JP2003075721A - ズームレンズ系 - Google Patents
ズームレンズ系Info
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- JP2003075721A JP2003075721A JP2001262753A JP2001262753A JP2003075721A JP 2003075721 A JP2003075721 A JP 2003075721A JP 2001262753 A JP2001262753 A JP 2001262753A JP 2001262753 A JP2001262753 A JP 2001262753A JP 2003075721 A JP2003075721 A JP 2003075721A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
- G02B15/1421—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化、構造の簡略化に有利な２群ズームレ
ンズ系の枠組の中で、ズーム比が３以上で、小型で低コ
ストのズームレンズ系を得る。 【構成】 正の第１レンズ群は、物体側から順に、負の
パワーを有する第１ａレンズと、周辺部ほど曲率が緩く
なる非球面を有する第１ｂレンズと、正のパワーを有す
る第１ｃレンズとからなり、負の第２レンズ群は、物体
側から順に、正の第２ａレンズ群と、負の第２ｂレンズ
群とからなり、次の条件式（１）及び（２）満足するズ
ームレンズ系。 （１）−７＜ｆT／ｆ2G＜−４．５ （２）−９＜ｆT／ｆ2GN＜−７ 但し、 ｆT ；長焦点距離端の全系の焦点距離、 ｆ2G；負の第２レンズ群の焦点距離、 ｆ2GN；負の第２レンズ群中の第２ｂレンズ群の焦点距
離。
ンズ系の枠組の中で、ズーム比が３以上で、小型で低コ
ストのズームレンズ系を得る。 【構成】 正の第１レンズ群は、物体側から順に、負の
パワーを有する第１ａレンズと、周辺部ほど曲率が緩く
なる非球面を有する第１ｂレンズと、正のパワーを有す
る第１ｃレンズとからなり、負の第２レンズ群は、物体
側から順に、正の第２ａレンズ群と、負の第２ｂレンズ
群とからなり、次の条件式（１）及び（２）満足するズ
ームレンズ系。 （１）−７＜ｆT／ｆ2G＜−４．５ （２）−９＜ｆT／ｆ2GN＜−７ 但し、 ｆT ；長焦点距離端の全系の焦点距離、 ｆ2G；負の第２レンズ群の焦点距離、 ｆ2GN；負の第２レンズ群中の第２ｂレンズ群の焦点距
離。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、レンズシャッター式カメラに適
した、バックフォーカスが短くコンパクトな２群ズーム
レンズ系に関する。
した、バックフォーカスが短くコンパクトな２群ズーム
レンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】コンパクトカメラ用のズー
ムレンズ系は、レンズ後方にミラーの配置スペースを要
する一眼レフカメラ用のズームレンズ系と異なり、長い
バックフォーカスを必要としない。このようなバックフ
ォーカスの制約の少ないレンズシャッター式カメラ用ズ
ームレンズ系としては、物体側から順に、正の前群と負
の後群で構成され、前後群間隔を変化させて変倍するテ
レフォトタイプのズームレンズ系がコンパクト化に最適
である。
ムレンズ系は、レンズ後方にミラーの配置スペースを要
する一眼レフカメラ用のズームレンズ系と異なり、長い
バックフォーカスを必要としない。このようなバックフ
ォーカスの制約の少ないレンズシャッター式カメラ用ズ
ームレンズ系としては、物体側から順に、正の前群と負
の後群で構成され、前後群間隔を変化させて変倍するテ
レフォトタイプのズームレンズ系がコンパクト化に最適
である。
【０００３】このテレフォトタイプの２群ズームレンズ
系でズーム比を大きくするための一つの解は、広角端に
おける第１、第２レンズ群の間隔を大きく確保し、第
１、第２レンズ群の間隔の変化量を大きくする方向であ
る。しかし、単に間隔変化量を増やしていくだけでは、
広角端における第１、第２レンズ群の間隔の増大に伴っ
て周辺光量を確保するために、両レンズ群の径を拡大せ
ざるを得ず、その結果、小型化、軽量化の要求を満足で
きない。
系でズーム比を大きくするための一つの解は、広角端に
おける第１、第２レンズ群の間隔を大きく確保し、第
１、第２レンズ群の間隔の変化量を大きくする方向であ
る。しかし、単に間隔変化量を増やしていくだけでは、
広角端における第１、第２レンズ群の間隔の増大に伴っ
て周辺光量を確保するために、両レンズ群の径を拡大せ
ざるを得ず、その結果、小型化、軽量化の要求を満足で
きない。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、小型化、構造の簡略化に有利
な２群ズームレンズ系の枠組の中で、ズーム比が３以上
で、小型で低コストのズームレンズ系を得ることを目的
とする。
な２群ズームレンズ系の枠組の中で、ズーム比が３以上
で、小型で低コストのズームレンズ系を得ることを目的
とする。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、物体側から順に、正の第１レ
ンズ群と、負の第２レンズ群とからなり、第１、第２レ
ンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行うズームレンズ
系において、正の第１レンズ群は、物体側から順に、負
のパワーを有する第１ａレンズと、周辺部ほど曲率が緩
くなる非球面を有する第１ｂレンズと、正のパワーを有
する第１ｃレンズとからなり、負の第２レンズ群は、物
体側から順に、正の第２ａレンズ群と、負の第２ｂレン
ズ群とからなり、次の条件式（１）及び（２）満足する
ことを特徴としている。 （１）−７＜ｆT／ｆ2G＜−４．５ （２）−９＜ｆT／ｆ2GN＜−７ 但し、 ｆT ；長焦点距離端の全系の焦点距離、 ｆ2G；負の第２レンズ群の焦点距離、 ｆ2GN；負の第２レンズ群中の第２ｂレンズ群の焦点距
離、 である。第１レンズ群は３枚構成であるのに対し、第２
レンズ群の正の第２ａレンズ群と負の第２ｂレンズ群と
は、それぞれ、１枚構成でも、２枚以上の構成でもよ
い。コスト面からはそれぞれ単レンズから構成するのが
よい。
ンズ群と、負の第２レンズ群とからなり、第１、第２レ
ンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行うズームレンズ
系において、正の第１レンズ群は、物体側から順に、負
のパワーを有する第１ａレンズと、周辺部ほど曲率が緩
くなる非球面を有する第１ｂレンズと、正のパワーを有
する第１ｃレンズとからなり、負の第２レンズ群は、物
体側から順に、正の第２ａレンズ群と、負の第２ｂレン
ズ群とからなり、次の条件式（１）及び（２）満足する
ことを特徴としている。 （１）−７＜ｆT／ｆ2G＜−４．５ （２）−９＜ｆT／ｆ2GN＜−７ 但し、 ｆT ；長焦点距離端の全系の焦点距離、 ｆ2G；負の第２レンズ群の焦点距離、 ｆ2GN；負の第２レンズ群中の第２ｂレンズ群の焦点距
離、 である。第１レンズ群は３枚構成であるのに対し、第２
レンズ群の正の第２ａレンズ群と負の第２ｂレンズ群と
は、それぞれ、１枚構成でも、２枚以上の構成でもよ
い。コスト面からはそれぞれ単レンズから構成するのが
よい。
【０００６】本発明のズームレンズ系は、次の条件式
（３）を満足することが望ましい。 （３）４＜ｆT／ｆ1G＜６ 但し、 ｆ1G；正の第１レンズ群の焦点距離、 である。
（３）を満足することが望ましい。 （３）４＜ｆT／ｆ1G＜６ 但し、 ｆ1G；正の第１レンズ群の焦点距離、 である。
【０００７】また、次の条件式（４）を満足することが
好ましい。 （４）２＜ｆT／ｆ2GP＜４ 但し、 ｆ2GP；負の第２レンズ群中の第２ａレンズ群の焦点距
離、 である。また、次の条件式（５）を満足することが好ま
しい。 （５）−５＜ｆW／ｒ1＜０ 但し、 ｆW ；短焦点距離端の全系の焦点距離、 ｒ1；正の第１レンズ群中の第１ａレンズの物体側の面
の曲率半径、である。また、次の条件式（６）を満足す
ることが好ましい。 （６）１．７５＜ＮｄL1 但し、ＮｄL1；第１レンズ群中の第１ａレンズのｄ線の
屈折率、である。 また、次の条件式（７）を満足することが好ましい。 （７）６４＜νｄ 但し、 νｄ；第１レンズ群中の第１ｃレンズのアッベ数、であ
る。
好ましい。 （４）２＜ｆT／ｆ2GP＜４ 但し、 ｆ2GP；負の第２レンズ群中の第２ａレンズ群の焦点距
離、 である。また、次の条件式（５）を満足することが好ま
しい。 （５）−５＜ｆW／ｒ1＜０ 但し、 ｆW ；短焦点距離端の全系の焦点距離、 ｒ1；正の第１レンズ群中の第１ａレンズの物体側の面
の曲率半径、である。また、次の条件式（６）を満足す
ることが好ましい。 （６）１．７５＜ＮｄL1 但し、ＮｄL1；第１レンズ群中の第１ａレンズのｄ線の
屈折率、である。 また、次の条件式（７）を満足することが好ましい。 （７）６４＜νｄ 但し、 νｄ；第１レンズ群中の第１ｃレンズのアッベ数、であ
る。
【０００８】本発明のズームレンズ系はまた、正の第１
レンズ群中に、少なくとも非球面を１面有するレンズを
含ませ、次の条件式（８）を満足させることが好まし
い。 （８）−４０＜ΔＩASP＜−１０ 但し、 ΔＩASP；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算した
ときの非球面による球面収差係数の変化量、である。
レンズ群中に、少なくとも非球面を１面有するレンズを
含ませ、次の条件式（８）を満足させることが好まし
い。 （８）−４０＜ΔＩASP＜−１０ 但し、 ΔＩASP；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算した
ときの非球面による球面収差係数の変化量、である。
【０００９】本発明のズームレンズ系はまた、負の第２
レンズ群中に、少なくとも非球面を１面有するレンズを
含ませ、次の条件式（９）を満足させることが好まし
い。 （９）０＜ΔＶASP＜０．５ 但し、 ΔＶASP；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算した
ときの非球面による歪曲収差係数の変化量、である。
レンズ群中に、少なくとも非球面を１面有するレンズを
含ませ、次の条件式（９）を満足させることが好まし
い。 （９）０＜ΔＶASP＜０．５ 但し、 ΔＶASP；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算した
ときの非球面による歪曲収差係数の変化量、である。
【００１０】
【発明の実施形態】本実施形態のズームレンズ系は、図
