JPH0139563B2 - - Google Patents

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JPH0139563B2
JPH0139563B2 JP56164565A JP16456581A JPH0139563B2 JP H0139563 B2 JPH0139563 B2 JP H0139563B2 JP 56164565 A JP56164565 A JP 56164565A JP 16456581 A JP16456581 A JP 16456581A JP H0139563 B2 JPH0139563 B2 JP H0139563B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
temperature
aberration
focal length
zoom
Prior art date
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Expired
Application number
JP56164565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5865407A (en
Inventor
Juto Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP56164565A priority Critical patent/JPS5865407A/en
Priority to US06/367,981 priority patent/US4653872A/en
Priority to DE19823215052 priority patent/DE3215052A1/en
Priority to GB08211701A priority patent/GB2102142A/en
Publication of JPS5865407A publication Critical patent/JPS5865407A/en
Publication of JPH0139563B2 publication Critical patent/JPH0139563B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/144Optical 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
    • G02B15/1441Optical 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 positive

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は有機ガラス製のいわゆるプラスチツク
レンズとして知られるレンズからなるズームレン
ズ、特に変倍部とマスター部とを有するズームレ
ンズ系の改良に関する。 各種のレンズ系において、構成要素としての各
レンズを全てプラスチツクレンズといわれる有機
ガラス製レンズに置き換えるならば、重量は1/
3〜1/2にもなり、大幅な軽量化をもたらすと
ともに製造コストを低くすることができる。しか
しながらプラスチツクはガラスに比較して膨張係
数が大であり屈折率の温度変化も大きいため、気
温の変化によりレンズの焦点面が移動してしまう
所謂温度収差を持つという欠点があつた。 この欠点を改良するものとして、トリプレツト
構成の固定焦点レンズに於いて、正レンズの1つ
をガラス、他の1つを低分散プラスチツク、負レ
ンズを高分散プラスチツクとして色収差を補正し
つつ、温度変化を消してしまう技術が本願と同一
出願人による特開昭55−143518号公報により知ら
れている。 この特開昭55−143518号公報においては、プラ
スチツクレンズを含むN枚のレンズよりなる固定
焦点レンズ系に対して、レンズ系の合成焦点距離
をfとしたとき第i番目のレンズをLiとし、温度
tにおけるLiの焦点距離をfi、物界側から高さf
で入射した近軸光線のレンズLiへの入射高をhi、
温度tにおけるレンズLiの屈折率をni(t)とし、
レンズを構成する材質について温度分散数iwiを wi=ni(t)−1/ni(t1)−ni(t2) 但し t1<t<t2 と定義し、個々のレンズについての温度収差係
