JPH073507B2 - ズ−ムレンズ - Google Patents

ズ−ムレンズ

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JPH073507B2
JPH073507B2 JP60290090A JP29009085A JPH073507B2 JP H073507 B2 JPH073507 B2 JP H073507B2 JP 60290090 A JP60290090 A JP 60290090A JP 29009085 A JP29009085 A JP 29009085A JP H073507 B2 JPH073507 B2 JP H073507B2
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lens
lens group
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wide
zoom
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貞利 高橋
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はズームレンズに関し、特に負の屈折力のレンズ
群が先行する全体として3つのレンズ群を有し物体側の
2つのレンズ群を移動させることにより変倍を行った小
型でしかも高変倍のズームレンズに関するものである。
従来よりレンズ全長の短縮化及びレンズ外径の縮小化を
図りつつレンズ系の小型化を図った写真用のズームレン
ズとしては例えば特開昭58−111013号公報、特開昭58−
178316号公報、特開昭59−18917号公報等がある。これ
らのズームレンズはいずれも物体側より順に負の屈折力
を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ
群そして第3レンズ群の3つのレンズ群より成り第1レ
ンズ群と第2レンズ群を移動させて変倍を行っている。
このうち特開昭58−111013号公報及び特開昭59−18917
号公報は所謂2群ズームレンズを基本としてレンズ系の
小型化を図ったものであるがズーム比が2倍弱と高変倍
のズームレンズとは言えないものである。
一方、特開昭59−18917号公報は35mmライカ版フイルム
で言うと28mmから始まるやや広画角でしかもズーム比3
倍と高倍率のズームレンズであるがレンズ全長が長くし
かもレンズ外径が大きくズームレンズとしてはやや大型
のものである。
本発明は広画角のズーム位置での撮影画角が約73.4度、
ズーム比約2.5倍と高変倍でしかも従来のズーム比2倍
程度のズームレンズのレンズ全長と略等しい長さの小型
の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、正の屈折力の第2レ
ンズ群そして第3レンズ群の3つのレンズ群を有し第1
レンズ群と第2レンズ群を移動させて変倍を行うズーム
レンズにおいて、前記第1レンズ群の焦点距離をf1,ズ
ーミングの広角端における全系の焦点距離をfW,ズーミ
ングの望遠端における全系の焦点距離をfT,広角端にお
ける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔をl1W,
ズーミングの望遠端における前記第2レンズ群の結像倍
率をβ2Tとしたとき 1.2fW<|f1|<1.6fW ……(1) 0.85fW<l1W<1.2fW ……(2) なる条件を満足することが望ましい。
また更なる画像性能の向上及び良好な画質を得るに至る
設計手続の短縮を図るためには以下の条件を満足するの
が良い。
第2そして第3レンズ群の焦点距離を各々f2,f3、広角
端における第2レンズ群と第3レンズ群の間隔をl2W
望遠端における第1レンズ群と第2レンズ群の間隔及び
第2レンズ群と第3レンズ群の間隔を各々l1T,l2Tとし
たとき 0.9fW<f2<1.3fW ……(4) −3.5/fT<1/f3<0.3/fT ……(5) 0<l1W/fW<0.3 ……(6) 0<l1T/fW<0.2 ……(7) 0.7<(l2T−l2W)/fW<1.2 ……(8) このように本発明では物体側より負の屈折力を有する第
