JP2605147B2 - コンパクトなズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はズームレンズに関するものであり、更に詳し
くはズームレンズ内蔵型レンズシャッターカメラ用のズ
ームレンズに関するものである。

従来の技術 ズームレンズ内蔵型レンズシャッターカメラのコンパ
クト化，低コスト化を達成するために、撮影レンズのコ
ンパクト化，低コスト化が要望されている。ズーミング
のための移動量も含め、レンズ系をコンパクト化するた
めには、各群の屈折力を強くする必要があるが、性能を
維持しつつ屈折力を強くするというのは、レンズ枚数を
増加させる方向であると言える。一方、低コスト化のた
めには、レンズ枚数を削減するのが効果的である。この
ように、レンズ系のコンパクト化と低コスト化には、相
反する要素が多分に含まれている。

ところで、最近、プラスチック成形やガラスモールド
等の技術進歩が著しく、非球面が安価に生産されうるよ
うになってきている。

発明が解決しようとする課題 斯る状況に鑑み、本発明の目的は、非球面を効果的に
用いることにより、コンパクトなレンズシャッターカメ
ラ用ズームレンズを、少ない枚数で構成することにあ
る。更に具体的には、ズーム比が２を越える上記ズーム
レンズを４群４枚構成で達成することにある。

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では、物体側より順
に、正屈折力を有する前群と，負屈折力を有する後群と
から成り、前群と後群との間隔を変化させることによっ
て全系の焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記前群及び後群がいずれも２枚のレンズから成ると共
にそれぞれ非球面を少なくとも１面有する構成としてい
る。

前記前群中の非球面のうち少なくとも１面は、次の条
件式を満足するように構成されているのが好ましい。

非球面の最大有効径をy_maxとするとき、0.7y_max＜ｙ
＜1.0y_maxなる任意の光軸垂直方向高さｙに対して、 ここで、₁:前群の屈折力 N:非球面の物体側媒質の屈折率 Ｎ′：非球面の像側媒質の屈折率 ｘ（ｙ）：非球面の面形状 x₀（ｙ）：非球面の参照球面形状 但し、 r:非球面の基準曲率半径 ε:2次曲面パラメータ Ai:非球面係数 ：非球面の近軸曲率半径 である。

前記条件式は、前群中の非球面が周辺ほど正の屈折
力が弱く（負の屈折力が強く）なるということを意味
し、球面収差を補正するための条件である。上限を越え
ると、球面収差がズーム全域で補正不足の傾向が著しく
なり、下限を越えると、球面収差がズーム全域で補正過
剰の傾向が著しくなる。

また、前記後群中の非球面のうち少なくとも１面は、
次の条件式を満足するように構成されているのが好ま
しい。条件式は、非球面の最大有効径をy_maxとすると
き、0.8y_max＜ｙ＜1.0y_maxなる任意の光軸垂直方向高さ
ｙに対して、 ここで、₂:後群の屈折力 である。

前記条件式は、後群中の非球面が周辺ほど負の屈折
力が弱く（正の屈折力が強く）なるということを意味
し、歪曲収差と像面湾曲とをバランスよく補正するため
の条件である。上限を越えると、広角端における歪曲収
差が正の大きな値をとるようになり、下限を越えると、
ズーム全域で像面が負の方向に湾曲する傾向が著しくな
る。

前群中のすべての非球面は、次の条件式を満足する
ことが望ましい。

条件式は、非球面の最大有効径をy_maxとするとき、
ｙ＜0.7y_maxなる任意の光軸垂直方向高さｙに対して、 である。

条件式の上限を越えると、輪帯球面収差が負の大き
な値を持つようになり、絞り込みによるピント位置のず
れが問題となる。また、下限を越えると、輪帯光束に対
する球面収差補正効果が過剰となり、諸収差と球面収差
をバランスよく補正するのが困難となり、球面収差が波
うったような形になりやすくなる。

後群中のすべての非球面は、次の条件式を満足する
ことが望ましい。

条件式は、非球面の最大有効径をy_maxとするとき、
ｙ＜0.8y_maxなる任意の光軸垂直方向高さｙに対して、 である。

条件式の上限を越えると、広角端〜中間焦点距離領
域の中間画角帯において、正の歪曲収差及び像面湾曲の
正偏移傾向が大きくなる。また、下限を越えると、中間
焦点距離域〜望遠端で、負の歪曲収差が大きくなり、加
えて全ズーム域で像面湾曲の負偏移傾向が著しくなる。

