JP3478464B2 - 小型ズームレンズ - Google Patents
小型ズームレンズInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は小型ズームレンズ
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いる従来か
らのビデオカメラに加え、近来、デジタルスチルカメラ
が普及してきている。これらビデオカメラやデジタルス
チルカメラに用いる固体撮像素子は、フルカラーの画像
を取り込めるように、１枚を複数の色に塗分けられた色
分解用のカラーフィルタを配備されているものが多い。
らのビデオカメラに加え、近来、デジタルスチルカメラ
が普及してきている。これらビデオカメラやデジタルス
チルカメラに用いる固体撮像素子は、フルカラーの画像
を取り込めるように、１枚を複数の色に塗分けられた色
分解用のカラーフィルタを配備されているものが多い。
【０００３】この型のカラー画像用の固体撮像素子は
「ＣＣＤ」に代表されるように、受光面とカラーフィル
タとの間に隙間があり、結像光束が斜めから固体撮像素
子に入射すると、受光面に達する光がフィルタにケラれ
て実質的な開口効率が低下したり、フィルタ画素と受光
素子との対応関係がずれて「色ずれ」の原因になった
り、モアレ防止用の水晶フィルタの実効厚さが軸上と周
辺とで異なってしまうという問題を生じる。
「ＣＣＤ」に代表されるように、受光面とカラーフィル
タとの間に隙間があり、結像光束が斜めから固体撮像素
子に入射すると、受光面に達する光がフィルタにケラれ
て実質的な開口効率が低下したり、フィルタ画素と受光
素子との対応関係がずれて「色ずれ」の原因になった
り、モアレ防止用の水晶フィルタの実効厚さが軸上と周
辺とで異なってしまうという問題を生じる。
【０００４】このため、このようなカラー画像用の固体
撮像素子に結像を行なうレンズ系では、射出瞳位置を像
面から十分に離すことにより「テレセントリック性」を
高める必要がある。
撮像素子に結像を行なうレンズ系では、射出瞳位置を像
面から十分に離すことにより「テレセントリック性」を
高める必要がある。
【０００５】固体撮像素子は一般に銀塩フィルムに比し
て光感度が低い。従って、撮影レンズが暗いと、デジタ
ルスチルカメラによる撮影では「銀塩写真の場合に比し
て長い露光時間」を必要とし、手振れや被写体の動きに
よる撮影画像の「流れ」が発生しやすい。このような問
題を回避するため、ビデオカメラやデジタルスチルカメ
ラ用の撮影レンズはできるだけ明るいレンズであること
が望ましい。
て光感度が低い。従って、撮影レンズが暗いと、デジタ
ルスチルカメラによる撮影では「銀塩写真の場合に比し
て長い露光時間」を必要とし、手振れや被写体の動きに
よる撮影画像の「流れ」が発生しやすい。このような問
題を回避するため、ビデオカメラやデジタルスチルカメ
ラ用の撮影レンズはできるだけ明るいレンズであること
が望ましい。
【０００６】従来から広く知られた２群ズームレンズ
は、負の屈折力を有する第１群を物体側に、正の屈折力
を持つ第２群を像側に配して構成されるが、これらの多
くは射出瞳位置が像面に近いためテレセントリック性が
低く、カラー画像用の固体撮像素子に撮影対象を結像さ
せるレンズとしては好ましくない。
は、負の屈折力を有する第１群を物体側に、正の屈折力
を持つ第２群を像側に配して構成されるが、これらの多
くは射出瞳位置が像面に近いためテレセントリック性が
低く、カラー画像用の固体撮像素子に撮影対象を結像さ
せるレンズとしては好ましくない。
【０００７】上記２群ズームレンズの像側に正の屈折力
を持つ第３群を配することにより、射出瞳位置を像面か
ら離すことが考えられ、１眼レフスチルカメラ用として
知られているが（特公平３−２０７３５号公報、同７−
５２２６号公報）、これらは一般に、第３群の屈折力が
極めて弱いため、射出瞳位置を像面から大きく離すこと
ができない。
を持つ第３群を配することにより、射出瞳位置を像面か
ら離すことが考えられ、１眼レフスチルカメラ用として
知られているが（特公平３−２０７３５号公報、同７−
５２２６号公報）、これらは一般に、第３群の屈折力が
極めて弱いため、射出瞳位置を像面から大きく離すこと
ができない。
【０００８】３群ズームレンズで、射出瞳位置を像面か
ら大きく離すようにしたものとして特開平６−９４９９
６号公報開示ものがあるが、このレンズでは、射出瞳位
置を像面から遠ざけるために「絞り」を第１，第２群間
に固定しているため、第１，第２群の移動が絞りによる
制約を受け、変倍比が２倍弱程度に留まっている。ま
た、上記各公報開示の３群ズームレンズは「最小のＦ／
Ｎｏ．」が２．８〜３．６と大きく、十分に明るいレン
ズであるとは言い難い。
ら大きく離すようにしたものとして特開平６−９４９９
６号公報開示ものがあるが、このレンズでは、射出瞳位
置を像面から遠ざけるために「絞り」を第１，第２群間
に固定しているため、第１，第２群の移動が絞りによる
制約を受け、変倍比が２倍弱程度に留まっている。ま
た、上記各公報開示の３群ズームレンズは「最小のＦ／
Ｎｏ．」が２．８〜３．６と大きく、十分に明るいレン
ズであるとは言い難い。
【０００９】勿論、ズームレンズは小型であることが望
ましい。
ましい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、射出瞳位置が像面から十分に離れ、最小のＦ
／Ｎｏ．として２．０程度を実現でき、性能良好で３倍
