JPH02181110A - 小型の可変焦点距離レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、コンパクトな可変焦点距離レンズ、特にレ
ンズシャッターカメラ等に適したレンズ枚数が３〜５枚
程度の広角を含む可変焦点距離レンズに関する。

（従来技術） 近年、コンバク１〜カメラにコンバータレンズを内蔵し
、簡単に焦点距離を切換えることが出来るものや、ズー
ムレンズを搭載したものが普及し、これらの変倍レンズ
に対する需要も高まってきている。

コンバータレンズを内蔵したものとしては、特開昭５６
−９５２１０号公報等が知られている。

これはリアコンバータを内蔵し、長焦点時に主レンズの
後に装着するものである。ズームレンズでは特開昭５７
−２０１２１３号公報、特開昭６０４−８００９号公報
などが知られている。

（この発明が解決しようとする問題点）ところでこれら
の変倍レンズは、コンバク１〜カメラ等に要求される簡
易な変倍レンズとしては、レンズ構成枚数が多すぎる。

例えば、」二記特開昭５６−９５２１．０号公報のリア
コンバータ方式では、主レンズとコンバータレンズを合
わせて６枚のレンズを必要としており、また特開昭５７
−２０．１．２１．３号公報のズームレンズは５〜８枚
のレンズで構成されている。また比較的構成枚数の少】 ない特開昭６０−／１８００９号公報のズームレンズで
も４枚で構成されている。またこのズームレンズの実施
例では短焦点側の焦点距ばか４０Ｉｌ１１１と広角より
やや長めになっており、これを３５　ｎｗｎ程度に広角
化するには軸外収差を良好に補正する必要があり、レン
ズ４枚のみで構成するのはｉｔｔ、　くなる。

この発明は、短焦点側が３５Ｉｌ１１１程度に広角化で
きる可変焦点距離レンズでレンズ構成枚数が極端に少な
いコンバク１へなレンズ系を提供しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための丁段） 本発明の目的を達成するためのレンズ構成は、第１図に
その１例を示すように、正の第１レンズ群と負の第２レ
ンス群を有する、いわゆるテレフォト型を構成し、短焦
点側から長焦点側への変倍に際し、この第１レンズ群と
第２レンズ群の間隔をつめなから前方へ移動さぜるズー
ムレンズまたはその両端及び中間のいくつかの焦点距離
を使用する多焦点レンズなとの可変焦点距離レンズにお
いて、前記第１レンズ群は、物体側から順に負のメニス
カスブラスチノクレンス、止のプラスチックレンズ及び
正レンズの３枚で構成され、第２レンズ群は負レンズ１
枚で構成されることを特徴としている。

そして、この第１レンズ群中の２枚の正レンズは、絞り
をはさんで互いにその曲率の弱い面を対面させるように
配置するのが良い。

（作用） 本発明のレンズ系においては、色収差を補正するために
、第１図にその断面図を示すように、前群の最も物界側
に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを配す
るのがよい。

本発明ではこの負メニスカスレンズとそれに続く正レン
ズとにプラスチックレンズを用いているが、プラスチッ
クレンズは温度変化に伴う屈折率変化が大きく、そのた
めバックフォーカスすなわち結像点の変位が問題になる
。これは機構的に補正可能であるか、レンズ自体で補正
されていることが望ましい。一般に本発明のような２群
の＋＋ｒ変焦点Ｒ１ｉ　離レンズでは各群の焦点距離及
び主点位置の変化によって次式のようにバッタフォーカ
スが変化する。

△ｆＨ＝　Ｃｆ／ｆ、　）’△ｒ、＋（ｆ　Ｂ／ｆ２）
２△「２（ｆ／ｆ、）２△Ｄ−△ｐ、（６） ここて△ｆ６は、ハックフォーカスの変化、△ｆ１、△
ｆ２はそれぞれ第１レンズ群、第２レンス群の焦点距離
の変化、△Ｄは第１レンズ群の後側主点と第２レンズ群
の前側主点の間隔の変化であり、△■）７　は第２レン
ズ群の後側主点位置の変化である。また１、ｆ８はそれ
ぞれ全系の焦点距離とバックフォーカスである。

本発明のような可変焦点レンズでは、焦点距離ｆに比へ
てハックフォーカスｉ６が極端に短く、（６）式の（ｆ
／ｆ、）２が（ｆｎ／ｆ、）２に比へてたいへん大きく
なる。また主点位置変化による△Ｄと△Ｐ２は小さい。

