JPH05224122A

JPH05224122A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH05224122A
Application number: JP4293071A
Authority: JP
Inventors: Ellis I Betensky; エリス・イスラエル・ベテンスキー; Melvyn H Kreitzer; メルビン・ハワード・クライツァー
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1993-09-03
Also published as: GB2262164A; US5493448A; GB2262164B; US5315440A; GB9222642D0

Abstract

(57)【要約】【目的】第１のレンズ群と第２のレンズ群との間の距
離を変更することにより、広角位置と望遠位置との間で
ズーム機能を実現するズームレンズ。【構成】ズームレンズは被写体側から正のレンズ群Ｇ
１及び負のレンズ群Ｇ２を含む２つのレンズ構成要素群
（Ｇ１及びＧ２）を備えている。該正のレンズ群Ｇ１は
度の弱いレンズユニットＵ１及び度の強いレンズユニッ
トＵ２という２つのレンズユニットを備える一方、負の
レンズ群Ｇ２は少なくとも１つの負のレンズ構成ユニッ
トを備え、ズーム動作中の倍率の変化の殆どを担当す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンパクトなズームレ
ンズに関する。本発明は、汎用的に適用可能であるが、
特に、スチル写真用カメラに有用である。

【０００２】

【従来の技術】1990年6月26日にイー・アイ・ベテンスキ
ー（E. I. Betensky）等に付与された米国特許第4,936,
661号には、バック焦点距離が短く、前面から後部にか
けて、負、正及び負の光学要素を備えるズームレンズが
記載されている。像に最も近い負の光学要素は、ズーム
動作中に動かされ、焦点距離の変更の大部分を担当す
る。ある実施例において、前面の２つの光学要素は、ズ
ーム動作中、単一の光学群として動き、又、別の例で
は、これら光学要素は、ズーム動作中、互いに相対的に
動く。これらレンズは、優れた補正機能を備え、しか
も、その口径、ズーム範囲及び簡便な構造のため、コン
パクトである。バック焦点距離が短い結果、これらレン
ズは、「ビューファインダ（viewfinder）」（非ＳＬ
Ｒ）カメラにおいて、ズーム対物レンズとして特に有用
である。

【０００３】1989年6月6日、及び1988年1月29日付け
で、イトウ（Ito）にそれぞれ付与された米国特許第4,8
36,660,号及び同第4,720,179号には、同様に、可動の後
方の負のレンズ群を備える比較的複雑なズームレンズが
開示されている。前面の正のレンズ群は、弱い（weak）
前面の負の光学要素から成る一方、その前面の負の光学
要素は、強い（strong）単一要素の幾つかのレンズ構成
要素から構成されている。1989年8月8日付けでオザワ
（Ozawa）に付与された米国特許第4,854,683号は、後方
の負のレンズ群と結像面との間に、その他の点ではイト
ウの特許のレンズと同様の構造の固定式の正の構成要素
を備えている。

【０００４】その他の同様のズームレンズは、以下の米
国特許に開示されている。

【０００５】1990年9月4日付けでコバヤシ（Kobayash
i）に付与された米国特許第4,953,957号、1989年12月26
日付けでヤマダ（Yamada）に付与された同第4,889,416
号、1991年2月19日付けでハタ（Hata）に付与された同
第4,993,814号、1988年11月29日付けでチョー（Cho）に
付与された同第4,787,718号、1989年5月16日付けでアオ
キ（Aoki）に付与された同第4,830,476号、及び1989年4
月4日付けでイトウに付与された同第4,818,081号であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のレンズの殆ど
は、第１のレンズ口径絞りを有し、ズーム動作中に動く
第２の正のレンズユニットを備えている。その結果、焦
点距離の増大に伴ってレンズ全体の相対的な口径が著し
く短くなるのが許容されない限り、この正のレンズユニ
ットの有効口径は、焦点距離の増大に伴い比例的に大き
くなる。焦点距離範囲が２対１以上となると、その問題
点は一層顕著となる。更に、大きい口径の色収差を補正
する結果、望ましい特徴としてのコンパクトさ、低コス
ト及び全体的な設計の簡易性が損なわれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

