JPH1164733A - バックフォーカスの長いズームレンズ - Google Patents
バックフォーカスの長いズームレンズInfo
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- JPH1164733A JPH1164733A JP9236581A JP23658197A JPH1164733A JP H1164733 A JPH1164733 A JP H1164733A JP 9236581 A JP9236581 A JP 9236581A JP 23658197 A JP23658197 A JP 23658197A JP H1164733 A JPH1164733 A JP H1164733A
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Abstract
長い高性能なズームレンズ。 【解決手段】 正屈折力を有する第1レンズ群G1と負
屈折力の第2レンズ群G2と負屈折力の第3レンズ群G
3と正屈折力の第4レンズ群G4と正屈折力の第5レン
ズ群G5とを備えている。広角端(W)から望遠端
(T)への変倍時に、第1レンズ群G1と第2レンズ群
G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ
群G3との間隔は線形または非線形に変化し、第4レン
ズ群G4と第5レンズ群G5との間隔は線形または非線
形に変化する。所定の条件式(1)および(2)を満足
する。
Description
長いズームレンズに関し、特にCCD等を撮像デバイス
とした電子画像機器に好適なバックフォーカスの長いズ
ームレンズに関する。
種々のズームタイプが提案されている。特に、ビデオカ
メラやディジタルスチルカメラ等の電子画像機器用のズ
ームレンズにおいては、いわゆる山路タイプのズームレ
ンズや、物体側から順に正負正正の屈折力配置を有する
4群構成タイプのズームレンズ等が従来から用いられて
いる。
イプのズームレンズや上述の4群構成タイプのズームレ
ンズでは、中間焦点距離状態での良好な結像性能の確保
に不利であり、歪曲収差の良好な補正の確保に不利であ
るという不都合があった。また、近年の鏡筒技術の進歩
に伴い、5群以上のレンズ群を有するタイプのズームレ
ンズも提案されているが、広角化、高変倍化(高ズーム
比化)および小型化等と優れた結像性能との両立を図る
ことが極めて困難であった。
のであり、中間焦点距離状態においても優れた結像性能
を有するとともに、無限系および有限系のいずれにおい
ても良好な結像性能を達成することのできる、バックフ
ォーカスの長い高性能なズームレンズを提供することを
目的とする。
に、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を
有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レ
ンズ群G2と、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、正の屈折
力を有する第5レンズ群G5とを備え、広角端から望遠
端への変倍時に、前記第1レンズ群G1と前記第2レン
ズ群G2との間隔は増大し、前記第2レンズ群G2と前
記第3レンズ群G3との間隔は線形または非線形に変化
し、前記第4レンズ群G4と前記第5レンズ群G5との
間隔は線形または非線形に変化するズームレンズにおい
て、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwと
し、広角端におけるバックフォーカスをBFwとし、最
大像高をY0とし、広角端における前記第2レンズ群G
2と前記第3レンズ群G3との軸上空気間隔をD23w と
し、望遠端における前記第2レンズ群G2と前記第3レ
ンズ群G3との軸上空気間隔をD23t としたとき、 2.0<BFw/Y0<8.0 0.03<(D23t −D23w )/fw<0.6 の条件を満足することを特徴とするバックフォーカスの
長いズームレンズを提供する。
レンズ群G2の焦点距離をf2とし、前記第3レンズ群
G3の焦点距離をf3とし、広角端におけるレンズ系全
体の焦点距離をfwとしたとき、 0.1<f2/f3<2.0 2.0<|f3|/fw<10.0 の条件を満足する。
角端から望遠端への変倍時に、前記第1レンズ群G1お
よび前記第4レンズ群G4は固定である。また、前記第
5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた発散性の接合面
