JPH04153613A - 簡易な構成のズームレンズ及びそれを有したカメラ - 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） 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な簡易な
構成のズームレンズに関し、特に負の屈折力のレンズ群
が先行する全体として３つのレンズ群を有し、これら３
つのレンズ群のレンズ構成を適切に構成し、該３つの各
レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行ったＦナンバー４
〜４，５程度、変倍比２，４〜３程度のレンズ全長の短
い小型の良好なる光学性能を有した簡易な構成のズーム
レンズに関するものである。

（従来の技ｖ＃） 従来より物体側より順に負の屈折力の第１群と正の屈折
力の第２群、そして負の屈折力の第３群の３つのレンズ
群を有し、これら３つのレンズ群を移動させて変倍を行
ったズームレンズを本出願人か例えば特開昭６３−２７
１２１４号公報や特開昭１１ｉ４−７２１１４号公報等
で提案している。

このタイプのズームレンズは比較的広画角化か容易であ
る為、広画角用の撮影系として多く利用されている。

同公報では第１．第２．第３群を一定の条件下で移動さ
せて変倍を行うと共に３つのレンズ群のレンズ構成を特
定することにより変倍に伴う収差変動を良好に補正した
高い光学性能を有した変倍比２〜３倍の全体として８〜
９枚のレンズより成る比較的コンパクトな特にレンズシ
ャッターカメラに好適なズームレンズを達成している。

（発明か解決しようとする問題点） 前述の特開昭６３−２７１２１４号公報や特開昭６４７
２１１４号公報で提案されているズームレンズは各レン
ズ群を２枚以上のレンズより構成し、例えば各レンズ群
内において色収差を補正しつつ各レンズ群の屈折力を強
めて光学全長（第１レンズ面から結像面までの距りの短
縮化を図っている。

本発明は本出願人の先に提案したズームレンズの屈折力
配置を利用し、各レンズ群のレンズ構成を更に改良し、
特にレンズ枚数の究極な削減を図ると共に変倍比２．４
〜３程度、Ｆナンバー４〜４．５程度の全変倍範囲にわ
たり良好なる光学性能を有した、特にレンズシャッター
カメラに好適な簡易な構成の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） 本発明の簡易な構成のズームレンズは、物体側より順に
負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、そして負の
屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し、これら３つの
各レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行い、該第１群を
物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１レンズ、
該第２群を物体側に比べ像面側に強い屈折面を向けた正
の第２レンズ、該箪３群を像面側に凸面を向けたメニス
カス状の正の第３１レンズと像面側に比べ物体側に強い
屈折面を向けた負の第３２レンズより構成し、該第１群
の焦点距離をＦｎＮ、全系の広角端における焦点距離を
ＦＷ、広角端と望遠端におけるハックフォーカスを各々
ＳＫＷ、ＳＫＴ、該第１レンズと第３２レンズの材質の
屈折率の平均値をｎＮ、ｐ第２レンズの材質のアッベ数
をν２としたとき １．１＜（ＳにＴ−ＳＫＷ）ＦＷ＜１．９・・・・・・
（１） −５＜Ｆ　１／ＦＷ＜−３・・・・・・（２）１＜Ｆ２
／Ｆ３＜−０，８・・・・・・（３）１　、７５　＜　
ｎ　Ｎ　＜　　１　、９　　・−・−（４）７５＜ν２
＜８５　　　　　　　　　・・・・・・（５）なる条件
を満足することを特徴としている。

（実施例） 第１図、第２図は各々本発明の数値実施例１゜２のレン
ズ断面図である。図中工は負の屈折力の第１群、■は正
の屈折力の第２群、口は負の屈折力の第３群、矢印は広
角側から望遠側へ変倍を行う際の各レンズ群の移動方向
を示す。

本実施例に係るズームレンズは広角端から望遠端へ変倍
を行う際、各図に示すように３つのレンズ群を共に物体
側方向に独立に移動させている。

特に第２群と第３群の間隔を大きく変化させて所定の変
倍比を効果的に得ている。尚、ＳＰは絞りであり第２群
の像面側に配置し、変倍の際には第２群と一体的に移動
している。

本発明のズームレンズは第１．第２図に示すように物体
側より順に負、正、そして負の屈折力の３つのレンズ群
より構成し、即ち正の屈折力の第２群の両側に負の屈折
力の第１群と第３群を配置し、変倍中圧折力配置が負、
正、負となるように略対称型のレンズ構成となるように
している。

又、第１群に高屈折率高分散ガラス（Ｎ１〉１．８．ν
１＜２５）第２群に低屈折率低分散ガラス（Ｎ２＜１．
５２．７５＜ν２＜８５）を採用している。

このような略対称型のレンズ配置とすると共に適切なる
材質のガラスを用いることにより、従来のように各レン
ズ群内で色収差を補正する方法をとらず、レンズ系全体
として色収差をバランス良く補正するようにしている。

