JP2000338400A - ズームレンズ - Google Patents
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- JP2000338400A JP2000338400A JP15263799A JP15263799A JP2000338400A JP 2000338400 A JP2000338400 A JP 2000338400A JP 15263799 A JP15263799 A JP 15263799A JP 15263799 A JP15263799 A JP 15263799A JP 2000338400 A JP2000338400 A JP 2000338400A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高解像度の撮像素子を用いた装置にも適用可
能なズームレンズの提供を目的とする。 【解決手段】 物体側から順に、正、負、負、正の４つ
のレンズ群Ｇ1、Ｇ2、Ｇ 3、Ｇ4から構成され、広角端に
おける全系の焦点距離をｆW、第１，２，３レンズ群の
焦点距離をｆ1、ｆ2、ｆ3として、以下の条件を満た
す。 (１)０．０５＜ｆW／ｆ1＜０．２５ (２)０．２＜｜ｆW／ｆ2｜＜０．７ (３)０．１５＜｜ｆW／ｆ3｜＜０．４５ ４つのレンズ群は、いずれも球面レンズのみにより構成
される。第２レンズ群Ｇ 2は、２枚のレンズで構成さ
れ、第４レンズ群Ｇ4は、１枚の負レンズを含む少なく
とも３枚のレンズで構成される。ズーミング時には、第
１，第４レンズ群Ｇ1、Ｇ4を固定し、第２レンズ群Ｇ2
を光軸方向に移動させて変倍し、第３レンズ群Ｇ3を光
軸方向に移動させて変倍に伴う像面移動を補正する。
能なズームレンズの提供を目的とする。 【解決手段】 物体側から順に、正、負、負、正の４つ
のレンズ群Ｇ1、Ｇ2、Ｇ 3、Ｇ4から構成され、広角端に
おける全系の焦点距離をｆW、第１，２，３レンズ群の
焦点距離をｆ1、ｆ2、ｆ3として、以下の条件を満た
す。 (１)０．０５＜ｆW／ｆ1＜０．２５ (２)０．２＜｜ｆW／ｆ2｜＜０．７ (３)０．１５＜｜ｆW／ｆ3｜＜０．４５ ４つのレンズ群は、いずれも球面レンズのみにより構成
される。第２レンズ群Ｇ 2は、２枚のレンズで構成さ
れ、第４レンズ群Ｇ4は、１枚の負レンズを含む少なく
とも３枚のレンズで構成される。ズーミング時には、第
１，第４レンズ群Ｇ1、Ｇ4を固定し、第２レンズ群Ｇ2
を光軸方向に移動させて変倍し、第３レンズ群Ｇ3を光
軸方向に移動させて変倍に伴う像面移動を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高解像度の撮像
素子を用いる観察・撮影装置に適した１０倍〜２０倍程
度の変倍比を有するズームレンズに関する。
素子を用いる観察・撮影装置に適した１０倍〜２０倍程
度の変倍比を有するズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】１０倍〜２０倍程度の変倍比を有するズ
ームレンズとしては、物体側から順に正、負、負、正の
パワーをそれぞれ有する第１〜第４レンズ群により構成
され、第２，第３レンズ群を光軸方向に移動させて倍率
を変化させるズームレンズが従来から用いられている。
ームレンズとしては、物体側から順に正、負、負、正の
パワーをそれぞれ有する第１〜第４レンズ群により構成
され、第２，第３レンズ群を光軸方向に移動させて倍率
を変化させるズームレンズが従来から用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の４群構成のズームレンズは、主としてビデオカ
メラ等の動画撮影用のレンズとして用いられているた
め、設計上Ｆナンバーを小さくして光量を確保すること
が優先され、レンズ構成が複雑な割には解像度が低い。
また、全体のサイズを小さくするために非球面レンズが
用いられる場合が多いが、非球面レンズは設計値通りの
正確な加工が困難であるため、加工誤差により結像性能
を劣化させやすいという問題がある。
た従来の４群構成のズームレンズは、主としてビデオカ
メラ等の動画撮影用のレンズとして用いられているた
め、設計上Ｆナンバーを小さくして光量を確保すること
が優先され、レンズ構成が複雑な割には解像度が低い。
また、全体のサイズを小さくするために非球面レンズが
用いられる場合が多いが、非球面レンズは設計値通りの
正確な加工が困難であるため、加工誤差により結像性能
を劣化させやすいという問題がある。
【０００４】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、設計上光量の確保や小型化
よりも高解像度を得ることを優先し、高解像度の撮像素
子を用いた装置にも適用可能なズームレンズの提供を目
的とする。
鑑みてなされたものであり、設計上光量の確保や小型化
よりも高解像度を得ることを優先し、高解像度の撮像素
子を用いた装置にも適用可能なズームレンズの提供を目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるズーム
レンズは、上記の目的を達成させるため、物体側から順
に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、負の第３レ
ンズ群、正の第４レンズ群が配列して構成され、以下の
条件(１)、(２)、(３)を満たすことを特徴とする。 (１) ０．０５ ＜ ｆW ／ ｆ1 ＜ ０．２５ (２) ０．２ ＜｜ｆW ／ ｆ2｜ ＜ ０．７ (３) ０．１５ ＜｜ｆW ／ ｆ3｜ ＜ ０．４５ ただし、 ｆW：広角端における全系の焦点距離、 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である。
