JP2001042215A - ズームレンズ及びそれを用いた撮影装置 - Google Patents
ズームレンズ及びそれを用いた撮影装置Info
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- JP2001042215A JP2001042215A JP11213369A JP21336999A JP2001042215A JP 2001042215 A JP2001042215 A JP 2001042215A JP 11213369 A JP11213369 A JP 11213369A JP 21336999 A JP21336999 A JP 21336999A JP 2001042215 A JP2001042215 A JP 2001042215A
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Abstract
の屈折力のレンズ群が先行する2つのレンズ群より成る
レンズ全長の短い広画角を含む小型のズームレンズを得
ること。 【解決手段】 物体側から順に、負の屈折力の前群と、
正の屈折力の後群を有し、該前群と後群の間隔を変化さ
せて変倍させるズームレンズにおいて、該前群は物体側
から順に正の屈折力のFa群と負の屈折力のFb群を有
し、変倍時に該Fa群と該Fb群の間隔が変化するよう
に該Fa群とFb群を移動させ、該後群は物体側から順
に正の屈折力のRa群と正の屈折力のRb群を有し、変
倍時に該Ra群と該Rb群の間隔が変化するように該R
a群とRb群を移動させ、広角端から望遠端に変倍させ
るときレンズ全系の像面に対して該Fa群と該Rb群は
移動方向が反転すること
Description
それを用いた撮影装置に関し、特に負の屈折力のレンズ
群が先行する全体として2つのレンズ群を有し、これら
2つのレンズ群のレンズ構成を適切に設定することによ
り、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した写真用カ
メラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、そしてSVカメ
ラ等の撮影装置に好適なものである。
る所謂ネガティブリード型のズームレンズは、広画角化
が比較的容易である為、多くのカメラの標準型のズーム
レンズとして用いられている。
屈折力を有する第1群と正の屈折力を有する第2群の2
つのレンズ群で構成し、これら2つのレンズ群を光軸に
沿って移動し、レンズ群間隔を変化させることにより変
倍を行う、所謂2群ズームレンズが、例えば、特開昭5
3−132360号公報,特開昭56−19022号公
報,そして米国特許第5283639号等で提案されて
いる。
側より順に負の屈折力の第1群、正の屈折力の第2群、
そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有し、広
角端から望遠端への変倍を第2群と第3群の間隔を増大
させて行ったズームレンズが提案されている。
より順に負の屈折力の第1群、正の屈折力の第2群、そ
して正の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有し、広角
端から望遠端への変倍を第2群と第3群の間隔を減少さ
せて行ったズームレンズが開示されている。
報により、3群構成以上の多群ズームレンズを提案して
いる。
1群と正の屈折力の第2群の2つのレンズ群より成るネ
ガティブリード型の2群ズームレンズは広画角化が比較
的容易であり、また所定のバックフォーカスが容易に得
られるという特長がある。
面全体にわたり良好なる光学性能を得るには、各レンズ
群の屈折力配置やレンズ形状等を適切に設定する必要が
ある。
適切であると変倍に伴う収差変動が大きくなり、全変倍
範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってく
る。
ズームレンズにおいては、各群の光軸上の位置は変倍と
像面位置の変動補正のために相対位置が一義的に決定さ
