JP2000275519A - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- G02B15/16—Optical 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
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Abstract
件式を満足することで小型軽量化の達成、バックフォー
カスの確保、諸収差の良好なる補正およびテレセントリ
ック性を図り得る明るいズームレンズを得る。 【構成】 拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォ
ーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ
群G1 、連続変倍およびその連続変倍によって生じる像
面移動補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈
折力を有する第2レンズ群G2 および正の屈折力を有す
る第3レンズ群G3 、変倍に際して固定の正の屈折力を
有する第4レンズ群G4 を配列してなり、下記条件式を
満足する。 β2 ×β3 > −2.2(β2:第2レンズ群の結像倍
率、β3:第3レンズ群の結像倍率)
Description
し、特に液晶を用いた投影用ズームレンズ、あるいはC
CD等の固体撮像素子を用いたビデオカメラや写真用カ
メラの結像用ズームレンズとして好適なズームレンズに
関するものである。
能として、部屋を暗くすることなく投影するのに十分明
るいこと、持ち運びが可能で小型軽量なこと、画素数が
多く解像力があることが望まれている。このため、液晶
プロジェクタの投影用レンズとしても、明るく小型で、
かつ解像力に優れたものが要求されている。
その光源側に色合成光学系を配置する必要があるため、
十分な長さのバックフォーカスを必要とする。さらに、
光源との関係を考慮して、テレセントリック性のあるレ
ンズであることが望ましい。
ズとして、特開平10-20192号公報に示された4群構成の
ものがある。このズームレンズは、明るさがF2.3程
度で十分明るいとは言えず、また収差も十分補正されて
いるとは言えない。
くなっていくにしたがって焦点深度が浅くなっていくた
め、高解像力を実現させるためには、諸収差の補正が十
分になされている必要がある。
して、5群構成からなり、変倍に際して3群が移動する
ズームレンズが、特開平10-186235号公報に示されてい
る。しかしながら、このズームレンズにおいても、やは
り明るさが不十分である。また、移動群が多くなるとい
うことは、ズームレンズを構成する部品が多くなるとい
うことでもあり、3つのレンズ群が移動するズームレン
ズは軽量化という点のみならず、コスト面からも望まし
くない。
で、変倍に際して2つのレンズ群が移動する4群構成の
レンズ系として小型軽量化を図るとともに、バックフォ
ーカスが十分に長く、諸収差が十分に補正され、さらに
テレセントリック性を有する明るいズームレンズを提供
することを目的とするものである。
は、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシ
ングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群、連
続変倍およびその連続変倍によって生じる像面移動補正
のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有す
る第2レンズ群および正の屈折力を有する第3レンズ
群、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ
群を配列してなり、下記の条件式(1)を満足すること
を特徴とするものである。
屈折力を有する負レンズを少なくとも1枚含んでいるこ
とが好ましい。
けたメニスカスレンズであることが好ましい。
(2)を満足することが好ましい。
群は、望遠端側に向かうにしたがって拡大側に移動し、
かつ両レンズ群の間隔が狭くなるよう構成されているこ
とが好ましい。
レンズより構成されていることが好ましい。
足することを特徴とするが好ましい。
ームレンズについて実施例1〜3を用いて具体的に説明
する。
図、図2は実施例2のレンズ基本構成を示す図、図3は
実施例3のレンズ基本構成を示す図である。
係るズームレンズは、拡大側から順に、変倍に際して固
定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する
第1レンズ群G1 、連続変倍およびその連続変倍によっ
て生じる像面移動補正のため、相互に関係を持って移動
する正の屈折力を有する第2レンズ群G2 および正の屈