レンズは、上記の目的を達成させるため、物体側から順
に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、負の第３レ
ンズ群、正の第４レンズ群が配列して構成され、以下の
条件(１)、(２)、(３)を満たすことを特徴とする。 (１) ０．０５ ＜ ｆW ／ ｆ1 ＜ ０．２５ (２) ０．２ ＜｜ｆW ／ ｆ2｜ ＜ ０．７ (３) ０．１５ ＜｜ｆW ／ ｆ3｜ ＜ ０．４５ ただし、 ｆW：広角端における全系の焦点距離、 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である。
【０００６】また、４つのレンズ群は、いずれも球面レ
ンズのみにより構成される。第２レンズ群は、２枚のレ
ンズで構成され、第４レンズ群は、１枚の負レンズを含
む少なくとも３枚のレンズで構成される。そして、第２
レンズ群を光軸方向に移動させて変倍し、第３レンズ群
を光軸方向に移動させて変倍に伴う像面移動を補正す
る。
ンズのみにより構成される。第２レンズ群は、２枚のレ
ンズで構成され、第４レンズ群は、１枚の負レンズを含
む少なくとも３枚のレンズで構成される。そして、第２
レンズ群を光軸方向に移動させて変倍し、第３レンズ群
を光軸方向に移動させて変倍に伴う像面移動を補正す
る。
【０００７】第２レンズ群は、負レンズと、この負レン
ズの像側に貼り合わせられた物体側に凸面を向けたメニ
スカス正レンズとから構成される接合レンズ、あるい
は、正レンズと、この正レンズの像側に貼り合わせられ
た物体側に曲率が強い凹面を向けた両凹レンズとから構
成される接合レンズとして構成することができる。いず
れの場合にも、以下の条件(４)、(５)を満たすことが望
ましい。 (４) ０．５ ＜｜ｒc ／ ｆW｜＜ １．５ (５) １．０ ＜ ｒi ／ ｆW ＜ ２．５ ただし、 ｒc：第２レンズ群中の接合レンズの接合面の曲率半
径、 ｒi：第２レンズ群中の接合レンズの像側面の曲率半径
である。
ズの像側に貼り合わせられた物体側に凸面を向けたメニ
スカス正レンズとから構成される接合レンズ、あるい
は、正レンズと、この正レンズの像側に貼り合わせられ
た物体側に曲率が強い凹面を向けた両凹レンズとから構
成される接合レンズとして構成することができる。いず
れの場合にも、以下の条件(４)、(５)を満たすことが望
ましい。 (４) ０．５ ＜｜ｒc ／ ｆW｜＜ １．５ (５) １．０ ＜ ｒi ／ ｆW ＜ ２．５ ただし、 ｒc：第２レンズ群中の接合レンズの接合面の曲率半
径、 ｒi：第２レンズ群中の接合レンズの像側面の曲率半径
である。
【０００８】第４レンズ群は、正レンズと負レンズとを
貼り合わせて構成され、接合面が像側に凸となる接合レ
ンズを含み、全体として少なくとも２枚の正レンズと１
枚の負レンズとから構成され、以下の条件(６) を満た
すことが望ましい。 (６) ０．１５ ＜ ｎn − ｎp ただし、 ｎn：第４レンズ群中の接合レンズの負レンズの屈折
率、 ｎp：第４レンズ群中の接合レンズの正レンズの屈折率
である。
貼り合わせて構成され、接合面が像側に凸となる接合レ
ンズを含み、全体として少なくとも２枚の正レンズと１
枚の負レンズとから構成され、以下の条件(６) を満た
すことが望ましい。 (６) ０．１５ ＜ ｎn − ｎp ただし、 ｎn：第４レンズ群中の接合レンズの負レンズの屈折
率、 ｎp：第４レンズ群中の接合レンズの正レンズの屈折率
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１０】実施形態のズームレンズは、例えば図１に
示されるように、図中左側となる物体側から順に、正の
第１レンズ群Ｇ1、負の第２レンズ群Ｇ2、負の第３レン
ズ群Ｇ3、正の第４レンズ群Ｇ4の４つのレンズ群から構
成される。４つのレンズ群は、いずれも球面レンズのみ
により構成される。第２レンズ群Ｇ2は、２枚のレンズ
で構成され、第４レンズ群Ｇ4は、１枚の負レンズを含
む少なくとも３枚のレンズで構成される。そして、ズー
ミング時には、第１，第４レンズ群Ｇ1、Ｇ4を固定し、
第２レンズ群Ｇ2を光軸方向に移動させて変倍し、第３
レンズ群Ｇ3を光軸方向に移動させて変倍に伴う像面移
動を補正する。
示されるように、図中左側となる物体側から順に、正の
第１レンズ群Ｇ1、負の第２レンズ群Ｇ2、負の第３レン
ズ群Ｇ3、正の第４レンズ群Ｇ4の４つのレンズ群から構
成される。４つのレンズ群は、いずれも球面レンズのみ
により構成される。第２レンズ群Ｇ2は、２枚のレンズ
で構成され、第４レンズ群Ｇ4は、１枚の負レンズを含
む少なくとも３枚のレンズで構成される。そして、ズー
ミング時には、第１，第４レンズ群Ｇ1、Ｇ4を固定し、
第２レンズ群Ｇ2を光軸方向に移動させて変倍し、第３
レンズ群Ｇ3を光軸方向に移動させて変倍に伴う像面移
動を補正する。
【００１１】実施形態のズームレンズは、以下の条件
(１)、(２)、(３)を満たす。 (１) ０．０５ ＜ ｆW ／ ｆ1 ＜ ０．２５ (２) ０．２ ＜｜ｆW ／ ｆ2｜ ＜ ０．７ (３) ０．１５ ＜｜ｆW ／ ｆ3｜ ＜ ０．４５ ただし、 ｆW：広角端における全系の焦点距離、 ｆ1：第１レンズ群Ｇ1の焦点距離、 ｆ2：第２レンズ群Ｇ2の焦点距離、 ｆ3：第３レンズ群Ｇ3の焦点距離である。
(１)、(２)、(３)を満たす。 (１) ０．０５ ＜ ｆW ／ ｆ1 ＜ ０．２５ (２) ０．２ ＜｜ｆW ／ ｆ2｜ ＜ ０．７ (３) ０．１５ ＜｜ｆW ／ ｆ3｜ ＜ ０．４５ ただし、 ｆW：広角端における全系の焦点距離、 ｆ1：第１レンズ群Ｇ1の焦点距離、 ｆ2：第２レンズ群Ｇ2の焦点距離、 ｆ3：第３レンズ群Ｇ3の焦点距離である。
【００１２】条件(１)は、第１レンズ群Ｇ1の焦点距離
を規定する。条件(１)の上限を越えて第１レンズ群Ｇ1
のパワーが過大となると、特に望遠側において球面収差
