JPS60191217A - 小型のズ−ムレンズ - Google Patents

小型のズ−ムレンズ

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JPS60191217A
JPS60191217A JP59046856A JP4685684A JPS60191217A JP S60191217 A JPS60191217 A JP S60191217A JP 59046856 A JP59046856 A JP 59046856A JP 4685684 A JP4685684 A JP 4685684A JP S60191217 A JPS60191217 A JP S60191217A
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JP
Japan
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lens
refractive power
lens group
positive
zoom
Prior art date
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Pending
Application number
JP59046856A
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English (en)
Inventor
Yasuhisa Sato
泰久 佐藤
Yasuyuki Yamada
康幸 山田
Hiroki Nakayama
博喜 中山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/142Optical 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 two groups only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/142Optical 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 two groups only
    • G02B15/1421Optical 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 two groups only the first group being positive

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型のズームレンズに関し、特にレンズシャッ
ターカメラ、ビデオカメラ等において有効なレンズ全長
(物体側の第ルンズ面かう結像面までの距111&)の
短い小型のズームレンズに関するものである。
近年レンズシャッターカメラ、ビデオカメラ等、カメラ
の小型化に伴いレンズ全長の短い小型のズームレンズが
要望されている。又レンズシャッターカメラ等のレンズ
交換ヲ行なワナい小型カメラの分野でも最近ズームレン
ズの装着が望まれるようになっておυ、従来用いられて
いた単焦点レンズと同程度のレンズ全長の短い小型のズ
ームレンズが要望されている。
通常レンズシャッターカメラ等で多用されている標準画
角(撮影画角2ω−47度で35陥スチールカメラに換
算すると焦点距離f−50++a程度)を含むズームレ
ンズは例えば特公昭49−29146号公報をはじめ多
数提案されている。この種のズームレンズは物体側よυ
順に負の屈折力の第ルンス群ト正の屈折力の第2レンズ
群の2つのレンズ群より成り、両レンズ群の間隔を変え
て変倍するもので屈折力配置が負と正の順となっている
。この為バックフォーカスが長くなり、−眼レフレック
スカメラとしては好ましいが、レンズシャッターカメラ
としてはレンズ全長が長すぎる傾向があった。
そこで本出願人は先に特開昭57−201213号公報
において物体側よシ順に正の屈折力の第ルンズ群と負の
屈折力の第2レンズ群の2つのレンズ群を有し、両レン
ズ群の間隔を変えて変倍するズームレンズ全提案した。
同公報では物体側より順に正、負の屈折力配置を採用す
ることによシバツクフォーカスの短いしかもレンズ全長
の短いズームレンズを開示している。
本発明は同公報で提案されているズームレンズの諸収差
を更に良好に補正すると共に球面収差の発生を少なくシ
、特に全変倍域にわたり球面収差の変動を少なくした小
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、の小型のズームレンズの主
たる特徴は物体側より順に正の屈折力の第ルンズ群と負
の屈折力の第2レンズ群の2つのレンズ群を有し、両レ
ンズ群の間隔を変えて変倍ヲ行うズームレンズにおいて
