JPS60263113A - 小型のズ−ムレンズ - Google Patents

小型のズ−ムレンズ

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JPS60263113A
JPS60263113A JP59119474A JP11947484A JPS60263113A JP S60263113 A JPS60263113 A JP S60263113A JP 59119474 A JP59119474 A JP 59119474A JP 11947484 A JP11947484 A JP 11947484A JP S60263113 A JPS60263113 A JP S60263113A
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lens
lens group
zoom
power variation
group
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Hiroki Nakayama
博喜 中山
Yasuhisa Sato
泰久 佐藤
Koji Oizumi
大泉 浩二
Yasuyuki Yamada
康幸 山田
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Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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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】 本発明は小型のズームレンズに関し、特にレンズシャッ
ターカメラ、ビデオカメラ等に有効なレンズ全長(第ル
ンズ面から儂面までの距離)の短い小型のズームレンズ
に関するものである。
近年レンズシャッターカメラ、ビデオカメラ等の小凰化
に伴いレンズ全長の短いズームレンズが要求されている
。又レンズシャッターカメラ等のレンズ交換を行なわな
いカメラ分野゛でもズームレンズの装着が要求されてお
り、従来用いられ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求されている。
本出願人は特開昭57−201213号公報において、
第1図に示すように正の屈折力の第ルンズ群Iと負の屈
折力の第2レンズ群■の2つのレンズ群より構成し、両
レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う小型の2群ズー
ムレンズを提案した。
同提案では物体側よシ順に正と負の屈折力のレンズ群構
成とすることによりバックフォーカスの短い機構上簡単
な構成の小型のズームレンズを達成している。
又特開昭58−184916号公報では物体側より順に
正、正、そして負の屈折力の第1、第2、第3レンズ群
の3つのレンズ群より構成し前記3つのレンズ群を移動
させて変倍を行った3群ズームレンズが提案されている
しかしながら前述の2群ズームレンズでは変倍による移
動するレンズ群が2群の為に比較的レンズ群の移動を多
くしなければ所定の変倍比を得ることが困難であり又3
群ズームレンズは変倍の為1c3つのレンズ群を移動さ
せているので機構的に複雑になる傾向がある。
又双方のズームレンズはいずれも変倍により絞りも移動
させている為に移動機構が複雑化する傾向がめった。
本発明は所定の変倍比が容易に得られしめ1も機構的に
簡単なレンズ全長の短6小型のズームレンズの提供を目
的とする。本発明の更なる目的は変倍比1.5〜λO程
度のレンズシャッターカメラに適した小型のズームレン
ズのiiK:6る。
本発明の目的を達成する為の小型のズームレンズの主た
る%徴は物体側より順に正、正そして負の屈折力の第1
、第2、第3レンズ群03つのレンズ群を有し、前記第
2レンズ群金固定させ、前記第ルンズ群と前記第3レン
ズ群を物体側へ移動させることKより広角端より望遠端
のズーム位置への変倍を行う際、前記第2レンズ群と前
記第3レンズ群の結偉作用が共に増倍となるように各レ
ンズ群を構成したことである。
次1c第2図に本発明の一実施例の光学配置の概略口を
示す。同図において、I 、II 、Inは各々第1、
第2、第3vンズ群であり矢印は変倍の際の移動状態を
示す。
前述の如く、本発明においては変倍を3つのレンズ群の
うIIEI、第3レンズ群の2つのレンズ群を移動させ
