JP2862272B2 - 広角ズームレンズ - Google Patents

広角ズームレンズ

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JP2862272B2
JP2862272B2 JP1119603A JP11960389A JP2862272B2 JP 2862272 B2 JP2862272 B2 JP 2862272B2 JP 1119603 A JP1119603 A JP 1119603A JP 11960389 A JP11960389 A JP 11960389A JP 2862272 B2 JP2862272 B2 JP 2862272B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は35mmライカ版カメラの超広角ズームレンズに
関するもので、ビデオカメラ、スチルカメラ等の超広角
ズームとしても応用範囲の広いものである。
特に好ましくは画角2ωが92.8゜〜64.6゜、Fno2.8ク
ラスのズームに関するものである。
〔従来技術〕
従来この種の超広角ズームは、特開昭57−190917号が
あるが、これは物体側から負の屈折力を有する前群、正
の屈折力を有する後群からなる2群構成のズームレンズ
である。実施例は、Fno3.5程度で有り、更に大口径化を
図るとバツクフオーカスの確保が難しくなる傾向があ
る。このようなズームの高倍化を図るため前記第2レン
ズ群を正、負、正の3群に分割し4群構成としたものと
して、特開昭55−14403号公報、米国特許明細書第4,75
9,617号、特開昭57−11315号公報、特開昭63−241511号
公報がある。これらは、広角端が画角2ω=75.4゜と比
較的広角なズームに適用した例であるが、このままの構
成では、本願の目的するような超広角大口径ズームに
は、やはりバツクフオーカスを確保できなくなるおそれ
がある。また、更に広角なズームに応用した例として
は、トキナー光学から発売されている製品24−40mm/2.8
がある。このズームにしても広角端が画角2ω=84゜で
ある。これらは、ズームの大口径化の為に、4群ズーム
を導入したものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は極めて広画角でありながら下ナンバーの小さ
なズームレンズを提供するもので、後述する実施例では
画角2ωが92.8゜〜64.6゜でありFno2.8のレンズを開示
している。
本発明の更なる目的は、超広角大口径でありながら、
バツクフオーカスの長いズームレンズを提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の超広角ズームレンズは、物体側より順に、負
の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第
2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈
折力を有する第4レンズ群を有し、広角側から望遠端へ
のズーミングに際し、前記第1レンズ群と第2レンズ群
の間隔、前記第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、前記
第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が、各々、減少、増
加、減少するように前記第1レンズ群、第2レンズ群、
第3レンズ群、第4レンズ群は移動するものとし、前記
第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点
距離をf2、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第4
レンズ群の焦点距離をf4、全系の望遠端の焦点距離をFt
とした時、 0.6<|f1/Ft|<1.2 0.6<|f2/Ft|<1.1 0.8<|f3/Ft|<1.4 0.95<|f4/Ft|<1.6 なる条件式を満足する。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明は、物体側より負の屈折力を有する前群、正の
屈折力を有する後群の2群構成のズームレンズを基本型
としその後群を、物体側より正、負、正の3群に分割
し、各群の相対位置を変化させることにより変倍効率を
高め、大口径超広角ズームレンズを実現させたものであ
る。
特にその近軸配置を適正化することで、第1レンズ
群、第2レンズ群のレンズ構成をシンプルなものとし、
絞りから前のレンズ構成を簡素化し、フイルター径を小
さくすることを可能とし、同時に充分なバツクフオーカ
スを確保することを可能としたものである。
具体的なズームの移動軌跡は第1図に示す通りで、物
体側から負の屈折力を有する第1レンズ群1、正の屈折
力を有する第2レンズ群2、負の屈折力を有する第3レ
ンズ群3、正の屈折力を有する第4レンズ群4を有し、
広角端から望遠端径のズーミングに際し、第1レンズ群
と第2レンズ群の間隔、第2レンズ群と第3レンズ群の
間隔、第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が、各々、減
少、増加、減少するように第1レンズ群、第2レンズ
群、第4レンズ群は移動軌跡A,B,C,Dに沿って移動す
る。そして、第2レンズ群から第4レンズ群が前記後群
にあたりその変倍効果を高めると共に屈折力配分の自由
度を増し必要なバツクフオーカスの確保を可能にしてい
る。このようなズームの構成と共に、以下のような条件
