JP3078165B2 - Aspherical zoom lens and video camera - Google Patents
Aspherical zoom lens and video cameraInfo
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- group
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、3板式ビデオカメラ等
に用いられ、ズーム比が高く、かつバックフォーカスの
長い特性を有する非球面ズームレンズ、及びこの非球面
ズームレンズを用いたビデオカメラに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aspherical zoom lens which is used in a three-panel video camera or the like and has a high zoom ratio and a long back focus, and a video camera using the aspherical zoom lens. Things.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近のビデオカメラは、操作性、機動性
とともに高画質が要望され、それに応えて撮像デバイス
も小型で、かつ高解像度のものが主流になりつつある。
又、それに伴い大口径比、小型軽量で、かつ高性能な高
倍率のズームレンズが強く要望されている。更に、この
ズームレンズは、高性能を維持しつつ、構成枚数の削減
を図って価格を低減させることが望ましい。2. Description of the Related Art Recent video cameras are required to have high image quality as well as operability and mobility, and in response to this, imaging devices having a small size and a high resolution are becoming mainstream.
Accordingly, there is a strong demand for a high-performance zoom lens having a large aperture ratio, small size, light weight, and high performance. Further, it is desirable that the zoom lens be reduced in cost by reducing the number of components while maintaining high performance.
【0003】しかし、高倍率ズームレンズは一般にレン
ズ径やレンズ全長が大きくなるばかりでなく、より厳し
い収差補正を達成するために多くのレンズ枚数が必要と
なる。このため高倍率ズームレンズは一般に大きく重く
かつ高価になり易く、民生用ビデオカメラには適さない
ものが多かった。[0003] However, a high-magnification zoom lens generally requires not only an increase in lens diameter and lens length but also a large number of lenses to achieve more severe aberration correction. For this reason, high-magnification zoom lenses are generally large and heavy and tend to be expensive, and many are not suitable for consumer video cameras.
【0004】次に図面を参照しながら、上述した従来の
ビデオカメラ用のズームレンズの一例について説明する
(例えば、特願平5−135016号に開示)。図21
は従来のビデオカメラ用のズームレンズの構成図であ
る。図21において、第1レンズ群21は集光部のレン
ズ群、第2レンズ群22は変倍部のレンズ群、第3レン
ズ群23は集光部のレンズ群、第4レンズ群24はフォ
ーカス部のレンズ群である。又第4レンズ群24の後方
には、色分解光学系25、水晶フィルターや撮像素子が
含まれるフェースプレート26、結像面27が夫々設け
られている。以上のレンズ群の内、第3レンズ群23
と、第4レンズ群24の中央の凸レンズとは非球面レン
ズで構成され、他のレンズは球面レンズで構成されてい
る。Next, an example of the above-mentioned conventional zoom lens for a video camera will be described with reference to the drawings (for example, disclosed in Japanese Patent Application No. 5-135016). FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional zoom lens for a video camera. In FIG. 21, a first lens group 21 is a lens group of a condenser section, a second lens group 22 is a lens group of a variable power section, a third lens group 23 is a lens group of a condenser section, and a fourth lens group 24 is a focus. FIG. Behind the fourth lens group 24, a color separation optical system 25, a face plate 26 including a quartz filter and an image sensor, and an image plane 27 are provided. Of the above lens groups, the third lens group 23
The central convex lens of the fourth lens group 24 is constituted by an aspherical lens, and the other lenses are constituted by spherical lenses.
【0005】このように構成されたビデオカメラ用のズ
ームレンズの動作について説明する。結像面27に対し
て固定された第1レンズ群21は結像作用を有し、第2
レンズ群22は光軸上を移動して倍率を変化させ、全系
焦点距離を変化させる。固定群である第3レンズ群23
は、第2レンズ群22によって生じる発散光を集光す
る。第4レンズ群24は光軸上を移動し、フォーカス作
用を行う。又、第4レンズ群24は、ズーミング時の第
2レンズ群22の移動によって生じる像面位置の変動
を、第4レンズ群24自身が位置移動することによって
無くしている。このため常に結像面27は定位置に保持
されている。The operation of the thus-configured zoom lens for a video camera will be described. The first lens group 21 fixed to the image forming plane 27 has an image forming action,
The lens group 22 moves on the optical axis to change the magnification, and changes the focal length of the entire system. Third lens group 23 which is a fixed group
Collects the divergent light generated by the second lens group 22. The fourth lens group 24 moves on the optical axis and performs a focusing action. Further, the fourth lens group 24 eliminates the fluctuation of the image plane position caused by the movement of the second lens group 22 during zooming by moving the fourth lens group 24 itself. For this reason, the imaging surface 27 is always kept at a fixed position.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに、主に球面レンズで構成されたズームレンズでは、
10倍程度のズーム比にしてかつ長いバックフォーカス
を確保しようとすると、ズーム領域全体、及び撮像距離
全域における収差補正が困難になり、高画質な像が実現
できないという問題を残していた。However, as described above, in a zoom lens mainly constituted by a spherical lens,
If an attempt is made to secure a long back focus with a zoom ratio of about 10 times, it becomes difficult to correct aberrations in the entire zoom area and in the entire imaging distance, leaving a problem that a high-quality image cannot be realized.
【0007】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、第1レンズ群に最適な非球面形
状を採用することにより、あるいは第2レンズ群に最適
な非球面形状を採用することにより、簡単な構成であり
ながら10倍程度のズーム比を有し、色分解光学系を挿
入できる長いバックフォーカスを有す高性能な非球面ズ
ームレンズを実現し、合わせてこの非球面ズームレンズ
を用いたビデオカメラを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and employs an optimal aspherical shape for the first lens unit or an optimal aspherical shape for the second lens unit. , A high-performance aspherical zoom lens with a simple configuration, a zoom ratio of about 10 times, and a long back focus that can insert a color separation optical system is realized. It is an object to provide a video camera using a spherical zoom lens.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、物体側より順に、正の屈折力を持ち像面に対して固
定された第1レンズ群、負の屈折力を持ち光軸上を移動
することにより変倍作用を有する第2レンズ群、像面に
対して固定され集光作用を有する正の屈折力の第3レン
ズ群、第2レンズ群の移動、及び物体の移動によって変
動する像面を基準面から一定の位置に保つように光軸上
を移動する正の屈折力の第4レンズ群、を含む非球面ズ
ームレンズであって、第3レンズ群と第4レンズ群とは
空気間隔を有し、第1レンズ群は、物体側より順に凹レ
ンズと凸レンズとメニスカス凸レンズを含んで構成さ
れ、第2レンズ群は、メニスカス凹レンズと両凹レンズ
と凸レンズを含んで構成され、第3レンズ群は、少なく
とも一面が非球面であるレンズを含んで構成され、第4
レンズ群は、少なくとも一面以上の非球面形状を有する
レンズ、及び2枚構成の接合レンズと1枚の凸レンズを
含んで構成され、fWを広角端における焦点距離、fi
(i=1,2,3,4)を第iレンズ群の焦点距離、B
Fを空気中におけるレンズ最終面から結像面までの間
隔、d12を第3レンズ群と第4レンズ群の間の空気間
隔、r11を第3レンズ群を構成する凸レンズの物体側
面の曲率半径、r13を第4レンズ群を構成する接合レ
ンズの最も物体よりの面の曲率半径、r17を第4レン
ズ群を構成する凸レンズの像側面の曲率半径とすると
き、 (1) 5.5<f1/fW<6.3 (2) 1.0<|f2|/fW<1.2 (3) 5.3<f3/fW<6.2 (4) 3.0<f4/fW<3.3 (5) 3.2<BF/fW<4.2 (6) 0.1<d12/f4<0.4 (7) 0.5<r11/f3<0.9 (8) 1.1<|r13|/f4<2.4 (9) 0.6<|r17|/f4<0.8 を夫々満足することを 特徴とするものある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a first lens unit having a positive refractive power and fixed with respect to an image plane, and an optical axis having a negative refractive power. The second lens group having a zooming action by moving upward, the third lens group having a positive refractive power fixed to the image plane and having a condensing action, the movement of the second lens group, and the movement of an object An aspherical zoom lens including a fourth lens group having a positive refractive power that moves on the optical axis so as to keep a fluctuating image plane at a fixed position from the reference plane, wherein the third lens group and the fourth lens group Has an air gap, the first lens group includes a concave lens, a convex lens, and a meniscus convex lens in order from the object side, and the second lens group includes a meniscus concave lens , a biconcave lens, and a convex lens. The three lens groups have at least one aspheric surface. It is configured to include a lens, a fourth
The lens group includes a lens having at least one or more aspheric surfaces, a cemented lens having two lenses, and one convex lens , where fW is the focal length at the wide-angle end, fi
(I = 1, 2, 3, 4) is the focal length of the ith lens group, B
F is the distance between the last lens surface and the imaging surface in air
The distance, d12, is between the air between the third lens group and the fourth lens group.
The distance r11 is the object side of the convex lens constituting the third lens group.
The radius of curvature of the surface, r13, is determined by the cementing lens constituting the fourth lens group.
The radius of curvature of the surface of the lens closest to the object, r17, is the fourth lens.
Is the radius of curvature of the image side of the convex lens that constitutes the lens group
Come, (1) 5.5 <f1 / fW <6.3 (2) 1.0 <| f2 | / fW <1.2 (3) 5.3 <f3 / fW <6.2 (4) 3 0.0 <f4 / fW <3.3 (5) 3.2 <BF / fW <4.2 (6) 0.1 <d12 / f4 <0.4 (7) 0.5 <r11 / f3 <0 there / f4 <0.8 those wherein the respectively satisfy | .9 (8) 1.1 <| r13 | / f4 <2.4 (9) 0.6 <| r17.
