JPH07333500A - 2群構成のズームレンズ - Google Patents
2群構成のズームレンズInfo
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- JPH07333500A JPH07333500A JP13182994A JP13182994A JPH07333500A JP H07333500 A JPH07333500 A JP H07333500A JP 13182994 A JP13182994 A JP 13182994A JP 13182994 A JP13182994 A JP 13182994A JP H07333500 A JPH07333500 A JP H07333500A
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Abstract
ムレンズを提供する。 【構成】 本発明のズームレンズは、物体側から順に、
負の屈折力を有する第1レンズ群G1 と正の屈折力を有
する第2レンズ群G2 とが配された構成を有している。
第1レンズ群G1 を固定し、第2レンズ群G2 を光軸に
沿って移動させると、焦点距離fが変化してズーミング
が行われる。ズーミングの際には焦点移動が生じるが、
広角端から望遠端へ、あるいは望遠端から広角端へ移行
する途中は常に全系の焦点が結像画面から焦点深度内の
距離に位置するように設計されており、レンズ付きフィ
ルムやコンパクトカメラ用として十分に好適な使用が可
能である。
Description
に関し、特に、レンズ付きフィルムやコンパクトカメラ
に使用するにあたって好適な、簡易な構成のズームレン
ズに関するものである。
群をできるだけ少なくしてズーム機構を簡素化しようと
する試みは、光学補正式ズームレンズとして良く知られ
ている。
群構成であることが必要であったため、レンズ系全長の
短縮化には限界があり、それゆえコンパクト化に不向き
であった。また、少なくとも2群以上の移動レンズ群が
必要とされていたため、ズーム機構の簡素化も不十分で
あった。
164965に示されるような2群構成のズームレンズ
を提案した。これは、前群レンズが負の屈折力を有し、
後群レンズが正の屈折力を有するズームレンズである。
64965は、簡易でコンパクトな構成を有する負正2
群ズームレンズの基本的な構成を示したものに過ぎず、
レンズ付きフィルムやコンパクトカメラに極めて好適な
ものは、必ずしも明確にされていなかった。
たもので、コンパクトで、かつ、簡素なズーム機構を備
え、レンズ付きフィルムやコンパクトカメラに極めて好
適なズームレンズを提供することを目的とする。
ために、本発明の2群構成のズームレンズは、物体側か
ら順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と正の屈折力
を有する第2レンズ群とが配された構成を有し、第1レ
ンズ群を固定し、第2レンズ群を光軸に沿って移動させ
ることにより焦点距離が変化するズームレンズであっ
て、 (a) fW ・β1/2 /(1+β1/2 ) < f2 ≦ (2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β
1/2 )2 (fW は広角端での全系の焦点距離、fT は望遠端での
全系の焦点距離、βはズーム比(=fT /fW )、f2
は第2レンズ群の焦点距離、FN は広角端での全系のF
ナンバー、Dは結像画面の対角寸法である。)を満足す
ることを特徴としている。
第1レンズ群は、物体側に凸面を向けた一枚の負メニス
カスレンズからなり、第2レンズ群は、物体側に凸面を
向けた一枚の正メニスカスレンズからなり、広角端にお
ける第1レンズ群の像側面と第2レンズ群の像側面との
間隔をDW とするとき、 (b) 0.2 < DW /fW < 0.6 を満足すると良い。このズームレンズにおいて、第2レ
ンズ群たる正メニスカスレンズの物体側面および像側面
がともに非球面であると、さらに良い。
説明する図である。図1で、G1 は第1レンズ群、G2
は第2レンズ群を示す。結像画面は、写真カメラにおい
てはフィルム画面に相当する。
ンズでは、ズーミングに際して物体側に配された負の第
1レンズ群G1 は固定されており、像側に配された正の
第2レンズ群G2 のみが光軸に沿って移動する。第2レ
ンズ群G2 が第1レンズ群G1 側に移動すると、レンズ
系の合成焦点距離f、すなわちズームレンズの焦点距離
fは、徐々に大きくなる。これにより、ズーミングが達
成される。
2レンズ群G2 の移動に応じて焦点距離fのみならずズ
ームレンズの全長も変化し、焦点の位置が移動する。図
1の右端の一点鎖線は、第2レンズ群G2 の移動に応じ
た焦点位置の移動を示したものである。
ミングの際に焦点移動が生じるものではあるが、広角端
から望遠端へ、あるいは望遠端から広角端へ移行する途
中は常にレンズ系の焦点が結像画面から焦点深度内の距
離に位置するように設計されており、レンズ付きフィル
ムやコンパクトカメラ用として十分に好適な使用が可能
