JP3060431B2

JP3060431B2 - 小型のズームレンズ

Info

Publication number: JP3060431B2
Application number: JP3084968A
Authority: JP
Inventors: 三原伸一
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 2000-07-10
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JPH05107475A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ用のズームレン
ズに関し、特に、スチルビデオカメラに用いられる小型
のズームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スチルビデオカメラ用のズームレンズと
しては、変倍比、大きさ等のバランスを考えて、通常、
ズーム比２ないし３倍、Ｆナンバー２．８程度のものが
選ばれている。この種のズームレンズは、ムービーカメ
ラ用よりも高画質（結像特性が良好）でかつ小型でなく
てはならない。

【０００３】このようなスチルビデオカメラ用ズームレ
ンズとして好適な例に、特開昭６３−２８７８１０号、
特開昭６４─９１１１０号のものがある。特に後者の実
施例１１のものは、物体側から順に、正の屈折力を有す
る第１群、負の屈折力を有し変倍を目的として光軸上を
往復することが可能な第２群、正の屈折力を有し変倍時
に光軸上を移動可能な第３群、絞り、固定の第４群から
構成されており、特に第３群は、第２群が移動すること
により発生する像点移動や色収差等の変動を補正する目
的で、第２群とわずかに異なる動きをするのみであり、
したがって、絞りは第３群の像側に設定せざるを得な
い。そのため、構成枚数は８枚（その中、非球面１枚）
と少なくコンパクトではあるが、前玉径がかなり大きい
のが欠点である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
スチルビデオカメラ用ズームレンズにおいては前玉径が
大きいのであるが、その原因は、変倍を司る群が絞りよ
りも物体側に集中しており、それらの群の移動スペース
を全て絞りよりも前側に確保しなくてはならないためで
ある。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、スチルビデオ用ズームレンズとしてふ
さわしいズーム比２〜３倍、Ｆ２．８程度、構成枚数８
枚程度で、前玉径が従来のものより小さく、レンズ径が
全般に一様な大きさで、かつ、良好な結像特性の小型の
ズームレンズを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の小型のズームレンズは、物体側から順に、少なくと
も正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２
群、位置が固定された開口絞り、正の屈折力を有する第
３群からなり、変倍時には第２群と第３群は互いに逆方
向へ移動し、第３群は、物体側から順に、非球面を有す
る正レンズ、像側に強い曲率の凹面を有する負のメニス
カスレンズ、正レンズの３枚にて構成され、第３群の広
角端における倍率β_IIIWと望遠端における倍率β_IIITの
比率β_IIIT／β_IIIWが１．４以上であることを特徴とす
るものである。この場合に、以下の条件を満足すること
が望ましい。（１） −１．０＜（ｒ₃₁＋ｒ₃₂）／（ｒ₃₁−ｒ₃₂）＜
−０．１（２）１．５＜（ｒ₃₃＋ｒ₃₄）／（ｒ₃₃−ｒ₃₄）＜
４（３）0.5 ×10^-3＜｜Δｘ｜／｛（ｆ_W・ｆ_T）^1/2Ｆ
_NO ³｝＜0.8 ×10^-2（Δｘ＜０）（４）０．３＜Ｄ_III／（ｆ_W・ｆ_T）^1/2＜０．
８ここで、ｆ_W、ｆ_Tはそれぞれ広角端、望遠端の全系の
焦点距離、ｒ₃₁、ｒ₃₂はそれぞれ第３群の最も物体側の正レンズの
物体側面及び像側面の光軸近傍の曲率半径、ｒ₃₃、ｒ₃₄はそれぞれ第３群の負メニスカスレンズの物
体側面及び像側面の光軸近傍の曲率半径、 Δｘは第３群の最も物体側の正レンズの焦点距離が同じ
になる球面に対する非球面の光軸方向への偏倚量、Ｆ_NOは全系の広角端の開放Ｆナンバー、Ｄ_IIIは第３群の最も物体側の面の面頂から最も像側の
面の面頂までの距離、である。そして、第３群の像側に、位置が固定され屈折
力の小さい第４群を配置しても、同様に前玉径の小さい
小型のズームレンズとすることができる。

