JP4445603B2 - 望遠ズームレンズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられるズーム比が３倍程度のコンパクトな望遠ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等のズーム比が３倍程度の望遠ズームレンズは特開昭６０−１１４８１４号公報に開示されるように４群ズームレンズが多く、正の屈折力の第１レンズ群が３枚、負の屈折力の第２レンズ群が３枚、正の屈折力の第３レンズ群が２枚、正の屈折力の第４レンズ群が７枚の計１５枚程度で構成されることが多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６０−１１４８１４号公報に開示される様な、１５枚程度のレンズで構成される４群構成のズームレンズは、広角端から望遠端へ変倍する際に、多群ズームのために、可動部分が増え、鏡筒構造が複雑になり、生産性が悪くなり、コストが嵩む等の問題がある。
【０００４】
そこで、本発明はズーム比が３倍程度で構成枚数が１０枚と少ないながらも、高性能でコンパクトなズームレンズを提供することを目的とするものである。
【０００５】
構成枚数が少ないが、高性能でコンパクトなズームレンズを設計するには、各群の適切なパワー配置とレンズ構成が必要である。そこで、本発明は物体側より順に負レンズと正レンズからなる第１群、負の単レンズと接合レンズからなる負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群は前部と後部よりなり、前部は正の屈折力の接合レンズと単レンズ、後部は物体側に凹面を向けた２枚の負メニスカスレンズが大きな空気間隔で配置された構成からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、上記第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔を拡大させ、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を縮小させつつ、第１、第３レンズ群が物体方向に移動するズーム方式と共に、各群パワーに
（１） ０.６５＜｜ｆII／ｆｗ｜＜０.７５
（２） ０.７７＜｜ｆIII ／ｆｗ｜＜０.８０
（３） １.００＜｜ｆIII ／ｆII｜＜１.２０
（４） ２.６０＜｜ｆI ／ｆIII ｜＜３.２０
の条件を与えた。
ただし、
ｆｗ ：広角端の焦点距離
ｆI ：第１レンズ群の焦点距離
ｆII ：第２レンズ群の焦点距離
ｆIII ：第３レンズ群の焦点距離
である。
【０００６】
また、レンズ構成の自由度が大きい第３レンズ群を、前部は正の屈折力の接合レンズと単レンズ、後部は物体側に凹面を向けた２枚の負メニスカスレンズが大きな空気間隔で配置された構成とし、負レンズの焦点距離を
（５） １.６０＜｜ｆ９／ｆIII ｜＜２.００
（６） １.６０＜｜ｆ１０／ｆIII ｜＜２.０
とする事で高性能かつコンパクトにできた。
ただし、
ｆ９ ：第３レンズ群後部の物体側負レンズの焦点距離
ｆ１０：第３レンズ群後部の像側負レンズの焦点距離
である。
【０００７】
条件式（１）〜（４）は３つの群の焦点距離を規定するものである。条件式（１）はバリエーターとして変倍に大きく寄与する第２群の焦点距離の条件である。下限を越えると第２レンズのパワーが強い負になるのでレンズ系の小型化に効果があるが、ペッツパール和が負になり像面湾曲が補正過剰になるので好ましくない。上限を越えると第２レンズ群の負のパワーが弱くなって各面の曲率半径の絶対値が大きくなるので第２群に起因する収差は良好に補正できるが、反面変倍のための移動量が大きくなり大型化や他群との相互作用でのマイナス面が目立ってくる。
【０００８】
条件式（２）は第３群レンズのパワーを規定するが、第３群はマスターレンズとしての主たる役割に加え、コンペンセータの機能とズーミングの収差変動を小さくする変倍の機能を備えているのでそのパワーの設定は重要である。下限を越えると第３レンズ群のパワーが強くなって全ズーム領域でコマ収差が大きくなり、特にワイド側で球面収差補正が困難である。上限を越えると第３レンズ群のパワーが弱くなることから移動量の増大とシステムの大型化を招くので好ましくない。
【０００９】
条件式（３）は第３レンズ群と第２レンズ群の屈折力比に関する条件である。本発明では広角から望遠へのズーミングに伴って第2群と第3群の屈折力比のバランスをとる事により、ズーム全域で良好な収差補正が実現されている。条件式（３）の上限を越えると2群の屈折力が強くなり、テレでのバックフオーカスが大きくなり、コンパクト化にとって好ましくない。また、下限を超えると3群の屈折力が強くなり、ズーミング時の軸外の収差変動を良好に補正する事が困難になり、性能向上を阻害してしまう。
【００１０】
条件式（４）は第２群負パワーを挟んだ第１群と第３群の正パワーの関係を規定し、コマ収差、歪曲収差の良好な補正を保証する条件である。下限を越えて第１群のパワーが第３群に対して相対的に強くなると望遠側での球面収差の補正に好ましくなく、逆に上限を越えると広角側の球面収差に好ましくない。また、上限を越えると近距離時の繰り出し量が増大することによる性能劣化、鏡筒設計上の困難等が生じる。
【００１１】
条件式（５），（６）は第３群の後部を構成する２つの負レンズのパワー規定である。構成が薄肉レンズ的に制約される第１、第２群と違って第３群は大きなレンズ全長で構成することが必然である。したがって、第３群の構成はレンズ性能やコンパクトさに大きく関わり重要である。本発明は第３群を正パワーの前部と、凹面を物体側に向けた２枚のメニスカス負レンズを大きな空気間隔で配する構成によって高性能化とコンパクト化を実現した。条件式（５），（６）の条件は２つのレンズパワーがほぼ等しいものであることを示しているが、下限を越えると第３群を構成する前部の正パワーが強くなりズーミングによる収差の変動が大きくなって好ましくない。上限を越えると第３群の構成要素の各パワーがゆるくなり、系が大型化するのが避けられず、非点収差の補正にとっても好ましくない。また、２つの負レンズが凹面を物体側に向けた形状であることは軸外性能を良好に補正する条件であり、両者のパワーのバランスが崩れるとコマ収差が劣化するので好ましくない。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の高変倍率ズームレンズの数値実施例１、数値実施例２、数値実施例３を示す。
【００１３】
図１は数値実施例１のレンズ構成図、図２は数値実施例２のレンズ構成図、図３は数値実施例３のレンズ構成図である。図１乃至図３中のI は正の屈折力の第１レンズ群、IIは負の屈折力の第２レンズ群、III は正の屈折力の第３レンズ群である。図４は本発明の数値実施例１の広角端の収差図、図５は本発明の数値実施例１の望遠端の収差図、図６は本発明の数値実施例２の広角端の収差図、図７は本発明の数値実施例２の望遠端の収差図、図８は本発明の数値実施例３の広角端の収差図、図９は本発明の数値実施例３の望遠端の収差図である。
【００１４】
本実施例に示すように、非球面を用いることなく、少ない構成枚数で収差補正の良好なズーム比３程度の望遠レンズが実現できた。
【００１５】
数値実施例１乃至３において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角であり、ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚および空気間隔、ｎｉ，ｖｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズ屈折率とアッベ数である。
【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、物体側より順に正、負、正からなる３群ズーム方式で、ズーム比が３倍程度の高性能コンパクトな望遠ズームが従来のズームより４乃至５枚少ない構成枚数で大きなコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ構成図である。
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ構成図である。
【図３】本発明の数値実施例３のレンズ構成図である。
【図４】本発明の数値実施例１の広角端の収差図である。
【図５】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図である。
【図６】本発明の数値実施例２の広角端の収差図である。
【図７】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図である。
【図８】本発明の数値実施例３の広角端の収差図である。
【図９】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図である。