数、 hi 2/(fiwi) の値の全系についての総和、即ち |Ni=1 hi 2/fiwi|=0 を“温度消しの条件”とした。そして、これによ
り温度t1とt2との2点について温度による焦点移
動量が零となるというものであつた。 しかしこれはあくまで固定焦点レンズに限られ
た場合であり、ズームレンズについては焦点距離
の最短と最良との状態間で焦点位置が大幅に変化
してしまう(以下、これを温度収差の変動とい
う)。例えば焦点距離の最長状態でピストンを合
わせて最短状態にズーミングした場合、常温では
ピントが合つていても、高温時又は低温時にはピ
ンボケになつてしまうこととなる。 本発明の目的は、有機ガラス製のいわゆるプラ
スチツクレンズを用いたズームレンズ系であつ
て、プラスチツクレンズの利点をそのまま有し、
また実用上十分な色収差の補正状態を維持しつ
つ、温度変化の大きな場合にもズーミングによる
全変倍域で焦点位置が実用上十分補正された比較
的簡単な構成のズームレンズ系を提供することに
ある。 上記の目的を達成したズームレンズ系の基本案
が先に本願出願人によつて出願されている(特願
昭56−59685号(特開昭57−176015号)が、それ
は主に変倍時に於ける焦点面の変化を補正する目
的で、ズームレンズの変倍系を形成するレンズ群
のうちの少なくとも1群において、該レンズ群中
のレンズ要素のうち少なくとも1個のレンズを無
機ガラスで構成したものであつた。これはズーム
倍率6程度の大きいズーム倍率のズームレンズに
は有効であるが、ズーム倍率3程度の小さいズー
ム倍率のズームレンズでは変倍部で発生する温度
変化による焦点変化がそれ程大きくない場合があ
り、このような場合には変倍系の補正を省略して
マスター部の直流成分だけのコントロールでうま
く0付近に近づいたり、正負をふりわけることに
より補正することができる。この場合、使用温度
によつてはズーミング時に焦点面が変動すること
になるが、その量が焦点深度以内付近におさえら
れておれば実害はない。 本発明は変倍部とマスター部とを有するズーム
レンズにおいてマスター部を形成する正レンズの
うち、少なくとも1個の正レンズを無機ガラスで
構成し、これによつてマスター部のみで温度補正
を行なうものである。 焦点変動のバランスをとるために、マスターレ
ンズ部を変倍部で発生する直流成分をキヤンセル
するように構成しなければならない。もちろん温
度収差のみならず色収差に於いても良好に補正す
ることが必要で、この色収差を補正しつつ温度収
差をコントロールすることが本発明の最大のポイ
ントとなる。さらにマスター部としてのパワーを
保持することも必要である。マスター部を構成す
る各レンズの焦点距離をf1,f2,……fi……fk、各
レンズの温度分散数をw1,w2,……wi,wk、各
レンズにおける近軸光線の高さをh1,h2,……hi
……hk、各レンズのアツベ数をν1,ν2……νi……
νkとすると、マスター部についての温度収差係数
Tm、色収差Cm、パワー(屈折力)Pmはそれぞ
れ、 ki=1 ki 2/fiwi=Tm (1) ki=1 ki 2/fini=Cm (2) ki=1 −hi/fi=Pm (3) と表現される。 マスター部のパワーPmをある一定の値に保持
しつつ、色収差Cm、温度収差係数Tmを互にバ
ランスさせた補正を行う必要があり、しかも短焦
点端から長焦点端までのズーミング中にあまり大
きく変動しないようにバランスさせる必要があ
る。変倍部の温度収差係数TVについて、例えば
本願出願人による先の出願(特願昭56−59685号)
の第1実施例として示した3倍ズームレンズでは
基準温度t=20℃として低温t1=−10℃と高温t2
=50℃との間で短焦点端ではTV(W)=0.00759、
長焦点端ではTV(T)=0.02413とその差0.01654の
変動がみとめられた。マスターレンズの諸変数
(曲率、面間隔、パワー配置等)を色々と変える
ことにより、変動成分はなくすことはできない
が、0に近づけたり正負に割りふることにより、
実質的な害を軽減させることができる。このバラ
ンスは固定焦点レンズで行なわれるバランスとは
異なり、短焦点距離端ではTm値を逆に負の方向
にださせるような結果となることもある。しかし
ながらこの場合は、ズーミング全体として見た時
にちようど正負がバランスされることになるわけ
である。 本発明においてはは、低温t1=−10℃と高温t2
=50℃との間において、基準温度を20℃として、
