(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、負の屈折力を有する第１レンズ群と；
正の屈折力を有する第２レンズ群と；
負の屈折力を有する第３レンズ群と；
からなり、広角段から望遠段への変倍時に前記第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群が物体側に移動しながら第１レンズ群と第２レンズ群との間隔と第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が可変され、次の条件を満足することを特徴とする大口径広角ズームレンズ。
2 ＜｜f1｜／fw＜20
0.30＜S1／fw＜0.70
f1：第１レンズ群の焦点距離
S1：変倍時の第１レンズ群の移動量
fw：広角段におけるズームレンズ全体の焦点距離
及び
0.5 ＜f2／fw＜0.8 
0.65＜Ｄ2 ／fw＜0.90
f2：第２レンズ群の焦点距離
D2：第２レンズ群のレンズ厚さ及び空気間隔の合計
【請求項２】
次の条件をさらに満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径広角ズームレンズ。
0.5 ＜｜f3｜／fw＜0.9
f3：第３レンズ群の焦点距離
【請求項３】
次の条件をさらに満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径広角ズームレンズ。
10ｍｍ＜｜f1｜×(N1P−N1N ) ＜80ｍｍ
-50ｍｍ＜｜f1｜/(V1P −V1N ) ＜0 ｍｍ
N1P ：第１レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均屈折率
N1N ：第１レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均屈折率
V1P ：第１レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均アッベ数
V1N ：第１レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均アッベ数
【請求項４】
次の条件をさらに満足することを特徴とする請求項３に記載の大口径広角ズームレンズ。
-4.0ｍｍ＜f2×(N2P−N2N ) ＜-1.0ｍｍ
0.3ｍｍ＜f2/(V2P −V2N ) ＜1.5 ｍｍ
N2P ：第２レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均屈折率
N2N ：第２レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均屈折率
V2P ：第２レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均アッベ数
V2N ：第２レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均アッベ数
【請求項５】
次の条件をさらに満足することを特徴とする請求項２に記載の大口径広角ズームレンズ。
0.5 ｍｍ＜｜f3｜×(N3P−N3N ) ＜1.5 ｍｍ
-2.0 ｍｍ＜｜f3｜/(V3P −V3N ) ＜-0.3ｍｍ
N3P ：第３レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均屈折率
N3N ：第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均屈折率
V3P ：第３レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均アッベ数
V3N ：第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均アッベ数
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は大口径広角ズームレンズに係り、小形コンパクトカメラにおいて、三つのレンズ群からなり、二倍内外のズーム比とレンズの明るさが絞り値F2.8くらいの大口径であり、特に各レンズ群のレンズ構成を適切に設定して小形であるが、高性能である大口径広角ズームレンズに関する。
【０００２】
最近、コンパクト形カメラの傾向は小形化、自動化及びズームレンズの装着化になっている。特に、コンパクトカメラは主に一般大衆が使用しているので、小形軽量化及び低値が要求されているが、近来には専門家用で活用できる性能と機能を具備するものが要求されている。
【０００３】
しかしながら、現在のコンパクトカメラにおいて、レンズが大口径である場合には短焦点であり、ズームレンズが装着される場合にはレンズの明るさがF/3.5 以上になっているので、専門家用では不足である。
【０００４】
一方、コンパクトカメラにはパノラマ機具が普遍化になっているので、使用者の光学化に対する要求も増加している。
一般的にコンパクトカメラ用ズームレンズの形式は2 群ズーム方式と3 群方式がある。
【０００５】
前記2 群ズーム方式はレンズが明るくなると基本的に球面収差及びコマ収差などの収差補正に難しさがあるので、通常的にはズーム倍率2 倍内外の範囲に広角段の明るさがF/3.5 より暗い場合に広く使用されている。
【０００６】
前記3 群ズーム方式の場合には二つが使用され、一つは物体側から負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群からなる負正負の形式からなる。
【０００７】
前記負正負の形式となる従来の技術には特開平2-238416号公報と、特開平2-27317 号公報に記載されている。しかしながら、前記従来の技術は大口径、高倍率ができるが、レンズの全長及び外径が大きくなる構造になっているので、小形カメラには適用するものが難しい。
【０００８】
また、3 群ズーム方式の他の方式では物体側から正の屈折力を有する第1 レンズ群と、正の屈折力を有する第2 レンズ群と、負の屈折力を有する第3 レンズ群となる正正負の形式となる。
【０００９】
