JPH0642017B2 - コンパクトなズ−ムレンズ - Google Patents

コンパクトなズ−ムレンズ

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JPH0642017B2
JPH0642017B2 JP59137019A JP13701984A JPH0642017B2 JP H0642017 B2 JPH0642017 B2 JP H0642017B2 JP 59137019 A JP59137019 A JP 59137019A JP 13701984 A JP13701984 A JP 13701984A JP H0642017 B2 JPH0642017 B2 JP H0642017B2
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JP
Japan
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lens
lens group
refractive power
negative
power
Prior art date
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JP59137019A
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泰久 佐藤
康幸 山田
博喜 中山
浩二 大泉
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Canon Inc
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Canon Inc
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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)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンパクトなズームレンズに関し、特にレンズ
シヤツターカメラ、ビデオカメラ等において有効なレン
ズ全長(第1レンズ面から結像面までの距離)の短いコ
ンパクトなズームレンズに関するものである。
最近レンズシヤツターカメラ、ビデオカメラ等の小型化
に伴いレンズ全長の短いコンパクトなズームレンズが要
望されている。特にレンズシヤツターカメラ等のレンズ
交換を行なわない小型カメラの分野でもズームレンズの
装着が望まれ従来用いていた単焦点レンズと同程度の長
さのコンパクトなズームレンズが要望されている。
通常レンズシヤツターカメラで多用されている標準画角
(撮影画角2ω=47度で35mmスチールカメラに換算する
と焦点距離50mm程度)を含むズームレンズは例えば特公
昭49-29146号公報をはじめ多数提案されている。この種
のズームレンズは物体側より順に負の屈折力の第1レン
ズ群と正の屈折力の第2レンズ群の2つのレンズ群より
構成し両レンズ群の間隔を変えて変倍するものであるが
物体側より順に負と正の屈折力配置となつている為にバ
ツクフオーカスが比較的長くなり一眼レフレツクスカメ
ラとしては好ましい構成であるがレンズシヤツターカメ
ラとしてはレンズ全長が長すぎる傾向があつた。
本出願人は先に特開昭57-201213号公報において物体側
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
レンズ群の2つのレンズ群で構成し、両レンズ群の間隔
を変えて変倍するコンパクトなズームレンズを提案し
た。
同公報においては物体側より順に正、負の屈折力配置を
採用している為にバツクフオーカスを比較的短くし、し
かもレンズ全長の短いズームレンズを達成している。
本発明は同公報で提案したズームレンズの諸収差を更に
良好に補正すると共に変倍比を約2倍にまで拡大したコ
ンパクトなズームレンズの提供を目的とする。
本発明の目的を達成する為のコンパクトなズームレンズ
の主たる特徴は、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レンズ群の2つのレンズ群を有
し、両レンズ群の間隔を変えて変倍を行うコンパクトな
ズームレンズにおいて、前記第1レンズ群を物体側に凸
面を向けたメニスカス状の正の屈折力の第1レンズ、負
の屈折力の第2−1レンズと正の屈折力の第2−2レン
ズを貼合わせた全体として負の屈折力の第2レンズ、正
の屈折力の第3レンズそして第4レンズより構成し、前
記第2レンズ群を像面側に凸面を向けたメニスカス状の
正の屈折力の第5レンズ、像面側に凸面を向けたメニス