を有する貼り合わせレンズを有することが好ましい。
ズームレンズの特徴について説明する。ズームレンズを
構成するのに少なくとも2つのレンズ群を必要とするの
で、以下の説明において多群構成とは3群以上のレンズ
群を有するレンズ構成を指すものとする。まず、多群構
成のズームレンズでは、変倍を担うレンズ群の数が増え
るので、高倍率化を図ることが可能である。また、各レ
ンズ群の収差補正の負担を均等化し易いので、優れた結
像性能を達成することが可能である。なお、光軸に沿っ
て移動可能なレンズ群の増加による鏡筒構造の複雑化な
どの不都合もあったが、近年の鏡筒技術の進歩によりこ
の不都合は克服されつつある。
ムレンズの技術的基盤および背景に基づき、物体側から
順に正負負正正の屈折力配置を有する5群構成を採用し
ている。すなわち、本発明では、レンズ群の数を多くす
ることにより、各レンズ群の移動の自由度も含めて収差
補正の自由度が多くなっている。その結果、高倍率のズ
ームレンズを実現することができるとともに、広角端お
よび望遠端以外の中間焦点距離状態においても優れた結
像性能を得ることができる。また、無限系および有限系
のいずれにおいても良好な結像性能を有し、たとえば電
子画像機器に好適なバックフォーカスの長いズームレン
ズを得ることができる。
ムレンズを詳細に説明する。本発明においては、以下の
条件式(1)および(2)を満足する。 2.0<BFw/Y0<8.0 (1) 0.03<(D23t −D23w )/fw<0.6 (2) ここで、BFwは広角端におけるバックフォーカスであ
り、Y0は最大像高である。また、fwは広角端におけ
るレンズ系全体の焦点距離であり、D23w は広角端にお
ける第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気
間隔であり、D23t は望遠端における第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3との軸上空気間隔である。
レンズとして実用に足るような充分に長いバックフォー
カスを得るための条件を規定している。電子画像機器用
の光学系ではシェーディングを回避するために射出瞳を
像面から充分遠くへ離すことが必要であり、この目的の
ためにも条件式(1)を満足することが重要である。条
件式(1)の上限値を上回ると、バックフォーカスが長
くなり過ぎて、レンズ系の全長が長くなり、ひいてはレ
ンズ系の大型化を招いてしまう。また、第5レンズ群G
5のレンズ径が過度に大きくなって不都合を生じる。
バックフォーカスが短くなり過ぎて、ズームレンズとC
CD等の撮像デバイスとの間の光路中においてフィルタ
ーやプリズムを配置する空間を確保することが困難にな
ってしまう。また、射出瞳の位置が像面に近づき過ぎ
て、上述したシェーディングが発生し易くなり、不都合
である。なお、本発明の効果をさらに充分に発揮するに
は、条件式(1)の上限値を5.0とし、下限値を3.
0とすることが好ましい。
る第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間
隔の差(D23t −D23w )と、広角端におけるズームレ
ンズの焦点距離fwとの比について適切な範囲を規定し
ている。条件式(2)の上限値を上回ると、望遠端にお
ける全長が長くなり過ぎて、前玉径(第1レンズ群G1
のレンズ径)の増大を招くだけでなく、広角端および望
遠端の双方において像面湾曲が負側に大きくシフトし、
望遠端における球面収差が補正不足になってしまう。ま
た、変倍時における第2レンズ群G2の移動スペースを
確保することが困難になり、変倍のための第3レンズ群
G3の使用倍率の変化を大きく確保することができず、
高倍率化が困難になってしまう。
化や変倍時の各レンズ群の収差補正の負担の均等化が困
難になるばかりでなく、変倍時の諸収差の発生および変
動が過大になってしまう。特に、変倍時の像面湾曲およ
びコマ収差の変動が大きくなり、望遠端において像面湾
曲が負側に過大となる。加えて、広角端では主光線より
も下側の光線に対し正のコマ収差が過大に発生し、望遠
端では主光線よりも上側の光線に対し正のコマ収差が過
大に発生する。その結果、良好な結像性能を得ることが
できなくなってしまう。なお、本発明の効果をさらに充
分に発揮するには、条件式(2)の上限値を1.0と
し、下限値を0.2とすることが好ましい。
点距離状態における第1レンズ群G1に対する第2レン
ズ群G2と第3レンズ群G3との相対的な位置関係も重
