JPH0470706A - 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） 本発明はズームレンズに関し、特に広角端（短焦点）の
撮影画角が約６３度と広画角て変倍比（ズーム比）３程
度と高変倍比の全変倍範囲にわたり高い光学性能を有し
た簡易なレンズ構成の小型の３５ｍｍ−眼レフレックス
カメラやビデオカメラ等に好適なズームレンズに関する
ものである。

（従来の技術） 一般に短焦点側の撮影画角が６３度程度で、ズーム比が
２倍程度のズームレンズでは負の第１群と正の第２群か
ら構成されるズームレンズ若しくは第２群の像面側に弱
い負の屈折力を有した固定のレンズ群を配置したズーム
レンズがほとんとてあり、コンパクト化の為に各群の移
動量を抑えたままズーム比か２倍を越え３倍程度になる
と各群の屈折力が強くなり収差補正が困難となりレンズ
枚数が増えてくるという欠点かある。

逆に各群の屈折力を弱くすると移動量が増えレンズ系が
大型化するという欠点がある。従ってこの様なレンズタ
イプ（以後２群タイプと呼ぶ）ではせいぜいズーム比２
倍程が限度である。

この問題を解決する為に従来より負の屈折力の第１群、
正の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群より構成した
ズームレンズか種々提案されている。このレンズタイプ
は（以後３群タイプ）は各群をバラバラに移動させ２群
タイプにくらべて高変倍を達成している。

３群タイプは更に第２群と第３群の相対的な移動によっ
て、更に次の２タイプに分類できる。短焦点側から長焦
点側へのズーミングに際して（イ）第２群、第３群か物
体側へ移動しつつ間隔を減少させるタイプ （ロ）第２群、第３群か物体側へ移動しつつ間隔を増加
させるタイプ 以下この２タイプの特徴を述へる。

第２群と第３群の合成系を考えると（イ）のタイプはズ
ーミングに伴い合成系の正の屈折力は弱まってくるか合
成系の前側主点か物体側へ増加し結果的に高変倍を得る
タイプである。このタイプの主変倍は第３群にあり従っ
て第３群の負の屈折力が強く、レンズ構成が複雑になる
と伴にペッツバール和も負の方向へなりやすい。又長焦
点側でテレフォトタイプとなりにくい為、長焦点側の光
学全長か長くなる等の欠点がある。

（ロ）のタイプはズーミングに伴い合成系の前側主点は
物体側へ増加しにくいか、合成系の正の屈折力が強まり
、結果的に高変倍を得るタイプである。このタイプの主
変倍は第２群にあり、従って第３群の負の屈折力が比較
的弱く（イ）のタイプにくらべて有利となる。又長焦点
側でテレフォトタイプとなり（ロ）のタイプにくらべて
長焦点側の光学全長を小さくすることができる利点があ
る。

（ロ）のタイプに特開昭５７−５０２３号公報かあるか
レンズ構成枚数が多くＦナンバーを暗くしてもレンズ枚
数を減らすには限度があった。又比較的簡易なレンズ構
成なものに米国特許第４．８］８，０８２号公報がある
か充分な性能とは言えなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は所定の屈折力を有する３つのレンズ群よりズー
ムレンズを構成し、各レンズ群のレンズ構成及び変倍に
伴う移動条件を適切に設定することにより、レンズ構成
の簡素化及びレンズ系全体の小型化を図りつつ、撮影画
角か６３度、変倍比３程度と広画角、高変倍の全変倍範
囲にわたり高い光学性能を有した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、絞りそして負の屈折力の
第３群の３つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への
変倍を該第１群と第２群の空気間隔が減少し、該第２群
と第３群の空気間隔が増加するように少なくとも該第２
群を物体側へ、該第３群を絞りと一体的に物体側へ移動
させて行い、該第１群は像面側に強い屈折力の凹面を向
けた負の第１１レンズと物体側に強い屈折力の凸面を向
けた正の第１２レンズの２群２枚のレンズより成り、該
第２群は少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の
負レンズを有し、該第３群は物体側に強い屈折力の凸面
を向けた正の第３１レンズと像面側へ凹面を向けた負の
第３２レンズそして正の第３３レンズの３群３枚のレン
ズより成ると共に、該第３２レンズと第３３レンズとの
間に空気レンズを形成し、広角端における全系の焦点距
離なｆｗ、広角端における第３群の撮影倍率をβ３Ｗ、
該第１群の焦点距離なｆ１、広角端における該第２群と
第３群の主点間隔なｅ２ｗとするとき １．２　　＜１ｆｌｌ／ｆｗ　　＜２　　・・・・・・
（１）１　　　〈　　β３ｗ　　　　＜１．５　　・・
（２）０．５５＜　　ｅ２ｗ／ｆｗ　　＜３　　−（３
）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３図は各々本発明の数値実施例１〜３のレン
ズ断面図である。

