JP3133435B2 - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JP3133435B2 JP3133435B2 JP03336409A JP33640991A JP3133435B2 JP 3133435 B2 JP3133435 B2 JP 3133435B2 JP 03336409 A JP03336409 A JP 03336409A JP 33640991 A JP33640991 A JP 33640991A JP 3133435 B2 JP3133435 B2 JP 3133435B2
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- Japan
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- lens
- lens group
- focal length
- group
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- G—PHYSICS
- 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 ++-
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として一眼レフカメ
ラよりバックフォーカスに関する制約が少ないコンパク
トカメラに適したズームレンズに関し、特に2.5倍以
上の高変倍比を有するズームレンズに関する。
ラよりバックフォーカスに関する制約が少ないコンパク
トカメラに適したズームレンズに関し、特に2.5倍以
上の高変倍比を有するズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】コンパクトカメラ用のズームレンズとし
ては、従来から種々のタイプが知られているが、3群以
上のレンズ群からなり、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。
ては、従来から種々のタイプが知られているが、3群以
上のレンズ群からなり、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。
【0003】(i)正、負、正、負の4つのレンズ群か
ら構成され、第2群と第3群との間に絞りが設けられ、
全てのレンズ群が物体側に別々に移動(4群の内の一部
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号公報、同63−1598
18号公報、同63−157120号公報参照)
ら構成され、第2群と第3群との間に絞りが設けられ、
全てのレンズ群が物体側に別々に移動(4群の内の一部
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号公報、同63−1598
18号公報、同63−157120号公報参照)
【0004】(ii)正、正、負の3つのレンズ群から
構成され、第2群中に絞りが設けられ、全てのレンズ群
が物体側に別々に移動する3群ズームタイプ(例えば、
特開昭63−153511号公報、同63−16142
3号公報参照)。
構成され、第2群中に絞りが設けられ、全てのレンズ群
が物体側に別々に移動する3群ズームタイプ(例えば、
特開昭63−153511号公報、同63−16142
3号公報参照)。
【0005】(iii)正、正、負の3つのレンズ群か
ら構成され、第2群と第3群との間に絞りが設けられ、
全てのレンズ群が物体側に移動する3群ズームタイプ
(例えば、本件出願人の出願に係わる特願昭63−22
5294号参照)。
ら構成され、第2群と第3群との間に絞りが設けられ、
全てのレンズ群が物体側に移動する3群ズームタイプ
(例えば、本件出願人の出願に係わる特願昭63−22
5294号参照)。
【0006】(iv)上記(iii)と同様の構成で、
第2群が独立して移動する前群と後群とに分割される実
質的な4群ズームタイプ(上記特願昭63−22529
4号の実施例3参照)。
第2群が独立して移動する前群と後群とに分割される実
質的な4群ズームタイプ(上記特願昭63−22529
4号の実施例3参照)。
【0007】
【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つのレンズ群全てを別々に移動するため多
くのカムを必要とし、コンパクトカメラ用レンズの小さ
いスペースの中にこれらのカムを設けることは機構的に
難しいという課題がある。
のタイプは4つのレンズ群全てを別々に移動するため多
くのカムを必要とし、コンパクトカメラ用レンズの小さ
いスペースの中にこれらのカムを設けることは機構的に
難しいという課題がある。
【0008】また、(i)、(ii)のタイプは、製造
誤差に対する結像性能の劣化が大きい第2群と第3群と
の間、あるいは第2群中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ため、レンズ群の中心軸
