JPH02256015A

JPH02256015A - コンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ

Info

Publication number: JPH02256015A
Application number: JP12955689A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ito; 孝之伊藤
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1990-10-16
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2828263B2

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】「産業上の利用分野ノ本発明は、バックフォーカスの制約が小さいコンパクト
カメラ用に適したズームレンズに関するもので、特に小
型でありながら簡単な機構で製品化も容易な高変倍比な
ズームレンズに関するものである。

ｒ従来の技術」コンパクトカメラ用ズームレンズとしては、いろいろな
タイプが知られているが、３群以上のレンズ群から成り
、かつ変倍比が２倍を越えるものとしては、次のタイプ
が知られている。

ｉ）正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、その後
方に絞りを配置し、さらに正の第３レンズ群と、負の第
４レンズ群とから成り、すべてのレンズ群が物体側に別
々に（４つのレンズ群中の一部が一体に動くものも含む
）移動する４群ズームタイプ。

（例えば特開昭６３−４３１１５号、同６３−１５９８
１８号、同６３−１５７１２０号）ｉｉ）正の第１レンズ群と、正の第２レンズ群Ｃ絞りを
含み、絞りより物体側の負の第２８レンズ群及び絞りよ
り像面側の正の第２ｂレンズ群から成り、上記４群ズー
ムタイプでは第２レンズ群と第３レンズ群に相当するレ
ンズ群〕と、負の第３レンズ群〔上記４群ズームタイプ
では第４レンズ群に相当するレンズ群〕とから成り、す
べてのレンズ群が物体側に別々に移動する３群ズームタ
イプ。

（例えば特開昭６３−１５３５１１号、同６３−１６１
４２３号）参考までに３群以上のレンズ群から成り、２
倍に満たない（約１．５〜１．６倍）低変倍比のもので
は、４群ズームタイプの特開昭６０−５７８１４号、３
群ズームタイプの特開昭６２−７８５２２号がある。尚
こ九らは。

レンズ群、絞りの構成（並び順）としてはｉ）＋３１）
と同じである。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、上記ｉ）、ｉｉ）のタイプとも、ズーム
比２倍を越える高変倍比で、かつ小型化を達成するため
に、 ■３群あるいは４群すべてのレンズ群を別々に移動（一
部のレンズ群を一体に移動するものも含む）するという
ズームタイプであり、小さいスペースの中に多くのカム
を必要とするため機構的に難しい方式である。

■絞りを、第２８レンズ群と第２ｂレンズ群（４群タイ
プの場合は第２レンズ群と第３レンズ群）の間に配置し
ているので、製作誤差に対して、性能劣化の影響の大き
い第２８レンズ群と第２ｂレンズ群の機械的精度が出し
にくく、光学性能を安定させることが難しいタイプであ
る。

■またどちらのタイプもコンパクトカメラ用としては、
コンパクト性に対し、まだ不十分である。

という課題があった。

本出願人は■の課題と■の小型化を同時に解決すべく、
先に特願昭６３−２２５２９４号の発明を提供したが、
本発明はこれを更に改良し、■、■、■総ての課題、あ
るいは■の課題と■の小型化を同時に解決すべくなされ
たものである。

ｒａｌｌ１題を解決するための手段」本発明のコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズは、物
体側より順に、正の焦点距離を有する第１レンズ群と、
正の焦点距離を有する第２レンズ群と、負の焦点距離を
有する第３レンズ群とから構成され、短焦点側から長焦点側へズーミングする時、第１、第２
レンズ群間隔は増大し、第２．第３レンズ群間隔は減少
するように、第１．第２．第３レンズ群の総てが物体側
へ移動するコンパクトカメラ用ズームレンズにおいて、（Ａ）第２レンズ群は、物体側から、負の焦点距離を有
する第２８レンズ群と正の焦点距離を有する第２ｂレン
ズ群とから構成されている事（Ｂ）絞りは、ズーミングの際、第２レンズ群と一体に
移動する事（Ｃ）ズーミングの時、第１レンズ群と第３レンズ群は
一体に移動する事（Ｄ）一体に移動する第１レンズ群と第３レンズ群のピ
ント感度の符号は反対である事（ただし、ピント感度と
は、各レンズ群の光軸方向の移動誤差に対する焦点移動
量）を特徴とする。

また上記ズームレンズにおいて、絞りは、第２レンズ群
の後方、第３レンズ群の間、あるいは第２８レンズ群と
第２ｂレンズ群の間に配置され、ズーミングの際、第２
レンズ群と一体に移動する事を特徴とする。

