JPH02203314A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH02203314A
JPH02203314A JP1023090A JP2309089A JPH02203314A JP H02203314 A JPH02203314 A JP H02203314A JP 1023090 A JP1023090 A JP 1023090A JP 2309089 A JP2309089 A JP 2309089A JP H02203314 A JPH02203314 A JP H02203314A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はズームレンズに関し、特に−眼しフレックカメ
ラやスチルビデオ等の比較的長いバックフォーカスを必
要とする撮影レンズに適し最も物体側に負レンズ群を配
置したズームレンズに関する。
〈従来技術〉 従来より、−眼レフレックスカメラでは、撮影レンズ後
方に回転式の反射鏡を設け、撮影レンズからの光束を反
射させてファインダー系へ導光させている。
このため−眼レフレックスカメラに用いられる撮影レン
ズは上述した反射鏡を配置する程度の長いバックフォー
カスが容易に得られ、しかも高い光学性能を維持させな
がら高変倍比を備えたズームレンズが要求されている。
又、カメラ本体の小型化に伴い、撮影レンズ自体の小型
・軽量化が望まれている。
従来より比較的小型であって一眼レフレックスカメラに
適したズームレンズとして物体側より順に負の屈折力、
正の屈折力を有する2群構成のズームレンズが例えば、
特開昭49−2545号公報をはじめとして特開昭52
−26236号公報や特開昭59−64811号公報等
で提案されている。
そして更に上述した2群構成のズームレンズをより小型
化を促進するための発展型として像側に固定の負レンズ
を配置したズームレンズが特開昭58−111013号
公報あるいは特開昭61−183613号公報、特開昭
62−112115号公報で提案されている。この特開
昭61−183613号公報、特開昭62−11211
5号公報では、一部のレンズ群に非球面を使用し小型化
を図ったズームレンズを開示している。
く本発明が解決しようとする問題点〉 上記のズームレンズは逆望遠タイプの広角レンズを基本
型としており、広角側の焦点距離をカバーするズームレ
ンズに向いている。
ところで、商品としては一般に35mm〜70 m m
の標準ズームとして広く使用されている。一方で、最近
このような標準ズームの望遠側への焦点距離の拡大が望
まれ、例えば特開昭58−75108号公報等で28 
m m 〜85 m m 、特公昭55−14403号
公報等で35 m m N140 m mと高倍率のズ
ームレンズが提案されているが、構成するレンズ枚数が
多(しかも移動するレンズ群数が多(なっている。従っ
て鏡筒構造の複雑化を招く一方高価であり、又、レンズ
全長も大きくなって、常時使用する標準ズームとしては
十分とはいえなかった。
本発明は光学性能を維持しながら、前述した標準ズーム
の2つの課題であるコンパクトさと低価格化をさらに実
現しつつ、しかも望遠側の焦点距離拡大したズームレン
ズの提供を目的としている。
〈問題点を解決するための手段及び構成〉物体側から順
に、負の屈折力を有しズーミング時に光軸に沿って移動
する第1レンズ群、正の屈折力を有しズーミング時に光
軸に沿って移動する第2レンズ群、負の屈折力を有しズ
ーミング時に固定の第3レンズ群から成り、前記第1レ
ンズ群は順に負の屈折力を有し像側に強い凹面を有する
11レンズ、正の屈折力を有するとともに非球面を有し
物体側に凸面を向けたメニスカス形状の12レンズを有
し、前記第2レンズ群は順に正の屈折力を有する2ルン
ズ、正の屈折力を有する22レンズ、両凹面の23レン
ズ、両凸の24レンズを有し、前記第3レンズ群は像側
に凹面を向けたメニスカス形状の31レンズを有し、以
下の条件を満足させたことにある。
つまり、 (1) −0,65<f 、 /f 、 < −0,4
5(2) 0.43 < r 2 / r 3< 0.
