JPS5811608B2 - ズ−ムレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は広角域から望遠域まで変倍可能なズームレンズ
に関する。

この様な画角変化の大きいズームレンズは、高性能化を
計ろうとするとレンズ系自体が大型化してしまい、特に
３５朋サイズカメラ用ズームレンズとして考えた場合、
小型軽量化は性能悪化無くしては実現が極めて困難であ
る。

これは一般に発散レンズ群を配するいわゆるバリエータ
−の焦点距離が、小型軽量化を計るために極めて小さく
なってしまい、ズーム範囲の全域にわたって高性能を得
ることが出来ないためである。

例えば焦点距離が３５ｍｍ〜１００間、ズーム比約２．
８のズームレンズでは、大型化を防ぐためにパリフォー
カルレンズとして、ピント合わせはレンズ系全体の繰り
出しで行なうことや、焦点距離を３５〜７０ｍｍとして
ズーム比を小さくして実用化されている現状にあり、い
ずれも高性能を維持するためのやむを得ない処置とされ
ていた。

本発明は、この様な従来の欠点を除去し、小型・軽量で
ありながらズーム範囲の全域にわたって極めて高性能な
ズームレンズを提供するもので、その特徴とするところ
は、全系を順に焦点距離ｆ１なる収斂レンズ群と焦点距
離ｆ２なる発散レンズ群と焦点距離ｆ３なる収斂レンズ
群との３群によって構成し、前記ｆ１とｆ３を一体で光
軸方向に線型又は非線型移動すると同時に、前記ｆ２が
光軸方向に非線型又は線型移動して変倍と焦点位置を一
定に保つズームレンズにおいて、前記ｆ１は物体側より
順に負レンズＬ１、正レンズＬ２および物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズＬ３の３成分を有し、Ｌ３の
物体側曲率半径を鴇とし、前記ｆ２は物体側より順に２
つの負レンズＬ４．Ｌ５および物体側に凸面を向けた正
メニスカスレンズＬ６の３成分を有し、Ｒ４およびＲ５
の像側曲率半径をそれぞれＲ７，Ｒ９゜Ｒ６の物体側曲
率半径をＲ１０とし、前記ｆ３は物体側より順に正レン
ズＬ７、物体側に凸面を向けた２つの正メニスカスレン
ズＬ８．Ｌ９、負レンズ”１０および正レンズ”１１の
５成分を有し、Ｌｌｏの像側曲率半径をＲ１９とし、 （１） ０．４ｆ、≧ｆ３≧１ｆ２１ （２） ０．４ｆ１≦Ｒ４≦０．６ｆ１（３） １
．８≦（１／Ｒ７＋１／Ｒ９） Ｉ ｆ２１≦２．８（
４） ０．９≦１ｆ２１／Ｒ１ｏ≦１．２（５）
２．２≦ｆ ｓ／ Ｒｔ ９≦２．６なる条件を有する
。

この様なズームレンズでは収斂レンズｆ３を光軸方向に
移動させることで、ｆ３の使用倍率を変えることが出来
るので、収斂レンズｆ１と発散レンズｆ２との合成焦点
距離の変倍範囲を小さく出来る利点がある。

さらにｆｌを光軸方向に移動可能とすることは、バリエ
ータ−の役目を有するｆ２の移動量を増すことと同じ意
味を持つので、それだけｆ２の焦点距離を長くしても、
レンズの大型化を防ぐことが出来る。

これらのことがらｆ２に対する収差補正上の負担を大巾
に軽減できるので、高性能化と小型軽量化の両方を満足
させ得るものである。

なお１１群は合焦用に単独で繰り出ぜることは従来のズ
ームレンズと同様である。

次に上記限定条件の意味を述べると、（１）の条件は全
系の焦点距離配分に関し、小型軽量化とレンズ群を線型
および非線型に相対的位置関係を持たせて移動させるた
めのカムの製作を容易にする条件を示し、ｆ３が上限を
こえる時はレンズ全長が大型化し、必然的に前玉有効径
も増大するため結果として極めて大きく、重量も増えて
好ましくない。

またｆ３が下限をこえる時は、所定のズーム比を得るの
にｆｌとｆ３を一体で移動させることを不可能にしたり
、あるいは線型移動と非線型移動との相対的位置関係が
急激な変ｆヒを示すことで、カムの製作を極めて困難な
ものとしてしまう。

（２）の条件は主とじて歪曲のコマ収差の補正に有効な
もので、Ｒ４が上限をこえる時は歪曲のズーミング中の
変動中を小さく出来るが、像面が大きく内側へ湾曲する
ために、ｆ２群以降で補正しても、コマ収差特に下光線
のコマ収差は補正不可能となってしまう。

またＲ４が下限をこえる時は、広角側で大きな樽型歪曲
が発生し、使用に耐えられないものとなる。

（３）の条件はズーミング中の球面収差と正弦条件の変
動中を少なくするための条件で、（１／Ｒ７＋１／Ｒ０
）１ｆ２１が上限をこえる時は広角側の正弦条件は良好
になるが、望遠側で球面収差が極度にオーバーとなり補
正不可能となる。

