JPH068931B2 - 明るい標準ズ−ムレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、画各がほぼ62°から35°の間で変化する２群
方式の明るい標準ズームレンズに関するものである。

従来技術 ２群方式のズームレンズは、従来から公知であるが、コ
ンパクトでＦナンバーの小さい標準ズームレンズは、ズ
ーミングによる球面収差の発生量が大きく、他の収差と
のバランスがとりにくく望ましい性能が得られない。ま
た性能を良くするためには、レンズ枚数を増やさなけれ
ばならず、大型になりレンズ系をコンパクトにすると云
う要求に反することになる。

本発明に類似する２群方式のズームレンズの従来例とし
て特開昭５２−１５３７５２号公報および特開昭５８−
６０７１７号公報記載のレンズ系がある。しかし前者は
口径比が小でありまた後者はレンズ枚数が大で構成が複
雑でコンパクトではない。

目的 本発明は、コンパクトでＦナンバーが広角端で2.8，望
遠端で3.5と明るいにもかかわらず諸収差が良好に補正
された２群方式の標準ズームレンズを提供することを目
的とするものである。

概要 本発明のズームレンズは、発散作用を有する前群と収斂
作用を有する後群とよりなる２群構成のレンズ系で、前
群と後群の間隔を変化させて変倍を行なう標準ズームレ
ンズである。

本発明の特徴は、最も像側の面が凹面であり少なくとも
２枚の負レンズを含む負レンズ成分と正レンズ成分とか
らなり全体として負の屈折力を有する前群と、前体とし
て正の屈折力を有する後群とから構成され、ズーミング
に際し前記前群と前記後群の群間隔を変化させて変倍を
行なうレンズ系で前記後群中に絞りを配置し、前記後群
中で前記絞りよりも物体側に少なくとも１枚の非球面を
有していることにある。

更に、以下の条件(1),(3),(4)を満足することが望まし
い。

(1)−0.001＞Δ_Ｘ／Ｒ_Ａ＞−0.01 (3)0.7＜f₃／｜f_F｜＜1.2 (4)0.1＜d₄／f_W＜0.16 ただし、Ｒ_Ａは非球面を施した面の頂点における近軸曲
率半径、Δ_Ｘは非球面を施したレンズの最大有効径の非
球面の上の点における近軸曲率球面からの光軸方向に対
する変位量、f₃は前群中の正レンズ成分の焦点距離、f_F
は前群の焦点距離、d₄は前群中の負レンズ成分と正レン
ズ成分の間の空気間隔、f_Wは広角端における全系の焦点
距離である。

２群方式のズームレンズにおいては、前群が負のパワー
を有しているために後群にある絞りより前のレンズに入
射する光線高が最も高くなる。したがってこの絞りより
前のレンズのレンズ面のうち少なくとも一つの面を非球
面にすれば、球面収差が効果的に補正できかつ絞りの付
近であるため像面湾曲や非点収差等に対する影響が少な
く収差のバランスがとりすい。

尚非球面にする面としては、正レンズの物体側の面が好
ましい。その理由は光線高が最も高い位置で球面収差を
効果的に補正出来、又絞りより前の正レンズの場合、物
体側の面での球面収差の発生量が像側の面での発生量よ
りもはるかに大きいためである。