の補正が困難となる。条件(１)の下限を下回るほど第１
レンズ群Ｇ1のパワーが小さくなると、ズームレンズの
全長が不必要に長くなる。
を規定する。条件(１)の上限を越えて第１レンズ群Ｇ1
のパワーが過大となると、特に望遠側において球面収差
の補正が困難となる。条件(１)の下限を下回るほど第１
レンズ群Ｇ1のパワーが小さくなると、ズームレンズの
全長が不必要に長くなる。
【００１３】条件(２)は、第２レンズ群Ｇ2の焦点距離
を規定する。条件(２)の上限を越えて第２レンズ群Ｇ2
のパワーが過大となると、第２レンズ群Ｇ2内の各レン
ズ面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎ、変倍時の第
２レンズ群Ｇ2の移動による収差の変化が大きくなるた
め、収差の変化を抑えるためには変倍比を大きくするこ
とができない。条件(２)の下限を下回るほど第２レンズ
群Ｇ2のパワーが弱くなると、大きな変倍比を得るため
には第２レンズ群Ｇ2の移動量が大きくなり、ズームレ
ンズの全長が不必要に長くなる。
を規定する。条件(２)の上限を越えて第２レンズ群Ｇ2
のパワーが過大となると、第２レンズ群Ｇ2内の各レン
ズ面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎ、変倍時の第
２レンズ群Ｇ2の移動による収差の変化が大きくなるた
め、収差の変化を抑えるためには変倍比を大きくするこ
とができない。条件(２)の下限を下回るほど第２レンズ
群Ｇ2のパワーが弱くなると、大きな変倍比を得るため
には第２レンズ群Ｇ2の移動量が大きくなり、ズームレ
ンズの全長が不必要に長くなる。
【００１４】条件(３)は、第３レンズ群Ｇ3の焦点距離
を規定する。条件(３)の上限を越えて第３レンズ群Ｇ3
のパワーが過大となると、第３レンズ群Ｇ3内の各レン
ズ面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎ、変倍に伴う
第３レンズ群Ｇ3の移動による収差の変化が大きくなる
ため、像面移動補正のための第３レンズ群Ｇ3の移動範
囲が狭く限定され、その結果、収差の変化を抑えつつ像
面を一定に保つためには、変倍比を大きくすることがで
きない。条件(３)の下限を下回るほど第３レンズ群Ｇ3
のパワーが弱くなると、像面移動補正のための第３レン
ズ群Ｇ3の移動量が大きくなり、ズームレンズの全長が
不必要に長くなる。
を規定する。条件(３)の上限を越えて第３レンズ群Ｇ3
のパワーが過大となると、第３レンズ群Ｇ3内の各レン
ズ面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎ、変倍に伴う
第３レンズ群Ｇ3の移動による収差の変化が大きくなる
ため、像面移動補正のための第３レンズ群Ｇ3の移動範
囲が狭く限定され、その結果、収差の変化を抑えつつ像
面を一定に保つためには、変倍比を大きくすることがで
きない。条件(３)の下限を下回るほど第３レンズ群Ｇ3
のパワーが弱くなると、像面移動補正のための第３レン
ズ群Ｇ3の移動量が大きくなり、ズームレンズの全長が
不必要に長くなる。
【００１５】一般に、４群構成のズームレンズでは、第
２レンズ群は変倍のために必要な強い負のパワーを有す
る。実施形態のズームレンズでは、色消しのため第２レ
ンズ群Ｇ2を正レンズと負レンズとの２枚構成とする
が、これらのレンズを独立して配置すると、各レンズの
パワーが大きいためにレンズの偏心等の製作誤差、組み
付け誤差により結像性能を劣化させる原因となる。そこ
で、第２レンズ群Ｇ2中の正レンズと負レンズとを貼り
合わせて接合レンズとして構成することが望ましい。接
合レンズとすれば、両レンズ間の相対的な位置精度は高
くなるため、これらのレンズ間の位置誤差に基づく性能
の劣化を防ぐことができる。
２レンズ群は変倍のために必要な強い負のパワーを有す
る。実施形態のズームレンズでは、色消しのため第２レ
ンズ群Ｇ2を正レンズと負レンズとの２枚構成とする
が、これらのレンズを独立して配置すると、各レンズの
パワーが大きいためにレンズの偏心等の製作誤差、組み
付け誤差により結像性能を劣化させる原因となる。そこ
で、第２レンズ群Ｇ2中の正レンズと負レンズとを貼り
合わせて接合レンズとして構成することが望ましい。接
合レンズとすれば、両レンズ間の相対的な位置精度は高
くなるため、これらのレンズ間の位置誤差に基づく性能
の劣化を防ぐことができる。
【００１６】また、第２レンズ群Ｇ2のレンズが、物体
側から負レンズ、正レンズの順に配列する場合には、負
レンズと、この負レンズの像側に貼り合わせられた物体
側に凸面を向けたメニスカス正レンズとから構成される
接合レンズとして構成する。他方、第２レンズ群Ｇ2の
レンズが、物体側から正レンズ、負レンズの順に配列す
る場合には、正レンズと、この正レンズの像側に貼り合
わせられた物体側に曲率が強い凹面を向けた両凹レンズ
とから構成される接合レンズとして構成する。
側から負レンズ、正レンズの順に配列する場合には、負
レンズと、この負レンズの像側に貼り合わせられた物体
側に凸面を向けたメニスカス正レンズとから構成される
接合レンズとして構成する。他方、第２レンズ群Ｇ2の
レンズが、物体側から正レンズ、負レンズの順に配列す
る場合には、正レンズと、この正レンズの像側に貼り合
わせられた物体側に曲率が強い凹面を向けた両凹レンズ
とから構成される接合レンズとして構成する。
【００１７】さらに、第２レンズ群Ｇ2は、以下の条件
(４)、(５)を満たす。 (４) ０．５ ＜｜ｒc ／ ｆW｜＜ １．５ (５) １．０ ＜ ｒi ／ ｆW ＜ ２．５ ただし、 ｒc：第２レンズ群Ｇ2中の接合レンズの接合面の曲率半
径、 ｒi：第２レンズ群Ｇ2中の接合レンズの像側面の曲率半
径である。
