JPH0392808A - ズームレンズ - Google Patents

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） 本発明はレンズシャッターカメラ、ビデオカメラ等に好
通な小型のズームレンズに関し、特にハックフォーカス
を短くすると共にレンズ全長（第１レンズ而から像面ま
での距離）の短縮化を図った全体として４つのレンズ群
を有する小型のズームレンズに関するものである。

（従来の技術） 最近レンズシャッターカメラ、ビデオカメラ等において
は、カメラの小型化に伴いレンズ全長の短い小型のズー
ムレンズが要求されている。このうち標準画角（撮影画
角２ω＝４７度で３５ｍｍスチルカメラに換算すると焦
点距ｆｌ　５　０　ｍ　ｍ程度）を含む比較的小型のズ
ームレンズを本出願人は例えば特開昭６３−２７１２１
４号公報や特開昭６４−７２１１４号公報で提案してい
る。

これらの公報では物体側より順に負の屈折力の第ｌ群と
正の屈折力の第２群、そして負の屈折力の第３群の３つ
のレンズ群を有し、これら３つのレンズ群をいずれも物
体側へ一定条件のもとで移動させて広角端から望遠端へ
の変倍を行った変倍比２〜３程度の所謂３群ズームレン
ズを開示している。

一般にズームレンズにおいて各レンズ群の屈折力を強め
れば所定の変倍比を得る鳥の各レンズ群の移動量が少な
くなり、レンズ全長の短縮化が可能となる。しかしなが
ら単に各レンズ群の屈折力を強めると変倍に伴う収差変
動が大きくなり、特に変倍比３以上の高変倍化を図る際
には全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を得るのが難
しくなってくるという問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は本出願人の先の特開昭６３−２７１２１４号公
報や特開昭６４−７２１１４号公報で提案したズームレ
ンズを更に発展させ、全体として４つのレンズ群より構
成し、各レンズ群の移動条件及び各レンズ群のレンズ構
成を適切に設定し、特にレンズ全長の短縮化を図りつつ
変倍比３〜４程度を有し、全変倍範囲にわたり高い光学
性能を有したズームレンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明のズームレンズは、物体側より順に負の屈折力の
第１群、正の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、そ
して正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、広角
端から望遠端への変倍を該第２，第３群をいずれも物体
側へ移動させて行うと共に広角端から望遠端への変倍に
際し、該第４群の近軸横倍率が常に正となるように各要
素を設定したことを特徴としている。

特に本発明では、前述の構成を有しつつ広角端から望遠
端への変倍に際して前記第３群と第４群の移動量をＭ３
、Ｍ４とし、像面側への移動量を正とするとき −１＜　　Ｍ４／Ｍ３　　＜０．８　　・・・・（１）
なる条件を満足することを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明のズームレンズの近軸屈折力配置を示す
模式図である。同図において（Ｗ）は広角端、（Ｔ）は
望遠端のズーム位置を示してぃる。

又、第２図から第４図は各々本発明の数値実施例１〜３
のレンズ断面図である。

図中、■は負の屈折力の第１群、■は正の屈折力の第２
群、■は負の屈折力の第３群、■は正の屈折力の第４群
である。矢印は広角側から望遠側へ変倍を行う際の各レ
ンズ群の移動方向を示す。

本実施例に係るズームレンズは広角端から望遠端へ変倍
を行う際、各図に示すように少なくとも第２群と第３群
をいずれも独立に物体側方向に移動させている。

そして広角端から望遠端への変倍に際して第４群の近軸
横倍率が常に正となるように各要素を設定している。こ
れにょり変倍比３〜４と高変倍比でしかも全変倍にわた
り高い光学性能を有したズームレンズの達成を容易にし
ている。

又、本発明においては更にレンズ系全体の小型化を図り
つつ所定の変倍比を容易に得る為に前述の屈折力の４つ
のレンズ群よりズームレンズを構成したとき変倍に伴い
第４群を移動させるときは、第３群と第４群の広角端か
ら望遠端に至る変倍に作う移動量を各々条件式（１）を
満足するように設定している。

