JPH02190812A

JPH02190812A - ２群ズームレンズ

Info

Publication number: JPH02190812A
Application number: JP1129189A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nakayama; 博喜中山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-07-26
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2586627B2

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）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群ズームレンズに関し、特に全変倍範囲にわたり
収差補正を良好に行うと共にバックツオーカスの短縮化
、及びレンズ全長（第ルンズ面から像面までの距ａｌｌ
）の短縮化を図った変倍比２．５程度の２群ズームレン
ズに関するものである。

（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。特にレンズシャッターカメラ等のレンズ交換を
行なわない小型カメラの分野でもズームレンズの装着が
望まれ従来用いていた単焦点レンズと同程度の長さの小
型のズームレンズが要望されている。

通常レンズシャッターカメラで多用されている標準画角
（撮影画角２ω＝４７度で３５ｍｍスチルカメラに換算
すると焦点路ｒ４５０　ｍ　ｍ程度）を含むズームレン
ズは、例えば特公昭４９−２９＋４６号公報をはしめ多
数提案されている。この種のズームレンズは物体側より
順に負の屈折力の第ルンズ群と正の屈折力の第２レンズ
群の２つのレンズ群より構成し、両レンズ群の間隔を変
えて変倍するものであるが物体側より順に負と正の屈折
力配置となっている為にバックフォーカスが比較的長く
なり一眼レフレックスカメラとしては好ましい構成であ
るがレンズシャッターカメラとしてはレンズ全長が長す
ぎる傾向があった。

そこで本出願人は先に特開昭５６−１２１３９３１号公
報や特開昭５７−２０１２１３号公報等において物体側
より順に正の屈折力の第ルンズ群と負の屈折力の第２レ
ンズ群の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
。

同公報においては物体側より順に正、負の屈折力配置を
採用し望遠側とし、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変倍比１．５程度の
ズームレンズを達成している。特開昭６２−２６４０１
９号公報には前記ズームレンズを改良した２群ズームレ
ンズを開示している。

一般に２群ズームレンズにおいて変倍比２．５程度を確
保しつつ、全変倍範囲にわたり収差変動を少なくして高
い光学性能を得ようとすると、各レンズ群、特に第２群
のレンズ枚数を増加させねばならず、レンズ系全体が大
型化する傾向かあった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は本出願人の先の特開昭５６−１２８９１１号公
報や特開昭５７−２０１２１３号公報等で提案した２群
ズームレンズを更に改良し、特に変倍比２．５程度と高
変倍化な図りつつ全変倍範囲にわたり収差変動を良好に
補正した高い光学性能を有したレンズ全長の短い２群ズ
ームレンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明の２群ズームレンズは、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２群ズームレ
ンズにおいて、該第２群の変倍の際の移動量をΔ２、全
系の広角端と望遠端に右ける焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴ
、該第２群を構成する任意のレンズの材質の屈折率をＮ
２Ｘ、該第２群を構成する任意の正レンズと任意の負レ
ンズの材質のアラへ数を各々ν２Ｐ、ν２Ｎとしたとき０．７＜ＩΔ２１／　（ｆＴ−ｆＷ）＜１．０・・・・
・・（１）１．５５＜　　Ｎ２Ｘ　　＜１．８　　・・・・・・（
２）４５　　〈　　ν２Ｎ　　　　　　　　　・・・・
・・（３）ｖ　２　Ｐ　＜　　４０　　　　　　　　”
　”　”　（４）なる条件を満足することを特徴として
いる。

特に本発明では第２群をいずれも物体側に凹面を向けた
メニスカス状の正レンズと３つのメニスカス状の負レン
ズより構成していることを特徴としている。

（実施例）第１図〜第４図は本発明の数値実施例１〜４のレンズ断
面図である。同図（Ａ）は広角端、同図（Ｂ）は望遠端
のズーム位置を示す。

図中、工は正の屈折力の第１群、■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ながら両レンズ群
を物体側へ矢印の如く移動させて広角端から望遠端への
変倍を行っている。

