JPH04163414A

JPH04163414A - 広角ズームレンズ

Info

Publication number: JPH04163414A
Application number: JP29035690A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tochigi; 伸之栃木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-09

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、そしてＳＶカメ
ラ等に好適な広角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２つのレンズ群を有し
、これら２つのレンズ群のレンズ構成を適切に設定する
ことによりレンズ系全体の小型化を図ったＦナンバー１
６〜２．２と大口径比で撮影画角９０°〜４３°と広画
角の変倍比２５程度の広角ズームレンズに関するもので
ある。

（従来の技術）従来より負の屈折力のレンズ群が先行する所謂ネガティ
ブリード型のズームレンズは広画角化が比較的容易であ
る為撮影画角７０°以上を有する広角ズームレンズには
多く用いられている。

例えば特公昭　４９−２９１４６号公報や特開昭５２−
２００１８号公報では物体側より順番こ負の屈折力の第
１群と正の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、双
方のレンズ群間隔を変えて変倍を行った広角ズームレン
ズが提案されている。

このうち特開昭５２−２００１８号公報ではＦナンバー
１６〜２２、撮影画角９３°〜４６゛、変倍比２５程度
の比較的小型の広角ズームレンズが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）一般にネガティブリート型のズームレンズは広画角化が
比較的容易であるが所定のバックフォーカスを確保しつ
つ、広角端の撮影画角９０度程度の広画角化及び広角端
のＦナンバー１６程度の大口径比化を図り良好なる光学
性能を得るには各レンズ群の屈折力配置を適切に設定す
る必要がある。各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が
不適説であるとレンズ枚数を増加させても変倍に伴う収
差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能
を得るのが難しくなってくる。

例えば第１群の負の屈折力を強めれば広画角化が容易と
なり、又バックフォーカスは長くなるがあまり強くする
と変倍に伴う収差変動が増大してくる。

特に−眼レフの写真用カメラにおいてはクイックリター
ンミラーを配置する空間、又ビデオカメラにおいてはＣ
ＣＤ、カバーガラス、光学フィルター等を配置する空間
の為に一定以上のバックフォーカスを確保する必要があ
るが、バックフォーカスを長くする為に全系を単に逆望
遠型にするとレンズ系全体が非対称となりすぎ全変倍範
囲にわたり良好なる光学性能を得るのが難しくなってく
る。

本発明は負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリ
ード型の２つのレンズ群より成る広角ズームレンズにお
いて各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定する
ことにより、所定のバックフォーカスを有しつつ、撮影
画角９０°〜４３°と広画角で、Ｆナンバー１６〜２．
２と大口径比の変倍比２．５程度の全変倍範囲にわたり
高い光学性能を有したレンズ系全体の小型化を図った広
角ズームレンズの提供を目的とする。

（問題点を解決する為の手段）本発明の広角ズームレンズは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群の２つのレンズ群を有し
、双方のレンズ群の空気間隔を変えて変倍を行う広角ズ
ームレンズにおいて、該第１群は物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負の第１１レンズ面が凸面の第１２レン
ズ、像面側に凹面を向けた負の第１３レンズ、物体側に
凸面を向けた正の第１４レンズ、物体側に凹面を向けた
負の第１５レンズの５つのレンズを有し、該第１群と広
角端における全系の焦点距離を各々Ｆ１、ＦＷ、該第１
ルンズと第１２レンズ、そして第１３レンズの合成の焦
点距離をＰＩＦ、該第１４レンズと第１５レンズの合成
の焦点距離をＦＩＩ＋、該第１ルンズと第１３レンズ、
そして第１５レンズの材質の屈折率の平均値をＮ、、ｌ
とするとき２．１　　　≦　Ｉ　Ｆ１／ＦＷＩ　　≦２　、　６　
・−・・ｍ０．０１　≦　ｌ　　Ｆ　＋ｒ／　Ｆ　１ｎ
ｌ　　≦Ｏｌ　・・・・（２）１　７　　≦Ｎ３ｏ　　
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）なる
条件を満足することである。

（実施例）第１図５第２図は各々本発明の数値実施例１．２の広角
端におけるレンズ断面図である。

図中■は負の屈折力の第１群、Ｈは正の屈折力の第２群
、ｓｐは絞りである。

Ｇはフェースプレート、フィルター等のガラスブロック
、Ｆは結像面である。

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
移動軌跡を示しており、同図では両レンズ群の間隔を減
少させながら第１群■は像面側へ、第２群Ｉ＋は物体側
へ各々移動している。