これにより所定の変倍比を容易に得、かつ全変倍範囲に
わたり光学性能を良好に維持しつつ広角端でのバックフ
ォーカスを短くすると共に広角端でのレンズ全長の大幅
な短縮化を図っている。

次に条件式（１）の技術的意味について説明する。

本発明の４つのレンズ群より成る所謂４群ズームレンズ
において、第１，第２，第３群の３つのレンズ群より成
る前方レンズ群の合成屈折力をφＩ２３、第４群の屈折
力をφ４とするとき全系の屈折力Φは Φ＝φ１２３＋φ４　−ｅφＩ２３　’φ４−・−　・
・（２）となる。

ここでｅは前方レンズ群の後側主点から第４群の前側主
点までの主点間隔である。

本実施例におけるズームレンズにおいて合成屈折力φ１
２３は広角端から望遠端への変倍に際し、正の値で小さ
くなる。又屈折力φ４は正の値で固定である。従って合
成屈折力Φが変倍に際して、更に小さく、即ち更に高変
倍比が得られるようにするには主点間隔ｅの値が広角端
から望遠端への変倍に際して大きくなれば良いことにな
る。

そこで本実施例では広角端から望遠端への変倍に際し、
変倍比を最も効果的に得られるように第３群に対して第
４群を移動させるときは、このときの移動を条件式（１
）を満足させるようにし、（２）式の主点間隔ｅの値の
変化を大きくしている。これによりレンズ系全体の小型
化及び高変倍比化の双方を効果的に図っている。

即ち、条件式（１）を満足するように各要素を構成する
ことにより、前述した特開昭６３−２７１２１４号公報
や特開昭６４−７２１１４号公報で示されている３群ズ
ームレンズに比べてより大きな変倍比が容易に得られる
ようにしている。

特に本実施例では第４群が変倍の際、固定であっても（
Ｍ４＝Ｏ），相対的な運動として（］）式を満足してい
れば高変倍比化が可能であり、このときは機構的に簡素
化が図れる。

条件式（１）の上限値を越えると望遠側で第３群と第４
群の間隔か少なくなり、レンズ系全体が大型化し、又下
限値を越えると望遠側で第４群が結像面（フィルム面）
に近接しすぎてくるので良くない。

又、本発明においてレンズ全長の短縮化を図りつつ、か
つ所定の変倍比を確保しつつ全変倍範囲にわたり高い光
学性能を得るには、第２群と第３群の焦点距離を各々ｆ
２，ｆ３としたとき０．８＜ｌ　ｆ３／ｆ２　ｌ＜１．
４　　・・・・（３）なる条件を満足させるのが良い。

条件式（３）の上限を越えると最も変倍に寄与する第３
群の屈折力が弱くなりすぎ所定の変倍比な得るためには
第３群の移動量を多くしなければならずレンズ系全体が
大型化してくるので適当でない。もしくは第２群の屈折
力が強くなりすぎベツツバール和が正の方向に大きくな
り、特にズーム中間部での像面特性が大きくアンダーに
倒れ適当でない。又条件式（３）の下限を越えると特に
第２群の屈折力が弱くなりすぎ変倍の為に必要な可動部
，即ち第１群との間隔と第３群との間隔を大きく確保す
る必要が生じレンズ系全体が大型化してくるので適当で
ない。

又、本発明において特に画面周辺部における歪曲収差や
像而湾曲を良好に補正するには第４群の焦点距離なｆ４
、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき １．５＜ｆ４／ｆｗ＜７．０　　・・・・（４）なる条
件を満足させるのが良い。

