JP2003057541A - ズームレンズ及びそれを有する光学機器 - Google Patents
ズームレンズ及びそれを有する光学機器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した２
つのレンズ群より成るレンズ全長の短いズームレンズ及
びそれを用いた光学機器を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力の第１レン
ズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望
遠端への変倍に際し、第２レンズ群が第１レンズ群に接
近するように各レンズ群が物体側へ移動し、第１レンズ
群と第２レンズ群のレンズ構成と広角端と望遠端におけ
る全レンズ系の焦点距離、第１、第２レンズ群の焦点距
離を適切に設定したこと。
つのレンズ群より成るレンズ全長の短いズームレンズ及
びそれを用いた光学機器を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力の第１レン
ズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望
遠端への変倍に際し、第２レンズ群が第１レンズ群に接
近するように各レンズ群が物体側へ移動し、第１レンズ
群と第２レンズ群のレンズ構成と広角端と望遠端におけ
る全レンズ系の焦点距離、第１、第２レンズ群の焦点距
離を適切に設定したこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズ及びそ
れを有する光学機器に関し、特にデジタルカメラ、ビデ
オカメラ、フィルム用カメラ等の比較的バックフォーカ
スの短いレンズシャッターカメラに最適なものである。
れを有する光学機器に関し、特にデジタルカメラ、ビデ
オカメラ、フィルム用カメラ等の比較的バックフォーカ
スの短いレンズシャッターカメラに最適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、非球面レンズの加工技術の発展に
伴い、非球面レンズを多用しレンズ枚数の削減、レンズ
全長の短縮、光学性能の向上等を図ったズームレンズが
種々提案されている。
伴い、非球面レンズを多用しレンズ枚数の削減、レンズ
全長の短縮、光学性能の向上等を図ったズームレンズが
種々提案されている。
【０００３】非球面レンズは球面レンズに比べ成形コス
トが高いため、必要最小限に非球面レンズの使用枚数を
留め、効率的に非球面の効果を得ることが望ましい。
トが高いため、必要最小限に非球面レンズの使用枚数を
留め、効率的に非球面の効果を得ることが望ましい。
【０００４】一方、レンズシャッターカメラ用で最も簡
素な構成のズームレンズとして、物体側より順に、正の
屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群から
成り、２つのレンズ群の軸上空気を変化させてズーミン
グを行う２群ズームレンズが従来より多く提案されてい
る。
素な構成のズームレンズとして、物体側より順に、正の
屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群から
成り、２つのレンズ群の軸上空気を変化させてズーミン
グを行う２群ズームレンズが従来より多く提案されてい
る。
【０００５】この内、特開昭５６−１２８９１１号公報
には、第１レンズ群を正、負、正、正レンズの４つのレ
ンズで構成し、第２レンズ群を正、負レンズの２つのレ
ンズで構成してレンズ系全体の簡素化を図った小型のズ
ームレンズが提案されている。
には、第１レンズ群を正、負、正、正レンズの４つのレ
ンズで構成し、第２レンズ群を正、負レンズの２つのレ
ンズで構成してレンズ系全体の簡素化を図った小型のズ
ームレンズが提案されている。
【０００６】また、特開昭６３−３１１２２４号公報に
は、第１レンズ群を正、負、正、正レンズの４つのレン
ズで構成し、第２レンズ群を正、負レンズの２つのレン
ズで構成し、更に各レンズ群に非球面を用いて光学性能
の向上を図った小型のズームレンズが提案されている。
は、第１レンズ群を正、負、正、正レンズの４つのレン
ズで構成し、第２レンズ群を正、負レンズの２つのレン
ズで構成し、更に各レンズ群に非球面を用いて光学性能
の向上を図った小型のズームレンズが提案されている。
【０００７】更には、特開昭６２−１１３１２０号公
報、特開平３−１１６１１０号公報には、第１レンズ群
を正、負、正、正レンズの４つのレンズで構成し、第２
レンズ群を正、負レンズの２つのレンズ、ないしは正、
負、負レンズの３つのレンズより構成した変倍比１．５
程度の２群ズームレンズが提案されている。
報、特開平３−１１６１１０号公報には、第１レンズ群
を正、負、正、正レンズの４つのレンズで構成し、第２
レンズ群を正、負レンズの２つのレンズ、ないしは正、
負、負レンズの３つのレンズより構成した変倍比１．５
程度の２群ズームレンズが提案されている。
【０００８】また、特開平５−２３２３８２号公報、特
