JP2001201685A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、広角端画角が７０°以上であって
ズーム比３以上のコンパクトなズームレンズを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 本発明によるズームレンズ１は、物体側
６より順に、少なくとも２枚の負レンズ７，８と少なく
とも１面の非球面７ａを有する負屈折力の第１群２、正
屈折力の第２群３、正屈折力の第３群４、そして少なく
とも１面の非球面１３ａ，１３ｂを有する負屈折力の第
４群５とからなり、広角端から望遠端へのズーミングに
関して、第１群２と第２群３との間の間隔は減少し、第
２群３と第３群４との間の間隔は増加し、第３群４と第
４群５との間の間隔は減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にはカメラ用撮
影レンズとして好適なものである小型のズームレンズに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンパクトカメラの撮影用レ
ンズとしてのズームレンズは、一眼レフカメラに比して
短いバックフォーカスでも成り立つことから、正の屈折
力を有する前群と負の屈折力を有する後群とから構成さ
れる正負２成分ズームが一般的によく知られている。

【０００３】ところが、コンパクトカメラの領域でも高
倍率ズームが要望される状況下、ズーム比が２をほぼ限
界とする正負２成分ズーム系では顧客の要望を十分に満
足させられなくなってきた。

【０００４】そこで、基本的には正負２成分の形式であ
るが、その正の前群を更に｛正・正｝、｛正・負｝ある
いは｛負・正｝等に分解してその群内で可動とすること
で変倍効果をもたせ、後群との変倍効果とで相乗効果を
もたせることにより、ズーム比を２．５から３．０程度
まで向上させたズームレンズも開発され、公知となって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
｛正・正・負｝、｛正・負・負｝、｛負・正・負｝の３
成分ズーム系においても、ズーム比の拡大に伴ってその
倍率色収差の変動、広角端でのコマ、ズーム全域にわた
ってのメリディオナル・サジタルの像面の不揃いなど収
差補正が困難になり、更なる高倍率ズームレンズ、特に
画角７０°を超えるワイド端を含んだ高倍率ズームレン
ズを得ることはできなかった。

【０００６】本発明は、良好な収差補正が可能であり、
画角７０°を超える広角端を含んだズーム比３以上の高
倍率ズーム比を実現するコンパクトなズームレンズを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるズームレン
ズは、物体側より順に、少なくとも２枚の負レンズと少
なくとも１面の非球面を有する負屈折力の第１群、正屈
折力の第２群、正屈折力の第３群、そして少なくとも１
面の非球面を有する負屈折力の第４群とからなり、広角
端から望遠端へのズーミングに関して、第１群と第２群
との間の間隔は順次減少し、第２群と第３群との間の間
隔は増加し、第３群と第４群との間の間隔は減少するこ
とを特徴とするズームレンズであり、以下のないし
の条件を満足するものである。 第１群から第３群までの合成焦点距離は正であり、広
角端から望遠端へのズーミングにも拘らず該合成焦点距
離は常に全系の広角端焦点距離より短い。 第１群の非球面は凹面であって周辺へいくほど負屈折
力が漸次ゆるくなっていく形状であり、また第１群の最
後尾には像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構
成され、第１群内の負レンズの屈折率の平均値が１．７
９以上、負レンズのアッベ数の平均値が４０以上であ
る。 第２群は両凸単レンズもしくは正レンズと負レンズか
らなる接合ダブレットであり、正レンズの屈折率は１．
５２以下、負レンズの屈折率は１．８以上である。 第３群は正レンズと負レンズから成る接合ダブレット
であり、正レンズの屈折率は１．５２以下、負レンズの
屈折率は１．８以上である。 第４群は非球面を含んだ像側に凸面を向けた正メニス
カスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズか
ら構成され、正メニスカスレンズのアッベ数は３５以
下、負メニスカスレンズのアッベ数は４５以上である。

【０００８】これにより、各種の収差補正を良好に実現
できるとともに、ズーム比３以上であるにも拘らず第１
から第４群間の光学全長を小さくすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、物体側より順に、少なくとも２枚の負レンズと少な
くとも１面の非球面を有する負屈折力の第１群、正屈折
力の第２群、正屈折力の第３群、そして少なくとも１面
の非球面を有する負屈折力の第４群とからなり、広角端
から望遠端へのズーミングに関して、第１群と第２群と
の間の間隔は減少し、第２群と第３群との間の間隔は増
加し、第３群と第４群との間の間隔は減少するズームレ
ンズにおいて、以下に示すないしの条件を満足する
広角端画角が７０°から７２°に及ぶズーム比が３以上
であることを特徴とするズームレンズである。