1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群そして第
3レンズ群からなる3群構成のズームレンズで、前述の
諸条件を満足しつつ第1レンズ群及び第2レンズ群を光
軸上移動させることにより高変倍でしかも小型のズーミ
ングを達成している。
本発明の如く3群構成のズームレンズにおいてレンズ系
の小型化をはかる為には、 (イ)第1レンズ群のレンズ径を小さくする (ロ)レンズ全長を短かくする の2つの要件を適切に達成することが必要である。
第1レンズ群のレンズ径は本発明のズーム構成の場合に
は多くの場合絞りが第2レンズ群内に設けてある為に、
画角の大きな広角端に於ける軸外光束を確保するときの
条件より決定される。特に第1レンズ群でフオーカシン
グを行なう場合には、広角端における至近物体距離に対
する軸外光線の確保により決定される。
一方レンズ全長の短縮化を図る為には、第2レンズ群の
変倍作用を効率的に行うことが有効である。変倍作用は
第1レンズ群と第2レンズ群の屈折力及び撮影倍率など
に強く依存している。特に高変倍化を図る為にバリエー
ターである第2レンズ群の移動量を大きくすることは、
第1,第2レンズ群の間隔を確保する為間隔が増大し第1
レンズ群のレンズ径を増大させることに直結する為に第
1レンズ群及び第2レンズ群の近軸配置の設定が重要と
なってくる。
前述の諸条件は本発明の以上の各要素を考慮してなされ
たものである。以下各条件式の技術的意味について説明
する。
条件式(1)は第1レンズ群の屈折力に関し、条件式
(1)の上限値を越えて第1レンズ群の屈折力が弱まっ
てくると所定の変倍比を得る為と望遠側で第1レンズ群
と第2レンズ群の間隔を両レンズ群が干渉しないように
充分な間隔を確保する為に第2レンズ群の屈折力を弱
め、かつ第2レンズ群の移動量を増加させねばならな
い。この結果広角端で第1レンズ群と第2レンズ群の間
隔が増加し、広角端において軸外光線を確保の為に前玉
レンズ径が増加してくる。又第1レンズ群を移動させて
有限物体距離にフオーカシングを行なう場合、繰り出し
量が増加し、広角端において至近物体距離に対する軸外
光線を充分確保の為に前玉レンズ径が大きくなってく
る。条件式(1)の下限値を越えると第1レンズ群の屈
折力が強くなりすぎ広角端に於ける歪曲収差が負の方向
へ大きくなり、このときの補正が困難となる。又ズーミ
ングに於ける第1レンズ群内の球面収差の発生量が大き
くなり望遠側及び望遠端に於ける球面収差の良好なる補
正が困難となる。又第1レンズ群を移動させてフオーカ
シングを行う場合球面収差の変動が大きくなり、特に望
遠側で近距離物体にフオーカシングを行なうと著しく補
正過剰となってくるので好ましくない。
条件式(2)は広角端に於ける第1レンズ群と第2レン
ズ群の空気間隔を制限するものである。条件式(2)の
上限値を越えると広角端に於ける第1レンズ群と第2レ
ンズ群の間隔が大きくなりすぎその為に第1レンズ群と
第2レンズ群近傍に配置した絞りとが遠くなる為に軸外
光線を充分確保する為に第1レンズ群のレンズ径を大き
くしなければならない。更にレンズ径が大きくなるとレ
ンズのコバとレンズ間の空気間隔を確保する為にレンズ
全長が長くなってくる。条件式(2)の下限値を越える
と、ズーム比を確保する為の空気間隔の変化のスペース
が不十分となり望遠端で第1レンズ群と第2レンズ群が
干渉してくるので好ましくない。又それ相当の空気間隔
でズーム比を確保する為には、第1レンズ群と第2レン
ズ群の屈折力を強めねばならずその結果、条件式(1)
からはずれてくるので好ましくない。尚、この条件は後
述の条件式(4),(5)とも関係する。
条件式(3)は第2レンズ群の望遠端の撮影倍率に関す
るものである。上限値を越えると望遠端において広角端
に比べてレンズ全長が著しく長くなり更に第2レンズ群
を等倍より倍率の大きな範囲で広く使用する場合には第
2レンズ群の収差変動が大きくなり特に望遠側での球面
収差の変動が大きくなってくる。又下限値を越えると逆
に広角端において望遠端に比べてレンズ全長が著しく長
くなってくる。更に第1レンズ群と第2レンズ群の空気
間隔が必要以上に大きくなり、広角端において軸外光束
を確保する為に第1レンズ群のレンズ径を大きくしなけ
ればならなくなってくる。
条件式(4)は第2レンズ群の屈折力に関するものであ
る。条件式(4)の上限値を越えて第2レンズ群の屈折