条件式（４）の上限値を越えて第４群の屈折力が弱くな
ってくると（２）式より所定の変倍比を得る九に各レン
ズ群の移動量を増加させねばならず、レンズ系全体が大
型化してくるので良くない。下限値を越えて第４群の屈
折力が強くなりすぎると広角側でたる型（負）の歪曲収
差が大きくなり、又ベツツバール和が正の方向に大きく
なり、特に中間部のズーム位置で像面湾曲が補正不足と
なってくるので良くない。

尚、本発明においては前述の条件式（＋．）を−０．２
＜　　Ｍ４／Ｍ３　　＜０．３　　・・・・（５）の如
く設定すれば更にレンズ系全体の小型化及び高変倍化を
高い光学性能を組持しつつ容易に図ることができるので
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
ｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ而の曲率半径、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
の屈折率とアッペ数である。

尚、広角端から望遠端への変倍に際して数値実施例１で
は第４群は物体側へ移動し、数値実施例２では第４群は
固定、数値実施例３は像而側へ移動している。

第４群を像面側へ移動させるのが変倍に最も寄与するタ
イプであり、高変倍化を図るのに好ましい。

又、数値実施例１〜３においては、いずれも広角端から
望遠端への変倍の際、第１群を物体側へ移動させること
により広角端でのレンズ全長の短縮化を効果的に行って
いる。即ちレンズ全長が広角側で短く、望遠側で長くな
る屈折力配置を採っている。

