JP3416690B2 - 小型のズームレンズ - Google Patents

小型のズームレンズ

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JP3416690B2 JP13609895A JP13609895A JP3416690B2 JP 3416690 B2 JP3416690 B2 JP 3416690B2 JP 13609895 A JP13609895 A JP 13609895A JP 13609895 A JP13609895 A JP 13609895A JP 3416690 B2 JP3416690 B2 JP 3416690B2
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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、ビデオカメラ等に好適な２つのレンズ群より成る小
型のズームレンズに関し、特に各レンズ群のレンズ構成
を適切に設定することにより、収差補正を良好に行うと
共にレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）の
短縮化を図った広画角の変倍比２程度の小型のズームレ
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、ビデオカ
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
ンズが要望されている。
【０００３】本出願人は先に特開昭５６−１２８９１１
号公報，特開昭５７−２０１２１３号公報，特開昭６０
−１７０８１６号公報，特開昭６０−１９１２１６号公
報，特開昭６２−５６９１７号公報，特開昭６２−９０
６１１号公報，特開昭６４−５７２２２号公報，特開平
３−１１６１１０号公報等において、物体側より順に正
の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ
群で構成し、両レンズ群の間隔を変えて変倍する小型の
所謂２群ズームレンズを提案した。
【０００４】同公報においては物体側より順に正、負の
屈折力配置を採用し、バックフォーカスを比較的短く
し、しかもレンズ全長の短縮化を図った高い光学性能を
有した２群ズームレンズを達成している。
【０００５】このうち、例えば特開昭５６−１２８９１
１号公報では第１群を正，負，正そして正の４つのレン
ズより構成し、第２群を正，負の２つのレンズより構成
した小型のズームレンズを提案している。
【０００６】又、特開昭６４−５７２２２号公報や特開
平３−１１６１１０号公報では第１群を正，負，正，そ
して負の４つのレンズより構成し、第２群を正，負の２
つのレンズより構成している。又特開昭６２−９０６１
１号公報では第１群を正，負，負，そして正の４つのレ
ンズより構成し、第２群を正，負の２つのレンズより構
成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述した正の屈折力の
第１群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群より成る
２群ズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化を図
りつつ、２倍程度の変倍比を有しつつ、全変倍範囲にわ
たり良好なる光学性能を得るには、各レンズ群のレンズ
構成を適切に設定する必要がある。
【０００８】一般に第１，第２群の双方の屈折力を強め
れば変倍における各レンズ群の移動量が少なくなり、レ
ンズ全長の短縮化が可能となる。しかしながら各レンズ
群の屈折力を単に強めると変倍に伴う収差変動が大きく
なり、これを良好に補正するのが難しくなってくるとい
う問題点が生じてくる。
【０００９】本発明は所謂２群のズームレンズにおい
て、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することによ
り、特に変倍比２程度で広画角を有しつつ、レンズ全長
の短縮化を図った全変倍範囲にわたり高い光学性能を有
した小型のズームレンズの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の小型のズームレ
ンズは、（１−１）物体側より順に、正の屈折力の第１
群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、両レ
ンズ群の間隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズに
おいて、該第１群は、物体側より順に、物体側へ凸面を
向けたメニスカス状の正の第１１レンズと負の第１２レ
ンズより成る第１ａ群、そして負の第１３レンズと正の
第１４レンズより成る第１ｂ群から成り、該第２群は正
の第２１レンズと負の第２２レンズから成り、該第１群
と広角端における全系の焦点距離を各々ｆ１，ｆｗ、該
第１３レンズと第１４レンズとの空気間隔をＤ６とした
とき、 ０．５＜ｆ１／ｆｗ＜０．９ ‥‥‥（１ａ） ０．０１＜Ｄ６／ｆｗ＜０．１ ‥‥‥（２ａ） なる条件を満足することを特徴としている。
【００１１】（１−２）物体側より順に、正の屈折力の
第１群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、
両レンズ群の間隔を変えて変倍を行う小型のズームレン
ズにおいて、該第１群は、物体側より順に、物体側へ凸
面を向けたメニスカス状の正の第１１レンズと負の第１
２レンズより成る第１ａ群、そして物体側に凸面を向け
たメニスカス状の負の第１３レンズと両レンズ面が凸面
の正の第１４レンズより成る第１ｂ群から成り、該第２