力が弱くなりすぎると全系の変倍を主に第2レンズ群で
行っている為に全系のズーム比すなわち第2レンズ群の
倍率変化を充分確保する為に第2レンズ群の移動量を増
加させねばならず、この結果レンズ全長が長くなってく
る。更に第2レンズ群の物点の移動量も増加し、第1レ
ンズ群の移動量の増加に伴った移動スペースの確保の為
にレンズ全長が長くなってくる。又バツクフオーカスも
長くなり、この結果光学全長も増加してくるので好まし
くない。下限値を越えて第2レンズ群の屈折力を強くす
るとズーミングによる球面収差の変動が大きくなり、広
角端と望遠端の双方で球面収差を良好に補正するのが難
しくなり、更に中間の焦点位置での球面収差とをバラン
ス良く補正するのが難しくなる。又第2レンズ群の屈折
力が強くなる為、第3レンズ群の負の屈折力を強くする
為、第2レンズ群と第3レンズ群で強いテレタイプのレ
ンズ構成となりバツクフオーカスが非情に短かくなって
くる。この為一眼レフレフレツクスカメラではクイツク
リターンミラーのはね上がりスペースが充分とれなくな
ってくる。又第3レンズ群の屈折力を強くしなければな
らず全体的にレンズ構成が複雑になってくるので好まし
くない。
条件式(5)は第3レンズ群の屈折力を適切に定めるも
のである。上限値を越えて第3レンズ群の屈折力が強く
なると相対的に第2レンズ群の屈折力が弱くなってくる
ことに相当し、前述の理由により好ましくない。下限値
を越えて第3レンズ群の屈折力が負の方向へ大きくなる
と相対的に第2レンズ群の正の屈折力が強くなってくる
ので、前述した如く第2レンズ群の収差変動が大きくな
り、又バツクフオーカスを十分に確保するのが難しくな
ってくる。このように第3レンズ群は条件式(5)に示
す様に比較的弱い屈折力であることが好ましい。そし
て、特に好ましくは物体側より屈折率の高い負レンズと
負レンズより屈折率の低い正レンズの2つのレンズを貼
り合わせた貼り合せレンズで構成し、全体として像面に
対し凸面を向けたメニスカス形状のレンズで構成するこ
とが好ましい。これは最終レンズでは軸外光線が広角側
より望遠側で光軸上高い所を通過する為にメリデイオナ
ル像面を補正過剰とすることが出来る為である。又貼り
合わせレンズにより零若しくは負の値となるペツツバー
ル和を正の方向の適切なる値に設定している。
条件式(6)は第2レンズ群と第3レンズ群の広角端に
於ける空気間隔の制限に関し上限値を越えて間隔が大き
くなってくると不必要にレンズ全長が長くなり又バツク
フオーカスを十分長く確保するのが難しくなってくる。
下限値を越えると第2レンズ群と第3レンズ群が干渉し
てくるので好ましくない。
条件式(7)は第1レンズ群と第2レンズ群の望遠端に
於ける間隔に関するものである。上限値を越えて空気間
隔を長く確保すると不必要なスペースを確保する事にな
り、条件式(3)で説明した様に第1レンズ群のレンズ
径の増大及びレンズ全長の増大を招くことになる。また
下限値を越えると望遠端で第1レンズ群と第2レンズ群
が少なすぎて干渉してくるので好ましくない。
条件式(8)は広角端から望遠端への変倍の際の第2レ
ンズ群の移動量に関するものである。上限値を越えて第
2レンズ群の移動量が増加すると多くの空間を確保せね
ばならず、レンズ全長が増大してくる。下限値を越えて
第2レンズ群の移動量が少なくなると所定のズーム比を
確保することが難しくなる。
本発明においては以上説明したレンズ構成をとることに
より、ズーム比が約2.5倍にもかかわらず、従来のズー
ム比約2倍のズームレンズと略等しいレンズ全長を有し
たズームレンズを達成することができる。
尚本発明においてフオーカシングは第1レンズ群を移動
させて行うのが収差変動が少なくて好ましいが第3レン
ズ群を移動させても又レンズ系全体を移動させて行って
も良い。
又本発明においては軸外光束のフレアー成分を除去する
為に第2レンズ群と第3レンズ群との関にフレアー絞り
を配置し、変倍に伴い第1及び第2レンズ群と独立に移
動させるのが好ましい。特に広角端から望遠端への変倍
に際して物体側へ移動させるのが有効である。
更に、より高度の収差補正を望む場合、条件式(4)の
上限値は1.2fW、条件式(8)の上限値は1.1に限有する
のも良い。
次に本発明の数値実施例を示す。
数値実施例に於いてRiは物体側より順に第i番目のレン
