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JPH05107478A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

Info

Publication number
JPH05107478A
JPH05107478A JP3329415A JP32941591A JPH05107478A JP H05107478 A JPH05107478 A JP H05107478A JP 3329415 A JP3329415 A JP 3329415A JP 32941591 A JP32941591 A JP 32941591A JP H05107478 A JPH05107478 A JP H05107478A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
group
zoom
aspherical surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3329415A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Ito
孝之 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP3329415A priority Critical patent/JPH05107478A/ja
Priority to DE4234144A priority patent/DE4234144A1/de
Priority to FR929212059A priority patent/FR2682489B1/fr
Priority to US07/958,783 priority patent/US5343329A/en
Priority to GB9221409A priority patent/GB2260423B/en
Publication of JPH05107478A publication Critical patent/JPH05107478A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G02B15/16Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • 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
    • G02B15/143Optical 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 three groups only
    • G02B15/1431Optical 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 three groups only the first group being positive
    • G02B15/143103Optical 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 three groups only the first group being positive arranged ++-

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 2.5倍以上の高変倍比を備え、さらにレン
ズ径及びレンズ全長の小型化と同時に全系のレンズ構成
枚数の低減を図ったコンパクトカメラ用に好適なズーム
レンズを提供すること。 【構成】 物体側より順に、正の焦点距離を有する第1
レンズ群と、正の焦点距離を有する第2レンズ群と、負
の焦点距離を有する第3レンズ群の少なくとも3つのレ
ンズ群から構成され、短焦点側から長焦点側へズーミン
グするとき、第1レンズ群第2レンズ群との間隔を増大
させ、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を減少させ
るように第1、第2及び第3レンズ群を物体側へ移動さ
せるズームレンズにおいて、第1レンズ群及び第2レン
ズ群はそれぞれ、少なくとも1つの非球面を有している
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として一眼レフカメ
ラよりバックフォーカスに関する制約が少ないコンパク
トカメラに適したズームレンズに関し、特に2.5倍以
上の高変倍比を有するズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】コンパクトカメラ用のズームレンズとし
ては、従来から種々のタイプが知られているが、3群以
上のレンズ群からなり、かつ変倍比が2倍を越えるもの
としては、次のタイプが知られている。
【0003】(i)正、負、正、負の4つのレンズ群か
ら構成され、第2群と第3群との間に絞りが設けられ、
全てのレンズ群が物体側に別々に移動(4群の内の一部
が一体に動くものも含む)する4群ズームタイプ(例え
ば、特開昭63−431155号公報、同63−159
818号公報、同63−157120号公報参照)。
【0004】(ii)正、正、負の3つのレンズ群から
構成され、第2群中に絞りが設けられ、全てのレンズ群
が物体側に別々に移動する3群ズームタイプ(例えば、
特開昭63−153511号公報、同63−16142
3号公報参照)。
【0005】(iii)正、正、負の3つのレンズ群か
ら構成され、第2群と第3群との間に絞りが設けられ、
全てのレンズ群が物体側に移動する3群ズームタイプ
(例えば、本件出願人の出願に係わる特願昭63−22
5294号参照)。
【0006】(iv)上記(iii)と同様の構成で、
第2群が独立して移動する前群と後群とに分割される実
質的な4群ズームタイプ(上記特願昭63−22529
4号の実施例3参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(i)
のタイプは4つのレンズ群全てを別々に移動するため多
くのカムを必要とし、コンパクトカメラ用レンズの小さ
いスペースの中にこれらのカムを設けることは機構的に
難しいという課題がある。
【0008】また、(i),(ii)のタイプは、製造
誤差に対する結像性能の劣化が大きい第2群と第3群と
の間、あるいは第2群中に絞りを兼ねたシャッターブロ
ックを配置しなければならないため、シャッターブロッ
