JP2000330022A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズ全長の短い全変倍範囲にわたり高い光学
性能を有し、全体として２つのレンズ群を有したズーム
レンズを得ること。 【解決手段】物体側より順に正の屈折力の第１群と負の
屈折力の第２群を有し、各レンズ群の間隔を変化させて
変倍を行い、第１群は正の第１１レンズと両レンズ面が
凹面の負の第１２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１
３レンズとメニスカス状の負の第１４レンズとを接合し
た接合レンズ、正の第１５レンズより成り、第２群は正
の第２１レンズと物体側に凹面を有したメニスカス状の
負の第２２レンズより成り、該第２群は少なくとも１つ
の非球面を有しており、広角端と望遠端での全系の焦点
距離ｆＷ，ｆＴ、第２レンズ群の焦点距離ｆ２、物体距
離無限遠で広角端と望遠端での第２レンズ群の横倍率β
２Ｗ、β２Ｔを各々適切に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズに関
し、特にレンズシャッターカメラ等のスティルカメラお
よび電子スティルカメラに好適な、３倍程度の変倍比を
有し、簡単な鏡筒構造が可能な小型のズームレンズに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレンズシャッターカメラ、ビデ
オカメラ等に用いるズームレンズとしてレンズ全長の短
縮化及び簡素化を図った小型のズームレンズが要望され
ている。

【０００３】このようなズームレンズとして、物体側よ
り順に正の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群の２つ
のレンズ群を有し、双方のレンズ群間隔を変化させて変
倍を行った比較的レンズ全長の短い、所謂２群ズームレ
ンズが、例えば特開平７−３０６３６１号公報や特開平
８−２４０７７１号公報、特開平１０−３９２１２号公
報等で提案されている。

【０００４】又、本出願人も特開昭５６−１２８９１１
号公報、特開昭５７−２０１２１３号公報、特開昭６０
−１７０８１６号公報、特開昭６０−１９１２１６号公
報、特開昭６２−５６９１７号公報等において、物体側
より順に正の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群の２
つのレンズ群で構成し、両レンズ群の間隔を変えて変倍
する小型の所謂２群ズームレンズを提案している。

【０００５】このうち例えば特開昭５６−１２８９１１
号公報では第１群を正，負，正、そして正の４つのレン
ズより構成し、第２群を正，負の２つのレンズより構成
して、レンズ系全体の簡素化を図った小型のズームレン
ズを提案している。

【０００６】この他２群ズームレンズとして、特開昭６
３−３１１２２４号公報では第１群を正，負，正，そし
て正の４つのレンズより構成し、第２群を正，負の２つ
のレンズより構成するとともに各レンズ群に非球面を用
いて光学性能の向上を図った小型のズームレンズが提案
されている。

【０００７】又特開平４−１６１９１４号公報では第１
群を正レンズ、負レンズ、非球面レンズ、そして正レン
ズの４つのレンズより構成し、第２群を３枚のレンズよ
り構成し、各レンズ群に非球面を用いたズームレンズが
提案されている。

【０００８】又、特開昭６２−９０６１１号公報、特開
昭６２−１１３１２０号公報、特開平３−１１６１１０
号公報では第１群を正，負，負，そして正の４つのレン
ズより構成した変倍比１．５程度の２群ズームレンズが
提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述した正の屈折力の
第１群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群より成る
２群ズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化を図
りつつ、３倍程度の変倍比を有し、全変倍範囲にわたり
良好なる光学性能を得るには、各レンズ群のレンズ構成
を適切に設定するとともに、各レンズ群に適切なる形状
の非球面を用いるのが収差補正上、大変有効である。

【００１０】しかしながら非球面を用いても各レンズ群
の屈折力配置やレンズ構成が不適切であると変倍に伴な
う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学
性能を得るのが難しくなってくる。

