JP2004069718A - 小型広角変倍レンズ及びそれを有するカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群を有する変倍レンズで、広角端画角が７０°以上で変倍比が２．５倍をこえる全長の短い低コストな小型広角変倍レンズおよびそれを用いたカメラを提供する。
【解決手段】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（Ｌ２１，Ｌ２２）との間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズである。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、第１ａ群（Ｌ１１，Ｌ１２）、開口絞りＳ、第１ｂ群（Ｌ１３）からなり、第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されている。ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、ＴＬｔを望遠端での光軸上における第１面から結像面までの距離としたとき、次の条件式を満足する。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ ＜１．３５
０．８０ ＜ＴＬｔ／ＦＬｔ ＜ ０．９４
【選択図】 図１
【解決手段】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（Ｌ２１，Ｌ２２）との間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズである。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、第１ａ群（Ｌ１１，Ｌ１２）、開口絞りＳ、第１ｂ群（Ｌ１３）からなり、第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されている。ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、ＴＬｔを望遠端での光軸上における第１面から結像面までの距離としたとき、次の条件式を満足する。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ ＜１．３５
０．８０ ＜ＴＬｔ／ＦＬｔ ＜ ０．９４
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型広角変倍レンズ及び小型広角変倍レンズを有するカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体側から正の前群と負の後群からなる２群構成の変倍レンズは、構造が簡単であるため以前からよく用いられている。また近年コンパクトカメラ用の変倍レンズにおいては、小型化・高変倍化の要求が高くなってきており、特に変倍に際し、短焦点距離端の広画角化の要求が高くなってきている。また、よりいっそうの小型化・低コスト化も求められている。例えば、特開昭５７−２０１２１３号、特開平２−６９１７号、特開平３−１８５４１２号、特開平１０−９６８５８号、特開２０００−３０５０１５号、米国特許５４９３４４８号などでは、全系のレンズ枚数を５枚程度で構成した低コストな光学系が提案されている。また、特開平６−８２６９６号、特開平６−１６０７１３号、特開平１１−３０５１２３号、特開２００１−１９４５８８号、米国特許５２７０８６７号、米国特許５９００９９１号などでは、広角端での画角が７０°より広い光学系が提案されている。さらに特開２０００−１３７１６３号、特開２００１−１１６９９５号、米国特許４９３６６６１号では、構成枚数も少なく、広画角・高変倍の光学系が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開昭５７−２０１２１３号、特開平２−６９１７号、特開平３−１８５４１２号、特開平１０−９６８５８号、特開２０００−３０５０１５号、米国特許５４９３４４８号では、５枚程度のレンズで構成された光学系が提案されているが、これらは画角が７０°より狭く、変倍比も２．２以下のため、広画角・高変倍とはいえない面がある。また、特開平６−８２６９６号，特開平６−１６０７１３号、特開平１１−３０５１２３号、特開２００１−１９４５８８号，米国特許５２７０８６７号、米国特許５９００９９１号では、広角端で７０°以上の広画角を達成している。しかし望遠側での望遠比が１程度となっており、小型化という観点では十分とはいえない。その点、特開２０００−１３７１６３号、特開２００１−１１６９９５号、米国特許４９３６６６１号の実施例３及び４では、広角端で７０°以上の広画角と、 ２．５を超える変倍比を達成しつつ望遠比も０．９６を下回っていることから、広画角・高変倍で小型を達成しているといえる。しかし、特開２０００−１３７１６３号、特開２００１−１１６９９５号、米国特許４９３６６６１号の実施例３及び４では接合レンズを有しており、６枚以上のレンズで構成されている。また米国特許４９３６６６１号では、非球面を３個のレンズに使用しており、低コストという点では十分とはいえない。
【０００４】
上記の問題点に鑑み、本発明は、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群を有する変倍レンズで、広角端画角が７０°以上で変倍比が２． ５をこえる全長の短い低コストな光学系及びこの光学系を有するカメラを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による小型広角変倍レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群（前群）と負の屈折力を有する第２レンズ群（後群）を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は物体側から順に１枚以上のレンズからなる第１ａ群と、開口絞りと１枚以上のレンズからなる第１ｂ群からなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されており、ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、ＴＬｔを望遠端での光軸上における第１面から結像面までの距離としたとき、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５ （１）
０．８０＜ＴＬｔ／ＦＬｔ＜０．９４ （２）
【０００６】
また、本発明による小型広角変倍レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は物体側から順に、１枚以上のレンズからなる第１ａ群と、開口絞りと１枚以上のレンズからなる正の第１ｂ群からなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されており、ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高としたとき、以下の条件式（１）、（３）を満足することを特徴とする。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５ （１）
２．５０＜ＦＬｔ／ＦＬｗ＜５．０ （３）
【０００７】
