとの接合レン
ズから成っている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、
両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成っており、そ
の両凹の負レンズの物体側の面は非球面である。

【００１４】第２群Ｇｒ２の移動によってインターナル
フォーカシングが行われ、一方、このフォーカシングに
おいて、第３群Ｇｒ３や第４群Ｇｒ４のフローティング
移動により、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との軸上面間
隔d19が変化するため、第２群Ｇｒ２のフォーカシング
によって生じる像面の倒れが補正される。また、広角側
から望遠側にかけてのズーミングにおいて、すべての群
Ｇｒ１〜Ｇｒ４が前方に移動する。このように全群が移
動可能な構成は、前述したようにズーム域の拡大や収差
補正を行う上で有利である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施したズームレンズの構成
を、比較例と共にコンストラクションデータ，収差性能
等を挙げて更に具体的に説明する。コンストラクション
データにおいて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi
番目の面の曲率半径、di(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ており、Ni(i=1,2,
3,...),νi(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(Ｎｄ),アッベ数(νｄ)を示
している。また、曲率半径ri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
わす以下の数１の式で定義するものとする。

【００１６】

【数１】

【００１７】但し、数１の式中、 X :光軸方向の基準面からの変位量 Y :光軸と垂直な方向の高さ C :近軸曲率 ε:２次曲面パラメータ Ai:i次の非球面係数である。

【００１８】まず、実施例１〜実施例３及び比較例のコ
ンストラクションデータを、無限遠撮影状態におけるズ
ーミングによって変化する軸上面間隔(d5,d13,d19)と共
に示す。なお、無限遠撮影状態における広角端[Ｗ(∞)]
〜ミドル(中間焦点距離状態)[Ｍ(∞)]〜望遠端[Ｔ(∞)]
での、全系の焦点距離ｆ及びＦナンバーFNOを併せて示
す。

【００１９】《実施例１〜３，比較例のコンストラクションデータ》ｆ＝22.5〜50.5〜78.0 FNo＝4.10〜5.21〜5.67 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1 105.189 d1 1.300 N1 1.83350 ν1 21.00 r2 49.269 d2 6.100 N2 1.58913 ν2 61.11 r3 -507.117 d3 0.100 r4 29.478 d4 4.500 N3 1.75450 ν3 51.57 r5 56.439 d5 1.870〜14.604〜21.719 r6 36.467 d6 1.100 N4 1.83400 ν4 37.05 r7 9.278 d7 5.090 r8 -31.258 d8 1.000 N5 1.75450 ν5 51.57 r9 21.659 d9 0.100 r10 16.555 d10 3.700 N6 1.79850 ν6 22.60 r11 -52.248 d11 0.920 r12 -16.197 d12 1.300 N7 1.69680 ν7 56.47 r13 -46.193 d13 9.806〜4.189〜1.810 r14 ∞(絞り) d14 0.800 r15 25.517 d15 3.350 N8 1.60311 ν8 60.74 r16 -24.538 d16 0.100 r17 24.105 d17 5.000 N9 1.51742 ν9 52.15 r18 -12.147 d18 1.340 N10 1.80741 ν10 31.59 r19 62.656 d19 5.400〜1.210〜0.770 r20 28.821 d20 4.760 N11 1.51742 ν11 52.15 r21 -17.785 d21 1.620 r22* -128.506 d22 1.440 N12 1.80750 ν１２３５．４３ｒ２３３３．５６９

【００２０】

【００２１】図１に、上記コンストラクションデータで
表される実施例１〜３及び比較例の広角端における無限
遠撮影状態[Ｗ(∞)]でのレンズ構成と、その状態[Ｗ
(∞)]から望遠端における無限遠撮影状態[Ｔ(∞)]にか
けての各群Ｇｒ１〜Ｇｒ４の移動とを示す。図１に示す
矢印ｍ１〜ｍ４は対応する各群Ｇｒ１〜Ｇｒ４の移動を
示しており、各群Ｇｒ１〜Ｇｒ４の移動(いずれも前方
へ移動する。)によって、実施例１〜３及び比較例はズ
ーミング(ｆ＝22.5〜78.0mm)を行い、このズーミングに
よって、画角2ωは75°〜25°の範囲で変化する。

【００２２】表１〜表４に、実施例１〜実施例３及び比
較例の最近接撮影状態(撮影距離＝0.25m)における広角
端[Ｗ(Ｄ)]，ミドル[Ｍ(Ｄ)]，望遠端[Ｔ(Ｄ)]での軸上
面間隔(d5,d13,d19)，撮影倍率β及び有効Ｆナンバー有
効FNOを示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】表５〜表８に、実施例１〜実施例３及び比
較例のフォーカシング{無限遠撮影状態〜最近接撮影状
態(撮影距離＝0.25m)}における第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇ
ｒ４の移動量及び前記条件式(1)に対応する値を、広角
端[Ｗ(Ｄ)]，ミドル[Ｍ(Ｄ）］，望遠端［Ｔ(Ｄ)]のそ
れぞれについて示す。