開平７−１４６４４０号公報には第１レンズ群を正、
負、正、正レンズの４つのレンズで構成し、第２レンズ
群をプラスチックより成る非球面レンズ、負レンズの２
つのレンズで構成した２群ズームレンズが提案されてい
る。
開平７−１４６４４０号公報には第１レンズ群を正、
負、正、正レンズの４つのレンズで構成し、第２レンズ
群をプラスチックより成る非球面レンズ、負レンズの２
つのレンズで構成した２群ズームレンズが提案されてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した正の屈折力の
第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群の２つのレン
ズ群よりなる２群ズームレンズにおいて、各レンズ群の
屈折力やレンズ構成を適切に設定しないと高変倍であり
ながらレンズ系全体の小型化を図りつつ全変倍範囲にお
いて高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群の２つのレン
ズ群よりなる２群ズームレンズにおいて、各レンズ群の
屈折力やレンズ構成を適切に設定しないと高変倍であり
ながらレンズ系全体の小型化を図りつつ全変倍範囲にお
いて高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１０】本発明は各レンズ群のレンズ構成を適切に
設定することにより、レンズ全長の短縮化を図った全変
倍範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズ及び
それを有する光学機器の提供を目的とする。
設定することにより、レンズ全長の短縮化を図った全変
倍範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズ及び
それを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群と
負の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、前記第２レンズ群が前記第１レンズ群に
接近するように各レンズ群が物体側へ移動し、前記第１
レンズ群は物体側より順に、屈折力の絶対値が像面側に
比べ物体側の面が強く、物体側に凸面を向けた正レン
ズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両レンズが凸面の正
レンズを有する第Ｂ１ａレンズ成分と、両レンズ面が凸
面の正レンズを有する第Ｂ１ｂレンズ成分を有し、前記
第２レンズ群は物体側より順に、光軸から離れるに従っ
て正の屈折力が大きくなる形状の非球面を有した正レン
ズ、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の面が強く、
物体側に凹面を向けた負レンズを有し、ＦＷを広角端に
おける全レンズ系の焦点距離、ＦＴを望遠端における全
レンズ系の焦点距離、Ｆ１ａを第Ｂ１ａレンズ成分の焦
点距離、Ｆ１ｂを第Ｂ１ｂレンズ成分の焦点距離、Ｆｉ
を第ｉレンズ群の焦点距離、Ｒｉを物体側より数えて第
ｉ番目の面の曲率半径とするとき ０．１５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ ０．２５ ０．３０ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ ０．８０ ｜Ｆ１／Ｆ１ａ｜ ＜ ０．１５ ０．８ ＜ Ｆ１ｂ／Ｆ１ ＜ １．５ ｜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）｜ ＜ ０．１ ―０．１５ ＜ （Ｒ４―Ｒ５）／（Ｒ４＋Ｒ５） ＜ ０ なる条件式の１以上を満足することを特徴としている。
レンズは物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群と
負の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、前記第２レンズ群が前記第１レンズ群に
接近するように各レンズ群が物体側へ移動し、前記第１
レンズ群は物体側より順に、屈折力の絶対値が像面側に
比べ物体側の面が強く、物体側に凸面を向けた正レン
ズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両レンズが凸面の正
レンズを有する第Ｂ１ａレンズ成分と、両レンズ面が凸
面の正レンズを有する第Ｂ１ｂレンズ成分を有し、前記
第２レンズ群は物体側より順に、光軸から離れるに従っ
て正の屈折力が大きくなる形状の非球面を有した正レン
ズ、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の面が強く、
物体側に凹面を向けた負レンズを有し、ＦＷを広角端に
おける全レンズ系の焦点距離、ＦＴを望遠端における全
レンズ系の焦点距離、Ｆ１ａを第Ｂ１ａレンズ成分の焦
点距離、Ｆ１ｂを第Ｂ１ｂレンズ成分の焦点距離、Ｆｉ
