JP3640025B2

JP3640025B2 - ズ−ムレンズ

Info

Publication number: JP3640025B2
Application number: JP20944492A
Authority: JP
Inventors: 栄樹松尾; 義之重岡; 博幸皆川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JPH0634884A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、写真撮影用のコンパクトカメラに利用するところのズ−ムレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小形カメラのコンパクト化が進み、最近のカメラでは単焦点レンズの他に、ズ−ムレンズを装備したものが多くなってきた。
【０００３】
そして、この種のカメラに装備されたズ−ムレンズとしては、ズ−ム比が２倍程度のものが既に提案されている。
【０００４】
また、ズ−ムレンズの構成としては、前群レンズに正のパワ−（屈折力）を、後群レンズに負のパワ−（屈折力）を各々持たせるようにして小形化に有利なようにした２群タイプと、この２群タイプのものを発展させた３群タイプとが主流となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コンパクトカメラに装備するズ−ムレンズの小形化には、
（１）レンズ全長が短い。
（２）ズ−ミングの繰り出し量が少ない。
（３）レンズシャッタ、絞りの径が小さい。
（４）レンズの最大径が小さい。
など様々な条件が設計に要求される。
【０００６】
上記したような２群タイプのズ−ムレンズにおいて、これらの各条件を満たすためには、前群レンズと後群レンズとの焦点距離を短くすることが最も効果的であり、また、短焦点側の焦点距離を広角側にすれば、上記（１）〜（３）等の条件を満たすことができる。
【０００７】
しかしながら、このようないずれの設計手段においても、レンズの収差補正には困難を伴う。
具体的に述べれば、上記した２群タイプのズ−ムレンズでは、前群レンズが凸凹凸の３枚、或いは、凸凹凸凸の４枚構成となっているが、この構成をとる場合、凹レンズに対する収差補正上の負担が大きくなる。
【０００８】
このようなズ−ムレンズでは、２枚（または３枚）の凸レンズによる負の屈折力の像面湾曲補正を行なうことになるため、凹レンズの両面で正の屈折力の像面湾曲を生じさせる必要がある。
このため、高次の球面収差を発生させる原因となってしまう。
【０００９】
一方、上記したいずれの設計手段をとっても、レンズの偏心、軸ズレ等の誤差が製造の歩留まりを悪くする要因となるため、ある程度のところで妥協せざるを得ない現状であった。
【００１０】
本発明は上記した実情にかんがみ、諸収差を良好に補正することができ、しかも広画角をカバ−する安価にして小形構造のズ−ムレンズを開発することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、カメラ用のズ−ムレンズにおいて、物体側を凸面とした負の屈折力を有し、かつ、焦点距離が２４０．５ｍｍ〜２０３６．６ｍｍのメニスカス状の第１レンズ、両凹面の負の屈折力を有する第２レンズ、物体側を強い曲率とした両凸面の正の屈折力を有する第３レンズ、像側を強い曲率とした両凸面の正の屈折力を有する第４レンズを物体側から順に配設して全体として正の屈折パワ−を持つ構成とした前群レンズと、像側を強い曲率の凸面としたメニスカス状の正の屈折力を有する第５レンズ、物体側を強い曲率の凹面とした負の屈折力を有する第６レンズ、物体側を強い曲率の凹面としたメニスカス状の負の屈折力を有する第７レンズを物体側から順に配設して全体として負の屈折パワ−を持つ構成とした後群レンズとを備え、さらに、上記第１レンズを、物体側の面を周囲に行くにしたがって曲率を弱くし、または、像側の面を周囲に行くにしたがって曲率を強くした非球面のレンズで構成したことを特徴とするズ−ムレンズを提案する。
