JPH0784183A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】広画角で変倍比が大きく、コンパクトなズーム
レンズを実現する。 【構成】正の焦点距離を持つ第１群と、負の焦点距離を
持つ第２群の間隔を変化させて変倍を行うズームレンズ
である。第１群は物体側から、物体側に凸面を向けた正
メニスカスレンズ１、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズ２、両凸レンズ３を配してなり、第２群は物体
側から順次、像側に凸面を向けた正レンズ４レンズ、負
レンズ５、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ６を
配してなり、短焦点端における全系の焦点距離：ｆ_W、
第１群の焦点距離：ｆ₁、第２群の焦点距離：ｆ₂、第５
レンズの物体側面および像側面の曲率半径：ｒ₁₀および
ｒ₁₁が条件（１）０．６＜ｆ₁／ｆ_W＜０．８，（２）−
１．１＜ｆ₂／ｆ₁＜−０．９，（３）−１．４＜（ｒ₁₀
＋ｒ₁₁）／（ｒ₁₀−ｒ₁₁）＜−０．９を満足し、第２面
が「レンズ周辺部に向かうにつれて正の屈折力が弱ま
る」非球面形状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はズームレンズに関す
る。この発明のズームレンズはレンズシャッタカメラの
撮影レンズやビデオカメラの撮影レンズに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】近来、レンズシャッタカメラはズームレ
ンズを搭載されたものが大半を占めるようになってきて
いる。このような状況において、２倍程度の変倍比をも
ち、しかもコンパクトで、搭載するカメラのコンパクト
化を可能ならしめるようなズームレンズが要請されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、群構成が２群と少な
く、半画角：３３度程度の広画角を含み、１．８５倍以
上の変倍比を持ちながら構成枚数が６枚と少ない、コン
パクトなズームレンズの提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明のズームレンズ
は、図１に示すように「正の焦点距離を持つ第１群を物
体側（図１左方）に、負の焦点距離を持つ第２群を像側
（図の右方）に配してなり、第１，第２群の間隔を変化
させて変倍を行うズームレンズ」であって、第１群は、
物体側から順次、物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズで像側の面が非球面である第１レンズ１、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズである第２レンズ２、
両凸レンズである第３レンズ３、を配してなる。

【０００５】第２群は、物体側から順次、像側に凸面を
向けた正レンズである第４レンズ４、負レンズである第
５レンズ５、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズで
ある第６レンズを配してなる。符号Ｓは、第１，第２群
間に配備された絞りを示す。

【０００６】このズームレンズは、以下の条件（１）〜
（４）を満足する。

【０００７】（１） ０．６＜ｆ₁／ｆ_W＜０．８ （２） −１．１＜ｆ₂／ｆ₁＜−０．９ （３） −１．４＜（ｒ₁₀＋ｒ₁₁）／（ｒ₁₀−ｒ₁₁）
＜−０．９ （４） Ｘ₂（Ｈ）＞ｃ₂Ｈ²／｛１＋√（１−ｃ
₂ ²Ｈ²）｝ ここに、「ｆ_W」は短焦点端における全系の焦点距離、
「ｆ₁およびｆ₂」は第１および第２群の焦点距離、また
「ｒ₁₀およびｒ₁₁」は、図１に示すように、第５レンズ
５の物体側面および像側面の曲率半径を表す。

【０００８】「Ｘ₂（Ｈ）」は、第１レンズ１の像側面
（非球面）の光軸との交点を原点として像側に向かう方
向を正としてＸ軸を採り、光軸直交方向に高さ：Ｈを採
り、光軸上の曲率半径の逆数をｃ₂（＝１／ｒ₂）とし、
上記像側面の形状（高さ：Ｈにおいて、上記原点で像側
面に接する平面から、レンズ面に到る距離）を表す。

