JP2811669B2 - Zoom lens - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、バックフォーカスに制約条件のないカメ
ラ、例えばレンズシャッターカメラ等に適したコンパク
トなズームレンズに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compact zoom lens suitable for a camera having no restriction on back focus, for example, a lens shutter camera.

発明の技術的背景 従来、標準領域を含むような写真撮影用ズームレンズ
としては、物体側より順に負・正の２つの成分より構成
される負先行型の２成分ズームレンズが知られている。
一方、最近のズームレンズの高倍率化に伴い、正先行型
のいわゆる多成分可動型ズームレンズも種々提案されて
きた。しかしながら、これらのズームレンズは、主に１
眼レフレックスカメラ用に開発されたものがほとんど
で、バックフォーカスの制約条件からレンズ系の全長
（最も物体側のレンズの前面からフィルム面までの長
さ）が大きなものとなっている。又、バックフォーカス
に制約条件のないカメラ用のズームレンズとしては、特
開昭56−128911号，特開昭57−201213号等の物体側より
順に正・負の２つの成分より構成される正先行型の２成
分ズームレンズが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a photographic zoom lens including a standard area, a negative-leading two-component zoom lens composed of two negative and positive components in order from the object side is known.
On the other hand, with the recent increase in the magnification of zoom lenses, various types of so-called multi-component movable zoom lenses of the forward-leading type have been proposed. However, these zoom lenses are mainly
Most of the lens systems have been developed for eye reflex cameras, and the overall length of the lens system (the length from the front surface of the lens closest to the object to the film surface) is large due to the constraints of back focus. Further, as a zoom lens for a camera having no constraint on the back focus, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 56-128911 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 57-201213, etc. disclose a positive lens composed of two positive and negative components in order from the object side. A leading two-component zoom lens is known.

しかしながら、この型のズームレンズでは、一般にズ
ーミングの為に移動するレンズ群の移動量が大きくな
り、レンズ系の全長は、コンパクトであっても、レンズ
鏡筒を含めると大型になってしまう。又上記のズーム型
式では、絞りがズーミング中に移動するため、例えばレ
ンズシャッターカメラ等では、カメラ本体の大型化、複
雑化の要因となり好ましくない。すなわちレンズシャッ
ターカメラでは絞り位置において絞りのみならずシャッ
タ羽根及びそれの駆動用ユニットを配し、これらを移動
させなければならないので、上記の点はきわめて重度の
欠点であると言える。However, in this type of zoom lens, generally, the amount of movement of the lens group that moves for zooming is large, and the overall length of the lens system is large, including the lens barrel, even if it is compact. Further, in the above-mentioned zoom type, since the diaphragm moves during zooming, for example, in a lens shutter camera or the like, the size and complexity of the camera body are undesirably increased. That is, in the lens shutter camera, not only the aperture but also the shutter blades and a unit for driving the shutter blades have to be arranged at the aperture position, and these must be moved, so the above point can be said to be a very serious drawback.

本発明の目的 本発明は、バックフォーカスに制約条件のないカメラ
に適した、コンパクトでかつ高性能なズームレンズを提
供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a compact and high-performance zoom lens suitable for a camera having no constraint on the back focus.

さらに本発明の目的は、上記カメラ本体の小型化、簡
略化が十分配慮されたコンパクトでかつ高性能なズーム
レンズ系を提供することにある。It is a further object of the present invention to provide a compact and high-performance zoom lens system in which the miniaturization and simplification of the camera body are sufficiently considered.

更に本発明は特開昭60−57814号に比べ、一層ズーム
比の高倍率化と大口径化を計ったズームレンズを提供す
ることを目的とする。A further object of the present invention is to provide a zoom lens having a higher zoom ratio and a larger aperture than JP-A-60-57814.