したがって第１レンズ群の湿度変化による焦点距離変化
を第２１メンズ群の焦点距離変化で補正することは困難
になる。つまり各群で温度変化の影響を補正する必要が
ある。

本発明のレンズ系では、負のメニスカスの第１レンズと
、正のメニスカスの第２レンズをプラスチックレンズと
し、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離を十分長く
して第１レンズ群の温度変化を補正している。

このようにして、本実施例では、標僧使用時より＋３０
°変化したときのバンクフォーカスの変化は短焦点端で
−０，０６、長焦点端で−０，１という非常に小さな値
とすることができた。

また負レンズを配したことによってペッツバール和を更
に小さくし、像面湾曲が良好に補正され、軸外光束の第
２レンズへの入射角も小さくなり、コマ収差の発生は非
常に小さくなっている。

この発明のレンズ系は、絞りをはさんで対称なレンズ配
置となっており、これによって、軸外光束については、
主光線のまわりの光束に対して絞りの前後で互いに相殺
するように収差が発生し、前群全体で発生する収差を小
さくてきる。特に歪曲収差の発生が小さく、またコマ収
差についても、たとえば絞り前方の」一方光束について
、前方の正レンズて発生する外向性コマは絞り後方の正
レンズて発生する内向性コマと相殺する。特に、光束が
細い場合には、光束の周辺部で発生するフレアーもなく
、十分な補正効果か得られる。このため例えばＦナンバ
ーが５．６程度の簡易な可変焦点距離レンズにこのよう
な構成を用いると、最小の構成要素で十分な軸外収差の
補正ができることになる。また同心的に配置したレンズ
面が多く、非点収差の発生も小さい。その上さらに、物
体側に負レンズを配置したことによって全レンズ系の絞
り前後の対称性か良くなり、歪曲収差は非常に小さくな
る。

以−１，のように、本発明によると、非常に簡単な構成
で軸外収差の発生を十分おさえた可変焦点距離レンズを
提供できる。

また本発明のスーｌルンズを十分にコンノくり１〜に構
成するためには以下の条件を満足することか望ましい。

「、／■“１、・　＜−ｏ、ｓ　　　　　　　　（，１
，）０．７＜　ｌ　ｆ２／ｆ□ｌ＜１．６　　　　　　
　　（３）更に良好な収差補正をするためには、以下の
条件を満足することが望ましい。

ＤＦ／　ｆ　ｗ＞０．０４　　ｆ　ｗ／　ｆ　ｌｌ”　
　　　　　　　（４）ここて、ｆ□、ｆ２はそれぞれ第
１レンズ群、第２レンズ群の焦点距離、ｆｗ、ｆｎ”は
それぞれ短焦点端ての焦点距離とバックフォーカスであ
る。

またＤＦ　は第１レンズ群内の絞りの後方のレンズの軸
上厚の和である。

条件（１）の」二限をこえると、短焦点端でのバックフ
ォーカスか短くなり後玉径が大きくなる。

条件（２）は短焦点端でレンズ全長を短くするためのも
のである。一般に短焦点端でのレンズ全長、すなわちレ
ンズ先端から結像面までの距離をＬｗとすると、Ｌｌ、
は次式で表わすことが出来る。

ｒ−＋ｖ＝１２（２ｍ２−−−　　）　＋ｆ１．　　　
（５）ここてｍ２は第２レンズ群の結像倍率であり、次
式で表わせる。

ｍ２＝ｆｗ／ｆ　。

（５）式に代入すると り、、＝４２（２ｆｗ／ｆ、　−ｆ、／　ｆｌ、ｌ）＋
ｆ□この式はＩ、が一定のもとては以下の条件をみたす
「、において最小となる。

従って、条件（２）を満たすように、ｆ２、ｆ２を定め
ると１４ｗか小さくなる。即ち短焦点端での全長か短く
なり、このレンズを搭載するカメラ全体をコンパクトに
することが出来る。

条！１（３）は変倍の際の第２レンズ群の移動量に関す
る条件である。一般に本発明のような可変焦点レンズで
は、後玉のレンズ径が大きく、これを含む第２レンズ群
か油力へ大きく移動して変倍する。このため、第２レン
ズ群の移動量を小さくすることがコンバク１−化のため
のもう−・つの方法である。条件（二３）の上限をこえ
ると第２群の移動量か大きくなりすき、逆に条件に３）
の下限を越えると第２レンス群の移動量は小さくなるが
、レンズ全長が長くなる傾向にあり、またハックフォカ
スも短くなり後玉径の増大を招くことになる。