群は正の第２１レンズと負の第２２レンズから成り、該
第１群と広角端における全系の焦点距離を各々ｆ１，ｆ
ｗ、物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を
Ｒｉとしたとき、 ０．５＜ｆ１／ｆｗ＜０．９ ‥‥‥（１ｂ） ０．５＜Ｒ６／Ｒ７＜０．９ ‥‥‥（２ｂ） なる条件を満足することを特徴としている。
【００１２】
【実施例】図１〜図５は本発明の数値実施例１〜５の広
角端のレンズ断面図である。図中、Ｌ１は正の屈折力の
第１群、Ｌ２は負の屈折力の第２群であり、両レンズ群
の間隔を減少させつつ、両レンズ群を矢印の如く物体側
へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行っている。
【００１３】第１群Ｌ１は第１ａ群と第１ｂ群の２つの
レンズ群を有している。このうち第１ａ群１ａは物体側
に凸面を向けたメニスカス状の正の第１１レンズと両レ
ンズ面が凹面の負の第１２レンズより成っている。又第
１ｂ群１ｂは物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の
第１３レンズと両レンズ面が凸面の正の第１４レンズよ
り成っている。
【００１４】ＳＰは絞りであり、本発明では第１ａ群１
ａと第１ｂ群１ｂとの間に配置しており、変倍に伴い第
１群と一体的に移動している。ＩＰは像面である。
【００１５】本実施例ではこのようなズーム方式，レン
ズ構成、そして前述した条件式を採ることにより、レン
ズ全長の短縮化、特に広角端での広画角化及びレンズ全
長の短縮化を図りつつ変倍比２程度と変倍に伴う収差変
動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を
得ている。
【００１６】次に本発明の２群より成るズームレンズの
レンズ構成の特徴について説明する。
【００１７】本発明の２群ズームレンズにおいては第１
群の結像性能を第２群で補正しながら拡大するようにし
ているので第１群には収差を良好に補正可能なレンズ構
成が望まれる。そこで第１群には単焦点レンズとして良
好な収差補正の可能な正，負そして正レンズの３つのレ
ンズより成るトリプレットレンズを基本構成としてい
る。そしてトリプレットレンズの負の第２レンズを負と
負の２つのレンズに分割して全体として良好な収差補正
の可能な正，負，負、そして正レンズの４つのレンズ構
成にしている。
【００１８】特に物体側へ凸面を向けたメニスカス状の
正の第１１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第１２レン
ズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１３レ
ンズ、そして両レンズ面が凸面の正の第１４レンズの４
つのレンズより構成することにより、主に球面収差やコ
マ収差そして色収差等を良好に補正すると共にレンズ組
立における組立精度を緩和している。
【００１９】又、２群ズームレンズでは第２群は像面に
近いところに位置するようになるのでレンズ外径が大き
くなってくる。この為第２群を多くのレンズ枚数で構成
するといきおいレンズ系が大型化してくる。
【００２０】そこで本発明では所定形状の２枚のレンズ
で構成するようにしている。特に像面側へ凸面を向けた
メニスカス状の正の第２１レンズ、像面側へ凸面を向け
たメニスカス状の負の第２２レンズの２つのレンズより
構成することにより主に広角端での糸巻き型の歪曲収差
等の軸外収差を良好に補正している。
【００２１】本発明の小型のズームレンズでは、物体側
より順に正の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群の２
つのレンズ群を有し、両レンズ群の間隔を変えて変倍を
行う小型のズームレンズにおいて、該第１群は正の第１
１レンズ、負の第１２レンズ、負の第１３レンズそして
正の第１４レンズの４つのレンズを有し、該第２群は正
の第２１レンズと負の第２２レンズの２つのレンズを有
したレンズ構成を基本構成としている。
【００２２】そして該基本構成のレンズ構成において前
述の条件式（１ａ），（２ａ）を満足するものを第１発
明とし、又該基本構成のレンズ構成において前述の条件
式（１ｂ），（２ｂ）を満足するものを第２発明として
いる。
【００２３】次に前述の第１発明と第２発明に係る各条
件式の技術的意味について説明する。条件式（１ａ），
（１ｂ）は第１群の屈折力に関し、主にレンズ系全体の
小型化を図る為のものである。条件式（１ａ），（１
ｂ）の上限値を越えて第１群の屈折力が弱く（焦点距離
が長く）なりすぎると変倍時の第１群の移動量が大きく
なりレンズ系が大型化してしまう。又下限値を越えると
第１群の屈折力が強くなりすぎるとレンズ系全体は小型
になるが、収差発生量が多くなると共に、その位置ずれ
に対する像のずれ量が大きくなり高精度なレンズ保持機
構を必要とし、保持機構が複雑化してくるので良くな
い。
【００２４】本発明において更にレンズ系全体の小型化
を図りつつ、光学性能を良好に維持する為には条件式
（１ａ），（１ｂ）の数値範囲を ０．５＜ｆ１／ｆｗ＜０．８ ‥‥‥（１ｃ） の如く設定するのが良い。
【００２５】条件式（２ａ）は第１ｂ群の負の第１３レ
ンズと正の第１４レンズとの空気間隔と広角端における
全系の焦点距離の比に関し、主に第１群の小型化を図り
つつ、ズーミングにおける諸収差、特に球面収差をバラ
ンス良く補正し得る空気レンズの厚みの範囲を与えるも
のである。
【００２６】条件式（２ａ）の上限値を越えて間隔Ｄ６
が増大すると、第１群が大型化する為良くない。又下限
値を越えて間隔Ｄ６が減少すると、特に望遠端における
球面収差が補正過剰になる傾向がある為、良くない。
【００２７】本発明において更に望ましくは、条件式