本発明の概要 上記の目的を達成する本発明のズームレンズは、物体
側より順に第１正レンズ群（Ｉ），第２負レンズ群（I
I），第３正レンズ群（III）及び第４負レンズ群（IV）
より構成され、最短焦点距離端（Ｓ端）から最長焦点距
離端（Ｌ端）へのズーミングに際して上記第１正レンズ
群と第４負レンズ群が像側から物体側へ移動すると共
に、少なくとも上記第２負レンズ群又は第３正レンズ群
がズーミング中移動する。本発明のズームレンズは上記
のような構成のもとに、Ｓ端からＬ端へのズーミングに
際して、上記第１正レンズ群と第２負レンズ群の空気間
隔が増大し、又上記第３正レンズ群と第４負レンズ群の
空気間隔が減少することによって、変倍効果を分担でき
ることから、各移動群の移動量を小さくすることを可能
としている。SUMMARY OF THE INVENTION The zoom lens of the present invention that achieves the above object has a first positive lens unit (I) and a second negative lens unit (I) in order from the object side.
I), third positive lens group (III) and fourth negative lens group (IV)
During zooming from the shortest focal length end (S end) to the longest focal length end (L end), the first positive lens unit and the fourth negative lens unit move from the image side to the object side, and at least The second negative lens group or the third positive lens group moves during zooming. In the zoom lens according to the present invention, the air space between the first positive lens unit and the second negative lens unit increases during zooming from the S end to the L end, and the third positive lens unit zooms. Since the zooming effect can be shared by reducing the air gap between the lens unit and the fourth negative lens unit, it is possible to reduce the amount of movement of each moving unit.

さらに本発明のズームレンズは、上記のような構成
で、最も像側に比較的強いパワーの負レンズ群を有する
ことによって、Ｓ端でのバックフォーカスが、画面対角
長の1/2以下という極めて、全長の短いコンパクトなレ
ンズ系を構成している。Furthermore, the zoom lens according to the present invention has a negative lens group having relatively strong power on the most image side in the above-described configuration, so that the back focus at the S end is equal to or less than 1/2 of the screen diagonal length. It constitutes a compact lens system with a very short overall length.

なお、本発明の実施態様によれば、ズームレンズ系
は、第１図から第３図に示すように、絞りを含むレンズ
群をズーミング時に固定することによって例えばレンズ
シャッターカメラ等のコンパクトなカメラ用のズームレ
ンズとしては、そのカメラ本体の小型化，簡略化に大い
に貢献できる。In addition, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 3, the zoom lens system is used for a compact camera such as a lens shutter camera by fixing a lens group including an aperture during zooming. Can greatly contribute to the miniaturization and simplification of the camera body.

本発明のズームレンズは、更に上記の基本構成のもと
に第３群中に非球面を有し、次の条件式を満足すること
を特徴としている。The zoom lens according to the present invention is characterized in that the third lens unit has an aspheric surface in the third lens unit based on the above basic configuration and satisfies the following conditional expression.

