JPH0493812A - 変倍レンズ - 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） 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な変倍レ
ンズに関し、特に負の屈折力のレンズ群か先行する３つ
のレンズ群を有し、これら３つのレンズ群を移動させて
変倍を行ったレンズ全長の短い小型の良好なる光学性能
を有した変倍レンズに関するものである。

（従来の技術） 従来より物体側より順に負の屈折力の第１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つのレンズ群を移動させて変倍を行
ったズームレンズを本出願人が例えば特開昭６３−２７
１２１４号公報や特開昭６４−７２１１４号公報等で提
案している。

このタイプのズームレンズは比較的広画角化が容易であ
る為、広画角用の撮影系として多く利用されている。

同公報では第１．第２．第３群を一定の条件下で移動さ
せて変倍を行うと共に３つのレンズ群のレンズ構成を特
定することにより、変倍に伴う収差変動を良好に補正し
た高い光学性能を有した変倍比２〜３倍の全体として８
〜９枚のレンズより成る比較的コンパクトな特にレンズ
シャッターカメラに好適なズームレンズを達成している
。

（発明が解決しようとする問題点） 前述の特開昭６３−２７］２１４号公報や特開昭６４−
７２］１４号公報で提案されているズームレンズは各レ
ンズ群を２枚以上のレンズより構成し、例えば各レンズ
群内において色収差を補正しつつ各レンズ群の屈折力を
強めて光学全長（第１レンズ面から結像面までの距ｊＩ
Ｍ）の短縮化を図っている。

本発明は本出願人の先に提案したズームレンズの屈折力
配置を利用し、各レンズ群のレンズ構成を更に改良し、
特にレンズ枚数の削減を図ると共に全変倍範囲にわたり
良好なる光学性能を有した特にレンズシャッターカメラ
に好適な変倍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） 本発明の変倍レンズは、物体側より順に負の第１レンズ
より成る第１群、正の第２レンズと正の第３レンズの２
つのレンズより成る第２群そして負の第４レンズより成
る第３群の３つのレンズ群を有し、該３つのレンズ群を
移動させて変倍を行うと共に、該第２群と第３群の空気
間隔を変えてフォーカスを行うようにした変倍レンズで
あって、広角端での該第１群と第２群の主点間隔なｅ１
ｗ、該第２群と第３群の主点間隔なｅ２ｗ、各レンズの
レンズ厚の総和なΣＤ、全系の広角端の焦点距離をｆｗ
、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径なＲｉとしたとき ０、１　〈　　ΣＤ／ｆｗ　　　＜　　　１．　０　　
−−−（１）０．２＜ｅ１ｗ／ｅ２ｗ＜　　２．０　　
・・・（２）なる条件を満足することを特徴としている
。

又は本発明は、物体側より順に負の第１レンズより成る
第１群、正の第２レンズと正の第３レンズの２つのレン
ズより成る第２群そして負の第４レンズより成る第３群
の３つのレンズ群を有し、該３つのレンズ群を移動させ
て変倍を行うと共に、＃第２群と第３群の空気間隔を変
えてフォーカスを行うようにした変倍レンズであって、
広角端ての該第１群と第２群の主点間隔なｅ１ｗ、該第
２群と第３群の主点間隔なｅ２ｗ、各レンズのレンズ厚
の総和なΣＤ、全系の広角端の焦点距離をｆｗ、第ｉ番
目のレンズ面の曲率半径をＲｉとしたとき ０．１〈　ΣＤ／ｆｗ　　＜１．　０　　　　・−・（
１）０．２＜ｅ１ｗ／ｅ２ｗ＜２．０　　　　・・・（
２）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〜第４図は各々本発明の数値実＃ｉ例１〜４のレ
ンズ断面図である。第１．第２図は広角端の変倍位置を
示している。第３．第４図において（Ａ）は広角端、（
Ｂ）は望遠端の変倍位置を示している。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、ｓｐは開口絞り（Ｆナンバー絞り）、ＦＳ
はフレアー絞りである。矢印は広角側から望遠端へ変倍
を行う際の各レンズ群、開口絞り、フレアー絞り等の移
動方向を示す。

