JP3204703B2 - 変倍レンズ - Google Patents
変倍レンズInfo
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- JP3204703B2 JP3204703B2 JP31221991A JP31221991A JP3204703B2 JP 3204703 B2 JP3204703 B2 JP 3204703B2 JP 31221991 A JP31221991 A JP 31221991A JP 31221991 A JP31221991 A JP 31221991A JP 3204703 B2 JP3204703 B2 JP 3204703B2
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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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変倍レンズに関し、特
に、レンズシャッターカメラ用のコンパクトな高変倍レ
ンズに関するものである。
に、レンズシャッターカメラ用のコンパクトな高変倍レ
ンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラの小型化に伴って変倍レン
ズも小型軽量化が図られている。特に、レンズ交換ので
きないレンズシャッターカメラにおいては、コンパクト
でしかも変倍比が３程度のレンズ系が求められている。
ズも小型軽量化が図られている。特に、レンズ交換ので
きないレンズシャッターカメラにおいては、コンパクト
でしかも変倍比が３程度のレンズ系が求められている。
【０００３】ところで、小型軽量化の要求を満足するよ
うにした変倍レンズとして、正の屈折力の前群と負の屈
折力の後群とよりなり、両レンズ群の間隔を変化させて
変倍をするレンズ系が知られている。しかし、このタイ
プの変倍レンズは、倍率が１よりも大きい負の屈折力を
有する後群により変倍が行われるので、変倍比を２以上
に高変倍比化することが難しい。
うにした変倍レンズとして、正の屈折力の前群と負の屈
折力の後群とよりなり、両レンズ群の間隔を変化させて
変倍をするレンズ系が知られている。しかし、このタイ
プの変倍レンズは、倍率が１よりも大きい負の屈折力を
有する後群により変倍が行われるので、変倍比を２以上
に高変倍比化することが難しい。
【０００４】この問題を解決し、変倍比を３程度に高変
倍比化した例としては、本出願人が開示した特開昭６３
−４３１１５号公報、特開昭６３−１５３５１１号公報
等に記載された、物体側より順に、正、正、負の３群、
あるいは、正、負、正、負の４群構成の例や、特開平１
−２５２９１５号公報、特開平１−２５２９１６号公報
等に記載された、物体側より順に、正、正、負の３群、
あるいは、正、負、正、負の４群構成の例がある。しか
し、これらの例は、非球面を用いても、レンズ構成枚数
が最少で１１枚、さらに、広角端の全長が大きく、小型
軽量化の点で問題を有していた。
倍比化した例としては、本出願人が開示した特開昭６３
−４３１１５号公報、特開昭６３−１５３５１１号公報
等に記載された、物体側より順に、正、正、負の３群、
あるいは、正、負、正、負の４群構成の例や、特開平１
−２５２９１５号公報、特開平１−２５２９１６号公報
等に記載された、物体側より順に、正、正、負の３群、
あるいは、正、負、正、負の４群構成の例がある。しか
し、これらの例は、非球面を用いても、レンズ構成枚数
が最少で１１枚、さらに、広角端の全長が大きく、小型
軽量化の点で問題を有していた。
【０００５】また、さらに、本出願人は、特開平３−１
７６０９号公報、特開平３−４５９１６号公報に開示し
たように、半径方向に屈折率分布を有する屈折率分布型
レンズあるは非球面を用いて、変倍比が約３の変倍レン
ズを超小型化した光学系を提案した。しかし、これらの
例も、レンズ枚数が９枚以上で、軽量化という点では十
分満足できるものではないという問題を有していた。
７６０９号公報、特開平３−４５９１６号公報に開示し
たように、半径方向に屈折率分布を有する屈折率分布型
レンズあるは非球面を用いて、変倍比が約３の変倍レン
ズを超小型化した光学系を提案した。しかし、これらの
例も、レンズ枚数が９枚以上で、軽量化という点では十
分満足できるものではないという問題を有していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであり、その目的は、変倍比が
約３、レンズ枚数が少なくて、しかも全長が短く、広角
端から望遠端にかけて諸収差が十分補正された小型軽量
な変倍レンズを提供することである。
題に鑑みてなされたものであり、その目的は、変倍比が
約３、レンズ枚数が少なくて、しかも全長が短く、広角
端から望遠端にかけて諸収差が十分補正された小型軽量
な変倍レンズを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するめの手段】上記目的を達成する本発明
の変倍レンズは、物体側より順に、全体として正の屈折
力を有する第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有
する第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第
３レンズ群とよりなり、広角端から望遠端にかけて、第
１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔は増加し、第２レ
ンズ群と第３レンズ群の空気間隔は減少するように各レ
ンズ群が移動することにより変倍を行うレンズ系におい
て、以下の条件式（１）、（２）、（３−１）を満足
し、前記レンズ系中の絞りよりも物体側に配置されたレ
ンズの広角端における合成焦点距離が以下の条件（６−
１）を満足し、さらに、最も像側の負の屈折力を有する
