JP2001281548A - ズームレンズ - Google Patents
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- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
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Abstract
パクトなズームレンズ。 【解決手段】 物体側から順に、正の第1群G1、正の
第2群G2、負の第3群G3で構成され、広角端から望
遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に
移動し、以下の条件式を満足することを特徴とするズー
ムレンズ。 LT /fT <0.75
・・・(1) ただし、LT は望遠端でのレンズ系前面からフィルム面
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
Description
し、特に、コンパクトカメラ用のズームレンズに関する
ものである。
ズとして、正負の2群で両群間隔を変化させて焦点距離
を変える2群ズームレンズや、正正負の3群で各群間隔
を変化させて焦点距離を変える3群ズームレンズ等がよ
く知られている。
ンズは3群ズームレンズに比べて鏡枠構造や駆動機構を
簡単にでき、さらに、レンズ枚数を少なく構成できるの
で、低コスト化に有利である。一方、3群ズームレンズ
は、ズーム比が大きく、かつ、全体を小型化するのに優
れている。
く、かつ、コンパクトなものとして、特開平8−152
559号、特開平10−268191号、特開平11−
52243号、特開平11−119098号に記載され
たズームレンズがある。
ームレンズは、望遠比が0.8程度とある程度の小型化
は実現できているものの、どれも変倍比が3倍以上、望
遠側の焦点距離が130mm以上と大きいため、望遠比
を0.8まで小さく抑えても、カメラ鏡枠自体はやはり
大きく、まだまだ大型のカメラであると言わざるを得な
い。通常、変倍比が大きくなる程カメラは大きくなって
しまう。そのため、3倍以上のズーム比のカメラでは、
2倍ズームクラスのカメラにコンパクトさでは大きく見
劣りしてしまい、コンパクトさ重視のユーザーは仕様に
はある程度目を瞑らなければならなくなってしまってい
る。
を図るには、各レンズ面の曲率を大きくして各レンズの
屈折力を強くすればよい。しかし、この場合、各面での
収差の発生が大きくなり、ズーミング中の収差変動も大
きくなる。十分な変倍比を確保し、さらにズーミング中
の収差変動を小さくし、全変倍域で良好な性能を得るた
めには、レンズ枚数を増やし、場合によっては非球面を
多用しなくてはならなくなる。こうなるとレンズ系の大
型化を招くばかりか、コストアップも避けられない。
の収差変動を小さくしようとすると、変倍の際の各群の
移動量が大きくなり、レンズ系をコンパクトになし得な
くなる。
消するためになされたものであり、その目的は、ズーム
比が大きく、性能の良い、非常にコンパクトなズームレ
ンズを提供することである。
ンズは、物体側から順に、正の第1群、正の第2群、負
の第3群で構成され、広角端から望遠端への変倍に際
し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動し、以下の条
件式を満足することを特徴とするものである。
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
ら順に、正の第1群、負の第2群、正の第3群、負の第
4群で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各
群がそれぞれ像側から物体側に移動し、以下の条件式を
満足することを特徴とするものである。
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
ら順に、正の第1群、正の第2群、負の第3群で構成さ
れ、広角端から望遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ
像側から物体側に移動し、第1群は、物体側から順に、
正レンズと負レンズとで構成され、以下の条件式を満足
することを特徴とするものである。
系の焦点距離である。
ら順に、正の第1群、正の第2群、負の第3群で構成さ
れ、広角端から望遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ
像側から物体側に移動し、最終レンズ群は、物体側から
順に、負レンズ、正メニスカスレンズ、負レンズで構成
されていることを特徴とするものである。
ら順に、正の第1群、正の第2群、負の第3群で構成さ
れ、広角端から望遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ
像側から物体側に移動し、第2群は、物体側から順に、
負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズで構成さ
れ、以下の条件式を満足することを特徴とするものであ
る。
端での全系の焦点距離である。
由について説明する。
ズ群で構成され、変倍比が約4倍のズームレンズであ
る。3つのレンズ群で構成する場合は、物体側から順
に、正の第1群、正の第3群、負の第3群で構成されて
おり、下記の条件式(1)のように、望遠端における望
遠比が0.75より小さいことを特徴としている。
クトに構成することができる。このため、4倍クラスの
ズームレンズでありながら、3倍クラスのズームレンズ
と同等な大きさの鏡枠を構成することができる。逆に、
3〜4倍の変倍比の小型のカメラを実現しようとする
と、この条件式を満足するようなレンズ系が必要とな
る。
件式(1)の上限0.75をさらに小さくした次式を満
足することが望ましい。
ームレンズと同等な大きさの鏡枠を構成することができ
る。なお、物体側から順に、正の第1群、負の第2群、
正の第3群、負の第4群で構成された4群ズームレンズ
も、上記条件式(1’)を満足することによって鏡枠を
小さくすることができる。
(1’)を満足することで、ズーム比が小さいカメラと
同等の大きさのカメラを実現することができる。
ぎ、各群の屈折力が非常に大きくなるので、収差補正が
困難になる。
m程度以下の長さがよい。この長さに納まれば、本発明
の目的である小型のカメラが実現できる。
が望ましい。レンズ収納時のカメラ鏡枠の大きさは、レ
ンズの厚みの総和よりも小さくなることはないので、で
きるだけレンズ枚数を少なくした方がよい。いくら望遠
比を小さくして撮影時のレンズ系全長を短くしても、レ
ンズ収納時の大きさが大きくなってしまっては、コンパ
クトにした意味がなくなってしまう。
し、レンズ収納時の鏡枠の大きさを小さくてカメラを小
型化している。
正正負の3群、又は、正負正負の4群構成のどちらでも
よく、3群ズームタイプであれば、機械的構成が簡易に
構成できるメリットがあり、4群構成であれば、レンズ
設計に自由度を持たせることができ、小型化を達成する
のにさらに有利になる。
折力を適切に配置しなければならない。特に、第1群の
屈折力は下記条件式(2)を満足する必要がある。
くなりレンズ全長を短くすることが難しくなる。また、
条件式の下限の0.2を越えると、屈折力が強くなりす
ぎ、諸収差を良好に補正することができなくなる。特
に、望遠側での球面収差の補正が困難となる。さらに、
第1群での製造誤差感度が強くなりすぎ、安定した物作
りができなくなってしまう。
負の構成がよい。この構成にすることで、入射瞳をレン
ズ系の前方にもってきやすく、小型化に有利な構成とな
る。このとき、第1群は正負の2群2枚構成でも、接合
レンズでもよい。2群2枚構成の場合、レンズ自由度が
保たれ、収差補正上有利となる。接合レンズとした場合
は、第1群での製造誤差感度を緩くすることができるた
め、より作りやすいレンズとなる。
ようにズームレンズを構成することで、一層の小型化が
可能となる。
いると、沈胴時の沈胴スペースを取りやすくなるという
利点がある。
構成が望ましい。これは、正正負の3群構成において、
以下の条件式(3) fT /fw >3 ・・・(3) を満足するのが望ましいが、条件(3)を満たすような
大きな変倍比を持ち、望遠側の焦点距離が大きくなる
と、軸上での色収差の発生が大きくなる。これを補正す
るために、第2群に負正の接合レンズを配置するのが望
ましい。
度の正の屈折力が必要なため、正レンズをもう1枚配置
しておくことが望ましい。
正を考えた場合、絞りを全レンズ系の中心に、すなわ
ち、第2群の接合レンズと正レンズの間に配置するとよ
い。さらに、この配置だと、前玉径、後玉径をバランス
良く小型にすることができる。
望遠域での軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正
することができる。
ある。
正が十分行なえるので、この群での第1レンズと第2レ
ンズは接合レンズである必要もなくなってくる。
が望ましい。ここに非球面を使うことによって、望遠域
での球面収差を良好に補正することができる。
い。レンズ系を小型にするために最終群の屈折力を大き
くしていくと、この群で広角域でのコマ収差が大きく発
生する。しかしながら、ズーム群構成にかかわらず負正
負の構成にすることで、ここで発生するコマ収差を極力
小さくすることができる。
向けたメニスカスレンズにすることで、この群の主点を
前方に持ってくることができるので、レンズ系の小型化
に有利となる。
って、広角域でのコマ収差とディストーションに対して
さらなる補正効果を持たせることができる。その効果を
最も発揮させることができるのは、正レンズ若しくは最