(４)、(５)を満たす。 (４) ０．５ ＜｜ｒc ／ ｆW｜＜ １．５ (５) １．０ ＜ ｒi ／ ｆW ＜ ２．５ ただし、 ｒc：第２レンズ群Ｇ2中の接合レンズの接合面の曲率半
径、 ｒi：第２レンズ群Ｇ2中の接合レンズの像側面の曲率半
径である。
【００１８】条件(４)は、第２レンズ群Ｇ2の接合レン
ズの接合面の曲率半径を規定する。第２レンズ群は、強
い負のパワーを有するため、接合面は正のパワーを持つ
ことが球面収差を補正するためには望ましい。条件(４)
の上限を越えて接合面の曲率半径が過大となると、接合
面の正のパワーが小さくなりすぎ、特に望遠側で球面収
差がオーバーとなる。条件(４)の下限を下回るほど接合
面の曲率半径が小さくなると、接合面の正のパワーが大
きくなりすぎ、球面収差がアンダーとなり、色収差を良
好に保ちつつ、球面収差、コマ収差を良好に補正するの
が困難となる。
ズの接合面の曲率半径を規定する。第２レンズ群は、強
い負のパワーを有するため、接合面は正のパワーを持つ
ことが球面収差を補正するためには望ましい。条件(４)
の上限を越えて接合面の曲率半径が過大となると、接合
面の正のパワーが小さくなりすぎ、特に望遠側で球面収
差がオーバーとなる。条件(４)の下限を下回るほど接合
面の曲率半径が小さくなると、接合面の正のパワーが大
きくなりすぎ、球面収差がアンダーとなり、色収差を良
好に保ちつつ、球面収差、コマ収差を良好に補正するの
が困難となる。
【００１９】条件(５)は、第２レンズ群Ｇ2の接合レン
ズの像側の凹面の曲率半径を規定する。条件(５)の上限
を越えて像側面の曲率半径が過大となると、変倍時の第
２レンズ群Ｇ2の移動による収差の変化が大きくなるた
め、収差の変化を抑えるためには変倍比を大きくするこ
とができない。条件(５)の下限を下回るほど像側面の曲
率半径が小さくなり、像側面の発散のパワーが強くなり
すぎると、特に広角側で、軸上光束と軸外光束のレンズ
通過点が異なる領域において軸外における非点収差、コ
マ収差の発生が大きくなり、軸上の球面収差とのバラン
スを良好に保ちながら補正することが困難となる。
ズの像側の凹面の曲率半径を規定する。条件(５)の上限
を越えて像側面の曲率半径が過大となると、変倍時の第
２レンズ群Ｇ2の移動による収差の変化が大きくなるた
め、収差の変化を抑えるためには変倍比を大きくするこ
とができない。条件(５)の下限を下回るほど像側面の曲
率半径が小さくなり、像側面の発散のパワーが強くなり
すぎると、特に広角側で、軸上光束と軸外光束のレンズ
通過点が異なる領域において軸外における非点収差、コ
マ収差の発生が大きくなり、軸上の球面収差とのバラン
スを良好に保ちながら補正することが困難となる。
【００２０】第４レンズ群Ｇ4は、全体として少なくと
も２枚の正レンズと１枚の負レンズとから構成される
が、レンズ間の位置誤差に基づく性能の劣化を防ぐた
め、負レンズは正レンズの一枚と貼り合わせて接合レン
ズとして構成される。さらに、収差を良好に補正するた
めに接合レンズの接合面は像側に凸面を向けて配置さ
れ、かつ、以下の条件(６) を満たす。 (６) ０．１５ ＜ ｎn − ｎp ただし、 ｎn：第４レンズ群Ｇ4中の接合レンズの負レンズの屈折
率、 ｎp：第４レンズ群Ｇ4中の接合レンズの正レンズの屈折
率である。
も２枚の正レンズと１枚の負レンズとから構成される
が、レンズ間の位置誤差に基づく性能の劣化を防ぐた
め、負レンズは正レンズの一枚と貼り合わせて接合レン
ズとして構成される。さらに、収差を良好に補正するた
めに接合レンズの接合面は像側に凸面を向けて配置さ
れ、かつ、以下の条件(６) を満たす。 (６) ０．１５ ＜ ｎn − ｎp ただし、 ｎn：第４レンズ群Ｇ4中の接合レンズの負レンズの屈折
率、 ｎp：第４レンズ群Ｇ4中の接合レンズの正レンズの屈折
率である。
【００２１】条件(６)は、第４レンズ群Ｇ4内の接合レ
ンズの正レンズと負レンズとの屈折率の差を規定する。
この条件を満たすことにより、いずれの結像倍率におい
ても色収差、球面収差を良好に補正することができる。
条件(６)の下限を下回る場合には、接合面の負のパワー
が弱くなりすぎ、色収差を良好に保ちつつ、球面収差を
良好に補正することが困難となる。
ンズの正レンズと負レンズとの屈折率の差を規定する。
この条件を満たすことにより、いずれの結像倍率におい
ても色収差、球面収差を良好に補正することができる。
条件(６)の下限を下回る場合には、接合面の負のパワー
が弱くなりすぎ、色収差を良好に保ちつつ、球面収差を
良好に補正することが困難となる。
【００２２】以下、上記の実施形態にかかるズームレン
ズの具体的な実施例を６例説明する。
ズの具体的な実施例を６例説明する。
【００２３】
【実施例１】図１は、実施例１にかかるズームレンズの
広角端におけるレンズ配置を示す。実施例１では、第１
レンズ群Ｇ1は、負・正レンズを貼り合わせた接合レン
ズと、正の単レンズとから成る２群３枚構成、第２レン
ズ群Ｇ2は、負・正レンズを貼り合わせた接合レンズか
ら成る１群２枚構成、第３レンズ群Ｇ3は、負の単レン
ズの１群１枚構成、第４レンズ群Ｇ4は、正の単レンズ
と、正・負レンズを貼り合わせた接合レンズと、正の単
レンズとの３群４枚構成である。
広角端におけるレンズ配置を示す。実施例１では、第１
レンズ群Ｇ1は、負・正レンズを貼り合わせた接合レン
ズと、正の単レンズとから成る２群３枚構成、第２レン
ズ群Ｇ2は、負・正レンズを貼り合わせた接合レンズか
ら成る１群２枚構成、第３レンズ群Ｇ3は、負の単レン
ズの１群１枚構成、第４レンズ群Ｇ4は、正の単レンズ
と、正・負レンズを貼り合わせた接合レンズと、正の単
レンズとの３群４枚構成である。
【００２４】実施例１のズームレンズの具体的な数値構
成は、表１に示される。表中、ｒは曲率半径(単位：m
m)、ｄはレンズ厚若しくは空気間隔(単位：mm)、ｎはd-
line(588nm)での屈折率、νdはアッベ数である。面番号