レンズ群に光軸から離れるに従って負の屈折力が弱くな
るような非球面を少なくとも１面用いることを特徴とす
るものである。 （１） ０．２＜ｆW ／ｆ1 ＜０．５ （２） ０．１５＜ｆ2 ／ｆ1 ＜０．４５ （３−１） −０．７６＜ｆ3 ／ｆW ＜−０．６ （６−１） −０．８２１＜ｆW ／ｆS ＜−０．６１２ ここで、ｆW は広角端での全系の合成焦点距離、ｆ1 は
第１レンズ群の合成焦点距離、ｆ2 は第２レンズ群の合
成焦点距離、ｆ3 は第３レンズ群の合成焦点距離、ｆS
は絞りより物体側に配置されたレンズの広角端における
合成焦点距離である。
の変倍レンズは、物体側より順に、全体として正の屈折
力を有する第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有
する第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第
３レンズ群とよりなり、広角端から望遠端にかけて、第
１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔は増加し、第２レ
ンズ群と第３レンズ群の空気間隔は減少するように各レ
ンズ群が移動することにより変倍を行うレンズ系におい
て、以下の条件式（１）、（２）、（３−１）を満足
し、前記レンズ系中の絞りよりも物体側に配置されたレ
ンズの広角端における合成焦点距離が以下の条件（６−
１）を満足し、さらに、最も像側の負の屈折力を有する
レンズ群に光軸から離れるに従って負の屈折力が弱くな
るような非球面を少なくとも１面用いることを特徴とす
るものである。 （１） ０．２＜ｆW ／ｆ1 ＜０．５ （２） ０．１５＜ｆ2 ／ｆ1 ＜０．４５ （３−１） −０．７６＜ｆ3 ／ｆW ＜−０．６ （６−１） −０．８２１＜ｆW ／ｆS ＜−０．６１２ ここで、ｆW は広角端での全系の合成焦点距離、ｆ1 は
第１レンズ群の合成焦点距離、ｆ2 は第２レンズ群の合
成焦点距離、ｆ3 は第３レンズ群の合成焦点距離、ｆS
は絞りより物体側に配置されたレンズの広角端における
合成焦点距離である。
【０００８】
【０００９】この場合、第１レンズ群は、物体側より順
に、負レンズと正レンズで、第２レンズ群は、物体側よ
り順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズで、
第３レンズ群は、物体側より順に、正レンズと負レンズ
で構成され、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群に
少なくとも１面ずつの非球面を用いるようにすることが
できる。
に、負レンズと正レンズで、第２レンズ群は、物体側よ
り順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズで、
第３レンズ群は、物体側より順に、正レンズと負レンズ
で構成され、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群に
少なくとも１面ずつの非球面を用いるようにすることが
できる。
【００１０】また、第１レンズ群は、物体側より順に、
負レンズと正レンズで、第２レンズ群は、物体側より順
に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズで、第３
レンズ群は、物体側より順に、正レンズと負レンズで構
成され、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群に少な
くとも１面ずつの非球面を用いるようにすることもでき
る。
負レンズと正レンズで、第２レンズ群は、物体側より順
に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズで、第３
レンズ群は、物体側より順に、正レンズと負レンズで構
成され、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群に少な
くとも１面ずつの非球面を用いるようにすることもでき
る。
【００１１】
【００１２】
【作用】以下、上記構成を採用した理由と作用について
説明する。なお、３群構成の場合を中心にして話を進め
る。本発明の変倍レンズは、特に広角端での全長を短縮
するために、広角端においては、正の屈折力を有する第
１群と正の屈折力を有する第２群が近接して配置され、
第１群と第２群の空気間隔よりも大きな空気間隔を空け
て負の屈折力を有する第３群が配置されるような、いわ
ゆる望遠タイプを構成している。このタイプを採り、さ
らに全長の短縮化を図ろうとする場合、各群の屈折力を
強くすることによりその目的は達せられるが、必要なバ
ックフォーカスを確保し、十分な性能を満足するために
は、レンズ枚数を増やさなければならず、結果的に全長
の短縮化が図れなくなる。本発明の条件式（１）、
（２）は、第１群の合成焦点距離と、第１群と第２群の
間の合成焦点距離の比を規定することにより、第１群の
レンズ枚数を２枚程度に抑えながら、特に広角端の全長
を短縮するために設定されたものである。
説明する。なお、３群構成の場合を中心にして話を進め
る。本発明の変倍レンズは、特に広角端での全長を短縮
するために、広角端においては、正の屈折力を有する第
１群と正の屈折力を有する第２群が近接して配置され、
第１群と第２群の空気間隔よりも大きな空気間隔を空け
て負の屈折力を有する第３群が配置されるような、いわ
ゆる望遠タイプを構成している。このタイプを採り、さ
らに全長の短縮化を図ろうとする場合、各群の屈折力を
強くすることによりその目的は達せられるが、必要なバ
ックフォーカスを確保し、十分な性能を満足するために
は、レンズ枚数を増やさなければならず、結果的に全長
の短縮化が図れなくなる。本発明の条件式（１）、
（２）は、第１群の合成焦点距離と、第１群と第２群の
間の合成焦点距離の比を規定することにより、第１群の
レンズ枚数を２枚程度に抑えながら、特に広角端の全長
