JPH0792546B2 - 小型のズ−ムレンズ - Google Patents

小型のズ−ムレンズ

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JPH0792546B2
JPH0792546B2 JP61169382A JP16938286A JPH0792546B2 JP H0792546 B2 JPH0792546 B2 JP H0792546B2 JP 61169382 A JP61169382 A JP 61169382A JP 16938286 A JP16938286 A JP 16938286A JP H0792546 B2 JPH0792546 B2 JP H0792546B2
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    • G02B15/16Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • GPHYSICS
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    • G02B15/1435Optical 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 three groups only the first group being negative
    • G02B15/143503Optical 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 three groups only the first group being negative arranged -+-

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

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な小型の
ズームレンズに関し、特に負の屈折力のレンズ群が先行
する少なくとも3つのレンズ群を有したレンズ全長の短
い良好なる光学性能を有した小型のズームレンズに関す
るものである。
(従来の技術) 従来より物体側より順に負の屈折力の第1群と正の屈折
力の第2群の2つのレンズ群を有し、両レンズ群を移動
させて変倍を行う、所謂2群ズームレンズは広画角化が
比較的容易なズームレンズとして写真用カメラやビデオ
カメラ等に多く用いられている。
この2群ズームレンズは本出願人も特開昭53−13236号
公報や特開昭56−19022公報等で提案している。
一般に2群ズームレンズは全体的に負と正の屈折力のレ
ンズ構成より成るレトロフォーカス型のレンズ構成を採
っている為、画角特性が優れている特徴がある。しかし
ながら全系の焦点距離に対するレンズ全長の比、所謂テ
レ比が比較的大きくなる傾向があった。
これに対して本出願人は特開昭56−128911号公報や特開
昭60−48009号公報で物体側より順に正の屈折力の第1
群と負の屈折力の第2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ズームレンズを提案し
ている。
この正の屈折力のレンズ群を先行するズームレンズはレ
ンズ系全体が正と負の屈折力配置の望遠型のレンズ構成
となっている。この為、比較的テレ比を小さくすること
ができ、レンズ全長の短い小型のズームレンズを容易に
達成することが出来る特徴がある。この望遠型の2群ズ
ームレンズにおいて高変倍比を得るには第1群の屈折力
を強める必要がある。
しかしながら第1群の屈折力を強めると第1群の光軸方
向の微少変異量δに対する像面位置の変動量Δの比Δ/
δ、所謂敏感度が大きくなり、各レンズ群を移動させる
機構が複雑化してくる傾向があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は広画角化が容易で、しかも比較的高変倍比の得
られるレンズ全長の短い小型のズームレンズの提供を目
的とする。
特に本発明は負の屈折力のレンズ群が先行するレンズ構
成を有した良好なる光学性能を有した写真用カメラやビ
デオカメラ等に好適な小型のズームレンズの提供を目的
とする。
(問題点を解決する為の手段) 物体側より順に負の屈折力の第1群、正の屈折力の第2
群、そして負の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有
し、前記第2群と第3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i群の焦点距離をfi、広角端と
望遠端のズーム位置における全系の焦点距離を各々fW,f
T、望遠端での第1群と第2群の合成の焦点距離を
f12T、第1群と第2群の主点間隔、そして第2群と第3
群の主点間隔を各々e1T,e2T、広角端での第2群と第3
群の合成の焦点距離をf23W、第1群と第2群の主点間隔
そして第2群と第3群の主点距離を各々e1W,e2W、広角
端のズーム位置から望遠端のズーム位置へ変倍するとき
の第i群の移動量をMi、ズーム比をZとするとき 0.5fw<|f3|<4fT ……(1) 0.5<f2/fw<2 ……(2) 0.5fw<|f1|<4fT ……(3) 0.25<f3/f1<4 ……(4) 0<e1T/fT<0.3 ……(5) 0.5<|f1|/f23W<8 ……(6) 0.3<f12T/|f3|<4 ……(7) 0<e2W/e1W<3 ……(8) 0<e1T/e2T<0.8 ……(9) |M2−M3|/(Z・fT)<0.1 ……(11) なる条件を満足することである。