【００１０】第１群から第３群までの合成焦点距離は
正であり、広角端から望遠端へのズーミングにも拘らず
該合成焦点距離は常に全系の広角端焦点距離より短い。

【００１１】第１群の非球面は凹面であって周辺へい
くほど負屈折力が漸次ゆるくなっていく形状であり、ま
た第１群の最後尾には像側に凸面を向けた負メニスカス
レンズから構成され、第１群内の負レンズの屈折率の平
均値が１．７９以上、負レンズのアッベ数の平均値が４
０以上である。

【００１２】第２群は両凸単レンズもしくは正レンズ
と負レンズからなる接合ダブレットであり、正レンズの
屈折率は１．５２以下、負レンズの屈折率は１．８以上
である。

【００１３】第３群は正レンズと負レンズから成る接
合ダブレットであり、正レンズの屈折率は１．５２以
下、負レンズの屈折率は１．８以上である。

【００１４】第４群は非球面を含んだ像側に凸面を向
けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニス
カスレンズから構成され、正メニスカスレンズのアッベ
数は３５以下、負メニスカスレンズのアッベ数は４５以
上である。

【００１５】上述のズームレンズは、高倍率ズーム比に
も拘らず合成焦点距離を短く設定できるという作用を有
する。

【００１６】（実施例１）以下、本発明の一実施の形態
について図面とともに説明する。

【００１７】図１は本発明によるズームレンズの構成を
示す断面図であり、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にて広
角端焦点距離状態から望遠端焦点距離状態へのズーミン
グの際の各レンズ群の移動軌跡を示す。

【００１８】ズームレンズ１は、それぞれ複数又は単独
の構成要素（レンズ材料）により形成される第１群２、
第２群３、第３群４、第４群５を物体側６より順に配置
したものである。

【００１９】第１群２は２枚の負レンズ７，８と、１枚
の正レンズ９を構成要素とするものであり、第１群２の
第１面、即ち最も物体側６に配置される負レンズ７の一
方の面を非球面７ａに形成したものである。この非球面
７ａは凹面であって周辺へいくほど負屈折力が漸次ゆる
くなる形状である。また、最後尾、即ち最も像側１０に
配置される負レンズ８は、像側１０へ凸面を向ける負メ
ニスカスレンズである。この第１群２全体としては負屈
折力を有している。

【００２０】第２群３は両凸単レンズで構成するもので
あり、正屈折力を有している。

【００２１】第３群４は正レンズ１１と負レンズ１２を
接合したダブレットであって正屈折力を有している。

【００２２】そして、第４群５は、正メニスカスレンズ
１３と負メニスカスレンズ１４とで構成するものであ
り、正メニスカスレンズ１３は一方の面を像側１０へ向
かって凸面となる非球面１３ａに形成し、もう一方の面
も非球面１３ｂに形成する。負メニスカスレンズ１４は
像側１０に向けて凸面を形成するものであり、第４群５
全体として負屈折力を有している。

【００２３】また、同図（ａ）の広角端から同図（ｂ）
の中間焦点距離、さらには同図（ｃ）の望遠端へのズー
ミングに関して、第１群２と第２群３との間の間隔が減
少し、第２群３と第３群４との間の間隔が増加し、第３
群４と第４群５との間の間隔が減少するものである。

【００２４】第１群２から第３群４までの合成焦点距離
は正であり、ズーミングの全域にわたって全系の広角端
焦点距離よりも短く設定している。

【００２５】これにより、ズームレンズ１全体の光学全
長を短くすることができ、このズームレンズ１のコンパ
クト化が可能になる。

【００２６】第１群２内の負レンズ７，８の屈折率の平
均値が１．７９以上であり、また、負レンズ７，８のア
ッベ数の平均値が４０以上である。前者は広角端でのメ
リディオナルコマおよびサジタル・メリディオナルの像
面を良好に補正する条件であり、後者はズーミングによ
る倍率色収差の変動を小さく抑えるための条件である。

