JPH06347696A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH06347696A
JPH06347696A JP5132125A JP13212593A JPH06347696A JP H06347696 A JPH06347696 A JP H06347696A JP 5132125 A JP5132125 A JP 5132125A JP 13212593 A JP13212593 A JP 13212593A JP H06347696 A JPH06347696 A JP H06347696A
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JP
Japan
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lens
group
refractive power
lens group
zoom
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JP5132125A
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English (en)
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Satoru Ishizaka
哲 石坂
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成枚数が少なく、レンズ全厚が小さく低コ
ストであるにもかかわらず、諸収差が良好に補正され、
しかも製作の容易な小型のズームレンズを得る。 【構成】 物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群
と負の屈折力の第2レンズ群を有し、両レンズ群間の間
隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズにお
いて、第1レンズ群を負の屈折力の前群と正の屈折力の
後群により構成し、更に第1レンズ群中の前群を、物体
側より順に、負の屈折力を有し、ガラスで形成された第
1レンズと、少なくとも1面の軸外で負の屈折力が強く
なる非球面を有し、プラスチックで形成された第2レン
ズとにより構成すると共に、次の条件を満足することを
特徴とするズームレンズ。 ν1<35 但し、ν1:第1レンズのアッベ数

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、小型のズームレンズ
に関するものであり、特にレンズシャッタカメラの撮影
レンズに好適な小型のズームレンズに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年のレンズシャッタカメラの動向とし
ては、単焦点カメラにおいて薄型のカメラが人気を博し
ており、ズームレンズ搭載カメラにおいても薄型化に対
する要求が高まっている。このため、ズームレンズ自体
としても全長がより短く、小型であることが必要とされ
てきた。
【0003】従来から、レンズシャッタカメラ用のズー
ムレンズの内、変倍比が1.5〜2.5倍程度のズームレンズ
では、物体側から順に正の屈折力の第1レンズ群と負の
屈折力の第2レンズ群からなる2群ズーム方式が一般的
であり、この1例として、特開昭56-128911号公報が開
示されている。この方式のズームレンズの特徴は、全系
で望遠型の構成となり、バックフォーカス及びレンズ全
長が短いという利点である。
【0004】しかし、ズームレンズ鏡胴の沈胴技術の進
歩により、レンズに対する要求は、全長の短縮よりもコ
スト低減の方へより向けられるようになってきている。
ズームレンズをより少ないレンズ枚数で構成することが
できれば、コスト低減のみならず、収納時のレンズ全厚
も短くなり、カメラボディの一層の薄型化が期待でき
る。
【0005】これらを背景として提案された実用的な仕
様と性能を有したズームレンズとして、特開平3-127008
号公報が開示されている。このズームレンズは、第1レ
ンズ群を1〜3枚、第2レンズ群を1〜2枚のレンズに
より構成し、全系の構成枚数を5枚以下に抑えている。
【0006】しかしこの場合、製作の困難な高屈折力の
非球面レンズを多用しているため、レンズ全系のコスト
としてはさほど低減されていないという問題があった。
また、第2レンズ群を負レンズとしたズームレンズにお
いては、第2レンズ群の倍率が大きくなるため、第1レ
ンズ群の後部で発生する誤差が拡大されて像面に達し、
この部分の誤差感度は大きくなる。一般に非球面レンズ
はプラスチックモールド加工により製作されるため、研
磨された球面ガラスレンズ並の面精度が期待できない。
このため、第1レンズ群の後部に非球面を用いている同
公報のズームレンズは、全体としても製作の困難なレン