このようなタイプの２群ズームレンズは広角端でレンズ
全長が最小となり望遠端で最大となる。

本実施例ではカメラの携帯性を考慮し、広角端でのレン
ズ全長が最短になるように設定している。

そして本実施例では負の屈折力の第２群の変倍における
移動量や第２群の各レンズの材質を前述の如く構成する
ことにより２群ズームレンズにおいて変倍比２以上を達
成する際に多く発生する広角側におけるコマ収差や変倍
に伴う球面収差、像面湾曲等を良好に補正している。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は変倍に伴う第２群の移動量と全系の焦点
距離の変化量との比を特定したものである。

一般に２つのレンズ群より成るレンズ系の場合、所謂ニ
ュートンの式を展開するとレンズ系のバックフォーカス
ＳＫ’は２つのレンズ群の合成焦点距離なｆ、第１群の
屈折力をφ１、第１群と第２群の主点間隔をｅとするとＳに’＝ｆ　　（１−φ１　、　　ｅ　）　　　　・−
・・・・（ａ）となる。条件式（１）で表わしている第
２群の移動量Δ２は望遠端でのバックフォーカスＳＫ”
Ｔと広角端でのバックフォーカスＳＫ’Ｗとの差に相当
する。ここで広角端と望遠端での第１群と第２群の主点
間隔を各々ｅＷ、ｅＴとするとΔ２−５Ｋ”Ｔ−Ｓに′
Ｗ＝　（ｆＴ−ｆＷ）−φ１（ｆＴ−ｅＴ−ｆＷ’ｅＷ）
　　・・”　（ｂ）となる。（ｂ）式と条件式（＋）を
比較するととなる。（Ｃ）式で条件式（１）を表わすと
ｏ〈φ１．ｆＴ″ｅＴ　−ｆ訃”　　＜　０．３　−０
．−　（Ｉａ）ｆＴ　−ｆＷとなる。（Ｉａ）式より明らかのように、この式（ｌａ
）は移動量がΔ２である第２群には全く関係なく、第１
群及び広角端と望遠端における焦点距離と主点間隔で決
まってくる。

条件式（１）はこのような事項を勘案されて規制された
ものであり、条件式（１）の上限値を越えると、即ち条
件式（Ｉａ）の下限値を越えると主点間隔ｅＷが大きく
なりすぎ、又は第２群の移動量が多くなり、レンズ全長
が増大してくる。又条件式（＋）の下限値を越えると、
即ち条件式（１ａ）の上限値を越えると所定の変倍比を
得るのが難しくなり、又は主点間隔ｅＴが大きくなりす
ぎ望遠側でのレンズ全長が増大してくるので良くない。

条件式（２）は第２群中に属する正レンズ及び負レンズ
の材質の屈折率の幅を制限するものである。本実施例に
係る２群ズームレンズでは第２群中の正レンズと負レン
ズの材質の屈折率の差はなるべく少ない方が収差補正上
好ましく、条件式（２）はこの点から規制されたもので
あり、条件式（２）の下限値を越えるとペッツバール和
が小さくなりすぎ像面湾曲が補正過剰になると共に望遠
側で外向性コマが多く発生し、又広角側で正の歪曲収差
が増大してくるので良くない。又条件式（２）の上限値
を超えるとペッツバール和が大きくなりすぎ像面湾曲が
補正不足となり、特に変倍の中間領域において像面変動
が大きくなってくるので良くない。

条件式（３）　、　（４）は主に色収差の発生を少なく
し、特に倍率色収差の発生を少なくする為のものである
。条件式（３）　、　（４）外れると変倍に伴う倍率色
収差の変動量が大きくなってくるので良くない。

本実施例において更に変倍に伴う像面湾曲の変動を良好
に補正し、高い光学性能を維持しつつ、レンズ系全体の
小型化を図るには第２群を物体側に凹面を向けた全体と
して４つのレンズより構成するのが良い。

これは第１群近傍に配置した絞りに対して第２群の全て
のレンズがコンセントリックとな、るようにする為の条
件であり、これにより変倍に伴う像面湾曲の変動を良好
に補正している。

そしてこのとき第２群中の４つのレンズを物体側から順
に１つの正レンズと３つの負レンズより構成するのが特
に広角端での負の歪曲収差を良好に補正するのに好まし
い。

更に歪曲収差や望遠側での外向性コア、そして変倍に伴
う像面湾曲等を良好に補正するには第２群を物体側より
順に物体側に凹面を向けた正のメニスカス状の第２１レ
ンズ、そして物体側に凹面を向けた負のメニスカス状の
第２２レンズ、物体側に凹面を向けた負の第２３レンズ
、物体側に凹面を向けた負のメニスカス状の第２４レン
ズの全体として４つのレンズより構成するのが良い。