図中Ｉは負の屈折力の第１群、■は正の屈折力の第２群
、■は負の屈折力の第３群、ＳＰは絞りである。

本実施例では同図の矢印で示すように広角端から望遠端
への変倍に際して第１群と第２群の間隔か減少し、第２
群と第３群の間隔か増大するように第１群を像面側に凸
状の軌跡を有するように、又第２群と第３群を共に物体
側へ独立して移動させている。尚このとき第３群は絞り
ＳＰと一体的に移動させている。そして３つのレンズ群
の屈折力及びレンズ構成を前述の如く構成し、又条件式
（１）〜（３）を満足させるレンズ構成とすることによ
り、レンズ構成の簡素化及びレンズ系全体の小型化を図
りつつ全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した撮影画
角６３度、変倍比３程度のズームレンズを達成している
。

特に第３群中の第３２レンズと第３３レンズとの間に負
の屈折力の空気レンズを形成することにより、主に球面
収差、非点収差そしてコマ収差を良好に補正している。

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）は第１群の焦点距離に関し、主にレンズ系
全体をコンパクト化し、かつ第１群を簡易なレンズ構成
に抑えつつ諸収差を良好に補正するだめの条件である。

条件式（１）の上限値を越えて第１群の焦点距離が長く
なりすぎるとレンズ構成枚数及び語数差補正の点で特に
短焦点側（広角端側）の非点収差と歪曲収差の補正に有
利となるか、短焦点側の光学全長が長くなってくるので
良くない。下限値を越え第１群の焦点距離か短くなりす
きると逆に短焦点側の光学全長は短くなるが、第１群を
簡易なレンズ構成のまま諸収差を良好に補正することが
困難となってくる。

条件式（２）は短焦点側における第３群の撮影倍率に関
し、条件式（１）のもとてレンズ系全体のコンパクト化
とレンズ構成の簡易化そして高性能化を得るための条件
である。

条件式（２）の上限値を越えて撮影倍率が高くなりすぎ
ると第３群と第２群の屈折力が強くなり収差補正困難と
なり、レンズ構成が複雑になるとともに、所定のバック
フォーカスを確保するために短焦点側と長焦点側の双方
に右いて第１群と第２群の主点間隔を増大させる必要が
あり、この結果レンズ系全体が大型化するので良くない
。

逆に下限値を越えて撮影倍率が低くなりすぎると、収差
補正には有利となるか第２群の変倍分担が大きくなりす
ぎ、その結果第２群の変倍に伴う移動量か大きくなり、
第１群と機械的に干渉させないようレンズ群間隔を予め
広くしておく必要があり、レンズ系全体のコンパクト化
を達成するのが困難となってくるので良くない。

条件式（３）は短焦点側の第２群と第３群の主点間隔に
関し、条件式（１）、（２）のもとてさらにレンズ系全
体のコンパクト化とレンズ構成の簡易化と光学性能の高
性能を得るための条件である。

条件式（３）の上限値を越えて主点間隔か広くなりすぎ
ると第２群の屈折力は弱くなり収差補正しやすく、かつ
構成的にも有利となるが変倍に伴う第２群と第３群の移
動量が多くなると同時に、短焦点側と長焦点側の双方の
ズーム位置において第１群と第２群の主点間隔が広くな
りすぎレンズ系全体が大型化するので良くない。逆に下
限値を越えて主点間隔が短くなるとレンズ系全体はコン
バクトになるか第２群の屈折力か強くなりすき収差補正
が困難となるので良くない。

本発明の目的とするズームレンズは以上の諸条件を満足
することにより達成されるが、全変倍範囲にわたり語数
差、特に歪曲収差と非点収差をバランス良く補正するに
は第１群中の第１１レンズの像面側のレンズ面に光軸か
ら遠ざかるに従い負の屈折力か弱くなる形状の非球面を
施すのが良い。