【０００７】（１） −１．０＜（ｒ₃₁＋ｒ₃₂）／（ｒ₃₁−ｒ₃₂）＜−０．１（２）１．５＜（ｒ₃₃＋ｒ₃₄）／（ｒ₃₃−ｒ₃₄）＜４（３）0.5 ×10^-3＜｜Δｘ｜／｛（ｆ_W・ｆ_T）^1/2Ｆ_NO ³｝＜0.8 ×10^-2 （Δｘ＜０）（４）０．３＜Ｄ_III／（ｆ_W・ｆ_T）^1/2＜０．８ここで、ｆ_W、ｆ_Tはそれぞれ広角端、望遠端の全系の
焦点距離、ｒ₃₁、ｒ₃₂はそれぞれ第３群の最も物体側の
正レンズの物体側面及び像側面の光軸近傍の曲率半径、
ｒ₃₃、ｒ₃₄はそれぞれ第３群の負メニスカスレンズの物
体側面及び像側面の光軸近傍の曲率半径、Δｘは第３群
の最も物体側の正レンズの焦点距離が同じになる球面に
対する非球面の光軸方向への偏倚量、Ｆ_NOは全系の広角
端の開放Ｆナンバー、Ｄ_IIIは第３群の最も物体側の面
の面頂から最も像側の面の面頂までの距離、である。

【０００８】この場合、第３群の像側に、位置が固定さ
れ屈折力の小さい第４群を配置しても、同様に前玉径の
小さい小型のズームレンズとすることができる。

【０００９】

【作用】次に、本発明の条件と作用について説明する。
本発明の小型のズームレンズは、物体側から順に、少な
くとも正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する
第２群、位置が固定された開口絞り、正の屈折力を有す
る第３群からなり、変倍時には第２群と第３群は互いに
逆方向へ移動し、第３群は、物体側から順に、非球面を
有する正レンズ、像側に強い曲率の凹面を有する負のメ
ニスカスレンズ、正レンズの３枚にて構成し、第３群の
広角端における倍率β_IIIWと望遠端における倍率β_IIIT
の比率β_IIIT／β_IIIWが１．４以上であるように構成し
たことを特徴としている。

【００１０】この様に、位置固定の絞りよりも像側にあ
る第３群にも変倍作用を持たせることで、絞りよりも物
体側の変倍に必要なスペースを少なくすることができる
ので、従来のもので大きかった前玉径を小さくすること
ができるようになる。

【００１１】しかしながら、元来、第３群への入射光線
高が高いため、変倍時の収差変動が従来例よりも発生し
やすくなるという問題を有している。これを解決すれ
ば、前玉径の小さな結像特性の良好なズームレンズを得
ることができる。そのために設定したのが条件（１）〜
（４）である。

【００１２】条件（１）、（２）は、それぞれ第３群の
最も物体側の正レンズと負メニスカスレンズのシェープ
ファクターを規定したものであり、条件（１）の下限又
は条件（２）の上限を越えると、第３群による球面収差
の発生量が大きくなり過ぎ、一方、条件（１）の上限又
は条件（２）の下限を越えると、第３群によるメリジオ
ナル像面の湾曲が大きくなり過ぎ、好ましくない。

【００１３】条件（３）は、第３群の最も物体側の正レ
ンズの物体側の面を非球面とした場合、その面の近軸曲
率半径と同じ曲率半径を有する球面からの光軸方向のズ
レ量Δｘを規定したものである。この条件の下限を越え
ると、球面収差補正が不足し、上限を越えると、かえっ
て補正過剰となり、好ましくない。

【００１４】条件（４）は、第３群の総厚を規定したも
ので、これは変倍のための可動スペースを考えると極力
薄いに越したことはない。上限を越えると、全長が長く
なったり第３群自体の径が大きくなったりするか、又
は、可動スペースが不足し、第３群の変倍比がとれない
か、又は、パワー増大のために球面収差、コマ、非点収
差の各収差が悪化してしまう。一方、その下限を越える
と、正レンズの縁肉の確保ができなくなってしまう。

【００１５】なお、第３群の像側に、位置が固定され屈
折力の小さい第４群を配置してもよい。この場合も、３
群構成と同様、前玉径の小さい小型のズームレンズとす
ることができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明のズームレンズの実施例１、２
について説明する。各実施例のレンズデータは後に示す
が、これら実施例の広角端（Ｗ）、標準状態（Ｓ）、望
遠端（Ｔ）におけるレンズ断面をそれぞれ図１、図２に
示す。

【００１７】何れの実施例においても、第１レンズ群Ｉ
は、物体側より順に、像側に強い曲率を持った凹メニス
カスレンズと両凸レンズとの２枚からなり、第２群II
は、物体側より順に、両凹レンズと、両凹レンズと両凸
レンズの貼り合わせレンズとの３枚からなり、第３群II
I は、物体側より順に、両凸レンズ、像側に強い曲率を
持った凹メニスカスレンズ、両凸レンズの３枚からな
る。非球面については、実施例１、２とも第３群III の
第１レンズの物体側の面及び第３レンズの像側の面に用
いており、実施例１はこの２面のみであり、実施例２に
おいては、この２面に加えて、第３群III の像側に物体
面側を非球面にした固定の平行平面板Ｐを配置してあ
る。また、実施例１の第１７面から第２１面及び実施例
２の第１９面から第２３面は、フィルター等の光学部材
を示す。

