JP2984501B2 - Zoom lens - Google Patents

Zoom lens

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JP2984501B2 JP5005021A JP502193A JP2984501B2 JP 2984501 B2 JP2984501 B2 JP 2984501B2 JP 5005021 A JP5005021 A JP 5005021A JP 502193 A JP502193 A JP 502193A JP 2984501 B2 JP2984501 B2 JP 2984501B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高変倍でありながらコン
パクトで簡易な構成のズームレンズに関し、コンパクト
なレンズシャッター・カメラに好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zoom lens having a high zoom ratio and a compact and simple structure, and is suitable for a compact lens shutter camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年においては、コンパクトカメラは、
レンズ駆動系やそれを制御する電気系の小型化、高性能
化が進んでいる。それに伴いレンズ系も小型でかつ撮影
領域の拡大を得るため高変倍であるものが要望されてい
る。現在コンパクトカメラ用のズームレンズとしては2
群構成又は3群構成のものが多く提案されているが、2
群構成は1つの群にて変倍を行なうため高変倍率では大
型化し易い。また3群構成は比較的高変倍率を得ること
はできるがズーミング中の諸収差の変動を補正すること
が難しくなる。
2. Description of the Related Art In recent years, compact cameras have
The miniaturization and high performance of the lens drive system and the electric system that controls it are progressing. Accordingly, there is a demand for a small lens system and a high zoom ratio in order to obtain an enlarged photographing area. Currently, there are 2 zoom lenses for compact cameras.
Many groups or three-groups have been proposed.
In the group configuration, since the magnification is changed by one group, the size is easily increased at a high magnification. Further, the three-group configuration can obtain a relatively high magnification, but it is difficult to correct fluctuations of various aberrations during zooming.

【0003】上記した問題の解決を目差したものとし
て、例えば特開平3−50516号公報、特開平3−8
5508号公報等で提案されているように、第1レンズ
群を正、第2レンズ群を正、第3レンズ群を正、第4レ
ンズ群を負とした4群構成ズームレンズがある。
To solve the above problems, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-50516 and 3-8
As proposed in Japanese Patent No. 5508 and the like, there is a four-group zoom lens in which the first lens group is positive, the second lens group is positive, the third lens group is positive, and the fourth lens group is negative.

【0004】しかしながら高倍率の4群構成ズームレン
ズでは構成枚数が多く、更に前玉径が大きくなり易いた
めカメラのコンパクト化に適したものとは言い難い欠点
があった。
However, a high-magnification four-group zoom lens has a large number of components and a large front lens diameter, so that it has a drawback that it is not suitable for a compact camera.

【0005】[0005]

【発明を解決しようとする課題】本発明はレンズ構成枚
数を抑えながら高変倍でコンパクト且つ高性能なズーム
レンズを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-magnification, compact and high-performance zoom lens with a reduced number of lenses.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、物体側から順に、正の第1レンズ群、正
の第2レンズ群、正の第3レンズ群、負の第4レンズ群
を有し、変倍に際しては、第1、第2、第4レンズ群を
光軸上、同方向へ移動すると共に、第3レンズ群は実質
上像面補正を行うように光軸上移動するズームレンズで
あって、第1レンズ群は負レンズと正レンズの2枚で構
成され、第3レンズ群は負レンズと正レンズを接合した
1枚の接合レンズで構成され、第1レンズ群のレンズ全
長をBd、広角端におけるレンズ系の焦点距離をFw、
前記第3レンズ群の前記正レンズのアッベ数をνp、前
記第3レンズ群の前記負レンズのアッベ数をνnとする
とき、
In order to achieve the above object, the present invention provides, in order from the object side, a first positive lens unit, a second positive lens unit, a third positive lens unit, and a fourth negative lens unit. A lens group, and at the time of zooming, the first, second, and fourth lens groups move on the optical axis in the same direction, and the third lens group moves on the optical axis so as to substantially perform image plane correction. A moving zoom lens, wherein the first lens group is composed of two lenses, a negative lens and a positive lens, and the third lens group is composed of one cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented. The total lens length of the group is Bd, the focal length of the lens system at the wide-angle end is Fw,
When the Abbe number of the positive lens in the third lens group is νp and the Abbe number of the negative lens in the third lens group is νn,

【0007】[0007]

【外3】 νp−νn>15 を満足するようにズームレンズを構成する。[Outside 3] The zoom lens is configured to satisfy νp−νn> 15.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の実施例の基礎的配置を薄肉系
で示している。
FIG. 1 shows the basic arrangement of an embodiment of the invention in a thin-walled system.