前記前群を構成するレンズが次の条件式を満足す
るように構成されているのが好ましい。

νd_(G1)＜40 …… νd_(G2)＞50 …… 但し、 νd_(G1):前記前群を構成する物体側のレンズのアッベ数 νd_(G2):前記前群を構成する像側のレンズのアッベ数 である。

上記条件式は軸上色収差，倍率色収差を補正する
ための条件である。νd_(G1)を小さくし、νd_(G2)を大き
くすることにより、色収差補正を行う。

また、バックフォーカスを適度の大きさに保つため
に、前記前群は、物体側より順に、負レンズ及び正レン
ズから構成されているのが好ましい。バックフォーカス
が短かくなりすぎると、最も像面側のレンズの光路有効
径が大きくなりすぎるために、カメラが大型化してしま
う。

実施例 以下、本発明に係るコンパクトなズームレンズの実施
例を示す。

但し、各実施例において、r₁〜r₈は物体側から数えた
面の曲率半径、d₁〜d₇は物体側から数えた軸上面間隔を
示し、N₁〜N₄,ν_１〜ν_４は物体側から数えた各レンズ
のｄ線に対する屈折率，アッベ数を示す。また、ｆは全
系の焦点距離、F_NOは開放Ｆナンバーを示す。

なお、実施例中、曲率半径に＊印を付した面は非球面
で構成された面であることを示し、前記非球面の面形状
（ｘ（ｙ））を表わす式で定義するものとする。

＜実施例１＞ ｆ＝29.0〜44.2〜67.5 F_NO＝3.6〜5.5〜8.4 非球面係数 r₁:ε＝0.88047 A₄＝−0.91081×10^-4 A₆＝0.63195×10^-6 A₈＝−0.86078×10^-8 r₂:ε＝0.88925 A₄＝0.47953×10^-4 A₆＝0.18789×10^-5 A₈＝−0.11747×10^-8 r₄:ε＝0.94697 A₄＝0.21869×10^-4 A₆＝0.80788×10^-8 A₈＝0.74423×10^-9 r₅:ε＝0.92858 A₄＝0.16011×10^-4 A₆＝−0.17117×10^-6 A₈＝0.25878×10^-10 r₇:ε＝0.53127 A₄＝−0.39602×10^-4 A₆＝−0.57910×10^-6 A₈＝0.17833×10^-8 ＜実施例２＞ 非球面係数 r₁:ε＝0.99974 A₄＝−0.11458×10^-3 A₅＝0.55351×10^-6 A₆＝−0.36548×10^-7 A₇＝−0.20836×10^-7 A₈＝−0.25950×10^-8 A₉＝−0.26722×10^-10 A₁₀＝−0.22478×10^-11 A₁₁＝0.87106×10^-13 A₁₂＝0.70965×10^-14 r₂:ε＝0.99533 A₄＝−0.38673×10^-5 A₅＝0.77894×10^-6 A₆＝0.44881×10^-6 A₇＝0.56878×10^-7 A₈＝0.52402×10^-8 A₉＝0.24177×10^-10 A₁₀＝0.15321×10^-11 A₁₁＝−0.20660×10^-13 A₁₂＝−0.72519×10^-15 r₄:ε＝0.10460×10 A₄＝0.23043×10^-4 A₅＝−0.48540×10^-6 A₆＝−0.10846×10^-7 A₇＝0.33309×10^-8 A₈＝0.59141×10^-9 A₉＝−0.53330×10^-10 A₁₀＝−0.48335×10^-11 A₁₁＝−0.63408×10^-13 A₁₂＝−0.62213×10^-15 r₅:ε＝0.99966 A₄＝0.66243×10^-4 A₅＝−0.24166×10^-5 A₆＝0.60706×10^-7 A₇＝0.33708×10^-7 A₈＝0.25499×10^-8 A₉＝0.46857×10^-10 A₁₀＝−0.20217×10^-10 A₁₁＝0.10135×10^-12 A₁₂＝−0.53134×10^-13 ＜実施例３＞ ｆ＝39.3〜58.5〜86.6 F_NO＝3.6〜5.4〜8.0 非球面係数 r₁:ε＝0.94452 A₄＝−0.15559×10^-3 A₆＝−0.51681×10^-6 A₈＝−0.51738×10^-8 A₁₀＝0.24615×10^-9 A₁₂＝−0.36511×10^-11 r₂:ε＝0.98545 A₄＝−0.11309×10^-3 A₆＝−0.66474×10^-7 A₈＝0.43883×10^-8 A₁₀＝0.25242×10^-10 A₁₂＝0.90965×10^-13 r₄:ε＝0.12190×10 A₄＝0.45339×10^-4 A₆＝0.15830×10^-6 A₈＝0.51464×10^-9 A₁₀＝0.11085×10^-11 A₁₂＝−0.28678×10^-13 r₅:ε＝0.97677 A₄＝0.51730×10^-4 A₆＝−0.91612×10^-7 A₈＝0.59152×10^-8 A₁₀＝−0.34323×10^-10 A₁₂＝0.20409×10^-13 ＜実施例４＞ ｆ＝39.3〜58.5〜86.6 F_NO＝3.6〜5.4〜8.0 非球面係数 r₁:ε＝0.94578 A₄＝−0.13691×10^-3 A₆＝−0.23575×10^-6 A₈＝−0.53927×10^-8 A₁₀＝0.24048×10^-9 A₁₂＝−0.36885×10^-11 r²:ε＝0.99970 A₄＝−0.61808×10^-4 A₆＝0.27904×10^-6 A₈＝0.35480×10^-8 A₁₀＝0.17160×10^-10 A₁₂＝0.57399×10^-13 r₄:ε＝0.11220×10 A₄＝0.26858×10^-4 A₆＝0.10706×10^-6 A₈＝0.52652×10^-9 A₁₀＝0.12697×10^-11 A₁₂＝−0.91989×10^-14 r₅:ε＝0.97859 A₄＝0.51098×10^-4 A₆＝−0.35822×10^-7 A₈＝0.55418×10^-8 A₁₀＝−0.27229×10^-10 A₁₂＝−0.13648×10^-13 第１図〜第４図は、前記実施例１〜４に対応するレン
ズ構成図である。