【００１８】なお、以下において、記号は、上記の外、
ｆは全系の焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、
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、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の
屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数であり、ま
た、非球面形状は、光軸方向をｘ、光軸に直交する方向
をｙとした時、次の式で表される。

【００１９】ｘ=(ｙ²/ｒ）／［1+｛1-Ｐ( ｙ²/ｒ²)｝^1/2］＋A₄ｙ⁴＋A₆ｙ⁶+A₈ｙ⁸ ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、A₄、A₆、A₈
は非球面係数である。

【００２０】実施例１ｆ＝ 10.30〜 16.42〜 26.19 Ｆ_NO＝ 2.06〜 2.37〜 3.30 ω ＝ 22.2〜 14.3〜 9.1° ｒ₁= 17.3245 ｄ₁= 1.1000 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= 11.8868 ｄ₂= 0.4200 ｒ₃= 15.0103 ｄ₃= 3.2000 ｎ_d2 =1.69680 ν_d2 =55.52 ｒ₄= -44.9603 ｄ₄=(可変) ｒ₅= -37.4832 ｄ₅= 0.9000 ｎ_d3 =1.80100 ν_d3 =34.97 ｒ₆= 9.1832 ｄ₆= 1.4700 ｒ₇= -9.4743 ｄ₇= 0.8000 ｎ_d4 =1.58267 ν_d4 =46.33 ｒ₈= 10.9950 ｄ₈= 2.0000 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₉= -35.9264 ｄ₉=(可変) r₁₀= ∞ (絞り) ｄ₁₀=(可変) ｒ₁₁= 7.6006(非球面) ｄ₁₁= 5.0000 ｎ_d6 =1.58913 ν_d6 =61.18 ｒ₁₂= -19.0955 ｄ₁₂= 0.1500 ｒ₁₃= 13.1572 ｄ₁₃= 0.8000 ｎ_d7 =1.84666 ν_d7 =23.78 ｒ₁₄= 6.2559 ｄ₁₄= 1.6400 ｒ₁₅= 30.5774 ｄ₁₅= 2.9000 ｎ_d8 =1.60311 ν_d8 =60.70 ｒ₁₆= -25.8351(非球面) ｄ₁₆=(可変) ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 1.6000 ｎ_d9 =1.51633 ν_d9 =64.15 ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 4.4000 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.83 ｒ₁₉= ∞ ｄ₁₉= 0.5000 ｒ₂₀= ∞ ｄ₂₀= 0.6000 ｎ_d11=1.51633 ν_d11=64.15 ｒ₂₁= ∞ 非球面係数第１１面Ｐ＝1 A₄＝-0.44530×10^-3 A₆＝-0.11465×10^-5 A₈＝-0.97900×10^-7 第１６面Ｐ＝1 A₄＝-0.94684×10^-4 A₆＝ 0.69271×10^-5 A₈＝-0.55011×10^-6 。

【００２１】実施例２ｆ＝ 10.30〜 16.42〜 26.19 Ｆ_NO＝ 2.06〜 2.37〜 3.30 ω ＝ 22.2〜 14.3〜 9.1° ｒ₁= 17.5774 ｄ₁= 1.1000 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= 12.1065 ｄ₂= 0.3700 ｒ₃= 14.9556 ｄ₃= 3.2000 ｎ_d2 =1.69680 ν_d2 =55.52 ｒ₄= -49.1453 ｄ₄=(可変) ｒ₅= -38.5589 ｄ₅= 0.9000 ｎ_d3 =1.80100 ν_d3 =34.97 ｒ₆= 9.0436 ｄ₆= 1.5000 ｒ₇= -9.5917 ｄ₇= 0.8000 ｎ_d4 =1.58267 ν_d4 =46.33 ｒ₈= 10.9495 ｄ₈= 2.0000 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₉= -34.9714 ｄ₉=(可変) ｒ₁₀= ∞ (絞り) ｄ₁₀=(可変) ｒ₁₁= 7.7536(非球面) ｄ₁₁= 5.0000 ｎ_d6 =1.58913 ν_d6 =61.18 ｒ₁₂= -18.4124 ｄ₁₂= 0.1500 ｒ₁₃= 13.1789 ｄ₁₃= 0.8000 ｎ_d7 =1.84666 ν_d7 =23.78 ｒ₁₄= 6.2235 ｄ₁₄= 1.7000 ｒ₁₅= 29.4780 ｄ₁₅= 2.9000 ｎ_d8 =1.60311 ν_d8 =60.70 ｒ₁₆= -25.6509(非球面) ｄ₁₆=(可変) ｒ₁₇= ∞ (非球面) ｄ₁₇= 1.0000 ｎ_d9 =1.49216 ν_d9 =57.50 ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.7811 r₁₉= ∞ ｄ₁₉= 1.6000 ｎ_d10=1.51633 ν_d10=64.15 ｒ₂₀= ∞ ｄ₂₀= 4.4000 ｎ_d11=1.54771 ν_d11=62.83 ｒ₂₁= ∞ ｄ₂₁= 0.5000 ｒ₂₂= ∞ ｄ₂₂= 0.6000 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.15 ｒ₂₃= ∞ 非球面係数第１１面Ｐ＝1 A₄＝-0.43326×10^-3 A₆＝-0.18092×10^-5 A₈＝-0.75075×10^-7 第１６面Ｐ＝1 A₄＝-0.13721×10^-3 A₆＝ 0.68246×10^-5 A₈＝-0.60434×10^-6 第１７面Ｐ＝1 A₄＝-0.11475×10^-3 A₆＝ 0.10479×10^-4 A₈＝-0.39435×10^-6 。

