JPH03127010A

JPH03127010A - コンパクトなズームレンズ

Info

Publication number: JPH03127010A
Application number: JP26660489A
Authority: JP
Inventors: Sho Fukushima; 福島　省; Naoshi Okada; 尚士岡田; Junji Hashimura; 淳司橋村; Hiroshi Umeda; 宏梅田; Hisayuki Masumoto; 升本　久幸
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1991-05-30
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: JP3021487B2

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】皇１圭坐剋凰立互本発明はズームレンズに関するものであり、更に詳しく
はズームレンズ内蔵型レンズシャッターカメラ用のズー
ムレンズに関するものである。

藍坐坐箆歪ズームレンズ内蔵型レンズシャッターカメラのコンパク
ト化，低コスト化を達成するために、撮影レンズのコン
パクト化，低コスト化が要望されている．ズーミングの
ための移動量も含め、レンズ系をコンパクト化するため
には、各群の屈折力を強《する必要があるが、性能を維
持しつつ屈折力を強くするというのは、レンズ枚数を増
加させる方向であると言える．一方、低コスト化のため
には、レンズ枚数を削減するのが効果的である。

このように、レンズ系のコンパクト化と低コスト化には
、相反する要素が多分に含まれている。

例えば、特開昭５６−１２８９１１号公報．同６０ー１
９１２１６号公報，同６１−８７１１９号公報．同６１
．８７１２０号公報。

同６２−２５１７１０号公報等において提案されている
ような前群３枚後群２枚の２戒分ズームレンズは、コン
パクト化が達成されていない．また、従来の３８〜９０
ｍｍ仕様のズームレンズは、７〜８枚のレンズで構成さ
れているため、低コスト化が達成されていない。

が”しよ゛と　る斯る状況に鑑み、本発明の目的はコンパクトなレンズシ
ャッターカメラ用ズームレンズを、少ない枚数で構成す
ることにある．例えば、ズーム比が２を越えるズームレ
ンズを前群３枚後群２枚の計５枚で達成することにある
。

量　　　゛　るｔ−　の上記目的を達成するため本発明では、物体側より順に、
正屈折力を有する前群と．負屈折力を有する後群とから
成り、前群と後群との間隔を変化させることによって全
系の焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、前記
前群は物体側より順に互いに独立した正レンズ，負レン
ズ及び正レンズの３枚のレンズから成り、前記後群は互
いに独立した２枚のレンズから戒ると共に、次の条件式
■■を満足する構成としている。

ここで、ψ１．ｌ：広角端における全系の屈折力ψ、：
望遠端における全系の屈折力ｆＩ＝前群の屈折力 ψ２．：後群の屈折力 β　：ズーム比但し、β＝ψ％１／　９’　ｒ６＜０である。

これらは、レンズ全長く広角端でのレンズ前頂点からフ
ィルム面までの距離）、ズーミングのための移動量、バ
ックフォーカス及び諸収差の補正状態を良好なバランス
に保つための条件である。

条件式■の下限を越えると、広角端でバックフォーカス
を適切な値（広角端における焦点距離の１５％以上）に
保つことが困難となって、後群レンズ径の増大を招く。

また、上限を越えると、前群及び後群のズーミングによ
る移動量が過大となり、鏡胴構成上不利となる。

条件式■の下限を越えると、ペッツバール和が負の大き
な値をとるようになり、像面が正方向に倒れる傾向が著
しくなり、加えて広角端での歪曲収差が正の大きな値を
とるようになる。また、上限を越えると、ズーミングに
伴う前・後群間の間隔変化を大きくとることが必要とな
り、広角端において前・後群間が大きく離れるために、
レンズ全長の増大を招く。