１３の簡易移動図に示すように、物体側から順に、正の
第１レンズ群１０と、明るさ絞りＳと、負の第２レンズ
群２０とからなっている。短焦点距離端（Ｗ）から長焦
点距離端（Ｔ）へのズーミングに際しては、第１レンズ
群１０と第２レンズ群２０をともに物体側に単調に移動
させる。絞りＳは第１レンズ群１０と一緒に移動する。
フォーカシングは、第１レンズ群１０によって行う。こ
のとき絞りＳは不動である。図１、図５及び図９の各実
施例のレンズ構成図に示すように、第１レンズ群１０
は、物体側から順に、負のパワーを有する第１ａレンズ
１１と、周辺部ほど曲率が緩くなる非球面を有する第１
ｂレンズ１２と、正のパワーを有する第１ｃレンズ１３
とからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正
の第２ａレンズ群２１と、負の第２ｂレンズ群２２とか
らなっている。図示例では、第２ａレンズ群２１と第２
ｂレンズ群２２はともに単レンズである。
１３の簡易移動図に示すように、物体側から順に、正の
第１レンズ群１０と、明るさ絞りＳと、負の第２レンズ
群２０とからなっている。短焦点距離端（Ｗ）から長焦
点距離端（Ｔ）へのズーミングに際しては、第１レンズ
群１０と第２レンズ群２０をともに物体側に単調に移動
させる。絞りＳは第１レンズ群１０と一緒に移動する。
フォーカシングは、第１レンズ群１０によって行う。こ
のとき絞りＳは不動である。図１、図５及び図９の各実
施例のレンズ構成図に示すように、第１レンズ群１０
は、物体側から順に、負のパワーを有する第１ａレンズ
１１と、周辺部ほど曲率が緩くなる非球面を有する第１
ｂレンズ１２と、正のパワーを有する第１ｃレンズ１３
とからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正
の第２ａレンズ群２１と、負の第２ｂレンズ群２２とか
らなっている。図示例では、第２ａレンズ群２１と第２
ｂレンズ群２２はともに単レンズである。
【００１１】条件式（１）は、負の第２レンズ群のパワ
ーに関するもので、この条件を満たすことで変倍に伴う
第２群の移動量を抑え、コンパクト化が図れる。条件式
（１）の上限を越えると、第２レンズ群の負のパワーが
弱くなるので、ズーミングの際の移動量が大きくなり、
コンパクト化が図れない。条件式（１）の下限を越える
と、第２レンズ群の負のパワーが強くなり過ぎて、群の
持つ収差が大きくなり、ズーミング時の収差変動が大き
くなる。
ーに関するもので、この条件を満たすことで変倍に伴う
第２群の移動量を抑え、コンパクト化が図れる。条件式
（１）の上限を越えると、第２レンズ群の負のパワーが
弱くなるので、ズーミングの際の移動量が大きくなり、
コンパクト化が図れない。条件式（１）の下限を越える
と、第２レンズ群の負のパワーが強くなり過ぎて、群の
持つ収差が大きくなり、ズーミング時の収差変動が大き
くなる。
【００１２】条件式（２）は、第２レンズ群中の２ｂレ
ンズ群のパワーに関するもので、この条件を満たすこと
で、第２レンズ群の負のパワーを適切に設定し、第２レ
ンズ群の移動量と変倍比、収差のバランスを取ることが
できる。条件式（２）の上限を越えると、第２ｂレンズ
群の負のパワーが小さくなり、第２レンズ群の負のパワ
ーを十分大きくできないので、第２レンズ群の移動量が
大きくなってしまう。条件式（２）の下限を越えると、
第２ｂレンズ群の負のパワーが大きくなり過ぎ、群の持
つ収差が大きくなる。また、第２ａレンズ群の正のパワ
ーも大きくなるので、偏心等の組み立て誤差による収差
の劣化が著しくなってしまう。なお、変倍比が３．２倍
を越えるような場合には、２ｂレンズ群のパワーを条件
式（２）で規定する範囲よりやや強く設定するほうが好
ましい。具体的には条件式（２）の上限値を−７．３と
することが好ましい。
ンズ群のパワーに関するもので、この条件を満たすこと
で、第２レンズ群の負のパワーを適切に設定し、第２レ
ンズ群の移動量と変倍比、収差のバランスを取ることが
できる。条件式（２）の上限を越えると、第２ｂレンズ
群の負のパワーが小さくなり、第２レンズ群の負のパワ
ーを十分大きくできないので、第２レンズ群の移動量が
大きくなってしまう。条件式（２）の下限を越えると、
第２ｂレンズ群の負のパワーが大きくなり過ぎ、群の持
つ収差が大きくなる。また、第２ａレンズ群の正のパワ
ーも大きくなるので、偏心等の組み立て誤差による収差
の劣化が著しくなってしまう。なお、変倍比が３．２倍
を越えるような場合には、２ｂレンズ群のパワーを条件
式（２）で規定する範囲よりやや強く設定するほうが好
ましい。具体的には条件式（２）の上限値を−７．３と
することが好ましい。
【００１３】条件式（３）は、正の第１レンズ群のパワ
ーに関するもので、この条件を満たすことで、第１レン
ズ群の移動量を押さえ、コンパクト化が図れる。条件式
（３）の上限を越えると、第１レンズ群の正のパワーが
強くなり過ぎ、群の持つ収差が大きくなり、変倍時の収
差変動が大きくなる。条件式（３）の下限を越えると、
第１レンズ群のパワーが小さく、移動量が大きくなり、
コンパクト化が図れない。
ーに関するもので、この条件を満たすことで、第１レン
ズ群の移動量を押さえ、コンパクト化が図れる。条件式
（３）の上限を越えると、第１レンズ群の正のパワーが
強くなり過ぎ、群の持つ収差が大きくなり、変倍時の収
差変動が大きくなる。条件式（３）の下限を越えると、