カス状の負の屈折力の第6レンズより構成し、前記第1
レンズ群と前記第2レンズ群の屈折力を各々φ
φ、広角端のズーム位置での全系の屈折力をφ、前
記第1レンズ群と前記第2レンズ群の広角端のズーム位
置での主点間隔をe、前記第2−1レンズのガラスの
屈折率とアッベ数を各々N21,ν21、前記第2−2レン
ズのガラスの屈折率とアッベ数を各々N22,ν22、前記
第2レンズの貼合わせレンズ面の曲率半径をRとする
とき なる条件を満足することである。
このように本発明においては第1レンズ群と第2レンズ
群の各レンズを前述の如く特定することによつて各レン
ズ群内での収差発生量を少なくし変倍による収差変動を
少なくしている。特に第2レンズを負の屈折力の第2−
1レンズと正の屈折力の第2−2レンズを貼り合わせた
レンズ構成とすることにより変倍域全般にわたり画面中
間部でのコマ収差及び望遠端における画面中間部でのハ
ローを良好に補正している。
又第5レンズと第6レンズを共に像面側に凸面を向けた
メニスカス形状とすることにより変倍に伴う像面特性を
良好に補正している。
次に第1図に本発明の小型のズームレンズの屈折力配置
の一例を示す。
第1図に示す実施例は広角端から望遠端へと変倍を行う
際、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIを両レンズ群の間
隔を減少させながら物体側へ移動させるものである。
このようなズームレンズは広角端でレンズ全長が最小と
なり望遠端で最大となる。カメラの携帯性を考慮すると
広角端でのレンズ全長をより短くすることが好ましい。
いま広角端でのレンズ全長をL、広角端でのバツクフ
オーカスをS、広角端と望遠端での第1レンズ群と第
2レンズ群の主点間隔を各々e,eとし、広角端と
望遠端の全系の屈折力を各々φ,φ、第1レンズ群
と第2レンズ群の屈折力を各々φ,φとするとき L=e+S が成立する。これよりレンズ全長Lとなる。いま広角端の屈折力φを一定値と考えると、
(A)式より屈折力φが大きく、主点間隔eが小さく
なる程レンズ全長Lは短くなる。
一方広角端と望遠端の屈折力φ,φは φ=φ+φ−eφφ ………(B) φ=φ+φ−eφφ ………(C) で表わされる。ここで屈折力φ,φは与件であり、
主点間隔eは望遠端で第1レンズ群と第2レンズ群が
接触しない程度に、なるべく小さな値とすることがズー
ムレンズの小型化に有利になるので一義的に定まつてく
る。
従つて(B),(C)式は屈折力φ,φと主点間隔e
の間の関係式となり、屈折力φ、屈折力φ、若しく
は主点間隔eのいずれか一つを定めると後は2次元連
立方程式となり、ズームレンズの屈折力配置が定まつて
くる。
第1レンズ群の屈折力φを大きくし、広角端での第1
レンズ群と第2レンズ群の主点間隔eを小さく設定す
れば広角端でのレンズ全長Lを短かくすることができ
る。しかしながら屈折力φを過度に大きくすると第2
レンズ群の屈折力φも大きな値となり、この結果ペツ
ツバール和が負の方向に増大し像画湾曲が補正過剰とな
つて像面の平坦性が失なわれ、かつ画面中間部でコマ収
差が発生し良好なる収差補正が困難となる。又主点間隔
を過度に小さくすると所定の変倍比を得る為屈折力
φ,φを各々正と負の方向に大きな値としなければ
ならず前述と同様の現象が生じるので好ましくない。
次に各条件式の技術的な意味について説明する。
第1レンズ群の屈折力φが条件式(1)の上限値を越え
るか若しくは第2レンズ群の屈折力φが条件式(2)の
下限値を越えるならばレンズ全長は短かくなるが前述し
たように像面湾曲が補正過剰となりかつ画面中間部でコ
マ収差が多く発生し、これらの収差を良好に補正するの
が困難となる。逆に屈折力φが条件式(1)の下限値を
越えるか若しくは屈折力φが条件式(2)の上限値を越
えるならばレンズ全長は長くなりしかも第2レンズ群が
像面に接触してくるので撮影レンズとして用いるのが難
しくなる。
広角端での第1レンズ群と第2レンズ群の主点間隔e
が条件式(3)の上限値を越えると第2レンズ群が像面に
接触してくるので前述と同様撮影レンズとして用いるの
が難しくなる。又下限値を越えると所定の変倍比を得る
為に第1レンズ群と第2レンズ群の屈折力φ,φ
各々正の方向と負の方向へ増大させねばならずこの結果
像面湾曲は補正過剰となり、かつ画面中間部でのコマ収
差も発生し、これらの収差を良好に補正するのが困難と
なる。
条件式(4)は変倍域全域にわたり画面中間部のコマ収差
及び望遠端での画面中間部のハローを良好に補正する為
のものである。特に貼合わせレンズ面を負の屈折力とす
ると正の球面収差と上方コマ収差が発生してくる。しか
しながら第2レンズの最終レンズ面を負の屈折力とし負
の屈折力を分担させることにより全体として正の球面収