本実施例では絞りＳＰは変倍に際して固定にしているが
、第２群と一体的に又は独立に移動させても良い。これ
によれば収差補正の自由度を増加させることができる。

次に第１群のレンズ構成の特徴について説明する。

本実施例では負の屈折力の第１群のうち第１ルンズを物
体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズとし、軸外
収差、特に広角側における負の歪曲収差の発生量を少な
くしている。そしてこのとき第１ルンズで発生した負の
歪曲収差を両レンズ面を凸面にした正の第１２レンズで
補正している。又第１２レンズの正の屈折力により第１
３レンズへの軸外光束の入射角を緩くしている。そして
第１３レンズにおいては像面側に凹面を向けたレンズ面
により歪曲収差と非点収差の双方をバランス良く補正し
ている。第１４レンズでは物体側に凸面を向けたレンズ
面で、主に負の第１ルンズと負の第１３レンズで発生し
た正の球面収差を補正している。負の第１５レンズでは
物体側に凹面を向けたレンズ面で主に望遠側において負
の方向に増大する球面収差を正の方向に補正している。

本実施例では第１群を前述したレンズ形状より成る５つ
のレンズより構成すると共に条件式（１）〜（３）を満
足させるように各要素を設定することにより、全変倍範
囲にわたり諸収差をバランス良く補正した高い光学性能
を得ている。

次に前述の条件式（１１〜（３）の技術的意味について
説明する。

条件式（１）は広角端における全系の屈折力に対する第
１群の屈折力に比に関し、主にバックフォーカスを一定
量確保すると共に諸収差の発生量を少なくする為の広角
ズームレンズとしての基本的な屈折力配分に関するもの
である。下限値を超えて、第１群の屈折力が強くなりす
ぎると諸収差をバランス良く補正するのが困難になる。

又上限値を超えて第１群の屈折力が弱くなりすぎるとバ
ックフォーカスを十分確保するのが難しくなり、また広
角端におけるレンズ全長と前玉レンズ径が増大してくる
ので良くない。

条件式（２）は第１群内での５つのレンズの屈折力の配
分を適切に設定し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を
得る為のものである。下限値を越えると歪曲収差や倍率
色収差が増大し、これをバランス良く補正するのが困難
になる。又、上限値を越えると望遠端での球面収差を良
好に補正するのが難しくなってくる。

条件式（３）は第１群中の３つの負レンズの材質の屈折
率の平均値を適切に設定し、主にペッツバール和を適切
な値に維持しつつ像面弯曲を良好に補正しつつ、画面全
体にわたるコマ収差を補正する為のものである。

条件式（３）を外れると各レンズ面の曲率半径を小さく
しなければならず、この結果コマ収差の補正が難しくな
り又レンズ全長も増大してくるので良くない。

この池水実施例において変倍に伴う収差変動を良好に補
正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには前記
第１群をレンズ中心からレンズ周辺にかけて正の屈折力
が強くなる形状の少なくとも１つの非球面を有するよう
に構成するのが良い。

又第２群を像面側に凸面を向けた正の第２１レンズ、物
体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第２２レンズ、
像面側に凸面を向けたメニスヵス状の負の第２３レンズ
、両しンズ面力１凸面の第２４レンズ、像面側に凹面を
向けた負の第２５レンズ、像面側に凸面を向けた正の第
２６レンズの６つのレンズを有するように構成するのが
良い、更に第２群をレンズ中心からレンズ周辺にかけて
正の屈折力が強くなる形状の少なくとも１つの非球面を
有するように構成するのが良い。

又本実施例において第２群の焦点距離なＦ２としたとき３．０＜Ｆ２／ＦＷ＜４．６・・・　（４）なる条件を
満足するのが良い。

条件式（４）は条件式（１）と共にレンズ全系を適切な
る逆望遠型とし、所定のバックフォーカスを確保しつつ
、諸収差を良好に補正する為のものである。

条件式（４）の上限値を越えて第２群の正の屈折力が弱
くなるとバックフォーカスは長くなるが変倍に伴う移動
量が増大し、レンズ全長が長くなってくる。又下限値を
越えて第２群の正の屈折力が強くなりすぎると所定のバ
ックフォーカスを確保するのが難しくなり、更に変倍に
伴う収差変動が増大し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１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ν１は各々物体側より順に第１番目のレンズのガラス
の屈折率とアツベ数である。