を第ｉレンズ群の焦点距離、Ｒｉを物体側より数えて第
ｉ番目の面の曲率半径とするとき ０．１５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ ０．２５ ０．３０ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ ０．８０ ｜Ｆ１／Ｆ１ａ｜ ＜ ０．１５ ０．８ ＜ Ｆ１ｂ／Ｆ１ ＜ １．５ ｜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）｜ ＜ ０．１ ―０．１５ ＜ （Ｒ４―Ｒ５）／（Ｒ４＋Ｒ５） ＜ ０ なる条件式の１以上を満足することを特徴としている。
【００１２】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第２レンズ群中の正レンズの両レンズ面は非球面で
あることを特徴としている。
前記第２レンズ群中の正レンズの両レンズ面は非球面で
あることを特徴としている。
【００１３】請求項３の発明は請求項１の発明において
前記第１レンズ群と第２レンズ群の間には光彩絞りが配
置されており、該光彩絞りは変倍の際に第１レンズ群と
一体的に光軸上を移動することを特徴としている。
前記第１レンズ群と第２レンズ群の間には光彩絞りが配
置されており、該光彩絞りは変倍の際に第１レンズ群と
一体的に光軸上を移動することを特徴としている。
【００１４】請求項４の発明の光学機器は請求項１から
３のいずれか1項のズームレンズを用いて撮像手段に像
を形成していることを特徴としている。
３のいずれか1項のズームレンズを用いて撮像手段に像
を形成していることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１のズー
ムレンズの広角端におけるレンズ断面図、図２、図３、
図４は、実施形態１のズームレンズの広角端、中間のズ
ーム位置、望遠端における収差図である。
ムレンズの広角端におけるレンズ断面図、図２、図３、
図４は、実施形態１のズームレンズの広角端、中間のズ
ーム位置、望遠端における収差図である。
【００１６】図５は本発明の実施形態２のズームレンズ
の広角端におけるレンズ断面図、図６、図７、図８は、
実施形態２のズームレンズの広角端、中間のズーム位
置、望遠端における収差図である。
の広角端におけるレンズ断面図、図６、図７、図８は、
実施形態２のズームレンズの広角端、中間のズーム位
置、望遠端における収差図である。
【００１７】図９は本発明の実施形態３のズームレンズ
の広角端におけるレンズ断面図、図１０、図１１、図１
２は実施形態３のズームレンズの広角端、中間のズーム
位置、望遠端における収差図である。
の広角端におけるレンズ断面図、図１０、図１１、図１
２は実施形態３のズームレンズの広角端、中間のズーム
位置、望遠端における収差図である。
【００１８】図１、図５、図９に示したレンズ断面図に
おいて、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群（第１群）、
Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群（第２群）であり、広
角端から望遠端への変倍に際して第２群が第１群に接近
するように（両レンズ群の間隔を減少させつつ）両レン
ズ群を矢印の如く物体側へ移動させている。ＳＰは光彩
絞りであり、第１群Ｌ１と第２群Ｌ２との間に配置され
ており、変倍に際して第１群Ｌ１と一体的に移動してい
る。
おいて、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群（第１群）、
Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群（第２群）であり、広
角端から望遠端への変倍に際して第２群が第１群に接近
するように（両レンズ群の間隔を減少させつつ）両レン
ズ群を矢印の如く物体側へ移動させている。ＳＰは光彩
絞りであり、第１群Ｌ１と第２群Ｌ２との間に配置され
ており、変倍に際して第１群Ｌ１と一体的に移動してい
る。
【００１９】ＩＰは像面であり、ＣＣＤやフィルム等の
撮像手段の撮像面が位置している。
撮像手段の撮像面が位置している。
【００２０】第１群Ｌ１は第Ｂｌａレンズ成分ＬＢ１ａ
と第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂを有している。
と第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂを有している。
【００２１】第Ｂ１ａレンズ成分ＬＢ１ａは物体側より
順に、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の面が強
く、物体側に凸面を向けた正レンズ、両レンズ面が凹面
の負レンズ、両レンズが凸面の正レンズを有している。
順に、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の面が強
