JP3007649B2 - High-magnification zoom lens for compact cameras covering a wide angle - Google Patents
High-magnification zoom lens for compact cameras covering a wide angleInfo
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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、バックフォーカスの制約が小さいコンパク
トカメラ用に適したズームレンズに関するもので、特
に、半画角が約37゜というコンパクトカメラ用ズームレ
ンズとしては従来にない広角化を計り、かつ小型で2.5
倍以上の高変倍比を有するズームレンズに関するもので
ある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zoom lens suitable for a compact camera having a small back focus restriction, and more particularly to a zoom lens for a compact camera having a half angle of view of about 37 °. The lens has a wide angle of view that is unprecedented as a lens
The present invention relates to a zoom lens having a high zoom ratio of 2 times or more.
「従来の技術」 コンパクトカメラ用ズームレンズとしては、いろいろ
なタイプが知られているが、３群以上のレンズ群から成
り、かつ変倍比が２倍を越えるものとしては、次のタイ
プが知られている。[Prior Art] Various types of zoom lenses for compact cameras are known, but the following types are known as those comprising three or more lens groups and having a zoom ratio exceeding 2 times. Have been.
（ｉ）正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、その
後方に絞りを配置し、さらに正の第３レンズ群と、負の
第４レンズ群とから成り、ずべてのレンズ群が物体側に
別々に移動（４群の中の１部が一体に動くものも含む）
する４群ズームタイプ。（例えば特開昭63−43115号，
同63−159818号，同63−157120号） （ii）正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群（絞りを
含み、絞りより物体側の負の第2aレンズ群及び絞りより
像面側の正の第2bレンズ群から成り、上記４群タイプの
第２レンズ群と第３レンズ群に相当するレンズ群）と、
負の第３レンズ群（上記４群タイプの第４レンズ群に相
当するレンズ群）とから成り、すべてのレンズ群が物体
側に別々に移動する３群ズームタイプ。(I) A positive first lens group, a negative second lens group, a stop disposed behind the first lens group, a negative third lens group, and a negative fourth lens group. The groups move separately to the object side (including those in which one of the four groups moves together)
4 group zoom type. (For example, JP-A-63-43115,
Nos. 63-159818 and 63-157120) (ii) A positive first lens group and a negative second lens group (including a stop, a negative 2a lens group on the object side from the stop, and an image plane from the stop) A lens group corresponding to the second lens group and the third lens group of the four-group type, comprising a positive second lens group b on the side of
A three-unit zoom type, which includes a negative third lens unit (a lens unit corresponding to the fourth lens unit of the above-described four-unit type), and all the lens units are individually moved to the object side.
（例えば特開昭63−153513号，同63−161423号） 参考までに３群以上のレンズ群から成り、２倍に満た
ない（約1.5〜1.6倍）低変倍比のものでは、４群ズーム
タイプの特開昭60−57814号,3群ズームタイプの特開昭6
2−78522号がある。尚、これらは、レンズ群，絞りの構
成（並び順）としては（ｉ），（ii）と同じである。(For example, JP-A-63-153513 and JP-A-63-161423) For reference, it is composed of three or more lens groups, and if it has a low zoom ratio of less than 2 times (about 1.5 to 1.6 times), it has 4 groups. JP-A-60-57814 of the zoom type, JP-A-6-57814 of the three-group zoom type
There is 2-78522. These are the same as (i) and (ii) in the configuration (arrangement order) of the lens group and the aperture.
（iii）正の第１レンズ群と、正の第２レンズ群（物体
側から負の第2aレンズ群と正の第2bレンズ群から成る事
は（ii）と同じであるが、第２レンズ群の中には絞りを
含んでいない）と、その後方に絞りを配置し、さらに負
の第３レンズ群とから成り、すべてのレンズ群が物体側
に移動する３群ズームタイプ。(Iii) The first positive lens group and the second positive lens group (the same as (ii) except that the second lens group includes a negative 2a lens group and a positive 2b lens group from the object side, but the second lens The lens group does not include a stop), a stop is disposed behind the stop, and a negative third lens group. All three lens groups move to the object side.
（例えば本出願人の出願に係わる特願昭63−225294号） （iv）上記（iii）において、第2a,第2bレンズ群が別々
に移動する、実質的には４群ズームタイプ（同特願昭63
−225294号の実施例３） 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、（ｉ）のタイプは４群すべてのレンズ
群を別々に移動するというズームタイプであり、小さい
スペースの中に多くのカムを必要とするため機構的に難
しい方法であるという課題があった。(For example, Japanese Patent Application No. 63-225294 filed by the applicant of the present invention) (iv) In the above (iii), the 2a and 2b lens groups are moved separately, and in effect, a 4-group zoom type (the same patent application) Noriaki 63
Example 3 of -225294) "Problem to be Solved by the Invention" However, the type (i) is a zoom type in which all four lens units are moved separately, and many cams are provided in a small space. However, there is a problem that the method is mechanically difficult because of the necessity of the method.
また（ｉ），（ii）タイプとも、絞りを、第2aレンズ
群と第2bレンズ群（４群タイプの場合は第２レンズ群と
第３レンズ群）の間に配置しているが、製作誤差に対し
て、性能劣化の影響の大きい２つのレンズ群の間に絞り
を兼ねたシャッターブロックを配置しなければならない
ので、製造が複雑になり機械的精度が出しにくく、加え
て、光学的にも感度が高いので光学性能を安定させるこ
とが難しいタイプである。さらに、コンパクトカメラ用
としては、コンパクト性に対し、まだ不十分であるとい
う課題があった。In both (i) and (ii) types, the diaphragm is disposed between the 2a lens group and the 2b lens group (in the case of the 4 group type, the second lens group and the third lens group). Since a shutter block also serving as an aperture must be arranged between two lens groups that greatly affect the performance with respect to errors, the manufacturing becomes complicated, mechanical accuracy is hardly obtained, and optically Is also of high sensitivity, so that it is difficult to stabilize optical performance. Further, there is a problem that compactness is still insufficient for compact cameras.
