JP3465036B2 - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JP3465036B2 JP3465036B2 JP16973195A JP16973195A JP3465036B2 JP 3465036 B2 JP3465036 B2 JP 3465036B2 JP 16973195 A JP16973195 A JP 16973195A JP 16973195 A JP16973195 A JP 16973195A JP 3465036 B2 JP3465036 B2 JP 3465036B2
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- lens group
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Description
特にビデオカメラ等に好適な小型で低コストの広角に適
したズームレンズに関する。
オカメラのズームレンズには、高変倍、大口径比化をは
かった高級機を求める一方で、低コスト、簡便性、広角
化を追求した普及機としてズーム比が3倍程度のものが
求められている。
て、スチールカメラに用いられている負群先行の2群ズ
ームがあげられるが、このタイプをビデオカメラに用い
ると、スチールカメラ用のため射出瞳位置が短いので、
ピント面上での周辺光量が低下するなどの欠点があり不
適当であった。この問題を解決するために、第2レンズ
群の後方に正レンズ群を設けたものが、特開平3−11
653号公報に開示されている。
して、レンズ枚数を少なくするためガラスモールドレン
ズを利用することも知られているが、高価格なためレン
ズ全体として高価なものになってしまう。また、プラス
チックレンズを用いることで低コスト化を達成させる事
も考えられるが、一般に屈折率がガラスレンズより低
く、その種類を限られるため、従来の光学性能も維持し
つつ且つレンズ全体をコンパクトにすることが困難であ
った。
な課題に鑑みなされたもので、広角で変倍比3倍程度の
ズームレンズで、プラスチックレンズを多用することに
より、従来に比べ低コスト化をはかったズームレンズを
提供することを目的としている。
な手段により達成される。即ち、 (1)物体側から順に負の屈折力を持ち変倍中に光軸上
を移動する第1レンズ群と、正の屈折力を持ち変倍中に
光軸上を移動する第2レンズ群と、変倍中に固定である
正屈折力の第3レンズ群とからなる3群のズームレンズ
において、前記第1レンズ群は1枚の負の屈折力を持つ
ガラスレンズと少なくとも2枚以上のプラスチックレン
ズからなり、前記第2レンズ群は少なくとも1枚の正の
屈折力を持つガラスと少なくとも2枚以上のプラスチッ
クレンズとから構成するとともに、前記第1レンズ群中
に含まれるプラスチックレンズの合成焦点距離と広角端
の焦点距離との関係が以下の条件を満足するように構成
したことを特徴とするズームレンズ。0.01<|F W /F1 PL |<0.09 ・・・・・・
但し、 F1 PL ;第1レンズ群中に含まれるプラスチックレンズ
の合成焦点距離 F W ;広角端の焦点距離
倍中に光軸上を移動する第1レンズ群と、正の屈折力を
持ち変倍中に光軸上を移動する第2レンズ群と、変倍中
に固定である正屈折力の第3レンズ群とからなる3群の
ズームレンズにおいて、前記第1レンズ群は1枚の負の
屈折力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以上のプラ
スチックレンズからなり、前記第2レンズ群は少なくと
も1枚の正の屈折力を持つガラスレンズと少なくとも2
枚以上のプラスチックレンズとから構成するとともに、
前記第2レンズ群中に含まれるプラスチックレンズの合
成焦点距離と広角端の焦点距離との関係が以下の条件を
満足するように構成したことを特徴とするズームレン
ズ。 0<|F W /F2 PL |<0.09 ・・・・・・ 但し、 F2 PL ;第2レンズ群中に含まれるプラスチックレンズ
の合成焦点距離 F W ;広角端の焦点距離
ックレンズの合成焦点距離と広角端の焦点距離との関係