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−１に示す。

数値実施例　ＩＦ＝１〜２．５２　　　　ＦＮＯ＝Ｉ：１．６〜２２　
２ω＝４３６〜９０＋Ｒ１＝　　１２．４９２　　ＤＩ
＝　　０．４６５　　　Ｎ１＝１．８０４００　　　シ
１＝４６．６Ｒ２＝　　３．６２６　０２＝　　１．５
９９Ｒ３＝　　３４．０９３　０３＝　　０．５３５　
　　Ｎ２＝１．８０５＋８　　　シ２＝２５．４Ｒ４＝
−１８．４５１　０４＝　　０．０３４Ｒ５＝　　２０
．４４５　０５＝　　０．３０２　　　Ｎ５＝１．６９
６８０　　　ν３＝５５．５Ｒ６＝　　　２．５５９　
　０６＝　　１．２８８Ｒ７＝　　　３．７０８　　０
７＝　　０．９７７　　　　　Ｎ４＝１．８０５＋８　
　　　ν　４＝２５．４Ｒ８＝　　９．３９３　　Ｄ８
＝　　０．５５３Ｒ９＝　　−３，７８３０９＝　　０
．１８６　　　Ｎ５＝１．６０３１１　　　ν５＝　６
０．７ＲＩ０・　７３．４２２　　ＤＩＯ＝　　可変Ｒ
１１・（絞りｌ　　　Ｄ１１＝　　可変ＲＩ２＝　　８
１．００６　　０１２＝　　０．５３５　　　　　Ｎ６
＝１．６０３１１　　　　ν　６＝　６０．７Ｒ１３＝
　　−６，４３７ＤＩ３＝　　０．０３４Ｒ１４＝　　
　４．６９１　　　ＤＩ４＝　　０．３９５　　　　Ｎ
７＝１．６９６８０　　　　ν　７＝５５．５Ｒ１５＝
　　２０．４５２　　ＤＩ５＝　　０．３８９Ｒ１６＝
　　−４，３６８０１６＝　　０．１８６　　　Ｎ８＝
１．８０５１８　　　シｇ＝２５．４ＲＩ７＝−１４，
９８９ＤＩ７＝　　０．３２５Ｒ１８＝　　４．１２７
　　ＤＩ８＝　　０．９５４　　　Ｎ９＝１．７７２５
０　　　νｌＯ＝　４９．６Ｒ１９＝　　−７，９０６
ＤＩ９＝　　０．０９３Ｒ２０＝−９５，８４００２０
＝０．１８６　　　Ｎｌ０＝１．８０５１８　　　ｖｌ
Ｏ＝２５．４Ｒ２１＝　　５．１６４　　Ｄ２１＝　　
０．２１！０Ｒ２２＝　　３５．５２５　　Ｄ２２＝　
　０．５８１　　　Ｎ１１＝１．４８７４９　　　νｌ
ｌ＝　７０．２Ｒ２３＝　　−３，５６３Ｄ２３＝　　
可変Ｒ２４＝　　　（Ｘ）　　　Ｄ２４＝　　１．３９
６　　　Ｎｌ２＝１．５１６３３　　　シ１２＝６４．
１Ｒ２５＝　　　　（Ｘ＋非球面係数Ｒ１＝　１２．４９　　　　　　　　　　Ｒ２２＝　３
５．５２５Ａ＝ＯＡ　　＝ＯＢ　　＝　　２．３００８４０−”　　　　　　　Ｂ　
　＝−１，９４２７５０−”Ｃ＝−１，２２０２４０−
’　　　　　　　Ｃ＝−１，５８２１０Ｄ−’Ｄ　　＝
　　９．９３８６４０−’　　　　　　　Ｄ　　＝　　
１．４０７０００−’Ｅ　・−２，９２８５００−’　
　　　　　　Ｅ　　＝　　０数値実施例　２Ｆ＝１〜２．５２　　　　ＦＮＯ＝１・１−６〜２．２
　２ω：４３°〜９０″Ｒ１＝　　１４．０５６５　　
ＤＩ＝　　０．４７４１　　　Ｎ１＝１．８０４００　
　　シ１＝４６．６Ｒ２＝　　４．０３３８　　Ｄ２＝
　　２．３１８９Ｒ３＝　　２１．７４９０　０３・　
０．６４００　　　Ｎ　２＝１．８０５＋８　　　ν２
＝２５．４Ｒ４＝　−１９，３２３６０４＝　　０．０
３５６Ｒ５＝　　１５．６５７９　０５＝　　０．３０
８１　　　Ｎ５＝１．６９６８０　　　シ３＝５５．５
Ｒ６＝　　２．５４１８　０６＝　　１．６２０６Ｒ７
＝　　３．７４６７　０７＝　　０．９９５６　　　Ｎ
４＝１．８０５＋８　　　ν４＝　２５．４Ｒ８＝　　
５．３６７８　０８＝　　０．５６３２Ｒ９＝　　−４
，８４２４Ｄ９＝　　０．１１１９６　　　Ｎ５＝１．
６０３１１　　　ν５＝　６０．７ＲＩＯ・−１７，７
５８５０ＩＯ＝　　可変Ｒ１１＝　（絞りｌ　　　ＤＩ
＋＝　　可変Ｒ１２＝−１３９，３００８ＤＩ２＝　　
０．５４５２　　　Ｎ６＝１．６０３１１　　　シロ＝
６０．７Ｒ１３＝　　−５，３４９２ＤＩ３＝　　０．
０３５６Ｒ１４＝　　５．０２３３　０１４＝　　０．
４０３０　　　Ｎ７＝１．６９６８０　　　シフ＝５５
．ＳＲ＋５＝　　１７．５２２０　０１５＝　　０．４
４２８Ｒ１６＝　　−４，５８００ＤＩ６＝　　０．１
８９６　　　Ｎ８＝１．８０５１８　　　シｇ＝２５．
４Ｒ１７＝　−１０，６８６０ＤＩ７＝　　０．３３１