く、物体側に凸面を向けた正レンズ、両レンズ面が凹面
の負レンズ、両レンズが凸面の正レンズを有している。
【００２２】第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂは両レンズ面
が凸面の単一の正レンズ又は正レンズと負レンズとを接
合し、全体として物体側と像面側のレンズ面が凸面とな
る接合レンズより構成されている。
が凸面の単一の正レンズ又は正レンズと負レンズとを接
合し、全体として物体側と像面側のレンズ面が凸面とな
る接合レンズより構成されている。
【００２３】第２群Ｌ２は物体側より順に、光軸から離
れるに従って正の屈折力が大きくなる形状の非球面を有
した正レンズ、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の
面が強く物体側に凹面を向けた負レンズを有している。
れるに従って正の屈折力が大きくなる形状の非球面を有
した正レンズ、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の
面が強く物体側に凹面を向けた負レンズを有している。
【００２４】第１群Ｌ１の第Ｂ１ａレンズ成分ＬＢ１ａ
は正、負、正レンズのトリプレット構成であり、全体と
して比較的弱い屈折力を成し、正の球面収差を発生させ
ている。第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂは正の単レンズ又
は接合レンズから成ることにより負の球面収差を発生さ
せ第Ｂ１ａレンズ成分ＬＢ１ａで発生する正の球面収差
とのキャンセル関係を行っている。また同時に、第Ｂ１
ａレンズ成分ＬＢ１ａにて歪曲収差の補正をしている。
は正、負、正レンズのトリプレット構成であり、全体と
して比較的弱い屈折力を成し、正の球面収差を発生させ
ている。第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂは正の単レンズ又
は接合レンズから成ることにより負の球面収差を発生さ
せ第Ｂ１ａレンズ成分ＬＢ１ａで発生する正の球面収差
とのキャンセル関係を行っている。また同時に、第Ｂ１
ａレンズ成分ＬＢ１ａにて歪曲収差の補正をしている。
【００２５】さらに、第２群Ｌ２は主に軸外収差の補正
を行い、特に広角域において像面湾曲の補正を行ってい
る。第２群Ｌ２の負レンズに軸外光線が入射するとき軸
外光線が光軸から離れるに従って像面湾曲収差が多く発
生する。
を行い、特に広角域において像面湾曲の補正を行ってい
る。第２群Ｌ２の負レンズに軸外光線が入射するとき軸
外光線が光軸から離れるに従って像面湾曲収差が多く発
生する。
【００２６】この場合、第２群Ｌ２を正、負レンズのレ
ンズ構成で良好な収差補正効果を得るために、第２群Ｌ
２中の正レンズに光軸から離れるに従って正の屈折力が
大きくなるような形状の非球面を設けている。
ンズ構成で良好な収差補正効果を得るために、第２群Ｌ
２中の正レンズに光軸から離れるに従って正の屈折力が
大きくなるような形状の非球面を設けている。
【００２７】このようなズーム方式及びレンズ構成を採
ると共にＦＷを広角端における全レンズ系の焦点距離、
ＦＴを望遠端における全レンズ系の焦点距離、Ｆ１ａを
第Ｂ１ａレンズ成分の焦点距離、Ｆ１ｂを第Ｂ１ｂレン
ズ成分の焦点距離、Ｆｉを第ｉ群の焦点距離、Ｒｉを物
体側より数えて第ｉ番目の面の曲率半径とするとき ０．１５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ ０．２５・・・（１） ０．３０ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ ０．８０・・・（２） ０．００５ ＜ ｜Ｆ１／Ｆ１ａ｜ ＜ ０．１５・・・（３） ０．８ ＜ Ｆ１ｂ／Ｆ１ ＜ １．５ ・・・（４） ｜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）｜ ＜ ０．１・・・（５） ―０．１５ ＜（Ｒ４―Ｒ５）／（Ｒ４＋Ｒ５） ＜ ０・・（６） なる条件式の１以上を満足するようにしている。
ると共にＦＷを広角端における全レンズ系の焦点距離、
ＦＴを望遠端における全レンズ系の焦点距離、Ｆ１ａを
第Ｂ１ａレンズ成分の焦点距離、Ｆ１ｂを第Ｂ１ｂレン
ズ成分の焦点距離、Ｆｉを第ｉ群の焦点距離、Ｒｉを物
体側より数えて第ｉ番目の面の曲率半径とするとき ０．１５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ ０．２５・・・（１） ０．３０ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ ０．８０・・・（２） ０．００５ ＜ ｜Ｆ１／Ｆ１ａ｜ ＜ ０．１５・・・（３） ０．８ ＜ Ｆ１ｂ／Ｆ１ ＜ １．５ ・・・（４） ｜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）｜ ＜ ０．１・・・（５） ―０．１５ ＜（Ｒ４―Ｒ５）／（Ｒ４＋Ｒ５） ＜ ０・・（６） なる条件式の１以上を満足するようにしている。