【００１１】本発明は、所謂２群ズームレンズにおい
て、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定するとともに
非球面レンズを有効に利用することにより、変倍比３程
度で、レンズ全長の短縮化を図った全変倍範囲にわたり
高い光学性能を有した小型のズームレンズの提供を目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは、物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群と
負の屈折力の第２群を有し、各レンズ群の間隔を変化さ
せて変倍を行うズームレンズに於いて、前記第１レンズ
群は正の第１１レンズと両レンズ面が凹面の負の第１２
レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１３レンズとメニス
カス状の負の第１４レンズとを接合し、接合レンズ面が
物体側に凹面を向けた接合レンズ、そして正の第１５レ
ンズより構成され、前記第２レンズ群は正の第２１レン
ズと物体側に凹面を有したメニスカス状の負の第２２レ
ンズより構成され、該第２レンズ群は少なくとも１つの
非球面を有しており、広角端と望遠端での全系の焦点距
離をｆＷ，ｆＴ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、物体
距離無限遠で広角端での第２レンズ群の横倍率をβ２
Ｗ、物体距離無限遠で望遠端での第２レンズ群の横倍率
をβ２Ｔとしたとき

【００１３】

【数２】

【００１４】 ２．９５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜３．１ ‥‥‥（２） を満足することを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１，図４，図７，図１０は本発
明の数値実施例１〜４のレンズ断面図である。レンズ断
面図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は
望遠端のズーム位置を示している。

【００１６】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は
負の屈折力の第２群であり、両レンズ群の間隔を減少さ
せつつ、両レンズ群を矢印の如く物体側へ移動させて広
角端から望遠端への変倍を行なっている。ＳＰは絞りで
あり、本発明では第１群と一体的に移動している。尚、
絞りＳＰは第１群と独立に移動させても良い。

【００１７】第１レンズ群Ｌ１は物体側に凸面を向けた
メニスカス状の正の第１１レンズ、両レンズ面が凹面の
負の第１２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１３レン
ズと像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１４レ
ンズとを接合し、接合レンズ面が物体側に凹面を向けた
接合レンズ、像面側に凸面を向けた正の第１５レンズよ
り構成している。

【００１８】第２レンズ群Ｌ２は像面側に凸面を向けた
正の第２１レンズ、像面側へ凸面を向けたメニスカス状
の負の第２２レンズより構成している。

【００１９】尚、フォーカスは第１群又は第2群又は全
系を移動させて行なっている。

【００２０】本実施形態では第１群と第２群のレンズ構
成を前述の如く構成するとともに条件式（１），（２）
を満足するように設定し、これによって、レンズ構成の
簡素化を図りつつ、変倍比３程度と全変倍範囲にわた
り、又、画面全体にわたり良好なる光学性能を得てい
る。

【００２１】次に、条件式（１），（２）の技術的意味
について説明する。条件式（１）は、第２群の焦点距離
の範囲を規定するものであり、下限値を越えて第２群の
負の屈折力が強くなると変倍の際の収差変動が大きくな
り、これを全変倍範囲にわたりバランス良く補正するこ
とが困難になり、又上限値を越えて第２群の負の屈折力
が弱くなると、広角端で必要なバックフォーカスを確保
することが困難となり、第２群のレンズ外径も大きくな
りコンパクト化に反する。

【００２２】条件式（２）は３倍程度の変倍比を実現す
るためのものであり、下限値を越えて、望遠端での第２
群の横倍率と広角端での第２群の横倍率の比が小さくな
ると、所定の変倍比を得ることが困難となり、又上限値
を越えて、望遠端での第２群の横倍率と広角端での第２
群の横倍率の比が大きくなると、焦点距離による収差変
動が大きくなりこれをバランス良く補正することが困難
となる。

【００２３】本発明の目的とするズームレンズは以上の
構成をとることにより達成されるが、更に全変倍範囲に
わたり収差変動が少なく、画面全体にわたり高い高額性
能を得るには、次の諸条件のうち少なくとも１つを満足
させるのが良い。

【００２４】（ア−１）前記第１レンズ群の像面側に絞
りが設けられており、該絞りは変倍時に第１レンズ群と
一体で移動し、フォーカシング時は、前記第１レンズ群
のみを光軸上移動させて行うことである。