である。
は、広角端と望遠端との間でレンズ系の焦点が結像画面
から焦点深度内の距離に位置するようにして、写真レン
ズとして好適な使用を可能にするための条件式である。
−β1/2 )2 は、広角端と望遠端との間で結像画面から焦点深度内の
距離にレンズ系の焦点が位置するための条件である。ま
た、 (a)式のうち、 fW ・β1/2 /(1+β1/2 ) < f2 は、ズームレンズを構成するための前提条件である。
2群構成という簡易な構成を有し、第1レンズ群を固定
して第2レンズ群のみを移動させるだけでズーミング操
作を行うという簡素なズーム機構を備えている。このた
め、このズームレンズをコンパクトで安価なものにする
ことが可能である。しかも、本発明のズームレンズは
(a)式を満足しているので、レンズ付きフィルムやコン
パクトカメラ用として十分な光学性能を有している。
る通りである。
1 と正の第2レンズ群G2 の主点間間隔をdP とする
と、全系の合成焦点距離fは、次のように示される。
レンズ群G2 の焦点距離である。
ると、 l=f(1−dP /f1 ) … (3) である。
Lとし、(2)、(3) 式を用いると、 L=1+dP =f1 +2f2 −(f1 2 +f2 )・f2 /(f1 ・f) … (4) と表される。なお、以上は薄肉レンズ系での関係式であ
るが、実際の厚肉レンズ系との違いはわずかであるの
で、実用上は(4) 式を用いて議論することに問題はな
い。
が一致(LW =LT )するときを考えると、LW =LT
を(4) 式を用いて解くことにより、本発明のズームレン
ズは以下の式を満足することが分かる。
とで全長が同一(LW=LT )になるときに、焦点が結
像画面から物体側または像側へ向かって焦点深度内の距
離に位置する条件式を求める。
(fW <f<fT )にあるときの全長Lと広角端での全
長LW (=LT )との差ΔL=L−LW は、 (4)式およ
び (6)式を用いると次のように表される。 ΔL=L−LW =(f2 /f1 )・{(1+β)・fW −β・fW 2 /f−f} … (7) ΔLの最大値を求めるために、 (7)式の両辺をfで微分
すると、 d(ΔL)/df=(f2 /f1 )・{β・fW 2 /f
2 −1} ここで、d(ΔL)/df=0を解くことにより、ΔL
が最大となるfが次のように求まる。 f=fW ・β1/2 … (8) (8)式を、 (7)式に代入すると、ΔLの最大値ΔL
M は、 ΔLM =−f2 ・(1−β1/2 )2 /β1/2 … (9) と求まる。そして、焦点位置の結像画面からのずれ(以
下、「結像位置ずれ」と呼ぶ。)の最大値は、ΔLM の
絶対値|ΔLM |で表される。
系の焦点深度以内となれば、焦点を焦点深度内に位置さ
せることができる。
ズの明るさを表すFナンバーと許容錯乱円直径との積、
すなわち、 δ=FN ・ε (ここで、FN はFナンバー、εは許容錯乱円直径を表
す。)の様に定義される。
結像画面の対角寸法、すなわちフィルム対角寸法Dの1
/1500が適当とされている。この場合、焦点深度δ
は以下のように表される。 δ=FN ・ε=FN ・(D/1500) …(10) なお、結像画面が35ミリサイズのフィルムの場合、対
角寸法Dは約43.3mmとなる。
広角端におけるFN が最小である。したがって、焦点深
度δを決定するにあたっては、広角端から望遠端まで常
に結像位置ずれの最大値|ΔLM |が全系の焦点深度以
内となるように、FN として広角端におけるFナンバー
を用いることとし、以下、FN は広角端におけるFナン
バーを示すものとする。
値|ΔLM |が焦点深度の2倍以内となる条件は以下の
ように表される。 |ΔLM |≦2・δ=2・FN ・(D/1500) (9)式を用いると、この条件式は、次のように表され
る。 f2 ≦(2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β1/2 )2 …(11) 一方、ズームレンズを構成するためには、少なくとも第
1レンズ群と第2レンズ群の主点間間隔dP が広角端に
おいて正でなければならない。広角端における主点間間
隔をdP (w)とおくと、この条件(dP (w)>0)
は、 (2)式 dP (w)=(1/f1 +1/f2 −1/f)・f1 ・f2 … (2) を用いて次のように表される。 dP (w)=(1/f1 +1/f2 −1/fW )・f1
・f2 >0 f1 <0、f2 >0、f1 ・f2 >0を用いて、これを
変形すると、 1/f>1/f1 +1/f2 fW ≦f≦fT を考慮すると、ズームレンズがこの条件
を常に満足するのは、以下の条件式を満足するときであ
る。 1/fW >1/f1 +1/f2 (6)式のf1 =−fW ・β1/2 を用いてこれを変形する
と、 f2 >fW ・β1/2 /(1+β1/2 ) …(12) こうして求めた(11)および(12)式から、本発明のズーム
レンズが満足する (a)式 (a) fW ・β1/2 /(1+β1/2 ) < f2 ≦ (2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β