程度の大きい変倍比が可能で、デジタルスチルカメラや
ビデオカメラの撮影用レンズに適した明るい小型ズーム
レンズの実現を課題とする。
情に鑑み、射出瞳位置が像面から十分に離れ、最小のＦ
／Ｎｏ．として２．０程度を実現でき、性能良好で３倍
程度の大きい変倍比が可能で、デジタルスチルカメラや
ビデオカメラの撮影用レンズに適した明るい小型ズーム
レンズの実現を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の小
型ズームレンズは、図１に示すように、物体側（図の左
方）から像側へ向かって順次、第１〜第３群を配して成
る。第１群ＧＩは「負の屈折力」を有し、第２群ＧIIは
「正の屈折力」を有し、第３群ＧIIIは「正の屈折力」
を有する。第２群ＧIIの物体側に設けられた開口絞りＳ
は、ズーミング時に第２群ＧIIと一体に移動する。
型ズームレンズは、図１に示すように、物体側（図の左
方）から像側へ向かって順次、第１〜第３群を配して成
る。第１群ＧＩは「負の屈折力」を有し、第２群ＧIIは
「正の屈折力」を有し、第３群ＧIIIは「正の屈折力」
を有する。第２群ＧIIの物体側に設けられた開口絞りＳ
は、ズーミング時に第２群ＧIIと一体に移動する。
【００１２】広角端（図１(ａ)）から望遠端（図１
(ｂ)）へのズーミングに際し、第１群ＧＩは、光軸上を
先ず像側へ移動し、途中で移動方向を物体側へ反転する
ことにより「像側に凸の凸弧状に移動」して焦点位置の
変動を補正し、第２群ＧIIは、光軸上を「物体側へ単調
に移動」して変倍を行なう。また、第３群ＧIII は、光
軸上を先ず物体側へ移動し、途中で移動方向を像側へ反
転することにより「物体側に凸の凸弧状に移動」して変
倍を行なう。
(ｂ)）へのズーミングに際し、第１群ＧＩは、光軸上を
先ず像側へ移動し、途中で移動方向を物体側へ反転する
ことにより「像側に凸の凸弧状に移動」して焦点位置の
変動を補正し、第２群ＧIIは、光軸上を「物体側へ単調
に移動」して変倍を行なう。また、第３群ＧIII は、光
軸上を先ず物体側へ移動し、途中で移動方向を像側へ反
転することにより「物体側に凸の凸弧状に移動」して変
倍を行なう。
【００１３】開口絞りＳはズーミングに際して、第２群
ＧIIと一体に移動するので、開口絞りにより第２群ＧII
の移動が妨げられることがない。
ＧIIと一体に移動するので、開口絞りにより第２群ＧII
の移動が妨げられることがない。
【００１４】第Ｉ群（Ｉ＝１〜３）の焦点距離をｆI 、
広角端における全系の合成焦点距離をｆW 、望遠端にお
ける第２群の結像倍率をｍ(2T)とするとき、これらは条
件： （１） ２．８＜｜ｆ1｜／ｆW＜３．０（ｆ1＜０） （２） ｆ3／ｆW＜２．９ （３） ０．７３＜ｆ2／ｆ3＜０．８６（ｆ2＞０，ｆ3＞０） （４） １．４４＜｜ｍ(2T)｜＜１．５６（ｍ(2T)＜０） を満足する。「望遠端における第２群の結像倍率：ｍ(2
T)」は、望遠端における群配置で、第１群の像点を物点
とする第２群の結像倍率である。
広角端における全系の合成焦点距離をｆW 、望遠端にお
ける第２群の結像倍率をｍ(2T)とするとき、これらは条
件： （１） ２．８＜｜ｆ1｜／ｆW＜３．０（ｆ1＜０） （２） ｆ3／ｆW＜２．９ （３） ０．７３＜ｆ2／ｆ3＜０．８６（ｆ2＞０，ｆ3＞０） （４） １．４４＜｜ｍ(2T)｜＜１．５６（ｍ(2T)＜０） を満足する。「望遠端における第２群の結像倍率：ｍ(2
T)」は、望遠端における群配置で、第１群の像点を物点
とする第２群の結像倍率である。
【００１５】上記のように、ズーミングに際して第３群
を「物体側に凸の凸弧状に移動」させることにより、第
２群のパワー負担を軽減させつつ、第２群による変倍を
補助し、第２群の移動量を小さくして、ズームレンズと
しての小型化と高変倍とを実現させることが可能とな
る。
を「物体側に凸の凸弧状に移動」させることにより、第
２群のパワー負担を軽減させつつ、第２群による変倍を
補助し、第２群の移動量を小さくして、ズームレンズと
しての小型化と高変倍とを実現させることが可能とな
る。
【００１６】条件（１）は、全系を小型化し、収差を良
好に補正するため、第１群の焦点距離：ｆ1 の範囲を規
制する条件であり、下限を越えると、第１群の負の屈折
力が強く成りすぎ、レンズ全系の小型化には有利である
が、球面収差を始めとする諸収差が悪化するため好まし
くない。また条件（１）の上限を越えると、収差は良好
になるが、レンズ全系を小型化することが困難になる。
好に補正するため、第１群の焦点距離：ｆ1 の範囲を規
制する条件であり、下限を越えると、第１群の負の屈折
力が強く成りすぎ、レンズ全系の小型化には有利である
が、球面収差を始めとする諸収差が悪化するため好まし
くない。また条件（１）の上限を越えると、収差は良好
になるが、レンズ全系を小型化することが困難になる。
【００１７】条件（２）は、第３群の正の屈折力を規制
する条件であり、上限を越えると、第３群の正のパワー
が不十分となって射出瞳位置が像面に近づき、テレセン
トリック性が失われる。
する条件であり、上限を越えると、第３群の正のパワー
が不十分となって射出瞳位置が像面に近づき、テレセン
トリック性が失われる。
【００１８】条件（３）は、共に正の屈折力を持つ第
２，第３群の屈折力の配分を規制する条件であり、第
２，第３群の構成枚数を少なく保って小型化を容易に
し、なおかつ収差を良好に補正するための条件である。
条件（３）の下限を越えると、第３群の屈折力が不十分