、絞りが含まれる場合の多い第2レンズ群を固定させて
機構上の簡素化を図っている。
又広角端より望遠端のズーム位置への変倍に際して、第
2レンズ群の横倍率β2及び第3レンズ群の横倍率β3
が共に連続的に増倍となるように構成して変倍を効率的
に行っている。
更に本発明において好ましくは第2レンズ群を第3レン
ズ群の合成屈折率を負とし、しかも負の屈折力が変倍に
際して徐々に強くなるようなレンズ構成とすることが良
く、これKよシレンズ群の少ない移動量で所定の変倍比
を効率よく達成している。
本発明の目的とする小型のズームレンズは、以上の諸条
件を満足することにより達成されるものであるが更に好
ましくは前述の諸条件につき、次σ如く設定するのが良
い。
前述の結儂作用において広角端と望遠端の横倍重金それ
ぞれ第2レンズ群をβ2w、β2T ’ 第3レンズ群
をβ 、β とすると 3W 3T 1.0〈β2T/β2W < i、 s −=・・・・
(1)1.0〈β3T/β3W < 1.7 −−− 
(21の範囲内に設定することである。こねKより、3
つのレンズ群の変倍による収差変動を少なくしつつバラ
ンス良く所定の変倍比を得ることができる。
条件式+11 、 +21の上限を越えると、変倍比が
大きくなりすぎ、各レンズ群の屈折力が過大、もしくは
レンズ群の移動量が過大となり変倍による収差変動を小
さくするのが困難となる。゛又条件式Tl) 、 +2
+の下限を越えてズームレンズを構成することは光学的
に非常に難しくなる。
特に増倍比が小さすぎて、所定の変倍比を得るのが2つ
のレンズ群の移動では難しくなってくるO 更に本発明においては前記条件式+11 、 +21下
で第2レンズ群と第3レンズ群の、広角端と望遠端のズ
ーム位置における合成屈折力を各々ψ23W・923T
とするとき の範囲内に設定するのが好ましい。このような屈折力配
置とすることにより第3レンズ群の移動量を、あまり増
加させずに所定の変倍比を容易に得ることができる。
なぜなら第2レンズ群と、第3レンズ群の焦点距離を各
々f2 + 13 、第2レンズ群と第3レンズ群の主
点間隔t e2 、第2レンズ群と第1 3レンズ群の
合成屈折力” ?’23とするとと表わすことができる
。ここで上式(a) において内端から望遠端のズーム
位置への変倍に際してe2 を小−さく、すなわち第3
レンズ群を物体側へ移動させることにより序々に屈折力
ψ23”負の方向に強くすることができるからである。
このため望遠端のズーム位置での屈、折力ψ23t−負
の方向で最大とすることができ、この結果第3レンズ群
を僅かに移動させるととKよって容易に高変倍比を得る
ことができる。
以上説明した如く、各レンズ群の構成を選定するととく
より本発明の目的は良好に達成されるが全変倍範囲にわ
たり更に良好なる収差補正を達成し、ズームレンズの小
型化を図るKは次の諸条件を満足するのが好ましい。
前記第1、第3レンズ群の焦点距離を各々f1. f3
、広角端のズーム位置における全系の焦点距離を1w1
広角端のズーム位置での前、記第ルンズ群と前記第2レ
ンズ群の主点間隔を・1□w1望遠端のズーム位置での
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との主点間隔を 
”23Tとするとき、 α3fwくflく5fw ・・・・・・・・・(4)−
151w< f3 < −0,5fW−−・+51e□
2W〉−0,5fW・・・・・・・・(6)6□3T)
>−0,4ん ・・・・・・・・(7)なる条件を満足
することである。
条件式(4)は第ルンズ群の屈折力に関するもので、下
限[を越すと変倍比合得るために%IC望遠端で第2レ
ンズ群と第3レンズ群の屈折力が負の大きな値となるた
め、ペッツバール和が負の方向に増大し像面湾曲がオー
バーとなる。
逆に上限値を越えると第ルンズ群には変倍の寄与が小さ
くなるのみならず、第3レンズ群の横倍率β3t−小さ
くしなければならなく第3レンズ群の負の屈折力を小さ
くしなければならない。この結果第3レンズ群の移動量
が大きくなり、レンズ全長が長くなり適当でない。
条件式15) p 、第3レンズ群の屈折力に関するも
ので上限値を越えると負の屈折力が大となりペッツバー
ル和が負の方向に増すため像面湾曲が正の方向に増大し
、又、下限値を越すと第2レンズ群との合成屈折力が正
の方向に近づくので上述の如く、第3レンズ群を僅か動
かすことくよる高変倍比が得られず、大きな移動量が必
要となる。又下限を越えて合成屈折力を負の方向に保ち
、所定の変倍比を得ようとすると、前記(lL)弐によ
