JPS6250718A - ２群構成ズ−ムレンズ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、物体側より順に発散性の第１レンズ群と収斂
性の第２レンズ群との２群より構成されるズームレンズ
に関する。

〔発明の背景〕

現在３５ｍｍスチールカメラ用交換レンズにおいて、こ
のような２群構成ズームレンズで、３５〜７Ｑｍｍの焦
点距離範囲のものは、従来の焦点距離５９ｍｍの所謂標
準レンズに代わり、最も良く常用されるレンズとして定
着した感がある。それに対応してこのような２群構成ズ
ームレンズは、結像性能もかなり良好で、かつコンパク
トなものが多く実用化されている。しかしこれらのレン
ズは、３５ｍｍ−眼レフレックスカメラ用のレンズであ
るため、３５ｍｍレンズシャッターカメラ等のような更
にコンパクトさを要求されるカメラボディに装着しよう
とすると、依然として大きな形状であることは否めない
ことであった。

一方、３５ｍｍレンズシャッターカメラ用に使用するコ
ンパクトな変倍レンズについては種々提案されているが
、これらのレンズではいずれも第１レンズ群が収斂性を
有し、ズーム比も１．５倍程度であり、焦点距離範囲も
具体的には、４０〜６０１程度のものが中心である。し
かもこれらのものでは、できるだけコンパクト化を図る
ために、バックフォーカスが極端に短いものが多く、フ
ィルム面に近接して大きなレンズが配置され、この大き
なレンズが変倍のために移動するというものである。従
って、このようなズームレンズでは、その変倍効果にお
いてもいま一歩不足であり、また実用化するためには技
術・製作上の問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述の如き現状の諸欠点を解決し、優
れた性能を維持しつつコンパクトでズーム比２程度度の
２群構成ズームレンズを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、物体側より順に、発散性の第１レンズ群Ｇ１
と収斂性の第２レンズ群Ｇ２との２群より構成され、該
第１レンズ群Ｇ、と該第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を
変化させることにより像面位置を一定に保ちながら変倍
を行うズームレンズにおいて、前記第２レンズ群Ｇ２を
物体側から順に収斂性の前群と発散性の後群とによって
構成したものである。

そして、より具体的には、発散性の第１レンズ群Ｇ１は
少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズ
によって構成され、収斂性の第２レンズ群Ｇ、中の前群
は少なくとも２枚の正レンズを有し、第２レンズ群Ｇ２
中の後群は少なくとも１枚の負レンズを有し、且つ以下
の条件を満足するものである。

１．０＜１ｆｌｌ／ｆＷ＜１．５　　　　（１）０．３
　　＜１ｓ　　／ｆ１．ｌ＜　　０．６　　　　　　（
２）０．７　　＜　ｌｆｚ＊　ｌ／ｆｚ　＜　１．３　
　（３）但し、 ｆＩ：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆｗ　：全系の
広角端における合成焦点距離ｅ−：前記第１レンズ群Ｇ
、と第２レンズ群Ｇ２との広角端における空気間隔 ｒ２　：前記第２レンズ群Ｇｔの焦点距離ｆ、：前記前
記第２ズ７１ である。

このような発散性の第１レンズ群Ｇ１と収斂性の第２レ
ンズ群Ｇ２とで構成されるズームレンズにおいて、まず
広角端と望遠端でのレンズ系の全長が等しくなるような
パワー配置を選ぶことによって、そのパワー配置上量も
バランス良くコンパクトに構成することが可能となった
．すなわち、広角端における全系の合成焦点距離をｒ。

、望遠端における全系の合成焦点距離をｒＴ、第ルンズ
群Ｇ１＼の焦点距離をｆい広角端において第２レンズ群
Ｇ２が担う倍率をβ８とするとき、広角端と望遠端との
各状態における全長が等しくなるためには、「１．ｌ七
ｆ１・βい ｆｔ　！＝ｆ＋／β０ を満足することが必要である。よって、上記の２式から
、β８を消去すれば、 ｆ＋＝　　Ｊ　ｆｗ　　・Ｉｔ　　　（ｆＩ＜ｏ）　　
　■となり、第ルンズ群Ｇｌの焦点距離ｒ，を上記０式
の関係を満たすごと（構成することが全系のコンパクト
化のための基本的条件となる。そして、この条件をほぼ
満たしつつ、第２レンズ群Ｇオを収斂性の前群と発散性
の後群とで構成して、所謂テレタイプ化することによっ
て、更にコンパクト化を可能としたものである。