を短縮するために設定されたものである。
【００１３】条件式（１）、（２）の下限を越えると、
第１群の屈折力が弱くなり、第１群のレンズ枚数を２枚
程度にするのには望ましいが、全長を短縮するために
は、結果的に第２群の屈折力を強くしなくてはならず、
収差を補正するために逆に第２群のレンズ枚数の増加を
招いてしまい、好ましくない。また、条件式（１）、
（２）の上限を越えると、第１群で発生する収差が大き
くなりすぎて、第１群のレンズ枚数を増やさなければ、
その補正ができなくなる。さらに、条件式（２）の上
限、下限を越えると、第１群と第２群のバランスが崩れ
て、収差を補正したまま変倍比を３程度まで大きくする
ことが困難になる。
第１群の屈折力が弱くなり、第１群のレンズ枚数を２枚
程度にするのには望ましいが、全長を短縮するために
は、結果的に第２群の屈折力を強くしなくてはならず、
収差を補正するために逆に第２群のレンズ枚数の増加を
招いてしまい、好ましくない。また、条件式（１）、
（２）の上限を越えると、第１群で発生する収差が大き
くなりすぎて、第１群のレンズ枚数を増やさなければ、
その補正ができなくなる。さらに、条件式（２）の上
限、下限を越えると、第１群と第２群のバランスが崩れ
て、収差を補正したまま変倍比を３程度まで大きくする
ことが困難になる。
【００１４】また、バックフォーカスを一定に保ったま
ま広角端での全長を短縮するためには、第１群と第２群
の合成の正の屈折力を強める割合よりも、第３群の負の
屈折力を強める割合を大きくすることが望ましい。条件
式（３−１）は、必要なバックフォーカスを確保したま
ま、特に広角端での全長を短縮するために設けた式で、
条件式（３−１）の下限を越えると、第３群の負の屈折
力が弱くなりすぎて広角端での全長短縮化が図れなくな
り、その上限を越えると、全長の短縮化には好ましい
が、第３群で発生する正の歪曲収差と正の球面収差が大
きくなり、特に広角端での正の歪曲収差と望遠端での球
面収差の補正ができなくなってしまう。
ま広角端での全長を短縮するためには、第１群と第２群
の合成の正の屈折力を強める割合よりも、第３群の負の
屈折力を強める割合を大きくすることが望ましい。条件
式（３−１）は、必要なバックフォーカスを確保したま
ま、特に広角端での全長を短縮するために設けた式で、
条件式（３−１）の下限を越えると、第３群の負の屈折
力が弱くなりすぎて広角端での全長短縮化が図れなくな
り、その上限を越えると、全長の短縮化には好ましい
が、第３群で発生する正の歪曲収差と正の球面収差が大
きくなり、特に広角端での正の歪曲収差と望遠端での球
面収差の補正ができなくなってしまう。
【００１５】さらに、本発明のレンズ系では、条件式
（３−１）を満足すると同時に、第３群に光軸から離れ
るに従って負の屈折力が弱くなるような非球面を少なく
とも１面用いることで、特に広角端で発生が顕著な正の
歪曲収差がなお一層良好に補正できる。
（３−１）を満足すると同時に、第３群に光軸から離れ
るに従って負の屈折力が弱くなるような非球面を少なく
とも１面用いることで、特に広角端で発生が顕著な正の
歪曲収差がなお一層良好に補正できる。
【００１６】以上説明してきた構成により、本発明の変
倍レンズを達成することができるが、さらに以下の条件
を加えることにより、より良好なレンズ系を得ることが
できる。
倍レンズを達成することができるが、さらに以下の条件
を加えることにより、より良好なレンズ系を得ることが
できる。
【００１７】上記非球面の形状は、光軸との交点を原点
として、光軸方向にｘ軸、これに垂直な方向にｙ軸をと
った時、次の式にて表される。 ｘ=(ｙ2/ｒ）／［1+｛1-Ｐ( ｙ2/ｒ2)｝1/2 ］ ＋A4ｙ4 ＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8 ＋ A10ｙ10＋・・・・＋ A2iｙ2i＋・・・ ただし、ｒは基準球面の曲率半径、Ｐは円錐係数、A4、
A6、A8、A10 、・・、A2iは非球面係数である。
として、光軸方向にｘ軸、これに垂直な方向にｙ軸をと
った時、次の式にて表される。 ｘ=(ｙ2/ｒ）／［1+｛1-Ｐ( ｙ2/ｒ2)｝1/2 ］ ＋A4ｙ4 ＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8 ＋ A10ｙ10＋・・・・＋ A2iｙ2i＋・・・ ただし、ｒは基準球面の曲率半径、Ｐは円錐係数、A4、
A6、A8、A10 、・・、A2iは非球面係数である。
【００１８】本発明の負の屈折力を有する第３群に用い
る非球面は、広角端で最大像高に到達する主光線が非球
面を通過する光線高での非球面量をΔｘ、最大像高をｈ
とし、Σを非球面が複数用いられる時の和を表す時、次
の条件式（４）を満足することが望ましい。
る非球面は、広角端で最大像高に到達する主光線が非球
面を通過する光線高での非球面量をΔｘ、最大像高をｈ
とし、Σを非球面が複数用いられる時の和を表す時、次
の条件式（４）を満足することが望ましい。
【００１９】 （４） ０．１×10-2＜Σ｜Δｘ｜／ｈ＜０．３×10-1 この条件式（４）の下限を越えると、非球面量が小さく
なりすぎて、特に広角端での正の歪曲収差が補正できな
くなり、逆に、その上限を越えると、補正過剰になりす
ぎて好ましくない。
なりすぎて、特に広角端での正の歪曲収差が補正できな
くなり、逆に、その上限を越えると、補正過剰になりす
ぎて好ましくない。
【００２０】また、第３群中に用いる非球面は、どこに
用いても広角端で顕著な正の歪曲収差の補正が可能であ
るが、特に有効径の小さい第３群の最も物体側の面に用
いることが、コスト的に有利である。
用いても広角端で顕著な正の歪曲収差の補正が可能であ
るが、特に有効径の小さい第３群の最も物体側の面に用
いることが、コスト的に有利である。
【００２１】さらに、本発明のレンズ系では、広角端か
ら望遠端にかけての球面収差を良好に補正するために、
正の屈折力を有する第２群中に、光軸から離れるに従っ
て正の屈折力が弱くなるような非球面を少なくとも１面