【００２７】第２群３を構成する両凸単レンズの屈折率
は１．５２以下であり、第３群４の正レンズ１１及び負
レンズ１２の屈折率はそれぞれ１．５２以下及び１．８
以上である。これらの条件も、広角端でのメリディオナ
ルコマおよびサジタル・メリディオナルの像面を良好に
補正する条件である。

【００２８】また、第４群５を構成する正メニスカスレ
ンズ１３及び負メニスカスレンズ１４のアッベ数は、そ
れぞれ３５以下及び４５以上であって、ズーミングによ
る倍率色収差の変動を小さく抑えている。

【００２９】さらに、第１群２に少なくとも１面の非球
面、つまり非球面７ａを設けていることにより球面収差
を良好に補正することができる。

【００３０】第２群３、第３群４では、第１群２、第４
群５の負屈折力過多によるペッツバール和の負偏移を解
消するために、正レンズ３，１１には低屈折率ガラス、
負レンズ１２には高屈折率ガラスを配して良好なペッツ
バール和の値とし、像面の軸上・軸外バランスを保つよ
うにした。

【００３１】また、第４群５では、少なくとも１面の非
球面を設けることにより特にワイド側での両面周辺部に
おけるコマ収差・歪曲の発生を抑制できるが、本実施の
形態ではレンズ１３の両面に非球面１３ａ，１３ｂを形
成することで、その相乗効果にて高次の収差までもが良
好に補正可能となっている。

【００３２】第１群２・第４群５ともにそれぞれに含ま
れるレンズのうちひとつを両側非球面レンズとすれば、
さらに大きな効果が期待される。

【００３３】本実施の形態におけるズームレンズ１につ
いて、レンズデータを（表１）にて示す。ここでｆは全
系の焦点距離、２ωは画角、ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・
・・）は物体側６から数えて第ｉ番目の面の曲率半径、
ｄｊ（ｊ＝１，２，３，・・・）は物体側６から数えて
第ｊ番目の軸上面間隔、Ｎｋ、νｋ（ｋ＝１，２，３，
・・・）はそれぞれ物体側６から数えて第ｋ番目の構成
要素（レンズ材料）のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）にお
ける屈折率およびアッベ数を示す。

【００３４】さらに、（表１）において曲率半径ｒｉに
＊印を伏した面は非球面であることを示し、以下の非球
面の面形状を表す式（数１）で定義するものとする。

【００３５】

【数１】

【００３６】ただし、Ｚは基準面からの光軸方向非球面
偏移量、ｙは光軸と垂直な方向の高さ、εは２次曲面パ
ラメータ、ＢないしＨは非球面付加項係数を示す。

【００３７】なお、以下全ての実施例において表中の符
号および記号は本実施例と同様である。

【００３８】

【表１】

【００３９】図２ないし４は、本実施の形態のズームレ
ンズ１における各種の収差を示す図であり、それぞれ図
２は広角端状態、図３は中間焦点距離状態、図４は望遠
端状態における収差を示し、いずれの状態においても種
々の収差は良好に補正されている。

【００４０】（実施例２）図５は本発明によるズームレ
ンズにおける他の実施の形態についてその構成を示す断
面図であり、図中、図１と同符号の構成要素は同一機能
構成要素を示している。

【００４１】ズームレンズ１５は、それぞれ複数又は単
独の構成要素（レンズ材料）により形成される第１群１
６、第２群３、第３群４、第４群５を物体側６より順に
配置したものである。

【００４２】第１群１６は正レンズ１７と負レンズ１８
とを接合した負屈折力を有するダブレットと、負レンズ
８と正レンズ９とを構成要素とするものであって、正レ
ンズ１７の一方の面には非球面１７ａを形成している。

【００４３】この第１群１６の第１面に非球面１７ａが
配置され、最後尾には負メニスカスレンズである負レン
ズ８が像側１０へ凸面を向けて配置される。そして、第
１群１６全体としては負屈折力を有している。

【００４４】また、同図（ａ）の広角端から同図（ｂ）
の中間焦点距離、さらには同図（ｃ）の望遠端へのズー
ミングに関して、第１群１６と第２群３との間の間隔が
減少し、第２群３と第３群４との間の間隔が増加し、第
３群４と第４群５との間の間隔が減少するものである。