また、本発明では、前記後群が物体側より順に、正レン
ズ及び負レンズから戒るものであってもよい。

前記前群中に、次の条件式■を満足するような非球面を
少なくとも１面前するように構成されているのが好まし
い６条件式■は、非球面の最大有効径をｙ□ヨとすると
き、０．７ｙ□Ｘ　＜　ｙ　＜　１．０ｙｌＩ□なる任
意の光軸垂直方向高さｙに対して、Ｘ（ｙ）　　　ｘｏ（ｙ）／＜０・−・−・−・−−−−一■ ここで、特：前群の屈折力Ｎ：非球面の物体側媒質の屈折率Ｎ”：非球面の像側媒質の屈折率ｘ　　（ｙ）：非球面の面形状ｘ＋（ｙ）：非球面の参照球面形状但し、ｘ　（ｙ）　＝ｒ／ｌ（１−（１−ｅ　−ＬＴ）　　）
＋ΣＡｉｙ五ｕｘｏ（ｙ）　＝ｒ）１−　（１−毛）””）ｒ：非球面
の基準曲率半径 ε：２次曲面パラメータＡｉ：非球面係数７：非球面の近軸曲率半径（±＝　１＋２Ａ、）ｒである。

前記条件式■は、前群中の非球面が周辺はど正の屈折力
が弱く（負の屈折力が強く）なるということを意味し、
球面収差を補正するための条件である。上限を越えると
、球面収差がズーム全域で補正不足の傾向が著しくなり
、下限を越えると、球面収差がズーム全域で補正過剰の
傾向が著しくなる。

また、前記後群中に、次の条件式■を満足するような非
球面を少なくとも１面前するように構成されているのが
好ましい０条件式■は、非球面の最大有効径をり。とす
るとき、０．８ｙ□、＜ｙ＜ｘ、ｏｙ□、なる任意の光
軸垂直方向高さｙに対して、 −０，１０＜９％・　（Ｎ’　　−Ｎ）　　・　　６ｙ（ｘ　（ｙ）　　ｘｏ（ｙ）　　＞＜Ｏ・・−・−・曲
−・−■ここで、６：後群の屈折力である。

前記条件式■は、後群中の非球面が周辺はど負の屈折力
が弱く（正の屈折力が強く）なるということを意味し、
歪曲収差と像面湾曲とをバランスよく補正するための条
件である。上限を越えると、広角端における歪曲収差が
正の大きな値をとるようになり、下限を越えると、ズー
ム全域で像面が負の方向に湾曲する傾向が著しくなる。

前群中のすべての非球面は、次の条件式■を満足するこ
とが望ましい。

条件式〇は、非球面の最大有効径をｙ、□とするとき、
ｙ　＜　０．７３’　＠□なる任意の光軸垂直方向高さ
ｙに対して、一〇・０２＜馴（Ｎ’　−Ｎ）　°ａｙＣｘ　　（）’
）　　　ｘｏ（ｙ）　　／＜０．０１　−・・−＝−■
である。

条件式■の上限を越えると、輪帯球面収差が負の大きな
値を持つようになり、絞り込みによるピント位置のずれ
が問題となる。また、下限を越えると、輪帯光束に対す
る球面収差補正効果が過剰となり、諸収差と球面収差を
バランスよく補正するのが困難となり、球面収差が波う
ったような形になりやすくなる。

後群中のすべての非球面は、次の条件式■を満足するこ
とが望ましい。

条件式■は、非球面の最大有効径をｙ□つとするとき、
ｙ＜　０．８ｙ、ａｘなる任意の光軸垂直方向高さｙに
対して、 −０，０５＜９％・　（Ｎ’　　−Ｎ）　　・　、。

ＣＸ　（）’）　　Ｘｏ（Ｆ）　）＜０．０２　　　　
■である。

条件式■の上限を越えると、広角端〜中間焦点距離領域
の中間画角帯において、正の歪曲収差及び像面湾曲の正
偏移傾向が大きくなる。また、下限を越えると、中間焦
点距離域〜望遠端で、負の歪曲収差が大きくなり、加え
て全ズーム域で像面湾曲の負偏移傾向が著しくなる。

次の条件式■及び■を満足することもレンズ全長、ズー
藁ングのための移動量、バックフォーカス及び諸収差の
補正状態を良好なバランスに保つために有効である。

１．２　＜　−！−Ｌ＜２．４　、−・−・−−−−−
−−−・−・−・−・・・・−・■ψ− １，２＜　ｌ　　Ｔｌ　＜２．４　−・−・・・・−・
・・−・−・・−■但し、９％＜Ｑである。

