JPS6385518A - 小型のズ−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】 本発明は小型のズームレンズに関し、特にビデオカメラ
や写真用カメラ等に好適なレンズ系全体の軽量化を図っ
た簡易な構成の小型のズームレンズに関するものである
。

（従来の技術） 従来より可視領域の略全域にわたる光束を利用するビデ
オカメラや写真用カメラ等の撮影用のズームレンズでは
諸収差のうち特に色収差を良好に補正することが高い光
学性能を得るのに重要となっている。

このうち合焦や変倍に伴う色収差の変動は変動量が多く
なると光学性能を大きく低下させる原因となってくる。

この′ｌ）、これらの色収差の変動を良好に補正するこ
とが１１２１　ｔ１３川のズームレンズでは特に重要視
されている。

一般に合焦や変倍等を行う為に光軸−Ｌ移動させるレン
ズ群を複数個有するレンズ系では、移動させるレンズ群
内て谷々色収差を良好に補正するようにしている。これ
によりレンズ群の移動に伴う！／、山１亡ハ）・介（市
１＋？−ｆａアＡ／　＋ｌ＼六声／１イ）λ１合焦や変
倍の為に移動させるレンズ群内において色収差を良好に
補正する為には高分散と低分散の材質を用いた正と負の
屈折力のレンズを含む３〜５枚程度のレンズより構成す
る必要がある。

しかしながら物体ｆｌ！ＩＩの第１群で合焦を行い、第
２群と第３群で変倍を行い、第４群で結像を行う所謂４
群ズームレンズにおいて、移動レンズ群を全て３〜５枚
程度のレンズより構成すると、レンズ全長が長くなり又
第１群のレンズ径が大きくなり、レンズ系全体の重量が
増大してくる。

多くのズームレンズでは第１群のレンズ重量がズームレ
ンズ全体の５割以上を占めている為に、ズームレンズ全
体の軽量化を図るには第１群をなるへく少ないレンズ枚
数で構成するのが好ましい。

例えば第１群が正の屈折力の場合には正の屈折力のレン
ズのみで構成すればレンズ枚数を最も少なくすることが
できる。

しかしながら第１群を正の屈折力のレンズのみで構成す
るとレンズ系の小型軽量化は容易に行えるが第１群内に
おいて色収差を補正することが出来ず第１群から色収差
が多く発生し、この色収差を他のレンズ群で良好に補正
するのが難しくなってくる。

特に４群ズームレンズでは合焦及び変倍に伴う色収差の
変動が多くなりこれらの色収差の変動を良好に補正する
のが難しくなってくる。

特公昭５７−１２９６７号公報では所謂４群ズームレン
ズにおいて、第１群を正の屈折力の単一レンズより構成
し、第３群と第４群との間に絞りを配置した簡易な構成
のレンズ系を開示している。同公報のズームレンズでは
第１群を単一のレンズで構成している為に、７１群から
色収差が多く発生している。そこで同公報では第２群と
第３群のレンズ構成を適切に設定することにより合焦及
び変倍に伴う色収差の変動を良好に補正し、レンズ系全
体の軽量化を図っている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は所、謂４群ズームレンズにおいて、第１群を正
の屈折力の２つのレンズで構成し、このとき第１群から
発生する色収差を第２群と第３群のレンズ構成を適切に
設定することにより、合焦及び変倍の際の色収差の変動
を良好に補正したレンズ系全体の軽量化及びレンズ全長
の短縮化を図った簡易な構成のビデオカメラや写真用カ
メラ等に好適な小型のズームレンズの提供を目的とする
。

（問題点を解決する為の手段） 物体側より順に合焦用の正の屈折力の第１群、変倍の際
単調移動する負の屈折力の第２群、変倍の際前記第２群
の移動方向と逆方向に移動する正の屈折力の第３群そし
て固定の結像作用をする正の屈折力の第４群の４つのレ
ンズ群を有し、前記第２群と第３群との間に固定絞りを
配置し、Ｉｉｑ記第１群を共に正の屈折力の２つのレン
ズより構成し、前記第２群と第３群を構成するレンズの
ガラスの等価アラへ数を各々Ｕ２　、Ｕ３とするとき６
０≦　Ｕ２≦２００　　・・・・・・・（１）−５５０
≦　Ｕ３≦　０　・・・・・・・（２）なる条件を満足
することである。

ている。

（実施例） 第１．第２．第３図は各々本発明の後述する数値実施例
１〜３のレンズ断面図である。図中工は合焦用の正の屈
折力の第１群であり、２つの正レンズより構成している
。ＩＩは変倍の際像面側へ単調移動する負の屈折力の第
２群、■は変倍の際第２群の移動方向とは逆方向に移動
する正の屈折力の第３群、■は固定の正の屈折力の第４
群、ｓｐは第２群と第３群との間に配置した固定の絞り
である。