【0009】本願の請求項2の発明は、物体側より順
に、正の屈折力を持ち像面に対して固定された第1レン
ズ群、負の屈折力を持ち光軸上を移動することにより変
倍作用を有する第2レンズ群、像面に対して固定され集
光作用を有する正の屈折力の第3レンズ群、第2レンズ
群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を基準
面から一定の位置に保つように光軸上を移動する正の屈
折力の第4レンズ群、を含む非球面ズームレンズであっ
て、第3レンズ群と第4レンズ群とは空気間隔を有し、
第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸レンズと
メニスカス凸レンズ、及び少なくとも1面以上の非球面
形状を有するレンズを含んで構成され、第2レンズ群
は、メニスカス凹レンズと両凹レンズと凸レンズを含ん
で構成され、第3レンズ群は、少なくとも一面が非球面
である単レンズを含んで構成され、第4レンズ群は、少
なくとも一面以上の非球面形状を有するレンズ、及び2
枚構成の接合レンズと1枚の凸レンズを含んで構成さ
れ、fWを広角端における焦点距離、fi(i=1,
2,3,4)を第iレンズ群の焦点距離、BFを空気中
におけるレンズ最終面から結像面までの間隔、d12を
第3レンズ群と第4レンズ群の間の空気間隔、r11を
第3レンズ群を構成する凸レンズの物体側面の曲率半
径、r13を第4レンズ群を構成する接合レンズの最も
物体よりの面の曲率半径、r17を第4レンズ群を構成
する凸レンズの像側面の曲率半径とするとき、 (1) 3.0<f1/fW<8.0 (2) 0.5<|f2|/fW<1.6 (3) 5.3<f3/fW<7.0 (4) 2.0<f4/fW<5.0 (5) 1.5<BF/fW<5.0 (6) 0.02<d12/f4<1.0 (7) 0.3<r11/f3<1.5 (8) 0.3<|r13|/f4<3.0 (9) 0.3<|r17|/f4<1.5 を夫々満足することを 特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, a first lens unit having a positive refractive power and fixed to an image plane and moving on an optical axis having a negative refractive power are arranged in order from the object side. The second lens group having a zooming action, the third lens group having a positive refractive power fixed to the image plane and having a condensing action, and the image plane fluctuated by the movement of the second lens group and the movement of the object An aspherical zoom lens including a fourth lens group having a positive refractive power that moves on the optical axis so as to be kept at a fixed position from the surface, wherein the third lens group and the fourth lens group have an air gap. And
The first lens group includes, in order from an object side than <br/> a concave lens and a convex lens in order meniscus convex lens, and is configured to include a lens having at least one surface or aspherical, the second lens group, a meniscus concave lens and a biconcave lens And a convex lens, the third lens group includes a single lens having at least one aspheric surface, the fourth lens group includes a lens having at least one aspheric surface, and 2
Cemented lens and is configured to include one convex lens of the single structure
Where fW is the focal length at the wide-angle end, fi (i = 1,
2, 3, 4) are the focal length of the i-th lens group, and BF is in the air.
At the distance from the lens final surface to the image forming surface, d12
The air gap between the third lens group and the fourth lens group, r11,
Half the curvature of the object side surface of the convex lens constituting the third lens group
The diameter r13 is the most of the cemented lens constituting the fourth lens group.
The radius of curvature of the surface from the object, r17, constitutes the fourth lens group
When the radius of curvature of the image side surface of the convex lens that, (1) 3.0 <f1 / fW <8.0 (2) 0.5 <| f2 | / fW <1.6 (3) 5.3 <f3 /FW<7.0 (4) 2.0 <f4 / fW <5.0 (5) 1.5 <BF / fW <5.0 (6) 0.02 <d12 / f4 <1.0 (7) ) 0.3 <r11 / f3 <1.5 (8) 0.3 <| r13 | / f4 <3.0 (9) 0.3 <| a / f4 <1.5 that respectively satisfy | r17 It is a feature.
【0010】本願の請求項3の発明は、物体側より順
に、正の屈折力を持ち像面に対して固定された第1レン
ズ群、負の屈折力を持ち光軸上を移動することにより変
倍作用を有する第2レンズ群、像面に対して固定され集
光作用を有する正の屈折力の第3レンズ群、第2レンズ
群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を基準
面から一定の位置に保つように光軸上を移動する正の屈
折力の第4レンズ群、を含む非球面ズームレンズであっ
て、第3レンズ群と第4レンズ群とは空気間隔を有し、
第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸レンズと
メニスカス凸レンズを含んで構成され、第2レンズ群
は、メニスカス凹レンズと両凹レンズと凸レンズ、及び
少なくとも1面以上の非球面形状を有するレンズを含ん
で構成され、第3レンズ群は、少なくとも一面が非球面
であるレンズを含んで構成され、第4レンズ群は、少な
くとも一面以上の非球面形状を有するレンズ、及び2枚
構成の接合レンズと1枚の凸レンズを含んで構成され、
fWを広角端における焦点距離、fi(i=1,2,
3,4)を第iレンズ群の焦点距離、BFを空気中にお
けるレンズ最終面から結像面までの間隔、d12を第3
レンズ群と第4レンズ群の間の空気間隔、r11を第3
レンズ群を構成する凸レンズの物体側面の曲率半径、r
13を第4レンズ群を構成する接合レンズの最も物体よ
りの面の曲率半径、r17を第4レンズ群を構成する凸
レンズの像側面の曲率半径とするとき、 (1) 3.0<f1/fW<8.0 (2) 0.5<|f2|/fW<1.6 (3) 5.3<f3/fW<7.0 (4) 2.0<f4/fW<5.0 (5) 1.5<BF/fW<5.0 (6) 0.02<d12/f4<1.0 (7) 0.3<r11/f3<1.5 (8) 0.3<|r13|/f4<3.0 (9) 0.3<|r17|/f4<1.5 を夫々満足することを 特徴とするものである。[0010] The invention according to claim 3 of the present application is arranged in order from the object side.
A first lens having a positive refractive power and fixed with respect to the image plane.
Group has negative refractive power and changes by moving on the optical axis.
Second lens unit having a doubling effect, fixed to the image plane
Third lens group having positive refractive power and second lens having optical action
Based on image plane that fluctuates due to movement of group and object
Positive bending moving on the optical axis to keep it at a fixed position from the surface
An aspherical zoom lens including a fourth lens group having a folding power.
The third lens group and the fourth lens group have an air gap,
The first lens group includes a concave lens and a convex lens in order from the object side.
A second lens group including a meniscus convex lens
Is a meniscus concave lens, a biconcave lens and a convex lens, and
Including a lens having at least one aspheric surface
And at least one surface of the third lens group is aspheric.
The fourth lens group includes a small number of lenses.
At least one or more aspherical lenses, and two lenses
It is comprised including the cemented lens of the structure and one convex lens,
fW is the focal length at the wide angle end, and fi (i = 1, 2, 2)
3, 4) are the focal length of the i-th lens group, and BF is in the air.
The distance from the last lens surface to the image forming surface, d12, is the third
The air gap between the lens group and the fourth lens group, r11, is third.
The radius of curvature of the object side surface of the convex lens constituting the lens group, r
13 is the most object of the cemented lens constituting the fourth lens group
The radius of curvature of the surface, r17, is the convexity of the fourth lens group.
Assuming that the radius of curvature of the image side surface of the lens is: (1) 3.0 <f1 / fW <8.0 (2) 0.5 <| f2 | / fW <1.6 (3) 5.3 <f3 / fW <7.0 (4) 2.0 <f4 / fW <5.0 (5) 1.5 <BF / fW <5.0 (6) 0.02 <d12 / f4 <1.0 (7) 0.3 <r11 / f3 <1.5 (8) 0.3 <| r13 | / f4 <3.0 (9) It is characterized by satisfying 0.3 <| r17 | / f4 <1.5 , respectively. It is assumed that.
【0011】本願の請求項6の発明は、物体側より順
に、正の屈折力を持ち像面に対して固定された第1レン
ズ群、負の屈折力を持ち光軸上を移動することにより変
倍作用を有する第2レンズ群、像面に対して固定され集
光作用を有する正の屈折力の第3レンズ群、前記第2レ
ンズ群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を
基準面から一定の位置に保つように光軸上を移動する正
の屈折力の第4レンズ群、を含む非球面ズームレンズで
あって、第3レンズ群と前記第4レンズ群とは空気間隔
を有し、第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸
レンズとメニスカス凸レンズ、及び少なくとも1面以上
の非球面形状を有するレンズを含んで構成され、第2レ
ンズ群は、メニスカス凹レンズと両凹レンズと凸レンズ
を含んで構成され、第3レンズ群は、少なくとも一面が
非球面である単レンズを含んで構成され、第4レンズ群
は、少なくとも一面以上の非球面形状を有するレンズ、
及び2枚構成の接合レンズと1枚の凸レンズを含んで構
成され、fWを広角端における焦点距離、fi(i=
1,2,3,4)を前記第iレンズ群の焦点距離、BF
を空気中におけるレンズ最終面から結像面までの間隔、
d12を前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間の空
気間隔、r11を前記第3レンズ群を構成する凸レンズ
の物体側面の曲率半径、r13を前記第4レンズ群を構
成する接合レンズの最も物体よりの面の曲率半径、r1
7を前記第4レンズ群を構成する凸レンズの像側面の曲
率半径とするとき、 (1) 5.5<f1/fW<6.3 (2) 1.0<|f2|/fW<1.2 (3) 5.3<f3/fW<6.2 (4) 3.0<f4/fW<3.3 (5) 3.2<BF/fW<4.2 (6) 0.1<d12/f4<0.4 (7) 0.5<r11/f3<0.9 (8) 1.1<|r13|/f4<2.4 (9) 0.6<|r17|/f4<0.8 を夫々満足することを特徴とするものである。 [0011] The invention according to claim 6 of the present application is arranged in the order from the object side.
A first lens having a positive refractive power and fixed with respect to the image plane.
Group has negative refractive power and changes by moving on the optical axis.
Second lens unit having a doubling effect, fixed to the image plane
A third lens unit having a positive refractive power having an optical effect,
Image plane that fluctuates due to the movement of lens groups and the movement of objects
Move positive on the optical axis to keep it at a fixed position from the reference plane.
Aspherical zoom lens including a fourth lens group with a refractive power of
The distance between the third lens group and the fourth lens group is an air gap.
The first lens group includes a concave lens and a convex lens in order from the object side.
Lens and meniscus convex lens, and at least one surface
The second lens includes a lens having an aspherical shape.
Lens group consists of meniscus concave lens, biconcave lens and convex lens
And the third lens group has at least one surface
The fourth lens group is configured to include an aspheric single lens.