前記正正負の形式となる従来の技術では米国特許出願番号US4,854,682 と、同出願出願番号US4,978,204 号及びUS5,148,321 号などに記載されている。しかしながら、前記従来の技術は小形化、高倍率化ができるが、レンズの明るさが3.5 以上となるものが普通であり、大口径である場合は周辺光量を確報するものが難しいので、高級使用者の要求を満足することができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は前記従来の欠点を解決しようとするもので、小形カメラにおいて、三つのレンズ群からなり、二倍内外のズーム比とレンズの明るさが絞り値F2.8くらいの大口径であり、特に各レンズ群のレンズ構成を適切に設定して小形であるが、高性能である大口径広角ズームレンズを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の大口径広角ズームレンズは、物体側から順番に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、広角段から望遠段への変倍時に前記第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群が物体側に移動しながら第１レンズ群と第２レンズ群との間隔と第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が可変され、次の条件を満足する。
2 ＜｜f1｜／fw＜20                      式(1)
0.30＜S1／fw＜0.70                      式(2)
ここで、f1は第１レンズ群の焦点距離を、S1は広角から望遠への変倍時の第１レンズ群の移動量を、fwは広角段にのズームレンズ全体の焦点距離を表す。
【００１２】
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
0.5 ＜｜f3｜／fw＜0.9                   式(3)
ここで、f3は第３レンズ群の焦点距離を表す。
【００１３】
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
0.5 ＜f2／fw＜0.8                       式(4)
0.65＜Ｄ2 ／fw＜0.90                    式(5)
ここで、f2は第２レンズ群の焦点距離を、D2は第２レンズ群のレンズ厚さ及び空気間隔の合計を表す。
【００１４】
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
10ｍｍ＜｜f1｜×(N1P−N1N ) ＜80ｍｍ             式(6)
-50ｍｍ＜｜f1｜/(V1P −V1N ) ＜0ｍｍ             式(7)
ここで、N1P は第１レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均屈折率を、N1N は第１レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均屈折率を、V1P は第１レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均アッベ数を、V1N は第１レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均アッベ数を表す。
【００１５】
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
-4.0ｍｍ＜f2×(N2P−N2N ) ＜-1.0ｍｍ            式(8)
0.3ｍｍ＜f2/(V2P −V2N ) ＜1.5ｍｍ            式(9)
ここで、N2P は第２レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均屈折率を、N2N は第２レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均屈折率を、V2P は第２レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均アッベ数を、V2N は第２レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均アッベ数を表す。
【００１６】
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
0.5ｍｍ ＜｜f3｜×(N3P−N3N ) ＜1.5ｍｍ         式(10)
-2.0ｍｍ ＜｜f3｜/(V3P −V3N ) ＜-0.3ｍｍ       式(11)
ここで、N3P は第３レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均屈折率を、N3N は第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均屈折率を、V3P は第３レンズ群の正の屈折力を有するレンズの平均アッベ数を、V3N は第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズの平均アッベ数を表す。
【００１７】
前記目的を達成するための本発明の他の大口径広角ズームレンズは、物体側から順番に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、開口絞りが前記第１レンズ群と第２レンズ群の間、または第２レンズ群の内に位置し、広角段から望遠段への変倍時に前記第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群が物体側に移動しながら次の条件を満足する。
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
1.7 ＜N2A                               式(12)
ここで、N2A は第２レンズ群の非球面の平均屈折率を表す。
【００１８】
また、前記構成を有する本発明に従う大口径広角ズームレンズは次の条件をさらに満足する。
0.05＜｜f11 ｜/f1 ＜0.25                式(13)
