JP2915934B2 - コンパクトカメラ用ズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、バックフォーカスの制約が一眼レフカメラ
用より小さい、コンパクトカメラ用に適したズームレン
ズに関するもので、特に、小型でかつ低コストを重点に
おいて２群タイプのズームレンズに関するものである。

「従来の技術」 コンパクトカメラ用ズームレンズとしては、（Ａ）２
群タイプ、（Ｂ）３群タイプあるいは４群タイプがあ
る。

（Ｂ）のタイプは、２群タイプと比べると、移動量が
小さいという特徴はあるが、レンズ系が大きく、構造も
複雑であり、本発明のような２群タイプとは明らかに異
るので詳細は省略する。

それに比べて２群タイプは、移動量はやや大きいが、
レンズ構成，機械的な構造も簡単で、小型化が容易であ
る。

かかる２群タイプのズームレンズとしては、例えば、 （Ａ−１）特開昭56−128911号，同57−201213号，同60
−48009号，同60−170816号，同60−191216号 （Ａ−２）特開昭62−90611号，同64−57222号 （Ａ−３）特開昭62−113120号，同62−264019号 等が従来より知られている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、（Ａ−１）のものは、バックフォーカ
スが小さく、後玉径が大きくなるのでカメラ全体として
はコンパクトにできていないという課題があった。ま
た、フィルム面と最終面とによって内面反射等が起こり
易いという課題もあった。

このような課題を解決するために、本件出願人は、コ
ンパクトカメラ用としてはバックフォーカスを比較的大
きくした２群タイプのズームレンズとして、（Ａ−２）
の変倍比1.5〜1.6倍で５群６枚構成のものや、（Ａ−
３）の変倍比約1.7〜2.5倍で６群７枚,7群８枚構成のも
のというように、変倍比約1.5〜1.6倍で６枚構成のもの
から、変倍比２倍以上で８枚構成のものを供提してきた
が、更に、もっと小さく、且つ、もっと廉価なコンパク
トカメラ用のズームレンズが欲しいという要求には満足
できないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、前
記（Ａ−２）のタイプの特開昭64−57222号を更に改良
し、変倍比，レンズ構成に関しては、特開昭64−57222
号とほぼ同様であるが、更に小さく、且つ屈折率の低い
ガラスあるいはプラスチックを多用し、廉価なコンパク
トカメラ用に適したズームレンズを提供することを目的
とする。

「課題を解決するための手段」 本発明のコンパクトカメラ用ズームレンズは、物体側
から順に、正の焦点距離を有する第１レンズ群と、負の
焦点距離を有する第２レンズ群とから構成され、第１、
第２レンズ群間隔を変化させて変倍を行うズームレンズ
において、前記第１レンズ群は、物体側から、正の第１
レンズと負の第２レンズとからなる第1aレンズ群と、負
の面パワーの貼合せ面を有する正の貼合せレンズの第1b
レンズ群とから構成され、前記第1aレンズ群内に、近軸
曲率半径に対し発散性の非球面量を有するような非球面
を少なくとも一面有し、前記第２レンズ群は、物体側か
ら、像面に凸面を向けた正メニスカスの第２−１レンズ
と、物体側に凹面を向けた負メニスカスの第２−２レン
ズからなり、かつ、下記（１）ないし（７）式を満足す
ることを特徴とする。

（１）N_1a-1＜1.65 （２）N_1a-2＜1.65 （３）f₁/|f_1a|＜0.25 （４）0.9＜f₁/f_1b＜1.25 （５）−50＜ΔI_1a＜−５ （６）N_2-1＜1.65 （７）0.1＜|f₂|/f_2-1＜0.5 但し、 N_1a-1:第1aレンズ群中の第１レンズのｄ線の屈折率、 N_1a-2:第1aレンズ群中の第２レンズのｄ線の屈折率、 f₁:第１レンズ群の焦点距離、 f_1a:第1aレンズ群の焦点距離、 f_1b:第1bレンズ群の焦点距離、 ΔI_1a:第1aレンズ群中の非球面による３次の球面収差係
数（短焦点距離端の全系の焦点距離を1.0に換算したと
きの収差係数）の変化量、 N_2-1:第２レンズ群中の第２−１レンズのｄ線の屈折
率、 f₂:第２レンズ群の焦点距離、 f_2-1:第２レンズ群中の第２−１レンズの焦点距離、 である。

