JP3060557B2 - コンパクトな３群ズームレンズ - Google Patents

コンパクトな３群ズームレンズ

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JP3060557B2
JP3060557B2 JP3022218A JP2221891A JP3060557B2 JP 3060557 B2 JP3060557 B2 JP 3060557B2 JP 3022218 A JP3022218 A JP 3022218A JP 2221891 A JP2221891 A JP 2221891A JP 3060557 B2 JP3060557 B2 JP 3060557B2
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
    • G02B15/143103—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged ++-

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズシャッターカメ
ラ等に好適な変倍比１．７程度のコンパクトなズームレ
ンズに関するものであり、特に、正、正、負の３群から
なるズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レンズシャッターカメラのズーム
化が進むなかで、より小型軽量なズームレンズが望まれ
るようになってきた。最近のレンズシャッターカメラに
おけるズームレンズの小型化は、主に光軸方向のレンズ
系の長さ（レンズ系第１面からフィルム面までの長さ）
を短くすることであり、カメラ収納時等に沈胴させるこ
とにより小型化を図っているものが多い。しかし、その
ための沈胴機構を設けるため、カメラ本体の小型化には
限界があり、レンズ径の小型化つまり光学系の小型化が
カメラの小型化の上で必要となってきている。
【０００３】ところで、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レンズ群とからなる３群ズームレン
ズが従来から提案されており、その中、変倍比１．５程
度の先行例として特開昭６０−２６３１１３号、特開昭
６１−５２６２０号、特開昭６１−１０９０１２号、変
倍比２．０程度の先行例として特開平１−９３７１３号
があげられる。何れも、各群のパワーを適正に保ちつ
つ、光軸方向の小型化を達成しているが、バックフォー
カスが短いがゆえに、像側のレンズ径が大きくなってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した何
れの先行例においても、光軸方向において小型化を達成
しているが、レンズ径方向においては、バックフォーカ
スが短いため、像側のレンズ径が大きくなっており、コ
ンパクト性に欠けるものとなっている。また、バックフ
ォーカスが短いため、レンズ系最終面からフィルム面ま
での距離が短いので、像面からの反射光が最終面で再反
射してフレアが出るおそれが高い。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、上記の従来技術の問題点であ
るバックフォーカスが短いために像側のレンズ径が大き
くなる点及びフレア発生のおそれが高い点を解決して、
変倍比１．７程度のコンパクトな３群ズームレンズを提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のコンパクトな３群ズームレンズは、物体側より順
に、正の焦点距離の第１群Ｇ１、正の焦点距離の第２群
Ｇ２、負の焦点距離の第３群Ｇ３にて構成され、ワイド
側からテレ側へ変倍の際、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２間間
隔が増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３間間隔が減少する
ように、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３全てが物
体側へ移動するズームレンズであって、ｆW をワイド端
における全系焦点距離、β3Wをワイド端における第３群
Ｇ３の結像倍率、ｆ2 、ｆ3 をそれぞれ第２群Ｇ２、第
３群Ｇ３の焦点距離としたとき、以下の条件式を満たす
ことを特徴とするものである。
【０００７】 ０．３４＜ｆ3 （１−β3W）／ｆW ＜１．００ ・・・・（１） ０．３０＜ｆ2 ／ｆW ＜０．９０ ・・・・（２）
【０００８】
【作用】以下、各条件の意味と作用について説明する。