本出願人は上記課題を解決すべく先に特願昭63−2252
94の発明を提供したが、従来の技術（ｉ），（ii），
（iii），（iv）すべて（以下、従来例という）、短焦
点側の半画角は約30゜で、長焦点側の焦点距離を重視
し、より望遠効果を目的としている。これに対し、写真
撮影するユーザーのニーズとして、例えば風景写真を目
的とした広角化が考えられる。これらのユーザーには、
短焦点側の半画角は約30゜では物足りず、コンパクトカ
メラでも、広角で、かつ、高変倍という要求があるが、
かかる要求を満足するものは従来見当らなかった。The present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 63-2252 to solve the above-mentioned problems.
94 inventions have been provided, but the prior arts (i), (ii),
(Iii) and (iv) (hereinafter referred to as the conventional example) all have a half angle of view on the short focal length side of about 30 °, and focus on the focal length on the long focal length side, aiming at a more telephoto effect. On the other hand, as a user's need for photographing, for example, widening the angle for landscape photography can be considered. For these users,
The half-angle of view on the short focus side is not enough at about 30 °, and even with compact cameras, there is a demand for wide-angle and high zoom ratio.
There has not been found any satisfying such requirements.
換言すると、従来例は、コンパクトカメラ用として当
然の事ながら（バックフォーカスの制約が小さいから）
基本的にはズーム全域において望遠タイプのズームレン
ズであり、コンパクトカメラ用には半画角が約37゜を包
括する広角かつ高変倍ズームレンズが知られていない事
からも、望遠タイプが基本となるコンパクトカメラに対
し、広角化と高変倍を同時に達成する事がいかに難しい
かがわかる。In other words, the conventional example is naturally used for compact cameras (since the back focus restriction is small)
Basically, it is a telephoto type zoom lens over the entire zoom range, and the telephoto type is basically used because a wide-angle, high-magnification zoom lens with a half angle of view of about 37 ° is not known for compact cameras. You can see how difficult it is to achieve a wide angle and high zoom at the same time for a compact camera.
本発明は、上述のことに鑑みなされたもので、従来例
を改良し、コンパクトカメラ用ズームレンズとして、従
来にない広角化を高変倍と小型化と同時に達成した、広
角を包括するコンパクトカメラ用ズームレンズを提供す
ることを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and has improved the conventional example. As a compact camera zoom lens, a wide-angle compact camera that achieves an unprecedented wide-angle at the same time as high zooming and downsizing has been achieved. It is an object of the present invention to provide a zoom lens.
尚、上記と同様な目的の発明を本出願人は先に特願平
１−118049号（先発明という）において提供したが、本
発明は先発明を改良し、特に第2bレンズ群に非球面を用
いることによって、上記目的を達成（先発明よりさらに
小型化）したものである。The applicant of the present invention previously provided an invention for the same purpose as described above in Japanese Patent Application No. 1-118049 (hereinafter referred to as a prior invention). The above object has been achieved (further miniaturization than the prior invention) by using.
「課題を解決するための手段」 本発明の広角を包括するコンパクトカメラ用ズームレ
ンズは、物体側から順に、正の焦点距離を有する第１レ
ンズ群と、正の焦点距離を有する第２レンズ群と、負の
焦点距離を有する第３レンズ群とから構成され、短焦点
距離端から長焦点距離端ヘズーミングするとき、第１レ
ンズ群と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レンズ群と
第３レンズ群の間隔は減少しながら、第１レンズ群、第
２レンズ群及び第３レンズ群のすべてが物体側へ移動す
るコンパクトカメラ用ズームレンズにおいて、第１レン
ズ群は、物体側から順に、両凹負レンズの第１レンズ、
両凸正レンズの第２レンズ及び物体側に凸面を向けた正
レンズの第３レンズからなり、第２レンズ群は、物体側
から、負の焦点距離を有する第2aレンズ群と、正の焦点
距離を有する第2bレンズ群とから構成され、第２レンズ
群は、ズーミングの際に共に移動する絞りを備え、第２
レンズ群内に条件式（１）を満足する近軸曲率半径に対
し発散性の非球面を有し、さらに、条件式（２）ないし
（７）を満足することを特徴としている。Means for Solving the Problems A zoom lens for a compact camera having a wide angle according to the present invention includes, in order from an object side, a first lens group having a positive focal length, and a second lens group having a positive focal length. And a third lens group having a negative focal length. When zooming from the short focal length end to the long focal length end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens group In a compact camera zoom lens in which all of the first lens group, the second lens group, and the third lens group move to the object side while decreasing the distance between the third lens groups, the first lens group is sequentially arranged from the object side. A first lens of a biconcave negative lens,
The second lens group includes a second lens of a biconvex positive lens and a third lens of a positive lens having a convex surface facing the object side. The second lens group includes, from the object side, a 2a lens group having a negative focal length, A second lens group having a distance, the second lens group including a stop that moves together during zooming, and a second lens group.
The lens group has a divergent aspheric surface with respect to a paraxial radius of curvature satisfying conditional expression (1), and further satisfies conditional expressions (2) to (7).
（１）−50＜△I2b＜−５ （２）1.09＜hIMAX/hI-1＜1.4 （３）0.5＜fT/fI＜1.5 （４）0.95＜XI/XIII＜1.3 （５）2.0＜fI/|f1|＜5.0 （６）０＜fW/|r1|＜0.7、r1＜０ （７）０＜d2/fW＜0.25 ただし、 △I2b:第2bレンズ群内の非球面による短焦点距離端にお
ける３次の球面収差係数（短焦点距離端の全系の焦点距
離を1.0に換算した時の収差係数）の変化量、 hIMAX:第１レンズ群内の近軸軸上光線の高さの最大値、 hI-1:第１レンズ群の第１面における近軸軸上光線の高
さ。(1) −50 <ΔI 2b <−5 (2) 1.09 <h IMAX / h I−1 <1.4 (3) 0.5 <f T / f I <1.5 (4) 0.95 <X I / X III <1.3 (5) 2.0 <f I / | f 1 | <5.0 (6) 0 <f W / | r 1 | <0.7, r 1 <0 (7) 0 <d 2 / f W <0.25 where ΔI 2b : The amount of change in the third-order spherical aberration coefficient (aberration coefficient when the focal length of the entire system at the short focal length end is converted to 1.0) at the short focal length extremity due to the aspheric surface in the 2b lens group, h IMAX : The maximum value of the height of the paraxial ray on one lens group, h I-1 : the height of the paraxial ray on the first surface of the first lens group.
