JP2738111B2 - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JP2738111B2
JP2738111B2 JP2037065A JP3706590A JP2738111B2 JP 2738111 B2 JP2738111 B2 JP 2738111B2 JP 2037065 A JP2037065 A JP 2037065A JP 3706590 A JP3706590 A JP 3706590A JP 2738111 B2 JP2738111 B2 JP 2738111B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレンズシャッターカメラ、ビデオカメラ等に
好適な小型のズームレンズに関し、特にバックフォーカ
スを短くすると共にレンズ全長(第1レンズ面から像面
までの距離)の短縮化を図った携帯性に優れたズームレ
ンズに関するものである。
(従来の技術) 最近レンズシャッターカメラ、ビテオカメラ等におい
ては、カメラの小型化に伴いレンズ全長の短い小型のズ
ームレンズが要求されている。このうち標準画角(撮影
画角2ω=47度で35mmスチルカメラに換算すると焦点距
離50mm程度)を含む比較的小型のズームレンズを本出願
人は例えば特開昭63−271214号公報や特開昭64−72114
号公報等で提案している。
同公報では物体側より順に負の屈折力の第1群と正の
屈折力の第2群、そして負の屈折力の第3群の3つのレ
ンズ群を有し、これら3つのレンズ群をいずれも物体側
へ一定条件のもとで移動させて広角端から望遠端への変
倍を行った変倍比2程度の所謂3群ズームレンズを開示
している。
一般にズームレンズにおいて各レンズ群の屈折力を強
めれば所定の変倍比を得る為の各レンズ群の移動量が少
なくなり、レンズ全長の短縮化が可能となる。しかしな
がら単に各レンズ群の屈折力を強めると変倍に伴う収差
変動が大きくなり、特に高変倍化を図る際には全変倍範
囲にわたり良好なる光学性能を得るのが難しくなってく
るという問題点がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は本出願人の先の特開昭63−271214号公報や特
開昭64−72114号公報で提案したズームレンズを改良
し、全体として4つのレンズ群より構成し、特にレンズ
全長の短縮化を図りつつ変倍比3〜4程度と全変倍範囲
にわたり高い光学性能を有したズームレンズの提供を目
的とする。
(問題点を解決するための手段) 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群、正の屈折力の第2群、負の屈折力の第3
群、そして負の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有
し、広角端から望遠端への変倍に際し、該第2群と第3
群をいずれも物体側へ移動させ、このとき該第4群が常
に等倍以上の増倍を行い、広角端から望遠端への変倍に
際して、該第i群の移動量をMiとしたとき 0≦M4/M3<3 なる条件を満足し、該第4群は物体側に凹面を向けた少
なくとも1つの負レンズを有していることを特徴として
いる。
(実施例) 第1図、第2図は各々本発明の数値実施例1、2のレ
ンズ断面図である。
第1、第2図において(A)は広角端、(B)は中
間、(C)は望遠端のズーム位置を示す。
図中、Iは負の屈折力の第1群、IIは正の屈折力の第
2群、IIIは負の屈折力の第3群、IVは負の屈折力の第
4群である。
矢印は広角側から望遠側へ変倍を行う際の各レンズ群
の移動方向を示す。
本実施例に係るズームレンズは広角端から望遠端へ変
倍を行う際、各図に示すように第1群から第4群の屈折
力を適切に設定し、第1図の実施例では第1群から第4
群を第2図の実施例では第1群から第3群をいずれも独
立に物体側方向に第4群が常に等倍以上の増倍を行うよ
うに移動させている。
これにより所定の変倍比を容易に確保し、変倍に伴う
収差変動が少ない高い光学性能のズームレンズを得てい
る。
又、このように広角端から望遠端への変倍の際、各レ
ンズ群を物体側へ移動させることにより広角端でのレン
ズ全長の短縮化を効果的に行っている。即ちレンズ全長
