JP3029149B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラに好適なズームレ
ンズに関し、特に小型でありながら高変倍比のズームレ
ンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近レンズシャッターカメラ等の小型化
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。

【０００３】本出願人は先に特開昭５７−２０１２１３
号公報において物体側より正負の２つのレンズ群で構成
し両レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行う小型のズー
ムレンズを提案した。

【０００４】その後負正負の３群を有しこれら３つのレ
ンズ群を移動させて変倍を行ったズームレンズを本出願
人が、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。

【０００５】同公報では第１、第２、第３群を一定の条
件下で移動させて変倍を行うと共に３つのレンズ群のレ
ンズ構成を特定する事により変倍に伴う収差変動を良好
に補正した高い光学性能を有した変倍比２〜３倍の全体
として８〜９枚のレンズより成る比較的コンパクトなレ
ンズ系を達成している。

【０００６】レンズシャッターカメラに適したズームレ
ンズとして、レンズ枚数を極めて少なくした例として特
開昭６３−２７６０１３号公報がある。

【０００７】特開昭６３−２７６０１３号公報では前群
を負正の２枚構成、後群を正負の合計４枚で構成された
ズームレンズを達成したが屈折率分布型レンズを使用し
ている為製造上極めて困難で量産性の低いものであっ
た。

【０００８】更に特開昭６４−８８５１２号公報（ＵＳ
Ｐ４７５６６０９）では負正正負の４群を有し、１〜２
群を１枚のレンズ、３群を接合レンズ、４群を正負負の
３枚のレンズより成るズームレンズを開示している。

【０００９】又特開昭６２−２３５９１６号公報では負
正正負の４群を有し１群を正負の２枚、２群を正正負３
枚、３群を１枚、４群を負正２枚で構成したズームレン
ズを開示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高変倍であ
りながら従来のズームレンズの光学性能に対して遜色の
ない性能を持つ小型のズームレンズの提供を目的とす
る。

【００１１】また従属目的としてはズームレンズの構成
枚数の減少を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願第１発明は、長い共
役側（通常の物体側）より順に、負の屈折力の第１レン
ズ群、負又は正の屈折力の第２レンズ群、該第２レンズ
群と逆符号の屈折力を持つ、すなわち正又は負の屈折力
を有する第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群を配
置し、広角側から望遠側へのズーミングに際し、前記第
１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少、前記第３レンズ
群と前記第４レンズ群の間隔が減少するよう、前記第
１、第２、第３、第４レンズ群を長い共役側へ移動させ
るズームレンズであって、Ｄ _iw を第ｉレンズ群と第ｉ＋
１レンズ群との広角側におけるレンズ群間隔とし、Ｄ _it
を第ｉレンズ群と第ｉ＋１レンズ群との望遠端における
レンズ群間隔とするとき、 ｜Ｄ _3w −Ｄ _3t ｜＞３｜Ｄ _2w −Ｄ _2t ｜ …（１） ｜Ｄ _3w −Ｄ _3t ｜＞３｜Ｄ _1t −Ｄ _1w ｜ …（２） を満足することを特徴としている。

【００１３】また、本願第２発明は、長い共役側より順
に、負の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レン
ズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レ
ンズ群を配置し、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を
行うズームレンズであって、Ｆ _i を第ｉレンズ群の焦点
距離、Ｆ _w を広角端の焦点距離とするとき、 −１００＜Ｆ ₁ ／Ｆ ₃ ＜−１０ …（３） −９＜Ｆ ₂ ／Ｆ ₃ ＜−３ …（４） ０．５＜Ｆ ₃ ／Ｆ _w ＜１．０ …（５） −１．０＜Ｆ ₄ ／Ｆ _w ＜−０．５ …（６） を満足することを特徴としている。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【実施例】図１乃至図３そして図７乃至図９に、数値デ
ータに対応するレンズ形状と移動の様子を描いている。

【００１７】図中、符番１は物体側（長い共役側）に配
された第１レンズ群で負の屈折力を持ち、ここでは物体
側へ凸を向けた負のメニスカスレンズから成る。２は第
２レンズ群で、同じく物体側へ凸を向けた負メニスカス
レンズから成る。３は第３レンズ群で正の屈折力を持
ち、像側（短い共役側）へ強い凸面を向けた正レンズに
負レンズを貼合わせた接合レンズもしくは両凸レンズか
ら成る。４は第４レンズ群で負の屈折力を持ち、像側へ
強い凸面を向けた正レンズとそれから離間し、物体側へ
強い凹面を向けた負レンズから成る。