クの位置の精度が高く要求され、しかも、僅かな誤差に
よっても結像性能が大きく劣化するため、光学性能を安
定させることが難しい。
【0009】さらに、上述の全てのタイプは、コンパク
トカメラ用としてはレンズ全系が十分にコンパクトでな
い。また、全系を構成するレンズ枚数が10枚以上と多
く、特に、第2群のレンズ枚数が5枚以上となってい
る。
【0010】本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み
なされたもので、2.5倍以上の高変倍比を備え、レン
ズの全長が短くレンズ構成枚数が少ないコンパクトカメ
ラに適したズームレンズを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、上記の目的を達成するため、物体側より順に、正の
焦点距離を有する第1レンズ群と、正の焦点距離離を有
する第2レンズ群と、負の焦点距離を有する第3レンズ
群の少なくとも3つのレンズ群から構成され、短焦点側
から長焦点側へズーミングするとき、前記第1レンズ群
と前記第2レンズ群との間隔を増大させ、前記第2レン
ズ群と前記第3レンズ群との間隔を減少させるように前
記第1、第2及び第3レンズ群を物体側へ移動させるズ
ームレンズにおいて、前記第1レンズ群及び前記第2レ
ンズ群はそれぞれ、少なくとも1つの非球面を有してい
ることを特徴としている。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0013】実施例のズームレンズは、物体側より順
に、正の焦点距離を有する第1レンズ群と、正の焦点距
離を有するパワーの大きい第2レンズ群と、負の焦点距
離を有する第3レンズ群とが配列して構成される望遠タ
イプのズームレンズである。
【0014】このズームレンズは、第1レンズ群及び第
2レンズ群に非球面を採用してレンズ構成枚数の低減と
レンズ全長の小型化を図っている。
【0015】一般的に3群よりなるズームレンズにおい
ては、第2レンズ群の正のパワーが大きく、またレンズ
構成枚数も多いので、第2レンズ群に非球面を設けるこ
とでレンズ構成枚数の低減とズームレンズ全体の小型化
を果たすことが可能であるが、第2レンズ群と同じく正
のパワーを有する第1レンズ群に非球面を設けることで
もレンズ構成枚数の低減、ズームレンズ全体の小型化を
果たすことが可能である。
【0016】ところで、上述の非球面化において第2レ
ンズ群にのみ1つの非球面を設けたのでは、レンズ構成
枚数の低減に対する効果がさほど大きくなく、第1レン
ズ群及び第2レンズ群のそれぞれに、少なくとも1つ以
上の非球面を設けることが一層効果的である。
【0017】第2レンズ群は正のパワーが非常に大きい
ため、球面だけで球面収差と他の収差とのバランスをと
ることは難しい。従って、第2レンズ群においては、球
面系で球面収差以外の収差を補正する一方、発散性の非
球面で球面収差を補正することによって全ての収差をバ
ランスを取りつつ補正するのが好ましい。
【0018】また、レンズ構成枚数を少なくすると非点
収差も補正不足になり易いので、これを非球面によって
補正するのが好ましい。
【0019】ここで、非球面による3次の球面収差係数
の変化量について補足する。非球面形状は一般的に数式
1のように表わせる。
【0020】
【数1】
【0021】これを、以下のように置き換えて焦点距離
f=1.0に換算すると非球面形状は数式2のように表
せる。
【0022】 x=x/f y=y/f c=fc A=fα =fα =fα 10=fα10
【0023】
【数2】
【0024】そして、第2項以下は非球面の量を与える
もので、第2項の係数A4は3次の非球面係数Φと以下
のような関係がある。
【0025】Φ=8(N´−N)A
【0026】但し、Nは非球面の前の屈折率で、N´は
非球面の後の屈折率である。非球面係数Φは、収差論の
3次の収差係数に対し次に示す変化量をもたらす。
【0027】 ΔI=hΦ ΔII=hHΦ ΔIII=hΦ ΔIV=hΦ ΔV=hHΦ 但し、I:球面収差係数 II:コマ収差係数 III:非点収差係数 IV:球欠像面湾曲係数 V:歪曲収差係数 h:近軸軸上光線のレンズ各面を通る高さ H:瞳の中心を通る近軸軸外光線の高さ
【0028】第1レンズ群及び第2レンズ群に非球面を
設ける場合、それぞれに設けられる非球面が1面のみで
はレンズ構成枚数を低減する効果は小さいため、各レン
ズ群に少なくとも2面以上の非球面を設け、それらの非
球面を以下の条件(a)、(b)を満たすよう設定する
ことが好ましい。
【0029】 (a)−30< ΔI <0 (b)−1< ΔIII<0 ただし、 ΔI :第2レンズ群内の全ての非球面による3次の
球面収差係数の変化量の和(短焦点側の全系の焦点距離
を1.0に換算したときの収差係数)、 ΔIII:第1レンズ群内の全ての非球面による3次
の非点収差係数の変化量の和、とする。
【0030】条件(a)は第2レンズ群の非球面に関す
るもので、非球面により球面収差を補正するための条件
である。条件(a)の上限を越えると非球面による球面
収差の補正の効果がなくなり、下限を下回ると球面収差
の補正が過剰となる。
【0031】条件(b)は、第1レンズ群の非球面に関
するもので、非球面により非点収差を補正するための条
件である。条件(b)の上限を越えると非球面による非
点収差の補正の効果がなくなり、下限を下回ると非点収
差の補正が過剰となる。
【0032】条件(a)、(b)を共に満たすように、
第1レンズ群及び第2レンズ群のそれぞれに好ましくは
2つ以上の非球面を設けることにより、それぞれの非球
面の役割が分担される。
【0033】さらに、第3レンズ群にも非球面を設ける
ことによって、物体側より順に正、負、負の3枚構成を
正、負の2枚構成に低減することが可能となる。
【0034】なお、実施例のレンズは3群ズームタイプ
として説明されているが、第2レンズ群を2つの群に分
けて考えることも可能であり、従来技術で述べた4群ズ
ームタイプであっても本発明の適用を逃れられるもので
はない。また、3群ズームタイプの最終群の後方に更に
パワーの小さいレンズ群を配置したものも同様に本発明
の範囲に含まれる。
【0035】絞り位置に関しては、第2レンズ群の中、
あるいは第2レンズ群の後方が考えられるが、第2レン
ズ群中に配置した場合には、前群のレンズ径を小さくで
きるものの構造が難しくなる。他方、第2レンズ群の後
方(第3レンズ群との間)に配置すればレンズブロック
とシャッターブロックとを分離できるので構造が簡単に
なる。