又、変倍に伴う球面収差とコマ収差の変動を良好に補正
するには第２群を２枚の正レンズと負レンズより構成す
るのが良い。更に変倍に伴う色収差の補正を良好に行う
には第２群中の２枚の正レンズの一方と負レンズとを接
合した貼り合わせレンズより構成するのか良い。

尚、本実施例において像面側（物体側）に強い屈折力と
は物体側（像面側）のレンズ面の屈折力に比べてという
意味である。

本発明のズームレンズにおいてフォーカスは第１群を物
体側へ繰り出すことにより行なっている。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲ
ｉ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ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉ
とυｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのカラス
の屈折率とアラへ数である。

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を近軸曲率半経、Ａ、Ｂ、Ｃ，
Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき ＋　　ＤＩ４８十　　ＥＨ’。

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　１ ｆ−３８，３０ Ｒｌ−２８５，５２ Ｒ２−２１，９６ Ｒ３−３９，８０ Ｒ４濾２６３４．８８ Ｒ５−２９゜９６ Ｒ８−２４５，３４ Ｒ７−５４，９０ Ｒ８−−５１，３］ Ｒ９−１７６，９２ ＲＩＯ−（絞り） Ｒ１１−２１，１３ Ｒ１２−８５，０９ Ｒｉ３霞−６９７３ Ｒ］４−　１９．８６ Ｒ１５−３８３，３１ Ｒ１５−−２４，８０ 〜１０１．＋８ Ｄ　１霧　２，００ Ｄ　　２−　５．８１ Ｄ　３滅　４．８０ Ｄ４−可変 Ｄ　５−３．００ Ｄ６寥０，１５ Ｄ７霞３．７０ Ｄ　　８−　１．４０ Ｄ９・可変 ＤＩＯ〜０．２０ Ｄｌｌ−３，７３ ０１２−３，９４ ＤＩ：ｌ−１，００ ＤＩ４〜１．４４ ０＋５−可変 Ｆ／：１．８〜６．６ Ｎ　　Ｉ−１，８３４００ν　１零３７．２Ｎ　２婁１
．８０５＋８　　ν　２−２５．４Ｎ　３〜１．４８７
４９　　ν　３−７０．２Ｎ　　４−１．６４０００　
　ν　４〜６０゜ＩＮ　　５１１１．８４６６６　　ｖ
　　Ｓ額２３．９Ｎ　６〜１．４８７４９　　ν　６−
７０．２Ｎ　７・］　、８０４００　　ν　７−４６．
６Ｎ　　８−１．５０１３７　　ν　８−５６．４Ｅ２
面　４１球面係数 Ａ＝ＯＢ・−８，６１Ｘ　ＩＯ−’ Ｄ・−２，７９ｘ１０ （ニー−７，８１ｘ　１Ｏ−９ Ｅ−−４，２６ｘ　　１０ 数値実施例 ｆ−３６，：１０ Ｒ］−２３２，１０ Ｒ２−２７，９９ Ｒ３−４８，８０ Ｒ４−７３７，２７ Ｒ５−５６，５０ Ｒ６−−４８，２６ Ｒ７−２４６，２２ Ｒ８−６７７，１２ Ｒ９−−５４，４Ｏ ＲＩＯ−（絞り） Ｒ１１−１６，２２ Ｒ１２−４７，３６ Ｒ１３〜　−６５，５１ Ｒ］４〜　１７．０２ Ｒ］５−　　４９．６８ Ｒｉ６−　−３９．２５ 〜Ｉ０１２ Ｄ　　Ｉ−２，００ Ｄ　２・　６．６２ Ｄ　　３−　４．５０ Ｄ４・可変 Ｄ　５−３．９１ Ｄ　６−１．４０ ＤＩ・０．１５ Ｄ８寥３００ Ｄ９−可変 ０１０−０．２０ Ｄｌｌ−４，０２ ＤＩ２−８．２４ ＤＩ３−１．００ ＤＩ４−０．７５ Ｄ１５＝可変 Ｆ／４〜６６ Ｎ　　ｌ−１，８３４００ν　Ｉ・３７．２Ｎ　　２１
．８０５＋８　　ｖ　　２−２５．４Ｎ　　３−１．８
４０００　　ｖ　　３＝−６０，１Ｎ　　４−１．８４
６６６　　ν　４−２３．９Ｎ　５〜１．５３２５６　
　ν　５−４５．９Ｎ　　６−１．４８７４９　　ｖ　
　６−７０．２Ｎ　　７−１．８０４００　　ν　７−
４５．６Ｎ　　８−１．５０１３７　　υ　８−５６．
４Ｒ１１− Ｒｌ２− ＲＩ４寧 Ｒ１５〜 ４８．７２ ５２．５０ ２７．８５ ＤＩｌ〜 Ｉ３− １．００ ０．５０ ２．８０ ７−１．８０４００ ８−１．５０１３７ ８鍬５６ Ｒ２面　非球面係数 Ａ〜　ＯＢ−−３，７４ｘｌＯ−６ Ｄ・−２，２３ｘｌＯ Ｃ−３，９４Ｘ　　１０−’ Ｅ−１，２０Ｘ　　１０ 数値実施例　３ ｆ〜３６．３０　〜１０１２ Ｒ］−−２２２，５８Ｄ　　Ｉ−２，００Ｒ２−２８，
８１０２−６，５８ ８３−５１，５８Ｄ　　３−　４．５０８４−９８５．
２２　　　Ｄ　４〜可変Ｒ５−４８，０８Ｄ　　５−　
５．４７Ｒ６−−４９，６９０６−１，４０ Ｒ７−２４２，８８Ｄ　　７−　３．００Ｒ８−−５０
，３９Ｄ　８・可変 Ｒ９−（絞り）　　　Ｄ　９−０．２０ＲＩＯ１−１５
，２９ＤＩＯ−４，２２Ｆ／４〜６６ Ｎ　　ｌ−１，８３４００ １）　　１−３７．２ ２−１．８０５＋８　　ｖ　　２−２５．４Ｎ　　３−
１．６４０００　　ｖ　　３＋−εＯＩＮ　　４−１．
８４６６６　　ｖ　　４−２３．９Ｎ　　５−１．５３
２５６　　ν　５〜４５，９６・１．４８７４９　　ｖ
　　６−７０．２Ｒ２面：非球面係数 Ａ−ＯＢ−−１，８０ｘ　１０−’ Ｄ−１，６２ｘｌＯ−’ 表−１ Ｃ−−６，６６ｘ　１Ｏ−９ Ｅ−−３，２６ｘ　ｌθ−１４ （発明の効果） 本発明によれば前述の如く３つのレンズ群の屈折力やレ
ンズ構成を特定することにより、レンズ構成の簡素化及
びレンズ全系の小型化を図りつつ撮影画角６３度、変倍
比３程度と広画角、高変倍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３図は各々本発明の数値実施例１〜３のレン
ズ断面図、第４図〜第６図は各々本発明の数値実施例１
〜３の語数差図である。レンズ断面図においてｒ、ｎ、
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）は各々広角端、望遠端での収差、ｄはｄ線、ｇは
ｇ線、Ｓ、Ｃは正弦条件、ΔＳはサジタル像面、６Ｍは
メリディオナル像面である。 国