尚、第１図〜第４図中、矢印は前記前群及び後群の最
広角端（Ｓ）から最望遠端（Ｌ）にかけての移動を模式
的に示している。

実施例１は物体側より順に、両凹の負の第１レンズ及
び両凸の正の第２レンズから成る前群と、第３レンズ及
び第４レンズから成る後群とから構成されている。前記
第３レンズは、ノンパワーに近い正のレンズで構成さ
れ、また第４レンズは、物体側に凹の負メニスカスレン
ズで構成されている。尚、負の第１レンズの物体側の面
及び像側の面，正の第２レンズの像側の面，正の第３レ
ンズの物体側の面並びに負の第４レンズの物体側の面は
非球面である。

実施例２は物体側より順に、像側に凹の負メニスカス
レンズより成る第１レンズ及び両凸の正の第２レンズか
ら成る前群と、第３レンズ及び第４レンズから成る後群
とから構成されている。前記第３レンズは、ノンパワー
に近い正のレンズで構成され、また第４レンズは、物体
側に凹の負メニスカスレンズで構成されている。尚、負
の第１レンズの物体側の面及び像側の面，正の第２レン
ズの像側の面並びに正の第３レンズの物体側の面は非球
面である。

実施例３は物体側より順に、像側に凹の負メニスカス
レンズより成る第１レンズ及び両凸の正の第２レンズか
ら成る前群と、第３レンズ及び第４レンズから成る後群
とから構成されている。前記第３レンズは、ノンパワー
に近い正のレンズで構成され、また第４レンズは、物体
側に凹の負メニスカスレンズで構成されている。尚、負
の第１レンズの物体側の面及び像側の面，正の第２レン
ズの像側の面並びに正の第３レンズの物体側の面は非球
面である。

実施例４は物体側より順に、像側に凹の負メニスカス
レンズより成る第１レンズ及び両凸の正の第２レンズか
ら成る前群と、第３レンズ及び第４レンズから成る後群
とから構成されている。前記第３レンズでは、ノンパワ
ーに近い正のレンズで構成され、また第４レンズは、物
体側に凹の負メニスカスレンズで構成されている。尚、
負の第１レンズの物体側の面及び像側の面，正の第２レ
ンズの像側の面並びに正の第３レンズの物体側の面は非
球面である。

第５図〜第８図は前記実施例１〜４に対応する収差図
で、それぞれ（Ｓ）は広角端焦点距離，（Ｍ）は中間焦
点距離，（Ｌ）は望遠端焦点距離での収差を示してい
る。また、実線（ｄ）はｄ線に対する収差を表わし、点
線（SC）は正弦条件を表わす。更に点線（DM）と実線
（DS）はメリディオナル面とサジタル面での非点収差を
それぞれ表わしている。