また、本発明による小型広角変倍レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は、１枚の負の屈折力を有するレンズと、２枚の正の屈折力を有するレンズからなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが空気間隔を介して配置されており，ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、Ｆｂｗを広角端におけるバックフォーカスの近軸量、ＦＬ１Ｇを第１レンズ群の焦点距離としたとき、以下の条件式（１）、（３）、（４）、（５）を満足することを特徴とする。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５ （１）
２．５０＜ＦＬｔ／ＦＬｗ＜５．０ （３）
０．２ ＜Ｆｂｗ／ＦＬｗ＜０．３７ （４）
０．４ ＜ＦＬ１Ｇ／ＦＬｗ＜０．７ （５）
【０００８】
また、本発明による小型広角変倍レンズを有するカメラは、撮影用レンズとして用いる請求項１に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され、上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による小型広角変倍レンズを有するカメラは、撮影用レンズとして用いる請求項２に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による小型広角変倍レンズを有するカメラは、撮影用レンズとして用いる請求項３に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され、上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示した実施例を参照して説明する。説明に先立ち、本発明の作用・効果について説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍するレンズにおいて、第１レンズ群中に絞りを配置することにより、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を詰めることができる。また、絞りを第１レンズ群の像面側に配置する場合に比べて、絞りより物体側のレンズの外径を小径化できる。正レンズにおける縁肉厚を確保するための軸上厚や凹面での外周部でのサグをそれぞれ小さくできるため、望遠端での全長を短く抑えることができる。第１レンズ群を構成する全てのレンズを単レンズで構成することにより、接合レンズに比べて曲率を緩くすることができるため、レンズの縁肉厚を確保しやすく、接合の加工工程がない分コストを下げることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍するレンズにおいて、第１レンズ群中に絞りを配置することにより、絞りを第１レンズ群の像面側に配置する場合に比べて、第１レンズ群内での光線高を下げることができ、球面収差やコマ収差の発生を抑えられるため、第１レンズ群の収差が増幅される望遠端の焦点距離を伸ばしやすい。また単レンズで構成することにより、接合レンズに比べて曲率を緩くできるため、レンズの加工コストを抑えることができる。
【００１４】
低コストの光学系では、レンズの外径を小さくしていくことが望ましいが、請求項３に記載の発明によれば、バックフォーカスを長く取ることができ、コスト面での影響の大きい最終レンズを小径化することができる。また、第１レンズ群を３枚の単レンズで構成することにより、枚数を少なくし、部品コストの削減を図ることができる。条件式（４）の上限を上回ると、全長が長くなり小型化を妨げ、下限を下回ると第２レンズ群の径が太くなり、大型化を招いてしまう。条件式（５）は条件式（４）とともに、小型化に関する条件式で上限を上回ると、変倍時の第１レンズ群の移動量が多くなり全体の大型化を招く。下限を下回ると移動量は小さくなるが、屈折力が強くなるため収差補正が難しくなり、良好な画質を提供できなくなる。
【００１５】
小型化・低コスト化を達成するためには、部品点数を削減することが望まれるため非球面を用いて収差補正を行うが、第２レンズ群はレンズの外径が大きくなるのでガラス非球面レンズを使用した場合、加工性が悪くなり低コスト化が難しい。本発明による小型広角変倍レンズは、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、第２レンズ群は、少なくとも１面の非球面を有する１枚のプラスチックレンズと１枚の物体側に凹面を向けたガラスレンズを有することを特徴としている。これによれば、射出成型で加工したプラスチックレンズを用いることができ、加工性が容易になり低コスト化が図れる。
【００１６】
また、本発明による小型広角変倍レンズは、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズにおいて、第１レンズ群の最も像面側の正レンズの焦点距離をＦＬ１Ｐ、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をＦＬ２Ｐとしたとき、下記の条件式（６）を満足することを特徴としている。
０＜ＦＬ１Ｐ／ＦＬ２Ｐ＜０．１ （６）
上記条件を満足する構成では、第２レンズ群の物体側に非球面を使用することで光学性能の改善を図っているが、第２レンズ群は比較的レンズの外径が大きくなるため、プラスチックレンズを使用するのがコスト面で好ましい。しかし、プラスチックレンズは温度及び湿度による変化が大きいため、上記条件を満たす屈折力を持たせておくことが望ましい。上記条件式（６）を満たすことで、温度及び湿度の影響が少なく、第１レンズ群からの光線高を抑えた小径のプラスチックレンズとなる。上記条件式（６）の上限を上回ると２群のプラスチックレンズの屈折力が大きくなり、環境による描写性能変化が大きくなる。下限を下回ると、プラスチックレンズの焦点距離が負の屈折力を持ち、第２レンズ群内の偏心によるコマ収差の変化が大きくなり、描写性能が劣化しやすくなる。
【００１７】
また、本発明の小型広角変倍レンズは、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において第１ａ群は、１枚の負の屈折力を持つメニスカスレンズと１枚の正の屈折力を持つメニスカスレンズからなり、互いの凸面、あるいは凹面を向かい合わせて配置することを特徴とする。この構成により、第２レンズ群と第１ｂ群で発生する負の非点収差を第１ａ群の負レンズで補正し、第１ａ群内で互いに歪曲収差をうち消すことで、良好に軸外の収差を補正できる。
【００１８】
また、本発明の小型広角変倍レンズは、第１レンズ群はすべてのレンズをガラスレンズで構成していることを特徴とする。プラスチックレンズを使用する場合、温度及び湿度による屈折力の変化が大きいため、あまり屈折力を強くするとピント位置や描写性能が不安定になりやすい。また、成型を安定させるためある程度の厚みを持たせる必要があるため、屈折力が弱い厚いレンズを光路中におくこととなり、全長短縮の妨げとなるが、ガラスレンズの場合、温湿度の影響を受けにくいので安定性が高い。特に第１レンズ群は、変倍時に第２レンズ群で拡大されるため、温湿度の影響を抑えるにはガラスレンズで構成することが望ましい。また、本発明においては、第１レンズ群は３枚、第２レンズ群は２枚程度のレンズで構成することが、コストや加工性の面で望ましい。
【００１９】
