JPH08122638A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体として２つのレンズ群を有し、レンズ系
全体の小型化を図ったズームレンズを得ること。 【構成】 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つのレンズ群より成り、双方のレンズ
群の空気間隔を変えて変倍を行うズームレンズにおい
て、該第２群は両レンズ面が凸面の正の第２１レンズ、
両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、そして正の第２
３レンズの３つのレンズより成り、該第２１レンズと第
２２レンズの空気間隔Ｄ６、該第２２レンズと第２３レ
ンズの空気間隔Ｄ８、該第２２レンズの中心厚Ｄ７、該
第２群と全系の望遠端の焦点距離ｆ２，ｆＴを適切に設
定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、そしてＳＶカメラ等に好適なズームレンズに関
し、特に負の屈折力のレンズ群が先行する全体として２
つのレンズ群を有し、これら２つのレンズ群のレンズ構
成を適切に設定することによりレンズ枚数を少なくしレ
ンズ系全体の小型化を図った撮影画角６２°〜３１°、
変倍比２程度のズームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、標準型のズームレンズとし
て、例えば３５ｍｍフィルム版の一眼レフレックスカメ
ラ用のズームレンズでは焦点距離３５ｍｍ〜７０ｍｍの
範囲のズームレンズが多用されている。この種の標準型
のズームレンズとして、負の屈折力を有する第１群と正
の屈折力を有する第２群の２つのレンズ群で構成し、こ
れら２つのレンズ群を光軸に沿って移動し、レンズ群間
隔を変化させることにより変倍を行う、所謂２群ズーム
レンズが、例えば、特開昭５３−１３２３６０号公報、
特開昭５６−１９０２２号公報等で提案されている。

【０００３】このような２群ズームレンズにおいて、非
球面を多用することによりレンズ枚数の削減を図った小
型のズームレンズが、例えば、特開平４−４６３０８号
公報、特開平４−４６３０９号公報、特開平４−４６３
１０号公報、特開平４−５６８１４号公報、特開平４−
６７１１２号公報、特開平４−６７１１３号公報等で提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に負の屈折力のレ
ンズ群が先行する、所謂ネガティブリード型のズームレ
ンズは広画角化が比較的容易であり、また所定のバック
フォーカスが容易に得られるために一眼レフカメラ用の
標準型のズームレンズに多く用いられている。

【０００５】しかしながら、レンズ系全体を５枚程度の
少ないレンズ枚数で構成し、かつ良好なる光学性能を得
るには、各レンズ群の屈折力配置やレンズ形状等を適切
に設定する必要がある。各レンズ群の屈折力配置やレン
ズ構成が不適切であるとレンズ枚数を増加させても変倍
に伴う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い
光学性能を得るのが難しくなってくる。

【０００６】例えば所定の変倍比を確保しつつレンズ全
長の短縮化を図るために、各レンズ群の屈折力を強める
と広角側での画面周辺部の劣化、即ち収差で言い換える
と像面弯曲、非点隔差、及び歪曲の発生が著しく多くな
ってくる。

【０００７】本発明は負の屈折力のレンズ群が先行する
ネガティブリード型の２つのレンズ群より成るズームレ
ンズにおいて、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定す
ることにより、全体として５枚という少ないレンズ枚数
で所定のバックフォーカスを有しつつ、撮影画角６２°
〜３１°、Ｆナンバー３．９〜５．９、変倍比２程度の
全変倍範囲にわたり高い光学性能を有し、レンズ系全体
の小型化を図ったズームレンズの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、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つのレンズ群より成り、双方のレンズ群の空
気間隔を変えて変倍を行うズームレンズにおいて、該第
２群は両レンズ面が凸面の正の第２１レンズ、両レンズ
面が凹面の負の第２２レンズ、そして正の第２３レンズ
の３つのレンズより成り、該第２１レンズと第２２レン
ズの空気間隔をＤ６、該第２２レンズと第２３レンズの
空気間隔をＤ８、該第２２レンズの中心厚をＤ７、該第
２群と全系の望遠端の焦点距離を各々ｆ２，ｆＴとした
とき ０．０８＜Ｄ７／ｆ２＜０．２ ・・・・・・（１） Ｄ６＜Ｄ８ ・・・・・・・・・・・・（２） ０．４＜ｆ２／ｆＴ＜０．５６ ・・・・（３） なる条件を満足することを特徴としている。

【０００９】

【実施例】図１〜図３は各々本発明の数値実施例１〜３
のレンズ断面図である。レンズ断面図において、（Ａ）
は広角端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠端のズーム位置
を示している。図中、Ｌ１は負の屈折力の第１群、Ｌ２
は正の屈折力の第２群、矢印は広角端から望遠端への変
倍における各レンズ群の移動軌跡を示しており、同図で
は両レンズ群の間隔を変化させながら第１群Ｌ１は像面
側へ凸状の軌跡を有しつつ、第２群Ｌ２は物体側へ単調
に各々移動している。第１群は変倍に伴う像面変動を補
正すると共に合焦（フォーカス）を行っている。第２群
は変倍作用を有している。