【００１８】第１レンズ群１から第４レンズ群４は、広
角から望遠へのズーミングする際に物体側へ移動する。
図１乃至図３また図９のズームレンズはズーミングの広
角端Ｗと望遠端Ｔとを比較すると第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、第３レンズ群と第３レンズ群の間隔は減
少している。図７と図８のズームレンズは第１レンズ群
と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レ
ンズ群の間隔は減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の
間隔が減少する。尚、図中の矢印は移動方向を概ね示す
もので、移動軌跡をなぞるものではない。また実施例の
中にはズーミング中、第１レンズ群と第３レンズ群が一
体に移動するものがある。

【００１９】次に上述した条件式（１）（２）の意味を
説明する。

【００２０】（１）式と（２）式は共に、第３、第４レ
ンズ群の間隔に対する第２、第３レンズ群の間隔並びに
第１、第２レンズ群の間隔の広角・望遠端の変化の関係
を規制したものである。各条件を外れると諸収差の補正
が困難になるだけでなくレンズ系の全体が大型化してく
る不都合がある。

【００２１】

【００２２】続いて（３）乃至（６）式の極値の意味を
説明する。

【００２３】（３）式、（４）式は順に第１、第２レン
ズ群の第３レンズ群の焦点距離の比に関するもので、各
条件式の下限値を越えて第１レンズ群もしくは第２レン
ズ群のパワーがゆるくなり過ぎると軸上色収差の補正が
困難となって来る。

【００２４】また上限値を越えて第３レンズ群のパワー
がゆるくなり過ぎると広角端におけるバック・フォーカ
スを確保するのが困難となる。

【００２５】（５）式は第３レンズ群の焦点距離と全系
の広角端の焦点距離の比に関するもので、下限値を越え
て第３レンズ群のパワーが強くなり過ぎるとこのレンズ
群の敏感度が高くなり、製造上困難になってくるので良
くない。（５）式の上限値を越えて第３レンズ群のパワ
ーがゆるくなり過ぎるとワイド端におけるバック・フォ
ーカスを確保するのが困難となる。

【００２６】（６）式は第４レンズ群の焦点距離と広角
端の焦点距離の比に関するもので、下限値を越えて第４
レンズ群のパワーがゆるくなると所定の変倍比を得るの
が困難となり、望遠端で第３レンズ群との間で干渉を生
ずるので良くない。上限値を越えて第４レンズ群のパワ
ーが強くなってくると、諸収差の変動を補正するのが困
難となる。

【００２７】以下数値実施例を記載する。ｒは曲率半
径、ｄはレンズ厚もしくはレンズ間隔、ｎはｄ線に対す
る屈折率でνはアッベ数である。

【００２８】非球面の表記は、光軸からの高さＨ、近軸
の半径をＲ、光軸方向の変位をｘとして以下の通りであ
る。

【００２９】

【外１】

【００３０】

【表１】 ｒ３は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−４．４３７６５×１０^-5 Ｃ＝−２．８１４０９×１０^-7 Ｄ＝−１．３６６９７×１０^-9 Ｅ＝−９．２８３３４×１０^-12 ｒ７は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝１．４０４４０×１０^-5 Ｃ＝５．１４２５５×１０^-8 Ｄ＝０，Ｅ＝０ ｒ１０は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．２１４５８×１０^-5 Ｃ＝−１．００８４１×１０^-7 Ｄ＝−２．９９７２７×１０^-10 Ｅ＝−３．５８１３４×１０^−１２

【００３１】

【表２】 ｒ３は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．９４３２４×１０^−５ Ｃ＝−２．３１３２３×１０^-7 Ｄ＝−１．４２１９８×１０^-9 Ｅ＝−８．９５８８２×１０^-12 ｒ７は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝１．０８４３２×１０^-5 Ｃ＝３．９４８５９×１０^-9 Ｄ＝０，Ｅ＝０ ｒ１０は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．２３４２５×１０^-5 Ｃ＝ ２．２５３７９×１０^−８ Ｄ＝−１．４７２９×１０^−９ Ｅ＝ ３．３８９９１×１０^-12

【００３２】

【表３】 ｒ３は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−４．１９５５６×１０^-5 Ｃ＝−２．６９１２３×１０^-7 Ｄ＝−１．１４４８６×１０^-9 Ｅ＝−１．０６７４８×１０^-11 ｒ７は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝１．２１２４４×１０^-5 Ｃ＝３．４３５２１×１０^-8 Ｄ＝０，Ｅ＝０ ｒ１０は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．３３５４４×１０^-5 Ｃ＝−５．３７７５３×１０^-8 Ｄ＝−４．１７３８５×１０^-10 Ｅ＝−６．２６１０９×１０^-13