折力を有する第3レンズ群G3 、変倍に際して固定の正
の屈折力を有する第4レンズ群G4 を配列した4群13
枚(実施例3では4群12枚)のレンズ構成とされてい
る。さらに、第4レンズ群G4 の縮小側には色合成光学
系1が配されている。なお、図1〜3中、Xは光軸を示
す。
は、下記の条件式(1)を満足する。
において、第4レンズ群G4 は、縮小側に強い屈折力を
有する負レンズを少なくとも1枚含んでいる。実施例
1、2、3では、この負レンズは拡大側に凸面を向けた
負のメニスカスレンズとなっている。すなわち、実施例
1および実施例2では第4レンズ群G4 の第9レンズL
9 が、実施例3では第4レンズ群G4 の第8レンズL8
が、この負レンズに相当する。
(2)を満足する。
において、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 は、望
遠端側に向かうにしたがって拡大側に移動し、かつ両レ
ンズ群G2 ,G3 の間隔が狭くなるよう構成されてい
る。このような構成とすることにより、レンズ系の全長
が長くなることを防止して、よりコンパクトなズームレ
ンズとすることができる。
において、第3レンズ群G3 は、正レンズと負レンズに
より構成されている。すなわち、実施例1では負のメニ
スカスレンズからなる第7レンズL7 と両凸の第8レン
ズL8 により構成され、実施例2では両凸の第7レンズ
L7 と両凹の第8レンズL8 により構成され、実施例3
では両凸の第6レンズL6 と、負のメニスカスレンズか
らなる第7レンズL7により構成されており、このよう
な構成とすることにより、色収差を良好に補正すること
ができる。なお、この第3レンズ群G3 の第7レンズL
7 と第8レンズL8 (実施例3では第6レンズL6 と第
7レンズL7 )は、図示の如く互いに接合された接合レ
ンズであってもよいがそれぞれ単体のレンズによって構
成してもよい。
ズは、下記の条件式(3)〜(6)を満足する。
について説明する。
倍率と第3レンズ群G3 の結像倍率の積の値β2 ×β3
を規定することにより、全長を短く抑えたまま変倍を行
い、かつ諸収差を良好に補正するための条件式である。
は、固定群の直前にある負の移動群は、主にその物体側
に配置された正の移動群が動いたことによって生じた像
面の移動を補正する働きをしていると考えられる。した
がって、この像面の移動を少なくすることにより、この
像面の移動を補正するための負の移動群の移動量が微少
となる。
付近であれば、像面の移動は微少に抑えられ、この状態
で移動群を分割してバランスをとれば、負のレンズ群を
固定しても像面の移動を十分補正することが可能とな
り、移動群数を増やすことなく、全長を短く抑えたまま
変倍を行っても諸収差を良好に補正することが可能とな
る。
値が下限を下回ると、移動群のみでの像面補正が難しく
なり、全長を短く抑えたまま変倍を行った場合には、諸
収差を補正することが難しくなる。
くとも1枚含まれる、縮小側に強い屈折力を有する負レ
ンズのアッベ数νを規定することにより、色収差を良好
に補正するための条件式である。
を超えると、色収差を良好に補正することが困難とな
る。
レンズ系全体の焦点距離に対する第1レンズ群G1 〜第
3レンズ群G3 の焦点距離の比F1 /F,F2 /F,F
3 /Fを規定することにより、レンズ系の全長が増大す
るのを防ぐとともに、諸収差を良好に保つための条件式
である。
/F,F2 /F,F3 /Fの各値が下限を下回ると諸収
差を良好に補正することが困難となり、上限を超えると
移動群の移動量が大きくなってレンズ系の全長が長くな
る。
全体の焦点距離に対する第4レンズ群G4 の焦点距離の
比F4 /Fを規定することにより、適正なバックフォー
カス量とテレセントリック性を確保するための条件式で
ある。
限を下回るとバックフォーカスが短くなり、またテレセ
ントリック性を確保することが困難となる。
用いつつ説明する。
図1に示すように、拡大側から順に、負の屈折力を有す
る第1レンズ群G1 、正の屈折力を有する第2レンズ群
G2 、正の屈折力を有する第3レンズ群G3 、正の屈折
力を有する第4レンズ群G4 を配列した4群13枚の構
成となっている。
凸の第1レンズL1 と、拡大側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズからなる第2レンズL2 と、両凹の第3レ
ンズL3 を配列してなる。
小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第4
レンズL4 と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレ
ンズからなる第5レンズL5 と、拡大側に凸面を向けた
負のメニスカスレンズからなる第6レンズL6 を配列し
てなる。