が 0<|FW/F2PL|<0.09 ・・・・・・ 但し、 F2PL;第2レンズ群中に含まれるプラスチックレンズ
の合成焦点距離 FW ;広角端の焦点距離 なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
(1)記載のズームレンズ。
焦点距離との関係が 0.01<|FW/F3|<0.25 ・・・・・・
但し、 F3;第3レンズ群の焦点距離 FW ;広角端の焦点距離 なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
(1)、(2)または(3)記載のズームレンズであ
る。
明する。
ズ群として物体側から順に負の屈折力を持ち変倍中に光
軸上を移動し、第2レンズ群として正の屈折力を持ち変
倍中に光軸上を移動し、さらに、第3レンズ群として、
変倍中に固定で正屈折力にする。ズームレンズは上記第
1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群とからなる3
群のズームレンズであって、前記第1レンズ群は1枚の
負の屈折力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以上の
プラスチックレンズからなり、さらに前記第2レンズ群
は少なくとも1枚の正の屈折力を持つガラスレンズと少
なくとも2枚以上のプラスチックレンズとから構成した
ことを特徴とするズームレンズである。
の構成枚数を奇数枚としてもその目的を達することがで
きるが、プラスチックレンズは温度湿度等の環境変化に
敏感で、それによりピント位置がずれるなどの悪影響を
及ぼすため、温度湿度の変化を実用上問題ないレベルま
で抑え込むことが設計上の課題であり、本発明を実施す
るにあたっては正レンズと負レンズの対で用いることが
好ましい。
ズ群として物体側から順に負の屈折力を持ち変倍中に光
軸上を移動し、第2レンズ群として正の屈折力を持ち変
倍中に光軸上を移動し、さらに、第3レンズ群として、
変倍中に固定で正屈折力にする。ズームレンズは上記第
1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群とからなる3
群のズームレンズであって、前記第1レンズ群は1枚の
負の屈折力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以上の
プラスチックレンズからなり、さらに前記第2レンズ群
は少なくとも1枚の正の屈折力を持つガラスレンズと少
なくとも2枚以上のプラスチックレンズとから構成した
ことを特徴とするズームレンズで、以下の式を満足させ
る。
の合成焦点距離 FW ;広角端の焦点距離 もしも、式で|FW/F1PL|値が上限値が越えると
温湿度のピントずれが実用上許容できなくなってしま
う。逆に式で|FW/F1PL|の値が下限値を越える
と温湿度の影響を殆ど受けなくなる点では好ましいが、
第1レンズ群に含まれるガラスレンズのパワーが強くな
り過ぎ、可動の第1レンズ群の誤差感度が増大し生産性
が悪くなる。
しい。
度の影響は微小な許容ピントずれにとどまる。また′
式で|FW/F1PL|値が下限値以内であれば温湿度の
影響を殆ど受けず、第1レンズ群に含まれるガラスレン
ズのパワーが強くなり過ぎることもなく、可動の第1レ
ンズ群の誤差感度が増さずに生産性がより良い。
クレンズも上記と同様に耐環境に対し以下の条件を満足
する。
焦点距離、式で|FW/F2PL|値が上限値が越える
と温湿度のピントずれが実用上許容できなくなってしま
う。逆に式で|FW/F2PL|の値が下限値を越える
と温湿度の影響を殆ど受けなくなる点では好ましいが、
第2レンズ群に含まれるガラスレンズのパワーが強くな
り過ぎ、可動の第2レンズ群の誤差感度が増大し生産性
が悪くなる。
しい。
度の影響は微小な許容ピントずれにとどまる。また′
式で|FW/F2PL|値が下限値以内であれば温湿度の
影響を殆ど受けず、第2レンズ群に含まれるガラスレン
ズのパワーが強くなり過ぎることもなく、可動の第2レ
ンズ群の誤差感度が増さずに生産性がより良い。
せる。
には有利であるが、バックフォーカスが長くなるため全
