JPH04134410A - 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） この発明は、小型のズームレンズ、特にバックフォーカ
スの制限が少ないレンズシャッター式カメラなどに適し
、準広角から準望遠までの２倍程度の変倍比を有するズ
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いる。こ
の種のズームレンズにおいては、−眼レフカメラ用のズ
ームレンズと異なり、バックフォーカスを長くとる必要
がなく、またコンパクトであることが強く望まれるため
に、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レン
ズ群とからなる、望遠型の屈折力配置をした２群ズーム
レンズが用いられている。

このタイプの２群ズームレンズにおいて、さらにコンパ
クト化をはかった例として、例えば特開昭６４−５２１
１１号の実施例１２のズームレンズが挙げられる。この
ズームレンズは、３５ｍ版フィルムにおいて焦点距離範
囲がおよそ３５閣〜７０−の２倍ズームであって、第１
レンズ群、第２レンズ群の屈折力をそれぞれ強くするこ
とによりコンパクト化をはかっている。特に、第２レン
ズ群の屈折力が強いため、第２レンズ群の移動量が短縮
されている点は鏡胴の構造上コンパクト化に有利である
。このズームレンズでは、各群の屈折力が強いことによ
る収差劣化を、第ルンＸ群、第２レンズ群それぞれに非
球面を用いることにより補っている。

しかし、このズームレンズでは第２レンズ群中の第２レ
ンズが像側に曲率の弱い面をもつ両凹レンズであるため
、この像側の面において非点収差が大となり、収差補正
の困難さを増すとともに、第２レンズ群中の第２レンズ
と第３レンズとの干渉を避けるための空気間隔を比較的
大とする必要があり、これらの２点はいずれもレンズ全
長の短縮には不利な点であった。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明は、準
広角から準望遠までの２倍程度の変倍比を有し、良好な
結像性能を持ちながら、レンズ全長の短いズームレンズ
を得ようとするものである。とくに望遠端において１．
０以下の望遠比を得ようとするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折
力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レン
ズ群とにより構成され、第１レンズ群と第２レンズ群と
の間隔を変えることにより変倍する２群ズームレンズに
おいて、第１レンズ群、第２レンズ群はそれぞれ少なく
とも１つの非球面屈折面を有し、第２レンズ群は物体側
から正の屈折力の２−１レンズ、いずれも像側に凸面を
向けた負メニスカスの２−２レンズ、２−３レンズによ
って構成されることを特徴とする。

そして、上記非球面は、２−１レンズに用いられるのが
よい。

また、上記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に
凸面を向けた正メニスカスの１−１レンズ、物体側に凹
面を向けた負メニスカスの１−２レンズ、正の屈折力の
１−３レンズ、正の屈折力の１−４レンズによって構成
され、第１レンズ群中の最も屈折力の弱いレンズの少な
くとも１つの屈折面が非球面とされることが望ましい。

さらに、上記第１レンズ群中の少なくとも１つの非球面
は、近軸曲率半径が同じである球面よりも、光軸から離
れた位置においてレンズが厚肉化する非球面変位を有し
、上記第２レンズ群中の少なくとも１つの非球面は、近
軸曲率半径が同じである球面よりも、光軸から離れた位
置においてレンズが薄肉化する非球面変位を有し、以下
の条件を満たすことが望ましい。

２　Ｘ　１０−’　＜　ｌ△Ｘ、ｌ／ｆｗ＜２ｘｌＯ−
’−（１）７Ｘ１０−’＜Ｉ△Ｘ２１／ｆｗ＜７Ｘ１０
−’　　　　＝・（２）１．２＜ｆｗ／ｆ１＜１．６　
　　　　　　　−（３）０．８＜　ｌ　ｆ２１／ｆ工〈
１．１　　　　　　　・・・　（４）−２，５＜　（Ｒ
ａ＋Ｒｂ）／ＣＲａ−Ｒｈ）　＜−１，０・・・　（５
）またさらに、この発明のズームレンズは次の条件を満
たすことが望ましい。