【０００８】

【作用】本発明によれば、これら問題点は、２つのレン
ズ構成要素群を備えるズームレンズによって解決され
る。これらズームレンズは、被写体側から、第１の正の
レンズ群及び第２の負のレンズ群を備えている。このズ
ームレンズは、第１のレンズ群と第２のレンズ群との間
の距離を変更することにより、広角位置と望遠位置との
間でズーム機能を実現する。第１のレンズ群は、２つの
レンズユニットを備え、弱いその第１のレンズユニット
は、強いレンズ構成要素が無く、第１のレンズ群の被写
体側に位置決めされ、その第１のレンズユニットに続い
て、第２の正のレンズユニットが配置されている。この
第２の負のレンズ群は、ズーム動作中の度の変更の大部
分を担当する。これらズームレンズは、次の条件を満足
させる。

【０００９】ここで、Ｋ₁は、第１のレンズユニットの度（power）、
Ｋ_Wは、その広角位置にあるときのズームレンズの度で
ある。

【００１０】好適な実施例によると、Ｋ₁／Ｋ₄の比は、
0.1又はそれ以下とする。ある実施例によると、その比
は小さい負の値となり、又ある実施例では、小さい正の
値となる。

【００１１】最低コストで且つ最大限、簡易型であるよ
うにするため、第１のレンズユニットの好適な実施例
は、少なくとも１つの非球状面を有する単一の要素であ
る。弱い前面光学ユニットは、色収差補正手段として機
能するが、度が弱いため、第２の光学ユニットの口径寸
法は小さくすることが出来る。更に、極めて度の弱い前
面レンズユニットの場合、口径絞りは、該第２のレンズ
ユニットの正面に、例えば、第１の光学ユニットに近接
して位置決めすることが出来る。このようにして、第２
のレンズユニットの口径は、第１のレンズユニットの度
が強い場合のように、ズーム動作中に大きくなることは
ない。しかも、分離した第１のレンズユニットの色収差
補正機能は維持される。口径絞りを第２のレンズユニッ
トの中心、又はその後方ではなく、第２のレンズユニッ
トの前方に配置することにより、第２のレンズユニット
が全ての色収差の補正に一層完全に関与することを許容
し、前面の窓を小さくすることを可能にする。これと同
時に、口径絞りは、第１の光学ユニットに近接して位置
決めすることが出来、このことは、前面光学ユニットの
レンズユニットの径を最小にし且つズーム動作中の入射
瞳の位置の変動を軽減し、又は解消することが出来る。

【００１２】別の好適な実施例によると、第２の正の光
学ユニット内に少なくとも１つの負のレンズユニットを
組み込むことにより、第１のレンズ群の色収差補正を実
現することが出来る。このようにして、第１の光学ユニ
ットは、色収差補正に関与する必要がなく、このため、
その第１の光学ユニットを更に簡略化することが出来
る。第１の光学群の第１及び第２の光学ユニット間のス
ペースは、ズーム動作中に変化させることが出来るが、
変化させないことも可能である。

【００１３】本発明により、全てプラスチック製とする
ことの出来る５又は６程度の僅かな構成要素にて約2.3
乃至１のズーム範囲でｆ／4.4乃至ｆ／6.8の範囲で変化
する口径を有する、十分に補正されたズームレンズが得
られる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適
な実施例について説明する。

【００１５】本発明の実施例は、表１Ａ−８Ｃに掲げた
一連の実験例で示してある。これら表及び図面におい
て、表面Ｒは、レンズの前面側、即ち被写体側からレン
ズの後方側、即ち結像側に向けた順序で下付き文字を付
して示してある。レンズ要素Ｔの厚さ、及びレンズ要素
Ｓ間の間隔も、又前面側から後方側に向けた順序で番号
が付してある。これら表において、表面及び厚さは、同
一線上に、又は場合に応じて、厚さ又は間隔を表面より
も上方の線に示してある。全ての符号Ｎ_eは、波長λ_e
が5461Åのときのスペクトル線の水銀線ｅである。Ｖ
は、レンズ材料のアベー数（Abbey number）である。こ
れら特定のレンズは全て、又は相当部分にプラスチック
を使用するために設計されているが、これらレンズは、
当該技術分野で周知であるように、曲率半径、厚さ及び
間隔の変化に応じて、同等のガラスレンズに変更するこ
とも可能である。