fT:長焦点距離の全系の焦点距離、 fI:第１レンズ群の焦点距離、 XI:短焦点距離端から長焦点距離端ヘズーミングすると
きの第１レンズ群の移動量、 XIII:短焦点距離端から長焦点距離端ヘズーミングする
ときの第３レンズ群の移動量、 f1:第１レンズ群中の第１レンズの焦点距離、 fW:短焦点距離端の全系の焦点距離、 r1:第１レンズ群中の第１レンズの物体側の面の曲率半
径、 d2:第１レンズ群中の第１レンズと第２レンズの間の空
気間隔、 である。f T : focal length of the entire system having a long focal length, f I : focal length of the first lens group, X I : movement amount of the first lens group when zooming from the short focal length end to the long focal length end, X III : The amount of movement of the third lens group when zooming from the short focal length end to the long focal length end, f 1 : focal length of the first lens in the first lens group, f w : focal point of the entire system at the short focal length end Distance, r 1 : radius of curvature of the object-side surface of the first lens in the first lens group, d 2 : air gap between the first and second lenses in the first lens group.
また本発明のズームレンズにおいて、負の焦点距離を
有する第2aレンズ群は、具体的に例えば、物体側から順
に、物体側に凸の曲率大なる貼り合わせ面を有する両凹
負レンズと正レンズとの貼り合わせ負レンズ、及び物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズから構成し、条件
式（８）及び（９）を満足することが好ましい。Further, in the zoom lens of the present invention, the 2a lens group having a negative focal length is, for example, a biconcave negative lens and a positive lens having, in order from the object side, a cemented surface convex to the object side and having a large curvature. And a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side, and preferably satisfy the conditional expressions (8) and (9).
（８）0.0＜fII a/f6＜0.5 （９）−1.5＜fW/r10＜−0.5 ただし、 fII a:第2aレンズ群の焦点距離、 f6:第2aレンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、 r10:第2aレンズ群中の負メニスカスレンズの物体側の面
の曲率半径、 である。(8) 0.0 <proviso f II a / f 6 <0.5 (9) -1.5 <f W / r 10 <-0.5, f II a: the focal length of the 2a lens group, f 6: in the 2a lens group The focal length of the negative meniscus lens, r 10 : the radius of curvature of the object-side surface of the negative meniscus lens in the 2a-th lens unit.
この負の焦点距離を有する第2aレンズ群は、別の具体
例として例えば、物体側から順に、物体側に凸に曲率大
なる貼り合わせ面を有する両凹負レンズと正レンズとの
１群２枚の貼り合わせ負レンズから構成することができ
る。正の焦点距離を有する第2bレンズ群は、物体側から
順に、物体側に凹の曲率大なる貼り合わせ面を有する正
レンズと負メニスカスレンズとの貼り合わせ正レンズ、
及び正レンズから構成することができる。同様に、負の
焦点距離を有する第３レンズ群は、物体側から順に、像
面側に凸の曲率大なる正レンズ、及び共に物体側に凹の
曲率大なる２枚の負レンズから構成することができる。As another specific example, the second lens group 2a having a negative focal length is, for example, a group 2 of a biconcave negative lens and a positive lens having a cemented surface having a large curvature convex to the object side in order from the object side. It can be composed of a laminated negative lens. The 2b lens group having a positive focal length is, in order from the object side, a cemented positive lens of a positive lens and a negative meniscus lens having a cemented surface with a concave large curvature on the object side,
And a positive lens. Similarly, the third lens group having a negative focal length includes, in order from the object side, a positive lens having a large curvature on the image surface side and two negative lenses having a concave curvature on the object side. be able to.
ズーミングの際、第２レンズ群と一体に移動させる絞
りは、第２レンズ群中あるいは、第２レンズ群と第３レ
ンズ群との間に配置することが好ましい。In zooming, it is preferable that the diaphragm that is moved integrally with the second lens group is disposed in the second lens group or between the second lens group and the third lens group.
フォーカシングは、絞りを第２レンズ群と第３レンズ
群の間に配置した上で、第１レンズ群、絞り、及び第３
レンズ群を固定し、第２レンズ群のみを移動させ、ある
いは第１レンズ群、第２レンズ群及び絞りを固定し、第
３レンズ群のみを移動させて行なうことができる。さら
に、絞りを第２レンズ群中に配置した上で、絞りと一緒
に第２レンズ群を移動させてフォーカシングすることも
できる。Focusing is performed by arranging the stop between the second lens group and the third lens group, and then setting the first lens group, the stop, and the third lens group.
This can be performed by fixing the lens group and moving only the second lens group, or by fixing the first lens group, the second lens group, and the aperture, and moving only the third lens group. Further, after the stop is arranged in the second lens group, focusing can be performed by moving the second lens group together with the stop.
「作用」 本発明は、高変倍なコンパクトカメラ用ズームレンズ
を得るために、従来例とほぼ同様の３群ズームタイプ
（あるいは４群ズームにも適用可能）を採用している
が、更に広角化を達成するためには、第２レンズ群内に
非球面を使用する事が有効である。[Operation] The present invention employs a three-group zoom type (or can be applied to a four-group zoom), which is almost the same as the conventional example, in order to obtain a high-power zoom lens for a compact camera. It is effective to use an aspherical surface in the second lens group in order to achieve the realization.
第２レンズ群内に非球面を設ければ、球面収差，コマ
収差の変動を小さくする事が容易となり、また構成枚数
の低減も期待できる。第２レンズ群でも、絞りに近く、
レンズ径の小さい第2bレンズ群に非球面を設けるのが効
果も大きく、非球面レンズの製作も容易となる。If an aspherical surface is provided in the second lens group, it is easy to reduce fluctuations in spherical aberration and coma, and a reduction in the number of components can be expected. Even the second lens group is close to the aperture,
Providing an aspheric surface in the second lens group having a small lens diameter has a great effect, and the manufacture of the aspheric lens becomes easy.