第１５図は非球面形状を示した図で、この図においてＡ
は非球面、Ｂは半径Ｒ_Ａの円を示す。

第１５図に示すｘ軸を光軸によりｙ軸をｘ軸に垂直で非
球面の頂点を通るようにとった時、一般に非球面形状は
次の式（ａ）にて表わされる。

ただしＢ，Ｃ，Ｄ・・・は非球面係数である。したがっ
て非球面変位量Δ_Ｘ は最大有効半径をｙ＝ｙ_Ａとする
と下記の式（ｂ）のように表わされる。

Δ_Ｘ＝Ｂｙ_Ａ ^２＋Ｃｙ_Ａ ^４＋Ｄｙ_Ａ ^６＋・・・（ｂ）一
般の球面では光軸からの高さが高いほど強い屈折力を持
つので、球面収差を補正するためには光軸からの高さが
高くなるほど面がゆるくなるように非球面の面頂近軸曲
率半径からの変位量Δ_Ｘは負の値をもつ必要があること
は明らかである。猶、負の屈折力を有する面に非球面を
設ける場合は、逆に光軸からの高さが高くなるほど面が
きつくなるように変位させれば良いことは言うまでもな
い。２群方式のズームレンズでは、後群の絞りより像側
には、負レンズと正レンズがそれぞれ少なくとも一つは
配置されている。球面収差の発生量を小さくするために
は、これら負レンズと正レンズの屈折力をある程度強く
する必要がある。しかしその場合は非点隔差、像面湾曲
の補正が難しくなる。条件（１）に示すような範囲の変
位量の非球面を設けることによって球面収差の発生量を
少なくすれば前記負レンズと正レンズの屈折力を弱くす
ることが可能になり非点隔差と像面湾曲を小さく出来、
像高の高い位置での性能を著しく向上せしめることが出
来る。したがって条件（１）より外れた場合は球面収差
が大になり又非点隔差や像面湾曲も大になるため特に高
い像高における性能が低下する。

条件(3),(4)は、ｇ−線のコマ収差の補正と全系をコン
パクトにするために設けた条件である。条件（３）の上
限を越えるとｇ−線のコマ収差が補正不足になり、下限
を越えると諸収差のバランスをとるためにはd₄を大にし
なければならないので全系をコンパクトになし得ない。
条件（４）の上限を越えると収差補正上はこのましいが
全系をコンパクトに成し得なくなり、下限を越えると前
群中の正レンズ成分の屈折力を強くせざるを得なくなり
ｇ−線のコマ収差の補正ができなくなる。

前記の非球面を施すレンズが正のメニスカスレンズの場
合には、次の条件（２）を満足する事が望ましい。

（２）f_A／f_R＞2.5 ただしf_Aは非球面レンズの焦点距離、f_Rは後群の焦点距
離である。

非球面は、レンズの偏芯による収差変動が大きい。そし
てこのレンズの偏芯による収差への影響は、非球面レン
ズの屈折力が大きい程強くなる。そのために設けたのが
条件（２）であって、この条件（２）に下限を越えると
非球面レンズの屈折力が強くなり偏芯による収差変動が
大きくなり好ましくない。又非球面レンズとしてプラス
チックレンズを用いた場合、この条件（２）を満足せし
めることによって温度変化によるピントずれを小さくな
し得るので好ましい。

更に本発明のレンズ系は、第１図や第２図に示すように
前群が物体側より順に像側に曲率の強い面を持つ負のメ
ニスカスレンズの第１群レンズと像側に曲率の強い面を
もつ負レンズの第２群レンズと物体側に曲率の強い面を
持つ正レンズの第３群レンズの三つの成分よりなり、後
群が正レンズの第４群レンズと正レンズの第５群レンズ
と正の接合メニスカスレンズの第６群レンズと像側に曲
率の強い面を持つ負レンズの第７群レンズと像側に曲率
の強い面を持つ正のメニスカスレンズの第８群レンズと
にて構成されるレンズ系で、次の条件(5)乃至条件(6)を
満足するものである。

(5)0.7＜｜f₇｜／f_W＜1.3 (6)1.2＜f₈／f_R＜1.8 ただし、f₇，f₈は夫々第７群レンズ、第８群レンズの焦
点距離、f_Wは広角端における全系の焦点距離、f_Rは後群
の焦点距離である。

条件(5),(6)は非点収差と歪曲収差のバランスを適当な
ものにするために設けた条件である。これら条件の上限
を越えると非点隔差は小さくなるが負の歪曲収差が大き
くなると共に全系をコンパクトにできなくなる。下限を
越えると第７群レンズ，第８群レンズでの収差の発生が
大になり、非点隔差を小さくすることが出来なくなる。