この他本発明の特徴は実施例において記載されている。
(実施例) 第1図は本発明に係る小型のズームレンズのレンズ構成
の概略図である。同図(A)は広角端、同図(B)は望
遠端を示す。図中Iは負の屈折力の第1群、IIは正の屈
折力の第2群、IIIは負の屈折力の第3群、矢印は変倍
の際の移動方向を示す。
本実施例におけるズームレンズは基本的には変倍に際し
てレトロフォーカス型の2群ズームレンズと望遠型の2
群ズームレンズの双方の特徴を有するように構成してい
る。即ち第1図(A)の広角端のズーム位置では第2群
と第3群の間隔に比べて第1群と第2群との間隔が広く
なるように構成し、正の屈折力の第2群と負の屈折力の
第3群との合成のレンズ群L2の屈折力が正となるように
して全体としてレトロフォーカス型のレンズ系を構成し
ている。そして広角端から望遠端への変倍に際して第1
群を固定とし第2群と第3群を互いに独立に前方へ移動
させることにより変倍効果を上げている。
このとき望遠端のズーム位置において第1群と第2群の
間隔が第2群と第3群の間隔に比べて狭くなるように変
倍を行っている。
そして第1群と第2群の合成のレンズ群L1の屈折力が正
となるようにして全体として望遠型のレンズ系を構成し
ている。
このように本実施例のズームレンズは広角端ではレトロ
フォーカス型の2群ズームレンズを構成し、望遠端では
テレ比の小さい望遠型の2群ズームレンズを構成するよ
うに各レンズ群の屈折力及び変倍の際の各レンズ群の移
動軌跡を設定している。これにより広画角化が容易に達
成され、かつ高変倍比が容易なレンズ全長の短い小型の
ズームレンズを達成している。
特に本実施例では第3群の屈折力を条件式(1)を満足
するように設定しレトロフォーカス型と望遠型の双方の
レンズ型の長所を有効に得ている。
条件式(1)下限値を越えて第3群の屈折力が強くなり
すぎると第3群の変倍の負担が大きくなってくる。又収
差補正を良好に行う為に第2群の正の屈折力をあまり強
くすることが出来ず、この結果第1群の負の屈折力が弱
くなり、広角側でレトロフォーカス型のレンズ系を構成
するのが難しくなり、全変倍範囲にわたり望遠型の2群
ズームレンズになってくる。この為、望遠型の2群ズー
ムレンズの欠点である正の屈折力のレンズ群の敏感度が
大きくなってくるので好ましくない。
条件式(1)の上限値を越えて第3群の屈折力が弱くな
りすぎると前述と逆に望遠側で望遠型のレンズ系を達成
するのが難しくなり、全変倍範囲でレトロフォーカス型
の2群ズームレンズとなってくる。この結果、望遠側で
のテレ比が大きくなりレンズ全長が長くなってくるので
好ましくない。
尚本実施例において特にレンズ全長の短縮化を図るには
|f3|<2fTの如く設定するのが好ましい。
又本実施例においては条件式(2)〜(5)を満足させ
て、主にレンズ全系の小型化を図りつつ広画角化及び全
変倍範囲にわたり良好なる光学性能を得ている。
条件式(2)は第2群の屈折力に関し、下限値を越えて
屈折力が強くなりすぎると変倍による収差変動が大きく
なり、特に望遠側での球面収差を良好に補正するのが難
しくなってくる。又上限値を越えて第2群の屈折力が弱
くなりすぎるとレンズ全長が増大してくるので良くな
い。
条件式(3)は第1群の負の屈折力に関し、下限値を越
えて第1群の負の屈折力が強くなりすぎると望遠側での
テレ比が大きくなりレンズ全長が増大してくる。又上限
値を越えて第1群の負の屈折力が弱くなりすぎると第2
群の変倍作用が弱くなり、所定の変倍比を得るのに第2
群と第3群の移動量を増大させねばならず、この結果変
倍用のカムの傾斜がきつくなり、更に第2群の敏感度が
大きくなってくるので良くない。
条件式(4)は第1群と第3群の屈折力比に関し、特に
レンズ系全体を対称性のある屈折力配置とし、全体的な
光学性能、特に歪曲収差を良好に補正する為のものであ
る。条件式(4)の下限値を越えると屈折力配置の対称
性がくずれ、又第1群の屈折力が弱くなりすぎ前述の如
く第2群の変倍作用が弱くなり更に第2群の敏感度が大
きくなってくるので好ましくない。
又条件式(4)の上限値を越えて第1群の屈折力が第3
群の屈折力に比べて強くなりすぎると屈折力配置の対称
性がくずれると共に望遠側でのテレ比が大きくなりレン
ズ全長が増大してくるので好ましくない。
条件式(5)は望遠端における第1群と第2群の主点間
隔に関し、各レンズ群の変倍における間隔を維持する為
のものである。
本実施例では正の屈折力のレンズ群は第2群のみであ
り、広角端から望遠端への変倍に際しては第2群を単調
に物体側へ移動させて変倍比を効率的に得ている。この
為第1群と第2群の主点間隔は望遠端で最小となる。
条件式(5)はこのときの主点間隔を適切に保つ為のも
のであり下限値を越えると第1群と第2群とが接触して
しまい、又上限値を越えると変倍比を効率的に得るのが
難しくなってくる。
又本実施例においては条件式(6)〜(9)を満足させ
て、主に広角端でレトロフォーカス型の2群ズームレン
ズ、望遠端で望遠型の2群ズームレンズを更に効果的に
発揮させている。
条件式(6)の下限値を越えて第1群の負の屈折力が強
くなりすぎるとレトロフォーカス型の光学特性が強くな
りレンズ全長が増大してくる。又上限値を越え第1群の
負の屈折力が弱くなりすぎると逆にレトロフォーカス型
の光学特性が弱くなり広画角化を図るのが難しくなって
くる。
条件式(7)の下限値を越えて第3群の負の屈折力が弱
くなると望遠型の光学特性が弱くなりレンズ全長が増大
してくる。又上限値を越えて第3群の負の屈折力が強く
なると逆に望遠型の光学特性が強くなりすぎ正の屈折力
の第2群の敏感度が大きくなってくるので良くない。
