JPH05134180A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH05134180A
JPH05134180A JP4096802A JP9680292A JPH05134180A JP H05134180 A JPH05134180 A JP H05134180A JP 4096802 A JP4096802 A JP 4096802A JP 9680292 A JP9680292 A JP 9680292A JP H05134180 A JPH05134180 A JP H05134180A
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孝之 伊藤
Yukio Hasushita
幸生 蓮下
Shuji Yoneyama
修二 米山
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 変倍率約2倍あるいは3倍のコンパクトカメラ
用ズームレンズであって、長焦点側のレンズ全長が長焦
点側の焦点距離よりも小さいコンパクトな構成であり、
かつ、温度、湿度等の環境の変化に対して光学的にピン
トの移動が小さいズームレンズを提供することを目的と
する。 【構成】 正レンズ群と負レンズ群とを含む少なくとも
2つのレンズ群から構成され、正レンズ群、あるいは負
レンズ群のいずれかにに正のプラスチックレンズを設
け、正レンズ群と負レンズ群との間隔を変化させて倍率
を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、温度や湿度の変化に
対して影響を受け易いズームレンズ、特に、バックフォ
ーカスが一眼レフカメラ用のズームレンズより短いコン
パクトカメラ用の望遠タイプの2群、あるいは3群ズーム
レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のコンパクトカメラ用ズー
ムレンズとしては、変倍比2倍あるいは3倍程度の望遠タ
イプ2群あるいは3群ズームレンズが多く知られている。
従来のズームレンズは、長焦点側におけるレンズ全長
(第1面から像面までの距離)が長焦点側の焦点距離より
大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、全長が
焦点距離よりも大きいとカメラに組込んだ際に全体をコ
ンパクトに構成することができない。このため、さらに
小型のズームレンズが望まれている。
【０００４】小型化のためには、各レンズ群のパワーを
大きく設定しなければらないが、各レンズ群のパワーが
大きくなると、温度、湿度の変化による鏡筒の微小な変
形によっても大きなピントズレが発生する。一般にコン
パクトカメラでは、撮影レンズとは別個に測距光学系が
設けられており、被写体距離に対する撮影レンズのピン
ト調整位置が予め固定されているため、上記のようなピ
ントズレが生じると補正することができず、ピントの合
わない写真しか得られなくなる。
【０００５】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、長焦点側のレンズ全長が長
焦点側の焦点距離よりも小さいコンパクトな構成であ
り、かつ、温度、湿度等の環境の変化に対して光学的に
ピントの移動が小さいズームレンズを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるズーム
レンズは、正レンズ群と負レンズ群とを含む少なくとも
2つのレンズ群から構成され、これら正レンズ群と負レ
ンズ群とのいずれかのレンズ群中に正のプラスチックレ
ンズを設け、正レンズ群と負レンズ群との間隔を変化さ
せて倍率を変更し、かつ、以下の条件式を満たすことを
特徴とする。
【０００７】(1) 0.9 < ft/fp < 1.6 (2) 0.6 < mp' - mp < 1.2 (3) 2.9 < mMAX < 4.0 ただし、 ft : 長焦点側の全系の焦点距離、 fp : 正のプラスチックレンズの焦点距離、 mp : 正のプラスチックレンズを含み、それより像側の
レンズ群による長焦点側における横倍率、 mp': 正のプラスチックレンズを含まずに、それより像
側のレンズ群による長焦点側における横倍率、 mMAX: 最大の倍率を有するレンズ群の長焦点側における
横倍率である。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【０００９】温度、湿度が上昇すると、鏡筒の膨張によ
り各レンズ間、各レンズ群間の距離が増加するため、望
遠タイプの2群あるいは3群ズームレンズの場合にはピン
トがマイナスの方向に変化する。特に、レンズ前兆を短
くした場合には、各レンズ群のパワーが大きくなり、ピ
ントの変化量も大きくなる。
【００１０】逆に、正レンズをプラスチックで成形した
場合、温度、湿度が上昇するとピントはプラスの方向に
変化する。
【００１１】したがって、いずれかのレンズ群にプラス
