JP3352240B2 - 高変倍比のズームレンズ - Google Patents
高変倍比のズームレンズInfo
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Description
及びそれを用いたカメラに関し、特に広角端のFナンバ
ーが1.8程度で、かつ変倍比12.5程度の全変倍範
囲にわたり良好なる光学性能を有した写真用カメラやビ
デオカメラ、そして電子スチルカメラ等に好適な広画角
で高変倍比のリヤーフォーカス式を利用した高変倍比の
ズームレンズ及びそれを用いたカメラに関するものであ
る。
には広画角、高変倍比で全変倍範囲にわたり高い光学性
能を有したズームレンズが要求されている。
方法として撮影レンズの前方に装着し、全系の焦点面を
一定位置に維持した状態で撮影系全体の焦点距離を短い
方に変化させるフロント方式のワイドコンバーターレン
ズがあり、種々と提案されている。
ナンバー2.8〜4で変倍比3〜5程度のズームレンズ
が、例えば特開昭59−164517号公報,特開昭6
1−62012号公報,特開昭61−90120号公
報,特開平4−208911号公報、そして特開平4−
208912号公報等で提案されている。又広画角で高
変倍比のズームレンズが、例えば特開昭59−2128
14号公報で提案されている。
点距離が画面対角線よりも短く、かつズーム比が3倍以
上のズームレンズが、例えば特開昭60−221717
号公報や特開昭63−70819号公報等で提案されて
いる。同公報では物体側より順に正の屈折力の第1群、
負の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、そして正の
屈折力の第4群の4つのレンズ群より構成したズームレ
ンズを提案している。
ムレンズとしては特開昭62−247316号公報や特
開昭62−24213号公報では、物体側より順に正の
屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の第
3群、そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有
し、第2群を移動させて変倍を行い、第4群を移動させ
て変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。
コンバーターレンズを用いて広画角化を図る方法は比較
的簡単に広画角化が図れるが、レンズ系全体が大型化
し、又広角端で歪曲収差が増大すると共に望遠端で色収
差が増大してくるという問題点があった。
3〜5と小さく、しかもFナンバーが2.8〜4で明る
さが必ずしも十分ではないという問題点があった。
で提案されているズームレンズはレンズ構成が15群2
0枚とレンズ枚数が多く、レンズ全長が長いという問題
点があった。
短縮しつつ、全変倍範囲にわたり高い光学性能を維持
し、所定の口径比と変倍比を得るにはレンズ系を構成す
る各レンズ群の光学的諸定数を適切に設定することが重
要となってくる。
定しないと、レンズ全長が長くなり、しかも諸収差の発
生が増大し、良好なる画質の映像を得るのが難しくなっ
てくる。
し、各レンズ群の屈折力や変倍に伴う各レンズ郡の移動
条件等を適切に設定することにより、広角端のFナンバ
ーが1.8程度と明るく、変倍比が12程度と高変倍比
でしかも広角端の撮影画角が74度程度と広画角の全変
倍範囲にわたり、しかも全画面にわたり高い光学性能を
有する高変倍比のズームレンズ及びそれを用いたカメラ
の提供を目的とする。
比のズームレンズは、物体側より順に正の屈折力の第1
群、負の屈折力の第2群、絞り、正の屈折力の第3群、
そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有し、広
角端から望遠端への変倍に際して該第2群を像面側へ移
動させると共に他のレンズ群及び該絞りを各々独立に光
軸上移動させており、 該第i群の焦点距離をfiとする
とき −9.8<f1/f2<−6.1 ・・・(1) なる条件を満足すること を特徴としている。
1,3,4の広角端におけるレンズ断面図である。図
中、L1は正の屈折力の第1群、L2は負の屈折力の第
2群、L3は正の屈折力の第3群、L4は正の屈折力の
第4群、SPは絞りであり、第3群の前方に設けてい
る。IPは像面である。Gはフェースプレート,フィル
ター等のガラスブロックである。
際して第2群を像面側へ移動させると共に、他のレンズ
群と絞りを矢印の如く互いに独立に移動させている。特
に広角端から望遠端への変倍に際して第1群と第2群を
双方のレンズ間隔が増大するように第1群を像面側に凸
状の軌跡を有するように移動させると共に第3群と第4
群を非線形に移動させている。これにより変倍比12程
度、広角端の撮影画角74度程度と高変倍比でしかも広
画角のズームレンズを達成している。
玉径(第1群)との距離が短くなると前玉径は小さくな
るが、逆に後玉径が増大してくる。そして諸収差をバラ
ンス良く補正するのが難しくなってくる。
広角端近傍のズーム位置で軸外光束を確保する為に前玉
径が最大となる傾向がある。
の間に配置し、変倍に伴い他のレンズ群に対して独立に
光軸上を移動させている。そして第1群は広角端近傍で
不動又は若干像側へ移動させた後、物体側へ移動させて
いる。これにより広画角化を図る際に軸外光束を確保す
る為に増大しがちな前玉径を縮小すると共に後玉径の増
大を防止してレンズ系全体の小型化を図っている。
に際して物体側に凸状の軌跡を有するように移動させ、
軸外光束が光軸に近づいてくるズーム中間ぐらいから像
面側へ戻るように移動させている。
2群と絞りとの間の空間を効果的に共有することにより
レンズ全長の短縮化を図っている。