た負のメニスカスレンズからなる第7レンズL7 と、両
凸の第8レンズL8 を配列してなり、第7レンズL7 と
第8レンズL8 は互いに接合された接合レンズとなって
いる。
た負のメニスカスレンズからなる第9レンズL9 と、両
凹の第10レンズL10と、両凸の第11レンズL11と、
両凸の第12レンズL12と、両凸の第13レンズL13を
配列してなり、第10レンズL10と第11レンズL11は
互いに接合された接合レンズとなっている。
径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空
気間隔D(mm)、各レンズのd線における屈折率Nd
および各レンズのアッベ数νd を下記表1の上段に示
す。
第1レンズ群G1 と第2レンズ群G 2 の空気間隔D6 、
第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の空気間隔D12、
第3レンズ群G3 と第4レンズ群G4 の空気間隔D15を
下記表1の中段に示す。ただし、この表1および後述す
る表2、表3おいて、各記号R,D,Nd ,νd に対応
させた数字は拡大側から順次増加するようになってい
る。
(1)〜(6)に対応する値を下記表1の下段に示す。
なお、各レンズデータは、F=1.0で規格化されてい
る(実施例2,3において同じ)。
1.63〜−1.95、νの値は23.9、F1 /Fの
値は−0.85、F2 /Fの値は1.04、F3 /Fの
値は1.73、F4 /Fの値は1.38であり、上述し
た条件式(1)〜(6)を全て満足している。
は、上記実施例1のものと略同様の4群13枚の構成と
されているが、第2レンズ群G2 、第3レンズ群G3 、
第4レンズ群G4 の第10レンズL10〜第12レンズL
12の構成が上記実施例1のものと異なっている。
ら順に、両凸の第4レンズL4 と、縮小側に凸面を向け
た負のメニスカスレンズからなる第5レンズL5 と、縮
小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第6
レンズL6 を配列してなる。
に、両凸の第7レンズL7 と、両凹の第8レンズL8 を
配列してなり、第7レンズL7 と第8レンズL8 は、互
いに接合された接合レンズとなっている。
L10が縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズから
なり、第11レンズL11が両凸レンズからなり、第12
レンズL12が縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレン
ズからなり、第11レンズL 11と第12レンズL12は、
互いに接合された接合レンズとなっている。
径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空
気間隔D(mm)、各レンズのd線における屈折率Nd
および各レンズのアッベ数νd を下記表2の上段に示
す。
第1レンズ群G1 と第2レンズ群G 2 の空気間隔D6 、
第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の空気間隔D12、
第3レンズ群G3 と第4レンズ群G4 の空気間隔D15を
下記表2の中段に示す。
(1)〜(6)に対応する値を下記表2の下段に示す。
1.59〜−1.90、νの値は23.9、F1 /Fの
値は−0.98、F2 /Fの値は1.23、F3 /Fの
値は2.58、F4 /Fの値は1.60であり、上述し
た条件式(1)〜(6)を全て満足している。
は、上記実施例1のものと略同様の4群12枚の構成と
されているが、第2レンズ群G2 が2枚のレンズより構
成されていることと、第3レンズ群G3 の構成が上記実
施例1のものと異なっている。
ら順に、両凸の第4レンズL4 と、拡大側に凸面を向け
た正のメニスカスレンズからなる第5レンズL5 を配列
してなる。
に、両凸の第6レンズL6 と、縮小側に凸面を向けた負
のメニスカスレンズからなる第7レンズL7 を配列して
なり、第6レンズL6 と第7レンズL7 は、互いに接合
された接合レンズとなっている。
径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空
気間隔D(mm)、各レンズのd線における屈折率Nd
および各レンズのアッベ数νd を下記表3の上段に示
す。
第1レンズ群G1 と第2レンズ群G 2 の空気間隔D6 、
第2レンズ群G2 と第3レンズ 群G3 の空気間隔
D10、第3レンズ群G3 と第4レンズ群G4 の空気間隔
D13を下記表3の中段に示す。
(1)〜(6)に対応する値を下記表3の下段に示す。
1.41〜−1.69、νの値は23.9、F1 /Fの
値は−0.85、F2 /Fの値は0.89、F3 /Fの