１〜５が第１レンズ群Ｇ1、面番号６〜８が第２レンズ
群Ｇ2、面番号９，１０が第３レンズ群Ｇ3、面番号１１
〜１７が第４レンズ群Ｇ4を示す。また、ズーミングに
伴うFナンバーFNO、焦点距離ｆ(単位：mm)、半画角Ｗ
(単位：度) 、バックフォーカスｆB(単位：mm)、レンズ
群間隔の変化は、表２に示される。実施例１のズームレ
ンズの変倍比は、１０倍である。
成は、表１に示される。表中、ｒは曲率半径(単位：m
m)、ｄはレンズ厚若しくは空気間隔(単位：mm)、ｎはd-
line(588nm)での屈折率、νdはアッベ数である。面番号
１〜５が第１レンズ群Ｇ1、面番号６〜８が第２レンズ
群Ｇ2、面番号９，１０が第３レンズ群Ｇ3、面番号１１
〜１７が第４レンズ群Ｇ4を示す。また、ズーミングに
伴うFナンバーFNO、焦点距離ｆ(単位：mm)、半画角Ｗ
(単位：度) 、バックフォーカスｆB(単位：mm)、レンズ
群間隔の変化は、表２に示される。実施例１のズームレ
ンズの変倍比は、１０倍である。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】 FNO= 1: 4.0 4.0 4.0 ｆ = 12.00 40.00 120.00 Ｗ = 7.2 2.2 0.7 ｆB = 12.00 12.00 12.00 ｄ5 = 8.11 33.20 44.30 ｄ8 = 30.39 6.33 9.71 ｄ10 = 18.31 17.27 2.79
【００２７】図２は実施例１のズームレンズの広角端に
おける諸収差を示し、(Ａ)はｄ線、ｇ線、ｃ線の球面収
差により表される色収差、(Ｂ)は倍率色収差、(Ｃ)は非
点収差(Ｓ：サジタル、Ｍ：メリジオナル)、(Ｄ)は歪曲
収差をそれぞれ示す。グラフ(Ａ)の縦軸はＦナンバー、
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)の縦軸は半画角Ｗである。また、各グ
ラフの横軸は各収差の発生量を示し、(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)
の横軸の単位はｍｍ、(Ｄ)の横軸の単位はパーセントで
ある。図３及び図４は、それぞれ実施例１のズームレン
ズの中間焦点距離、望遠端における諸収差を示す図２と
同様のグラフである。
おける諸収差を示し、(Ａ)はｄ線、ｇ線、ｃ線の球面収
差により表される色収差、(Ｂ)は倍率色収差、(Ｃ)は非
点収差(Ｓ：サジタル、Ｍ：メリジオナル)、(Ｄ)は歪曲
収差をそれぞれ示す。グラフ(Ａ)の縦軸はＦナンバー、
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)の縦軸は半画角Ｗである。また、各グ
ラフの横軸は各収差の発生量を示し、(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)
の横軸の単位はｍｍ、(Ｄ)の横軸の単位はパーセントで
ある。図３及び図４は、それぞれ実施例１のズームレン
ズの中間焦点距離、望遠端における諸収差を示す図２と
同様のグラフである。
【００２８】
【実施例２】図５は、実施例２にかかるズームレンズの
広角端におけるレンズ配置を示す。実施例２における各
レンズ群のレンズ構成は実施例１と同様であるが、各レ
ンズ群のパワーを強くすることにより広角端での焦点距
離を実施例１より短くし、変倍比を１５倍としている。
広角端におけるレンズ配置を示す。実施例２における各
レンズ群のレンズ構成は実施例１と同様であるが、各レ
ンズ群のパワーを強くすることにより広角端での焦点距
離を実施例１より短くし、変倍比を１５倍としている。
【００２９】実施例２のズームレンズの具体的な数値構
成は、表３及び表４に示される。図６、図７、図８は、
実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠
端における諸収差を示すグラフである。
成は、表３及び表４に示される。図６、図７、図８は、
実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠
端における諸収差を示すグラフである。
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】 FNO= 1: 4.0 4.0 4.0 ｆ = 8.00 30.00 120.00 Ｗ = 10.8 2.9 0.7 ｆB = 12.00 12.00 12.00 ｄ5 = 6.48 32.18 44.08 ｄ8 = 34.04 8.25 10.01 ｄ10 = 16.69 16.78 3.12
【００３２】
【実施例３】図９は、実施例３にかかるズームレンズの
広角端におけるレンズ配置を示す。実施例３では、第１
レンズ群Ｇ1が、正の単レンズと、負・正レンズを貼り
合わせた接合レンズとから構成される２群３枚構成、第
４レンズ群Ｇ4が、正・負レンズを貼り合わせた接合レ
ンズと、２枚の正の単レンズとから構成される３群４枚
構成である。第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3とのレ
ンズ構成は実施例１と同様である。変倍比は１５倍であ
る。
広角端におけるレンズ配置を示す。実施例３では、第１
レンズ群Ｇ1が、正の単レンズと、負・正レンズを貼り
合わせた接合レンズとから構成される２群３枚構成、第
４レンズ群Ｇ4が、正・負レンズを貼り合わせた接合レ
ンズと、２枚の正の単レンズとから構成される３群４枚
構成である。第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3とのレ
ンズ構成は実施例１と同様である。変倍比は１５倍であ
る。
【００３３】実施例３のズームレンズの具体的な数値構
成は、表５及び表６に示される。図１０、図１１、図１
