JPS6055312A - 可変焦点距離レンズ光学系 - Google Patents

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、Ｆナンバー１＝４程度で、標準画角を含み約
２倍の変倍比を有する可変焦点Ｊ＆離レンズ、特にフォ
ーカシングが従来の前群繰出し方式と全く異なる内部焦
点調節方式によるフォーカシングに適した可変焦点距離
レンズ光学系に関する。 近年、ズームレンズの隆盛は目覚ましく、数多くの種類
のものが市場に提供されており、特に標準画角を含むス
タンダードズームはその主流の位置を占めている。一方
、焦点調節の自動化、いわゆるＡＦ化は主にコンパクト
カメラの分野に着々たる進歩が見られ、これも数多くの
ものが提供されている。しかし、前述の如きズームの主
流であるスタンダードズームとＡＦとを有機的に結びつ
けたものは極めて数が少ない。わずかに−眼レフの分野
でその例が見られるが、その何れも、焦点調節の為の可
動群として重量の大きい第■レンズ群すなわち前群を用
いているため、パワーの大きいモーター、それに見合う
電源等を搭載しなければならず必然的に装置全体が大型
化するという欠点があった。 本発明は、この点に着目し、いわゆる２群タイプのズー
ムレンズにおいて、第■レンズ群すなわち後群内の一部
のレンズ群を焦点調節の為の可動群として、ＡＦ装置全
体の小型軽量化を図り、かつ焦点調節による収差の変動
を最小とする条件を見出し、標準画角を含む可変焦点距
離レンズをＡＦ化するものとして最適の光学系を提供せ
んとするものである。 まず本発明は、物体側より順に、共に物体側に凸面を向
けた負メニスカスレンズの第１．第２レンズと、正レン
ズの第３レンズとから成り、全体として負の屈折力を有
する・第■レンズ群と；正レンズの第４レンズと、前記
第４レンズと貼り合わせと為した負レンズの第５レンズ
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第６レ
ンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第７
レンズと、前記第７レンズと貼り合わせと為した負レン
ズの第８レンズと、正レンズの第９レンズとから成り、
全体として正の屈折力を有する第１レンズ群とから構成
され、前記第■レンズ群と像面との間に屈折力の小さい
負レンズの第１０レンズが配置される場合もあり得るも
のとし、前記第１レンズ群と第■レンズ群との空気間隔
を変えることによって変倍作用を行う光学系であって、
以下の諸条件を満足することを特徴とする可変焦点距離
レンズ光学系である。 （１）　１．５＜Ｉ　ｆ　ｒ　ｌ／ｆ＜２．２　、　ｆ
□く〇（２）　１．０＜　ｆ　ｎ　／　ｆ　＜１．４（
３）　０．５＜　ｆ　ｎ　Ｉ／　ｆ　＜０．９５（４）
０．５＜Ｉｆｍ２１／ｆ＜０．９　、ｆｎ２＜０（５）
　Ｒ１２／　ｆ　＜　２．０ ｆ：全系の最短焦点距離 ｆ工：第■レンズ群の焦点距離 ｆ■：第■レンズ群の焦点距離 ｆａｘ　：第４レンズから第６レンズまでの合成焦点距
離 ｆｌｆ２：第７レンズから第８レンズまでの合成焦点距
離 Ｒ１２：第７レンズの物体側の面の曲率半径一般に、２
群タイプの可変焦点距離レンズにおける第■レンズ群内
のレンズは、第■レンズ群に比べて径が小さい為、重量
も軽く、その点ではＡＦ用の可動部として大きなメリッ
トを持っている。 しかし、第■レンズ群内のどのレンズを動かすかが問題
である。例えば、第■レンズ群全体を焦点調節の為に可
動とすることは、理論的には可能であるが、焦点調節の
為の移動量が大きすぎる為、実用上は不可能である。こ
れは第■レンズ群の焦点距離が焦点調節群としては大き
過ぎる為でもある。 第■レンズ群は一般に大きく分けて正、負、正の３つの
小レンズ群から構成されるのが基本であるが、それらの
小レンズ群を物体側より順に第■ルンズ群、第■２レン
ズ群、第■３レンズ群と呼ぶと、前述の様な観点から実
用上焦点調節が可能なのは、（ｉ）第■ルンズ群を移動
