JPH06230284A

JPH06230284A - ズームレンズのフォーカス方式

Info

Publication number: JPH06230284A
Application number: JP5018988A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogata; 小方康司
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】正屈折力・正屈折力・負屈折力の３群ズーム
レンズにおいて、高倍率時の合焦でも、像面湾曲が十分
に補正されたフォーカス方式。【構成】正第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群
Ｇ３の３個のレンズ群にて構成され、広角端から望遠端
への変倍に際し、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大
し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少するズームレ
ンズにおいて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を同時に移動さ
せて近距離物点へ合焦する。移動は、第１群Ｇ１と第２
群Ｇ２を独立に移動しても、第１群Ｇ１の移動量は第２
群Ｇ２の移動量より少なくても、第１群Ｇ１は広角端で
繰り出し、望遠端で繰り込むように移動しても、また、
第１群Ｇ１と第２群Ｇを一体で移動してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンパクトカメラ等に
用いられるズームレンズのフォーカス方式に関し、特
に、正屈折力・正屈折力・負屈折力の３個のレンズ群か
ら構成されたズームレンズのフォーカス方式に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、正屈折力・正屈折力・負屈折力の
３群ズームレンズのフォーカス方式としては、特開平１
−２０４０１３号、特開平２−１６５１６号、特開２−
７３２１１号等のものが知られている。これら先行例で
は、第２群又は第３群による合焦方式が提案されてお
り、その目的は、合焦時の移動量を少なくするため、パ
ワーの強いレンズ群を採用するものである。

【０００３】また、特開平２−７３２１１号において
は、第２群を２個のレンズ群に分割し、両群の間隔を大
きくしながら繰り出すことで、非点収差や像面湾曲の変
動を補正するフォーカス方式が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】第２群又は第３群によ
る合焦方式では、像面湾曲の変動が大きく、例えば第２
群を繰り出して合焦すると、像面湾曲が補正アンダーに
なってしまい、特に、広角端で画面周辺部の画質劣化が
顕著になる。このような傾向は、当然のことながら撮影
倍率が大きくなるほど顕著であり、本発明の実施例のご
とく、１／１０倍もの倍率になると、全く実用にならな
い。

【０００５】また、特開平２−７３２１１号のような第
２群を分割する方法でも、収差補正の効果は不十分であ
る。さらに、レンズ群の中を分割すると、相対的な偏芯
精度が厳しくなり、好ましくない。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、正屈折力・正屈折力・負屈
折力の３群ズームレンズにおいて、高倍率時の合焦で
も、像面湾曲が十分に補正されたフォーカス方式を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のズームレンズのフォーカス方式は、物体側から順
に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ
群、負屈折力の第３レンズ群の３個のレンズ群にて構成
され、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群
と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レンズ群と第３レ
ンズ群の間隔は減少するズームレンズにおいて、前記第
１レンズ群と第２レンズ群を同時に移動させて近距離物
点へ合焦することを特徴とするものである。

【０００８】この場合、合焦時、第１レンズ群と第２レ
ンズ群を独立に移動してもよく、例えば第１レンズ群の
移動量は第２レンズ群の移動量より少なくてもよく、こ
の場合、第１レンズ群は広角端で繰り出し、望遠端で繰
り込むように移動してもよい。さらには、第１レンズ群
と第２レンズ群は一体で移動してもよい。

【０００９】

【作用】上記構成を採用した理由と作用について説明す
ると、このような３群ズームレンズにおいて、合焦のた
めに第２群のみを繰り出すと、軸外主光線の光線高が変
化する。したがって、特に第１群と第２群で発生する非
点収差量も変化し、第２群で発生していた正の非点収差
成分の減り方が大きい分、像面が補正アンダーになって
しまう。画角の広い広角端でこの傾向が著しく、撮影倍
率が高倍になるほど画質の劣化が激しい。