更にフォーカシングに際しては、（ア）第１レンズ群、
絞り及び第３レンズ群を固定し、第２レンズ群のみを物
体側に移動、（イ）絞りと第２レンズ群を一体に物体側
に移動、（つ）第１レンズ群、第２レンズ群及び絞りを
固定し、第３レンズ群のみを像面側に移動、させる事を
特徴とする。

加えて、上記ズームレンズの具体的な構成を説明すると
、物体側から、第１レンズ群は、両凹負レンズ、両凸正
レンズ及び物体側に凸面を向けた正レンズから成り、第
２８レンズ群は、物体側に凸の曲率大なる貼り合わせ面
を有する両凹負レンズと正レンズとの貼り合わせレンズ
から成り、第２ｂレンズ群は、物体側に凹の曲率大なる
貼り合わせ面を有する正レンズと負メニスカスレンズと
の貼り合わせレンズと、正レンズとから成り、第３レン
ズ群は、像面側に凸の曲率大なる正レンズと、物体側に
凹の曲率大なる２枚の負レンズとから成っている。

また本発明のズームレンズは、（２）　−１０，０＜　（ｍ、ｍａ）　”＋　（１−ｍ
３”）　＜−ＬＯただしｍ２：第２レンズ群の長焦点側の横倍率ｍ、：第３レン
ズ群の長焦点側の横倍率（ｒｎｚｍ３）”：第１レンズ
群の長焦点側のピント感度（１ｍａ”）　　：第３レンズ群の長焦点側のピント感
度の諸条件を満足する事が好ましい。

「作用」本発明は、高変倍なコンパクトカメラ用ズームレンズを
得るために、従来と同様の３群ズームタイプを採用して
いるが、第１レンズ群と第３レンズ群を一体化する事に
よって、カムの数は従来の２群ズームタイプと同じと少
なくする事が可能となり、小型化と相俟って、小さいス
ペースの中にカムを設定する事が容易になるのに加え、
カムが少なくなれば、１つのカムのスペースを大きく取
れるので精度も良好になる。

尚、機構的に許せば、第２ａ、第２ｂレンズ群を別々に
移動させる事は光学的には容易であり。

本発明の要旨から何ら外れるものではない。

また、第１．第３レンズ群を一体化する事によって、各
レンズ群の光軸方向の移動誤差による焦点移動量（ピン
ト感度）を小さくできるという効果も生まれる。

以下詳しく説明すると、第１．第２．第３レンズ群の移
動誤差をそれぞれΔ４．Δ２．Δ３とすれば、各レンズ
群のΔ１．Δ２．Δ３に対するω物体距離時における長
焦点側の焦点移動量ΔＰｉ？ΔＰ２ｔΔＰ３はΔＰ　１
　”　（ｒｎ　２　ｍ　３　）　”Δ１ΔＰ２＝　（ｍ
３”　−（ｍ、ｍ、）　”）Δ２ΔＰ３＝　（１−ｍ３
”）Δ３ここでｍ　、　、　ｍ　、は第２．第３レンズ群の長焦
点側の横倍率したがって、第１．第３レンズ群一体の時、鏡胴設計的
にΔ、＝Δ、となるように工夫すれば、ΔＰ、＋ΔＰ３
　＝（１＋　（Ｔｌ１ｚ　ｒｎ３）　”　　ｍ３”　）
Δ□となる。

本発明のレンズ群構成は、正、正、負という配置で、Ｏ
＜ｍ２＜　１　＜ｍ、ｍ３＜ｍ、であるから、ΔＰ３が
最も大きく、約−１０Δ、であり、ΔＰ１は約＋２〜３
Δ１であるから、第１．第３レンズ群を一体にすれば、
ピント感度を約２〜３割小さくできる、あるいいは、約
１〜１．５割ｍ３を大きく　（ピント感度は同程度）す
る事によって小型化が容易に達成できる。

条件式（１）は、ズーミング中一体に移動する第１レン
ズ群と第３レンズ群のピント感度の比率に関するもので
、上限を越えると、符号が同じになり、ピント感度を小
さくすることに反し、下限を越えると、ピント感度は小
さくなるが、第１レンズ群の正のパワーが大きく成り過
ぎて、ズーミングに伴う球面収差等の収差の変動が増大
し、好ましくない。

また条件式（２）は、第１レンズ群と第３レンズ群が一
体に移動した時のピント感度に関するもので、上限を越
えると、ピント感度は小さくなるが、第３レンズ群の負
のパワーを小さくしなければならず、ズーミングにおけ
る第３レンズ群の移動量が急激に大きくなって、小型化
に反する。