要である。本発明では、上述の相対的な位置関係を適切
に設定することにより、変倍時の収差変動を抑えて良好
な結像性能を達成することが可能であることを見い出し
た。以下、この点について説明する。
レンズ群G3の変倍時の移動軌跡から説明する。第3レ
ンズ群G3の変倍時の移動軌跡を物体側に凸の非線形軌
跡とすると、中間焦点距離状態において、第2レンズ群
G2から射出される軸上物点からの光線が発散している
場合は球面収差を負(−)側に動かすことができ、軸上
物点からの光線が収束している場合は球面収差を正
(+)側に動かすことができ、像面湾曲を正(+)側に
補正することができる。逆に、第3レンズ群G3の変倍
時の移動軌跡を物体側に凹の非線形軌跡とすると、中間
焦点距離状態において、第2レンズ群G2から射出され
る軸上物点からの光線が発散している場合は球面収差を
正(+)側に動かすことができ、軸上物点からの光線が
収束している場合は球面収差を負(−)側に動かすこと
ができ、像面湾曲を負(−)側に補正することができ
る。
および第3レンズ群G3以外のレンズ群により補正しき
れない収差変動も補正することができる。このことは、
後述の各実施例を参照すると明らかである。なお、第2
レンズ群G2および第3レンズ群G3以外のレンズ群に
よる収差補正の自由度が充分である場合には第2レンズ
群G2および第3レンズ群G3の移動軌跡が線形であっ
ても充分な結像性能が得られるので、このような場合も
本発明の範囲に含まれる。このように、本発明では、第
2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔を線形また
は非線形に変化させることにより、中間焦点距離状態に
おいて優れた結像性能を達成することが可能であること
を見い出した。
合、第1レンズ群G1および第4レンズ群G4を変倍時
に固定とすることにより、メカ構成上の観点から構成が
簡素になり、製作誤差の影響を小さくすることができる
ので好ましい。特に、第1レンズ群G1が固定であれ
ば、鏡筒構造の堅牢性や防塵性が増すので好ましい。
えて、以下の条件式(3)および(4)を満足すること
が望ましい。 0.1<f2/f3<2.0 (3) 2.0<|f3|/fw<10.0 (4) ここで、f2は第2レンズ群G2の焦点距離であり、f
3は第3レンズ群G3の焦点距離であり、fwは広角端
におけるレンズ系全体の焦点距離である。
距離f2と第3レンズ群G3の焦点距離f3との比につ
いて適切な範囲を規定している。条件式(3)の上限値
を上回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が短くなり過
ぎて、変倍時におけるコマ収差の変動が大きくなり、望
遠端における歪曲収差が正側に大きくシフトするので好
ましくない。また、広角端において正の下コマ収差が発
生し、望遠端において球面収差が正側に補正過剰とな
り、良好な結像性能を得ることができなくなる。
第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり過ぎて、変倍時
におけるコマ収差の変動が大きくなり、望遠端における
歪曲収差が負側に大きくシフトするので好ましくない。
また、広角端において負の下コマ収差が発生し、望遠端
において球面収差が負側に補正過剰となり、良好な結像
性能を得ることができなくなる。なお、本発明の効果を
さらに充分に発揮するには、条件式(3)の上限値を
0.5とし、下限値を0.15とすることが好ましい。
距離f3と広角端におけるズームレンズの焦点距離fw
との比について適切な範囲を規定している。条件式
(4)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の焦点距
離f3の大きさが大きくなり過ぎて、第3レンズ群G3
以降のレンズ群が同一の場合に、広角端における全長が
長くなり、広角端における下コマ収差が正側に過大とな
り、ペッツバール和が負側に偏るので好ましくない。
第3レンズ群G3の焦点距離f3の大きさが小さくなり
過ぎて、第3レンズ群G3以降のレンズ群が同一の場合
に、広角端において充分長いバックフォーカスを確保す
ることが難しくなり、変倍時の像面湾曲の変動も大きく
なるので好ましくない。なお、本発明の効果をさらに充
分に発揮するには、条件式(4)の上限値を7.0と
し、下限値を4.0とすることが好ましい。
(5)を満足することが望ましい。 0.3<D23m /fw<3.0 (5) ここで、fwは広角端におけるレンズ系全体の焦点距離
であり、D23m は中間焦点距離状態における第2レンズ