第１群と第２群の２つのレンズ群で構成される２群ズー
ムレンズの合成焦点路＠ｆは第１群と第２群の焦点距離
をｆｌ、第２、第１群と第２群の主点間隔をｅとすると］／ｆ　−１／ｆｌ　＋　Ｉ／ｆ２−　ｅ／ｆｌ−第２
　　　＝　・・・・（ｄ）となる。

ここで焦点路＠ｆ１．ｆ２は一定なので変倍変動は主点
間隔ｅの変化に依存する。変倍幅、即ち変倍比を大きく
する為には広角端から望遠端までの主点間隔ｅの変化量
を大きくすれば良いが、そうすると一般にレンズ全長が
増大してくる。

この為、レンズ系全体の小型化を図りつつ変倍幅な拡大
するには（ｄ）式のｅ／ｆ１．第２項において焦点路＠
ｆ１．ｆ２の絶対値を小さくしておけば、少しの主点間
隔ｅの変動で合成焦点路＠ｆを大きく変動させることが
できる。

本発明における２群ズームレンズでは以上のことを勘案
して０．５５＜　　ｆ　１／ｆＷ　　＜０．８５・・・・（
ｅ）０．４２＜ｌ第２／ｆＷｌ＜０．８５・・・・（ｆ
）を満足させるのが良い。この（ｅ）　、　（ｆ）式の
上限値を越えると、レンズ系が大型化してくる。又下限
値を越えると像面の倒れや各レンズ群の位置変動による
像面の変動が大きくなってくるので良くない。

更に本発明においてはｏ、Ｂ＜　　ｌｆｌ／ｆ２１　　＜１．５　　・・（ｇ
）なる条件を満足させるのが良い。これにより第２群の
移動量をあまり多くしなくても所定の変倍比な容易に得
ることができる。上限値を越えるとレンズ系全体が大型
化し、又下限値を越えると全変倍範囲にわたり像面湾曲
の倒れが大きくなってくるので良くない。

この他本発明において変倍比２，５程度で全変倍範囲に
わたり高い光学性能を確保する為には、第１群を物体側
に凸面を向けた正のメニスカス状の第１ルンズ、両レン
ズ面が凹面の第１２レンズ、両レンズ面が凸面の第１３
レンズ、そして１つ又は２つの正レンズの全体として４
つのレンズ又は５つのレンズより構成し、該第１２レン
ズと第１３レンズとを接合又は独立して構成するのが良
い。

尚、本発明においてフォーカシングはレンズ系全体を繰
り出して行うのが収差変動が少なくて好ましいが第１群
若しくは第２群のみを移動させて行っても良い。これに
よればレンズ鏡筒が簡単となる。至近撮影の場合にのみ
周辺部の光量不足を補う為に第２レンズ群のみを絞り込
んで行っても良い。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲ
ｉは物体側より順に第１番目のレンズ面の曲率半径、Ｄ
ｉは物体側より第１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１番目のレンズのガラス
の屈折率とアツベ数である。

