JPH07306361A

JPH07306361A - 小型のズームレンズ

Info

Publication number: JPH07306361A
Application number: JP6121982A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ito; 良紀伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】全体として２つのレンズ群より成り、レンズ
全長の短い、高い光学性能を有した小型のズームレンズ
を得ること。【構成】物体側より順に正の屈折力の第１群と負の屈
折力の第２群の２つのレンズ群を有し、両レンズ群の間
隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズにおいて、該
第１群は少なくとも２つの正レンズを有し、該第２群は
正レンズと該正レンズの像面側に１つのみの負レンズを
有し、望遠端における該第２群の結像倍率β２Ｔ、望遠
端における全系の焦点距離ｆＴ、有効画面の対角線長Ｙ
等を適切に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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適な２つのレンズ群より成る小
型のズームレンズに関し、特に各レンズ群のレンズ構成
を適切に設定することにより、収差補正を良好に行うと
共にレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）の
短縮化を図った広角端の撮影画角６０度、変倍比３程度
の小型のズームレンズに関するものである。

【０００２】

【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
ンズが要望されている。特にレンズシャッターカメラ等
のレンズ交換を行なわない小型カメラの分野でもズーム
レンズの装着が望まれ、従来用いていた単焦点レンズと
同程度の長さの小型のズームレンズが要望されている。
本出願人は先に特開昭５６−１２８９１１号公報、特開
昭５７−２０１２１３号公報、特開昭６０−１７０８１
６号公報、特開昭６０−１９１２１６号公報、特開昭６
２−５６９１７号公報等において、物体側より順に正の
屈折力の第１群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群
で構成し、両レンズ群の間隔を変えて変倍する小型の所
謂２群ズームレンズを提案した。

【０００３】同公報においては物体側より順に正、負の
屈折力配置を採用し、バックフォーカスを比較的短く
し、しかもレンズ全長の短縮化を図った高い光学性能を
有した２群ズームレンズを達成している。

【０００４】この他、特開平２−５０１１８号公報、特
開平２−７１２２０号公報、特開平２−１９０８２号公
報、そして特開平４−１４５４０８号公報等では正の屈
折力の第１群と負の屈折力の第２群より成り、両レンズ
群の間隔を変化させながら双方のレンズ群を前方に移動
させて変倍を行った比較的高変倍比の２群ズームレンズ
を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した正の屈折力の
第１群と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群より成る
２群ズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化を図
りつつ、広画角で３倍程度の変倍比を有しつつ、全変倍
範囲にわたり良好なる光学性能を得るには、各レンズ群
のレンズ構成を適切に設定する必要がある。

【０００６】一般に第１，第２群の双方の屈折力を強め
れば変倍における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。

【０００７】しかしながら各レンズ群の屈折力を単に強
めると変倍に伴う収差変動が大きくなり、これを良好に
補正するのが難しくなってくるという問題点が生じてく
る。

【０００８】本発明は所謂２群のズームレンズにおい
て、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することによ
り、特に変倍比３程度で広角端の撮影画角が６０度程度
の広画角を有しつつ、レンズ全長の短縮化及び後玉レン
ズ径の縮小化を図った全変倍範囲にわたり高い光学性能
を有した小型のズームレンズの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の小型のズームレ
ンズは、（１−１）物体側より順に正の屈折力の第１群
と負の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、両レン
ズ群の間隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズにお
いて、該第１群は少なくとも２つの正レンズを有し、該
第２群は正レンズと該正レンズの像面側に１つのみの負
レンズを有し、望遠端における該第２群の結像倍率をβ
２Ｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、有効画面
の対角線長をＹとしたとき、３．６＜β２Ｔ＜５．０・・・・・・（１）２．２＜ｆＴ／Ｙ＜３．０・・・・・・（２）なる条件を満足することである。

【００１０】

【実施例】図１〜図４は本発明の数値実施例１〜４のレ
ンズ断面図である。図１〜図４のレンズ断面図において
（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠端のズー
ム位置を示している。

【００１１】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は
負の屈折力の第２群であり、両レンズ群の間隔を減少さ
せつつ、両レンズ郡を矢印の如く物体側へ移動させて広
角端から望遠端への変倍を行っている。ＳＰは絞りであ
り、本発明では第１群の像面側に配置しており、変倍に
伴い第１群と一体的に移動している。ＩＰは像面であ
る。