【００４５】第１群１６から第３群４までの合成焦点距
離は正であり、ズーミングの全域にわたって全系の広角
端焦点距離よりも短く設定している。

【００４６】また、実施例１と同様、第１群１６内の負
メニスカスレンズ８の屈折率の平均値が１．７９以上、
負レンズ７のアッベ数の平均値が４０以上であり、広角
端でのメリディオナルコマおよびサジタル・メリディオ
ナルの像面を良好に補正するとともに、ズーミングによ
る倍率色収差の変動を小さく抑えている。

【００４７】さらに、第１群１６に非球面１７ａを設け
ることにより球面収差を良好に補正することができる
が、望ましくは第１群１６及び第４群５ともにそれぞれ
の群内に両側非球面レンズを配置すれば、その相乗効果
にて高次の収差までもが良好に補正できる。

【００４８】第２群３、第３群４では、第１群１６、第
４群５の負屈折力過多によるペッツバール和の負偏移を
解消するために、正レンズ３，１１には低屈折率ガラ
ス、負レンズ１２には高屈折率ガラスを配して良好なペ
ッツバール和の値とし、像面の軸上・軸外バランスを保
つようにした。

【００４９】本実施の形態におけるズームレンズ１５に
ついて、レンズデータを（表２）に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】図６ないし８は、本実施の形態のズームレ
ンズ１５における各種の収差を示す図であり、それぞれ
図６は広角端状態、図７は中間焦点距離状態、図８は望
遠端状態における収差を示し、いずれの状態においても
種々の収差は良好に補正されている。

【００５２】（実施例３）図９は本発明によるズームレ
ンズにおけるさらに他の実施の形態についてその構成を
示す断面図であり、図中、図１，５と同符号の構成要素
は同一機能構成要素を示している。

【００５３】ズームレンズ１９は、それぞれ複数又は単
独の構成要素（レンズ材料）により形成される第１群２
０、第２群２１、第３群４、第４群５を物体側６より順
に配置したものである。

【００５４】第１群２０は３枚の負レンズ７，８，２２
と正レンズ９とを構成要素とするものであって、負レン
ズ７の一方の面には非球面７ａを形成している。第１群
２０の第１面に非球面７ａが配置され、最後尾には負メ
ニスカスレンズである負レンズ８が像側１０へ凸面を向
けて配置される。この第１群２０全体としては負屈折力
を有している。

【００５５】第２群２１は正レンズ２３と負レンズ２４
を接合したダブレットであって正屈折力有している。

【００５６】また、同図（ａ）の広角端から同図（ｂ）
の中間焦点距離、さらには同図（ｃ）の望遠端へのズー
ミングに関して、第１群２０と第２群２１との間の間隔
が減少し、第２群２１と第３群４との間の間隔が増加
し、第３群４と第４群５との間の間隔が減少するもので
ある。

【００５７】第１群２０から第３群４までの合成焦点距
離は正であり、ズーミングの全域にわたって全系の広角
端焦点距離よりも短く設定している。

【００５８】また、実施例１と同様、第１群２０内の負
メニスカスレンズ８の屈折率の平均値が１．７９以上、
負レンズ７のアッベ数の平均値が４０以上であり、広角
端でのメリディオナルコマおよびサジタル・メリディオ
ナルの像面を良好に補正するとともに、ズーミングによ
る倍率色収差の変動を小さく抑えている。

【００５９】さらに、第１群２０に非球面７ａを設ける
ことにより球面収差を良好に補正することができるが、
望ましくは第１群２０及び第４群５ともにそれぞれの群
内に両側非球面レンズを配置すれば、その相乗効果にて
高次の収差までもが良好に補正できる。

【００６０】第２群２１、第３群４では、第１群２０、
第４群５の負屈折力過多によるペッツバール和の負偏移
を解消するために、正レンズ１１，２３には低屈折率ガ
ラス、負レンズ１２，２４には高屈折率ガラスを配して
良好なペッツバール和の値とし、像面の軸上・軸外バラ
ンスを保つようにした。