【００１３】
上記したズ−ムレンズは、第３レンズの像側の凸面、または、第４レンズの物体側の凸面を非球面に形成することができる。
【００１５】
【作用】
第１レンズの物体側面が周囲に行くにしたがって曲率が緩くなる非球面、または、この第１レンズの像側面が周囲に行くにしたがって曲率が強くなる非球面となっているため、第２レンズが果たす役割を第１レンズが分担し、高次の収差の発生を抑える。
【００１６】
この結果、凹レンズである第２レンズは通常の構成とすることができ、前後群レンズの焦点距離を短くして小形化を計る場合に収差補正の困難さが克服できると共に、この短焦点の焦点距離を広角側に移行することができる。
【００１７】
また、第２、第３レンズを貼り合せれば、非球面の導入により増えた自由度を倍率色収差の補正等に利用できる他、レンズの組込が容易になる。
【００１８】
上記した構成のズ−ムレンズは、第１レンズをＰＣ（ポリカ−ボネ−ト）、第４レンズをＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレ−ト）などの合成樹脂材で非球面レンズとして構成することができる。
【００１９】
この結果、極めて高価な非球面のガラスレンズを使用する必要がないから、高性能の安価なズ−ムレンズとなる。
【００２０】
また、上記したズ−ムレンズは、第１レンズと第３レンズ、または、第１レンズと第４レンズを非球面レンズとすることにより、広角動作時の性能を向上させることができる。
【００２１】
さらに、上記したズ−ムレンズは、第１レンズの焦点距離を長くすることにより、このレンズの物体側と像側との面の曲率を同じように形成できるから、型成形のし易さが確保できる。
また、合成樹脂材を用いた場合の問題点である周囲温度による焦点移動についても解決することができる。
【００２２】
非球面レンズを採用することの問題点として、コスト面の他に、ズ−ムレンズ性能が形状精度に敏感に影響されるということがある。
【００２３】
つまり、ガラス、合成樹脂材のいずれを用いたとしても、型成形する場合には、成形のし易さが形状精度、コストを決定する大きな要因となるが、上記ズ−ムレンズはこの問題点を解決している。
【００２７】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。
図１はズ−ムレンズのレンズ構成を示す図で、第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ１３、第４レンズ１４が前群レンズ１０ａを構成し、第５レンズ１５、第６レンズ１６、第７レンズ１７が後群レンズ１０ｂを構成している。
【００２８】
図示するように、第１レンズ１１は物体側（図中左側）を凸面としたメニスカス状のレンズ、第２レンズ１２は両面が凹面の負の屈折力を有するレンズ、第３レンズ１３は物体側を強い曲率とした両凸面の正の屈折力を有するレンズ、第４レンズ１４は像側（図中右側）を強い曲率とした両凸面の正の屈折力を有するレンズとなっている。
なお、第２レンズ１２と第３レンズ１３は一体的に貼り合せて組み込んである。
【００２９】
また、第５レンズ１５は像側を強い曲率の凸面としたメニスカス状の正の屈折力を有するレンズ、第６レンズ１６は物体側を強い曲率の凹面とした負の屈折力を有するレンズ、第７レンズ１７は物体側を強い曲率の凹面としたメニスカス状の負の屈折力を有するレンズとなっている。
【００３０】
このようにレンズ構成したズ−ムレンズは、前群レンズ１０ａが正の屈折パワ−となり、後群レンズ１０ｂが負の屈折パワ−となる。
また、このズ−ムレンズは、前群レンズ１０ａと後群レンズ１０ｂとの相対間隔を狭め、前後群レンズ１０ａ、１０ｂを繰り出し全体の焦点距離を長焦点側に変化させてズ−ミングする。
【００３１】
次に、各レンズの曲率半径、間隔等を具体的に定めて実施した三つの例について示す。
なお、以下の各実施例において、非球面の形状は次式で与えられるものとする。
【００３２】
【数１】