の機械的精度が出しにくく、しかも、僅かな誤差によっ
ても結像性能が大きく劣化するため、光学性能を安定さ
せることが難しい。
誤差に対する結像性能の劣化が大きい第2群と第3群と
の間、あるいは第2群中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ため、レンズ群の中心軸
の機械的精度が出しにくく、しかも、僅かな誤差によっ
ても結像性能が大きく劣化するため、光学性能を安定さ
せることが難しい。
【0009】また、従来の3群もしくは4群ズームタイ
プの最終負レンズ群は他のレンズ群と比べてパワーが大
きく、さらに物体側より順に、正、負、負あるいは正、
負、正のレンズ群を配列して3群3枚あるいは2群3枚
のレンズ構成となっているので、レンズ枚数が多く、し
かも各レンズのパワーが大きいので製作誤差、組立誤差
による性能劣化や温度、湿度の変化によるピント変化が
大きいという問題があった。これらの性能劣化、ピント
変化はレンズ全長を小さくするほど増大する傾向があ
る。
プの最終負レンズ群は他のレンズ群と比べてパワーが大
きく、さらに物体側より順に、正、負、負あるいは正、
負、正のレンズ群を配列して3群3枚あるいは2群3枚
のレンズ構成となっているので、レンズ枚数が多く、し
かも各レンズのパワーが大きいので製作誤差、組立誤差
による性能劣化や温度、湿度の変化によるピント変化が
大きいという問題があった。これらの性能劣化、ピント
変化はレンズ全長を小さくするほど増大する傾向があ
る。
【0010】また、従来のズームレンズでは諸収差を補
正するために、最終レンズ群の第1レンズにアッベ数の
小さいガラス硝材を採用し、後段にパワーの大きい2枚
以上の負レンズを設けていたためレンズ構成枚数が多く
なっていた。
正するために、最終レンズ群の第1レンズにアッベ数の
小さいガラス硝材を採用し、後段にパワーの大きい2枚
以上の負レンズを設けていたためレンズ構成枚数が多く
なっていた。
【0011】本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み
なされたもので、2.5倍以上の高変倍比を備え、レン
ズの全長が短くてレンズ構成枚数も少なく、製作誤差、
組立誤差による性能劣化や温度、湿度の変化によるピン
ト変化を抑えたコンパクトカメラに適するズームレンズ
を提供することを目的とする。
なされたもので、2.5倍以上の高変倍比を備え、レン
ズの全長が短くてレンズ構成枚数も少なく、製作誤差、
組立誤差による性能劣化や温度、湿度の変化によるピン
ト変化を抑えたコンパクトカメラに適するズームレンズ
を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、上記の目的を達成するため、物体側より順に、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レンズ群の
少なくとも3つのレンズ群から構成され、短焦点側から
長焦点側へズーミングするとき、前記第1レンズ群と前
記第2レンズ群との間隔を増大させ、前記第2レンズ群と
前記第3レンズ群との間隔を減少させるように前記第1、
第2及び第3レンズ群を物体側へ移動させ、前記第3レン
ズ群は、物体側より順に、パワーの小さい第3aレンズ
と、負のパワーの大きい第3bレンズとから構成され、か
つ前記第3aレンズが少なくとも1つの非球面を有し、以
下の条件(a)、(b)、(c)及び(d)を満たすことを特徴とす
るズームレンズ。 (a) -0.2 < f3 / f3a < 0.3 (b) 0.7 < f3 / f3b < 1.2 (c) 50 < ν3a (d) -1.0 < IIISP / ΔIIIASP < 0 ただし、 f3:第3レンズ群の焦点距離、 f3a:第3レンズ群の第3aレンズの焦点距離、 f3b:第3レンズ群の第3bレンズの焦点距離、 ν3a:第3レンズ群の第3aレンズのアッベ数、 IIISP:第3レンズ群の第3aレンズの非球面の3次の非点
収差係数の球面項の係数(短焦点側の全系の焦点距離を
1.0に換算したときの収差係数)、 ΔIIIASP:第3レンズ群の第3aレンズの非球面による3次
の非点収差係数の変化量、 とする。
は、上記の目的を達成するため、物体側より順に、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レンズ群の
少なくとも3つのレンズ群から構成され、短焦点側から
長焦点側へズーミングするとき、前記第1レンズ群と前
記第2レンズ群との間隔を増大させ、前記第2レンズ群と
前記第3レンズ群との間隔を減少させるように前記第1、
第2及び第3レンズ群を物体側へ移動させ、前記第3レン
ズ群は、物体側より順に、パワーの小さい第3aレンズ
と、負のパワーの大きい第3bレンズとから構成され、か
つ前記第3aレンズが少なくとも1つの非球面を有し、以
下の条件(a)、(b)、(c)及び(d)を満たすことを特徴とす