、前記第ルンズ群を物体側よシ順に正の屈折力の第1−
ルンズ、同じく正の屈折力の第1−2レンズ、両レンズ
面が凹面の負の屈折力の第1−3レンズそして正の屈折
力の第1−4レンズの4つのレンズより構成したことで
ある。
このように本発明においては第ルンズ群を正、正、負そ
して正の屈折力のレンズの4つのレンズで構成すること
により、入射光束を滑らかに屈折させることによって球
面収差の発生量の少ない小型のズームレンズを達成して
いる。
次に第1図に本発明の小型のズームレンズの屈折力配置
の一例を示す。
第1図に示す実施例は広角端から望遠端へと変倍を行う
際、第ルンズ群Iと第2レンズ群IIt−両レンズ群の
間隔を減少させながら物体側へ移動させるものである。
このようなズームレンズは広角端でレンズ全長が最小と
なり望遠端で最大となる。カメラの携帯性全考慮すると
広角端でのレンズ全長をより短くすることが好ましい。
いま広角端でのレンズ全長e Lw、広角端でのバック
フォーカスt SW、広角端と望遠端での第ルンズ群と
第2レンズ群の主点間隔を各々e W l e −r 
とし、広角端と望遠端の全系の屈折力を各々φ、、φ7
、第ルンズ群と第2レンズ群の屈折力を各々φ1,4と
するときLw” ew+Sw が成立する。これよシレンズ全i Lwはとなる。いま
広角端の屈折力φwTh一定値と考えると、(A)式よ
り屈折力φ、が大きく、主点間隔eW が小さくなる程
しンズ全長鴨は短くなる。
一方広角端と望遠端の屈折力φ7 、φアはφ□−φ1
+φ2 ”−eWl’lφ2 ・・・・・・・・・(B
)φT=6+φ2−e、φ1φ2 ”””’−’ (C
)で表わされる。ここで屈折カリ 、φ、は与件であり
、主点間隔e、は望遠端で第ルンズ群と第2レンズ群が
接触しない程度に、なるべく小さな値とすることがズー
ムレンズの小型化に有利になるので一義的に定まってく
る。
従って(B) 、 (に1式は屈折力へ、φ2と主点間
隔eW との間の関係式となり、屈折力も、屈折力φ2
、若しくは主点間隔eHのいずれか一つを定めると後は
2次元連立方程式となり、ズームレンズの屈折力配置が
定まってくる。
第ルンズ群の屈折力らを太きくし、広角端での第ルンズ
群と第2レンズ群の主点間隔ew ヲ小さく設定すれば
広角端でのレンズ全長LWヲ短かくすることができる。
しかしながら屈折力4’を過度に大きくすると第2レン
ズ群の屈折力台も大きな値となり、この結果、ペッツバ
ール和が負の方向に増太し像面湾曲が補正過剰となって
像面の平担性が失なわれ、かつ画面中間部でコマ収差が
発生し良好なる収差補正が困難となる。又主点間隔(I
Wを過度に小さくすると所定の変倍比を得る為屈折力φ
1.φ2を各々正と負の方向に大きな値としなければな
らず前述と同様の現象が生じるので好ましくない。
そこで本発明において全変倍域にわたりより良好なる収
差補正を達成する為には前述のレンズ構成において更に
次の諸条件を満足させるのが好ましい。すなわち第ルン
ズ群と第2レンズ群の屈折力φ1.φ2と主点間隔eW
を各々φ□くφ、<1.511W ・・−・・・・・(
1)−1,5φ□〈φ2(−0,5〜 ・・・・・−・
・(2)となるように定めることである。
次に各条件式の技術的な慧味について説明する0 第ルンズ群の屈折力φ8が条件式(1)の上限値を越え
るか着しくは第2レンズ群の屈折力φ2が条件式(2)
の下限値を越えるならばレンズ全長は短かくなるが前述
したように像面湾曲が補正過剰となりかつ画面中間部で
コマ収差が多く発生し、これらの収差を良好に補正する
のが困難となる。逆に屈折力φ1が条件式(1)の下限
値を越えるか若しくは屈折力台が条件式(2)の上限値
を越えるならばレンズ全長は長くなりしかも第2レンズ
群が像面に接触してくるので撮影レンズとして用いるの
が難しくなる。
広角端での第ルンズ群と第2レンズ群の主点間隔eyが
条件式(3)の上限値を越えると第2レンズ群が像面に
接触してくるので前述と同様撮影レンズとして用いるの
が難しくなる。又下限値を越えると所定の変倍比を得る
為に第ルンズ群と第2レンズ群の屈折力φ8.ヘヲ各々
正の方向と負の方向へ増大させねばならずこの結果像面
湾曲は補正過剰となり、かつ画面中間部でのコマ収差も
発生し、これらの収差を良好に補正するのが困難となる
以上の諸条件を満足させることによって本発明の目的は
達成されるが特に変倍による球面収差及び色収差の補正
を良好に行い全体としてバランスの良い収差補正を達成
する為には物体側よシ順に第1番目のレンズ面の曲率半
径全R4、K1番目のレンズのガラスの屈折率とアラへ
数を各々N、、ν、とするとき 】 o、sφ、ぐl <2φ、 ・・・・・−・・(4)I 2−1 0°5φW<−−<2φW ・・・・・・・・・(5)
3 N、十N。
1、55 (−(1,B ・・・・・・・・・(6)な
る諸条件全満足させることである。