条件（４）は収差補正、特に歪曲収差の補正に関する条
件である。本発明のような可変焦点レンズではハックフ
ォーカスが短くなると正の歪曲収差が発生し易くなる。

これを補正するには絞り後方のレンズを厚くすることが
有効であり、条件（４）のように軸」二厚を決めると歪
曲収差は良好になる。

（実施例） 以下、上記の各条件を満たす本発明の実施例を示す。

第１実施例 本実施例においては、第１図にその断面を示す４枚のレ
ンズ９３枚をプラスチックレンズとしており、カメラの
軽量化にもつながる。

また、本実施例では、絞りをはさんだ両側の面等を非球
面とすることによって高次の球面収差やコマフレアーを
良好に補正している。

以下に示すデータ表中「＊」を付した面は非球面であり
、その非球面形状は光軸方向にＸ軸をとり、光の進行方
向を正とし、Ｘ軸と垂直方向にＹ軸をとり、非球面係数
に、Ａ、、Ａ７、Ａ３、Ａ４、Ｐ□、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４
を用いて以ドの式で表わされる。

ここてＲは近軸曲率半径である。

ｆ＝３６．０〜４９．ＯＦ　Ｎｏ、　＝　５．６〜７．
６２ω＝３＋、０６〜２３．４’ Ｎｏ、　ＲＤ　Ｎ、４ １　　　　８６．８２５　０．８０　１．５８７００　
３０．０２　　　　１．３．８５５　＊　０．５０３　
　　　１０．４２３　＊　２．５０　１．４９２００　
５７．０４　　　　２３．５０５　＊　４．００５　　
　−５６．９２８　５．５０　１．７］、３００　５３
．９６　　　−１３．４５８　　可変 ７　　　−２４．３３９　１．００　１．６７２７０　
３２．１８３２３．３６０ ｆ　　　　　　Ｄ４ ３６．０　　　　２］、５ ４９．０　　　　　＋４．８ 非球面係数 第２面 に ハ□ Ａ。

ハ。

第３面 に ハ。

Ａ、＝ 第４面 に ハ。

第２実施例 ｆ　＝３６．０９〜４９．６９ ３．６９３７３ １．５６６４０Ｘ　１０−’ ５．８＋９８８Ｘ　１０−’ ５．３５７９９Ｘ　１０−” ］、、１６５２９Ｘ　１．０−”８ １．９８７８２　Ｘ　１０ ２．３３８５７Ｘ　１０−５ ４．１６＋３１　Ｘ　１０−” １．８００６２Ｘ　１０−” １．０９２９２Ｘ　１．０−” ２．０１４１３ −１．９０７３９　Ｘ　１．０ ３．０３０７３　Ｘ　１０ ２．４５４３１　Ｘ　１０ ４．５７６９６　Ｘ　１０ Ｐ１＝４．０ Ｐ２＝　　６．０ １）３＝８．０ Ｐ、、＝］０．０ Ｐ、＝／１．０ Ｐ２＝　　６．０ Ｐ３＝　　８．０ Ｐ４＝＋０．０ Ｆ　Ｎｏ、　＝５．６−７．７ Ｎ。

ＲＤ ３３．７００　　１．５０ １０．９６９　　＊　　０．６０ ７．４７０　　３．００ １６．５５０　　＊　　４．５０ ２４．８８９　　５．００ １２．５８１　　可変 ２９、］、２４　　２．６０ ３９２．０８５ ３６．０９ ４！１．６９ １９．１ １０．９ ω＝３０．２°　〜２３．１Ｏ Ｎ。

１゜５８３００　　３０．０ １．４９２００ １．７７２５０ １．６９８９５ ５７．０ ４９．６ ３０．１ 非球面係数 第２面 Ｋ　＝　−１，３６４２０ Ａ□＝　　１．６９０６０Ｘ１０−５Ｐ、−＝　４．Ｏ
Ａ２ニー］、４２０６０ＸＩＯ−’　　　Ｐ２＝　６．
０第４面 Ｋ　＝　　１．０５２６０Ｘ１０ Ａ□＝　　２．６６２００　Ｘ　１．０−４Ｐ□＝４．
０第３実施例 この実施例は、第１レンズ及び第２レンズの像側の面に
非球面を用いて軸外収差を良好に補正している。また、
この実施例の第１、第２レンズの向かいあう面のように
、対面し、かつ互いに近い大きさの曲率半径を持つ２つ
の面に同時に非球面を用いる場合は、偏心の影響を受け
やすいが、この実施例や第２実施例では、非球面の近接
配置を避けて偏心の影響をなくし、効果的な収差補正を
可能としている。