0.05＜｜f12 ｜/f1 ＜0.35                式(14)
ここで、f11 は第１レンズ群の一番目レンズの焦点距離を、f12 は第１レンズ群の二番目レンズの焦点距離を表す。
前記第２レンズ群の少なくとも一面を非球面とすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例に従う大口径広角ズームレンズの作用を詳細に説明する。前記条件式(1) は第1 レンズ群に関するもので、条件式(1) の下限値を満足しない場合には第１レンズ群の屈折力が強くなって収差補正が難しくなり、変倍時に収差変動が大きくなる。
反対に、前記条件式(1) の上限値を超過する場合には第１レンズ群の屈折力が弱くなって変倍時に各レンズ群の移動量が大きくなる。
【００２０】
前記条件式(2) の下限値を超過する場合には第1 レンズ群の移動量が短くなる利点があるが、結果的には各レンズ群の屈折力が強くなって収差補正が難しくなる。  また、変倍時に収差変動が大きくなる。
反対に、条件式(2) の上限値を超過する場合には収差補正は容易になって変倍時に収差変動を縮めることができるが、小形化が難しくなる。
【００２１】
前記条件式(3) の下限値を超過しない場合には第3 レンズ群の屈折力が強くなってレンズの全長を短くなるようにするものに利点があるが、収差変動、特に上面満曲の補正が難しくなる。
反対に、条件式(3) の上限値を超過する場合には全長が長くなって小形化が難しくなる。
【００２２】
前記条件式(4) と条件式(5) は大口径広角ズームレンズにおいて第2 レンズ群の屈折力と長さに関するもので、条件式(4) の下限値を満足しない場合には第2 レンズ群の屈折力が強くなって収差補正が難しくなる。
また、変倍時に収差変動が大きくなって、被写体位置に対しても周辺性能の変化が激しくなる。
反対に、条件式(4) の上限値を超過する場合には第2 レンズ群の屈折力が弱くなって変倍時に各レンズ群の移動量が増加し、焦点調節時に第2 レンズ群の移動量が増加する。
【００２３】
前記条件式(5) の下限値を超過しない場合には第2 レンズ群の長さが短くなって結果的に第2 レンズ群内の各レンズらの屈折力が強くなって収差補正が難しくなる。
また、各レンズの厚さ及びエッジ厚さ(edge thickness)を確保するのが難しくなって製造上の問題となる。
反対に、前記条件式(5) の上限値を超過する場合には周辺光量の確保が難しくなる。
【００２４】
前記条件式(6) と条件式(7) は第1 レンズ群の屈折力とレンズ素材に関するもので、前記条件式(6) と条件式(7) の下限値を夫々満足しない場合には、後焦点距離(back focal length) が長くなって機構的な設計が容易になるが、第1 レンズ群の屈折力が強くなって球面収差の補正が難しくなる。
反対に、前記条件式(6) と条件式(7) の上限値を夫々超過する場合にはレンズ全長が長くなって小形化が難しくなって色収差が大きく発生する。
【００２５】
前記条件式(8) と条件式(9) は第2 レンズ群の屈折力とレンズ素材に関するもので、条件式(8) と条件式(9) の下限値を満足しない場合には焦点調節量が小さくなるが、第２レンズ群の屈折力が大きくなって収差補正、特に変倍時の収差補正が大きくなる。
反対に、条件式(8) と条件式(9) の上限値を超過する場合には上面万曲と色収差の補正が難しくなる。
【００２６】
前記条件式(10)と条件式(11)は第3 レンズ群の屈折力と素材に関するもので、条件式(10)と条件式(11)の下限値を夫々満足しない場合には、倍率色収差の補正が難しくなる。
反対に、条件式(10)と条件式(11)の上限値を夫々超過する場合にはコンマ収差の補正が難しくなり、変倍時に移動量が大きくなる。
【００２７】
前記構成で前記条件らを満足して本発明を容易に実施できる実施例の実施例値は次の通りである。
本発明の各実施例に従って開口絞りは前記第1 レンズ群と第2 レンズ群の間、または第2 レンズ群内に装着されている。
【００２８】
前記条件(1〜14) を満足する本発明の第1 実施例に従う実施例値は次の〈表1 〉の通りである。
次のf は焦点距離を、ri(i＝1 〜20) は屈折面の曲率半径、di(i＝1 〜20) はレンズの厚さ、またはレンズ間の距離を、N はレンズのd-line屈折率、νはレンズのアッベ数、m は全体レンズ系の倍率、W は半画角をいう。
【００２９】
本発明の第２実施例に従う実施例値は次の〈表1 〉の通りであり、本発明の第１実施例に従う大口径ズームレンズの絞り値F は2.90〜5.54であり、焦点距離f は34.657mm〜48.859mmであり、半画角W は42.18 °〜23.98 °であり、後焦点距離であるf B は6.477mm 〜31.065mmである。
【００３０】
【表１】
〈表１〉
0004060900.tif 000002
【００３１】
前記第4 レンズ面と第5 レンズ面の間隙Z1は6.9158〜1.0000の値を有し、また第15レンズ面と第16レンズ面の間隙Z2は6.4594〜1.1000の値を有する。
また、前記第8 レンズ面と第15レンズ面は非球面に、前記非球面は次の式に表現されて非球面係数は次の〈表2 〉に記載されている。
0004060900.tif 000003
１＋ (1-(K＋1)2c2S2 ）    c ＝1/R 、       S2 ＝X2＋Y2
K ：コニック(conic) 常数
A4S4、A6S6、A8S8、A10S10：変形係数（Deformation Coefficients）
R ：レンズ曲率半径
【００３２】
【表２】
〈表２〉
0004060900.tif 000004
【００３３】
本発明の第２実施例に従う実施例値は次の〈表３〉の通りであり、本発明の第２実施例に従う大口径ズームレンズの絞り値F は2.90〜5.64であり、焦点距離f は28.984mm〜57.567mmであり、半画角W は37.31 °〜20.69 °であり、後焦点距離であるf B は6.521mm 〜35.865mmである。
【００３４】
【表３】
〈表３〉
0004060900.tif 000005
【００３５】
前記第4 レンズ面と第5 レンズ面の間隙Z1は8.7178〜8.6421の値を有し、また第12レンズ面と第13レンズ面の間隙Z2は1.5000〜1.1785の値を有する。