但し、 Ｘ ：下式で表される光軸の高さＹにおける光軸方向の
変位量 Ｘ＝X₀＋A₄Y⁴＋A₆Y⁶＋A₈Y⁸＋A₁₀Y¹⁰＋… X₀ ：下式で表される非球面の基準となる球面の形状 X₀＝C₀Y²/｛１＋（１−C₀ ²Y²）^1/2｝ Ａ ：非球面係数 C₀ ：非球面の基準となる球面の曲率 Ｎ ：非球面より物体側の屈折率 Ｎ′：非球面より像側の屈折率 条件式は、物理的に当該面が正のパワーを有する面
であればレンズ光軸から離れるに従って正の屈折力がゆ
るくなる面形状であること、或いは、当該面が負のパワ
ーを有する面であればレンズ光軸から離れるに従って、
負の屈折力が強くなる面形状であることを示してある。
尚、球面収差に影響の少ない光軸近傍においては、微小
量上記条件式をはずれても実質的には本発明の規定する
ものとなる。従って第３群中に条件を満たす非球面を
用いることによって大口径化を伴って発生する球面収差
を、またズーム比の拡大とコンパクト化に伴う各群のパ
ワーアップにより発生する球面収差及びズーミング中に
おけるコマ収差の変動を良好に補正している。 However, X: displacement of the optical axis direction at a height Y of the optical axis represented by the following formula _{X = X 0 + A 4 Y} 4 + A 6 Y 6 + A 8 Y 8 + A 10 Y 10 + ... X 0: the following formula X ₀ = C ₀ Y ² / ｛1+ (1−C ₀ ² Y ² ) ^1/2 ｝ A: Aspheric coefficient C ₀ : Aspheric reference Curvature of spherical surface N: Refractive index on the object side from aspherical surface N ': Refractive index on the image side from the aspherical surface If the surface is physically a surface having positive power, the further the distance from the optical axis of the lens, the more positive. Is a surface shape in which the refracting power is loose, or if the surface is a surface having a negative power, as the distance from the lens optical axis increases,
This indicates that the surface shape has a strong negative refractive power.
In the vicinity of the optical axis which has little influence on spherical aberration, even if the above-mentioned conditional expression is deviated by a small amount, the present invention is substantially defined. Therefore, the spherical aberration caused by the enlargement of the aperture by using an aspherical surface satisfying the conditions in the third lens unit, the spherical aberration caused by the power-up of each unit due to the enlargement of the zoom ratio and the compactness, and the The variation of the coma aberration in is corrected well.

更に本発明のズームレンズ系では、下記の諸条件を満
足することが望ましい。Further, in the zoom lens system according to the present invention, it is desirable to satisfy the following conditions.

0.65＜f₃/|f₄|＜1.0 …… 0.08＜Z/f₃＜1.50 …… 但し、 f₃ ：第３正レンズ群の焦点距離 f₄ ：第４負レンズ群の焦点距離 Ｚ ：ズーム比 条件式は、条件式の非球面の形状と共に大口径
化、或いはズーム比の拡大をコンパクト性を保ったまま
良好に収差補正をするための条件で、条件式の下限を
越えると、大口径化、或いはズーム比の拡大を計ると球
面収差を十分に補正しきれなくなる。また上限を越える
とズーミング中の収差変動、特に像面湾曲とコマの変動
をバランスよく補正することが困難となる。0.65 <f ₃ / | f ₄ | <1.0... 0.08 <Z / f ₃ <1.50... Where f ₃ : focal length of the third positive lens group f ₄ : focal length of the fourth negative lens group Z: zoom The ratio conditional expression is a condition for achieving a large aperture along with the aspherical shape of the conditional expression or for favorably correcting aberrations while enlarging the zoom ratio while maintaining compactness. If the zoom ratio is increased or the zoom ratio is increased, spherical aberration cannot be sufficiently corrected. On the other hand, if the upper limit is exceeded, it becomes difficult to correct aberration fluctuations during zooming, particularly fluctuations in field curvature and coma, with good balance.

条件式は、条件式の非球面の形状と共に、ズーム
比の拡大をコンパクト性を保ったまま良好に補正する為
の条件で、条件式の上限を越えると、条件式で規定
する非球面を用いてもズーミング中の収差変動を良好に
補正することが困難となる。また下限を越えると、ズー
ム比が大きくなるとコンパクト性を保つことができなく
なる。The conditional expression is a condition for correcting the enlargement of the zoom ratio satisfactorily while maintaining compactness together with the shape of the aspheric surface in the conditional expression.When the upper limit of the conditional expression is exceeded, the aspheric surface specified by the conditional expression is used. However, it is difficult to satisfactorily correct aberration fluctuation during zooming. If the lower limit is exceeded, compactness cannot be maintained as the zoom ratio increases.