（’／Ｒ７＋’／Ｒ９） ｌ ｆ ２１が下限をこえる
時は、広角側の正弦条件がアンダーになりすぎて不都合
な上、望遠側の球面収差が極度にアンダーとなり、これ
も正弦条件をくずさずに補正することが出来なくなる。

（４）の条件は、主としてズーミング中の球面収差、像
面湾曲、非点収差の変動を補正するのに有効であり、１
ｆ２１／ Ｒ１０が上限をこえる時は、望遠側での球面
収差が極度にアンダーとなり、且つ高次の球面収差を発
生させてしまい不著１３合となる。

ｌ ｆｅｚ ｌ／ Ｒｔ ｏが下限をこえる時は、望遠
側での球面収差はオーバーとなり、高次の球面収差の発
生を減少できる利点はあるが、広角側での球面収差の動
きが小さいために、ズーミングによる球面収差の変動中
が減小されない上に、広角側での像面がプラスに大きく
湾曲してしまうことになる。

（５）の条件は主として正弦条件に関するもので、１１
群、ｆ２群に対して前記（１）〜（４）の条件を適用し
てズーミング中の諸収差の変動中を充分補正した上で、
正弦条件のみを良好に保つことができる。

ｆ ｓ／Ｒ１ｏが上限をこえる時は極度の外向きコマ収
差を、ｆ３／Ｒ１９が下限をこえる時は極度の下向きコ
マ収差を発生させてしまい、ズーミング中の全域にわた
って高性能を保つことは不可能となってしまう。

以上の条件を満たした本発明による実施例として、３５
ｍｍサイズカメラ用に適用したものを示す。

実施例 １゜ 以上の実施例で絞り位置は、実施例１．の場合はＲ１□
とＲ１８の中間に、実施例２．ではＲ１□の直前に置か
れ、また絞り径については、実施例１．ではズーミング
中固定、実施例２．ではズーミング中口径比を一定に保
つようにｆ３群の移動量と関連させて可変としである。

前記２つの実施例についての断面配置図を〔第１図〕お
よび〔第２図〕に示す。

また〔第３図〕は実施例１．の収差図、〔第４図〕は実
施例２．の収差図である。

これらのことから本発明によれは、ズーム範囲の全域に
わたって高性能を維持できることがわかる。

また実施例１．の場合、全長は広角端において、望遠端
における焦点距離の１．３６６×、実施例２．のそれは
１．３９５Ｘ、フィルター径はいづれの場合も６７ｍｍ
中であり、広角域から望遠域まで変倍可能なズームレン
ズとしては、かなり小型軽量である。

さらに、本発明によれば前述の如く、従来例に比較して
バリエータ−としての発散レンズ群の焦点距離を長くで
き、しかも高性能が達成されるので、実際の加工、組立
て上のトラブルも少なくできる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１．の広角状態における断面配置図。 第２図は実施例２．の広角状態における断面配置図。 第３図は実施例１．の収差図。第４図は実施例２．の収
差図。 第５図は実施例１．．２．における各レンズ群の移動関
係を示す図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全系を順に焦点距離ｆ１なる収斂レンズ群と焦点距
   離ｆ２なる発散レンズ群と焦点距離ｆ３なる収斂レンズ
   群との３群によって構成し、前記ｆ１とｆ３を一体で光
   軸方向に線型又は非線型移動すると同時に、前記ｆ２が
   光軸方向に非線型又は線型移動して変倍と焦点距離を一
   定に保つズームレンズにおいて、前記ｆ１は物体側より
   順に負レンズＬ１、正レンズＬ２および物体側に凸面を
   向けた正メニスカスレンズＬ３の３成分を有し、Ｌ３の
   物体側曲率半径をＲ４とし、前記ｆ２は物体側より順に
   ２つの負レンズＬ４．Ｌ５および物体側に凸面を向けた
   正メニスカスレンズＬ６の３成分を有し、Ｌ４およびＬ
   ５の像側曲率半径をそれぞれＲ７，Ｒｏ、 Ｌ６の物体
   側曲率半径をＲＩＯとし、前記ｆ１３は物体側より順に
   正レンズＬ７、物体側に凸面を向けた２つの正メニスカ
   スレンズＬ８．Ｌ９、負レンズＩ’ｔｏおよび正レンズ
   Ｌ１１の５成分を有しＮ ＬＩＯの像側曲率半径をＲ１
   ９とし、 （１） ０．４ｆ１≧ｆ３≧１ｆ２１ （２） ０．４ｆ１≦Ｒ４≦ｏ、６ｆ１（３） １
   ．８≦（１／ Ｒ７＋１ ／ Ｒ９） ｌ ｆ２１≦２
   ．８（４） ０．９≦ｌ ｆ２ ’／Ｒ１ｏ≦１．２（
   ５） ２．２≦ｆｙ’Ｒ≦２．６ なる条件を満たすことを特徴とするズームレンズ。