JP2003140042A

JP2003140042A - ズームレンズ

Info

Publication number: JP2003140042A
Application number: JP2001337698A
Authority: JP
Inventors: Sayuri Noda; さゆり野田
Original assignee: West Electric Co Ltd
Current assignee: West Electric Co Ltd
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: JP4065123B2

Abstract

(57)【要約】【課題】量産性に優れ、低コストであることを特徴と
する小型・高性能の３群構成ズームレンズを提供する。【解決手段】本発明に係るズームレンズは、物体側よ
り順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第
２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とを有し、第
１レンズ群は、少なくとも一方のレンズ面を非球面とし
たメニスカス形状の凹レンズを有し、第２レンズ群は、
物体側より順に、両凸レンズ及び少なくとも一方のレン
ズ面を非球面とした両凹レンズからなるメニスカス形状
の接合レンズと、両凸レンズとから構成され、−１２．
０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜−７．０・・
・（１）、２０＜（νＡ−νＢ）＜２５・・・（２）を
満足する。但し、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ第２レンズ群
の接合レンズにおける最も物体側、像側のレンズ面の曲
率半径、νＡ、νＢは、それぞれ接合レンズを構成する
両凸レンズ、両凹レンズのアッベ数である。

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラに使用される３群構成のズームレンズに関し、特
に、量産性に優れ、低コストであることを特徴とする小
型・高性能ズームレンズに関する。【０００２】【従来の技術】デジタルスチルカメラに光電変換センサ
として使用される固体撮像素子は、近年、高画素化が進
み、画素サイズも非常に小さくなってきている。かかる
状況下、撮影光学系についてもより小型化、高性能化が
要求されている。【０００３】斯かる小型化、高性能化の要求を満足させ
ることを目的とした３群構成のズームレンズとしては、
例えば、特開２０００−８９１１０号公報や、特開２０
０１−６６５０３号公報に記載されたレンズが知られて
いる。【０００４】特開２０００−８９１１０号公報に記載の
ズームレンズは、物体側から順に、ズーミング中に可動
の負の屈折力の第１レンズ群と、ズーミング中に可動の
正の屈折力の第２レンズ群とからなる変倍群と、正の屈
折力の第３レンズ群とを有するものである。ここで、広
角端から望遠端への変倍に際して第２レンズ群を物体側
に移動させると共に、第１レンズ群により変倍に伴う像
面変動を補正するように構成されている。また、第１レ
ンズ群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の２枚
の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の
正レンズとを有し、第１レンズ群と第２レンズ群にそれ
ぞれ少なくとも１枚の非球面を有するものである。本公
報に記載のズームレンズは、以上に説明したような構成
を有することにより、小型化、高性能化を図っている。【０００５】一方、特開２００１−６６５０３号公報に
記載のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の
第１群と、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群
とを有するものである。ここで、広角端から望遠端への
変倍時に、第１群と第２群との間隔が縮まり、第２群と
第３群との間隔が広がるように構成されている。また、
第１群は、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レ
ンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レン
ズとを有する。さらに、第２群は、最も像面側に負レン
ズと正レンズより構成され全体として正の屈折力の接合
レンズを有し、当該接合レンズより物体側のレンズ中最
も像面側のレンズは、像面側のレンズ面が像面側に凹面
を向けた形状とされている。本公報に記載のズームレン
ズも、以上に説明したような構成を有することにより、
小型化、高性能化を図っている。【０００６】【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−８９１１０号公報に記載のズームレンズは、第
２レンズ群が複数の正レンズから構成されており、接合
構成を採用していないことから、製造誤差感度が高く、
量産に適するとは言い難いという問題があった。【０００７】また、特開２００１−６６５０３号公報に