下限を越えると、逆に小型化には有利であるが、第３レ
ンズ群のピント感度が大きくなり過ぎて、第１レンズ群
によるピント感度を小さくするという効果が小さくなり
、第１．第３レンズ群を一体にしても製作誤差に対する
焦点移動量が無視できなくなる。

尚、従来の技術中の特開昭６３−１５７１２０号は４群
ズームタイプであるが、第１レンズ群と第３レンズ群が
ズーミング中一体に移動する方式である。

しかしながら、特開昭６３−１５７１２０号と本発明と
のレンズ構成を比べると、各レンズ群のパワー及びレン
ズ構成図から明らかなように、特開昭６３−１５７１２
０号の第３レンズ群は本発明の第２ｂレンズ群に相当し
、また第４レンズ群は本発明の第３レンズ群に相当する
。したがって、本発明とは全くパワーの異なる第１．第
３レンズ群が一体に移動するため、その実施例を一計算
してみると、第１レンズ群のピント感度は約＋２．３〜
２．９であり、本発明と同程度であるが、第３レンズ群
のピント感度は第１レンズ群のそれと同符号の約＋３．
８〜４．２で、むしろ、一体化する事によってピント感
度が増してしまう。

絞りに関していえば、特願昭６３−２２５２９４号と同
じように、第２．第３レンズ群の間に設定し、各レンズ
ブロックとシャッター機構を含んだ絞りを分離すれば、
製造的にも簡単で、かつフォーカシングの際、シャッタ
機構を固定できるのでオートフォーカス機構も簡単とな
り、移動部はレンズブロックだけであるから、軽量で、
オートフォーカスの高速化、精度の向上にも有利となる
。

この絞りに関しては、第２レンズ群内に設定する事も考
えられる。上述したように、第２．第３レンズ群の間に
設定した方が製造的２機構的に容易になるが、第２レン
ズ群内に設定すれば、前玉径の小型化、絞った時の周辺
光量の増大に有利である。更に機構的に可能であれば、
第２レンズ群内に絞りを設定した方が光学設計的には容
易である。

レンズ構成上、レンズ全長を小さく、かつ前玉径を小さ
くするためには、第１レンズ群内の物体側の負レンズ（
第１負レンズ）は両凹負レンズの方が良い、また、ズー
ミングの際第１．第２．第３レンズ群すべて別々に移動
させるズームタイプと本発明（第１．第３レンズ群一体
）とをく比べると、中間焦点距離の周辺光量が少し低下
するという問題が起こり、これを解決するためには、第
１レンズ群内の２枚の正レンズ（第２．第３正レンズ）
の径を若干大きくしなければならない、したがって、そ
の増加量を少なく押えるためには、第１レンズ群のパワ
ーを若干大きくしなければならないので、第１負レンズ
と第２正レンズをはり合わせにしない方が性能を良好に
補正できる。

フォーカシングに関しては、パワーの小さい第１レンズ
群それたけによるフォーカシングは周辺光量不足を招く
ので不適当で、パワーの大きい第２レンズ群あるいは第
３レンズ群による方式が良い。当然の事ながら（機構的
に許されるなら）第２、第３レンズ群を同時に反対側に
移動させれば、移動量を少なくできる。他の群と一緒に
第１レンズ群をわずかに移動させる方法も考えられるが
、大きな第１レンズ群を動かすメリットは少ない。

第２あるいは第３レンズ群によるフォーカシング方式は
、各焦点距離によって同じ物体距離でも繰り出し量が異
なる（いわゆるバリフォーカルレンズ）が、この時、各
焦点距離情報を検出できるようにすれば、それと物体距
離の情報から電気的に演算して繰り出し量を決定でき、
表面的にはズームレンズと同じにできる。

参考までに、インナーフォーカス、リヤフォーカス方式
で、光学補正的にズームレンズにする発明（特開昭５８
−１４３３１２号、特開昭６１−５０１１２号）も示さ
れている。しかしながら、特開昭５８−１４３３１２号
は、ＳＬＲ用ズームレンズで、高変倍ではあるが、レン
ズ系が大きいのに加え、機構的にも難しいので、コンパ
クトカメラ用には適用できない。

一方、特開昭６１−５０１１２号は、コンパクトカメラ
用であるが、その特許請求の範囲第１項中に記載されて
いる条件式は短焦点側と長焦点側の２点近傍で繰り出し
量をほぼ同じにするという条件式で・あり、かかる条件
式を満足して構成できるのは変倍比が約１．６倍と小さ
いからであって、高変倍になれば、中間焦点距離では繰
り出し量誤差が無視できなくなり、ズームレンズとは言
えなくなる。