となって第３群を用いる効果が少なく、第３群の屈折力
不足を補うために、第２群の屈折力負担が過大となって
球面収差が悪化し、像の平坦性も悪くなる。
２，第３群の屈折力の配分を規制する条件であり、第
２，第３群の構成枚数を少なく保って小型化を容易に
し、なおかつ収差を良好に補正するための条件である。
条件（３）の下限を越えると、第３群の屈折力が不十分
となって第３群を用いる効果が少なく、第３群の屈折力
不足を補うために、第２群の屈折力負担が過大となって
球面収差が悪化し、像の平坦性も悪くなる。
【００１９】条件（３）の上限を越えると、第３群の屈
折力負担が大きくなり、第２群の屈折力負担が緩和さ
れ、収差が良好となり、像の平坦性も良好になるが、負
の第１群、正の第２群双方の屈折力が弱くなる傾向とも
合致し、レンズ全系の小型化が困難になる。
折力負担が大きくなり、第２群の屈折力負担が緩和さ
れ、収差が良好となり、像の平坦性も良好になるが、負
の第１群、正の第２群双方の屈折力が弱くなる傾向とも
合致し、レンズ全系の小型化が困難になる。
【００２０】条件（４）は、ズームレンズ全長に関する
条件である。 変倍比：３程度を実現しようとする場合に、条件（４）
の上限を越えると、望遠端において全長が長くなりすぎ
て小型化に不利であるし、下限を越えると、望遠端では
全長が短くなるが、これに伴い、望遠端で所定の全系焦
点距離を確保するために第１群の屈折力が弱くなるの
で、第１群の移動量が増大してしまう。
条件である。 変倍比：３程度を実現しようとする場合に、条件（４）
の上限を越えると、望遠端において全長が長くなりすぎ
て小型化に不利であるし、下限を越えると、望遠端では
全長が短くなるが、これに伴い、望遠端で所定の全系焦
点距離を確保するために第１群の屈折力が弱くなるの
で、第１群の移動量が増大してしまう。
【００２１】なお、図１において、符号ＣＧは固体撮像
素子のカバーガラスを示し、符号Ｆは赤外光遮断フィル
タ（ＩＲＣＦ）とロウパスフィルタ（ＬＰＦ）を合わせ
たフィルタを示す。像面の位置には「固体撮像素子の受
光面」が位置する。前述のカラーフィルタはフィルタＦ
と像面との間に配備される。
素子のカバーガラスを示し、符号Ｆは赤外光遮断フィル
タ（ＩＲＣＦ）とロウパスフィルタ（ＬＰＦ）を合わせ
たフィルタを示す。像面の位置には「固体撮像素子の受
光面」が位置する。前述のカラーフィルタはフィルタＦ
と像面との間に配備される。
【００２２】請求項１記載の小型ズームレンズにおい
て、第１群ＧＩは「物体側から像側へ向かって順に、物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、像面に強い屈
折面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズを配し」て構成することができ、第２群ＧII
は「物体側から像側へ向かって順に、物体側に強い屈折
面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズ、像側に強い屈折面を向けた負レンズ、正レン
ズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズを配し」
て構成することができる（請求項２）。
て、第１群ＧＩは「物体側から像側へ向かって順に、物
体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、像面に強い屈
折面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズを配し」て構成することができ、第２群ＧII
は「物体側から像側へ向かって順に、物体側に強い屈折
面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズ、像側に強い屈折面を向けた負レンズ、正レン
ズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズを配し」
て構成することができる（請求項２）。
【００２３】このように、第１群ＧＩにおいて、負レン
ズを物体側に配することにより、ズームレンズのレンズ
外径を小さくし、第１群の構成レンズ枚数を３枚と少な
くすることが可能となる。また、第２群ＧIIで発生する
球面収差、コマ収差、非点収差を補正するため、第２群
ＧIIにおける「物体側の２枚の正レンズ」により球面収
差の発生を極力抑えて「全体として正の屈折力」を得、
続いて負レンズにより補正過剰とし、続く２枚の正レン
ズで各収差の画角差を平均化するのである。
ズを物体側に配することにより、ズームレンズのレンズ
外径を小さくし、第１群の構成レンズ枚数を３枚と少な
くすることが可能となる。また、第２群ＧIIで発生する
球面収差、コマ収差、非点収差を補正するため、第２群
ＧIIにおける「物体側の２枚の正レンズ」により球面収
差の発生を極力抑えて「全体として正の屈折力」を得、
続いて負レンズにより補正過剰とし、続く２枚の正レン
ズで各収差の画角差を平均化するのである。
【００２４】上記請求項２記載の小型ズームレンズにお
いて、第１群における正メニスカスレンズ（第１群で最
も像側に配備される）の物体側レンズ面を「光軸を離れ
るに従い正の屈折力が強くなる形状の非球面」とするこ
とができる（請求項３）。このような非球面の採用によ
り、特に短焦点側距離で増大する負の歪曲収差の補正が
容易になる。
いて、第１群における正メニスカスレンズ（第１群で最
