JPH03146916A - 小型のズームレンズ - 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） 本発明は小型のズームレンズ、特にバックフオ３ −カスの制限が少ない、レンズシャッター式のコンパク
トカメラなどに適したズームレンズに関する。

（従来技術） 近年、レンズシャッター式のコンパクトカメラにおいて
もズームレンズを搭載したものが主流となってきている
。この種のズームレンズにおいては、−眼レフ用のズー
ムレンズと異なり、バックフォーカスについての制限は
ないが、より小型で、低コストのものが要求される。こ
のようなコンパクトカメラ用のズームレンズで２倍程度
の変倍比を持つものとしては、従来、特開昭６０−１７
０８２６号公報や、特開昭６４−５２上１１号公報や特
開平１−１９３８０８号公報、および特開平１−１９３
８０７号公報に開示されたものが知られている。

（この発明が解決しようとしている問題点）特開昭６０
−１７０８２６号公報や、特開昭６４−５２１１１号公
報や特開平１−１９３８０８号公報記載のズームレンズ
では、高価格の硝材を多用していたり、ガラス製の非球
面レンズを用いており、廉価なコンパクトカメラ用の撮
影レンズとしては、ややコスト面で問題があった。

レンズのコストを低減する方法としては、（イ）レンズ
系の構成枚数を少なくする、（ロ）材料費を安くする、
（ハ）加工費を安くする、などが考えられるが、互いに
両立するのが難しい。例えば、無理に構成枚数を少なく
すると、材料費を高くしなければならなかったりして、
反って、コスト高になったりする。プラスチックレンズ
を用いることは（ロ）と（ハ）を両立でき、コストダウ
ンに及ぼす効果が大きい。しかし、プラスチックレンズ
には、その材料がガラスに比べて少なく高屈折率のもの
がない。温度などの環境変化により屈折率が著しく変化
し、アクリル系や、ポリカーボネイト系のプラスチック
では、１度あたりの温度上昇に対して１×１０−４以上
も屈折率が減少してしまう、などの欠点があり、実用に
際しては、低屈折率のために発生する収差の除去や、環
境変化の影響を無視できるような小さな屈折力しか持た
せず、非球面による収差の補正のみを四指した使い方し
かされていなかった。

特開平１−１９３８０７号公報記載のものでは、アクリ
ル系や、ポリカーボネイト系のプラスチック製レンズを
多数使用しており、比較的安価であるが、実施例中、２
倍程度の変倍比を持つものでは、３０’温度が上昇する
と広角端で０．４＋＋＋ｎ、望遠端で、１．４ｍピント
位置が変化し、実用に際しては何等かの補正手段を講じ
なければならない。特に、ピント調整を撮影レンズを通
さないで行うコンパクトカメラなどでは、この補正が重
要な問題となる。

この発明は、２倍程度の変倍比を持ち、温度等の環境の
変化に対しても、特別な補正手段を用いないでも使用可
能な、安価なズームレンズ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手段） 本発明のズームレンズは、上記の目的を達成するため、
正の焦点距離の第１レンズ群と負の焦点距離を持つ第２
レンズ群より構成され、第１レンズ群と第２レンズ群の
間隔を短縮することによって短焦点端から長焦点端へと
変倍する２群ズームレンズにおいて、上記第１レンズ群
が物体側から、正のメニスカスの第１レンズと両凹の第
２レンズ、および１枚または２枚の正レンズからなる第
３レンズユニットで構成され、上記第２レンズ群が、少
なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズと
で構成される。そして、（１）上記第３レンズユニット
を、正の第３レンズおよび両凸の第４レンズによって構
成した場合には、上記第２レンズと第４レンズを、プラ
スチックレンズで構成したことを特徴とする。また、（
２）上記第３レンズユニットを両凸の第３レンズによっ
て構成し、上記第２レンズ群が、物体側より、像側に凸
面を向けた正の第４レンズと負の第５レンズ、および、
像側に凸面を向けた負のメニスカスの第６レンズによっ
て構成した場合には、上記第２、第３レンズと、第５レ
ンズをプラスチックレンズとしたことを特徴とする。