条件式■は、広角端における全系の屈折力と前群の屈折
力との比を規定するものである１条件式■の上限を越え
ると、前群屈折力が過大となり、前群中の非球面をもっ
てしても前群で発生する諸収差、特に球面収差の補正が
困難となる。また、下限を越えると、画面周辺で下方性
のコマ収差が発生する傾向が著しくなる。

条件式〇は、広角端における全系の屈折力と後群の屈折
力との比を規定するものである０条件式〇の上限を越え
ると、後群屈折力が過大となり、後群中の非球面をもっ
てしても後群で発生する諸収差、特に像面湾曲と歪曲収
差の補正が困難となる。また、下限を越えると、下方性
のコマ収差の発生が著しくなると共に、充分なバックフ
ォーカスの確保が困難となる。

裏１透以下、本発明に係るコンパクトなズームレンズの実施例
を示す。

但し、各実施例において、ｒｌ＝ｒ１１は物体側から数
えた面の曲率半径、ｄ、−ｄ、。は物体側から数えた軸
上面間隔を示し、Ｎ、〜Ｎ％＋　　ν１〜ν、は物体側
から数えた各レンズのｄ線に対する屈折率。

アツベ数を示す、また、ｆは全系の焦点距離、Ｆ８゜は
開放Ｆナンバーを示す。

なお、実施例中、曲率半径に＊印を付した面は非球面で
構成された面であることを示し、前記非球面の面形状（
ｘ（ｙ））を表わす式で定義するものとする。

〈実施例１〉ｆ冨３９．３〜５８．５〜８６．６　　ＦＮ、＝３．６
〜５．３〜７．９ｄもｚ、Ｕすυ Σｄ　＝３４．８９７〜３０．０８７〜２６．８７８匪
里亘仮歎ｒｈ　：　　ε＝０＾、＝０．２８７９９Ｘ１０−’ Ａｈ＝０．１０５４０ｘ１０−’ Ａ、−−０，７４７１５Ｘ１０−９Ａｇｏ　　＝　　０．１２４７４ｘｌＯ−”Ａｄｚ　　
＝０．２２９５１ｘｌＯ−”ｒｅ　　：　　　ｔ　＝ｏ
、ｔｏｏｏｏｘ１゜Ａ、＝０．４３６３８Ｘ１０”’ Ａ、＝０．１３２３３Ｘ１０−’ Ａｓ＝０．１７７８８Ｘ１０−９Ａ１゜＝−０，３９７６１Ｘ１０−Ｉｏａｄｚ　　＝０
．３８３６２Ｘ１０−’！ｅ　＝０．ｌ００００ｘｌＯＡ、＝０．２９１２３Ｘ１０−’ Ａａ−０，９８４３６Ｘ１０−’ ｒＩＯ：ｊｌｅ＝−０，４５２５２Ｘ１０−’ ｌ０＝０．７８４９７Ｘ１０−” ＝　０．１２６４７　ｘ　１０〈実施例２〉ｆ　＝３９．３〜５８．５〜８６．６ＦＮＯ＝３．６〜５．３〜７，９ Σｄ　＝３４．８２６〜３０．１３６〜２７．００８去
１４刺潰敗ｒＩ　： ε＝０．２５０００Ｘ１０ｒｈ　： ε＝０ｔ＋ａ＝ｏ、３７５７８ｘｌｏ−’ ｒ８　：ｒＩＯ：Ａ６＝０．７２１０７ＸＩＯ−’ Ａ、＝−０，６４２５５Ｘ１０−’ ＡＩｏ　　＝　　０．１２５５２Ｘ１０−ＩＯＡ＋ｚ　
　＝０．２２４５３Ｘ１０−”ε＝０．１００００Ｘ１
０Ａ、＝０．４３６３２Ｘ１０−’ Ａｈ　＝　０．２４０９３　Ｘ　１０−　’＾ｓ＝　　
０．４１１４３Ｘ１０−” Ａ、。＝　−０，４０４５９Ｘ　１０〜０Ａ、、　　＝
０．４３１２２Ｘ１０引２ｔ　＝　０．１００００　Ｘ
　１０Ａ、＝０．５３４５９Ｘ１０づＡ６＝０．１０２９４Ｘ１０−’ Ａ＊＝−０，４６５１８ｘｌＯ−” Ａ１゜＝０．７７９９３Ｘ１０−” Ａｄｚ　　＝０．１３４７６ｘｌＯ−”〈実施例２）ｆ　＝３９．３〜５８．５〜８６．６ＦＮＯ＝３．６〜５．３〜７．９ −　ｌｆｌ、シＪ４１１ −３９．０５１ＩＯ１，０４４Ｓ１．７５４５０５１．５７ Σｄ　＝３４．１７３〜２９．８７５〜２７．００８匪
盟里血敗ｒｌ　　：　　ｔ　＝０．２５０００Ｘ１ＯＡ、＝−０
，１２２２６Ｘ１０−’ Ａ、＝−０．１０４７５Ｘ１０−’ Ａ＊＝０．４９９６５ｘｌＯ−１６ｒａ　　：　　　ｔ　−０，１００００Ｘ１０Ａ、　＝
　０．２１８３８　Ｘ　１０−　’Ａｈ　”　０．２０
８８４　Ｘ　１０−　’Ａｓ＝０．５７９５８ｘｌＯ−
Ｉ０ｒｉｃｅ　富ＯＡ、−０，３６５００Ｘ１０−’ 八、＝０．５８９３６ｘｔＯ−’ Ａｗ＝−０，４８９７７ｘｌＯ−’ ｒＩｏ：Ａ１゜＝　−０，１４０９７Ｘ　１０−　’　”Ａｃｔ
　＝０．２０４７９ｘｌＯ−” ε＝　ｏ、　１ｏｏｏｏ　ｘ　ｔ。