【００２８】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。
説明する。
【００２９】条件式（１）は第１群Ｌ１の屈折力(焦点
距離の逆数)に対する望遠端での全系（全レンズ系）の
屈折力の比に関するものである。
距離の逆数)に対する望遠端での全系（全レンズ系）の
屈折力の比に関するものである。
【００３０】下限値を越えて第１群Ｌ１の正の屈折力が
強くなってくると、負の球面収差が大きく発生してきて
これを補正することが困難になってくる。
強くなってくると、負の球面収差が大きく発生してきて
これを補正することが困難になってくる。
【００３１】他方、上限値を越えると望遠端において一
定の長さの焦点距離を確保するために第２群Ｌ２の負の
屈折力を弱めることになりなり、テレフォト系の作用が
弱くなってくるため、結果としてレンズ全長が増加して
くるため良くない。
定の長さの焦点距離を確保するために第２群Ｌ２の負の
屈折力を弱めることになりなり、テレフォト系の作用が
弱くなってくるため、結果としてレンズ全長が増加して
くるため良くない。
【００３２】条件式（２）は第２群Ｌ２の屈折力に対す
る広角端での全系の屈折力の比に関するものである。
る広角端での全系の屈折力の比に関するものである。
【００３３】上限値を越えて第２群Ｌ２の負の屈折力が
弱くなってくると、変倍時に第２群Ｌ２による変倍作用
が弱くなってくるため一定の変倍比を得るために各レン
ズ群の移動量を大きくしなければならなくなり結果とし
てレンズ全長が長くなってくる。
弱くなってくると、変倍時に第２群Ｌ２による変倍作用
が弱くなってくるため一定の変倍比を得るために各レン
ズ群の移動量を大きくしなければならなくなり結果とし
てレンズ全長が長くなってくる。
【００３４】他方、下限値を越えるとレンズ全体として
テレフォト系の作用が強まってくるため、バックフォー
カスが短く成りすぎると同時に、一定の周辺光量を確保
するために第２群Ｌ２のレンズ外径の大型化をまねいて
しまう、また同時に像面湾曲や非点収差が多く発生して
くるため良くない。
テレフォト系の作用が強まってくるため、バックフォー
カスが短く成りすぎると同時に、一定の周辺光量を確保
するために第２群Ｌ２のレンズ外径の大型化をまねいて
しまう、また同時に像面湾曲や非点収差が多く発生して
くるため良くない。
【００３５】条件式（３）は第１群Ｌ１の屈折力に対す
る、正、負、正レンズを有する、第Ｂ１ａレンズ成分Ｌ
Ｂ１ａの屈折力の比に関するものである。
る、正、負、正レンズを有する、第Ｂ１ａレンズ成分Ｌ
Ｂ１ａの屈折力の比に関するものである。
【００３６】上限値を越えて第Ｂ１ａレンズ成分ＬＢ１
ａの正の屈折力が増してくると第Ｂ１ａレンズ成分でＬ
Ｂ１ａ軸上光線の収斂作用が起きてくるため、第Ｂ１ｂ
レンズ成分ＬＢ１ｂに入射する軸上光線束の光軸の離れ
量が小さくなってくる。そのため第Ｂ１ｂレンズ成分Ｌ
Ｂ１ｂで高次の負の球面収差の補正作用が弱まってしま
い良くない。
ａの正の屈折力が増してくると第Ｂ１ａレンズ成分でＬ
Ｂ１ａ軸上光線の収斂作用が起きてくるため、第Ｂ１ｂ
レンズ成分ＬＢ１ｂに入射する軸上光線束の光軸の離れ
量が小さくなってくる。そのため第Ｂ１ｂレンズ成分Ｌ
Ｂ１ｂで高次の負の球面収差の補正作用が弱まってしま
い良くない。
【００３７】他方、下限値を超えると逆に第Ｂ１ａレン
ズ成分ＬＢ１ａで軸上光線束の発散作用が大きくなって
きて第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂで発生する高次の負の
球面収差の補正作用が過剰になってくると同時に、レン
ズ外径の増加をまねいてしまう。
ズ成分ＬＢ１ａで軸上光線束の発散作用が大きくなって
きて第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂで発生する高次の負の
球面収差の補正作用が過剰になってくると同時に、レン
ズ外径の増加をまねいてしまう。
【００３８】条件式（４）は第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１
ｂの屈折力に対する第１群Ｌ１の屈折力の比に関するも
のである。
ｂの屈折力に対する第１群Ｌ１の屈折力の比に関するも
のである。
【００３９】条件式(４)の上限値を越えて第Ｂ１ｂレン
ズ成分ＬＢ１ｂの屈折力が弱くなってくると、特に望遠
端にて負方向に補正を行うような高次の球面収差の発生
作用が弱まり変倍域全体で良好な画質を得ることが困難
となってくる。
ズ成分ＬＢ１ｂの屈折力が弱くなってくると、特に望遠
端にて負方向に補正を行うような高次の球面収差の発生
作用が弱まり変倍域全体で良好な画質を得ることが困難
となってくる。
【００４０】条件式（４）の下限値を越えて、第Ｂ１ｂ
レンズ成分ＬＢ１ｂの屈折力が強くなってくると、変倍
域全体で負の球面収差が過剰に発生してしまいこれを他
のレンズ群にて補正することが困難になってくるため良
くない。
レンズ成分ＬＢ１ｂの屈折力が強くなってくると、変倍