1/2 )2 (βはズーム比(=fT /fW )、fT は望遠端での全
系の焦点距離、fW は広角端での全系の焦点距離、f2
は第2レンズ群の焦点距離、FN は広角端での全系のF
ナンバー、Dは結像画面の対角寸法である。)が求まる
( (a)式の導出終了。)。
ズ群および第2レンズ群がそれぞれ物体側に凸面を向け
た一枚のメニスカスレンズで構成され、絞り位置が第2
レンズ群の像側に配置され、さらに上記の (b)式を満足
していると、ズームレンズをより安価でコンパクトなも
のにすることができる。
コンパクト化および結像性能に関する条件式である。広
角端における第1レンズ群(負メニスカスレンズ)の像
側面と第2レンズ群(正メニスカスレンズ)の像側面と
の間隔をDW とするとき、DW /fW が (b)式の上限を
下回ると、極めてコンパクトなズームレンズとなる。一
方、DW /fW が (b)式の下限を越えると、第1レンズ
群と第2レンズ群との主点間間隔が実用上好適な長さを
有することになり、ズーミング操作を行いやすく、各レ
ンズ群の屈折力も適切な値に抑えられて良好な結像性能
を有するズームレンズとなる。
ンズ群である正メニスカスレンズのに物体側面および像
側面がともに非球面であると、球面収差、像面湾曲、歪
曲収差等の諸収差をいずれも良好に補正することができ
る。
例を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
このズームレンズは、物体側から順に、負の第1レンズ
群たる一枚のレンズL1 および正の第2レンズ群たる一
枚のレンズL2 が配置され、さらに絞りD1 がレンズL
2 の結像面(フィルム面)S側に配置されて構成されて
いる。
よびL2 の各レンズ面の曲率半径を示しており、Rの右
下の面番号は各レンズ面に物体側から順に付したもので
ある。d1 〜d3 は、右下の番号を面番号とするレンズ
面と次の番号を面番号とするレンズ面との間隔を示して
いる。例えば、d1 はレンズ面1とレンズ面2との間
隔、すなわちレンズL1 のレンズ厚を示し、d2 はレン
ズ面2とレンズ面3との間隔、すなわちレンズL1 とレ
ンズL2 とのレンズ間距離を示している。
ニスカスレンズであり、レンズL2は物体側に凸面を向
けた正のメニスカスレンズである。レンズL1 の焦点距
離f1 は−30.19mm、レンズL2 の焦点距離f2
は15.89mmであり、焦点距離の比(f1 /f2 )
は−1.9000である。
4)から結像面S側へ向かって0.70mmの位置に配
置されている。本実施例では結像面Sは平面となってい
る。
数値は以下の通りである。
dの右下に付した番号を示し、表の右端は屈折率Nd お
よびアッベ数νd の数値がどのレンズに対応するもので
あるかを示している。
レンズL2 の物体側面(面番号3)および像側面(面番
号4)は非球面である。その形状は次の非球面式
3 ,a4 の値を下記の表に示したもので表わされる。
全系の焦点距離f、バックフォーカス長l、Fナンバ
ー、画角2ωなどを以下に示す。
ングに際し、レンズL1 は固定し、レンズL2 および絞
りD1 を一体的に物体側に向かって移動させると、レン
ズL1 とレンズL2 とのレンズ間距離d2 が漸次減少す
る。これにより、全系の焦点距離は徐々に長くなり、ズ
ーミングが実行される。本実施例では、ズーム比β(=
fT /fW )は1.3474である。
5ミリサイズのフィルムの43.267mm、広角端で
の全系のFナンバーFN は9.60、広角端での全系の
焦点距離fW は25.99であり、上記 (a)式の左辺お
よび右辺は、 fW ・β1/2 /(1+β1/2 )=13.96 (2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β1/2 )
2 =24.870 (単位はいずれもmm) となる。f2 =15.89mmであり、本実施例のズー
ムレンズは (a)式を満足している。
とレンズL2 の像側面との間隔をDW (=d2 +d3 )
とおくと、本実施例では、 DW /fW =0.317 であり、上記の (b)式の条件も満足されている。
球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示した収差図である。
この収差図に示されるように、本実施例のズームレンズ
は、広角端から望遠端に至るまで、諸収差が良好に補正
されており、写真レンズとして好適な使用が可能であ
る。
実施例1と同様に、負の第1レンズ群は一枚のレンズL
1 から、正の第2レンズ群たる一枚のレンズL2 から構
成され、絞りD2 はレンズL2 の結像面S側に配置され
ている。レンズL1 は物体側に凸面を向けた負のメニス
カスレンズであり、レンズL2 は物体側に凸面を向けた
正のメニスカスレンズである。レンズL1 の焦点距離f
1 は−30.19mm、レンズL2 の焦点距離f2 は1
5.79mmである。
4)から結像面S側へ向かって0.70mmの位置に配