Is a lens having at least one or more aspherical shapes,
And a two-lens cemented lens and one convex lens.
FW is the focal length at the wide-angle end, fi (i =
1, 2, 3, 4) are the focal length of the i-th lens group, BF
Is the distance from the last lens surface to the imaging surface in the air,
d12 is the distance between the third lens group and the fourth lens group.
The air gap, r11, is a convex lens constituting the third lens group.
The radius of curvature r13 of the object side surface is the same as that of the fourth lens group.
Radius of curvature of the surface of the cemented lens that forms the most from the object, r1
7 is the curvature of the image side surface of the convex lens constituting the fourth lens group.
Assuming that the rate radius is (1) 5.5 <f1 / fW <6.3 (2) 1.0 <| f2 | / fW <1.2 (3) 5.3 <f3 / fW <6.2 (4) 3.0 <f4 / fW <3.3 (5) 3.2 <BF / fW <4.2 (6) 0.1 <d12 / f4 <0.4 (7) 0.5 <r11 /f3<0.9 (8) 1.1 <| r13 | / f4 <2.4 (9) 0.6 <| r17 | / is characterized in that the f4 a <0.8 respectively satisfying .
【0012】[0012]
【作用】 このような特徴を有する本願の請求項1〜6記
載の発明によれば、第1レンズ群は凹レンズと凸レンズ
及びメニスカス凸レンズとし、正の屈折力を持ち結像作
用をする。第2レンズ群はメニスカス凹レンズ及び両凹
レンズと凸レンズとを有し、負の屈折力を持ち、光軸上
を移動することにより変倍作用をする。第3レンズ群は
物体側に凸面の向いた正の屈折力の非球面単レンズで構
成され、固定位置で集光作用をする。第4レンズ群は物
体側から順に2枚構成の接合レンズ、像側に凸面の向い
た凸レンズとし、かつ少なくとも一面以上の非球面形状
を設けているので、正の屈折力を持ち、光軸上を移動す
ることによりフォーカス調整をする作用が得られる。 又
請求項7の発明によれば、 ビデオカメラに非球面ズーム
レンズを用いることにより、収差の良く補正された像面
を撮影素子上に結像することができる。 According to the present invention having the above features,
According to the invention described above, the first lens group includes a concave lens and a convex lens.
And a meniscus convex lens with positive refracting power
Use The second lens group includes a meniscus concave lens and a biconcave lens.
It has a lens and a convex lens, has a negative refractive power, and is on the optical axis.
The zooming action is effected by moving. The third lens group
It consists of an aspherical single lens of positive refractive power with a convex surface facing the object side.
And acts to condense light at a fixed position. The fourth lens group is an object
A cemented lens consisting of two lenses in order from the body side, with the convex side facing the image side
Convex lens and at least one aspheric surface
Has a positive refractive power and moves on the optical axis.
By doing so, the function of adjusting the focus can be obtained. or
According to the seventh aspect of the present invention, by using the aspherical zoom lens for the video camera, an image plane with good aberration can be formed on the imaging element.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の第1〜第6実施例における非
球面ズームレンズについて図面及び表を参照しつつ詳細
に説明する。図1は本発明の第1〜第5実施例の非球面
ズームレンズの構成図である。図1において非球面ズー
ムレンズは、物体位置から像位置に向かって第1レンズ
群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、第4レンズ群
が配列される。そして各レンズ群の光軸上であって第4
レンズ群4の後方にに色分解光学系5及びフェースプレ
ート6が設けられ、結像面7に像面が形成される。色分
解光学系5は第4レンズ群4の出射光をR,B,G成分
に分離する光学系である。又フェースプレート6は水晶
フィルターや撮像素子とそのフェースプレートに等価な
平板である。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Aspherical zoom lenses according to first to sixth embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and tables. FIG. 1 is a configuration diagram of an aspherical zoom lens according to first to fifth embodiments of the present invention. In FIG. 1, the aspherical zoom lens includes a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a fourth lens group arranged from an object position to an image position. And on the optical axis of each lens group,
A color separation optical system 5 and a face plate 6 are provided behind the lens group 4, and an image plane is formed on an image plane 7. The color separation optical system 5 is an optical system that separates outgoing light from the fourth lens group 4 into R, B, and G components. The face plate 6 is quartz
Equivalent to filters and image sensors and their faceplates
It is a flat plate.
【0014】次に各レンズ群について説明する。第1レ
ンズ群1は3枚のレンズ1a,1b,1cにより構成さ
れ、正の屈折力を持ち結像作用をする固定群のレンズで
ある。レンズ1aは肉厚d1,物体側の面の曲率半径r
1,像側の面の曲率半径r2の非球面レンズである。レ
ンズ1bは肉厚d2,物体側の面の曲率半径r2,像面
側の曲率半径r3の球面レンズである。レンズ1cは肉
厚d4,物体側面の曲率半径r4,像面側の曲率半径r
5のメニスカスレンズである。レンズ1bとレンズ1c
の空気間隔d3は0である。Next, each lens group will be described. The first lens group 1 is composed of three lenses 1a, 1b, and 1c, and is a fixed group of lenses having a positive refractive power and performing an image forming operation. The lens 1a has a thickness d1, a radius of curvature r of the object-side surface.
1, an aspheric lens having a radius of curvature r2 of the image-side surface. The lens 1b is a spherical lens having a thickness d2, a radius of curvature r2 on the object side, and a radius of curvature r3 on the image side. The lens 1c has a thickness d4, a radius of curvature r on the object side, and a radius of curvature r on the image side.
5 is a meniscus lens. Lens 1b and lens 1c
Is zero.
【0015】第2レンズ群2は3枚のレンズ2a,2
b,2cにより構成され、負の屈折力を持ち、光軸上を
移動することにより変倍作用をするレンズ群である。レ
ンズ2aはレンズ1cと変動する空気間隔d5だけ後方
に位置し、肉厚d6,物体側面の曲率半径r6,像面側
の曲率半径r7のメニスカスレンズである。レンズ2b
の物体側面は光軸上でレンズ2aと空気間隔d7隔てた
部分に位置し、肉厚d8,物体側面の曲率半径r8,像
面側の曲率半径r9の凹レンズである。レンズ2cはレ
ンズ2bと密接し、肉厚d9,物体側面の曲率半径r
9,像面側の曲率半径r10の球面レンズである。The second lens group 2 includes three lenses 2a and 2a.
b, 2c, a lens group having a negative refractive power and having a zooming effect by moving on the optical axis. The lens 2a is a meniscus lens which is located rearward of the lens 1c by a variable air distance d5, has a thickness d6, a curvature radius r6 on the object side surface, and a curvature radius r7 on the image surface side. Lens 2b
The object side surface is a concave lens having a thickness d8, a curvature radius r8 of the object side surface, and a curvature radius r9 of the image side on the optical axis at a distance from the lens 2a and the air gap d7. The lens 2c is in close contact with the lens 2b, has a thickness d9, and a radius of curvature r of the object side surface.
9. A spherical lens having a radius of curvature r10 on the image plane side.
【0016】第3レンズ群3は一枚のレンズ3aだけで
構成され、正の屈折力を持つ非球面レンズである。第3
レンズ群3は集光作用をする固定群のレンズである。レ
ンズ3aはレンズ2cと変動する空気間隔d10だけ後
方に位置し、肉厚d11,物体側面の曲率半径r11,
像面側の曲率半径r12のレンズである。The third lens group 3 is composed of only one lens 3a and is an aspheric lens having a positive refractive power. Third
The lens group 3 is a fixed group of lenses that has a light condensing function. The lens 3a is located rearward of the lens 2c by a variable air distance d10, has a thickness d11, a radius of curvature r11 of the object side surface,
The lens has a radius of curvature r12 on the image plane side.
【0017】第4レンズ群4は3枚のレンズ4a,4
b,4cにより構成され、正の屈折力を持ち、光軸上を
移動することによりフォーカス調整をするレンズ群であ
る。第4レンズ群4は第3レンズ群3と比較的大きな空
気間隔d12を有している。レンズ4aは肉厚d13,
物体側面の曲率半径r13,像面側の曲率半径r14の
球面レンズである。レンズ4bはレンズ4aと密接して
取付けられ、肉厚d14,物体側面の曲率半径r14,
像面側の曲率半径r15の非球面レンズである。レンズ
4cは光軸上の空気間隔d15が0でレンズ4bと接し
ており、肉厚d16,物体側面の曲率半径r16,像面
側の曲率半径r17の球面レンズである。The fourth lens group 4 includes three lenses 4a, 4a
b, 4c, a lens group having a positive refractive power and performing focus adjustment by moving on the optical axis. The fourth lens group 4 has a relatively large air gap d12 with the third lens group 3. The lens 4a has a thickness d13,
The spherical lens has a radius of curvature r13 on the object side surface and a radius of curvature r14 on the image surface side. The lens 4b is mounted in close contact with the lens 4a, and has a thickness d14, a radius of curvature r14 of the object side surface,
This is an aspheric lens having a curvature radius r15 on the image plane side. The lens 4c is a spherical lens having a thickness d16, a radius of curvature r16 on the object side surface, and a radius of curvature r17 on the image surface side, with the air interval d15 on the optical axis being 0 and the lens 4b being in contact with the lens 4b.
【0018】このような非球面ズームレンズの構成図を
図2に示す。ここでは各レンズに図1と同一の符号をつ
け、レンズ構成を説明する。即ち第1レンズ群1を、物
体側より順に球面のレンズ1a,1b、及び正屈折力の
メニスカスレンズ1cで構成する。第2レンズ群2を少
なくとも一面以上の非球面形状を有するレンズを含み、
かつ負の屈折力のメニスカスレンズ2a及び接合レンズ
2b,2cで構成する。又第3レンズ群3を少なくとも
一面が非球面であるレンズ3aで構成する。更に、第4
レンズ群4を、少なくとも一面以上の非球面形状を有す
るレンズを含み、かつ2枚構成のレンズ4a,4bと、
凸のレンズ4cで構成してもよい。FIG. 2 shows a configuration diagram of such an aspherical zoom lens. Here, the same reference numerals as in FIG. 1 are assigned to the respective lenses, and the lens configuration will be described. That is, the first lens group 1 is composed of, in order from the object side, spherical lenses 1a and 1b and a meniscus lens 1c having a positive refractive power. The second lens group 2 includes a lens having at least one or more aspherical shapes,
It is composed of a meniscus lens 2a having a negative refractive power and cemented lenses 2b and 2c. The third lens group 3 is composed of a lens 3a having at least one aspheric surface. Furthermore, the fourth
The lens group 4 includes two lenses 4a and 4b including a lens having at least one or more aspherical shapes,
It may be constituted by a convex lens 4c.