群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔である。な
お、本発明において、D23m を規定する際の中間焦点距
離状態とは、光学系が無限系である場合には、広角端に
おけるズームレンズの焦点距離fwの2倍の焦点距離
(2×fw)を有する状態を指すものとする。また、光
学系が有限系である場合には広角端におけるズームレン
ズの結像倍率βwの2倍の結像倍率(2×βw)を有す
る状態を指すものとする。
の確保および良好な収差補正のための条件式である。条
件式(5)は、第1レンズ群G1に対する第2レンズ群
G2と第3レンズ群G3との相対的な位置関係を適切に
設定することにより、周辺光量および収差補正に関して
良い効果が得られることを見い出したことを意味してい
る。元々、本発明のように、物体側から順に、正レンズ
群と変倍のために移動する負レンズ群とを少なくとも有
するズームレンズでは、広角端から少し望遠側に変倍し
た焦点距離状態において、主光線が第1レンズ群G1の
周縁を通りがちになるため、光量低下が著しいという欠
点があった。
間焦点距離状態における第2レンズ群G2と第3レンズ
群G3との軸上空気間隔を適切な範囲内に設定すること
により、第2レンズ群G2と第1レンズ群G1とが離れ
過ぎず、主光線が第1レンズ群G1を通る位置が光軸か
ら離れ過ぎることを回避している。さらに、中間焦点距
離状態における第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と
の軸上空気間隔を適切な範囲内に設定することが、正の
高次歪曲収差を小さくする効果を有することも判った。
点距離状態においてコマ収差の変動および非点収差の変
動が大きくなるので好ましくない。また、中間焦点距離
状態における全長が長くなってしまい、メカ構成上の観
点から構成が複雑になるので好ましくない。一方、条件
式(5)の下限値を下回ると、像面が負側に変移しやす
くなり、主光線の下側の光線のコマ収差の変動が大きく
なるので好ましくない。また、主光線が第1レンズ群G
1の周縁を通りがちとなるため、光量低下が著しくなる
だけでなく、高次の正の歪曲収差が発生するので好まし
くない。また、本発明においては、広角端の画角が50
度よりも大きい場合、条件式(5)を満たしつつ解軌道
を決めることが、中間焦点距離状態での周辺光量の確保
には特に効果的であることも判った。なお、本発明の効
果をさらに充分に発揮するには、条件式(5)の上限値
を2.0とし、下限値を0.65とすることが好まし
い。
(6)および(7)を満足することが望ましい。 0.7<|f23w |/fw<2.0 (6) 0.3<D23t /fw<1.8 (7) ここで、f23w は広角端における第2レンズ群G2と第
3レンズ群G3との合成焦点距離であり、fwは広角端
におけるレンズ系全体の焦点距離である。また、D23t
は望遠端における第2レンズ群G2と第3レンズ群G3
との軸上空気間隔である。
ズ群G2と第3レンズ群G3との合成焦点距離f23w と
広角端におけるズームレンズの焦点距離fwとの比につ
いて適切な範囲を規定している。条件式(6)の上限値
を上回ると、変倍時におけるコマ収差の変動および非点
収差の変動が大きくなり、第4レンズ群G4以降のレン
ズ群が同一の場合に、広角端において充分長いバックフ
ォーカスを確保することが難しくなるので好ましくな
い。
第4レンズ群G4以降のレンズ群が同一の場合に、広角
端での全長が長くなるだけでなく、第4レンズ群G4以
降のレンズ径が大きくなってコンパクト化に反するので
好ましくない。なお、本発明の効果をさらに充分に発揮
するには、条件式(6)の上限値を1.5とし、下限値
を0.8とすることが好ましい。
ズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D23t と
広角端におけるズームレンズの焦点距離fwとの比につ
いて適切な範囲を規定している。条件式(7)の上限値
を上回ると、望遠端における球面収差が過大となりがち
であるため、好ましくない。また、変倍時に第1レンズ
群G1および第4レンズ群G4が固定の場合には、高い
変倍比を確保することが困難になるので好ましくない。
一方、条件式(7)の下限値を下回ると、像面湾曲が負
側に変移しやすくなるので好ましくない。また、主光線
よりも下側の光線のコマ収差が大きくなるので好ましく
ない。なお、本発明の効果をさらに充分に発揮するに
は、条件式(7)の上限値を1.2とし、下限値を0.