記載のズームレンズは、レンズ枚数が多く、第１群中の
負レンズの中の少なくとも１つのレンズ面、第２群中の
正レンズ中の少なくとも１つのレンズ面、或いは、第３
群中の正レンズの少なくとも１つのレンズ面が非球面と
されており、非球面数も多いことから、コストが高くな
ってしまうという問題があった。【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るべくなされたものであり、量産性に優れ、低コストで
あることを特徴とする小型・高性能の３群構成ズームレ
ンズを提供することを課題とする。【０００９】【課題を解決するための手段】前記課題を解決するべ
く、本発明は、物体側より順に、負の屈折力の第１レン
ズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第
３レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が縮まり、第
２レンズ群と第３レンズ群との間隔が広がるように移動
する３群構成のズームレンズであって、第１レンズ群
は、少なくとも一方のレンズ面を非球面としたメニスカ
ス形状の凹レンズを有し、第２レンズ群は、物体側より
順に、両凸レンズ及び少なくとも一方のレンズ面を非球
面とした両凹レンズからなるメニスカス形状の接合レン
ズと、両凸レンズとから構成され、以下の条件を満足す
ることを特徴とするズームレンズを提供するものであ
る。【００１０】 −１２．０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜−７．０・・・（１）２０＜（νＡ−νＢ）＜２５・・・（２）但し、Ｒ１は第２レンズ群の接合レンズにおける最も物
体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ２は第２レンズ群の接合
レンズにおける最も像側のレンズ面の曲率半径、νＡは
第２レンズ群の接合レンズを構成する両凸レンズのアッ
ベ数、νＢは第２レンズ群の接合レンズを構成する両凹
レンズのアッベ数である。【００１１】斯かる発明によれば、第１レンズ群と第２
レンズ群の間に、第２レンズ群と一体になって移動する
絞りを配置し、第３レンズ群を物体側に移動させること
により、無限遠から近距離へのフォーカシング（合焦動
作）を行なうように構成することが可能である。【００１２】ここで、本発明における条件式（１）は、
第２レンズ群の接合レンズにおける最も物体側のレンズ
面の曲率半径Ｒ１と、最も像側のレンズ面の曲率半径Ｒ
２とを規定するものであり、球面収差とコマ収差を良好
に補正するための条件式である。【００１３】すなわち、パラメータ（Ｒ１＋Ｒ２）／
（Ｒ１−Ｒ２）が条件式（１）の下限値を下回ると、変
倍域全域で球面収差が補正不足になり、逆に上限値を上
回ると望遠側で球面収差が補正過剰になり、コマ収差が
急激に発生する。本発明は、前記パラメータが条件式
（１）を満足するように構成し、球面収差とコマ収差を
良好に補正したものである。【００１４】また、本発明における条件式（２）は、第
２レンズ群の接合レンズにおける両凸レンズのアッベ数
νＡと、両凹レンズのアッベ数νＢとを規定するもので
あり、できる限り少ないレンズ枚数で色収差を良好に補
正するための条件式である。【００１５】すなわち、アッベ数の差（νＡ−νＢ）が
条件式（２）の上限値および下限値によって規定される
範囲を逸脱すると、軸上色収差と倍率色収差とをバラン
ス良く補正できないことになる。本発明は、アッベ数の
差（νＡ−νＢ）が条件式（２）を満足するように構成
することにより、変倍時の色収差を最小に抑えるように
したものである。【００１６】本発明によれば、以上に説明した条件式を
満足すると共に、第２レンズ群において、両凸レンズ及
び少なくとも一方のレンズ面を非球面とした両凹レンズ
からなるメニスカス形状の接合レンズ（例えば、両凹レ
ンズの一レンズ面を非球面とし、非球面でないレンズ面
を両凸レンズと接合したレンズ）を適用したことから、
製造誤差感度が低く量産性に優れると共に、比較的非球
面の数を少なくできるために低コストである小型・高性
能の３群構成ズームレンズを得ることができる。【００１７】【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施形態について説明する。【００１８】（第１の実施形態）図１は、第１の実施形
態に係るズームレンズの広角端における断面図を示す。
図１に示すように、本実施形態に係るズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正
の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、正の屈折力の第３レン
ズ群Ｌ３とを有する。ここで、広角端から望遠端への変
倍に際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との
間隔が縮まり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３と
の間隔が広がるように構成されている。また、第１レン
ズ群Ｌ１は、一方のレンズ面を非球面としたメニスカス
形状の凹レンズ１を有し、第２レンズ群Ｌ２は、物体側
