(57)【要約】【課題】  ローコストでありながら、２倍以上の変倍比で光学性能を良好に維持するズームレンズを実現すること。【解決手段】  物体側から順に、正屈折力を有す第1群Ｌ１、負屈折力を有す第２群Ｌ２から成り、第１群Ｌ１は負屈折力を有したメニスカス形状の第１レンズ、正屈折力を有した両凸の第２レンズから成り、第２群Ｌ２は負屈折力の第３レンズのみからなり、広角端から望遠端にかけて第１群Ｌ１と第２群Ｌ２の間隔を狭めるように変倍を行うズームレンズにおいて、各群を構成するレンズの形状や厚さ、材料などを適切に設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正屈折力を有す第１群、負屈折力を有す第２群から成り、前記第１群は負屈折力を有したメニスカス形状の第１レンズ、正屈折力を有した両凸の第２レンズから成り、前記第2群は負屈折力の第３レンズのみからなり、広角端から望遠端にかけて前記第１群と前記第2群の間隔を狭めるように変倍を行い、第１レンズの前面の曲率半径をr11、第１レンズの後面の曲率半径をr12、第１レンズの厚みをd11、望遠端での全系の焦点距離をft、第１レンズの焦点距離をf1、第２レンズの焦点距離をf2、第１レンズのアッベ数をν1、屈折率をN1としたとき、
−12.3＜(r11+r12)/(r11−r12)＜−1.2          (1)
0.012＜d11/ft＜0.030                      (2)
−0.7＜f2/f1＜−0.3                         (3)
25＜ν1＜60                                (4)
1.4＜N1＜1.7                              (5)
なる条件を満たすズームレンズ。
【請求項２】
物体側より順に物体側から順に、正屈折力を有す第１群、負屈折力を有す第２群から成り、前記第１群は負屈折力を有したメニスカス形状の第１レンズ、正屈折力を有した両凸の第２レンズから成り、前記第２群は負屈折力の第３レンズのみからなり、広角端から望遠端にかけて前記第１群と前記第２群の間隔を狭めるように変倍を行い、変倍時の１群の移動量をΔ、広角端での全系の焦点距離をfw、第１レンズの厚みをd11、望遠端での全系の焦点距離をft、第１レンズの焦点距離をf1、第２レンズの焦点距離をf2、第１レンズのアッベ数をν1、屈折率をN1としたとき、
−1.50＜Δ/fw＜−0.70                        (6)
0.012＜d11/ft＜0.030                       (7)
−0.7＜f2/f1＜−0.3                          (8)
25＜ν1＜60                                 (9)
1.4＜N1＜1.7                              (10)
なる条件を満たすズームレンズ。
【請求項３】
請求項１又は２記載において、前記第2レンズが45℃95%RH環境下での吸湿率が1.5%以下のプラスチックから成り少なくとも片側の面が非球面であるズームレンズ。
【請求項４】
請求項１又は２において、絞りが第１群と第２群の間にあることを特徴とするズームレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズがプラスチックから成り、物体側の面が周辺に向かって負屈折力が強くなるような非球面成分を有す請求項１又は２記載のズームレンズ。
【請求項６】
請求項１又は２において、すべてのレンズがプラスチックから成ることを特徴とするズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主にレンズシャッター式コンパクトカメラ等の比較的バックフォーカスの短いカメラに好適な撮影ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズシャッター式コンパクトカメラはローコスト化に加えて高倍化が求められている。ローコスト化のためには、ズーム群構成の簡易化、撮影レンズの少枚数化やプラスチック化などが有効である。
【０００３】
