JP2538526B2 - ズ−ムレンズ - Google Patents

ズ−ムレンズ

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はズームレンズに関し、特にスチールカメラ、
ビデオカメラ、放送用TVカメラ等に好適な高変倍のリヤ
ーフォーカス方式を採用したズームレンズに関するもの
である。
（従来の技術） 従来よりスチールカメラやビデオカメラ等に用いられ
ている比較的高変倍のズームレンズとして所謂４群ズー
ムレンズがある。この４群ズームレンズは物体側より順
に合焦用の第１レンズ群、変倍用の第２レンズ群、変倍
に伴う像面変動を補正する為の第３レンズ群そして全系
の焦点距離や収差補正のバランスを採る為の第４レンズ
群より成っている。４群ズームレンズでは変倍の為に２
つのレンズ群と合焦の為１つのレンズ群の合計３つのレ
ンズ群を移動させる構成を採っている。この為比較的レ
ンズ鏡筒が複雑になる傾向があった。又、近距離物体に
合賞する際、第１レンズ群を物体側へ繰り出して行う為
に軸外光束を十分確保しようとすると前玉レンズ径が増
大する傾向があった。
この為従来より第１レンズ群以外のレンズ群を移動さ
せて合焦を行った所謂リヤーフォーカス方式を利用した
ズームレンズが種々提案されている。
例えば米国特許4364642号では４群ズームレンズにお
いて第３レンズ群を移動させて合焦を行っている。又、
米国特許4460251号では同じく４群ズームレンズにおい
て第２レンズ群と第３レンズ群を一体的に移動させて合
焦を行っている。又、特開昭58−136012号公報では変倍
部を３つ以上のレンズ群で構成し、このうち一部のレン
ズ群を移動させて合焦を行ったズームレンズを提案して
いる。しかしながらこれらのズームレンズはいずれも前
玉レンズ径は小さくなるが無限遠物体と近距離物体とで
合焦用レンズ群の移動軌跡が大きく変わる為に、予めレ
ンズ系中に余分な空間を確保しておかねばならずレンズ
全長が増大する傾向があった。この他、実開昭59−6331
4号公報では４群ズームレンズの第４レンズ群を２つの
レンズ群に分け、このうち一方のレンズ群を移動させて
合焦を行っている。しかしながらこのズームレンズは全
部で３つのレンズ群を移動させねばならず、レンズ鏡筒
が複雑化する傾向があった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は高変倍のレンズ系全体の小型化を図った簡易
な構成リヤーフォーカス方式を用いたズームレンズの提
供を目的とする。
（問題点を解決する為の手段） 本発明のズームレンズは、物体側より順に正の屈折力
の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折
力の第３レンズ群そして正の屈折力の第４レンズ群の４
つのレンズ群を有す、前記第４レンズ群は１枚の両レン
ズ面が凸面の正レンズより成り、前記第1,第３レンズ群
を固定とし、前記第２レンズ群を一方向に移動させて変
倍を行い、前記第４レンズ群を変倍に伴う像面変動を補
正するように移動させると共に該第４レンズ群を移動さ
せて合焦を行い、前記第４レンズ群の正のレンズはアッ
ベ数が60以上の材質により成っていることである。
この他、本発明の特徴は実施例において記載されてい
る。
（実施例） 第１図は本発明の数値実施例１のレンズ断面図を示
す。図中Ｉは正の屈折力の第１レンズ群、IIは負の屈折
力の第２レンズ群、IIIは正の屈折力の第３レンズ群、I
Vは正の屈折力の第４レンズ群である。変倍は第2,第４
レンズ群を矢印をの方向へ移動させて行っている。
このうち第２レンズ群は主に変倍を行い第４レンズ群
は変倍に伴う像面変動を補正している。そして更に第４
レンズ群を移動させることにより合焦を行っている。尚
第1,第３レンズ群は変倍及び合焦の際固定である。
本実施例においては正の屈折力の第１レンズ群とリレ
ーレンズ群に相当する第３レンズ群との間に配置した負
の屈折力の第２のレンズ群を一方向へ移動させることに
より第1,第３レンズ群の結像と共に変倍を効率良く行っ
ている。そして変倍の際第４レンズ群を同図に示すよう
に第３レンズ群側へ非直線的に移動させて、像面変動の
補正を行うと共に第３レンズ群と第４レンズ群との空間
の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を図っている。
本実施例においては合焦の際に第１レンズ群を繰り出
さずに常に固定とし、前方へ繰り出すことにより生じる
レンズ径の増大を防止している。そして合焦の際には第
１レンズ群の代わりに変倍系の一部である第４レンズ群
を移動させることにより全体的に可動レンズ群の数を減
らし機構上の簡素化及びレンズ系全体の小型化を図って
いる。即ち第４レンズ群に変倍と合焦の双方の機能を持
たせつつ、かつ第３レンズ群と第４レンズ群との空間内
を移動させることによりレンズ系中の空間内の有効利用
を図ってレンズ全長の短縮化を図っている。
そして本実施例では第４レンズ群を１つの両レンズ面
が凸面の正レンズより構成し、変倍における収差変動、
特に球面収差の変動を良好に補正している。
又本実施例では第４レンズ群の正レンズをアッベ数が
60以上の材質より構成し、これにより第４レンズ群より
発生する軸上及び倍率の色収差を少なくし変倍の際の色
収差の変動を少なくしている。
特に補正不足傾向となってくる色収差を前述の如く構
成することにより良好に補正している。
尚第1,第３レンズ群により全系の焦点距離、画角、バ
ックフォーカス等の近軸諸量を調整しつつ、かつ可動レ
ンズ群による収差変動を良好に補正している。又本実施