域全体で負の球面収差が過剰に発生してしまいこれを他
のレンズ群にて補正することが困難になってくるため良
くない。
【００４１】条件式（５）は物体側から数えて第２番目
のレンズ（負レンズ１ｂ）のレンズ形状に関し、条件式
(６)は負レンズ１ｂの像面側のレンズ面と第３番目のレ
ンズ(正レンズ１Ｃ)の物体側のレンズ面とで形成される
空気レンズの形状に関するものである。
のレンズ（負レンズ１ｂ）のレンズ形状に関し、条件式
(６)は負レンズ１ｂの像面側のレンズ面と第３番目のレ
ンズ(正レンズ１Ｃ)の物体側のレンズ面とで形成される
空気レンズの形状に関するものである。
【００４２】負レンズ１ｂは正の球面収差を大きく発生
させ、正レンズ１Ｃの物体側のレンズ面はそれの補正を
行い、前記第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂにて発生する負
の球面収差と併せて、低次から高次まで良好な球面収差
を得るために負レンズ１ｂのレンズ形状と空気レンズの
形状は密接な関係がある。
させ、正レンズ１Ｃの物体側のレンズ面はそれの補正を
行い、前記第Ｂ１ｂレンズ成分ＬＢ１ｂにて発生する負
の球面収差と併せて、低次から高次まで良好な球面収差
を得るために負レンズ１ｂのレンズ形状と空気レンズの
形状は密接な関係がある。
【００４３】条件式（５）、（６）の数値範囲を外れる
と良好な球面収差の補正を行うのが困難になってきた
り、軸上収差と軸外収差をバランス良く補正することが
困難となってくるため良くない。
と良好な球面収差の補正を行うのが困難になってきた
り、軸上収差と軸外収差をバランス良く補正することが
困難となってくるため良くない。
【００４４】尚、各実施形態において更にレンズ構成の
簡素化を図りつつ、全変倍範囲にわたり、又画面全体に
わたり良好なる光学性能を得るには、次の諸条件のうち
の少なくとも１つを満足させるのが良い。それによれば
各条件に対応した効果が得られる。
簡素化を図りつつ、全変倍範囲にわたり、又画面全体に
わたり良好なる光学性能を得るには、次の諸条件のうち
の少なくとも１つを満足させるのが良い。それによれば
各条件に対応した効果が得られる。
【００４５】（ア−１） 第２群Ｌ２中の正レンズの両
レンズ面を非球面とすることである。これによれば、広
角端における高次の像面湾曲収差と望遠端における球面
収差をバランス良く補正することができる。
レンズ面を非球面とすることである。これによれば、広
角端における高次の像面湾曲収差と望遠端における球面
収差をバランス良く補正することができる。
【００４６】（ア−２） 前記第１群Ｌ１と第２群Ｌ２
の間に光彩絞りを配置し、該光彩絞りを変倍の際に第１
群Ｌ１と一体に光軸上を移動させることである。これに
よれば第１群Ｌ１の各レンズを保持するための鏡筒を一
体の構造とすることが容易になりレンズ相互の相対偏心
や光軸位置ズレの発生の防止が行えると同時に、第１群
Ｌ１全体を任意に偏心させることによって製造、組み立
て時に生じる第２群Ｌ２との相対偏心の低減を行えるメ
カ機構の達成が容易になる。
の間に光彩絞りを配置し、該光彩絞りを変倍の際に第１
群Ｌ１と一体に光軸上を移動させることである。これに
よれば第１群Ｌ１の各レンズを保持するための鏡筒を一
体の構造とすることが容易になりレンズ相互の相対偏心
や光軸位置ズレの発生の防止が行えると同時に、第１群
Ｌ１全体を任意に偏心させることによって製造、組み立
て時に生じる第２群Ｌ２との相対偏心の低減を行えるメ
カ機構の達成が容易になる。
【００４７】（ア−３） 高変倍で小型なズームレンズ
を達成するとともに、更に光学性能向上のためはレンズ
系の一部に非球面の導入や回折光学素子、屈折分布型光
学材料を導入するのが良い。
を達成するとともに、更に光学性能向上のためはレンズ
系の一部に非球面の導入や回折光学素子、屈折分布型光
学材料を導入するのが良い。
【００４８】（ア−４） レンズ群やレンズ群の一部を
任意に偏心させても良く、これによれば手ぶれ等が原因
となる像位置変位を補正する作用が得られる。
任意に偏心させても良く、これによれば手ぶれ等が原因
となる像位置変位を補正する作用が得られる。
【００４９】尚、各実施形態において更に好ましくは、
前述に各条件式の数値範囲を次の如く設定するのが良
い。
前述に各条件式の数値範囲を次の如く設定するのが良
い。
【００５０】
０．２ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ ０．２３ ・・・（１ａ）
０．４ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ ０．７ ・・・（２ａ）
０．０１ ＜ ｜Ｆ１／Ｆ１ａ｜ ＜ ０．１・・・（３ａ）
０．９ ＜ Ｆ１ｂ／Ｆ１ ＜ １．３ ・・・（４ａ）
｜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）｜ ＜ ０．０８・・・（５ａ）
−０．１３ ＜ （Ｒ４−Ｒ５）／（Ｒ４＋Ｒ５） ＜ −０．００５・
・・（６ａ）