【0036】次に、本発明に係るズームレンズの数値構
成例1及び2を記載する。
【0037】ここで、fは焦点距離、fBはバックフォ
ーカス、rはレンズ各面の曲率半径(非球面の場合には
頂点曲率半径)、dはレンズ厚もしくはレンズ間隔(以
上単位はmm)、FNO.はFナンバー、ωは半画角
(単位はdegree)、nは各レンズのd線の屈折
率、νは各レンズのd線のアッベ数である。表中、非球
面には面番号の後に「*」をつけて球面と区別してい
る。また、A、A、Aはそれぞれ、4次、6次、
8次の非球面係数である。
【0038】
【実施例1】図1は実施例1の短焦点側のレンズ系構成
図である。具体的構成は表1に示す通りである。また、
各収差は図2(a)、(b),(c)に示す通りであ
る。
【0039】
【表1】
【0040】但し、変倍に伴ってFno.、f、fB、
ω、d4.d10の値は表2の通りに変化する。
【0041】
【表2】
【0042】
【実施例2】図3は実施例2の短焦点側のレンズ系構成
図である。具体的構成は表3に示す通りである。また、
各収差は図4(a)、(b)(c)に示す通りである。
【0043】
【表3】
【0044】但し、変倍に伴ってFno.、f、fB、
ω、d4、d9の値は表4の通りに変化する。
【0045】
【表4】
【0046】上記各実施例の条件式に対応する値を表5
に示す。
【0047】
【表5】
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、3群タイプという簡単な方式のまま、特に第1レ
ンズ及び第2レンズ群のレンズ構成ならびにレンズ形状
を工夫したことにより2.5倍以上の高変倍比を備え、
広角化、レンズ径及びレンズ全長の小型化を達成すると
共に、短焦点側から長焦点側まで、あるいは無限物体か
ら近距離まで収差変動が小さく、さらに全系のレンズ構
成枚数の低減を図ったコンパクトカメラ用に好適な、全
体として3群よりなる望遠タイプのズームレンズを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図2】実施例1の諸収差図である。
【図3】実施例2の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図4】実施例2の諸収差図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】
【実施例1】図1は実施例1の短焦点側のレンズ系構成
図である。具体的構成は表1に示す通りである。また、
各収差は図2、図3、図4に示す通りである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】
【実施例2】図5は実施例2の短焦点側のレンズ系構成
図である。具体的構成は表3に示す通りである。また、
各収差は図6、図7、図8に示す通りである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図2】実施例1の諸収差図である。
【図3】同諸収差図である。
【図4】同諸収差図である。
【図5】実施例2の短焦点側のレンズ系構成図である。
【図6】実施例2の諸収差図である。
【図7】同諸収差図である。
【図8】同諸収差図である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図5】
【図3】
【図4】
【図6】
【図7】
【図8】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、正の焦点距離を有する
    第1レンズ群と、正の焦点距離を有する第2レンズ群
    と、負の焦点距離を有する第3レンズ群の少なくとも3
    つのレンズ群から構成され、短焦点側から長焦点側へズ
    ーミングするとき、前記第1レンズ群と前記第2レンズ
    群との間隔を増大させ、前記第2レンズ群と前記3レン
    ズ群との間隔を減少させるように前記第1、第2及び第
    3レンズ群を物体側へ移動させるズームレンズにおい
    て、 前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群はそれぞれ、少
    なくとも1つの非球面を有していることを特徴とするズ
    ームレンズ。
  2. 【請求項2】前記非球面は、次の条件を満たすことを特
    徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 (a)−30<ΔI <0 (b)−1<ΔIII<0 ただし、 ΔI :第2レンズ群内の全ての非球面による3次の
    球面収差係数の変化量の和(短焦点側の全系の焦点距離
    を1.0に換算したときの収差係数)、 ΔIII:第1レンズ群内の全ての非球面による3次
    の非点収差係数の変化量の和、とする。
  3. 【請求項3】前記第3レンズ群は、物体側より順に正、
    負の2枚のレンズから構成され、かつ少なくとも1つの
    非球面を有していることを特徴とする請求項1に記載の
    ズームレンズ。
JP3329415A 1991-10-11 1991-10-11 ズームレンズ Pending JPH05107478A (ja)

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JP3329415A JPH05107478A (ja) 1991-10-11 1991-10-11 ズームレンズ
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GB9221409A GB2260423B (en) 1991-10-11 1992-10-12 Three group zoom lens system including at least two aspheric surfaces

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JP3329415A JPH05107478A (ja) 1991-10-11 1991-10-11 ズームレンズ

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ID=18221150

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FR (1) FR2682489B1 (ja)
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