も像側に配備される）の物体側レンズ面を「光軸を離れ
るに従い正の屈折力が強くなる形状の非球面」とするこ
とができる（請求項３）。このような非球面の採用によ
り、特に短焦点側距離で増大する負の歪曲収差の補正が
容易になる。
【００２５】上記請求項２または３記載の小型ズームレ
ンズにおいて、第２群において最も物体側に配備される
正レンズの物体側レンズ面を「光軸を離れるに従い正の
屈折力が弱くなる形状の非球面」とすることができる
（請求項４）。このような非球面の採用により、補正不
足となりがちな球面収差を良好に補正することが可能と
なる。
ンズにおいて、第２群において最も物体側に配備される
正レンズの物体側レンズ面を「光軸を離れるに従い正の
屈折力が弱くなる形状の非球面」とすることができる
（請求項４）。このような非球面の採用により、補正不
足となりがちな球面収差を良好に補正することが可能と
なる。
【００２６】上記請求項１〜４の任意の１に記載の小型
ズームレンズにおいては、第３群を「屈折力の強い面を
物体側にした両凸レンズ」とすることができる(請求項
５)。ズームレンズを小型化するには、第３群のレンズ
枚数も成るべく少ないことが望ましく、請求項５記載の
発明のように、第３群を単一のレンズで構成することに
より、第３群の付加が小型化に対する妨げとならないよ
うにでき、第３群ＧIII をなす両凸レンズの「屈折力の
強い面を物体側に向ける」ことにより、テレセントリッ
ク性を高めることができる。
ズームレンズにおいては、第３群を「屈折力の強い面を
物体側にした両凸レンズ」とすることができる(請求項
５)。ズームレンズを小型化するには、第３群のレンズ
枚数も成るべく少ないことが望ましく、請求項５記載の
発明のように、第３群を単一のレンズで構成することに
より、第３群の付加が小型化に対する妨げとならないよ
うにでき、第３群ＧIII をなす両凸レンズの「屈折力の
強い面を物体側に向ける」ことにより、テレセントリッ
ク性を高めることができる。
【００２７】上記請求項２〜５の任意の１に記載の記載
の小型ズームレンズにおいて、第１群の「物体側から２
枚目の負レンズ」、第２群の「物体側から第１枚目の正
レンズ、第３枚目の負レンズ、第４枚目の正レンズ」に
は、レンズ形状に自由度があるが、これらの形状として
「第１群の物体側から２枚目の負レンズを、両凹レンズ
とし、第２群の、物体側から第１枚目の正レンズを、物
体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側から第
３枚目の負レンズを、凹面を像側に向けた負メニスカス
レンズ、物体側から第４枚目の正レンズを両凸レンズ」
とすることができ（請求項６）、「第１群の物体側から
２枚目の負レンズを両凹レンズとし、第２群の、物体側
から第１枚目の正レンズを両凸レンズ、物体側から第３
枚目の負レンズを両凹レンズ、物体側から第４枚目の正
レンズを両凸レンズ」とすることもできる（請求項
７）。
の小型ズームレンズにおいて、第１群の「物体側から２
枚目の負レンズ」、第２群の「物体側から第１枚目の正
レンズ、第３枚目の負レンズ、第４枚目の正レンズ」に
は、レンズ形状に自由度があるが、これらの形状として
「第１群の物体側から２枚目の負レンズを、両凹レンズ
とし、第２群の、物体側から第１枚目の正レンズを、物
体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側から第
３枚目の負レンズを、凹面を像側に向けた負メニスカス
レンズ、物体側から第４枚目の正レンズを両凸レンズ」
とすることができ（請求項６）、「第１群の物体側から
２枚目の負レンズを両凹レンズとし、第２群の、物体側
から第１枚目の正レンズを両凸レンズ、物体側から第３
枚目の負レンズを両凹レンズ、物体側から第４枚目の正
レンズを両凸レンズ」とすることもできる（請求項
７）。
【００２８】上記の条件（１）〜（４）は互いに有機的
に関連しあって「性能の良好性を確保しつつ小型化と高
いテレセントリック性」を実現している。
に関連しあって「性能の良好性を確保しつつ小型化と高
いテレセントリック性」を実現している。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態を説明
する。図１〜図３はそれぞれ、以下に挙げる実施例１〜
３のレンズ構成を示す。実施例１〜３において、第１群
ＧＩは３枚のレンズで構成され、第２群ＧIIは５枚のレ
ンズで構成され、第３群ＧIIIは１枚のレンズで構成さ
れている（請求項２，６，７）。カバーガラスＣＧおよ
びフィルタＦは、実施例１〜３においては第３群ＧIII
の直後に配備したが、これらカバーガラスＣＧとフィル
タＦは、第３群ＧIII と像面との間のどこに在っても良
い。
する。図１〜図３はそれぞれ、以下に挙げる実施例１〜
３のレンズ構成を示す。実施例１〜３において、第１群
ＧＩは３枚のレンズで構成され、第２群ＧIIは５枚のレ
ンズで構成され、第３群ＧIIIは１枚のレンズで構成さ
れている（請求項２，６，７）。カバーガラスＣＧおよ
びフィルタＦは、実施例１〜３においては第３群ＧIII
の直後に配備したが、これらカバーガラスＣＧとフィル
タＦは、第３群ＧIII と像面との間のどこに在っても良
い。
【００３０】
【実施例】図１に例示するように、各実施例において、
物体側から数えて第ｉ番目の面（絞りＳの面および固体
撮像素子のカバーガラスＣＧ、フィルタＦの面を含む）
をｒi(ｉ＝１〜２２)、物体側から数えて第ｉ番目の面