但し、ｚ：面の深さ
ｃ：曲率半径
ｋ：円錐定数
Ａ〜Ｄ：高次の非球面係数
【００３３】
実施例１
この実施例は、各レンズの曲率半径、間隔等について下記表１のように定めてある。
【００３４】
【表１】

【００３５】
また、この実施例では、第１レンズ１１を合成樹脂材で形成し、その物体側（第１面）を非球面として実施した一例である。
図２（Ａ）、（Ｂ）は本実施例において得られた球面収差、非点収差、歪曲を示す。
【００３６】
実施例２
この実施例では、各レンズの曲率半径、間隔等について下記表２のように定めてある。
【００３７】
【表２】

【００３８】
また、この実施例では、第１レンズ１１を合成樹脂材で形成すると共に、第１レンズ１１の物体側の面（第１面）と第４レンズ１４の物体側の面（第６面）を非球面として実施した一例である。
図３（Ａ）、（Ｂ）は本実施例において得られた球面収差、非点収差、歪曲を示す。
【００３９】
実施例３
この実施例では、各レンズの曲率半径、間隔等について下記表３のように定めてある。
【００４０】
【表３】

【００４１】
また、この実施例では、第１レンズ１１と第４レンズ１４とを合成樹脂材で形成すると共に、第１レンズ１１の物体側の面（第１面）と第４レンズ１４の物体側の面（第６面）とを非球面として実施した一例である。
図４（Ａ）、（Ｂ）は本実施例により得られた球面収差、非点収差、歪曲を示す。
【００４２】
【発明の効果】
上記した通り、本発明では第１レンズを非球面レンズとしたことから、レンズの収差補正が簡単となると共に、この第１レンズが型成形し易いものとなるので、ズ−ムレンズの性能を向上させる上に極めて有利となる他、第１レンズまたは第１、第４レンズについて合成樹脂材で形成することができるので、高性能の小形ズ−ムレンズが安価に提供できる。
【００４３】
また、本発明のズ−ムレンズは、第１、第３レンズまたは第１、第４レンズを非球面レンズで構成することにより、広角動作時の性能を向上させることができ、さらに、第１レンズを光軸に対して垂直方向に調整して各レンズの偏心、軸ズレ等の誤差を吸収できるため、ズ−ムレンズの組立て後に性能を見ながらその誤差を簡単に修正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ズ−ムレンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】実施例１における球面収差、非点収差、歪曲を示す図で、（Ａ）図はワイドの動作時、（Ｂ）図はテレの動作時を示す図である。
【図３】実施例２における球面収差、非点収差、歪曲を示す図で、（Ａ）図はワイドの動作時、（Ｂ）図はテレの動作時を示す図である。
【図４】実施例３における球面収差、非点収差、歪曲を示す図で、（Ａ）図はワイドの動作時、（Ｂ）図はテレの動作時を示す図である。
【符号の説明】
１０ａ前群レンズ
１０ｂ後群レンズ
１１第１レンズ
１２第２レンズ
１３第３レンズ
１４第４レンズ
１５第５レンズ
１６第６レンズ
１７第７レンズ

Claims

カメラ用のズ−ムレンズにおいて、物体側を凸面とした負の屈折力を有し、かつ、焦点距離が２４０．５ｍｍ〜２０３６．６ｍｍのメニスカス状の第１レンズ、両凹面の負の屈折力を有する第２レンズ、物体側を強い曲率とした両凸面の正の屈折力を有する第３レンズ、像側を強い曲率とした両凸面の正の屈折力を有する第４レンズを物体側から順に配設して全体として正の屈折パワ−を持つ構成とした前群レンズと、像側を強い曲率の凸面としたメニスカス状の正の屈折力を有する第５レンズ、物体側を強い曲率の凹面とした負の屈折力を有する第６レンズ、物体側を強い曲率の凹面としたメニスカス状の負の屈折力を有する第７レンズを物体側から順に配設して全体として負の屈折パワ−を持つ構成とした後群レンズとを備え、さらに、上記第１レンズを、物体側の面を周囲に行くにしたがって曲率を弱くし、または、像側の面を周囲に行くにしたがって曲率を強くした非球面のレンズで構成したことを特徴とするズ−ムレンズ。
第３レンズの像側の凸面、または、第４レンズの物体側の凸面を非球面としたことを特徴とする請求項（１）記載のズ−ムレンズ。