Claims (3)

【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、絞りそして負の屈折力の第３群の３つのレン
   ズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を該第１群と第
   ２群の空気間隔が減少し、該第２群と第３群の空気間隔
   が増加するように少なくとも該第２群を物体側へ、該第
   ３群を絞りと一体的に物体側へ移動させて行い、該第１
   群は像面側に強い屈折力の凹面を向けた負の第１１レン
   ズと物体側に強い屈折力の凸面を向けた正の第１２レン
   ズの２群２枚のレンズより成り、該第２群は少なくとも
   １枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有し、該
   第３群は物体側に強い屈折力の凸面を向けた正の第３１
   レンズと像面側へ凹面を向けた負の第３２レンズそして
   正の第３３レンズの３群３枚のレンズより成ると共に、
   該第３２レンズと第３３レンズとの間に空気レンズを形
   成し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端に
   おける第３群の撮影倍率をβ３ｗ、該第１群の焦点距離
   をｆ１、広角端における該第２群と第３群の主点間隔を
   ｅ２ｗとするとき １．２＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２ １＜β３ｗ＜１．５ ０．５５＜ｅ２ｗ／ｆｗ＜３ なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. （２）前記第１１レンズの像面側のレンズ面に光軸から
   遠ざかるにつれて負の屈折力が弱くなる形状の非球面を
   設けたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
3. （３）前記第２群は２枚の正レンズと負レンズより成り
   、該２枚の正レンズの一方と該負レンズは接合されてい
   ることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。