8とすることが好ましい。
4が最も物体側に配置された正レンズL4pと最も像側に
配置された負レンズL4nとを含み、第5レンズ群G5が
像側に凸面を向けた発散性の接合面を有する貼り合わせ
レンズを有し、次の条件式(8)を満足することが望ま
しい。 0.18<ΔN (8) ここで、ΔNは、第4レンズ群G4の正レンズL4pと負
レンズL4nとの間のd線に対する屈折率差と、第5レン
ズ群G5中の接合面を挟んで物体側のレンズと像側のレ
ンズとの間のd線に対する屈折率差との平均値である。
フォーカスの長いズームレンズにおいては、像側のレン
ズ群を通る軸上光線の位置が光軸から大きく離れがちで
あり、この軸上光線の収差補正が難しい。本発明では、
条件式(8)に示すように、ΔNの値を適切な範囲に設
定することにより、上述の軸上光線の収差補正を良好に
行うことが可能であることを見い出した。このとき、第
4レンズ群G4中において、正レンズL4pの屈折率が負
レンズL4nの屈折率よりも低いことが望ましい。条件式
(8)の下限値を下回ると、球面収差の補正が困難とな
って、良好な結像性能を得ることができなくなってしま
う。さらに、ペッツバール和が負側に変移しやすくなる
ので好ましくない。
に述べる構成的要件をさらに満たすことが望ましい。近
距離物体へのフォーカシング(合焦)は、第1レンズ群
G1を物体側へ繰り出すいわゆるフロントフォーカス方
式で行っても良い。しかしながら、フォーカシング時に
主光線が下がることなく周辺光量を確保するには、第5
レンズ群G5を光軸方向に移動させてフォーカシングを
行ういわゆるリアフォーカス方式が好ましい。第1レン
ズ群G1は、色収差の補正を良好に行うために、正屈折
力を有する少なくとも1枚の貼り合わせレンズを有する
ことが好ましい。また、第1レンズ群G1中において、
物体側に凸面を向けた負レンズが最も物体側に配置され
ていることが望ましい。
ら、物体側に凸面を向けた負メニスカス単レンズから構
成されていることが好ましい。そして、より優れた結像
性能を達成するためには、少なくとも一方の面が非球面
状に形成された負単レンズで第2レンズ群G2を構成す
る方が良い。さらに、第2レンズ群G2の使用倍率は、
広角端から望遠端への変倍時に等倍(−1倍)を挟んで
変化することが望ましい。第2レンズ群G2および第3
レンズ群G3の少なくとも一方は、良好な色収差補正の
ために、負屈折力を有する貼り合わせレンズを有するこ
とが必要である。このとき、貼り合わせレンズを構成す
る2つのレンズのアッベ数の差は10以上とすることが
望ましい。さらに、第3レンズ群G3の使用倍率は、変
倍領域の全体に亘って正の値であることが望ましい。
時に固定であることが、メカ構成上簡素になるので望ま
しい。第4レンズ群G4は、収差補正上、球面収差の補
正に有効であるため、最も物体側には両凸レンズを配置
し、最も像側には負レンズを配置することが望ましい。
このとき、両凸レンズおよび負レンズの双方を貼り合わ
せレンズで構成すれば、色収差を良好に補正するととも
に、製作誤差による影響を小さくすることができるので
好ましい。さらに、第4レンズ群G4の最も物体側に配
置された正レンズに非球面を導入することにより、明る
さに強い構造とすることも可能である。また、開口絞り
を第4レンズ群G4の近傍に配置すると、収差補正上有
利であるだけでなく、変倍時に第4レンズ群G4と同様
に固定とすることによりメカ構成上簡素になるので望ま
しい。
または一部のレンズ群を光軸とほぼ直交する方向に沿っ
て変位させることにより、いわゆる防振機能を発揮する
ことも可能である。このとき、防振レンズ群は、少なく
とも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを有
することが好ましい。また、第5レンズ群G5は、色収
差の良好な補正のために、正屈折力を有する少なくとも
1枚の貼り合わせレンズを有することが好ましい。そし
て、この貼り合わせレンズは、像側に凸面を向けた発散
性の接合面を有することが好ましい。さらに、第5レン
ズ群G5において、両凸レンズを最も物体側に配置する
ことが望ましい。また、結像性能をさらに高めるには、
非球面レンズ、屈折率分布型レンズ、回折光学素子等を
用いることが有効であることは言うまでもない。
いて説明する。本発明の各実施例にかかるズームレンズ
は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群
G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、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、正の屈折力を有する第5レンズ
群G5とから構成されている。そして、広角端から望遠
端への変倍時に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2
との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G
3との間隔は非線形に変化し、第4レンズ群G4と第5
レンズ群G5との間隔は非線形に変化するように、第2
レンズ群G2、第3レンズ群G3および第5レンズ群G
5が光軸方向に移動している。ただし、第1レンズ群G
1および第4レンズ群G4は変倍に際して固定である。
例にかかるズームレンズのレンズ構成、および広角端
(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端(T)
への変倍における各レンズ群の移動軌跡を示す図であ
る。第1実施例では、電子画像機器用の無限系の撮影光
学系に本発明を適用している。図1のズームレンズにお
いて、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と両凸レンズとの貼り
合わせ正レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズから構成されている。また、第2レンズ群G