５６（ｖ、−０＜６５　　　　　　　　　・・・　（６
）５２＜　ｖ２−２．、　（＜６２）　　　　　　・・
・　　（７）１．５５＜ｎ２−、　＜１．８０　　　　
　　　　・・・　　（８）１．５５　＜ｎ−−３＜１．
８０　　　　　　　・・・　　（９）ただし、 △Ｘ□　：第１レンズ群中の上記の非球面の、有効半径
の半分の距離だけ光軸から離れた位置における、近軸曲
率半径が同じ である球面からの変位量 △Ｘ２　：第２レンズ群中の上記の非球面の、有効半径
の半分の距離だけ光軸から離れ た位置における、近軸曲率半径が同じ である球面からの変位量 ｆｌ：広角端における全系の焦点距離 ｆエ　：上記第１レンズ群の焦点距離 ｆ２二上記第２レンズ群の焦点距離 Ｒ１二上記２−２レンズの物体側の曲率半径Ｒ，，：上
記２−２レンズの像側の曲率半径シイ−０：上記２−１
レンズのアツベ数ｖ２−２＋３：上記２−２レンズのア
ツベ数と上記記２−３レンズのアツベ数との平均 値 ｎ２−２　　　：上記２−２レンズの屈折率ｎ２−３　
　　：上記２−３レンズの屈折率（作用） 正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群
とからなる２群ズームレンズをコンパクトに設計するに
は、第１レンズ群、第２レンズ群それぞれの屈折力を強
くするとともに、それぞれの群のレンズ長を短くするこ
とも重要である。また、第２レンズ群のズーミングのた
めの移動量を小さくするために、第２レンズ群のパワー
を特に小さく（強く）することが必要である。

この発明のズームレンズでは、第１レンズ群、第２レン
ズ群それぞれに非球面を用いることにより、屈折力が強
いために生じる収差劣化を補正している。また、第２レ
ンズ群は負メニスカスレンズ２枚を含む３枚構成とする
ことにより、実施例のレンズ断面図に見るごとくコンパ
クトな形状を維持しながら、強い屈折力を有する場合に
も、非点収差が過大となり難い特徴を有している。

条件式（１）と条件式（２）とはそれぞれ第１レンズ群
中、第２レンズ群中の非球面変位を規定し、コマ収差、
歪曲収差を良好に補正するための条件である。このタイ
プのズームレンズではシャッター絞りを第１レンズ群の
最終面のすぐ後ろに設けるか、第１レンズ群中の後部に
設けるのが収差補正上適当である。しかしコンパクト化
のために第１レンズ群、第２レンズ群の屈折力を強くす
ると、絞りの前側には正の屈折力、後側には負の屈折力
がそれぞれ強く配分されるため、外向性のコマ収差と正
の歪曲収差とが大となる問題が生じる。この発明では第
１レンズ群中に周辺で厚肉化する非球面変位を設けるこ
とにより、とくに第１レンズ群中の上方光束で生じやす
い外向性のコマを補正するとともに、第２レンズ群中に
は周辺で薄肉化する非球面変位を設けることにより、広
角側で顕著な正の歪曲収差を補正している。

なおこのとき、球面収差、非点収差に関しては上記の二
つの非球面変位の作用がキャンセルする方向のためこれ
らの収差に過大な影響を与えることなく、前述の収差補
正効果を得ることができる。

条件式（１）条件式（２）の下限をはずれてそれぞれ非
球面変位量がＩＪＳさいと十分な収差補正効果を得るこ
とが離しい、逆にそれぞれ上限を越えると、非球面変位
量が大きいために、レンズの偏芯感度が大きくなり、製
造上の困難を生じてくる。