【００１２】本実施例ではこのようなズーム方式及び前
述でした如くのレンズ構成を採ることにより、広角端で
の広画角化及びレンズ全長の短縮化を図りつつ変倍比３
程度と変倍に伴う収差変動を良好に補正し、全変倍範囲
にわたり高い光学性能を得ている。

【００１３】次に本発明のズームレンズのレンズ構成の
特徴について説明する。

【００１４】正の屈折力の第１群を物体側に凸面を向け
た正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズそして２つ
の正レンズの全体として４つのレンズより構成すること
で主に球面収差とコマ収差を良好に補正している。

【００１５】負の屈折力の第２群を図２の数値実施例２
では、負レンズ、正レンズ、そして像面側に凸面を向け
たメニスカス状の負レンズとの３群３枚のレンズ構成と
している。

【００１６】又、図１，図３，図４の数値実施例１，
３，４では、像面側に凸面を向けたメニスカス状の正レ
ンズと像面側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズの
２群２枚のレンズ構成としている。数値実施例１におい
て、第２群の物体側の正レンズの物体側のレンズ面には
所定の厚さの非球面を設けている。

【００１７】一般に正と負の屈折力より成る２群ズーム
では第２群は像面に近いところに位置するようになり、
レンズ外径が大きくなる。この第２群を多くのレンズ枚
数で構成するといきおいレンズ系全体が大型化してく
る。

【００１８】そこで本発明では、第２群を所定形状の２
つ又は３つのレンズより構成してレンズ外径の小型化を
図っている。特に本発明では望遠端での第２群の結像倍
率を条件式（１）の如く、又望遠端での全系の焦点距離
と有効画面との比を条件式（２）の如く設定し、これに
より広画角化を図りつつバックフォーカスを短くしてレ
ンズ系全体の小型化を図っている。

【００１９】次に条件式（１），（２）の技術的意味に
ついて説明する。条件式（１）は望遠端における２群の
結像倍率に関するものであり、条件式（１）の上限値を
越えて第２群の結像倍率が大きくなり過ぎると望遠端の
レンズ全長が長くなる傾向があり、沈胴構造が複雑にな
るので良くない。又、条件式（１）の下限値を越えて第
２群の結像倍率が小さくなると、広角端でのバックフォ
ーカスが短くなる傾向があり、後玉レンズ径が大きくな
るので良くない。

【００２０】条件式（２）は望遠端における全系の焦点
距離と有効画角の対角線長に関するものである。条件式
（２）の上限値を越えて望遠端の焦点距離が長くなり過
ぎると望遠端のレンズ全長が長くなる傾向があり、沈胴
構造が複雑になるので良くない。又、条件式（２）の下
限値を越えて望遠端の焦点距離が短くなると所定の変倍
比を得るのが困難になってくるので良くない。

【００２１】この他、本発明において全変倍範囲にわた
り画面全体の光学性能を良好に維持しつつレンズ全長の
短縮化を図るには、次の諸条件の少なくとも１つを満足
させるのが良い。

【００２２】（２−１）広角端における前記第２群の結
像倍率をβ２Ｗとしたとき、２．５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜３．１・・・・・・（３）なる条件を満足することである。

【００２３】条件式（３）は広角端と望遠端における第
２群の結像倍率の比に関するものである。条件式（３）
の上限値を越えて広角端と望遠端における第２群の結像
倍率の比が大きくなり過ぎると、ズーミングによる諸収
差の変動を補正するのが困難となる。又、条件式（３）
の下限値を越えて広角端と望遠端における第２群の結像
倍率の比が小さくなり過ぎると、所定の変倍効果を得る
ことが難しくなってくる。

【００２４】（２−２）望遠端における第１レンズ面か
ら最終レンズ面までの軸上距離をΣＤＴとしたとき、０．１＜ΣＤＴ／ｆＴ＜０．１５・・・・・・（４）なる条件を満足することである。

【００２５】条件式（４）は望遠端における第１レンズ
面から最終レンズ面までの軸上距離と望遠端における全
系の焦点距離の比に関するものである。条件式（４）の
上限値を越えて望遠端における第１レンズ面から最終レ
ンズ面までの軸上距離が長くなり過ぎると、沈胴によっ
てカメラ厚を薄くすることが困難となる。又、条件式
（４）の下限値を越えて望遠端における第１レンズ面か
ら最終レンズ面までの軸上距離が短くなり過ぎると、良
好なる収差補正を行なう為のレンズ構成を確保すること
が困難となる。