又前述の各条件式と数値実施例における語数値との関係
を表−１に示す。

数値実施例１Ｆ−３９，１０〜８３．０ＲＩ−２０，８８Ｒ２−５２，２６Ｒ：ｔ−−１９，５３Ｒ４−１９，５３８５−−３８，６６０６−８２，８９ｎ　　７−　−２３．９０８　８−　１９５．４２８　９−　−３２．８６ＲＩＯ−較りＲ１＋−−５８，３３ＲＩ２−−２０．７１ＲＩ３−−１７．９２ＲＩＪ四−１９１，６７Ｒ］５−−３２．６４Ｒ１６−−４７，６５ＲＩ７−−２３．旧ＲＩ８−−５２．１５ＦＮｏ−Ｉｌ：３．２７〜６．９５２ω− ５７，９’ 〜２９．２゜Ｄ　　Ｉ−２，＋６０２暑　１，９２Ｄ　　３−　５．０００　４−　３．１００　５−　０．３５０　６−　２．６７０　７−　０．１５Ｄ　　８−　２．３０Ｄ　　９−　１．２０ＤＩＯ−可変ＤＩｌ雷　３．００ＤＩ２〜３．１６ＤＩ３−　１．１０ｌ１４・　１．６５０１５−　１．５００１６−　１．９：ＩＤｌ７−　１．３ＯＮ　　ｌ−１，６８８９３ｖ　　ｌ−３１，１Ｎ　　２−１．８３４００　　ν　２−３７．２Ｎ　　
３−１．５１Ｂ３３　　ｖ　　３−６４．１Ｎ　４讃１
．５８９１３Ｎ　　５−１．５８９１３Ｎ　　６−１．６２００４Ｎ　７膳１．６９６８ＯＮ　８・１．６０３１１Ｎ　９蒙１．６９６８０ ν　４−６１．２ ν　５−６１．２ｖ　６璽３６．３ ν　７−５５．５ ν　８−６０．７シ　９−５５．５数値実施例２Ｆ−４３，５３〜１０１．４Ｒ１劇　　２０．５９Ｒ２−５６，６１８３−−１９，５３８４−１９，５３Ｒ５−−３８，６６ｎ　　６−　　８２．８９Ｒ７−−２３，９０８８−１９５，４２８９−−３２，８６ＲＩＯ−絞りＲ１＋−−６４，９７Ｒ１２−−２１，３３ｎ、＋３−−４１．２０Ｒ］４−１３１．２２ＦＮｏ・Ｉ：３．６３　　　２ω−５２，９０〜２４．
１゜〜８．４８Ｄ　　Ｉ＝　　２．２０　　　Ｎ　　］］ｌ−１．６４
７６９　ｖ　　ｌ−３３，８Ｄ　　２−　２．０９０　３−　５．００Ｄ　　４−　３．１００　５−　０．４０Ｄ　　６−　２．６７Ｄ　　７−　　（１，１５Ｄ　　８−　２．３０Ｄ　　９−　１．２００ＩＤ−可変ＤＩ＋−２，９３ＤＩ２−　０．５６０１３−　１．１０ｌ１４−　２．５９Ｎ　　２−１．８３４００　　ν　２〜３７．２Ｎ　　
３−１．５１８３３　　ν　３−６４．１４−１．５８
９１３５−１．５８９１３６・１．６８８９３７−１．６９６８０４−６１．２５−６１．２６−３１．１７−５５．５ＲＩ６賃ｌ８− −２１．４７６６．７８ −１５．８２４４．２３［＋１５−　１．５００１６・　３，８６０１７・　１．３ＯＮ　　８１１１９６８Ｏ９−１，７７２５０ｖ　　８ｍ５５．５ｖ　９〜４９．６Ｒ１１−〜１４９．７ＯＲ＋２−　−２２．５６Ｒ１３−−４１，６１８１４−１４６，６ＯＲ＋５−　−１７．４４Ｒ］、６−　−２９．５４ＲＩ７−　−１６．１：］Ｒ１８−−４３，１９ｌ３− ０１４虐ＤＩ６〜Ｉ７− ０．５１１．１０３．５４１．５０３．３６１．３Ｏｆｉ−１，８８８９３７−１，７４３２０８−１，６９ｆｉ８０９−１．７７２５０ δ−３１，１７−４９，３８−５５，５９−４９，６数値実施例３Ｆ−４４，８ＦＮＯ−］：３．８　　　　２ω−５１，
５’　　〜２３．７’〜１０３．０　　　　　　　　〜
８．６Ｒ］−２０，８８Ｄ　　Ｉ−２，１８８＋−１，
６８８９３ν　１−３５．０ロ５− Ｒ　９讃ＲＩＯ− ５２。２［ｉ −１９．５３１９、５３ −３８．６６８２、８９ −２３．９０１９５、４２ −３２．８６絞りＤ　　２−　　１．９２Ｄ　　３−　　５．００Ｄ　　４−　　３．１０Ｄ　　５−　　０．３５Ｄ　　６−　　２．６７０　　７−　　０．１５０　　８−　　２．３００　　９−　　１．２００ＩＧ−可変Ｎ　２真１．８３４００　　ν　２−３７．２Ｎ　　３
−１．５１６３３　　ν　３■６４．１Ｎ　　４−１．
５８９１３Ｎ　　５−１．５８９１３ ν　４−６１　、２ ν　５−６１．２数値実施例４Ｆ−　　３９．５〜８４．８Ｒ　Ｉ−　　１６．１６Ｒ　２−　　６５．３０Ｒ　３−　−１８．３８Ｒ　４−　　２５．４７Ｒ　５−　　４１．８８８　６−　−１６．８０ＦＮｏ＝Ｉ：３．６〜７．７Ｄ　　Ｉ−　　２．２５　　　ＮＤ　　２−　　１．５０Ｄ　　３−　　２．３１　　　　ＮＤ　　４−　　０．３１Ｄ　　５−　　４．７５Ｄ　　６−　　０．１６Ｎ　　３−１．５１６３３２ω電５７、４’ １−１　、５８２６７２−１　、７２３４２〜２８．６０１−４６．４２−３７．９３−６４．１Ｒ７− Ｒ８− Ｒ９讃Ｒ２Ｏ− ｌ４− Ｒ］５− Ｒｌ７・６４．９１ −３０．００絞り −４４，６６ −１７，１８ −１５，０１ −９４，７４ −３２，１４ −３７，７４ −２０，２６ −４９，４４７讃　１．９６８−　１．２９・可変０−２．８３１−２．６１２−１．１０３−１．２２４−１．５０５−１．９２６−１．３ＯＮ　　４−１．５６３８４　　ｖ　　４−６０．７Ｎ　
　５−１．６２００４　　ν　５−３６．３Ｎ　　６−
１．６９６８０　　ν　６−５５．５Ｎ　　７−１．６
０３＋１　　ν　７−６０．７Ｎ　　８−１．６９６８
０　　υ　８−５５．５（発明の効果）本発明によれば所定の屈折力の２つのレンズ群のレンズ
構成を前述の如く特定して変倍を行うことによりレンズ
全長の短い、所定の変倍比、及び撮影画角を有した高い
光学性能を有した２群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】