が広角側で短く、望遠側で長くなる屈折力配置を採って
いる。
次に本実施例のズームレンズの近軸屈折力配置の特徴
について説明する。
第1、第2、第3群の合成系の屈折力をφ123、第4
群の屈折力をφ4、第1、第2、第3群の合成系の後側
主点O′123と第4群の前側主点04との主点間隔をeと
するとき、全系の屈折力φは φ=φ123+φ4−e・φ123・φ4 ……(a) となる。
第1、第2、第3群の合成系の屈折力φ123は広角端
から望遠端への変倍に際し、正の値で小さくなってい
る。又屈折力φ4は負の値である。従って全系の屈折力
φを変倍により更に小さくし、高倍率化を図るには主点
間隔eの値が広角端から望遠端への変倍に際して小さく
なるようにすれば増倍となるので好ましい。
即ち広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも
(1)式を満足するように構成すれば主点間隔eの変化
により、高変倍化が可能となる。
本実施例では前述の(1)式を満足するように各レン
ズ群を構成することにより、前述従来例の特開昭63−27
1214号公報や特開昭64−72114号公報で提案した物体側
より順に負、正、そして負の屈折力の3つのレンズ群よ
り成るズームレンズに比べて、即ち本実施例における第
1、第2、第3群に相当するズームレンズ系に比べて大
きな変倍比が容易に得られるようにしている。
特に本実施例では第2図に示すように第4群を固定に
しても、即ちM4=0としても相対的な移動として第1、
第2、第3群の合成の屈折力φ123の中での主点の位置
の変化を含めて(1)式を満足するように構成すればレ
ンズ系全体の高変倍化が容易となり、又機構的にも簡素
化することが可能となる。
条件式(1)の上限値を越えて第4群の移動量M4が大
きくなりすぎると望遠端で第3群と第4群の間隔が少な
くなり、レンズ系全体が大型化してくるので良くない。
又下限値を越えると第4群は変倍に伴い逆変倍化する傾
向となり更に第4群とフィルム面(結像面)との間隔を
予め大きく取っておく必要が生じレンズ全長が増大して
くるので良くない。
尚本実施例において特に所定の変倍比を確保しつつレ
ンズ系全体のより小型化を図るには前述の条件式(1)
を 0≦M4/M3<0.9 ……(1)′ の如く設定するのが好ましい。
本実施例では第4群を負の屈折力とし、主に広角端に
おいて第1群で発生するたる型の歪曲(負の歪曲)を小
さくしている。
特に第4群を物体側に凹面を向けた少なくとも1つの
負レンズを有するように構成し、全系の主点を物体側方
向に位置し、即ち全系がテレタイプとなるようにし、レ
ンズ系全体の小型化を図っている。
この他本発明のズームレンズにおいては次のような構
成をとるのが良い。
(i)本実施例において変倍に伴う収差変動を良好に補
正しつつ所定の変倍比を効果的に得るには第3群と第4
群の焦点距離を各々f3、f4とするとき 0.05<|f3/f4|<0.9 ……(2) なる条件を満足するのが良い。
条件式(2)の上限を越えると最も変倍に寄与する第
3群の屈折力が弱くなりすぎ所定の変倍比を得るために
は第3群の移動量を多くしなければならずレンズ系全体
が大型化してくるので適当でない。もしくは第2群の屈
折力が強くなりすぎペッツバール和が正の方向に大きく
なり、特にズーム中間部での像面特性が大きくアンダー
に倒れ適当でない。又条件式(2)の下限を越えると特
に第2群の屈折力が弱くなりすぎ変倍の為に必要な可動
部、即ち第1群との間隔と第3群との間隔を大きく確保
する必要が生じレンズ系全体が大型化してくるので適当
でない。
(ii)本発明において特に歪曲や像面弯曲を良好に補正
するには第4群の焦点距離f4を広角端における全系の焦
点距離をfwとしたとき 4.0<|f4/fw|<15.0 ……(3) の如く設定するのが良い。
条件式(3)の上限値を越えて第4群の焦点距離が長
くなりすぎると前述の(a)式より所定の変倍比を得る
為の各レンズ群の移動量が大きくなり、レンズ系全体が
大型化してくるので良くない。又下限値を越えて第4群
の焦点距離が短くなりすぎると広角側でたる型の歪曲
(負の歪曲)が大きくなると共にペッツバール和が正の
方向に増大し、特に中間のズーム領域において像面弯曲