を満足することが必要である。
ここで、第1レンズ群の焦点距離をf1,第2レンズ群
の焦点距離をf2,第3レンズ群の焦点距離をf3,第4レン
ズ群の焦点距離をf4,全系の広角端の焦点距離をFw,全系
の望遠端の焦点距離をFtとすると下式を満足する。
0.6<|f1/Ft|<1.2 (1) 0.6<|f2/Ft|<1.1 (2) 0.8<|f3/Ft|<1.4 (3) 0.95<|f4/Ft|<1.6 (4) 次に条件の極値の意味を説明する。
条件式(1)は、第1レンズ群の屈折力配分に関する
ものである。上限値を越えると第1レンズ群の屈折力配
置が弱くなり、本願発明のような、超広角ズームレンズ
では、フイルター径が増大してしまう欠点が起きる。ま
た、ズームの為の移動ストロークが増大しレンズ系が大
型化する欠点が目だち、バツクフオーカスが短くなる傾
向が、著しくなる。また、下限値を越えることは、第1
レンンズ群屈折力配分を著しく強めることに対応する。
これは、先ほど述べたフイルター径、コンパクト化、
バツクフオーカスの確保に対しては近軸配置的には有利
となる。しかし、第1レンズ群の屈折力配置が強くなる
為にレンズ群の構成を複雑にしなくてはならず、かえっ
て第1レンズ群が大型化し、フイルター径の増大レンズ
の大型化を招くこととなる。従って特に、本願実施例で
示す様なシンプルなレンズ構成をとることが出来なくな
る。
条件式(2)は、第2レンズ群の屈折力配分に関する
ものである。上限値を越えると第2レンズ群の屈折力配
置が弱くなり、バツクフオーカスを確保するには、有利
となる。しかしレンズ全長が長くなる傾向が強くなりコ
ンパクト化に対して著しく不利となる。また第2レンズ
群を出射する軸上光線の高さが大きくなり第3レンズ群
での球面収差の補正が難しくなるし、絞り径が大きくな
る欠点が大となる。
下限値を越えることは、第2レンズ群屈折力配分を著
しく強めることになる。第2レンズ群の屈折力を強める
ことはコンパクト化に対しては有利であるが本願の様な
超広角レンズの場合バツクフオーカスの確保がかえって
困難になることとなる。また、第2レンズ群の屈折力配
置が強くなる為にレンズ群の構成を複雑にしなくてはな
らず、第2レンズ群が厚くなる欠点が出てくる。本例の
ズーム構成の場合、絞りは第2レンズ群と第3レンズ群
の間に配置するのが光学性能上最も有利であるが、第2
レンズ群が厚くなると広角端での最大像高の光束を確保
するために第1レンズ群のレンズ径が増大するし、フイ
ルター径も大きくなる欠点があり、シンプルなレンズ構
成をとることが難しくなる。
条件式(3)は、第3レンズ群の屈折力配分に関する
ものである。
超広角ズームレンズでは、焦点距離が著しく短いため
にバツクフオーカスの確保が非常に難しい。第3レンズ
群の屈折力配置は収差補正上は弱い方が有利であるが、
上限値を越えて弱くするとバツクフオーカスの確保が非
常に難しい。下限値を越えることは、第3レンズ群屈折
力配分を著しく強めることに対応する。これは、先ほど
述べたバツクフオーカスの確保に対しては、近軸配置的
には有利となる。しかし、第3レンズ群の屈折力配置が
強くなる為に収差補正の為にレンズ群の構成を複雑にし
なくてはならない。特にズーミングによる球面収差の補
正、像面湾曲補正が困難となる。
条件式(4)は、第4レンズ群の屈折力配分に関する
ものである。上限値を越えると第4レンズ群の屈折力配
置が弱くなり、コンパクト化に対しては有利である。し
かし、バツクフオーカスの確保が著しく困難となる。下
限値を越えることは、第4レンズ群屈折力配分を著しく
強めることに対応する。第4レンズ群の屈折力を強める
ことはバツクフオーカスの確保に対しては有利であるが
第4レンズ群の屈折力配置が強くなる為にレンズ群の構
成を複雑にしなくてはならない欠点が出てくる。
以下、数値実施例を用いて詳細に説明する。
数値実施例中、Riは物体より第i番目のレンズ面の曲
率半径、Diは物体より第i番目のレンズ厚及び空気間
隔、Niとνiは各々物体より第i番目のレンズのガラス
のd線の屈折率及びアツベ数である。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH
軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、B,C,D,E
を各々非球面係数としたとき、 なる式で表している。
数値実施例1を以下に示す。レンズ断面は第1図に示
し、ズーミングによる各レンズ群移動軌跡も合わせて示
す。また物体距離無限遠に於ける広角端、中間焦点位
置、望遠端の収差図を第3図(a)(b),(c)に各
々示す。
物体側より負の屈折力を有する第1レンズ群1、正の
屈折力を有する第2レンズ群2、負の屈折力を有する第
3レンズ群3、正の屈折力を有する第4レンズ群4を有
している。広角端から望遠端径のズーミングに際し、第
1レンズ群と第2レンズ群の間隔、第2レンズ群と第3
レンズ群の間隔、第3レンズ群と第4レンズ群の間隔
が、各々、減少、増加、減少するように第1レンズ群、
第2レンズ群、第4レンズ群は移動する。具体的な移動
軌跡としては、第1レンズ群1は、広角側では、像側に
移動し、望遠側で少し物体側に移動する。第2レンズ
群、第3レンズ群、第4レンズ群は、物体側に移動す
る。本例では、メカ構造を簡単にするために第2レンズ
群と第4レンズ群を一体で移動する様な構成をとってい
る。第1レンズ群1は、物体側より、物体側に凸面を向
けた凹メニスカスレンズ、及正レンズ、両凹レンズ、正
レンズを有している。第2レンズ群2は、貼合わせレン
ズ、正メニスカスレンズを有している。第3レンズ群3
は、負レンズ、及び貼合わせレンズを有している。本願