マスター部の温度収差係数Tmを −0.02≦Tm≦0.01 (4) の範囲にすることが望ましく、また、このとき、
全レンズ系の温度収差係数Ttotは最短焦点距離
状態にて、 |Ttpt(W)|≦0.01 (5) 最長焦点距離状態にて、 0.005≦Ttpt(T)≦0.03 (6) となるよう構成することが望ましい。 上記(4),(5),(6)の条件式は、変倍に伴う温度収
差の変動を良好に補正するために、光学設計の段
階における明確な指針を与えるものであり、極め
て有効な条件である。 レンズ系の全てのレンズ要素を有機ガラスで構
成すると、全系で正の屈折力を有する以上全系の
温度収差係数は必然的に正の値を有し、ズームレ
ンズであればある正の直流成分に変倍による変動
成分が加わつた値を持つ。ズームレンズのマスタ
ー部を構成する有機ガラス製レンズ個々の温度収
差係数と、全系による温度収差係数の直流成分と
を比較し、マスター部中の1個又は複数のレンズ
を組合せた係数値が全系の直流成分にほぼ等しい
レンズ要素を無機ガラスで置き換えれば、直流成
分を補正することができるのであるが、その結果
としてのマスター部の温度収差係数Tmの値は(4)
式の範囲とすることによつて、ズームレンズ全系
の良好な温度収差補正が可能となる。(4)式の下限
を外れるならば、直流成分の補正過剰となり、上
限を越えるならば、補正不足であつて変倍に伴う
温度収差の変動を実用上十分な値に補正すること
が難しい。そして、全系の温度収差係数Ttptは(5)
式の条件で表わされるごとく、最短焦点距離状態
では零を中心に負又は正の値とし、また、(6)式の
条件で表わされるごとく最長焦点距離状態では正
のやや大きな値とすることが、ズームレンズの温
度収差補正に最適である。これらの条件を満足し
ない場合には温度収差のバランスがくずれ像の悪
化が避けられない。 さらに本発明においては、マスター部に設けら
れる無機ガラス製レンズについて、前記(2)式で示
したごとき色収差の良好な補正のために、そのア
ツベ数νdは>50であることが望ましい。また、
屈折力が大きい有機ガラス製レンズほど固有の温
度収差係数が大きいため、全系で生ずる温度収差
係数の正の直流成分を補正するためには、マスタ
ー部中のより屈折力の大きな正レンズ要素を無機
ガラスで構成することが有利である。 以下に本発明の実施例について説明する。 本発明の第1実施例は、基本的にはいわゆる4
群ズームレンズであり、その構成は第1図に示す
ごとく、物体側より順にフオーカシング群として
の正の第1群G1、バリエーターとしての負の第
2群G3、コンペンセーターとしての正の第3群
G3、マスター部としての正の第4群G4を有する
スーム比3、Fナンバー1.8のズームレンズ系で
ある。ここで第1群、第2群、第3群が変倍部を
構成している。そして、第1群G1はポリスチレ
ンP8よりなる負レンズL1と、これと貼り合わせ
のアクリル(PMMA)よりなる正レンズL2、さ
らにアクリルよりなる正レンズL3で構成され、
第2群G2はアクリルよりなる負レンズL4、アク
リルよりなる負レンズL5、これと貼り合せのポ
リスチレンよりなる正レンズL6で構成され、第
3群G3はアクリルよりなる正レンズL7よりなる。
マスター部のリレー系は第4群G4は無機ガラス
よりなる正レンズL8、ポリスチレンよりなる負
レンズL9、アクリルよりなる2個の正レンズL10
L11で構成されている。第1図中、無機ガラス製
のレンズを斜線で示した。 第1実施例の諸元を下記表1に示す。表中には
各レンズ要素の温度分散数wiも記した。この温
度分散数wiは基準温度t=20℃、低温t1=−10
℃、高温t2=50℃で計算された値である。
The present invention relates to a zoom lens made of a so-called plastic lens made of organic glass, and particularly to an improvement of a zoom lens system having a variable power section and a master section. In various lens systems, if all the lenses as constituent elements are replaced with organic glass lenses called plastic lenses, the weight will be reduced by 1/1.