本実施例に係る変倍レンズは広角端から望遠端へ変倍を
行う際、各図に示すように各レンズ群を物体側へさせる
ことにより行っている。特に本実施例においては３つの
レンズ群を共に物体側方向に独立に移動させて変倍を行
フている。又、第３群を光軸上移動させてフォーカスを
行っている。

開口絞りＳＰは第２群の第２レンズと第３レンズとの間
に配置し、変倍の際には第２群と一体的に移動している
。

第３図においてフレアー絞りＦＳは第１群と第２群との
間に配置し、広角端から望遠端への変倍に際して点線の
矢印で示すように第３群と一体的に、又は独立に物体側
へ移動させている。

第４図においては第１群と第２群との間に第１フレアー
較りＦＳＩを配置し、又第２レンズと第３レンズとの間
に第２フレアー絞りＦＳ２を配置している。そして広角
端から望遠端への変倍に際して点線の矢印で示すように
第１フレアー絞りＦＳＩを第３群と一体的に又は独立に
移動させ、第２フレアー絞りＦＳ２を第２群の移動量よ
りも少なく物体側へ移動させている。

本発明のズームレンズは第１〜第４図に示すように物体
側より順に負、正、そして負の屈折力の３つのレンズ群
より構成し、即ち正の屈折力の第２群の両側に負の屈折
力の第１群と第３群を配置し、変倍中圧折力配置が略対
称型のレンズ構成となるようにしている。

特に第２群を絞り挟んで物体側に正の屈折力の第２レン
ズを配置し、像面側に正の屈折力の第３レンズを配置し
、レンズ構成が絞りを挟んで全変倍範囲にわたり全体と
して略対称となるように構成している。

このような略対称型のレンズ配置とすることにより従来
のように各レンズ群内で色収差を補正する方法をとらず
、レンズ系全体として色収差をバランス良く補正するよ
うにしている。即ち３つのレンズ群でお互いに収差か相
殺し合うようにしている。

そして前述の条件式（１）、（２）及び条件式（３）又
は条件式（４）の少なくとも一方を満足させることによ
り全変倍範囲にわたり収差変動を少なくし、良好なる光
学性能を得ている。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は全体として４つのレンズで３群構成の変
倍レンズを構成したときの、４つのレンズ厚の総和を適
切に設定する為のものである。下限値を越えてレンズ厚
の総和が薄くなりすぎると各レンズ面の面積度を良好に
維持するのが難しくなり、又上限値を越えて厚くなりす
ぎるとレンズ系全体が大型化してくる。

条件式（２）は負、正そして負の屈折力の３つのレンズ
群より変倍レンズを構成したときの広角端における各レ
ンズ群の近軸屈折力配置に関し、主にレンズ系全体の小
型化を図りつつ諸収差の補正を容易とする為のものであ
る。下限値を越えると広角端におけるバックフォーカス
が短くなりすき、又第４レンズの有効径が増大してくる
。逆に上限値を越えるとハックフォーカスが必要以上に
長くなり、レンズ全長が長くなってくるのて良くない。

条件式（３）は負の第１レンズのレンズ形状に関し、主
に球面収差を良好に補正する為のものである。下限値を
越えると高次の球面収差が多く発生し、又面形状変化に
伴う収差変動が大きくなりでくる。逆に上限値を越える
と全変倍範囲にわたり球面収差が補正不足となってくる
。

条件式（４）は負の第４レンズのレンズ形状に関し、主
に全変倍範囲にわたり軸外収差を良好に補正する為のも
のである。下限値を越えると非点収差が増大し、又上限
値を越えるとメリディオナル像面が補正過剰となってく
る。

尚、本発明の変倍レンズにおいて特にペッツバール和を
適切な値に保ち、像面弯曲を良好に補正するには第１レ
ンズと第４レンズの材質の屈折率を各々Ｎｌ、Ｎ４とし
たとき、次の条件式のうち少なくとも一方を満足させる
のか良い。