上記の条件（１）は、ワイド端におけるバックフォーカ
スを規定するものであり、その上限を超えると、第３群
Ｇ３の結像倍率β3Wが大きくなると同時に、第１群Ｇ１
と第２群Ｇ２の合成焦点距離が短くなりすぎ、収差補
正、特にコマ収差の補正が困難になり、また、下限を超
えると、バックフォーカスが短くなりすぎ、像側のレン
ズ径が大きくなってしまい、レンズ系のコンパクト化を
達成することができなくなる。
【０００９】上記条件（２）は、第２群Ｇ２の焦点距離
を規定するものであり、その上限を超えると、色収差の
補正が困難になり、また、下限を超えると、諸収差、特
に球面収差の補正が困難になる。
【００１０】さらに、本発明においては、変倍の際、第
１群Ｇ１と第３群Ｇ３を一体で移動するようにすること
により、鏡枠構造を簡易化し、カメラのコンパクト化を
可能にする。
【００１１】また、コンパクト化において、Ｌ23W を第
２群の最も物体よりの面から第３群の最も像面よりの面
までのワイド時における距離、ＩＨを画面対角長の半分
（像高の最大値に等しい。）としたとき、 ０．４０＜Ｌ23W ／ＩＨ＜１．０５ ・・・・（３） を満足することが望ましい。条件（３）の上限を超える
と、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の合成構成長が長くなりす
ぎ、コンパクト性を損ね、また、下限を超えると、収差
補正、特に歪曲収差、コマ収差の補正が困難になる。
【００１２】なお、本発明において、レンズ構成は、物
体側より、物体側に凸面を向けた１枚の正メニスカスレ
ンズで構成される第１群と、物体側より、絞り、物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズの２枚で
構成される第２群と、１枚の負レンズで構成される第３
群とにより構成され、第２群、第３群にそれぞれ１面の
非球面を含むことが収差補正及び光学系の小型化上望ま
しい。このように、合計４枚のレンズで構成することに
より、レンズ全系構成長を短くできるので、バックフォ
ーカスが延びた分を打ち消すことができ、コンパクト性
を失わない。
【００１３】さらに、４枚のレンズで構成する上で、ｆ
w をワイド時における全系焦点距離、ｆ1 を第１群の焦
点距離、νd1を第１群のｄ線におけるアッベ数とした
時、 １．２＜ｆ1 ／ｆw ＜８．０ ・・・・（４） νd1＞６２．８ ・・・・（５） を満足することが望ましい。条件（４）の上限を超える
と、諸収差、特にコマ収差の補正が困難になり、下限を
超えると、色収差の補正が困難になる。また、条件
（５）の下限を超えると、色収差の補正が困難となる。
なお、第３群の１枚の負レンズは、物体側に凹面を向け
た負メニスカスレンズあるいは両凹レンズから構成する
ことができる。また、第２群と第３群にそれぞれ含まれ
る１枚の非球面は、第２群の最も像側の面と、第３群の
物体側の面との２面に用いることができる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例１〜６について説明す
る。各実施例のレンズデータは後記するが、実施例１、
３〜６のワイド端（Ｗ）とテレ端（Ｔ）のレンズ断面を
図１に、また、実施例２のワイド端（Ｗ）とテレ端
（Ｔ）のレンズ断面を図２に示す。図示の通り、何れの
実施例も、第１群Ｇ１は物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズ１枚より構成され、第２群Ｇ２は物体側より
物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズの
２枚から構成されている。絞りは、第２群の直前に位置
し、第２群と一体になって移動する。第３群Ｇ３は、実
施例２においては物体側に凹面を向けた負メニスカスレ
ンズ１枚、他の実施例においては両凹レンズ１枚により
構成されている。
【００１５】非球面については、何れの実施例も第２群
の最も像面側の面と第３群の物体側の面との２面に用い
られている。
【００１６】これらの実施例１〜６のワイド端（Ｗ）、
スタンダード状態（Ｓ）、テレ端（Ｔ）における収差図
をそれぞれ図３〜図８に示す。
【００１７】次に、各実施例のレンズデータを示すが、
以下において、記号は、上記の外、ｆは全系の焦点距
離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角、ｆB はバックフォ
ーカス、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、
ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズ
のｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数で
あり、また、非球面形状は、光軸方向をｘ、光軸に直交
する方向をｙとした時、次の式で表される。
【００１８】 ｘ=(ｙ2/ｒ）／［1+｛1-Ｐ( ｙ2/ｒ2)｝1/2 ］＋A4ｙ4
＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8 ＋A10 ｙ10 ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、A4、A6、A8
は非球面係数である。
【００１９】実施例１ ｆ ＝ 36.22〜 45.78〜 57.89 ＦNO＝ 5.79〜 6.93〜 8.28 ２ω＝ 61.62〜 50.52〜 40.92° ｆB ＝ 16.13〜 25.05〜 36.23 ｒ1 = 10.6571 ｄ1 = 1.986 ｎd1 =1.49700 νd1 =81.61 ｒ2 = 14.5404 ｄ2 = （可変） ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 2.011 ｒ4 = -8.1675 ｄ4 = 1.058 ｎd2 =1.78470 νd2 =26.30 ｒ5 = -21.7067 ｄ5 = 0.800 ｒ6 = 29.3789 ｄ6 = 2.707 ｎd3 =1.57309 νd3 =42.57 ｒ7 = -8.4099(非球面) ｄ7 = （可変） ｒ8 = -13.2854(非球面) ｄ8 = 1.712 ｎd4 =1.49260 νd4 =58.02 r9 = 100.0794 ズーム間隔 非球面係数 第７面 Ｐ =1 A4 = 0.27817×10-3 A6 = 0.16008×10-5 A8 = 0.46318×10-7 A10=-0.60451×10-9 第８面 Ｐ =1 A4 = 0.11693×10-3 A6 =-0.87788×10-6 A8 = 0.83045×10-9 実施例２ ｆ ＝ 36.22〜 45.78〜 57.90 ＦNO＝ 5.79〜 6.93〜 8.28 ２ω＝ 61.62〜 50.52〜 40.92° ｆB ＝ 13.61〜 21.92〜 32.29 ｒ1 = 12.7195 ｄ1 = 1.909 ｎd1 =1.43875 νd1 =94.97 ｒ2 = 22.8635 ｄ2 = （可変） ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 2.011 r4 = -8.5139 ｄ4 = 1.058 ｎd2 =1.78470 νd2 =26.30 ｒ5 = -20.9242 ｄ5 = 0.800 ｒ6 = 45.7467 ｄ6 = 2.704 ｎd3 =1.57309 νd3 =42.57 ｒ7 = -8.7756(非球面) ｄ7 = （可変） ｒ8 = -13.1353(非球面) ｄ8 = 1.799 ｎd4 =1.56873 νd4 =63.16 ｒ9 = -214.1752 ズーム間隔 非球面係数 第７面 Ｐ =1 A4 = 0.19078×10-3 A6 = 0.16506×10-5 A8 = 0.46318×10-7 A10=-0.60451×10-9 第８面 Ｐ =1 A4 = 0.74661×10-4 A6 =-0.18561×10-6 A8 = 0.83045×10-9 実施例３ ｆ ＝ 36.22〜 45.78〜 57.90 ＦNO＝ 5.79〜 6.93〜 8.42 ２ω＝ 61.62〜 50.52〜 40.92° ｆB ＝15.378〜 22.99〜 32.55 ｒ1 = 11.6088 ｄ1 = 1.909 ｎd1 =1.43875 νd1 =94.97 ｒ2 = 22.5370 ｄ2 = （可変） ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 2.011 ｒ4 = -8.2726 ｄ4 = 1.058 ｎd2 =1.78470 νd2 =26.30 ｒ5 = -24.3566 ｄ5 = 0.800 ｒ6 = 31.1133 ｄ6 = 2.705 ｎd3 =1.57309 νd3 =42.57 ｒ7 = -7.7297(非球面) ｄ7 = （可変） ｒ8 = -10.8385(非球面) ｄ8 = 1.799 ｎd4 =1.56873 νd4 =63.16 ｒ9 = 169.4029 ズーム間隔 非球面係数 第７面 Ｐ =1 A4 = 0.35384×10-3 A6 = 0.25257×10-5 A8 = 