と第ｉ＋１番目の面の光軸上の面間隔をｄi(ｉ＝１〜２
１）、物体側から数えてｊ番目のレンズもしくはカバー
ガラス・フィルタの屈折率およびアッベ数を、それぞれ
ｎjおよびνj（ｊ＝１〜１１；ｊ＝１０はカバーガラス
ＣＧ、ｊ＝１１はフィルタＦ）とする。フィルタＦは
「ロウパスフィルタと赤外線カットフィルタ」とで構成
されている。
物体側から数えて第ｉ番目の面（絞りＳの面および固体
撮像素子のカバーガラスＣＧ、フィルタＦの面を含む）
をｒi(ｉ＝１〜２２)、物体側から数えて第ｉ番目の面
と第ｉ＋１番目の面の光軸上の面間隔をｄi(ｉ＝１〜２
１）、物体側から数えてｊ番目のレンズもしくはカバー
ガラス・フィルタの屈折率およびアッベ数を、それぞれ
ｎjおよびνj（ｊ＝１〜１１；ｊ＝１０はカバーガラス
ＣＧ、ｊ＝１１はフィルタＦ）とする。フィルタＦは
「ロウパスフィルタと赤外線カットフィルタ」とで構成
されている。
【００３１】また、ｆは「全系の焦点距離」、ωは「半
画角」、Ｆ／Ｎｏ．は「明るさ」、Ｙ’は「像高」、ｆ
I（Ｉ＝１〜３）は「第Ｉ群の焦点距離」、ｆWは「広角
端における全系の合成焦点距離」、ｍ(2T)は「望遠端に
おける第２群の結像倍率」である。
画角」、Ｆ／Ｎｏ．は「明るさ」、Ｙ’は「像高」、ｆ
I（Ｉ＝１〜３）は「第Ｉ群の焦点距離」、ｆWは「広角
端における全系の合成焦点距離」、ｍ(2T)は「望遠端に
おける第２群の結像倍率」である。
【００３２】実施例１〜３とも、第５面（ｉ＝５）及び
第８面（ｉ＝８：絞りの直後の面）に「非球面」を採用
している（請求項４，５）。非球面は周知の如く、光軸
方向にＺ軸、光軸直交方向にＹ軸を取るとき、周知の非
球面式： Ｚ＝（Ｙ2/ｒ）／［１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/ｒ)2}］＋
Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10＋．． で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面
で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係
数：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを与えて形状を特定する。なお、高
次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」
は「１０のべき乗」を表す。例えば「Ｅ−９」は１０~9
を意味し、この数値がその直前の数値に掛かるのであ
る。
第８面（ｉ＝８：絞りの直後の面）に「非球面」を採用
している（請求項４，５）。非球面は周知の如く、光軸
方向にＺ軸、光軸直交方向にＹ軸を取るとき、周知の非
球面式： Ｚ＝（Ｙ2/ｒ）／［１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/ｒ)2}］＋
Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10＋．． で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面
で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係
数：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを与えて形状を特定する。なお、高
次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」
は「１０のべき乗」を表す。例えば「Ｅ−９」は１０~9
を意味し、この数値がその直前の数値に掛かるのであ
る。
【００３３】
実施例１
ｆ＝５．７〜１６．５ｍｍ、Ｆ/Ｎｏ．＝２．０〜３．７、ω＝３３．２〜１
２．０度、Ｙ’＝３．４７
ｉ ｒi ｄi ｊ ｎj νj
１ １６．３７４ １．５７ １ １．６９６８０ ５５．４６
２ ７．２１８ ２．３２
３ −８２．１８０ ０．８０ ２ １．５１６８０ ６４．２０
４ ９．７６８ １．７５
５ １４．７３１ １．５１ ３ １．８２０２７ ２９．７０
６ ５５．３９１ 可変
７ ∞（絞り） ０．５０
８ ６．６１７ １．８６ ４ １．５８９１３ ６１．２８
９ ７３．３８６ ０．７２
10 １７．６９８ １．２６ ５ １．６５１６０ ５８．４０
11 ２４．９９３ ０．２７
12 ２０．８８４ ２．２０ ６ １．８４６６６ ２３．７８
13 ５．２０７ ０．８４
14 ４５．８５４ １．１１ ７ １．７４４００ ４４．９０
15 −２３．２０１ ０．１４
16 ６．４８１ ３．５２ ８ １．６９６８０ ５５．４６
17 ７．０７２ 可変
18 １２．６８８ ２．０７ ９ １．４８７４９ ７０．４４
19 −２０．５８６ 可変
20 ∞ ２．００ 10 １．５１６８０ ６４．２０
21 ∞ １．１０ 11 １．５４０７２ ４７．２０
22 ∞ 。
【００３４】
非球面
第５面：
Ｋ＝ ２．２０００３，Ａ＝ ４．４０３１２Ｅ−５，
Ｂ＝−３．５０５５８Ｅ−６，Ｃ＝ １．５３４９６Ｅ−７，
Ｄ＝−３．００２４９Ｅ−９
第８面：
Ｋ＝−０．７００１５，Ａ＝ ５．１３４９２Ｅ−５，
Ｂ＝−４．８２５４１Ｅ−７，Ｃ＝ ４．９０４９９Ｅ−８ 。
【００３５】
可変量：
ｆ ５．７０ ９．７０ １６．５０
ｄ6 １６．２３ ５．７３ １．６０