（２ａ）の上限値を０．０７にすることが良く、これに
よれば第１群の小型化が、より図れる。
【００２８】条件式（２ｂ）は第１ｂ群の負の第１３レ
ンズの像面側のレンズ面の曲率半径と正の第１４レンズ
の物体側のレンズ面の曲率半径の比に関し、主にズーミ
ングにおける球面収差の変動をバランス良く補正する為
のものである。
【００２９】条件式（２ｂ）の上限値を越えると、球面
収差が補正不足になる傾向となる為、良くない。又下限
値を越えると球面収差が補正過剰になると共にズーミン
グにおける変動も増大する傾向となる為良くない。
【００３０】本発明において更に好ましくは条件式（２
ｂ）の下限値を０．６にすることが良く、これによれば
更にズーミングにおける球面収差の変動を、より抑える
ことができる。
【００３１】第１発明と第２発明は以上の如く各要素を
設定することにより目的を達成している。第１発明と第
２発明において更に高い光学性能を得る為には、下記の
条件のうち少なくとも１つを満足することが良い。
【００３２】（イ）物体側から数えて第ｉ番目のレンズ
面の曲率半径をＲｉ、第１２レンズの材質のアッベ数を
ν１２としたとき ０．３＜Ｒ１／Ｒ２＜０．９５ ‥‥‥（３） ４６＜ν１２ ‥‥‥（４） なる条件を満足することである。
【００３３】条件式（３）は主に非点収差をバランス良
く補正する為のものである。条件式（３）の上限値を越
えて正の第１１レンズの屈折力が小さくなり過ぎると、
特に広角端における非点収差が補正しきれなくなる為、
良くない。又下限値を越えて正の第１１レンズの屈折力
が大きくなり過ぎると、特に球面収差がアンダー傾向に
なる為、良くない。
【００３４】本発明において更に好ましくは、条件式
（３）の下限値を０．６にするのが良い。これによれば
諸収差を、よりうまく補正することができる。
【００３５】条件式（４）は主に軸上色収差と倍率色収
差を補正する為のものである。条件式（４）の下限値を
越えるとズーミングにおける軸上色収差と倍率色収差の
変動が増大する為、良くない。
【００３６】本発明において更に好ましくは条件式
（４）の下限値を５０にするのが良い。これによれば諸
収差を、より良好に補正することができる。
【００３７】（ロ）前記第２１レンズと第２２レンズと
の空気間隔をＤ１０としたとき ０．１＜Ｄ１０／ｆｗ＜ ０．３ ‥‥‥（５） −０．５＜Ｒ１１／ｆｗ＜−０．２ ‥‥‥（６） なる条件を満足することである。
【００３８】条件式（５），（６）は主に高い光学性能
を維持し、レンズ系全体の小型化を図る為の第２群のレ
ンズ形状に関するものである。
【００３９】このうち条件式（５）は主にレンズ系全体
の小型化と広角端におけるコマ収差を良好に補正する為
のものである。条件式（５）の上限値を越えるとレンズ
全長が大型化する為好ましくない。又下限値を越えると
特に広角端におけるコマ収差の補正が困難となる為、好
ましくない。
【００４０】本発明において更に好ましくは条件式
（５）の上限値を０．２にするのが良い。これによれば
レンズ全長の小型化をより図れる為、好ましい。
【００４１】条件式（６）は主に負の第２２レンズに適
切に形状を与え、広角端におけるコマ収差を良好に補正
し、レンズ系全体の小型化を達成する為のものである。
条件式（６）の上限値又は下限値を越えると、特に第２
群が大型化し、又広角端におけるコマ収差を補正するこ
とが困難となる為、好ましくない。
【００４２】（ハ）高い光学性能を維持し、第１群の小
型化を図る為には第１群に少なくとも１面の非球面を用
いることが好ましい。特に球面収差の補正に効果的であ
る。
【００４３】（ニ）高い光学性能を維持し、第２群の小
型化を図る為には第２群に少なくとも１面の非球面を用
いることが好ましい。特に広角端のコマ収差を補正する
のに効果的である。
【００４４】（ホ）望遠端におけるレンズ全長を短縮す
る為には第１ａ群と第１ｂ群との間に絞りを配置するこ
とが好ましい。
【００４５】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。非球面形状は
光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＹ軸、光の進行方向
を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを非球面
係数としたとき
【００４６】
【数１】 なる式で表している。又、「ｅ−０Ｘ」の表示は「１０
−X」を意味している。又前述の各条件式と数値実施例
における諸数値との関係を〈表−１〉に示す。
【００４７】
【外１】
【００４８】
【外２】
【００４９】
【外３】
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば所定の屈折力の２つのレ
ンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズの各レンズ
群のレンズ構成を前述の如く設定することにより、レン
ズ全長の短縮化を図った変倍比２程度の全変倍範囲にわ
たり高い光学性能を有した簡易な構成の小型のズームレ
ンズを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図３】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図４】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図６】本発明の数値実施例１の広角端の収差図
【図７】本発明の数値実施例１の中間の収差図
【図８】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図
【図９】本発明の数値実施例２の広角端の収差図
【図１０】本発明の数値実施例２の中間の収差図