チックの正レンズを含めることにより、鏡筒の伸縮によ
るピントズレを相殺させることができる。
【００１２】なお、レンズ全長を短くするために各レン
ズ群のパワーを増加させた場合、正レンズ群中の正レン
ズはパワーが大きくなり易く、これをプラスチックレン
ズとするとピントの補正が過剰となる。したがって、正
レンズ群中にプラスチックレンズを含める場合には、既
存の正レンズの他に温度補償のみの機能を有する正のプ
ラスチックレンズを設けなければならない。
【００１３】そこで、実施例では、正、負の2群、ある
いは正、正、負の3群でズームレンズを構成し、負レン
ズ群中に正のプラスチックレンズを設けている。負レン
ズ群中に含まれる正レンズは正レンズ群中の正レンズと
比較して比較的パワーを小さくすることが容易であり、
色収差や他の収差を補正しつつ温度補償をするために
は、負レンズ群中にパワーの小さい正のプラスチックレ
ンズを用いるのが好ましい。
【００１４】なお、プラスチックレンズを負レンズ群中
の最も物体側に配置すると、レンズ径を小さくできると
ともに、収差補正上も望ましい。
【００１５】また、負レンズ群の後方にパワーの小さい
正レンズ、あるいは負レンズを配置し、これを固定、あ
るいは移動させるように構成してもよい。
【００１６】条件式(1)は、全系の焦点距離とプラスチ
ックレンズの焦点距離との比率を規定する。上限を越え
る場合にはプラスチックレンズのパワーが過大となり、
プラスチックレンズの焦点距離変動によるピント移動Δ
p1が大きくなる。下限を下回る場合には、プラスチック
レンズのパワーが過小となって負レンズ群内の収差補正
が困難となると共に、プラスチックレンズの焦点距離変
動によるピント移動Δp1が小さくなって鏡筒の伸縮に基
づく群間距離変動によるピント移動Δp2を相殺すること
ができなくなる。
【００１７】従来、正レンズ群、あるいは負レンズ群中
の正レンズにプラスチックレンズを使用している例もあ
るが、条件式(1)の下限を下回る非常に小さいパワーの
正レンズをプラスチックとしており、レンズ全長を短く
するために各レンズ群のパワーを大きくしたときには、
鏡筒の伸縮に基づく焦点変動を相殺することはできなか
った。
【００１８】また、従来、プラスチックレンズを正負の
ペアで用い、プラスチックレンズ自体の焦点変動を相殺
させる例は知られているが、本発明は負のプラスチック
レンズを用いることなく、正のプラスチックレンズと鏡
筒の伸縮に基づく焦点変動とを相殺しようとするもので
ある。
【００１９】条件式(2)は、条件式(1)と関連してプラス
チックレンズの環境変化によるピント移動量を直接規定
する。この条件式の上限を越えるとピント移動が過大と
なり、逆に下限を下回るとピント移動Δp1が小さくなっ
て鏡筒の伸縮によるピント移動Δp2を相殺することがで
きなくなる。
【００２０】条件式(3)は、最も倍率の大きいレンズ群
の横倍率を規定し、全体の小型化のための条件である。
条件(3)の上限を越えると、第1、第2レンズ群のパワー
が共に過大となり、変倍による諸収差の変動が大きくな
る。下限を下回る場合には、各群のパワーが過小となっ
て全長が長くなる。
【００２１】実施例1-3のズームレンズは、正の第1レン
ズ群と負の第2レンズ群とから構成され、第2レンズ群の
最も物体側に正のプラスチックレンズが設けられてい
る。
【００２２】ズームレンズを正、負の2つのレンズ群で
構成する場合、以下の条件(4)を満たすことが好まし
い。
【００２３】(4) 2.9 < m2 < 3.7 ただし、 m2 : 第2レンズ群の長焦点側における横倍率である。
【００２４】条件式(4)は、条件式(3)と同様の内容を規
定し、全体が２群で構成される場合の条件である。
【００２５】実施例4は、正、正、負の3つのレンズ群か
ら構成され、第1、第2レンズ群の間隔、及び第2、第3レ
ンズ群の間隔を変更することにより倍率を変化させる。
【００２６】3つのレンズ群によりズームレンズを構成
する場合には、以下の条件を満たすことが望ましい。
【００２７】(5) 3.0 < m3 < 4.0 ただし、 m3 : 第3レンズ群の長焦点側における横倍率である。
【００２８】条件式(5)は前述の条件式(3)に相当し、全
長を短くするための条件である。
【００２９】次に、温度変化による焦点変動を具体的に
説明する。プラスチックレンズの温度変化による焦点距
離変化をΔfpとすると、これによるピント移動Δp1は、 Δp1 = (mp' - mp)2・Δfp となる。
【００３０】また、群間距離変化によるピント移動Δp2
は、2群ズームの場合には、長焦点側の第2レンズ群の横
倍率をm2、第1、第2レンズ群の群間距離の変化をΔdtと
して、 Δp2 = -m2 2・Δdt で表される。
【００３１】3群ズームの場合には、長焦点側の第2、第
3レンズ群の合成横倍率をm23、同じく第3レンズ群の横
倍率をm3、第1、第2レンズ群の群間距離の変化をΔd
t12、第2、第3レンズ群の群間距離の変化をΔdt23とし
て、 Δp2 = -(m23 2・Δdt12 + m3 2・Δdt23) で表される。