【００１０】一般に負の屈折力の第１群と正の屈折力の
第２群で構成し、双方のレンズ群を移動させて変倍を行
う２群ズームレンズにおいて全変倍範囲にわたり良好な
光学性能を有し、かつレンズの小型化、ローコスト化を
図るには、特に変倍作用を有し、広角端から望遠端にか
けての移動量が比較的大きい第２群のレンズ構成を適切
に設定し、変倍時の収差変動を極力抑える必要がある。

【００１１】本実施例では前述の如く、第２群を所定の
レンズ形状の３つのレンズで構成すると共に、第２群中
のレンズ構成を条件式（１）〜（３）を満足するように
設定することにより、第２群のレンズ枚数が３枚と少な
いにもかかわらず、全変倍範囲において良好な光学性能
を有した小型軽量で、しかもローコストなズームレンズ
を実現している。

【００１２】次に前述の条件式（１），（２），（３）
の技術的意味について説明する。

【００１３】条件式（１）は第２群の負の第２２レンズ
の肉厚（中心厚）と第２群の焦点距離の比に関し、主に
球面収差を良好に保ちつつ、広角端と望遠端でのコマ収
差をバランス良く補正するためのものである。条件式
（１）の下限値を越えると球面収差が補正過剰になる傾
向があり、また広角端と望遠端におけるコマ収差のバラ
ンスが崩れ、適切なレンズ形状の設定が困難になる。上
限値を越えると球面収差が補正不足になる傾向があり、
また負レンズの肉厚が厚くなり過ぎてコストが高くな
り、重量も増加するので良くない。以上の如く条件式
（１）を満足すれば良いが、更に望ましくは条件式
（１）の下限値を０．１、上限値を０．１５にすること
が望ましい。

【００１４】条件式（２）は第２群における第２１レン
ズと第２２レンズの間の空気間隔に対する第２２レンズ
と第２３レンズの間の空気間隔の比に関し、主に変倍に
際しての球面収差の変動量を抑えるためのものである。
条件式（２）の関係が崩れると全変倍範囲において球面
収差がアンダーになり、特に望遠端における球面収差が
増大して、これを良好に補正することが困難となるので
良くない。

【００１５】条件式（３）は第２群の屈折力と望遠端に
おける全系の屈折力の比に関し、主に変倍作用を有する
第２群の屈折力を適切に規定し、変倍に際しての諸収差
の変動を抑えるためのものである。条件式（３）の下限
値を越えて第２群の屈折力が強まると、広角端から望遠
端にかけての第２群の移動量は減少するが、変倍に際し
て諸収差が変動し、これを良好に補正するのが困難とな
り、特に球面収差がアンダーとなるため良くない。上限
値を越えて第２群の屈折力が弱まると、広角端から望遠
端にかけての第２群の移動量が増大し、レンズ系の光学
全長が増大するので良くない。

【００１６】以上の如く各要素を設定することにより、
本発明の目的とするズームレンズは実現可能であるが、
更に以下の条件を満足するのが良く、これによればより
高い光学性能を得ることができる。

【００１７】（１−１）前記第２３レンズの材質の屈折
率とアッベ数を各々Ｎ５，ν５とするとき １．５５＜Ｎ５ ・・・・・・（４） ν５＜５０ ・・・・・・（５） なる条件を満足することである。

【００１８】第２群の正の第２３レンズの材質に条件式
（４）を満足する屈折率の材質を用いることにより、レ
ンズの屈折力をあまり強めずに諸収差、特に望遠端にお
ける球面収差を良好に補正するのに好適なレンズ形状の
設定を可能にしている。

【００１９】また第２３レンズの材質に条件式（５）を
満足するアッベ数の材質を用いることにより、特に広角
端における倍率色収差を良好に補正している。

【００２０】（１−２）レンズ群の一部に非球面を効果
的に用いれば高い光学性能を容易に達成することができ
る。例えば、第１群の正の第１２レンズの像面側のレン
ズ面に非球面を用い、このときレンズ周辺部で曲率が大
となるように設定すれば、広角端で発生する非点収差と
望遠端の球面収差を良好に補正することができる。また
第２群の正の第２１レンズ又は第２３レンズのレンズ面
に非球面を用い、このときレンズ周辺部で曲率が大とな
るように設定すれば、球面収差を良好に補正することが
できる。特に第２群の最も像面側の正の第２３レンズの
レンズ面に非球面を用いれば、全変倍範囲にわたり球面
収差を良好に補正しつつ、広角端のコマ収差を同時に良
好に補正することができる。

【００２１】（１−３）第１群を物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負の第１１レンズと物体側に凸面を向け
たメニスカス状の正の第１２レンズの２つのレンズより
構成するのが、レンズ系全体を小型にしつつ良好なる収
差補正を達成するのに好ましい。特に、第１１レンズを
物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズとするの
が軸外収差、特に広角側における負の歪曲収差の発生量
を少なくすることができるので良い。

【００２２】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。

【００２３】また前述の各条件式と数値実施例における
諸数値との関係を表−１に示す。

【００２４】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、
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、