り、第2レンズ群の正の屈折力が弱くなり、第2レンズ
群と第3レンズ群の主点間隔e2を小さくしていく必要
があり、第3レンズの移動空間が得られず、適当でない
条件式+131 、 +71は各レンズ群との間隔を適
切に設定しレンズ全長の短縮化を図る九めであり、条件
式(61、+71の範囲を逸脱すると、各々広角端及び
望遠端でのレンズ群間隔が狭くなりすぎレンズ群どおし
が干渉してくるのでレンズ構成上好ましくない。
尚本発明においては、変倍中固定の第2゛レンズ群の焦
点距離12を 0、5 /W < /2 < s /W −=−−・−
ta+の如く設定するのが第ルンズ群と第3レンズ群の
移動による変倍効果を助長させ、しかも変倍において画
面全体の収差を良好に補正するのに好ましい。
条件式(8)の上限at−越えると、第2レンズ群の屈
折力が弱くなり、所定の変倍比を得ようとすると、前記
(−)式より、第2レンズ群、第3レンズ群の主点間隔
ez’に大きくとる必要があり、また第3レンズ群Q負
の屈折力も弱くなり移動量が大きくなる。また下限1t
lt−越えると第2レンズ群の屈折力が強くなり、第3
レンズ群の負の屈折力が過大となり、また第2レンズ群
と第3レンズ群の主点間隔が小さくなり移動空間がなく
なり適当でない。
本発明のように変倍により第3レンズ群が移動するズー
ムレンズにおいては第3レンズ群を傷内側に凸面を向は
九メニスカス状の負の屈折力のレンズより構成するのが
全変倍範囲にわ喪り画面全体の像面特性を良好に補正す
るのに好ましい。
又本発明の如く変倍により第11第3レンズ群が移動す
るズームレンズにおいて変倍による収差変動會少なくシ
、画面全体にわたり諸収差を良好に補正する為には第ル
ンズ群と第3レンズ群の1体側の第ルンズ面の曲率半径
を各々R1□、R3□とするとき α5fW<R11<fW ・・・・・・・・・(9)−
o、 s /W < R31(−o、 z fw ・・
・・・・・・・Q呻なる条件を満足させることが好まし
い。条件式+91 、 (11は変倍による球面収差及
び画面全体の像面湾曲を良好に補正する為であり条件式
(9)の上限値、条件式←りの下限IIを越えると球面
収差は補正過剰と彦り又広角側での像面湾曲が負の方向
に増大してくる。条件式(9)の下限値、条件式−の上
限値を越えると球面収差が補正不足とな〕又像面湾曲が
正の方向に増大してくるので好ましくない。
尚本発明においては第3レンズ群の物体側のレンズ面を
非球面とするのがより良好なる収差補正を達成し高性能
な光学性能を得るのに好ましい。
本発明において焦点合わせはレンズ系全体を繰り出して
行プのが良いが第ルンズ群苦しくは第2レンズ群を繰り
出しても若しくは第3レンズ群を繰シ込むことによって
も良く又第ルンズ群と第2レンズ群を一体的に繰り出し
て行っても良い。
以上のように本発明によれば機構的に簡単でしかも変倍
効率の良い小型のズームレンズ管達成する仁とができる
次に本発明の数値実施例を示す。数1m実施列において
R1は物体側より順に第1番目のレンズ面の曲率半径、
D、は物体側より順に第1番目のレンズ厚及び空気間隔
、N・ とν、は夫々物体側より順に第1番目のレンズ
のガラスの屈折率とアツベ数である。
非球面形状は光軸方向KX軸、元軸と垂直な方向IcY
軸、光の進行方向を正とし、レンズの頂点とX軸の交点
全原点に採り、Riレンズ面の近軸曲率半径、81 +
 &2 r 83 +鼻4.凰5゜bl、 b2. b
3. b4を非球面係数とするとき+&3Y6+IL4
Y8+a5Y10+bIY3+b2Y5+b3Y7+b
4Y9 ナル式で表わされるものである。
又例えば[D−03Jの表示けrlo−3Jt−1味す
る。
数値実施例I F−40,0〜60.OFNO−1:4.5 2ω−3
9,γ〜56.8”Ri−zaoz D l−6,61
N1−t75500 rl−5/L3R2”−18&7
9 D 2− 0.88 N2”4.84666 R2
−23,9R3−11″33D3−″貿♂、70 R4” −46,03D 4− 149 N3”−1,
75520R3−27,515−409,48D 5−
1.36 R6”’ −19,36D 6−110 N4−1.7
7250 R4−49,6R7−−20,98D 7−
198 R8” 4&71 D 8− 122 N3−1693
50 R5−’5&2R−−74°73D9″″241
7o99 R,g” −16,442Dl□ −1,20N6”1
77250 N6−49.6R11−−39,541 数値実施例2 F−40,0−60,OFNO−1:4.5 2a+−
39,1−5a8’R”’ 23.28 D 1−6.