例において絞りは３レンズ群内若しくはその近傍に配置
するのが可動レンズ群による収差変動を少なくし、かつ
第１レンズ群と第４レンズ群のレンズ径の大きさを共に
バランス良く維持するのに好ましい。
本発明の目的とするズームレンズは以上の構成により
達成されるものであるが更に収差補正上好ましくは前記
第ｉレンズ群の焦点距離をfi,全系の広角端の焦点距離
をfwとするとき 0.68＜|f2/fw|＜1.51 ……（１） 1.06＜ f4/fw ＜2.4 ……（２） １＜|f4/f2|＜2.1 ……（３） １＜ f1/f3 ＜2.1 ……（４） 3.1 ＜ f3/fw ＜6.9 ……（５） なる条件を満足するように構成するのが良い。
次に各条件式の技術的な意味について述べる。
条件式（１）は第２レンズ群の屈折力に関し、下限値
を越えて第２レンズ群の屈折力が強くなってくるとレン
ズ系の小型化には望ましいがペッツバール和が負の方向
に増大し像面弯曲が大きくなってくる。又上限値を越え
て第２レンズ群の屈折力が弱くなってくると変倍に伴う
収差変動は少なくなるが所定の変倍比を得る為の移動量
を増大させねばならずレンズ全長が長くなってくる。
条件式（２）は第４レンズ群の屈折力に関し、下限値
を越えて第４レンズ群の屈折力が強くなると広角側での
軸上球面収差が補正不足となり又全変倍域にわたり外向
性コマ収差が多く発生してくる。又上限値を越えて第４
レンズ群の屈折力が弱くなると変倍に伴う移動量が大き
くなりレンズ全長が増大すると共に合焦の際の収差変動
が増大してくる。
条件式（３）は第２レンズ群と第４レンズ群との屈折
力比に関し、下限値を越えて第４レンズ群の屈折力が強
くなりすぎると変倍の際の収差変動を良好に補正するの
が困難となり、逆に上限値を越えて第４レンズ群の屈折
力が弱くなりすぎると移動量が増大し又バックフォーカ
スが必要以上に長くなり、第１レンズ群から像面までの
光学全長が長くなりすぎるので好ましくない。
条件式（４）は第１レンズ群と第３レンズ群の屈折力
比に関し、下限値を越えて第１レンズ群の屈折力が強く
なりすぎると望遠側での軸上収差が補正不足傾向とな
り、又上限値を越えて第１レンズ群の屈折力が弱くなり
すぎると第１レンズ群と第３レンズ群との間隔が第２レ
ンズ群の移動量よりも広くなりすぎ不必要な空間が生じ
てくるので好ましくない。
条件式（５）は第３レンズ群の屈折力に関し、下限値
を越えて第３レンズ群の屈折力が強くなると広角側での
球面収差が補正不足傾向となり更に第４レンズ群の屈折
力を弱くしなければならず、これに伴い第４レンズ群の
移動量が増大してくる。又上限値を越えて第３レンズ群
の屈折力が弱くなりすぎると広角側での球面収差が補正
過剰傾向となってくるので好ましくない。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
はRiは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、
Diは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Niと
νｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの
屈曲率とアッベ数である。
（発明の効果） 本発明によれば変倍比３〜3.5程度のレンズ系全体の
小型化を図りつつ良好に収差補正を達成したリヤーフォ
ーカス方式を利用したズームレンズを達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は各々本発明の数値実施例１のレンズ断面図、第
２図（Ａ），（Ｂ）は各々本発明の数値実施例１の諸収
差図である。 図中I,II,III,IVは各々第1,第2,第3,第４レンズ群、矢
印は変倍の際のレンズ群の移動方向、収差図において
（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端、ｄはｄ線、ｇはｇ
線、Ｍはメリディオナル像面、Ｓはサジタル像面であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体側より順に正の屈折力の第１レンズ
    群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レン
    ズ群そして正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群
    を有し、前記第４レンズ群は１枚の両レンズ面が凸面の
    正レンズより成り、前記第1,第３レンズ群を固定とし、
    前記第２レンズ群を一方向に移動させて変倍を行い、前
    記第４レンズ群を変倍に伴う像面変動を補正するように
    移動させると共に該第４レンズ群を移動させて合焦を行
    い、前記第４レンズ群の正レンズはアッベ数が60以上の
    材質より成っていることを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項２】前記第ｉレンズ群の焦点距離をfi、全系の
    広角端の焦点距離をfwとするとき 0.68＜|f2/fw|＜1.51 1.06＜ f4/fw ＜2.4 １＜|f4/f2|＜2.1 １＜ f1/f3 ＜2.1 3.1 ＜ f3/fw ＜6.9 なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載のズームレンズ。
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