【００１６】これら全ての実施例は、図面に符号Ｕ₁、
Ｕ₂、Ｕ₃で示した３つの光学要素を含む。Ｕ₁及びＵ
₂は、第１のレンズ群を構成する一方、Ｕ₃は、第２のレ
ンズ群を構成する。図１及び図３に示した実施例におい
て、光学ユニットＵ₁、Ｕ₂は、ズームレンズ動作中に共
に動き、これら２つの光学ユニット間のスペースは、ズ
ーム動作に応じて変動しない。このように、これら実施
例は、はるかにより簡単なズーム機構で済むという顕著
な利点が得られる。図２及び図４に示したこれら実施例
において、光学ユニットＵ₁、Ｕ₂間の空間スペースは、
ズーム動作中に変動する。

【００１７】各例における光学ユニットＵ₁は、度の極
めて小さい単一要素から成るレンズである。該レンズの
両面は非球面状であることが望ましい。例１、２、５、
６、８において、この要素は、度が小さい負の値とな
る。例３、４、７において、該要素の度は、極めて小さ
い正の値となる。これら全ての例において、その度は、
その広角位置におけるレンズ全体の度の0.4倍以下であ
る。しかし、その度はこの限界値よりも著しく小さく、
例えば、例３、４における場合のように、レンズ全体の
度の0.1倍以下であることが望ましい。

【００１８】全ての例において、第２のレンズユニット
は正のレンズである。例１−５において、該レンズユニ
ットは、極めて狭い空間スペースで配置した３つの要素
を備えている。例６−８において、該光学ユニットは、
セメント接合した二重レンズである。便宜上、第２のレ
ンズ群の要素間の空間スペースは、図１、図２の双方で
僅かに誇張して示してある。第２のレンズユニットは、
光学要素の色収差の補正を容易にするため、負のレンズ
要素を備えている。

【００１９】口径絞りが第１及び第２の光学ユニットの
間に配置されている。該口径絞りは、第１のレンズ群の
度が弱いため、特にその望遠位置にて、レンズの補正を
容易にし且つ第２の光学ユニットの口径寸法を最小にす
る。これは、焦点距離の長い位置で大きい口径のレンズ
（ｆ／6.8）を配置することを許容する一方、焦点範囲
2.1以上のズームレンズ内の短い焦点距離の位置で少な
くともｆ／4.5の口径を維持することを許容する。

【００２０】第３の光学ユニットＵ₃の度は、実質的に
負である。その動きにより、ズーム動作中のレンズの焦
点距離の変化の殆どが行われる。

【００２１】

【００２２】

【効果】全ての例は、約ｆ／4.4からｆ／6.8の範囲で変
化する有効口径を備える2.2Ｘ乃至2.3Ｘのズーム範囲内
で補正される点は注目される。この35ｍｍカメラに適し
た６つの要素から成るズームレンズの範囲に亙る広い口
径は、極めて特筆すべきことである。又、各レンズが完
全にプラスチック要素にて形成されることを考えると、
このことは、特に特筆すべきことである。

【００２３】本発明は、その好適な実施例に関して特に
詳細に説明したが、上述しかつ特許請求の範囲に記載し
た本発明の精神及び範囲においてその変形例及び応用例
が可能であることが理解されよう。例えば、前面レンズ
要素は、度の極めて小さい２又は２以上の構成要素に分
割することも出来る。同様に、第１のレンズ要素の１又
は２以上の構成要素は、二重レンズとして形成してもよ
い。かかる軽微な変更は本発明の範囲に属するが、かか
る変形によりその簡易な構造は損なわれる。従って、単
一要素から成る第１のレンズ要素とすることがより望ま
しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に従って構成されたズー
ムレンズ構成要素を示す簡単な概略図的な断面図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例に従って構成されたズー
ムレンズ構成要素を示す簡単な概略図的な断面図であ
る。