【0019】さてズームレンズをコンパクトに構成する
には、各レンズ群の屈折力を強くすることが必要であ
る。ここで次の諸条件を考える。 (1) f1/fW (2) |f2|/fW (3) f3/fW (4) f4/fW (5) BF/fW (6) d12/f4 (7) r11/f3 (8) |r13|/f4 (9) |r17|/f4 但し、fi:第iレンズ群の焦点距離(i=1,2,
3,3,4) fw:ズームレンズの広角時の焦点距離 BF:空気中におけるレンズ最終面から結像面7までの
距離To make a zoom lens compact, it is necessary to increase the refractive power of each lens unit. Here, the following conditions are considered. (1) f1 / fW (2) | f2 | / fW (3) f3 / fW (4) f4 / fW (5) BF / fW (6) d12 / f4 (7) r11 / f3 (8) | r13 | / F4 (9) | r17 | / f4 where fi is the focal length of the i-th lens group (i = 1, 2, 2,
3, 3, 4) fw: focal length of the zoom lens at the wide angle BF: distance from the last lens surface to the imaging surface 7 in air
【0020】上記条件(1)、条件(2)、条件
(3)、条件(4)は各レンズ群の屈折力を規定する条
件式であり、小型化を実現するための強い屈折力を与
え、かつ各レンズ群のレンズタイプ、面形状などを最適
に設定することにより良好な収差性能を満足する範囲が
存在する。The above conditions (1), (2), (3), and (4) are conditional expressions for defining the refractive power of each lens unit, and provide a strong refractive power for realizing miniaturization. In addition, there is a range where satisfactory aberration performance is satisfied by optimally setting the lens type, surface shape, and the like of each lens group.
【0021】一方、第3レンズ群3を物体側に凸面の向
いた非球面レンズにすることは、単レンズで第3レンズ
群を構成し、かつFナンバーが約1.6という大口径の
諸収差を補正するのに欠かせないものである。特に第3
レンズ群3の非球面形状は球面収差の補正に大きな効果
を有する。又、第4レンズ群4が2枚構成の接合レンズ
と1枚の凸レンズとで構成され、かつ少なくとも一面を
非球面形状にすることは、長いバックフォーカスBFを
実現し、3枚という少ない構成枚数で、軸上及び軸外の
色収差を補正し、かつ単色の軸外収差、特にコマ収差を
補正し、かつ組み立て工程における公差を緩くする上で
欠かせないものである。ここで前述した各条件について
より詳しく説明する。On the other hand, when the third lens group 3 is an aspherical lens having a convex surface facing the object side, the third lens group is constituted by a single lens and has a large aperture of about 1.6 in F number. This is indispensable for correcting aberration. Especially the third
The aspherical shape of the lens group 3 has a great effect on correcting spherical aberration. The fourth lens group 4 is composed of a cemented lens having two lenses and one convex lens and having at least one aspherical surface realizes a long back focus BF and has a small number of components of three. Thus, it is indispensable to correct on-axis and off-axis chromatic aberrations, correct monochromatic off-axis aberrations, particularly coma, and loosen tolerances in the assembly process. Here, each condition described above will be described in more detail.
【0022】条件(1)は第1レンズ群1の屈折力に関
する条件である。(1)式の値がある下限を越えると第
1レンズ群1の屈折力が大きくなりすぎるため、長焦点
側における球面収差の補正が困難となる。又(1)式の
値がある上限を越えるとレンズ長が大きくなり、コンパ
クトなズームレンズが実現できない。Condition (1) relates to the refractive power of the first lens group 1. If the value of the expression (1) is below a certain lower limit, the refractive power of the first lens group 1 becomes too large, so that it becomes difficult to correct spherical aberration on the long focal length side. If the value of the expression (1) exceeds a certain upper limit, the lens length increases, and a compact zoom lens cannot be realized.
【0023】条件(2)は第2レンズ群2の屈折力に関
する条件である。(2)式の値がある下限からはずれる
ときには、レンズ群をコンパクトにできるが、全系のペ
ッツバール和が大きく負になり、硝材の選択のみでは像
面湾曲の補正ができない。又(2)式の値がある上限を
越えると、収差補正は容易であるが、変倍系が長くなり
全系のコンパクト化が達成できない。The condition (2) is a condition relating to the refractive power of the second lens group 2. When the value of equation (2) deviates from a certain lower limit, the lens group can be made compact, but the Petzval sum of the entire system becomes significantly negative, and the field curvature cannot be corrected only by selecting the glass material. If the value of the expression (2) exceeds a certain upper limit, aberration correction is easy, but the zooming system becomes long and the whole system cannot be made compact.
【0024】条件(3)は第3レンズ群3の屈折力に関
する条件である。(3)式の値がある下限を越えると第
3レンズ群3の屈折力が大きくなりすぎるため、色分解
光学系5を挿入できるバックフォーカス長を実現でき
ず、更に球面収差の補正が困難となる。(3)式の値が
ある上限を越えると第1レンズ群1、第2レンズ群2、
第3レンズ群3の合成系が発散系となるため、その後に
位置する第4レンズ群4のレンズ外径を小さくすること
がでない。又、全体系のペッツバール和を小さくするこ
とができない。The condition (3) is a condition relating to the refractive power of the third lens group 3. If the value of the expression (3) exceeds a certain lower limit, the refractive power of the third lens group 3 becomes too large, so that a back focus length in which the color separation optical system 5 can be inserted cannot be realized, and it is difficult to correct spherical aberration. Become. If the value of the expression (3) exceeds a certain upper limit, the first lens group 1, the second lens group 2,
Since the combining system of the third lens group 3 is a diverging system, it is not necessary to reduce the lens outer diameter of the fourth lens group 4 located thereafter. Further, the Petzval sum of the entire system cannot be reduced.
【0025】条件(4)は第4レンズ群4の屈折力に関
する条件である。(4)式の値がある下限からはずれる
と、画面包括範囲が狭くなり、所望の範囲を得るには第
1レンズ群1のレンズ径を大きくする必要があり、小型
・軽量化が実現できない。(4)式の値がある上限を越
えると収差補正は容易であるが、近距離撮影時での第4
レンズ群4の移動量が大きくなり、全系のコンパクト化
が達成できないばかりでなく、近距離撮影時と遠距離撮
影時の軸外収差のアンバランスの補正が困難となる。Condition (4) relates to the refractive power of the fourth lens unit 4. If the value of the expression (4) deviates from a certain lower limit, the screen coverage range becomes narrower, and it is necessary to increase the lens diameter of the first lens group 1 to obtain a desired range, so that reduction in size and weight cannot be realized. When the value of equation (4) exceeds a certain upper limit, aberration correction is easy, but the fourth
The amount of movement of the lens group 4 becomes large, so that not only the entire system cannot be made compact, but also it becomes difficult to correct the imbalance of off-axis aberrations at the time of short-range shooting and long-range shooting.
【0026】条件(5)はバックフォーカス長に関する
条件式である。(5)式の値がある下限を越えると充分
な色分解ができるだけの長さを持った色分解光学系5を
挿入することができない。(5)式の値がある上限を越
えるとコンパクトにできない。Condition (5) is a conditional expression relating to the back focus length. If the value of equation (5) is below a certain lower limit, it is not possible to insert a color separation optical system 5 having a sufficient length for sufficient color separation. If the value of equation (5) exceeds a certain upper limit, compactness cannot be achieved.
【0027】条件(6)は第3レンズ群3と第4レンズ
群4との空気間隔に関する条件式である。(6)式の値
がある下限を越えると軸外光線高が小さくなり、硝材の
選択のみでは倍率色収差の補正が困難となる。また、近
距離撮影時の第4レンズ群4の移動量に制約が生じ、充
分な撮影至近距離が実現できない。(6)式の値がある
上限を越えると全系のコンパクト化が難しい。また、画
面周辺での充分な光量を確保するとき、第4レンズ群4
のレンズ外径を小さくすることができない。Condition (6) is a conditional expression relating to the air gap between the third lens unit 3 and the fourth lens unit 4. If the value of the expression (6) exceeds a certain lower limit, the off-axis ray height becomes small, and it becomes difficult to correct lateral chromatic aberration only by selecting a glass material. In addition, the amount of movement of the fourth lens unit 4 during short-range shooting is restricted, and a sufficient close-up range cannot be realized. If the value of equation (6) exceeds a certain upper limit, it is difficult to make the entire system compact. In order to secure a sufficient amount of light around the screen, the fourth lens group 4
Lens outer diameter cannot be reduced.
【0028】条件(7)は第3レンズ群3を構成する非
球面レンズの物体側面の曲率半径に関するものである。
物体側面、あるいは像側面のいずれか一方、あるいは両
方に非球面を導入し、その形状を最適に設定することに
より、単レンズにもかかわらず諸収差をよく補正するこ
とができる。しかし、(7)式の値がある下限を越える
と球面収差が補正困難となり、(7)式の値がある上限
を外れると、主光線より下側の軸外光線に対するコマ収
差の補正が困難となる。The condition (7) relates to the radius of curvature of the object side surface of the aspherical lens constituting the third lens unit 3.
By introducing an aspherical surface on one or both of the object side surface and the image side surface and optimally setting the shape, various aberrations can be well corrected in spite of a single lens. However, if the value of equation (7) exceeds a certain lower limit, it becomes difficult to correct spherical aberration, and if the value of equation (7) departs from a certain upper limit, it is difficult to correct coma for off-axis rays below the principal ray. Becomes
【0029】条件(8)は第4レンズ群4を構成する凹
レンズの物体側面の曲率半径に関するものである。
(8)式の値がある下限を外れると、これらの面への入
射角が大きくなり、主光線より下側の軸外光線に対する
コマ収差の補正が困難となり、又、(8)式の値がある
上限を越えると、凹レンズの屈折力を大きくできず、充
分な長さのバックフォーカスを得られない。Condition (8) relates to the radius of curvature of the concave surface of the concave lens constituting the fourth lens unit 4 on the object side surface.
