JP3391883B2 - ズームレンズ - Google Patents
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- G02B15/144511—Optical 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 negative arranged -+-+
Description
に一眼レフカメラ等のスティルカメラに適したズームレ
ンズで、広角端で例えば100度に近い超広角域を含む
ものである。
レンズとしてズームレンズが一般的となってきた。それ
はズームレンズの高性能化、コンパクト化、低価格化に
よるところが大きい。また、広角端の焦点距離を短くし
た所謂、超広角ズームレンズの需要もたかまっている。
広角向きズームレンズとして、特開平2−201310
(従来例1)、特開平2−296208(従来例2)、
特開平4−235514(従来例3)、特開平4−23
5515(従来例4)、号公報等が知られている。
正の4群構成で効率よく変倍を行い、広角端の焦点距離
を短くするとともに、小型化を図ろうとしているが、従
来例1、2の実施例は、広角端の画角が、95°程度、
変倍比1.75程度、従来例3、4の実施例は、変倍比
1.85程度、Fナンバー4程度である。
画角を拡大し、更に望ましくはFナンバーを小さくする
ことを課題としている。
に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レン
ズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レ
ンズ群を有し、これらレンズ群の群間隔を変えて変倍を
行うズームレンズにおいて、第4レンズ群に非球面を設
け、以下の条件を満足する。
ングの為の第1レンズ群と第2レンズ群の各移動量、O
TLWは広角端における光学全長、fWは広角端におけ
る全系の焦点距離、L SP は第1レンズ群の最も物体側
のレンズ面から第3レンズ群の最も物体側のレンズ面ま
での広角端における光軸上長、M 3 は第3レンズ群の広
角端から望遠端へのズーミングのための移動量、f 4 は
第4レンズ群の焦点距離、f T は望遠端における全系の
焦点距離、Xは第4レンズ群に設けられた非球面の面頂
点から光線有効径位置までの光軸方向の距離、X0は非
球面の近軸R成分のみの球面を想定したときの第4レン
ズ群に設けられた非球面の面頂点から光線有効径位置ま
での光軸方向の距離、EAは第4レンズ群に設けられた
非球面の光線有効径、Di W は第iレンズ群と第i+1
レンズ群の広角端における空気間隔、Di t は第iレン
ズ群と第i+1レンズ群の望遠端における空気間隔(但
し、iは整数)を表わすものとする。ここで、第4レン
ズ群には、正レンズと像側に強い(他面に対して屈折力
が強いの意)凹面を向けた負メニスカスレンズと正レン
ズ及び、物体側へ強い凹面を向けた負レンズを有し、光
軸位置から周辺に行くに従って正の屈折力が弱くなる形
状の非球面を設けると良い。
態を示す。
ズ群、2は正の屈折力の第2レンズ群、3は負の屈折力
の第3レンズ群、4は正の屈折力の第4レンズ群、1
a、1bは、各々負の前方と後方レンズ群、SPは絞り
である。広角端から望遠端へのズーミングに際し条件式
(イ)〜(ハ)を満足させるように各レンズ群の間隔を
変化させることで複数のレンズ群に変倍を分担させ、効
率よく変倍を行なうとともに、中間焦点距離での収差補
正を可能としている。具体的には、広角端から望遠端へ
のズーミングに際し第2レンズ群と第4レンズ群を一体
的に物体方向へ移動させ、第3レンズ群を独立に物体方
向へ移動させ、第1レンズ群は広角端から中間焦点距離
までは像側に中間焦点距離から望遠端までは物体側へ移
動させている。また前記第2、第4レンズ群の移動を直
線的移動としたとき(ズーム操作量に比例して移動した
とき)前記第3レンズ群を非直線的に移動させること
で、中間焦点距離における収差を良好に補正している。
負メニスカスレンズ、後方群1bは両凹の負レンズと両
凸の正レンズから成り、ズーミングの際は一体に移動