更に、本発明のズームレンズでは、第３正レンズ群中
の物体側に向かって凸面に非球面を設けることによって
強い正の屈折力を有する第３群の収れん光束に対してレ
ンズ光軸から離れるに従って正の屈折力がゆるくなるよ
うな面形状を成形し、球面収差を良好に補正している。Further, in the zoom lens according to the present invention, by providing the aspherical surface on the convex surface toward the object side in the third positive lens group, the third group having a strong positive refractive power is separated from the lens optical axis with respect to the converged light flux. The surface is shaped such that the positive refracting power is loosened in accordance with the formula (1), and the spherical aberration is satisfactorily corrected.

また、本発明のズームレンズ系では、第３正レンズ群
中に少なくとも正レンズに非球面を有し、以下の条件を
満足することをが望ましい。In the zoom lens system according to the present invention, it is desirable that at least the positive lens has an aspheric surface in the third positive lens unit and the following condition is satisfied.

n3−Ｐ＜1.5,u3−Ｐ＜60 …… 但し、 n3−P:第３正レンズ群正レンズの屈折率 u3−P:第３正レンズ群正レンズの分散 非球面を有するレンズに条件式を満たすプラスチッ
クレンズを用いると、加工工程上大幅な省力化を図るこ
とができ製造上好ましい。n3-P <1.5, u3-P <60 where n3-P: refractive index of the positive lens in the third positive lens group u3-P: dispersion of the positive lens in the third positive lens group Conditional expression for a lens having an aspheric surface The use of a plastic lens that satisfies the above condition is preferable in terms of manufacturing because a great deal of labor can be saved in the processing steps.

また、本発明のズームレンズの具体的構成としては、
下記のものが望ましい。即ち、第１レンズは、少なくと
も、物体側に凸面を向けた負レンズと、最も像側に凹面
を向けた正レンズを含む。上記構成は、第１レンズ群で
近接物体にフォーカスシングする際に諸収差、特に非点
収差の変動を小さくする。Further, as a specific configuration of the zoom lens of the present invention,
The following are desirable: That is, the first lens includes at least a negative lens having a convex surface facing the object side and a positive lens having a concave surface facing the most image side. The above configuration reduces variations in various aberrations, particularly astigmatism, when focusing on a nearby object with the first lens group.

また、第２レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズ及
び正レンズを含みズーミング中の色収差、特に倍率色収
差のバランスを補正する。そして、第３レンズ群は、正
・負・正のトリップレットタイプ又はその変型タイプで
球面収差，コマ収差の補正に最も好ましい。さらに、第
４レンズ群は、少なくとも、最も像側に一枚の負メニス
カスレンズを含み、全系のコンパクト化、Ｓ端近傍での
像面性の補正に寄与している。The second lens group includes at least one negative lens and one positive lens, and corrects the balance of chromatic aberration during zooming, particularly, the chromatic aberration of magnification. The third lens group is a positive / negative / positive triplet type or a modified type thereof, and is most preferable for correcting spherical aberration and coma. Furthermore, the fourth lens group includes at least one negative meniscus lens closest to the image side, which contributes to downsizing of the entire system and correction of image surface properties near the S end.

本発明の実施例 以下本発明の具体的実施例について述べる。第１図か
ら第３図は、本発明のズームレンズの実施例１から３の
各々Ｓ端,L端でのレンズ断面図である。又下記の実施例
においてr_iは物体側から順に第ｉ番目の面の曲率半径、
d_iは物体側より順に第ｉ番目の軸上間隔,N_iとν_ｉは、
それぞれ物体側から順に第ｉ番目のレンズの屈折率とア
ッベ数である。各実施例から明らかなように絞り径固定
の状態でのＦナンバの変化は小さく、絞り口径補正機構
を省略することも可能である。第４図から第６図は、各
々実施例１〜３の物体距離無限時での収差図であり、こ
れらの図において、（Ｍ）は中焦点距離での収差を示し
ている。Examples of the Present Invention Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. FIGS. 1 to 3 are lens cross-sectional views of Examples 1 to 3 of the zoom lens according to the present invention at the S end and the L end, respectively. In the following embodiments, r _i is the radius of curvature of the i-th surface in order from the object side,
d _i is the i-th axial interval from the object side, and N _i and ν _i are
These are the refractive index and Abbe number of the i-th lens in order from the object side. As is clear from each embodiment, the change in the F number when the aperture diameter is fixed is small, and the aperture diameter correction mechanism can be omitted. FIGS. 4 to 6 are aberration diagrams of Examples 1 to 3 at an infinite object distance, respectively. In these diagrams, (M) shows aberrations at a middle focal length.