広角化を目的とすると、どうしても第１レンズ群の径
が大きくなり勝ちであるが、コンパクトカメラとして
は、画角が大きくなれば、逆にバリヤー条件等で、むし
ろレンズの径を小さくする事が要求される。SLRカメラ
用の交換レンズは、まだバリヤー付きが一般的になって
いないが、コンパクトカメラ用のレンズは保護等の役目
でバリヤー付きで、かつカメラの形状を小さくするため
には非球面は有効である。For the purpose of widening the angle, the diameter of the first lens group tends to increase, but it tends to increase the angle of view of a compact camera. On the other hand, if the angle of view increases, the diameter of the lens can be rather reduced by barrier conditions. Required. Interchangeable lenses for SLR cameras are not yet commonly equipped with barriers, but lenses for compact cameras are provided with barriers for protection and other purposes, and aspherical surfaces are effective to reduce the size of the camera. is there.
この時、非球面量は近軸曲率半径に対し、発散性（つ
まり凹面から径が大きくなる程曲率半径が小さく、逆に
凸面なら径が大きくなる程曲率半径を大きく）を有する
ような非球面が良い。At this time, the amount of aspherical surface is divergent with respect to the paraxial radius of curvature (that is, the radius of curvature is smaller as the diameter increases from the concave surface, and conversely, the radius of curvature increases as the diameter increases as the convex surface increases). Is good.
負の第2aレンズ群の発散性を非球面によって補足（分
担）する事で、前玉径を小さくする事が可能となる。条
件式（１）はその非球面に関する条件式で、上限を越え
ると非球面量が小さく、前玉径が小さくできない。また
下限を越えると非球面量が大きくなり過ぎて、高次の収
差が発生し、好ましくなく、非球面の製作も困難とな
る。また第2bレンズ群内に発散性の非球面を設けること
によって、第2aレンズ群中の負メニスカスレンズの役目
が小さくなるので、このレンズを省略しても大きな性能
劣化を招かなくなり、構成枚数の低減にも非球面は効果
がある。By supplementing (sharing) the divergence of the negative second-a lens unit with an aspherical surface, the diameter of the front lens can be reduced. Conditional expression (1) is a conditional expression relating to the aspheric surface. If the upper limit of the conditional expression (1) is exceeded, the amount of the aspheric surface is small, and the diameter of the front lens cannot be reduced. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the amount of aspherical surface becomes too large, causing higher-order aberrations, which is not preferable, and it is difficult to manufacture the aspherical surface. In addition, by providing a divergent aspheric surface in the second lens group, the role of the negative meniscus lens in the second lens group is reduced. The aspherical surface is also effective in reducing the surface roughness.
ここで非球面による３次の収差係数の変化量について
補足する。非球面形状は一般的に次のように表わされ
る。Here, the amount of change of the third-order aberration coefficient due to the aspherical surface will be supplemented. The aspherical shape is generally represented as follows.
これを焦点距離ｆ＝1.0に換算すると、 つまり、 に置き変えると、 となる。 Converting this to a focal length f = 1.0, If you replace it with Becomes
そして第２項以下が非球面の量を与えるもので、第２
項の係数A4は３次の非球面係数φと次のような関係があ
る。The second term and below give the amount of the aspherical surface.
Factor A 4 terms are related, such as the third-order aspheric coefficient φ follows.
φ＝８（Ｎ′−Ｎ）A4 ただし、Ｎ ：非球面の前の屈折率 Ｎ′：非球面にした後の屈折率 非球面係数φは、収差論の３次収差係数に対し次に示
す変化量をもたらす。φ = 8 (N′−N) A 4 where N: refractive index before aspherical surface N ′: refractive index after aspherical surface Aspherical coefficient φ is next to third-order aberration coefficient in aberration theory Resulting in the indicated change.
ΔI ＝h4φ ΔII ＝h3φ ΔIII＝h2 ２φ ΔIV ＝h2 ２φ ΔV ＝ｈ３φ ただし I :球面収差係数 II :コマ収差係数 III:非点収差係数 IV :球欠像面わん曲係数 V :歪曲収差係数 h :近軸軸上光線のレンズ各面を通る高さ :瞳の中心を通る近軸軸外光線のレンズ各面を通る高
さ 非球面形状の式として、他にもいろいろな表現がある
が、ｙが近軸の曲率半径より小さい時には偶数次の負だ
けで十分近似できる。非球面形状の式を変えたからとい
って、本発明の適用から外れるものではない。 ΔI = h 4 φ ΔII = h 3 φ ΔIII = h 2 2 φ ΔIV = h 2 2 φ ΔV = h 3 φ However I: spherical aberration coefficient II: coma aberration coefficient III: astigmatism coefficient IV: Tamaketsuzo surface Curvature coefficient V: Distortion aberration coefficient h: Height of paraxial on-axis ray passing through each lens surface: Height of paraxial off-axis ray passing through the center of the pupil through lens surface of each lens There are various expressions, but when y is smaller than the paraxial radius of curvature, it is possible to sufficiently approximate only by even-order negative. Changing the equation for the aspheric shape does not depart from the application of the present invention.
また、広角化を容易にするためには、レトロタイプの
レンズ構成の第１レンズ群において、従来例より第１レ
ンズ内の近軸軸上光線の高さの最大値と第１面の近軸軸
上光線の高さの比（条件（２）…以下、レトロ比とい
う）を大きくする必要がある。Also, in order to facilitate widening of the angle, in the first lens group having the retro-type lens configuration, the maximum value of the height of the paraxial on-axis ray in the first lens and the paraxial of the first surface are larger than in the conventional example. It is necessary to increase the ratio of the heights of the axial rays (condition (2)..., Hereinafter referred to as the retro ratio).