１．５７＜Ｎｌ　　　　・・・・・・・・・（５）１．
７２＜Ｎ４　　　　・・・・・・・・・（６）条件式（
５）、（６）を外れると、いずれも像面弯曲か補正過剰
となってくるので良くない。

本発明においてレンズ系全体の軽量化を図る為には例え
ば正の第３レンズをプラスチック材より構成するのか良
い。そしてこのとき周囲の温度変化に伴うピント移動等
の結像性能の変化を防止する為には、第３レンズの焦点
距離なｆ３としたとき １　＜　ｆ　３　／　ｆ　ｗ＜　１５　　　・−−−−
−−−−（７）の如く設定するのが良い。

条件式（７）の下限値を越えて第３レンズの正の屈折力
が強くなりすぎると、温度変化に伴うピント移動が増大
し、又レンズ鏡筒構造が複雑になってくる。逆に上限値
を越えて第３レンズの正の屈折力が弱くなりすぎると、
第２群全体から球面収差が多く発生してくるので良くな
い。

本発明において全変倍範囲にわたり収差変動を少なくし
良好なる光学性能を得る為には第１レンズの少なくとも
一方のレンズ面にレンズ周辺部にいくに従い負の屈折力
か強くなる形状の非球面を施すのが良い。又は第２群中
の少なくとも１つのレンズ面にレンズ周辺部にいくに従
い正の屈折力が弱くなる形状の非球面を施すのか良い。

本発明の変倍レンズは広角端から望遠端への変倍に際し
て第１〜第４図に示すように第１゜第２．第３群を各々
独立に物体側へ移動させているが結果的に変倍されピン
トの合った像が得られれば移動方式はこれに限定される
ものではない。

第９図（Ａ）、（Ｂ）は第１〜第４図と同株に第１．第
２．第３群を各々独立に移動させて変倍位置ｚ１から変
倍位置Ｚ２へと変倍する状態を示している。

このとき例えば第１０図の（Ａ）、（Ｂ）に示すように
第１群を独立に移動させると共に第２群と第３群を一体
的に物体側へ第２群が変倍位置ｚ２に相当する位置まで
移動させる。このとき生じるピント位置変動を補正する
ようにフォーカス用の第３群を移動させて第１０図（Ｃ
）の如く設定する。そして結果的に第９図（Ｂ）の光学
配置と同じになるようにしても良い。又変倍位置ｚ２か
ら変倍位置ｚ１への変倍における各レンズ群の移動は前
述と全く逆になる。

この他第１１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように変
倍位置ｚ２を基準にして、変倍位置Ｚ２から変倍位置ｚ
１へ変倍する際に第１１図（Ａ）、’（Ｂ）に示すよう
にＮ３群を独立に移動させると共に第１群と第２群を一
体的に像面側へ第１群が変倍位置Ｚ１に相当する位置ま
で移動させる。このとき生じるピント位置変動を補正す
るようにフォーカス用の第２群を移動させて第１１図（
Ｃ）の如く設定する。そして結果的に第９図（Ａ、　）
の光学配置と同じになるようにしても良い。又変倍位置
ｚ１から変倍位置ｚ２への変倍における各レンズ群の移
動は前述と全く逆になる。

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番目のレンズのカラス
の屈折率とアラへ数である。

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を各々非球面係数としたとき ＋　　ＤＨ８＋　　ＥＨ” なる式で表わしている。