れてしまう。この結果、広角端から望遠端に変倍させる
途中の変倍位置での光学性能を任意に制御することがで
きない。
するには変倍中の各群での収差変動を極力少なくする必
要がある。そのための方法としては、例えば各群の屈折
力をゆるくしたり、あるいは各群をより多くのレンズ枚
数で構成するなどの方法がとられている。しかしなが
ら、この方法はレンズ全長が大型になり高変倍化、高性
能化が困難になってくるという問題があった。
るネガティブリード型の2つのレンズ群より成るズーム
レンズにおいて、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定
することにより、変倍範囲中の任意のズーム位置におい
ても良好なる光学性能が得られ、全変倍範囲及び画角全
体にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズ
及びそれを用いた撮影装置の提供を目的とする。
レンズは、物体側から順に、負の屈折力の前群と、正の
屈折力の後群を有し、該前群と後群の間隔を変化させて
変倍させるズームレンズにおいて、該前群は物体側から
順に正の屈折力のFa群と負の屈折力のFb群を有し、
変倍時に該Fa群と該Fb群の間隔が変化するように該
Fa群とFb群を移動させ、該後群は物体側から順に正
の屈折力のRa群と正の屈折力のRb群を有し、変倍時
に該Ra群と該Rb群の間隔が変化するように該Ra群
とRb群を移動させ、広角端から望遠端に変倍させると
きレンズ全系の像面に対して該Fa群と該Rb群は移動
方向が反転することを特徴としている。
から順に、負の屈折力の前群と、正の屈折力の後群を有
し、該前群と後群の間隔を変化させて変倍させるズーム
レンズにおいて、該前群は物体側から順に正の屈折力の
Fa群と負の屈折力のFb群を有し、変倍時に該Fa群
と該Fb群の間隔が変化するように該Fa群とFb群を
移動させ、該後群は物体側から順に正の屈折力のRa群
と正の屈折力のRb群を有し、変倍時に該Ra群と該R
b群の間隔が変化するように該Ra群とRb群を移動さ
せ、広角端から望遠端に変倍させるときレンズ全系の像
面に対して該Rb群は移動方向が反転し、該Fa群は1
つの正レンズより成っていることを特徴としている。
から順に、負の屈折力の前群と、正の屈折力の後群を有
し、該前群と後群の間隔を変化させて変倍させるズーム
レンズにおいて、該前群は物体側から順に正の屈折力の
Fa群と負の屈折力のFb群を有し、変倍時に該Fa群
と該Fb群の間隔が変化するように該Fa群とFb群を
移動させ、該後群は物体側から順に正の屈折力のRa群
と正の屈折力のRb群を有し、変倍時に該Ra群と該R
b群の間隔が変化するように該Ra群とRb群を移動さ
せ、広角端から望遠端に変倍させるときレンズ全系の像
面に対して該Rb群は、移動方向が反転し、該Ra群の
物体側に変倍に伴って該Ra群と一体的に移動する絞り
を配置していることを特徴としている。
明において、広角端から望遠端に変倍させるとき、レン
ズ全系の像面に対して前記Rb群は物体側への移動から
像面側への移動に反転することを特徴としている。
か1項の発明において、広角端から望遠端に変倍させる
とき、レンズ全系の像面に対して前記Fa群は像面側へ
の移動から物体側への移動に反転することを特徴として
いる。
か1項の発明において、前記Ra群は正レンズと負レン
ズを有し、該Ra群の少なくとも1面に非球面を用いた
ことを特徴としている。
か1項の発明において、前記Rb群は1つの正レンズよ
り成ることを特徴としている。
か1項の発明において、前記Rb群は正レンズと負レン
ズの2枚より成ることを特徴としている。
か1項の発明において、前記Rb群は少なくとも1面の
非球面を有していることを特徴としている。
ら請求項9のいずれか1項のズームレンズを用いて物体
像を撮像手段上に形成していることを特徴としている。
ズの数値実施例1のレンズ断面図と収差図である。
実施例2のレンズ断面図と収差図である。
実施例3のレンズ断面図と収差図である。
示すズームレンズを用いて撮像手段上に物体像を形成し