If the value of the expression (8) deviates from a certain lower limit, the angle of incidence on these surfaces becomes large, and it becomes difficult to correct coma for off-axis rays below the principal ray. When the value exceeds a certain upper limit, the refractive power of the concave lens cannot be increased, and a sufficient back focus cannot be obtained.
【0030】条件(9)は第4レンズ群4を構成する2
枚の凸レンズのうち、像側に位置する凸レンズの像側面
の曲率半径に関するものである。(9)式の値がある下
限を外れると、これらの面からの射出角が大きくなり、
主光線より上側の軸外光線に対するコマ収差の補正、及
び広角側の歪曲収差の補正が困難となる。又、(9)式
の値がある上限を越えると中間の凸レンズの屈折力が大
きくなる結果、充分な長さのバックフォーカスが得られ
ない。Condition (9) is a condition for the second lens group 4
It relates to the radius of curvature of the image side surface of the convex lens located on the image side among the convex lenses. When the value of the expression (9) deviates from a certain lower limit, the exit angle from these surfaces increases,
It becomes difficult to correct coma for off-axis rays above the principal ray and to correct distortion on the wide-angle side. If the value of the expression (9) exceeds a certain upper limit, the refractive power of the intermediate convex lens becomes large, so that a sufficient back focus cannot be obtained.
【0031】次に、第1実施例の非球面ズームレンズに
おける具体的な数値例を、表1に示す。Next, Table 1 shows specific numerical examples of the aspherical zoom lens of the first embodiment.
【表1】 表1において、1列目の数はレンズ群を示す数であり、
2列目の数jは図1に示す各レンズの曲率半径rj(j
=1〜20)を有するレンズ面の番号であり、第j面と
する。又続く列に示すrは各レンズ面の曲率半径、dは
各レンズの肉厚またはレンズ間の空気間隔、nは各レン
ズのd線に対する屈折率、νは各レンズのd線に対する
アッベ数である。[Table 1] In Table 1, the numbers in the first column indicate the lens groups,
The number j in the second column is the radius of curvature rj (j of each lens shown in FIG.
= 1 to 20), which is the j-th surface. In the following columns, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the thickness of each lens or the air gap between lenses, n is the refractive index of each lens for d-line, and ν is the Abbe number of each lens for d-line. is there.
【0032】又、非球面形状は次式で定義している。The aspheric shape is defined by the following equation.
【数1】 ここでZ:光軸からの高さがYにおける非球面上の点の
非球面頂点からの距離 Y:光軸からの高さ C:非球面頂点の曲率(=1/r) D,E,F,G:非球面係数 K:円錐定数(Equation 1) Here, Z: the distance from the aspherical vertex of the point on the aspherical surface at the height Y from the optical axis Y: the height from the optical axis C: the curvature of the aspherical vertex (= 1 / r) D, E, F, G: Aspheric coefficient K: Conical constant
【0033】尚、第1面、第11面、第12面、第15
面は非球面であり、非球面係数を次の表2に示す。The first surface, the eleventh surface, the twelfth surface, the fifteenth surface
The surface is aspherical, and the aspherical coefficients are shown in Table 2 below.
【表2】 表2において第一行目は曲率半径r1,r11,r1
2,r15を有するレンズ1a,3a,4bのレンズ面
の番号を示している。[Table 2] In Table 2, the first line is the radius of curvature r1, r11, r1.
The numbers of the lens surfaces of the lenses 1a, 3a, and 4b having 2, r15 are shown.
【0034】次に、本実施例の非球面ズームレンズをズ
ーミングにより、物点を無限遠に合わせた場合を表3に
示す。表3において非球面ズームレンズが広角端、標
準、望遠端にセットされたとき、レンズ系全体の広角端
における焦点距離をfとし、望遠端におけるFナンバを
F/NOとしたとき、各空気間隔dの値がシュミレーシ
ョンにより夫々計算されている。Next, Table 3 shows the case where the object point is adjusted to infinity by zooming of the aspherical zoom lens of this embodiment. In Table 3, when the aspherical zoom lens is set at the wide-angle end, the standard, and the telephoto end, the focal length at the wide-angle end of the entire lens system is f, and the F number at the telephoto end is F / NO. The value of d has been calculated by simulation.
【表3】 [Table 3]
【0035】又、非球面ズームレンズをズーミングによ
り、物点をレンズ先端から測って2mの位置に合わせた
場合を表4に示す。尚、表4の数値は表3と同一形式で
表示されている。Table 4 shows a case where the object point was measured from the front end of the aspherical zoom lens by zooming and adjusted to a position of 2 m. The numerical values in Table 4 are displayed in the same format as in Table 3.
【表4】 [Table 4]
【0036】同様に、非球面ズームレンズをズーミング
により、物点をレンズ先端から測って1mの位置に合わ
せた場合を表5に示す。Similarly, Table 5 shows a case where the object point was measured from the front end of the aspherical zoom lens by zooming and adjusted to a position of 1 m.
【表5】 [Table 5]
【0037】以上の表3〜表5において、標準位置にお
ける空気間隔d12は他の間隔より小さく、各物点位置
において第4レンズ群4が第3レンズ群3に最も接近す
るズーム位置である。In Tables 3 to 5, the air distance d12 at the standard position is smaller than the other distances, and is the zoom position where the fourth lens group 4 comes closest to the third lens group 3 at each object point position.
【0038】以上の数値を有する場合、(1)式〜
(9)式の値を求め、その結果を表6に示す。In the case of having the above numerical values, formula (1)
The value of equation (9) was determined, and the results are shown in Table 6.
【表6】 [Table 6]
【0039】次に本発明の第2実施例の非球面ズームレ
ンズについて説明する。第2実施例の非球面ズームレン
ズの構成は図1に示すものと同様であり、レンズ1b,
3a,4bを夫々非球面レンズとし、夫々のレンズ群を
構成する各レンズの曲率半径r,肉厚及び空気間隔dの
値を変更して評価した。これらの値を表1と同一形式で
表7に表示する。Next, an aspherical zoom lens according to a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the aspherical zoom lens of the second embodiment is the same as that shown in FIG.
3a and 4b were aspherical lenses, respectively, and the values of the radius of curvature r, the thickness, and the air gap d of each lens constituting each lens group were changed and evaluated. These values are shown in Table 7 in the same format as in Table 1.
【表7】 [Table 7]
【0040】尚、第3面、第11面、第12面、第15
面は非球面であり、それらの非球面係数を表2と同一形
式で表8に示す。The third, eleventh, twelfth, and fifteenth surfaces
The surfaces are aspherical, and their aspherical coefficients are shown in Table 8 in the same format as in Table 2.
【表8】 [Table 8]
【0041】次に、本実施例の非球面ズームレンズのズ
ーミングにより、可変な空気間隔の一例として、物点を
レンズ先端から測って2m位置の合わせた場合を表9に
示す。Next, as an example of the variable air gap by zooming of the aspherical zoom lens of the present embodiment, Table 2 shows a case where the object point is measured from the front end of the lens and the position is adjusted to 2 m.
【表9】 [Table 9]
【0042】このような数値を有する場合、(1)式〜
(9)式の値を求め、その結果を表10に示す。In the case of having such numerical values, equations (1) to
The value of equation (9) was determined, and the results are shown in Table 10.
【表10】 [Table 10]
【0043】次に本発明の第3実施例の非球面ズームレ
ンズについて説明する。第3実施例の非球面ズームレン
ズの構成も図1に示すものと同様であり、レンズ1c,
3a,4bを夫々非球面レンズとし、夫々のレンズ群を
構成する各レンズの曲率半径r,肉厚及び空気間隔dの
値を変更して評価した。これらの値を表11に表示す
る。Next, an aspherical zoom lens according to a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the aspherical zoom lens of the third embodiment is the same as that shown in FIG.
3a and 4b were aspherical lenses, respectively, and the values of the radius of curvature r, the thickness, and the air gap d of each lens constituting each lens group were changed and evaluated. These values are shown in Table 11.
【表11】 [Table 11]
【0044】尚、第4面、第11面、第12面、第15
面は非球面であり、非球面係数を表12に示す。The fourth, eleventh, twelfth, and fifteenth surfaces
The surface is aspherical, and the aspherical surface coefficients are shown in Table 12.
【表12】 [Table 12]
【0045】次に、本実施例の非球面ズームレンズのズ
ーミングにより、可変な空気間隔の一例として、物点を
レンズ先端から測って2m位置の合わせた場合を表13
に示す。Next, as an example of a variable air gap by zooming of the aspherical zoom lens of this embodiment, a case where the object point is measured from the front end of the lens and adjusted to a position of 2 m is shown in Table 13.
Shown in
【表13】 [Table 13]
【0046】このような数値を有する場合、(1)式〜
(9)式の値を求め、その結果を表14に示す。In the case of having such numerical values, equations (1) to
The value of equation (9) was determined, and the results are shown in Table 14.
【表14】 [Table 14]
【0047】次に本発明の第4実施例の非球面ズームレ
ンズについて説明する。第4実施例の非球面ズームレン
ズの構成も図1に示すものと同様であり、レンズ1a,
1b,3a,4bを夫々非球面レンズとし、夫々のレン
ズ群を構成する各レンズの曲率半径r,肉厚及び空気間
隔dの値を変更して評価した。これらの値を表15に示
す。Next, an aspherical zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the aspherical zoom lens of the fourth embodiment is the same as that shown in FIG.
1b, 3a, and 4b were aspherical lenses, respectively, and evaluated by changing the values of the radius of curvature r, the thickness, and the air gap d of each lens constituting each lens group. Table 15 shows these values.
【表15】 [Table 15]
【0048】尚、第1面、第3面、第11面、第12
面、第15面は非球面であり、非球面係数を表16に示
す。The first, third, eleventh, and twelfth surfaces
The fifteenth surface is an aspheric surface, and the aspheric surface coefficients are shown in Table 16.