２は、実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距
離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
成は、表５及び表６に示される。図１０、図１１、図１
２は、実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距
離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
【００３４】
【表５】
【００３５】
【表６】 FNO= 1: 4.0 4.0 4.0 ｆ = 8.00 30.00 120.00 Ｗ = 10.7 2.9 0.7 ｆB = 13.23 13.23 13.23 ｄ5 = 4.59 31.71 44.45 ｄ8 = 36.16 8.54 10.29 ｄ10 = 16.79 17.30 2.81
【００３６】
【実施例４】図１３は、実施例４にかかるズームレンズ
の広角端におけるレンズ配置を示す。実施例４では、第
２レンズ群Ｇ2が、正・負レンズを貼り合わせた接合レ
ンズから構成され、第４レンズ群Ｇ4が、正・負レンズ
を貼り合わせた接合レンズと、正の単レンズとから構成
される２群３枚構成である。第１レンズ群Ｇ1と第３レ
ンズ群Ｇ3とのレンズ構成は実施例１と同様である。変
倍比は１５倍である。
の広角端におけるレンズ配置を示す。実施例４では、第
２レンズ群Ｇ2が、正・負レンズを貼り合わせた接合レ
ンズから構成され、第４レンズ群Ｇ4が、正・負レンズ
を貼り合わせた接合レンズと、正の単レンズとから構成
される２群３枚構成である。第１レンズ群Ｇ1と第３レ
ンズ群Ｇ3とのレンズ構成は実施例１と同様である。変
倍比は１５倍である。
【００３７】実施例４のズームレンズの具体的な数値構
成は、表７及び表８に示される。図１４、図１５、図１
６は、実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距
離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
成は、表７及び表８に示される。図１４、図１５、図１
６は、実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距
離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
【００３８】
【表７】
【００３９】
【表８】 FNO= 1: 4.0 4.0 4.0 ｆ = 8.00 30.00 120.00 Ｗ = 10.8 2.9 0.7 ｆB = 14.43 14.43 14.43 ｄ5 = 6.53 32.65 44.59 ｄ8 = 34.82 8.68 10.66 ｄ10 = 16.70 16.73 2.80
【００４０】
【実施例５】図１７は、実施例５にかかるズームレンズ
の広角端におけるレンズ配置を示す。実施例５では、第
２レンズ群Ｇ2が、正・負レンズを貼り合わせた接合レ
ンズから構成される。他のレンズ群のレンズ構成は実施
例１と同様である。ただし、広角端の焦点距離を実施例
１より短くすると共に、望遠端の焦点距離を実施例１よ
り長くすることにより、変倍比を２０倍としている。
の広角端におけるレンズ配置を示す。実施例５では、第
２レンズ群Ｇ2が、正・負レンズを貼り合わせた接合レ
ンズから構成される。他のレンズ群のレンズ構成は実施
例１と同様である。ただし、広角端の焦点距離を実施例
１より短くすると共に、望遠端の焦点距離を実施例１よ
り長くすることにより、変倍比を２０倍としている。
【００４１】実施例５のズームレンズの具体的な数値構
成は、表９及び表１０に示される。図１８、図１９、図
２０は、実施例５のズームレンズの広角端、中間焦点距
離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
成は、表９及び表１０に示される。図１８、図１９、図
２０は、実施例５のズームレンズの広角端、中間焦点距
離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
【００４２】
【表９】
【００４３】
【表１０】 FNO= 1: 4.0 4.0 4.0 ｆ = 7.50 35.00 150.00 Ｗ = 11.4 2.5 0.6 ｆB = 12.14 12.14 12.14 ｄ5 = 8.05 34.47 44.25 ｄ8 = 34.68 7.00 11.19 ｄ10 = 15.51 16.77 2.80
【００４４】
【実施例６】図２１は、実施例６にかかるズームレンズ
の広角端におけるレンズ配置を示す。実施例６における
各レンズ群の群構成は実施例１と同様であり、変倍比は
１０倍である。ただし、全体的に各レンズ群のパワーを
弱くして加工誤差や組立誤差による性能の劣化を小さく
し、最も径が大きくなる第１レンズ群内の大型のレンズ
に屈折率の低い安価な硝材を用いることにより、実施例
１より低コストでの提供を可能としている。
の広角端におけるレンズ配置を示す。実施例６における
各レンズ群の群構成は実施例１と同様であり、変倍比は
１０倍である。ただし、全体的に各レンズ群のパワーを
弱くして加工誤差や組立誤差による性能の劣化を小さく
し、最も径が大きくなる第１レンズ群内の大型のレンズ
に屈折率の低い安価な硝材を用いることにより、実施例
１より低コストでの提供を可能としている。
【００４５】実施例６のズームレンズの具体的な数値構
成は、表１１及び表１２に示される。図２２、図２３、
図２４は、実施例６のズームレンズの広角端、中間焦点
距離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
成は、表１１及び表１２に示される。図２２、図２３、