【００３２】プラスチックレンズは、温度が+30℃変化
したときに焦点距離が約+1%変化する。また、鏡筒の伸
縮は、レンズ群間距離(Δdt, Δdt12, Δdt23)に換算し
て温度変化+1℃に対して約+1〜1.5μmである。
【００３３】2群ズームレンズである実施例1-3のプラス
チックレンズは焦点距離fpが約50mm、横倍率m2p = m2 =
3.2、m2p' = 4.1であるので、＋30℃の温度変化による
焦点距離の変化Δfpは0.5mmとなり、ピント位置の移動
量Δp1、Δp2は、 Δp1 ≒ 0.4 Δp2 ≒ -0.3〜-0.5 となる。これにより、互いのピント移動の影響を相殺す
ることができ、全系のピントズレを抑えることができ
る。
【００３４】3群ズームレンズである実施例4では、fp =
73.5mm, m3p = m3 = 3.56, m3p' =4.39, m23 = 2.09で
あり、ピント位置の移動量Δp1、Δp2は、 Δp1 ≒ 0.5 Δp2 ≒ -0.5〜-0.75 となる。
【００３５】
【実施例１】図1は、この発明の実施例1を示す。具体的
な数値構成は表1、表2に示されている。図2、図3、図4
は、この構成による広角端、中間焦点距離、望遠端の諸
収差をそれぞれ示している。表中、rは曲率半径、dは面
間隔、Nは屈折率、νはアッベ数、fは焦点距離、fBはバ
ックフォーカス、FNo.は口径比、ωは半画角である。
【００３６】
【表１】 面番号 r d n ν 1 12.252 2.15 1.54072 47.2 2 19.524 1.54 3 -11.734 1.74 1.84666 23.8 4 -26.546 0.50 5 -53.292 2.59 1.53172 48.9 6 -11.845 0.10 7 41.762 2.80 1.56732 42.8 8 -8.050 1.63 1.83400 37.2 9 -16.685 可変 10 -23.722 2.29 1.58547 29.9 11 -13.547 2.64 12 -9.495 1.33 1.77250 49.6 13 -19.558 1.66 14 -10.925 1.44 1.83481 42.7 15 -23.115
【００３７】
【表２】 f 36.10 50.00 68.00 fB 10.19 21.54 36.22 FNo. 1:4.6 1:6.3 1:8.5 ω 30.3° 23.1° 17.6° d9 7.61 4.91 3.05
【００３８】なお、レンズ中の第10面は非球面である。
非球面は、光軸からの高さがYとなる非球面上の座標点
の非球面頂点の接平面からの距離をX、非球面頂点の曲
率(1/r)をC、円錐係数をK、4次、6次、8次、10次の非球
面係数をA4,A6,A8,A10として、以下の式で表される。
【００３９】 X = (CY2/(1+√(1-(1+K)C2Y2))) + A4Y4 + A6Y6 + A8Y8 + A10Y10
【００４０】これらの係数は、表3に示す通りである。
なお、表1における非球面の曲率半径は、非球面頂点の
曲率半径である。
【００４１】
【表３】 第10面 K = 0.00000000 A4 = 0.76579924×10-4 A6 = 0.18523552×10-5 A8 =-0.10443598×10-7 A10 = 0.00000000
【００４２】
【実施例２】図5は、この発明の実施例2を示す。具体的
な数値構成は表4、表5に示されている。図6、図7、図8
は、この構成による広角端、中間焦点距離、望遠端の諸
収差をそれぞれ示している。
【００４３】この例では、第4面、第10面が非球面であ
り、それらの非球面係数は、表6に示されている。
【００４４】
【表４】 面番号 r d n ν 1 16.532 1.85 1.53172 48.9 2 32.843 1.28 3 -18.916 1.39 1.73077 40.5 4 -74.920 1.79 5 -66.046 2.03 1.48749 70.2 6 -15.222 0.10 7 -317.259 2.78 1.51633 64.1 8 -10.337 1.48 1.84666 23.8 9 -12.937 可変 10 -33.749 2.65 1.58547 29.9 11 -15.581 2.59 12 -11.092 1.33 1.72000 50.3 13 -38.299 3.21 14 -10.954 1.42 1.67790 50.7 15 -23.249
【００４５】
【表５】 f 36.10 50.00 68.00 fB 9.21 20.69 35.56 FNo. 1:4.4 1:6.1 1:8.3 ω 30.3° 23.1° 17.5° d9 7.93 4.97 2.93
【００４６】
【表６】 第4面 第10面 K = 0.00000000 K = 0.00000000 A4 = 0.10627284×10-3 A4= 0.57738292×10-4 A6 = 0.20889839×10-5 A6=-0.12299472×10-5 A8 =-0.78624126×10-7 A8=-0.79635417×10-8 A10 = 0.19229557×10-8 A10 = 0.00000000