【００２５】この様にフォーカシング時、絞りユニット
を固定とすることで迅速なオートフォーカスを可能と
し、また鏡筒構造も簡単にしている。

【００２６】（ア−２）広角端での最も物体側のレンズ
面から最も像面側のレンズ面までの長さをＤＷ、広角端
でのバックフォーカスをＳＫＷ、前記第１レンズ群の焦
点距離をｆ１としたとき、 ０．２０＜ＳＫＷ／ＤＷ＜０．２５ ‥‥‥（３） １．２０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜１．２８ ‥‥‥（４） ０．２２＜ｆ１／ｆＴ＜０．２５ ‥‥‥（５） なる条件式を満足することである。

【００２７】条件式（３）は広角端での最も物体側のレ
ンズ面から最も像面側のレンズ面までの長さＤＷに対す
る広角端でのバックフォーカスＳＫＷの比を規定するも
のであり、下限値を越えてバックフォーカスが短くなる
と、第２群のレンズ外径が増大し好ましくない。上限値
を越えてバックフォーカスが長くなると、広角付近での
コマ、フレアーを良好に補正することが困難となる。

【００２８】条件式（４）は第２群の焦点距離ｆ２の絶
対値に対する第１群の焦点距離ｆ１の比を規定するもの
であり、下限値を越えて第１群の正の屈折力が強くなる
とコンパクト化には良い方向だが、各レンズ群で発生す
る諸収差をバランス良く補正することが困難となる。

【００２９】上限値を越えて第１群の正の屈折力が弱く
なると、所定の変倍比を得るための各レンズ群の移動量
が大きくなりレンズ系が増大する。

【００３０】条件式（５）は望遠端での全系の焦点距離
ｆＴに対する第１群の焦点距離ｆ１の比を規定するもの
であり、下限値を越えて第１群の正の屈折力が強くなる
とコンパクト化には良い方向だが、各レンズ群で発生す
る諸収差をバランス良く補正することが困難となる。上
限値を越えて第１群の正の屈折力が弱くなると、所定の
変倍比を得るための各レンズ群の移動量が大きくなりレ
ンズ系が増大する。

【００３１】（ア−３）前記第２１レンズの材質のアッ
べ数をν２１ｐ、前記第２２レンズの材質のアッべ数を
ν２２ｎとしたとき、 ０．００４＜（１／ν２１ｐ）−（１／ν２２ｎ）＜０．００７‥（６） ３７＜ν２１ｐ＜４２ ‥‥‥（７） なる条件式を満足することである。

【００３２】条件式（６），（７）は主に軸上色収差、
倍率色収差の補正を、広角端から望遠端までバランス良
く良好に行うためのものである。

【００３３】条件式（６）は前記第２群の正の第２１レ
ンズの硝材のアッべ数の逆数と負の第２２レンズの硝材
のアッベ数の逆数との差を規定するものであり、下限値
を越えて差が小さくなると変倍時の軸上色収差の変動が
大きくなり、上限値を越えて差が大きくなると、軸上色
収差の変動は小さくなるが、倍率色収差の変動が大きく
なり好ましくない。

【００３４】条件式（７）は条件式（６）のもとで第２
群の正の第２１レンズの材質のアッべ数を規定するもの
であり、下限値を越えて、アッべ数が小さくなると変倍
時の軸上色収差、倍率色収差の変動が共に大きくなり、
上限値を越えると現状の光学硝子では、屈折率の低い硝
材を選択することになり、球面収差、コマ収差等が大き
くなり好ましくない。

【００３５】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ッベ数である。

【００３６】又、前述の各条件式と数値実施例における
諸数値との関係を表−１に示す。非球面形状は光軸方向
にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正と
し、Ｒを近軸曲率半径、Ｋ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球
面係数としたとき