ｄ17 １．０４ ４．２０ １３．５３
ｄ19 １．００ ２．７２ ０．９３ 。
【００３６】条件式のパラメータの値：
｜ｆ1｜/｜ｆW｜＝２．８１，ｆ3／ｆW＝２．８８，ｆ2
/ｆ3＝０．７３８，｜ｍ(2T)｜＝１．５５９ 。
/ｆ3＝０．７３８，｜ｍ(2T)｜＝１．５５９ 。
【００３７】
実施例２
ｆ＝５．７〜１６．５ｍｍ、Ｆ/Ｎｏ．＝２．１〜３．７、ω＝３３．２〜１
１．９度、Ｙ’＝３．４７
ｉ ｒi ｄi ｊ ｎj νj
１ １６．９５８ ０．８０ １ １．６９６８０ ５５．４６
２ ７．３８０ ２．２７
３ −７９．９４２ ０．８０ ２ １．６０３１１ ６０．６９
４ １１．９３４ １．５８
５ １５．０１６ １．５５ ３ １．８２０２７ ２９．７０
６ ７６．５２０ 可変
７ ∞（絞り） ０．５０
８ ８．３７９ １．８９ ４ １．６２２９９ ５８．１２
９ −５０．８２４ ０．１０
10 １２．７９４ １．２１ ５ １．８０６１０ ４０．７３
11 １１１．１２６ ０．４１
12 −７３．５４３ ４．５６ ６ １．８４６６６ ２３．７８
13 ４．９４０ ０．７３
14 ３６．４０４ １．０４ ７ １．８３４００ ３７．３４
15 −３０．９２４ ０．８２
16 ５．８６３ １．１０ ８ １．６９６８０ ５５．４６
17 ６．４６７ 可変
18 １４．５４５ １．８５ ９ １．６１２７２ ５８．５８
19 −２５．８３２ 可変
20 ∞ ２．００ 10 １．５１６８０ ６４．２０
21 ∞ １．１０ 11 １．５４０７２ ４７．２０
22 ∞ 。
【００３８】
非球面
第５面：
Ｋ＝ ０．４７０３１，Ａ＝ ７．５３８５８Ｅ−５，
Ｂ＝−２．３６１７３Ｅ−６，Ｃ＝ １．１７３７５Ｅ−７，
Ｄ＝−２．０２７９Ｅ−９
第８面：
Ｋ＝−０．８１８５２，Ａ＝ ２．２３０３２Ｅ−５，
Ｂ＝−３．４３７２３Ｅ−７，Ｃ＝ １．３４８６２Ｅ−８ 。
【００３９】
可変量：
ｆ ５．７０ ９．７０ １６．５０
ｄ6 １７．４１ ６．３７ １．６０
ｄ17 １．１８ ４．３８ １２．５７
ｄ19 １．００ １．８０ ０．９９ 。
【００４０】条件式のパラメータの値：
｜ｆ1｜/｜ｆW｜＝２．９４，ｆ3／ｆW＝２．７１，ｆ2
/ｆ3＝０．７８０，｜ｍ(2T)｜＝１．４４２ 。
/ｆ3＝０．７８０，｜ｍ(2T)｜＝１．４４２ 。
【００４１】
実施例３
ｆ＝５．７〜１６．５ｍｍ、Ｆ/Ｎｏ．＝２．０〜３．７、ω＝３３．３〜１
２．１度、Ｙ’＝３．４７
ｉ ｒi ｄi ｊ ｎj νj
１ １７．４３８ ０．９０ １ １．６９６８０ ５５．４６
２ ７．８１９ ２．２４
３ −１１０．９９２ ０．８０ ２ １．５６３８４ ６０．８３
４ ９．９３３ １．８７
５ １５．４８７ １．５７ ３ １．８２０２７ ２９．７０
６ ７４．３７９ 可変
７ ∞（絞り） ０．５０
８ ７．１６６ ２．０４ ４ １．６２２９９ ５８．１２
９ −９３．５９４ ０．１０
10 １１．８７０ １．２５ ５ １．７４９５０ ３５．０４
11 ７５．８４５ ０．４５
12 −６８．０７５ ３．００ ６ １．８４６６６ ２３．７８
13 ４．８０２ ０．９０
14 ３５．２７４ １．１１ ７ １．８３４００ ３７．３４
15 −２７．３２９ ０．２５
16 ５．６０８ １．０８ ８ １．６９６８０ ５５．４６
17 ５．９３８ 可変
18 １０．８８３ ２．４１ ９ １．４８７４９ ７０．４４
19 −１９．６０４ 可変
20 ∞ ２．００ 10 １．５１６８０ ６４．２０
21 ∞ １．１０ 11 １．５４０７２ ４７．２０
22 ∞ 。
【００４２】
非球面
第５面：
Ｋ＝ ３．７９２７１，Ａ＝−４．３１５４３Ｅ−６，
Ｂ＝−４．７７８９３Ｅ−６，Ｃ＝ １．５６０２５Ｅ−７，
Ｄ＝−３．５６１６５Ｅ−９
第８面：
Ｋ＝−０．７０９ ，Ａ＝ ４．６３７５５Ｅ−５，
Ｂ＝−７．７８９３Ｅ−７，Ｃ＝ ７．０２６８０Ｅ−８ 。
【００４３】
可変量：
ｆ ５．７０ ９．７０ １６．５０
ｄ6 １５．６２ ５．０４ １．６０
ｄ17 １．２０ ４．６５ １４．９０
ｄ19 １．００ ２．６２ ０．４９ 。
【００４４】条件式のパラメータの値：
｜ｆ1｜/｜ｆW｜＝２．８９，ｆ3／ｆW＝２．５６，ｆ2
/ｆ3＝０．８５１，｜ｍ(2T)｜＝１．５５５ 。
/ｆ3＝０．８５１，｜ｍ(2T)｜＝１．５５５ 。
【００４５】図４〜図６に順次、実施例１に関する収差
図を示す。図４は広角端、図５は中間焦点距離、図６は
望遠端に関するものである。図７〜図９に順次、実施例
２に関する収差図を示す。図７は広角端、図８は中間焦
点距離、図９は望遠端に関するものである。図１０〜図
１２に順次、実施例３に関する収差図を示す。図１０は
広角端、図１１は中間焦点距離、図１２は望遠端に関す
るものである。これらの収差図において、「ＳＡ」は球
面収差、「ＳＣ」は正弦条件、「Ａｓｔ」は非点収差、
「Ｄｉｓｔ」は歪曲収差を示し、「ｄおよびｇ」は収差
がｄ線およびｇ線に関するものであることを示す。球面
収差および正弦条件の図において実線が球面収差、破線
が正弦条件である。また非点収差の図において実線はサ
ジタル光線、破線はメリディオナル光線を示す。
図を示す。図４は広角端、図５は中間焦点距離、図６は
望遠端に関するものである。図７〜図９に順次、実施例
２に関する収差図を示す。図７は広角端、図８は中間焦
点距離、図９は望遠端に関するものである。図１０〜図
１２に順次、実施例３に関する収差図を示す。図１０は