るズームレンズ。 (a) -0.2 < f3 / f3a < 0.3 (b) 0.7 < f3 / f3b < 1.2 (c) 50 < ν3a (d) -1.0 < IIISP / ΔIIIASP < 0 ただし、 f3:第3レンズ群の焦点距離、 f3a:第3レンズ群の第3aレンズの焦点距離、 f3b:第3レンズ群の第3bレンズの焦点距離、 ν3a:第3レンズ群の第3aレンズのアッベ数、 IIISP:第3レンズ群の第3aレンズの非球面の3次の非点
収差係数の球面項の係数(短焦点側の全系の焦点距離を
1.0に換算したときの収差係数)、 ΔIIIASP:第3レンズ群の第3aレンズの非球面による3次
の非点収差係数の変化量、 とする。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0014】実施例のズームレンズは、物体側より順
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
レンズ群とを配列して構成される3群の望遠タイプのズ
ームレンズである。
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
レンズ群とを配列して構成される3群の望遠タイプのズ
ームレンズである。
【0015】このズームレンズの第3レンズ群は、物体
側より順に、パワーの小さい第3aレンズと、負のパワ
ーの大きい第3bレンズとを配置して構成される2枚構
成で、少なくとも1枚の非球面を採用して、以下の条件
(a)、(b)及び(c)を満足させることによりレン
ズ構成枚数の低減とレンズ全長の小型化を図っている。
側より順に、パワーの小さい第3aレンズと、負のパワ
ーの大きい第3bレンズとを配置して構成される2枚構
成で、少なくとも1枚の非球面を採用して、以下の条件
(a)、(b)及び(c)を満足させることによりレン
ズ構成枚数の低減とレンズ全長の小型化を図っている。
【0016】 (a)−0.2<f3/f3a<0.3 (b)0.7<f3/f3b<1.2 (c)50<ν3a ただし、 f3:第3レンズ群の焦点距離、 f3a:第3レンズ群の第3aレンズの焦点距離、 f3b:第3レンズ群の第3bレンズの焦点距離、 ν3a:第3レンズ群の第3aレンズのアッベ数、 とする。
【0017】条件(a)の上限を越えると第3aレンズ
の負担が大きくなり非点収差等の収差の補正が困難とな
る。一方、下限を下回ると最終負レンズ群中の最も物体
側に位置する正レンズのパワーが大きくなり、これに伴
って後段の負レンズ群のパワーも大きくなるため、製作
誤差、組立誤差による性能劣化や温度、湿度の変化によ
るピント変化が大きくなる。
の負担が大きくなり非点収差等の収差の補正が困難とな
る。一方、下限を下回ると最終負レンズ群中の最も物体
側に位置する正レンズのパワーが大きくなり、これに伴
って後段の負レンズ群のパワーも大きくなるため、製作
誤差、組立誤差による性能劣化や温度、湿度の変化によ
るピント変化が大きくなる。
【0018】条件(b)は第3bレンズのパワーに関す
るもので、上限を越えるとレンズ枚数を増やさない限り
諸収差の補正が困難となる。一方、下限を下回ると第3
aレンズの負のパワーが大きくなり非点収差の補正が困
難となる。
るもので、上限を越えるとレンズ枚数を増やさない限り
諸収差の補正が困難となる。一方、下限を下回ると第3
aレンズの負のパワーが大きくなり非点収差の補正が困
難となる。
【0019】条件(c)は色収差を補正するためのもの
で、下限を下回ると倍率色収差の補正が困難となる。
で、下限を下回ると倍率色収差の補正が困難となる。
【0020】なお、非球面を採用するにあたって、第3
aレンズはレンズ径が小さく、しかも条件(a)により
パワーを小さく抑えられているので、第3aレンズに設
けることが製作上も有利である。
aレンズはレンズ径が小さく、しかも条件(a)により
パワーを小さく抑えられているので、第3aレンズに設
けることが製作上も有利である。
【0021】さらに、非点収差係数において球面の項と
非球面の項とを逆符号とするような非球面を採用するこ
とが収差補正の面からも非球面の製作誤差の抑制の面か
らも好ましく、以下の条件(d)を満たすような非球面
を採用することが好ましい。
非球面の項とを逆符号とするような非球面を採用するこ
とが収差補正の面からも非球面の製作誤差の抑制の面か
らも好ましく、以下の条件(d)を満たすような非球面
を採用することが好ましい。
【0022】 (d)−1.0<IIISP/ΔIIIASP<0 ただし、 IIISP:第3レンズ群の非球面の3次の非点収差係
数の球面項の係数(短焦点側の全系の焦点距離を1.0
に換算したときの収差係数)、 ΔIIIASP:第3レンズ群の非球面による3次の非
点収差係数の変化量、 とする。
数の球面項の係数(短焦点側の全系の焦点距離を1.0
に換算したときの収差係数)、 ΔIIIASP:第3レンズ群の非球面による3次の非
点収差係数の変化量、 とする。
【0023】ここで、非球面による3次の球面収差係数
の変化量について補足する。非球面形状は一般的に数式
1のように表わせる。
の変化量について補足する。非球面形状は一般的に数式