【図１１】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図
【図１２】本発明の数値実施例３の広角端の収差図
【図１３】本発明の数値実施例３の中間の収差図
【図１４】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図
【図１５】本発明の数値実施例４の広角端の収差図
【図１６】本発明の数値実施例４の中間の収差図
【図１７】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図
【図１８】本発明の数値実施例５の広角端の収差図
【図１９】本発明の数値実施例５の中間の収差図
【図２０】本発明の数値実施例５の望遠端の収差図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１群 １ａ 第１ａ群 １ｂ 第１ｂ群 Ｌ２ 第２群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 Ｈ 像高
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−249375（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−187315（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219011（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−160713（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−3112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−90611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 15/16

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体側より順に、正の屈折力の第１群と
    負の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、両レンズ
    群の間隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズにおい
    て、該第１群は、物体側より順に、物体側へ凸面を向け
    たメニスカス状の正の第１１レンズと負の第１２レンズ
    より成る第１ａ群、そして負の第１３レンズと正の第１
    ４レンズより成る第１ｂ群から成り、該第２群は正の第
    ２１レンズと負の第２２レンズから成り、該第１群と広
    角端における全系の焦点距離を各々ｆ１，ｆｗ、該第１
    ３レンズと第１４レンズとの空気間隔をＤ６としたと
    き、 ０．５＜ｆ１／ｆｗ＜０．９ ０．０１＜Ｄ６／ｆｗ＜０．１ なる条件を満足することを特徴とする小型のズームレン
    ズ。
  2. 【請求項２】 物体側より順に、正の屈折力の第１群と
    負の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、両レンズ
    群の間隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズにおい
    て、該第１群は、物体側より順に、物体側へ凸面を向け
    たメニスカス状の正の第１１レンズと負の第１２レンズ
    より成る第１ａ群、そして物体側に凸面を向けたメニス
    カス状の負の第１３レンズと両レンズ面が凸面の正の第
    １４レンズより成る第１ｂ群から成り、該第２群は正の
    第２１レンズと負の第２２レンズから成り、該第１群と
    広角端における全系の焦点距離を各々ｆ１，ｆｗ、物体
    側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲｉとし
    たとき、 ０．５＜ｆ１／ｆｗ＜０．９ ０．５＜Ｒ６／Ｒ７＜０．９ なる条件を満足することを特徴とする小型のズームレン
    ズ。
  3. 【請求項３】 物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の
    曲率半径をＲｉ、第１２レンズの材質のアッベ数をν１
    ２としたとき ０．３＜Ｒ１／Ｒ２＜０．９５ ４６＜ν１２ なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２の
    小型のズームレンズ。
  4. 【請求項４】 前記第２１レンズと第２２レンズとの空
    気間隔をＤ１０としたとき ０．１＜Ｄ１０／ｆｗ＜ ０．３ −０．５＜Ｒ１１／ｆｗ＜−０．２ なる条件を満足することを特徴とする請求項３の小型の
    ズームレンズ。
  5. 【請求項５】 前記第１ａ群と第１ｂ群との間に絞りを
    配置したことを特徴とする請求項３の小型のズームレン
    ズ。
  6. 【請求項６】 前記第１群は少なくとも１つの非球面を
    有していることを特徴とする請求項４又は５の小型のズ
    ームレンズ。
  7. 【請求項７】 前記第２群は少なくとも１つの非球面を
    有していることを特徴とする請求項６の小型のズームレ
    ンズ。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７いずれか１項の小型のズ
    ームレンズを有することを特徴とするカメラ。
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