2は、物体側の面が非球面状に形成された両凹レンズか
ら構成されている。
順に、両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカス
レンズとの貼り合わせ負レンズから構成されている。ま
た、第4レンズ群G4は、物体側から順に、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
ら構成されている。さらに、第5レンズ群G5は、物体
側から順に、像側の面が非球面状に形成された両凸レン
ズ、および両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニス
カスレンズとの貼り合わせ正レンズから構成されてい
る。変倍時には、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3
および第5レンズ群G5が図1に示す軌道に沿って移動
し、第1レンズ群G1および第4レンズ群G4が固定で
ある。また、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との
間において第4レンズ群G4の近傍には開口絞りSが配
置され、この開口絞りSは変倍時に第4レンズ群G4と
同様に固定である。
直な方向の高さをyとし、高さyにおける光軸方向の変
位量(サグ量)をS(y)とし、基準の曲率半径(頂点
曲率半径)をRとし、円錐係数をκとし、n次の非球面
係数をCn としたとき、以下の数式(a)で表される。
付している。
元の値を掲げる。表(1)において、fは焦点距離を、
FNOはFナンバーを、Bfはバックフォーカスを、φは
開口絞りSの絞り径をそれぞれ表している。また、表
(1)の条件式対応値において、fmは中間焦点距離状
態におけるレンズ系の焦点距離を表している。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(d)および屈折率(g)はそれ
ぞれd線(λ=587.6nm)およびg線(λ=43
5.8nm)に対する屈折率を示している。
m)およびg線(λ=435.8nm)に対する第1実
施例の諸収差図である。すなわち、図2は広角端におけ
る無限遠合焦状態での諸収差図を、図3は中間焦点距離
状態における無限遠合焦状態での諸収差図を、図4は望
遠端における無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示
している。各収差図において、FNOはFナンバーを、Y
は像高を、dはd線(λ=587.6nm)を、gはg
線(λ=435.8nm)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、実線はサジタル像
面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。各
収差図から明らかなように、第1実施例では、広角端か
ら望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に
補正され、良好な結像性能が確保されていることがわか
る。
例にかかるズームレンズのレンズ構成、および広角端
(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端(T)
への変倍における各レンズ群の移動軌跡を示す図であ
る。第2実施例では、電子画像機器用の有限系の撮影光
学系に本発明を適用している。図5のズームレンズにお
いて、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と両凸レンズとの貼り
合わせ正レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズから構成されている。また、第2レンズ群G
2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構
成されている。
順に、両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカス
レンズとの貼り合わせ負レンズから構成されている。ま
た、第4レンズ群G4は、物体側から順に、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貼り合
わせ正レンズから構成されている。さらに、第5レンズ
群G5は、物体側から順に、両凸レンズ、および両凸レ
ンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの貼
り合わせ正レンズから構成されている。変倍時には、第
2レンズ群G2、第3レンズ群G3および第5レンズ群
G5が図5に示す軌道に沿って移動し、第1レンズ群G
1および第4レンズ群G4が固定である。なお、第3レ
ンズ群G3と第4レンズ群G4との間において第4レン
ズ群G4の近傍には開口絞りSが配置され、この開口絞
りSは変倍に際して第4レンズ群G4と同様に固定であ
る。
元の値を掲げる。表(2)において、βは撮影倍率を、
NAは開口数を、Bfはバックフォーカスを、φは開口
絞りSの絞り径を、D0 は物点距離(最も物体側の面と
物体との間の光軸に沿った距離)をそれぞれ表してい
る。また、表(2)の条件式対応値において、βw、β
mおよびβtは、広角端、中間焦点距離状態および望遠
端における撮影倍率を表している。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(d)および屈折率(g)はそれぞれd線
(λ=587.6nm)およびg線(λ=435.8n
m)に対する屈折率を示している。
m)およびg線(λ=435.8nm)に対する第2実
施例の諸収差図である。すなわち、図6は広角端におけ
る有限距離撮影状態での諸収差図を、図7は中間焦点距