最も簡易なズーム方式としては正負２群ズームが挙げられ、例えば特開平7−287166号公報等の多くの発明が開示されている。また、高変倍ズームには正負２群ズームよりも自由度の多い３群ズームが多く採用されており、例えば、特開平7−120677号公報等が知られている。また、ローコストを狙ったものとして、正負2群ズームかつレンズ枚数3枚のものは数多く提案されているが、中でも特にローコストを狙ったものとして、例えば特開平7−294815号公報や、特開平11−023966号公報でプラスチックレンズ３枚構成のものが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平7−287166号公報で提案されているズームレンズは、２群ズームとしては比較的高い約2.4倍という変倍比を有しているが、レンズを８枚使用しており、高価なガラス非球面レンズを使用しているため、ローコストにはなり得ない。また、特開平7−120677号公報で提案されているズームレンズでは約2.2倍の変倍比を有しているが、群構成が複雑で使用しているレンズ枚数も5枚と多いため、充分なローコスト化を達成できない。特開平7−294815号公報や特開平11−023966号公報で提案されているズームレンズでは、可動群が2群でレンズ枚数も３枚しか使用していないため自由度が少なく、高変倍時に像面変動が大きくなるため、ズーム比は1.7〜1.8倍程度にとどまっている。このように従来は、３枚のレンズのみで構成した２群ズームでは広角端または望遠端で大きな球面収差やコマ収差が発生したり、大きな像面変動が生じるため、２倍以上のズーム比を達成することは困難であった。まして、３枚のプラスチックレンズのみから構成するとなると、屈折率が小さいことなどから、収差補正上厳しいものがあった。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ローコストでありながら、２倍以上の変倍比で光学性能を良好に維持するズームレンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（第一の発明）
物体側から順に、正屈折力を有す第１群、負屈折力を有す第２群から成り、前記第１群は負屈折力を有したメニスカス形状の第１レンズ、正屈折力を有した両凸の第２レンズから成り、前記第2群は負屈折力の第３レンズのみからなり、広角端から望遠端にかけて前記第１群と前記第2群の間隔を狭めるように変倍を行い、第1レンズの前面の曲率半径をr11、第1レンズの後面の曲率半径をr12、第１レンズの厚みをd11、望遠端での全系の焦点距離をft、第１レンズの焦点距離をf1、第２レンズの焦点距離をf2、第１レンズのアッベ数をν1、屈折率をN1としたとき、
−12.3＜(r11+r12)/(r11−r12)＜−1.2          (1)
0.012＜d11/ft＜0.030                      (2)
−0.7＜f2/f1＜−0.3                         (3)
25＜ν1＜60                                (4)
1.4＜N1＜1.7                              (5)
なる条件を満たすこと。
【０００６】
（第２の発明）
物体側より順に物体側から順に、正屈折力を有す第１群、負屈折力を有す第２群から成り、前記第1群は負屈折力を有したメニスカス形状の第１レンズ、正屈折力を有した両凸の第２レンズから成り、前記第2群は負屈折力の第３レンズのみからなり、広角端から望遠端にかけて前記第１群と前記第2群の間隔を狭めるように変倍を行い、変倍時の１群の移動量をΔ、広角端での全系の焦点距離をfw、第１レンズの厚みをd11、望遠端での全系の焦点距離をft、第１レンズの焦点距離をf1、第２レンズの焦点距離をf2、第１レンズのアッベ数をν1、屈折率をN1としたとき、
−1.50＜Δ/fw＜−0.70                        (6)
0.012＜d11/ft＜0.030                       (7)
−0.7＜f2/f1＜−0.3                          (8)
25＜ν1＜60                                 (9)
1.4＜N1＜1.7                              (10)
なる条件を満たすこと。
【発明の効果】
【０００７】
上述のように、本発明によれば、ローコストでありながら、２倍以上の高変倍比で光学性能を良好に維持したズームレンズを得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１、４、７、１０は本発明の数値実施例１から４の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図２、５、８、１１は本発明の数値実施例１から４の広角端における収差図である。図３、６、９、１２は本発明の数値実施例１から４の望遠端における収差図である。
【０００９】
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は負の屈折力の第２群であり、広角端から望遠端にかけて、第１群と第２群の軸上空気間隔を狭めるように共に物体側へ移動させて変倍を行っている。Giは第iレンズをあらわし、ri1は第iレンズの物体側の面、ri2は第iレンズの像側の面をあらわしている。ＳＰは絞りであり、ＩＰは像面である。
【００１０】