上記（１）の場合において、より具体的には、７− 第２レンズ群が、物体側から、像側に凸面を向けた正の
メニスカスの第５レンズ、負の第６レンズ、像側に凸面
を向けた負のメニスカスの第７レンズから構成されるの
がよい。更に、第２、第４レンズの焦点距離をそれぞれ
、ｆ２、ｆ４とし、第１レンズ群の焦点距離をＦ工とし
たとき、以下の式を満足するようにする。

−１，５＜ｆ２／Ｆ、＜−０，７■ ０．６＜ｆ４／Ｆ１＜１．３　　　　　　■−０，８＜
　（５／ｆ２＋６／ｆ４）Ｆ□＜０．９２　■また（２
）の場合においては、第２、第３、第５レンズの焦点距
離をそれぞれ、ｆ２、ｆ３．ｆ。

とし、第１、第２レンズ群の焦点距離をそれぞれＦ□、
Ｆ２としたとき、以下の式を満足するようにする。

１．５＜ｆ２／Ｆ□＜−０，７ ０，６くｆ３／Ｆ□＜１．３ ０．５＜　（５／ｆ、＋７／ｆ３）Ｆ、＜５．０１．０
＜２Ｆ□／　ｆ　２＋３Ｆ、／ｆ３−Ｆ２／ｆ５＜　０
　、１更に、第１レンズ群の最も像側のレンズに、８− 球面を用いている。

（作用） 正の第１レンズ群、負の第２レンズ群をもつ、テレフォ
ト型の２群ズームの構成にしたため、レンズ全長が小と
なり、広角端でのバックフォーカスが小となるので、バ
ックフォーカスの制限がないコンパクトカメラ用の小型
のズームレンズに最適である。

この型のズームレンズは、広角端でのバックフォーカス
が短いために、第１レンズ群のレンズ外径より、第２レ
ンズ群のレンズ外径のほうが大きい。プラスチックレン
ズは、外径が小さいほうが、一般に成型性が良く、また
大量生産に向いており低コストである。

本発明のズームレンズは、第１レンズ群に２枚のプラス
チックレンズを用いているため、コスト低減の効果が大
きく、また正レンズと負レンズに１枚ずつ用いているた
め温度変化の補償もしやすい。上記の（１）構成を取る
場合には、第３レンズと第４レンズの屈折力を適切に配
分して、第２レンズと第４レンズの屈折力のバランスを
とって第１レンズ群で温度変化を補償しているが、（２
）の場合には、第１レンズ群で補償しきれなかった温度
変化を、第２レンズ群の温度変化と相殺することによっ
て補償している。

次に、条件式の説明をする。上記（１）の場合に、条件
式のは、第２レンズにプラスチックレンズを用いるため
の条件であり、■の上限を越えると屈折率が小さいため
にレンズの曲率半径が小さくなり過ぎ、コマフレアーが
発生し易くなる。特に、広角端での発生が大きく補正が
困難となり、下限を下回ると、球面収差や、細土色収差
を第１レンズ群で補正しづらくなり、変倍による収差変
化が大きくなる。また広角端での正の歪曲収差が大きく
なる。

条件式■の上限を越えると、第４レンズの屈折力が小さ
くなり、その分集ルンズ群の正の屈折力が、第１レンズ
または第３レンズなど前方のレンズに配分されることに
なり、広角端での正の歪曲収差が大きくなる。また、下
限を下回ると、球面収差が補正不足となって好ましくな
い。

条件式■は、プラスチックレンズの温度変化の補償に関
する条件であり、この条件を外れると温度変化によるバ
ックフォーカスの変化が大きくなり過ぎ、良好な倒像が
えられない。

（２）の場合で、条件式〇は、上記（１）の条件式■と
同じく、第２レンズにプラスチックレンズを用いるため
の条件である。

条件式■の上限を越えると第１レンズ群の正の屈折力が
第１レンズに配されることになり、広角端での正の歪曲
収差が大きくなる。また、下限を下回ると、球面収差が
補正不足となって好ましくない。

条件式■、■は、プラスチックレンズの温度変化の補償
に関する条件であり、特に、■の上限を外れると温度変
化によるバックフォーカスの変化のズームポジション間
での差が大きくなり過ぎ、全変倍域での、良好な温度補
償ができなくなる。