【００３３】

【表４】

【００３４】次に第３レンズ群を像側へ強い凸面を向け
た正単レンズで構成した数値実施例をあげる。

【００３５】

【表５】 ｒ１は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．４８９９９×１０^-5 Ｃ＝−２．３１９９８×１０^-7 Ｄ＝−９．４１４８２×１０^-10 Ｅ＝−５．０２２９５×１０^−１２

【００３６】

【表６】 ｒ１は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−２．５４９１５×１０^−５ Ｃ＝−２．３７７２４×１０^-7 Ｄ＝ ３．０７２８×１０^-10 Ｅ＝−１．０６６８０×１０^-11 ｒ３は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−１．６５７７４×１０^-5 Ｃ＝−１．３８８２３×１０^-7 Ｄ＝ ０，Ｅ＝０ ｒ９は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−２．５８５１８×１０^-5 Ｃ＝−１．７２５１４×１０^−７ Ｄ＝ ６．６３１９５×１０^−１０ Ｅ＝−７．０２０４０×１０^-12

【００３７】

【表７】 ｒ３は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−４．１５００８×１０^-5 Ｃ＝−２．１５８０３×１０^-7 Ｄ＝−１．３７１２３×１０^-9 Ｅ＝−５．３２７８６×１０^-12 ｒ６は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝３．２２５４０×１０^-5 Ｃ＝１．１０６９５×１０^-7 Ｄ＝０，Ｅ＝０ ｒ９は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．６４９７６×１０^-5 Ｃ＝−５．０６９７７×１０^-8 Ｄ＝−５．０４９８５×１０^-10 Ｅ＝−１．０３６３４×１０^-12

【００３８】

【外２】

【００３９】図１３と図１４は夫々別の実施例で、前述
した実施例に対して第２レンズ群と第３レンズ群の屈折
力の符号が逆転している。第１レンズ群から第３レンズ
群までそれぞれ単レンズから成り、第１レンズ群１は物
体側へ凸を向けた負メニスカスレンズ、第２レンズ群２
は像側へ強い凸を向けた両凸レンズ、第３レンズ群３は
像側へ凸を向けた負メニスカスレンズ、第４レンズ群４
は像側へ凸を向けた正メニスカスレンズと物体側へ強い
凹を向けた負レンズから成る。広角側から望遠側へのズ
ーミングの為に第１レンズ群１と第２レンズ群２との間
隔が減少、第２レンズ群２と第３レンズ群３との間隔が
増大し、第３レンズ群と第４レンズ群４の間隔が減少す
る様に第１乃至第４レンズ群は物体側へ移動する。

【００４０】これら実施例７と８も上述した条件（１）
（２）が妥当する。

【００４１】

【表８】 ｒ１は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−４．１４２８×１０^-5 Ｃ＝−２．０７１９９×１０^-7 Ｄ＝−１．８０８９７×１０⁹ ｒ５は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝５．１１５８７×１０^-5 Ｃ＝１．７１２２０×１０^-7 Ｄ＝０，Ｅ＝０ ｒ９は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−２．８５０３５×１０^-5 Ｃ＝ １．３４７９×１０^-8 Ｄ＝−１．８８０３２×１０^−１０ Ｅ＝−３．１４０６３×１０^−１３

【００４２】

【表９】 ｒ１は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−３．６１１０×１０^-5 Ｃ＝−１．９８２９９×１０^-7 Ｄ＝−１．２９３５６×１０^-9 Ｅ＝ ０ ｒ５は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝３．３０４５３×１０^-5 Ｃ＝５．６９７１３×１０^-8 Ｄ＝０，Ｅ＝０ ｒ９は非球面。Ａ＝０ Ｂ＝−２．６６８６５×１０^−５ Ｃ＝ １．００６７７×１０^−７ Ｄ＝−１．１５２９５×１０^-9 Ｅ＝−４．１３６８９×１０^-12

【００４３】

【外３】

【００４４】

【発明の効果】上述した数値実施例は３倍の倍率を達成
し、また諸収差状況は図４乃至図６、図１０乃至図１
１、図１５、図１６に示す通り良好に補正されている。
尚、図中で上段は広角端、中段は中間画角、下段は望遠
端の収差曲線を示す。またレンズの構成枚数は倍率に比
して極めて少数である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示すレンズ断面図。