1のように表わせる。
【0024】
【数1】
【0025】これを、以下のように置き換えて焦点距離
f=1.0に換算すると非球面形状は数式2のように表
せる。
f=1.0に換算すると非球面形状は数式2のように表
せる。
【0026】 x=x/f y=y/f c=fc A4=f3α4 A6=f5α6 A8=f7α8 A10=f9α10
【0027】
【数2】
【0028】そして、第2項以下は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と以下
のような関係がある。 Φ=8(N′−N)A4
もので、第2項の係数A4は3次の非球面係数Φと以下
のような関係がある。 Φ=8(N′−N)A4
【0029】但し、Nは非球面の前の屈折率で、N′は
非球面の後の屈折率である。非球面係数Φは、収差論の
3次の収差係数に対し次に示す変化量をもたらす。
非球面の後の屈折率である。非球面係数Φは、収差論の
3次の収差係数に対し次に示す変化量をもたらす。
【0030】 ΔI=h4Φ ΔII=h3HΦ ΔIII=h2H2Φ ΔIV=h2H2Φ ΔV=hH3Φ 但し、I:球面収差係数、 II:コマ収差係数、 III:非点収差係数、 IV:球欠像面湾曲係数、 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、 H:瞳の中心を通る近軸軸外光線の高さ、 とする。
【0031】条件(d)の上限を越えると球面の項と非
球面の項とが同符号となり、一方下限を下回ると球面の
項より非球面の項の非点収差係数が小さくなるので、非
球面を採用した効果が減少してしまう。
球面の項とが同符号となり、一方下限を下回ると球面の
項より非球面の項の非点収差係数が小さくなるので、非
球面を採用した効果が減少してしまう。
【0032】また、第3レンズ群の第3aレンズにアッ
ベ数の大きいプラスチックレンズを採用し、そのパワー
を小さくすれば温度、湿度の変化によるピント変化を抑
えることができ、コスト的にも有利である。
ベ数の大きいプラスチックレンズを採用し、そのパワー
を小さくすれば温度、湿度の変化によるピント変化を抑
えることができ、コスト的にも有利である。
【0033】なお、第3レンズ群の第3aレンズにプラ
スチックレンズを採用する場合には、鏡枠の温度、湿度
変化によるピント変化を防止するためにパワーの小さい
正レンズとすることが好ましい。
スチックレンズを採用する場合には、鏡枠の温度、湿度
変化によるピント変化を防止するためにパワーの小さい
正レンズとすることが好ましい。
【0034】次に、本発明に係るズームレンズの数値構
成例1〜3を記載する。
成例1〜3を記載する。
【0035】ここで、rはレンズ各面の曲率半径(単位
はmm)、nは各レンズのd線の屈折率、νは各レンズ
のd線のアッベ数である。また、α4、α6、α8はそ
れぞれ、4次、6次、8次の非球面係数である。なお、
面番号に記号*を付したものは非球面を示している。
はmm)、nは各レンズのd線の屈折率、νは各レンズ
のd線のアッベ数である。また、α4、α6、α8はそ
れぞれ、4次、6次、8次の非球面係数である。なお、
面番号に記号*を付したものは非球面を示している。
【0036】
【実施例1】図1は実施例1の短焦点側のレンズ系構成
図である。具体的構成は表1に示す通りである。また、
各収差は図2、図3、図4に示す通りである。
図である。具体的構成は表1に示す通りである。また、
各収差は図2、図3、図4に示す通りである。
【0037】
【表1】
【0038】但し、変倍に伴ってFno.、f、fB、
ω、d4、d8の値は表2の通りに変化する。
ω、d4、d8の値は表2の通りに変化する。
【0039】
【表2】
【0040】
【実施例2】図5は実施例2の短焦点側のレンズ系構成
図である。具体的構成は表3に示す通りである。また、
各収差は図6、図7、図8に示す通りである。
図である。具体的構成は表3に示す通りである。また、
各収差は図6、図7、図8に示す通りである。
【0041】
【表3】
【0042】但し、変倍に伴ってFno.、f、fB、
ω、d4、d8の値は表4の通りに変化する。
ω、d4、d8の値は表4の通りに変化する。
【0043】
【表4】
【0044】
【実施例3】図9は,実施例3の短焦点側のレンズ系構
成図である。具体的構成は表5に示す通りである。ま
た、各収差は図10、図11、図12に示す通りであ
る。
成図である。具体的構成は表5に示す通りである。ま
た、各収差は図10、図11、図12に示す通りであ
る。
【0045】
【表5】
【0046】但し、変倍に伴ってFno.、f、fB、
ω、d4、d8の値は表6の通りに変化する。
ω、d4、d8の値は表6の通りに変化する。
【0047】
【表6】
【0048】上記各実施例の条件式に対応する値を表7
に示す。
に示す。
【0049】
【表7】
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、3群タイプという簡単な構成でありながら、特に