ズ面の曲率半径、Diは物体側より第i番目のレンズ厚及
び空気間隔、Niとνiは各々物体側より順に第i番目の
レンズのガラス屈折率とアツベ数である。
尚B,C,Dは非球面係数である。非球面形状は光軸からの
高さhの位置での光軸方向の変倍を面頂点を基準にして
xとするとき で表わされる。但しRは曲率半径である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の近軸屈折力配置の説明図、第2図〜第
5図は各々本発明の数値実施例1〜4のレンズ断面図、
第6図〜第9図は各々本発明の数値実施例1〜4の諸収
差図、第10図は数値実施例5のレンズ断面図、第11図は
数値実施例5の諸収差図である。図中(a),(b),
(c)は各々広角端、中間、望遠端のズーム位置での収
差図、△Sはサジタル像面、△Mはメリデイオナル像
面、Pはフレアー絞りである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に負の屈折力の第1レンズ
    群、正の屈折力の第2レンズ群そして第3レンズ群の3
    つのレンズ群を有し前記第1レンズ群と前記第2レンズ
    群を移動させて変倍を行うズームレンズにおいて、前記
    第1レンズ群の焦点距離をf1,ズーミングの広角端にお
    ける全系の焦点距離をfW,ズーミングの望遠端における
    全系の焦点距離をfT,広角端における前記第1レンズ群
    と前記第2レンズ群の間隔をl1W,ズーミングの望遠端に
    おける前記第2レンズ群の結像倍率をβ2Tとしたとき 1.2fW<|f1|<1.6fW 0.85fW<l1W<1.2fW なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項2】前記第2そして第3レンズ群の焦点距離を
    各々f2,f3、広角端における前記第2レンズ群と前記第
    3レンズ群の間隔をl2W、望遠端における前記第1レン
    ズ群と前記第2レンズ群の間隔及び前記第2レンズ群と
    前記第3レンズ群の間隔を各々l1T,l2Tとしたとき 0.9fW<f2<1.3fW −0.35/fT<1/f3<0.3/fT 0<l1W/fW<0.3 0<l1T/fW<0.2 0.7<(l2T−l2W)/fW<1.2 なる条件を満足する特許請求の範囲第1項記載のズーム
    レンズ。
JP60290090A 1984-12-22 1985-12-23 ズ−ムレンズ Expired - Lifetime JPH073507B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27149084 1984-12-22
JP59-271490 1984-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61267721A JPS61267721A (ja) 1986-11-27
JPH073507B2 true JPH073507B2 (ja) 1995-01-18

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ID=17500773

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US6813091B2 (en) 2002-05-21 2004-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens system and photographing apparatus having the same
JP4593971B2 (ja) 2004-05-19 2010-12-08 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
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JP5006514B2 (ja) 2004-12-16 2012-08-22 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
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