JP3752174B2 - ズームレンズ系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、一眼レフカメラに適したズームレンズ系で、特に物体側から負、正、負、正の順に配列した４つのレンズ群から構成された変倍比（ズーム比）が３倍程度の小型のズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
従来より、最も物体側に負の第１レンズ群が位置するネガティブリード型のズームレンズ系は、広角化が容易で撮影画角７０°以上の広角域を含むズームレンズ系に多く用いられている。近年一眼レフカメラ等に用いる標準用のズームレンズ系としては、広角を含み、かつ、光学系全体が小型で安価であることが望まれている。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、物体側から負、正、負、正の順に配列した４つのレンズ群で構成し、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、移動条件等を適切に設定することにより、広角を含み、小型で安価なズームレンズ系を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、及び正の屈折力の第４レンズ群を有し、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際して、第１、第２レンズ群の間隔が減少し、第２、第３レンズ群の間隔が増加し、第３、第４レンズ群の間隔が減少するように移動されるズームレンズ系である。そして、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズとで構成され、第３レンズ群は、正レンズと負レンズの独立したあるいは貼合せの２枚のレンズで構成され、第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの独立したあるいは貼合せの２枚のレンズで構成されており、次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴としている。
（１）０．２５＜｜ｆ3／ｆｔ｜＜０．５
（２）０．０７＜ｌｏｇ(Ｚ34)／ｌｏｇ(Ｚ)＜０．１７
（３）−０．１７＜ｒL-1／ｆｔ＜−０．１４
但し、
ｆ3：第３レンズ群の焦点距離、
ｆｔ：長焦点距離端での全系の焦点距離、
Ｚ34（＝ｍ34t／ｍ34w）
ｍ34t：第３レンズ群と第４レンズ群の長焦点距離端での合成倍率、
ｍ34w：第３レンズ群と第４レンズ群の短焦点距離端での合成倍率、
Ｚ：全系のズーム比（長焦点距離端の焦点距離／短焦点距離端の焦点距離）、
ｒL-1：第４レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
である。
【０００５】
【発明の実施形態】
図１、図５及び図９の各数値実施例のレンズ構成図に示すように、本発明によるズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群１０、正の屈折力の第２レンズ群２０、負の屈折力の第３レンズ群３０、及び正の屈折力の第４レンズ群４０の４つのレンズ群からなっている。図１３の簡易移動図に示すように、短焦点距離端（Ｗ、広角端）から長焦点距離端（Ｔ、望遠端）へのズーミングに際して、第１レンズ群１０は、短焦点距離端（Ｗ、広角端）から中間焦点距離（Ｍ）にかけて像側に移動した後、反転して長焦点距離端（Ｔ、望遠端）まで物体側に移動し、第２、第３、第４レンズ群はそれぞれ物体側に移動し、全体としては、第１、第２レンズ群１０、２０の間隔が減少し、第２、第３レンズ群２０、３０の間隔が増加し、第３、第４レンズ群３０、４０の間隔が減少するように各レンズ群が移動する。開口絞りＳは、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間に位置し、ズーミングの際第３レンズ群３０と一体に移動する。
【０００６】
条件式（１）は第３レンズ群の焦点距離を規定している。この条件式（１）の上限を上回ると、長焦点距離端でテレフォトタイプのパワー配置をとりづらくなり全長も大きくなるため好ましくない。下限を下回ると、特に長焦点距離端でコマ収差が発生し補正が困難となるので好ましくない。
【０００７】
条件式（２）は第３レンズ群と第４レンズ群の部分系変倍比が全体のズーム比に占める割合を規定している。この条件式（２）の上限を上回ると、長焦点距離端から短焦点距離端にかけて像面湾曲の変動が大きくなるので好ましくない。下限を下回ると、焦点距離全域にわたって、像面湾曲がオーバーになり好ましくない。
【０００８】
条件式（３）は第４レンズ群の負レンズの物体側の面を規定している。この条件式（３）の上限を上回ると、短焦点距離端での負の歪曲収差を補正する効果が大きくなるが、長焦点距離端で正の歪曲収差が大きく発生し補正が困難となり好ましくない。下限を下回ると、短焦点距離端で負の歪曲収差が大きく発生し、補正が困難となり好ましくない。
【０００９】
次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNOはＦナンバー、Ｗは半画角（゜）、ｆは全系の焦点距離、ｆB はバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【００１０】
［数値実施例１］
図１は、数値実施例１のレンズ構成を示し、図２、図３及び図４はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差を示す。表１はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズとで構成され、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズの貼合せレンズとから構成され、第３レンズ群３０は、正レンズと負レンズの貼合せレンズで構成され、第４レンズ群４０は、物体側から順に、正レンズと、負レンズとで構成されている。コストを低下させるため、非球面は含まれていない。絞りＳは第１２面から物体側に1.495に位置する。
【００１１】
【表１】
FNO=1:3.7‐4.6‐6.0
W=38.3‐22.2‐13.7
f=29.00‐52.42‐87.00
fB=36.69‐51.74‐71.51
面No. ｒ ｄ Ｎd ν
1 54.545 1.50 1.69680 55.5