広角端、図１１は中間焦点距離、図１２は望遠端に関す
るものである。これらの収差図において、「ＳＡ」は球
面収差、「ＳＣ」は正弦条件、「Ａｓｔ」は非点収差、
「Ｄｉｓｔ」は歪曲収差を示し、「ｄおよびｇ」は収差
がｄ線およびｇ線に関するものであることを示す。球面
収差および正弦条件の図において実線が球面収差、破線
が正弦条件である。また非点収差の図において実線はサ
ジタル光線、破線はメリディオナル光線を示す。
【００４６】実施例１〜３とも、広角・中間・望遠の何
れにおいても収差は良好に補正され、性能良好で、明る
く、広画角である。変倍比は実施例１〜３を通じて２．
８９と３に近い高変倍比である。
れにおいても収差は良好に補正され、性能良好で、明る
く、広画角である。変倍比は実施例１〜３を通じて２．
８９と３に近い高変倍比である。
【００４７】またレンズ全長が最大と成る「広角端にお
けるレンズ全長」は、実施例１で４３．１４ｍｍ、実施
例２で４５．０４ｍｍ、実施例３で４３．０６ｍｍであ
り、コンパクトである。
けるレンズ全長」は、実施例１で４３．１４ｍｍ、実施
例２で４５．０４ｍｍ、実施例３で４３．０６ｍｍであ
り、コンパクトである。
【００４８】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な小型ズームレンズを提供できる。この発明の小
型ズームレンズは、上記の如く、射出瞳位置を像面から
十分に離すことができるためテレセントリック性に優
れ、カラー画像用の固体撮像素子における色分解用のフ
ィルターによるケラれや、色ずれを有効に軽減できる。
また、開口絞りが移動群の移動を制限しないので、上記
各実施例に見られるように「３倍近い変倍比」が可能で
ある。
ば新規な小型ズームレンズを提供できる。この発明の小
型ズームレンズは、上記の如く、射出瞳位置を像面から
十分に離すことができるためテレセントリック性に優
れ、カラー画像用の固体撮像素子における色分解用のフ
ィルターによるケラれや、色ずれを有効に軽減できる。
また、開口絞りが移動群の移動を制限しないので、上記
各実施例に見られるように「３倍近い変倍比」が可能で
ある。
【００４９】レンズ全長は、最大と成る広角端において
も上記各実施例に見られるように４３〜４５ｍｍ程度と
コンパクトである。また、各実施例に見られるように、
最小のＦ／Ｎｏ．は２．０〜２．１と明るく、広角端に
おける画角も半画角：３３度以上と広画角であり、各実
施例のように良好な性能を実現できる。またこの発明の
小型ズームレンズは第３群を移動させるので、第３群を
固定する場合よりも像面を一定に保ちやすく、収差の補
正が容易である。この発明の小型ズームレンズはこのよ
うな効果を有するため、デジタルスチルカメラやビデオ
カメラの撮影用ズームレンズとして極めて好適である。
も上記各実施例に見られるように４３〜４５ｍｍ程度と
コンパクトである。また、各実施例に見られるように、
最小のＦ／Ｎｏ．は２．０〜２．１と明るく、広角端に
おける画角も半画角：３３度以上と広画角であり、各実
施例のように良好な性能を実現できる。またこの発明の
小型ズームレンズは第３群を移動させるので、第３群を
固定する場合よりも像面を一定に保ちやすく、収差の補
正が容易である。この発明の小型ズームレンズはこのよ
うな効果を有するため、デジタルスチルカメラやビデオ
カメラの撮影用ズームレンズとして極めて好適である。
【図１】この発明の小型ズームレンズのレンズ構成と変
倍動作を説明するための図であり、実施例１のレンズ構
成を示す図である。
倍動作を説明するための図であり、実施例１のレンズ構
成を示す図である。
【図２】実施例２のレンズ構成と変倍動作を示す図であ
る。
る。
【図３】実施例３のレンズ構成と変倍動作を示す図であ
る。
る。
【図４】実施例１に関する広角端の収差図である。
【図５】実施例１に関する中間焦点距離の収差図であ
る。
る。
【図６】実施例１に関する望遠端の収差図である。
【図７】実施例２に関する広角端の収差図である。
【図８】実施例２に関する中間焦点距離の収差図であ
る。
る。
【図９】実施例２に関する望遠端の収差図である。
【図１０】実施例３に関する広角端の収差図である。
【図１１】実施例３に関する中間焦点距離の収差図であ
る。
る。
【図１２】実施例３に関する望遠端の収差図である。
ＧＩ 第１群
ＧII 第２群
ＧIII 第３群
Ｓ 開口絞り
Claims (7)
- 【請求項１】物体側から像側へ向かって順次、第１〜第
３群を配して成り、 第１群は、負の屈折力を有し、 第２群は、正の屈折力を有し、 第３群は、正の屈折力を有し、 上記第２群の物体側に、ズーミング時に第２群と一体に
移動する開口絞りを有し、 広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１群は、光
軸上を先ず像側へ移動し、途中で移動方向を物体側へ反
転することにより、像側に凸の凸弧状に移動して焦点位
置の変動を補正し、第２群は光軸上を物体側へ単調に移
動して変倍を行ない、第３群は、光軸上を先ず物体側へ
移動し、途中で移動方向を像側へ反転することにより、
物体側に凸の凸弧状に移動して変倍を行ない、 第Ｉ群（Ｉ＝１〜３）の焦点距離をｆI、広角端におけ
る全系の合成焦点距離をｆW、望遠端における第２群の
結像倍率をｍ(2T)とするとき、これらが条件： （１） ２．８＜｜ｆ1｜／ｆW＜３．０（ｆ1＜０） （２） ｆ3／ｆW＜２．９ （３） ０．７３＜ｆ2／ｆ3＜０．８６（ｆ2＞０，ｆ3＞０） （４） １．４４＜｜ｍ(2T)｜＜１．５６（ｍ(2T)＜０） を満足することを特徴とする小型ズームレンズ。 - 【請求項２】請求項１記載の小型ズームレンズにおい