Ａ４＝０．５０８２８ＸＩＱ−’ Ａ、　＝　０．３０７８４　Ｘ　１０−”Ａｓ＝−０，
１３１６８ｘｌＯ−” ＡＩｅ　＝−０，４０８２８Ｘ１０−”Ａｄｚ　　”０
．４６２１４Ｘ１０−”ε＝０．１００００ｘｌＯＡ４　＝”０．１０２８３　ｘ　１０−　’Ａａ＝０．
１２４４６Ｘ１０−’ Ａｓ２−０．４８１３４ｘｌＯ−” Ａ１゜＝０．７８０５３　ｘ　１０．−　”Ｌｘ　＝１
＝０．１６９２１Ｘ１０−”〈実施例４〉ｆ如３９．３〜５８．５〜８６．６ＦＮＯ−３，６〜５．３〜７．９２４．２１７ Σｄ　＝３５．８９０〜３１．０４０〜２７．９７８農
Ｉ蝿む４敗ｒｔ　　：　　　ｔ　−０，２５０００Ｘ１０ｒ−：　
　ε冨０Ａ４＝０．４３８７８Ｘ１０−’ Ａｉ＝０．６３８５３Ｘ１０−’ Ａｓ＝−０，９１２７７ｘｌＯ−” Ａ１゜＝−０，１２９４７Ｘ１０−” Ａｔｔ　　−０，２２８１３Ｘ１０−”ｒｓ　　：　　
　ａ　＝０．１００００ｘｌＯ＾４＝０．４３５１１Ｘ
１０−’ れ−０，９２６４４Ｘ１０−’ Ａｓ”　　Ｏ，１６７８７ｘｌＯ−” Ａ　＋　ｏ　　＝　−０，３８７３９Ｘ　１０−　’。

Ｌｘ　　−０，４１５８９ｘｌＯ−” ε−０，１００００Ｘ１０ｒＩ・：＾ａ＝０．５８１４２ｘｔＯ−’ ＾ｈ　−０，９３７８１ｘ　１０−　’Ａｍ”　　０．
４６２６８Ｘ１０−” Ａ　＋　ｅ　　−０，７８２０４Ｘ　１０−　’。

Ａ目　＝０．１３１５６　Ｘ　１０−　’　”第１図〜
第４図は、前記実施例１〜４に対応するレンズ構成図で
あり、図中、（Ａ）は絞りを示す。

尚、第１図〜第４図中、矢印は前記前群及び後群の最広
角端（Ｓ）から置型遠端（Ｌ）にかけての移動を模式的
に示している。更に、第４図についてはフローティング
に係る前群の移動をも併せて示す。