次に、前記条件式（１）から（６）の上限及び下限について、さらに説明する。条件式（１）の上限を上回る場合、広角端における画角は狭くなり広角とはいえない。条件式の下限を下回るほどの広画角では各群の屈折力を強くせざるを得ず、各群で発生する収差が大きくなり、変倍全域での収差補正が困難になる。また、条件式（１）の下限値を、１．２５にしてもよい。これにより広角側画角を適度に抑えることができ、少ない枚数で良好に収差補正が行える。また、条件式（１）の上限値を、１．３４にしてもよい。これにより本発明のレンズ構成を採用する場合の広角側でのレンズ全長の小型化、適度な画角を確保でき、かつまた収差補正との良好なバランスも取ることができる。
【００２０】
条件式（２）の下限を下回ると、各レンズ群の屈折力が非常に強まるため、望遠端でのレンズ全長は小さくなるが、各レンズ群で発生する収差が大きくなるので、変倍範囲全域での収差補正が困難になる。また、条件式（２）の上限を上回ると、望遠端でのレンズ全長が大きくなり、カメラを小型化することが困難となってしまう。また、条件式（２）の下限値を０．８５にしてもよい。これにより、少ないレンズ枚数で良好に収差補正を行うことができる。
【００２１】
条件式（３）の下限を下回ると、望遠端の焦点距離が短くなりカメラの商品性が低下する。上限を上回ると各群の屈折力が非常に強くなるため、各群で発生する収差が大きくなり、変倍範囲全域での収差補正が困難になる。また、条件式（３）の下限値を２．６更には２．６５にしてもよい。これにより本発明のレンズ構成を採用する場合の適度な変倍比を確保することができる。また、条件式（３）の上限値を３．０にしてもよい。これにより、少ないレンズ枚数で良好に収差補正を行うことができる。
【００２２】
条件式（４）の下限値を０．２３にしてもよい。また、条件式（４）の上限値を０．３０に限定してもよい。これにより、レンズ全長の増大化及び第２レンズ群の径の増大化を一層、抑えることができる。
【００２３】
条件式（５）の下限値を０．５０にしてもよい。これにより、第１レンズ群の移動量を抑え、より一層、収差性能を抑えることができる。
【００２４】
条件式（６）の下限値を０．０２にしてもよい。第２レンズ群を少ないレンズ枚数（例えば２枚のレンズ）にて構成する場合、第２レンズ群自体の収差を抑えるために負の屈折力を有する第２レンズ群中の最も物体側の正レンズには、適度な屈折力を確保することがより好ましい。したがって、条件式（６）の下限値を０．０２にすることがより好ましい。
【００２５】
条件式（６）の上限値を０．０７にしてもよい。これにより、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの温度または湿度変化による影響をより一層抑えることができる。
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面及び数値データを用いて説明する。
実施例１
図１は、本発明による小型広角変倍レンズの第１実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。図２は、第１実施例の（ａ）広角端、（ｂ）中間、（ｃ）望遠端におけるレンズ収差図である。また、レンズデータを表１ａ、１ｂ及び１ｃに示す。
【００２７】
本発明の第１実施例の小型広角変倍レンズは、図１に示すように物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（前群）と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（後群）を有し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を変化させて変倍を行うものであり、具体的には、広角端から望遠端への変倍時に第１レンズ群Ｇ１（前群）と第２レンズ群Ｇ２（後群）との間隔を狭くしつつ両群を物体側に移動させる。第１レンズ群Ｇ１（前群）は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ１２からなる第１ａ群と、絞りＳと、正の非球面レンズＬ１３からなる第１ｂ群で構成される。第２レンズ群Ｇ２（後群）は、物体側から順に正のメニスカスレンズＬ２１と負のメニスカスレンズＬ２２から構成されている。第１レンズ群の最も像側面である第７面ｒ７と第２レンズ群の最も物体側面である第８面ｒ８が非球面となっている。
【００２８】
本実施例に係る光学部材の数値データは以下の通りである。データ中、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１，ｄ２，…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎ１，ｎ２，…は各レンズのｄ線での屈折率、ｆは広角変倍レンズ全系の焦点距離、ν１，ν２，…は各レンズのｄ線でのアッベ数、ｆｎｏはＦナンバー、Ｄ１は第７面と第８面の間の可変間隔距離、ｆｂはバックフォーカス（第１１面から像面までの距離）を表している。
なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表わされる。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）・（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋ＡＣ４・ｙ４＋ＡＣ６・ｙ６＋ＡＣ８・ｙ８＋ＡＣ１０・ｙ１０
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、ＡＣ４、ＡＣ６、ＡＣ８、ＡＣ１０はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
なお、これらの記号は後述の各実施例の数値データにおいても共通に使用されている。
【００２９】
表１ ａ
ｆ＝２８．８−４７．３−７７．６ ｆｎｏ＝４．８−７．９−１３．０
【００３０】
表 １ ｂ
非球面
【００３１】
表 １ ｃ
可変間隔
【００３２】
実施例２
図３は、本発明による小型広角変倍レンズの第２実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。図４は、第２実施例の（ａ）広角端、（ｂ）中間、（ｃ）望遠端におけるレンズ収差図である。また、レンズデータを表２ａ、２ｂ及び２ｃに示す。
【００３３】
本発明の第２実施例の小型広角変倍レンズは、図３に示すように、物体側から順に像側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ１１、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１２からなる第１ａ群と、絞りＳと、正の非球面レンズＬ１３からなる第１ｂ群で構成される第１レンズ群Ｇ１と、正のメニスカスレンズＬ２１と負のメニスカスレンズＬ２２からなる第２レンズ群Ｇ２で構成されている。第１レンズ群Ｇ１の最も像側面である第７面ｒ７と第２レンズ群の最も物体側面である第８面ｒ８が非球面である。第２実施例の小型広角変倍レンズも、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を変化させて変倍を行うものであり、具体的には、広角端から望遠端への変倍時に第１レンズ群Ｇ１（前群）と第２レンズ群Ｇ２（後群）との間隔を狭くしつつ両群を物体側に移動させる。
【００３４】
表２ ａ
ｆ＝２８．８−４７．３−７７．６ ｆｎｏ＝４．６−７．６−１２．５
【００３５】
表２ｂ
非球面
【００３６】
表２ｃ
可変間隔
【００３７】
上記実施例１及び実施例２における条件式の値を表３に示す。
表３
【００３８】