長が大きくなる。逆に|FW/F3|値が上限値が越え
ると射出瞳位置を遠方にすることができなくなる。
しい。
位置には有利で、バックフォーカスが長くならず全長が
より短くなる。また、′式で|FW/F3|値が上限
値以内であれば射出瞳位置を十分遠方にすることができ
る。
基づいて本発明を詳細に説明する。
に負の屈折力を持ち変倍中に光軸上を移動する第1レン
ズ群、正の屈折力を持ち変倍中の光軸上を移動する第2
レンズ群、そして変倍中に固定である正屈折力の第3レ
ンズ群からなる3群ズームレンズにより構成されてい
る。
す。ここで、使用する各記号について説明する。Rは各
レンズ面の曲率半径、Dはレンズの中心厚またはレンズ
間隔、Nは硝子材d線に対する屈折率、νdはd線に対
するアッベ数、2ωは画角、Fnoはfナンバー、fは
焦点距離、a,bは各ポジションのレンズ群間隔をそれ
ぞれ示す。また、「*」印はプラスチックレンズである
ことを示す。また、非球面の形状は、次の「数1」で表
している。
像側に向かう座標 Y;非球面の頂点を原点とし、光軸に垂直な座標 r;非球面の近軸曲率半径 K;面の円錐定数 A4,A6,A8,A10;非球面係数。
すとおりである。また、実施例1のレンズ系の光学系構
成図は「図1」に示す通りである。第1レンズ群は物体
側より負の屈折力のガラスレンズと、負の屈折力のプラ
スチックレンズ、正の屈折力のプラスチックレンズより
構成し、第2レンズ群の4枚中3枚のレンズは物体側よ
り正の屈折力のガラスレンズと、負の屈折力のプラスチ
ックレンズ、正の屈折力のプラスチックレンズを有する
構成となっている。また、後述する表4に示す第1レン
ズ群中に含まれるプラスチックレンズの合成焦点距離F
1 PL の絶対値は、表1に示す第1レンズ群における負の
屈折力のガラスレンズのレンズデータより求められる焦
点距離の絶対値より大きくなっており、即ち、前記プラ
スチックの合成屈折力が前記ガラスレンズの合成屈折力
より小さくなっている。また、前述したように、負の屈
折力のプラスチックレンズと正の屈折力のプラスチック
レンズを対で用いることにより、温度湿度の変化を実用
上問題ないレベルまで抑え込んでいる。第2レンズ群に
ついても同様である。
2」に示すとおりである。また、実施例2のレンズ系の
光学系構成図は「図5」に示す通りである。第1レンズ
群は物体側より負の屈折力のガラスレンズと、負の屈折
力のプラスチックレンズ、正の屈折力のプラスチックレ
ンズより構成し、第2レンズ群の4枚中3枚のレンズは
物体側より正の屈折力のガラスレンズと、負の屈折力の
プラスチックレンズ、正の屈折力のプラスチックレンズ
を有する構成となっている。また、後述する表4に示す
第1レンズ群中に含まれるプラスチックレンズの合成焦
点距離F1 PL の絶対値は、表2に示す第1レンズ群にお
ける負の屈折力のガラスレンズのレンズデータより求め
られる焦点距離の絶対値より大きくなっており、即ち、
前記プラスチックの合成屈折力が前記ガラスレンズの合
成屈折力より小さくなっている。また、前述したよう
に、負の屈折力のプラスチックレンズと正の屈折力のプ
ラスチックレンズを対で用いることにより、温度湿度の
変化を実用上問題ないレベルまで抑え込んでいる。第2
レンズ群についても同様である。
式に係わる数値を「表3」に、また表4に元レンズデー
タを示す。
例2ともに条件式の数値を満足する値となっている。
ックレンズを多用してコンパクトなレンズの設計を試み
ると、特に屈折率の自由度が小さいために諸収差の補正
が非常に難しくなる。そこで、本発明の実施例では、第
1レンズ群と第2レンズ群に少なくとも2面以上の非球
面を設けている。第1レンズ群の非球面は高画角の像高
に対し、特に歪曲収差の補正を良好に行え、第2レンズ
群の非球面は選択的に変倍時の球面収差補正や高次のコ
マ収差補正を行っている。
に含まれるプラスチックレンズを貼り合わせレンズで構
成している。これはプラスチックレンズに効果の高い反
射防止コートを施すことは非常に難しく、従って光量損
失が大きくなり透過率が低下するためである。そのた
め、2枚のプラスチックレンズを接合し、レンズ面を減
らし、光量損失を小さくしている。