ズであるといえる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、構成枚数
が4〜6枚と少なく、レンズ全厚が小さく低コストであ
るにもかかわらず、諸収差が良好に補正され、しかも製
作の容易な小型のズームレンズを得ようとするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は本願発明にお
ける、物体側より順に、正の屈折力の第1レンズ群と負
の屈折力の第2レンズ群を有し、両レンズ群間の間隔を
変化させることにより変倍を行うズームレンズにおい
て、第1レンズ群を負の屈折力の前群と正の屈折力の後
群により構成し、更に前記第1レンズ群中の前群を、物
体側より順に、負の屈折力を有し、ガラスで形成された
第1レンズと、少なくとも1面の軸外で負の屈折力が強
くなる非球面を有し、プラスチックで形成された第2レ
ンズとにより構成すると共に、次の条件を満足すること
を特徴とするズームレンズにより達成される。
【0009】ν1<35 但し、ν1:第1レンズのアッベ数
【0010】
【作用】本願発明の如き正の第1レンズ群と負の第2レ
ンズ群を有するズームレンズにおいては、第1レンズ群
での収差の発生を防ぐため、第1レンズ群を物体側から
順に正・負・正のトリプレット型の3群構成、または負
・正の2群構成とするのが一般的である。レンズ全長に
制限のある場合は、正レンズ先行のトリプレット型が有
利であるが、前述のように近年ではレンズ全長に対する
制限が緩くなってきているため、レンズ枚数低減のため
に負・正の2群構成をとる方が有利になってきている。
【0011】また、正・負の2群ズームにおいては、第
1レンズ群の径の増大を抑え、かつ第2レンズ群の径が
極度に増大するのを防ぐため、絞りは第1レンズ群の後
方に置かれることが多い。このとき、絞り付近に強い正
の屈折力を持つレンズ群が存在する場合には、この群で
強い非点収差が発生する。主光線高の小さいレンズ群に
おいては、非点収差係数はレンズ群のパワーのみに依存
し、形状に依存しないため、この非点収差は第1レンズ
群中の別の部分で打ち消してやる必要がある。本願発明
においては、レンズ枚数低減のために、第1レンズ群を
負・正の2群構成とするため、この役割は負の前群が担
うことになるが、レンズ全系のコンパクト性を考慮する
と、この負レンズ群が大きなパワーを持つことは望まし
くない。このため、非点収差の相殺は非球面を用いて行
うのが有効である。即ち、第1レンズ群中の負の前群に
軸外で負の屈折力が強くなるような非球面を用いること
により、第1レンズ群中の正の後群で発生する非点収差
を打ち消し、第1レンズ群全体として、非点収差を良好
に補正することができる。また、この非球面は球面収差
を補正する役割も持っている。
【0012】ここで、第1レンズ群中の負の前群の構成
について考えてみる。最も簡単な構成は、1枚の負レン
ズであるが、上記のように非球面を用いることを前提と
すると、この構成は望ましくない。何故なら、非球面プ
ラスチックレンズを使用した場合には、第1レンズにプ
ラスチックレンズを用いることにより、傷が付きやすい
等の取扱い上の不都合が生じ、非球面ガラスレンズを使
用した場合には、製作の難しい負レンズにモールドレン
ズを用いることになり、コストの上昇を招くことになる
からである。
【0013】本願発明においては、上記困難を解決する
ため、第1レンズ群中の前群を、負の屈折力を有し、ガ
ラスで形成された第1レンズと、少なくとも1面に非球
面を有し、プラスチックで形成された第2レンズにより
構成する。これにより、コストの上昇を抑えつつ、取扱
い上の問題を回避し、所望のレンズ構成を達成すること
ができる。また、上記基本構成に加えて、下記の条件を
満足させる。
【0014】以下、各条件式について説明する。
【0015】 ν1<35 ・・・・ 但し、ν1 :第1レンズのアッベ数 −0.1<φP/φ1<0.2 ・・・・ 0.05<|φ1a|/φ1<0.70 ・・・・ 0.80<φ1/|φ2|<1.30 ・・・・ 但し、φP :第2プラスチックレンズの屈折力 φ1 :第1レンズ群の屈折力 φ1a:第1レンズ群中の負の前群の屈折力 φ2 :第2レンズ群の屈折力 式は、第1ガラスレンズの分散に関するものである。
上限を越えて分散が小さくなると、負の第2レンズ群で
発生する倍率色収差を打ち消す効果が小さくなるため、
第2レンズ群はそれ自身で倍率色収差を補正する必要が
生じ、設計上の大きな制約となる。その結果、コストま
たはサイズの増大を招くことになる。
【0016】式は、第2プラスチックレンズの屈折力
に関するものであり、温度変化による像面や性能の変動
を抑えるため、小さな値に設定してある。上限の絶対値
が下限の絶対値よりも大きいのは、このプラスチックレ
ンズが軸外で負の屈折力が強くなるような非球面を有し
ているため、近軸での屈折力がゼロであっても、実質的
に負の屈折力を持つのと同じ効果を持っているためであ