、　（ｉｉ）第■２レンズ群を移動、　（ｉｉｉ）第■
ルンズ群と第■３レンズ群を同時に移動、（ｉｖ）第■
２レンズ群と第■３レンズ群とを同時に移動する場合で
ある。 しかし、従来の２群タイプの可変焦点距離光学系におい
ては、本発明の例において採用される様な第■レンズ群
内の一部レンズ群による焦点調節は全く考慮されていな
い為、仮に前述の様な各場合の焦点調節を行ったとして
も、物体距離による収差の変動が著しく大きく光学性能
的に使用に耐えない。 本発明においては、その点を考慮し、第４レンズと第５
レンズ及び第７レンズと第８レンズを貼り合わせとして
、各小レンズ群自体で色収差２球面収差を主とする各収
差を軽減し、もって物体距離の変化による収差の変動を
小さく抑えている。 次に上記各条件について説明する。 条件（１）は第ルンズ群の焦点距離に関するもので、レ
ンズ全系での十分な光学性能と全体のコンパクト性とを
両立させる為に必要な単性である。 条件（１）の下限を越えると、第１レンズ群の屈折力が
強くなり過ぎて、補正過剰の球面収差９色収差、非点収
差が発生し、光学性能的に良好なレベルを保つことが困
難となる。また条件（１）の上限を越えると、第■レン
ズ群の屈折力か弱くなりすぎ、短焦点距離側で必要なバ
ックフォーカスが確保できないか、あるいは確保する為
にはレンズ全長が長大になりすぎコンパクト性の点で好
ましくない。 条件（２）は第■レンズ群の焦点距離に関する。 この条件（２）も条件（１）と相俟ってレンズ全系での
良好な性能と全体のコンパクト性を両立させる為に必要
なものである。条件（２）の下限を越えると、第■レン
ズ群の屈折力は強くなりすぎて、補正不足の球面収差、
非点収差が残存し、良好向性能が維持できない。また条
件（２）の上限を越えると、第■レンズ群の屈折力は弱
くなりすぎて、特に短焦点距離側でレンズ全長が長大と
なり好ましくない。 条件（３）は第４レンズから第６レンズまでの合成焦点
距離、即ち前記の第１ＩＩレンズ群の屈折力に関する。 条件（３）の下限を越えると、第１Ｉ　ルンズ群の屈折
力は強くなりすぎ、第■ルンズ群自体で補正不足の球面
収差、非点収差が発生、残存する。本発明における光学
系においては、フォーカシング時に前記第■ルンズ群と
第■２レンズ群の空気間隔が変化するような方式を想定
しているので、前述のごとく第■ルンズ群自体での収差
の残存量が大きいと、物体距離の変化により収差の変動
が大きくなり、実用上好ましくない。 また条件（３）の上限を越えると、第■ルンズ群の屈折
力は弱くなりすぎ、フォーカシング時における該レンズ
群の移動量が大きくなり過ぎて、コンパクト性の点で問
題がある。 条件（４）は第７レンズから第８レンズまでの合成焦点
距離、即ち前記の第■２レンズ群の屈折力に関するもの
で、条件（３）とも関連して物体距離の変化による収差
の変動の少ない光学系を実現するのに必要な条件である
。条件（４）の下限を越えると、第■２レンズ群の屈折
力は強くなりすぎて、前述した如き第■レンズ群内の一
部レンズ群を移動させてフォーカシングを行った場合、
物体距離の変動による収差の変動が大きく、実用上好ま
しくない。逆に条件（４）の上限を越えると、第■２レ
ンズ群の屈折力は弱くなりすぎて、第■２レンズ群以外
の正レンズ群で発生する補正不足の諸収差を、該第■２
レンズ群にて正常状態に補正する能力が失なわれ、良好
な性能が得られない。 条件（５）は第７レンズの物体側の面の曲率半径に関す
る。第７レンズの物体側の面は、第■ルンズ群で発生す
る補正不足の球面収差、非点収差を正常に補正する役目
を持っているが、前述のごとく、本発明の場合、フォー
カシング時に第６レンズと第７レンズ間、即ち第■ルン
ズ群と第■２レンズ群の間の空気間隔が変化することを
想定しているので、該空気間隔の変化、即ち物体距離の
変化による収差の変動を小さく抑える為には、該第７レ
ンズの物体側の面の曲率半径を適切に定めることが必要
である。条件（５）を侵すと、第７レンズの物体側の面
の曲率半径は、（１）凸面を像側に向けた状態できつく
