JPH0830783B2 - コンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レンズシヤツターカメラ等に適したコンパ
クトな高変倍ズームレンズに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のズームレンズの代表的なタイプの一つ
として特開昭56−128911号に記載されたズームレンズが
ある。このズームンレンズは、物体側より順に正の屈折
力を有するレンズ群と負の屈折力を有するレンズ群より
なりズーミングに際し第６図のように移動する２群方式
のものである。

この方式のズームレンズは、広角端で望遠タイプを構
成し主点位置が物体側に位置していてバツクフオーカス
が短いのが特徴であり基本的なタイプであると言うこと
ができる。

一方、変倍率が1.5倍程度であれば構成枚数の少ない
コンパクトなズームレンズを得ることは可能である。し
かし変倍率が２倍程度であること変倍部である第２レン
ズ群のズーミングの際の移動量が大きくなる。その結
果、広角側と望遠側でレンズ系における光線通過位置が
変化する。とりわけ第２レンズ群の最も像側に位置する
レンズを通過する軸外光線が周縁部となりレンズ外径が
大きくならざるを得ず、色収差と単色諸収差のバランス
をとることが困難になり、高変倍率化には適していな
い。

又特開昭58−137813号公報のオズームレンズ等のよう
に三つのレンズ群にて構成されているいわゆる３群ズー
ムが知られている。しかしこれらは基本が２群ズーム方
式であつて、収差補正上は有利であるが変倍率を高くす
ることに寄与するものではない。

これに対して特開昭60−57814号のズームレンズは、
レンズ系が物体側より順に正，負，正，負の屈折力のレ
ンズ群から構成されている４群構成でズーミングに際し
各レンズ群が第７図に示すように移動するもので、一眼
レフカメラ用のズームレンズにおいては既に一般的にな
つているズーム方式を採用している。このズームレンズ
は、バツクフオーカスを必要以上に長くする必要がない
ので、コンパクト化のために望遠タイプを構成してお
り、２群ズーム方式のものの第１レンズ群を二つに分割
したものと考えることができる。しかしながら提案され
ているズームレンズは、変倍率が16倍程度でレンズ構成
枚数が多く、２群ズーム方式でも達成し得る程度の変倍
率にとどまつている。

レンズシヤツター用のレンズ系としては、長い間準広
角域の画角を包括する単焦点レンズが用いられ、その発
展形とリアコンバーターを用いた２焦点切換方式が提案
されている。更に連続変倍する２群ズーム方式,3群ズー
ム方式のズームレンズが提案され、又性能面での改善を
意図して４群ズーム方式のズームレンズも提案されてい
る。これらのズームレンズは何れもバツクフオーカスの
制限条件を特に設けていないために全長のコンパクト化
が達成されている。しかしこれらのレンズシヤツター用
のズームレンズの従来例は、前述のように変倍率が低く
画角変化の点で不満足なものであつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、バツクフオーカスに特定の制限条件のない
レンズシヤツターカメラ等への装着を意図したもので広
角端から望遠端（画角63゜〜51゜程度）までの変倍率が
少なくとも２倍以上のコンパクトな高変倍率ズームレン
ズを提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明のズームレンズは、上記の目的を達成するため
に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レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、
負の屈折力の第４レンズ群とより構成し、広角端を基準
として望遠端へズーミングする際に上記第１レンズ群乃
至第４レンズ群を各々光軸上を物体側へ移動させるよう
にしたものである。

従来のレンズシヤツター用のズームレンズが変倍率２
以下であるのに対して、少なくとも２以上の変倍率を確
保しレンズ形の全長を短くするために４群ズーム方式と
し、各レンズ群を各々移動することにより変倍率を各々
のレンズ群に分担し高倍率化を達成した。

又レンズ系の全長についてはバツクフオーカスには特
定の制限がないことから、一眼レフカメラ用のレンズ系
とは異なり広角端で望遠タイプの屈折力配置にすること
が必要条件である。その結果前述のように第４レンズ群
が負の屈折力になつている。

一方各々のレンズ群で変倍率を分担する範囲には注目
すべき点があり、第２レンズ群の移動は、広角端を基準
として望遠端へズーミングする際に物体側へ移動するこ
とによつて広角端での小型化が達成し得る。