【０００９】正レンズである第４レンズ４と負レンズで
ある第５レンズとはそれぞれ、図１に示すように、第４
レンズ４を「平凸レンズ」、第５レンズ５を「両凹レン
ズ」とすることもできるし（請求項２）、図２に示すよ
うに第４レンズ４を「平凸レンズ」、第５レンズ５を
「負メニスカスレンズ」とすることもでき（請求項
３）、あるいは図３に示すように、第４レンズを「正メ
ニスカスレンズ」、第５レンズ５を「負メニスカスレン
ズ」とすることもできる（請求項４）。

【００１０】

【作用】上記のように、この発明では、正の焦点距離を
持つ第１群を物体側に配し、負の焦点距離を持つ第２群
を像側に配することにより、所謂「テレフォト」タイプ
の２群ズームレンズとなっている。この構成を採ること
により、バックフォーカスが短縮され、レンズシャッタ
カメラ等、バックフォーカスに制約のないカメラに適し
た、コンパクトで構成簡素なズームレンズを実現でき
る。

【００１１】上記タイプのズームレンズでは、長焦点端
で第１，第２群が最接近し、短焦点端でバックフォーカ
スが最短になる。この発明では、第１群を物体側から順
次、正・負・正のレンズ構成とすることにより第１群の
後側主点をできるだけ像側に位置させ、長焦点端での第
２群の前側主点との距離を有効に短縮することで、コン
パクトなサイズにも拘らず、１．８５倍以上の変倍比を
得ることができるようにしている。

【００１２】このタイプのズームレンズで全系をコンパ
クトに構成するためには、第１群および第２群の屈折力
を強めると共に、各群のレンズ全長を短くする必要があ
る。第１，第２群の屈折力を共に強めすぎると、変倍に
伴う収差の変動が大きくなって各群の像面（フィルム
面）に対する位置精度が厳しくなる。

【００１３】条件（１）は「第１群のパワー」を規定す
る条件であり、パラメータ：ｆ₁／ｆ_Wが上限を超える
と、収差補正上は有利であるが、群間隔変化に対する全
系の焦点距離変化が小さくなり、１．８５倍以上の変倍
比の実現が困難になる。また下限を超えると、コンパク
ト化には有利であるが、変倍に伴う球面収差の変化が大
きくなり好ましくない。

【００１４】レンズ全長の増加を抑えてコンパクト性を
維持しつつ、１．８５倍以上の変倍比を確保し、且つ、
短焦点端でのバックフォーカスが極端に短くならないよ
うにするには、各群の移動量を小さくする必要がある。
変倍時の、第２群の「第１群に対する相対移動量」を小
さく抑えるためには、第２群の持つ負の屈折力を、第１
群の正の屈折力と「同等もしくはより強く」する必要が
ある。

【００１５】条件（２）は「第１，第２群のパワーの
比」を規定するものであり、パラメータ：ｆ₂／ｆ₁が下
限を超えると、第１群に対する第２群の相対移動量が大
きくなり、コンパクト性が損なわれたり、短焦点端でバ
ックフォーカスが極端に短くなったりして好ましくな
い。また上限を超えると、ペッツバール和が過剰に小さ
くなり、像面がオーバー側に倒れて軸外性能が悪化す
る。

【００１６】条件（３）は、第５レンズの形状を規定す
るものであり、パラメータ：（ｒ₁₀＋ｒ₁₁）／（ｒ₁₀−
ｒ₁₁）が上限を超えると、像面湾曲の良好な補正が難し
くなり、下限を超えると、第２群の後側主点が物体側へ
移動し、短焦点端でのバックフォーカスが短くなって像
面に近いレンズの大型化を招来する。

【００１７】条件（４）は、第１レンズの像側面に採用
された非球面の形状を規定するものであり、「レンズ周
辺部に向かうにつれて正の屈折力が弱まる」形状である
ことを表している。第１レンズ像側面の非球面をこのよ
うな形状とすることにより、全長のコンパクト化に伴う
収差の発生を有効に除去することが可能である。