より順に、両凸レンズ２及び一方のレンズ面を非球面と
した両凹レンズ３からなるメニスカス形状の接合レンズ
と、両凸レンズ４とから構成されている。また、第１レ
ンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間には、第２レンズ群
Ｌ２と一体になって移動する絞りＳが配置され、第３レ
ンズ群Ｌ３を物体側に移動させることにより、無限遠か
ら近距離へのフォーカシング（合焦動作）を行なうよう
に構成されている。さらに、第３レンズ群Ｌ３の像面側
にＣＣＤ等の固体撮像素子におけるフェイスプレート又
はフィルター等の光学部材Ｇが配置されている。【００１９】以上の構成を有する第１の実施形態に係る
ズームレンズの各種パラメータの値は、以下に示す通り
である。【００２０】ここで、ｆはズームレンズ全系の焦点距
離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、ｒｉは物体側か
ら順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径（非球面には＊を
付している）、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ
面間隔、ｎｉとνｉはそれぞれ物体側から順にレンズ材
料の屈折率とアッベ数を意味する。【００２１】また、物体側から順に第３番目のレンズ面
（第１レンズ群の凹レンズにおける物体側のレンズ面）
及び第１０番目のレンズ面（第２レンズ群の両凹レンズ
における像面側のレンズ面）は非球面とされている。【００２２】ここで、非球面形状は、光の進行方向を正
とした光軸をｘ軸、光軸と垂直方向にｙ軸、ｒを近軸曲
率半径、Ｋを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ
第４、６、８、１０、１２次の非球面係数としたとき、
次式で表される。【００２３】ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）・（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ｂｙ４＋Ｃｙ６＋Ｄｙ８＋Ｅｙ１０＋Ｆｙ１２・・・（３）従って、以下では、上記式（３）におけるＫ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆの値を示し、非球面形状を特定している。【００２４】【表１】【００２５】なお、本実施形態においては、前述した条
件式（１）におけるパラメータ（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１
−Ｒ２）＝（ｒ８＋ｒ１０）／（ｒ８−ｒ１０）＝−１
１．７７となり、条件式（１）を満足している。また、
条件式（２）におけるパラメータ（νＡ−νＢ）＝（ν
４−ν５）＝２３．８となり、条件式（２）を満足して
いる。【００２６】図２、図３及び図４は、それぞれ、本実施
形態に係るズームレンズの広角端（f=5.631）、中間部
（f=8.992）及び望遠端（f=15.934）における収差図で
あり、各図の（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、
（ｃ）は歪曲、（ｄ）はコマ収差をそれぞれ示す。【００２７】（第２の実施形態）図５は、第２の実施形
態に係るズームレンズの広角端における断面図を示す。
図５に示すように、本実施形態に係るズームレンズも、
第１の実施形態と同様のレンズ構成を有するが、各種パ
ラメータの値が以下に示すものになっている点で第１の
実施形態と異なる。【００２８】【表２】【００２９】なお、本実施形態においては、前述した条
件式（１）におけるパラメータ（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１
−Ｒ２）＝（ｒ８＋ｒ１０）／（ｒ８−ｒ１０）＝−
７．５６であり、条件式（１）を満足している。また、
条件式（２）におけるパラメータ（νＡ−νＢ）＝（ν
４−ν５）＝２４．６であり、条件式（２）を満足して
いる。【００３０】図６、図７及び図８は、それぞれ、本実施
形態に係るズームレンズの広角端（f=5.508）、中間部
（f=9.659）及び望遠端（f=15.587）における収差図で
あり、各図の（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、
（ｃ）は歪曲、（ｄ）はコマ収差をそれぞれ示す。【００３１】（第３の実施形態）図９は、第３の実施形
態に係るズームレンズの広角端における断面図を示す。
図９に示すように、本実施形態に係るズームレンズも、
第１の実施形態と同様のレンズ構成を有するが、各種パ
ラメータの値が以下に示すものになっている点で第１の
実施形態と異なる。【００３２】【表３】【００３３】なお、本実施形態においては、前述した条
件式（１）におけるパラメータ（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１
−Ｒ２）＝（ｒ８＋ｒ１０）／（ｒ８−ｒ１０）＝−
８．５８であり、条件式（１）を満足している。また、
条件式（２）におけるパラメータ（νＡ−νＢ）＝（ν
４−ν５）＝２４．６であり、条件式（２）を満足して