終負レンズであり、ここに非球面を用いることによっ
て、周辺性能を良好にすることができる。
第2群でフォーカシングをするのが光学性能上、また、
フォーカシングの機械的機構上、最も望ましく、その
際、下記条件式を満足するとよい。
距離である。
の屈折力が強くなると、フォーカシングによる誤差感度
が大きく、ピントの合い難いカメラとなってしまう。ま
た、上記条件式の下限の0.2を越えると、第2群の屈
折力が弱くなるため、フォーカシングによる像面変動が
大きくなってしまうばかりか、さらには小型化も達成し
難くなってしまう。
カメラとしてはより実用的なものとなる。
コンパクトなズームレンズを実現するために、次の条件
を満足することが望ましい。
までの距離である。
ンズ群と最終レンズ群が一体で動く構成でも、各レンズ
群が独立に動く構成でもどちらでもよい。一体になって
動く前者の構成では、鏡枠の構成が簡略化でき、コスト
ダウン、小型化に有利となる。また、各群が独立に動く
構成では、自由度が増えることもあってより高性能なレ
ンズ系の実現が可能となる。
て、以下の条件(7)を満足することが望ましい。
遠端への変倍に際して第1群と最終群(第3群)が互い
に遠ざかるように移動し、第1群の移動量が最終群の移
動量よりも大きい。この結果、各群の屈折力を弱くして
も小型化が達成できる。さらに、各群の屈折力が弱くな
れば、製造誤差感度も小さくできるため、作りやすいレ
ンズ系が実現可能である。
1の場合は、広角端から望遠端への変倍に際して第1群
と最終群は一体になって移動し、(D1W+D2W)/(D
1T+D2T)>1の場合は、広角端から望遠端への変倍に
際して第1群と最終群が近づくように移動する。
施例1〜7について説明する。実施例1〜7の広角端
(a)、中間状態(b)、望遠端(c)のレンズ断面図
をそれぞれ図1〜図7に示す。なお、各実施例の数値デ
ータは後記する。
3〜151.8mmで、Fナンバーが4.64〜12.
87のズームレンズである。図1に示すように、正の屈
折力の第1群G1と、正の屈折力の第2群G2と、負の
屈折力の第3群G3とからなり、広角端から望遠端に向
けて、第1群G1と第2群G2の間隔を増大し、第2群
G2と第3群G3の間隔は減少するように、各群G1〜
G3がそれぞれ物体側に移動し、この中、第1群G1と
第3群G3は一体で移動する。
からなり、第2群G2は、両凹レンズと両凸レンズの貼
り合わせレンズと、開口絞りと、物体側に凹面を向けた
正メニスカスレンズとからなり、第3群G3は、全て物
体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと正メニスカス
レンズと負メニスカスレンズとからなり、第2群G2の
接合レンズの正レンズの像側の面、第3群G3の正メニ
スカスレンズの凹面、最終負メニスカスレンズの凹面が
非球面である。
0〜152.1mmで、Fナンバーが4.73〜12.
86のズームレンズである。図2に示すように、群構成
は実施例1と同様であり、正の屈折力の第1群G1と、
正の屈折力の第2群G2と、負の屈折力の第3群G3と
からなり、広角端から望遠端に向けて、第1群G1と第
2群G2の間隔を増大し、第2群G2と第3群G3の間
隔は減少するように、各群G1〜G3がそれぞれ物体側
に移動する。
貼り合わせレンズからなり、第2群G2は、両凹レンズ
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
せレンズと、開口絞りと、物体側に凹面を向けた正メニ
スカスレンズとからなり、第3群G3は、全て物体側に
凹面を向けた負メニスカスレンズと正メニスカスレンズ
と負メニスカスレンズとからなっている。非球面は、第
2群G2の接合レンズの正レンズの像側の面、物体側に
凹面を向けた正メニスカスレンズの像側の面、第3群G
3の3枚のメニスカスレンズの凹面に用いられている。
3〜151.4mmで、Fナンバーが4.58〜12.
91のズームレンズである。図3に示すように、群構
成、群の動きは実施例1と同様であり、正の屈折力の第
1群G1と、正の屈折力の第2群G2と、負の屈折力の
第3群G3とからなり、広角端から望遠端に向けて、第
1群G1と第2群G2の間隔を増大し、第2群G2と第
3群G3の間隔は減少するように、各群G1〜G3がそ
れぞれ物体側に移動する。
からなり、第2群G2は、第2群G2は両凹レンズと、
両凸レンズと、開口絞りと、両凸レンズとからなり、第
3群はG3は、全て物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズと正メニスカスレンズと負メニスカスレンズとか
らなっている。非球面は、第2群G2の開口絞りの物体
側の両凸レンズの像側の面、第3群G3の正メニスカス
レンズの凹面、最終負メニスカスレンズの凹面に用いら
れている。
2〜153.0mmで、Fナンバーが4.76〜12.