【００２６】（２−３）前記第２群の物体側のレンズ面
から像面側のレンズ面までの軸上距離をΣＤ２、広角端
におけるバックフォーカスをＳＫＷとしたとき、０．３＜ΣＤ２／ＳＫＷ＜１．５・・・・・・（５）なる条件を満足することである。

【００２７】条件式（５）は第２群の最も物体側のレン
ズ面から最も像面側のレンズ面までの軸上距離と、広角
端におけるバックフォーカスの比に関するものである。
条件式（５）の上限値を越えて広角端におけるバックフ
ォーカスが短くなり過ぎると、後玉レンズ径が大きくな
るので良くない。又、条件式（５）の下限値を越えて広
角端におけるバックフォーカスが長くなり過ぎると、広
角端付近におけるコマ、フレアーを良好に補正するのが
困難になるので良くない。

【００２８】尚、本発明において更に全変倍範囲にわた
り画面全体の光学性能を良好に維持する為には、前述の
条件式（１）〜（５）の数値範囲を次の如く設定するの
が良い。

【００２９】３．９＜β２Ｔ＜４．４２．３＜ｆＴ／Ｙ＜２．６２．５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜２．９０．１２５＜ΣＤＴ／ｆＴ＜０．１４５０．５＜ΣＤ２／ＳＫＷ＜１．５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番目のレンズのガラス
の屈折率とアッベ数である。

【００３０】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。

【００３１】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、

【００３２】

【数１】なる式で表わしている。又、「ｅ−Ｘ」は「１０^-X」を
意味している。（数値実施例１） F= 39.20〜111.50 FNO= 1:3.91 〜11.13 2ω= 57.8〜22.0 R 1= 25.06 D 1= 1.80 N 1=1.688930 ν 1= 31.1 R 2= 40.42 D 2= 1.09 R 3= -23.04 D 3= 1.50 N 2=1.846659 ν 2= 23.8 R 4= -55.97 D 4= 3.83 R 5= -335.53 D 5= 2.00 N 3=1.487490 ν 3= 70.2 R 6= -24.09 D 6= 0.10 R 7= -131.36 D 7= 3.00 N 4=1.487490 ν 4= 70.2 R 8= -15.01 D 8= 0.50 R 9= 絞り D 9=可変 R10= -43.62 D10= 0.05 N 5=1.524210 ν 5= 51.4 R11= -110.00 D11= 2.83 N 6=1.672700 ν 6= 32.1 R12= -23.23 D12= 3.75 R13= -10.61 D13= 1.30 N 7=1.804000 ν 7= 46.6 R14= -61.58 非球面係数 4面 K=0 A=0 B= 6.114e-05 C= 3.359e-07 D= 4.37
6e-09 E= 0 10面 K=0 A=0 B= 7.369e-05 C= 1.813e-07 D= 5.3
32e-09 E=-1.463e-11

【００３３】

【表１】（数値実施例２） F= 36.19〜101.50 FNO= 1:3.91 〜10.98 2ω= 61.7〜24.1 R 1= 21.99 D 1= 1.80 N 1=1.698947 ν 1= 30.1 R 2= 28.62 D 2= 1.23 R 3= -22.90 D 3= 1.50 N 2=1.846659 ν 2= 23.8 R 4= -47.08 D 4= 4.10 R 5= -185.43 D 5= 2.00 N 3=1.487490 ν 3= 70.2 R 6= -21.52 D 6= 0.11 R 7= -120.30 D 7= 3.00 N 4=1.487490 ν 4= 70.2 R 8= -16.51 D 8= 0.50 R 9= 絞り D 9=可変 R10= -44.51 D10= 1.00 N 5=1.583126 ν 5= 59.4 R11= 101.21 D11= 0.08 R12= 107.43 D12= 2.83 N 6=1.581439 ν 6= 40.8 R13= -28.61 D13= 5.32 R14= -12.13 D14= 1.30 N 7=1.804000 ν 7= 46.6 R15= -49.39 非球面係数 4面 K=0 A=0 B= 5.655e-05 C= 2.159e-07 D= 1.57
5e-09 E= 0 10面 K=0 A=0 B= 4.656e-05 C=-6.328e-08 D= 5.0
66e-09 E=-2.330e-11

