JPH02230209A - ズームレンズ系 - 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】 本発明はズームレンズ系に関し、さらに詳しくは、コン
パクトな望遠ズームレンズ系でありながらズーミングの
際に比較的簡単な移動形式であり、かつ安価なズームレ
ンズ系に関するものである。

従来の４成分型望遠ズームレンズ系は、物体側より順に
正の屈折力を有するフォーカシング群、負の屈折力を有
するバリエーター群、正の屈折力ヲ有するコンペンセー
ター群、及び正の屈折力を有するマスターレンズ群より
構成され、バリエータ一群を光軸上で移動させることに
ょり変倍を行い、コンペンセーター群をバリエーター群
と連動させて光軸上で移動させることにより変倍の際に
生じる像点移動の補正を行っている。

この種のズームレンズ系においては、 （１）変倍をバリエータ一群のみで行うため、バリエー
ター群の屈折力が比較的強く、ズーミングの際にその移
動量が大きくならざるを得ない。

（２）比較的強い負の屈折力のバリエーター群を有する
ため、その短焦点距離端で逆望遠タイプを構成すること
になり、その焦点距離に比べて全長（最も物体側のレン
ズの最前面から像点までの距離）が長くなる。

（３）ズームレンズ系の各群は比較的強い屈折力を持つ
レンズを有するので、各群の構成要素があまり簡単にな
らない。

等の欠点があった。

本発明は、以上のような問題を克服したコンパクトな望
遠ズームレンズ系を提供することを目的とするものであ
る。

さらに本発明の目的は、コンパクトでありながらも、ズ
ーミングに際して比較的簡単な移動形式で、かつ簡単な
構成要素からなり、しかもプラスチックレンズを使用し
た安価な望遠ズームレンズ系を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明にかかるズ
ームレンズ系は、物体側から順に正屈折力の第１レンズ
群（Ｉ）、負屈折力の第２レンズ群（■）、正屈折力の
第３レンズ群（■）、負屈折力の第４レンズ群（ＴＶ）
より構成され、最短焦点距離端から最長焦点距離端への
ズーミングに際して、少なくとも第１レンズ群（Ｉ）と
第２レンズ群（ＩＩ）との間隔が増大するとともに、第
３レンズ群（Ｉ［［）と第４レンズ群（ＩＶ）との間隔
が減少するような動きをすることを特徴とするものであ
る。以上のようなズーム構成及びズーム移動型式により
本発明の第１の目的であるコンパクトなズームレンズ系
を実現することができる。

又、本発明では、プラスチックレンズを使用することで
、レンズ系の加工性の改善、及び重量、コストの低減を
図っている。しかし、プラスチックレンズでは、温度の
変化によって屈折率やレンズ形状が変化する。このため
温度変化によるバックフォーカスの変動という閘題が生
じる。

よって本発明では、上記のような正・負・正・負の４群
構成ズームレンズ系のいずれかの群中に２枚のプラスチ
ックレンズを使用し、一方を正レンズ、他方を負レンズ
とすることで互いにバック７オーカスの変動をキャンセ
ルさせている。

さらに、この２枚のグラスチックレンズは以下の条件を
満足することが必要であるｄ Φｌ 但し、 Φｌ Φ２ Φ３ Φ４ Φ１ Φｌ Φｌ ここで、 ：第１レンズ群の合成屈折力、 ：第２レンズ群の合成屈折力、 ：第３レンズ群の合成屈折力、 ：第４レンズ群の合成屈折力、 ：２枚のプラスチックレンズを含む第ｉレズ群の合成屈
折力、 ＝２枚のプラスチックレンズの合成屈折力、Φ戸 である。

条件（１）の上限を越えると、十分なズーム比を確保す
るために必要な第１レンズ群、第２レンズ群の相対的移
動量が大きくなり不利である。逆に下限を越えると、第
３レンズ群のレンズ径が太き〈ナリ、ズームレンズ系の
コンパクト化にとって好ましくない。

条件（２）の上限を越えると、十分なバックフォーカス
の確保が困難となる。又、下限を越えると、十分なズー
ム比を確保するために必要な第３レンズ群、第４レンズ
群の相対的移動量が大きくなり不利である。

条件（３）の上限を越えると、十分なズーム比を確保す
るのに必要な第３レンズ群、第４レンズ群の相対的移動
量が大きくな．り不利である。逆に下限を越えると、望
遠タイプの屈折力配置が過剰となり、全体に正の歪曲収
差が増大し、特に、望遠端付近での歪曲収差が許容でき
なくなってくる。