【００１０】そこで、本発明においては、第１群と第２
群の間隔を積極的に変化させることで、各群で発生する
非点収差成分のバランスをとり、像面特性を改善するも
のである。具体的には、第１群と第２群の間隔が増大す
るように移動することで、像面湾曲の補正が可能とな
る。

【００１１】ただし、像面の補正量はズーム状態によっ
て異なるし、後述の実施例１における望遠端のように、
第１群と第２群の間隔を減少させる場合もあり得る。し
たがって、ズーム状態毎に最適な収差となるよう、第１
群と第２群の両群を独立に移動することが望ましいが、
機構上の制約条件から、例えば、両群を一体で繰り出す
方式、又は、両群の繰り出し量に何らかの条件を加える
方式等も現実的である。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照にして、本発明のフォーカ
ス方式を適用するズームレンズの実施例１、２について
説明する。各実施例のレンズデータは後述するが、実施
例１の無限物点に合焦した時の広角端（ａ）と望遠端
（ｂ）におけるレンズ断面図を図１に、また、実施例２
の無限物点に合焦した時の同様のレンズ断面図を図２に
示す。

【００１３】実施例１は、３５〜７０ｍｍのズームレン
ズであり、物体側から、正屈折力の第１群Ｇ１、正屈折
力の第２群Ｇ２、負屈折力の第３群Ｇ３の３群にて構成
されており、レンズ枚数も６群７枚と少ない。さらに、
絞りを第２群Ｇ２の前方に配置したことでコンパクト化
も達成している。

【００１４】レンズ構成は、第１群Ｇ１は、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズの貼り合わせレンズからなり、第２
群Ｇ２は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、像
側に凸面を向けた２枚の正メニスカスレンズの３枚から
なり、第３群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカス
レンズと両凹レンズの２枚からなる。非球面は、第２群
Ｇ２の最も像側の面と、第３群の正メニスカスレンズの
後面の２面に用いている。

【００１５】この実施例の無限物点に合焦した時の球面
収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図を図３に示す。
以後、各収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中
間焦点距離、（ｃ）は望遠端における収差状態である。

【００１６】ところで、４つの方式で近距離物点に合焦
した場合の収差図を図４Ａ〜図４Ｄに示す。何れも１／
１０倍に合焦した場合である。

【００１７】図４Ａは第２群Ｇ２のみを繰り出して合焦
した場合であり、像面が大きくアンダーに倒れているこ
とが分かる。

【００１８】図４Ｂは第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を全く独
立に移動した場合であり、図４Ａと比べて、広角端にお
いて両群の間隔は増大するが、望遠端においては両群の
間隔は減少する。像面特性が改善されていることが分か
る。

【００１９】図４Ｃは合焦の機構を簡素化するため、第
１群Ｇ１と第２群Ｇ２を一体として繰り出した場合の収
差図である。広角端での像面特性の改善効果は変わりな
いが、望遠端では逆に像面がよりアンダーに倒れてい
る。しかし、一般的に言って、望遠端ではＦナンバーが
大きい分許容深度が深いので、像面湾曲の影響は少な
い。

【００２０】図４Ｄは機構の簡素化と性能の改善の両立
を図ったものであり、前記図４Ｂと図４Ｃの中間的な方
法である。具体的には、第１群Ｇ１の繰り出し量と第２
群Ｇ２の繰り出し量の比率が常に０．５となるように、
両群を移動した場合である。収差も前記図４Ｂと図４Ｃ
の中間になっている。

【００２１】また、実施例２は、３８〜１０５ｍｍのズ
ームレンズであり、物体側から、正屈折力の第１群Ｇ
１、正屈折力の第２群Ｇ２、負屈折力の第３群Ｇ３の３
群にて構成されており、レンズ枚数は８群１０枚であ
る。絞りを第２群Ｇ２の前方に配置したことでコンパク
ト化も達成している。