【００２８】

【表５】

【００２９】

【表６】

【００３０】

【表７】

【００３１】

【表８】

【００３２】図２は、上記実施例１〜実施例３及び比較
例の無限遠撮影状態における収差図であり、広角端[Ｗ
(∞)]、ミドル[Ｍ(∞)]、望遠端[Ｔ(∞)]での諸収差を
示している。また、図４，図６，図８及び図１０は、実
施例１〜実施例３及び比較例にそれぞれ対応する最近接
撮影状態における収差図であり、広角端[Ｗ(Ｄ)]、ミド
ル[Ｍ(Ｄ)]、望遠端[Ｔ(Ｄ)]での諸収差を示している。
各収差図中、実線(ｄ)はｄ線に対する収差、破線(ＳＣ)
は正弦条件を表わしており、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。

【００３３】上記実施例１〜実施例３は、前述した第１
〜第３の実施形態(図３，図５，図７)にそれぞれ対応し
ており、第２群Ｇｒ２のフォーカシング移動(各図中の
矢印Ｍ２)によって生じる像面の倒れは、第３群Ｇｒ３
と第４群Ｇｒ４との間隔d19の変化により補正される。
この第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４との間隔d19の変化
は、実施例１ではフォーカシングにおける第３群Ｇｒ３
の物体側へのフローティング移動(矢印Ｍ３)によって行
われ、実施例２ではフォーカシングにおける第４群Ｇｒ
４の像面側へのフローティング移動(矢印Ｍ４)によって
行われ、実施例３ではフォーカシングにおける第３群Ｇ
ｒ３の物体側へのフローティング移動(矢印Ｍ３)及び第
４群Ｇｒ４の像面側へのフローティング移動(矢印Ｍ４)
によって行われる。

【００３４】比較例は、フローティングを行わずに第２
群Ｇｒ２の移動のみによってフォーカシングを行う例で
ある。図９に、この比較例の広角端における最近接撮影
状態[Ｗ(Ｄ)]でのレンズ配置を示す。図１０の収差図か
ら、各撮影倍率β(=-0.12〜-0.28)において、像面がア
ンダーに倒れていることが分かる。特に、撮影倍率βが
-1/4倍を超えて-1/3.6倍に達する望遠端[Ｔ(Ｄ)]での像
面の倒れが顕著であるが、広角端[Ｗ(Ｄ)]での像面の倒
れによる性能劣化も見られる。

【００３５】これに対し、実施例１〜実施例３では、比
較例と同様の撮影倍率においても像面性がきれいに補正
されている(図２，図４，図６，図８の収差図参照。)。
従って、無限遠から最近接にわたって良好な像面性能が
得られる。また、実施例１〜３は、撮影距離が同じであ
れば、像面補正のために変化する間隔d19がズーミング
によらず等しい実施例である。このようにした方が、カ
ム構成が簡単になるからである。もちろん、ズーミング
に応じて間隔d19が変化するように構成すれば、更に良
い像面補正が可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、フ
ォーカシングにおいて第２群が移動するとともに第ｎ群
と第ｎ＋１群との間隔が変化するので、最近接撮影距離
を短くしても収差劣化を小さくすることができる。従っ
て、従来よりも被写体に近接した撮影を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３の実施形態，実施例１〜３及び比較
例の無限遠撮影状態におけるズーミング動作を示すレン
ズ構成図。

【図２】実施例１〜３及び比較例の無限遠撮影状態にお
ける収差図。

【図３】第１の実施形態及び実施例１の広角端でのフォ
ーカシング動作を示すレンズ構成図。

【図４】実施例１の最近接撮影状態における収差図。

【図５】第２の実施形態及び実施例２の広角端でのフォ
ーカシング動作を示すレンズ構成図。

【図６】実施例２の最近接撮影状態における収差図。

【図７】第３の実施形態及び実施例３の広角端でのフォ
ーカシング動作を示すレンズ構成図。

【図８】実施例３の最近接撮影状態における収差図。

【図９】比較例の広角端での最近接撮影状態を示すレン
ズ構成図。

【図１０】比較例の最近接撮影状態における収差図。

【符号の説明】

Ｇｒ１ …第１群Ｇｒ２ …第２群Ｇｒ３ …第３群Ｇｒ４ …第４群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に正の第１群及び負の第２
群、並びにこの第２群よりも像面側に正の第ｎ群(但
し、ｎ：３以上の自然数である。)及び正の第ｎ＋１群
を有するズームレンズであって、ズーミングにおいて少なくとも前記第１群が移動し、フ
ォーカシングにおいて前記第２群が移動するとともに前
記第ｎ群と前記第ｎ＋１群との間隔が変化することを特
徴とするズームレンズ。