条件式(41+ (5)は全変倍域における球面収差と
広角端での歪曲収差を良好に補正する為である。
条件式(力、(0)の下限を越えると第1−1.第1−
2レンズの正の屈折力が過少となり第ルンズ群の総合の
屈折力を一定に保つ為第1−4レンズのレンズ面の曲率
を強くしなければ々らずこの結果全変倍域にわたって球
面収差が補正不足となり又像面湾曲も全変倍域にわたシ
補正不足となる。逆に条件式(41、(5)の上限金越
えると変倍域の中間部でのコマ収差及び広角端での正の
歪曲収差が多く発生してくるので好ましくないO 条件式(6)は特に球面収差の補正を良好に行う為であ
る。条件式(6)の下限を越えると全変倍域にわたって
球面収差は補正不足となり父上限を越えるとペッツバー
ル和が過少となって像面湾曲が補正過剰となってくる。
条件式(7)は細土色収差と倍率色収差の補正をバラン
ス良く行う為である。条件式(7)の下限を越えると広
角端で細土色収差は補正不足に倍率色収差は補正過剰に
なり又変倍による細土色収差の変動も大きくなる。逆に
上限を越えると広角端で細土色収差が補正過剰となるの
で好ましくない。
以上の各構成要件を満足することによって変倍による球
面収差及び色収差を良好に補正することができるが特に
第1−ルンズと第1−2レンズを物体側へ凸面を向けた
メニスカス状のレンズ形状とし、第2レンズ群を像面側
に凸面を向けたメニスカス状の正と負の屈折力の各レン
ズを少なくとも1枚ずつ有するように構成することが変
倍による収差変動を少なくするのに好ましい。
例えば物体側より順に第ルンズ群を正、正、負そして正
の屈折力のレンズで構成したとき第2レンズ群を正、負
若しくは負、正若しくは正、負、負のし/ズで構成する
のが良い。
又第2レンズ群中の負の屈折力のレンズの少なくとも1
つのレンズ面を非球面とするのが像面湾曲を少なくし、
変倍による像面湾曲の変動を少なくすることが出来るの
で好ましい〇特に第2レンズ群中の負の屈折力の最も強
いレンズ面をレンズの周辺部にいくに従い負の屈折力が
減少する形状の非球面とするのが変倍域の中間部及び望
遠端での像面湾曲の変動を少なくするのに効果的である
尚本発明において7オーカシングはレンズ系全体を繰り
出して行うのが収差変動が少なくて良いが第ルンズ群若
しくは第2レンズ群のみ全移動させて行っても良く、こ
れによればレンズ鏡筒が匍単゛となって好ましい。
後述する本発明の実施例!″i2つのレンズ群より成る
場合について示しているが第2レンズ群の像面側に変倍
の際同定の第3レンズ群を配置すれば更により良好なる
収差補正を達成することができる。
又第ルンズ群の前方に変倍の際固定の正のM 折力(g
−有するフォーカシングの為のレンズ群を配置するよう
にしても良い。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
iは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、D
iは物体側より第五着目のレンズ厚及び空気間隔、N、
とylは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラス
の屈折率とアツベ数である。
数値実施例2において畳印はレンズ面が非球面であるこ
とを示し、レンズ面の近軸曲率半径ff−Rとし、光軸
方向をX軸(光の進行方向を正とする。ンとし、元軸と
垂直方向をy@とじal l’21 ’31 a41 
a5を非球面係数としたとき非球面形状を 十”43” + 1lsyl。
なる式で表わしている。
以上のように本発明によれば変倍による収差変動の少な
い、特に球面収差の変動の少ない描写性能の優れた小型
のズームレンズを達成することができる。
数値実施例1 F−40〜60 FNO−1:4.5〜5.62ω−5
6,8°〜39.γR1−18,00D、−1,68N
、−1,61800ν、−63,4R2−31,18D
2−0.17 R8−15,00DB−1,89N2−1.61800
 ν、−63,4R4−41,2204−1,98 Rs” −42,82D、−1,02Ng−1,834
00y3−37.2R6−15,43D、−3,19 R7” 34.30 07−2.08 N、−1,(i
9680 z−55,5Rs−−20,09D、−可変 P、ll−−33,37D、−2,88N、−1,71
700vB−47,9R,。−−16,530,o−2
,60R,+ −−13,620+、−1,27N6−
1.69680 ジロー55.5R,2−102,86 e w= 0.660 /φ。
数値実施例2 F−40〜60 FNO−1:4.5〜1:5.6 2
ω−56,8°〜39.γR,−29,98D、−1,
63N、−1,61800v 、−63,4R,−65
,28D2−0゜16 IL、−18,610,−2,35N、−1,6516
0+Jy4−58.6R,−124.59 D4−1.