条件（４）の上限、下限を満足しない場合、２枚のプラ
スチックレンズは互いにバックフォーカスの移動をキャ
ンセルさせることが困難となる。

又、本発明では、正・負２枚のプラスチックレンズを使
用することにより、軸土色収差、倍率色収差を有効に補
正し、色消し用レンズの使用を減らしている。特に、こ
れら２枚のグラスチックレンズが下記の条件を満足する
と、比較的簡単なレンズ構成で諸収差が良好に補正され
る。

正レンズ群中にプラスチックレンズを使用する場合： Ｖや　＞ｙ−　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
負レンズ群中にプラスチックレンズを使用する場ν−　
〉　νや　　　　　　　　　　　　　　　（６）但し、
ここで、 ｙ＋　：プラスチック正レンズのアッベ数、ν−　：プ
ラスチック負レンズのアッベ数、である。もし条件外の
アッベ数を与えると、軸土色収差、倍率色収差の良好な
補正が困難となる。

ところでプラスチックレンズには、温度変化によりバッ
クフォーカスが変動するという弱点に加えて、温度変化
により収差が変動するという弱点がある。この収差変動
を抑制するためには、２枚のプラスチックレンズを空気
間隔をはさんで互いに隣接させ、それらプラスチックレ
ンズの空気間隔をはさんで対向する２面のうち、物体側
の面の曲率半径をｒａ％像側の面をｒｂとする時、なる
条件を満足することが有効である。

もし条件（７）の上限、下限を外れてこれら２面の曲率
半径の差が大きくなると、双方の面の相対的な形状の変
化が大きくなる。つまり２枚のプラスチックレンズには
さまれた空気レンズの形状変化が大きくなる。この空気
レンズの形状変化は収差の変動に対して強い誤差感度を
持つので、収差補正上好ましくない。

また、２枚のグラスチックレンズを隣接させるのは、軸
上及び軸外の光束がプラスチックレンズを通過する時、
正のプラスチックレンズにおける通過位置と負のプラス
チックレンズにおける通過位置とのズレを少なくするｔ
；めである。こうすることにより、温度変化に伴う正の
プラスチックレンズにおける収差変動と、負のプラスチ
ックレンズにおける収差変動とが軸上光束と軸外光束の
両方について相殺される。

さらに２枚のプラスチックレンズは以下の条件を満足す
ることが望ましい。

１ｄ・Φ，Ｉ　　＜　　０．０５　　　　　　（８）但
し、ここで、ｄは隣接する２枚のプラスチックレンズ間
の軸上空気間隔である。もしｄが条件（８）を外れて大
きくなると、２枚のプラスチックレンズにおける軸外光
束の通過位置のズレが大きくなる。このため温度変化に
よる収差変動の補正が困難となる。但し、２枚のプラス
チックレンズを接合すると、歪の発生などが問題となる
ので望ましくない。

ところで、本発明によるズームレンズ系は前述のように
正・負・正・負の４群構成をとっており、負の屈折力を
有する第４レンズ群は常に横倍率が＋１より大きい。す
なわち、第４レンズ群よりも物体側に位置するレンズ群
にプラスチックレンズを用いると、そこで発生した温度
変化による収差変動は第４レンズ群によって拡大されて
像面に反映される。従って、第４レンズ群よりも物体側
に位置するレンズ群にプラスチックレンズを用いる場合
は、第４レンズ群に用いる場合よりも、温度変化による
収差変動をより厳しく除去しておく必要がある。こうし
た理由により、２枚のプラスチックレンズは条件（７）
、（８）についてさらに以下の条件を満足することが望
ましい。

第１レンズ群にプラスチックレンズを用いる時には、 ｒｂ ｌｄ−Φ口＜　０　．０　２　　　（８）−ａ第２レン
ズ群にプラスチックレンズを用いる時には、 ｒｂ ｄ・Φ．１　＜　０．０３　　　（８）−ｂ第３レンズ
群にグラスチックレンズを用いる時には、 ｒｂ ｌｄ−Φ．Ｉ　＜　０．０４　　　（８）−ｃ又、レン
ズにグラスチックを使用する場合、加工面から考えて、
非球面の導入が容易になる。本発明では、プラスチック
レンズの少なくとも１面に非球面を導入することにより
、球面系のレンズでは補正しきれなかった球面収差、歪
曲収差、像面収差、コマ収差の補正を行っている。