ている。
w)、(B)は広角端と中間(ミドル)との間のズーム
位置(fWM )、(C)は中間のズーム位置(fM )、
(D)は中間から望遠端との間のズーム位置
(fTM )、(E)は望遠端(fT )である。
w)、(B)は中間のズーム位置(fM)、(C)は望
遠端(fT )である。
の前群であり、正の屈折力のFa群と負の屈折力のFb
群とを有している。
力のRa群と正の屈折力のRb群とを有している。
ルター、フェースプレート等のガラスブロックである。
FS1,FS2は各々フレアーカット絞りであり、フレ
アーカット絞りFS1はRa群の物体側、フレアーカッ
ト絞りFS2はRa群の像面側に設けており、各々変倍
に伴いRa群と一体的に移動している。
への変倍に際して、Fa群,Fb群,Ra群,Rb群を
光軸上移動させている。
て取り扱っているが、変倍に際して4つのレンズ群を独
立に移動させている為に4群ズームレンズとして取り扱
うようにしても良い。
少なくとも4群の構成とし、各群を移動させて変倍を行
なっている。特に後群のRb群の変倍中の移動軌跡を反
転させることにより、各群の屈折力を弱くしてレンズ全
系を大型にすることなく変倍途中の光学性能を向上させ
ている。またRb群の変倍中の移動軌跡を反転させるこ
とにより各群を簡易なレンズ構成にて変倍途中での光学
性能変動をおさえつつ、レンズ全系の小型化を可能にし
ている。
角端から望遠端に変倍させるときレンズ全系の像面IP
に対して物体側への移動から像両側への移動に反転させ
ることにより移動軌跡反転後のRb群に増倍作用を持た
せている。これにより、Fb群とRa群での変倍作用を
低減して、各群の移動量を減少させてレンズ全系の小型
化を可能にしている。特に望遠端付近でFb群とRa群
の変倍のための間隔変化を少なくして、ズーム停止位置
の誤差によるFb群とRa群の間隔変化が小さくなるよ
うにしている。これによってFb群とRa群の間隔余裕
を減じることを可能として、レンズ系全体の小型化を図
っている。
転させることにより、より変倍途中での光学性能の変動
をおさえている。特にFa群を広角端から望遠端に変倍
させるときレンズ全系の像面IPに対してFa群は移動
方向が像面側への移動から物体側への移動に反転させる
ことにより変倍途中でのレンズ全系の小型化および光学
性能の向上を可能にしている。
ための間隔変化を少なくして、ズーム停止位置の誤差に
よるFa群とFb群の間隔変化が小さくなるようにして
いる。これによってFa群とFb群の間隔余裕を減じる
ことを可能としてレンズ系全体の小型化を図っている。
能の向上を可能とし、Fa群を正レンズ1枚のみで構成
して良好なる収差補正を可能としている。又、Fa群を
1枚のみの構成にすることでレンズ全系の小型化を図っ
ている。
担うレンズ群であり、後群中のRa群を正レンズと負レ
ンズを有する構成とすることにより色収差を良好に補正
するとともに、Ra群に少なくとも1面の非球面を用い
ることによりレンズ構成を簡易にし小型化を可能にして
いる。
とし、Rb群を正レンズ1枚のみで構成して良好なる収
差補正を可能としている。又Rb群を1枚のみの構成に
することでレンズ全系の小型化を図っている。
構成しても良く、これによればさらに良好な収差補正が
容易になる。またRb群に非球面を用いても良く、これ
によれば簡易な構成で収差補正が容易になる。
良く、これによれば、よりレンズ鏡筒構造を簡易にする
ことが容易となる。
えた撮影装置の実施例について、図7(A),(B)を
用いて説明する。
(B)は側部断面図である。図中、10は撮影装置本体
(筐体)、11は数値実施例1〜3のいずれかのズーム
レンズを用いた撮影光学系、12はファインダー光学
系、13はCCD等の撮像素子である。
ズを撮影装置の撮影光学系に適用することで、コンパク
トな撮影装置を実現している。
如く設定することにより達成されるが、更に光学性能を
良好に維持しつつ、レンズ系全体の小型化を図るには次
の諸条件のうちの少なくとも1つを満足させるのが良
い。
離をfw、Fa群の焦点距離をfFaとしたとき 0.00<fw/fFa<0.20 ‥‥‥(1) を満足することである。