このように構成されたズームレンズにおいて、第1aレ
ンズ群の第１、第２レンズの一方又は両方は、プラスチ
ックからなり、第１レンズがプラスチックのときは、 （８）（m_1a-2・m_1b・m_2L）^２＜0.3 第２レンズがプラスチックのときは、 （９）（m_1b・m_2L−m_1a-2・m_1b・m_2L）^２＜0.6 第１、第２レンズともプラスチックのときは、 （10）（m_1b・m_2L）^２＜0.3 但し、 m_1a-2:第1aレンズ群中の第２レンズの横倍率、 m_1b:第1bレンズ群の横倍率、 m_2L:長焦点距離端の第２レンズ群の横倍率、 の諸条件を満足することを特徴とする。

更に第１レンズ群の第２レンズをプラスチックで構成
したズームレンズにおいて、第２レンズ群の第２−１レ
ンズはプラスチックから成り、 （11）（m_2-2L−m_2L）^２＜0.5 の条件を満足することを特徴とする。

加えて上記ズームレンズにおいて、第２レンズ群の第
２−２レンズは、 （12）N_2-2＜1.65 の条件を満足することを特徴とする。

但し、 m_2-2L:長焦点距離端における第２レンズ群中の第２−２
レンズの横倍率、 N_2-2:第２レンズ群中の第２−２レンズのｄ線の屈折
率、 である。

「発明の作用と効果」 本発明は、コンパクトカメラ用ズームレンズとして
は、バックフォーカスを比較的大きくし、且つレンズ全
長を更に小さくしながらも、廉価なガラス，プラスチッ
クを使用し、また非球面を利用する事によって、性能を
良好に補正する事ができたものである。

条件（１），（２）は、第1aレンズ群の正レンズの第
１レンズと負レンズの第２レンズの硝材に関するもの
で、条件（１），（２）とも、上限を越えると廉価する
という目的に反する。

条件（３），（４）は、第１レンズ群内の第1a,第1b
レンズ群のパワー配置に関するもので、第1aレンズ群の
パワーは小さく、第１レンズ群のパワーの殆どは第1bレ
ンズ群のパワーである事を示している。

条件（３）の上限を越えると、小型化には有利である
が、後述するように、第1aレンズ群内にプラスチックを
使った時の温度や湿度の変化に対するピントの移動や性
能の劣下を招き好ましくない。

条件（４）は、条件（３）とも係わり合うもので、上
限を越えると、第1bレンズ群の正のパワーが大きく成り
過ぎて、特に長焦点側の球面収差，色収差の補正が困難
で、高次の収差も発生しやすい。逆に下限を越えると、
収差の補正には有利であるが、コンパクト化に反する。

条件（５）は、第1aレンズ群内の非球面に関するもの
で、第1aレンズ群のパワーは上述したように小さいが、
近軸曲率半径に対し、発散性の非球面量を有する非球面
を使用する事によって、パワーを小さくしても、またコ
ンパクトにしても第１レンズ群内での球面収差の補正を
良好に補正する事ができ、ズーミングに伴う球面収差の
変化量を小さく押える事ができるものである。尚、発散
性とは、凹面の場合は、径が大きくなるほど曲率半径が
小さく、凸面の場合は、径が大きくなるほど曲率半径が
大きくなる事である。この条件（５）の上限を越える
と、非球面の効果が小さく、収差を良好に補正する事が
困難となり、逆に下限を越えると、補正過剰となり、高
次の収差が発生し、好ましくない。