を移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式を用
いている。これにより第1群でフォーカスを行う前玉フ
ォーカス式に比べて軸外光束の確保を容易にして前玉径
の増大を防止すると共に、例えば自動焦点検出装置を有
するカメラに適用したときに迅速なるフォーカスが容易
にできるようにしている。
とき −9.8<f1/f2<−6.1 ‥‥‥(1) なる条件を満足している。条件式(1)は第1群と第2
群の屈折力の比に関し、主にレンズ系全体の小型化を図
りつつ広角端での歪曲収差の発生を少なくして広画角
化、高変倍化を容易にする為のものである。一般に広角
端の撮影画角が広いズームレンズではレンズ系全体を小
さくしようとすると第1群の焦点距離f1が長くなりが
ちとなり、また第2群の焦点距離f2の絶対値は小さく
なりがちとなる。
第2群の焦点距離の比を適切に設定したものである。条
件式(1)の下限値を越えて第2群の焦点距離f2の絶
対値が短くなりすぎると所望の変倍比を得る為の第2群
の変倍に伴う移動量は小さくなるが、第2群より多くの
収差が発生してくる。特に広角側での軸外のコマ収差が
悪化し、光学性能が劣化してくるので良くない。逆に条
件式(1)の上限値を越えて焦点距離f2の絶対値が大
きくなると所望の変倍比を得る為の第2群の移動量が大
きくなり、前玉と絞りとの距離が遠くなり、前玉径が大
きくなってくるので良くない。
て、更に高変倍化を図る際の収差変動を少なくし、全変
倍範囲にわたり高い光学性能を得るには次の諸条件のう
ち少なくとも1つを満足させるのが良い。 ◎ 第1群を物体側より順に物体側に凸面を向けたメニ
スカス状の負レンズ、物体側に強い凸面を向けた2枚以
上の正レンズで構成することである。これにより広角側
の歪曲収差及び望遠側の球面収差を良好に補正してい
る。また第1群中に少なくとも1つのレンズ面に非球面
を導入するのが良い。
ズと1枚の正レンズで構成することである。特に各々を
単レンズで構成すれば球面収差とコマ収差を良好に補正
することができる。
有し、1面以上の非球面を有することである。これによ
り広角側での球面収差を良好に補正している。
カス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズとの貼
合わせレンズを有することである。これにより色収差を
良好に補正している。特に広角端における軸上色収差を
良好に補正している。またこれにより第4群でフォーカ
シングを行う時にフォーカシングによる色収差の変動を
良好に補正している。更に第4群に1枚以上の正レン
ズ、または非球面を用いることが良く、これによれば望
遠端におけるフォーカシング時の収差変動を良好に補正
して高い光学性能を達成することができる。
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。数値実施例に
おいて最終の2つのレンズ面はフェースプレートやフィ
ルター等のガラスブロックである。又前述の各条件式と
数値実施例における諸数値との関係を表−1に示す。非
球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向H軸、光の
進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、K,B,C,
D,Eを各々非球面係数としたとき
0-3」を意味する。第1群,第2群,絞り,第3群のズ
ーミングに際する移動をM1 ,M2 ,S,M3 としたと
き M1 =a1・x + a2・x2 + a3・x3 + a4・x4 + a5・x5 + a6・x6 M2 =b・x S =S1・x + S2・x2 + S3・x3 + S4・x4 + S5・x5 + S6・x6 M3 =C1・x + C2・x2 + C3・x3 + C4・x4 + C5・x5 + C6・x6 但し0≦x≦1 x=0は広角端 x=1は望遠端なる
式で表している。
て4つのレンズ群を有し、各レンズ群の屈折力や変倍に
伴う各レンズ郡の移動条件等を適切に設定することによ
り、広角端のFナンバーが1.8程度と明るく、変倍比
が12程度と高変倍比でしかも広角端の撮影画角が74
度程度と広画角の全変倍範囲にわたり、しかも全画面に
わたり高い光学性能を有する高変倍比のズームレンズ及
びそれを用いたカメラを達成することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 物体側より順に正の屈折力の第1群、負
の屈折力の第2群、絞り、正の屈折力の第3群、そして
正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有し、広角端か
ら望遠端への変倍に際して該第2群を像面側へ移動させ
ると共に他のレンズ群及び該絞りを各々独立に光軸上移
動させており、 該第i群の焦点距離をfiとするとき −9.8<f1/f2<−6.1 なる条件を満足すること を特徴とする高変倍比のズーム
レンズ。 - 【請求項2】 広角端から望遠端への変倍に際して該第
1群と第2群の間隔が増大し、該第3群と第4群が非線
形に移動していることを特徴とする請求項1の高変倍比
のズームレンズ。 - 【請求項3】 広角端から望遠端への変倍に際して前記
絞りは物体側に凸状の軌跡を有して移動させていること
を特徴とする請求項1又は2の高変倍比のズームレン
ズ。 - 【請求項4】 前記第4群を光軸上移動させてフォーカ
スを行っていることを特徴とする請求項1,2又は3の
高変倍比のズームレンズ。 - 【請求項5】 請求項1,2,3又は4の高変倍比のズ
ームレンズを有することを特徴とするカメラ。
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