条件（２）の上限を越えると、収差を補正するために
は有利であるが、前玉経は大きくなり小型化に反し、逆
に下限を越えると、従来例と同程度のレトロ比になり、
半画角約30゜では問題ないが、より広角化（半画角約37
゜）する場合、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大
し、特に広角化に伴う非点収差，像面わん面，歪曲収差
の変動を補正する事は難しい。If the upper limit of the condition (2) is exceeded, it is advantageous for correcting aberrations. However, the front lens diameter becomes large and contrary to miniaturization, and if the lower limit is exceeded, on the other hand, the retro ratio becomes about the same as the conventional example. ,
There is no problem with a half angle of view of about 30 °, but a wider angle (half angle of view of about 37 °)
In the case of ゜), fluctuations of various aberrations due to zooming increase, and it is difficult to correct fluctuations of astigmatism, field curvature and distortion due to widening of the angle.
条件（３）は、、第１レンズ群のパワーに関するもの
で、特にズーミング移動量に関係する。第１レンズ群の
パワーを大きくする程、移動量を小さくできるので、小
型化に有利であるが、本発明は従来例と比べると短焦点
側の広角化が目的であるので、長焦点側の焦点距離もほ
ぼ同じ比率で小さくなっている。従って、従来例と同程
度の移動量を達成するためには、従来例の第１レンズ群
のパワーより少し小さくても構わない。この条件（３）
の上限を越えると、上述したようにズーミング移動量を
小さくする事には有利であるが、条件（２）の範囲内に
レトロ比を設定する事が困難となり、収差補正が難し
い。逆に下限を越えると、収差補正上は有利であるが、
第１レンズ群の正のパワーが小さくなり過ぎて、ズーミ
ング移動量が急激に増大し、小型化に反する。Condition (3) relates to the power of the first lens group, and particularly relates to the zooming movement amount. The greater the power of the first lens unit, the smaller the amount of movement can be, which is advantageous for miniaturization. However, the present invention aims at widening the angle of focus on the short focal length side as compared with the conventional example. The focal length is also reduced at almost the same ratio. Therefore, in order to achieve the same amount of movement as in the conventional example, the power of the first lens unit in the conventional example may be slightly smaller. This condition (3)
Exceeds the upper limit, it is advantageous to reduce the zooming movement amount as described above, but it is difficult to set the retro ratio within the range of the condition (2), and it is difficult to correct aberration. Conversely, exceeding the lower limit is advantageous for aberration correction, but
The positive power of the first lens group becomes too small, so that the zooming movement amount increases rapidly, which is against miniaturization.
条件（４）〜（７）は、第１レンズ群に関するもので
ある。Conditions (4) to (7) relate to the first lens group.
条件（４）は、第１レンズ群と第３レンズ群の移動量
に関するもので、上限を越えると、レンズ径の大きい第
１レンズ群の移動量が増大し、コンパクト化に反し、逆
に下限を越えると、長焦点側の第１レンズ群から第３レ
ンズ群までのレンズ全長が小さくなるので、特に長焦点
側の収差の補正が困難になるが、ズーミングに伴う諸収
差の変動（短焦点側はマイナス，長焦点側はプラスにな
りやすい）が大きくなり、ズーム範囲全域の収差のバラ
ンスが困難となる。Condition (4) relates to the amount of movement of the first lens unit and the third lens unit. If the upper limit is exceeded, the amount of movement of the first lens unit having a large lens diameter increases. Is exceeded, the total lens length from the first lens unit to the third lens unit on the long focal length side becomes small, so that it becomes difficult to correct aberrations particularly on the long focal length side. (The negative side is likely to be positive and the long focal side is likely to be positive), which makes it difficult to balance aberrations over the entire zoom range.
条件（５），（６），（７）は、条件（２）を達成す
るために必要なものであるが、それぞれ上限を越える
と、条件（２）の上限を犯しやすくなり、前玉径の増大
を招く。また、それぞれ下限を越えると、条件（２）の
下限を犯しやすくなり、ズーミングに伴う諸収差の変動
が増大する。The conditions (5), (6), and (7) are necessary to achieve the condition (2), but if the respective upper limits are exceeded, the upper limit of the condition (2) is likely to be violated, and the front lens diameter is increased. Increase. If the lower limit of each condition is exceeded, the lower limit of condition (2) is likely to be violated, and fluctuations of various aberrations accompanying zooming increase.
条件（８），（９）は、第2aレンズ群中の負メニスカ
スレンズ（以下、第2a-3レンズという）に関するもの
で、ズーミングに伴う収差の変動、特に球面収差の変動
を小さくするのに有効な条件である。第2bレンズ群内に
非球面を設けることにより、第2a-3レンズの効果は小さ
くなり無くても良いが、第2bレンズ群内に非球面を設
け、かつ第2a-3レンズも配置すれば、さらに前玉径を小
さくする事に有利となるし、非球面量の減少にも有効で
非球面の製作が容易になる。従来例（iii），（iv）の
実施例において、第2aレンズ群の構成として両凹負レン
ズと正レンズの貼り合せ負レンズの１群２枚の構成のも
のがあるが、更に、その後方に物体側に凹面を向けた負
メニスカスレンズの第2a-3レンズを配置することによ
り、貼り合せ負レンズの負担を小さくできるものであ
る。Conditions (8) and (9) relate to the negative meniscus lens (hereinafter, referred to as a 2a -3 lens) in the 2a-th lens unit, and reduce the fluctuation of aberration due to zooming, particularly the fluctuation of spherical aberration. This is an effective condition. By providing an aspheric surface in the 2b lens group, the effect of the 2a-3 lens may not be reduced, but an aspheric surface is provided in the 2b lens group, and a 2a-3 lens is also provided. This is advantageous in further reducing the diameter of the front lens, is effective in reducing the amount of aspherical surface, and facilitates production of the aspherical surface. In the examples of the conventional examples (iii) and (iv), the 2a-th lens unit has a configuration in which a double-concave negative lens and a positive lens are bonded to each other and a negative lens. By arranging the second a-3 lens of the negative meniscus lens having the concave surface facing the object side, the load on the cemented negative lens can be reduced.