いる。【００３４】図１０、図１１及び図１２は、それぞれ、
本実施形態に係るズームレンズの広角端（f=5.456）、
中間部（f=9.371）及び望遠端（f=15.439）における収
差図であり、各図の（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収
差、（ｃ）は歪曲、（ｄ）はコマ収差をそれぞれ示す。【００３５】（第４の実施形態）図１３は、第４の実施
形態に係るズームレンズの広角端における断面図を示
す。図１３に示すように、本実施形態に係るズームレン
ズも、第１の実施形態と同様のレンズ構成を有するが、
各種パラメータの値が以下に示すものになっている点で
第１の実施形態と異なる。【００３６】【表４】【００３７】なお、本実施形態においては、前述した条
件式（１）におけるパラメータ（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１
−Ｒ２）＝（ｒ８＋ｒ１０）／（ｒ８−ｒ１０）＝−
８．２２であり、条件式（１）を満足している。また、
条件式（２）におけるパラメータ（νＡ−νＢ）＝（ν
４−ν５）＝２１．３であり、条件式（２）を満足して
いる。【００３８】図１４、図１５及び図１６は、それぞれ、
本実施形態に係るズームレンズの広角端（f=5.574）、
中間部（f=8.810）及び望遠端（f=15.775）における収
差図であり、各図の（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収
差、（ｃ）は歪曲、（ｄ）はコマ収差をそれぞれ示す。【００３９】【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係るズ
ームレンズによれば、製造誤差感度が低く量産性に優れ
ると共に、比較的非球面の数を少なくできるために低コ
ストである小型・高性能の３群構成ズームレンズを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】【図１】第１の実施形態に係るズームレンズの広角端に
おける断面図【図２】第１の実施形態に係るズームレンズの広角端に
おける収差図【図３】第１の実施形態に係るズームレンズの中間部に
おける収差図【図４】第１の実施形態に係るズームレンズの望遠端に
おける収差図【図５】第２の実施形態に係るズームレンズの広角端に
おける断面図【図６】第２の実施形態に係るズームレンズの広角端に
おける収差図【図７】第２の実施形態に係るズームレンズの中間部に
おける収差図【図８】第２の実施形態に係るズームレンズの望遠端に
おける収差図【図９】第３の実施形態に係るズームレンズの広角端に
おける断面図【図１０】第３の実施形態に係るズームレンズの広角端
における収差図【図１１】第３の実施形態に係るズームレンズの中間部
における収差図【図１２】第３の実施形態に係るズームレンズの望遠端
における収差図【図１３】第４の実施形態に係るズームレンズの広角端
における断面図【図１４】第４の実施形態に係るズームレンズの広角端
における収差図【図１５】第４の実施形態に係るズームレンズの中間部
における収差図【図１６】第４の実施形態に係るズームレンズの望遠端
における収差図【符号の説明】Ｌ１第１レンズ群Ｌ２第２レンズ群Ｌ３第３レンズ群１凹レンズ２両凸レンズ３両凹レンズ４両凸レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA03 MA14 PA06 PA18 PB07 QA02 QA06 QA07 QA17 QA22 QA25 QA32 QA34 QA41 QA46 RA05 RA12 RA36 RA42 SA14 SA16 SA19 SA62 SA63 SA74 SB04 SB14 SB22

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】物体側より順に、負の屈折力の第１レン
ズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第
３レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が縮まり、第
２レンズ群と第３レンズ群との間隔が広がるように移動
する３群構成のズームレンズであって、前記第１レンズ
群は、少なくとも一方のレンズ面を非球面としたメニス
カス形状の凹レンズを有し、前記第２レンズ群は、物体側より順に、両凸レンズ及び
少なくとも一方のレンズ面を非球面とした両凹レンズか
らなるメニスカス形状の接合レンズと、両凸レンズとか
ら構成され、Ｒ１を第２レンズ群の接合レンズにおける
最も物体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ２を第２レンズ群
の接合レンズにおける最も像側のレンズ面の曲率半径、
νＡを第２レンズ群の接合レンズを構成する両凸レンズ
のアッベ数、νＢを第２レンズ群の接合レンズを構成す
る両凹レンズのアッベ数としたとき、以下の条件を満足
することを特徴とするズームレンズ。 −１２．０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜−７．０・・・（１）２０＜（νＡ−νＢ）＜２５・・・（２）