また、この実施例でも、第１レンズ、第２レンズ及び第
４レンズにプラスチックレンズを用いて、低コスＩ・で
軽量なズームレンズを実現しており、また温度等の環境
変化による影響も小さく、コンバク１〜カメラ等に好適
である。

ｆ　＝３５．９９〜４８．８９　　　Ｆ　Ｎα＝５．６
〜７．６ω＝　３０．４°〜２３．５’ Ｎｏ、　　　　　ＲＤ　　　　　Ｎ　、。

］　　　　　３３．７００　１．５０　１．５８６００
　３０．０１０．９６９　　＊　　０．６０ ７，４７０　　３．００ ］、６．５５０　　＊　　４．５０ ２５．１９０　　５．００ １２．６４５　　可変 ２７．７５１　　　２．００ １７８．０７０ ｆ　　　　　　　　　Ｄ。

３５．９９　　　　　　１８．９ ４８．８９　　　　　　１０゜５ ］、、４９２００ １．７７２５０ １．５８６００ ５８．３ ４９．６ ３０．０ 非球面係数 第２市ｊ 第６面 Ｉく Ａ、＝　　２，６６２００Ｘ１０−’ 第４実施例 ■ １．６９０６０Ｘ　１０−５ １．３６４２０ １．０５２６０　Ｘ　１０ Ｆ　Ｎｏ、　＝５．６−７．７ ］、、４２０６０Ｘ　１０−’ ３６．２〜４９．０ Ｐ。

４．０ ６．０ ４．０ ＲＤ ３３．９０５　　１．５０ ］］、、Ｏ］２　　＊　　０．６０ ７．４０５　　３．００ １６．１３９　　＊　　４．５０ ２８．７］６　　５．４０ −１２．７９７　　可変 ２４．３］２　　２．６０ ８９９．７９５ ３６．２ ４９．０ ω＝３０．９°　〜２３．８６ ｄ １．５８３００　　３０．０ １．４９２００ １．７７２５０ １．６８８９３ ５７．０ ４９．６ ３１．１ １６、／１８ ９．９７ 非球面係数 第２面 Ｋ　＝　−１，３３０３９ Ａ１＝　　］、］２８３７９Ｘ］０− ５Ａ２＝−］、、４２］０９　Ｘ　１．０−’第４面 Ｋ　＝　１０．０５６１ Ｐ１＝　　４．０ Ｐ２＝　　６．０ Ａ、＝　　ン、６９４７３ＸＩＯ−４Ｐ、＝　　４．０
尚、本発明における焦点合わせは、第１レンズ群を前方
へ移動すか、又は第２レンズ群を後方へ移動させること
によってでき、収差の変化も小さい。

（発明の効果） 本発明の可変焦点距離レンズは、その実施例及び各収差
図に見るように、４枚程度の極めて簡単なレンズ構成で
ありながら、コンバク１〜で、半画角が３０°程度の広
角を含み、しかも各収差がバランス良く補正されており
、コンバク１〜カメラに搭載するのに特に適したものと
なっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の断面図であり、同時に
本発明で焦点距離を変化させる方法を示している。第２
−Ａ図、第２−Ｂ図はそれぞれ第１実施例の短焦点端と
長焦点端での収差図、第３図及び第１＞Ａ図、第４．−
　Ｂ図は第２実施例の断面図と収差図、第５図及び第６
−Ａ図、第６−　Ｂ図は第３実施例の断面図と収差図、
第７図及び第８Ａ図、第８−Ｂ図は第４実施例の断面図
と収差図である。以下収差図においてはｒｄＪはｄ線に
対する球面収差、ｒｇＪはｇ線に対する球面収差、ｒｓ
ｃＪは正弦条件、「△Ｓ」はサジタル像面、「６Ｍ」は
メリジオナル像面を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正の第１レンズ群と負の第２レンズ群を有し、短焦点端
   から長焦点端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レン
   ズ群が間隔をつめながら共に前方へ移動する２群構成の
   可変焦点距離レンズにおいて、第１レンズ群は物体側か
   ら順に負のメニスカスプラスチックレンズ、正のプラス
   チックレンズ及び正レンズで構成され、第２レンズ群は
   負レンズ１枚で構成されることを特徴とする小型の可変
   焦点距離レンズ。