実施例１は物体側より順に、物体側に凸の正メニスカス
レンズより成る第１レンズ、物体側に凹の負メニスカス
レンズより成る第２レンズ、両凸の正の第３レンズ及び
絞り（＾〉から成る前群と、第４レンズ及び第５レンズ
から威る後群とから構成されている。前記第４レンズは
、ノンパワーに近い正のレンズで構成され、また第５レ
ンズは、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成されて
いる。尚、正の第３レンズの像側の面、正の第４レンズ
の物体側の面及び負の第５レンズの物体側の面は非球面
である。

実施例２は物体側より順に、物体側に凸の正メニスカス
レンズより成る第１レンズ、物体側に凹の負メニスカス
レンズより成る第２レンズ６両凸の正の第３レンズ及び
絞り（Ａ）から成る前群と、第４レンズ及び第５レンズ
から戒る後群とから構成されている。前記第４レンズは
、ノンパワーに近い正のレンズで構成され、また第５レ
ンズは、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成されて
いる。尚、正の第１レンズの物体側の面、正の第３レン
ズの像側の面、正の第４レンズの物体側の面及び負の第
５レンズの物体側の面は非球面である。

実施例３は物体側より順に、物体側に強パワーの正の第
１レンズ、物体側に凹の負メニスカスレンズより威る第
２レンズ、像側に強パワーの正の第３レンズ及び絞り（
Ａ）から威る前群と、第４レンズ及び第５レンズから成
る後群とから構成されている。前記第４レンズは、ノン
パワーに近い正のレンズで構成され、また第５レンズは
、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成されている。

尚、正の第１レンズの物体側の面、負の第２レンズの像
側の面、正の第３レンズの像側の面、正の第４レンズの
物体側の面及び負の第５レンズの物体側の面は非球面で
ある。

実施例４は物体側より順に、物体側に凸の正メニスカス
レンズより成る第１レンズ、物体側に凹の負メニスカス
レンズより戒る第２レンズ、両凸の正の第３レンズ及び
絞り（Ａ）から戒る前群と、第４レンズ及び第５レンズ
から成る後群とから構成されている。前記第４レンズは
、ノンパワーに近い正のレンズで構成され、また第５レ
ンズは、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成されて
いる。尚、正の第１レンズの物体側の面、正の第３レン
ズの像側の面、正の第４レンズの物体側の面及び負の第
５レンズの物体側の面は非球面である。

また、前群の空気間隔（ｄ４）が微小量変化しているの
は、フローティングによるものである。

第５図〜第８図は前記実施例１〜４に対応する収差図で
、それぞれ（Ｓ）は広角端焦点距離、（Ｍ）は中間焦点
距離、（Ｌ）は望遠端焦点距離での収差を示している。

また、実線（ｄ）はｄ線に対する収差を表わし、点線（
ＳＣ）は正弦条件を表わす。更に点線（ＤＭ）と実線（
ＤＳ）はメリディオナル面とサジタル面での非点収差を
それぞれ表わしている。

第１表〜第４表はそれぞれ実施例１〜４に対応して、前
記ｙの値に対する各非球面における条件ｄ／式■■中の６・　（Ｎ’　　　Ｎ）　　・　　　　　Ｘ
ｘ（ｙ）ｙｘＪｙ）／＋条件式■■中の６・　（Ｎ’　−Ｎ）・　
　ｄ　　ＣＸ　　（ｙ）−ｘｏ（ｙ）／の値を示してｙいる。

また、第５表は実施例１〜４における条件式■二９’？
　　１条件式〇中の］二及び条件式■中のψｚ　　　　
　　　　　　　　　　　　　？ｓｙ９″　　　の値をそ
れぞれ示している。

ψ− 第表（実悔例り第２表（実施例２）第３表噴加例　３）第４表（実施例４）第５表上記のように実施例１〜４は、およそ焦点距離が３８〜
９０ｍ−の仕様を中心としている。前述の如〈従来のこ
の仕様のズームレンズは、７〜８枚程度のレンズで構成
されているが、本発明によれば、レンズの構成枚数を５
枚とし、レンズ全長を５〜１０ｗ１１短縮することが可
能となる。