（実施例） 以下に、上記各条件を満たす本発明の実施例を　１１− 示す。第１実施例は、第２レンズにポリカーボネイト系
のプラスチックを用い、第４レンズにアクリル系のプラ
スチックを用いている。第３レンズと第４レンズで正の
屈折力を分配して、第１レンズ群での温度変化を補償し
ている。更に、第５、第６レンズにもアクリル系のプラ
スチックを用いて、軽量化、低コスト化をはかっている
。また、３０度の温度上昇でも、バックフォーカスの変
化量は小さく、広角端で、０．０１６、望遠端で０゜０
７５である。ただし、アクリルの屈折率変化を−１，２
Ｘ　１０−４／度とし、線膨脹率を０．７　Ｘ　１０−
４としている。また、第２レンズと第４レンズに非球面
を用いて、歪曲収差や球面収差を良好に補正している。

第２実施例も、第２レンズに、ポリカーボネイト系のプ
ラスチックを用い、第４レンズにアクリル系のプラスチ
ックを用いて、軽量化、低コスト化をはかっている。ま
た、第３レンズと第４レンズで正の屈折力を分配して、
第１レンズ群での温度変化を補償しており、３０度の温
度上昇でも、１２− バックフォーカスの変化量は小さく、広角端で、０．０
１７、望遠端で、０．０６０である。

第３実施例では、第１レンズ群を３枚で構成し、しかも
、そのうち２枚は、ポリカーボネイトおよびアクリル系
のプラスチックを用いているため非常に低コストである
。この構成では、第１レンズ群の温度変化の補償は困難
であり、無理に補償しようとすると第１レンズに屈折力
が集中し、広角端での歪曲収差の補正が困難になる。そ
こで、第２レンズ群の負レンズにプラスチックレンズを
用いて、全体での温度補償をしている。

第１実施例および第３実施例では、第２レンズ群の負レ
ンズに低屈折率のプラスチックレンズを用いているため
、ペッツバール和が小さくなり過ぎる傾向があり、最も
像面側の負レンズの屈折率は、１．７以上にすることが
収差補正上望ましい。

なお、表中の各記号は、Ｒは各屈折面の曲率半径、Ｄは
屈折面間隔、Ｎ−はレンズ材料の屈折率、ｖ４は、同じ
くアツベ数、ｆはレンズ全系の焦点距離、ωは半画角、
ＦはＦナンバー、ＦＢはバックフォーカスを示す。

非球面の形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＹ
軸をとり、光の進行方向を正とし、Ｋ、Ａ１、Ａ２を非
球面係数としたとき、次式で表している。

第１実施例 Ｆ＝３６．０〜６８．０ ω＝３１．０’〜１７．６’ ＆　　　　　　　Ｒ １１５，１９２ ２２７，２５０ ３’　　−２２，７１３ ４４６，４４９ ５４２，９２２ ６−９９，５１５ ７３２，６２７ ８−２２，４７５ ９−６０，３９４ ２，２０ ２，４０ ２，３６ ３，０８ ２，２０ ０，４０ ２，６０ 可変 ３．６０ ＦＮα＝４．ＯＯ〜７．５６ Ｎ。