2 22.369 7.93 - -
3 777.868 1.30 1.58913 61.2
4 34.106 0.70 - -
5 28.951 3.45 1.84666 23.8
6 44.321 35.76-7.01-2.50 - -
7 25.401 3.78 1.58913 61.2
8 -57.053 0.10 - -
9 32.554 4.26 1.55690 48.6
10 -26.669 2.20 1.80518 25.4
11 164.411 4.15-7.31-11.46 - -
12 -48.220 2.50 1.80518 25.4
13 -15.000 1.10 1.72000 43.7
14 43.891 9.15-5.99-1.84 - -
15 -264.346 3.35 1.77250 49.6
16 -19.417 0.90 - -
17 14.553 1.20 1.80518 25.4
18 -23.594 - - -
【００１２】
［数値実施例２］
図５は、数値実施例２のレンズ構成を示し、図６、図７及び図８はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差を示す。表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りＳは第１２面から物体側に1.500に位置する。
【００１３】
【表２】
FNO=1:3.5‐4.5‐6.0
W=38.3‐22.0‐13.7
f=29.00‐52.83‐87.11
fB=36.69‐52.92‐73.46
面No. ｒ ｄ Ｎd ν
1 55.839 1.20 1.60311 60.7
2 21.083 9.05 - -
3 737.998 1.50 1.67790 55.3
4 36.200 0.74 - -
5 30.938 3.26 1.84666 23.8
6 50.000 34.07-11.38-1.35 - -
7 25.702 4.17 1.58913 61.2
8 -55.555 0.10 - -
9 30.938 4.34 1.51742 52.4
10 -30.938 1.00 1.80518 25.4
11 192.730 6.23-9.15-12.85 - -
12 -50.204 2.50 1.80518 25.4
13 -15.000 1.00 1.80610 40.9
14 52.464 7.92-5.00-1.31 - -
15 -196.680 3.37 1.77250 49.6
16 -18.847 0.93 - -
17 14.155 1.00 1.80518 25.4
18 -20.872 - - -
【００１４】
［数値実施例３］
図９は、数値実施例３のレンズ構成を示し、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差を示す。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りは第１２面から物体側に1.495に位置する。
【００１５】
【表３】
FNO=1:3.8‐4.7‐6.0
W=38.3‐22.2‐13.7
f=29.00‐52.63‐87.00
fB=36.69‐51.36‐70.43
面No. ｒ ｄ Ｎd ν
1 45.848 1.38 1.69680 55.5
2 21.416 8.19 - -
3 399.560 1.38 1.69680 55.5
4 32.740 0.30 - -
5 27.698 3.65 1.84666 23.8
6 46.854 35.01-11.47-0.80 - -
7 26.168 3.52 1.61800 63.4
8 -60.336 0.10 - -
9 28.788 3.46 1.65412 39.7
10 -26.120 1.30 1.80518 25.4
11 50.494 4.00-7.67-12.44 - -
12 -65.828 2.30 1.80518 25.4
13 -15.000 1.50 1.76200 40.1
14 49.879 10.22-6.55-1.78 - -
15 -226.089 2.97 1.77250 49.6
16 -20.875 1.02 - -
17 -14.696 1.30 1.80518 25.4
18 -22.192 - - -
【００１６】
各数値実施例の各条件式に対応する値を表４に示す。
【表４】
各数値実施例は、各条件式を満足しており、諸収差も十分良く補正されている。また、全数値実施例は、全ズーミング域において全長が短く、小型化が達成されている。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、広角を含み、小型で安価で高い光学性能を有したズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ系の数値実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】図１のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の数値実施例２のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】図５のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の数値実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】図９のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
【技術分野】
本発明は、一眼レフカメラに適したズームレンズ系で、特に物体側から負、正、負、正の順に配列した４つのレンズ群から構成された変倍比（ズーム比）が３倍程度の小型のズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