第3レンズ群のレンズ構成ならびにレンズ形状を工夫し
たことにより2.5倍以上の高変倍比を備え、全長の全
長が短くてレンズ構成枚数も少なく、製作誤差、組立誤
差による性能劣化や温度、湿度の変化によるピント変化
を抑えたコンパクトカメラに適する望遠タイプのズーム
レンズを提供することができる。
れば、3群タイプという簡単な構成でありながら、特に
第3レンズ群のレンズ構成ならびにレンズ形状を工夫し
たことにより2.5倍以上の高変倍比を備え、全長の全
長が短くてレンズ構成枚数も少なく、製作誤差、組立誤
差による性能劣化や温度、湿度の変化によるピント変化
を抑えたコンパクトカメラに適する望遠タイプのズーム
レンズを提供することができる。
【図1】実施例1の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図2】実施例1の諸収差図である。
【図3】実施例1の諸収差図である。
【図4】実施例1の諸収差図である。
【図5】実施例2の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図6】実施例2の諸収差図である。
【図7】実施例2の諸収差図である。
【図8】実施例2の諸収差図である。
【図9】実施例3の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図10】実施例3の諸収差図である。
【図11】実施例3の諸収差図である。
【図12】実施例3の諸収差図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)
- 【請求項1】物体側より順に、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レンズ群の少なくとも3つのレン
ズ群から構成され、短焦点側から長焦点側へズーミング
するとき、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔
を増大させ、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間
隔を減少させるように前記第1、第2及び第3レンズ群を
物体側へ移動させ、前記第3レンズ群は、物体側より順
に、パワーの小さい第3aレンズと、負のパワーの大きい
第3bレンズとから構成され、かつ前記第3aレンズが少な
くとも1つの非球面を有し、以下の条件(a)、(b)、(c)
及び(d)を満たすことを特徴とするズームレンズ。 (a) -0.2 < f3 / f3a < 0.3 (b) 0.7 < f3 / f3b < 1.2 (c) 50 < ν3a (d) -1.0 < IIISP / ΔIIIASP < 0 ただし、 f3:第3レンズ群の焦点距離、 f3a:第3レンズ群の第3aレンズの焦点距離、 f3b:第3レンズ群の第3bレンズの焦点距離、 ν3a:第3レンズ群の第3aレンズのアッベ数、 IIISP:第3レンズ群の第3aレンズの非球面の3次の非点
収差係数の球面項の係数(短焦点側の全系の焦点距離を
1.0に換算したときの収差係数)、 ΔIIIASP:第3レンズ群の第3aレンズの非球面による3次
の非点収差係数の変化量、 とする。 - 【請求項2】前記第3レンズ群の第3aレンズはプラスチ
ックから形成されることを特徴とする請求項1に記載の
ズームレンズ。 - 【請求項3】前記第3レンズ群の第3aレンズは正レンズ
であることを特徴とする請求項2に記載のズームレン
ズ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03336409A JP3133435B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ズームレンズ |
| GB9222039A GB2260826A (en) | 1991-10-22 | 1992-10-20 | Three group zoom lens having aspheric surface(s) |
| US07/963,743 US5260833A (en) | 1991-10-22 | 1992-10-20 | Zoom lens system |
| DE4235688A DE4235688A1 (de) | 1991-10-22 | 1992-10-22 | Zoomobjektivsystem |
| FR9212910A FR2682777B1 (fr) | 1991-10-22 | 1992-10-22 | Objectif zoom. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03336409A JP3133435B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ズームレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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