JPH063591A - 小型のズームレンズ - Google Patents

小型のズームレンズ

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JPH063591A
JPH063591A JP4162964A JP16296492A JPH063591A JP H063591 A JPH063591 A JP H063591A JP 4162964 A JP4162964 A JP 4162964A JP 16296492 A JP16296492 A JP 16296492A JP H063591 A JPH063591 A JP H063591A
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JP
Japan
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lens
lens group
focal length
refractive power
object side
Prior art date
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JP4162964A
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English (en)
Inventor
Michio Cho
倫生 長
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Priority to US08/079,740 priority patent/US5381270A/en
Publication of JPH063591A publication Critical patent/JPH063591A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1421Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ズームレンズの全長を短く、かつ小径化す
る。 【構成】 前群レンズ1の焦点距離をff 、広角端の焦
点距離をfw 、第6レンズ8と第7レンズ9の合成焦点
距離をf67、第3レンズ5中の凸レンズの屈折率を
p 、凹レンズの屈折率をNn としたときに以下の条件
式が満たされる。 1.40 < fw /ff < 2.0 Np < Nn −0.45 < f67/fw < −0.1 また、第6レンズ8の焦点距離をf6 、第7レンズ9の
焦点距離をf7 、第1レンズ3と第2レンズ4の合成焦
点距離をf12、第3レンズ5と第4レンズ6の合成焦点
距離をf34としたときに、以下の条件式が満たされる。 0.5 < f6 /f7 < 0.8 −3 < (f12×f34)/ff 2 < −0.5

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズシャッターカメ
ラ、ビデオカメラ等に好適な小型のズームレンズに関
し、特に収差補正を良好に行うとともに収納時における
レンズ鏡胴の短縮化、小径化を図った小型のズームレン
ズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近レンズシャッターカメラ、ビデオカ
メラ等の小型化にともない、小型のズームレンズが要求
されている。特にレンズシャッターカメラにおいては従
来の単焦点カメラと同程度の大きさのカメラが要求され
ており、そのためにはレンズ収納時に鏡胴の全長が短
く、径の小さいズームレンズが要望されている。
【0003】鏡胴の径を小さくするためには、レンズ自
体の径を小さくするのは勿論、鏡胴の構造が簡単になる
ようなレンズ構成とすることが必要である。そのために
は、物体側から順に正の屈折力の前群レンズと負の屈折
力の後群レンズとから構成される2群ズームが望まし
く、特開昭56−128911号公報などで種々の2群
ズームレンズが提案されている。しかしながら、これら
の先行例はいずれも望遠端でのバックフォーカスを含む
レンズ全長と焦点距離との比(以下、望遠比と言う)が
1を越えており、収納時の鏡胴長を短くするのには不適
であった。また、非球面を用いて全長を短くしている例
も多く認められるが、プラスチックで非球面を形成した
場合、温度変化、湿度変化による焦点移動を完全になく
すことができない。またガラスで非球面を形成した場
合、そのために高価なものとなってしまう欠点があっ
た。
【0004】本発明とほぼ同等のレンズ構成を有するも
のとしては、特開昭63−161422号公報、特開平
2−284109号公報があるが、いずれも最終レンズ
の径が大きく鏡胴の小径化には適さない。また前者はズ
ーム比が2倍に満たない上に望遠端での望遠比が大き
く、後者はどちらかと言うとより広角系のズームレンズ
をめざしており、望遠端での望遠比はさらに大きいもの
となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は非球面を用い
ずに望遠端での望遠比を小さく、最終面の有効径を小さ
くして、収納時の鏡胴長が短く、径の小さいズームレン
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】本発明のズームレンズ
は、上記の目的を達成するため、物体側より順に正の屈