図２４は、実施例６のズームレンズの広角端、中間焦点
距離、望遠端における諸収差を示すグラフである。
【００４６】
【表１１】
【００４７】
【表１２】 FNO= 1: 4.0 4.0 4.0 ｆ = 18.00 55.00 180.00 Ｗ = 7.0 2.3 0.7 ｆB = 24.94 24.94 24.94 ｄ5 = 6.85 74.17 114.03 ｄ8 = 91.73 21.17 8.85 ｄ10 = 28.28 31.52 3.98
【００４８】前述の各条件式と実施例との関係を以下の
表１３に示す。
表１３に示す。
【００４９】
【表１３】 条件 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 (１) ｆW／ｆ1 0.168 0.119 0.112 0.116 0.115 0.103 (２)｜ｆW／ｆ2｜ 0.570 0.464 0.438 0.436 0.538 0.351 (３)｜ｆW／ｆ3｜ 0.388 0.315 0.303 0.325 0.298 0.235 (４)｜ｒc／ｆW｜ 0.571 0.875 1.000 1.143 1.223 0.726 (5) ｒi／ｆW 1.546 1.613 1.490 2.000 1.662 2.240 (６) ｎn−ｎp 0.347 0.347 0.252 0.199 0.216 0.347
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の４群ズ
ームレンズは、全てのレンズ群のレンズが球面レンズと
して形成されているため、各レンズの加工が容易であ
り、かつ、その精度を極めて高く保つことができ、収差
の発生を抑え、高い結像性能を得ることができる。した
がって、この発明によれば、高解像度の撮像素子を用い
た装置にも適用可能なズームレンズを提供することがで
きる。
ームレンズは、全てのレンズ群のレンズが球面レンズと
して形成されているため、各レンズの加工が容易であ
り、かつ、その精度を極めて高く保つことができ、収差
の発生を抑え、高い結像性能を得ることができる。した
がって、この発明によれば、高解像度の撮像素子を用い
た装置にも適用可能なズームレンズを提供することがで
きる。
【００５１】また、各レンズ群の焦点距離を所定の条件
を満たすよう設定することにより、ズーミングに伴う収
差の変化を小さく抑え、かつ、ズームレンズの全長が不
必要に長くなるのを防ぐことができる。
を満たすよう設定することにより、ズーミングに伴う収
差の変化を小さく抑え、かつ、ズームレンズの全長が不
必要に長くなるのを防ぐことができる。
【図１】 実施例１のズームレンズの広角端におけるレ
ンズ配置を示す説明図。
ンズ配置を示す説明図。
【図２】 実施例１のズームレンズの広角端における諸
収差図。
収差図。
【図３】 実施例１のズームレンズの中間焦点距離にお
ける諸収差図。
ける諸収差図。
【図４】 実施例１のズームレンズの望遠端における諸
収差図。
収差図。
【図５】 実施例２のズームレンズの広角端におけるレ
ンズ配置を示す説明図。
ンズ配置を示す説明図。
【図６】 実施例２のズームレンズの広角端における諸
収差図。
収差図。
【図７】 実施例２のズームレンズの中間焦点距離にお
ける諸収差図。
ける諸収差図。
【図８】 実施例２のズームレンズの望遠端における諸
収差図。
収差図。
【図９】 実施例３のズームレンズの広角端におけるレ
ンズ配置を示す説明図。
ンズ配置を示す説明図。
【図１０】 実施例３のズームレンズの広角端における
諸収差図。
諸収差図。
【図１１】 実施例３のズームレンズの中間焦点距離に
おける諸収差図。
おける諸収差図。
【図１２】 実施例３のズームレンズの望遠端における
諸収差図。
諸収差図。
【図１３】 実施例４のズームレンズの広角端における
レンズ配置を示す説明図。
レンズ配置を示す説明図。
【図１４】 実施例４のズームレンズの広角端における
諸収差図。
諸収差図。
【図１５】 実施例４のズームレンズの中間焦点距離に
おける諸収差図。
おける諸収差図。
【図１６】 実施例４のズームレンズの望遠端における
諸収差図。
諸収差図。
【図１７】 実施例５のズームレンズの広角端における
レンズ配置を示す説明図。
レンズ配置を示す説明図。
【図１８】 実施例５のズームレンズの広角端における
諸収差図。
諸収差図。
【図１９】 実施例５のズームレンズの中間焦点距離に
おける諸収差図。
おける諸収差図。
【図２０】 実施例５のズームレンズの望遠端における
諸収差図。
諸収差図。
【図２１】 実施例６のズームレンズの広角端における
レンズ配置を示す説明図。
レンズ配置を示す説明図。
【図２２】 実施例６のズームレンズの広角端における
諸収差図。
諸収差図。
【図２３】 実施例６のズームレンズの中間焦点距離に
おける諸収差図。
おける諸収差図。
【図２４】 実施例６のズームレンズの望遠端における
諸収差図。
諸収差図。
Ｇ1 第１レンズ群 Ｇ2 第２レンズ群 Ｇ3 第３レンズ群 Ｇ4 第４レンズ群
Claims (4)
- 【請求項１】 物体側から順に、正の第１レンズ群、負
の第２レンズ群、負の第３レンズ群、正の第４レンズ群
が配列して構成され、該４つのレンズ群は、いずれも球
面レンズのみにより構成され、前記第２レンズ群は、２
枚のレンズで構成され、前記第４レンズ群は、１枚の負
レンズを含む少なくとも３枚のレンズで構成され、前記
第２レンズ群を光軸方向に移動させて変倍し、前記第３
レンズ群を光軸方向に移動させて変倍に伴う像面移動を
補正し、以下の条件(１)、(２)、(３)を満たすことを特
徴とするズームレンズ。 (１) ０．０５ ＜ ｆW ／ ｆ1 ＜ ０．２５ (２) ０．２ ＜｜ｆW ／ ｆ2｜ ＜ ０．７ (３) ０．１５ ＜｜ｆW ／ ｆ3｜ ＜ ０．４５ ただし、 ｆW：広角端における全系の焦点距離、 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である。 - 【請求項２】 前記第２レンズ群は、負レンズと、該負