第１レンズ群のパワーが小さく、移動量が大きくなり、
コンパクト化が図れない。
【００１４】条件式（４）は、負の第２レンズ群中の物
体側の第２ａレンズ群の正のパワーに関するもので、こ
の条件を満たすことで、第２レンズ群の全体としての負
のパワーと第２ａレンズ群の正のパワーとのバランスを
取り、群の持つ収差を抑えることができる。条件式
（４）の上限を越えると、第２レンズ群中の正のパワー
が大きくなり過ぎるので、負の第２レンズ群のパワーを
大きくできないか、第２ｂレンズ群もそれを打ち消す大
きな負のパワーを有することになり、偏心等の組み立て
誤差による性能劣化が著しく実用的でなくなる。条件式
（４）の下限を越えると、第２レンズ群中の正のパワー
が弱くなり、群の持つ収差が大きくなる。
体側の第２ａレンズ群の正のパワーに関するもので、こ
の条件を満たすことで、第２レンズ群の全体としての負
のパワーと第２ａレンズ群の正のパワーとのバランスを
取り、群の持つ収差を抑えることができる。条件式
（４）の上限を越えると、第２レンズ群中の正のパワー
が大きくなり過ぎるので、負の第２レンズ群のパワーを
大きくできないか、第２ｂレンズ群もそれを打ち消す大
きな負のパワーを有することになり、偏心等の組み立て
誤差による性能劣化が著しく実用的でなくなる。条件式
（４）の下限を越えると、第２レンズ群中の正のパワー
が弱くなり、群の持つ収差が大きくなる。
【００１５】条件式（５）は、第１レンズ群中の第１レ
ンズ（最も物体側のレンズ）の第１面（最も物体側の
面）の曲率半径に関するもので、第１面をこの条件を満
たすような発散面にすることで、周辺光量を確保しなが
ら、前玉径を小さくすることができる。条件式（５）の
上限を越えると、第１面が発散面ではなくなり、周辺光
量確保のために前玉径が増大する。条件式（５）の下限
を越えると、第１面の発散面の曲率が強くなりすぎ、発
散面で発生する収差を補正するのが困難となる。
ンズ（最も物体側のレンズ）の第１面（最も物体側の
面）の曲率半径に関するもので、第１面をこの条件を満
たすような発散面にすることで、周辺光量を確保しなが
ら、前玉径を小さくすることができる。条件式（５）の
上限を越えると、第１面が発散面ではなくなり、周辺光
量確保のために前玉径が増大する。条件式（５）の下限
を越えると、第１面の発散面の曲率が強くなりすぎ、発
散面で発生する収差を補正するのが困難となる。
【００１６】条件式（６）は、第１レンズのｄ線の屈折
率に関するもので、この条件を満たすことで、第１面の
曲率半径が小さくなり過ぎることを防いで、加工性を良
くし、かつ第１面での収差発生を抑制できる。条件式
（６）の下限を越えると、第１レンズ群の第１面の曲率
半径が小さくなり、製造困難となる。
率に関するもので、この条件を満たすことで、第１面の
曲率半径が小さくなり過ぎることを防いで、加工性を良
くし、かつ第１面での収差発生を抑制できる。条件式
（６）の下限を越えると、第１レンズ群の第１面の曲率
半径が小さくなり、製造困難となる。
【００１７】条件式（７）は、第１レンズ群中の第３レ
ンズのアッベ数に関するもので、この条件を満たすこと
で、特に、長焦点距離側の色収差を補正できる。条件式
（７）の下限を越えると、特に長焦点距離側の色収差が
補正できない。
ンズのアッベ数に関するもので、この条件を満たすこと
で、特に、長焦点距離側の色収差を補正できる。条件式
（７）の下限を越えると、特に長焦点距離側の色収差が
補正できない。
【００１８】正の第１レンズ群には、条件式（８）を満
足する少なくとも非球面を１面有するレンズを適切に使
用することが望ましい。条件式（８）を満足すること
で、正の第２レンズ群の構成枚数を減らし、特に長焦点
距離端の球面収差を補正することができる。条件式
（８）の上限を越えると、非球面による球面収差補正効
果が小さく、十分な補正ができなくなる。条件式（８）
の下限を越えると、非球面量が大きくなって、製作が困
難となる。
足する少なくとも非球面を１面有するレンズを適切に使
用することが望ましい。条件式（８）を満足すること
で、正の第２レンズ群の構成枚数を減らし、特に長焦点
距離端の球面収差を補正することができる。条件式
（８）の上限を越えると、非球面による球面収差補正効
果が小さく、十分な補正ができなくなる。条件式（８）
の下限を越えると、非球面量が大きくなって、製作が困
難となる。
【００１９】負の第３レンズ群には、条件式（９）を満
足する少なくとも非球面を１面有するレンズを適切に使
用することが望ましい。条件式（９）を満足すること
で、負の第３レンズ群の構成枚数を減らし、特に短焦点
距離端の歪曲収差を補正することができる。条件式
（９）の上限を越えると、非球面量が大きくなって、製
作が困難となる。条件式（９）の下限を越えると、非球
面による歪曲収差補正効果が小さく、十分な補正ができ
なくなる。
足する少なくとも非球面を１面有するレンズを適切に使
用することが望ましい。条件式（９）を満足すること
で、負の第３レンズ群の構成枚数を減らし、特に短焦点
距離端の歪曲収差を補正することができる。条件式
（９）の上限を越えると、非球面量が大きくなって、製
作が困難となる。条件式（９）の下限を越えると、非球
面による歪曲収差補正効果が小さく、十分な補正ができ
なくなる。
【００２０】非球面係数と収差係数との間には、次の関
係がある。 １．非球面形状を次式で定義する。 x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+