以上説明したように、本発明の小型広角変倍レンズは、特許請求の範囲に記載された特徴の他に、次に示すような特徴を備えている。
【００３９】
（イ）第２レンズ群は、少なくとも１面の非球面を有する１枚のプラスチックレンズと１枚の物体側に凹面を向けたガラスレンズを有する請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
（ロ）第１レンズ群の最も像面側の正レンズの焦点距離をＦＬ１Ｐ、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をＦＬ２Ｐとしたとき、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
０ ＜ＦＬ１Ｐ／ＦＬ２Ｐ ＜０．１
（ハ）第１ａ群は、１枚の負の屈折力を持つメニスカスレンズと１枚の正の屈折力を持つメニスカスレンズからなり、互いの凸面、あるいは凹面を向かい合わせて配置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
（ニ）第１レンズ群はすべてのレンズをガラスレンズで構成していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
【００４０】
本願の発明は、請求項及び前記段落００３９に記載した構成、各条件式を同時に満足することが一層好ましい。これにより、低コストでありながら高性能の広角変倍レンズ、若しくは、それを備えたカメラを構成できる。
【００４１】
また、第１レンズ群、第２レンズ群の構成は、それぞれ各実施例に記載の構成に限定してもよい。例えば、実施例１のように、前記第１レンズ群が、物体側から順に、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、物体倒に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、絞り、非球面を有する正レンズからなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載される小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４２】
また、前記第２レンズ群が、物体側から順に、像側に凸面を向け、かつ、プラスチックで構成され、少なくとも物体側の面が非球面である正のメニスカスレンズと、像側に凸面を向けかつガラスで構成された負のメニスカスレンズからなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４３】
また、実施例２のように、前記第１レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、絞り、非球面を有する正レンズからなることを特徹とする、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４４】
また、前記第２レンズ群が、物体側から順に、像側に凸面を向け、かつ、プラスチックで構成され、片面のみが非球面である正のメニスカスレンズと、像側に凸面を向け、かつ、ガラスで構成された負のメニスカスレンズからなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４５】
次に、本発明の変倍レンズを備えたカメラを説明する。図５はこのカメラの一例を示す概略斜視図であり、図６はカメラ内部の概略構成を示す断面図である。本発明のカメラはこれらの図でそれぞれ示されるような構成の撮影用対物レンズａを備えたコンパクトカメラとして用いられる。図６に示す例においては、Ｇ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｇ２は負の屈折力の第２レンズ群を示しており、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２でもって、前記実施例１で説明したような変倍レンズが構成されている。また、Ｌｂは撮影用光路、Ｌｅはファインダー用光路を示しており、撮影用光路Ｌｂとファインダー用光路Ｌｅは平行に並んでおり、被写体の像は、ファインダー用対物レンズ、像正立プリズム、絞り、及び接眼レンズからなるファインダーにより観察され、また、撮影用対物レンズａによりフィルム上に結像される。ここで、フィルム直前には、図７に示すような撮影範囲を規定する矩形の開口を持つ視野絞りＳ２が配置されている。この視野絞りＳ２の対角長は２ＩＨである。
【００４６】
また、フィルムの代わりに、ＣＣＤ等の電子撮像素子を用いて構成されるコンパクトな電子カメラの撮影用対物レンズとして本発明の変倍光学系を用いることができる。その場合、電子撮像素子へ入射する軸上、及び軸外の主光線がほぼ垂直となるように、電子撮像素子の撮像面の直前に正レンズを配置してもよい。この場合は、電子撮像素子の最大有効撮像範囲の対角長が２ＩＨである。
【００４７】
本発明の変倍レンズを備えたカメラは、特許請求の範囲に記載された発明の他に、次に示すような特徴を備えている。
【００４８】
撮影用レンズとして用いる前記段落００３９の（イ）乃至（ニ）の何れかに記載された小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とするカメラ。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、広角端画角が７０°以上で変倍比が２． ５をこえる全長の短い小型広角変倍レンズを低コストで提供することができる。また、小型の変倍レンズに適合したコンパクトなカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による小型広角変倍レンズの第１実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。
【図２】本発明による第１の実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。
【図３】本発明による小型広角変倍レンズの第２の実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。
【図４】本発明の第２の実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。
【図５】本発明の変倍レンズを用いたカメラの一例を示す概略斜視図である。
【図６】図５のカメラ内部の概略構成を示す断面図である。
【図７】図５のカメラの枠の対角長を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｌ１１、Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２１，Ｌ２２ レンズ
ａ コンパクトカメラ用対物レンズ
Ｌｂ 撮影用光路
Ｌｅ ファインダー用光路