以下、上記の条件式について説明する。

条件式（１）（２）は主に、レンズ系を小型にするため
に必要な条件である。条件式（１）の下限を外れる場合
には、望遠端でのレンズ系全長が長くなり、コンパクト
化のためには望ましくない。

また収差補正上も像面弯曲、コマ収差の非対称成分、並
びに大きな負の歪曲収差等が発生して好ましくない。本
発明の構成では、第２レンズ群Ｇ２中後群が負のパワー
を持っているため、ここで正の歪曲収差を発生させて第
１１２１群Ｇ１にて発生する負の歪曲収差を補正してい
る。そして、このような補正で不十分な場合には、第ル
ンズ群Ｇ、内に非球面を設けて補正することが有効であ
る。条件式（１）の上限を外れる場合には、収差補正の
点では有利となるが、特に広角側での全長が急激に増大
し、これに伴い前玉径も大きくなり小型化を達成するこ
とが困難となってしまう。

条件式（２）について、この下限を外れる場合には、前
玉径の小型化には有利であるが、ズーミングのための各
レンズ群の移動量を十分に確保することができず、２倍
程度のズーム比を達成することが難しくなる。

条件式（３）は、第２レンズ群６２自体をテレタイプ化
して小型に構成するための条件である。この条件の下限
を外れる場合には、望遠比（最前レンズ面頂点から像面
までの距離の焦点距離に対する比）が小さくなり過ぎて
ペッツバール和は負の方向に増大すると共に、第２レン
ズ群Ｇ２中の前群、後群共にパワーが強くなる方向であ
り、高次の収差、特に高次の球面収差が大きく発生して
補正ができなくなってしまう。他方、この条件の上限を
超える場合には、第２レンズ群Ｇ２の望遠比が大きくな
るため、収差補正上は有利となるが本発明の目的とする
コンパクト化を達成することは困難となる。

上記の如き本発明の基本構成において、各レンズ群の具
体的レンズ構成としては、発散性の第ルンズ群Ｇ、を、
物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズ成分りい両凹負レンズ成分Ｌｔ及び物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズ成分り、で構成し、収斂性の
第２レンズ群Ｇ２中収斂性の前群ｈＦを両凸正レンズ成
分Ｌ４と正レンズ成分し、とで構成し、発散性の後群Ｇ
！Ｉ＋を像側により強い曲率の面を向けた負レンズ成分
Ｌａと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分Ｌ７
とで構成することが望ましい。また、絞りＳは、第２レ
ンズ群Ｇ２の前群中に設けることが望ましい。そして、
任意のレンズ成分を接合レンズとして構成することによ
って収差補正の自由度を高めてより良好な収差補正を可
能とし得ることはいうまでもない。

さらに、収斂性の第２レンズ群Ｇ２については、ｆ、：
第２レンズ群Ｇ２後群中の像側に凸面を向けた負メニス
カスレンズ成分の焦点距離ｒｍ　　：　前記第２レンズ
群Ｇ２後群中の負メニスカスレンズの物体側レンズ面の
曲率半径 ｒｂ：前記第２レンズ群Ｇ２後群中の負メニスカスレン
ズの像側レンズ面の曲率半径 とするとき、 ３．５　＜ｒ、／　ｌ　ｆ□　ｌ＜８．０　　　　　（
４）１０　＜（ｒｂ＋ｒｊ／（ｒｂ−ｒａ）　　＜１３
　　　（５）の条件を高定することが望ましい。

また、第２レンズ群Ｇ２の前群中の物体側の正レンズ成
分を両凸正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズとの接合にて構成し、このときこの貼合せの正レン
ズ成分の焦点距離をｆ４とし、この貼合せ面の焦点距離
をｆ４ｓとするとき、さらに以下の条件を満足すること
が望ましい。

２＜１ｒａｓｌ／ｌａ　　＜４　　　　（６）上記の条
件式（４）及び（５）は、第２レンズ群Ｇ２中の後群の
構造に関するものである。この後群は、第２レンズ群Ｇ
２をテレタイプ化するためにある程度強いパワーを持っ
た負レンズとその後方にフィールドフラットナーとして
機能する物体側に強い凹面を向た負メニスカスレンズ成
分とで構成されている。条件式（４）は後群中の最も像
側に位置してフィールドフラットナーとして機能する負
メニスカスレンズ成分のパワーを規定するものであわ、
この下限を外れると、この負メニスカスレンズ成分のパ
ワーが強くなって斜光束が大きく屈折されることから、
高次収差の発生が著しくなり、像面の曲がり、コマ収差
の非対称成分が大きく発生し、良好な補正が不可能とな
ってしまう。