離状態における有限距離撮影状態での諸収差図を、図8
は望遠端における有限距離撮影状態での諸収差図をそれ
ぞれ示している。各収差図において、NAは開口数を、
Yは像高を、dはd線(λ=587.6nm)を、gは
g線(λ=435.8nm)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、実線はサジタル像
面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。各
収差図から明らかなように、第2実施例では、広角端か
ら望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に
補正され、良好な結像性能が確保されていることがわか
る。
G1および第4レンズ群G4を変倍時に固定としている
が、本発明を逸脱することなく、第1レンズ群G1およ
び第4レンズ群G4が変倍時に移動するように構成する
ことも可能である。この場合、収差補正の自由度が増す
ので、設計が容易になる。
中間焦点距離状態においても優れた結像性能を有すると
ともに、無限系および有限系のいずれにおいても良好な
結像性能を達成することのできる、バックフォーカスの
長い高性能なズームレンズを実現することができる。し
たがって、本発明のズームレンズは、ビデオカメラやデ
ィジタルスチルカメラ等の電子画像機器用の光学系に好
適である。
ンズ構成、および広角端(W)から中間焦点距離状態
(M)を経て望遠端(T)への変倍における各レンズ群
の移動軌跡を示す図である。
の諸収差図である。
合焦状態での諸収差図である。
の諸収差図である。
ンズ構成、および広角端(W)から中間焦点距離状態
(M)を経て望遠端(T)への変倍における各レンズ群
の移動軌跡を示す図である。
での諸収差図である。
離撮影状態での諸収差図である。
での諸収差図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 物体側から順に、正の屈折力を有する第
1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G
2と、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、正の屈折力を有する
第5レンズ群G5とを備え、 広角端から望遠端への変倍時に、前記第1レンズ群G1
と前記第2レンズ群G2との間隔は増大し、前記第2レ
ンズ群G2と前記第3レンズ群G3との間隔は線形また
は非線形に変化し、前記第4レンズ群G4と前記第5レ
ンズ群G5との間隔は線形または非線形に変化するズー
ムレンズにおいて、 広角端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwとし、広
角端におけるバックフォーカスをBFwとし、最大像高
をY0とし、広角端における前記第2レンズ群G2と前
記第3レンズ群G3との軸上空気間隔をD23w とし、望
遠端における前記第2レンズ群G2と前記第3レンズ群
G3との軸上空気間隔をD23t としたとき、 2.0<BFw/Y0<8.0 0.03<(D23t −D23w )/fw<0.6 の条件を満足することを特徴とするバックフォーカスの
長いズームレンズ。 - 【請求項2】 前記第2レンズ群G2の焦点距離をf2
とし、前記第3レンズ群G3の焦点距離をf3とし、広
角端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwとしたと
き、 0.1<f2/f3<2.0 2.0<|f3|/fw<10.0 の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項3】 広角端から望遠端への変倍時に、前記第
1レンズ群G1および前記第4レンズ群G4は固定であ
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。 - 【請求項4】 前記第5レンズ群G5は、像側に凸面を
向けた発散性の接合面を有する貼り合わせレンズを有す
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。 - 【請求項5】 広角端におけるレンズ系全体の焦点距離
をfwとし、中間焦点距離状態における前記第2レンズ
群G2と前記第3レンズ群G3との軸上空気間隔をD23
m としたとき、 0.3<D23m /fw<3.0 の条件を満足す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。 - 【請求項6】 広角端における前記第2レンズ群G2と
前記第3レンズ群G3との合成焦点距離をf23w とし、
広角端におけるレンズ系全体の焦点距離をfwとし、望
遠端における前記第2レンズ群G2と前記第3レンズ群
G3との軸上空気間隔をD23t としたとき、 0.7<|f23w |/fw<2.0 0.3<D23t /fw<1.8 の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載のズームレンズ。 - 【請求項7】 前記第4レンズ群G4は、最も物体側に
配置された正レンズL4pと最も像側に配置された負レン
ズL4nとを含み、 前記第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた発散性の
接合面を有する貼り合わせレンズを有し、 前記第4レンズ群G4の正レンズL4pと負レンズL4nと
の間のd線に対する屈折率差と、前記第5レンズ群G5
中の接合面を挟んで物体側のレンズと像側のレンズとの
間のd線に対する屈折率差との平均値ΔNは、 0.18<ΔN の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれか1項に記載のズームレンズ。
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