用い、次の条件式（５）を満足するようにすることが望
ましい。
ら望遠端にかけての球面収差を良好に補正するために、
正の屈折力を有する第２群中に、光軸から離れるに従っ
て正の屈折力が弱くなるような非球面を少なくとも１面
用い、次の条件式（５）を満足するようにすることが望
ましい。
【００２２】 （５） ０．１×10-2＜Σ（｜Δｘm ｜／ｈm ）＜０．３×10-1 ここで、物点無限遠時の望遠端のマージナル光線が非球
面を通過する時の光線高をｈm 、その光線高での非球面
量をΔｘm で表し、Σを非球面が複数用いられる時の和
を表す。
面を通過する時の光線高をｈm 、その光線高での非球面
量をΔｘm で表し、Σを非球面が複数用いられる時の和
を表す。
【００２３】条件式（５）の下限を越えると、全系を通
して球面収差の補正ができなくなり、その上限を越える
と、球面収差が補正過剰になるばかりか、非球面量が大
きくなりすぎてコスト高となり、好ましくない。
して球面収差の補正ができなくなり、その上限を越える
と、球面収差が補正過剰になるばかりか、非球面量が大
きくなりすぎてコスト高となり、好ましくない。
【００２４】また、第２群中に用いる非球面は、どこに
用いても球面収差の補正が可能であるが、特にマージナ
ル光線の屈折力の大きい第２群の最も像側の面に用いる
ことで、その効果が最大限に発揮される。
用いても球面収差の補正が可能であるが、特にマージナ
ル光線の屈折力の大きい第２群の最も像側の面に用いる
ことで、その効果が最大限に発揮される。
【００２５】また、さらに、次の条件式を満足すること
で、なお一層の小型化が図られる。 （６−１） −０．８２１＜ｆW ／ｆS ＜−０．６１２ ここで、ｆS は絞りより物体側に配置されたレンズの広
角端における合成焦点距離である。
で、なお一層の小型化が図られる。 （６−１） −０．８２１＜ｆW ／ｆS ＜−０．６１２ ここで、ｆS は絞りより物体側に配置されたレンズの広
角端における合成焦点距離である。
【００２６】条件式（６−１）は、全系の入射瞳位置を
規定し、特に第１群の有効径を小さくしてレンズ系の小
型化を図るために設けた条件式で、その下限を越える
と、全系の入射瞳位置は近くなるが、絞りより物体側に
配置されたレンズの屈折力が強くなる結果、そこで発生
する収差が大きくなりすぎて、レンズ枚数を増やさなけ
ればその補正ができなくなってしまい、好ましくない。
また、その上限を越えると、全系の入射瞳配置が像側に
移動し、第１群の有効径が大きくなりすぎて、全系の小
型化が図れなくなる。
規定し、特に第１群の有効径を小さくしてレンズ系の小
型化を図るために設けた条件式で、その下限を越える
と、全系の入射瞳位置は近くなるが、絞りより物体側に
配置されたレンズの屈折力が強くなる結果、そこで発生
する収差が大きくなりすぎて、レンズ枚数を増やさなけ
ればその補正ができなくなってしまい、好ましくない。
また、その上限を越えると、全系の入射瞳配置が像側に
移動し、第１群の有効径が大きくなりすぎて、全系の小
型化が図れなくなる。
【００２７】さて、本発明の目的は、また、各群のレン
ズ構成の限定及び非球面の特定により、達成が可能であ
る。すなわち、変倍レンズは、色収差の補正上、各群に
異なる符号のレンズが少なくとも１枚ずつは必要である
という点に鑑み、本発明の光学系においては、正の屈折
力を有する第１群を、物体側より順に、負レンズと正レ
ンズの２枚、正の屈折力を有する第２群を、物体側より
順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、ある
いは、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズの４
枚、負の屈折力を有する第３群を、物体側より順に、正
レンズと負レンズの２枚で構成し、少なくとも第２群と
第３群に少なくとも１面ずつの非球面を用いることによ
り、少ないレンズ枚数でも、諸収差の補正が可能とな
る。なお、４群構成にする際は、正の屈折力を有する第
２群を、物体側のレンズ２枚による負の屈折力成分と、
像側のレンズ２枚による正の屈折力成分とに分けること
により、各群２枚構成の変倍レンズとすることが可能で
ある。
ズ構成の限定及び非球面の特定により、達成が可能であ
る。すなわち、変倍レンズは、色収差の補正上、各群に
異なる符号のレンズが少なくとも１枚ずつは必要である
という点に鑑み、本発明の光学系においては、正の屈折
力を有する第１群を、物体側より順に、負レンズと正レ
ンズの２枚、正の屈折力を有する第２群を、物体側より
順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、ある
いは、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズの４
枚、負の屈折力を有する第３群を、物体側より順に、正
レンズと負レンズの２枚で構成し、少なくとも第２群と
第３群に少なくとも１面ずつの非球面を用いることによ
り、少ないレンズ枚数でも、諸収差の補正が可能とな
る。なお、４群構成にする際は、正の屈折力を有する第
２群を、物体側のレンズ２枚による負の屈折力成分と、
像側のレンズ２枚による正の屈折力成分とに分けること
により、各群２枚構成の変倍レンズとすることが可能で
ある。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例１〜４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、図１に実施
例１の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の
レンズ配置を示す断面図を示す。図に示すように、この
変倍レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第
１群Ｇ１と正の屈折力を有する第２群Ｇ２と負の屈折力
を有する第３群Ｇ３よりなり、広角端から望遠端にかけ