し、フォーカシングのために残りレンズに対し後方群1
bのみが移動する。
負メニスカスレンズと両凸の正レンズを貼り合わせた正
レンズと両凸の正レンズから成る。第3レンズ群3は像
側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹の負レン
ズと両凸の正レンズを貼り合わせた貼り合わせレンズか
ら成る。第4レンズ群4は、両凸の正レンズと負メニス
カスレンズを貼り合わせたレンズと像側へ凹面を向けた
負メニスカスレンズ、両凸の正レンズと負メニスカスレ
ンズを貼り合わせたレンズから成る。また第1レンズ面
と最終レンズ面には非球面が設けられている。
群の変倍の際の移動量の比を規定し、レンズ系をコンパ
クトにするためのものであり、第1レンズ群で像面位置
を補正した際、広角端から望遠端への変倍に際し、広角
端での位置を基準とし、中間焦点距離では第1レンズ群
が像側に位置し、望遠端では、広角端とほぼ同じところ
に位置すること、すなわち完全往復に近いことを表して
いる。上限値を越えると、各群の焦点距離が短くなり、
コンパクト化には有利だが、収差補正が困難となる。下
限値を越えると収差補正には有利であるがレンズ系が増
大してくる。
端での全系の焦点距離の比、所謂テレ比を規定するもの
であり、主に所望のFナンバーとバックフォーカスを確
保する為のものであり、下限値を越えると所望のFナン
バーとバックフォーカスの確保が困難となり、上限値を
越えると収差補正には有利であるが全長が増大し好まし
くない。
のレンズ面から第3レンズ群の最も物体側のレンズ面ま
での長さと、広角端での光学全長の比を規定し、第1レ
ンズ群のレンズ外径を小さくするものであり、下限値を
越えるとレンズ外径を小さくするのには有利であるが、
光学性能を維持しつつ所望の変倍比を得るのが困難とな
る。上限値を越えると、第1レンズ群のレンズ外径が増
大してしまう。
群の変倍の際の移動量の比を規定し、収差補正とコンパ
クト化を両立させるものであり、下限値を越えて第3レ
ンズ群の移動量が第2レンズ群の移動量に対して小さく
なると、前述の完全往復タイプからはずれることになり
好ましくない。上限値を越えると多群化した効果が小さ
くなり、コンパクト化が困難となる。
部の画質劣化の改善の観点から見た条件式(5)(6)
について次に説明する。
広角端の焦点距離の比を規定し、条件式(6)は第4レ
ンズ群の焦点距離と望遠端の焦点距離の比を規定するも
のであり、どちらも下限値を越えて第4レンズ群の焦点
距離が短くなるとコンパクト化には有利であるが、周辺
の収差特に像面湾曲が悪化する。上限値を越えて第4レ
ンズ群の焦点距離が長くなると収差補正上は好ましいが
レンズ系が大きくなり好ましくない。
ンズ群を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと負レ
ンズ、及び正レンズで構成し、広角端の軸外光束が最も
光軸から離れる、前記負メニスカスレンズの最も物体側
の面を、中心から周辺にいくに順って正の屈折力が強く
なる形状の非球面とすることで、最も効率よく樽型の歪
曲収差を補正するとともに、第1レンズ群のレンズ外径
を小さくしている。
群に、中心から周辺にいくに順って、正の屈折力が弱く
なる形状の非球面を用いることで、広角端に於ける高次
の像面湾曲、すなわち周辺部でオーバーになろうとする
像面湾曲とサジタルフレアーを補正している。そして、
前記補正効果を十分なものとするには、前記非球面の非
球面量を(7)式のようにするのが良い。
定するものであり、上限値を越えて非球面量が多くなる
と広角側周辺部での性能は向上するが中間画角での像面
がアンダーになりすぎ好ましくない。下限値を越えて非
球面が少なくなると広角側周辺部での性能が劣化してし
まう。
囲を以下のようにするとスペック向上のためにより好ま
しい。
像面に強い凹面を向け負メニスカスレンズと負レンズ及
び正レンズで構成し、前記負メニスカスレンズの物体側
の面を中心から周辺にいくにしたがって正の屈折力が強
くなる形状の非球面とすることで、最も効果的に広角側
焦点距離における歪曲を補正している。さらに、第2レ
ンズ群を負レンズと正レンズの接合レンズと正レンズで