９ＲＩ８＝　　４．０９３８　　ＤＩ８＝　　０．９７
１９　　　Ｎ９＝１．７７２５０　　　νＩＯ＝　４９
．６ＲＩ９＝　−１６，０４４６Ｄ１９＝　　０．０９
４８Ｒ２０＝−５１，２０６１０２０＝　　０．１１１
９６　　　Ｎｌ０＝１．８０５＋８　　　νＩＯ＝　２
５．４Ｒ２１＝　　５．３＋６３　　Ｄ２１＝　　０．
３２６６Ｒ２２＝−１７９，５０４４Ｄ２２＝　　０．
５９２６　　　ＮＩＩ＝１．４８７４９　　　νＩ＋＝
　７０．２Ｒ２３＝　　−２，８９４１０２３＝　　０
．７１１１Ｒ２４＝ｏｏ　　　Ｄ２４：１．４２２２　
　　Ｎ１２＝１．５１６３３　　　シ１２：６４．ｌＲ
２５＝　　　００非球面係数Ｒ１冨１４，０６　　　　　　　　　　Ｒ２２−１７９
，５０Ａ＝ＯＡ　　＝　　ＯＢ　　＝　　１．８４０５８０−’　　　　　　　Ｂ　
　−−２，４４６３９Ｄ−’Ｃ＝−１，３９５４２０−
”　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ＝　　　−６，６
６５４７０−テＤ　　＝　　２８０１９６０−”　　　
　　　　Ｄ　　＝　　３．６２２３７Ｄ−”Ｅ　　＝−
２，２５８４６０−１４Ｅ　　−０表−１（発明の効果）本発明によれば所定の屈折力の２つのレンズ群のレンズ
構成を前述の如（特定して変倍を行うことにより所定の
バックフォーカスを確保しつつレンズ全長の短い、撮影
画角９０°〜４３”、Ｆナンバー１６〜２．２、変倍比
２５程度の高い光学性能を有したレンズ全長の短い小型
の広角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図は本発明の数値実施例１．２の諸
収差図である。収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端の収差
図である。図中１．１１は各々第１、第２レンズ群、矢印は変倍の
際の各群の移動方向を示す。第　　　　１　　　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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群の２つのレンズ群を有し、双方のレンズ群の空
気間隔を変えて変倍を行う広角ズームレンズにおいて、
該第１群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第
１１レンズ、両レンズ面が凸面の第１２レンズ、像面側
に凹面を向けた負の第１３レンズ、物体側に凸面を向け
た正の第１４レンズ、物体側に凹面を向けた負の第１５
レンズの５つのレンズを有し、該第１群と広角端におけ
る全系の焦点距離を各々Ｆ１、ＦＷ、該第１１レンズと
第１２レンズ、そして第１３レンズの合成の焦点距離を
Ｆ＿１＿Ｆ、該第１４レンズと第１５レンズの合成の焦
点距離をＦ＿１＿Ｒ、該第１１レンズと第１３レンズそ
して第１５レンズの材質の屈折率の平均値を＠Ｎ＿１＿
ｎ＠とするとき２．１≦｜Ｆ１／ＦＷ｜≦２．６０．０１≦｜Ｆ＿１＿Ｆ／Ｆ＿１＿Ｒ｜≦０．１１．７
≦＠Ｎ＿１＿ｎ＠なる条件を満足することを特徴とする広角ズームレンズ
。
（２）前記第１群はレンズ中心からレンズ周辺にかけて
正の屈折力が強くなる形状の少なくとも１つの非球面を
有していることを特徴とする請求項１記載の広角ズーム
レンズ。
（３）前記第１群と第２群との間には変倍中固定の絞り
が配置されていることを特徴とする請求項１記載の広角
ズームレンズ。
（４）前記第２群は像面側に凸面を向けた正の第２１レ
ンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第２２
レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第２
３レンズ、両レンズ面が凸面の第２４レンズ、像面側に
凹面を向けた負の第２５レンズ、像面側に凸面を向けた
正の第２６レンズの６つのレンズを有していることを特
徴とする請求項１記載の広角ズームレンズ。
（５）前記第２群はレンズ中心からレンズ周辺にかけて
正の屈折力が強くなる形状の少なくとも１つの非球面を
有していることを特徴とする請求項４記載の広角ズーム
レンズ。