JPS6161653B2 - - Google Patents

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JPS6161653B2
JPS6161653B2 JP56215482A JP21548281A JPS6161653B2 JP S6161653 B2 JPS6161653 B2 JP S6161653B2 JP 56215482 A JP56215482 A JP 56215482A JP 21548281 A JP21548281 A JP 21548281A JP S6161653 B2 JPS6161653 B2 JP S6161653B2
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JP
Japan
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lens
lens group
zoom
group
wide
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JP56215482A
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JPS58111013A (ja
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Keiji Ikemori
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS58111013A publication Critical patent/JPS58111013A/ja
Priority to US06/733,856 priority patent/US4647160A/en
Publication of JPS6161653B2 publication Critical patent/JPS6161653B2/ja
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    • 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
    • G02B15/16Optical 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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    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
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    • G02B15/143Optical 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
    • 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)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はズームレンズに関し物体側より順に発
散性の第1レンズ群、収斂性の第2レンズ群そし
て発散性の第3レンズ群の3つのレンズ群で構成
し、第1レンズ群と第2レンズ群を光軸上移動さ
せてズーミングを行つた小型化を図つた広角ズー
ムレンズに関する。 従来から小型化を図つたズームレンズとして、
発散性の第1レンズ群と収斂性の第2レンズ群2
つのレンズ群で構成し、両レンズ群の間隔を変え
てズーミングを行ういわゆる2群方式のズームレ
ンズがあり、数多く提案されている。本出願人も
特開昭53−132360号や特開昭56−19022号等で提
案している。前者は発散性の物体側の第1レンズ
群を3枚のレンズ構成とし、ある程度パワーを強
め、望遠端のズーム位置における両レンズ群間の
主点間隔をある程度小さくすることによりズーム
レンズの前玉径およびレンズ全長(第1レンズ面
から像面まで)特に広角端のズーム位置でのレン
ズ全長をコンパクトにしている。一方後者はズー
ミングにおいて物体側の第1レンズ群を光軸上直
線的に移動させ望遠端のズーム位置でのレンズ全
長のコンパクト化を図つており、発散性の物体側
の第1レンズ群のパワーは前者のズームレンズに
比べ弱くなつている。ズームレンズ系のコンパク
ト化を図る場合、前者では発散性の物体側の第1