0.46318×10-7 A10=-0.60451×10-9 第８面 Ｐ =1 A4 = 0.19951×10-3 A6 =-0.82385×10-6 A8 = 0.83045×10-9 実施例４ ｆ ＝ 36.22〜 45.78〜 57.91 ＦNO＝ 5.80〜 6.93〜 8.28 ２ω＝ 61.61〜 50.51〜 40.91° ｆB ＝ 18.31〜 26.56〜 36.93 ｒ1 = 9.4100 ｄ1 = 1.909 ｎd1 =1.43875 νd1 =94.97 ｒ2 = 15.1210 ｄ2 = （可変） ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 2.011 ｒ4 = -8.3204 ｄ4 = 1.058 ｎd2 =1.78470 νd2 =26.30 ｒ5 = -24.1590 ｄ5 = 0.670 ｒ6 = 23.0131 ｄ6 = 2.690 ｎd3 =1.57309 νd3 =42.57 ｒ7 = -7.5850(非球面) ｄ7 = （可変） ｒ8 = -9.6181(非球面) ｄ8 = 1.739 ｎd4 =1.51633 νd4 =64.15 ｒ9 = 111.1176 ズーム間隔 非球面係数第７面 Ｐ =1 A4 = 0.46750×10-3 A6 = 0.22570×10-5 A8 = 0.46318×10-7 A10=-0.60451×10-9 第８面 Ｐ =1 A4 = 0.28202×10-3 A6 =-0.18676×10-5 A8 =-0.23782×10-8 実施例５ ｆ ＝ 36.18〜 45.80〜 57.90 ＦNO＝ 5.78〜 6.93〜 8.28 ２ω＝ 61.68〜 50.50〜 40.92° ｆB ＝ 20.59〜 30.93〜 43.92 ｒ1 = 9.4616 ｄ1 = 3.602 ｎd1 =1.43875 νd1 =94.97 ｒ2 = 9.6905 ｄ2 = （可変） ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 2.011 ｒ4 = -6.1952 ｄ4 = 1.058 ｎd2 =1.78470 νd2 =26.30 ｒ5 = -9.1103 ｄ5 = 0.908 ｒ6 = 24.1212 ｄ6 = 2.760 ｎd3 =1.49260 νd3 =58.02 ｒ7 = -7.5897(非球面) ｄ7 = （可変） ｒ8 = -15.0885(非球面) ｄ8 = 1.712 ｎd4 =1.49260 νd4 =58.02 ｒ9 = 30.6442 ズーム間隔 非球面係数 第７面 Ｐ =1.1233 A4 = 0.42060×10-3 A6 = 0.38750×10-5 A8 =-0.16984×10-6 A10= 0.73604×10-8 第８面 Ｐ =4.0304 A4 = 0.26458×10-3 A6 =-0.29259×10-5 A8 = 0.78774×10-7 A10=-0.35482×10-9 実施例６ ｆ ＝ 36.18〜 45.80〜 57.90 ＦNO＝ 5.79〜 6.93〜 8.28 ２ω＝ 61.68〜 50.50〜 40.92° ｆB ＝ 20.99〜 32.82〜 47.69 ｒ1 = 10.1786 ｄ1 = 3.875 ｎd1 =1.54771 νd1 =62.83 ｒ2 = 9.5139 ｄ2 = （可変） ｒ3 = ∞（絞り） ｄ3 = 2.011 ｒ4 = -6.6277 ｄ4 = 1.058 ｎd2 =1.78470 νd2 =26.30 ｒ5 = -10.3059 ｄ5 = 1.000 ｒ6 = 31.3906 ｄ6 = 2.760 ｎd3 =1.56883 νd3 =56.34 ｒ7 = -8.7333(非球面) ｄ7 = （可変） ｒ8 = -24.1341(非球面) ｄ8 = 1.799 ｎd4 =1.56873 νd4 =63.16 ｒ9 = 37.8565 ズーム間隔 非球面係数 第７面 Ｐ =0.9841 A4 = 0.22375×10-3 A6 = 0.33182×10-5 A8 =-0.20903×10-6 A10= 0.58505×10-8 第８面 Ｐ =1.5619 A4 = 0.63520×10-4 A6 =-0.22259×10-5 A8 = 0.38320×10-7 A10=-0.43135×10-9 次に、上記実施例１〜６の条件（１）〜（５）に対応す
る値を次表に示す。
【００２０】
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のコンパク
トな３群ズームレンズは、実施例及びその断面図より明