Ｓ２ 視野絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型広角変倍レンズ及び小型広角変倍レンズを有するカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体側から正の前群と負の後群からなる２群構成の変倍レンズは、構造が簡単であるため以前からよく用いられている。また近年コンパクトカメラ用の変倍レンズにおいては、小型化・高変倍化の要求が高くなってきており、特に変倍に際し、短焦点距離端の広画角化の要求が高くなってきている。また、よりいっそうの小型化・低コスト化も求められている。例えば、特開昭５７−２０１２１３号、特開平２−６９１７号、特開平３−１８５４１２号、特開平１０−９６８５８号、特開２０００−３０５０１５号、米国特許５４９３４４８号などでは、全系のレンズ枚数を５枚程度で構成した低コストな光学系が提案されている。また、特開平６−８２６９６号、特開平６−１６０７１３号、特開平１１−３０５１２３号、特開２００１−１９４５８８号、米国特許５２７０８６７号、米国特許５９００９９１号などでは、広角端での画角が７０°より広い光学系が提案されている。さらに特開２０００−１３７１６３号、特開２００１−１１６９９５号、米国特許４９３６６６１号では、構成枚数も少なく、広画角・高変倍の光学系が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開昭５７−２０１２１３号、特開平２−６９１７号、特開平３−１８５４１２号、特開平１０−９６８５８号、特開２０００−３０５０１５号、米国特許５４９３４４８号では、５枚程度のレンズで構成された光学系が提案されているが、これらは画角が７０°より狭く、変倍比も２．２以下のため、広画角・高変倍とはいえない面がある。また、特開平６−８２６９６号，特開平６−１６０７１３号、特開平１１−３０５１２３号、特開２００１−１９４５８８号，米国特許５２７０８６７号、米国特許５９００９９１号では、広角端で７０°以上の広画角を達成している。しかし望遠側での望遠比が１程度となっており、小型化という観点では十分とはいえない。その点、特開２０００−１３７１６３号、特開２００１−１１６９９５号、米国特許４９３６６６１号の実施例３及び４では、広角端で７０°以上の広画角と、 ２．５を超える変倍比を達成しつつ望遠比も０．９６を下回っていることから、広画角・高変倍で小型を達成しているといえる。しかし、特開２０００−１３７１６３号、特開２００１−１１６９９５号、米国特許４９３６６６１号の実施例３及び４では接合レンズを有しており、６枚以上のレンズで構成されている。また米国特許４９３６６６１号では、非球面を３個のレンズに使用しており、低コストという点では十分とはいえない。
【０００４】
上記の問題点に鑑み、本発明は、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群を有する変倍レンズで、広角端画角が７０°以上で変倍比が２． ５をこえる全長の短い低コストな光学系及びこの光学系を有するカメラを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による小型広角変倍レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群（前群）と負の屈折力を有する第２レンズ群（後群）を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は物体側から順に１枚以上のレンズからなる第１ａ群と、開口絞りと１枚以上のレンズからなる第１ｂ群からなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されており、ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、ＴＬｔを望遠端での光軸上における第１面から結像面までの距離としたとき、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５ （１）
０．８０＜ＴＬｔ／ＦＬｔ＜０．９４ （２）
【０００６】
また、本発明による小型広角変倍レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は物体側から順に、１枚以上のレンズからなる第１ａ群と、開口絞りと１枚以上のレンズからなる正の第１ｂ群からなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されており、ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高としたとき、以下の条件式（１）、（３）を満足することを特徴とする。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５ （１）
２．５０＜ＦＬｔ／ＦＬｗ＜５．０ （３）
【０００７】
また、本発明による小型広角変倍レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は、１枚の負の屈折力を有するレンズと、２枚の正の屈折力を有するレンズからなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが空気間隔を介して配置されており，ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、Ｆｂｗを広角端におけるバックフォーカスの近軸量、ＦＬ１Ｇを第１レンズ群の焦点距離としたとき、以下の条件式（１）、（３）、（４）、（５）を満足することを特徴とする。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５ （１）
２．５０＜ＦＬｔ／ＦＬｗ＜５．０ （３）
０．２ ＜Ｆｂｗ／ＦＬｗ＜０．３７ （４）
０．４ ＜ＦＬ１Ｇ／ＦＬｗ＜０．７ （５）
【０００８】
また、本発明による小型広角変倍レンズを有するカメラは、撮影用レンズとして用いる請求項１に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され、上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による小型広角変倍レンズを有するカメラは、撮影用レンズとして用いる請求項２に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による小型広角変倍レンズを有するカメラは、撮影用レンズとして用いる請求項３に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され、上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示した実施例を参照して説明する。説明に先立ち、本発明の作用・効果について説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍するレンズにおいて、第１レンズ群中に絞りを配置することにより、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を詰めることができる。また、絞りを第１レンズ群の像面側に配置する場合に比べて、絞りより物体側のレンズの外径を小径化できる。正レンズにおける縁肉厚を確保するための軸上厚や凹面での外周部でのサグをそれぞれ小さくできるため、望遠端での全長を短く抑えることができる。第１レンズ群を構成する全てのレンズを単レンズで構成することにより、接合レンズに比べて曲率を緩くすることができるため、レンズの縁肉厚を確保しやすく、接合の加工工程がない分コストを下げることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍するレンズにおいて、第１レンズ群中に絞りを配置することにより、絞りを第１レンズ群の像面側に配置する場合に比べて、第１レンズ群内での光線高を下げることができ、球面収差やコマ収差の発生を抑えられるため、第１レンズ群の収差が増幅される望遠端の焦点距離を伸ばしやすい。また単レンズで構成することにより、接合レンズに比べて曲率を緩くできるため、レンズの加工コストを抑えることができる。