したがって、高変倍のコンパクトカメラ用ズームレンズ
では、小型化が必須なので、インナーフォーカス、リヤ
フォーカス方式で、かつ光学補正的なズームレンズの実
現は難しく、電気的な検出。

演算方式にならざるを得ない。

「実施例」以下、本発明の実施例１，２を記載する。ここで、ＦＮ
ＯはＦナンバー、ｆは焦点距離、ωは半画角＋　ｆｉｌ
はバックフォーカス、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄは
レンズ厚もしくはレンズ間隔、Ｎは各レンズのｄ−１ｉ
ｎｅの屈折率、乍は各レンズのアツベ数である。

尚、第１図（実施例１）、第３図（実施例２）において
、Ａは絞りを示すが、実施例１，２とも、第２レンズ群
内でも、第２レンズ群の後方でも絞りを設定可能である
。

〔実施例１〕ＦＮ、＝　１　：４．０〜６．２〜８．２ω＝２８．８
°〜１６．８’〜１１．８＠ｒ　　　　　　ｄ −７０，０００１，５００４８，１３１０，３３８４３，５１７５，３３８ −４３，５１７０，１００３１，４ｇ６　　　　３．１５３　１．５ｇ９１３　　
　６１．２１６４．５６０　　　　３．５００〜１０．
９８４〜１４．４５８−２５．６１３　　　　１．２０
０　１．８３４８１　　　４２．７２１．４８２　　　
　３．１０９　１．８０５１８　　　２５．４−８３．
９６３　　　　６．１９８５０．６３９　　　　６．７００ −１１．９２７　　　　１．３５０ −２２．５９９　　　　０．１００１７５．６７５　　　　２．０００　１．５８９１３−
３５．０８６　　　１３．２６０〜５．７７６〜２．３
０２−１３４．１８１　　　　３．９８１　　１．８０
５１８−２３．３４８　　　　１．７０１６４．１１．５１６３３６１．２２５．４２５．４６１．２１．５８９１３１．８０５１８ｆ＝３９．ＯＯ〜７０．００〜１０２．００ｆ８＝８．
８０〜２９．００〜４９．７８Ｎ　　　　　　　ν １．８３４００　　　３７．２１７　　　　−２３．８２０１８　　　　２７５．５９６１９　　　　−１５．４４１２０　　　　−６０．０８８ｍ、＝０．４８３ｍ、＝３．２２５ｍ、ｍ３＝１．５５８１．３００３．９７２１．４００１．８３４００１．７７２５０（１−ｍ３”）（ｍ、ｍ、）！＋　（１−ｍ３”）　　＝−６，９７３
７，２４９，６〔実施例２〕ＦＮＯ＝　１　：４．０〜６．２〜８．２ω＝２８，７
°〜１６．８°〜ＩＩＪ＠ｒ　　　　　　　　　ｄ −７０，０００１，５００５０，８９８０，２８１４４，５６１５，２８８ −４４，５６１０，１００２９，５２１３，２０５１，５ｇ９１３　　６１．２１
２７．７０９　　　　３．５００−１０．９０２〜１４
．３５０−２５．２３３　　　　１．２００　　１．８
３４ｇ１　　４２，７２３．９９４　　　　２．９８ｇ
　　　１．８０５１８　　２５．４−７７．６１４　　
　　５．９６１４ｇ、＋１８４　　　　６．２４６ −１１．９２２　　　　１．３５０ −２１．８１４　　　　０．１００１７５．８９６　　　　２．０００　　１．５８９１３
−３８．１４２　　　１３．１４０〜５．７４７〜２，
２９０−１１９．６５３　　　　３．２９３　　１．８
０５１８−２２．５４４　　　　１．３９２６４．１１．５１６３３６１．２２５．４６１．２２５．４１．５８９１３１．８０５１８ｆ　＝３９．ＯＯ〜７０．００〜１０２．００ｆＢ＝８
．８０〜２８．９Ｉ〜４９．０８Ｎ　　　　　　　ν １．８３４００　　３７．２１７　　　　−２３．５９１１８　　　　２８８．７１８１９　　　　−１５．１５４２０　　　　−５６．９２３ｍ、　＝０．４９３ｍ、＝３．２４６ｒｎ　ｔ　ｍ　３　”　１−６００１．３００３．９４７１．４００１．８３４００１．７７２５０Ｄ　　ｒｒｈ”）（ｍ２ｍ３）　”＋　（１ｍ３”）　＝−６，９４３７
，２４９，６「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、正、正。