また、前記第8 レンズ面と第15レンズ面は非球面に、前記非球面は前記実施例１と同一な式に表現されて非球面係数は次の〈表4 〉に記載されている。
【００３６】
【表４】
〈表４〉
0004060900.tif 000006
【００３７】
本発明の第３実施例に従う実施例値は次の〈表５〉の通りであり、本発明の第３実施例に従う大口径ズームレンズの絞り値F は2.90〜5.67であり、焦点距離f は29.016mm〜57.577mmであり、半画角W は37.28 °〜20.66 °であり、後焦点距離であるf B は6.517mm 〜35.367mmである。
【００３８】
【表５】
〈表５〉
0004060900.tif 000007
【００３９】
前記第4 レンズ面と第5 レンズ面の間隙Z1は7.3238〜1.0000の値を有し、また第12レンズ面と第13レンズ面の間隙Z2は8.9902〜1.4935の値を有する。
また、前記第7 レンズ面と第15レンズ面は非球面に、前記非球面は前記実施例１と同一な式に表現されて非球面係数は次の〈表6 〉に記載されている。
【００４０】
【表６】
〈表６〉
0004060900.tif 000008
【００４１】
本発明の第４実施例に従う実施例値は次の〈表７〉の通りであり、本発明の第４実施例に従う大口径ズームレンズの絞り値F は2.90〜5.45であり、焦点距離f は24.719mm〜48.069mmであり、半画角W は41.76 °〜24.42 °であり、後焦点距離であるf B は6.609mm 〜30.366mmである。
【００４２】
【表７】
〈表７〉
0004060900.tif 000009
【００４３】
前記第4 レンズ面と第5 レンズ面の間隙Z1は5.7535〜6.8599の値を有し、また第15レンズ面と第16レンズ面の間隙Z2は1.0000〜1.3037の値を有する。
また、前記第1 レンズ面と第7 レンズ面は非球面に、前記非球面は次の式に表現され、非球面係数は次の〈表８〉に記載されている。
【００４４】
【表８】
〈表８〉
0004060900.tif 000010
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明の実施例に従って小形カメラにおいて、三つのレンズ群からなり、二倍内外のズーム比とレンズの明るさが絞り値F2.8くらいの大口径であり、特に各レンズ群のレンズ構成を適切に設定して小形であるが、高性能である大口径広角ズームレンズに関することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置でのレンズ構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置でのレンズ構成図である。
【図３】本発明の第１実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置での収差図である。
【図４】本発明の第１実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置での収差図である。
【図５】本発明の第２実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置でのレンズ構成図である。
【図６】本発明の第２実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置でのレンズ構成図である。
【図７】本発明の第２実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置での収差図である。
【図８】本発明の第２実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置での収差図である。
【図９】本発明の第３実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置でのレンズ構成図である。
【図１０】本発明の第３実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置でのレンズ構成図である。
【図１１】本発明の第３実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置での収差図である。
【図１２】本発明の第３実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置での収差図である。
【図１３】本発明の第４実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置でのレンズ構成図である。
【図１４】本発明の第４実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置でのレンズ構成図である。
【図１５】本発明の第４実施例に従う大口径広角ズームレンズの広角位置での収差図である。
【図１６】本発明の第４実施例に従う大口径広角ズームレンズの望遠位置での収差図である。
【符号の説明】
f ：焦点距離
ri(i＝1 〜20) ：屈折面の曲率半径
di(i＝1 〜20) ：レンズの厚さ、またはレンズ間の距離
N ：レンズのd-line屈折率
υ：レンズのアッベ数
m ：全体レンズ系の倍率
W ：半画角
【図１】
0004060900.tif 000011
【図２】
0004060900.tif 000012
【図３】
0004060900.tif 000013
【図４】
0004060900.tif 000014
【図５】
0004060900.tif 000015
【図６】
0004060900.tif 000016
【図７】
0004060900.tif 000017
【図８】
0004060900.tif 000018
【図９】
0004060900.tif 000019
【図１０】
0004060900.tif 000020
【図１１】
0004060900.tif 000021
【図１２】
0004060900.tif 000022
【図１３】
0004060900.tif 000023
【図１４】
0004060900.tif 000024
【図１５】
0004060900.tif 000025
【図１６】
0004060900.tif 000026