て、 第１群が、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズ、像面に強い屈折面を向
けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズを配してなり、 第２群が、物体側から像側へ向かって順に、物体側に強
い屈折面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズ、像側に強い屈折面を向けた負レンズ、
正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズを
配して成ることを特徴とする小型ズームレンズ。 - 【請求項３】請求項２記載の小型ズームレンズにおい
て、 第１群における正メニスカスレンズの物体側レンズ面
が、光軸を離れるに従い正の屈折力が強くなる形状の非
球面であることを特徴とする小型ズームレンズ。 - 【請求項４】請求項２または３記載の小型ズームレンズ
において、 第２群において、最も物体側に配備される正レンズの物
体側レンズ面が、光軸を離れるに従い正の屈折力が弱く
なる形状の非球面であることを特徴とする小型ズームレ
ンズ。 - 【請求項５】請求項１〜４の任意の１に記載の小型ズー
ムレンズにおいて、 第３群が、屈折力の強い凸面を物体側にした両凸レンズ
であることを特徴とする小型ズームレンズ。 - 【請求項６】請求項２または３または４または５記載の
小型ズームレンズにおいて、 第１群の、物体側から第２枚目の、像面に強い屈折面を
向けた負レンズが、両凹レンズであり、 第２群の、物体側から第１枚目の、物体側に強い屈折面
を向けた正レンズが、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズ、物体側から第３枚目の像側に強い屈折面を向
けた負レンズが凹面を像側に向けた負メニスカスレン
ズ、物体側から第４枚目の正レンズが両凸レンズである
ことを特徴とする小型ズームレンズ。 - 【請求項７】請求項２または３または４または５記載の
小型ズームレンズにおいて、 第１群の、物体側から２枚目の、像面に強い屈折面を向
けた負レンズが、両凹レンズであり、 第２群の、物体側から第１枚目の、物体側に強い屈折面
を向けた正レンズが、両凸レンズ、物体側から第３枚目
の像側に強い屈折面を向けた負レンズが、両凹レンズ、
物体側から第４枚目の正レンズが両凸レンズであること
を特徴とする小型ズームレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11827097A JP3478464B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 小型ズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11827097A JP3478464B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 小型ズームレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307258A JPH10307258A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3478464B2 true JP3478464B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=14732492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11827097A Expired - Fee Related JP3478464B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 小型ズームレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3478464B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545819B1 (en) | 1999-08-31 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and optical apparatus having the same |
| JP3709148B2 (ja) * | 2001-03-19 | 2005-10-19 | ペンタックス株式会社 | ズームレンズ系 |
| JP4656213B2 (ja) * | 2008-08-25 | 2011-03-23 | カシオ計算機株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いたプロジェクタ装置 |
-
1997
- 1997-05-08 JP JP11827097A patent/JP3478464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10307258A (ja) | 1998-11-17 |
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