Claims (1)

1. 物体側より順に負レンズと正レンズの２枚からなる正の屈折力の第１群、負の単レンズと接合レンズからなる負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群からなり、前記第３群は前部と後部よりなり、前部は正の屈折力の接合レンズと単レンズ、後部は物体側に凹面を向けた２枚の負メニスカスレンズが大きな空気間隔で配置された構成からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔を拡大させ、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を縮小させつつ、第１、第３レンズ群が物体方向に移動し、以下の条件を満足する事を特徴とする望遠ズームレンズ。
   （１） ０.６５＜｜ｆII／ｆｗ｜＜０.７５
   （２） ０.７７＜｜ｆIII ／ｆｗ｜＜０.８０
   （３） １.００＜｜ｆIII ／ｆII｜＜１.２０
   （４） ２.６０＜｜ｆI ／ｆIII ｜＜３.２０
   （５） １.６０＜｜ｆ９／ｆIII ｜＜２.００
   （６） １.６０＜｜ｆ１０／ｆIII ｜＜２.０
   ただし、
   ｆｗ ：広角端の焦点距離
   ｆI ：第１レンズ群の焦点距離
   ｆII ：第２レンズ群の焦点距離
   ｆIII ：第３レンズ群の焦点距離
   ｆ９ ：第３レンズ群後部の物体側負レンズの焦点距離
   ｆ１０：第３レンズ群後部の像側負レンズの焦点距離
   である。

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