The weight can be reduced to 3 to 1/2, resulting in a significant weight reduction and lower manufacturing costs. However, plastic has a larger coefficient of expansion than glass, and its refractive index changes greatly with temperature, so it has the disadvantage of having so-called temperature aberration, which causes the focal plane of the lens to shift due to changes in temperature. In order to improve this drawback, in a fixed focal length lens with a triplet configuration, one of the positive lenses is made of glass, the other one is made of low dispersion plastic, and the negative lens is made of high dispersion plastic to correct chromatic aberration while changing temperature. A technique for erasing is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 143518/1983, filed by the same applicant as the present application. In this Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-143518, for a fixed focus lens system consisting of N lenses including a plastic lens, when the composite focal length of the lens system is f, the i-th lens is Li, The focal length of Li at temperature t is fi, and the height from the object side is f.
The incident height of the paraxial ray to the lens Li is hi,
Let the refractive index of the lens Li at the temperature t be n i (t),
The temperature dispersion number iwi of the material constituting the lens is defined as w i = n i (t) - 1/n i (t 1 ) - n i (t 2 ), where t 1 < t < t 2 , and each lens The temperature aberration coefficient h i 2 /(f i w i ) for the entire system, that is, | Ni=1 h i 2 /f i w i |=0 is the “temperature extinction condition”. And so. As a result, the amount of focal shift due to temperature becomes zero for the two points t 1 and t 2 . However, this is limited to fixed focus lenses; for zoom lenses, the focal position changes significantly between the shortest and best focal length states (hereinafter referred to as temperature aberration fluctuations). . For example, if the piston is set at the longest focal length and zoomed to the shortest focal length, even if the object is in focus at room temperature, it will be out of focus at high or low temperatures. An object of the present invention is to provide a zoom lens system using a so-called plastic lens made of organic glass, which has the advantages of a plastic lens.
Further, it is an object of the present invention to provide a zoom lens system having a relatively simple configuration, in which the focal position is practically sufficiently corrected in the entire magnification range by zooming even when there is a large temperature change while maintaining a practically sufficient correction state of chromatic aberration. It is in. A basic proposal for a zoom lens system that achieved the above objectives was previously filed by the applicant (Japanese Patent Application No. 56-59685 (Japanese Patent Laid-open No. 57-176015), but it is mainly used when changing the magnification. For the purpose of correcting changes in the focal plane of a zoom lens, in at least one of the lens groups forming the variable power system of the zoom lens, at least one lens among the lens elements in the lens group is made of inorganic glass. This is effective for a zoom lens with a large zoom magnification of about 6, but for a zoom lens with a small zoom magnification of about 3, the focal point changes due to temperature changes occurring in the variable magnification section. In some cases, it may not be so large, and in such cases, correction can be made by omitting the correction of the variable magnification system and controlling only the DC component of the master section to successfully approach 0, or by distributing the positive and negative components. In this case, the focal plane may change during zooming depending on the operating temperature, but there is no actual harm if the amount is kept within the depth of focus.The present invention has a variable power section and a master section. At least one of the positive lenses that form the master section in a zoom lens is made of inorganic glass, so that temperature correction is performed only in the master section.In order to balance focal fluctuations. , the master lens section must be configured to cancel the DC component generated in the variable magnification section.Of course, it is necessary to properly correct not only temperature aberration but also chromatic aberration, and while correcting this chromatic aberration, The most important point of the present invention is to control temperature aberration.It is also necessary to maintain the power of the master section.The focal length of each lens that makes up the master section is set to f 1 , f 2 , ... f i ...f k , the temperature dispersion number of each lens is w 1 , w 2 , ... w i , w k , the height of the paraxial ray in each lens is h 1 , h 2 , ... h i
...h k , the Atsube number of each lens is ν 1 , ν 2 ... ν i ...
Let ν k be the temperature aberration coefficient for the master part.