実施例 以上詳細に説明した本発明のズームレンズの各実施例を
次に示す。

実施例１ ｆ＝35.9〜6.77，Ｆナンバー2.9〜3.6 ｒ_１＝69.6747 ｄ_１＝2.150 ｎ_１＝1.72916 ν_１＝54.68 ｒ_２＝30.0009 ｄ_２＝9.003 ｒ_３＝-216.6740 ｄ_３＝1.830 ｎ_１＝1.65830 ν_２＝57.33 ｒ_４＝50.7501 ｄ_４＝4.429 ｒ_５＝49.6999 ｄ_５＝4.300 ｎ_３＝1.80440 ν_３＝39.58 ｒ_６＝480.7704 ｄ_６＝可変 ｒ_７＝60.0885（非球面） ｄ_７＝2.000 ｎ_４＝1.49216 ν_４＝57.50 ｒ_８＝79.4305 ｄ_８＝0.100 ｒ_９＝32.5256 ｄ_９＝5.200 ｎ_５＝1.61700 ν_４＝62.79 ｒ_１０＝-92.2789 ｄ_１０＝3.326 ｒ_１１＝50.7888 ｄ_１１＝4.005 ｎ_６＝1.74320 ν_６＝-49.31 ｒ_１２＝-50.2872 ｄ_１２＝1.300 ｎ_７＝1.74950 ν_７＝35.27 ｒ_１３＝81.1312 ｄ_１３＝3.008 ｒ_１４＝746.4308 ｄ_１４＝1.000 ｎ_８＝1.75520 ν_８＝27.51 ｒ_１５＝23.3372 ｄ_１５＝4.500 ｒ_１６＝-89.8587 ｄ_１６＝3.300 ｎ_９＝1.66680 ν_９＝33.04 ｒ_１７＝-29.6676 ｆ 35.9 50.0 67.7 ｄ_６ 47.161 19.305 0.8 非球面関係 Ｃ＝-8.5518×１０^−６，Ｄ＝-5,6789×１０^−９ Ｅ＝-4.4326×１０^−１２，Ｆ＝-1.6044×１０^−１４ Δ_Ｘ／ｒ_７＝-0.00424，ｄ_４／f_W＝0.123 f_A／f_R＝10.379，｜f₇｜／f_W＝0.889 f₃／｜f_F｜＝0.904，f₈／f_R＝1.391 実施例２ ｆ＝35.9〜67.7，Ｆナンバー2.9〜3.6 ｒ_１＝84.0072 ｄ_１＝1.877 ｎ_１＝1.6968 ν_１＝55.52 ｒ_２＝30.1373 ｄ_２＝8.500 ｒ_３＝-156.6003 ｄ_３＝1.388 ｎ_２＝1.6516 ν_２＝58.52 ｒ_４＝57.6863 ｄ_４＝4.145 ｒ_５＝52.9905 ｄ_５＝5.098 ｎ_３＝1.79952 ν_３＝42.24 ｒ_６＝-2340.4491 ｄ_６＝可変 ｒ_７＝63.0732（非球面） ｄ_７＝1.962 ｎ_４＝1.49216 ν_４＝57.5 ｒ_８＝117.8839 ｄ_８＝0.043 ｒ_９＝32.6381 ｄ_９＝4.964 ｎ_５＝1.61700 ν_４＝62.79 ｒ_１０＝-95.5132 ｄ_１０＝3.172 ｒ_１１＝58.4663 ｄ_１１＝4.511 ｎ_６＝1.7200 ν_６＝50.25 ｒ_１２＝-43.8854 ｄ_１２＝1.310 ｎ_７＝1.7495 ν_７＝35.27 ｒ_１３＝60.9263 ｄ_１３＝3.002 ｒ_１４＝102.9736 ｄ_１４＝0.972 ｎ_８＝1.74077 ν_８＝27.79 ｒ_１５＝22.6684 ｄ_１５＝4.364 ｒ_１６＝-75.2193 ｄ_１６＝3.655 ｎ_９＝1.6668 ν_９＝33.04 ｒ_１７＝-30.2374 ｆ 35.9 50.0 67.7 ｄ_６ 50.617 20.684 0.8 非球面関係 Ｃ＝-8.4842×１０^−６，Ｄ＝-5.6384×１０^−９ Ｅ＝-5.675×１０^−１２，Ｆ＝-8.7779×１０^−１６ Δ_Ｘ／ｒ_７＝-0.004，ｄ_４／f_W＝0.123 f_A／f_R＝5.713，｜f₇｜／f_W＝1.099 f₃／｜f_F｜＝0.812，f₈／f_R＝1.540 実施例３ ｆ＝35.9〜67.7，Ｆナンバー 2.9〜3.6 