JPH071334B2

JPH071334B2 - ズ−ムレンズ

Info

Publication number: JPH071334B2
Application number: JP60101528A
Authority: JP
Inventors: 尚志後藤; 康司小方
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: US4708443A; JPS61260210A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ズームレンズに関するものである。

〔従来技術〕

近年ズームレンズは、その機動性が優れていること等か
ら写真レンズ等の分野において非常に需要が多くなつて
いる。特に標準レンズである画角が47°を含むズームレ
ンズは需要が多くなる傾向にある。更にその後ズーム比
が大きいズームレンズの中でも望遠域が大きいものが望
まれている。このような要求に対し、画角が47°を含む
ものであつて、ズーム比が3.4倍を越える写真レンズと
しては特開昭58−127908号などが知られている。この従
来例は正の第１群，負の第２群，正の第３群，正の第４
群にて構成されたえズームレンズで本発明のズームレン
ズに比較的類似したものである。

本発明のズームレンズのように正の屈折力を持つ第１群
と、負の屈折力を持つ第２群と、正の屈折力を持つ第３
群と、正の屈折力を持つ第４群とよりなるズームレンズ
においては、唯一の負の群でありしかもバリエーターで
ある第２群が非常に強いパワーを有している場合が多
い。そのため収差補正の観点からこの第２群は、どうし
ても構成枚数が多くなりがちであり、したがつてレンズ
の全長が長くなる。これがズームレンズ全体をコンパク
トにしようとする場合のさまたげの要因の一つになつて
いる。

以上のことは、第２群を像面に対して固定するタイプの
ズームレンズにおいては顕著である。このタイプのズー
ムレンズは、パワーが強い第２群が動かないので偏芯等
の結像性能を劣化させる原因が少なくなるので、光学性
能が安定しまた鏡枠構造も簡単にすることが出来る。し
かし前述のように第２群が長いとワイド端の第１群とテ
レ端の第３群の距離が遠くなり全系が大型化しやすい。

また第２群が長いと第２群と第３群の主点を充分近づけ
ることが出来にくくなり変倍のためのレンズの移動空間
が大きくなりがちであり、このこともレンズ系をコンパ
クトにするための妨げになつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、最小画角が19°以下，最大画角が60°を越え
る変倍比の大きなズームレンズであつて、特に第２群の
全長を短縮することと主点位置の調整により全系を極め
てコンパクトになし得るズームレンズを提供するもので
ある。

〔問題点を解決する手段および作用〕

本発明のズームレンズは、正のパワーを持ちかつフオー
カシング機能を有する第１群と、負のパワーを持ちかつ
変倍機能を有する第２群と、正のパワーを持ちかつ変倍
機能を有する第３群と、正のパワーを持ちかつ変倍機能
を有する第４群とより構成されているレンズ系である。

前記のような負の屈折力を持つ群が第２群のみの構成
で、画角が47°を含み、ズーム比が3.4倍を越えるズー
ムレンズを、コンパクトにするため第２群に十分のパワ
ーをもたせながら第２群の全長を短くし更に第２群の後
側主点を像側に近づけることが必要である。そのために
本発明のレンズ系は第２群を物体側から順に像側に強い
曲面をもつて負レンズ，負レンズと正レンズの接合レン
ズ，物体側に強い曲面をもつた負レンズ，物体側に強い
曲面をもつた正のメニスカスレンズにて構成した。この
ように第２群を構成することによつて最も物体側に配置
された負レンズにて広角側の歪曲収差を補正し負と正の
接合レンズによつて色収差の補正を行ない更に望ましく
はこの接合レンズの物体側の面を凹面にして負レンズと
接合レンズの間に形成される空気レンズの負の作用を強
くして収差の発生をおさえつつしかもコンパクトなまま
第２群の焦点距離を短くし得るようにした。又ズーミン
グの各状態間の球面収差の変動を少なくしこの収差を良
好に補正するためには第２群中に正のパワーの成分が必
要になる。この正のパワーをもつ成分として物体側に強
い曲面をもつメニスカスレンズにすることによりズーミ
ングの状態間における軸外光束の変動を少なくすること
が出来るがその効果を大きくするためこの正のレンズ成
分（正のメニスカスレンズ）を第２群の最も像側に配置
することが望ましい。即ち第２群の位置では軸外光が光
軸からなり離れた位置を通るので、第２群より後方にあ
る絞りに対してコンセントリツクに近づける傾向をもた
せて第２群を射出するようにすることが収差変動を除去
するためには有効である。このために第２群の最後の面
は像側に凹にするのが望ましい。したがつて、この正レ
ンズ成分は物体側に強い曲率を有する正のメニスカスレ
ンズにすることが好ましい。又これによつてこの正のレ
ンズ成分とその物体側に配置した負レンズ成分との空気
間隔を小さくすることが出来、その上望遠端の状態で第
２群の後側主点位置と第３群の前側主点位置の間の距離
を小さく出来るので変倍効果を高めることが出来る。