レンズ群のパワーをさらに強くすれば広角端のズ
ーム位置でのレンズ全長はさらに短かくなるが、
逆に望遠端のズーム位置でのレンズ全長は長くな
り、ついには広角端のズーム位置でのレンズ全長
よりも長くなつてしまう。一方後者では望遠端の
ズーム位置でのレンズ全長の短縮化には好ましい
が広角端のズーム位置でのレンズ全長が長くなる
傾向があり更にズームレンズの前玉径が大きくな
り好ましくない。一般には2群方式のズームレン
ズにおいてズームレンズのレンズ全長も最も効率
良く短くするには広角端と望遠端の両方のズーム
位置でのレンズ全長が等しくなるようにするのが
よい。 本発明は2群方式のズームレンズの特徴を採用
し、レンズ全長の短縮化を図る為、新たなレンズ
構成を採用しつつ光学性能の極めて良い広角ズー
ムレンズの提供を目的とするものである。 本発明の目的を達成する為のズームレンズのレ
ンズ構成の特徴は物体側より順に、発散性の第1
レンズ群、収斂性の第2レンズ群そして発散性の
第3レンズ群の3つのレンズ群で構成し、前記第
1レンズ群と第2レンズ群を光軸上移動させてズ
ーミングを行なうものである。 本発明のズームレンズの構成を前記従来例の2
群方式のズームレンズと比較してみると収斂性の
像側の第2レンズ群を収斂性のレンズ群と発散性
のレンズ群の2つのレンズ群に分け、分割した収
斂性のレンズ群のみを発散性の第1レンズ群と共
に光軸上移動させズーミングを行なうのと同じ構
成になる。本発明のズームレンズの構成をこのよ
うに考えることもできるが、本発明のズームレン
ズの構成はズームレンズの小型化を図りつつ光学
性能の向上を図る為に案出された新しいタイプの
ズームレンズなのである。すなわち、従来より第
1図に示すように発散性の第1レンズ群、収斂性
の第2レンズ群そして発散性の第3レンズ群の3
つのレンズ群よりなり、第2レンズ群と第3レン
ズ群を物体側方向へ移動させ、第1レンズ群を非
直線的に移動させてズーミングを行うズームレン
ズが知られている。このようなズーム方式におい
てズーム比をある程度保つには第2レンズ群の移
動量をふやすと同時に第1レンズ群と第3レンズ
群を同図の点線の矢印の如く移動させる必要があ
る。この場合第1レンズ群の位置は広角端より望
遠端の方が物体側前方へ出る傾向になり、望遠端
でのレンズ全長が長くなり大型化してしまう。 次に第3レンズ群のズーム移動量を減らしてい
くと第1レンズ群は像側方向への移動量がふえて
くるため、第2レンズ群の少ないズーム移動量
で、ある程度ズーム比を保つことが出来る。 本発明のズームレンズはこのようなズームレン
ズの性質を利用し、ズームレンズの小型化を図り
つつ高性能な光学性能を得る目的で、創作された
ものであり、第3レンズ群をズーミング中固定と
し、このときのズームレンズの性質といわゆる2
群方式のズームレンズの特徴を採りつつ極めて小
型でしかも良好に収差補正を達成した広角ズーム
レンズなのである。 次に本発明に係るズームレンズ構成を従来より
ズームレンズの小型化を図るには有利とされてい
るいわゆる2群方式のズームレンズを例にとりこ
の2群方式のズームレンズと比較しつつ本発明に
係るズームレンズが更に小型化に適している事を
各図を用いて説明する。 第2図a,bは従来の2群方式のズームレンズ
と本発明に係るズームレンズの説明図でありは
正の第1レンズ群、は負の第2レンズ群、Fは
フイルム面である。同図bに示すように収斂性の
像側の第2レンズ群を正と負のレンズ群と
に分割し本発明に係るズームレンズと同様の
レンズ構成として考えると、この分割したレンズ
群自体はテレフオトタイプのレンズ構成になるた
めにフイルム面Fまでの距離は短くなりFの位置
にくるのでバツクフオーカスは短くなる。これに
よつて広角端と望遠端の両方のズーム位置でとも
にレンズ全長を短縮することが可能となる。第3
図a,b、第4図a,bはズーミングによるレン
ズ群の移動量の説明である。第3図bに示すよう
に分割した収斂性レンズ群のパワーは分割した他
方のレンズ群が負である為に分割する前のレンズ
群のパワーより当然強くなつているため、第3図
aに比べて少ない移動量で同じズーム比を達成す
ることが出来る。これによつて広角端のズーム位
置での発散性レンズ群と分割した収斂性のレンズ
群の主点間隔を△D1だけ小さくすることが出
来、この結果レンズ全長の短縮化を図ることがで
きる。 又本発明に係るズームレンズでは、仮りに発散
性第1レンズ群のパワーが従来の2群方式のズー
ムレンズにおける発散性の第1レンズ群のパワー
と同一であつても第2レンズ群のパワーが強くな