て、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の空気間隔が増加し、第２
群Ｇ２と第３群Ｇ３の空気間隔は減少するように移動す
る。
る。各実施例のレンズデータは後記するが、図１に実施
例１の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の
レンズ配置を示す断面図を示す。図に示すように、この
変倍レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第
１群Ｇ１と正の屈折力を有する第２群Ｇ２と負の屈折力
を有する第３群Ｇ３よりなり、広角端から望遠端にかけ
て、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の空気間隔が増加し、第２
群Ｇ２と第３群Ｇ３の空気間隔は減少するように移動す
る。
【００２９】各群のレンズ構成は、第１群Ｇ１が、物体
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズとの２枚からなり、第２群Ｇ
２が、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹レ
ンズの接合レンズと、絞りと、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚か
らなり、第３群Ｇ３が、像側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの
２枚からなる。
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズとの２枚からなり、第２群Ｇ
２が、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹レ
ンズの接合レンズと、絞りと、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズとの４枚か
らなり、第３群Ｇ３が、像側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの
２枚からなる。
【００３０】実施例１は、第２群Ｇ２の最も物体側の面
と最も像側の面と、第３群Ｇ３の最も物体側の面の合計
３面に非球面を用いている。第２群Ｇ２の２面は、主に
球面収差を補正するために光軸から離れるに従って正の
屈折力が弱くなるような非球面形状をとり、第３群Ｇ３
の非球面は、特に広角端の正の歪曲収差を補正するため
に光軸から離れるに従って負の屈折力が弱くなるような
非球面形状となっている。本実施例は、このような非球
面を用い、前記各条件式を満足し、合計８枚のレンズ枚
数で、変倍比が約３の変倍レンズをなし得ている。
と最も像側の面と、第３群Ｇ３の最も物体側の面の合計
３面に非球面を用いている。第２群Ｇ２の２面は、主に
球面収差を補正するために光軸から離れるに従って正の
屈折力が弱くなるような非球面形状をとり、第３群Ｇ３
の非球面は、特に広角端の正の歪曲収差を補正するため
に光軸から離れるに従って負の屈折力が弱くなるような
非球面形状となっている。本実施例は、このような非球
面を用い、前記各条件式を満足し、合計８枚のレンズ枚
数で、変倍比が約３の変倍レンズをなし得ている。
【００３１】実施例２の広角端のレンズ断面図を図２に
示す。レンズ系の構成は、実施例１と同様であるが、特
に第２群Ｇ２の物体側の接合レンズの接合面を、物体側
に凸面とすることによって、絞りに対してコンセントリ
ックな構成とし、その分収差補正の負担が減り、実施例
１では３面必要であった非球面を、第２群Ｇ２の最も像
側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の合計２面に用い
て良好な性能を得ることが可能になっている。この中、
第２群Ｇ２の非球面は、主に球面収差を補正するために
光軸から離れるに従って正の屈折力が弱くなるような非
球面形状をとり、第３群Ｇ３の非球面は、特に広角端の
正の歪曲収差を補正するために光軸から離れるに従って
負の屈折力が弱くなるような非球面形状となっている。
示す。レンズ系の構成は、実施例１と同様であるが、特
に第２群Ｇ２の物体側の接合レンズの接合面を、物体側
に凸面とすることによって、絞りに対してコンセントリ
ックな構成とし、その分収差補正の負担が減り、実施例
１では３面必要であった非球面を、第２群Ｇ２の最も像
側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の合計２面に用い
て良好な性能を得ることが可能になっている。この中、
第２群Ｇ２の非球面は、主に球面収差を補正するために
光軸から離れるに従って正の屈折力が弱くなるような非
球面形状をとり、第３群Ｇ３の非球面は、特に広角端の
正の歪曲収差を補正するために光軸から離れるに従って
負の屈折力が弱くなるような非球面形状となっている。
【００３２】実施例３のレンズ系の構成、非球面の配置
は、実施例２と同様であり図示を省くが、第２群Ｇ２の
主点間隔を小さくすることで、実施例２に比べて広角端
での全長を約３ｍｍ短縮させ、望遠比を約１．３４にし
ている。非球面の形状、作用効果は実施例２と同じであ
る。
は、実施例２と同様であり図示を省くが、第２群Ｇ２の
主点間隔を小さくすることで、実施例２に比べて広角端
での全長を約３ｍｍ短縮させ、望遠比を約１．３４にし
ている。非球面の形状、作用効果は実施例２と同じであ
る。
【００３３】
【００３４】実施例４の広角端のレンズ断面図を図３に
示す。非球面を、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ
３の最も像側の面に用いて、レンズ系のＦナンバーを広
角端で３．５、望遠端で５．５と明るくしている。第１
群Ｇ１を接合レンズにすることによって、レンズ枠構造
を簡易なものとし、さらに、第３群Ｇ３の非球面を最も
