JP3325058B2 - 近距離収差変動の少ないズームレンズ - Google Patents
近距離収差変動の少ないズームレンズInfo
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Description
特に、近距離にフォーカシングしても収差変動が少な
く、最短撮影距離の短縮を図ったズームレンズに関する
ものである。
の3群で構成されたズームレンズにおいて、第1レンズ
群以外のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うい
わゆるリアフォーカス式を採用したものが、例えば、特
開平2−201409号公報、特開平2−136811
号公報等で提案されている。
は、近距離−1m位で、すでに広角端での非点収差、望
遠端での球面収差が大きくアンダー側にシフトして行く
傾向が現れており、さらに至近距離の短縮を図ろうとす
ると、性能劣化が激しく、満足のいく性能を求めること
はできない。また、後者の特開平2−136811号公
報では、第2レンズ群でフォーカシングを行っている
が、フォーカシング移動量が大きくなる望遠端において
は、せいぜい近距離−1m位までしか近寄れず、それ以
上の至近距離を望むと、第1レンズ群と第2レンズ群と
の干渉が生じてしまう。
ス式を採用したズームレンズは、フォーカシング移動量
が大きくなる望遠端付近での収差変動が大きくなる傾向
がある。しかし、さらなる至近距離短縮に対する要望が
強くなってきている現在においては、無限遠より至近距
離まで満足のいく性能を確保できるようなフォーカシン
グ方法を考えない訳にはいかない。
たものであり、その目的は、物体側より順に、負屈折力
の第1レンズ群、正屈折力の第2レンズ群、負屈折力の
第3レンズ群にて構成された3群ズームレンズを対象に
して、従来達成し難かったリアフォーカス式での近距離
フォーカシング時の光学性能を安定させ、無限遠より至
近距離まで満足のいく高性能なズームレンズを提供する
ことにある。
明の近距離収差変動の少ないズームレンズは、物体側よ
り順に、負屈折力の第1レンズ群、正屈折力の第2レン
ズ群及び負屈折力の第3レンズ群にて構成され、各レン
ズ群の間隔を変化させることによって広角端より望遠端
への変倍を行い、かつ、前記第2レンズ群をフォーカシ
ングレンズ群として、該第2レンズ群を構成する最も像
側のレンズ成分LF と該第2レンズ群の残りのレンズ成
分LF'との軸上空気間隔を変えることによってフォーカ
シングするようにし、前記第2レンズ群を構成する最も
像側のレンズ成分LF の形状は像面側に凸なメニスカス
形状でありかつレンズ1枚で構成し、かつ、前記第2レ
ンズ群を構成する最も像側のレンズ成分LF の屈折力φ
LFが以下の条件式(1)を満足することを特徴とするも
のである。 |φLF/φ2 |<0.3 ・・・(1) ただし、φ2 は前記第2レンズ群の屈折力である。
ンズ群を構成する最も像側のレンズ成分LF は不動で、
第2レンズ群の残りのレンズ成分LF'を物体側へ繰り出
すことによってフォーカシングするようにすることがで
きる。
と作用について説明する。本発明では、主としてフォー
カシングによる球面収差、非点収差の変動を抑制するこ
とに主眼を置いており、今後の要求が強くなってくるで
あろう最短撮影距離の短縮を考えたものである。
カス式にフローティングの考え方を導入し、簡単なレン
ズ構成で収差変動の程度を小さくし、性能の安定化を意
図したものである。
方法は、図1に示すような負群G1、正群G2、負群G
3からなる3群ズームレンズにおいて、第2レンズ群G
2全体を物体側に繰り出すことによって近距離物点にピ
ントを合わせようとする方法である。
までなら、収差変動もそれ程大きくないが、至近距離を
さらに短縮し、−0.4mまで近づけると、とても実際
の製品レベルに導けるような近距離の性能(特に、非点
収差の変動)にはなり得ないことが、例えば図5の収差
図を見れば一目瞭然である。ここで、図5は後記する実
施例1に従来のフォーカシング方法を採用した場合の、
広角端、中間焦点距離及び望遠端において、無限遠物点
時、近距離−1m及び−0.4mでの球面収差(a)、
非点収差(b)を対比して示す収差図である。したがっ
て、ここでさらに工夫を加えて収差変動を小さくする必
要性が生ずることになる。
うなパワー配置の3群ズームレンズにおいて、フォーカ
シングレンズ群をなす第2レンズ群G2の最も像面側
に、パワーが比較的小さいレンズ成分LF を設け、第2
レンズ群G2の残るレンズ成分LF'との軸上空気間隔を
変えることによってフォーカシングをするようにして、
フローティングの効果を得ようとするものである。ここ
で、レンズ成分LF には像面の平坦性を補正する作用が