折力の前群レンズと負の屈折力の後群レンズを有し、両
レンズ群の間隔を変えて変倍を行う構成とし、前記前群
レンズは物体側より順に物体側に強い曲率の凸面を向け
た正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ
群、少なくとも1枚の負レンズを含み全体として正の屈
折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群より成
り、前記後群レンズは物体側より順に像面側に強い曲率
の凸面を向けた正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力
の第6レンズ群、物体側に強い凹面を向けた負の屈折力
の第7レンズ群より成り、前記前群レンズの焦点距離を
f、広角端の焦点距離をfw 、第6レンズ群と第7レ
ンズ群の合成焦点距離をf67、前記第3レンズ群中の凸
レンズの屈折率をNp 、凹レンズの屈折率をNn とした
とき、以下の条件式を満たすようにしたものである。
【0007】さらに、上記のレンズは、前記第6レンズ
群の焦点距離をf6 、第7レンズ群の焦点距離をf7
したとき、以下の条件式を満たすのが良い。 0.5 < f6 /f7 < 0.8
【0008】さらに、上記のレンズは、前記第1レンズ
群と第2レンズ群の合成焦点距離をf12、第3レンズ群
と第4レンズ群の合成焦点距離をf34としたとき、以下
の条件式を満たすのが良い。 −3 < (f12×f34)/ff 2 < −0.5
【0009】
【作用】前群レンズが正、後群レンズが負の屈折力を有
する2群ズームレンズにおいては、前群レンズの屈折力
が強いほどバックフォーカスを含めた全長を短くするこ
とができる。しかし単純に前群レンズの屈折力を強くし
ようとすると広角端においてバックフォーカスが短くな
りすぎてしまったり、必要以上に後群レンズの屈折力が
強くなってしまい像画湾曲の悪化、変倍にともなう諸収
差の変動が大きくなってしまう。
【0010】本発明では、前群レンズを物体側より順に
物体側に強い曲率の凸面を向けた正の屈折力の第1レン
ズ群、負の屈折力の第2レンズ群、少なくとも1枚の負
レンズを含み全体として正の屈折力の第3レンズ群、正
の屈折力の第4レンズ群より成るレンズ構成とすること
により前群レンズの屈折力を像側に集中させ、前群レン
ズの後側主点をより像側に近づけて広角端におけるバッ
クフォーカスの確保と後群レンズの屈折力を抑えること
をはかっている。さらに、前記後群レンズを物体側より
順に像画側に強い曲率の凸面を向けた正の屈折力の第5
レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群、物体側に強い凹
面を向けた負の屈折力の第7レンズ群より成るレンズ構
成とすることにより、変倍中の球面収差をはじめとする
諸収差の変動を小さく抑えていることは、従来の一般的
な2群ズームレンズと同様である。
【0011】このような構成において条件式 1.40 < fw /ff < 2.0 を満たすことによりバックフォーカスを含めた全長の短
縮化をはかることができる。この式の下限を越えると前
群レンズが全長を短くするのに十分な屈折力を持たなく
なるため、無理に全長を短くしようとすると後群レンズ
に負担がかかり変倍にともなう諸収差の変動を抑えるこ
とが困難になる。また上限を越えると全長は短縮しやす
くなるものの後群レンズの屈折力が過大となってしまう
ため、いかに後群レンズの形状を工夫しても変倍におけ
る諸収差の変動を抑えることが困難になる。また、ペッ
ツバール和を適正に保つことが困難になるため像画湾
曲、非点収差の悪化を招く。またこの際、式 Np < Nn を満たすことによりペッツバール和が小さくなりすぎる
のを防ぎ、像画湾曲、非点収差を良好に保つことができ
る。
【0012】最終レンズの径を小さくするためには、あ
る程度のバックフォーカスを確保した上で後群レンズの
負の屈折力をなるべく像面に近づけることが必要であ
る。このための条件が、式 −0.45 < f67/fw < −0.1 であり、この下限を越えると諸収差を良好に保ったまま
で最終レンズの径を小さくすることができなくなる。ま
た上限を越えると後群レンズ中の負の屈折力が強くなり
すぎ変倍中の収差変動、特に球面収差の変動が大きくな
ってしまう。
【0013】さらに望ましくは、式 0.5 < f6 /f7 < 0.8 を満足することにより、より最終レンズの小型化の達成
が容易になる。この式の下限を越えると最終レンズを小
径化するために後群レンズ内の負の屈折力を強くしなけ
ればならず、変倍中の収差変動、特に球面収差の変動が
大きくなってしまう。上限を越えると最終レンズの小径
化には有利ではあるが、軸上光束幅の変倍による変動が
大きい第7レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、変倍によ
る諸収差の変動、特に望遠端での球面収差が補正過剰に
なってしまう。
【0014】さらに望ましくは、式 −3 < (f12×f34)/ff 2 < −0.5 を満足することにより、前記前群レンズの後側主点を適
切な位置にすることができ諸収差を崩さずに全長を短縮
することができる。この下限を越えると前群レンズを構
成する各レンズの屈折力が過大となり、高次の球面収
差、負の歪曲収差、非点収差が増大する。また絞りの径
が大きくなり小径化を阻害する要因となる。上限を越え