53 J−−4SL69 DB−4,64Ng−1,8340
0シ3−37.2n、= 17.07 D、−3,00 R? −27,6687−Zoo N、−1,6516
0u4−58.6R,−−20,68p、−可変 Ro−−19,54Do−4,00Nl1−1.717
00 vB−47,9R,0−15,28D、。−5,
36 eR,、−−12j02 DH−0,96N6−1.6
9680 ジロー55.5RI!漏−39,31 R11面非球面係数 6 a2−1.343X10 φ、−1.25+It。
aa −i、osc+xto−’ φ2−1.037 
dw% −−1−812X 10 ew−0−607/
φ、数値実施例3 F−40−60FN()m−1:4.5−1:5.6 
2ω−56,8°−39,7゜R,”−25,33DI
−2,74N、”1.65160 y、−58,6R2
−175,25D、−0,15 R3−24゜39 D3=1.58 N2−1.618
00 v2−63.41、− 7LOI D、−1,6
0 R,−−25,99D5=3.0ON3−1.8340
0 シ3−37.2R6−19,94D、−281 R7−41,38D7−4.04 N4−1.7725
0 174−49.618−−17.58 08−可変 R,−−15,21’ D、−1,00N、−1,77
250シg−49.6爬o−−134.04 D、0−
1.74に、−129,060,、−5,64N、−1
,64328シ、−47.9”+t−−3Z44 数値実施例4 F−40−6,OFNO−1:4.5−1:5.6 2
ω−56,8’−39,γR1−29,08DI−Z3
5 N、−1,65160y、−5F3.6R2−10
8,77D2−0.18 Rs” 26.99 DB−118N2−1.6180
0 p、−63,4R4−155,76D4−Z71 R5−−3:169 DB−3,78N3−1.834
00 シ3−37.2R,−2441D、−3,37 R,−60゜74 D7−3.62 N4−1.729
16 シ、−54.7R8〜 〜20.30 D8−可
変 R,−−53,440,−125N、−1,71700
ν、 −47,9R,o−−28,72D、。−2,3
9八−−35,08D、、−1,25N。−1,658
44シ、−50.91ち、−−11149,02D、2
−5.98亀B−−18,50D13−1.25 N7
−1.60311 シ、−60.7爬番−−31,74 2−1 e w−0,775/リ □−0.916〜3 4、図面の1?+】単なt、!f1.明第1図は本発明
の小型のズームレンズの屈折力配置区の一例i示す説明
図、第2図から第5図は各々本発明の数値実施例1〜4
のレンズ断面図と諸収差図である。第2図から第5図に
おいて(A)はレンズ断面図、(B) 、 (C) 、
 (D)は各々広角端(/−40)、中間部(/〜50
)、望遠端(/−60)のズーム位置での諸収差図であ
る。
図中Iは第ルンズ群、■は第2レンズ群、Mはメリデイ
オナル像面、Sはサジタル像面、矢印は変倍の除の移動
方向、gはg紛、dはd線?示す。
特許出願人 キャノン株式会社 箋2図(A) 第Z 俯 (E3) 第2図 (o) 第2図CD) 第3 図 (ハ) 第30 (B) 第3 図 (C) 亮3圓 (C)) 第4■ (ハ) 第4図 (9) 第4図 (0) 第4閏 (C)) 第5 図 (A) 第5 図 (E3) 第S図 cc) 3哨−一 S 図 ([)ン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fil物体側より順に正の屈折力の第ルンズ群と負の屈
    折力の第2レンズ群の2つのレンズ群ヲ有し、両レンズ
    群の間隔を変えて変倍を行うズームレンズにおいて、前
    記第ルンズ群は物体側より順に正の屈折力の第1−ルン
    ズ、同じく正の屈折力の第1−2レンズ、両レンズ面が
    凹面の負の屈折力の第1−3レンズそして正の屈折力の
    第1−4レンズの4つのレンズヲ有シていることを特徴
    とする小型のズームレンズ。 (2)前記第ルンズ群と第2レンズ群の屈折力を各々φ
    1.φ2、広角端のズーム位置での全系の屈折力をφ1
    、広角端のズーム位置での前記第ルンズ群と第2レンズ
    群の主点間隔をewとするとき φ7〈φ、<1.5φ。 −1,5りくφ、(−0,5φ。 なる諸条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の小型のズームレンズ。 (3)前記小型のズームレンズにおいて物体側より順に
    第i@目のレンズ面の曲率半径金町、第1番目のレンズ
    のガラスの屈折率とアツベ数を各々N、、ν とすると
    き 1 なる諸条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の小型のズームレンズ。 (4t m記第1−ルンズと第1−2レンズヲ物体側に
    凸面を向けたメニスカス状のレンズテ構成し、前記第2
    レンズ群を少なくとも像面側に凸面を向けた正と負の屈
    折力のメニスカス状の2つのレンズを有するように構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の小型
    のズームレンズ
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