なるか、（ｉｉ）物体側に凸面を向けるか、という状態
となるが、（ｉ）の場合、球面収差、非点収差を補正過
剰とする効果が物体距離によって大きく変化し、レンズ
全系としても収差変動の大きいものとなり好ましくない
し、また（ｉｉ）の場合は補正過剰とする効果が失なわ
れ、高次の収差が残存し好ましくない。 尚、第４レンズから第６レンズに用いる硝材は、なるべ
く屈折率の大きいものを用いて、各レンズ面の曲率半径
をゆるくし、収差係数を小さく保つて、物体距離の変化
による収差の変動を小さくする様ユニすることが望まし
い。 また、本発明の光学系について、本明細書中では、第■
レンズ群中の一部レンズ群の移動によってフォーカシン
グを行うような説明を行ったが、従来通りの第１レンズ
群移動方式、いわゆる前玉繰出し方式を採用しても十分
な性能が得られることは明らかである。 以下本発明の実施例を記載する。ここでｒはレンズ各面
の曲率半径、ｄはレンズ厚又はレンズ間隔、ｎは各レン
ズの屈折率、νは各レンズのアツベ数である。

【実施例１） Ｆや。１：４　ｆ＝３６．０〜６８．５ｒｄ　ｎ １　１１４．１５９　１．９８　１．８３４００　３７
．２２　３１．３１４’４．８３ ３　１０２．９５５　１．８８　１．．８３４００　’
３７．２４　３８．６２５　３．６３ ５　３７．９１２　６．００　１．８０５１８　２５．
４６　１５９．４８２　可変 ７　６３．３０７　６．５３　１．７７２５０　’４９
．６８　−４１．３１６　１．３８　］、、８４６６６
　２３．９９　−８０．８１４　０．１０ １０　２９．５９４　３．２７　１．７７２５０　４９
．６１１　７０．３８７　２．４９ １２　−９０．０２２　８．０２　１．５１６３３６４
．１１３　−６８．０８７　１．１０　１．６７２７０
　３２．１１４　２４．００９　：３．９９ １５−ｉ６ｔ、ｏ６９．ｚ、９４１．６２２３０　５３
．２１６　−２８．８７１ １　ｆ　ｒ　Ｉ　＝６９．５＝１．９３・ｆ　ｗｆ　Ｂ
　＝４４．８＝Ｌ２４・ｆ　ｗ ｆ　ｒｘ　ｓ　”２８．１＝０．７８・ｆ　Ｗｌ　ｆ　
ｎ　２　１　＝２６．９＝０．７５・ｆ　ｗＲｌ　２　
＝−２，５０・ｆ　ｗ 【実施例２】 Ｆｕｏ　１　：　４　ｆ　＝３６．０−６８．５ｄ　ｎ
　ν １　１０５．５１３　１．９８　１．８３４００　３７
．２２　３０．３９２　３．９６ ３　７９．７７９　１．８８　１．８３４００　３７．
２４　３４．９１６　３．９０ ５　３５．１７９　５．（＋５　１．８０５１１１　２
５．４６　１１０．２２６　可変 ７　６９、’７６３　３．４８’　ｔ、７７２５０　４
９．６８　−６５．４７９　１．０ＯＬ、８４６６６　
２３．９９　−８２．７４９　０．１０ １０　２６．９５６　３．３３　１．７８５９０　４４
．２１１　１０１６７９　２．０４ １２　−１５５．ＥＩ９９　８．１６　１．８０６１０
　４０．９１３　−７２．３３８　１．１０　１．７８
４７２　２５．７１４　２１．２３７　６．２３ １５　−１５９．０７３　２．５０　１５６７３２　４
２．８１６　−２８．０４８ ｌ　ｆ　工ｌ　＝６６．０＝１．８３・ｆ　ｗｆ　■＝
４３．１＝１．２０・ｆ　ｗ ｆ　Ｉ［１＝２４．２＝０．６７・ｆ　ｗｌ　ｆ　ｎ　
２　１　＝２３．４＝０．６５・ｆ　ｗＲ１２＝　−４
，３３・ｆ　ｗ 【実施例３］ ＦＮＯ１：　４　ｆ　＝３６．０−６８．５ｒ　ｄ　ｎ １　７９．６４４　１．９８　’１．８３４００　３７
．２２　２９．６６６　５．１９ ３　ｔ３９．ｚｔ２．ｘ、ａｓ　１．８３４０（１３７
，２４３８，３０１３，６６ ５３７，６０８６，００１，８０５１８２５，４６１６
３，４４９可変 ７　７８．３７８　３．９９　１．７７２５０　４９．
６８　−４０．３４８　１．３８　１．８４６６６　２
３．９９　−７８．７７４　０．１０ １０　２９．１８３　２．９８　１．７８５９０　４４
．２１１　７３．８３５　３．３３ １２　−９９．６７５　８．０１　１．５８９１３　６
１．０１３　−６７．７６５　１．１０　１．６７２７