ると前群レンズの主点位置が物体側によりすぎ、後群レ
ンズの屈折力が過大となるため変倍による諸収差が大き
くなる。また、バックフォーカスを適正に保つことが困
難になる。
【0015】さらに望ましくは、前記第3レンズ群中の
凸レンズのアッベ数をνp ,凹レンズのアッベ数をνn
としたとき、式 νp > νn を満足することにより特に広角端での倍率の色収差を小
さくすることができる。
【0016】
【実施例】図1は本発明を用いたズームレンズの第1実
施例を示す。同図において、広角端でのレンズ配置を短
焦点側、望遠端でのレンズ配置を長焦点側として示して
いる。このズームレンズは、前群レンズ1と後群レンズ
2とから構成され、短焦点側から長焦点側に向かって変
倍を行うと、前群レンズ1と後群レンズ2とが、間隔を
変えながら物体側に繰り出される。
【0017】前群レンズ1は、物体側から順に、物体側
に強い凸面を向けた正の屈折力をもつ第1レンズ群3
と、負の屈折力をもつ第2レンズ群4と、負の屈折力を
もったメニスカスレンズと凸レンズとを貼り合わせ、全
体として正の屈折力をもつ第3レンズ群5と、正の屈折
力の第4レンズ群6とからなる。また後群レンズ2は、
物体側から順に、像面側に強い凸面を向けた正の屈折力
をもつ第5レンズ群7と、負の屈折力をもつ第6レンズ
群8と、物体側に強い凹面を向けた負の屈折力をもつ第
7レンズ群9とから構成されている。
【0018】この第1実施例のレンズデータは以下のと
おりである。 「第1実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 上記データ中、fはこのズームレンズ全体の焦点距離、
FはFno. 、ωは半画角を表し、Rは曲率半径、Dは面
間隔を示している。
【0019】また、焦点距離fを36.00mm,5
0.00mm,68.00mmにしたとき、前群レンズ
1と後群レンズ2との間隔D9(mm)は、以下のよう
に変化する。
【0020】さらに、fw を広角端での焦点距離、ff
を前群レンズ1の焦点距離、f12を第1レンズ群3と第
2レンズ群4の合成焦点距離、f34を第3レンズ群5と
第4レンズ群6の合成焦点距離、f6 ,f7 をそれぞれ
第6レンズ群8,第7レンズ群9の焦点距離、f67を第
6レンズ群8と第7レンズ群9の合成焦点距離とする
と、このズームレンズの特徴値である「fw /ff 」,
「f67/fw 」,「f6/f7 」、そして「(f12×f
34)/ff 2 」の値は、次のとおりである。 fw /ff = 1.62 f67/fw =−0.27 f6 /f7 = 0.95 (f12×f34)/ff 2 =−1.69
【0021】また、望遠端でのバックフォーカス長を含
むレンズ全長と焦点距離fとの比率で規定される望遠比
の値、並びに広角端における最外角の主光線が第7レン
ズ群9(最終レンズ)を通過する高さは、次のとおりで
ある。 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.28 最終面の主光線高は、最終レンズの有効径を決める値で
ある。最終レンズの有効径そのものは、後群レンズなど
によるけられの大小により変化するために単純な比較が
むずかしくなるので、ここでは広角端における最外角の
主光線が最終レンズを通過する高さを最終面の主光線高
として示した。
【0022】上記第1実施例のズームレンズの諸収差
は、それぞれ広角端(f=36.00 ),中間変倍位置(f
=50.00 ),望遠端(f=68.00 )に対応して表すと、
図2(A),(B),(C)のとおりである。
【0023】次に、本発明の他の実施例についてそれぞ
れレンズデータ及び各種の特徴値を示し、図3,図5,
図7,・・・・,図27に各実施例のレンズ構成を、図
4,図6,図8,・・・・,図28にはそれぞれ対応す
る実施例の収差図を示した。各レンズ構成図中、符号は
第1実施例と共通に用いた。また、いずれの実施例にお
いても、絞りは前群レンズ1の後方1.0mmに設定し
てある。第12実施例及び第13実施例では第3レンズ
群5を貼り合わせレンズとせずに、両者間に若干の空気
間隔をもたせている。
【0024】また、比較の対象として、従来技術に挙げ
た特開昭63−161422号公報記載の第1実施例、
特開平2−284109号公報記載の第1実施例をそれ
ぞれ従来例1,従来例2として末尾に挙げた。従来例1
では第14面の硝材屈折率が明らかにされていないが、
焦点距離から逆算した値をデータとして示した。
【0025】「第2実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.60 f67/fw =−0.28 f6 /f7 = 0.98 (f12×f34)/ff 2 =−1.84 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.17
【0026】「第3実施例」 f=36.00 〜 67.96 F= 3.95 〜 7.46 ω=17.66 〜 17.66 w /ff = 1.50 f67/fw =−0.26 f6 /f7 = 1.42 (f12×f34)/ff 2 =−1.50 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.16