第２群を以上のように構成することによつて第２群を必
要なパワーを持ちながらその全長を短くすることが出来
る。又これによつて広角端でのこの第２群と第１群との
距離および望遠端での第２群と第３群との距離を小さく
でき、その結果、収差が良好に補正されたコンパクトな
ズームレンズを構成し得る。

本発明のズームレンズは以上述べたようなレンズ構成と
すると共に次の各条件を満足するようにしたものであ
る。

（１）1.6＜f₁/f_W＜2.0 （２）0.4＜|f₂|/f_W＜0.6 （３）2.1＜β_2T／β_2W＜2.4 （４）1.5＜β_3Tβ_4T／β_3Wβ_4W＜1.7 ただし、f₁,f₂は夫々第１群，第２群の焦点距離、f_Wは
ワイド端での全系の焦点距離、β_2T，β_2Wは夫々テレ
端，ワイド端での第２群の倍率、β_3T，β_3Wは夫々テレ
端，ワイド端での第３群の倍率、β_4T，β_4Wは夫々テレ
端，ワイド端での第４群の倍率である。

条件（１）においてf₁/f_Wが上限値である2.0より大であ
ると第１群と第２群の間隔が広がり過ぎてコンパクト化
を達成できない。又f₁/f_Wが下限値の1.6より小になると
第１群で発生する収差が大になりすぎて他の群で補正し
きれなくなる。

条件（２）において|f₂|/f_Wが0.6より大になると条件
（３）にて規定する第２群でのズーム負担量を保持する
ためには第２群の前後に大きなスペースが必要になり、
コンパクト化に反することになる。この条件（２）にお
いて|f₂|/f_Wが0.4より小になると第２群で発生する収差
が大きくなりすぎる。

条件（３）および条件（４）は、変倍系のズーム負担量
を決めるものである。

条件（３）においてβ_2T／β_2Wが2.1より小さいと第３
群および第４群に負担がかかるためこれら第３群，第４
群で発生する収差の量が増加する。又β_2T／β_2Wが2.4
より大になると第２群での収差発生量が増大する。

条件（４）も同様の理由から設けたもので、条件（４）
の下限を越えると第２群に負担がかかりこの第２群で発
生する収差量が増大する。又上限を越えると第３群およ
び第４群での収差発生量が大になる。

以上述べた条件（１）乃至条件（４）のほかに次の条件
（５）乃至条件（８）を満足するようにすれば更に望ま
しい。

（５）１＜r_2-2/-f₂＜1.1 （６）12＜r_2-3/f₂＜22 （７）0.48＜r_2-8/r_2-9＜0.58 （８）ν_2-2−ν_2-3＞15 但しr_2-iは第２群のｉ番目の曲率半径、ν_2-iは第２群
のｉ番目のレンズのアツベ数である。

条件（５）においてr_2-2/-f₂が1.1より大であると広角
側で第２群の第２面にて発生する負の歪曲収差が大きく
なり第２群の他のレンズで補正しきれなくなる。又r_2-2
/-f₂が１より小になると望遠側でコマフレアーが大にな
る。

条件（６）においてr_2-3/f₂が22より大になると第２群
の第１成分（物体側に強い曲面を有する負レンズ）と第
２成分（接合レンズ）の間の空気レンズの負の作用が弱
くなりすぎて他の負レンズに負担がかかり良好な収差を
保持できなくなり、r_2-3/f₂が12より小になると第２群
の第１成分と第２成分の間隔を必然的に広げなければな
らずコンパクト化に反することになる。