ここで非球面による３次の収差係数の変化量について
補足する。非球面形状は一般的に次のように表わされ
る。

これを焦点距離ｆ＝1.0に換算すると、つまり、 A₄＝f³α₄,A₆＝f⁵α₆,A₈＝f⁷α₈,A₁₀＝f⁹α₁₀ に置き換えると、 となる。

そして第２項以下が非球面の量を与えるもので、第２
項の係数A₄は３次の非球面係数φと次のような関係があ
る。

φ＝８（Ｎ′−Ｎ）A₄ ただし、Ｎ ：非球面の前の屈折率 Ｎ′：非球面にした後の屈折率 非球面係数φは、収差論の３次収差係数に対し次に示
す変化量をもたらす。

ΔI ＝h⁴φ ΔII ＝h³φ ΔIII＝h^{2 ２}φ ΔIV ＝h^{2 ２}φ ΔV ＝ｈ^３φ ただし I :球面収差係数 II :コマ収差係数 III:非点収差係数 IV :球欠像面わん曲係数 V :歪曲収差係数 h :近軸軸上光線のレンズ各面を通る高さ :瞳の中心を通る近軸軸外光線のレンズ各面を通る高
さ 尚、非球面形状の式として、他にも円錐係数や奇数次
の項を使った色々な表現があるが、ｙが近軸の曲率半径
より小さい時には偶数次の項だけで十分近似できる。従
って、単に非球面形状の式を変えたからといって、本発
明の適用から外れるものではない。

更に、各レンズ群内で比較的パワーの小さいレンズに
プラスチックを利用すると、温度，湿度に対するピント
移動や性能の変化も小さく、軽量化も達成でき、且つプ
ラスチックレンズであれば非球面化も容易であるから性
能の向上も達成できる。

ここでプラスチックレンズの温度あるいは湿度変化に
対するピント移動について補足する。温度あるいは湿度
に対するプラスチックの線膨張係数や屈折率の変化は、
通常のガラスより約10倍以上大きいが、レンズの焦点距
離の変化量をΔｆとし、プラスチックレンズを含まない
で、それより後方のレンズ群の横倍率をｍ′、プラスチ
ックレンズから（プラスチックを含めて）後方のレンズ
群までの横倍率をｍとすると、ピント移動量Δｐは Δｐ＝Δｆ（ｍ′−ｍ）^２ となる。

従って、第1aレンズ群の正の第１レンズがプラスチッ
クの時は、ｍ′＝m_1a-2・m_1b・m_2L,m＝０となるから、
条件（８）の上限を越えると、温度，湿度に対するピン
ト移動が大きくなり好ましくない。

また、第1aレンズ群の負の第２レンズがプラスチック
の時は、ｍ′＝m_1b・m_2L,m＝m_1a-2・m_1b・m_2Lとなるか
ら、条件（９）の上限を越えると、温度，湿度に対する
ピント移動が大きく好ましくない。

更に、第1aレンズ群は正レンズと負レンズから成るた
め、共にプラスチックにした方が、ピント移動の符号が
反対であるから打消し合うので好ましい。この場合は
ｍ′＝m_1b・m_2L,m＝０であり、条件（10）の上限を越え
ると、温度，湿度に対するピント移動が大きく好ましく
ない。この時、条件（８）、（９）を同時に満足してい
る方が、プラスチックの変形等の影響も小さく好まし
い。ただし、第１レンズをプラスチックにする時は、キ
ズ等の外観的な問題が起こりやすいので、コートやフィ
ルターで保護するのが好ましい。

今までは、第１レンズ群に関するものであったが、本
発明は第２レンズ群にも屈折率の低いガラス，プラスチ
ックを使用している。条件（６）、（７）は、第２レン
ズ群の物体側の第２−１正メニスカスレンズに関するも
ので、条件（６）の上限を越えると、本発明の目的であ
る廉価なズームレンズを得る事に反する。また条件
（７）の上限を越えると、パワーが大きくなり過ぎて、
後述するように、プラスチックを使った時、温度や湿度
の変化に対するピント移動や性能の劣下を招き好ましく
ない。逆に条件（７）の下限を越えると、正のパワーが
小さくなり過ぎて、第２レンズ群内での色収差の補正が
困難となる。

第２−１正メニスカスレンズにプラスチックを使う時
は、第1aレンズ群の負レンズ（第２レンズ）をプラスチ
ックにしたものと組み合わせるのが良く、条件式（11）
の上限を越えると、温度，湿度の変化に対するピント移
動が大きくなり好ましくない。

更に、第２レンズ群の像側の最終レンズ（第２−２レ
ンズ）も条件式（12）を満足するような屈折率の低いガ
ラスを使えば廉価なズームレンズが達成できる。

「実施例」 以下、本発明の実施例１〜３を記載する。ここで、ｆ
は焦点距離，ωは半画角,f_Bはバックフォーカス,rはレ
ンズ各面の曲率半径,dはレンズ厚もしくはレンズ面間
隔,Nは各レンズのｄ−lineの屈折率，νは各レンズのア
ッベ数である。また、α₄,α₆,α_８はそれぞれ、４次,6
次,8次の非球面係数である。