63(3)re/r+。<−15 (4) n 5 >1.8 である。
但し、 r 2 ; r 3 ; r 9 ; rto; fI ; 「T; n s ; 前記11レンズの像側の曲率半径、 前記12レンズの物体側の曲率半径、 前記23レンズの物体側の曲率半径、 前記23レンズの像側の曲率半径、 前記第1レンズ群の焦点距離、 望遠端に於ける全系の焦点距離、 前記23レンズのフランホーファーd−線の屈折率であ
る。
〈実施例〉 第2図、第4図、第6図、第8図は本発明に関する数値
実施例1.2.3.4のレンズ断面図である。
■は負の屈折力を有し望遠端から広角端へのズーミング
の時に矢印で示す軌跡の通りに移動する第1レンズ群、
■は正の屈折力を有しズーミングの時に矢印で示す軌跡
の通りに移動する第2レンズ群、■は負の屈折力を有し
ズーミングに際しては固定の第3レンズ群である。尚フ
ォーカシングを第1レンズ群を光軸に沿って移動させて
行っている。
ところでズーム比を大きくするには、一つに第1レンズ
群と第2レンズ群の移動量を大きくするのが一般的であ
るが、広角端での第1レンズ群と第2レンズ群の間隔及
び望遠端での第2レンズ群から像面までの間隔が大とな
り、レンズ全長が長くなる。
一方で、レンズ全長を比較的短くしながら所望のズーム
比を得るにはレンズ各群の屈折力を強めなければならな
いが、2群構成の場合には解がほぼ一意的に決まってし
まい結果として広角側のレンズ全長が長く、しかもフォ
ーカシング繰出し量が増大するという不都合が生じてく
る。従って、前述した特開昭58−111013号公報
に記されているように3群構成のズームタイプを採用す
ることが得策となってくる。
そして本発明に於いては更なる改良を加えて各レンズ群
の屈折力配置及びレンズ形状を前述した通りに定めるこ
とにより前述した目的を達成している。
次に各条件式の数値範囲の意義について説明する。
条件式(1)式の下限を越えて第1レンズ群の屈折力を
弱くすると広角側のレンズ全長が伸び、又フォーカシン
グの繰出し量が大となって鏡筒全長が伸びる一方、至近
側での周辺光量を確保する為にレンズ外径が大となり、
好ましくない。上限を越えて屈折力を強(すると歪曲収
差及び非点収差が特に広角側で大きく発生し、非球面を
使用しても補正の限度を越える。
条件式(2)式は第1レンズ群の屈折力を強めることに
よって発生する球面収差とコマ収差を良好に補正する為
の条件である。参考のために示す表1は数値実施例1の
各面のザイデル収差値である。
表で分かるようにr2及びr3で発生する球面収差は望
遠側で著しく増大し、望遠端の焦点距離を拡大すると増
加量も著しくなる。一方コマ収差は広角側と望遠側で符
号が逆転する変化となり、条件式(2)式の上限を越え
ても下限を越えても球面収差とコマ収差を同時に補正で
きなくなる。
条件式(3)式は23レンズの両面の屈折力分担に関す
る式である。条件式(1)式に従って第1レンズ群の屈
折力を強める際、同時に第2レンズ群の屈折力も強める
ことによってレンズ全長が短縮されるが、強い正屈折力
の群内収差を補正する為に負レンズ面が必要であり、少
ない構成枚数で実現するには1枚の両凹レンズの適切な
形状が要求される。r、側を強めると高次収差が発生し
、r、。側を強めると軸外収差が悪化するが条件式(4
)式のように高屈折率硝材を使用し、しかも条件式(3
)式のようにr to側により強い曲率を与え、しかも
第3レンズ群の31レンズを像側に強い凹面を有する負
メニスカスレンズとすることで良好な収差補正を可能に
している。表1で分かるように31レンズは広角側で非
点収差をオーバー側へ補正し、望遠側でアンダー側に補
正する効果を有している。
さらに好ましくは12レンズの像側の面を非球面化し、
周辺にいくに従って曲率が弱(なるように、すなわち周
辺で負の屈折力を弱(するように形状を与えることによ
り、良好な収差補正が可能となる。一般に広角系のズー
ムレンズでは非点収差と歪曲収差を補正することに着目
すれば第1レンズ群のどの面を非球面化しても効果に大
差はないが、条件式(2)式で説明したように望遠側へ
ズーム領域を拡大した場合は事情が異なり、(2)式の
条件に加えて12レンズの像側を非球面化することが好
ましい。さらに条件式(2)式に従って第1レンズ群の
屈折力を強め、しかも第1レンズ群中で最も絞りに近い
面すなわち収差論で言う五が低い面では非球面の量を大
きくし形状としては極所的な曲率半径が周辺部で逆転す
るように形状、つまり曲率半径はレンズ中心部で正であ
り、周辺部で負となるように与える必要がある。第1図
は非球面形状をデフォルメして表現した図であり、周辺
では凸面となる形状である。
本発明に於いて、さらに好ましくは31レンズのアツベ
数が50より大きい(ν〉5o)低分散硝材を使用する
ことが望ましい。最小の構成は単レンズであり、全長短
縮化の為に屈折力を強めると倍率色収差のズーム変動及
び望遠側での色のコマ、非点収差が発生する為、低分散
化する必要がある。
また、前述したように31レンズは非点収差のズーム変
動を補正しているが、球面系では限度があり、非球面化
することでさらに広角側の非点収差の改善に効果がある
ところでズームレンズのレンズ全長の表現は広角端か望
遠端か、あるいは第1レンズ群が往復移動する場合には
中間ズーム位置というように収納時の最短全長で表現す
ると、カタログの上では有利であろう。しかし、衝撃に
弱い欠点がある。例えば肩からカメラをぶら下げて観光
バスに乗り込む際、うっかり手すりの鉄パイプにレンズ
先端をぶつけて壊したという話を聞く。こうしたうっか
りミスにも強い構造として、ズーミングで最長しかもフ
ォーカスの繰出しで物体側へ移動する最長部よりさらに
物体側に強い固定鏡筒を設ければ良い。
このようにレンズ全長としては不利な条件下でしかも十
分コンパクトさを確保する為には広角端と望遠端のレン