条件（８）は、第2aレンズ群全体の負のパワーに対す
る第2a-3レンズの負のパワー配分に関するもので、第2a
レンズ群としては、貼り合せ負レンズが主体で、第2a-3
レンズは補助レンズである。この条件（８）の上限を越
えると、第2a-3レンズの方が、主レンズである貼り合せ
負レンズよりも、パワーが大きくなり、好ましくない。
第2aレンズ群として、軸外光線の通過する高さの大きい
貼り合せ負レンズの方のパワーを大きくした方が、収差
を発散させる効果が大きく、他の収束レンズ群で発生す
る収差のバランスを取りやすい。逆に下限を越えると、
負のパワーを持つことにならない。Condition (8) relates to the negative power distribution of the 2a -3rd lens to the negative power of the entire 2a-th lens unit.
The lens group, a negative lens bonding is in principal, the 2 a-3
The lens is an auxiliary lens. When the value exceeds the upper limit of the condition (8), the power of the second a-3 lens is larger than that of the cemented negative lens which is the main lens, which is not preferable.
As the 2a-lens group, increasing the power of the cemented negative lens having a large height at which an off-axis ray passes has a greater effect of diverging aberrations, and the balance of aberrations generated by other converging lens groups is improved. Easy to take. Conversely, if the lower limit is exceeded,
You will not have negative power.
条件（９）は、2aレンズ群の第2a-3レンズの物体側の
面の曲率半径を規定する条件である。条件（８）の上記
第2a-3レンズは補助レンズと説明したが、広角化に伴い
2aレンズ群を単に貼り合せ負レンズだけで構成させる
と、負担が大きく、ズーミングに伴う諸収差の変動が大
きくなるため、負メニスカスレンズの第2a-3レンズが必
要となる。そして、その第2a-3レンズは発散させる効果
を分担しているので、物体側の面は凹面である必要があ
る。この条件（９）の上限を越えると、曲率半径が大き
くなり収差を発散させる効果が小さくなり、負メニスカ
スレンズの第2a-3レンズを設けた意味がなくなる。逆に
下限を越えると、曲率半径が小さくなり過ぎて、補正過
剰となり、高次の球面収差も発生しやすく好ましくな
い。Condition (9) is a condition for defining the radius of curvature of the object-side surface of the 2a -3th lens in the 2a lens group. The above-mentioned 2a-3 lens in the condition (8) has been described as the auxiliary lens,
If the 2a lens group is simply composed of a cemented negative lens alone, the burden is large and the fluctuations of various aberrations due to zooming are large. Therefore, a negative meniscus lens 2a-3 lens is required. Since the second a-3 lens shares the diverging effect, the surface on the object side needs to be concave. When the value exceeds the upper limit of the condition (9), the radius of curvature becomes large, the effect of diverging the aberration becomes small, and it becomes meaningless to provide the negative meniscus lens 2a-3 lens. Conversely, if the lower limit is exceeded, the radius of curvature becomes too small, resulting in overcorrection, and high-order spherical aberration is likely to occur, which is not preferable.
フォーカシングに関しては、従来例（iii），（iv）
と同様の方式が可能である。即ち、パワーの小さい第１
レンズ群それだけによるフォーカシングは周辺光量不足
を招くので不適当で、パワーの大きい第２レンズ群ある
いは第３レンズ群による方法が良い。当然のことながら
（機械的にゆるされるなら）第2,第３レンズ群を同時に
反対側に移動させれば、移動量を少なくできる。他の群
と一緒に第１レンズ群をわずかに移動させる方法も考え
られるが、大きな第１レンズを動かすメリットは少な
い。Regarding focusing, conventional examples (iii) and (iv)
A method similar to that described above is possible. That is, the first power having a small power
Focusing using only the lens group alone is not appropriate because it causes insufficient peripheral light, and a method using a second lens group or a third lens group having a large power is preferable. Of course, if the second and third lens groups are simultaneously moved to opposite sides (if mechanically loosened), the amount of movement can be reduced. A method of slightly moving the first lens group together with the other groups is also conceivable, but there is little merit in moving the large first lens.
尚、機構的に許されるなら絞りを第2a,第2bレンズ群
の間，あるいは第2bレンズ群の中に配置した方が、前玉
径を小さくするには有利である。If mechanically permitted, it is advantageous to arrange the diaphragm between the 2a and 2b lens groups or in the 2b lens group in order to reduce the diameter of the front lens.
第２あるいは第３レンズ群によるフォーカシング方法
は、各焦点距離によって同じ物体距離でも繰り出し量が
異なる（いわゆるバリフォ−カルレンズ）が、この時、
各焦点距離情報を検出できるようにすれば、それと物体
距離の情報から電気的に演算して繰り出し量を検出で
き、表面的にはズームレンズと同じにできる。In the focusing method using the second or third lens group, the amount of extension differs even at the same object distance depending on each focal length (a so-called varifocal lens).
If each focal length information can be detected, it can be electrically calculated from the information on the focal length and the information on the object distance, and the amount of extension can be detected.
尚、本発明は、従来例（ｉ）〜（iv）のどのタイプに
も適用可能であるが、従来例（iii），（iv）のタイプ
に適用すれば、ズーミング，フォーカシングに関係な
く、レンズブロックとシャッターブロックを分離できる
ので、構造上あるいは組立上、容易で好ましい。The present invention can be applied to any of the conventional examples (i) to (iv). However, if the present invention is applied to the types of the conventional examples (iii) and (iv), the lens can be used regardless of zooming and focusing. Since the block and the shutter block can be separated, it is easy and preferable in terms of structure or assembly.
「実施例」 以下、本発明の実施例１〜３を記載する。ここで、F
NOはＦナンバー,Fは焦点距離，ωは半画角,fBはバック
フォーカス,rはレンズ各面の曲率半径,dはレンズ厚もし
くはレンズ間隔,Nは各レンズのｄ−lineの屈折率，νは
各レンズのアッべ数である。"Examples" Hereinafter, Examples 1 to 3 of the present invention will be described. Where F
NO is the F-number, F is the focal length, omega denotes a half angle, f B designates the back focal distance, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the lens thickness or lens interval, N is the refractive index of the d-line of each lens , Ν is the Abbe number of each lens.
上記各実施例の条件式に対応する値を下表に示す。 The following table shows values corresponding to the conditional expressions in the above embodiments.