即ち３つのレンズ群で３互いに収差が相殺し合うように
している。

又、第１群を物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の
第１レンズ、第２群を物体側に比べ像面側のレンズ面の
屈折率か強い両レンズ面か凸面の正の第２レンズ、第３
群を像面側に凸面を向けたメニスカス状の正の第３１レ
ンズと像面側に比べ物体側に強い負の屈折面を向けた負
の第３２レンズより構成してレンズ全長の短縮化を図っ
ても、全変倍範囲にわたり色収差を含めた諸収差をバラ
ンス良く補正することかでき高い光学性能のズームレン
ズが得られることを可能としている。

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）は広角端と望遠端におけるバックフォーカ
スの差、即ち広角端から望遠端への変倍に伴う第３群の
物体側への移動量を適切に設定し、主にレンズ全長の短
縮化を図る為のものである。

条件式（１）の上限値を越えて第３群の移動量か増大す
ぎると望遠端近傍で第２群と械的に干渉してくる。又下
限値を越えて第３群の移動量か少なすぎると所定の変倍
比（２，４〜３程度）を得るのが難しくなってくるので
良くない。

条件式（２）は第１群の負の屈折力を適切に設定し、諸
収差を良好に補正する為のものである。

条件式（２）の上限値を越えて第１群の屈折力が強くな
りすぎると、全系の屈折力配置のバランスが崩れ全変倍
範囲にわたりコマ収差等の諸収差なバランス良く補正す
るのが難しくなる。又下限値を越えて第１群の屈折力か
弱くなりすぎると広角側において軸上色収差を良好に補
正するのか難しくなってくる。

条件式（３）は第２群と第３群の屈折力の比を適切に設
定し、所定の変倍比を効果的に得る為のものである。

条件式（３）の上限値を越えて第３群の屈折力か弱くな
りすぎると所定の変倍比を確保する為の第３群の移動量
が増加し、レンズ全長が長くなってくる。又下限値を越
えて第３群の屈折力か強くなりすぎると像面湾曲等の軸
外収差を良好に補正するのが難しくなってくる。

条件式（４）はズームレンズを構成する各レンズのうち
負の屈折力のレンズ（第１レンズと第３１レンズ）の材
質の屈折率の平均値ｉを適切に設定し、ペッツバール和
が適当な値となるようにし、像面特性を良好に維持する
為のものである。

上限値を越えるとペッツバール和が正の方向に増大し、
又下限値を越えるとペッツバール和か逆に負の方向に増
大し、いずれの場合も像面特性を良好に維持し非点収差
を良好に補正するのか難しくなってくる。

条件式（５）は第２レンズの材質のアッベ数を適切に設
定し、主に軸上色収差を全変倍範囲にわたり良好に補正
する為のものである。

上限値を越えると望遠側において軸上色収差が補正過剰
となり、又下限値を越えると広角端〜中間のズーム範囲
において軸上色収差を良好に補正するのか難しくなって
くる。

この他本発明において特に全変倍範囲にわたり画面全体
の光学性能を良好に維持する為には、前記第１レンズ群
の物体側のレンズ面に非球面を、前記第２レンズ群の像
面側のレンズ面に非球面を、前記第３１レンズの像面側
群の物体側のレンズ面に非球面を施し、これら各レンズ
の非球面の４次の非球面係数を順にＢ１、Ｂ２．Ｂ３１
、有効画面の対角線長をＹとしたとき −７＜　　Ｂｌ・Ｙ３　＜−２・・・・（６）１　く　
　Ｂ　２　・　Ｙ３　　　く　　３　　　　・・・・　
（７）３＜　　Ｒ３１・Ｙ３＜−１・・・・（８）なる
条件を満足することが良い。

条件式（６）　、　（８）は主に像面湾曲を良好に補正
する為のものである。

条件式（６）の上限値又は条件式（８）の上限値を越え
ると像面湾曲を良好に補正するのが難しくなる。又条件
式（６）の下限値又は条件式（８）の下限値を越えると
非球面効果が強くなりすぎ、像面湾曲か補正過剰となっ
てくるので良くない。

条件式（７）の上限値を越えると非球面効果か弱くなり
すぎ、球面収差を良好に補正するのが難しくなってくる
。又下限値を越えると逆に球面収差か補正過剰となって
くるので良くない。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲ
１は物体側より順に第ｉ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ｉ番目のレンズのカラス
の屈折率とアッベ数である。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、 光の進行方向を正と しＲを近軸曲率半 径、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき ＋ ＤＨ８＋ １：ＨＩ。