構成し、第1群、第2群合わせて6枚と比較的少ないレ
ンズ枚数で絞りより物体側のレンズ群を構成すること
で、超広角ズームレンズでありながら第1レンズ群のレ
ンズ外径を小さくしている。
ズと正レンズの接合レンズを有し、第4レンズ群を正レ
ンズと像面に凹面を向けた負メニスカスレンズと正レン
ズ及び物体側に強い凹面を向けた負レンズを有するよう
にすることで、コンパクトで高性能なズームレンズを達
成している。
トフォーカスが普及しこれに適したフォーカス方式が望
まれている。そのひとつがフォーカスレンズ群の軽量化
である。そこで本実施例においては、第1レンズ群を1
a群と1b群とに分割し、比較的重量の軽い第1b群で
フォーカシングを行なっている。
面の曲率半径、diはi番目のレンズ厚または空気間
隔、niとviは第i番目のレンズの屈折率とアッベ数
である。
Rとし、光軸方向(光の進行方向)をX軸とし、光軸と
垂直方向をY軸とする。B、C、D、Eは夫々非球面係
数としたとき、
表わす。
て、上限値もしくは下限値または両者を実施例の数値に
まで限縮すれば既述の作用にとってより有効である。
角端で画角100度程度の広角域を含み、Fナンバー
1:2.8、変倍比1.8程度のコンパクトで高性能な
ズームレンズを実現できた。
Claims (3)
- 【請求項1】 物体側から順に、負の屈折力の第1レン
ズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レ
ンズ群、正の屈折力の第4レンズ群を有し、これらレン
ズ群の群間隔を変えて変倍を行うズームレンズにおい
て、前記第4レンズ群は非球面を有し、広角端から望遠
端へのズーミングの為の前記第1レンズ群と前記第2レ
ンズ群の移動量をそれぞれM1とM2、広角端における
光学全長をOTLW、広角端における全系の焦点距離を
fW、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前
記第3レンズ群の最も物体側のレンズ面までの広角端に
おける光軸上長をL SP 、前記第3レンズ群の広角端か
ら望遠端へのズーミングのための移動量をM 3 、前記第
4レンズ群の焦点距離をf 4 、望遠端における全系の焦
点距離をf T 、前記非球面の面頂点から光線有効径位置
までの光軸方向の距離をX、非球面の近軸R成分のみの
球面を想定したときの前記非球面の面頂点から光線有効
径位置までの光軸方向の距離をX0、前記非球面の光線
有効径をEA、第iレンズ群と第i+1レンズ群の広角
端における空気間隔をDi W 、第iレンズ群と第i+1
レンズ群の望遠端における空気間隔をDi t (但し、i
は整数)とするとき、以下の条件を満足することを特徴
とするズームレンズ。 −0.3 < M1/M2 < 1.0 6.0 < OTLW/fW < 10.00.37 < LS P /OTL W < 0.47 0.4 < M 3 /M 2 < 0.7 1.5<f 4 /f W <3 0.7<f 4 /f T <1.8 0.005 < |X−X0|/EA < 0.05D1 W > D1 t D2 W < D2 t D3 W > D3 t - 【請求項2】 前記第1レンズ群は、像側へ凹面を向け
た負メニスカスレンズを有し、負メニスカスレンズの物
体側の面は、光軸から周辺に行くに従って正の屈折力が
強くなる形状の非球面であることを特徴とする請求項1
のズームレンズ。 - 【請求項3】 前記第1レンズ群は、像側に凹面を向け
た負メニスカスレンズと負レンズそして正レンズを備え
ることを特徴とする請求項2のズームレンズ。
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Cited By (1)
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-
1994
- 1994-03-17 JP JP04703794A patent/JP3391883B2/ja not_active Expired - Fee Related
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