【００１８】

【実施例】以下、具体的な実施例を３例挙げる。実施例
１は請求項１，２記載のズームレンズの実施例、実施例
２は請求項１，３記載のズームレンズの実施例、実施例
３は請求項１，４記載のズームレンズの実施例である。

【００１９】図１に示すように、物体側から数えて第ｉ
番目の面（絞り面を含む）の曲率半径をｒ_i（ｉ＝１〜
１３）、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との光軸上の
面間隔をｄ_i（ｉ＝１〜１２）、物体側から数えて第ｊ
番目のレンズの材質の屈折率およびアッベ数をｎ_jおよ
びν_j（ｊ＝１〜６）で表す。

【００２０】また、ｆは全系の焦点距離、Ｆ／Ｎｏは明
るさ、ωは半画角を表す。非球面は周知の如く、光軸に
合致させてＸ座標を取り、光軸に直交させてＨ座標を設
定するとき、光軸上の曲率半径をｒ（前述のｃの逆
数）、円錐定数をＫ、高次の非球面係数をＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄとするとき、 Ｘ＝（１／ｒ）Ｈ²／｛１＋√［１−（１＋Ｋ）（Ｈ／
ｒ）²］｝＋Ａ・Ｈ⁴＋Ｂ・Ｈ⁶＋Ｃ・Ｈ⁸＋Ｄ・Ｈ¹⁰ で表される曲線を光軸の回りに回転させて得られる曲面
であり、光軸上の曲率半径と円錐定数と高次の非球面係
数とを与えて形状を特定する。なお、非球面係数の表示
においてＥとそれに続く数字は羃乗を示す。即ち、例え
ば「Ｅ−９」とあれば、これは１／１０⁹を意味し、こ
の数がその前にある数値に乗ぜられるのである。

【００２１】なお、条件式（１）〜（４）のうち、条件
（４）は各実施例において満足されている（上記非球面
の式において、円錐定数：Ｋが１より大きい値を取るこ
とにより満足されている）ので、条件式のパラメータの
値としては、条件（１）〜（３）に関するものを挙げ
る。

【００２２】実施例１ ｆ＝３３．０〜６２．０，Ｆ／Ｎｏ＝５．２〜９．８， ω＝３２．８〜１９．２（度） ｉ ｒ_i ｄ_i ｊ ｎ_j ν_j １ １２．４６８ ２．１９ １ １．６２ ３６．３ ２ ６４．７ ０．６１ ３ ３８７．１ １．０９ ２ １．９０３ ２９．８ ４ １１．４７６ ４．７４ ５ ４８．７５４ ２．０ ３ １．５８９ ６１．３ ６ −１０．１４４ １．１ ７ （絞り） 可変 ８ ∞ ３．５ ４ １．５１７ ５２．２ ９ −１３．２６３ ０．８ 10 −１５．５３７ １．０ ５ １．７４１ ５２．６ 11 ３８７．１ ３．７７ 12 −１１．１８５ １．３２ ６ １．７４１ ５２．６ 13 −３０．９１３ 。

【００２３】非球面（第２面） Ｋ＝ １２０．６６ ，Ａ＝ １．６６Ｅ−４，Ｂ＝
１．９３Ｅ−６，Ｃ＝−９．７４Ｅ−８，Ｄ＝ ３．９
４Ｅ−９ 。

【００２４】可変量 ｆ ３３．０ ４７．５ ６２．０ ｄ₇ ７．９５ ３．８６ １．７０
。

【００２５】条件式のパラメータの値 ｆ₁/ｆ_W＝０．６６９，ｆ₂/ｆ₁＝−０．９０１，（ｒ₁₀
＋ｒ₁₁）/（ｒ₁₀−ｒ₁₁）＝−０．９２３ 図１に実施例１のズームレンズのレンズ構成図を示す。