るのでレンズ全長の短縮化が有利となる。そして
従来の2群方式のズームレンズにおいて第1レン
ズ群のパワーを強くして広角端のズーム位置での
レンズ全長を望遠端のズーム位置でのレンズ全長
と同じにしてズームレンズの小型化を効率良く行
つた場合よりもさらに本発明のズームレンズはレ
ンズ全長の短縮化を更に図ることが可能となる。 前述の如く、本発明に係るズームレンズでは従
来の2群方式のズームレンズに比べて収斂性第2
レンズ群の移動量を少なくてもズーム比を達成す
ることが出来るため、広角端のズーム位置を基準
とした時、望遠端のズーム位置での発散性第1レ
ンズ群の位置は第4図aに示す従来例に対し第
4図bに示すように△D2だけより像側にくる。
従つて望遠端でのレンズ全長が広角端のレンズ全
長より短かくなるため広角端のレンズ全長の短縮
の余裕が生まれ発散性第1レンズ群のパワーをさ
らに強くしてレンズ全長の短縮がはかれる。以上
本発明に係るズームレンズの基本的特徴について
簡単のため従来の2群方式のズームレンズと比較
して説明した。 一方、本発明に係るズームレンズを3つのレン
ズ群から構成し、第1レンズ群と第2レンズ群を
移動させてズーミングを行い第3レンズを固定し
たものとして考えてもよいことは前述の第1図の
説明で述べたようにさしつかえないことはいうま
でもない。 本発明に係るズームレンズは以上のレンズ構成
で小型化と良好なる収差補正を達成することがで
きるものであるが、更に良好なる光学性能を得る
為には次の条件を満足するのが好ましい。 まず、第3レンズ群の焦点距離をfとした時
|f|を望遠端のズーム位置での焦点距離fT
より大きくすなわち|f|≧fTとすることで
ある。これは第2レンズ群のパワーを制約し、こ
の第2レンズ群から発生する収差量が極端に大き
くならない様にするための条件であり更に広角端
でのバツクフオーカスを必要量保つための条件で
もある。この範囲以外になると第2レンズ群から
発生する収差量が極端に増加しズームレンズ全体
としての収差を良好に補正することができなくな
り、また、バツクフオーカスが短かくなり過ぎ、
広角端においては35ミリTTL一眼レフカメラに
装着した時ミラーアツプが困難になつてしまう。
次に第1レンズ群の焦点距離をfとした時|f
|はfTより小さくすなわち|f|<fTとす
ることである。これはレンズ全長の短縮化および
ズームレンズの前玉径の縮小をはかるための条件
である。この条件より外れると広角端のズーム位
置でのレンズ全長、およびズームレンズの前玉径
が大きくなり過ぎコンパクト化が困難となる。さ
らに後述する本発明の実施例の如くズーム比が2
倍以下で開放FナンバーがF/4程度のときは発
散性第3レンズ群を単レンズで構成するのが好ま
しい。これはズームレンズ全系の収差の悪化しな
い範囲内でズームレンズ全系をコンパクトにする
のに好ましい。また第2レンズ群内に開口絞りを
持つ場合には第1レンズ群のパワーがある程度強
いため広角端において樽型の歪曲収差が多く発生
し易くなるため、この歪曲収差を開口絞りより像
側にある第3レンズ群で良好に補正することが可
能となる。このときの補正を効果的に行うには第
3レンズ群の負レンズを像面側に凹面を向けたメ
ニスカスの形状にするのが良い。更に本発明にお
けるズームレンズの光学性能を良好に保ちながら
ズームレンズ系全体をコンパクトにするためには
以下に示す諸条件を満たすのが好ましい。 (1) 0.5≦|f|/f≦0.85 (2) 1.4≦|f|/f≦8 そして第1レンズ群には少なくとも最も像側に
正レンズを配し該正レンズと物体側前方のレンズ
と作る空気レンズに収斂作用を持たせ、第2レン
ズ群を物体側より順に2枚以上の正レンズ群と負
レンズ群そして正レンズ群で構成するのが好まし
い。 条件式(1)の下限値以下では広角端より望遠端の
方がレンズ全長が長くなる傾向となり、さらに望
遠端での球面収差を良好に補正することがむずか
しくなる。上限値以上では負角端のレンズ全長の
短縮化が不足し好ましくない。 条件式(2)の下限値以下では広角端でのバツクフ
オーカスを必要量取ることがむずかしくなり、さ
らに第3レンズ群を性能上、簡単なレンズで構成
することが困難になる。上限値以上ではこの第3
レンズ群のパワーが弱くなり過ぎ、コンパクト化
の効果がうすれて来る。また、第1レンズ群と第
2レンズ群を上記のようなレンズ構成とすること
は各レンズ群内で球面収差の発出をある程度除去
しズーミングによる球面収差の変動を良好に補正
するためである。 次に第3レンズ群の収差論的作用効果ついて説
明する。後述する本発明の実施例2について開口