【表16】 [Table 16]
【0049】次に、本実施例の非球面ズームレンズのズ
ーミングにより、可変な空気間隔の一例として、物点を
レンズ先端から測って2m位置の合わせた場合を表17
に示す。Next, as an example of a variable air gap by zooming of the aspherical zoom lens of this embodiment, a case where an object point is measured from the front end of the lens and adjusted to a position of 2 m is shown in Table 17.
Shown in
【表17】 [Table 17]
【0050】このような数値を有する場合、(1)式〜
(9)式の値を求め、その結果を表18に示す。In the case of having such numerical values, equations (1) to
The value of equation (9) was determined, and the results are shown in Table 18.
【表18】 [Table 18]
【0051】次に本発明の第5実施例の非球面レンズに
ついて説明する。第4実施例の非球面レンズの構成も図
1に示すものと同様であり、レンズ3a,4bを夫々非
球面レンズとし、夫々のレンズ群を構成する各レンズの
曲率半径r,肉厚及び空気間隔dの値を変更して評価し
た。これらの値を表19に表示する。Next, an aspheric lens according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the aspherical lens of the fourth embodiment is also the same as that shown in FIG. 1. The lenses 3a and 4b are aspherical lenses, respectively, and the radii of curvature r, wall thickness, and air of each lens constituting each lens group. The value of the interval d was changed and evaluated. These values are shown in Table 19.
【表19】 [Table 19]
【0052】尚、第11面、第12面、第15面は非球
面であり、非球面係数を表20に示す。The eleventh, twelfth, and fifteenth surfaces are aspherical, and the aspherical coefficients are shown in Table 20.
【表20】 [Table 20]
【0053】次に、本実施例の非球面ズームレンズのズ
ーミングにより、可変な空気間隔の一例として、物点を
レンズ先端から測って2m位置の合わせた場合を表21
に示す。Next, as an example of a variable air gap by zooming of the aspherical zoom lens of this embodiment, a case where the object point is measured from the front end of the lens and adjusted to a position of 2 m is shown in Table 21.
Shown in
【表21】 [Table 21]
【0054】このような数値を有する場合、(1)式〜
(9)式の値を求め、その結果を表22に示す。In the case of having such numerical values, equations (1) to
The value of equation (9) was determined, and the results are shown in Table 22.
【表22】 [Table 22]
【0055】最後に本発明の第6実施例の非球面レンズ
について説明する。第6実施例の非球面レンズの構成は
図2に示すものと同様であり、レンズ2b,3a,4b
を夫々非球面レンズとし、夫々のレンズ群を構成する各
レンズの曲率半径r,肉厚及び空気間隔dの値を変更し
て評価した。これらの値を表23に示す。Finally, an aspheric lens according to a sixth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the aspherical lens of the sixth embodiment is the same as that shown in FIG. 2, and the lenses 2b, 3a, 4b
Were aspherical lenses, and the values of the radius of curvature r, the thickness, and the air gap d of each lens constituting each lens group were changed and evaluated. Table 23 shows these values.
【表23】 [Table 23]
【0056】尚、第8面、第11面、第12面、第15
面は非球面であり、非球面係数を表24に示す。The eighth, eleventh, twelfth, and fifteenth surfaces
The surface is aspherical, and the aspherical surface coefficients are shown in Table 24.
【表24】 [Table 24]
【0057】次に、本実施例の非球面ズームレンズのズ
ーミングにより、可変な空気間隔の一例として、物点を
レンズ先端から測って2m位置の合わせた場合を表25
に示す。Next, as an example of a variable air gap by zooming of the aspherical zoom lens of this embodiment, a case where the object point is measured from the front end of the lens and adjusted to a position of 2 m is shown in Table 25.
Shown in
【表25】 [Table 25]
【0058】このような数値を有する場合、(1)式〜
(9)式の値を求め、その結果を表26に示す。In the case of having such numerical values, equations (1) to
The value of equation (9) was determined, and the results are shown in Table 26.
【表26】 [Table 26]
【0059】以上のように設計された第1〜第6実施例
の非球面ズームレンズにおいて、レンズ系の特性評価の
対象となる5収差について説明する。図3〜図20は非
球面スームレンズの収差を示す説明図であり、各図にお
いて(a)は球面収差、(b)は非点収差、(c)は歪
曲収差、(d)は軸上色収差,(e)は倍率色収差を示
すグラフである。In the aspherical zoom lenses of the first to sixth embodiments designed as described above, five aberrations for which the characteristics of the lens system are evaluated will be described. 3 to 20 are explanatory diagrams showing aberrations of the aspherical smooth lens. In each of the drawings, (a) is spherical aberration, (b) is astigmatism, (c) is distortion, and (d) is axial chromatic aberration. And (e) are graphs showing chromatic aberration of magnification.
【0060】各図の(a)において、横軸は理想像面か
らの収差(mm)を示し、縦軸は軸上光線の瞳高をF数
で示したものある。実線のカーブはd線に対する特性
で、点線は正弦条件を示す。尚、正弦条件とは、光学系
の軸上の1組の共役点に対し、球面収差が取り除かれて
いるとき、これらの共役点を通る軸に垂直な小面積が収
差なく結像されるための必要条件である。In (a) of each figure, the abscissa indicates the aberration (mm) from the ideal image plane, and the ordinate indicates the pupil height of the on-axis ray by F number. The solid curve represents the characteristic for the d-line, and the dotted line represents the sine condition. The sine condition means that when a spherical aberration is removed from a set of conjugate points on the axis of the optical system, a small area perpendicular to the axis passing through these conjugate points is imaged without aberration. Is a necessary condition.
【0061】各図の(b)において、縦軸のWは物点の
光軸とレンズの中心軸との交差角である。又実線のカー
ブはサジタル像面湾曲を示し、点線のカーブはメリディ
オナル像面湾曲である。又(c)において横軸は矩形物
体がたる型又は糸巻に歪曲される場合の歪率を示す。
(d)及び(e)において、実線のカーブはd線、点線
のカーブはF線、破線(実線と重なる図もある)のカー
ブはC線に対する色収差である。In (b) of each figure, W on the vertical axis is the intersection angle between the optical axis of the object point and the central axis of the lens. The solid curve indicates sagittal field curvature, and the dotted curve indicates meridional field curvature. In (c), the horizontal axis represents the distortion rate when the rectangular object is distorted into a barrel or pincushion.
In (d) and (e), the solid curve is the d-line, the dotted curve is the F-line, and the dashed curve (sometimes overlapped with the solid line) is the chromatic aberration with respect to the C-line.
【0062】さて、図3、図4、図5は夫々表1に示し
た第1実施例の非球面ズームレンズの広角端、標準、望
遠端における収差図である。同様に、図6、図7、図8
は夫々表7に示した第2実施例の非球面ズームレンズの
収差図である。又図9、図10、図11は表11に示し
た第3実施例の非球面ズームレンズの収差図である。更
に図12、図13、図14は夫々表15に示した第4実
施例の非球面ズームレンズの収差図である。図15、図
16、図17は夫々表19に示した第5実施例の非球面
ズームレンズの収差図である。そして図18、図19、
図20は夫々表23に示した第6実施例の非球面ズーム
レンズの収差図である。FIGS. 3, 4 and 5 are aberration diagrams of the aspherical zoom lens of the first embodiment shown in Table 1 at the wide-angle end, the standard position, and the telephoto end, respectively. Similarly, FIGS. 6, 7, and 8
9A and 9B are aberration diagrams of the aspherical zoom lens of the second example shown in Table 7, respectively. FIGS. 9, 10 and 11 are aberration diagrams of the aspherical zoom lens of the third embodiment shown in Table 11. FIGS. 12, 13 and 14 are aberration diagrams of the aspherical zoom lens of the fourth embodiment shown in Table 15, respectively. FIGS. 15, 16 and 17 are aberration diagrams of the aspherical zoom lens of the fifth embodiment shown in Table 19, respectively. 18 and 19,
FIG. 20 is an aberration diagram of the aspherical zoom lens of the sixth example shown in Table 23.
【0063】これらの図3〜図20から判断して、各実
施例の非球面ズームレンズは良好な光学性能を有してい
ることが分かる。又、これらの非球面ズームレンズはバ
ックフォーカスBFが長く設定されているので、図1又
は図2に示すように第4レンズ群4と像面7と間に色分
解光学系5を設置するスペースも十分大きく取れ、プリ
ズムから構成され、単板式に比較して大型になる3板式
の色分解光学系5を設けることができる。そしてCCD
等の撮像素子から出力される画素信号を信号処理回路に
入力し、記録媒体に映像信号を記録する機構部と、撮像
視野をモニタするビューファインダーと一体に設けるこ
とにより、性能の優れた3板式のビデオカメラが実現で
きる。Judging from these FIGS. 3 to 20, it can be seen that the aspherical zoom lens of each embodiment has good optical performance. Also, since these aspherical zoom lenses have a long back focus BF, a space for installing a color separation optical system 5 between the fourth lens group 4 and the image plane 7 as shown in FIG. The color separation optical system 5 of a three-plate type, which can be made sufficiently large, is composed of a prism, and is larger than a single-plate type, can be provided. And CCD
A three-panel type with excellent performance by integrating a mechanism that inputs pixel signals output from an image sensor such as a video signal into a signal processing circuit and records a video signal on a recording medium, and a viewfinder that monitors an image field of view. Video camera can be realized.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上のように請求項1〜6の発明によれ
ば、Fナンバーが約1.6、ズーム比が約10倍で、バ
ックフォーカスの長い特性を有する高性能な非球面ズー
ムレンズを実現することができる、又各レンズ群を構成
するレンズの総枚数も10枚という少ない構成で実現す
ることしでき、小型・軽量・高性能なズームレンズが得
られる。As described above , according to the first to sixth aspects of the present invention,
For example , a high-performance aspherical zoom lens having an F-number of about 1.6 and a zoom ratio of about 10 times and having a long back focus can be realized, and the total number of lenses constituting each lens group can be realized. Can be realized with a configuration as small as ten, and a compact, lightweight, and high-performance zoom lens can be obtained.
【0065】又、請求項7の発明によれば、この非球面
ズームレンズを用いることにより、小型・軽量・高性能
な3板式のビデオカメラを実現することができる。 According to the seventh aspect of the present invention , a small, lightweight and high-performance three-plate video camera can be realized by using this aspherical zoom lens.