本発明のズームレンズは、上記の基本構成にもとづい
てなされたもので更にレンズ群の変倍率を分担する範囲
として次の条件を満足するようにしたものである。

（１） 0.03（1/mm）＜（β_4T/β_4W）・ψ_Ｗ＜0.07（1
/mm） （２） 0.3＜β_2T・β_3T＜0.7 （３） ５（mm）＜（１−β_4W）／ψ_４＜20（mm） ただしβ_2Tは望遠端における第２レンズ群の横倍率、
β_3Tは望遠端における第３レンズ群の横倍率、β_4Tは望
遠端における第４レンズ群の横倍率、β_4Wは広角端にお
ける第４レンズ群の横倍率、_Ｗは広角端における全系
の屈折力、_４は第４レンズ群の屈折力である。

条件（１）は、特に広角端でバツクフオーカスの短い
レンズ系を構成する上で重要な屈折力配分を担う第４レ
ンズ群の変倍範囲内の横倍率を規定したものである。こ
の条件（１）において上限を越えると第４レンズ群の負
担する変倍範囲が広くなり、第４レンズ群自体のズーミ
ング移動量が大きくなるためレンズ系の全長が長くなる
と共に像面平坦性が補償できなくなることに加えてレン
ズ系まわりの機構構造上の難点が顕著になつてくる。こ
の条件の下限を越えると必然的に第２レンズ群，第３レ
ンズ群の倍率負担が大になり第２レンズ群，第３レンズ
群の移動量を大にするか、第１レンズ群の移動量を大に
するかしなければならなくなり好ましくない。

条件（２）は、第２レンズ群と第３レンズ群の変倍率
分担を規定するものであり、この条件の上限を越えると
第２レンズ群，第３レンズ群のズーミング移動量が大き
くなり望ましくない。又この条件（２）の下限を越える
と第４レンズ群の負担倍率が大になり、第４レンズ群の
屈折力をそのままにするとズーミング時の移動量が増大
し、屈折力を強くすると移動量は少なくてすむが、像面
わん曲を含む諸収差が劣化し良好な性能を得ることが困
難になる。

条件（３）は、第４レンズ群の屈折力と、広角端にお
ける第４レンズ群の倍率で決定される広角端のバツクフ
オーカスの範囲を規定したものである。この条件（３）
の上限を越えると全長が長くなり本発明の目的から外れ
ることになり望ましくない。また上限を越える要因とし
て第１レンズ群，第３レンズ群の各々の屈折力が弱まる
結果として第４レンズ群の屈折力が弱まること、さらに
は第２レンズ群の屈折力が強まることにより第４レンズ
群の屈折力が弱まることがあげられる。このように第４
レンズ群の屈折力が弱くなるとレンズ系のバツクフオー
カスが大になり、その結果レンズ系の全長も長くなるの
で好ましくない。条件（３）の下限を越えると第４レン
ズ群の構成枚数を増やす必要が生じしかも形状的にみて
製造工数を要することになり望ましくない。

更に本発明のズームレンズは、各レンズ群を次のよう
な構成にすることが望ましい。即ち正の屈折力の第１レ
ンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと正レンズより構
成し、負の屈折力の第２レンズ群は、少なくとも１枚の
正レンズと負レンズの接合レンズにて構成し、正の屈折
力の第３レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと負レン
ズで構成するようにし、負の屈折力の第４レンズ群は、
少なくとも１枚の正レンズと負レンズとで構成すること
が望ましい。

〔実施例〕

本発明のズームレンズの各実施例は、いずれも第２図
に示すようなレンズ構成であり、つまり、第１レンズ群
G₁のレンズ構成は、物体側より順に物体側凸面を向けた
負のメニスカスレンズと正レンズの接合レンズと正レン
ズよりなる。このような構成にしたのは屈折力配分を適
切にして収差の発生量を小さく抑える必要があるためで
ある。この第１レンズ群G₁を２枚構成にすることも可能
であるが、各々のレンズへの負担が大になり各面の曲率
が強くなつて肉厚を大にしなければならなくなるので好
ましくない。

第２レンズ群G₂は、物体側より順に負レンズと正レン
ズの接合レンズと負のメニカスレンズとで構成すること
により前側主点を物体側へ出すことを意図して全長の短
縮を狙つている。この第２レンズ群G₂はコマ収差と歪曲
収差並びに非点収差の全系のバランスに大きく寄与して
おり、最も物体側の面の作用が大きくこれら収差のオー
バー補正作用が強くなつている。これによつて他のレン
ズにて発生する収差をバランス良く補正し全系の収差が
良好になるようにしている。

第３レンズ群G₃は、物体側より２枚の正レンズと負レ
ンズと正レンズとで構成されている。このレンズ群は、
軸上光線の入射高が高くなるところに位置しており、上
記の構成によつて前側主点が物体側に位置しており球面
収差の補正に有効である。