なお実施例１〜３において、絞り（１）を有する第２
レンズ群はいずれもズーミング中に固定であるが、これ
に代えて第３レンズ群に絞りを設け、こちらを固定する
ようにしてもよい。さらに機構上の事情が許せば、第2,
第３レンズ群をともに移動させることは光学的に容易で
あり、コンパクトなズームレンズを構成する効果を奏す
るかぎり本発明の要件から、何ら外れるものではない。Note that, in Examples 1 to 3, the second
Each of the lens groups is fixed during zooming. Alternatively, an aperture may be provided in the third lens group to fix it. In addition, if circumstances allow, the second,
It is optically easy to move the third lens group together, and it does not depart from the requirements of the present invention as long as the effect of constructing a compact zoom lens is achieved.

また、第2,第３レンズ群のズーミングにおける空気間
隔の変動は、他のレンズ群の変動に比べて相対的に小さ
いので比較的ズーム比の小さなレンズ系、または収差の
許容量の大きなレンズ系においては、第2,第３レンズを
一体で動かすことも可能である。Also, the fluctuation of the air gap during zooming of the second and third lens groups is relatively small compared to the fluctuation of the other lens groups, so that a lens system with a relatively small zoom ratio or a lens system with a large allowable amount of aberration. In, it is also possible to move the second and third lenses integrally.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図，第２図及び第３図はそれぞれは本発明の実施例
1,実施例２及び実施例３のズームレンズの各々Ｓ端,L端
でのレンズ断面図である。 第４図，第５図及び第６図は上記各実施例のズームレン
ズの各焦点距離における物体距離無限遠時での諸収差を
示す収差図である。 （Ｉ）……第１正レンズ群，（II）……第２負レンズ
群， （III）……第３正レンズ群，（IV）……第４負レンズ
群， （１）……絞り。FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 each show an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a sectional view of a zoom lens according to Examples 1 and 2 at an S end and an L end, respectively. FIGS. 4, 5, and 6 are aberration diagrams showing various aberrations at an infinite object distance at each focal length of the zoom lens of each of the above embodiments. (I) First positive lens group, (II) Second negative lens group, (III) Third positive lens group, (IV) Fourth negative lens group, (1) Aperture .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−57814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−142319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14212（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−55314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−79319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−50112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−43115（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−159818（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 15/00 - 15/28──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-60-57814 (JP, A) JP-A-63-153511 (JP, A) JP-A-63-157120 (JP, A) JP-A-60-157 142319 (JP, A) JP-A-60-14212 (JP, A) JP-A-60-55314 (JP, A) JP-A-60-79319 (JP, A) JP-A-61-50112 (JP, A) JP-A-61-56315 (JP, A) JP-A-63-43115 (JP, A) JP-A-63-159818 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) G02B 15/00-15/28