【００２６】実施例２ ｆ＝３２．８〜６２．０，Ｆ／Ｎｏ＝５．２〜９．８， ω＝３２．９〜１９．２（度） ｉ ｒ_i ｄ_i ｊ ｎ_j ν_j １ １３．９４３ ２．２６ １ １．６２ ３６．３ ２ ９９．６２５ ０．３９ ３ ２７４．４２９ １．８１ ２ １．９０３ ２９．８ ４ １２．４９９ ５．３２ ５ ６０．０００ １．８３ ３ １．５８９ ６１．３ ６ −１０．９６７ １．１１ ７ （絞り） 可変 ８ ∞ ３．７４ ４ １．５１７ ５２．２ ９ −１３．１１２ ０．９１ 10 −１４．６５６ １．０ ５ １．７４１ ５２．６ 11 −３１５．６６１ ３．６５ 12 −１２．７１７ １．０ ６ １．７４１ ５２．６ 13 −３９．３９２ 。

【００２７】非球面（第２面） Ｋ＝ ２６５．３２ ，Ａ＝ １．４０９Ｅ−４，Ｂ＝
１．１８１Ｅ−６，Ｃ＝−３．６３Ｅ−８，Ｄ＝
１．１３９Ｅ−９ 。

【００２８】可変量 ｆ ３２．８ ４５．５ ６２．０ ｄ₇ ９．１５ ４．７５ １．７０
。

【００２９】条件式のパラメータの値 ｆ₁/ｆ_W＝０．７２２，ｆ₂/ｆ₁＝−０．９２７，（ｒ₁₀
＋ｒ₁₁）/（ｒ₁₀−ｒ₁₁）＝−１．０９７ 図２に実施例２のズームレンズのレンズ構成図を示す。

【００３０】実施例３ ｆ＝３２．８〜６２．１，Ｆ／Ｎｏ＝５．１〜９．７， ω＝３２．９〜１９．２（度） ｉ ｒ_i ｄ_i ｊ ｎ_j ν_j １ １２．７０５ ２．３９ １ １．６２ ３６．３ ２ ７７．５７５ ０．７１ ３ ３９５．９８７ １．０ ２ １．９０３ ２９．８ ４ １１．８１３ ２．４６ ５ ４６．７７５ ４．９６ ３ １．５８９ ６１．３ ６ −１１．１０３ １．１ ７ （絞り） 可変 ８ −１４１．３３ ３．４２ ４ １．５１７ ５２．２ ９ −１３．６０６ ０．９７ 10 −１５．６６３ １．０ ５ １．７４１ ５２．６ 11 −１６１．２２９ ３．７２ 12 −１２．３０８ １．０ ６ １．７４１ ５２．６ 13 −３５．６６６ 。

【００３１】非球面（第２面） Ｋ＝ １４６．７９ ，Ａ＝ １．２７４Ｅ−４，Ｂ＝
１．５３８Ｅ−６，Ｃ＝−６．４５７Ｅ−８，Ｄ＝
１．８０７Ｅ−９ 。

【００３２】可変量 ｆ ３２．８ ４５．５ ６２．１ ｄ₇ ９．２５ ４．９１ １．８９
。

【００３３】条件式のパラメータの値 ｆ₁/ｆ_W＝０．７１８，ｆ₂/ｆ₁＝−０．９２９，（ｒ₁₀
＋ｒ₁₁）/（ｒ₁₀−ｒ₁₁）＝−１．２１５ 図３に実施例３のズームレンズのレンズ構成図を示す。

【００３４】図４〜６に実施例１に関する収差図を示
す。図４は短焦点端、図５は中間焦点距離、図６は長焦
点端に関するものである。図７〜９に実施例２に関する
収差図を示す。図７は短焦点端、図８は中間焦点距離、
図９は長焦点端に関するものである。図１０〜１２に実
施例３に関する収差図を示す。図１０は短焦点端、図１
１は中間焦点距離、図１２は長焦点端に関するものであ
る。