らかなように、レンズ径方向の小型化を達成し、また、
バックフォーカスを長くとることにより、カメラ収納時
の光学系の沈胴化も容易になり、光軸方向の小型化も達
成していて、コンパクトカメラに適したズームレンズと
なっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１、３〜６のレンズ断面図で、（Ｗ）は
ワイド端、（Ｔ）はテレ端における断面を示す。
【図２】実施例２の図１と同様なレンズ断面図である。
【図３】実施例１の収差図で、（Ｗ）はワイド端、
（Ｓ）はスタンダード状態、（Ｔ）はテレ端の収差図で
ある。
【図４】実施例２の図３と同様な収差図である。
【図５】実施例３の図３と同様な収差図である。
【図６】実施例４の図３と同様な収差図である。
【図７】実施例５の図３と同様な収差図である。
【図８】実施例６の図３と同様な収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１群 Ｇ２…第２群 Ｇ３…第３群
───────────────────────────────────────────────────── 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 (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体側より順に、正の焦点距離の第１
    群、正の焦点距離の第２群、負の焦点距離の第３群にて
    構成され、ワイド側からテレ側へ変倍の際、第１群と第
    ２群間間隔が増大し、第２群と第３群間間隔が減少する
    ように、第１群、第２群、第３群全てが物体側へ移動す
    るズームレンズであって、以下の条件式を満たすことを
    特徴とするコンパクトな３群ズームレンズ： （１） ０．３４＜ｆ3 （１−β3W）／ｆW ＜１．０
    ０ （２） ０．３０＜ｆ2 ／ｆW ＜０．９０ ただし、ｆW はワイド端における全系焦点距離、β3Wは
    ワイド端における第３群の結像倍率、ｆ2 、ｆ3 はそれ
    ぞれ第２群、第３群の焦点距離である。
  2. 【請求項２】 前記ワイド側からテレ側への変倍に際し
    て、前記第１群と前記第３群とが一体となって物体側へ
    移動するように構成されたことを特徴とする請求項１記
    載のコンパクトな３群ズームレンズ。
  3. 【請求項３】 前記ズームレンズが、以下の条件式
    （３）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載
    のコンパクトな３群ズームレンズ： （３） ０．４０＜Ｌ23W ／ＩＨ＜１．０５ ただし、Ｌ23W は第２群の最も物体よりの面から第３群
    の最も像面よりの面までのワイド時における距離、ＩＨ
    は画面対角長の半分の値である。
  4. 【請求項４】 前記ズームレンズが、物体側から順に、
    物体側に凸面を向けた１枚の正メニスカスレンズで構成
    される第１群と、物体側より、絞り、物体側に凹面を向
    けた負メニスカスレンズ、正レンズの２枚で構成される
    第２群と、１枚の負レンズで構成される第３群とにより
    構成され、前記第２群と前記第３群にそれぞれ１枚の非
    球面を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１
    項記載のコンパクトな３群ズームレンズ。
  5. 【請求項５】 前記ズームレンズが、以下の条件式
    （４）及び（５）を満足することを特徴とする請求項４
    記載のコンパクトな３群ズームレンズ： （４） １．２＜ｆ1 ／ｆw ＜８．０ （５） νd1＞６２．８ ただし、ｆw はワイド時における全系焦点距離、ｆ1 は
    第１群の焦点距離、νd1は第１群のｄ線におけるアッベ
    数である。
  6. 【請求項６】 前記第３群の１枚の負レンズが、物体側
    に凹面を向けた負メニスカスレンズからなることを特徴
    とする請求項４又は５記載のコンパクトな３群ズームレ
    ンズ。
  7. 【請求項７】 前記第３群の１枚の負レンズが、両凹レ
    ンズからなることを特徴とする請求項４又は５記載のコ
    ンパクトな３群ズームレンズ。
  8. 【請求項８】 前記非球面が、前記第２群の最も像側の
    面と、前記第３群の物体側の面との２面に用いられてい
    ることを特徴とする請求項４又は５記載のコンパクトな
    ３群ズームレンズ。
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