発明では、第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ
群は、比較的屈折力が弱いためにシンプルなレンズ構成
により収差補正が可能である。第2レンズ群は、更に高
度な収差補正または、屈折力を強める場合には更に正レ
ンズを付加すれば良い。第3レンズ群では、物体側に貼
合わせ面の凸面を向けた貼合わせレンズを配している。
物体側のレンズに貼合わせレンズを配することもできる
が、望遠側のg線の球面収差が多少悪くなるので実施例
に示す構成の方が本願の様な近軸配置の場合は、有利で
ある。
本実施例では、有限距離へのフオーカスには、第1レ
ンズ群の第3レンズG3および第4レンズG4を一体に移動
することによりおこなっている。一方、第1レンズ群1
全体を繰り出す、または第1レンズ群でフオーカスする
と同時に第3,第4レンズG3,G4を一体により速く繰り出
すこと(フローテイング)により、有限物体に高性能で
フオーカス可能である。本実施例では、絞りを第2レン
ズ群と第3レンズ群の間に配している。特にズーミング
に際して第3レンズ群と一体に移動させている。
数値実施例2を以下に示す。レンズ断面を第2図に示
し、ズーミングによる各レンズ群移動軌跡も合わせて示
す。また物体距離無限遠に於ける広角端、中間焦点位
置、望遠端の収差図を第4図(a),(b),(c)に
各々示す。
物体側より負の屈折力を有する第1レンズ群1、正の
屈折力を有する第2レンズ群2、負の屈折力を有する第
3レンズ群3、正の屈折力を有する第4レンズ群4を有
している。広角端から望遠端経のズーミングに際し、第
1レンズ群と第2レンズ群の間隔、第2レンズ群と第3
レンズ群の間隔、第3レンズ群と第4レンズ群の間隔
が、各々、減少、増加、減少するように第1レンズ群、
第2レンズ群、第4レンズ群は移動する。具体的な移動
軌跡としては、第1レンズ群1は、広角側では、像側に
移動し、望遠側で少し物体側に移動する。第2レンズ
群、第3レンズ群、第4レンズ群は、物体側に移動す
る。
第1レンズ群1は、物体側より、物体側に凸面を向け
た凹メニスカスレンズ、及正レンズ、両凹レンズ、正レ
ンズを有している。第2レンズ群2は、貼合わせレン
ズ、正メニスカスレンズを有している。第3レンズ群3
は、負レンズ、及び貼合わせレンズを有している。本願
発明では、第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ
群は、比較的屈折力が弱いためにシンプルなレンズ構成
により収差補正が可能である。第2レンズ群は、更に高
度な収差補正または、屈折力を強める場合には更に正レ
ンズを付加すれば良い。第3レンズ群では、物体側に貼
合わせ面の凸面を向けた貼合わせレンズを配している。
物体側のレンズに貼合わせレンズを配することもできる
が、望遠側のg線の球面収差が多少悪くなるので実施例
に示す構成の方が本願の様な近軸配置の場合は、有利で
ある。
本実施例では、有限距離へのフオーカスには、第1レ
ンズ群の第3レンズG3および第4レンズG4を一体に移動
することによりおこなっている。また、第1レンズ群全
体を繰り出す、または第1レンズ群でフオーカスすると
同時に第3,第4レンズG3,G4を一体により速く繰り出す
こと(フローテイング)により、有限物体にフオーカス
可能である。本実施例では、絞りを第2レンズ群と第3
レンズ群の間に配している。特にズーミングに際して第
3レンズ群と一体に移動させている。
〔発明の効果〕 本発明により、35mmライカ版相当では、焦点距離20mm
−35mm、画角2ωが92.8゜〜64.6゜、Fno2.8のバツクフ
オーカスの長い高性能のズームが達成できた。
【図面の簡単な説明】 第1図、第2図は、数値実施例1,2に夫々対応するレン
ズ断面とズーム軌跡を示す図。第3図(a),(b),
(c)、及び第4図(a),(b),(c)は夫々物体
距離無限遠に於ける広角端、中間焦点位置、望遠端の収
差図。 図中、1は第1レンズ群、2は第2レンズ群、3は第3
レンズ群、4は第4レンズ群である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に、負の屈折力を有する第1
    レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折
    力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レン
    ズ群を有し、広角側から望遠端へのズーミングに際し、
    前記第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、前記第2レン
    ズ群と第3レンズ群の間隔、前記第3レンズ群と第4レ
    ンズ群の間隔が、各々、減少、増加、減少するように前
    記第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レ
    ンズ群は移動するものとし、前記第1レンズ群の焦点距
    離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第3レ
    ンズ群の焦点距離をf3、前記第4レンズ群の焦点距離を
    f4、全系の望遠端の焦点距離をFtとした時、 0.6<|f1/Ft|<1.2 0.6<|f2/Ft|<1.1 0.8<|f3/Ft|<1.4 0.95<|f4/Ft|<1.6 なる条件式を満足することを特徴とする広角ズームレン
    ズ。
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