物体側の面に用いることにより、コストの削減を図って
いる。
示す。非球面を、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ
３の最も像側の面に用いて、レンズ系のＦナンバーを広
角端で３．５、望遠端で５．５と明るくしている。第１
群Ｇ１を接合レンズにすることによって、レンズ枠構造
を簡易なものとし、さらに、第３群Ｇ３の非球面を最も
物体側の面に用いることにより、コストの削減を図って
いる。
【００３５】
【００３６】以下、各実施例のレンズデータを示すが、
記号は、上記の外、ｆは全系の焦点距離、ＦNOはＦナン
バー、ωは半画角、ｆB はバックフォーカス、ｒ1 、ｒ
2 …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る。
記号は、上記の外、ｆは全系の焦点距離、ＦNOはＦナン
バー、ωは半画角、ｆB はバックフォーカス、ｒ1 、ｒ
2 …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る。
【００３７】実施例１ ｆ ＝ 36.20 〜 60.50 〜101.15 ＦNO＝ 4.65 〜 5.59 〜 6.73 ω ＝ 30.06°〜 19.32°〜 11.95° ｆB ＝ 6.999 〜 24.102 〜 54.471 ｒ1 = 25.2651 ｄ1 = 1.5000 ｎd1 =1.80518 νd1 =25.43 ｒ2 = 18.6495 ｄ2 = 0.1500 ｒ3 = 17.4530 ｄ3 = 3.0000 ｎd2 =1.69680 νd2 =56.49 ｒ4 = 35.7961 ｄ4 = （可変） ｒ5 = -23.3137（非球面）ｄ5 = 2.0000 ｎd3 =1.84666 νd3 =23.78 ｒ6 = -9.8545 ｄ6 = 1.2058 ｎd4 =1.80440 νd4 =39.58 ｒ7 = 249.8531 ｄ7 = 0.8000 ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 2.4740 ｒ9 = 15.0672 ｄ9 = 3.0499 ｎd5 =1.80518 νd5 =25.43 ｒ10= 8.4640 ｄ10= 5.5000 ｎd6 =1.61700 νd6 =62.79 ｒ11= -21.5967（非球面）ｄ11= （可変） ｒ12= -18.5056（非球面）ｄ12= 3.0040 ｎd7 =1.84666 νd7 =23.78 ｒ13= -14.5515 ｄ13= 2.2000 ｒ14= -12.6494 ｄ14= 1.4000 ｎd8 =1.69680 νd8 =56.49 ｒ15= -307.3199 非球面係数 第５面 Ｐ =1 A4 =-0.13920×10-4 A6 =-0.15252×10-6 A8 = 0.60912×10-8 A10=-0.13008×10-9 第１１面 Ｐ =1 A4 = 0.49210×10-4 A6 = 0.35432×10-6 A8 =-0.12220×10-7 A10= 0.14380×10-9 第１２面 Ｐ =1 A4 = 0.18776×10-4 A6 = 0.89474×10-7 A8 =-0.38737×10-9 A10= 0.40684×10-11 。
【００３８】実施例２ ｆ ＝ 36.20 〜 60.50 〜101.15 ＦNO＝ 4.65 〜 5.59 〜 6.73 ω ＝ 30.07°〜 19.32°〜 11.95° ｆB ＝ 7.000 〜 23.333 〜 51.732 ｒ1 = 23.2975 ｄ1 = 1.5000 ｎd1 =1.80518 νd1 =25.43 ｒ2 = 17.2668 ｄ2 = 0.1500 ｒ3 = 16.7868 ｄ3 = 3.2000 ｎd2 =1.69680 νd2 =56.49 ｒ4 = 33.9222 ｄ4 = （可変） ｒ5 = -22.8567 ｄ5 = 1.5503 ｎd3 =1.80440 νd3 =39.58 ｒ6 = 18.1948 ｄ6 = 2.0135 ｎd4 =1.84666 νd4 =23.78 ｒ7 = -1742.5579 ｄ7 = 1.0116 ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 2.0791 ｒ9 = 15.0662 ｄ9 = 2.6965 ｎd5 =1.80518 νd5 =25.43 ｒ10= 8.8128 ｄ10= 6.0000 ｎd6 =1.61700 νd6 =62.79 ｒ11= -23.0510（非球面）ｄ11= （可変） ｒ12= -18.2110（非球面）ｄ12= 3.0000 ｎd7 =1.84666 νd7 =23.78 ｒ13= -14.4999 ｄ13= 2.0442 ｒ14= -12.3395 ｄ14= 1.4000 ｎd8 =1.69680 νd8 =56.49 ｒ15= -355.1925 第１１面 Ｐ =1 A4 = 0.65747×10-4 A6 = 0.39772×10-6 A8 =-0.12752×10-7 A10= 0.19109×10-9 第１２面 Ｐ =1 A4 = 0.27890×10-4 A6 = 0.11959×10-6 A8 =-0.66367×10-9 A10= 0.70060×10-11 。