・・・ （但し、ｘ：非球面形状、ｃ：曲率、ｙ：光軸からの高
さ、Ｋ：円錐係数） ２．この式において、収差係数を求めるため、K=0 に変
換する（K=0 のときは、Bi=Ai)ため、 B4=A4+Kc3/8 , B6=A6+(K2+2K)c5/16, B8=A8+5(K3+3K2+3K)c7/128 B10=A10+7(K4+4K3+6K2+4K)c9/256 とすると、 x=cy2/[1+[1-c2y2]1/2]+B4y4+B6y6+B8y8 +B10y10+・・・ となる。 ３．さらに、f=1.0 に変換するため、 X=x/f, Y=y/f, C=f・c, α4=f3B4, α6=f5B6, α8=f7B8, α10=f9B10 とすると、X=CY2/[1+[1-C2Y2]1/2]+α4Y4+α6Y6+α8Y8+
α10Y10+・・・ となる。 ４．Φ=8(N'-N)α4 で定義し、３次の収差係数を、 I : 球面収差係数、 II: コマ収差係数、 III:非点収差係数、 IV: 球欠像面湾曲係数、 V:歪曲収差係数、 とすると、各収差係数の４次の非球面係数（α４）の影
響は、 ΔI=h4Φ ΔII=h3kΦ ΔIII=h2k2Φ ΔIV=h2k2 Φ ΔV=hk3 Φ （但し、ｈ：近軸軸上光線の通る高さ、ｋ：瞳の中心を
通る近軸軸外光線の高さＮ'：非球面の後側の屈折率、
Ｎ：非球面の前側の屈折率）で与えられる。
係がある。 １．非球面形状を次式で定義する。 x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+
・・・ （但し、ｘ：非球面形状、ｃ：曲率、ｙ：光軸からの高
さ、Ｋ：円錐係数） ２．この式において、収差係数を求めるため、K=0 に変
換する（K=0 のときは、Bi=Ai)ため、 B4=A4+Kc3/8 , B6=A6+(K2+2K)c5/16, B8=A8+5(K3+3K2+3K)c7/128 B10=A10+7(K4+4K3+6K2+4K)c9/256 とすると、 x=cy2/[1+[1-c2y2]1/2]+B4y4+B6y6+B8y8 +B10y10+・・・ となる。 ３．さらに、f=1.0 に変換するため、 X=x/f, Y=y/f, C=f・c, α4=f3B4, α6=f5B6, α8=f7B8, α10=f9B10 とすると、X=CY2/[1+[1-C2Y2]1/2]+α4Y4+α6Y6+α8Y8+
α10Y10+・・・ となる。 ４．Φ=8(N'-N)α4 で定義し、３次の収差係数を、 I : 球面収差係数、 II: コマ収差係数、 III:非点収差係数、 IV: 球欠像面湾曲係数、 V:歪曲収差係数、 とすると、各収差係数の４次の非球面係数（α４）の影
響は、 ΔI=h4Φ ΔII=h3kΦ ΔIII=h2k2Φ ΔIV=h2k2 Φ ΔV=hk3 Φ （但し、ｈ：近軸軸上光線の通る高さ、ｋ：瞳の中心を
通る近軸軸外光線の高さＮ'：非球面の後側の屈折率、
Ｎ：非球面の前側の屈折率）で与えられる。
【００２１】次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、
球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のｄ
線、ｇ線、ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、
Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中
のＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、ｆB はバッ
クフォーカス、Ｗは半画角（゜）、ｒは曲率半径、ｄは
レンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νd
はアッベ数を示す。また、回転対称非球面は次式で定義
される。 x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+
A12y12・・・ （但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋ
は円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の
非球面係数）
球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のｄ
線、ｇ線、ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、
Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中
のＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、ｆB はバッ
クフォーカス、Ｗは半画角（゜）、ｒは曲率半径、ｄは
レンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νd
はアッベ数を示す。また、回転対称非球面は次式で定義
される。 x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+
A12y12・・・ （但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋ
は円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の
非球面係数）
【００２２】［実施例１］図１ないし図４は本発明のズ
ームレンズ系の第１実施例を示している。図１はレンズ
構成図、図２、図３及び図４はそれぞれ図１のレンズ構
成の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端にお
ける諸収差図を示している。表１はその数値データであ
る。正の第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側
に凹の負のパワーのメニスカスレンズ１１と、物体側に
凸の正のパワーのメニスカスレンズ１２と、両凸レンズ
１３とからなっており、負の第２レンズ群２０は、物体
側から順に、像側に凸の正メニスカス単レンズ２１と、
物体側に凹の負メニスカス単レンズ２２とからなってい
る。メニスカスレンズ１２の物体側の面（面Ｎｏ．３）
は、近軸球面に対し周辺部で曲率が緩くなる非球面から
なり、正メニスカス単レンズ２１の物体側の面（面Ｎ
ｏ．７）は、近軸球面に対し周辺部で曲率が緩くなる非
球面からなっている。絞りＳは第１レンズ群１０（第６
面）の後方（像側）2.00mmの位置にある。
ームレンズ系の第１実施例を示している。図１はレンズ
構成図、図２、図３及び図４はそれぞれ図１のレンズ構
成の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端にお
ける諸収差図を示している。表１はその数値データであ
る。正の第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側
に凹の負のパワーのメニスカスレンズ１１と、物体側に
凸の正のパワーのメニスカスレンズ１２と、両凸レンズ
１３とからなっており、負の第２レンズ群２０は、物体
側から順に、像側に凸の正メニスカス単レンズ２１と、
物体側に凹の負メニスカス単レンズ２２とからなってい
る。メニスカスレンズ１２の物体側の面（面Ｎｏ．３）
は、近軸球面に対し周辺部で曲率が緩くなる非球面から
なり、正メニスカス単レンズ２１の物体側の面（面Ｎ
ｏ．７）は、近軸球面に対し周辺部で曲率が緩くなる非
球面からなっている。絞りＳは第１レンズ群１０（第６
面）の後方（像側）2.00mmの位置にある。
【００２３】
【表１】
FNO=1: 5.6 − 9.8 − 13.2
f= 39.00 − 70.00 − 120.00（ズーム比=3.08）
fB= 10.65 − 38.58 − 83.61
W= 28.2 17.0 10.2
面No. ｒ ｄ Ｎd νd
1 -19.112 1.40 1.84666 23.8
2 -28.968 0.50 - -
3* 22.951 1.80 1.58547 29.9
4 23.404 3.66 - -
5 39.008 3.80 1.48749 70.2
6 -14.441 15.43-7.74-3.71 - -
7* -56.667 3.03 1.58547 29.9
8 -19.864 3.66 - -
9 -10.271 1.40 1.83481 42.7
10 -49.266 - - -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.78817×10-4 -0.72157×10-6 0.00
7 0.00 0.59323×10-4 0.48076×10-6 0.16706×10-8
【００２４】［実施例２］図５ないし図８は本発明のズ
ームレンズ系の第２実施例を示している。図５はレンズ
構成図、図６、図７及び図８はそれぞれ図５のレンズ構
成の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端にお
ける諸収差図を示している。表２はその数値データであ
る。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞
りＳは第１レンズ群１０（第６面）の後方（像側）2.00
mmの位置にある。
ームレンズ系の第２実施例を示している。図５はレンズ
構成図、図６、図７及び図８はそれぞれ図５のレンズ構
成の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端にお
ける諸収差図を示している。表２はその数値データであ
る。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞
りＳは第１レンズ群１０（第６面）の後方（像側）2.00
mmの位置にある。
【００２５】
【表２】
FNO=1: 5.6 - 9.8 - 13.2
f= 39.00 - 70.00 - 120.00（ズーム比=3.08）
fB= 10.43 - 38.40 - 83.53
W= 28.2 - 17.0 - 10.2
面No. ｒ ｄ Ｎd νd
1 -18.684 1.40 1.80518 25.4
2 -30.782 0.50 - -
3* 22.158 1.80 1.58547 29.9
4 23.291 3.19 - -
5 37.346 3.80 1.48749 70.2
6 -14.291 15.70-7.93-3.85 - -
7* -50.155 3.03 1.58547 29.9
8 -19.499 3.74 - -