従来より、最も物体側に負の第１レンズ群が位置するネガティブリード型のズームレンズ系は、広角化が容易で撮影画角７０°以上の広角域を含むズームレンズ系に多く用いられている。近年一眼レフカメラ等に用いる標準用のズームレンズ系としては、広角を含み、かつ、光学系全体が小型で安価であることが望まれている。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、物体側から負、正、負、正の順に配列した４つのレンズ群で構成し、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、移動条件等を適切に設定することにより、広角を含み、小型で安価なズームレンズ系を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、及び正の屈折力の第４レンズ群を有し、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際して、第１、第２レンズ群の間隔が減少し、第２、第３レンズ群の間隔が増加し、第３、第４レンズ群の間隔が減少するように移動されるズームレンズ系である。そして、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズとで構成され、第３レンズ群は、正レンズと負レンズの独立したあるいは貼合せの２枚のレンズで構成され、第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの独立したあるいは貼合せの２枚のレンズで構成されており、次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴としている。
（１）０．２５＜｜ｆ3／ｆｔ｜＜０．５
（２）０．０７＜ｌｏｇ(Ｚ34)／ｌｏｇ(Ｚ)＜０．１７
（３）−０．１７＜ｒL-1／ｆｔ＜−０．１４
但し、
ｆ3：第３レンズ群の焦点距離、
ｆｔ：長焦点距離端での全系の焦点距離、
Ｚ34（＝ｍ34t／ｍ34w）
ｍ34t：第３レンズ群と第４レンズ群の長焦点距離端での合成倍率、
ｍ34w：第３レンズ群と第４レンズ群の短焦点距離端での合成倍率、
Ｚ：全系のズーム比（長焦点距離端の焦点距離／短焦点距離端の焦点距離）、
ｒL-1：第４レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
である。
【０００５】
【発明の実施形態】
図１、図５及び図９の各数値実施例のレンズ構成図に示すように、本発明によるズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群１０、正の屈折力の第２レンズ群２０、負の屈折力の第３レンズ群３０、及び正の屈折力の第４レンズ群４０の４つのレンズ群からなっている。図１３の簡易移動図に示すように、短焦点距離端（Ｗ、広角端）から長焦点距離端（Ｔ、望遠端）へのズーミングに際して、第１レンズ群１０は、短焦点距離端（Ｗ、広角端）から中間焦点距離（Ｍ）にかけて像側に移動した後、反転して長焦点距離端（Ｔ、望遠端）まで物体側に移動し、第２、第３、第４レンズ群はそれぞれ物体側に移動し、全体としては、第１、第２レンズ群１０、２０の間隔が減少し、第２、第３レンズ群２０、３０の間隔が増加し、第３、第４レンズ群３０、４０の間隔が減少するように各レンズ群が移動する。開口絞りＳは、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間に位置し、ズーミングの際第３レンズ群３０と一体に移動する。
【０００６】
条件式（１）は第３レンズ群の焦点距離を規定している。この条件式（１）の上限を上回ると、長焦点距離端でテレフォトタイプのパワー配置をとりづらくなり全長も大きくなるため好ましくない。下限を下回ると、特に長焦点距離端でコマ収差が発生し補正が困難となるので好ましくない。
【０００７】
条件式（２）は第３レンズ群と第４レンズ群の部分系変倍比が全体のズーム比に占める割合を規定している。この条件式（２）の上限を上回ると、長焦点距離端から短焦点距離端にかけて像面湾曲の変動が大きくなるので好ましくない。下限を下回ると、焦点距離全域にわたって、像面湾曲がオーバーになり好ましくない。
【０００８】
条件式（３）は第４レンズ群の負レンズの物体側の面を規定している。この条件式（３）の上限を上回ると、短焦点距離端での負の歪曲収差を補正する効果が大きくなるが、長焦点距離端で正の歪曲収差が大きく発生し補正が困難となり好ましくない。下限を下回ると、短焦点距離端で負の歪曲収差が大きく発生し、補正が困難となり好ましくない。
【０００９】
次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNOはＦナンバー、Ｗは半画角（゜）、ｆは全系の焦点距離、ｆB はバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【００１０】
［数値実施例１］
図１は、数値実施例１のレンズ構成を示し、図２、図３及び図４はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差を示す。表１はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズとで構成され、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズの貼合せレンズとから構成され、第３レンズ群３０は、正レンズと負レンズの貼合せレンズで構成され、第４レンズ群４０は、物体側から順に、正レンズと、負レンズとで構成されている。コストを低下させるため、非球面は含まれていない。絞りＳは第１２面から物体側に1.495に位置する。
【００１１】
【表１】
FNO=1:3.7‐4.6‐6.0
W=38.3‐22.2‐13.7
f=29.00‐52.42‐87.00
fB=36.69‐51.74‐71.51
面No. ｒ ｄ Ｎd ν
1 54.545 1.50 1.69680 55.5
2 22.369 7.93 - -
3 777.868 1.30 1.58913 61.2
4 34.106 0.70 - -
5 28.951 3.45 1.84666 23.8
6 44.321 35.76-7.01-2.50 - -
7 25.401 3.78 1.58913 61.2
8 -57.053 0.10 - -
9 32.554 4.26 1.55690 48.6
10 -26.669 2.20 1.80518 25.4
11 164.411 4.15-7.31-11.46 - -
12 -48.220 2.50 1.80518 25.4
13 -15.000 1.10 1.72000 43.7
14 43.891 9.15-5.99-1.84 - -
15 -264.346 3.35 1.77250 49.6
16 -19.417 0.90 - -