【００２２】レンズ構成は、第１群Ｇ１は、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズの２枚からなり、第２群Ｇ２は、両
凹レンズと両凸レンズの貼り合わせレンズ、両凸レン
ズ、両凹レンズと両凸レンズの貼り合わせレンズの３群
５枚からなり、第３群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズと像側に凸面向けた２枚の負メニスカス
レンズの３枚からなる。非球面は、第２群Ｇ２の真中の
両凸レンズの後面１面に用いている。

【００２３】この実施例の無限物点に合焦した時の球面
収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図を図５に示す。

【００２４】このズームレンズに３つの方式で近距離物
点に合焦した場合の収差図を図６Ａ〜図６Ｃに示す。何
れも１／１０倍に合焦した場合である。

【００２５】図６Ａは第２群Ｇ２のみを繰り出して合焦
した場合であり、像面が大きくアンダーに倒れているこ
とが分かる。

【００２６】図６Ｂは第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を全く独
立に移動した場合であり、図６Ａと比べて、全ズーム状
態において両群の間隔は増大する。像面特性が改善され
ていることが分かる。

【００２７】図６Ｃは第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を一体と
して繰り出した場合である。実施例１の場合と異なり、
全ズーム域で像面特性の改善効果がある。

【００２８】以下に実施例１、２のレンズデータを示す
が、記号は、上記の外、ｆは焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバ
ー、２ωは半画角、ｆ_Bはバックフォーカス、ｒ₁、ｒ
₂…は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ
面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、
ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数であり、また、合焦
方式の表中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図４、図６の関連で説明
した各方式に対応し、Ｗ、Ｓ、Ｔは、それぞれ広角端、
中間焦点距離、望遠端に対応する。さらに、非球面形状
は、光軸方向をｘ、光軸に直交する方向をｙとした時、
次の式で表される。ｘ=(ｙ²/ｒ）／［1+｛1-Ｐ( ｙ²/ｒ²)｝^1/2］＋A₄ｙ⁴
＋A₆ｙ⁶ ＋A₈ｙ⁸ ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、A₄、A₆、A₈
は非球面係数である。

【００２９】実施例１ｆ＝ 36.2 〜 49.5 〜 67.5 Ｆ_NO＝ 4.7 〜 5.8 〜 7.3 ２ω＝ 61.6°〜 47.1°〜 35.5° ｆ_B＝ 10.5 〜 20.2 〜 33.0 ｒ₁= 12.9480 ｄ₁= 1.2000 ｎ_d1 =1.80518 ν_d1 =25.43 ｒ₂= 10.4800 ｄ₂= 3.5000 ｎ_d2 =1.48749 ν_d2 =70.20 ｒ₃= 27.4420 ｄ₃= （可変）ｒ₄= ∞（絞り）ｄ₄= 2.1000 ｒ₅= -8.5120 ｄ₅= 1.0000 ｎ_d3 =1.80610 ν_d3 =40.95 ｒ₆= -13.1680 ｄ₆= 1.0200 ｒ₇= -30.6130 ｄ₇= 1.7000 ｎ_d4 =1.51602 ν_d4 =56.80 ｒ₈= -11.8830 ｄ₈= 0.2000 ｒ₉= -298.5420 ｄ₉= 2.0800 ｎ_d5 =1.56873 ν_d5 =63.16 ｒ₁₀= -16.3890（非球面）ｄ₁₀= （可変）ｒ₁₁= -24.5430 ｄ₁₁= 2.4000 ｎ_d6 =1.50137 ν_d6 =56.40 ｒ₁₂= -19.8510（非球面）ｄ₁₂= 1.9800 ｒ₁₃= -12.2670 ｄ₁₃= 1.7000 ｎ_d7 =1.60300 ν_d7 =65.48 ｒ₁₄= 622.8200 非球面係数第１０面Ｐ = 1.0000 A₄ = 0.73408×10^-4 A₆ =-0.58955×10^-6 A₈ = 0.10290×10^-7 第１２面Ｐ = 1.0000 A₄ =-0.98727×10^-4 A₆ = 0.98303×10^-7 A₈ =-0.42943×10^-8