【００３７】

【数３】

【００３８】なる式で表している。又「ｅ−０Ｘ」は
「１０^-X」を意味している。 （数値実施例1） f=39.2〜116.1 FNo=1:4.6〜11.2 2ω=57.8°〜21.1° r 1= 14.697 d 1=3.01 n 1=1.65844 ν 1=50.9 r 2= 79.646 d 2=1.34 r 3= -32.228 d 3=1.78 n 2=1.83400 ν 2=37.2 r 4= 12.248 d 4=0.77 r 5= 17.775 d 5=5.64 n 3=1.51742 ν 3=52.4 r 6= -8.584 d 6=1.09 n 4=1.80400 ν 4=46.6 r 7= -17.909 d 7=0.20 r 8=-233.779 d 8=2.92 n 5=1.57099 ν 5=50.8 r 9= -13.500 d 9=0.75 r1O= 0.000(絞り) d1O=可変 r11= -63.948 d11=2.82 n 6=1.72727 ν 6=40.6 r12= -28.012(非球面)d12=4.90 r13= -11.059 d13=1.50 n 7=1.77250 ν 7=49.6 r14= -85.405 焦点距離 39.18 69.42 116.11 可変間隔 d 1O 14.05 6.39 2.39 skinf 8.70 33.58 71.99 非球面係数 第12面 k b c 5.303122 e+00 -1.545729 e-05 -3.790888 e-08 d e -1.905367 e-09 8.551707 e-12 （数値実施例2） f=39.2〜116.1 FNo=1:4.6〜11.2 2ω=57.8°〜21.1° r 1= 14.025 d 1= 2.93 n 1=1.65844 ν 1=50.9 r 2= 68.037 d 2= 1.01 r 3= -34.851 d 3= 1.69 n 2=1.83400 ν 2=37.2 r 4= 12.310 d 4= 0.70 r 5= 19.928 d 5= 4.51 n 3=1.51742 ν 3=52.4 r 6= -8.316 d 6= 0.98 n 4=1.80400 ν 4=46.6 r 7= -16.864 d 7= 1.51 r 8=-232.200 d 8= 2.58 n 5=1.57099 ν 5=50.8 r 9= -13.271 d 9= 0.70 r1O= 0.000(絞り) d1O=可変 r11= -77.341 d11= 2.97 n 6=1.72727 ν 6=40.6 r12= -30.512(非球面) d12= 4.85 r13= -10.540 d13= 1.50 n 7=1.77250 ν 7=49.6 r14= -83.789 焦点距離 39.18 69.03 116.11 可変間隔 d1O 12.78 5.97 2.35 skinf 9.12 32.74 69.99 非球面係数 第12面 k b c 6.086091 e+00 -2.868606 e-05 -1.260046 e-07 d e -2.311025 e-09 -1.758096 e-12 （数値実施例3 ） f=39.2〜116.1 FNo=1:4.6〜11.2 2ω=57.8°〜21.1° r 1= 13.098 d 1= 3.22 n 1=1.60311 ν 1=60.6 r 2= 245.048 d 2= 0.83 r 3= -30.696 d 3= 1.70 n 2=1.83481 ν 2=42.7 r 4= 11.306 d 4= 1.12 r 5= 19.000 d 5= 4.77 n 3=1.51742 ν 3=52.4 r 6= -7.829 d 6= 0.99 n 4=1.83481 ν 4=42.7 r 7= -16.479 d 7= 0.18 r 8=-126.805 d 8= 2.71 n 5=1.57135 ν 5=53.O r 9= -11.987 d 9= 0.6 r1O= 0.000(絞り) d1O=可変 r11= -39.377(非球面) d11= 0.05 n 6=1.52421 ν 6=51.4 r12=-166.000 d12= 2.29 n 7=1.72342 ν 7=38.O r13= -33.590 d13= 5.59 r14= -10.321 d14= 1.50 n 8=1.77250 ν 8=49.6 r15= -39.486 焦点距離 39.18 64.82 116.11 可変間隔 d1O 13.26 7.20 3.12 skinf 8.80 29.42 70.66 非球面係数 第11面 k b c 5.032013 e+00 8.153513 e-05 6.232087 e-07 d e -1.313629 e-09 2.447293 e-11 （数値実施例4） f=39.2〜116.1 FNo=1:4.6〜11.2 2ω=57.8°〜21.1° r 1= 14.167 d 1= 2.90 n 1=1.65844 ν 1=50.9 r 2= 70.208 d 2= 1.06 r 3= -33.348 d 3= 1.70 n 2=1.83400 ν 2=37.2 r 4= 12.287 d 4= 0.71 r 5= 18.317 d 5= 4.90 n 3=1.51742 ν 3=52.4 r 6= -8.373 d 6= 0.98 n 4=1.80400 ν 4=46.6 r 7= -16.979 d 7= 1.09 r 8=-215.765 d 8= 2.57 n 5=1.57099 ν 5=50.8 r 9= -13.420 d 9= 0.75 r1O= 0.000(絞り) d1O=可変 r11= -72.043 d11= 2.66 n 6=1.72727 ν 6=40.6 r12= -30.289(非球面) d12= 4.95 r13= -10.419 d13= 1.50 n 7=1.77250 ν 7=49.6 r14= -71.626 焦点距離 39.18 69.01 116.11 可変間隔 d1O 12.73 5.90 2.27 skinf 9.19 32.95 70.46 非球面係数 第12面 k b c 6.058641 e+00 -2.845032 e-05 -1.051297 e-07 d e -2.691129 e-09 -2.204888 e-12