【００２５】

【数１】 なる式で表わしている。また「ｅ−ｏｘ」は「１０^-X」
を意味している。 （数値実施例１） f= 36.20〜77.36 fno= 3.89〜 5.85 2ω= 61.7〜31.3 R 1= 176.49 D 1= 1.50 N 1=1.69350 ν 1= 53.2 R 2= 16.72 D 2= 4.80 R 3= 26.99 D 3= 3.00 N 2=1.71736 ν 2= 29.5 R 4= 60.29 D 4=可変 R 5= 19.84 D 5= 3.60 N 3=1.69679 ν 3= 55.5 R 6= -82.21 D 6= 3.07 R 7= -45.41 D 7= 5.00 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 8= 94.97 D 8= 5.15 R 9= 245.55 D 9= 2.80 N 5=1.58920 ν 5= 41.1 R10= -78.02

【００２６】

【表１】 非球面係数 4面 B=-8.168e-06 C=-2.859e-08 D=-1.483e-11 E=-7.463e-14 10面 B= 3.499e-05 C= 1.229e-07 D= 9.014e-10 E=-7.739e-13 （数値実施例２） f= 37.51〜70.54 fno= 4.00〜 5.58 2ω= 60.0〜34.1 R 1= 64.60 D 1= 1.50 N 1=1.65099 ν 1= 56.1 R 2= 15.38 D 2= 5.30 R 3= 24.63 D 3= 3.00 N 2=1.69894 ν 2= 30.1 R 4= 42.06 D 4=可変 R 5= 18.93 D 5= 3.60 N 3=1.65844 ν 3= 50.9 R 6= -82.46 D 6= 3.37 R 7= -37.98 D 7= 4.00 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 8= 60.95 D 8= 5.61 R 9= 153.02 D 9= 2.50 N 5=1.60342 ν 5= 38.0 R10= -40.95

【００２７】

【表２】 非球面係数 4面 B=-8.111e-06 C=-9.652e-08 D= 4.977e-10 E=-2.018e-12 10面 B= 2.351e-05 C= 1.695e-07 D=-4.773e-10 E= 7.195e-12 （数値実施例３） f= 36.22〜77.37 fno= 3.94〜 5.85 2ω= 61.7〜31.3 R 1= 100.42 D 1= 1.50 N 1=1.67790 ν 1= 55.3 R 2= 16.97 D 2= 5.51 R 3= 26.64 D 3= 3.00 N 2=1.71736 ν 2= 29.5 R 4= 48.05 D 4=可変 R 5= 19.18 D 5= 3.60 N 3=1.69679 ν 3= 55.5 R 6= -116.82 D 6= 2.76 R 7= -48.76 D 7= 5.00 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 8= 98.72 D 8= 5.31 R 9= -363.31 D 9= 1.40 N 5=1.58920 ν 5= 41.1 R10= -56.38

【００２８】

【表３】 非球面係数 4面 B=-7.788e-06 C=-1.447e-08 D=-6.387e-11 E=-6.130e-15 5面 B= 8.934e-08 C= 3.258e-08 D=-2.576e-11 10面 B= 3.560e-05 C= 2.441e-07 D= 8.402e-10 E=-9.215e-12

【００２９】

【表４】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、負の屈折
力のレンズ群が先行するネガティブリード型の２つのレ
ンズ群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群のレ
ンズ構成を適切に設定することにより、全体として５枚
という少ないレンズ枚数で所定のバックフォーカスを有
しつつ、撮影画角６２°〜３１°、Ｆナンバー３．９〜
５．９、変倍比２程度の全変倍範囲にわたり高い光学性
能を有し、レンズ系全体の小型化を図ったズームレンズ
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図３】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図４】 本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図５】 本発明の数値実施例１の中間の収差図

【図６】 本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図７】 本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図８】 本発明の数値実施例２の中間の収差図

【図９】 本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図１０】 本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１１】 本発明の数値実施例３の中間の収差図

【図１２】 本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 Ｓ．Ｃ 正弦条件

Claims (3)

【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群と正
   の屈折力の第２群の２つのレンズ群より成り、双方のレ
   ンズ群の空気間隔を変えて変倍を行うズームレンズにお
   いて、該第２群は両レンズ面が凸面の正の第２１レン
   ズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、そして正の
   第２３レンズの３つのレンズより成り、該第２１レンズ
   と第２２レンズの空気間隔をＤ６、該第２２レンズと第
   ２３レンズの空気間隔をＤ８、該第２２レンズの中心厚
   をＤ７、該第２群と全系の望遠端の焦点距離を各々ｆ
   ２，ｆＴとしたとき ０．０８＜Ｄ７／ｆ２＜０．２ Ｄ６＜Ｄ８ ０．４＜ｆ２／ｆＴ＜０．５６ 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２３レンズの材質の屈折率とアッ
   ベ数を各々Ｎ５，ν５とするとき １．５５＜Ｎ５ ν５＜５０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。
3. 【請求項３】 前記第１群は物体側に凸面を向けたメニ
   スカス状の負の第１１レンズと物体側に凸面を向けたメ
   ニスカス状の正の第１２レンズより成っていることを特
   徴とする請求項１のズームレンズ。