【0027】「第4実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.45 f67/fw =−0.23 f6 /f7 = 1.06 (f12×f34)/ff 2 =−2.00 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.16
【0028】「第5実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.90 f67/fw =−0.24 f6 /f7 = 0.78 (f12×f34)/ff 2 =−1.54 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 7.27
【0029】「第6実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.63 f67/fw =−0.29 f6 /f7 = 0.83 (f12×f34)/ff 2 =−0.74 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.48
【0030】「第7実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.62 f67/fw =−0.30 f6 /f7 = 1.14 (f12×f34)/ff 2 =−2.36 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.43
【0031】「第8実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.69 f67/fw =−0.36 f6 /f7 = 1.61 (f12×f34)/ff 2 =−1.23 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.50
【0032】「第9実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.69 f67/fw =−0.19 f6 /f7 = 0.78 (f12×f34)/ff 2 =−1.46 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 7.55
【0033】「第10実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.73 f67/fw =−0.18 f6 /f7 = 0.85 (f12×f34)/ff 2 =−1.60 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 7.07
【0034】「第11実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.61 f67/fw =−0.26 f6 /f7 = 0.82 (f12×f34)/ff 2 =−2.13 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.32
【0035】「第12実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.61 f67/fw =−0.27 f6 /f7 = 0.85 (f12×f34)/ff 2 =−1.89 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.34
【0036】「第13実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.95 〜 7.47 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.60 f67/fw =−0.28 f6 /f7 = 0.98 (f12×f34)/ff 2 =−1.34 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.29
【0037】「第14実施例」 f=36.00 〜 68.00 F= 3.96 〜 7.48 ω=31.00 〜 17.65 w /ff = 1.68 f67/fw =−0.27 f6 /f7 = 0.92 (f12×f34)/ff 2 =−1.67 望遠比 = 0.96 最終面の主光線高 = 8.01
【0038】「従来例1」 f=41.35 〜 68.46 F= 3.8 〜 4.8 ω=27.9°〜 17.5 ° w /ff = 1.21 f67/fw =−0.47 f6 /f7 = 1.26 (f12×f34)/ff 2 =−0.47 望遠比 = 1.16 最終面の主光線高 = 12.08
【0039】「従来例2」 f=29.02 〜 54.85 F= 3.5 〜 6.6 ω=36.7°〜 21.52° w /ff = 1.18 f67/fw =−0.60 f6 /f7 = 2.98 (f12×f34)/ff 2 =−0.81 望遠比 = 1.18 最終面の主光線高 = 13.00
【0040】なお、本発明を適用したズームレンズの焦
点合わせは、前群レンズ1の移動、後群レンズ2の移
動、さらには全体の移動のいずれの方法も可能である
が、後群レンズ2の移動による焦点合わせを採用するこ
とにより、鏡胴全長の短縮化にさらに有利となる。また
後群レンズ2の移動による焦点合わせでは、移動量の制
約から望遠端における至近距離よりも広角端における至
近距離が遠くなってしまうことがあるが、広角端の近距