数埴実施例　１ Ｆ〜３６ 〜１３６ Ｒ　　Ｉ−　　−８６．７３ １＋　　２−　　　２７．３５ １１　３−　　　３０．７１ Ｒ　　４−　　４３５．９３ １１５−３７３５ Ｒ　　６−　　−８２．０８ ０　７〜　　２５．２７ ０　８・　−２６．ｆｉ９ Ｒ　　９−　　１４５．９ 旧０・　絞り Ｒｌ１・　４’ｌ．８９ ＲＩ２−　　２２．４５ Ｒ１３・　１１１５．９２ １１１４−　−６６．５８ ＲＩ５譚１：ｌ３．０６ ＲＩ５−　−３５．９７ ＲＩ７−　１１６．４８ ＲＩ８−　　３５．８１ ＲＩ９−　−１３．６ ８２０・−３８４４．９１ ＦＮｏ−１：３．５ 〜Ｂ，Ｉ Ｄ　　］−　　１．７５ Ｄ　　２−　　２．４５ ０　　３＃　４．０６ Ｄ４・　可変 Ｄ　５−　３．５８ Ｄ　６−　０．２０ Ｄ　７−　５．４７ Ｄ　Ｂ＠１．６］ Ｄ　９−　３．６７ ＤＩＯ−　２．７２ ０口〜１．３３ ＤＩ２＝　０．５６ Ｄ＋３−　２．２６ ＤＩ４〜　可変 ０１５−　２．２７ Ｄｌｌｉ・０．２０ ０１７＠１．１０ ０１８−　６．３８ ０１９・１．５０ ０２０・　可変 ２ωｌＩ６１ ９°〜１８．１’ ８３４８１ １〜４２ Ｎ　２・ｌ １４０７７ ２−２７ ５＋６３３ ３−６４．１ Ｎ　４・１．５８２６７ ５−１．８４６６６ ４−４６．４ ５−２：１．９ Ｎ　６−１ １１３４００ ６−３７．２ ７・１．５８８９３ ７−３１．１ ８−１５８１４４ ８・４０，８ ８３４００ ９−３７ ＮＩＱ−１ ６０３１１ ν１０−６０ Ｒ２１一 １６３Ｊ＋ Ｄ２１− ４．８３ Ｎ１１〜１．６０３１１ νＩ　＋−５０．７ Ｒ２２− １０６．３４ Ｍ４　　／　Ｍ３　　・　０．＋６ ｆ３　／　ｆ２１・　０．９４ ｆ４／『冑　＃　２　９７ 数値実施例　２ Ｆ−３６．２　　　　ＦＮｏ・Ｉ：２．８〜１１０．０
　　　　　　　〜７．Ｉ Ｒ　ｌ−　−７６．０１　　Ｄ　Ｉ・１．７０Ｒ２・　
２７．７１　　０　２−　３．０９Ｒ　３−　　３３．
４７　　０　３−　４．０ＩＲ　　４−　　３９８．８
２　　　　Ｄ　　イ・　　可変Ｒ　５−　　４８．２２
　　Ｄ　５・２８６Ｒ　６−　−８０．３６　　［）　
６−　０．２０Ｒ　７−　　３１．！＋９　　０　７−
　５．５６２ω−６１．７°〜２２．２’ １−１．７７２５０ １−４９ ２・１．７２８２５ ２・２８．５ ３〜１．５１６３３ ３−６４．１ Ｎ　４婁１ ５７１３５ ４・５３，Ｏ Ｒ　　８−　　−２４．９０ Ｒ　　９−　　４３９．８２ １１１０・　較り Ｒｌ＋−　　５９．９８ Ｒｌ２−　　２７．７２ １１１３・　５２．７９ ＲＩ４玉−４２．０４ ＲＩ５〜１３３．６１ Ｒｌ６−　−３８．２３ ＲＩ７−　−２３．５Ｏ Ｒ＋８−２０３０．２３ １１１９・−５７．２８ Ｒ２０−　　７０．６Ｓ Ｒ２＋−　　７４．６３ ｎ２２−　２１２．８４ Ｄ　　８−　　２．６２ ０　　９−　　３．００ ＤＩＯ富　３．１８ ＤＩ＋・　３．０３ ０１２・　０．６８ ＤＩ３−　　２．９１ ０１４・　可変 ０１５−　　３．５０ ＤＩ６−　　５．７４ ０１７−　　１．２０ ＤＩ８−　　１．１２ ０１９・　１　５０ ０２０一　可変 Ｄ２＋・　２．７９ ５−１．８４６６６ ８３４００ ６９８９５ Ｎ　　８−１５８１４４ ９−１．８３４００ ＮＩＯ・ｌ ６２２９９ Ｎ１１−１．６０３１１ ５−２３．９ ６−３７．２ ７−３０．１ ８−４（１．８ ９−３７．２ ν１０−５１１．１ νＩＩ−６０．７ Ｍ４　　／　Ｍ：１ ｆ３　　／　　ｆ２１−　　１．０８ ｆ４　　７　　ｆｗ　　・　５．２２ ０ 数値実施例　３ Ｆ−１６．２ 〜１４５ Ｒ　　ｌ−　　−８７．４３ Ｒ　２−　　２７．７８ Ｉｔ　　３＝　　　３１．６：］ Ｒ４・５６３．４２ Ｒ　５−　　４０．８７ Ｒ　　６−　　−７０．５２ Ｒ　７−　　２８．０８ Ｒ　８−　−２８．９１ Ｒ９貫１６１．８２ １｛ｌ〇一　絞り ｎｌ＋−　　４１１．１２ １１１２−　　２２．６Ｏ Ｒ＋３調　４４．１Ｏ Ｒ＋４書　−６５　３５ Ｒｌ５−　　５１２．２６ ０ ＦＮｏ−１＋３．５ 〜９．０ Ｄ　　Ｉ−　　１．７５ Ｄ　２・　２．７１ Ｄ　３・　４，１４ Ｄ４一　可変 Ｄ　　５−　　３．５６ ０　　６−　　０．２０ ０　　７−　　５．８６ Ｄ　　８−　　ｉ．６３ Ｄ　９・　５．１８ Ｄ＋Ｏ−　　２．６１ ＤＩ１−　　１．：１３ ＤＩ２〜　０．８１ ＤＩ３−　　２．４８ ＤＩ４一　可変 ０１５−　　２．２８ ２ω−６１．７°〜＋７’ １〜１．８３４８１ １−４２．７ ２−１．７４０７７ ２−２７．８ ３−１．５１６３３ ：］−１．１ Ｎ　４・１．５８２６７　　ν　４・４６．４Ｎ　　５
−１．８４６６６　　ν　５・２３，９６−１．８３４
００ ６・３７．２ ？■１．６８８９３ ７−３１．１ Ｎ　　８−１．５８１４４ ８・４０．８ Ｒ＋６−　　−３５．１／１ ｎ＋７−　　　５３．４Ｏ Ｒｌｌ１−　　　２９．５１ Ｒｌ９−　　−１４．７０ Ｒ　２　０〜−４（１９．７１ １１２１−４９９．３７ Ｒ２２〜　−７２．４７ Ｄ１６一 Ｄ１７一 Ｄ１８一 Ｄｌ９− ０２０・ Ｄ２１− ０．１０ １，３０ ５，５５ １．５０ 可変 ３．７５ ８３４００ Ｎ１０・１．６０３１１ Ｎｌｌ讃１ ６０３１１ ９−３７．２ ν１０褌６０．７ νＩＩ・６０，７ Ｍ４　　／　Ｍ３　　・−０．０７ ｆ３　／　ｆ２１〜　］　．０２０６ ｆ４　　／　ｆｗ　−　　３．８７ 尚、本発明において特に広角側での下方光線による内向
性コマフレアやたる型の負の歪曲収差を良奸に補ＩＦす
るためには第１群中の少なくとも１つのレンズ面に、レ
ンズ周辺部に向うに従って正の屈折力か強くなる、又は
負の屈折力が弱くなる形状の非球而を用いるのが良い。