【００３９】実施例３ ｆ ＝ 36.20 〜 60.50 〜101.15 ＦNO＝ 4.65 〜 5.59 〜 6.73 ω ＝ 29.99°〜 19.29°〜 11.93° ｆB ＝ 7.000 〜 23.240 〜 52.082 ｒ1 = 21.0811 ｄ1 = 1.5000 ｎd1 =1.80518 νd1 =25.43 ｒ2 = 15.8869 ｄ2 = 0.1500 ｒ3 = 15.5303 ｄ3 = 3.2000 ｎd2 =1.69680 νd2 =56.49 ｒ4 = 30.7637 ｄ4 = （可変） ｒ5 = -18.6054 ｄ5 = 1.2104 ｎd3 =1.80440 νd3 =39.58 ｒ6 = 16.4328 ｄ6 = 2.0135 ｎd4 =1.84666 νd4 =23.78 ｒ7 = -196.3181 ｄ7 = 0.9014 ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 0.7425 ｒ9 = 15.7061 ｄ9 = 2.2172 ｎd5 =1.80518 νd5 =25.43 ｒ10= 8.6316 ｄ10= 5.0063 ｎd6 =1.61700 νd6 =62.79 ｒ11= -19.0116（非球面）ｄ11= （可変） ｒ12= -16.5246（非球面）ｄ12= 3.0842 ｎd7 =1.84666 νd7 =23.78 ｒ13= -13.5123 ｄ13= 1.9000 ｒ14= -11.9951 ｄ14= 1.4000 ｎd8 =1.69680 νd8 =56.49 ｒ15= -144.1865 非球面係数 第１１面 Ｐ =1 A4 = 0.58707×10-4 A6 = 0.92100×10-6 A8 =-0.33567×10-7 A10= 0.54129×10-9 第１２面 Ｐ =1 A4 = 0.21851×10-4 A6 = 0.39988×10-6 A8 =-0.44241×10-8 A10= 0.27098×10-10 。
【００４０】
【００４１】実施例４ ｆ ＝ 36.00 〜 60.50 〜102.00 ＦNO＝ 3.50 〜 4.60 〜 5.50 ω ＝ 29.99°〜 19.39°〜 11.89° ｆB ＝ 7.001 〜 25.388 〜 54.526 ｒ1 = 21.7956 ｄ1 = 1.4311 ｎd1 =1.80518 νd1 =25.43 ｒ2 = 17.2338 ｄ2 = 3.1045 ｎd2 =1.69680 νd2 =56.49 ｒ3 = 29.8125 ｄ3 = （可変） ｒ4 = -22.9552 ｄ4 = 1.2738 ｎd3 =1.80440 νd3 =39.58 ｒ5 = 22.3854 ｄ5 = 2.2000 ｎd4 =1.84666 νd4 =23.78 ｒ6 = -824.5197 ｄ6 = 1.0000 ｒ7 = ∞（絞り） ｄ7 = 2.0575 ｒ8 = 15.6543 ｄ8 = 2.3238 ｎd5 =1.80518 νd5 =25.43 ｒ9 = 9.4697 ｄ9 = 6.0244 ｎd6 =1.61700 νd6 =62.79 ｒ10= -22.7508（非球面）ｄ10= （可変） ｒ11= -22.5859（非球面）ｄ11= 3.0000 ｎd7 =1.84666 νd7 =23.78 ｒ12= -16.3702 ｄ12= 2.0000 ｒ13= -12.9069 ｄ13= 1.4000 ｎd8 =1.69680 νd8 =56.49 ｒ14= 6518.4039 ズーム間隔 非球面係数 第１０面 Ｐ =1 A4 = 0.65545×10-4 A6 = 0.65835×10-7 A8 =-0.21976×10-8 A10= 0.29368×10-10 第１１面 Ｐ =1 A4 = 0.24441×10-4 A6 = 0.53036×10-7 A8 =-0.38149×10-9 A10= 0.47886×10-11
。
。
【００４２】
【００４３】以上の実施例１〜４の変倍レンズの無限遠
物点合焦時の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端
（ｃ）における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色
収差を示す収差図をそれぞれ図４〜図７に示す。
物点合焦時の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端
（ｃ）における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色
収差を示す収差図をそれぞれ図４〜図７に示す。
【００４４】また、各実施例の前記した条件（１）〜
（６）の値を次の表に示す。
（６）の値を次の表に示す。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、また、各実
施例から明らかなように、本発明によれば、変倍比が約
３、レンズ枚数が８枚程度で、全長が短く、広角端から
望遠端にかけて諸収差が十分補正された小型軽量な変倍
レンズを得ることができる。
施例から明らかなように、本発明によれば、変倍比が約
３、レンズ枚数が８枚程度で、全長が短く、広角端から
望遠端にかけて諸収差が十分補正された小型軽量な変倍
レンズを得ることができる。
【図１】本発明の実施例１の変倍レンズの広角端
（ａ）、標準状態（ｂ）及び望遠端（ｃ）におけるレン
ズ断面図である。
（ａ）、標準状態（ｂ）及び望遠端（ｃ）におけるレン
ズ断面図である。
【図２】実施例２の広角端におけるレンズ断面図であ
る。
る。
【図３】実施例４の広角端におけるレンズ断面図であ
る。
る。
【図４】実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、
標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）における球面収差、非点
収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）における球面収差、非点
収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図５】実施例２の図４と同様な収差図である。
【図６】実施例３の図４と同様な収差図である。
【図７】実施例４の図４と同様な収差図である。
Ｇ１…第１レンズ群 Ｇ２…第２レンズ群 Ｇ３…第３レンズ群 Ｇ４…第４レンズ群