１．５４８１４ １．５８３００ １　、５１８２３ １．４９２００ １．４９２００ ４５．８ ３０．０ ５９．０ ５７．０ ５７．０ ］５．６３１　　０．８０ −１９．７７６　　１．２０ −７００．０００　　４．５０ １３．４０６　　０，８０ ３３．０３０ １．４９２００ １．７７２５０ ５７．０ ４９．６ Ｆ　　　　　　　ＤＩＩ　　　　　　　　ＦＢ３６．０
　　　　　１３．５４　　　　　　６．５８４９．５　
　　　　　７．１１　　　　　　２０．４４６８．０　
　　　　　２．４５　　　　　　３９．４２第３面非球
面係数 Ｋ　＝　−０，３６４７１ Ａ工＝　−３，９８６６１Ｘ　１０−’Ａ２＝　　８．
３５４７６Ｘ１０−１０第８面非球面係数 Ｋ　＝　−１，３６４５１ 八〇＝　　３．０７４３７　Ｘ　１Ｏ−５Ａ、　＝　　
１．３６７８１　Ｘ　１０−７３０度温上玉昇したとき
のバックフォーカスの変化 １５ 広角端 △ＦＢ＝Ｏ，Ｏ１６ 望遠端 ΔＦ、＝０．０７５ ｆ、／Ｆ、＝−０，８９ｆ４／Ｆ、、＝０．９４（５Ｆ
、／ｆ２）＋　　（６Ｆ□／ｆ、）＝０．７１第２実施
例 Ｆ＝３６．３〜６８．１ ＦＮα＝４．１１〜７．７１ ω＝３０．８°　〜１７．６゜ １６．２６６ ２５．６４４ −２２．７１７ ８５．１１３ ２３．６０３ １０５６．２３４ ６３．０２５ −２１．６８３ −５０．９１９ １６．５８３ −２１．４２８ ２．４０ ２．４０ １．６０ ４．５０ ２．００ ０．４０ ２．５０ 可変 ３．１０ １．５０ ０．８０ １．５６８８３ １．５８３００ １．５１８２３ １．４９２００ １．５４０７２ １．７４４００ ５６．３ ３０．０ ５９．８ ５７．０ ４７．２ ４４．８ ２ １６０．０００ ４．８０ ３ −１２．９００ ０．８０ １．６７００３ ４７．３ ４ ２７．３８４ Ｆ　　　　　　　　Ｄ。

３６．３　　　　　　１３．６５ ４９．６　　　　　　７．５５ ６８．１　　　　　　３．００ Ｂ ６．３１ １９．７８ ３８．６７ 第８面非球面係数 Ｋ　＝　−１，５０３９７ Ａ□＝　　４．４７２２４　Ｘ　１０ Ａ２　＝　　１．１０９９９　ｘ　１０３０度温度上昇
したときのバックフォーカスの変化 広角端ΔＦ！１”０．０１７　　　望遠端ΔＦＢ＝０．
０６０ｆ２／Ｆ１＝−１，０７ｆ４／Ｆ□＝１．１６（
５Ｆ、／ｆ２）　＋（６Ｆ□／ｆ、）　＝０．５１第３
実施例 Ｆ＝３６．１〜６７．９ Ｆ１１１０＝４．００〜７．５Ｉ ω＝３０．９’　　〜１７．７’ Ｎｎ　　　　　　　　ＲＤ ］　　　　　　　１７．９８２　　３．８０２　　　　
１３１．０５８　　１．４５３　　　　　−３６．９２
１　　１．５０４　　　　　２２．４５２　　７．６１
５　　　　　２３．９８５　　２．７０６　　　−１８
．４４２　　可変 ７　　　　　−４２．３８８　　２．８０８　　　　−
１５．８８７　　０．３０９　　　　−２７．２００　
　１．３０１０　　　　−２００．０００　　４．８０
１１　　　　　−１２．７８７　　０．８０１２　　　
　−３６．０２６ １．５４０７２ １．５８３００ １．４９２００ １．５１８２３ １．４９２００ １．７８５９０ ４７．２ ３０．０ ５７．０ ５９．０ ５７．０ ３７゜２ ３６．１ ４９．５ ６７．９ ＤＩＩ １４．０５ ７．４９ ２．７０ Ｂ ６．６１ ２０．３０ ３９．１１ 第４面非球面係数 Ｋ　　＝　　　３．１６０６０ Ａ１＝、−７，５５３６１Ｘ１０ Ａ２＝　　−１，００７９８Ｘ１０ 第６面非球面係数 Ｋ　＝　−２，４４４５３ Ａ１＝　−１，２５８３３Ｘ１０ Ａ２＝　　１．２５２３０Ｘ］０ ３０度温度上昇したときのバックフォーカスの変化 広角端△ＦＢ＝０．０８６　　望遠端△ＦＢ＝−０，０
３２ｆ２／Ｆ１＝−０，８１ｆ、／Ｆ工＝０．７４（５
Ｆ□／ｆ２）＋　　（６Ｆ工／ｆ４）＝３．．３（２Ｆ
よ／ｆ２）＋（３Ｆ、／ｆ３）＋（Ｆ、／ｆ、）＝　１
．２４（発明の効果） 本発明の小型のズームレンズは、その実施例および各収
差図にみるように、プラスックレンズを効果的に用いて
、温度変化による、バックフォーカスの変化を十分に補
正した、低コストな２倍ズームを実現している。また、
収差も良好に補正されている。