【００６１】本実施の形態におけるズームレンズ１９に
ついて、レンズデータを（表３）に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】図１０ないし１２は、本実施の形態のズー
ムレンズ１９における各種の収差を示す図であり、それ
ぞれ図１０は広角端状態、図１１は中間焦点距離状態、
図１２は望遠端状態における収差を示し、いずれの状態
においても種々の収差は良好に補正されている。

【００６４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明のズームレ
ンズは、第１群から第３群までの合成焦点距離は正であ
り、ズーミングの全域にわたって全系の広角端焦点距離
よりも短く設定していることから、広角端焦点距離にお
ける画角が７０°から始まる３倍以上の高倍率ズーム比
を実現するにも拘らずコンパクトな、特に望遠端焦点距
離での望遠比を軽減できたズームレンズを提供すること
ができる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるズームレンズの一実施形態の構成
を示す断面図

【図２】図１のズームレンズにおける広角端状態での収
差を示す図

【図３】同じく、図１のズームレンズにおける中間焦点
距離状態での収差を示す図

【図４】同じく、図１のズームレンズにおける望遠端状
態での収差を示す図

【図５】本発明によるズームレンズにおける他の実施形
態の構成を示す断面図

【図６】図５のズームレンズにおける広角端状態での収
差を示す図

【図７】同じく、図５のズームレンズにおける中間焦点
距離状態での収差を示す図

【図８】同じく、図５のズームレンズにおける望遠端状
態での収差を示す図

【図９】本発明によるズームレンズにおけるさらに他の
実施形態の構成を示す断面図

【図１０】図９のズームレンズにおける広角端状態での
収差を示す図

【図１１】同じく、図９のズームレンズにおける中間焦
点距離状態での収差を示す図

【図１２】同じく、図９のズームレンズにおける望遠端
状態での収差を示す図

【符号の説明】

１，１５，１９ ズームレンズ ２，１６，２０ 第１群 ３ 第２群（両凸単レンズ、正レンズ） ４ 第３群 ５ 第４群 ６ 物体側 ７，１２，１８，２２，２４ 負レンズ ７ａ，１３ａ，１３ｂ，１７ａ 非球面 ８ 負レンズ（負メニスカスレンズ） ９，１１，１７，２３ 正レンズ １０ 像側 １３ 正メニスカスレンズ １４ 負メニスカスレンズ ２１ 第２群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA02 PA07 PA08 PA18 PA19 PB08 PB09 QA03 QA07 QA12 QA19 QA21 QA22 QA25 QA26 QA37 QA41 QA46 RA04 RA05 RA13 RA36 SA24 SA26 SA29 SA33 SA62 SA63 SA64 SA65 SB04 SB05 SB12 SB13 SB23 SB33

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より順に、少なくとも２枚の負レン
   ズと少なくとも１面の非球面を有する負屈折力の第１
   群、正屈折力の第２群、正屈折力の第３群、そして少な
   くとも１面の非球面を有する負屈折力の第４群とからな
   り、広角端から望遠端へのズーミングに関して、第１群
   と第２群との間の間隔は減少し、第２群と第３群との間
   の間隔は増加し、第３群と第４群との間の間隔は減少す
   るズームレンズにおいて、以下に示すないしの条件
   を満足する広角端画角が７０°から７２°に及ぶズーム
   比が３以上であることを特徴とするズームレンズ。 第１群から第３群までの合成焦点距離は正であり、該
   合成焦点距離は広角端から望遠端へのズーミングにも拘
   らず常に全系の広角端焦点距離より短い。 第１群の非球面は凹面であって周辺へいくほど負屈折
   力が漸次ゆるくなっていく形状であり、また第１群の最
   後尾には像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから構
   成され、第１群内の負レンズの屈折率の平均値が１．７
   ９以上、負レンズのアッベ数の平均値が４０以上であ
   る。 第２群は両凸単レンズもしくは正レンズと負レンズか
   らなる接合ダブレットであり、正レンズの屈折率は１．
   ５２以下、負レンズの屈折率は１．８以上である。 第３群は正レンズと負レンズから成る接合ダブレット
   であり、正レンズの屈折率は１．５２以下、負レンズの
   屈折率は１．８以上である。 第４群は非球面を含んだ像側に凸面を向けた正メニス
   カスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズか
   ら構成され、正メニスカスレンズのアッベ数は３５以
   下、負メニスカスレンズのアッベ数は４５以上である。