図１、４、７、１０において、r11,12,21,22,31,32は非球面である。図１、４、７において、G1はポリカーボネート、G2,G3はポリメチルメタクリレートであり、図１０においてG1はポリカーボネート、G2はポリオレフィン系の樹脂、G3はポリメチルメタクリレートである。
【００１１】
次に本発明のズームレンズの特徴について説明する。
【００１２】
（第１の発明）
第１の発明においては、上記のようなズームレンズで条件式(1)〜(4)を満足している。第１群を負レンズ、正レンズで構成し、第２群を負レンズ１枚で構成し、第１群、第２群の間隔を狭めるように変倍を行うズームレンズにおいて、第１群で発生した収差が第２群によって拡大されるため、第１群のみで諸収差が良好に補正されていることが好ましい。第１群では、第２正レンズで発生する収差を第１負レンズで補正する関係になっており、第２レンズの屈折率がそれほど高くない場合、所望の屈折力を得るためには面の曲率をきつくしなければならなくなる。それが原因で発生した大きな球面収差やコマ収差、像面湾曲、歪曲を第１負レンズで補正するためには、第1負レンズの各面の曲率も同様にきつくするほうがよい。特に、第１負レンズを物体側に凹面を向けたメニスカス形状にすることで、負の歪曲収差を良好に発生させ、第２レンズ以降で発生する正の歪曲収差を補正できる。但し、第１群で球面収差を良好に補正するためには、第１レンズに少なくとも１面の非球面を用いることが好ましい。
【００１３】
（第２の発明）
第２の発明においては、上記のようなズームレンズで条件式(5)〜(8)を満足している。高変倍化のためには、第１群の屈折力を強くするか、移動距離を長くする必要がある。特に第１群中の第２レンズに屈折率の高くない材料を使用した場合に第２レンズの屈折力を強くすると、面の曲率をきつくする必要が生じるので好ましくない。第２レンズの曲率をきつすぎない程度に抑え、第１群の移動距離を長くすることで高倍化を実現するほうが望ましい。
【００１４】
次に前述の条件式の技術的意味について述べる。
【００１５】
条件式(1)は全ズーム領域にわたって諸収差を良好に補正するための第１レンズの形状に関する条件である。上限を超えると歪曲の補正が不十分になり、下限を超えると像面湾曲の補正が不十分になる。条件式の範囲から外れると、すべてのズーム領域において球面収差やコマ収差などの諸収差を良好に補正することは難しくなる。特に、第２レンズの屈折率がそれほど高くない場合、第１レンズの形状は上記条件内であることが好ましい。
【００１６】
条件式(2),(7)は第１レンズの厚みを規定したものである。上限を超えると第１レンズの有効径が大きくなり、それに伴い第３レンズの有効径も大きくなるため、系全体が大型化してくるので好ましくない。また、下限を超えると製造が困難になる。
【００１７】
条件式(3),(8)は第1群を構成する第１レンズ及び第2レンズの焦点距離の比を規定したものである。上限を超えると第１群でのペッツバール和が大きくなり、像面が系全体としてアンダーになり過ぎてしまい、下限を超えると逆に第１群でのペッツバール和が小さくなり、像面が系全体としてオーバーになり過ぎてしまう。
【００１８】
条件式(4),(9)は第１レンズのアッベ数を規定したものであり、上限から外れると色収差が充分に補正しきれなくなり、下限を超えると現在のところその領域には安価な材料がないため、レンズが高価になってしまう。
【００１９】
条件式(5),(10)は第１レンズの屈折率を規定したものであり、上限から外れると現在のところその領域には安価な材料がないため、レンズが高価になってしまい、下限から外れると第１レンズの曲率を更にきつくしなければならなくなり、第2レンズで発生した球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲等を充分に補正できなくなってしまう。
【００２０】
条件式(6)は変倍時の第１群の移動量を規定したものであり、高変倍化したときの光学性能を満たすために必要な条件である。上限を超えると、系全体が大きくなってしまうのと同時に、鏡筒の偏心による性能劣化が大きくなり、光学性能を維持できない。下限を超えると第２レンズの屈折力を強めなければならないため、すべてのズーム領域にわたって光学性能を保つことが困難になる。
【００２１】
以上の如く構成し条件を満足させることで本発明の目的を実現することが可能である。
【００２２】
更に、第１,２の発明において好ましくは、以下の(A)〜(D)の内少なくとも一つを満足させることが望ましい。
(A)請求項1又は2記載において、前記第２レンズが45℃95%RH環境下での吸湿率が1.5%以下のプラスチックから成り少なくとも片側の面が非球面であるズームレンズ。
(B)請求項１又は２において、絞りが第１群と第２群の間にあることを特徴とするズームレンズ。
(C)前記第１レンズがプラスチックから成り、物体側の面が周辺に向かって負屈折力が強くなるような非球面成分を有す請求項１又は２記載のズームレンズ。
(D)請求項1又は2において、すべてのレンズがプラスチックから成ることを特徴とするズームレンズ。