の収差図に示す通り、何れの収差についても良好に補正
され、優秀なレンズ系となっている。
の球面収差、非点収差、歪曲収差に示す通り、また、中
間焦点距離については図3の球面収差、非点収差、歪曲
収差に示す通り、また、望遠端については図4の球面収
差、非点収差、歪曲収差に示す通りそれぞれ良好な結果
が得られている。
は図6の球面収差、非点収差、歪曲収差に示す通り、ま
た、中間焦点距離については図7の球面収差、非点収
差、歪曲収差に示す通り、また、望遠端については図8
の球面収差、非点収差、歪曲収差に示す通りそれぞれ良
好な結果が得られている。
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
形実施することができる。
オカメラ等に用いるのに好適で、変倍比が3倍程度で、
広角に適したズームレンズでプラスチックレンズを多用
した、従来に比べ低コスト化を行ったズームレンズとな
った。
収差の特性図を示す。
差、歪曲収差の特性図を示す。
収差の特性図を示す。
収差の特性図を示す。
差、歪曲収差の特性図を示す。
収差の特性図を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 物体側から順に負の屈折力を持ち変倍中
に光軸上を移動する第1レンズ群と、正の屈折力を持ち
変倍中に光軸上を移動する第2レンズ群と、変倍中に固
定である正屈折力の第3レンズ群とからなる3群のズー
ムレンズにおいて、前記第1レンズ群は1枚の負の屈折
力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以上のプラスチ
ックレンズからなり、前記第2レンズ群は少なくとも1
枚の正の屈折力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以
上のプラスチックレンズとから構成するとともに、前記
第1レンズ群中に含まれるプラスチックレンズの合成焦
点距離と広角端の焦点距離との関係が以下の条件を満足
するように構成したことを特徴とするズームレンズ。0.01<|F W /F1 PL |<0.09 但し、 F1 PL ;第1レンズ群中に含まれるプラスチックレンズ
の合成焦点距離 F W ;広角端の焦点距離 - 【請求項2】 物体側から順に負の屈折力を持ち変倍中
に光軸上を移動する第1レンズ群と、正の屈折力を持ち
変倍中に光軸上を移動する第2レンズ群と、変倍中に固
定である正屈折力の第3レンズ群とからなる3群のズー
ムレンズにおいて、前記第1レンズ群は1枚の負の屈折
力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以上のプラスチ
ックレンズからなり、前記第2レンズ群は少なくとも1
枚の正の屈折力を持つガラスレンズと少なくとも2枚以
上のプラスチックレンズとから構成するとともに、前記
第2レンズ群中に含まれるプラスチックレンズの合成焦
点距離と広角端の焦点距離との関係が以下の条件を満足
するように構成したことを特徴とするズームレンズ。0<|F W /F2 PL |<0.09 但し、 F2 PL ;第2レンズ群中に含まれるプラスチックレンズ
の合成焦点距離 F W ;広角端の焦点距離 - 【請求項3】 前記第2レンズ群中に含まれるプラスチ
ックレンズの合成焦点距離と広角端の焦点距離との関係
が 0<|FW/F2PL|<0.09 但し、 F2PL;第2レンズ群中に含まれるプラスチックレンズ
の合成焦点距離 FW ;広角端の焦点距離 なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項1記載のズームレンズ。 - 【請求項4】 前記第3レンズ群の焦点距離と広角端の
焦点距離との関係が 0.01<|FW/F3|<0.25 但し、 F3;第3レンズ群の焦点距離 FW ;広角端の焦点距離 なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項1、2または3記載のズームレンズ。
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