値は3.54、F4 /Fの値は1.28であり、上述し
た条件式(1)〜(6)を全て満足している。
非点収差、ディストーション、倍率色収差)を各々図4
〜12に示す。なお、図4,7,10は広角端における
諸収差を、図5,8,11は中間位置における諸収差
を、図6,9,12は望遠端における諸収差を示してい
る。また、球面収差の各収差図にはd線、F線、C線に
対する収差が示されており、非点収差の各収差図には、
サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差
が示されており、倍率色収差の各収差図にはF線、C線
に対する収差が示されている。
各実施例によれば、上述した各収差を全て良好なものと
することができる。
ンズによれば、変倍に際して2つのレンズ群が移動する
4群構成のレンズ系とされているので、部品点数が少な
く小型軽量なズームレンズとすることができる。
ーカスが十分に長く、諸収差が十分に補正されて高解像
力を有し、さらにテレセントリック性のある明るいズー
ムレンズとすることができる。
図
図
図
各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、倍
率色収差)
る各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、
倍率色収差)
各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、倍
率色収差)
各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、倍
率色収差)
る各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、
倍率色収差)
各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、倍
率色収差)
る各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、
倍率色収差)
ける各収差図(球面収差、非点収差、ディストーショ
ン、倍率色収差)
る各収差図(球面収差、非点収差、ディストーション、
倍率色収差)
Claims (7)
- 【請求項1】 拡大側から順に、変倍に際して固定で、
フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レ
ンズ群、連続変倍およびその連続変倍によって生じる像
面移動補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈
折力を有する第2レンズ群および正の屈折力を有する第
3レンズ群、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第
4レンズ群を配列してなり、下記の条件式(1)を満足
することを特徴とするズームレンズ。 (1) β2 ×β3 > −2.2 ただし、 β2 : 第2レンズ群の結像倍率 β3 : 第3レンズ群の結像倍率 - 【請求項2】 前記第4レンズ群は、縮小側に強い屈折
力を有する負レンズを少なくとも1枚含んでいることを
特徴とする請求項1記載のズームレンズ。 - 【請求項3】 前記負レンズは、拡大側に凸面を向けた
メニスカスレンズであることを特徴とする請求項2記載
のズームレンズ。 - 【請求項4】 前記負レンズは、下記の条件式(2)を
満足することを特徴とする請求項2または3記載のズー
ムレンズ。 (2) ν < 30 ただし、 ν : 負レンズのアッベ数 - 【請求項5】 前記第2レンズ群と前記第3レンズ群
は、望遠端側に向かうにしたがって拡大側に移動し、か
つ両レンズ群の間隔が狭くなるよう構成されていること
を特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項6】 前記第3レンズ群は、正レンズと負レン
ズにより構成されていることを特徴とする請求項1〜5
のうちいずれか1項記載のズームレンズ。 - 【請求項7】 下記の条件式(3)〜(6)を満足する
ことを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項記載
のズームレンズ。 (3)−1.2 < F1 /F <−0.7 (4) 0.7 < F2 /F < 1.5 (5) 1.0 < F3 /F < 4.5 (6) 1.0 < F4 /F < 1.8 ただし、 F : 広角端におけるレンズ系全体の焦点距離 F1 : 第1レンズ群の焦点距離 F2 : 第2レンズ群の焦点距離 F3 : 第3レンズ群の焦点距離 F4 : 第4レンズ群の焦点距離
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