逆に、条件（４）の上限を超える場合には、負メニスカ
スレンズ成分のパワーが弱くなって、その物体側の負レ
ンズ成分のパワーが強まって高次収差による像面の曲が
り、コマ収差の非対称成分に加えて球面収差の曲がりが
著しくなって良好な補正が不可能となってしまう。

条件式（５）は、フィールドフラットナーとしての負メ
ニスカスレンズ成分の適切な形状を規定するものであり
、下限を外れる場合には、斜光束に対して発散作用が弱
くなるので、大きく負の像面弯曲が発生し、良好に補正
し得なくなる。逆に上限を超える場合には、像面弯曲は
大きく正に発生しやはり補正が困難になる。

また、条件（６）は色収差の補正に関するものである。

軸上物点からの光束は、第ルンズ群Ｇ。

で大きく発散されて第２レンズ群Ｇｔに入射し、第２レ
ンズ群Ｇｚで収斂されて像面上に集光される。

このため、第２レンズ群Ｇ２中の最も物体側に位置する
正レンズ成分Ｌ４は、強い正のパワーを持つ必要があり
、基準波長に対する収差の発生を抑えるためにはある程
度屈折率の高い硝子を使用する方が有利である。また、
この際球面収差には大きく色収差が発生し、特に望遠端
において短波長側のｆ上面収差が大きく負に発生するが
、比較的屈折率の高い硝材を使用すると、それに伴い分
散も高い傾向となるので色収差に関しては不利な方向と
なる。この望遠端での短波長側の球面収差を補正するた
めに、第２レンズ群Ｇ２中の最も物体側に位置する正レ
ンズ成分を貼合せレンズとして構成し、この貼合せ面に
負のパワーを持たせることが望ましい。上記の（６）式
はこの貼合せ面のパワーの適切な範囲を規定するもので
ある。

この条件（６）の下限を外れると、貼合せ面の負のパワ
ーが強くなり過ぎて望遠端での短波長についての球面収
差の補正には有効に働くが、基準波長の球面収差自体が
望遠側で大きく発生してしまい、全変倍域にわたってコ
マ収差の非対称成分も増加し、良好な補正が難しくなる
。逆に、上限をこえる場合には、貼合せ面のパワーは弱
くなり、望遠側の短波長についての球面収差は大きく負
に発生し、補正が困難になってしまう。

〔実施例〕

以下に、本発明による実施例について説明する。

各実施例はいずれも３５ｍｍスチールカメラ用で、焦点
距離３５〜７０ＩＩＩ１ｗ程度の小型高性能のズームレ
ンズである。第１図〜第５図にはそれぞれ順に本発明に
よる第１〜第５実施例のレンズ構成図を示した。各実施
例では第ルンズ群Ｇ、と第２レンズ群Ｇ２内にそれぞれ
１面づつ非球面を有しており、硝子を直接非球面に加工
するもの（Ａタイプ）と、硝子に薄い光学物質を接合し
てその空気と接する面を非球面とするもの（Ｂタイプ）
の二種類がある。第１図〜第５図中で、＊は非球面を表
している。また、非球面形状の表現は、非球面の頂点に
おける近軸曲率半径をｒとし、光軸に沿って光の進行方
向に一敗してＸ軸、これと垂直方向に非球面の頂点を通
るｙ軸をとるとき、ｙ座標がｈにおけるｙ軸からの偏量
ΔＸが、 ＋１３ｈ’　＋Ｃｈ”　＋Ｄｈ’＋・・・と表されるも
のとする。

以下の表１〜表５に本発明による第１〜第５実施例の諸
元をそれぞれ示す。

各表中、左端の数字は物体側からの順序を表し、屈折率
及びアツベ数はｄ線（λ”５８７．６ｎｍ）に対する値
である。また、Ｔ、Ｌ、はレンズ系の最大全長即ち、最
前レンズ面頂点から像面までの距離の最大値を表すもの
とする。