【図２】実施例２を示すレンズ断面図。

【図３】実施例３を示すレンズ断面図。

【図４】実施例１の収差曲線図。

【図５】実施例２の収差曲線図。

【図６】実施例３の収差曲線図。

【図７】実施例４を示すレンズ断面図。

【図８】実施例５を示すレンズ断面図。

【図９】実施例６を示すレンズ断面図。

【図１０】実施例４の収差曲線図。

【図１１】実施例５の収差曲線図。

【図１２】実施例６の収差曲線図。

【図１３】実施例７のレンズ断面図。

【図１４】実施例８のレンズ断面図。

【図１５】実施例７の収差曲線図。

【図１６】実施例８の収差曲線図。

【符号の説明】

１ 第１レンズ群 ２ 第２レンズ群 ３ 第３レンズ群 ４ 第４レンズ群 Ｍ メリディオナル曲線 Ｓ サジタル曲線 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線

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

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長い共役側より順に、負の屈折力の第１
   レンズ群、第２レンズ群、該第２レンズ群と逆符号の屈
   折力を持つ第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群を
   配置し、広角側から望遠側へのズーミングに際し、前記
   第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大、前記第２レ
   ンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少、前記第３レン
   ズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するよう、前記第
   １、第２、第３、第４レンズ群を長い共役側へ移動させ
   るズームレンズであって、Ｄ _iw を第ｉレンズ群と第ｉ＋
   １レンズ群との広角側におけるレンズ群間隔とし、Ｄ _it
   を第ｉレンズ群と第ｉ＋１レンズ群との望遠端における
   レンズ群間隔とするとき、 ｜Ｄ _3W −Ｄ _3t ｜＞３｜Ｄ _2W −Ｄ _2t ｜ ｜Ｄ _3W −Ｄ _3t ｜＞３｜Ｄ _1t −Ｄ _1W ｜ を満足する ことを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 前記第２レンズ群は負の屈折力を持ち、
   前記第３レンズ群は正の屈折力を持つことを特徴とする
   請求項１のズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記第２レンズ群は正の屈折力を持ち、
   前記第３レンズ群は負の屈折力を持つことを特徴とする
   請求項１のズームレンズ。
4. 【請求項４】Ｆ _i を第ｉレンズ群の焦点距離、Ｆ _W を広角
   端の焦点距離とするとき、 −１００＜Ｆ ₁ ／Ｆ ₃ ＜−１０ −９＜Ｆ ₁ ／Ｆ ₃ ＜−３ ０．５＜Ｆ ₃ ／Ｆ _W ＜１．０ −１．０＜Ｆ ₄ ／Ｆ _W ＜−０．５ を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレ
   ンズ。
5. 【請求項５】 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は
   夫々、負の単レンズから成ることを特徴とする請求項２
   のズームレンズ。
6. 【請求項６】 前記第４レンズ群は強い凸面を短い共役
   側に向けた正レンズと強い凹面を長い共役側向けた負レ
   ンズを順に具えることを特徴とする請求項１のズームレ
   ンズ。
7. 【請求項７】 第３レンズ群は正と負の単レンズを具え
   ることを特徴とする請求項２のズームレンズ。
8. 【請求項８】 前記第１レンズ群と第３レンズ群はズー
   ミング中、一体で移動することを特徴とする請求項１の
   ズームレンズ。
9. 【請求項９】 前記第１レンズ群又は前記第２レンズ群
   の少なくとも１面、前記第３レンズ群のうち少なくとも
   １面、第４レンズ群のうち少なくとも１面を非球面とし
   たことを特徴とする請求項１のズームレンズ。
10. 【請求項１０】 前記第１レンズ群、第２レンズ群、第
    ３レンズ群を夫々、単レンズで構成したことを特徴とす
    る請求項１のズームレンズ。
11. 【請求項１１】 前記第１レンズ群乃至第３レンズ群の
    少なくとも２面を非球面とし、前記第４レンズ群は少な
    くとも１面を非球面としたことを特徴とする請求項１の
    ズームレンズ。
12. 【請求項１２】 長い共役側より順に、負の屈折力の第
    １レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の
    第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群を配置し、各
    レンズ群の間隔を変化させて変倍を行うズームレンズで
    あって、Ｆ _i を第ｉレンズ群の焦点距離、Ｆ _W を広角端の
    焦点距離とするとき、 −１００＜Ｆ ₁ ／Ｆ ₃ ＜−１０ −９＜Ｆ ₂ ／Ｆ ₃ ＜−３ ０．５＜Ｆ ₃ ／Ｆ _W ＜１．０ −１．０＜Ｆ ₄ ／Ｆ _W ＜−０．５ を満足することを特徴とするズームレンズ。
13. 【請求項１３】 広角側から望遠側へのズーミングに際
    し、前記第１、第２、第３、第４レンズ群を長い共役側
    へ移動させることを特徴とする請求項１２のズームレン
    ズ。
14. 【請求項１４】 広角端から望遠端へのズーミングの際
    し、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、
    前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、
    前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少する
    ことを特徴とする請求項１３のズームレンズ。