置されている。結像面Sは凹面となっており、その曲率
半径は−100.0mmとなっている。
数値は以下の通りである。
dの右下に付した番号を示し、表の右端は屈折率Nd お
よびアッベ数νd の数値がどのレンズに対応するもので
あるかを示している。
像側面(面番号4)は非球面である。その形状は上記の
非球面式において、各係数c,k,a1 ,a2 ,a3 ,
a4の値を下記の表に示したもので表わされる。
全系の焦点距離f、バックフォーカス長l、Fナンバ
ー、画角2ωなどを以下に示す。
(T)へのズーミングに際し、レンズL1 を固定し、レ
ンズL2 および絞りD2 を一体的に物体側に向かって移
動させることにより、全系の焦点距離が徐々に長くな
り、ズーミングが実行される。本実施例では、ズーム比
β(=fT /fW )は1.3465である。
系のFナンバーFN は、実施例1と同様に、43.26
7mmおよび9.60である。このとき、 (a)式の左辺
および右辺は、 fW ・β1/2 /(1+β1/2 )=13.965 (2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β1/2 )
2 =24.982 (単位はいずれもmm) となる。f2 =15.79mmであり、本実施例のズー
ムレンズも (a)式を満足している。
ンズL2 の像側面との間隔(=d2 +d3 )である。)
であり、 (b)式も満足されている。
球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示した収差図である。
この収差図に示されるように、本実施例のズームレンズ
も、広角端から望遠端に至るまで、諸収差が良好に補正
されている。
上記実施例と同様に、負の第1レンズ群は物体側に凸面
を向けた負のメニスカスレンズL1 から、正の第2レン
ズ群は物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズから
構成され、絞りD3 はレンズL2 の結像面S3 側に配置
されている。レンズL1 はであり、レンズL2 はであ
る。レンズL1 の焦点距離f1 は−27.62mm、レ
ンズL2 の焦点距離f2 は14.42mmである。
4)から結像面S3 側へ向かって0.70mmの位置に
配置されている。結像面S3 は凹面となっており、その
曲率半径は−100.0mmとなっている。
数値は以下の通りである。
dの右下に付した番号を示し、表の右端は屈折率Nd お
よびアッベ数νd の数値がどのレンズに対応するもので
あるかを示している。
像側面(面番号4)は非球面である。その形状は上記の
非球面式において、各係数c,k,a1 ,a2 ,a3 ,
a4の値を下記の表に示したもので表わされる。
全系の焦点距離f、バックフォーカス長l、Fナンバ
ー、画角2ωなどを以下に示す。
遠端(T)へのズーミングに際しては、レンズL1 を固
定し、レンズL2 および絞りD3 を一体的に物体側に向
かって移動させることにより、ズーミングが実行され
る。ズーム比β(=fT /fW)は1.3333であ
る。
系のFナンバーFN は、実施例1と同様に、43.26
7mmおよび9.60である。このとき、 (a)式の左辺
および右辺は、 fW ・β1/2 /(1+β1/2 )=12.86 (2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β1/2 )
2 =26.726 (単位はいずれもmm) となる。f2 =14.42mmであり、本実施例のズー
ムレンズも (a)式を満足している。
ンズL2 の像側面との間隔(=d2 +d3 )である。)
であり、 (b)式も満足されている。
球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示した収差図である。
この収差図に示されるように、本実施例のズームレンズ
も、広角端から望遠端に至るまで、諸収差が良好に補正
されており、好適な使用が可能である。
ームレンズは、二つのレンズ群のみからなる簡易な構成
を有し、しかも、第1レンズ群を固定して第2レンズ群
のみを移動させるだけでズーミング操作を行うことので
きる簡素なズーム機構を備えている。このため、コンパ
クトで安価なズームレンズを実現することができる。ま
た、本発明のズームレンズは上記の (a)式を満足してい
るので、レンズ付きフィルムやコンパクトカメラ用とし
て十分な光学性能を有している。したがって、本発明の
ズームレンズは、コンパクトで安価なズーム機能付きカ
メラあるいはレンズ付きフィルムを実現するにあたって
極めて好適である。
図である。
る。
る。
る。
ンズ各面の曲率半径、d1 〜d3 …レンズ各面間の距
離、D1 〜D3 …絞り、S1 〜S3 …結像面。
Claims (3)
- 【請求項1】 物体側から順に、負の屈折力を有する第
1レンズ群と正の屈折力を有する第2レンズ群とが配さ
れた構成を有し、前記第1レンズ群を固定し、前記第2
レンズ群を光軸に沿って移動させることにより焦点距離