17 14.553 1.20 1.80518 25.4
18 -23.594 - - -
【００１２】
［数値実施例２］
図５は、数値実施例２のレンズ構成を示し、図６、図７及び図８はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差を示す。表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りＳは第１２面から物体側に1.500に位置する。
【００１３】
【表２】
FNO=1:3.5‐4.5‐6.0
W=38.3‐22.0‐13.7
f=29.00‐52.83‐87.11
fB=36.69‐52.92‐73.46
面No. ｒ ｄ Ｎd ν
1 55.839 1.20 1.60311 60.7
2 21.083 9.05 - -
3 737.998 1.50 1.67790 55.3
4 36.200 0.74 - -
5 30.938 3.26 1.84666 23.8
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7 25.702 4.17 1.58913 61.2
8 -55.555 0.10 - -
9 30.938 4.34 1.51742 52.4
10 -30.938 1.00 1.80518 25.4
11 192.730 6.23-9.15-12.85 - -
12 -50.204 2.50 1.80518 25.4
13 -15.000 1.00 1.80610 40.9
14 52.464 7.92-5.00-1.31 - -
15 -196.680 3.37 1.77250 49.6
16 -18.847 0.93 - -
17 14.155 1.00 1.80518 25.4
18 -20.872 - - -
【００１４】
［数値実施例３］
図９は、数値実施例３のレンズ構成を示し、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差を示す。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りは第１２面から物体側に1.495に位置する。
【００１５】
【表３】
FNO=1:3.8‐4.7‐6.0
W=38.3‐22.2‐13.7
f=29.00‐52.63‐87.00
fB=36.69‐51.36‐70.43
面No. ｒ ｄ Ｎd ν
1 45.848 1.38 1.69680 55.5
2 21.416 8.19 - -
3 399.560 1.38 1.69680 55.5
4 32.740 0.30 - -
5 27.698 3.65 1.84666 23.8
6 46.854 35.01-11.47-0.80 - -
7 26.168 3.52 1.61800 63.4
8 -60.336 0.10 - -
9 28.788 3.46 1.65412 39.7
10 -26.120 1.30 1.80518 25.4
11 50.494 4.00-7.67-12.44 - -
12 -65.828 2.30 1.80518 25.4
13 -15.000 1.50 1.76200 40.1
14 49.879 10.22-6.55-1.78 - -
15 -226.089 2.97 1.77250 49.6
16 -20.875 1.02 - -
17 -14.696 1.30 1.80518 25.4
18 -22.192 - - -
【００１６】
各数値実施例の各条件式に対応する値を表４に示す。
【表４】
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、広角を含み、小型で安価で高い光学性能を有したズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ系の数値実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】図１のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の数値実施例２のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】図５のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の数値実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】図９のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
Claims (1)
- 物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、及び正の屈折力の第４レンズ群を有し、
短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際して、第１、第２レンズ群の間隔が減少し、第２、第３レンズ群の間隔が増加し、第３、第４レンズ群の間隔が減少するように移動されるズームレンズ系において、
第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズとで構成され、
第３レンズ群は、正レンズと負レンズの独立したあるいは貼合せの２枚のレンズで構成され、
第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの独立したあるいは貼合せの２枚のレンズで構成されていて、
次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）０．２５＜｜ｆ3／ｆｔ｜＜０．５
（２）０．０７＜ｌｏｇ(Ｚ34)／ｌｏｇ(Ｚ)＜０．１７
（３）−０．１７＜ｒL-1／ｆｔ＜−０．１４
但し、
ｆ3：第３レンズ群の焦点距離、
ｆｔ：長焦点距離端での全系の焦点距離、
Ｚ34（＝ｍ34t／ｍ34w）
ｍ34t：第３レンズ群と第４レンズ群の長焦点距離端での合成倍率、
ｍ34w：第３レンズ群と第４レンズ群の短焦点距離端での合成倍率、
Ｚ：全系のズーム比（長焦点距離端の焦点距離／短焦点距離端の焦点距離）、
ｒL-1：第４レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径。
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