Tm, chromatic aberration Cm, and power (refracting power) Pm are ki=1 k i 2 /f i w i =Tm (1) ki=1 k i 2 /f i n i =Cm (2) It is expressed as ki=1 −h i /f i =Pm (3). It is necessary to perform corrections that balance the chromatic aberration Cm and the temperature aberration coefficient Tm while maintaining the power Pm of the master section at a certain value. It is necessary to balance it so that it does not fluctuate. Regarding the temperature aberration coefficient T V of the variable power section, for example, the applicant's previous application (Japanese Patent Application No. 1983-59685)
In the 3x zoom lens shown as the first example, the reference temperature t = 20°C, the low temperature t 1 = -10°C and the high temperature t 2
= 50℃ and at short focus end T V (W) = 0.00759,
At the long focus end, a variation of T V (T) = 0.02413 and a difference of 0.01654 was observed. By changing various variables of the master lens (curvature, interplanar spacing, power arrangement, etc.), it is not possible to eliminate the fluctuation component, but by approaching it to 0 or dividing it into positive and negative values,
Substantial harm can be reduced. This balance is different from the balance performed with fixed focus lenses, and at the short focal length end, the Tm value may be pushed in the negative direction. However, in this case, the positive and negative values are balanced when looking at the zooming as a whole. In the present invention, the low temperature t 1 = -10°C and the high temperature t 2
= 50℃, assuming the reference temperature is 20℃,
It is desirable that the temperature aberration coefficient Tm of the master part is in the range -0.02≦Tm≦0.01 (4), and in this case,
The temperature aberration coefficient Ttot of the entire lens system is set to be |T tpt (W)|≦0.01 (5) at the shortest focal length, and 0.005≦T tpt (T) ≦0.03 (6) at the longest focal length. It is desirable to configure The conditional expressions (4), (5), and (6) above provide clear guidelines at the optical design stage in order to properly correct fluctuations in temperature aberrations associated with zooming, and are extremely effective. It is a condition. If all lens elements of a lens system are made of organic glass, the temperature aberration coefficient of the entire system will inevitably have a positive value since the entire system has positive refractive power, and if it is a zoom lens, a certain positive DC It has a value that includes a variable component due to scaling. The temperature aberration coefficient of each organic glass lens constituting the master section of the zoom lens is compared with the DC component of the temperature aberration coefficient of the entire system, and the coefficient value of one or more lenses in the master section is calculated as a whole. If the lens element that is almost equal to the DC component of the system is replaced with an inorganic glass, the DC component can be corrected, but the resulting value of the temperature aberration coefficient Tm of the master section is (4)
By setting the value within the range of the formula, it becomes possible to satisfactorily correct temperature aberrations of the entire zoom lens system. If the lower limit of equation (4) is exceeded, the DC component will be overcorrected, and if the upper limit is exceeded, the correction will be insufficient, making it difficult to correct temperature aberration fluctuations due to zooming to a practically sufficient value. And the temperature aberration coefficient T tpt of the entire system is (5)
As expressed by the condition in equation (6), it can be a negative or positive value around zero in the shortest focal length state, and it can be a slightly larger positive value in the longest focal length state, as expressed in the condition in equation (6). , ideal for correcting temperature aberrations in zoom lenses. If these conditions are not satisfied, the balance of temperature aberrations will be disrupted and deterioration of the image will inevitably occur. Furthermore, in the present invention, it is desirable that the Abbe number νd of the inorganic glass lens provided in the master portion be >50 in order to satisfactorily correct the chromatic aberration as shown in equation (2) above. Also,
Organic glass lenses with larger refractive power have larger inherent temperature aberration coefficients, so in order to correct the positive DC component of the temperature aberration coefficient that occurs in the entire system, it is necessary to use a positive lens element with a larger refractive power in the master section. Advantageously, it is made of inorganic glass. Examples of the present invention will be described below. The first embodiment of the invention basically consists of the so-called 4
It is a group zoom lens, and its configuration, as shown in Figure 1, consists of, in order from the object side, a positive first group G 1 as a focusing group, a negative second group G 3 as a variator, and a positive first group as a compensator. Group 3
This is a zoom lens system with a zoom ratio of 3 and an F number of 1.8, which includes G 3 and a positive fourth group G 4 as a master section. Here, the first group, second group, and third group constitute a variable power section. The first group G 1 is composed of a negative lens L 1 made of polystyrene P 8 , a positive lens L 2 made of acrylic (PMMA) bonded to this, and a positive lens L 3 made of acrylic.