又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関
係を表〜１に示す。

数値実施例 ｆ−３９，３〜６７．６ ２ω・　５７．７°　〜３５．５゜ ＦＮＯ寓１ニア、０ 〜１１．５ 数値実施例　２ ｆ・３９Ｊ３〜６７．８ ２ω−５７，６’〜３５．４゜ ＊Ｒｌ−−４４，３３ Ｒ２−４５６，８７ Ｒ３−２９，９２ Ｒ４−−２９，４５ Ｒ５・（絞り） Ｒ８−−９８，００ ＊Ｒ７−−３０，９５ Ｒ８−−４８，３６ Ｒ９−４５，８５ Ｄ　　Ｉ−１，２０ Ｄ２・可変 Ｄ　３−４．００ Ｄ　４＝　２．４３ Ｄ　５−５．０５ Ｄ　６−３．００ Ｄ７・可変 Ｄ　８−２．０Ｏ Ｎ　　Ｉ−１，５８３０６ｖ Ｎ　　２−１．４９７００　　ν Ｎ　　３−１．４９１７］　　ν Ｎ　　４−１．７８５９０　　ｖ １−３０．２ ２−８１．６ ３＝５７．４ ４−４４．２ 傘ＲＩ−−５１，３１ Ｒ２〜−３８４，１９ Ｒ３慮　　３０．１９ Ｒ４諺　−２８，２３ ８５・（絞り） Ｒ６−−８：１．８２ 本Ｒ７−−３４，７０ Ｒ８−−４２，４０ Ｒ９−５９，９９ Ｄ　　Ｉ−１，２０ Ｄ２・可変 Ｄ　３−４．００ Ｄ４躍１．０９ Ｄ５・７．７３ ０６厘３．００ Ｄ７・可変 Ｄ　８−２．００ ＦＮＯＩ：５．８〜９．７ １−１．６９８９５ Ｎ　２〜１．４９７０Ｑ Ｎ　３・１．４９１７１ Ｎ　　４−１．７８５９０ １−３０．１ ２−８１．６ ３讃５７．４ ４−４４．２ Ｒ１面：非球面係数 Ａ−ＯＢ−−２，６＋３ｘ　１０−’ Ｄ−６，８９２ｘ　１０−” Ｒ７面：ｌト球面係数 Ａ−ＯＢ−２，４８５ｘ　１０ Ｇ−−８，４５８Ｘ　１Ｏ−９ Ｃ＝ ２．１６］Ｘ　１０ Ｒ１面：非球面係数 Ａ−ＯＢ−−２，０７９Ｘ　１Ｏ−５ Ｄ−−４，８６１ｘ１０−宜１ Ｒ７面：非球面係数 ＾−ＯＢ・２．６２７Ｘ　１Ｏ−５ Ｄ−３，１８７ｘ　１０−” Ｃ＝ ２．８３５Ｘ　１０−８ ９．８５０Ｘ　１０−８ 数値実施例 ｆ−３９，１９〜７０．０ ２ω−５７，８°　〜３４．３“ ＦＮＯ〜１：５．８ 〜１０゜０ Ｒ８面：非球面係数 Ａ−ＯＢ−２，６７２ｘ　１Ｏ−５ Ｄ−３，１８７Ｘ　１０ Ｃ〜 １．０２１Ｘ　１０ ＊Ｒ］−−５］、＋２ Ｒ２−４］３．８９ Ｒ３−フレアー絞り Ｒ４−３０，２９ Ｒ５−−２８，２３ Ｒ６−（絞り） Ｒ７−−８３，５８ 本Ｒ８−−３４，６１ Ｒ９−−４２，１６ ＲＩＯ−５９，３７ １・　１．２０ ２・可変 ３＝可変 ４−　４．００ ５〜１．１７ ６−７．８０ ７−３．００ ８・可変 ９−　２．０Ｏ Ｎ　　Ｉ−１，６８８９３ν Ｎ　　２−１．４９７００　　ν Ｎ　３・１．４９］７１　　ν Ｎ　４讃１．７８５９０　　ν Ｒ１面：非球面係数 Ａ−ＯＢ−−２，１４］ｘ　１０−’ Ｄ−−４．８６１ｘ　１０−” 一 １−３１．１ ２−８１．６ 数値実施例 ３諺５７．４ ｆ−３９，３２〜７４．０ ２ω〜　５７．６°　〜３２．６゜ ＦＮＯ−１：５．０ ＊Ｒ］−−５３，４３ ４−４４，２ Ｒ２−６５８，９３ Ｒ３−第１ フレアー絞り Ｒ４−３０，６０ ８５−−２７゜８７ Ｒ６−（絞り） Ｒ７−第２ フレアー絞り Ｒ８−−８２，１８ １９〜　−３７，４９ ＲＩＯ−−３７，６６ Ｒｌｉ−７０，０６ Ｄ　　］−１，２０ Ｄ２・可変 ３−可変 ４−４．００ ５−１．５１ ６−可変 Ｄ７・可変 Ｄ　８−１．