条件（７）においてr_2-8/r_2-9が0.58より大になると球
面収差が悪化し、0.48より小になるとコマ収差の補正が
困難になる。

第２群は負の屈折力が強いために倍率の色収差，軸上の
色収差の両方とも発生しやすい。条件（８）はこれら色
収差を良好に補正するためのものであつて、この条件よ
り外れると第２群で発生する色収差を他の群で補正しき
れなくなる。

〔実施例〕

以上説明いた本発明ズームレンズの各実施例を次に示
す。

実施例１ｆ＝36〜85〜130 r₁＝139.9220 d₁＝2.3000 n₁＝1.80518 ν_１＝25.43 r₂＝45.3700 d₂＝7.1000 n₂＝1.54771 ν_２＝62.83 r₃＝−519.0230 d₃＝0.1000 r₄＝46.2310 d₄＝4.7000 n₃＝1.78800 ν_３＝47.38 r₅＝310.0150 d₅＝D₁ r₆＝−900.8200 d₆＝1.1000 n₄＝1.72916 ν_４＝54.68 r₇＝17.6420 d₇＝4.8300 r₈＝−244.7750 d₈＝1.1000 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝28.0590 d₉＝3.2600 n₆＝1.80518 ν_６＝25.43 r₁₀＝453.8410 d₁₀＝1.5300 r₁₁＝−44.1060 d₁₁＝1.0000 n₇＝1.72916 ν_７＝54.68 r₁₂＝221.4440 d₁₂＝0.1000 r₁₃＝36.5760 d₁₃＝1.8900 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₄＝69.4260 d₁₄＝D₂ r₁₅＝37.3020 d₁₅＝4.3000 n₉＝1.55963 ν_９＝61.17 r₁₆＝−45.0030 d₁₆＝0.1000 r₁₇＝41.3560 d₁₇＝3.0100 n₁₀＝1.53172 ν₁₀＝48.90 r₁₈＝−212.4540 d₁₈＝2.3100 r₁₉＝−37.0760 d₁₉＝1.3900 n₁₁＝1.80518 ν₁₁＝25.43 r₂₀＝778.4640 d₂₀＝D₃ r₂₁＝39.7800 d₂₁＝8.2100 n₁₂＝1.55963 ν₁₂＝61.17 r₂₂＝−36.5970 d₂₂＝5.0600 r₂₃＝−24.3140 d₂₃＝1.0000 n₁₃＝1.80440 ν₁₃＝39.58 r₂₄＝41.6540 d₂₄＝2.4000 r₂₅＝−114.3040 d₂₅＝3.4600 n₁₄＝1.57501 ν₁₄＝41.49 r₂₆＝−28.0590 d₂₆＝0.1000 r₂₇＝63.4780 d₂₇＝3.6800 n₁₅＝1.51633 ν₁₅＝64.15 r₂₈＝−69.6940 f 36 85 130 D₁ 1.500 17.510 23.800 D₂ 19.710 7.180 0.800 D₃ 8.990 2.790 1.650 f₁/f_W＝1.76,f₂/f_W＝−0.466 β_2T／β_2W＝2.296,β_3Tβ_4T／β_3W／β_4W＝1.565 ｜ν_2-2−ν_2-3｜＝23.57,r_2-2/-f₂＝1.045 r_2-3/f₂＝14.506,r_2-8/r_2-9＝0.527 実施例２ｆ＝36〜85〜130 r₁＝154.8968 d₁＝2.3000 n₁＝1.80518 ν_１＝25.43 r₂＝45.3135 d₂＝7.1001 n₂＝1.54771 ν_２＝62.83 r₃＝−381.2565 d₃＝0.1000 r₄＝46.6902 d₄＝4.5998 n₃＝1.78800 ν_３＝47.38 r₅＝363.8236 d₅＝D₁ r₆＝−693.0691 d₆＝1.1000 n₄＝1.72916 ν_４＝54.68 r₇＝18.0061 d₇＝4.7005 r₈＝−330.8092 d₈＝1.1000 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝25.9091 d₉＝3.3900 n₆＝1.80518 ν_６＝25.43 r₁₀＝574.5947 d₁₀＝1.5302 r₁₁＝−43.2765 d₁₁＝1.0000 n₇＝1.72916 ν_７＝54.68 r₁₂＝185.5786 d₁₂＝0.1000 r₁₃＝36.8904 d₁₃＝1.8900 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₄＝70.9466 