差と上方コマ収差の発生量を貼合わせレンズ面を用いな
いときに比べて少なくしている。
条件式(4)の上限値を越えると貼合せレンズ面の負の屈
折力が過大となり全変倍域にわたり下方コマ収差が発生
し又下限値を越えると貼合わせレンズ面の負の屈折力が
過少となり逆に全変倍域にわたり上方コマ収差が発生し
かつ望遠端でハローが多くなり描写性能を低下させる。
条件式(5)は軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補
正する為のものである。条件式(5)の上限値を越えると
全変倍域にわたり軸上色収差が補正過剰となり又倍率色
収差は補正不足となる。
条件式(5)の下限値を越えると全変倍域にわたり軸上色
収差は補正不足となり又倍率色収差は補正過剰となり、
いずれも描写性能の低下をきたすので好ましくない。
本発明において画面全体にわたりより良好なる光学性能
を得る為には第6レンズの少なくとも1つのレンズ面を
レンズ周辺部にいくに従い負の屈折力が減少する形状の
非球面とするのが好ましい。これによつて特に変倍中間
部での像面湾曲の補正不足側への変動をより少なくする
ことができる。
尚本発明においてフオーカシングはレンズ系全体を繰り
出して行うのが収差変動が少なくて好ましいが第1レン
ズ群若しくは第2レンズ群のみを移動させて行つても良
い。これによればレンズ鏡筒が簡単となる。
以上のように本発明によれば諸収差を良好に補正した広
角端での望遠比(レンズ全長/広角端での焦点距離)が
約1.25という極めてコンパクトなズームレンズを達成す
ることができる。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
は物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、D
は物体側より順に第i番目のレンズ厚及び空気間隔、
とνは夫々物体側より順に第i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、光軸と垂直な方向にY
軸、光の進行方向を正とし、レンズの頂点とX軸の交点
を原点に採り、Rを第2群レンズのレンズ面の近軸曲率
半径、a,a,a3,a4,a5,b1,b2,b3,b4を非球面係数
とするとき なる式で表わされるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のズームレンズの屈折力配置を示す説明
図、第2図から第4図は各々本発明の数値実施例1〜3
のレンズ断面図、第5図から第7図は各々本発明の数値
実施例1〜4の諸収差図である。 図中I,IIは各々第1、第2レンズ群、(A),(B),(C)は
各々広角端、中間、望遠端のズーム位置での諸収差図、
S.Cは正弦条件、gはg線、dはd線、△Sはサジタル
像面、△Mはメリデイオナル像面を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大泉 浩二 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−201213(JP,A)

Claims (1)

    【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レンズ群の2つのレンズ群を有し、
    両レンズ群の間隔を変えて変倍を行うコンパクトなズー
    ムレンズにおいて、前記第1レンズ群を物体側に凸面を
    向けたメニスカス状の正の屈折力の第1レンズ、負の屈
    折力の第2−1レンズと正の屈折力の第2−2レンズを
    貼合わせた全体として負の屈折力の第2レンズ、正の屈
    折力の第3レンズそして第4レンズより構成し、前記第
    2レンズ群を像面側に凸面を向けたメニスカス状の正の
    屈折力の第5レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス
    状の負の屈折力の第6レンズより構成し、前記第1レン
    ズ群と前記第2レンズ群の屈折力を各々φ,φ、広
    角端のズーム位置での全系の屈折力をφ、前記第1レ
    ンズ群と前記第2レンズ群の広角端のズーム位置での主
    点間隔をe、前記第2−1レンズのガラスの屈折率と
    アッベ数を各々N21,ν21、前記第2−2レンズのガラ
    スの屈折率とアッベ数を各々N22,ν22、前記第2レン
    ズの貼合わせレンズ面の曲率半径をRとするとき なる条件を満足することを特徴とするコンパクトなズー
    ムレンズ。
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