30 N1”4.64000 yl−60,1R−24
4a53 D 2−0.82 R3−−24a56 D 3−1.03 N2−L84
666シ2−219R−328°42D4−:98.7 R5+ −25,7705−1,49N5−L7552
0 シ3−27.51 − 89.82 06−1.3
1 R、w −zz3s D 、y−177N、−1772
50N4−49.6R8−−17,87D 8−1.2
5 R9”” 30.52 D 9−1.26 N5−1.
69350 N5−5&2R,o−−96,840Dl
o−2&55〜1247 R11” −14,030Dll” 112 Ns”’
L69680 N6−56.5112−−31.502 J 数値実施例。
F−40,0〜60.OFNO−1:45 20−39
.γ〜56.8’Rl−2&82 D l−7,18N
1−L75500シ1−5Z3R−−8(N82 D 
2− 1.16 N2−1.84666 N2”2&9
R″23&19 D a11″&付、7R4−−75L
34 D 4− 202 N3−1.75520 N3
−27.5R5−1,36a95 D 5− L36R
−−17,11D 6−6.39 N4−1.7725
0 N4−49.6R7−−−20,91D 7− 0
.76R−a 10′2h44 D s−1,21N5
−1.69360 N5−5&2R−−4&27 D 
9−またT1,6*R1o−−11L699 Dlo−
1,18N6−1.’77250ジロー49.6R11
” −34,715 非球面係数(第10面) a −−1302D−03、a −−1,810D−0
5。
2 a −1198D−07、N4−−4546D−11。
N5−4069D−16 b、−3,496D−05、b2−4836D−06。
b3”!487D−08 、 b、−−6,322D−
11v、l[実施例4 F−40,0〜6αOFNO−1:45 2ω−39,
γ〜56.ぎR1−25,61D t’l” N93 
N、−1,75500vl−5’13R−−14α19
 D 2− LION2−L84666 シ2−23.
9R−1°a68 D 3−997.7 R4” −5472D 、−1,50N3−1.75り
20 N3−27.5R−85170D 5−1.10 R−−19,43D 6− N26 N、−1,772
50ν、−49,6R7−−20,99D 7−1.5
5 。
R8” 4SL47 D 8−0.71 N3−169
350 N5−512R9−i3a’ys D g″″
2′−to、2R10−−15,924Dlo−1,1
7N6−1.77250 N6−49.6R11−−3
6,761 数値実施例5 F−40,0〜60.OFNO−1:45 2ω−39
,γ〜56.8゜R−ztst D −5−16N −
1,69680シ1−5a51 1 1 R−1(Fa18 D z−土?”、6sR3−−24
06D 3− ′2+99 N2−1.75520 N
2−27.5R−50,47D 、−2+06 R5−−2&66 D 5− Z02 N3−1.69
680 N3−56.5R−−17,82D 6−11
5 R7−26,9507−4,36N4”L84666 
N4−23.9R、−29,63D 8− N71 N
5−1.51823ν5−59,0R−−3&づ9D、
−2腎b R−−16,233Dlo” 1.18 N6−1.6
0311 N6−60.70 R11館−59,982 数値実施例6 F−40,0〜60.OFNO−1:N0 2ω−39
,τ〜56.8’R1−24,19Dl−4,63N1
−1.72600ν1−53.5R2−N3.60 D
2−上r¥46 R−−3418D −Z98 N2−1.75520 
シ2−27.53 R−49,2204−5,16 R−2&72 D −λ9〕 N = 1.693 S
 Oy 3−5125 5 3 R6−3440D6″″25覧。
*R7−1λ30 Dl−1,09N4−1.6935
0ν、−512R8−29,41 非球面係数(第7面) a −6971D−04、az−6,104D−05。
a−7,4830−08,a、−L867D−10。
N5−Z408D−11 b −−2,324D−04、b2−45290−06
 。
b −5,996D−09、b4−−1.685D−1
0数値実施pH7 F−40,0−6αOFNO−1:4.5 2ω−34
3°〜5&ぎRt−26,88D 、−a83 N1−
1.75500 シ1−52.3R2−−16L44 
D 2− 0.96 N2−L84666 シ2−2&
9R3−13152D 3−994,8 R4” −2a47 D 4−3.18 N3−1.7