５０ Ｄ９−可変 ＤＩＯ−２，０Ｏ １−１，６９８９５ ２璽１．４９７００ ３−１．４９１７１ ４−１．７８５９０ ２．０００Ｘ　１０”” １−３０．１ ２讃８１．６ ３−５７．４ ４−４４．２ 表−１ Ｒ１面：非球面係数 Ａ−ＯＢ−−２，０７５ｘｌＯ−５ Ｄ−−２，２２２Ｘ　１０−” Ｒ９面：非球面係数 ＾−ＯＢ−２，７０４ｘ　１Ｏ−５ Ｄ−４，３０３ｘ　１０−” Ｃ−−３，０２５ｘ　１０−８ 一 ９．６５６ｘ　１Ｏ−８ （発明の効果） 本発明によれば前述の如く３つのレンズ群の屈折力やレ
ンズ構成を特定することにより、レンズ全系の小型化を
図った変倍比２程度の全変倍範囲にわたり良好なる光学
性能を有した変倍レンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は各々本発明の数値実施例１〜４のレン
ズ断面図、第５図〜第８図は各々本発明の数値実施例１
〜４の諸収差図、第９図〜第１１図は本発明の変倍レン
ズの各レンズ群の移動状態を示す説明図である。 レンズ断面図においてＩ、　　ＩＩ、　ＩＩＩは順に第
１群、第２群、第３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、収差図において（Ａ
）、（Ｂ）、（Ｃ）は各々広角端、中間、望遠端での収
差図、ｄはｄ線、ｇはｇ線、Ｓ、Ｃは正弦条件、Ｓはサ
ジタル像面、Ｍはメリディオナル像面である。 第 図 （Ａ） 第 図 第 図 （Ａ） 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体側より順に負の第１レンズより成る第１群、
   正の第２レンズと正の第３レンズの２つのレンズより成
   る第２群そして負の第４レンズより成る第３群の３つの
   レンズ群を有し、該３つのレンズ群を移動させて変倍を
   行うと共に、該第２群と第３群の空気間隔を変えてフォ
   ーカスを行うようにした変倍レンズであって、広角端で
   の該第１群と第２群の主点間隔をｅ１ｗ、該第２群と第
   ３群の主点間隔をｅ２ｗ、各レンズのレンズ厚の総和を
   ΣＤ、全系の広角端の焦点距離をｆｗ、第ｉ番目のレン
   ズ面の曲率半径をＲｉとしたとき ０．１＜ΣＤ／ｆｗ＜１．０ ０．２＜ｅ１ｗ／ｅ２ｗ＜２．０ −６＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜６なる条件を
   満足することを特徴とする変倍レンズ。 （２）物体側より順に負の第１レンズより成る第１群、
   正の第２レンズと正の第３レンズの２つのレンズより成
   る第２群そして負の第４レンズより成る第３群の３つの
   レンズ群を有し、該３つのレンズ群を移動させて変倍を
   行うと共に、該第２群と第３群の空気間隔を変えてフォ
   ーカスを行うようにした変倍レンズであって、広角端で
   の該第１群と第２群の主点間隔をｅ１ｗ、該第２群と第
   ３群の主点間隔をｅ２ｗ、各レンズのレンズ厚の総和を
   ΣＤ、全系の広角端の焦点距離をｆｗ、第ｉ番目のレン
   ズ面の曲率半径をＲｉとしたとき ０．１＜ΣＤ／ｆｗ＜１．０ ０．２＜ｅ１ｗ／ｅ２ｗ＜２．０ −０．５＜（Ｒ８＋Ｒ７）／（Ｒ８−Ｒ７）＜１．１な
   る条件を満足することを特徴とする変倍レンズ。