9 -10.122 1.40 1.83481 42.7
10 -43.362 - - -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.81129×10-4 -0.57276×10-6 0.00
7 0.00 0.59482×10-4 0.58776×10-6 0.11987×10-8
【００２６】［実施例３］図９ないし図１２は本発明の
ズームレンズ系の第３実施例を示している。図９はレン
ズ構成図、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ図９の
レンズ構成の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距
離端における諸収差図を示している。表３はその数値デ
ータである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様で
ある。絞りＳは第１レンズ群１０（第６面）の後方（像
側）2.00mmの位置にある。
ズームレンズ系の第３実施例を示している。図９はレン
ズ構成図、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ図９の
レンズ構成の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距
離端における諸収差図を示している。表３はその数値デ
ータである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様で
ある。絞りＳは第１レンズ群１０（第６面）の後方（像
側）2.00mmの位置にある。
【００２７】
【表３】
FNO=1: 5.6 - 9.8 - 13.2
f= 39.00 - 70.00 - 120.00（ズーム比=3.08）
fB= 10.35 - 38.36 - 83.53
W= 28.2 - 17.0 - 10.2
面No. ｒ ｄ Ｎd νd
1 -18.679 1.40 1.78472 25.7
2 -32.306 0.50 - -
3* 21.881 1.80 1.58547 29.9
4 23.653 3.07 - -
5 40.236 3.80 1.48749 70.2
6 -14.002 16.08-8.16-4.01 - -
7* -51.462 3.03 1.58547 29.9
8* -18.870 3.62 - -
9 -10.201 1.40 1.83481 42.7
10 -47.512 - - -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.83115×10-4 -0.82263×10-6 0.00
7 0.00 0.34835×10-4 0.80431×10-6 0.48401×10-9
8 0.00 -0.21389×10-4 0.12947×10-6 0.00
【００２８】各条件式の各実施形態に対する値を表４に
示す。
示す。
【表４】
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、小型化、構造の簡略化
に有利な２群ズームレンズ系の枠組の中で、ズーム比が
３以上で、小型で低コストのズームレンズ系を得ること
ができる。
に有利な２群ズームレンズ系の枠組の中で、ズーム比が
３以上で、小型で低コストのズームレンズ系を得ること
ができる。
【図１】本発明によるズームレンズ系の実施例１の短焦
点距離端におけるレンズ構成図である。
点距離端におけるレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の中間焦点距離における諸収
差図である。
差図である。
【図４】図１のレンズ構成の長焦点距離端における諸収
差図である。
差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の実施例２の短焦
点距離端におけるレンズ構成図である。
点距離端におけるレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の中間焦点距離における諸収
差図である。
差図である。
【図８】図５のレンズ構成の長焦点距離端における諸収
差図である。
差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の実施例３の短焦
点距離端におけるレンズ構成図である。
点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の中間焦点距離における諸
収差図である。
収差図である。
【図１２】図９のレンズ構成の長焦点距離端における諸
収差図である。
収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図で
ある。
ある。
Claims (9)
- 【請求項１】 物体側から順に、正の第１レンズ群と、
負の第２レンズ群とからなり、第１、第２レンズ群を光
軸方向に移動させて変倍を行うズームレンズ系におい
て、 正の第１レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを有
する第１ａレンズと、周辺部ほど曲率が緩くなる非球面
を有する第１ｂレンズと、正のパワーを有する第１ｃレ