又、広角ｆｌｕでのたる型のｆ’ｔの歪曲収差や望遠ｆ
ｉｌ＋での上方光線のよる内向性コマ収差を良好に補正
する）−％には、第３群又は第４群中の少なくとも１つ
のレンズ面にレンズ周辺に向うに従って正の屈折力が弱
くなる、又は負の屈折力が強くなる形状の非球而を用い
るのか良い。

本発明においては変倍の際、第２群中のレンズ群を２つ
のレンズ群に分け、別々に移動させても良く、これによ
れば収差変動か軽減し５又更なる高変倍化が容易となる
。

本発明においてはフォーカスは第１群を移動させて行う
のが収差変動が少なくて良いが、第３群又は第４群を移
動させて行っても良く、第３群又は第４群で所定の物体
距離範囲のみをフォーカスするようにしても良い。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如く４つのレンズＲ丁の屈折力や
レンズ構成を特定することにより、レンズ全系の小型化
及び変倍比３〜４程度と高変倍比な有し、しかも全変倍
範囲にわたり良好なる光学性能を有したズームレンズを
達成することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明
図、第２図から第４図は各々本発明の数値実施例１〜３
のレンズ断面図、第５図〜第７図は各々本発明の数値実
施例１〜３の諸収差図である。レンズ断面図においてＩ
，ＩＴ，ＩＩＩ，ｒＶは順に第１群，第２ｎ，第３群．
第４群、矢印は広角端から望遠端への変倍における各レ
ンズ群の移動方向、レンズ断面図において（Ａ）は広角
端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠端を示す、又収差図に
おいて（Ａ）　．　（Ｂ）　，　（Ｃ）は各々広角端、
中間、望遠端での収差，ｄはｄ線、ｇはｇ線、Ｓ．Ｃは
正弦条件、ΔＳはサジタル像面、 ΔＭはメリディオナル像面 である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力
   の第２群、負の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第
   ４群の４つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変
   倍を該第２、第３群をいずれも物体側へ移動させて行う
   と共に広角端から望遠端への変倍に際し、該第４群の近
   軸横倍率が常に正となるように各要素を設定したことを
   特徴とするズームレンズ。
2. （２）広角端から望遠端への変倍に際して前記第３群と
   第４群の移動量をＭ３、Ｍ４とし、像面側への移動量を
   正とするとき −１＜Ｍ４／Ｍ３＜０．８ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズ
   ームレンズ。