【0009】11は正の屈折力の第1レンズ群、12は
正の屈折力の第2レンズ群、13は正の屈折力の第3レ
ンズ群、14は負の屈折力の第4レンズ群が物体側より
順次配置されている。15は像面を示す。
Reference numeral 11 denotes a first lens group having a positive refractive power, 12 denotes a second lens group having a positive refractive power, 13 denotes a third lens group having a positive refractive power, and 14 denotes a fourth lens group having a negative refractive power. Are sequentially arranged from the object side. Reference numeral 15 denotes an image plane.

【0010】第1レンズ群11、第2レンズ群12、第
4レンズ群14は、ズーミングの広角端から望遠端へ非
一体で直線的な軌跡を描く様に光軸上を移動し、第3レ
ンズ群13は像面移動を補償する為に非直線的な軌跡を
描く様に光軸上を移動する。
The first lens group 11, the second lens group 12, and the fourth lens group 14 move on the optical axis so as to draw a non-integral linear locus from the wide-angle end to the telephoto end of zooming. The lens group 13 moves on the optical axis so as to draw a non-linear locus to compensate for the movement of the image plane.

【0011】図2から図5は夫々厚肉系で構成したズー
ムレンズで、レンズデータは後述する。11から14は
図1と同じレンズ群を示し、Sは絞りで第2レンズ群と
一体に移動する。
FIGS. 2 to 5 each show a zoom lens constituted by a thick-walled lens, and lens data will be described later. Reference numerals 11 to 14 denote the same lens group as in FIG. 1, and S denotes an aperture which moves integrally with the second lens group.

【0012】前述した様に第1レンズ群11は、レンズ
全長をBd、広角側におけるレンズ系の焦点距離をFw
とするとき、次式を満足する。
As described above, the first lens group 11 has a total lens length Bd and a focal length of the lens system on the wide-angle side Fw.
Then, the following expression is satisfied.

【0013】[0013]

【外4】 [Outside 4]

【0014】この条件はレンズ全長の短縮化やレンズ前
玉径の小型化に関するものである。条件式の下限値は有
限の厚さを持つと云うことであるが、一方、上限値を越
えると第1レンズ群の全長が長くなり過ぎるため、レン
ズ系全長の増加を招き、特に絞りを第1レンズ群より像
面側へ配置した際は入射瞳位置が像面側へ移動するため
レンズ前玉径の増加を伴いコンパクトなレンズ系を達成
することが難しくなる。
These conditions relate to a reduction in the overall length of the lens and a reduction in the diameter of the front lens of the lens. The lower limit of the conditional expression is that the lens has a finite thickness. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the total length of the first lens unit becomes too long, which leads to an increase in the total length of the lens system. When the lens unit is arranged closer to the image plane side than one lens group, the entrance pupil position moves to the image plane side, so that it becomes difficult to achieve a compact lens system with an increase in the lens front lens diameter.

【0015】又、前記第2レンズ群は少なくとも1枚以
上の負レンズと少なくとも1枚以上の正レンズで構成す
ることにより変倍域全域に渡って色収差を良好に補正を
行なっている。更に第2レンズ群中の一番物体側の第1
レンズ面は物体側に凹面を向け、一番像面側の最終レン
ズ面は像面側に凸面を向けるように構成する。
The second lens group comprises at least one or more negative lenses and at least one or more positive lenses, thereby satisfactorily correcting chromatic aberration over the entire zoom range. Further, the first object-side first lens in the second lens group
The lens surface has a concave surface facing the object side, and the final lens surface closest to the image surface has a convex surface facing the image surface.

【0016】この第1レンズ面は強い負のパワーを持つ
面であり、ペッツバール和を負に増大させると共に球面
収差及び外向性コマ収差の補正を行う作用を持つ。また
上記最終レンズ面は正のパワーを有することにより、最
終レンズ面による過剰な補正作用を補正する役割を持つ
ものである。
The first lens surface is a surface having a strong negative power, and has a function of increasing the Petzval sum to a negative value and correcting spherical aberration and outgoing coma. In addition, the last lens surface has a positive power, and thus has a role of correcting an excessive correction effect by the last lens surface.

【0017】一方、第3レンズ群は、コンパクト化及び
コストを考慮して、負レンズと正レンズを接合した1枚
の接合レンズで構成し、この構成により第2レンズ群で
発生する残存色収差及び球面収差を良好に補正してい
る。尚、より良い光学性能の向上のために非球面を導入
することも有効である。
On the other hand, the third lens group is composed of a single cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented in consideration of compactness and cost. With this configuration, residual chromatic aberration and residual chromatic aberration generated in the second lens group are formed. Spherical aberration is well corrected. It is also effective to introduce an aspherical surface for better optical performance.