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデ
ジタルスチルカメラ（光学機器）の実施形態を図１３を
用いて説明する。
ジタルスチルカメラ（光学機器）の実施形態を図１３を
用いて説明する。
【００５１】図１３において、１０はカメラ本体、１１
は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学
系、１２は被写体像を観察するためのファインダーであ
る。
は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学
系、１２は被写体像を観察するためのファインダーであ
る。
【００５２】１３はストロボ装置、１４は測定窓、１５
はカメラの動作を知らせる液晶表示窓、１６はレリーズ
ボタン、１７は各種のモードを切り替える操作スイッチ
である。
はカメラの動作を知らせる液晶表示窓、１６はレリーズ
ボタン、１７は各種のモードを切り替える操作スイッチ
である。
【００５３】次に実施形態１〜３に各々対応する数値実
施例１〜３を示す。各数値実施例においてｉは物体側か
らの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第
ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の
間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光
学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。ｆは焦点距
離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。またｋを
離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ・・・を非球面係数、光軸
からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準
にしてｘとするとき、非球面形状は、ｘ＝（ｈ２／Ｒ）
／[１＋[１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２]１／２]＋Ａｈ２
＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０で表示される。但
しＲは曲率半径である。また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示
は「１０−Ｚ」を意味する。また、各数値実施例におけ
る上述した条件式との対応を表１に示す。
施例１〜３を示す。各数値実施例においてｉは物体側か
らの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第
ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の
間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光
学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。ｆは焦点距
離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。またｋを
離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ・・・を非球面係数、光軸
からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準
にしてｘとするとき、非球面形状は、ｘ＝（ｈ２／Ｒ）
／[１＋[１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２]１／２]＋Ａｈ２
＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０で表示される。但
しＲは曲率半径である。また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示
は「１０−Ｚ」を意味する。また、各数値実施例におけ
る上述した条件式との対応を表１に示す。
【００５４】
【外１】
【００５５】
【外２】
【００５６】
【外３】
【００５７】
【表１】
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように、各レン
ズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、レンズ
全長の短縮化を図った全変倍範囲にわたり高い光学性能
を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成
することができる。
ズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、レンズ
全長の短縮化を図った全変倍範囲にわたり高い光学性能