ｒ_１＝58.9267 ｄ_１＝1.957 ｎ_１＝1,72916 ν_１＝54.68 ｒ_２＝27.2093 ｄ_２＝9.691 ｒ_３＝-195.5763 ｄ_３＝1.595 ｎ_２＝1.6400 ν_２＝60.09 ｒ_４＝59.6287 ｄ_４＝3.827 ｒ_５＝47.8307 ｄ_５＝4.646 ｎ_３＝1.8340 ν_３＝37.16 ｒ_６＝190.9372 ｄ_６＝可変 ｒ_７＝54.411（非球面） ｄ_７＝2.2 ｎ_４＝1.49216 ν_４＝57.5 ｒ_８＝267.1341 ｄ_８＝0.1 ｒ_９＝31.972 ｄ_９＝4.503 ｎ_５＝1.6170 ν_５＝62.79 ｒ_１０＝-192.6994 ｄ_１０＝3.763 ｒ_１１＝40.0207 ｄ_１１＝4.334 ｎ_６＝1.7432 ν_６＝49.31 ｒ_１２＝-66.5344 ｄ_１２＝1.003 ｎ_７＝1.7495 ν_７＝35.27 ｒ_１３＝54.6416 ｄ_１３＝1.442 ｒ_１４＝166.6187 ｄ_１４＝1.022 ｎ_８＝1.7847 ν_８＝26.22 ｒ_１５＝20.7878 ｄ_１５＝5.174 ｒ_１６＝-158.8882 ｄ_１６＝4.851 ｎ_９＝1.68893 ν_９＝31.08 ｒ_１７＝-35.7676 ｆ35.9 50.0 67.7 ｄ_６ 43.079 17.213 0.103 非球面関係 Ｃ＝-5.8793×１０^−６，Ｄ＝-3,6783×１０^−９ Ｅ＝-3.2798×１０^−１２，Ｆ＝-2.0737×１０^−１６ Δ_Ｘ／ｒ_７＝-0.00318，ｄ_４／f_W＝0.129 f_A／f_R＝3.078，｜f₇｜／f_W＝0.846 f₃／｜f_F｜＝1.029，f₈／f_R＝1.677 実施例４ ｆ＝35.9〜67.7，Ｆナンバー 2.9〜3.6 ｒ_１＝56.5264 ｄ_１＝1.99 ｎ_１＝1.72916 ν_１＝54.68 ｒ_２＝28.8696 ｄ_２＝9.632 ｒ_３＝-294.520 ｄ_３＝1.691 ｎ_２＝1.6516 ν_２＝58.67 ｒ_４＝45.7141 ｄ_４＝4.928 ｒ_５＝46.5958 ｄ_５＝3.80 ｎ_３＝1.8340 ν_３＝37.16 ｒ_６＝174.9368 ｄ_６＝可変 ｒ_７＝62.4073（非球面） ｄ_７＝2.00 ｎ_４＝1.49216 ν_４＝57.5 ｒ_８＝141.992 ｄ_８＝0.10 ｒ_９＝30.7359 ｄ_９＝5.20 ｎ_５＝1.61700 ν_５＝62.79 ｒ_１０＝-90.4209 ｄ_１０＝3.753 ｒ_１１＝44.6883 ｄ_１１＝4.121 ｎ_６＝1.7432 ν_６＝49.31 ｒ_１２＝-75.2903 ｄ_１２＝1.020 ｎ_７＝1.7495 ν_７＝35.27 ｒ_１３＝52.6476 ｄ_１３＝1.138 ｒ_１４＝266.1049 ｄ_１４＝1.00 ｎ_８＝1.7847 ν_８＝26.22 ｒ_１５＝22.2006 ｄ_１５＝4.500 ｒ_１６＝-76.086 ｄ_１６＝3.383 ｎ_９＝1.68893 ν_９＝31.08 ｒ_１７＝-28.7101 ｆ 35.9 50.0 67.7 ｄ_６ 43.504 17.845 0.8 非球面係数 Ｃ＝-9.7815×１０^−６，Ｄ＝-6.6935×１０^−９ Ｅ＝-9.0242×１０^−１２，Ｆ＝-2.1336×１０^−１４ Δ_Ｘ／ｒ_７＝-0.00474，ｄ_４／f_W＝0.137 f_A／f_R＝4.983，｜f₇｜／f_W＝0.861 f₃／｜f_F｜＝1.036，f₈／f_R＝1.444 ただしｒ_１，ｒ_２，…，ｒ_１７はレンズ各面の曲率半
径、ｄ_１，ｄ_２，…，ｄ_１６は各レンズの肉厚および空
気間隔、ｎ_１，ｎ_２，…，ｎ_９は各レンズの屈折率、ν
_１，ν_２，…，ν_９は各レンズのアツベ数、ｆは全系の
焦点距離である。