上記各実施例の条件式に対応する値を下表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図，第３図，第５図は、それぞれ本発明の実施例1,
2,3の短焦点側のレンズ系構成図である。 第２図，第４図，第６図は、それぞれ本発明の実施例1,
2,3の諸収差図で、（ａ）は短焦点側，（ｂ）は中間，
（ｃ）は長焦点側の状態を示す。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側から順に、正の焦点距離を有する第
   １レンズ群と、負の焦点距離を有する第２レンズ群とか
   ら構成され、第１、第２レンズ群間隔を変化させて変倍
   を行うズームレンズにおいて、 前記第１レンズ群は、物体側から、正の第１レンズと負
   の第２レンズとからなる第1aレンズ群と、負の面パワー
   の貼合せ面を有する正の貼合せレンズの第1bレンズ群と
   から構成され、 前記第1aレンズ群内に、近軸曲率半径に対し発散性の非
   球面量を有するような非球面を少なくとも一面有し、 前記第２レンズ群は、物体側から、像面に凸面を向けた
   正メニスカスの第２−１レンズと、物体側に凹面を向け
   た負メニスカスの第２−２レンズからなり、 かつ、下記（１）ないし（７）式を満足することを特徴
   とするコンパクトカメラ用ズームレンズ。 （１）N_1a-1＜1.65 （２）N_1a-2＜1.65 （３）f₁/|f_1a|＜0.25 （４）0.9＜f₁/f_1b＜1.25 （５）−50＜ΔI_1a＜−５ （６）N_2-1＜1.65 （７）0.1＜|f₂|/f_2-1＜0.5 但し、 N_1a-1:第1aレンズ群中の第１レンズのｄ線の屈折率、 N_1a-2:第1aレンズ群中の第２レンズのｄ線の屈折率、 f₁:第１レンズ群の焦点距離、 f_1a:第1aレンズ群の焦点距離、 f_1b:第1bレンズ群の焦点距離、 ΔI_1a:第1aレンズ群中の非球面による３次の球面収差係
   数（短焦点距離端の全系の焦点距離を1.0に換算したと
   きの収差係数）の変化量、 N_2-1:第２レンズ群中の第２−１レンズのｄ線の屈折
   率、 f₂:第２レンズ群の焦点距離、 f_2-1:第２レンズ群中の第２−１レンズの焦点距離。
2. 【請求項２】請求項１記載のズームレンズにおいて、第
   1aレンズ群の第１レンズはプラスチックからなり、下記
   （８）式を満足するコンパクトカメラ用ズームレンズ。 （８）（m_1a-2・m_1b・m_2L）^２＜0.3 但し、 m_1a-2:第1aレンズ群中の第２レンズの横倍率、 m_1b:第1bレンズ群の横倍率、 m_2L:長焦点距離端の第２レンズ群の横倍率。
3. 【請求項３】請求項１記載のズームレンズにおいて、第
   1aレンズ群の第２レンズはプラスチックからなり、下記
   （９）式を満足するコンパクトカメラ用ズームレンズ。 （９）（m_1b・m_2L−m_1a-2・m_1b・m_2L）^２＜0.6
4. 【請求項４】請求項１記載のズームレンズにおいて、第
   1aレンズ群の第１レンズと第２レンズはともにプラスチ
   ックからなり、下記（10）式を満足するコンパクトカメ
   ラ用ズームレンズ。 （10）（m_1b・m_2L）^２＜0.3
5. 【請求項５】請求項３または４のズームレンズにおい
   て、第２レンズ群の第２−１レンズはプラスチックから
   なり、下記（11）式を満足するコンパクトカメラ用ズー
   ムレンズ。 （11）（m_2-2L−m_2L）^２＜0.5 但し、 m_2-2L:長焦点距離端における第２レンズ群中の第２−２
   レンズの横倍率。
6. 【請求項６】請求項１記載のズームレンズにおいて、下
   記（12）式を満足するコンパクトカメラ用ズームレン
   ズ。 （12）N_2-2＜1.65 但し、 N_2-2:第２レンズ群中の第２−２レンズのｄ線の屈折
   率。