条件式 EX.1 EX.2 EX.3 （１） −25.9 −24.0 −24.3 （２） 1.139 1.224 1.191 （３） 1.141 0.967 0.867 （４） 1.026 1.137 1.159 （５） 2.77 3.15 3.58 （６） 0.43 0.43 0.43 （７） 0.060 0.122 0.106 （８） 0.103 − − （９） − 0.996 − − 「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、コンパクトカ
メラ用ズームレンズとして、高変倍及び小型化と共に広
角化を達成し、しかも機構的にも簡単で性能良好なズー
ムレンズが得られる。Conditional expression EX.1 EX.2 EX.3 (1) -25.9 -24.0 -24.3 (2) 1.139 1.224 1.191 (3) 1.141 0.967 0.867 (4) 1.026 1.137 1.159 (5) 2.77 3.15 3.58 (6) 0.43 0.43 0.43 (7) 0.060 0.122 0.106 (8) 0.103 − − (9) − 0.996 − − “Effect of the Invention” As described above, according to the present invention, as a zoom lens for a compact camera, high zoom ratio and downsizing are achieved. A zoom lens that achieves a wide angle and is mechanically simple and has good performance can be obtained.
特に、非球面レンズの製作が容易な径の小さい第2bレ
ンズ群内に非球面を設けたことにより、より一層の小型
化が計れ、しかも球面収差等の補正に有利となるだけで
なく、レンズ構成枚数も減らすこともできる。In particular, the provision of an aspherical surface in the small-diameter second lens group, which facilitates the manufacture of an aspherical lens, not only makes it possible to achieve further miniaturization, but is also advantageous for correcting spherical aberration and the like. The number of components can also be reduced.
第１図，第３図，第５図は、それぞれ本発明の実施例1,
2,3の短焦点側のレンズ系構成図である。 第２図，第４図，第６図は、それぞれ本発明の実施例1,
2,3の諸収差図で、（ａ）は短焦点側，（ｂ）は中間焦
点距離，（ｃ）は長焦点側の状態を示す。 第７図，第８図，第９図，第10図は、フォーカシングの
際のレンズ群の動きを示す説明図である。 図中、riはレンズ各面の曲率半径、diはレンズ厚もしく
はレンズ間隔、Ａは絞りを示す。FIGS. 1, 3 and 5 show Embodiment 1 and Embodiment 1 of the present invention, respectively.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a few short-focus lens systems. FIGS. 2, 4, and 6 show Embodiment 1 and Embodiment 1 of the present invention, respectively.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing various aberrations, wherein FIG. 3A shows a state on the short focal length side, FIG. 3B shows a state on the intermediate focal length, and FIG. FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10 are explanatory views showing the movement of the lens group during focusing. Drawing, r i is the radius of curvature of each lens surface, d i is the lens thickness or distance between lens elements, A is shows the diaphragm.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 9/00-17/08 G02B 21/02-21/04 G02B 25/00-25/04
Claims (8)
１レンズ群と、正の焦点距離を有する第２レンズ群と、
負の焦点距離を有する第３レンズ群とから構成され、 短焦点距離端から長焦点距離端ヘズーミングするとき、
第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レン
ズ群と第３レンズ群の間隔は減少しながら、第１レンズ
群、第２レンズ群及び第３レンズ群のすべてが物体側へ
移動するコンパクトカメラ用ズームレンズにおいて、 第１レンズ群は、物体側から順に、両凹負レンズの第１
レンズ、両凸正レンズの第２レンズ及び物体側に凸面を
向けた正レンズの第３レンズからなり、 第２レンズ群は、物体側から、負の焦点距離を有する第
2aレンズ群と、正の焦点距離を有する第2bレンズ群とか
ら構成され、 第２レンズ群は、ズーミングの際に共に移動する絞りを
備え、 第2bレンズ群内に下記の条件式（１）を満足する近軸曲
率半径に対し発散性の非球面を有し、 さらに、下記条件式（２）ないし（７）を満足すること
を特徴とする広角を包括するコンパクトカメラ用高変倍
ズームレンズ。 （１）−50＜△I2b＜−５ （２）1.09＜hIMAX/hI-1＜1.4 （３）0.5＜fT/fI＜1.5 （４）0.95＜XI/XIII＜1.3 （５）2.0＜fI/|f1|＜5.0 （６）０＜fW/|r1|＜0.7、r1＜０ （７）０＜d2/fW＜0.25 ただし、 △I2b:第2bレンズ群内の非球面による短焦点距離端にお
ける３次の球面収差係数（短焦点距離端の全系の焦点距
離を1.0に換算した時の収差係数）の変化量、 hIMAX:第１レンズ群内の近軸軸上光線の高さの最大値、 hI-1:第１レンズ群の第１面における近軸軸上光線の高
さ。 fT:長焦点距離端の全系の焦点距離、 fI:第１レンズ群の焦点距離、 XI:短焦点距離端から長焦点距離端ヘズーミングすると
きの第１レンズ群の移動量、 XIII:短焦点距離端から長焦点距離端ヘズーミングする
ときの第３レンズ群の移動量、 f1:第１レンズ群中の第１レンズの焦点距離、 fW:短焦点距離端の全系の焦点距離、 r1:第１レンズ群中の第１レンズの物体側の面の曲率半
径、 d2:第１レンズ群中の第１レンズと第２レンズの間の空
気間隔。1. A first lens group having a positive focal length, a second lens group having a positive focal length, and
A third lens group having a negative focal length, and when zooming from the short focal length end to the long focal length end,
While the distance between the first lens group and the second lens group increases and the distance between the second lens group and the third lens group decreases, all of the first lens group, the second lens group, and the third lens group move toward the object side. In the zoom lens for a compact camera that moves to the first position, the first lens group includes, in order from the object side, a first biconcave negative lens.
A second lens unit having a negative focal length from the object side, the lens including a second lens of a biconvex positive lens, and a third lens of a positive lens having a convex surface facing the object side.