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば所謂２群ズームレンズに
おいて、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定するとと
もに非球面レンズを有効に利用することにより、変倍比
３程度で、レンズ全長の短縮化を図った全変倍範囲にわ
たり高い光学性能を有した小型のズームレンズを達成す
ることができる。

【００４１】本発明によれば、物体側より正の屈折力の
第１レンズ群及び負の屈折力の第２レンズ群より構成
し、適切な屈折力配置とレンズ構成を与え、変倍時は前
記第１群と絞りを一体で移動させ、フオーカシング時は
第１群のみを移動させることで、コンパクトで良好な光
学性能の変倍比３倍程度の簡易な構成のズームレンズを
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図３】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図４】本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図５】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図６】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図７】本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図８】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図９】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図１０】本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図１１】本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図１２】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に正の屈折力の第１レンズ
   群と負の屈折力の第２群を有し、各レンズ群の間隔を変
   化させて変倍を行うズームレンズに於いて、前記第１レ
   ンズ群は正の第１１レンズと両レンズ面が凹面の負の第
   １２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１３レンズとメ
   ニスカス状の負の第１４レンズとを接合し、接合レンズ
   面が物体側に凹面を向けた接合レンズ、そして正の第１
   ５レンズより構成され、前記第２レンズ群は正の第２１
   レンズと物体側に凹面を有したメニスカス状の負の第２
   ２レンズより構成され、該第２レンズ群は少なくとも１
   つの非球面を有しており、広角端と望遠端での全系の焦
   点距離をｆＷ，ｆＴ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、
   物体距離無限遠で広角端での第２レンズ群の横倍率をβ
   ２Ｗ、物体距離無限遠で望遠端での第２レンズ群の横倍
   率をβ２Ｔとしたとき 【数１】 ２．９５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜３．１ を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 前記第１レンズ群の像面側に絞りが設け
   られており、該絞りは変倍時に第１レンズ群と一体で移
   動し、フォーカシング時は、前記第１レンズ群のみを光
   軸上移動させて行うことを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。
3. 【請求項３】 広角端での最も物体側のレンズ面から最
   も像面側のレンズ面までの長さをＤＷ、広角端でのバッ
   クフォーカスをＳＫＷ、前記第１レンズ群の焦点距離を
   ｆ１としたとき、 ０．２０＜ＳＫＷ／ＤＷ＜０．２５ １．２０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜１．２８ ０．２２＜ｆ１／ｆＴ＜０．２５ なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２
   のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第２１レンズの材質のアッべ数をν
   ２１ｐ、前記第２２レンズの材質のアッべ数をν２２ｎ
   としたとき、 ０．００４＜（１／ν２１ｐ）−（１／ν２２ｎ）＜
   ０．００７ ３７＜ν２１ｐ＜４２ なる条件式を満足することを特徴とする請求項１，２又
   は３のズームレンズ。