本実施例では第１群を２つの正レンズより構成し、第１
群のレンズ重量の軽量化を図っている。

又第１群に近い第２群と第３群との間のレンズ系の略中
間位置に固定の絞りを配置し、絞りを挟んでＴＳ２群と
第３群を変倍の際各々一方向へ移動させるズームタイプ
を採用することにより、第２群と第３群との間の空間の
有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を図っている。又
軸外主光線の第１群へ〇）人ｆｌ）、：！、２レイ［Ｅ
＜’ｉτ１ｌｆｆｒｒ）プｒ＝ｈ＊ｓ＜ｒｒ）ｂｔｂｔ
ｌ−ｔｙｒ−ジ１リレンズ系全体の軽ｆ、ｆ化を図ると
共に第１群から発生する倍率色収差量を少なくしている
。

例えばレンズの体積を比例的に考えれば体積はレンズ径
の３乗に比例するのでレンズ径を１０％小さくすること
が出来れば体積は　（０，９）３より約２７％小さくす
ることができることになる。

本実施例では第１群で色消しを行っていない為に第１群
を構成する２つの正レンズの屈折力を共に従来の正と負
の屈折力のレンズを含む複数のレンズを用いて色消しを
行ったズームレンズの第１群を構成する正レンズの屈折
力に比べて小さくすることがＩＩｆ能となる。

これにより本実施例では第１群の正レンズのレンズ面の
曲率を小さく、かつレンズ厚を薄くすることができ、又
色消しの為に正レンズに重フリントガラス等の比重の大
きなガラスを用いる必要がなく第１詳の軽ｆｉ化をより
向上させている。

そして第１群を２つの正レンズより構成したことにより
第１群から生ずる色収差、特に合焦及び変倍の際の色収
差の変動を第２群と第３群のレンズ構成を面述の条件式
を満足するように構成することにより良好に補正してい
る。

尚面述の条件式における１つのレンズ群を構成するガラ
スの等価アラへ数Ｕとは１つのレンズ群の総合屈折力を
Φ、該レンズ群における第１番目の単レンズの屈折力と
アツベ数を各々Φｉ、ｖｉとするとき ν　ｌ なる式で求められる値をいう。

条件式（１）　、　（２）は第２群と第３群を構成する
レンズのガラスの等価アラへ数に関し、いずれも第１群
で発生する色収差及び変倍に伴う色収差の変動を良好に
補正する為のものである。

条件式（１）の上限値を越えて第２群の等価アツベ数が
大きくなりすぎると第１２！Ｔ−で発生する軸上色収差
の補正か不十分となり、又上限値を越えて等価アツベ数
が小さくなりすぎると第２群より発生する倍率色収差が
大きくなり、変倍の際の倍率色収差の変動が増大し、こ
れを良好に補正するのか難しくなってくる。

条件式（２）の上限値を越えて第３群の等価アラへ数か
大きくなりすぎると第１群で発生する倍率色収差の変動
を良好に補正するのが難しくなり、又下限値を越えて等
価アツベ数が小さくなりすぎると第３群の色収差の補正
効果が不十分となり、特に変倍に伴う倍率色収差の変動
を良好に補正するのが難しくなってくる。

本発明の目的とする小型のズームレンズは以北の諸条件
を満足することにより達成されるが、更に全変倍範囲に
わたり良好なる収差補正を行うには第１群の焦点距離な
ｆｉ、全系の広角端における焦点距離をｆ　、ｗとする
とき ３．８　＜　　ｆ　ｌ　／　ｆ　ｗ　　＜　５．０　＝
　（３）０．５　＜　ｌ　ｆ２　／　ｆ３１　＜　０．
７−　（４）なる条件を満足させるのが良い。

条件式（３）は第１群の正の屈折力に関し、第１群を２
つの正レンズで構成したときの色収差の発生量を適切に
保ち、合焦作用を効率的に行う！、ｂで条件式（３）の
上限値を越えて第１群の屈折力が弱くなりすぎると合焦
の際の移動量が多くなりすぎレンズ全長が増大してくる
ので良くない。又下限値を越えて第１群の屈折力が強く
なりすぎると第１群から発生する色収差量が多くなりす
ぎ、このときの色収差を第２群と第３群で補正するのか
難しくなってくる。

条件式（４）は第２群と第３群の屈折力比に関し、条件
式（１）　、　（２）のもとで変倍に伴う色収差の変動
を良好に補正する為である。条件式（４）の上限値を越
えて第２群の屈折力か第３群の屈折力に比べて小さくな
りすぎると所定の変倍比な得るのに第２群の移動量を多
くしなければならなくレンズ全長が増大してくるので良
くない。又下限値を越えて第２群の屈折力か第３群の屈
折力に比べて大きくなりすぎると変倍に伴い第２群から
発生する諸収差、特に軸外収差か多くなりこれを仝変（
３７’ｌｕ囲にわたり良好に補正するのが・雌しくなっ
てくる。