以上の条件を満足することにより、最短焦点距離が８０
ａｍ程度で、ズーム比が２．５倍程度のコンパクトな望
遠ズーム系でありながらズーミングに際しても比較的簡
単な移動形式でかつ諸収差が良好に補正されたレンズ系
を提供することが出来る。

以下、本発明の実施例１〜６をそれぞれ表１〜表６に示
す。

但し、ここで、 【：全系の焦点距離、 Ｆ：開放Ｆナンバー ２ω：画角、 ｒｉ（　ｉ　−　１．２．３．・・・）：物体側から第
１番目のレンズ面の曲率半径、 ｄｉ（　ｉ　＝　１．２．３．・・・）：物体側から第
ｉ番目の軸上面間隔、 Ｎ　ｉ（　ｉ　＝　１．２，３．・・・）：物体側がら
第ｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、 νｉ（　ｉ　＝　１．２．３．・・・）：物体側から第
ｉ番目のレンズのアッベ数、である。

実施例中Ｏ印を付したＮｉは、物体側から第ｉ番目のレ
ンズがプラスチックレンズであることを示す。また＊印
を付したｒｉは、物体側から第ｉ番目の面が非球面で構
成されていることを示し、その形状は以下のように規定
される。

Ｘ＝Ｘｏ＋　Σ　Ａ，Ｙ’ Ｘｏ＝　ＣｏＹ　”／　｛　ｌ　＋　（　１　−　Ｃｏ
’Ｙ　ｚ）”’１但し、ここで、 Ｘ：光軸からの高さＹにおける光軸方向の変位量、ＸＯ
；非球面の基準となる球面の形状、表 ｌ （実施例１） Ａｉ：非球面係数、 ＣＯ：非球面の基準となる球面の曲率、各実施例と各条
件との関係を表７に示す。

である。

２ｗ＝３０’〜１８″ 曲率半径 〜１２” 軸上面間隔 屈折率（Ｎｄ） アッベ数（νｄ） ｒ６：＾１−＾！−＾！−０ ＾ａ＝０．４０６２２ｘｌｏ−’ ＾●＝＾喀＝＾ＴＷ＝＾．＝＾．＝＾，。；＾櫃ｌ＝０ 表 （実施例２） 表 （実施例３） ２ｍ＝３０＠〜１８″″　〜１２＠ 曲率半径 軸上面間隔 屈折率（Ｎｄ） アッベ数（νｄ） ｆ＝８λ５〜１４０．０〜＋９５．０ ２．＝３０’　−Ｉｌ１”　　−１２”曲・ド半径 軸」一面間隔 Ｆ＝４．　６〜５．５〜５．８ 屈折率（ｌｉｄ） アッベ数（νｄ） 『７：＾ｌ：＾，＝＾ｓ’０ ＾．＝−０．　４０４２２Ｘ　１０−’八ｓ＝−０．＋
５０９１ｘｌＯ−’ ＾ａ−　０．６６６６９ｘｌＯ”Ｏ ＾，：０ ＾７ｌ＝０ ＾１”＾１．＝＋＾Ｉ１”＾＋ｔ−０ ｒｌ＊：＾，・＾，−＾，・０ ＾，＝Ｏ Ａ１＝０ ＾．・０ ＾．はＡ＋＊”０ ＾４・−０．　１４＋２６ＸＩＯ−’ ａ，　＝−（１．４４４９７ＸＩＯ” Ａ●＝　０．７５４１８ＸＩＯ” ＾，。−０．４０５９３ＸＩＯ”’ 表 （実施例４） ｆ＝８２．　５〜＋４（１．　Ｑ〜１９５．　０２ｍ−
３０’　〜１８＠〜１２” 曲率半径 軸上面間隔 Ｆ＝４．　６〜５．５〜５．８ 屈折率（Ｎｄ） アッベ数（νｄ） ｒ＋ｅ　ｉ　Ａｔ−Ａｔ”Ａｓ→ ＾ｉ・０ ＾，＝Ｏ Ａ９→ Ａｌ　ｌ”＾１！＝０ ＾４　”　０．９６８６８Ｘ１０−’ Ａ＠−在１９７９８ＸＩＱ−龜 Ａｓ　ｌ＝−０．　１４０８７Ｘ１０−’一Ａ，。−　
０．　１８３５６Ｘ１０−目表 （実施例６） ２１１Ｍ３０′〜１８ａ 〜ｌγ 曲率半径 軸上面間隔 屈折Ｉ＄（Ｎｄ） アッベ数（レｄ） （実施例５） ｒ＝８１　５−１４０．　０　〜１９５．　０２ｃ３０
＠−１８’　　〜Ｉγ 曲率半径 軸上面間隔 Ｆ−４．　６〜５．５〜５．８ 屈折率（Ｎｄ） アッベ数（νｄ） ｒ１−：＾−＾ｔ二＾，材０ Ａ＋ｔ”｛ｌ．３６７３９ＸＩＯ−” なお、第１〜６図はそれぞれ本発明の実施例１〜６の最
短焦点距離端における各レンズ群の配置を示すレンズ断
面図である。但し、ここで、（Ｉ）は第ｌレンズ群、（
■）は第２レンズ群、（■）は第３レンズ群、（■）は
第４レンズ群である。