第４レンズ群G₄は、物体側より正のメニスカスレンズ
と負のメニスカスレンズにて構成されており、像面の平
坦性を保つのに寄与している。このレンズ群の両レンズ
に挾まれる空気レンズの作用で高次の収差を発生させ、
第１レンズ群から第３レンズ群で発生する収差を適切に
打消すようにしている。

次に各実施例のデーターを示す。

第１実施例 ｆ＝39.03〜84.0,F4.5〜5.6 r₁＝1000.000 d₁＝1.500 n₁＝1.84666 ν_１＝23.88 r₂＝54.037 d₂＝3.500 n₂＝1.69680 ν_２＝55.52 r₃＝685.901 d₃＝0.150 r₄＝30.109 d₄＝3.600 n₃＝1.51741 ν_３＝49.21 r₅＝−735.755 d₅＝l₁ r₆＝−49.662 d₆＝1.219 n₄＝1.77250 ν_４＝49.66 r₇＝19.014 d₇＝3.001 n₅＝1.80518 ν_５＝25.43 r₈＝94.078 d₈＝1.292 r₉＝−26.594 d₉＝1.180 n₆＝1.72916 ν_６＝54.68 r₁₀＝−46.031 d₁₀＝l₂ r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝2.000 r₁₂＝39.181 d₁₂＝1.708 n₇＝1.67607 ν_７＝48.71 r₁₃＝−46.680 d₁₃＝0.150 r₁₄＝23.666 d₁₄＝2.521 n₈＝1.58144 ν_８＝40.75 r₁₅＝−30.712 d₁₅＝0.941 r₁₆＝−21.719 d₁₆＝1.603 n₉＝1.80518 ν_９＝25.43 r₁₇＝24.143 d₁₇＝2.484 r₁₈＝45.176 d₁₈＝3.266 n₁₀＝1.56732 ν₁₀＝42.83 r₁₉＝−21.874 d₁₉＝l₃ r₂₀＝−26.797 d₂₀＝2.720 n₁₁＝1.68893 ν₁₁＝31.08 r₂₁＝−16.928 d₂₁＝3.000 r₂₂＝−15.303 d₂₂＝1.295 n₁₂＝1.77250 ν₁₂＝49.66 r₂₃＝−510.056 l₁ l₂ l₃ 広角端 1.55 6.568 13.44 中間焦点距離 6.817 5.252 3.306 望遠端 15.018 8.553 3.116 β_2T・β_3T＝0.55 第２実施例 ｆ＝41.8〜115.2,F/4.6〜F/5.8 r₁＝576.703 d₁＝1.250 n₁＝1.84666 ν_１＝23.88 r₂＝52.295 d₂＝3.334 n₂＝1.69680 ν_２＝55.52 r₃＝315.082 d₃＝0.044 r₄＝34.136 d₄＝3.503 n₃＝1.51733 ν_３＝49.21 r₅＝−145.821 d₅＝l₁ r₆＝−46.750 d₆＝1.180 n₄＝1.77250 ν_４＝49.66 r₇＝15.696 d₇＝2.931 n₅＝1.80518 ν_５＝25.43 r₈＝57.301 d₈＝2.000 r₉＝−38.594 d₉＝1.141 n₆＝1.72916 ν_６＝54.68 r₁₀＝−54.320 d₁₀＝l₂ r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.950 r₁₂＝133.176 d₁₂＝2.650 n₇＝1.67603 ν_７＝38.63 r₁₃＝−41.274 d₁₃＝0.165 r₁₄＝16.466 d₁₄＝3.500 n₈＝1.57863 ν_８＝58.93 r₁₅＝−123.275 d₁₅＝0.940 r₁₆＝−46.483 d₁₆＝1.649 n₉＝1.80518 ν_９＝25.43 r₁₇＝18.973 d₁₇＝2.409 r₁₈＝42.751 d₁₈＝3.296 n₁₀＝1.56732 ν₁₀＝42.83 r₁₉＝−28.426 d₁₉＝l₃ r₂₀＝−32.306 d₂₀＝4.000 n₁₁＝1.78472 ν₁₁＝25.68 r₂₁＝−19.556 d₂₁＝2.998 r₂₂＝−17.373 d₂₂＝1.288 n₁₂＝1.77250 ν₁₂＝49.66 r₂₃＝−465.852 l₁ l₂ l₃ 広角端 0.879 9.411 22.545 中間焦点距離 5.42 7.473 10.934 望遠端 11.495 5.293 2.221 β_2T・β_3T＝0.648 第３実施例 ｆ＝39.5〜100.8,F/4.5〜F/5.8 r₁＝704.210 d₁＝1.034 n₁＝1.84666 ν_１＝23.88 r₂＝55.010 d₂＝2.914 n₂＝1.69100 ν_２＝54.84 r₃＝483.967 d₃＝0.048 r₄＝39.471 d₄＝3.279 n₃＝1.53172 ν_３＝48.90 r₅＝−144.953 d₅＝l₁ r₆＝−38.351 d₆＝1.142 n₄＝1.78650 ν_４＝50.00 r₇＝15.821 d₇＝2.882 n₅＝1.80518 ν_５＝25.43 r₈＝60.536 d₈＝1.970 r₉＝−41.166 d₉＝1.139 n₆＝1.72600 ν_６＝53.56 r₁₀＝−44.549 d₁₀＝l₂ r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.936 r₁₂＝113.494 d₁₂＝2.601 n₇＝1.66998 ν_７＝39.27 r₁₃＝−40.273 d₁₃＝0.080 r₁₄＝15.651 d₁₄＝3.500 n₈＝1.57250 ν_８＝57.76 r₁₅＝−84.039 d₁₅＝0.940 r₁₆＝−43.748 d₁₆＝1.666 n₉＝1.80518 ν_９＝25.43 r₁₇＝17.703 d₁₇＝2.414 r₁₈＝41.785 d₁₈＝3.310 n₁₀＝1.56732 ν₁₀＝42.83 r₁₉＝−28.109 d₁₉＝l₃ r₂₀＝−36.261 d₂₀＝3.907 n₁₁＝1.76182 ν₁₁＝26.52 r₂₁＝−19.227 d₂₁＝3.003 r₂₂＝−16.570 d₂₂＝1.196 n₁₂＝1.78650 ν₁₂＝50.00 r₂₃＝−7206.869 l₁ l₂ l₃ 広角端 0.649 6.461 13.086 中間焦点距離 9.397 7.647 5.53 望遠端 19.718 10.224 2.222 β_2T・β_3T＝0.568 ただしr₁,r₂,…,r₂₃はレンズ各面の曲率半径、d₁,d₂,
…,d₂₂は各レンズの肉厚および空気間隔、n₁,n₂,…,n₁₂
は各レンズの屈折率、ν₁,ν₂,…，ν₁₂は各レンズのア
ツベ数である。