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】物体側より順に、第１正レンズ群，第２負
レンズ群，第３正レンズ群及び第４負レンズ群より構成
され、 最短焦点距離端から最長焦点距離端へのズーミングに際
して上記第１正レンズ群と第４負レンズ群が像側から物
体側へ移動すると共に少なくとも上記第２負レンズ群又
は第３正レンズ群がズーミング中移動し、この結果上記
最短焦点距離端から最長焦点距離端へのズーミングに際
して上記第1,第２レンズ群間の空気間隔が増大するとと
もに上記第3,第４レンズ群間の空気間隔が減少し、 かつ最短焦点距離端でのバックフォーカスが画面対角長
の1/2以下であるズームレンズであって、 少なくとも第３正レンズ群中に非球面を有し、 以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ； （|X|−|X₀|）／｛C₀（Ｎ′−Ｎ）｝＜０ 0.65＜f₃/|f₄|＜1.0 但し、 Ｘ ：下式で表される光軸の高さＹにおける光軸方向の
変位量 Ｘ＝X₀＋A₄Y⁴＋A₆Y⁶＋A₈Y⁸＋A₁₀Y¹⁰＋… X₀ ：下式で表される非球面の基準となる球面の形状 X₀＝C₀Y²/｛１＋（１−C₀ ²Y²）^1/2｝ Ａ ：非球面係数 C₀ ：非球面の基準となる球面の曲率 Ｎ ：非球面より物体側の屈折率 Ｎ′：非球面より像側の屈折率 f₃ ：第３正レンズ群の焦点距離 f₄ ：第４負レンズ群の焦点距離 である。1. A zoom lens system comprising a first positive lens unit, a second negative lens unit, a third positive lens unit, and a fourth negative lens unit, in order from the object side, for zooming from the shortest focal length end to the longest focal length end. The first positive lens group and the fourth negative lens group move from the image side to the object side, and at least the second negative lens group or the third positive lens group moves during zooming. As a result, the longest distance from the shortest focal length end is obtained. During zooming to the focal length end, the air gap between the first and second lens groups increases, the air gap between the third and fourth lens groups decreases, and the back focus at the shortest focal length end is reduced. A zoom lens having a diagonal length equal to or less than の or less, wherein at least the third positive lens unit has an aspheric surface and satisfies the following condition; (| X | − | X ₀ |) / {C ₀ (N′−N)} < 0 0.65 <f ₃ / | f ₄ | <1.0, where X: displacement amount in the optical axis direction at the optical axis height Y represented by the following equation: X = X ₀ + A ₄ Y ⁴ + A ₆ Y ⁶ + A ₈ Y ⁸ + A ₁₀ Y ¹⁰ +... X ₀ : Shape of spherical surface serving as the reference of the aspheric surface represented by the following formula: X ₀ = C ₀ Y ² / ｛1+ (1−C ₀ ² Y ² ) ^1/2 Ａ A: Aspherical surface coefficient C ₀ : curvature of spherical surface serving as reference of aspherical surface N: refractive index on the object side from aspherical surface N ′: refractive index on the image side from aspherical surface f ₃ : focal length of third positive lens group f ₄ : This is the focal length of the fourth negative lens unit. 【請求項２】更に以下の条件を満足することを特徴とす
る第１請求項に記載のズームレンズ； 0.08＜Z/f₃＜1.50 但し、 Z:ズーム比 である。2. The zoom lens according to claim 1, further satisfying the following condition: 0.08 <Z / f ₃ <1.50, where Z: zoom ratio. 【請求項３】前記第３正レンズ群中、物体側に向けて凸
面に非球面を有することを特徴とする第２請求項に記載
のズームレンズ。3. The zoom lens according to claim 2, wherein said third positive lens group has an aspheric surface on a convex surface toward the object side. 【請求項４】前記第３正レンズ群中の少なくとも正レン
ズに非球面を有し、以下の条件を満足することを特徴と
する第２請求項に記載のズームレンズ； n_3-P＜1.5,u_3-P＜60 但し、 n_3-P:第３正レンズ群正レンズの屈折率 u_3-P:第３正レンズ群正レンズの分散4. The zoom lens according to claim 2, wherein at least the positive lens in said third positive lens group has an aspheric surface and satisfies the following condition: n _3-P <1.5 , u _3-P <60 where n _{3-P is} the refractive index of the third positive lens group positive lens u _{3-P is} the dispersion of the third positive lens group positive lens 【請求項５】前記第２負レンズ群は絞りを含み、かつズ
ーミングに際して固定であることを特徴とする第１又は
第２請求項に記載のズームレンズ。5. The zoom lens according to claim 1, wherein said second negative lens group includes a stop and is fixed during zooming.