るものであり、上限を超えるとFa群のパワーがきつく
なりすぎて前玉径が大きくなる。又下限を越えるとFa
群のパワーがゆるくなりFb群の変倍作用がゆるくなリ
レンズ全長が長くなるので良くない。
下限を以下のようにするとなお良い。
b群の焦点距離をfFbとしたとき 0.35<fw/|fFb|<0.80 ‥‥‥(2) を満足することである。
るものであり、上限を超えるとFb群のパワーがきつく
なり変倍中の収差変動が大きくなり高変倍化が困難にな
る。又下限を越えるとFb群のパワーがゆるくなりレン
ズ全長が長くなり小型化が困難になる。
下限を以下のようにするとなおよい。
離をfRbとしたとき 0.7<fRa/fRb<1.5 ‥‥‥(3) を満足することである。
離比に関するものであり、下限を越えるとRb群のパワ
ーがゆるくなり変倍中の収差変動が大きくなり高変倍化
が困難になる。又、上限を越えるとRa群のパワーがゆ
るくなりレンズ全長が長くなり小型化が困難になる。
限を以下のようにするとなおよい。
w、望遠端でのFb群とRa群の光軸上間隔をBt、レ
ンズ全系の焦点距離が、広角端の焦点距離fwと望遠端
での焦点距離ftの相乗平均fm=(fw×ft)2/1
になる変倍位置でのFb群とRa群の光軸上間隔をBm
としたとき 0.50<(Bw−Bm)/(Bw−Bt)<0.75 ‥‥(4) を満足することである。
光軸上間隔に関するものであり、上限を越えると広角端
から中間までの広角側の変倍領域でのFb群とRa群の
間隔変化が大きくなり全体の高変倍化が困難になる。下
限を越えると変倍中間で良好な収差補正が困難になる。
下限を以下のようにするとなおよい。
w、望遠端でのRa群とRb群の光軸上間隔をCt、レ
ンズ全系の焦点距離が、広角端の焦点距離fwと望遠端
での焦点距離ftの相乗平均fm=(fw×ft)1/2
になる変倍位置でのRa群とRb群の光軸上間隔をCm
としたとき、 Cw<Cm<Ct ‥‥‥(5) を満足することである。
光軸上間隔に関するものであり、Cmが上限を越えると
Ra群で発生する諸収差、特に軸上色収差をRb群で補
正することが困難になり、Ra群とRb群をともに簡易
な構成にて良好な収差補正をおこなうことが困難にな
る。Cmが下限を越えて小さくなると広角端でRa群と
Rb群の間隔が大きくなり十分なバックフォーカスを確
保することが困難になる。
下限を以下のようにするとなお良い。
構成することである。
メニスカス状の負レンズと、負レンズそして物体側に凸
面を向けたメニスカス状の正レンズより構成することで
ある。
負レンズとの接合レンズより構成することである。
例においてRiは物体側より順に第i番目の面の曲率半
径、Diは物体側より順に第i番目の光学部材厚又は空
気間隔、Niとνiは各々物体側より順に第i番目の光
学部材の材質の屈折率とアッベ数である。
率半径Rとし、光軸方向(光の進行方向)をX軸とし、
光軸と垂直方向をY軸、A,B,C,D,Eを各々非球
面係数としたとき
10-X」を意味している。
諸数値との関係を表1に示す。
力のレンズ群が先行するネガティブリード型の2つのレ
ンズ群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群のレ
ンズ構成を適切に設定することにより、変倍範囲中の任
意のズーム位置においても良好なる光学性能が得られ、
全変倍範囲及び画角全体にわたり高い光学性能が容易に
得られるズームレンズ及びそれを用いた撮影装置を達成
することができる。
断面図
断面図
断面図
Claims (10)
- 【請求項1】 物体側から順に、負の屈折力の前群と、
正の屈折力の後群を有し、該前群と後群の間隔を変化さ
せて変倍させるズームレンズにおいて、該前群は物体側
から順に正の屈折力のFa群と負の屈折力のFb群を有
し、変倍時に該Fa群と該Fb群の間隔が変化するよう
に該Fa群とFb群を移動させ、該後群は物体側から順
に正の屈折力のRa群と正の屈折力のRb群を有し、変
倍時に該Ra群と該Rb群の間隔が変化するように該R
a群とRb群を移動させ、広角端から望遠端に変倍させ