なる式で表わしている。

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− エ に示す。

＼ 数値実施例！ Ｆ−３６，２ 〜１０１．５ Ｒ１・　　２０１２ Ｒ２・　　１７２５ Ｒ３−４８：１ｊ９ Ｒ４−−１１１１，：１５ Ｒ５・　（絞り） Ｒ６・　−４７，２５ ８７・　−２２４７ Ｒ８−−１５，４２ Ｒ９・　９４９．５６ ＦＮｏ・４ 〜８ Ｄ　し　１５ Ｄ　２・可変 Ｄ　３・　３０ Ｄ　　４−　１．０ Ｄ５−可変 Ｄ　６−３．０ Ｄ７・４１１ Ｄ８〜１７ ω−６１７゜ 〜２４１０ ８４５６６　　ν　ｌ−２４１，９ ２−８１，６ 非球面 Ｒ１゜ ＾　・　ＯＢ　　−−４，６７ｘ　ｒｏ−’Ｃ−−２，
２５Ｘｌ０−’　　Ｄ　　−−３，９３Ｘｌ０−’−Ｏ Ａ　　−ＯＢ　　−２，１８ｘｌＯ−’Ｃ・　−９，５
２ｘ　ｔｏ−δ　　Ｄ　・　　ＯＥ　皺　０ ＾　・　ＯＢ　〜　−２，７３ｘｌＯ−５Ｃ−１，５５
ｘｌＯ−’　　Ｄ　　・　−２，２４Ｘ　ＩＱ−’ε　
−−７，２４Ｘ　１０−１２ 数値芙施例２ Ｆ瞼３６．２ 〜８２．３ Ｒ１・　　＋７．８４ Ｒ２・　　１４５１ Ｒ３・　１６３．２８ Ｒ４・　−１：１．ｏ。

Ｒ５・　（絞り） Ｒ６−−３３，２９ Ｒ７−−２１，３４ Ｒ８−−１５，７４ Ｒ９−−５５１，１０ ＦＮｏ−４，６ 〜８２ Ｄ　　Ｉ−１，５ Ｄ２−可変 Ｄ３・３０ Ｄ４・１Ｏ Ｄ５・可変 Ｄ　６−２．５ ０７・５４８ Ｄ　８−１．７ ２　ω・　６１．７゜ 〜２９．５０ ・１．８４５６６　　ν　１−２３ ２−８１．６ ３・１．５９５５１ ３〜３９．２ ４−１．７７２５０ Ｗ４９ 非球面 Ｒ１ −５，１８ −２，５１ ＩＯ ＝５ ×１０ Ｒ４゜ ２．２ −９．５２ ×１０ Ｒ７゜ ２．２ Ｘ　１０−’ −４，７４ ＩＯ ２，３ ｘｌＯ−’ （発明の効果） 表１ 折力やレンズ構成を特定することにより、レンズ全系の
小型化を図った変倍比２．４〜３程度の全変倍範囲にわ
たり良好なる光学性能を有した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２図は各々本発明の数値実施例１゜２のレン
ズ断面図、第３図、第４図は各々本発明の数値実施例１
．２の諸収差図である。レンズ断面図においてＩ、Ｕ、
ｍは順に第１群、第２群。 第３群、矢印は広角端から望遠端への変倍における各レ
ンズ群の移動方向、収差図において（Ａ）。 （Ｂ）　（Ｃ）は各々広角端、中間、望遠端での諸収差
図、ｄはｄ線、ｇはｇ＠、Ｓ、Ｃは正弦条件、ΔＳはサ
ジタル像面、６Ｍはメワディオナル像面、である。 第２ 図 男 図 （Ａ） 、処 図（Ｃ） Ｆｓｏ＝８３ ω；１２σ 関＝ＩＺσ ω＝１２．００ 矛 図（Ａ） −０，４０、、０，４０−０３０，，０，４０７ｃ４　
、　Ｂ２−ｕ、ｕ；、　、−ｔ、ａｓ第 図 Ｂ） Ｆｓｏ＝７．１ ω＝２１．８’ 闇、２１．８’ ω＝２１．８゜ あ 図（Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力
   の第２群、そして負の屈折力の第３群の３つのレンズ群
   を有し、これら３つの各レンズ群の空気間隔を変えて変
   倍を行い、該第１群を物体側に凸面を向けたメニスカス
   状の負の第１レンズ、該第２群を物体側に比べ像面側に
   強い屈折面を向けた正の第２レンズ、該第３群を像面側
   に凸面を向けたメニスカス状の正の第３１レンズと像面
   側に比べ物体側に強い屈折面を向けた負の第３２レンズ
   より構成し、該第ｉ群の焦点距離をＦｉ、全系の広角端
   における焦点距離をＦＷ、広角端と望遠端におけるバッ
   クフォーカスを各々ＳＫＷ、ＳＫＴ、該第１レンズと第
   ３２レンズの材質の屈折率の平均値を＠ｎＮ＠、該第２
   レンズの材質のアッベ数をν２としたとき １．１＜（ＳＫＴ−ＳＫＷ）ＦＷ＜１．９ −５＜Ｆ１／ＦＷ＜−３ −１＜Ｆ２／Ｆ３＜−０．８ １．７５＜＠ｎＮ＠＜１．９ ７５＜ν２＜８５ なる条件を満足することを特徴とする簡易な構成のズー
   ムレンズ。
2. （２）前記第１レンズの物体側のレンズ面に非球面を、
   前記第２レンズの像面側のレンズ面に非球面を、前記第
   ３１レンズの像面側のレンズ面に非球面を施し、これら
   各レンズの非球面の４次の非球面係数を順にＢ１、Ｂ２
   、Ｂ３１、有効画面の対角線長をＹとしたとき −７＜Ｂ１・Ｙ＾３＜−２ １＜Ｂ２・Ｙ＾３＜３ −３＜Ｂ３１・Ｙ３＜−１ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の簡
   易な構成のズームレンズ。