離側においては全体繰り出しによる焦点合わせとするこ
とにより、より至近距離を短縮することが可能となる。
【0041】上述した実施例では各レンズが球面レンズ
のみで構成されているが、一部に非球面を用いることに
よってさらに小型化、高性能化が可能であることは言う
までもなく、さらに第1〜第7レンズ群を適宜枚数のレ
ンズを組み合わせたレンズ群にしてもよい。
【0042】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のズーム
レンズは、約2倍の変倍比をもち、諸収差が良好に補正
されているにも関わらず、望遠端における望遠比が1を
切っており、また最終レンズの有効径を小さくすること
ができるため、ズームレンズ鏡胴の短縮化,小径化が可
能となり、小型、薄型のレンズシャッター式のカメラに
最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のレンズ構成を示す概略図である。
【図2】第1実施例の収差図である。
【図3】第2実施例のレンズ構成を示す概略図である。
【図4】第2実施例の収差図である。
【図5】第3実施例のレンズ構成を示す概略図である。
【図6】第3実施例の収差図である。
【図7】第4実施例のレンズ構成を示す概略図である。
【図8】第4実施例の収差図である。
【図9】第5実施例のレンズ構成を示す概略図である。
【図10】第5実施例の収差図である。
【図11】第6実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図12】第6実施例の収差図である。
【図13】第7実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図14】第7実施例の収差図である。
【図15】第8実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図16】第8実施例の収差図である。
【図17】第9実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図18】第9実施例の収差図である。
【図19】第10実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図20】第10実施例の収差図である。
【図21】第11実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図22】第11実施例の収差図である。
【図23】第12実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図24】第12実施例の収差図である。
【図25】第13実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図26】第13実施例の収差図である。
【図27】第14実施例のレンズ構成を示す概略図であ
る。
【図28】第14実施例の収差図である。
【符号の説明】
1 前群レンズ 2 後群レンズ 3 第1レンズ群 4 第2レンズ群 5 第3レンズ群 6 第4レンズ群 7 第5レンズ群 8 第6レンズ群 9 第7レンズ群

Claims (3)

    【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前群レンズ
    と負の屈折力の後群レンズを有し、これらのレンズ群の
    間隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズにおいて、
    前記前群レンズは物体側より順に物体側に強い曲率の凸
    面を向けた正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第
    2レンズ群、少なくとも1枚の負レンズを含み全体とし
    て正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ
    群より成り、前記後群レンズは物体側より順に像面側に
    強い曲率の凸面を向けた正の屈折力の第5レンズ群、負
    の屈折力の第6レンズ群、物体側に強い凹面を向けた負
    の屈折力の第7レンズ群より成り、前記前群の焦点距離
    をff 、広角端の焦点距離をfw 、第6レンズ群と第7
    レンズ群の合成焦点距離をf67、前記第3レンズ群中の
    凸レンズの屈曲率をNp 、凹レンズの屈曲率をNn とし
    たとき、 なる条件を満足することを特徴とする小型のズームレン
    ズ。
  2. 【請求項2】 前記第6レンズ群の焦点距離をf6 、第
    7レンズ群の焦点距離をf7 としたとき、 0.5 < f6 /f7 < 0.8 なる条件を満足することを特徴とする請求項1記載の小
    型のズームレンズ。
  3. 【請求項3】 前記第1レンズ群と第2レンズ群の合成
    焦点距離をf12、第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦
    点距離をf34としたとき、 −3 < (f12×f34)/ff 2 < −0.5 なる条件を満足することを特徴とする請求項1もしくは
    請求項2記載の小型のズームレンズ。
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