あり、そのためには、レンズ成分LF の形状は、像面側
に凸なメニスカス形状であることが望ましい。
の効果は、後記の本発明の各実施例における収差図を見
れば明らかであるが、因みに、図2と図5は、同じ実施
例1のレンズデータにおいて、それぞれ本発明のフォー
カシング方法と従来のフォーカシング方法を採用した時
の収差図であり、これらを比較すればその効果が明らか
であることが分る。
面側に配置するレンズ成分LF は、フォーカシング中に
可動であってもよいし、固定であってもよいが、製造上
の問題で、フォーカシング中は、レンズ成分LF は固定
で、残りのレンズ成分LF'を繰り出すことによって、ピ
ントを合わせる方法が望ましい。
ては、以下の範囲の値で使用することが望ましい。 |φLF/φ2 |<0.3 ・・・(1) ただし、φ2 は第2レンズ群G2の屈折力(パワー)で
ある。
|が0.3以上になると、フォーカシングによって特に
望遠端での球面収差の変動が大きくなり、安定した近距
離性能を確保することが困難となる。
F は1枚で構成されているが、レンズ成分LF が接合レ
ンズや複数からなるレンズ群で構成しても、その合成屈
折力が上記条件式(1)を満たすのであれば、何ら問題
はない。しかし、結果としてレンズ系の全長が大きくな
るので、望ましいものではない。レンズ成分LF は、1
枚構成でその効果は充分に発揮できるものである。
の物点に対しては性能が良く、近距離物点になると性能
劣化が顕著であったズームレンズの欠点を改善できる点
で、大きな意味を持っている。
について説明する。各実施例のレンズデータは後記する
が、実施例1は、焦点距離が24.7〜43.6mmの
広画角なズームレンズである。図1に広角端(a)と望
遠端(b)のレンズ断面図を示すように、第1レンズ群
G1〜第3レンズ群G3からなる3群ズームレンズであ
り、第2レンズ群G2中の最も像面側に位置するレンズ
成分LF が、フォーカシング時の収差変動を抑える目的
で配置されており、第2レンズ群G2中のレンズ成分L
F 以外のレンズ成分LF'をフォーカシング時に繰り出す
ことにより、近距離物点へ合焦することができる。この
時のレンズ成分LF の焦点距離fLFは、fLF=179.
955である。
側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズの2枚からなり、第2レンズ
群G2の前半部分LF'は、両凸レンズ、絞り、像面側に
凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズの3枚か
らなり、第2レンズ群G2の後半部分LF は、像面側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。第3レ
ンズ群G3は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズの2枚か
らなる。また、物体側から、第5、第11、第13番目
のレンズ面3面に非球面を用いている。
遠端において、無限遠物点時及び近距離−0.4mでの
球面収差(a)、非点収差(b)、倍率色収差(c)及
び歪曲収差(d)を各々対比して図2に示す。この収差
図からも分かるように、無限遠から近距離(−0.4
m)にかけて収差変動は極めて小さく、光学性能は安定
して良好である。
8.5mmのズームレンズである。レンズ系の群構成、
フォーカシングについては、実施例1と同様であり、レ
ンズ断面図は省くが、レンズ構成は、第1レンズ群は、
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸
面を向けた正メニスカスレンズの2枚からなり、第2レ
ンズ群の前半部分LF'は、物体側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズ、絞り、両凹レンズ、両凸レンズの3枚か
らなり、第2レンズ群の後半部分LF は、像面側に凸面
を向けた正メニスカスレンズ1枚からなり、第3レンズ
群は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面
側に凸面を向けた負メニスカスレンズの2枚からなる。
また、物体側から、第5、第11、第13番目のレンズ
面3面に非球面を用いている。図3にこの実施例の図2
と同様の収差図を示す。この時のfLFは、fLF=12
9.343である。この収差図から明らかなように、収
差変動は極めて小さく、光学性能は安定して良好であ
る。
3.6mmのズームレンズであり、レンズ系の群構成
は、実施例1と同様である。フォーカシングについて
は、第2レンズ群中のレンズ成分LF 以外のレンズ成分
LF'を繰り出すと同時に、レンズ成分LF を若干像面側