The second group G 2 is composed of a negative lens L 4 made of acrylic, a negative lens L 5 made of acrylic, and a positive lens L 6 made of polystyrene bonded to this, and the third group G 3 is a positive lens L made of acrylic. Consists of 7 .
The relay system of the master section is the fourth group G4 , which includes a positive lens L 8 made of inorganic glass, a negative lens L 9 made of polystyrene, two positive lenses L 10 made of acrylic,
Consists of L 11 . In FIG. 1, lenses made of inorganic glass are indicated by diagonal lines. The specifications of the first example are shown in Table 1 below. The temperature dispersion number wi of each lens element is also listed in the table. This temperature dispersion number wi is the reference temperature t = 20℃ and the low temperature t 1 = -10
℃, high temperature t 2 =50℃.

【表】 本第1実施例において、温度収差の補正前すな
わち、第8レンズL8をアクリルで形成し全ての
レンズ要素を有機ガラスで構成した場合には、全
系の温度収差係数は最短焦点距離状態でTtpt(W)
=0.03981、最長焦点距離状態でTtpt(T)=0.0565
であり、共に正に大きな値である。そこで、本実
施例では第8レンズL8を無機ガラスで構成した
ものであり、この結果マスター部としての第4群
の温度収差係数は補正前のTm=0.03334からTm
=0.00037と小さくなり、全系ではTtpt(W)=
0.00684、Ttpt(T)=0.02353となり、変動成分を
除くことはできないがかなり小さな値とすること
ができた。 本第1実施例の光線収差を第2図に示す。第2
図中aは最短焦点距離状態、bは中間焦点距離状
態、cは最長焦点距離状態を示し、Sphは球面収
差、Astは非点収差、Disは歪曲収差を示す。d
線(λ=587.6mm)を基準波長とし、色収差の補
正の目やすとしてg線(λ=435.8mm)を用いて
示した。本実施例の温度収差の補正の効果を第3
図、第4図に示す。第3図は温度収差を補正した
実施例の収差図であり、第4図は温度収差補正前
すなわち、L8をアクリルで形成し、マスター部
としての第4群G4を全て有機ガラスで構成した
場合の収差図である。各図において、aは最短焦
点距離状態、bは中間焦点距離状態、cは最長焦
点距離状態を示し、Sphは球面収差、Astは非点
収差を示す。また、基準温度を20℃とし、−10℃
の低温状態をt1で、50℃の高温状態をt2でそれぞ
れ示した。これらの温度収差図から本実施例のズ
ームレンズが−10℃から50℃までの大きな温度変
化に対して焦点位置の変動が少なく、しかも実用
上十分な結像性能を維持していることが明らかで
ある。 上記の第1実施例ではマスター部に1個の無機
ガラス製正レンズを用いたが、さらにもう1個の
正レンズを無機ガラスで形成することによつて、
温度収差をより良好に補正することができる。こ
のようにマスター部に2個の無機ガラス製レンズ
を用いたズームレンズの例が第2実施例である。
第2実施例では第5図に示したごとく、前記の第
1実施例で無機ガラス製レンズであつた第8レン
ズL8に加えて最も像側の正レンズである第11レ
ンズL11をも無機ガラスで構成したものである。
最も像側のレンズを無機ガラスとすれば、内部の
有機ガラスレンズを保護することができる。第2
実施例の諸元を下記表2に示す。
[Table] In the first embodiment, before temperature aberration correction, that is, when the eighth lens L8 is made of acrylic and all lens elements are made of organic glass, the temperature aberration coefficient of the entire system is T tpt (W) in distance state
= 0.03981, T tpt (T) = 0.0565 in the longest focal length state
, both of which are positively large values. Therefore, in this example, the eighth lens L8 is made of inorganic glass, and as a result, the temperature aberration coefficient of the fourth group as the master section is changed from Tm = 0.03334 before correction to Tm
= 0.00037, and for the entire system T tpt (W) =
0.00684, T tpt (T) = 0.02353, and although the fluctuation component could not be eliminated, it was possible to make it a fairly small value. FIG. 2 shows the ray aberration of the first embodiment. Second
In the figure, a shows the shortest focal length state, b shows the intermediate focal length state, and c shows the longest focal length state, Sph shows spherical aberration, Ast shows astigmatism, and Dis shows distortion aberration. d
The line (λ = 587.6 mm) is used as the reference wavelength, and the g-line (λ = 435.8 mm) is used as a guide for correcting chromatic aberration. The effect of temperature aberration correction in this example is explained in the third section.