【図３】本発明の第３の実施例に従って構成されたズー
ムレンズ構成要素を示す簡単な概略図的な断面図であ
る。

【図４】本発明の第４の実施例に従って構成されたズー
ムレンズ構成要素を示す簡単な概略図的な断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｒ表面Ｓレンズ要素Ｔレンズ要素Ｕ₁ 光学ユニッ
トＵ₂ 光学ユニットＵ₃ 光学ユニッ
トＶレンズ材料のアベー数 λ_e 波長

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体側から、第１の正のレンズ群Ｇ₁
及び第２の負のレンズ群Ｇ₂を含む２つのレンズ構成要
素群Ｇ₁及びＧ₂備えるズームレンズであって、第１のレ
ンズ群及び第２のレンズ群との間の距離を変更すること
により、広角位置と望遠位置との間でズーム機能を果た
すズームレンズにして、前記第１のレンズ群Ｇ₁が、２つのレンズユニットＵ₁及
びＵ₂を備え、弱い第１のレンズユニットＵ₁は強いレン
ズ構成要素を含まず、前記第１のレンズ群Ｇ₁の被写体
側に配置され、第２の正のレンズユニットＵ₂が前記第
１のレンズユニットＵ₁に続いて配置され、前記第２のレンズ群Ｇ₂が負の度を有し、ズーム動作中
の倍率の変更の大部分を担当し、の等式を満足し、ここで、Ｋ₁は、第１のレンズユニッ
トの度、Ｋ_Wは、その広角位置にあるときのズームレン
ズの度であるズームレンズ。
【請求項２】請求項１に記載のズームレンズにして、
第１のレンズユニットＵ₁が単一の負の構成要素である
ズームレンズ。
【請求項３】請求項２に記載のズームレンズにして、
第１のレンズユニットＵ₁が少なくとも１つの非球状面
を有するズームレンズ。
【請求項４】請求項１に記載のズームレンズにして、
Ｋ₁／Ｋ_Wの比が0.1又はそれ以下であるズームレンズ。
【請求項５】請求項４に記載のズームレンズにして、
前記第１のレンズユニットＵ₁が単一の正の構成要素で
あるズームレンズ。
【請求項６】請求項１に記載のズームレンズにして、
口径絞りが第２のレンズユニットＵ₂から被写体側に向
けて配置されるズームレンズ。
【請求項７】請求項３に記載のズームレンズにして、
口径絞りが第２のレンズユニットＵ₂から被写体側に向
けて配置されるズームレンズ。
【請求項８】請求項５に記載のズームレンズにして、
口径絞りが第２のレンズユニットＵ₂から被写体側に向
けて配置されるズームレンズ。
【請求項９】請求項１に記載のズームレンズにして、
第２のレンズユニットＵ₂が二重レンズ及び単一レンズ
から成るズームレンズ。
【請求項１０】請求項１に記載のズームレンズにし
て、第２のレンズ群Ｇ₂が二重レンズから成るズームレ
ンズ。
【請求項１１】請求項１に記載のズームレンズにし
て、前記第２のレンズユニットＵ₂が第１のレンズ群の
略全部の色補正を行う少なくとも１つの負のレンズユニ
ットを備えるズームレンズ。
【請求項１２】請求項１に記載のズームレンズにし
て、前記第１のレンズユニットＵ₁と前記第２のレンズ
ユニットＵ₂との間のスペースがズーム動作中に変化す
るズームレンズ。
【請求項１３】請求項１に記載のズームレンズにし
て、前記第１のレンズユニットＵ₁と前記第２のレンズ
ユニットＵ₂との間のスペースがズーム動作中に変化し
ないズームレンズ。
【請求項１４】請求項１に記載のズームレンズにし
て、前記第１のレンズユニットＵ₁が少なくとも１つの
非球状面を有する単一の要素Ｌ₁であるズームレンズ。
【請求項１５】請求項１４に記載のズームレンズにし
て、Ｋ₁／Ｋ_Wの比が0.1又はそれ以下であるズームレン
ズ。
【請求項１６】請求項１５に記載のズームレンズにし
て、Ｋ₁が正の値であるズームレンズ。
【請求項１７】請求項１５に記載のズームレンズにし
て、Ｋ₁が負の値であるズームレンズ。
【請求項１８】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項１９】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項２０】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項２１】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項２２】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項２３】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項２４】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。
【請求項２５】実質的に次のパラメータに従って構成
されたズームレンズ。