【００２３】
次に前述の(A)〜(D)の技術的意味について述べる。
(A)前記第２レンズがプラスチックで形成されている場合、高倍化時の第２レンズの吸湿によるピント位置の変動や収差変動が無視できなくなってくるため、第２レンズは45℃95%RH環境下での吸湿率が1.5%以下であるプラスチックから形成することが望ましい。このようにすることで、高湿度下でのピント位置の変動や収差変動の影響を系全体として小さくできる。また、球面収差やコマ収差を補正するためには少なくとも片側に非球面を形成すると良い。より好ましくは、両面に非球面を形成するとよい。また、吸湿によるレンズの膨張や屈折率変化による光学性能変動は、レンズのコバから吸湿した場合に大きくなるので、コバに吸湿を妨げるようなワックス等を塗ってもよい。
(B)請求項１又は２記載のズームレンズにおいて、絞りは第１群と第２群の間にあるとよい。このようにすることで、第１群の製造上の安定性が向上し、偏心による収差変動等が抑えられ、高倍化が可能になる。
(C)請求項１又は２記載のズームレンズにおいて、第２レンズで発生する大きな正の球面収差を補正するためには、第１レンズの物体側の面に、周辺に向かって負の屈折力が強くなるような非球面を用いるとよい。
(D)請求項１又は２記載のズームレンズを更に安価に製造するためには、すべてのレンズをプラスチックで構成することが望ましい。上述の条件のうち多くを満たすことで、すべてのレンズがプラスチック材料から成っていたとしても、光学性能を維持しながら高倍化することが可能である。
【００２４】
以上で本発明の目的は達成される。
【００２５】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ番目のレンズ厚または空気間隔、ＮｉとＶｉは第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。また、非球面形状はレンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸方向をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸とし、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ非球面係数としたとき、
【００２６】
【数１】
2005308964.tif 000003
であらわされるものとする。
【００２７】
表１には本発明の上述した条件式と数値実施例の関係を示す。
【００２８】
【数２】
2005308964.tif 000004
【００２９】
【数３】
2005308964.tif 000005
【００３０】
【数４】
2005308964.tif 000006
【００３１】
【数５】
2005308964.tif 000007
【００３２】
【表１】
2005308964.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図。
【図２】本発明の数値実施例１の広角端、物体距離無限遠時における収差図。
【図３】本発明の数値実施例１の望遠端、物体距離無限遠時における収差図。
【図４】本発明の数値実施例２のレンズ断面図。
【図５】本発明の数値実施例２の広角端、物体距離無限遠時における収差図。
【図６】本発明の数値実施例２の望遠端、物体距離無限遠時における収差図。
【図７】本発明の数値実施例３のレンズ断面図。
【図８】本発明の数値実施例３の広角端、物体距離無限遠時における収差図。
【図９】本発明の数値実施例３の望遠端、物体距離無限遠時における収差図。
【図１０】本発明の数値実施例４のレンズ断面図。
【図１１】本発明の数値実施例４の広角端、物体距離無限遠時における収差図。
【図１２】本発明の数値実施例４の望遠端、物体距離無限遠時における収差図。
【符号の説明】
【００３４】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
ＳＰ  絞り
ＩＰ  像面
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
【図１】
2005308964.tif 000009
【図２】
2005308964.tif 000010
【図３】
2005308964.tif 000011
【図４】
2005308964.tif 000012
【図５】
2005308964.tif 000013
【図６】
2005308964.tif 000014
【図７】
2005308964.tif 000015
【図８】
2005308964.tif 000016
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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