第１図〜第４図は本発明の数値実施例１〜４のレンズ断
面図、第５図から第８図は本発明の数値実施例１〜４の
諸収差図である。レンズ断面図において（Ａ）は広角端
、（Ｂ）は望遠端である。収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）
は望遠端の収差図である。図中、Ｉ、Ｕは各々第１．第２群、矢印は変倍の際の各
群の移動方向を示す。特許出願人　　キャノン株式会社表−１閃（Ｂ）（△）勇囲甲２嶋第図７（Ａ）口（Ｂ）窮目（Ｃ）寿図（Ａ）第７（Ｂ）嶋０（Ｃ）第区（Ｃ） −０，４０［Ｊ、４０−０．４０　　　　　０．４０−
５．００　　　　　’）、００−０．０５　　　　　　
０．０５ｎ°面ｑヌプＥ　　　　　ダ睦、収差　　　　
　　歪曲状ｉ（％）　　　（を」已邑捩秀−正弘条併

Claims

【特許請求の範囲】

（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２群ズームレンズにおいて、該第２群
の変倍の際の移動量をΔ２、全系の広角端と望遠端にお
ける焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴ、該第２群を構成する任
意のレンズの材質の屈折率をＮ２Ｘ、該第２群を構成す
る任意の正レンズと任意の負レンズの材質のアッベ数を
各々ν２Ｐ、ν２Ｎとしたとき０．７＜｜Δ２｜／（ｆＴ−ｆＷ）＜１．０１．５５＜
Ｎ２Ｘ＜１．８４５＜ν２Ｎ ν２Ｐ＜４０なる条件を満足することを特徴とする２群ズームレンズ
。
（２）前記第２群は物体側に凹面を向けた４つのレンズ
より成っていることを特徴とする請求項１記載の２群ズ
ームレンズ。
（３）前記第２群は１つの正レンズと３つの負レンズよ
り成っていることを特徴とする請求項２記載の２群ズー
ムレンズ。
（４）前記第２群は物体側より順に１つの正レンズと３
つの負レンズより成っていることを特徴とする請求項２
記載の２群ズームレンズ。
（５）前記第２群は物体側より順に物体側に凹面を向け
た正のメニスカス状の第２１レンズ、そして物体側に凹
面を向けた負のメニスカス状の第２２レンズ、物体側に
凹面を向けた負の第２３レンズ、物体側に凹面を向けた
負のメニスカス状の第２４レンズより成っていることを
特徴とする請求項１記載の２群ズームレンズ。