【００４７】
【実施例３】図9は、この発明の実施例3を示す。具体的
な数値構成は表7、表8に示されている。図10、図11、図
12は、この構成による広角端、中間焦点距離、望遠端の
諸収差をそれぞれ示している。
【００４８】この例では、第5面、第10面が非球面であ
り、それらの非球面係数は、表9に示されている。
【００４９】
【表７】 面番号 r d n ν 1 14.554 1.91 1.48749 70.2 2 30.328 1.36 3 -14.876 1.39 1.83400 37.2 4 -57.405 1.65 5 -92.253 2.27 1.58913 61.2 6 -16.453 0.10 7 73.857 2.86 1.51454 54.7 8 -7.967 1.49 1.83400 37.2 9 -12.334 可変 10 -33.816 2.68 1.58547 29.9 11 -16.114 1.89 12 -12.069 1.33 1.48749 70.2 13 -37.534 2.95 14 -10.954 1.42 1.83481 42.7 15 -32.374
【００５０】
【表８】f 36.10 50.00 68.00 fB 9.97 21.20 35.75 FNo. 1:4.4 1:6.2 1:8.3 ω 30.3° 23.1° 17.5° d9 8.60 5.67 3.66
【００５１】
【表９】 第5面 第10面 K = 0.00000000 K = 0.00000000 A4 =-0.52927814×10-4 A4= 0.72478854×10-4 A6 = 0.69987984×10-6 A6= 0.18865377×10-6 A8 =-0.68925287×10-7 A8= 0.54614578×10-8 A10 = 0.23745056×10-8 A10 = 0.00000000
【００５２】
【実施例４】図13は、この発明の実施例4を示す。実施
例4の具体的な数値構成は表10、表11に示されている。
図14、図15、図16は、この構成による広角端、中間焦点
距離、望遠端の諸収差をそれぞれ示している。
【００５３】この例では、第12面、第13面が非球面であ
り、それらの非球面係数は、表12に示されている。
【００５４】
【表１０】 面番号 r d n ν 1 -32.662 1.30 1.84666 23.8 2 -50.643 0.20 3 23.873 3.23 1.51112 60.5 4 -66.642 可変 5 -17.642 1.40 1.83481 42.7 6 17.642 2.18 1.72825 28.5 7 -290.344 0.20 8 35.405 1.50 1.60342 38.0 9 9.464 3.51 1.62299 58.1 10 -217.610 0.20 11 53.188 2.93 1.58913 61.2 12 -17.646 可変 13 -65.727 2.67 1.58547 29.9 14 -26.395 2.61 15 -10.955 1.50 1.69680 55.5 16 -768.581
【００５５】
【表１１】 f 39.10 60.00 102.00 fB 11.27 25.45 53.20 FNo. 1:4.2 1:5.7 1:8.6 ω 28.3° 19.2° 11.8° d4 3.11 7.55 11.56 d12 12.90 7.59 2.81
【００５６】
【表１２】 第12面 第13面 K = 0.00000000 K =-0.10000000×10 A4 = 0.63008500×10-4 A4= 0.80292056×10-4 A6 =-0.51675400×10-7 A6=-0.10800984×10-7 A8 = 0.10559300×10-8 A8= 0.40301527×10-8 A10 = 0.00000000 A10 = 0.00000000
【００５７】表13は、前述した各条件式と各実施例との
対応を示したものである。
【００５８】
【表１３】 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 fp 49.8 46.9 49.8 73.5 ft/fp 1.37 1.45 1.37 1.39 m2 3.28 3.15 3.13 - m3 - - - 3.56 mp' - mp 0.89 1.04 0.96 0.83
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、プラスチックレンズを有効に利用することにより、
コンパクトなズームレンズを提供することができると共
に、温度、湿度等の環境変化によるピント移動をガラス
レンズのみで構成する場合よりも小さくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例1のズームレンズの広角端におけるレ