ンズとからなり、 負の第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２ａレン
ズ群と、負の第２ｂレンズ群とからなり、 次の条件式（１）及び（２）満足することを特徴とする
ズームレンズ系。 （１）−７＜ｆT／ｆ2G＜−４．５ （２）−９＜ｆT／ｆ2GN＜−７ 但し、 ｆT ；長焦点距離端の全系の焦点距離、 ｆ2G；負の第２レンズ群の焦点距離、 ｆ2GN；負の第２レンズ群中の第２ｂレンズ群の焦点距
離。 - 【請求項２】 請求項１記載のズームレンズ系におい
て、次の条件式（３）を満足するズームレンズ系。 （３）４＜ｆT／ｆ1G＜６ 但し、 ｆ1G；正の第１レンズ群の焦点距離。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のズームレンズ系
において、次の条件式（４）を満足するズームレンズ
系。 （４）２＜ｆT／ｆ2GP＜４ 但し、 ｆ2GP；負の第２レンズ群中の第２ａレンズ群の焦点距
離。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項記載の
ズームレンズ系において、次の条件式（５）を満足する
ズームレンズ系。 （５）−５＜ｆW／ｒ1＜０ 但し、 ｆW ；短焦点距離端の全系の焦点距離、 ｒ1；正の第１レンズ群中の第１ａレンズの物体側の面
の曲率半径。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項記載の
ズームレンズ系において、次の条件式（６）を満足する
ズームレンズ系。 （６）ＮｄL1＞１．７５ 但し、 ＮｄL1；第１レンズ群中の第１ａレンズのｄ線の屈折
率。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項記載の
ズームレンズ系において、次の条件式（７）を満足する
ズームレンズ系。 （７）νｄ＞６４ 但し、 νｄ；第１レンズ群中の第１ｃレンズのアッベ数。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項記載の
ズームレンズ系において、正の第１ｂレンズ非球面は次
の条件式（８）を満足するズームレンズ系。 （８）−４０＜ΔＩASP＜−１０ 但し、 ΔＩASP；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算した
ときの非球面による球面収差係数の変化量。 - 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項記載の
ズームレンズ系において、負の第２レンズ群は、少なく
とも非球面を１面有するレンズを含み、次の条件式
（９）を満足するズームレンズ系。 （９）０＜ΔＶASP＜０．５ 但し、 ΔＶASP；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算した
ときの非球面による歪曲収差係数の変化量。 - 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか１項記載の
ズームレンズ系において 負の第２レンズ群の第２ａレ
ンズ群と第２ｂレンズ群は、ともに単レンズからなって
いるズームレンズ系。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001262753A JP2003075721A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | ズームレンズ系 |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2003075721A true JP2003075721A (ja) | 2003-03-12 |
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ID=19089598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2003075721A (ja) |
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| US7646550B2 (en) * | 2006-02-13 | 2010-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Three-channel camera systems with collinear apertures |
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| CN112485883B (zh) * | 2019-09-11 | 2022-03-29 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 成像镜头 |
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2002
- 2002-08-22 US US10/225,294 patent/US6618558B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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