82のズームレンズである。図4に示すように、正の屈
折力の第1群G1と、負の屈折力の第2群G2と、正の
屈折力の第3群G3と、負の屈折力の第4群G4とから
なり、広角端から望遠端に向けて、第1群G1と第2群
G2の間隔を増大し、第2群G2と第3群G3の間隔、
第3群G3と第4群G4の間隔は減少するように、各群
G1〜G4がそれぞれ物体側に移動し、この中、第1群
G1と第4群G4は一体で移動する。
を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第
2群G2は、両凹レンズと、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズと、開口絞りとからなり、第3群G3
は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レ
ンズの接合レンズからなり、第4群G4は、両凹レンズ
と、両凸レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとからなり、第1群G1の最終面、第2群G2の
負レンズの物体側の面、正レンズの物体側の面、第3群
G3の正レンズの像側の面、第4群G4の最も物体側の
面、正レンズの像側の面が非球面である。
3〜150.5mmで、Fナンバーが4.99〜13.
05のズームレンズである。図5に示すように、正の屈
折力の第1群G1と、正の屈折力の第2群G2と、負の
屈折力の第3群G3とからなり、広角端から望遠端に向
けて、第1群G1と第2群G2の間隔を増大し、第2群
G2と第3群G3の間隔は減少するように、各群G1〜
G3がそれぞれ独立に物体側に移動する。
らなり、第2群G2は、両凹レンズと両凸レンズの貼り
合わせレンズと、開口絞りと、物体側に凹面を向けた正
メニスカスレンズとからなり、第3群G3は、全て物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、正メニスカス
レンズと、負メニスカスレンズとからなり、第2群G2
の接合レンズの正レンズの像側の面、第3群G3の正メ
ニスカスレンズの凹面、最終負メニスカスレンズの凹面
が非球面である。
3〜154.3mmで、Fナンバーが4.65〜12.
85のズームレンズである。図6に示すように、正の屈
折力の第1群G1と、正の屈折力の第2群G2と、負の
屈折力の第3群G3とからなり、広角端から望遠端に向
けて、第1群G1と第2群G2の間隔を増大し、第2群
G2と第3群G3の間隔は減少するように、各群G1〜
G3がそれぞれ独立に物体側に移動する。
らなり、第2群G2は、両凹レンズと、両凸レンズ2枚
と、開口絞りとからなり、第3群G3は、全て物体側に
凹面を向けた負メニスカスレンズと、正メニスカスレン
ズと、負メニスカスレンズとからなり、第2群G2の1
番目の両凸レンズの像側の面、第3群G3の正メニスカ
スレンズの凹面、最終負メニスカスレンズの凹面が非球
面である。
3〜150.5mmで、Fナンバーが4.99〜13.