【図面の簡単な説明】

第１、第３、第５図は、それぞれ本発明のズームレンズ
の第１、第２、第３実施例の断面図であり、第１図には
、本発明のズームレンズの変倍の方法も示す。第２、第
４、第６図はそれぞれ上記第１〜３実施例の収差図であ
る。各収差図において、（Ａ）は短焦点端の図であり、
（Ｂ）は中黒点、（Ｃ）は長焦点端での収差図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）正の焦点距離の第１レンズ群と負の焦点距離を持
   つ第２レンズ群により構成され、第１レンズ群と第２レ
   ンズ群の間隔を短縮することによって短焦点端から長焦
   点端へと変倍する２群ズームレンズにおいて、上記第１
   レンズ群が物体側から、正のメニスカスの第１レンズと
   両凹の第２レンズ、および正の第３レンズユニットから
   なり、該第３レンズユニットは正の第３レンズおよび両
   凸の第４レンズによって構成されるとともに、上記第２
   レンズ群が、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１
   枚の負レンズとで構成され、上記第２レンズと第４レン
   ズとがプラスチックレンズとされたことを特徴とする小
   型のズームレンズ （２）上記第２レンズ群が、物体側から順に、像側に凸
   面を向けた正のメニスカスの第５レンズ、負の第６レン
   ズ、像側に凸面を向けた負のメニスカスの第７レンズか
   ら構成されたことを特徴とする請求項１の小型のズーム
   レンズ （３）上記第２、第４レンズの焦点距離をそれぞれｆ＿
   ２、ｆ＿４とし、第１レンズ群の焦点距離をＦ＿１とし
   たとき、以下の式を満足するように構成されたことを特
   徴とする請求項１の小型のズームレンズ −１．５＜ｆ＿２／Ｆ＿１＜−０．７ ０．６＜ｆ＿４／Ｆ＿１＜１．３ −０．８＜（５／ｆ＿２＋６／ｆ＿４）Ｆ＿１＜０．９
   ２（４）正の焦点距離の第１レンズ群と負の焦点距離を
   持つ第２レンズ群により構成され、第１レンズ群と第２
   レンズ群の間隔を短縮することによって短焦点端から長
   焦点端へと変倍する２群ズームレンズにおいて、上記第
   １レンズ群が物体側から、正のメニスカスの第１レンズ
   と両凹の第２レンズ、および正の第３レンズユニットか
   らなり、該第３レンズユニットは両凸の第３レンズによ
   って構成されるとともに、上記第２レンズ群が、物体側
   より、像側に凸面を向けた正の第４レンズと負の第５レ
   ンズ、および、像側に凸面を向けた負のメニスカスの第
   ６レンズによって構成され、上記第２レンズ、第３レン
   ズおよび第５レンズがプラスチックレンズとされたこと
   を特徴とする小型のズームレンズ （５）上記第２、第３、第５レンズの焦点距離をそれぞ
   れ、ｆ＿２、ｆ＿３、ｆ＿５とし、第１、第２レンズ群
   の焦点距離をそれぞれＦ＿１、Ｆ＿２としたとき、以下
   の式を満足するように構成されたことを特徴とする請求
   項４の小型のズームレンズ −１．５＜ｆ＿２／Ｆ＿１＜−０．７ ０．６＜ｆ＿３／Ｆ＿１＜１．３ ０．５＜（５／ｆ＿２＋７／ｆ＿３）Ｆ＿１＜５．０−
   １．０＜２Ｆ＿１／ｆ＿２＋３Ｆ＿１／ｆ＿３−Ｆ＿２
   ／ｆ＿５＜０．１（６）上記第１レンズ群の最も像側の
   レンズに、非球面を用いたことを特徴とする請求項１な
   いし５の何れかに記載された小型のズームレンズ