JPH01129221A - 屈折力可変レンズを有した変倍光学系 - Google Patents

屈折力可変レンズを有した変倍光学系

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JPH01129221A
JPH01129221A JP28704587A JP28704587A JPH01129221A JP H01129221 A JPH01129221 A JP H01129221A JP 28704587 A JP28704587 A JP 28704587A JP 28704587 A JP28704587 A JP 28704587A JP H01129221 A JPH01129221 A JP H01129221A
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JP
Japan
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lens
group
variable
refractive power
power
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JP28704587A
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English (en)
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Noriyoshi Suzuki
宣義 鈴木
Masaharu Suzuki
正治 鈴木
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な屈折力
可変レンズを有した変倍光学系に関し、特にレンズ群の
移動数を少なくし、レンズ全長の短縮化を図った高性能
な屈折力可変レンズを有した変倍光学系に関するもので
ある。
(従来の技術) 従来より変倍光学系においては変倍用のレンズ群と変倍
に伴う像面変動を補正する為のレンズ群の少なくとも2
つのレンズ群を光軸上それらのレンズ群が互いに干渉し
ないように移動させて変倍を行っていた。こ、のうち像
面変動を補正する為のレンズ群には光軸上非直線的に高
精度に移動させることが要求されている。
一般にレンズ群を光軸上非直線的に高精度に移動させる
にはレンズ鏡筒上のカム機構を高積度に構成しなければ
ならず、この為レンズ鏡筒構造が複雑になる傾向があっ
た。
又、変倍光学系において高変倍比な得るには変倍用のレ
ンズ群の屈折力を強め、若しくは移動量を増加させる必
要があった。しかしながら、レンズ群の屈折力を強める
と変倍に伴う収差変動が増大し、特に明るいレンズ系に
おいては、この収差変動を良好に補正するのが難しくな
ってくる。
又、レンズ群の移動数や移動量を増大させるとレンズ全
長が増大し、レンズ系全体の小型化を図るのが難しくな
ってくる。
これに対してレンズ系中の少なくとも1つのレンズ群の
屈折力を変化させると共に、少なくとも1つのレンズ群
を光軸上移動させることにより、変倍及び変倍に伴う像
面変動の補正を行った変倍光学系が、例えば特開昭59
−116711号公報で提案されている。同公報の変倍
光学系においてレンズ群の移動量を少なくしレンズ系全
体の小型化を図っている。
又、一般に変倍光学系においてはフォーカスの際に第1
群を光軸上移動させている場合が多く、この結果第1群
の有効径を増大させる一因となっていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は全体的にレンズ群の移動数を少なくしつつ高変
倍化を図り、更にレンズ系全体の小型化を図った屈折力
可変レンズを有した変倍光学系の提供を目的とする。
本発明は更なる目的は、1つのレンズ群を光軸上移動さ
せることにより、変倍及び像面変動の補正を行いレンズ
鏡筒上の簡素化を図った屈折力可変レンズを有した変倍
光学系の提供にある。
(問題点を解決するための手段) 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、そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有し
、前記第2群を光軸上移動させると共に該第2群中の少
なくとも1つのレンズの屈折力を変化させることにより
変倍を行う際、前記第2群の最長焦点距離と最短焦点距
離を各々f2MAX、f2MIN、前記第2群の広角端
と望遠端の結像倍率を各々β2W、β2Tとしたとき 1.1<f2MAX/f2MIN<1.3・−(1)0
.5〈  β2W・β2T<1.2   ・−(2)な
る条件を満足することである。
(実施例) 第1図、第2図は各々本発明の数値実施例1゜2のレン
ズ断面図である。図中、Llは固定の正の屈折力の第1
群、Llは変倍の際、屈折力を変化させつつ矢印の方向
に光軸上移動する負の屈折力の第2群、L3は正の屈折
力の第3群である。
第2群は変倍及び物体距離変化に伴うフォーカスをレン
ズ面の曲率半径を変え屈折力を変化させることにより行
う少なくとも1つのレンズ面■を有している。
このうち第1図の数値実施例1では、第2群は負の第2
1レンズ、負の第22レンズ、そして正の第23レンズ
を有しており、該第22レンズの屈折力を変化させてい
る。
又、第2図の数値実施例2では、第2群は正の第21レ
ンズ、負の第22レンズ、負の第23レンズ、そして正
の第24レンズを有しており、該第21レンズの屈折力
を変化させている。
尚、第21レンズの代わりに第24レンズの屈折力を変
化させるようにしても良い。
本実施例では第2群を矢印に示すように像面側に直接的
に若しくは非直接的に光軸上移動させつつ、該第2群全
体の屈折力を変化させることにより像面な一定位置に維