5520 y3−27.5R5−−11&09 D 5
− 0.73R−−2469D 6−6.19 N4−
1.77250 V4−49,6R7−−2195D 
7− 0.55 R−69,06D 8−1.44 N5−1.6935
0 シ5−512R9−−60,97D 9−2&93 〜10.66 Rlo−−16,69DIO−1,18Ns”1.77
250 y6−49.6”11脚 −61,46
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2群ズームVンズの光学系の概略図、第
2図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第3図囚〜
第9図(4)は各々本発明の数値実施列1〜7のレンズ
断面図、第3図(B)〜第9図(B)は各々本発明の数
値実施例1〜7の諸収差図である。 図中S、Cは正弦条件、△Sはサジタル像面、6Mはメ
リデイオナル偉面でおる。 第1 図 第 3 図 (A) 第3図(E3) 第4図(A) 第4 ’jB (8) 第 5 図(A) 第 5 圓CB、) 第 6 回 cA) 第6 図 CB) 第 7 図 (ハ) 第 7 図 (8) 第8図色) 第8 図CB) 第9 図(A) 毛9 図 CB) 劃(5tP5Iy& 牢町悌吹羞 盃曲炊」1%)手続
補正書(方勾 昭和!5′1年10月忌日 昭和3’1年特 許願第119今7今号2、発明の名称 )1\ 繁り ズ′−Aししχ゛ 3、補正をする者 4、代理人 居所 〒158東京都世田谷区奥沢2丁目17番3号ベ
ルハイム自由が丘301号(電話03−718−581
4)5、補正命令の日付 昭和59年9月25日(発送日) 6、補正の対象 (1)明細書の図面の簡単な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書tJ419頁、第15行目から第18行目
にかけての「第3図(木)〜第9図(A)は・・・・・
・諸収差図である。」を削除し、「第3図(A)、(B
)は各々本発明の数値実施例1のレンズ断面図2諸収差
図、第4図(A)、(B)は各々本発明の数値実施例2
のレンズ断面図と諸収差図、wIJ5図(A)、(B)
は各々本発明の数値実施例3のレンズ断面図と諸収差図
、第6図(A)、(B)は各々本発明の数値1i!施例
4のレンズ断面図と諸収差図、第7図(A)、(E)は
各々本発明の数値実施例5のレンズ断面図と諸収差図、
第8fIIJ(A)、(B)は各々本発明のa値実施例
6のレンズ断面図と諸収差図、第9図(A)、(B)は
各々本発明の数値実施例7のレンズ断面防1と諸収差図
である。Jを挿入する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11物体側より順に正、正、そして負の屈折力の第1
    、第2、第3レンズ群の3つのレンズ群管有し、前記第
    2レンズ群を固定させ、前記第ルンズ群と、前記第3レ
    ンズ群を物体側へ移動させることKより、広角端より望
    遠端のズーム位置への変倍を行う際、前記第2レンズ群
    と前記第3レンズ群が共に増倍となるように変化させる
    ことを特徴とする小型のズームレンズ。 (2)前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成屈折
    力を広角端より望遠端への変倍に際し、負の方向に序々
    に強くなるように各レンズ群を構成したことt−特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の小型のズームレンズ。 13)前記第1、第3レンズ群の焦点距離を各々/1 
    + /3 、広角端のズーム位置における全系の焦点距
    離t−’/w、広角端のズーム位置での前記第ルンズ群
    と前記第2レンズ群の主点間隔t・1□7、望遠端のズ
    ーム位置での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の主
    点間隔t・237とするとき、 α3/′w<fl〈5fW −z5/w(f3<−0,5/1w+ ”IZW>−”5/W ”23T > ” ’ /W なる条件式を満足することt%徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の小型のズームレンズ。
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