負の３つのレンズ群よりなり、ズーミング時に全レンズ
群を移動するコンパクトカメラ用ズームレンズにおいて
、前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の要件を満足し
て構成することにより、高変倍比でありながら、鏡胴製
造上、機構的に容易で精度も良好な、しかも光学性能も
安定した。コンパクトなズームレンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は、それぞれ本発明の実施例１．２の短
焦点側のレンズ系構成図である。第２図、第４図は、それぞれ実施例１，２の諸収差図で
、（ａ）は短焦点側、（ｂ）は中間焦点距離、（Ｃ）は
長焦点側の状態を示す。図中、ｒｌはレンズ各面の曲率半径、ｄｌはレンズ厚も
しくはレンズ間隔、Ａは絞りを示す。

Claims

【特許請求の範囲】１　物体側より順に、正の焦点距離を有する第１レンズ
群と、正の焦点距離を有する第２レンズ群と、負の焦点
距離を有する第３レンズ群とから構成され、短焦点側から長焦点側へズーミングする時、第１、第２
レンズ群間隔は増大し、第２、第３レンズ群間隔は減少
するように、第１、第２、第３レンズ群の総てが物体側
へ移動するコンパクトカメラ用ズームレンズにおいて、（Ａ）第２レンズ群は、物体側から、負の焦点距離を有
する第２ａレンズ群と、正の焦点距離を有する第２ｂレ
ンズ群とから構成されている事（Ｂ）絞りは、ズーミングの際、第２レンズ群と一体に
移動する事（Ｃ）ズーミングの時、第１レンズ群と第３レンズ群は
一体に移動する事（Ｄ）一体に移動する第１レンズ群と第３レンズ群のピ
ント感度の符号は反対である事（ただし、ピント感度とは、各レンズ群の光軸方向の移
動誤差に対する焦点移動量）を特徴とするコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。２　請求項１記載のズームレンズにおいて、絞りは、第
２レンズ群の後方、第３レンズ群との間に配置され、ズ
ーミングの際、第２レンズ群と一体に移動する事を特徴
とするコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。３　請求項１記載のズームレンズにおいて、絞りは、第
２ａレンズ群と第２ｂレンズ群との間に配置され、ズー
ミングの際、第２レンズ群と一体に移動する事を特徴と
するコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。４　請求項２記載のズームレンズにおいて、フォーカシ
ングの際、第１レンズ群、絞り及び第３レンズ群を固定
し、第２レンズ群のみを物体側に移動させる事を特徴と
するコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。５　請求項３記載のズームレンズにおいて、フォーカシ
ングの際、絞りと第２レンズ群を一体に物体側に移動さ
せる事を特徴とするコンパクトカメラ用高変倍ズームレ
ンズ。６　請求項１記載のズームレンズにおいて、フォーカシ
ングの際、第１レンズ群、第２レンズ群及び絞りを固定
し、第３レンズ群のみを像面側に移動させる事を特徴と
するコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。７　請求項１記載のズームレンズにおいて、第１レンズ
群は、物体側から、両凹負レンズ、両凸正レンズ及び物
体側に凸面を向けた正レンズから成る事を特徴とするコ
ンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ。８　請求項１記載のズームレンズにおいて、第２ａレン
ズ群は、物体側から、物体側に凸の曲率大なる貼り合わ
せ面を有する両凹負レンズと正レンズとの貼り合わせレ
ンズから成る事を特徴とするコンパクトカメラ用高変倍
ズームレンズ。９　請求項１記載のズームレンズにおいて、第２ｂレン
ズ群は、物体側から、物体側に凹の曲率大なる貼り合わ
せ面を有する正レンズと負メニスカスレンズとの貼り合
わせレンズと、正レンズとから成る事を特徴とするコン
パクトカメラ用高変倍ズームレンズ。１０　請求項１記載のズームレンズにおいて、第３レン
ズ群は、物体側から、像面側に凸の曲率大なる正レンズ
と、物体側に凹の曲率大なる２枚の負レンズとから成る
事を特徴とするコンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ
。１１　請求項１記載のズームレンズにおいて、（１）−
０．５＜（ｍ＿２ｍ＿３）＾２／（１−ｍ＿３＾２）＜
０（２）−１０．０＜（ｍ＿２ｍ＿３）＾２＋（１−ｍ
＿３＾２）＜−３．０ただしｍ＿２：第２レンズ群の長焦点側の横倍率ｍ＿３：第３レンズ群の長焦点側の横倍率（ｍ＿２ｍ＿３）＾２：第１レンズ群の長焦点側のピン
ト感度（１−ｍ＿３＾２）：第３レンズ群の長焦点側のピント
感度の諸条件を満足する事を特徴とするコンパクトカメラ用
高変信ズームレンズ。