【００２２】以上の実施例１、２の広角端（Ｗ）、標準
状態（Ｓ）、望遠端（Ｔ）、及び、望遠端において物体
距離ｓ₁＝−１ｍに合焦したとき（Ｔ（１ｍ））におけ
る球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、コマ収
差（メリジオナル）をそれぞれ図３、図４の収差図に示
す。

【００２３】また、各実施例の前記したβ_IIIT／β_IIIW
及び条件（１）〜（４）の値を次の表に示す。

【００２４】

【発明の効果】本発明の小型のズームレンズは、前玉が
小型で結像特性の良好なタイプのズームレンズにおい
て、前玉の小型化によって悪化しやすいメリジオナル成
分の結像特性を、特に結像と変倍とを司る第３群の形状
を工夫することにより、良好に補正したものであり、こ
の前玉径の小型化により、追従性が良く消費電力の少な
いオートフォーカスを前玉を用いても可能にしたもので
あり、小型のスチルビデオカメラ、メモリーカードカメ
ラ等に最適なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の広角端（Ｗ）、標準状態（Ｓ）、望
遠端（Ｔ）におけるレンズ断面図である。

【図２】実施例２の図１と同様な図である。

【図３】実施例１の広角端（Ｗ）、標準状態（Ｓ）、望
遠端（Ｔ）、及び、望遠端において物体距離１ｍに合焦
したとき（Ｔ（１ｍ））における球面収差、非点収差、
歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（メリジオナル）を示
す収差図である。

【図４】実施例２の図３と同様な図である。

【符号の説明】

Ｉ …第１群 II …第２群 III …第３群Ｐ …平行平面板Ｐ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、少なくとも正の屈折力
を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、位置が固
定された開口絞り、正の屈折力を有する第３群からな
り、変倍時には第２群と第３群は互いに逆方向へ移動
し、第３群は、物体側から順に、非球面を有する正レン
ズ、像側に強い曲率の凹面を有する負のメニスカスレン
ズ、正レンズの３枚にて構成され、第３群の広角端にお
ける倍率β_IIIWと望遠端における倍率β_IIITの比率β
_IIIT／β_IIIWが１．４以上であることを特徴とする小型
のズームレンズ。
【請求項２】以下の条件を満足することを特徴とする
請求項１記載の小型のズームレンズ：（１） −１．０＜（ｒ₃₁＋ｒ₃₂）／（ｒ₃₁−ｒ₃₂）＜
−０．１（２）１．５＜（ｒ₃₃＋ｒ₃₄）／（ｒ₃₃−ｒ₃₄）＜
４（３）0.5 ×10^-3＜｜Δｘ｜／｛（ｆ_W・ｆ_T）^1/2Ｆ
_NO ³｝＜0.8 ×10^-2（Δｘ＜０）（４）０．３＜Ｄ_III／（ｆ_W・ｆ_T）^1/2＜０．
８ただし、ｆ_W、ｆ_Tはそれぞれ広角端、望遠端の全系の
焦点距離、ｒ₃₁、ｒ₃₂はそれぞれ第３群の最も物体側の正レンズの
物体側面及び像側面の光軸近傍の曲率半径、ｒ₃₃、ｒ₃₄はそれぞれ第３群の負メニスカスレンズの物
体側面及び像側面の光軸近傍の曲率半径、 Δｘは第３群の最も物体側の正レンズの焦点距離が同じ
になる球面に対する非球面の光軸方向への偏倚量、Ｆ_NOは全系の広角端の開放Ｆナンバー、Ｄ_IIIは第３群の最も物体側の面の面頂から最も像側の
面の面頂までの距離、である。
【請求項３】前記第３群の像側に、位置が固定され屈
折力の小さい第４群を有することを特徴とする請求項２
記載の小型のズームレンズ。