【００３０】実施例２ｆ＝ 39.3 〜 63.1 〜 101.3 Ｆ_NO＝ 3.88 〜 5.54 〜 8.07 ２ω＝ 57.6°〜 37.8°〜 24.1° ｆ_B＝ 7.3 〜 24.4 〜 51.0 ｒ₁= 24.1370 ｄ₁= 1.2000 ｎ_d1 =1.80518 ν_d1 =25.43 ｒ₂= 18.4930 ｄ₂= 0.3000 ｒ₃= 16.6280 ｄ₃= 3.1300 ｎ_d2 =1.48749 ν_d2 =70.20 ｒ₄= 76.8310 ｄ₄= （可変）ｒ₅= ∞（絞り）ｄ₅= 2.1000 ｒ₆= -12.5400 ｄ₆= 1.2000 ｎ_d3 =1.77250 ν_d3 =49.66 ｒ₇= 60.2070 ｄ₇= 3.4200 ｎ_d4 =1.76180 ν_d4 =26.52 ｒ₈= -14.1760 ｄ₈= 0.1500 ｒ₉= 82.0680 ｄ₉= 2.2000 ｎ_d5 =1.51823 ν_d5 =58.96 ｒ₁₀= -17.8330（非球面）ｄ₁₀= 0.8000 ｒ₁₁= -11.9510 ｄ₁₁= 1.2000 ｎ_d6 =1.80518 ν_d6 =25.43 ｒ₁₂= 91.7600 ｄ₁₂= 3.7500 ｎ_d7 =1.69680 ν_d7 =55.52 ｒ₁₃= -12.5080 ｄ₁₃= （可変）ｒ₁₄= -31.5770 ｄ₁₄= 2.7400 ｎ_d8 =1.84666 ν_d8 =23.78 ｒ₁₅= -19.2900 ｄ₁₅= 0.9800 ｒ₁₆= -21.1910 ｄ₁₆= 1.5400 ｎ_d9 =1.77250 ν_d9 =49.66 ｒ₁₇= -211.6450 ｄ₁₇= 3.1500 ｒ₁₈= -24.3220 ｄ₁₈= 1.8500 ｎ_d10=1.69680 ν_d10=55.52 ｒ₁₉= -112.4410 非球面係数第１０面Ｐ = 1.0000 A₄ = 0.53413×10^-4 A₆ = 0.14744×10^-6 A₈ = 0.43055×10^-8

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の構成を用いることにより、無限から近距離まで像面特
性の優れたフォーカス方式を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のズームレンズの無限物点に
合焦した時の広角端（ａ）と望遠端（ｂ）におけるレン
ズ断面図である。

【図２】実施例２の図１と同様なレンズ断面図である。

【図３】実施例１の無限物点に合焦した時の広角端
（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）における球
面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図４Ａ】実施例１において方式Ａにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【図４Ｂ】実施例１において方式Ｂにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【図４Ｃ】実施例１において方式Ｃにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【図４Ｄ】実施例１において方式Ｄにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【図５】実施例２の無限物点に合焦した時の図３と同様
な収差図である。

【図６Ａ】実施例２において方式Ａにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【図６Ｂ】実施例２において方式Ｂにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【図６Ｃ】実施例２において方式Ｃにより近距離に合焦
した時の図３と同様な収差図である。

【符号の説明】

Ｇ１…第１群Ｇ２…第２群Ｇ３…第３群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正屈折力の第１レンズ
群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群
の３個のレンズ群にて構成され、広角端から望遠端への
変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増大
し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少するズー
ムレンズにおいて、前記第１レンズ群と第２レンズ群を
同時に移動させて近距離物点へ合焦することを特徴とす
るズームレンズのフォーカス方式。