持しつつ広角端から望遠端への変倍を行っている。
これにより全体的に少ない移動量で所定の変倍比を効果
的に得て、レンズ全長の短縮化及び変倍比6程度の高変
倍化な図った変倍光学系を達成している。
又、本実施例では第2群の屈折力を変化させてフォーカ
スを行うことにより、第1群を繰り出してフォーカスを
行う場合に比べて第1群のレンズ外径の縮少化を図り、
変倍光学系全体の小型化を達成している。
更に、変倍光学系全体にわたり第2群のみを移動させる
構成をとることによりレンズ鏡筒構造の簡素化を図って
いる。
そして本実施例においては、前述の条件式(1)。
(2)を満足するように第2群を設定することにより変
倍における収差変動が少なく、しかも高変倍比が容易に
得られる変倍光学系を達成している。
次相条件式(+) 、 (2)の技術的意味について説
明する。
条件式(1)は第2群の変倍の際の屈折力変化幅を制限
し、主に変倍に伴う収差変動、特に倍率色収差と歪曲収
差を良好に補正する為のものである。上限値を越えて屈
折力変化が大きくなりすぎると高変倍化は容易となるが
倍率色収差や歪曲収差の変動が大きくなり好ましくない
。又、下限値を越えて屈折力変化が小さすぎると所定の
変倍比な得るのに第2群の移動量を増加させねばならな
くなりレンズ全長が長くなってくるので良くない。
条件式(2)は第2群の広角端と望遠端における結像倍
率の積に関し、主に広角端と望遠端における収差補正を
バランス良く行う為のものである。
上限値を越えて結像倍率の積が大きくなりすぎると第2
群の移動の際の敏感度が厳しくなり、高い製作精度が要
求されてくるので良くない。又、下限値を越えて結像倍
率の積が小さくなりすぎると所定の焦点距離範囲を得る
のが難しくなってくる。
尚、本実施例において全変倍範囲にわたり諸収差をバラ
ンス良く補正する為には第3群のレンズ構成を次に如く
設定するのが良い。
即ち、物体側より順に像面側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正
レンズ、像面側に凸面を向けたイニスカス状の負レンズ
、両レンズ面が凸面の正レンズ、負レンズ、両レンズ面
が凸面の正レンズ、そして物体側に凸面を向けたメニス
カス状の正レンズの7つのレンズより構成するのが良い
又は両レンズ面が凸面の正レンズ、両レンズ面が凹面の
負レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状の正レン
ズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、そして物体側に凸面
を向けたメニスカス状の正レンズの5つのレンズより構
成するのが良しA0木木実側においてレンズの屈折力を
変化させる方法は、例えば特開昭60−254013号
公報や特開昭60−254014号公報で開示されてい
るように天然ゴム等の透明の塊状の弾性体自体を部材の
開口力)ら凸状に突出又は凹状に沈降させることによっ
て、その開口部での弾性体が形成する光学表面、即ちレ
ンズ面及びレンズ厚を変形させて行っても良い。このと
き弾性体としては物体に力を加えると変形を起し、加え
た力があまり大きくなし)限り(弾性限界内で)、力を
取り去ると変形も元にもどる性質(弾性)を有するもの
が好ましい。
その他レンズの屈折力を変化させる方法として例えばレ
ンズを内部が中空となる透明弾性体で形成し、内部に空
気と異る屈折率の液体若しくは気体を挿入し、内部の状
態を制御してレンズ面の曲率半径を変化させて行っても
良い。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
iは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、D
i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
の屈折率とアラへ数である。
数値実施例I RI”  12.455  D I= 0.238  
N I−1,805+8 v  l−25,4R2= 
 4.750 02= 0.832  N 21−1.
60311 v 2−60.713−−14.517.
  D 3−0.017n 4− 4.157 04−
0.534  N 3=1.69680 v 3−55
.51+ 5− 13.647 05− 可変R6= 
 95.128  D 6= 0.102 84−1.
77250 v 4=49.6R7−’  1.403
  D 7−0.745R8−可変  D 8−0.1
39  N 5−1.40590 v 5−5’2.5
1+ 9− 2.077 09−0.253 86−1
.84666シ6−23.9nlO−7,370010
−可変 RII= −14,480Dll−0,329N 7−
1.57003 v 7−47.3RI2− −3.2
16 012−0.215RI3− 絞り  D13−
0.227RI4=  1.946 014−0.39
0  N 8−1.65844 v 8−50.9R1
5−5,181D]5−0.351R16−−2,52
2016−0,136N 91.805+8 v 9−
25.4R17−−11,690017−0,027R
I8− 2.4目 018−0.420  N10=1
.65844 シ1O−50.9R19−−6,166
D19−0.629R20=  18.572  D2
0−0.113  Ni1−1.80518 ull−
25,4R2]−1,178021−0,292R22
−3,227D22−0.293  N12−1.65
844シ12謔50.9R23−−5,19023−0
,017R24−1,307024−0,341Nl3
−1.603+1 v 13J0.7R25−9,99
0D25−0.227826〜  ■  D26−0.