【００３５】球面収差の図において、ｄ，ｇは、それぞ
れｄ線およびｇ線の球面収差（破線は正弦条件）、非点
収差の図における実線はサジタル像面、破線はメリディ
オナル像面を示す。各実施例とも短焦点端・中間焦点距
離・長焦点端のいずれにおいても収差は良好に補正さ
れ、性能良好である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
ズームレンズを提供できる。この発明のズームレンズは
上述の如き構成となっているので、２群ズームの６枚構
成と構成簡素であるにも拘らず、反画角：３３度程度の
広画角を含み、１．８５倍以上の変倍比を実現でき、極
めてコンパクトである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す図
である。

【図２】実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す図
である。

【図３】実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す図
である。

【図４】実施例１のズームレンズの短焦点端における収
差図である。

【図５】実施例１のズームレンズの中間焦点距離におけ
る収差図である。

【図６】実施例１のズームレンズの長焦点端における収
差図である。

【図７】実施例２のズームレンズの短焦点端における収
差図である。

【図８】実施例２のズームレンズの中間焦点距離におけ
る収差図である。

【図９】実施例２のズームレンズの長焦点端における収
差図である。

【図１０】実施例３のズームレンズの短焦点端における
収差図である。

【図１１】実施例３のズームレンズの中間焦点距離にお
ける収差図である。

【図１２】実施例３のズームレンズの長焦点端における
収差図である。

【符号の説明】

１ 第１レンズ ２ 第２レンズ ３ 第３レンズ ４ 第４レンズ ５ 第５レンズ ６ 第６レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正の焦点距離を持つ第１群を物体側に、負
   の焦点距離を持つ第２群を像側に配してなり、第１，第
   ２群の間隔を変化させて変倍を行うズームレンズにおい
   て、 第１群は、物体側から順次、物体側に凸面を向けた正メ
   ニスカスレンズで像側の面が非球面である第１レンズ、
   物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第２レ
   ンズ、両凸レンズである第３レンズ、を配してなり、 第２群は、物体側から順次、像側に凸面を向けた正レン
   ズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、像側
   に凸面を向けた負メニスカスレンズである第６レンズを
   配してなり、 短焦点端における全系の焦点距離：ｆ_W、第１群の焦点
   距離：ｆ₁、第２群の焦点距離：ｆ₂、第５レンズの物体
   側面および像側面の曲率半径：ｒ₁₀およびｒ₁₁が条件 （１） ０．６＜ｆ₁／ｆ_W＜０．８ （２） −１．１＜ｆ₂／ｆ₁＜−０．９ （３） −１．４＜（ｒ₁₀＋ｒ₁₁）／（ｒ₁₀−ｒ₁₁）
   ＜−０．９ を満足し、 第１レンズの像側面の光軸との交点を原点として像側に
   向かう方向を正としてＸ軸を採り、光軸直交方向に高
   さ：Ｈを採り、光軸上の曲率半径の逆数をｃ₂（＝１／
   ｒ₂）、上記像側面の形状をＸ₂（Ｈ）とするとき、Ｘ₂
   （Ｈ）が、条件 （４） Ｘ₂（Ｈ）＞ｃ₂Ｈ²／｛１＋√（１−ｃ
   ₂ ²Ｈ²）｝ を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】請求項１記載のズームレンズにおいて、 第４レンズが平凸レンズ、第５レンズが両凹レンズであ
   ることを特徴とするズームレンズ。
3. 【請求項３】請求項１記載のズームレンズにおいて、 第４レンズが平凸レンズ、第５レンズが負メニスカスレ
   ンズであることを特徴とするズームレンズ。
4. 【請求項４】請求項１記載のズームレンズにおいて、 第４レンズが正メニスカスレンズ、第５レンズが負メニ
   スカスレンズであることを特徴とするズームレンズ。