【図1】本発明の第1〜第5実施例の非球面ズームレン
ズの構成を示すレンズ配置図である。FIG. 1 is a lens arrangement diagram illustrating a configuration of an aspherical zoom lens according to first to fifth embodiments of the present invention.
【図2】本発明の第6実施例の非球面ズームレンズの構
成を示すレンズ配置図である。FIG. 2 is a lens arrangement diagram showing a configuration of an aspherical zoom lens according to a sixth embodiment of the present invention.
【図3】第1実施例の非球面ズームレンズの広角端にお
ける収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram at a wide-angle end of the aspherical zoom lens according to the first example.
【図4】第1実施例の非球面ズームレンズの標準点にお
ける収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram at a standard point of the aspherical zoom lens according to the first example.
【図5】第1実施例の非球面ズームレンズの望遠端にお
ける収差図である。FIG. 5 is an aberration diagram at a telephoto end of the aspherical zoom lens according to the first example.
【図6】第2実施例の非球面ズームレンズの広角端にお
ける収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram at a wide-angle end of an aspherical zoom lens according to a second example.
【図7】第2実施例の非球面ズームレンズの標準点にお
ける収差図である。FIG. 7 is an aberration diagram at a standard point of the aspherical zoom lens according to the second example.
【図8】第2実施例の非球面ズームレンズの望遠端にお
ける収差図である。FIG. 8 is an aberration diagram at a telephoto end of an aspherical zoom lens according to a second example.
【図9】第3実施例の非球面ズームレンズの広角端にお
ける収差図である。FIG. 9 is an aberration diagram at a wide-angle end of the aspherical zoom lens according to Example 3;
【図10】第3実施例の非球面ズームレンズの標準点に
おける収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a standard point of the aspherical zoom lens according to the third example.
【図11】第3実施例の非球面ズームレンズの望遠端に
おける収差図である。FIG. 11 is an aberration diagram at a telephoto end of the aspherical zoom lens according to Example 3;
【図12】第4実施例の非球面ズームレンズの広角端に
おける収差図である。FIG. 12 is an aberration diagram at a wide-angle end of an aspherical zoom lens according to a fourth example.
【図13】第4実施例の非球面ズームレンズの標準点に
おける収差図である。FIG. 13 is an aberration diagram at a standard point of the aspherical zoom lens according to the fourth example.
【図14】第4実施例の非球面ズームレンズの望遠端に
おける収差図である。FIG. 14 is an aberration diagram at a telephoto end of an aspherical zoom lens according to a fourth example.
【図15】第5実施例の非球面ズームレンズの広角端に
おける収差図である。FIG. 15 is an aberration diagram at a wide-angle end of an aspherical zoom lens according to a fifth example.
【図16】第5実施例の非球面ズームレンズの標準点に
おける収差図である。FIG. 16 is an aberration diagram at a standard point of the aspherical zoom lens of the fifth example.
【図17】第5実施例の非球面ズームレンズの望遠端に
おける収差図である。FIG. 17 is an aberration diagram at a telephoto end of the aspherical zoom lens of Example 5;
【図18】第6実施例の非球面ズームレンズの広角端に
おける収差図である。FIG. 18 is an aberration diagram at a wide-angle end of the aspherical zoom lens according to the sixth example.
【図19】第6実施例の非球面ズームレンズの標準点に
おける収差図である。FIG. 19 is an aberration diagram at a standard point of the aspherical zoom lens in the sixth example.
【図20】第6実施例の非球面ズームレンズの望遠端に
おける収差図である。FIG. 20 is an aberration diagram at a telephoto end of an aspherical zoom lens according to a sixth example.
【図21】従来のズームレンズの構成を示すレンズ配置
図である。FIG. 21 is a lens arrangement diagram showing a configuration of a conventional zoom lens.
1 第1レンズ群 1a〜1c,2a〜2c,3a,4a〜4c レンズ 2 第2レンズ群 3 第3レンズ群 4 第4レンズ群 5 色分解光学系 6 フェースプレート 7 結像面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens group 1a-1c, 2a-2c, 3a, 4a-4c Lens 2 2nd lens group 3 3rd lens group 4 4th lens group 5 Color separation optical system 6 Face plate 7 Imaging surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−72474(JP,A) 特開 平6−265786(JP,A) 特開 平6−347697(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-72474 (JP, A) JP-A-6-265786 (JP, A) JP-A-6-347697 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 9/00-17/08 G02B 21/02-21/04 G02B 25/00-25/04
Claims (7)
に対して固定された第1レンズ群、負の屈折力を持ち光
軸上を移動することにより変倍作用を有する第2レンズ
群、像面に対して固定され集光作用を有する正の屈折力
の第3レンズ群、前記第2レンズ群の移動、及び物体の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する正の屈折力の第4レンズ群、
を含む非球面ズームレンズであって、 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群とは空気間隔を有
し、 前記第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸レン
ズとメニスカス凸レンズを含んで構成され、 前記第2レンズ群は、メニスカス凹レンズと両凹レンズ
と凸レンズを含んで構成され、 前記第3レンズ群は、少なくとも一面が非球面であるレ
ンズを含んで構成され、 前記第4レンズ群は、少なくとも一面以上の非球面形状
を有するレンズ、及び2枚構成の接合レンズと1枚の凸
レンズを含んで構成され、 fWを広角端における焦点距離、fi(i=1,2,
3,4)を前記第iレンズ群の焦点距離、BFを空気中
におけるレンズ最終面から結像面までの間隔、d12を
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間の空気間隔、
r11を前記第3レンズ群を構成する凸レンズの物体側
面の曲率半径、r13を前記第4レンズ群を構成する接
合レンズの最も物体よりの面の曲率半径、r17を前記
第4レンズ群を構成する凸レンズの像側面の曲率半径と
するとき、 (1) 5.5<f1/fW<6.3 (2) 1.0<|f2|/fW<1.2 (3) 5.3<f3/fW<6.2 (4) 3.0<f4/fW<3.3 (5) 3.2<BF/fW<4.2 (6) 0.1<d12/f4<0.4 (7) 0.5<r11/f3<0.9 (8) 1.1<|r13|/f4<2.4 (9) 0.6<|r17|/f4<0.8 を夫々満足することを 特徴とする非球面ズームレンズ。1. A first lens unit having a positive refractive power and fixed to an image plane, and a second lens unit having a negative refractive power and having a zooming effect by moving on an optical axis in order from the object side. A lens group, a third lens group having a positive refractive power fixed to the image plane and having a condensing action, and an image plane that fluctuates due to the movement of the second lens group and the movement of the object are placed at a fixed position from the reference plane. A fourth lens group having a positive refractive power that moves on the optical axis to maintain
Wherein the third lens group and the fourth lens group have an air gap, and the first lens group includes a concave lens, a convex lens, and a meniscus convex lens in order from the object side. Wherein the second lens group includes a meniscus concave lens , a biconcave lens, and a convex lens; the third lens group includes a lens having at least one aspheric surface; and the fourth lens group includes: It is configured to include a lens having at least one aspherical surface, a cemented lens having two lenses, and one convex lens , where fW is a focal length at a wide-angle end, and fi (i = 1, 2, 2).
3, 4) are the focal length of the i-th lens group, and BF is in air.
At the distance from the lens final surface to the image forming surface, d12
An air gap between the third lens group and the fourth lens group,
r11 is the object side of the convex lens constituting the third lens group
The radius of curvature of the surface, r13, is
The radius of curvature of the surface of the compound lens closest to the object, r17, is
The radius of curvature of the image side surface of the convex lens constituting the fourth lens group
To time, (1) 5.5 <f1 / fW <6.3 (2) 1.0 <| f2 | / fW <1.2 (3) 5.3 <f3 / fW <6.2 (4) 3.0 <f4 / fW <3.3 (5) 3.2 <BF / fW <4.2 (6) 0.1 <d12 / f4 <0.4 (7) 0.5 <r11 / f3 < 0.9 (8) 1.1 <| r13 | / f4 <2.4 (9) An aspherical zoom lens that satisfies 0.6 <| r17 | / f4 <0.8 .
に対して固定された第1レンズ群、負の屈折力を持ち光
軸上を移動することにより変倍作用を有する第2レンズ
群、像面に対して固定され集光作用を有する正の屈折力
の第3レンズ群、前記第2レンズ群の移動、及び物体の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する正の屈折力の第4レンズ群、
を含む非球面ズームレンズであって、 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群とは空気間隔を有
し、 前記第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸レン
ズとメニスカス凸レンズ、及び少なくとも1面以上の非
球面形状を有するレンズを含んで構成され、 前記第2レンズ群は、メニスカス凹レンズと両凹レンズ
と凸レンズを含んで構成され、 前記第3レンズ群は、少なくとも一面が非球面である単
レンズを含んで構成され、 前記第4レンズ群は、少なくとも一面以上の非球面形状
を有するレンズ、及び2枚構成の接合レンズと1枚の凸
レンズを含んで構成され、 fWを広角端における焦点距離、fi(i=1,2,
3,4)を前記第iレンズ群の焦点距離、BFを空気中
におけるレンズ最終面から結像面までの間隔、d12を
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間の空気間隔、
r11を前記第3レンズ群を構成する凸レンズの物体側
面の曲率半径、r13を前記第4レンズ群を構成する接
合レンズの最も物体よりの面の曲率半径、r17を前記
第4レンズ群を構成する凸レンズの像側面の曲率半径と
するとき、 (1) 3.0<f1/fW<8.0 (2) 0.5<|f2|/fW<1.6 (3) 5.3<f3/fW<7.0 (4) 2.0<f4/fW<5.0 (5) 1.5<BF/fW<5.0 (6) 0.02<d12/f4<1.0 (7) 0.3<r11/f3<1.5 (8) 0.3<|r13|/f4<3.0 (9) 0.3<|r17|/f4<1.5 を夫々満足することを 特徴とする非球面ズームレンズ。2. A first lens unit having a positive refractive power and fixed with respect to an image plane, and a second lens unit having a negative refractive power and having a zooming effect by moving on an optical axis in order from the object side. A lens group, a third lens group having a positive refractive power fixed to the image plane and having a condensing action, and an image plane that fluctuates due to the movement of the second lens group and the movement of the object are placed at a fixed position from the reference plane. A fourth lens group having a positive refractive power that moves on the optical axis to maintain
Wherein the third lens group and the fourth lens group have an air gap, and the first lens group has a concave lens, a convex lens , a meniscus convex lens, and at least one lens in order from the object side. is configured to include a lens having a surface or aspherical, the second lens group is configured to include a meniscus concave lens and a biconcave lens and a convex lens, the third lens group, at least one surface is aspherical single The fourth lens group includes a lens having at least one aspheric surface, a cemented lens having two lenses, and one convex lens , and fW is a focal length at a wide-angle end. , Fi (i = 1, 2, 2)
3, 4) are the focal length of the i-th lens group, and BF is in air.