第７〜１２図はそれぞれ、本発明実施例１〜６の最短焦
点距離状態＜Ｓ＞、中間焦点距離状態くＭ〉及び最長焦
点距離状態＜Ｌ＞の各収差を示す収差図である。但し、
ここで、Ｆは開放Ｆナンバ、ωは半画角である。

なお、本発明によるズームレンズ系のいずれかの群と群
の間もしくは、全系の物体側あるいは像側に、簡単な構
成からなる屈折力の弱い可動もしくは固定のレンズ群を
配置しても、それは本発明と同じ目的・手段・効果を有
するものであって、本発明の思想から外れるものではな
く、本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はそれぞれ本発明実施例１〜６の最短焦点距
離状態における各レンズ群の配置を示すレンズ断面図、
第７〜１２図はそれぞれ本発明実施例１〜６の最短焦点
距離状態、中間焦点距離状態及び最長焦点距離状態の各
収差を示す収差図十器Ｆ十春である。 （■）：第ｌレンズ群、 （■）：第２レンズ群、 （■）：第３レンズ群、 （■）：第４レンズ群。 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ
   群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有
   する第３レンズ群、及び負の屈折力を有する第４レンズ
   群から構成され、 最短焦点距離端から最長焦点距離端へのズーミングに際
   して、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群との間隔
   が増大するとともに、第３レンズ群と第４レンズ群との
   間隔が減少するような動きをするズームレンズ系におい
   て、 いずれかの群中に正レンズ及び負レンズの２枚のプラス
   チックレンズを使用し、かつ以下の条件を満足すること
   を特徴とするズームレンズ系。 −３．５＜Φ２／Φ１＜−０．８ １．５＜Φ３／Φ１＜４．０ −４．０＜Φ４／Φ１＜−１．２ −０．３５＜Φ＿ｐ／Φ＿ｉ＜０．３５ 但し、Φ１、Φ２、Φ３、Φ４はそれぞれ第１、第２、
   第３、第４レンズ群の合成屈折力、Φ＿ｉは２枚のプラ
   スチックレンズを含む第ｉレンズ群の合成屈折力、Φ＿
   ｐは２枚のプラスチックレンズの合成屈折力、である。 （２）２枚のプラスチックレンズは、ズームレンズ系を
   構成するレンズ群のうち正レンズ群に含まれており、正
   のプラスチックレンズのアッベ数をν＋、負のプラスチ
   ックレンズのアッベ数をν−とする時、以下の条件を満
   足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のズ
   ームレンズ系。 ν＿＋＜ν＿− （３）２枚のプラスチックレンズは、ズームレンズ系を
   構成するレンズ群のうち負レンズ群に含まれており、正
   のプラスチックレンズのアッベ数をν＋、負のプラスチ
   ックレンズのアッベ数をν−とする時、以下の条件を満
   足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のズ
   ームレンズ系。 ν＿＋＜ν＿− （４）２枚のプラスチックレンズは空気間隔をはさんで
   互いに隣接しており、それらプラスチックレンズの、空
   気間隔をはさんで対向する２面のうち、物体側の面の曲
   率半径をｒａ、像側の面の曲率半径をｒｂとする時、以
   下の条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項又は第３項記載のズームレンズ系。 ０．４＜ｒａ／ｒｂ＜１．６