条件式(8)の下限値を越え第2群と第3群との間隔が
小さくなると互いに接触してしまい、又上限値を越える
と各レンズ群の屈折力配置の対称性が失われ良好なる収
差補正、特に歪曲収差を良好に補正するのが難しくなっ
てくる。
条件式(9)の下限値を越えて第1群と第2群の間隔が
小さくなってくると第1群と第2群が互いに接触する傾
向となってくる。上限値を越えて第1群と第2群の間隔
が大きくなると変倍比を効果的に得るのが難しくなって
くる。又上限値を越えて第2群と第3群の間隔が小さく
なると望遠型の2群ズームレンズと同様に正の屈折力の
第2群の敏感度が大きくなってくるので良くない。
又本実施例においては条件式(10),(11)を満足させ
て、主に各レンズ群をレンズ鏡筒に良好なる状態で保持
している。
条件式(10)は第2群と第3群の変倍の際の移動量を望
遠端での全系の焦点距離とズーム比で特定したものであ
る。
下限値を越えると各レンズ群の少ない移動量で所定の変
倍比を得ることができるが、第2群と第3群の敏感度が
共に大きくなり、これらのレンズ群を精度良く移動させ
ねばならず移動機構が複雑化してくる。
又上限値を越えると所定の変倍比を得るのに各レンズ群
の移動量を増大させねばならずレンズ全長が長くなって
くるので良くない。
条件式(11)は第2群と第3群の変倍における移動量の
差を望遠端の全系の焦点距離とズーム比で特定したもの
であり、本条件式を外れると変倍におけるカムの傾斜が
大きくなり、精度良く各レンズ群を移動させるのが難し
くなってくる。
本実施例の小型のズームレンズにおいて変倍の際の収差
変動を少なくし良好なる収差補正、特に望遠側での球面
収差を良好に補正するには第1群を像面側に凹面を向け
た少なくとも1枚の負レンズと物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の少なくとも1枚の正レンズを有するように
構成するのが良い。
尚本実施例においてフォーカスはレンズ系全体を繰り出
して行っても良く、又第1群若しくは(及び)第3群を
移動させて行っても良い。更には第2群と第1群若しく
は第2群と第3群を移動させて行っても良い。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において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の屈折
率とアッベ数である。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、
光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、A,B,C,D,E
を各々非球面係数としたとき なる式で表わしている。
尚参考の為に前述した各条件式と本発明の各数値実施例
との関係を表−1に示す。
(発明の効果) 本発明によれば広角端及び望遠端で前述のようなレンズ
系となるように各レンズ群を構成することにより広画角
化及び高変倍比が容易に得られる良好に収差補正を行っ
たレンズ全長の短い小型のズームレンズを達成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第2図か
ら第7図は各々本発明の数値実施例1〜6のレンズ断面
図、第8図から第13図は各々本発明の数値実施例1〜6
の諸収差図である。第1図から第7図において(A)は
広角端、(B)は望遠端でのレンズ断面図、収差図にお
いて(A)は広角端、(B)は中間、(C)は望遠端で
ある。図中I,II,IIIは各々第1,第2,第3群、矢印は変倍
の際の移動方向である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 康幸 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 (72)発明者 中山 博喜 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55−32037(JP,A) 特開 昭51−78258(JP,A)

Claims (1)

    【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群、正の
    屈折力の第2群、そして負の屈折力の第3群の3つのレ
    ンズ群を有し、前記第2群と第3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i群の焦点距離を
    fi、広角端と望遠端のズーム位置における全系の焦点距
    離を各々fW,fT、望遠端での第1群と第2群の合成の焦
    点距離をf12T、第1群と第2群の主点間隔、そして第2
    群と第3群の主点間隔を各々e1T,e2T、広角端での第2
    群と第3群の合成の焦点距離をf23W、第1群と第2群の
    主点間隔そして第2群と第3群の主点間隔を各々e1W,e
    2W、広角端のズーム位置から望遠端のズーム位置へ変倍
    するときの第i群の移動量をMi、ズーム比をZとすると
    き 0.5fw<|f3|<4fT 0.5<f2/fw<2 0.5fw<|f1|<4fT 0.25<f3/f1<4 0<e1T/fT<0.3 0.5<|f1|/f23W<8 0.3<f12T/|f3|<4 0<e2W/e1W<3 0<e1T/e2T<0.8 |M2−M3|/(Z・fT)<0.1 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。
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