It is shown in Fig. 4. Fig. 3 is an aberration diagram of an example in which temperature aberration is corrected, and Fig. 4 is an aberration diagram of an example before temperature aberration correction, that is, L 8 is formed of acrylic, and the fourth group G 4 as a master section is entirely made of organic glass. It is an aberration diagram in the case of In each figure, a indicates the shortest focal length state, b indicates the intermediate focal length state, c indicates the longest focal length state, Sph indicates spherical aberration, and Ast indicates astigmatism. In addition, the reference temperature is 20℃, and -10℃
The low temperature state of 50°C is shown as t 1 , and the high temperature state of 50°C is shown as t 2 . From these temperature aberration diagrams, it is clear that the zoom lens of this example has little fluctuation in the focal position even with large temperature changes from -10°C to 50°C, and maintains sufficient imaging performance for practical use. It is. In the first embodiment described above, one positive lens made of inorganic glass was used in the master part, but by forming another positive lens of inorganic glass,
Temperature aberrations can be better corrected. The second embodiment is an example of a zoom lens using two inorganic glass lenses in the master portion.
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, in addition to the eighth lens L8, which was an inorganic glass lens in the first embodiment, an eleventh lens L11 , which is a positive lens closest to the image side, is also provided. It is made of inorganic glass.
If the lens closest to the image side is made of inorganic glass, the internal organic glass lens can be protected. Second
The specifications of the examples are shown in Table 2 below.

【表】 本第2実施例ではマスター部の温度収差係数は
Tm=−0.01333と負の値となり、全系の温度収差
係数は最短焦点距離状態でTtpt(W)=−0.00686、
最長焦点距離状態でTtpt(T)=0.00983となる。こ
れら各温度収差係数の値を前記第1実施例の値と
併せて下記表3に示す。
[Table] In this second embodiment, the temperature aberration coefficient of the master section is
Tm = -0.01333, which is a negative value, and the temperature aberration coefficient of the entire system is T tpt (W) = -0.00686 at the shortest focal length,
In the longest focal length state, T tpt (T) = 0.00983. The values of each of these temperature aberration coefficients are shown in Table 3 below together with the values of the first example.