【0018】尚、第2レンズ群の第1レンズ面の焦点距
離をfa、最終レンズ面の焦点距離をfbとすると、以
下の条件式を満足させると都合が良い。
If the focal length of the first lens surface of the second lens group is fa and the focal length of the final lens surface is fb, it is convenient to satisfy the following conditional expression.

【0019】[0019]

【外5】 [Outside 5]

【0020】条件式(2)は、前記第1レンズ面に対す
る最終レンズ面のパワーの比を表わし、上限値を越え
て、第1レンズ面のパワーが最終レンズ面のパワーに対
して弱くなってくると、球面収差が補正不足となり、ま
たペッツバール和が正に増大してくるため像面がアンダ
ー傾向になってこれを補正するのが困難となる。一方、
下限値を越えると補正過剰な高次の球面収差が発生しや
すくなり良くない。
Conditional expression (2) represents the ratio of the power of the final lens surface to the first lens surface. When the power exceeds the upper limit, the power of the first lens surface becomes weaker than the power of the final lens surface. Then, the spherical aberration becomes insufficiently corrected, and the Petzval sum increases positively, so that the image surface tends to be under, and it is difficult to correct this. on the other hand,
If the lower limit is exceeded, overcorrected high-order spherical aberration is likely to occur, which is not good.

【0021】また、本発明では、第3レンズ群を構成す
る正レンズのアッベ数をνp、負レンズのアッベ数をν
nとすると、 νp−νn>15 …(3) の条件を満足している。条件式(3)の範囲を超えると
第3レンズ群での色収差の補正が不足して、他のレンズ
群による補正作用に依ってもズーミング全域に渡って良
好な色収差を得難い。
In the present invention, the Abbe number of the positive lens constituting the third lens group is νp, and the Abbe number of the negative lens is νp.
Assuming that n, the condition of νp−νn> 15 (3) is satisfied. If the range of conditional expression (3) is exceeded, correction of chromatic aberration in the third lens group will be insufficient, and it will be difficult to obtain good chromatic aberration over the entire zooming range even with the correction action of the other lens groups.

【0022】また第4レンズ群は物体側へ凹面を向けた
正メニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた2枚の負レ
ンズより構成されている。
The fourth lens unit is composed of a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side and two negative lenses having a concave surface facing the object side.

【0023】本実施例におけるフォーカシング方法とし
ては、第2レンズ群12と第3レンズ群13を一体に物
体側へ移動して近距離物体へフォーカスしているが、第
1、第2、第3レンズ群を一体にフォーカスしても良
く、あるいは第4レンズ群を像側へ移動させても良い。
As a focusing method in the present embodiment, the second lens group 12 and the third lens group 13 are integrally moved to the object side to focus on a short-distance object. The lens group may be integrally focused, or the fourth lens group may be moved to the image side.

【0024】次に本発明に関する実施例を示す。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は物体側より順に第i番目のレンズ厚
及び空気間隔、niとνi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。
Next, examples relating to the present invention will be described. In the numerical examples, ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, di is the i-th lens thickness and air gap in order from the object side, and ni and νi are the i-th lens in order from the object side. Are the refractive index and Abbe number of the glass.

【0025】また非球面係数K、A、B、C、D、Eは
次式
The aspheric coefficients K, A, B, C, D, and E are given by the following equations.

【0026】[0026]

【外6】 で与えるものとする。ただし、Xはレンズ頂点から光軸
方向への変位量、hは光軸からの距離、Rは曲率半径で
ある。
[Outside 6] Shall be given by Here, X is the amount of displacement from the lens vertex in the optical axis direction, h is the distance from the optical axis, and R is the radius of curvature.

【0027】[0027]

【外7】 [Outside 7]

【0028】[0028]

【外8】 [Outside 8]

【0029】[0029]

【外9】 [Outside 9]

【0030】[0030]

【外10】 [Outside 10]

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば少ないレン
ズ枚数でありながら、変倍比2.8倍程度、収差図に描
いた様な高い光学性能を有したコンパクトなズームレン
ズが達成できる。
According to the present invention described above, it is possible to achieve a compact zoom lens having a zoom ratio of about 2.8 times and having high optical performance as shown in the aberration diagram, with a small number of lenses.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る薄肉系の図FIG. 1 is a diagram of a thin-walled system according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例1のレンズ断面図FIG. 2 is a sectional view of a lens according to a first embodiment.

【図3】実施例2のレンズ断面図FIG. 3 is a sectional view of a lens according to a second embodiment.