なお、上述の非球面とは別に第１レンズ群中。

あるいは第２レンズ群中に、上述の変位とは逆の変位の
非球面を付加し、さらに微妙な収差補正を行なうことも
出来る 条件式（３）は第１レンズ群に適正な屈折力を与える条
件であり、この下限をはずれて第１レンズ群の屈折力が
弱くなると、広角端でのバックフォーカスが短くなりす
ぎ、そのため第２レンズ群のレンズ径が大きくなり、カ
メラのコンパクト化にとって望ましくない、逆に上限を
越えて屈折力が強くなると第２レンズ群の倍率が必然的
に大きくなるため、第１レンズ群で発生する収差が過大
に拡大され収差補正が困難になる。

条件式（４）は主として第２レンズ群に適正な屈折力を
与える条件である。第２レンズ群のズーム移動量は、１
ｆ２１・（ｆｙ　　ｆｗ）／ｆ、　　（ただしｆｖは望
遠端の全系の焦点距離）で表わされるため、第２レンズ
群に強い屈折力を与えることにより第２レンズ群のズー
ム移動量を小さくすることができ、鏡胴の構造上、カメ
ラのコンパクト化に有利となる。しかし、この条件式の
下限を外れて第２レンズ群の屈折力が強くなると、広角
端での歪曲収差が大きくなる等の収差補正上の困難を生
じる。上限を越えて第２レンズ群の屈折力が弱くなると
上述のようにコンパクトなカメラが得難くなる。

条件式（５）は前述の２−２レンズの形状についての条
件であり、この条件式の下限をはずれてメニスカスの度
合が強くなると、このレンズの物体側面において球面収
差が補正過剰となる。逆に上限を外れてこのレンズ形状
が両凹となると、像側の面において非点収差が大きくな
るとともに、２−２レンズと２−３レンズとの空気間隔
が大きく必要になり、第２レンズ群が大柄になってしま
う。

条件式（６）と条件式（７）とは色収差の補正に関する
。一般にこのタイプのズームレンズでは、倍率色収差が
、広角側では短波長の像が小となる方向に望遠側では逆
の方向に発生する傾向にあるため、この発明では第２レ
ンズ群にアツベ数の比較的大きいレンズを用いることに
よりこの傾向を小さくしている。これらの条件式の下限
を外れると倍率色収差のズーミングによる変化が大きく
なる。条件式（６）の上限をはずれると軸上色収差が望
遠側で大きくオーバーとなる。また条件式（７）の下限
をはずれると、色収差補正には良いが付随的にこれらの
負レンズの屈折率が低くなり、像面がオーバー傾向にな
ってしまう。

条件式（８）と（９）とは、第２レンズ群中の負レンズ
の屈折率を規定する条件で、これらの下限を外れるとペ
ッツバール和が減少し、像面が大きくオーバーになる。

また、これらの上限を外れると、付随的に条件式（７）
を満たす硝材が選択出来なくなり、倍率色収差のズーミ
ングによる変化が大きくなってしまう。

（実施例） 以下に、上記の各条件を満たすこの発明のズームレンズ
の実施例を示す。

実施例のズームレンズは、第１レンズ群が物体側から順
に、物体側に凸面を向けた正メニスカスの１−１レンズ
、物体側に凹面を向けた負メニスカスの１−２レンズ、
正屈折力の１−３レンズおよび正屈折力の１−４レンズ
によって構成され、第１レンズ群中の１−３レンズと第
２レンズ群中の２−１レンズにそれぞれ非球面を有して
いる。

第１レンズ群中では非球面は屈折力の弱いレンズに設け
ることが望ましい。非球面は一般に収差の偏芯誤差感度
が大きいため、屈折力の強いレンズに非球面を設けると
偏芯誤差感度が過大となるおそれがあるからである。こ
の観点から実施例では第１レンズ群中で最も屈折力の弱
い１−３レンズに非球面を設けている。−力筒２レンズ
群中では、各レンズの外径が比較的大きいため、非球面
を精度良く製作するために最も外径の小さいレンズに設
けることが望ましく、このため黄施例では２−１レンズ
に設けている。

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、Ｖ、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、また本印は非
球面を示す。

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、に、Ａ４、　Ａい Ａ、を非球面係数としたとき次式で表 −３６．８５４ わしでいる。