【００１４】
低コストの光学系では、レンズの外径を小さくしていくことが望ましいが、請求項３に記載の発明によれば、バックフォーカスを長く取ることができ、コスト面での影響の大きい最終レンズを小径化することができる。また、第１レンズ群を３枚の単レンズで構成することにより、枚数を少なくし、部品コストの削減を図ることができる。条件式（４）の上限を上回ると、全長が長くなり小型化を妨げ、下限を下回ると第２レンズ群の径が太くなり、大型化を招いてしまう。条件式（５）は条件式（４）とともに、小型化に関する条件式で上限を上回ると、変倍時の第１レンズ群の移動量が多くなり全体の大型化を招く。下限を下回ると移動量は小さくなるが、屈折力が強くなるため収差補正が難しくなり、良好な画質を提供できなくなる。
【００１５】
小型化・低コスト化を達成するためには、部品点数を削減することが望まれるため非球面を用いて収差補正を行うが、第２レンズ群はレンズの外径が大きくなるのでガラス非球面レンズを使用した場合、加工性が悪くなり低コスト化が難しい。本発明による小型広角変倍レンズは、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、第２レンズ群は、少なくとも１面の非球面を有する１枚のプラスチックレンズと１枚の物体側に凹面を向けたガラスレンズを有することを特徴としている。これによれば、射出成型で加工したプラスチックレンズを用いることができ、加工性が容易になり低コスト化が図れる。
【００１６】
また、本発明による小型広角変倍レンズは、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズにおいて、第１レンズ群の最も像面側の正レンズの焦点距離をＦＬ１Ｐ、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をＦＬ２Ｐとしたとき、下記の条件式（６）を満足することを特徴としている。
０＜ＦＬ１Ｐ／ＦＬ２Ｐ＜０．１ （６）
上記条件を満足する構成では、第２レンズ群の物体側に非球面を使用することで光学性能の改善を図っているが、第２レンズ群は比較的レンズの外径が大きくなるため、プラスチックレンズを使用するのがコスト面で好ましい。しかし、プラスチックレンズは温度及び湿度による変化が大きいため、上記条件を満たす屈折力を持たせておくことが望ましい。上記条件式（６）を満たすことで、温度及び湿度の影響が少なく、第１レンズ群からの光線高を抑えた小径のプラスチックレンズとなる。上記条件式（６）の上限を上回ると２群のプラスチックレンズの屈折力が大きくなり、環境による描写性能変化が大きくなる。下限を下回ると、プラスチックレンズの焦点距離が負の屈折力を持ち、第２レンズ群内の偏心によるコマ収差の変化が大きくなり、描写性能が劣化しやすくなる。
【００１７】
また、本発明の小型広角変倍レンズは、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において第１ａ群は、１枚の負の屈折力を持つメニスカスレンズと１枚の正の屈折力を持つメニスカスレンズからなり、互いの凸面、あるいは凹面を向かい合わせて配置することを特徴とする。この構成により、第２レンズ群と第１ｂ群で発生する負の非点収差を第１ａ群の負レンズで補正し、第１ａ群内で互いに歪曲収差をうち消すことで、良好に軸外の収差を補正できる。
【００１８】
また、本発明の小型広角変倍レンズは、第１レンズ群はすべてのレンズをガラスレンズで構成していることを特徴とする。プラスチックレンズを使用する場合、温度及び湿度による屈折力の変化が大きいため、あまり屈折力を強くするとピント位置や描写性能が不安定になりやすい。また、成型を安定させるためある程度の厚みを持たせる必要があるため、屈折力が弱い厚いレンズを光路中におくこととなり、全長短縮の妨げとなるが、ガラスレンズの場合、温湿度の影響を受けにくいので安定性が高い。特に第１レンズ群は、変倍時に第２レンズ群で拡大されるため、温湿度の影響を抑えるにはガラスレンズで構成することが望ましい。また、本発明においては、第１レンズ群は３枚、第２レンズ群は２枚程度のレンズで構成することが、コストや加工性の面で望ましい。
【００１９】
次に、前記条件式（１）から（６）の上限及び下限について、さらに説明する。条件式（１）の上限を上回る場合、広角端における画角は狭くなり広角とはいえない。条件式の下限を下回るほどの広画角では各群の屈折力を強くせざるを得ず、各群で発生する収差が大きくなり、変倍全域での収差補正が困難になる。また、条件式（１）の下限値を、１．２５にしてもよい。これにより広角側画角を適度に抑えることができ、少ない枚数で良好に収差補正が行える。また、条件式（１）の上限値を、１．３４にしてもよい。これにより本発明のレンズ構成を採用する場合の広角側でのレンズ全長の小型化、適度な画角を確保でき、かつまた収差補正との良好なバランスも取ることができる。
【００２０】
条件式（２）の下限を下回ると、各レンズ群の屈折力が非常に強まるため、望遠端でのレンズ全長は小さくなるが、各レンズ群で発生する収差が大きくなるので、変倍範囲全域での収差補正が困難になる。また、条件式（２）の上限を上回ると、望遠端でのレンズ全長が大きくなり、カメラを小型化することが困難となってしまう。また、条件式（２）の下限値を０．８５にしてもよい。これにより、少ないレンズ枚数で良好に収差補正を行うことができる。
【００２１】
条件式（３）の下限を下回ると、望遠端の焦点距離が短くなりカメラの商品性が低下する。上限を上回ると各群の屈折力が非常に強くなるため、各群で発生する収差が大きくなり、変倍範囲全域での収差補正が困難になる。また、条件式（３）の下限値を２．６更には２．６５にしてもよい。これにより本発明のレンズ構成を採用する場合の適度な変倍比を確保することができる。また、条件式（３）の上限値を３．０にしてもよい。これにより、少ないレンズ枚数で良好に収差補正を行うことができる。
【００２２】
条件式（４）の下限値を０．２３にしてもよい。また、条件式（４）の上限値を０．３０に限定してもよい。これにより、レンズ全長の増大化及び第２レンズ群の径の増大化を一層、抑えることができる。
【００２３】
条件式（５）の下限値を０．５０にしてもよい。これにより、第１レンズ群の移動量を抑え、より一層、収差性能を抑えることができる。
【００２４】
条件式（６）の下限値を０．０２にしてもよい。第２レンズ群を少ないレンズ枚数（例えば２枚のレンズ）にて構成する場合、第２レンズ群自体の収差を抑えるために負の屈折力を有する第２レンズ群中の最も物体側の正レンズには、適度な屈折力を確保することがより好ましい。したがって、条件式（６）の下限値を０．０２にすることがより好ましい。
【００２５】
条件式（６）の上限値を０．０７にしてもよい。これにより、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの温度または湿度変化による影響をより一層抑えることができる。
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面及び数値データを用いて説明する。
実施例１
図１は、本発明による小型広角変倍レンズの第１実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。図２は、第１実施例の（ａ）広角端、（ｂ）中間、（ｃ）望遠端におけるレンズ収差図である。また、レンズデータを表１ａ、１ｂ及び１ｃに示す。
【００２７】