又里立塾果以上説明したように、本発明によれば高い光学性能を維
持しながら、少ない枚数のレンズでコンパクトなズーム
レンズを実現することができる。

例えば、ズニム比が２を越えるズームレンズを前群３枚
後群２枚の計５枚で実現することができる。

また、本発明に係るズームレンズを、ズームレンズ内蔵
型レンズシャッターカメラに適用すれば、該カメラのコ
ンパクト化、低コスト化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は、それぞれ本発明
の実施例１〜４に対応するレンズ構成国である。第５図
、第６図、第７図及び第８図は、それぞれ実施例１〜４
に対応する収差図である。出願人ミノルタカメラ株式会社代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物体側より順に、正屈折力を有する前群と、負屈
折力を有する後群とから成り、前群と後群との間隔を変
化させることによって全系の焦点距離を変化させるズー
ムレンズにおいて、前記前群は物体側より順に互いに独
立した正レンズ、負レンズ及び正レンズの３枚のレンズ
から成り、前記後群は互いに独立した２枚のレンズから
成ると共に、次の条件式を満足することを特徴とするズ
ームレンズ：０．０７＜√（ψ＿Ｗ・ψ＿Ｔ）／β・ψ＿１＜０．３
５０．０７＜｜√（ψ＿Ｗ・ψ＿Ｔ）／β・ψ＿２＜０
．３５ここで、ψ＿Ｗ：広角端における全系の屈折力ｐ
＿Ｔ：望遠端における全系の屈折力 ψ＿１：前群の屈折力 ψ＿２：後群の屈折力 β：ズーム比但し、β＝ψ＿Ｗ／ψ＿Ｔ ψ＿２＜０である。
（２）前記後群が物体側より順に、正レンズ及び負レン
ズから成ることを特徴とする第１請求項に記載のズーム
レンズ。
（３）前記前群中に、次の条件式を満足するような非球
面を少なくとも１面有することを特徴とする第１請求項
に記載のズームレンズ：非球面の最大有効径をｙ＿ｍ＿ａ＿ｘとするとき、０．
７ｙ＿ｍ＿ａ＿ｘ＜ｙ＜１．０ｙ＿ｍ＿ａ＿ｘなる任意
の光軸垂直方向高さｙに対して、 −０．０３＜ψ＿１・（Ｎ′−Ｎ）・ｄ／ｄｙ｛ｘ（ｙ
）−ｘ＿０（ｙ））＜０ここで、ψ＿１：前群の屈折力Ｎ：非球面の物体側媒質の屈折率Ｎ′：非球面の像側媒質の屈折率ｘ（ｙ）：非球面の面形状ｘ＿０（ｙ）：非球面の参照球面形状但し、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ｒ：非球面の基準曲率半径 ε：２次曲面パラメータＡｉ：非球面係数 ■：非球面の近軸曲率半径（１／■＝１／ｒ＋２Ａ＿２）である。
（４）前記後群中に、次の条件式を満足するような非球
面を少なくとも１面有することを特徴とする第１請求項
に記載のズームレンズ：非球面の最大有効径をｙ＿ｍ＿ａ＿ｘとするとき、０．
８ｙ＿ｍ＿ａ＿ｘ＜ｙ＜１．０ｙ＿ｍ＿ａ＿ｘなる任意
の光軸垂直方向高さｙに対して、 −０．１０＜ψ＿２・（Ｎ′−Ｎ）・ｄ／ｄｙ｛ｘ（ｙ
）−ｘ＿０（ｙ）｝＜０ここで、ψ＿２：後群の屈折力Ｎ：非球面の物体側媒質の屈折率Ｎ′：非球面の像側媒質の屈折率ｘ（ｙ）：非球面の面形状ｘ＿０（ｙ）：非球面の参照球面形状但し、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ｒ：非球面の基準曲率半径 ε：２次曲面パラメータＡｉ：非球面係数 ■：非球面の近軸曲率半径（１／■＝１／ｒ＋２Ａ＿２）である。