１（Ｉ　　Ｒ） 焦点距離　３６．０〜６８．Ｏｎ＋ｍ Ｆナンバー４．５〜６．７ 表」−Ω」１実、ｌＬＬ 焦点距離　３６．０〜６８．０ｍ翔 Ｆナンバー４．５〜６．５ 焦点距離　３６．０〜６８．０＋ｍｍ Ｆナンバー４．５〜６．５ Ｄ　＝−０，８８２２Ｘ　１０−” Ｆナンバー４．５〜６．７ Ｂ＝　　０．３４３６Ｘ１０−’　　　　　　　Ｂ＝−
０，４２３８Ｘ１０−’Ｃ＝　　０．９８９３ｘｌＯ−
’　　　　　、Ｃ＝−０，１８４４ｘｌＯ−’Ｄ＝　　
０．６８００ＸＩＯ−９ ５（第５実施例） イへ点距離　３６．０〜６８．０ｎｖ Ｆナンバー４．５〜６．７ 上記の第１〜第５実施例についての諸収差図をそれぞれ
、第６図〜第１Ｏ図に示す。

各収差図から、何れの実施例もコンパクトな構成にもか
かわらず、実用上十分な結像性能を維持していることが
分かる。

尚、上記第１〜第５実施例について、本発明による各条
件式の対応値を表６に示す。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば優れた性能を維持しつつ、
Ｗ３車な構成からなりコンパクトな２群構成のズームレ
ンズが達成することができる。具体的には、従来の２群
構成ズームレンズでは、レンズ系の全長（Ｉ＆前レンズ
面頂点から像面までの距離）が１００ｍｍ前後のものが
コンパクトなものとされているが、本発明によれば、全
長８０＋ｍＮ程度のコンパクトなズームレンズ系を達成
することが可能である。そして、第２実施例から第５実
施例までは、第ルンズ群Ｇ１の焦点距離を０式の通りの
構成としているため、第１レンズ群Ｇ１の像面に対する
位置が、広角端と望遠端とで等しくなっており、変倍の
中間状態が不要な場合には第２レンズ群Ｇ２のみを移動
して所謂二煎点レンズとして構成することもでき、極め
て簡単な変倍レンズを実現可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、それぞれ本発明による第１〜第５実
施例のレンズ構成図、第６図〜第１Ｏ図は本発明による
第１〜第５実施例における諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｇ１・・・第１１２１群 Ｇ２・・・第２レンズ群 Ｇ！Ｆ・・・第２レンズ群の前群 ＧｚＲ・・・第２レンズ群の後群 出願人　　日本光学工業株式会社 代理人　弁理士　渡　辺　隆　男 第１図 第２図 第３図 第４図

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Ｇ＿１と収
   斂性の第２レンズ群Ｇ＿２との２群より構成され、該第
   １レンズ群Ｇ＿１と該第２レンズ群Ｇ＿２との空気間隔
   を変化させることにより像面位置を一定に保ちながら変
   倍を行うズームレンズにおいて、前記第２レンズ群Ｇ＿
   ２を物体側から順に収斂性の前群と発散性の後群とによ
   って構成したことを特徴とするコンパクトなズームレン
   ズ。 ２）前記第１レンズ群Ｇ＿１は少なくとも１枚の負レン
   ズと少なくとも１枚の正レンズによって構成され、前記
   第２レンズ群Ｇ＿２中前群は少なくとも２枚の正レンズ
   、前記第２レンズ群Ｇ＿２中の後群は少なくとも１枚の
   負レンズより構成され、且つ以下の条件を満足すること
   を特徴とするズームレンズ。 １．０＜｜ｆ＿１｜／ｆ＿ｗ＜１．５（１）０．３＜ｌ
   ＿ｗ／ｆ＿ｗ＜０．６（２） ０．７＜｜ｆ＿２＿Ｒ｜／ｆ＿２＜１．３（３）但し、 ｆ＿１：前記第１レンズ群Ｇ＿１の焦点距離ｆ＿ｗ：全
   系の広角端における合成焦点距離ｌ＿ｗ：前記第１レン
   ズ群Ｇ＿１と第２レンズ群Ｇ＿２との広角端における空
   気間隔 ｆ＿２：前記第２レンズ群Ｇ＿２の焦点距離ｆ＿２＿Ｒ
   ：前記第２レンズ群Ｇ＿２中後群の焦点距離