本発明の第１実施例の小型広角変倍レンズは、図１に示すように物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１（前群）と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２（後群）を有し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を変化させて変倍を行うものであり、具体的には、広角端から望遠端への変倍時に第１レンズ群Ｇ１（前群）と第２レンズ群Ｇ２（後群）との間隔を狭くしつつ両群を物体側に移動させる。第１レンズ群Ｇ１（前群）は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ１２からなる第１ａ群と、絞りＳと、正の非球面レンズＬ１３からなる第１ｂ群で構成される。第２レンズ群Ｇ２（後群）は、物体側から順に正のメニスカスレンズＬ２１と負のメニスカスレンズＬ２２から構成されている。第１レンズ群の最も像側面である第７面ｒ７と第２レンズ群の最も物体側面である第８面ｒ８が非球面となっている。
【００２８】
本実施例に係る光学部材の数値データは以下の通りである。データ中、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１，ｄ２，…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎ１，ｎ２，…は各レンズのｄ線での屈折率、ｆは広角変倍レンズ全系の焦点距離、ν１，ν２，…は各レンズのｄ線でのアッベ数、ｆｎｏはＦナンバー、Ｄ１は第７面と第８面の間の可変間隔距離、ｆｂはバックフォーカス（第１１面から像面までの距離）を表している。
なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表わされる。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）・（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋ＡＣ４・ｙ４＋ＡＣ６・ｙ６＋ＡＣ８・ｙ８＋ＡＣ１０・ｙ１０
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、ＡＣ４、ＡＣ６、ＡＣ８、ＡＣ１０はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
なお、これらの記号は後述の各実施例の数値データにおいても共通に使用されている。
【００２９】
表１ ａ
ｆ＝２８．８−４７．３−７７．６ ｆｎｏ＝４．８−７．９−１３．０
表 １ ｂ
非球面
表 １ ｃ
可変間隔
実施例２
図３は、本発明による小型広角変倍レンズの第２実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。図４は、第２実施例の（ａ）広角端、（ｂ）中間、（ｃ）望遠端におけるレンズ収差図である。また、レンズデータを表２ａ、２ｂ及び２ｃに示す。
【００３３】
本発明の第２実施例の小型広角変倍レンズは、図３に示すように、物体側から順に像側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ１１、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１２からなる第１ａ群と、絞りＳと、正の非球面レンズＬ１３からなる第１ｂ群で構成される第１レンズ群Ｇ１と、正のメニスカスレンズＬ２１と負のメニスカスレンズＬ２２からなる第２レンズ群Ｇ２で構成されている。第１レンズ群Ｇ１の最も像側面である第７面ｒ７と第２レンズ群の最も物体側面である第８面ｒ８が非球面である。第２実施例の小型広角変倍レンズも、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を変化させて変倍を行うものであり、具体的には、広角端から望遠端への変倍時に第１レンズ群Ｇ１（前群）と第２レンズ群Ｇ２（後群）との間隔を狭くしつつ両群を物体側に移動させる。
【００３４】
表２ ａ
ｆ＝２８．８−４７．３−７７．６ ｆｎｏ＝４．６−７．６−１２．５
表２ｂ
非球面
表２ｃ
可変間隔
上記実施例１及び実施例２における条件式の値を表３に示す。
表３
以上説明したように、本発明の小型広角変倍レンズは、特許請求の範囲に記載された特徴の他に、次に示すような特徴を備えている。
【００３９】
（イ）第２レンズ群は、少なくとも１面の非球面を有する１枚のプラスチックレンズと１枚の物体側に凹面を向けたガラスレンズを有する請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
（ロ）第１レンズ群の最も像面側の正レンズの焦点距離をＦＬ１Ｐ、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をＦＬ２Ｐとしたとき、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
０ ＜ＦＬ１Ｐ／ＦＬ２Ｐ ＜０．１
（ハ）第１ａ群は、１枚の負の屈折力を持つメニスカスレンズと１枚の正の屈折力を持つメニスカスレンズからなり、互いの凸面、あるいは凹面を向かい合わせて配置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
（ニ）第１レンズ群はすべてのレンズをガラスレンズで構成していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズ。
【００４０】
本願の発明は、請求項及び前記段落００３９に記載した構成、各条件式を同時に満足することが一層好ましい。これにより、低コストでありながら高性能の広角変倍レンズ、若しくは、それを備えたカメラを構成できる。
【００４１】
また、第１レンズ群、第２レンズ群の構成は、それぞれ各実施例に記載の構成に限定してもよい。例えば、実施例１のように、前記第１レンズ群が、物体側から順に、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、物体倒に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、絞り、非球面を有する正レンズからなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載される小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４２】
また、前記第２レンズ群が、物体側から順に、像側に凸面を向け、かつ、プラスチックで構成され、少なくとも物体側の面が非球面である正のメニスカスレンズと、像側に凸面を向けかつガラスで構成された負のメニスカスレンズからなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４３】
また、実施例２のように、前記第１レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、絞り、非球面を有する正レンズからなることを特徹とする、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４４】
また、前記第２レンズ群が、物体側から順に、像側に凸面を向け、かつ、プラスチックで構成され、片面のみが非球面である正のメニスカスレンズと、像側に凸面を向け、かつ、ガラスで構成された負のメニスカスレンズからなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の小型広角変倍レンズとしてもよい。