を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成
することができる。
【図１】 数値実施例１のレンズ断面図
【図２】 数値実施例１の広角端の収差図
【図３】 数値実施例１の中間のズーム位置の収差図
【図４】 数値実施例１の望遠端の収差図
【図５】 数値実施例２のレンズ断面図
【図６】 数値実施例２の広角端の収差図
【図７】 数値実施例２の中間のズーム位置の収差図
【図８】 数値実施例２の望遠端の収差図
【図９】 数値実施例３のレンズ断面図
【図１０】 数値実施例３の広角端の収差図
【図１１】 数値実施例３の中間のズーム位置の収差図
【図１２】 数値実施例３の望遠端の収差図
【図１３】 本発明の光学機器の要部概略図
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
ＬＢ１ａ 第Ｂ１ａレンズ成分
ＬＢ１ｂ 第Ｂ１ｂレンズ成分
ＳＰ 開口絞り
ＩＰ 像面
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｓ．Ｃ 正弦条件
ω 画角
ｆ 焦点距離
ｆｎｏ Ｆナンバー
Claims (4)
- 【請求項１】 物体側より順に、正の屈折力の第１レン
ズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望
遠端への変倍に際し、前記第２レンズ群が前記第１レン
ズ群に接近するように各レンズ群が物体側へ移動し、前
記第１レンズ群は物体側より順に、屈折力の絶対値が像
面側に比べ物体側の面が強く、物体側に凸面を向けた正
レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両レンズが凸面
の正レンズを有する第Ｂ１ａレンズ成分と、両レンズ面
が凸面の正レンズを有する第Ｂ１ｂレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群は物体側より順に、光軸から離れるに
従って正の屈折力が大きくなる形状の非球面を有した正
レンズ、屈折力の絶対値が像面側に比べ物体側の面が強
く、物体側に凹面を向けた負レンズを有し、ＦＷを広角
端における全レンズ系の焦点距離、ＦＴを望遠端におけ
る全レンズ系の焦点距離、Ｆ１ａを第Ｂ１ａレンズ成分
の焦点距離、Ｆ１ｂを第Ｂ１ｂレンズ成分の焦点距離、
Ｆｉを第ｉレンズ群の焦点距離、Ｒｉを物体側より数え
て第ｉ番目の面の曲率半径とするとき ０．１５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ ０．２５ ０．３０ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ ０．８０ ｜Ｆ１／Ｆ１ａ｜ ＜ ０．１５ ０．８ ＜ Ｆ１ｂ／Ｆ１ ＜ １．５ ｜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）｜ ＜ ０．１ ―０．１５ ＜ （Ｒ４―Ｒ５）／（Ｒ４＋Ｒ５） ＜ ０ なる条件式の１以上を満足することを特徴とするズーム
レンズ。 - 【請求項２】 前記第２レンズ群中の正レンズの両レン
ズ面は非球面であることを特徴とする請求項１記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項３】 前記第１レンズ群と第２レンズ群の間に
は光彩絞りが配置されており、該光彩絞りは変倍の際に
第１レンズ群と一体的に光軸上を移動することを特徴と
する請求項１記載のズームレンズ。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項のズーム
レンズを用いて撮影手段に像を形成することを特徴とす
る光学機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249042A JP2003057541A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249042A JP2003057541A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057541A true JP2003057541A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19078105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001249042A Pending JP2003057541A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003057541A (ja) |
-
2001
- 2001-08-20 JP JP2001249042A patent/JP2003057541A/ja active Pending
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