【図4】実施例3のレンズ断面図FIG. 4 is a sectional view of a lens according to a third embodiment.

【図5】実施例3のレンズ断面図FIG. 5 is a sectional view of a lens according to a third embodiment.

【図6】数値実施例1の諸収差図FIG. 6 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 1.

【図7】数値実施例2の諸収差図FIG. 7 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 2.

【図8】数値実施例3の諸収差図FIG. 8 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 3.

【図9】数値実施例4の諸収差図FIG. 9 is a diagram showing various aberrations of Numerical Example 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 第1レンズ群 12 第2レンズ群 13 第3レンズ群 14 第4レンズ群 S.C. 正弦条件を示す曲線 ΔS サジタル像面 ΔM メリディオナル像面 11 First lens group 12 Second lens group 13 Third lens group 14 Fourth lens group C. Curve indicating sine condition ΔS Sagittal image plane ΔM Meridional image plane

フロントページの続き (72)発明者 三坂 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小山 剛史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−17609(JP,A) 特開 平3−50516(JP,A) 特開 平3−85508(JP,A) 特開 平3−208004(JP,A) 特開 平3−241306(JP,A) 特開 平3−249614(JP,A) 特開 平4−303809(JP,A) 特開 平4−338910(JP,A) 特開 平5−264903(JP,A) 特開 平6−118305(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 (72) Inventor Makoto Misaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takeshi Koyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-3-17609 (JP, A) JP-A-3-50516 (JP, A) JP-A-3-85508 (JP, A) JP-A-3-208004 (JP, A) JP-A-3-241306 (JP, A) JP-A-3-249614 (JP, A) JP-A-4-303809 (JP, A) JP-A-4-338910 (JP, A) JP-A-5-264903 ( JP, A) JP-A-6-118305 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G02B 9/00-17/08 G02B 21/02-21/04 G02B 25 / 00-25/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 物体側から順に、正の第1レンズ群、正
の第2レンズ群、正の第3レンズ群、負の第4レンズ群
を有し、変倍に際しては、前記第1、第2、第4レンズ
群を光軸上同方向へ移動すると共に、前記第3レンズ群
は実質上像面補正を行うように光軸上移動するズームレ
ンズであって、前記第1レンズ群は負レンズと正レンズ
の2枚で構成され、前記第3レンズ群は負レンズと正レ
ンズを接合した1枚の接合レンズで構成され、前記第1
レンズ群のレンズ全長をBd、広角端におけるレンズ系
の焦点距離をFw、前記第3レンズ群の前記正レンズの
アッベ数をνp、前記第3レンズ群の前記負レンズのア
ッベ数をνnとするとき、 【外1】 νp−νn>15 を満足することを特徴とするズームレンズ。
1. A first lens unit, a second positive lens unit, a third positive lens unit, and a fourth negative lens unit are arranged in this order from the object side. A zoom lens that moves the second and fourth lens groups in the same direction on the optical axis and the third lens group moves on the optical axis so as to substantially perform image plane correction; The third lens group is composed of one cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented, and the third lens group is composed of a negative lens and a positive lens.
The total lens length of the lens group is Bd, the focal length of the lens system at the wide-angle end is Fw, the Abbe number of the positive lens of the third lens group is νp, and the Abbe number of the negative lens of the third lens group is vn. When [Outside 1] A zoom lens satisfying νp−νn> 15.
【請求項2】 前記第2レンズ群は少なくとも1枚の負
レンズと少なくとも1枚の正レンズを備え、前記第2レ
ンズ群の第1レンズ面は物体側へ凹面を向け、最終レン
ズ面は像面側へ凸面を向けていることを特徴とする請求
項1のズームレンズ。
2. The second lens group includes at least one negative lens and at least one positive lens, the first lens surface of the second lens group has a concave surface facing the object side, and the final lens surface has an image. The zoom lens according to claim 1, wherein the convex surface is directed to the surface side.
【請求項3】 前記第2レンズ群の前記第1レンズ面の
焦点距離をfa、前記最終レンズ面の焦点距離をfbと
するとき、 【外2】 を満足することを特徴とする請求項2のズームレンズ。
3. When the focal length of the first lens surface of the second lens group is fa and the focal length of the final lens surface is fb, 3. The zoom lens according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記第4レンズ群は、物体側へ凹面を向
けた正メニスカスレンズとその後方に、前記物体側へ凹
面を向けた負レンズを有することを特徴とする請求項1
のズームレンズ。
4. The fourth lens group includes a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side and a negative lens behind the positive meniscus lens having the concave surface facing the object side.
Zoom lens.
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