が補正不足となってくるので良くない。
(iii)本発明において、特にレンズ系全体の小型化を
図るには全変倍範囲におけるバックフォーカスの最短距
離をbf・minとしたとき 0.13<bf・min/fw<0.7 ……(4) なる条件を満足するように各レンズ群の屈折力やレンズ
構成を設定するのが良い。
条件式(4)の上限値を越えるとレンズ系全体が大型
化し、又下限値を越えると第4群が結像面に近接しす
ぎ、第4群中のゴミ等が感光面に写ってくるので良くな
い。
(iv)変倍に伴う軸上色収差の変動を良好に補正する為
には第2群中の最も物体側に配置する正レンズの材質の
アッベ数をν2Pとしたとき ν2P>50 ……(5) なる条件を満足するのが良い。
(V)本発明において主に広角側での下方光線による内
向性コマフレアーやたる型の歪曲を良好に補正するには
第1群の少なくとも1つのレンズ面にレンズ周辺部に向
かうに従い正の屈折力が強くなる又は負の屈折力が弱く
なる形状の非球面を施すのが良い。
(VI)又望遠側の上方光線による内向性コマを補正する
為には第3群又は第4群の少なくとも1つのレンズ面に
レンズ周辺部に向かうに従い正の屈折力が弱くなる又は
負の屈折力が強くなる形状の非球面を施すのが良い。
(VII)フォーカスは第1群で行うのが良いが第3群又
は第4群で行っても良い。又特定領域、例えば至近距離
のみを第3群又は第4群でフォーカスしても良い。これ
によればより至近のフォーカスが可能となり、かつ前玉
レンズ径の増大化を防止することができるので好まし
い。
(VIII)変倍に際して第2群を2つのレンズ群、例えば
絞りを挟んで2つのレンズ群に分けて、各々独立に移動
させても良く、これによれば変倍に伴う収差変動を更に
良好に補正することが出来又、高変倍化も容易になるの
で好ましい。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
Riは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、Di
は物体側より第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Niとν
iは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラスの屈
折率とアッベ数である。
又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関
係を表−1に示す。
(発明の効果) 本発明によれば所定の屈折力の4つのレンズ群より成
るズームレンズにおいて変倍に伴う各レンズ群の移動条
件やレンズ構成等を前述の如く設定することにより、変
倍比3〜4程度と高変倍比でしかもレンズ全長の短い、
全変倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズ
を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1、第2図は本発明の数値実施例1、2のレンズ断面
図、第3、第4図は本発明の数値実施例1、2の諸収差
図である。 第1〜第4図において(A)は広角端、(B)は中間、
(C)は望遠端を示す。 図中Iは第1群、IIは第2群、IIIは第3群、IVは第4
群、SPは絞り、dはd線、gはg線、S.Cは正弦条件、
Sはサジタル像画、Mはメリデォナル像面、である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に負の屈折力の第1群、正の
    屈折力の第2群、負の屈折力の第3群、そして負の屈折
    力の第4群の4つのレンズ群を有し、広角端から望遠端
    への変倍に際し、該第2群と第3群をいずれも物体側へ
    移動させ、このとき該第4群が常に等倍以上の増倍を行
    い、広角端から望遠端への変倍に際して、該第i群の移
    動量をMiとしたとき 0≦M4/M3<3 なる条件を満足し、該第4群は物体側に凹面を向けた少
    なくとも1つの負レンズを有していることを特徴とする
    ズームレンズ。
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