０　３２．１１４　２３．９４０　５．００ １５　−２１９．９７１　３．２９　１．６２０４１　
６０．３１６　−２９．３７３ １　ｆ　Ｉ　Ｉ　＝６８．１＝１．８９・ｆ　ｗｆ　Ｉ
［＝４５．２＝１．２５・ｆ　ｗｆ　ｎ　ｔ　＝２’８
．５＝０．７９・ｆ　ｗｌ　ｆ　Ｉ［２１＝２７．６＝
０．７７・ｆ　ｗＲｌ　２　＝−２，７７・ｆ　ｗ 【実施例４３　Ｆ　Ｎｏ　１　：　４　ｆ　＝　３６．
０−６８．５ｒ　ｄ　ｎ ｌ　９３．７７８　１．９８　１．８３４００　３７．
２２　２９．５３６　５゜０８ ３　１１０．０８５　１．８８　１．８３４００　３７
．２４　３８．４７５　３．１４ ５　３６．３９０　５．９６　１．８０５１８　２５．
４６　１４６．０４１　可変 ７　８３．５２／！　４．０７　１．７４３２０　４９
．３ｓ　−３６，４７２１，３８１，８４６６６２３，
９９−６５，５５５０，１０ １０２７，０４２３，３３１，７７２５０４９，６１１
６５，９８９３，８９ １２−８９，５３５８，０５１，６０３１１６０，７１
３−５４５，５８３’　１．１０　１．７５５２０　２
７．５１４　２３．２８２　／１．５０ １５　３０１．２９６　４．４３　１．５８２６７　４
６．４１６　−２７．８７０　可変 １７　−２２５．３９２　１．６０　１．５３１７２　
４８．９１８　４８１．８７９ ｌ　ｆ　１　ｌ　＝６７．９＝１．８９・ｆ　ｗｆ　ｒ
ｔ　＝４２．７＝１．１９・ｆ　ｗｆ　ｎ　＋　＝２７
．７＝０．７７・ｆ　Ｗｌ　ｆ　ｎ　２１　＝２４．６
＝０．６８・ｆ　ｗＲＩ　２　＝−２，４９・ｆ　ｗ

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１のレンズ図、第２図、第３図は各々実
施例１の短焦点距離側及び長焦点距離側での収差図、第
４図は実施例２のレンズ図、第５図、第６図は各々実施
例２の短焦点距離側及び長焦点距離側での収差図、第７
図は実施例３のレンズ図、第８図、第９図は各々実施例
３の短焦点距離側及び長焦点距離側での収差図、第１０
図は実施例４のレンズ図、第１１図、第１２図は各々実
施例４の短焦点距離側及び長焦点距離側での収差図であ
る。 第　１　図 第２図 正弦９に杵 第３図 正弦条件 第４図 第５図 第６図 正弦条件 第　７　図 第　８　図 正弦条件 第９　図 −耐瑳　リ讃　油隨 正弦条件 第１２図 正弦条件 歪曲収差

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物体側より順に、共に物体側に凸面を向けた負メニスカ
   スレンズの第１．第２レンズと、正レンズの第３レンズ
   とから成り、全体として負の屈折力を有する第ルンズ群
   と；正レンズの第４レンズと、前記第４レンズと貼り合
   わせと為した負レンズの第５レンズと、物体側に凸面を
   向けた正メニスカスレンズの第６レンズと、像側に凸面
   を向けた正メニスカスレンズの第７レンズと、前記第７
   レンズと貼り合わせと為した負レンズの第８レンズと、
   正レンズの第９レンズとから成り、全体として正の屈折
   力を有する第■レンズ群とから構成され、前記第■レン
   ズ群と像面との間に屈折力の小さい負レンズの第１Ｏレ
   ンズが配置される場合もあり得るものとし、前記第１レ
   ンズ群と第■レンズ群との空気間隔を変えることによっ
   て変倍作用を行う光学系であって、以下の諸条件を満足
   することを特徴とする可変焦点距離レンズ光学系。 （１）　１．５＜Ｉ　ｆ　ｒ　Ｉ／ｆ＜２．２　、　ｆ
   □く０（２）　１．０＜ｆ□／　ｆ　＜１．４（３）　
   ０．５＜　ｆ□ｓ　／　ｆ　＜０．９５（４）　０．５
   ＜ｌ　ｆ　ｕ２１／　ｆ＜０．’ｌ　、ｆ　ＩＩ２　＜
   。 （５）　Ｒ１２／　ｆ　＜−２，０ ｆ：全系の最短焦点距離 ｆＸ：第ルンズ群の焦点距離 ｆ、：第■レンズ群の焦点距離 ｆｎｘ：第４レンズから第６レンズまでの合成焦点距離 ｆ］Ｉ２：第７レンズから第８レンズまでの合成焦点距
   離 Ｒ１２：第７レンズの物体側の面の曲率半径