〔発明の効果〕

本発明のズームレンズは、従来のレンズシヤツター用
ズームレンズにはない２〜３倍程度の変倍率を有し、小
型，軽量で全域にわたつて安定した高性能なレンズ系で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のズームレンズの基本構成を示す図、第
２図は本発明のズームレンズの断面図、第３図は本発明
の実施例１の収差曲線図、第４図は本発明の実施例２の
収差曲線図、第５図は本発明の実施例３の収差曲線図、
第６図，第７図は夫々従来のズームレンズのズーミング
の際の各群の移動状況を示す図である。

Claims (3)

【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レンズ群と、正の屈折力の第３
   レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群とより構成さ
   れ、広角端を基準として望遠端へズーミングする際に前
   記第１レンズ群ないし第４レンズ群の各々が光軸上を物
   体側へ移動し、次の条件を満足するコンパクトカメラ用
   高変倍ズームレンズ。 （１） 0.03（1/mm）＜（β_4T/β_4W）・ψ_Ｗ＜0.07（1
   /mm） （２） 0.3＜β_2T・β_3T＜0.7 （３） ５（mm）＜（１−β_4W）／ψ_４＜20（mm） ただし、β_2Tは望遠端における第２レンズ群の横倍率、
   β_3Tは望遠端における第３レンズ群の横倍率、β_4Tは望
   遠端における第４レンズ群の横倍率、β_4Wは広角端にお
   ける第４レンズ群の横倍率、ψ_Ｗは広角端における全系
   の屈折力、ψ_４は第４レンズ群の屈折力である。
2. 【請求項２】広角端から望遠端へのズーミングに際し
   て、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増加し第２レ
   ンズ群と第３レンズ群の間隔及び第３レンズ群と第４レ
   ンズ群の間隔が減少する特許請求の範囲（１）のコンパ
   クトカメラ用高変倍ズームレンズ。
3. 【請求項３】第１群が少なくとも１枚の負レンズと正レ
   ンズにより構成され、第２群が少なくとも１枚の正レン
   ズと負レンズの接合レンズにより構成され、第３群が少
   なくとも２枚の正レンズと負レンズにより構成され、第
   ４群が少なくとも１枚の正レンズと負レンズにより構成
   される特許請求の範囲（２）のコンパクトカメラ用高変
   倍ズームレンズ。