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−153511（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−230013（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−252916（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−252917（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−254218（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16515（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16516（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103014（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−135312（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31809（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−45916（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−127008（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−127009（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−127010（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−127011（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78810（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78811（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78812（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78813（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78814（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−362910（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72476（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−88085（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107478（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113539（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134180（ＪＰ，Ａ) (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、全体として正の屈折力
を有する第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有す
る第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３
レンズ群とよりなり、広角端から望遠端にかけて、第１
レンズ群と第２レンズ群の空気間隔は増加し、第２レン
ズ群と第３レンズ群の空気間隔は減少するように各レン
ズ群が移動することにより変倍を行うレンズ系におい
て、以下の条件式（１）、（２）、（３−１）を満足
し、前記レンズ系中の絞りよりも物体側に配置されたレ
ンズの広角端における合成焦点距離が以下の条件（６−
１）を満足し、さらに、最も像側の負の屈折力を有する
レンズ群に光軸から離れるに従って負の屈折力が弱くな
るような非球面を少なくとも１面用いることを特徴とす
る変倍レンズ： （１） ０．２＜ｆW ／ｆ1 ＜０．５ （２） ０．１５＜ｆ2 ／ｆ1 ＜０．４５（３−１） −０．７６＜ｆ 3 ／ｆ W ＜−０．６ （６−１） −０．８２１＜ｆ W ／ｆ S ＜−０．６１２ ただし、ｆW は広角端での全系の合成焦点距離、ｆ1 は
第１レンズ群の合成焦点距離、ｆ2 は第２レンズ群の合
成焦点距離、ｆ3 は第３レンズ群の合成焦点距離、ｆ S
は絞りより物体側に配置されたレンズの広角端における
合成焦点距離である。 - 【請求項２】 前記第１レンズ群は、物体側より順に、
負レンズと正レンズで、前記第２レンズ群は、物体側よ
り順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズで、
前記第３レンズ群は、物体側より順に、正レンズと負レ
ンズで構成され、少なくとも前記第２レンズ群と前記第
３レンズ群に少なくとも１面ずつの非球面を用いること
を特徴とする請求項１記載の変倍レンズ。 - 【請求項３】 前記第１レンズ群は、物体側より順に、
負レンズと正レンズで、前記第２レンズ群は、物体側よ
り順に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズで、
前記第３レンズ群は、物体側より順に、正レンズと負レ
ンズで構成され、少なくとも前記第２レンズ群と前記第
３レンズ群に少なくとも１面ずつの非球面を用いること
を特徴とする請求項１記載の変倍レンズ。
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