第１実施例 ｆ＝３６．１〜６８．３　　　Ｆ＝３．７〜７．０ω＝
３０．４’〜１７．４’ ＲＤ　　　　　Ｎｄ １４．０６６　１．８０ ２３．９２６　２．３０ −１７．２１８　０．７０ −３４．２４９　２．６０ 本　　　　　−１８０，０００２，４０−３３，７８３
０，２０ −１１０，６０２１，９０ −１４，９９５可変 ＊　　　−４０，９３７３，８０ −１６，９２９１，８０ −１４，２５９０，８０ −４４，１１５３，８０ −１３，６９８１，００ １，５１６３３ １，８４６６６ １，５８９１３ １，５３１７２ １，５８９１３ １，６９６８０ １，６０３１１ 非球面係数 第５面 に＝−１，３２６５Ｘ　１０’ Ａ４＝−１，０３８９Ｘ　１０−’ Ａ、＝　５．８４６４　ｘ　１０−” Ａ、＝−２，９３５１Ｘ　１０−’ ６４．１ 第９面 に＝−１，４７１９Ｘ　１Ｏ−１ Ａ４＝　２．４０５５　Ｘ　１０−’ Ａ、＝　５．６６１４Ｘ１０−’ Ａ、＝−２，７２００Ｘ　１０−’ ２３．８ ６１．２ ４８．９ ６１．２ ６０．７ ｆ　　　　　　　Ｄ　ｓ　　　　　　Ｆ　ｓ３６．１　
　　　１２．５０　　　　６．７４９．４　　　　　７
．３０　　　１９．２６８．３　　　　　３．４０　　
　３７．０１ΔＸ□ｌ／ｆ、＝７．２Ｘ１０−’　　（
ΔＸ、＜０）ＩＡＩ、ｌ／ｆｗ＝２．ｌＸ１０−’　　
（ΔＸ２＞Ｏ）ｆｗ／ｆｘ＝１．３３　　　　　　１ｆ
ｚｌ／ｆｔ＝０．９４（Ｒｍ◆Ｒｈ）／（Ｒ，−Ｒゎ）
＝−１，９６シ、、＝６１．２　　　　　　　シ、−、
、、　＝５８．１この実施例のレンズ断面図を第１図に
、収差図を第２図（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

５５．５ 第 ２実施例 ｆ＝３６．１〜６８．４ ω＝３０．２°〜１７．４゜ １３．９６５ ２１．２２８ −１６．２２８ −４２，８７０ −２５８１．０８２ 本　　　　　　−４７，１１５ １２４，９８９ −１４，５５９ −４１，６０３ ＊　　　−１５，７４８ −１１，７７２ −１２２，５８５ −１７，０００ −２７，６８２ Ｆ＝３．７〜７．０ １．８０ ３゜２０ ０．７０ ２．０３ ２．００ ０．２０ ２．２０ 可変 ４．００ ２．７０ １．００ ４．２０ １．２Ｏ 一 １．５８９１３ １．８０５１８ １．５１７４２ １．５１７４２ １．５１８２３ １．５８９１３ １．６９６８０ シー ６１．２ 非球面係数 第６面 に＝−３，１４０７ｘ　１０” Ａ、＝　４．６５４６　Ｘ　１０−’ Ａ、＝　６．１５８０Ｘ１０−’ Ａ、＝−２，０８３４Ｘ　１０−’ ２５．４ 第１１面 に＝−１，０９２７ ＾４＝−６．９６３６　Ｘ　１０−’ Ａ、＝−３．０７５６　Ｘ　１０−’ Ａ、＝−３．０６６８　Ｘ　１０−’ ５２．４ ５２．４ ５９．０ ６１．２ ５５．５ ｆ　　　　　　　Ｄ、Ｆ！Ｉ ３６．１　　　　１２．９０　　　　４．５４９．６　
　　　７．５０　　　１７．１６８．４　　　　３．５
０　　　３４．８１ΔＸＩ／ｆｗ＝９．３Ｘ１０−’　
　（ΔＸ　１＞　Ｏ）ＩΔＸｓｌ／ｆｗ＝３．４Ｘ１０
−’　　（ＡＸ、＜０）ｆｗ／ｆ１＝１．３１　　　　
　　　１ｆ、ｌ／ｆ１＝０．９４（Ｒ＆◆Ｒゎ）／　（
Ｒａ−Ｒｈ）　＝　−１、２１乍２−□＝５９．Ｏヤ、
−，，，＝５８．４この実施例のレンズ断面図を第３図
に、収差図を第４図（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