レンズの像側に貼り合わせられた物体側に凸面を向けた
メニスカス正レンズとから構成される接合レンズであ
り、以下の条件(４)、(５)を満たすことを特徴とする請
求項１に記載のズームレンズ。 (４) ０．５ ＜｜ｒc ／ ｆW｜＜ １．５ (５) １．０ ＜ ｒi ／ ｆW ＜ ２．５ ただし、 ｒc：第２レンズ群中の接合レンズの接合面の曲率半
径、 ｒi：第２レンズ群中の接合レンズの像側面の曲率半径
である。 - 【請求項３】 前記第２レンズ群は、正レンズと、該正
レンズの像側に貼り合わせられた物体側に曲率が強い凹
面を向けた両凹レンズとから構成される接合レンズであ
り、以下の条件(４)、(５)を満たすことを特徴とする請
求項１に記載のズームレンズ。 (４) ０．５ ＜｜ｒc ／ ｆW｜＜ １．５ (５) １．０ ＜ ｒi ／ ｆW ＜ ２．５ ただし、 ｒc：第２レンズ群中の接合レンズの接合面の曲率半
径、 ｒi：第２レンズ群中の接合レンズの像側面の曲率半径
である。 - 【請求項４】 前記第４レンズ群は、正レンズと負レン
ズとを貼り合わせて構成され、接合面が像側に凸となる
接合レンズを含み、全体として少なくとも２枚の正レン
ズと１枚の負レンズとから構成され、以下の条件(６)
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレン
ズ。 (６) ０．１５ ＜ ｎn − ｎp ただし、 ｎn：第４レンズ群中の接合レンズの負レンズの屈折
率、 ｎp：第４レンズ群中の接合レンズの正レンズの屈折率
である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15263799A JP4374091B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15263799A JP4374091B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ズームレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338400A true JP2000338400A (ja) | 2000-12-08 |
| JP4374091B2 JP4374091B2 (ja) | 2009-12-02 |
Family
ID=15544761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15263799A Expired - Fee Related JP4374091B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ズームレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4374091B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015084030A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置 |
| JP2015084032A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置 |
| US9279968B2 (en) | 2011-11-04 | 2016-03-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Zoom lens and photographing apparatus including the same |
| CN105676428A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-06-15 | 中山市弘景光电科技有限公司 | 一种超广角光学系统及其应用的镜头 |
| CN114675409A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-28 | 浙江大学 | 一种内窥镜用4k变焦耦合器 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP15263799A patent/JP4374091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9279968B2 (en) | 2011-11-04 | 2016-03-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Zoom lens and photographing apparatus including the same |
| JP2015084030A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置 |
| JP2015084032A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置 |
| CN105676428A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-06-15 | 中山市弘景光电科技有限公司 | 一种超广角光学系统及其应用的镜头 |
| CN114675409A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-06-28 | 浙江大学 | 一种内窥镜用4k变焦耦合器 |
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