が変化する2群構成のズームレンズであって、 (a) fW ・β1/2 /(1+β1/2 ) < f2 ≦ (2・FN ・D/1500)・β1/2 /(1−β
1/2 )2 (fW は広角端での全系の焦点距離、fT は望遠端での
全系の焦点距離、βはズーム比(=fT /fW )、f2
は前記第2レンズ群の焦点距離、FN は広角端での全系
のFナンバー、Dは結像画面の対角寸法である。)を満
足することを特徴とする2群構成のズームレンズ。 - 【請求項2】 前記第1レンズ群は、物体側に凸面を向
けた一枚の負メニスカスレンズからなり、 前記第2レンズ群は、物体側に凸面を向けた一枚の正メ
ニスカスレンズからなり、 広角端における前記第1レンズ群の像側面と前記第2レ
ンズ群の像側面との間隔をDW とするとき、 (b) 0.2 < DW /fW < 0.6 を満足することを特徴とする請求項1記載の2群構成の
ズームレンズ。 - 【請求項3】 前記正メニスカスレンズの物体側面およ
び像側面がともに非球面であることを特徴とする請求項
2記載の2群構成のズームレンズ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13182994A JP3631779B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 写真カメラおよびレンズ付きフィルム |
US08/487,245 US5745303A (en) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | Zoom lens system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13182994A JP3631779B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 写真カメラおよびレンズ付きフィルム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07333500A true JPH07333500A (ja) | 1995-12-22 |
JP3631779B2 JP3631779B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=32587979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13182994A Expired - Fee Related JP3631779B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 写真カメラおよびレンズ付きフィルム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3631779B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004036281A1 (ja) * | 2002-10-21 | 2004-04-29 | Fdk Corporation | レンズ駆動装置 |
JP2005300619A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Canon Inc | ズームレンズとそれを有する画像投射装置 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP13182994A patent/JP3631779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004036281A1 (ja) * | 2002-10-21 | 2004-04-29 | Fdk Corporation | レンズ駆動装置 |
JP2005300619A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Canon Inc | ズームレンズとそれを有する画像投射装置 |
US7315425B2 (en) | 2004-04-06 | 2008-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image projection apparatus having the same |
US7397610B2 (en) | 2004-04-06 | 2008-07-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image projection apparatus having the same |
Also Published As
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---|---|
JP3631779B2 (ja) | 2005-03-23 |
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