05のズームレンズである。図7に示すように、正の屈
折力の第1群G1と、正の屈折力の第2群G2と、負の
屈折力の第3群G3とからなり、広角端から望遠端に向
けて、第1群G1と第2群G2の間隔を増大し、第2群
G2と第3群G3の間隔は減少するように、各群G1〜
G3がそれぞれ独立に物体側に移動する。
らなり、第2群G2は、両凹レンズと両凸レンズの貼り
合わせレンズと、開口絞りと、物体側に凹面を向けた正
メニスカスレンズとからなり、第3群G3は、全て物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、正メニスカス
レンズと、負メニスカスレンズとからなり、第2群G2
の接合レンズの正レンズの像側の面、第3群G3の正メ
ニスカスレンズの凹面、最終負メニスカスレンズの凹面
が非球面である。この中、最終負メニスカスレンズの非
球面は、低融点硝材を使用したガラス成形レンズを想定
している。
が、記号は上記の外、fは全系焦点距離、FNOはFナン
バー、2ωは画角、FBはバックフォーカス、WIは広
角端、STは中間状態、TEは望遠端、r1 、r2 …は
各レンズ面の曲率半径、d1、d2 …は各レンズ面間の
間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、νd1、
νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状
は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と
直交する方向にとると、下記の式にて表される。
1)(y/r)2 }1/2 ]+A4y4 +A6y6 +A8y8 +
A10y10 ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4、A6、
A8、A10 はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面
係数である。
をそれぞれ図8〜図14に示す。各収差図中、(a)は
広角端での収差、(b)は中間焦点距離での収差、
(c)は望遠端での収差である。これら図中、SAは球
面収差、ASは非点収差、DTは歪曲収差、CCは倍率
色収差である。なお、FIYは像高である。
(1)〜(6)に関するパラメータの値を下記の表に示
す。
ように構成することができる。
の第2群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレ
ンズ。
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
の第2群、正の第3群、負の第4群で構成され、広角端
から望遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物
体側に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とす
るズームレンズ。
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
の第2群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、第1群は、物体側から順に、正レンズと負レンズと
で構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする
ズームレンズ。
系の焦点距離である。
の第2群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、最終レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正メ
ニスカスレンズ、負レンズで構成されていることを特徴
とするズームレンズ。
の第2群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、第2群は、物体側から順に、負レンズと正レンズの
接合レンズ、正レンズで構成され、以下の条件式を満足
することを特徴とするズームレンズ。
端での全系の焦点距離である。
て、下記条件式を満足することを特徴とするズームレン
ズ。
記条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
記条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
記条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
系の焦点距離である。
ズにおいて、レンズ枚数は10枚未満で構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
負の第2群、正の第3群、負の第4群で構成され、広角
端から望遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ像側から
物体側に移動し、第1群は、物体側から順に、正レンズ
と負レンズとで構成され、以下の条件式を満足すること
を特徴とするズームレンズ。
系の焦点距離である。
いて、下記条件式を満足することを特徴とするズームレ
ンズ。
系の焦点距離である。
正の第2群、負の第3群で構成さ、広角端から望遠端へ
の変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、第2群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、
正レンズで構成され、以下の条件式を満足することを特
徴とするズームレンズ。
ある。
いて、開口絞りが前記接合レンズと正レンズの間に設け
られていることを特徴とするズームレンズ。
か1項記載のズームレンズにおいて、最終負レンズ群に
非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
か1項記載のズームレンズにおいて、第2群に非球面を
有することを特徴とするズームレンズ。
1項記載のズームレンズにおいて、下記条件式を満足す
ることを特徴とするズームレンズ。
距離である。
おいて、下記条件式を満足することを特徴とするズーム
レンズ。
距離である。
正の第2群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端
への変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、以下の条件式を満足するズームレンズを搭載したこ
とを特徴とするカメラ。
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
は、物体側から順に、正の第1群、、負の第2群、正の
第3群、負の第4群で構成され、広角端から望遠端への
変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動する
ズームレンズが下記条件式を満足するズームレンズを搭
載したことを特徴とするカメラ。
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
か1項記載のズームレンズにおいて、ズーミング時に第
1群と最終群の距離が変わらないことを特徴とするズー
ムレンズ。
正の第2群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端
への変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動
し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレ
ンズ。
1項記載のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足
することを特徴とするズームレンズ。
のズームレンズを備え、その像面に撮像部材を備えてい
ることを特徴とする撮像装置。
のズームレンズによると、正正負の3群、又は、正負正
負の4群で、高変倍でありながら非常に小型で、しかも
諸収差が良好に補正されたコンパクトカメラ用のズーム
レンズを提供することができる。
(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ配置
を示す断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
の断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 物体側から順に、正の第1群、正の第2
群、負の第3群で構成され、広角端から望遠端への変倍
に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に移動し、以下
の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 LT /fT <0.75 ・・・(1) ただし、LT は望遠端でのレンズ系前面からフィルム面
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。 - 【請求項2】 物体側から順に、正の第1群、負の第2
群、正の第3群、負の第4群で構成され、広角端から望
遠端への変倍に際し、各群がそれぞれ像側から物体側に
移動し、以下の条件式を満足することを特徴とするズー
ムレンズ。 LT /fT <0.65 ・・・(1’) ただし、LT は望遠端でのレンズ系前面からフィルム面
までの距離、fT は望遠端での全系の焦点距離である。
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