る。
【0017】式は、第1レンズ群中の負の前群の屈折
力に関するものである。下限を越えて負の屈折力が弱く
なると、広角端でのバックフォーカスを確保することが
困難難になると共に、式と同様の理由により、倍率色
収差の補正が困難になる。また、上限を越えて負の屈折
力が強くなると、第1レンズ群中の前群と後群の偏心誤
差感度が大きくなり、製作が困難となる。
【0018】式は、第1、第2レンズ群の屈折力比に
関するものであり、第2レンズ群のズーミングに際して
の移動量を規定するものである。望遠端、広角端での全
系の焦点距離をfw,ftとすると、第2レンズ群の移動
量ΔX2は ΔX2=(φ1/|φ2|)・(ft−fw) ・・・・ で表せる。ここで、ft ,fw は仕様によって決まる値
なので、ΔX2 はφ1/|φ2|に支配されることにな
る。式の下限を越えて|φ2|がφ1に対して大きくな
ると、第2レンズ群で発生する正の歪曲が大きくなり、
上限を越えるとΔX2 が大きくなり、沈胴構造を用いた
としても、コンパクト性が失われる。
【0019】本願発明を用いたズームレンズにおいて、
一層のコスト低減を図るには、径の大きい第2レンズ群
にもプラスチックレンズを用いるのがよい。第2レンズ
群は全体として、負の屈折力を持つが、径の大きい負レ
ンズは一般に成形が困難であるため、正レンズをプラス
チックレンズとするのがよい。このとき、レンズ全体と
しての温度変化による影響を小さく抑えるために、式
中の −0.1<φP/φ1<0.1 ・・・・ の部分を用いるのが望ましい。式は、第1レンズ群中
の第2レンズが非球面の影響も含めて実質的に負の屈折
力をとるように定めたものである。これにより、第1レ
ンズ群中と第2レンズ群中の2つのプラスチックレンズ
の温度変化による影響が相殺し合い、全体として小さく
抑えることができる。
【0020】本願発明のもう1つの特徴は、ズームレン
ズが、少なくとも2枚のガラスレンズと、その間に、少
なくとも1枚の両面が非球面より形成され、吸湿率が0.
30より小さいプラスチックレンズを配設したレンズ群を
有していることである。
【0021】一般にプラスチックレンズは吸湿により膨
張するため、その取扱いには充分な注意が必要である。
即ち、膨張による直接の面形状の変化またはレンズ枠か
らの圧力による面形状の変化により、結像性能が劣化す
る。特に、非球面を用いた場合には、一般に誤差感度が
大きくなり、劣化の程度も増大する。
【0022】1つの対策として、プラスチックレンズを
誤差感度の小さいレンズ群に用いることが考えられる。
しかし、コスト低減と小型化が厳しく要求される状況に
おいては、このような対策は設計の自由度に大きな制約
を与えるため、望ましくない。
【0023】このため、本願発明においては、ズームレ
ンズを構成する少なくとも1つのレンズ群において、吸
湿率が0.30より小さいプラスチックレンズを2枚のガラ
スレンズで挟んで密閉することにより、湿度変化の影響
を抑え、且つこのプラスチックレンズを両面非球面とす
る。このような構成をとれば、プラスチックレンズを任
意のレンズ群に用いることができ、設計の自由度を広げ
ることができる。
【0024】また、プラスチックレンズの材料として
も、当然吸湿率の小さいものを用いる。ここで吸湿率と
は、JIS 6911で規定されている線膨張に関するものであ
り、本願発明の条件を満たす代表的な材料として、PC
(ポリカーボネート)がある。
【0025】更に、プラスチックレンズの両面を非球面
としたことにより、プラスチックレンズの欠点を最小限
に抑え、かつ利点を最大限に生かした最適な使用方法を
実現することができる。一般に、レンズの表と裏の面で
は、レンズ厚みが極端に薄い場合を除いて、光線の通り
方が違うため、両面に非球面を用いれば、異なる収差補
正効果が期待でき、設計上非常に重要である。従来技術
においては、同様な構成をとった場合においても、プラ
スチックレンズは片面非球面にとどまっており(例え
ば、特開平3-116110)、いわば片肺飛行の状態であった
ことに対して、本願発明はプラスチックレンズの究極の
使用形態を与えるものである。
【0026】更に、本願発明の特徴は、このような構成
を一般に誤差感度の大きいズームレンズに用いたことで
あり、これにより産業の発達に大きく寄与できるもので
ある。
【0027】本願発明の効果は、本願発明の構成を持つ
レンズ群の後方に結像倍率が1より大きい負の屈折力の
レンズ群を配したズームレンズにおいて、より大きく発
揮される。このようなズームレンズでは、負レンズ群よ
り前方で発生した湿度変化による誤差が、拡大されて像
面に達するためである。特に、レンズシャッタカメラに
用いられる正・負の2群ズームの第1レンズ群、正・正
・負の3群ズームの第2レンズ群、負・正・負の3群ズ
ームの第2レンズ群が、本願発明を用いるのに適してい
る。何故なら、これらのズームレンズにおいては、通
常、像側の負レンズ群の直ぐ前方の正レンズ群内に絞り