に移動させることで、近距離物点へ合焦する。ただし、
望遠端においては、フォーカシング時にレンズ成分LF
を像面側へ移動させると、第3レンズ群との干渉を引き
起こしてしまうおそれがあるので、意識的にレンズ成分
LF はフォーカシング時に不動としている。レンズ断面
図は省くが、レンズ構成は、第1レンズ群は、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向け
た正メニスカスレンズの2枚からなり、第2レンズ群の
前半部分LF'は、両凸レンズ、絞り、像面側に凸面を向
けた負メニスカスレンズ、両凸レンズの3枚からなり、
第2レンズ群の後半部分LF は、像面側に凸面を向けた
正メニスカスレンズ1枚からなり、第3レンズ群は、像
面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面
を向けた負メニスカスレンズの2枚からなる。また、物
体側から、第5、第11、第13番目のレンズ面3面に
非球面を用いている。図4にこの実施例の図2と同様の
収差図を示す。この時のfLFは、fLF=167.792
である。この収差図から明らかなように、収差変動は極
めて小さく、光学性能は安定して良好である。
以下において、記号は、上記の外、fは全系の焦点距
離、FNOはFナンバー、ωは半画角、fB はバックフォ
ーカス(無限遠物点の時のレンズ最終面から像面までの
距離)、r1 、r2 …は各レンズ面の曲率半径、d1 、
d2 …は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズ
のd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数で
ある。また、非球面形状は、光軸方向をx、光軸に直交
する方向をにyとした時、次の式にて表される。 x= y2 /{r+(r2 −y2 )1/2 }+A4y4 +A6y6 +A8y8 +… ただし、rは光軸上の曲率半径、A4、A6、A8、A10 は非
球面係数である。なお、各実施例のズーム間隔の表中の
括弧内の値は、近距離(−0.4m)の時の空気間隔で
ある。
。
。
。
差変動の少ないズームレンズによれば、従来のフォーカ
シング群の最も像側にレンズ成分LF を配置することに
よって、近距離まで極めて安定した性能を有するズーム
レンズを実現することが可能である。また、本発明の実
施例における近距離物点は−0.4mとして収差図等を
示しているが、さらに至近距離を短縮しても、収差変動
は極めて少なく、これによって、近距離に弱いと言われ
ている写真カメラ用ズームレンズの性能向上が達成でき
る。
(a)と望遠端(b)のレンズ断面図である。
において、無限遠物点時及び近距離−0.4mでの球面
収差(a)、非点収差(b)を対比して示す収差図であ
る。
において、無限遠物点時及び近距離−0.4mでの倍率
色収差(c)及び歪曲収差(d)を対比して示す収差図
である。
した場合の、広角端、中間焦点距離及び望遠端におい
て、無限遠物点時、近距離−1m及び−0.4mでの球
面収差(a)を対比して示す収差図である。
した場合の、広角端、中間焦点距離及び望遠端におい
て、無限遠物点時、近距離−1m及び−0.4mでの非
点収差(b)を対比して示す収差図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 物体側より順に、負屈折力の第1レンズ
群、正屈折力の第2レンズ群及び負屈折力の第3レンズ
群にて構成され、各レンズ群の間隔を変化させることに
よって広角端より望遠端への変倍を行い、かつ、前記第
2レンズ群をフォーカシングレンズ群として、該第2レ
ンズ群を構成する最も像側のレンズ成分LF と該第2レ
ンズ群の残りのレンズ成分LF'との軸上空気間隔を変え
ることによってフォーカシングするようにし、 前記第2レンズ群を構成する最も像側のレンズ成分L F
の形状は像面側に凸なメニスカス形状でありかつレンズ
1枚で構成し、 かつ、前記第2レンズ群を構成する最も像側のレンズ成
分L F の屈折力φ LF が以下の条件式(1)を満足する こ
とを特徴とする近距離収差変動の少ないズームレンズ。 |φ LF /φ 2 |<0.3 ・・・(1) ただし、φ 2 は前記第2レンズ群の屈折力である。 - 【請求項2】 フォーカシング時には、前記第2レンズ
群を構成する最も像側のレンズ成分LF は不動で、該第
2レンズ群の残りのレンズ成分LF'を物体側へ繰り出す
ことによってフォーカシングするようにしたことを特徴
とする請求項1記載の近距離収差変動の少ないズームレ
ンズ。
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