The second lens group includes a 2a lens group and a 2b lens group having a positive focal length. The second lens group includes a diaphragm that moves together during zooming. The following conditional expression (1) is included in the 2b lens group. A high-magnification zoom lens for a compact camera having a wide-angle, characterized by having a divergent aspheric surface with respect to a paraxial radius of curvature satisfying the following condition, and satisfying the following conditional expressions (2) to (7): . (1) −50 <ΔI 2b <−5 (2) 1.09 <h IMAX / h I−1 <1.4 (3) 0.5 <f T / f I <1.5 (4) 0.95 <X I / X III <1.3 (5) 2.0 <f I / | f 1 | <5.0 (6) 0 <f W / | r 1 | <0.7, r 1 <0 (7) 0 <d 2 / f W <0.25 where ΔI 2b : The amount of change in the third-order spherical aberration coefficient (aberration coefficient when the focal length of the entire system at the short focal length end is converted to 1.0) at the short focal length extremity due to the aspheric surface in the 2b lens group, h IMAX : The maximum value of the height of the paraxial ray on one lens group, h I-1 : the height of the paraxial ray on the first surface of the first lens group. f T : focal length of the entire system at the long focal length end, f I : focal length of the first lens group, X I : movement amount of the first lens group when zooming from the short focal length end to the long focal length end, X III : the amount of movement of the third lens group when zooming from the short focal length end to the long focal length end, f 1 : the focal length of the first lens in the first lens group, f w : the entire system at the short focal length end Focal length, r 1 : radius of curvature of the object-side surface of the first lens in the first lens group, d 2 : air gap between the first and second lenses in the first lens group.
負の焦点距離を有する第2aレンズ群は、物体側から順
に、物体側に凸の曲率大なる貼り合わせ面を有する両凹
負レンズと正レンズとの貼り合わせ負レンズ、及び物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなり、下記の
条件式（８）及び（９）を満足することを特徴とする広
角を包括するコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。 （８）0.0＜fII a/f6＜0.5 （９）−1.5＜fW/r10＜−0.5 ただし、 fII a:第2aレンズ群の焦点距離、 f6:第2aレンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、 r10:第2aレンズ群中の負メニスカスレンズの物体側の面
の曲率半径。2. The zoom lens according to claim 1, wherein
The 2a lens group having a negative focal length is, in order from the object side, a cemented negative lens of a biconcave negative lens and a positive lens having a cemented surface having a large curvature convex on the object side, and a concave surface on the object side. A high-magnification zoom lens for a wide-angle compact camera, comprising a negative meniscus lens directed to the zoom lens and satisfying the following conditional expressions (8) and (9). (8) 0.0 <proviso f II a / f 6 <0.5 (9) -1.5 <f W / r 10 <-0.5, f II a: the focal length of the 2a lens group, f 6: in the 2a lens group Focal length of the negative meniscus lens, r 10 : radius of curvature of the object-side surface of the negative meniscus lens in the 2a-th lens unit.
負の焦点距離を有する第2aレンズ群は、物体側から順
に、体側に凸に曲率大なる貼り合わせ面を有する両凹負
レンズと正レンズとの１群２枚の貼り合わせ負レンズか
らなることを特徴とする広角を包括するコンパクトカメ
ラ用高変倍ズームレンズ。3. The zoom lens according to claim 1, wherein
The 2a lens group having a negative focal length includes, in order from the object side, a cemented negative lens having two cemented lenses, a biconcave negative lens having a cemented surface having a large curvature convex to the body side and a positive lens. A high-magnification zoom lens for compact cameras with a wide angle that features
ズームレンズにおいて、正の焦点距離を有する第2bレン
ズ群は、物体側から順に、物体側に凹の曲率大なる貼り
合わせ面を有する正レンズと負メニスカスレンズとの貼
り合わせ正レンズ、及び正レンズからなることを特徴と
する広角を包括するコンパクトカメラ用高速倍ズームレ
ンズ。4. The zoom lens according to claim 1, wherein the second lens group having a positive focal length is a cemented surface having a concave curvature toward the object side in order from the object side. A high-speed double zoom lens for a compact camera having a wide angle, comprising a positive lens bonded with a positive lens having a negative lens and a negative meniscus lens, and a positive lens.
ズームレンズにおいて、負の焦点距離を有する第３レン
ズ群は、物体側から順に、像面側に凸の曲率大なる正レ
ンズ、及び共に物体側に凹の曲率大なる２枚の負レンズ
からなることを特徴とする広角を包括するコンパクトカ
メラ用高変倍ズームレンズ。5. The zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group having a negative focal length is a positive lens having a large curvature convex toward the image plane in order from the object side. And a high-power zoom lens for a compact camera having a wide angle, comprising two negative lenses each having a concave curvature and a large curvature on the object side.
絞りは、第２レンズ群中あるいは第２レンズ群と第３レ
ンズ群との間に配置され、フォーカシングの際、第２レ
ンズ群と一体に移動することを特徴とする広角を包括す
るコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。6. The zoom lens according to claim 1, wherein
The diaphragm is disposed in the second lens group or between the second lens group and the third lens group, and moves together with the second lens group during focusing, for a wide-angle compact camera. High zoom lens.
絞りは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置され、
フォーカシングの際、第１レンズ群、絞り、及び第３レ
ンズ群を固定し、第２レンズ群のみを移動させることを
特徴とする広角を包括するコンパクトカメラ用高変倍ズ
ームレンズ。7. The zoom lens according to claim 1, wherein
The aperture is disposed between the second lens group and the third lens group,
A high-magnification zoom lens for a wide-angle compact camera, wherein the first lens group, the aperture, and the third lens group are fixed and only the second lens group is moved during focusing.
絞りは、第２レンズ群と第３レンズ群との間に配置さ
れ、フォーカシングの際、第１レンズ群、第２レンズ群
及絞りを固定し、第３レンズ群のみを移動させることを
特徴とする広角を包括するコンパクトカメラ用高変倍ズ
ームレンズ。8. The zoom lens according to claim 1, wherein
The aperture is disposed between the second lens group and the third lens group, and during focusing, the first lens group, the second lens group, and the aperture are fixed, and only the third lens group is moved. High-power zoom lens for compact cameras that covers a wide angle.
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