At the distance from the lens final surface to the image forming surface, d12
An air gap between the third lens group and the fourth lens group,
r11 is the object side of the convex lens constituting the third lens group
The radius of curvature of the surface, r13, is
The radius of curvature of the surface of the compound lens closest to the object, r17, is
The radius of curvature of the image side surface of the convex lens constituting the fourth lens group
When, (1) 3.0 <f1 / fW <8.0 (2) 0.5 <| f2 | / fW <1.6 (3) 5.3 <f3 / fW <7.0 (4) 2.0 <f4 / fW <5.0 (5) 1.5 <BF / fW <5.0 (6) 0.02 <d12 / f4 <1.0 (7) 0.3 <r11 / f3 < 1.5 (8) 0.3 <| r13 | / f4 <3.0 (9) An aspherical zoom lens characterized by satisfying 0.3 <| r17 | / f4 <1.5 , respectively .
に対して固定された第1レンズ群、負の屈折力を持ち光
軸上を移動することにより変倍作用を有する第2レンズ
群、像面に対して固定され集光作用を有する正の屈折力
の第3レンズ群、前記第2レンズ群の移動、及び物体の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する正の屈折力の第4レンズ群、
を含む非球面ズームレンズであって、 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群とは空気間隔を有
し、 前記第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸レン
ズとメニスカス凸レンズを含んで構成され、 前記第2レンズ群は、メニスカス凹レンズと両凹レンズ
と凸レンズ、及び少なくとも1面以上の非球面形状を有
するレンズを含んで構成され、 前記第3レンズ群は、少なくとも一面が非球面であるレ
ンズを含んで構成され、 前記第4レンズ群は、少なくとも一面以上の非球面形状
を有するレンズ、及び2枚構成の接合レンズと1枚の凸
レンズを含んで構成され、 fWを広角端における焦点距離、fi(i=1,2,
3,4)を前記第iレンズ群の焦点距離、BFを空気中
におけるレンズ最終面から結像面までの間隔、d12を
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間の空気間隔、
r11を前記第3レンズ群を構成する凸レンズの物体側
面の曲率半径、r13を前記第4レンズ群を構成する接
合レンズの最も物体よりの面の曲率半径、r17を前記
第4レンズ群を構成する凸レンズの像側面の曲率半径と
するとき、 (1) 3.0<f1/fW<8.0 (2) 0.5<|f2|/fW<1.6 (3) 5.3<f3/fW<7.0 (4) 2.0<f4/fW<5.0 (5) 1.5<BF/fW<5.0 (6) 0.02<d12/f4<1.0 (7) 0.3<r11/f3<1.5 (8) 0.3<|r13|/f4<3.0 (9) 0.3<|r17|/f4<1.5 を夫々満足することを特徴とする 非球面ズームレンズ。3. An image surface having a positive refractive power in order from the object side.
1st lens group fixed with respect to light with negative refractive power
Second lens having zooming effect by moving on axis
Positive refractive power fixed to the group and the image plane and having a condensing effect
The third lens group, the movement of the second lens group, and the
The image plane that fluctuates due to movement is kept at a fixed position from the reference plane.
A fourth lens group having a positive refractive power that moves on the optical axis
A aspheric zoom lens comprising, said third lens group and the fourth lens group have a air gap
And, wherein the first lens group, a concave lens and a convex lens from the object side
And the second lens group includes a meniscus concave lens and a biconcave lens.
And a convex lens, and at least one aspheric surface
It is configured to include a lens, the third lens group, at least one surface is aspherical Les
Is configured to include a lens, the fourth lens group has at least one surface or aspherical
, A two-element cemented lens and one convex
Is configured to include a lens, the focal length at the wide angle end to fW, fi (i = 1,2,
3, 4) are the focal length of the i-th lens group, and BF is in air.
At the distance from the lens final surface to the image forming surface, d12
An air gap between the third lens group and the fourth lens group,
r11 is the object side of the convex lens constituting the third lens group
The radius of curvature of the surface, r13, is
The radius of curvature of the surface of the compound lens closest to the object, r17, is
The radius of curvature of the image side surface of the convex lens constituting the fourth lens group
When, (1) 3.0 <f1 / fW <8.0 (2) 0.5 <| f2 | / fW <1.6 (3) 5.3 <f3 / fW <7.0 (4) 2.0 <f4 / fW <5.0 (5) 1.5 <BF / fW <5.0 (6) 0.02 <d12 / f4 <1.0 (7) 0.3 <r11 / f3 < 1.5 (8) 0.3 <| r13 | / f4 <3.0 (9) An aspherical zoom lens characterized by satisfying 0.3 <| r17 | / f4 <1.5 , respectively .
いた正屈折力の非球面単レンズであることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか1項記載の非球面ズームレン
ズ。 4. The third lens group has a convex surface facing the object side.
Aspherical single lens with positive refractive power
The aspherical zoom lens according to claim 1 .
2枚構成の接合レンズ、像側に凸面の向いた凸レンズか
ら構成され、かつ少なくとも一面以上が非球面形状を有
することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載
の非球面ズームレンズ。 5. The fourth lens group includes, in order from the object side,
Two-element cemented lens, convex lens with convex surface facing the image side
And at least one surface has an aspherical shape.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein
Aspherical zoom lens.
に対して固定された第1レンズ群、負の屈折力を持ち光
軸上を移動することにより変倍作用を有する第2レンズ
群、像面に対して固定され集光作用を有する正の屈折力
の第3レンズ群、前記第2レンズ群の移動、及び物体の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する正の屈折力の第4レンズ群、
を含む非球面ズームレンズであって、 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群とは空気間隔を有
し、 前記第1レンズ群は、物体側より順に凹レンズと凸レン
ズとメニスカス凸レンズ、及び少なくとも1面以上の非
球面形状を有するレンズを含んで構成され、 前記第2レンズ群は、メニスカス凹レンズと両凹レンズ
と凸レンズを含んで構成され、 前記第3レンズ群は、少なくとも一面が非球面である単
レンズを含んで構成され、 前記第4レンズ群は、少なくとも一面以上の非球面形状
を有するレンズ、及び2枚構成の接合レンズと1枚の凸
レンズを含んで構成され、 fWを広角端における焦点距離、fi(i=1,2,
3,4)を前記第iレンズ群の焦点距離、BFを空気中
におけるレンズ最終面から結像面までの間隔、d12を
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間の空気間隔、
r11を前記第3レンズ群を構成する凸レンズの物体側
面の曲率半径、r13を前記第4レンズ群を構成する接
合レンズの最も物体よりの面の曲率半径、r17を前記
第4レンズ群を構成する凸レンズの像側面の曲率半径と
するとき、 (1) 5.5<f1/fW<6.3 (2) 1.0<|f2|/fW<1.2 (3) 5.3<f3/fW<6.2 (4) 3.0<f4/fW<3.3 (5) 3.2<BF/fW<4.2 (6) 0.1<d12/f4<0.4 (7) 0.5<r11/f3<0.9 (8) 1.1<|r13|/f4<2.4 (9) 0.6<|r17|/f4<0.8を夫々満足することを特徴とする 非球面ズームレンズ。6. An image surface having a positive refractive power in order from the object side.
1st lens group fixed with respect to light with negative refractive power
Second lens having zooming effect by moving on axis
Positive refractive power fixed to the group and the image plane and having a condensing effect
The third lens group, the movement of the second lens group, and the
The image plane that fluctuates due to movement is kept at a fixed position from the reference plane.
A fourth lens group having a positive refractive power that moves on the optical axis
A aspheric zoom lens comprising, said third lens group and the fourth lens group have a air gap
And, wherein the first lens group, a concave lens and a convex lens from the object side
Lens and meniscus convex lens, and at least one
It is configured to include a lens having a spherical shape, the second lens group, a meniscus concave lens and a biconcave lens
And the third lens group includes a single lens having at least one aspheric surface.
The fourth lens group is configured to include at least one aspheric surface.
, A two-element cemented lens and one convex
Is configured to include a lens, the focal length at the wide angle end to fW, fi (i = 1,2,
The 3,4) focal length of the i-th lens group, the distance BF from the last lens surface in air to the imaging plane, the d12
Air space between the fourth lens group and the third lens group,
r11 the radius of curvature of the object side surface of the convex lens constituting the third lens group, and most surface of the from the object of the radius of curvature of the cemented lens constituting the fourth lens group r13, the <br/> fourth lens r17 Assuming that the radius of curvature of the image side surface of the convex lens constituting the group is: (1) 5.5 <f1 / fW <6.3 (2) 1.0 <| f2 | / fW <1.2 (3) 3 <f3 / fW <6.2 (4) 3.0 <f4 / fW <3.3 (5) 3.2 <BF / fW <4.2 (6) 0.1 <d12 / f4 <0. 4 (7) 0.5 <r11 / f3 <0.9 (8) 1.1 <| r13 | / f4 <2.4 (9) 0.6 <| r17 | / f4 <0.8 respectively satisfying An aspherical zoom lens.
面ズームレンズと、 前記非球面ズームレンズの出力光をR,G,Bの各波長
帯域に分光する色分解光学系と、 前記色分解光学系で分光されたR,G,Bの各波長帯域
の像を画素信号に変換する複数の撮像素子と、を具備す
ることを特徴とするビデオカメラ。 7. The non-sphere according to any one of claims 1 to 6.
A surface zoom lens, a color separation optical system that splits the output light of the aspherical zoom lens into R, G, and B wavelength bands, and R, G, and B wavelength bands that are split by the color separation optical system And a plurality of image sensors that convert the image of the image into pixel signals.
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