を有しているために、レンズ群全体の有効径が小さく、
両面非球面レンズの製作が容易であるからである。
【0028】更に、両面非球面のプラスチックレンズを
用いた本願発明においては、レンズ形状をメニスカスと
し、且つ次の条件を満足することが望ましい。
【0029】 |φP/φG|<0.10 ・・・・ 但し、φP:両面非球面のプラスチックレンズの屈折力 φG:両面非球面のプラスチックレンズを用いたレンズ
群の屈折力 式は、両面非球面プラスチックレンズの屈折力に関す
るものであり、通常よりも小さく設定してある。本願発
明のように、プラスチックレンズをガラスレンズで挟ん
だ構成を取っても、多少の湿気の浸入は起こり得る。こ
のようなときでも、プラスチックレンズの形状をメニス
カスレンズとし、且つ式で定められる小さな屈折力を
持たせることにより、湿度変化の影響を最小限に抑える
ことができる。この場合には、プラスチックレンズの両
面の曲率は似たようなものになるため、吸湿による直
接、間接の変化はレンズの両面で同様なものとなり、互
いにキャンセルして、全体として小さな影響に留まるか
らである。
【0030】
【実施例】以下、本願発明の実施例を示す。表中、fは
全系の焦点距離、FはFナンバー、ωは半画角、Rは近
軸曲率半径、Dは軸上面間隔、Nはd線に対する屈折
率、νはアッベ数である。また、*記は非球面を表し、
その形状は面の頂点を原点として、光軸方向をX軸とし
た直交座標系において、頂点曲率をC,円錐係数をK、
非球面係数をAi(i=4,6,8)として、
【0031】
【数1】
【0032】で表される。
【0033】非球面係数中、「D+j」は「×10j
を、「D−j」は「×10-j」を表している。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】なお、両実施例においては、第1ガラスレ
ンズの物体側の面が平面となっており、レンズカバーの
ないカメラにおいてはフィルタも兼ねて用いることがで
き、一層のコスト低減を達成することができる。
【0037】
【発明の効果】以上のように、本願発明を用いることに
より、小型で低コストでありながら諸収差が良好に補正
され、かつ製作も容易で湿度変化にも強いズームレンズ
を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のレンズ断面図である。
【図2】実施例2のレンズ断面図である。
【図3】実施例1の収差図である。
【図4】実施例2の収差図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、正の屈折力の第1レン
    ズ群と負の屈折力の第2レンズ群を有し、両レンズ群間
    の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ
    において、第1レンズ群を負の屈折力の前群と正の屈折
    力の後群により構成し、更に前記第1レンズ群中の前群
    を、物体側より順に、負の屈折力を有し、ガラスで形成
    された第1レンズと、少なくとも1面の軸外で負の屈折
    力が強くなる非球面を有し、プラスチックで形成された
    第2レンズとにより構成すると共に、次の条件を満足す
    ることを特徴とするズームレンズ。 ν1<35 但し、ν1:第1レンズのアッベ数
  2. 【請求項2】 次の条件を満足することを特徴とする請
    求項1記載のズームレンズ。 −0.1<φP/φ1<0.2 但し、φP:第2レンズの屈折力 φ1:第1レンズ群の屈折力
  3. 【請求項3】 前記第2レンズ群中に正のプラスチック
    レンズを用いると共に、次の条件を満足することを特徴
    とする請求項1記載のズームレンズ。 −0.1<φP/φ1<0.1 但し、φP:第2レンズの屈折力 φ1:第1レンズの屈折力
  4. 【請求項4】 少なくとも2枚のガラスレンズと、その
    間に、少なくとも1枚の両面が非球面より形成され、吸
    湿率が0.30より小さいプラスチックレンズを配設したレ
    ンズ群を有することを特徴とするズームレンズ。
  5. 【請求項5】 前記レンズ群が、その結像側に結像倍率
    が1より大なる負の屈折力のレンズ群を配設したことを
    特徴とする請求項4記載のズームレンズ。
  6. 【請求項6】 前記レンズ群が、物体側より順に、正の
    屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群を
    有するズームレンズにおける該第1レンズ群であること
    を特徴とする請求項5記載のズームレンズ。
JP5132125A 1993-06-02 1993-06-02 ズームレンズ Pending JPH06347696A (ja)

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