d₁₄＝D₂ r₁₅＝38.3037 d₁₅＝4.3000 n₉＝1.55963 ν_９＝61.17 r₁₆＝−42.3613 d₁₆＝0.1000 r₁₇＝41.0704 d₁₇＝3.0405 n₁₀＝1.53172 ν₁₀＝48.90 r₁₈＝−487.5034 d₁₈＝2.1065 r₁₉＝−36.8331 d₁₉＝1.4188 n₁₁＝1.80518 ν₁₁＝25.43 r₂₀＝482.0025 d₂₀＝D₃ r₂₁＝36.8102 d₂₁＝8.3360 n₁₂＝1.55963 ν₁₂＝61.17 r₂₂＝−36.2265 d₂₂＝5.0639 r₂₃＝−24.6299 d₂₃＝1.0000 n₁₃＝1.80440 ν₁₃＝39.58 r₂₄＝41.1204 d₂₄＝2.4000 r₂₅＝−208.0241 d₂₅＝3.2891 n₁₄＝1.57501 ν₁₄＝41.49 r₂₆＝−29.3027 d₂₆＝0.1000 r₂₇＝71.3475 d₂₇＝3.4825 n₁₅＝1.51633 ν₁₅＝64.15 r₂₈＝−74.5180 f 36 85 130 D₁ 1.5 17.26 23.51 D₂ 20.19 7.36 0.8 D₃ 10.56 4.91 3.92 f₁/f_W＝1.76,f₂/f_W＝−0.475 β_2T／β_2W＝2.276,β_3Tβ_4T／β_3W／β_4W＝1.582 ｜ν_2-2−ν_2-3｜＝23.57,r_2-2/-f₂＝1.0477 r_2-3/f₂＝19.249,r_2-8/r_2-9＝0.512 実施例３ｆ＝36〜85〜130 r₁＝181.2737 d₁＝2.3100 n₁＝1.80518 ν_１＝25.43 r₂＝45.4961 d₂＝7.0500 n₂＝1.54771 ν_２＝62.83 r₃＝−369.7884 d₃＝0.1000 r₄＝47.6507 d₄＝4.5900 n₃＝1.78590 ν_３＝44.18 r₅＝423.1766 d₅＝D₁ r₆＝−829.0248 d₆＝1.3500 n₄＝1.72916 ν_４＝54.68 r₇＝18.2024 d₇＝4.4501 r₈＝−315.9500 d₈＝1.1000 n₅＝1.77250 ν_５＝49.66 r₉＝26.6380 d₉＝3.3900 n₆＝1.80518 ν_６＝25.43 r₁₀＝1025.3081 d₁₀＝1.5294 r₁₁＝−44.4509 d₁₁＝1.0000 n₇＝1.72916 ν_７＝54.68 r₁₂＝230.7650 d₁₂＝0.10000 r₁₃＝36.3410 d₁₃＝1.8900 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₄＝66.4838 d₁₄＝D₂ r₁₅＝40.0740 d₁₅＝4.4210 n₉＝1.58913 ν_９＝60.97 r₁₆＝−43.6958 d₁₆＝0.10000 r₁₇＝41.0508 d₁₇＝3.1550 n₁₀＝1.53172 ν₁₀＝48.90 r₁₈＝461.7770 d₁₈＝2.1713 r₁₉＝−37.0252 d₁₉＝1.0000 n₁₁＝1.80518 ν₁₁＝25.43 r₂₀＝496.1940 d₂₀＝D₃ r₂₁＝37.7635 d₂₁＝8.5087 n₁₂＝1.58913 ν₁₂＝60.97 r₂₂＝−37.7635 d₂₂＝5.1047 r₂₃＝−25.3960 d₂₃＝1.0000 n₁₃＝1.80440 ν₁₃＝39.58 r₂₄＝41.2554 d₂₄＝2.1326 r₂₅＝−242.2221 d₂₅＝3.2000 n₁₄＝1.57501 ν₁₄＝41.49 r₂₆＝−28.4950 d₂₆＝0.1000 r₂₇＝66.8990 d₂₇＝3.4825 n₁₅＝1.51821 ν₁₅＝65.04 r₂₈＝−95.2570 f 36 85 130 D₁ 1.50 17.859 24.61 D₂ 20.51 7.370 0.80 D₃ 10.67 4.946 3.90 f₁/f_W＝1.84,f₂/f_W＝−0.495 β_2T／β_2W＝2.23,β_3Tβ_4T／β_3W／β_4W＝1.590 ｜ν_2-2−ν_2-3｜＝24.23,r_2-2/-f₂＝1.0143 r_2-3/f₂＝17.55,r_2-8/r_2-9＝0.547 ただしr₁,r₂，…，r₂₈はレンズ各面の曲率半径、d₁,
d₂，…，d₂₇は各レンズの肉厚および空気間隔、n₁,n₂，
…，n₁₅は各レンズの屈折率、ν_１，ν_２，…，ν₁₅は
各レンズのアツベ数、ｆは全系の焦点距離である。