絞りを第2レンズ群の物体側より数えて第1番目
と第2番目のレンズ間に設けた時の第1,第2お
よび第3レンズ群のSeidelの3次収差係数を表1
に示す。
【表】 表1に示す如く、第3レンズ群はズーミング中
であつても球面収差(SA)は一定であるが非点
収差(AS)と歪曲収差(DS)はともに補正過剰
方向へ作用し非点収差(AS)はその作用が広角
側で強く望遠側では少なくなつている。本発明に
係るズームレンズにおいては第1レンズ群と第2
レンズ群のパワーをある程度強くしているので第
1レンズ群と第2レンズ群の合わさつたレンズ系
から特に広角端において補正不足の非点収差が発
生し易くなるため、このときの収差補正のため上
記第3レンズ群の作用が極めて効果的となる。ま
た広角端において樽型の歪曲も発生し易くなるの
でこの補正にも有効である。 このように本発明に係るズームレンズにおいて
は、第3レンズ群は第1レンズ群および第2レン
ズ群から発生する収差を打ち消す作用効果を持つ
ている。この為従来のレンズ全系で収差補正を行
つた2群方式の構成のズームレンズにおいて、ズ
ームレンズと像面の間にいわゆるリア・アタツチ
メントレンズ(これのみで収差が除去されてい
る)を装着し全レンズ系の焦点距離を変化させる
単なる3つのレンズ群よりなるズームレンズと比
べてみても本発明のズームレンズは根本的に目的
及び作用効果を異にしており、単に負と正のレン
ズ群からなるズームレンズの後方に新たなレンズ
群を付加し、焦点距離を変化させたものとは格別
の作用効果の違いがある。 本発明では以上のようなレンズ構成とすること
により、後述する実施例に示す如く、画角62゜〜
35.3゜、Fナンバー1:4〜4.5で広角端のレン
ズ全長が望遠端の焦点距離の1.4倍程度という極
めてコンパクトでしかも性能良好なる広角ズーム
レンズが実現可能となる。 尚、フオーカシングは、レンズ全体を繰り出し
て行つても良く、又第3レンズを固定し、第1レ
ンズと第2レンズを繰り出して行うことも又第1
レンズ群あるいは第2レンズ群のみを繰り出して
行つてもよい。 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は物体側より順に第i番目のレ
ンズ厚及び空気間隔、Niとνiは夫々物体側より
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。 実施例 1
【表】
実施例 2
【表】
【表】
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のズームレンズのズーム方式の説
明図、第2図a,b、第3図a,b、第4図a,
bは各々従来のズームレンズのレンズ構成と本発
明に係るズームレンズのレンズ構成の比較の為の
説明図、第5図と第6図は各々本発明の実施例1
と実施例2のレンズ断面図、第7図a,b,cと
第8図a,b,cは各々本発明の実施例1と実施
例2の広角端、中間、望遠端のズーム位置での諸
収差図である。 図中、Mはメリデイオナル像面、Sはサジタル
像面である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 物体側より順に、発散性の第1レンズ群、収
    斂性の第2レンズ群そして発散性の第3レンズ群
    の3つのレンズ群で構成し、前記第1レンズ群と
    第2レンズ群を光軸上移動させてズーミングを行
    ない、前記第3レンズ群はズーミング中固定と
    し、前記第1レンズ群および全系の望遠端のズー
    ム位置におけるそれぞれの焦点距離をf,fT
    としたとき、 0.5≦|f|/f≦0.85 を満足することを特徴とする小型の広角ズームレ
    ンズ。 2 前記第3レンズ群を負の屈折力のレンズ1枚
    で構成し前記負の屈折力のレンズを像面側に凹面
    を向けたメニスカス形状としたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の小型の広角ズームレ
    ンズ。
JP56215482A 1981-12-24 1981-12-24 小型の広角ズ−ムレンズ Granted JPS58111013A (ja)

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JPS58111013A JPS58111013A (ja) 1983-07-01
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