ンズ断面図である。
【図２】 実施例1のズームレンズの広角端における諸
収差図である。
【図３】 実施例1のズームレンズの中間焦点距離にお
ける諸収差図である。
【図４】 実施例1のズームレンズの望遠端における諸
収差図である。
【図５】 実施例2のズームレンズの広角端におけるレ
ンズ断面図である。
【図６】 実施例2のズームレンズの広角端における諸
収差図である。
【図７】 実施例2のズームレンズの中間焦点距離にお
ける諸収差図である。
【図８】 実施例2のズームレンズの望遠端における諸
収差図である。
【図９】 実施例3のズームレンズの広角端におけるレ
ンズ断面図である。
【図１０】 実施例3のズームレンズの広角端における
諸収差図である。
【図１１】 実施例3のズームレンズの中間焦点距離に
おける諸収差図である。
【図１２】 実施例3のズームレンズの望遠端における
諸収差図である。
【図１３】 実施例4のズームレンズの広角端における
レンズ断面図である。
【図１４】 実施例4のズームレンズの広角端における
諸収差図である。
【図１５】 実施例4のズームレンズの中間焦点距離に
おける諸収差図である。
【図１６】 実施例4のズームレンズの望遠端における
諸収差図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】正レンズ群と負レンズ群とを含む少なくと
    も2つのレンズ群から構成され、前記正レンズ群と負レ
    ンズ群とのいずれか一方が正のプラスチックレンズを含
    み、前記正レンズ群と前記負レンズ群との間隔を変化さ
    せて倍率を変更し、かつ、以下の条件式を満たすことを
    特徴とするズームレンズ。 (1) 0.9 < ft/fp < 1.6 (2) 0.6 < mp' - mp < 1.2 (3) 2.9 < mMAX < 4.0 ただし、 ft : 長焦点側の全系の焦点距離、 fp : 正のプラスチックレンズの焦点距離、 mp : 正のプラスチックレンズを含み、それより像側の
    レンズ群による長焦点側における横倍率、 mp': 正のプラスチックレンズを含まずに、それより像
    側のレンズ群による長焦点側における横倍率、 mMAX: 最大の倍率を有するレンズ群の長焦点側における
    横倍率である。
  2. 【請求項２】前記正のプラスチックレンズは、前記負レ
    ンズ群中に含まれることを特徴とする請求項１に記載の
    ズームレンズ。
  3. 【請求項３】物体側より順に、正の第1レンズ群と、正
    のプラスチックレンズを有する負の第2レンズ群との少
    なくとも2つのレンズ群が配列して構成され、第1、第2
    レンズ群の間隔を変化させて倍率を変更し、かつ、以下
    の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。 (1) 0.9 < ft/fp < 1.6 (2) 0.6 < mp' - mp < 1.2 (4) 2.9 < m2 < 3.7 ただし、 ft : 長焦点側の全系の焦点距離、 fp : 第2レンズ群中の正のプラスチックレンズの焦点距
    離、 mp : 正のプラスチックレンズを含み、それより像側の
    レンズ群による長焦点側における横倍率、 mp': 正のプラスチックレンズを含まずに、それより像
    側のレンズ群による長焦点側における横倍率、 m2 : 第2レンズ群の長焦点側における横倍率である。
  4. 【請求項４】前記正のプラスチックレンズは、前記第２
    レンズ群の最も物体側に配置されていることを特徴とす
    る請求項３に記載のズームレンズ。
  5. 【請求項５】物体側より順に、正の第1レンズ群と、正
    の第2レンズ群と、正のプラスチックレンズを有する負
    の第3レンズ群との少なくとも3つのレンズ群が配列して
    構成され、前記第1、第2レンズ群の間隔、及び前記第
    2、第3レンズ群の間隔を変化させて倍率を変更し、か
    つ、以下の条件式を満たすことを特徴とするズームレン
    ズ。 (1) 0.9 < ft/fp < 1.6 (2) 0.6 < mp' - mp < 1.2 (5) 3.0 < m3 < 4.0 ただし、 ft : 長焦点側の全系の焦点距離、 fp : 第3レンズ群中の正のプラスチックレンズの焦点距
    離、 mp : 正のプラスチックレンズを含み、それより像側の
    レンズ群による長焦点側における横倍率、 mp': 正のプラスチックレンズを含まずに、それより像
    側のレンズ群による長焦点側における横倍率、 m3 : 第3レンズ群の長焦点側における横倍率である。
  6. 【請求項６】前記正のプラスチックレンズは、前記第3
    レンズ群の最も物体側に配置されていることを特徴とす
    る請求項５に記載のズームレンズ。
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