（発明の効果） この発明のズームレンズは、３５■版フイルム用におい
ておよそ３５〜７０論の焦点距離範囲を有する場合、二
つの実施例とも望遠端における望遠比が０．９３と非常
に小さく、第２レンズ群のズーム移動量も約３０閣と小
さいため、コンパクトカメラを従来に見ないほどに小型
化できるものである。また、収差図に見るように諸収差
が良好に補正されており、また図示していないが、第１
レンズ群の繰り出しによる近距離合焦時にも、良好な描
写性能が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれこの発明のズームレンズの第
１、第２実施例のレンズ断面図、第２図。 第４図はそれぞれ第１、第２実施例の収差図である。各
収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間焦点距離
、（Ｃ）は望遠端での収差図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群
   と負の屈折力を有する第２レンズ群とにより構成され、
   第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を変えることによ
   り変倍する２群ズームレンズにおいて、第１レンズ群、
   第２レンズ群はそれぞれ少なくとも１つの非球面屈折面
   を有し、第２レンズ群は物体側から正の屈折力の２−１
   レンズ、いずれも像側に凸面を向けた負メニスカスの２
   −２レンズ、２−３レンズによって構成されることを特
   徴とする小型のズームレンズ ２）上記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸
   面を向けた正メニスカスの１−１レンズ、物体側に凹面
   を向けた負メニスカスの１−２レンズ、正の屈折力の１
   −３レンズ、正の屈折力の１−４レンズによって構成さ
   れ、第１レンズ群中の最も屈折力の弱いレンズの少なく
   とも１つの屈折面が非球面である請求項１のズームレン
   ズ ３）上記２−１レンズの少なくとも１つの屈折面が非球
   面である請求項１あるいは２のズームレンズ ４）上記第１レンズ群中の少なくとも１つの非球面は、
   近軸曲率半径が同じである球面よりも、光軸から離れた
   位置においてレンズが厚肉化する非球面変位を有し、第
   ２レンズ群中の少なくとも１つの非球面は近軸曲率半径
   が同じである球面よりも、光軸から離れた位置において
   レンズが薄肉化する非球面変位を有し、以下の条件を満
   たす請求項１のズームレンズ ２×１０＾−＾５＜｜ΔＸ＿１｜／ｆ＿ｗ＜２×１０＾
   −＾４７×１０＾−＾５＜｜ΔＸ＿２｜／ｆ＿ｗ＜７×
   １０＾−＾４１．２＜ｆ＿ｗ／ｆ＿１＜１．６ ０．８＜｜ｆ＿２｜／ｆ＿１＜１．１ −２．５＜（Ｒ＿ａ＋Ｒ＿ｂ）／（Ｒ＿ａ−Ｒ＿ｂ）＜
   −１．０ただし ΔＸ＿１：第１レンズ群中の上記の非球面の、有効半径
   の半分の距離だけ光軸から離れた位置における、近軸曲
   率半径が同じである球面からの変位量 ΔＸ＿２：第２レンズ群中の上記の非球面の、有効半径
   の半分の距離だけ光軸から離れた位置における、近軸曲
   率半径が同じである球面からの変位量 ｆ＿ｗ：広角端における全系の焦点距離 ｆ＿１：上記第１レンズ群の焦点距離 ｆ＿２：上記第２レンズ群の焦点距離 Ｒ＿ａ：上記２−２レンズの物体側の曲率半径Ｒ＿ｂ：
   上記２−２レンズの像側の曲率半径