上記各実施例の収差状況は第２図乃至第４図に示す通り
である。これら図において（Ａ）はｆ＝36,（Ｂ）はｆ
＝85,（Ｃ）はｆ＝130の時のものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したようにまた各実施例より明らかなよ
うに、本発明のズームレンズは最小画角が19°以下で最
大画角が60°を越える大きなズーム比で最大口径比が広
角端でF/3.5,望遠端でF/4.68のレンズ系で収差が良好に
補正されており全長，外径共にコンパクトなものであ
る。また第２群の位置を焦点距離の変化にかかわらず像
面に対し不変にすることが可能であり、その場合は偏芯
等の結像性能を劣化させる原因が少なくなるので光学性
能が安定し又鏡枠構造簡単にし得るので好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のズームレンズの断面図、第２図乃至第
４図は夫々本発明の実施例１乃至実施例３の収差曲線図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正のパワーを持ちかつフォーカシング機能
を有する第１群と、負のパワーを持ちかつ変倍機能を有
する第２群と、正のパワーを持ちかつ変倍機能を有する
第３群と、正のパワーを持ちかつ変倍機能を有する第４
群とからなり、前記第２群は物体側から順に像側に強い
曲面を持った負レンズ，物体側に凸形状の接合面を有す
る負レンズと正レンズの接合レンズ，物体側に強い曲面
を持つ負レンズ，物体側に強い曲面を持つ正のメニスカ
スレンズにより構成されていて次の条件を満足すること
を特徴とするズームレンズ。（１）1.6＜f₁/f_W＜2.0 （２）0.4＜｜f₂|/f_W＜0.6 （３）2.1＜β_2T／β_2W＜2.4 （４）1.5＜β_3Tβ_4T／β_3Wβ_4W＜1.7 ただし、f_Wはワイド端における全系の焦点距離、f₁，f₂
は第１群，第２群の焦点距離、β_2Tはテレ端の第２群の
倍率、β_2Wはワイド端の第２群の倍率、β_3Tはテレ端の
第３群の倍率、β_3Wはワイド端の第３群の倍率、β_4Tは
テレ端の第４群の倍率、β_4Wはワイド端の第４群の倍率
である。
【請求項２】更に次の条件（５）乃至（８）を満足する
特許請求の範囲（１）のズームレンズ。（５）１＜r_2-2/-f₂＜1.1 （６）12＜r_2-3/f₂＜22 （７）0.48＜r_2-8/r_2-9＜0.58 （８）ν_2-2−ν_2-3＞15 ただしν_2-2は第２群の２番目の面の曲率半径、r_2-3は
第２群の３番目の面の曲率半径、r_2-8は第２群の８番目
の面の曲率半径、r_2-9は第２群の９番目の面の曲率半
径、ν_2-2，ν_2-3は夫々第２群の２番目のレンズおよび
３番目のレンズのアッベ数である。