【００４５】
次に、本発明の変倍レンズを備えたカメラを説明する。図５はこのカメラの一例を示す概略斜視図であり、図６はカメラ内部の概略構成を示す断面図である。本発明のカメラはこれらの図でそれぞれ示されるような構成の撮影用対物レンズａを備えたコンパクトカメラとして用いられる。図６に示す例においては、Ｇ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｇ２は負の屈折力の第２レンズ群を示しており、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２でもって、前記実施例１で説明したような変倍レンズが構成されている。また、Ｌｂは撮影用光路、Ｌｅはファインダー用光路を示しており、撮影用光路Ｌｂとファインダー用光路Ｌｅは平行に並んでおり、被写体の像は、ファインダー用対物レンズ、像正立プリズム、絞り、及び接眼レンズからなるファインダーにより観察され、また、撮影用対物レンズａによりフィルム上に結像される。ここで、フィルム直前には、図７に示すような撮影範囲を規定する矩形の開口を持つ視野絞りＳ２が配置されている。この視野絞りＳ２の対角長は２ＩＨである。
【００４６】
また、フィルムの代わりに、ＣＣＤ等の電子撮像素子を用いて構成されるコンパクトな電子カメラの撮影用対物レンズとして本発明の変倍光学系を用いることができる。その場合、電子撮像素子へ入射する軸上、及び軸外の主光線がほぼ垂直となるように、電子撮像素子の撮像面の直前に正レンズを配置してもよい。この場合は、電子撮像素子の最大有効撮像範囲の対角長が２ＩＨである。
【００４７】
本発明の変倍レンズを備えたカメラは、特許請求の範囲に記載された発明の他に、次に示すような特徴を備えている。
【００４８】
撮影用レンズとして用いる前記段落００３９の（イ）乃至（ニ）の何れかに記載された小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とするカメラ。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、広角端画角が７０°以上で変倍比が２． ５をこえる全長の短い小型広角変倍レンズを低コストで提供することができる。また、小型の変倍レンズに適合したコンパクトなカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による小型広角変倍レンズの第１実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。
【図２】本発明による第１の実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。
【図３】本発明による小型広角変倍レンズの第２の実施例のレンズ構成を示す光軸に沿った断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での状態を示す。
【図４】本発明の第２の実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。
【図５】本発明の変倍レンズを用いたカメラの一例を示す概略斜視図である。
【図６】図５のカメラ内部の概略構成を示す断面図である。
【図７】図５のカメラの枠の対角長を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｌ１１、Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２１，Ｌ２２ レンズ
ａ コンパクトカメラ用対物レンズ
Ｌｂ 撮影用光路
Ｌｅ ファインダー用光路
Ｓ２ 視野絞り
Claims (6)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は物体側から順に１枚以上のレンズからなる第１ａ群と、開口絞りと１枚以上のレンズからなる第１ｂ群からなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されており、ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、ＴＬｔを望遠端での光軸上における第１面から結像面までの距離としたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする小型広角変倍レンズ。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ ＜１．３５
０．８０ ＜ＴＬｔ／ＦＬｔ ＜ ０．９４ - 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は物体側から順に、１枚以上のレンズからなる第１ａ群と、開口絞りと１枚以上のレンズからなる正の第１ｂ群からなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが、空気間隔を介して配置されており、ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高としたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする小型広角変倍レンズ。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ ＜１．３５
２．５０ ＜ＦＬｔ／ＦＬｗ＜５．０ - 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を有し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う変倍レンズにおいて、第１レンズ群は、１枚の負の屈折力を有するレンズと、２枚の正の屈折力を有するレンズからなり、第１レンズ群を構成するすべてのレンズが空気間隔を介して配置されており， ＦＬｗを広角端での焦点距離、ＦＬｔを望遠端での焦点距離、ＩＨを最大像高、Ｆｂｗを広角端におけるバックフォーカスの近軸量、ＦＬ１Ｇを第１レンズ群の焦点距離としたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする小型広角変倍レンズ。
１．１ ＜ＦＬｗ／ＩＨ＜１．３５
２．５０ ＜ＦＬｔ／ＦＬｗ＜５．０
０．２ ＜Ｆｂｗ／ＦＬｗ＜０．３７
０．４ ＜ＦＬ１Ｇ／ＦＬｗ＜０．７ - 撮影用レンズとして用いる請求項１に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され、上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とするカメラ。
- 撮影用レンズとして用いる請求項２に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、上記小型広角変倍レンズとは別体に構成され上記小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とするカメラ。
- 撮影用レンズとして用いる請求項３に記載の小型広角変倍レンズと、上記小型広角変倍レンズによる最大像高ＩＨを決定する視野絞りを備え、かつ、前記小型広角変倍レンズとは別体に構成され該小型広角変倍レンズの撮影範囲を観察可能とする光学ファインダーを有することを特徴とするカメラ。
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