るときレンズ全系の像面に対して該Fa群と該Rb群は
移動方向が反転することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項2】 物体側から順に、負の屈折力の前群と、
正の屈折力の後群を有し、該前群と後群の間隔を変化さ
せて変倍させるズームレンズにおいて、該前群は物体側
から順に正の屈折力のFa群と負の屈折力のFb群を有
し、変倍時に該Fa群と該Fb群の間隔が変化するよう
に該Fa群とFb群を移動させ、該後群は物体側から順
に正の屈折力のRa群と正の屈折力のRb群を有し、変
倍時に該Ra群と該Rb群の間隔が変化するように該R
a群とRb群を移動させ、広角端から望遠端に変倍させ
るときレンズ全系の像面に対して該Rb群は移動方向が
反転し、該Fa群は1つの正レンズより成っていること
を特徴とするズームレンズ。 - 【請求項3】 物体側から順に、負の屈折力の前群と、
正の屈折力の後群を有し、該前群と後群の間隔を変化さ
せて変倍させるズームレンズにおいて、該前群は物体側
から順に正の屈折力のFa群と負の屈折力のFb群を有
し、変倍時に該Fa群と該Fb群の間隔が変化するよう
に該Fa群とFb群を移動させ、該後群は物体側から順
に正の屈折力のRa群と正の屈折力のRb群を有し、変
倍時に該Ra群と該Rb群の間隔が変化するように該R
a群とRb群を移動させ、広角端から望遠端に変倍させ
るときレンズ全系の像面に対して該Rb群は、移動方向
が反転し、該Ra群の物体側に変倍に伴って該Ra群と
一体的に移動する絞りを配置していることを特徴とする
ズームレンズ。 - 【請求項4】 広角端から望遠端に変倍させるとき、レ
ンズ全系の像面に対して前記Rb群は物体側への移動か
ら像面側への移動に反転することを特徴とする請求項
1,2又は3のズームレンズ。 - 【請求項5】 広角端から望遠端に変倍させるとき、レ
ンズ全系の像面に対して前記Fa群は像面側への移動か
ら物体側への移動に反転することを特徴とする請求項1
から4のいずれか1項のズームレンズ。 - 【請求項6】 前記Ra群は正レンズと負レンズを有
し、該Ra群の少なくとも1面に非球面を用いたことを
特徴とする請求項1から5のいずれか1項のズームレン
ズ。 - 【請求項7】 前記Rb群は1つの正レンズより成るこ
とを特徴とする請求項1から6のいずれか1項のズーム
レンズ。 - 【請求項8】 前記Rb群は正レンズと負レンズの2枚
より成ることを特徴とする請求項1から6のいずれか1
項のズームレンズ。 - 【請求項9】 前記Rb群は少なくとも1面の非球面を
有していることを特徴とする請求項1から8のいずれか
1項のズームレンズ。 - 【請求項10】 請求項1から請求項9のいずれか1項
のズームレンズを用いて物体像を撮像手段上に形成して
いることを特徴とする撮影装置。
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US7126762B2 (en) | 2004-09-21 | 2006-10-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Zoom lens system, imaging device, and camera |
US7443605B2 (en) | 2003-06-13 | 2008-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Zoom lens, imaging device, and camera having imaging device |
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1999
- 1999-07-28 JP JP21336999A patent/JP4387505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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