【００３４】

【表２】（数値実施例３） F= 39.20〜101.50 FNO= 1:3.91 〜10.13 2ω= 57.8〜24.1 R 1= 22.63 D 1= 1.80 N 1=1.603420 ν 1= 38.0 R 2= 34.50 D 2= 1.14 R 3= -22.09 D 3= 1.50 N 2=1.805181 ν 2= 25.4 R 4= -52.03 D 4= 2.80 R 5= -115.74 D 5= 2.00 N 3=1.487490 ν 3= 70.2 R 6= -23.31 D 6= 0.50 R 7= -65.62 D 7= 3.00 N 4=1.487490 ν 4= 70.2 R 8= -12.56 D 8= 0.50 R 9= 絞り D 9=可変 R10= -44.74 D10= 3.68 N 5=1.647689 ν 5= 33.8 R11= -15.69 D11= 2.91 R12= -10.30 D12= 1.30 N 6=1.804000 ν 6= 46.6 R13= -317.68 非球面係数 4面 K=0 A=0 B= 9.012e-05 C= 6.727e-07
D= 4.564e-09E= 0 12面 K= 2.832e-02 A=0 B= 6.416e-05 C= 9.154e-0
7 D=-8.559e-09E= 1.463e-10

【００３５】

【表３】（数値実施例４） F= 39.20〜101.50 FNO= 1:3.91 〜10.13 2ω= 57.8〜24.1 R 1= 23.37 D 1= 1.80 N 1=1.647689 ν 1= 33.8 R 2= 35.58 D 2= 1.05 R 3= -22.74 D 3= 1.50 N 2=1.805181 ν 2= 25.4 R 4= -56.13 D 4= 3.52 R 5= -330.67 D 5= 2.00 N 3=1.487490 ν 3= 70.2 R 6= -25.01 D 6= 0.20 R 7= -110.78 D 7= 3.00 N 4=1.487490 ν 4= 70.2 R 8= -14.16 D 8= 0.50 R 9= 絞り D 9=可変 R10= -50.59 D10= 2.88 N 5=1.688930 ν 5= 31.1 R11= -23.63 D11= 3.75 R12= -10.62 D12= 1.30 N 6=1.804000 ν 6= 46.6 R13= -61.58 非球面係数 4面 K=0 A=0 B= 7.235e-05 C= 4.442e-07 D= 3.92
0e-09 E= 0 10面 K=0 A=0 B= 5.538e-05 C= 2.240e-07 D= 1.9
37e-09 E= 6.216e-12

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば所定の屈折力の２つのレ
ンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズの各レンズ
群のレンズ構成を前述の如く設定することにより、レン
ズ全長の短縮化を図った変倍比３程度の全変倍範囲にわ
たり高い光学性能を有した簡易な構成の小型のズームレ
ンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図３】本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図４】本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図５】本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図６】本発明の数値実施例１の中間の収差図

【図７】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図８】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図９】本発明の数値実施例２の中間の収差図

【図１０】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図１１】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１２】本発明の数値実施例３の中間の収差図

【図１３】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図１４】本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図１５】本発明の数値実施例４の中間の収差図

【図１６】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【符号の説明】

Ｌ１第１群Ｌ２第２群ＳＰ絞りＩＰ像面ｄｄ線ｇｇ線Ｍメリディオナル像面Ｓサジタル像面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に正の屈折力の第１群と負
の屈折力の第２群の２つのレンズ群を有し、両レンズ群
の間隔を変えて変倍を行う小型のズームレンズにおい
て、該第１群は少なくとも２つの正レンズを有し、該第
２群は正レンズと該正レンズの像面側に１つのみの負レ
ンズを有し、望遠端における該第２群の結像倍率をβ２
Ｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、有効画面の
対角線長をＹとしたとき、３．６＜β２Ｔ＜５．０２．２＜ｆＴ／Ｙ＜３．０なる条件を満足することを特徴とする小型のズームレン
ズ。
【請求項２】広角端における前記第２群の結像倍率を
β２Ｗとしたとき、２．５＜β２Ｔ／β２Ｗ＜３．１なる条件を満足することを特徴とする請求項１の小型の
ズームレンズ。
【請求項３】望遠端における第１レンズ面から最終レ
ンズ面までの軸上距離をΣＤＴとしたとき、０．１＜ΣＤＴ／ｆＴ＜０．１５なる条件を満足することを特徴とする請求項１の小型の
ズームレンズ。
【請求項４】前記第２群の物体側のレンズ面から像面
側のレンズ面までの軸上距離をΣＤ２、広角端における
バックフォーカスをＳＫＷとしたとき、０．３＜ΣＤ２／ＳＫＷ＜１．５なる条件を満足することを特徴とする請求項１の小型の
ズームレンズ。