ズ全長がほぼ等しくするような前述した屈折力分担とす
るのが好ましい。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
4は物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、D
iは物体側より第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Ni
とνiは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラス
の屈折率とアツベ数である。
尚、非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH
軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、A、 
B、 C,D、 E、 ・・・、A’  B’  C’
p l、・・・を各々非球面係数としたとき十FH12
+ GH14+ HH”+ A’H’十B’H’+ C
’H’+ D’H’十・・・なる式で表わしている。
表 角 端 M ^S T S 0.457476 0.126369 0.081929 1.558912 望 遠 端 S A M S T S −0,004122 −0,001433 −0,002698 −0,115931 −0,185630 −0,032142 0,081929 −0,206285 A 球面収差 S 歪曲収差 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の構成を採用することによ
り35〜70mmクラスの標準ズームレンズを望遠側へ
ズームレンジを拡大したにもかかわらずレンズ全長、特
に最長ズーム位置でのレンズ全長を短縮する効果がある
さらには非球面を効果的に使用することによってレンズ
枚数及び鏡筒構造の簡略化が達成でき、安価に提供する
ことが可能となった。尚現在、高温下で軟化した硝子を
非球面の型で成形する技術が完成され、非球面レンズは
以前のように高価な素子ではな(なっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に関する非球面の状態を示す図。 第2図、第4図、第6図、第8図は各々本発明の数値実
施例1. 2.3.4のレンズ断面図。第3図、第5図
、第7図、第9図は各々本発明の数値実施例1、 2.
 3. 4の諸収差図。 ■ ■ ■ ■ ■ ■ FNO/f、乙 w=ts’ IJ−15゜ 1J=15” 工 ■ ■ 工 ■ ■ FNO/3.q 1御316 臀=31@ W・ヨピ FNO/3.q Wミ31″ W=31″ d=31’ F:NO/<t5 U−23,40 ロー?3.40 −・23゜1m

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)物体側から順に、負の屈折力を有しズーミング時
    に光軸に沿って移動する第1レンズ群、正の屈折力を有
    しズーミング時に光軸に沿って移動する第2レンズ群、
    負の屈折力を有しズーミング時に固定の第3レンズ群か
    ら成り、前記第1レンズ群は順に負の屈折力を有し像側
    に強い凹面を有する11レンズ、正の屈折力を有すると
    ともに非球面を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形
    状の12レンズを有し、前記第2レンズ群は順に正の屈
    折力を有する21レンズ、正の屈折力を有する22レン
    ズ、両凹面の23レンズ、両凸の24レンズを有し、前
    記第3レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の
    31レンズを有し、以下の条件を満足することを特徴と
    するズームレンズ。 (1)−0.65<f_1/f_T<−0.45(2)
    0.43<r_2/r_3<0.63(3)r_9/R
    _1_0<−15 (4)n_5>1.8 但し、 r_2:前記11レンズの像側の曲率半径、r_3;前
    記12レンズの物体側の曲率半径、r_9;前記23レ
    ンズの物体側の曲率半径、r_1_0;前記23レンズ
    の像側の曲率半径、f_1;前記第1レンズ群の焦点距
    離、 f_T;望遠端に於ける全系の焦点距離、 n_5;前記23レンズのフランホーフアーd−線の屈
    折率である。 (2)前記12レンズは、像側のレンズ面に非球面を有
    し、該非球面は周辺にいくに従って曲率半径が大きくな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のズーム
    レンズ。 (3)前記12レンズの非球面の極所的な曲率半径は、
    レンズ中心部で正であり、周辺部で負となるようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のズームレ
    ンズ。 (4)前記31レンズのアツベ数をν_3とするときν
    _3>50 なる条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のズームレンズ。 (5)前記31レンズは非球面レンズであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のズームレンズ。 (6)広角端と望遠端でのレンズ全長がほぼ等しいこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のズームレンズ
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