JP2746155B2 - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JP2746155B2
JP2746155B2 JP6305371A JP30537194A JP2746155B2 JP 2746155 B2 JP2746155 B2 JP 2746155B2 JP 6305371 A JP6305371 A JP 6305371A JP 30537194 A JP30537194 A JP 30537194A JP 2746155 B2 JP2746155 B2 JP 2746155B2
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一夫 田中
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/144Optical 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 having four groups only
    • G02B15/1441Optical 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 having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical 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 having four groups only the first group being positive arranged +-++

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  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【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
に好適な高変倍でしかも大口径比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。 【0002】 【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でしかも大口径比のズ
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
の為の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、近距離物体に合焦する際、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。 【0003】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。 【0004】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何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。 【0005】この他、実開昭59−63314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。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は高変倍でしか
も大口径比のレンズ系全体の小型化を図った簡易な構成
の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。 【0007】 【課題を解決するための手段】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つのレンズ群を有し、
前記第3レンズ群内若しくはその近傍に絞りを有してお
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非直線的に移
動させると共に該第4レンズ群を物体側へ移動させて無
限遠物体から至近物体への合焦を行い、前記第1レンズ
群は少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズを有
し、前記第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズと2
枚の負レンズを有し、前記第3レンズ群は少なくとも1
枚ずつの正レンズと負レンズを有し、前記第4レンズ群
は少なくとも1枚ずつの正レンズと負レンズを有してお
り、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 0.7 <|f2/fw|< 2.1 ‥‥‥(1) 1.2 < f4/fw < 4.0 ‥‥‥(2) 1.2 <|f4/f2|< 3.6 ‥‥‥(3) 0.72< f1/f3 < 2.9 ‥‥‥(4) 1.8 < f3/fw < 4.2 ‥‥‥(5) なる条件を満足することを特徴としている。 【0008】この他、本発明の特徴は実施例において記
載されている。 【0009】 【実施例】図19に本発明の一実施例の光学系の基本構
成の概略図を示す。同図において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、IVは正の屈折力の第4レンズ群
である。変倍は第2,第4レンズ群を矢印の方向へ移動
させて行っている。 【0010】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。この
とき第4レンズ群は図19に示すように物体側に凸状の
軌跡を有するように非直線的に移動させている。そして
更に第4レンズ群を物体側へ移動させることにより無限
遠物体から至近物体への合焦を行っている。尚、第1,
第3レンズ群は変倍及び合焦の際固定である。 【0011】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。 【0012】尚、19図において曲線L2は無限遠物体
のとき、又曲線L3は至近物体のときの第4レンズ群の
変倍に伴う移動軌跡を各々示している。 【0013】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。 【0014】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第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。 【0015】そして本発明においては、第1レンズ群を
少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズ、第2レン
ズ群を少なくとも1枚の正レンズと2枚の負レンズ、第
3レンズ群を少なくとも1枚ずつの正レンズと負レン
ズ、そして第4レンズ群を少なくとも1枚ずつの正レン
ズと負レンズを有するように構成し、これにより各レン
ズ群内での色収差を良好に補正し、又第1レンズ群にお
いては望遠側の球面収差を、第2レンズ群においては広
角側での非点収差及び歪曲収差を良好に補正している。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。 【0016】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湾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。 【0017】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。 【0018】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。 【0019】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。 【0020】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。 【0021】 【0022】 【0023】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例において、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折率とアッベ数である。又表−1に
各数値実施例における各レンズ群の焦点距離を示す。 【0024】 【表1】 【0025】 【表2】 【0026】 【表3】 【0027】 【表4】 【0028】 【表5】 【0029】 【表6】 【0030】 【表7】 【0031】 【表8】 【0032】 【表9】【0033】 【発明の効果】本発明によれば変倍比6、Fナンバー
1.2程度の高変倍でしかも大口径比のレンズ系全体の
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】 【図1】 本発明の数値実施例1のレンズ断面図 【図2】 本発明の数値実施例1の諸収差図 【図3】 本発明の数値実施例2のレンズ断面図 【図4】 本発明の数値実施例2の諸収差図 【図5】 本発明の数値実施例3のレンズ断面図 【図6】 本発明の数値実施例3の諸収差図 【図7】 本発明の数値実施例4のレンズ断面図 【図8】 本発明の数値実施例4の諸収差図 【図9】 本発明の数値実施例5のレンズ断面図 【図10】 本発明の数値実施例5の諸収差図 【図11】 本発明の数値実施例6のレンズ断面図 【図12】 本発明の数値実施例6の諸収差図 【図13】 本発明の数値実施例7のレンズ断面図 【図14】 本発明の数値実施例7の諸収差図 【図15】 本発明の数値実施例8のレンズ断面図 【図16】 本発明の数値実施例8の諸収差図 【図17】 本発明の数値実施例9のレンズ断面図 【図18】 本発明の数値実施例9の諸収差図 【図19】 本発明の一実施例の光学系の基本構成の概
略図 【符号の説明】 d d線 g g線 M メリディオナル像面 S サジタル像面 I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 IV 第4レンズ群

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 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3レンズ群内若しくはその近傍に絞りを有してお
    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非直線的に移
    動させると共に該第4レンズ群を物体側へ移動させて無
    限遠物体から至近物体への合焦を行い、前記第1レンズ
    群は少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズを有
    し、前記第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズと2
    枚の負レンズを有し、前記第3レンズ群は少なくとも1
    枚ずつの正レンズと負レンズを有し、前記第4レンズ群
    は少なくとも1枚ずつの正レンズと負レンズを有してお
    り、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 0.7 <|f2/fw|< 2.1 1.2 < f4/fw < 4.0 1.2 <|f4/f2|< 3.6 0.72< f1/f3 < 2.9 1.8 < f3/fw < 4.2 なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
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JP2000081572A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Fuji Photo Optical Co Ltd ズームレンズ
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