実施例１，３，４は、第１図に示すレンズ構成のもので
ある。これら実施例は絞りが夫々面ｒ_１０の像側1.52
6，2.34，1.526のところに配置されている。又後群の最
も物体側の面（面ｒ_７）が非球面になっている。

実施例２は第２図に示すレンズ構成（他の実施例では前
群の最も像側のレンズが正のメニスカスレンズであるの
に対しこの実施例で両凸レンズ）である。この実施例の
絞りは面ｒ_１０の像側1.471のところに配置されてい
る。又非球面は後群の最も物体側の面に設けてある。

発明の効果 本発明のズームレンズは以上詳細に説明したように又実
施例より明らかなようにレンズ枚数が少なくてコンパク
トであるにもかかわらず口径比が大で収差が良好に補正
されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１，３，４の断面図、第２図は
本発明の実施例２の断面図、第３図，第４図，第５図は
夫々実施例１のｆ＝35.9，50.0，67.7における収差曲線
図、第６図，第７図，第８図は夫々実施例２のｆ＝35.
9，50.0，67.7における収差曲線図、第９図，第１０
図．第１１図は夫々実施例３のｆ＝35.9，50.0，67.7に
おける収差曲線図、第１２図，第１３図，第１４図は夫
々実施例４のｆ＝35.9，50.0，67.7における収差曲線
図、第１５図は非球面形状の説明のための図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最も像側の面が凹面であり少なくとも２枚
   の負レンズを含む負レンズ成分と、正レンズ成分とから
   成り全体として負の屈折力を持つ前群と、全体として正
   の屈折力を持つ後群とから構成され、前記前群と前記後
   群の間隔を変化させて変倍を行なうズームレンズにおい
   て、前記後群中に絞りを配置し、前記後群の絞りより前
   のレンズ面の内少なくとも一面が非球面であり、以下の
   条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 (1)−0.001＞Δ_Ｘ／Ｒ_Ａ＞−0.01 (3)0.7＜f₃／｜f_F｜＜1.2 (4)0.1＜d₄／f_W＜0.16 ただし、Ｒ_Ａは非球面の頂点における近軸曲率半径、Δ
   _Ｘは非球面を施したレンズにおける最大有効径での非球
   面上の点の近軸曲率球面からの光軸方向に対する変位
   量、f_Fは前群の焦点距離、f₃は前群中の正レンズ成分の
   焦点距離、f_Wは広角端における全系の焦点距離、d₄は前
   群中の負レンズ成分と正レンズ成分の間の空気間隔であ
   る。
2. 【請求項２】前記後群は、物体側から順に、正レンズ成
   分と絞りと正レンズ成分と最も像側の面が凹面である負
   レンズ成分と正レンズ成分とから構成されることを特徴
   とする特許請求の範囲（１）のズームレンズ。