尚　ｋ　”ＩＺ　ｈ’ｉ、イｈｌ　１．−　沢ｂｌ　Ｙ
　７Ａ　　１１！￥　Ｉｎ　９−）ｉｌ”　Ｉ／−／プ
７．±−庄にアツベ数が６０以上の材質からなるレンズ
より構成するのが第１群から発生する色収差を第２群と
第３群でバランス良く補正することが出来るので好まし
い。

又第１群の２つの正レンズは物体ｎ１より順に両レンズ
面が凸面のレンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形
状のレンズより構成するのが諸収差、特に球面収差や歪
曲収差を良好に補正するのに好ましい。

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
の屈折率とアツベ数である。

数値実施例Ｉ Ｆ−１，００〜３．００　　　ＦＮｏ＝ｌ：１．３５〜
２．０　　２ω−４４，４’　〜１４．８’１１１０−
　開口絞り０１０−可変 Ｒ２４−（Ｘ）　　　　　　Ｄ２イー（１，４（１８２
Ｎ＋３−１．５１６：１３　　　ｖ　１３−６ＣＩＲ２
５＝　　　　ｃ。

Ｕ２　　＝　　ｌｌｉ’／、ＬＩ　　　　　　　Ｕｊ　
　＝　　−ＩＵｆｉ、Ｕ数値実施例２ Ｆ−１，００〜３．００　　　ＦＮｏ＝］：１．４２〜
２．０　　２ω−４２，４°〜１４．８゜＋１１０−　
開口絞り０１０−可変 ｆ（２４−ｃｏ　　　　　Ｄ２４”０．３８８：］　　
Ｎ１５＝１．５１６３３　　　ｖ　１３＝６４．ｌＲ２
５−■ Ｕ２　　＝　　６６．０　　　　　　　　Ｕ；＋　　＝
　　−ｂｔｒ＋、Ｉ数値実施例３ Ｆ＝１．００〜３．００　　　ＦＮＯ−１：１．４０〜
２．０　　２ω−４６，５°〜１６．３゜旧〇−開［１
絞りＤＩＯ−可変 Ｒ２４＝　　　　ｃｏ　　　　　Ｄ２４＝０．４３０１
　　　Ｎ１５＝１．５１６＋１１　　　Ｚ／　１３−６
４．１１１２５−　　　　ｃ。

Ｕ２　　＝　　８Ｈ，：Ｉ　　　　　　　　ＵＮＩ　　
＝　　−２／１１．ＩＪ（発明の効果） 本発明によれば第１群を２つの正レンズで構成し、第２
群と第３群のレンズ構成を１）「述の如く特定し、かつ
絞りを第２群と第３群との間に配置することにより、全
変倍範囲にわたり、色収差の補正を良好に維持しつつ、
レンズ全長の短縮化及び第１群の有効径の縮少化を図り
、レンズ系全体の軽（１七化を図った簡易な構成の小型
のズームレンズを達成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１．第２．第３図は各々本発明の数値実施例１〜３の
レンズ断面図、第４．第５．第６図は各々本発明の数値
実施例１〜３の諸収差図である。 収差図において（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は各々
広角端。 中間、望遠端での収差図である。図中Ｉ、ＩＩ。 ＩＩＩ、　ＴＶは各々第１．第２．第３．第４群、矢印
は広角ｆｌｌから望遠（！！ＩＩへ変倍を行う際のレン
ズ群の移動方向を示す。６Ｍはメリディオナル像面、Δ
Ｓはサジタル像面、ｄはｄ線、ｇはｇ線を示す。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代　　理　　人　　　　　高　　梨　　幸　　雄男　　
１　　ロ 晃　　２　　回 ３　４　　回 晃　　６　　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体側より順に合焦用の正の屈折力の第１群、変
   倍の際単調移動する負の屈折力の第２群、変倍の際前記
   第２群の移動方向と逆方向に移動する正の屈折力の第３
   群そして固定の結像作用をする正の屈折力の第４群の４
   つのレンズ群を有し、前記第２群と第３群との間に固定
   絞りを配置し、前記第１群を共に正の屈折力の２つのレ
   ンズより構成し、前記第２群と第３群を構成するレンズ
   のガラスの等価アッベ数を各々＠Ｕ＠２、＠Ｕ＠３とす
   るとき ６０≦＠Ｕ＠２≦２００ −５５０≦＠Ｕ＠３≦０ なる条件を満足することを特徴とする小型のズームレン
   ズ。