625  N+4−1.51633シ14−64.lR
27麿   ω 数値実施例2 R1−5,6690I璽0.171  N l−1,8
0518ν 1−25.4R2−2,87202−0,
642N 2−1.50:III シ2−60.7R3
−−15,644D 3−0.014R4〜 2.81
2 04−0.388 83−1.60311シ3−6
0.7R5−9,78005−可変 R6−可変  D 6= 0.097 84−1.40
52  v 4・52.OR7−4,48607−0,
082N 5−1.77250 v 5−49.608
−0.986D8−0.329 119=  −1,277D 9−0.082  N 
6−1.7200  v  6−50.2fllQ−1
,243010−0,2:II  87==1.846
86 v 7−23.9nl+−−8,430Dll−
可変 11+?  1.397  DI2−0.510  N
 8−1.603+1 u 8−60.71113− 
−:]、813 013−0.377R14=  −1
,112DI4−0.655  N 9−1.8466
6  v  9−23.91115− 3.833 0
15−0.212旧6−−55.948  D16= 
0.331  Nl0−1.80311 シ1o−60
.71117− −1.416 017−0.014 
 。
旧8− 3.890  DI8= 0.221  NI
IJ、60311 v 11−60.7旧9− −4.
529 019−0.014+120−  1.8’1
8 020−0.259  Nl2−1.6’0311
  v12−60.7R21−5,265021−1,
120R22−oo    022−0.410  N
i3”1.5+633  シ13−64.lR23−■ (発明の効果) 本発明によれば所定の屈折力の3つのレンズ群より成る
変倍光学系において、変倍及びフォーカスの際に第2群
中の少なくとも1つのレンズ面の屈折力を一定条件のも
とで変化させることにより、レンズ全長を短縮化し、か
つ第1群の有効径の縮少化し、レンズ系全体の小型化を
図った高性能な屈折力可変レンズを有した変倍光学系を
達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は各々本発明の数値実施例1゜2のレン
ズ断面図、第3図、第4図は各々本発明の数値実施例1
.2の無限遠物体に対する諸収差図である。 収差図において(A)は広角端、(B)は望遠端の収差
である。レンズ断面図においてLl。 L2.L3は順に第1.第2.第3群、spは絞りであ
る。 鴬   2    図 宿  3  図(A) F/1.2      63=24°     #:2
4’      W=24゜F/14    1.J=
4.69    u= 4.6@u:4.6’講   
 4    図(A) F/2.0     bJ=22’    ω二22@
     α:22゜−°°°轟11イ゛−”、7p4
ua’−°°誓曲□えλ妬°゛1;+シ賢勇   4 
  図 (B) F/2.0      町=6.1°    (J:6
j°    t−5:6.I。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群
    を有し、前記第2群を光軸上移動させると共に該第2群
    中の少なくとも1つのレンズの屈折力を変化させること
    により変倍を行う際、前記第2群の最長焦点距離と最短
    焦点距離を各々f2MAX、f2MIN、前記第2群の
    広角端と望遠端の結像倍率を各々β2W、β2Tとした
    とき 1.1<f2MAX/f2MIN<1.3 0.5<β2W・β2T<1.2 なる条件を満足することを特徴とする屈折力可変レンズ
    を有した変倍光学系。
  2. (2)前記第2群は負の第21レンズ、負の第22レン
    ズ、そして正の第23レンズを有しており、該第22レ
    ンズの屈折力を変化させたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の屈折力可変レンズを有した変倍光学系
  3. (3)前記第2群は正の第21レンズ、負の第22レン
    ズ、負の第23レンズ、そして正の第24レンズを有し
    ており、該第21レンズ若しくは該第24レンズの屈折
    力を変化させたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の屈折力可変レンズを有した変倍光学系。
  4. (4)前記第2群の屈折力を変化させることによりフォ
    ーカスを行ったことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の屈折力可変レンズを有した変倍光学系。
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