第１表〜第４表はそれぞれ実施例１〜４に対応して、
前記ｙの値に対する各非球面における条件式中の ｛ｘ（ｙ）−x₀（ｙ）｝，条件式中の ｛ｘ（ｙ）−x₀（ｙ）｝の値を示している。

また、第５表は実施例１〜４における条件式中のν
d_(G1),条件式中のνd_(G2)の値を示している。

上記のように実施例１〜４は、およそ焦点距離が38〜
90mmの仕様を中心としている。従来のこの仕様のズーム
レンズは、７〜８枚程度のレンズで構成されている。斯
るズームレンズとしては、例えば７枚のレンズ構成にお
いて１面の非球面が用いられたもの等がある。

ところが、本発明によれば非球面が前・後群のそれぞ
れに少なくとも１面用いられているため、レンズの構成
枚数を４枚とし、レンズ全長を短縮することが可能とな
る。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば高い光学性能を
維持しながら、少ない枚数のレンズでコンパクトなズー
ムレンズを実現することができる。例えば、ズーム比が
２を越える上記ズームレンズを４群４枚構成で実現する
ことができる。また、本発明に係るズームレンズを、ズ
ームレンズ内蔵型レンズシャッターカメラに適用すれ
ば、該カメラのコンパクト化，低コスト化を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図及び第４図は、それぞれ本発明
の実施例１〜４に対応するレンズ構成図である。第５
図，第６図，第７図及び第８図は、それぞれ実施例１〜
４に対応する収差図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋村 淳司 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 升本 久幸 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 合議体 審判長 石井 勝徳 審判官 川上 義行 審判官 吉野 公夫 (56)参考文献 特開 昭63−276013（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より順に、正屈折力を有する前群
   と、負屈折力を有する後群とから成り、前群と後群との
   間隔を変化させることによって全系の焦点距離を変化さ
   せるズームレンズにおいて、前記前群及び後群がいずれ
   も２枚のレンズから成ると共にそれぞれ非球面を少なく
   とも１面有し、前記前群に設けられた非球面のうち、少
   なくとも１面は以下の条件式を満足することを特徴とす
   るズームレンズ； 非球面の最大有効径をy_maxとするとき、0.7y_max＜ｙ＜
   1.0y_maxなる任意の光軸垂直方向高さｙに対して、 ここで、 φ₁:前群の屈折力、 N:非球面の物体側媒質の屈折率、 Ｎ′：非球面の像側媒質の屈折率、 ｘ（ｙ）：非球面の面形状、 x₀（ｙ）：非球面の参照面形状、 ただし、 r:非球面の基準曲率半径、 ε:2次曲面パラメータ、 Ai:非球面係数、 ：非球面の近軸曲率半径、 である。
2. 【請求項２】物体側より順に、正屈折力を有する前群
   と、負屈折力を有する後群とから成り、前群と後群との
   間隔を変化させることによって全系の焦点距離を変化さ
   せるズームレンズにおいて、前記前群及び後群がいずれ
   も２枚のレンズから成ると共にそれぞれ非球面を少なく
   とも１面有し、前記後群に設けられた非球面のうち、少
   なくとも１面は以下の条件式を満足することを特徴とす
   るズームレンズ； 非球面の最大有効径をy_maxとするとき、0.8y_max＜ｙ＜
   1.0y_maxなる任意の光軸垂直方向高さｙに対して、 ここで、 φ₂:後群の屈折力、 N:非球面の物体側媒質の屈折率、 Ｎ′：非球面の像側媒質の屈折率、 ｘ（ｙ）：非球面の面形状、 x₀（ｙ）：非球面の参照面形状、 ただし、 r:非球面の基準曲率半径、 ε:2次曲面パラメータ、 Ai:非球面係数、 ：非球面の近軸曲率半径、 である。
3. 【請求項３】物体側より順に、正屈折力を有する前群
   と、負屈折力を有する後群とから成り、前群と後群との
   間隔を変化させることによって全系の焦点距離を変化さ
   せるズームレンズにおいて、前記前群及び後群がいずれ
   も２枚のレンズから成ると共にそれぞれ非球面を少なく
   とも１面有し、前記前群は以下の条件式を満足すること
   を特徴とするズームレンズ； vd_(G1)＜40 vd_(G2)＞50 ただし、 vd_(G1):前記前群を構成する物体側のレンズのアッベ
   数、 vd_(G2):前記前群を構成する像側のレンズのアッベ数、 である。