【表】 そして、全系についての温度収差係数値の変倍
に伴う変化の様子を第6図に示した。第6図は縦
軸に全系の温度収差係数Ttpt、横軸に全系の焦点
距離をとつたものであり、左端は最短焦点距離
(Wide)、右端は最長焦点距離状態(Tele)を表
わす。図中、曲線aは補正前、曲線bは第1実施
例、曲線cは第2実施例の各状態の特性を示して
いる。図示のごとく、第1、第2実施例では変倍
による変動成分は除かれていないものの、その絶
対値はかなり小さくなつており、特に曲線cから
分るように第2実施例では変倍の途中で収差係数
が零となり、全変倍域にわたつて収差係数の絶対
値が極めて小さく補正されていることが明らかで
ある。 第2実施例の光線収差を第7図に、また温度収
差を第8図に示す。各収差の表示は前記第1実施
例についての第2図及び第3図と同様であり、温
度収差補正前の温度収差は第4図のとおりであ
る。各収差図の比較から、光線収差は勿論のこ
と、−10℃から50℃という温度変化に対しても温
度収差が実用上十分良好に補正されていることが
明らかであり、第6図に示した温度収差係数の特
性曲線b、cの有効性が裏付けられる。 以上述べたごとく、本発明によれば1個又は数
個のレンズ要素のみを無機ガラスで構成し、他の
レンズ要素を全てプラスチツク(有機ガラス)で
構成することにより、有機ガラスに固有の温度収
差が全変倍域にわたつて実用上十分良好に補正さ
れたズームレンズを達成することができる。そし
てプラスチツクレンズの軽量であること及び製造
の簡易であること、価格の安いこと等の多くの利
点をそのまま維持しつつ、基準光線についての収
差は勿論、色収差も実用上十分有好に補正された
優れたズームレンズとなり、極めて有用である。
[Table] FIG. 6 shows how the temperature aberration coefficient value for the entire system changes as the magnification changes. Figure 6 shows the temperature aberration coefficient T tpt of the entire system on the vertical axis and the focal length of the entire system on the horizontal axis, with the left end representing the shortest focal length (Wide) and the right end representing the longest focal length state (Tele). represent In the figure, curve a shows the characteristics before correction, curve b shows the characteristics of the first embodiment, and curve c shows the characteristics of the second embodiment. As shown in the figure, in the first and second embodiments, although the fluctuation component due to scaling is not removed, its absolute value has become considerably small. In particular, as can be seen from curve c, in the second embodiment, the fluctuation component due to scaling is not removed. It is clear that the aberration coefficient becomes zero in the middle, and the absolute value of the aberration coefficient is corrected to be extremely small over the entire magnification range. The ray aberration of the second embodiment is shown in FIG. 7, and the temperature aberration is shown in FIG. The display of each aberration is the same as in FIGS. 2 and 3 for the first embodiment, and the temperature aberration before temperature aberration correction is as shown in FIG. 4. From a comparison of each aberration diagram, it is clear that not only ray aberration but also temperature aberration is corrected sufficiently well for practical use, even for temperature changes from -10°C to 50°C, as shown in Figure 6. This confirms the effectiveness of the characteristic curves b and c of the temperature aberration coefficient. As described above, according to the present invention, only one or several lens elements are made of inorganic glass, and all other lens elements are made of plastic (organic glass), thereby eliminating temperature aberrations inherent to organic glass. It is possible to achieve a zoom lens that is sufficiently well corrected for practical use over the entire zoom range. While maintaining many of the advantages of plastic lenses, such as light weight, ease of manufacture, and low price, not only aberrations related to the reference ray, but also chromatic aberrations were corrected in a manner favorable enough for practical use. It makes an excellent zoom lens and is extremely useful.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例のズームレンズの
構成図、第2図は第1実施例の光線収差図でaは
最短焦点距離状態、bは中間焦点距離状態、cは
最長焦点距離状態を示し、Sphは球面収差、Ast
は非点収差、Disは歪曲収差を示す。第3図は温
度収差を補正した実施例の収差図、第4図は温度
収差補正前の収差図でaは最短焦点距離状態、b
は中間焦点距離状態、cは最長焦点距離状態を示
し、Sphは球面収差、Astは非点収差を示す。第
5図は第2実施例のズームレンズの構成図、第6
図は全系についての温度収差係数値の変倍に伴う
変化の様子、第7図に第2実施例の光線収差図、
第8図に第2実施例の温度収差図を示す。 主要部分の符号の説明、{G1……フオーカシン
グ群、G2……バリエーター、G3……コンペンセ
ーター、G4……マスター部}変倍部、L8……無
機ガラスからなる正レンズ、L11……無機ガラス
からなる正レンズ。
Fig. 1 is a configuration diagram of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a ray aberration diagram of the first embodiment, where a is the shortest focal length state, b is the intermediate focal length state, and c is the longest focal length. state, Sph is spherical aberration, Ast
indicates astigmatism, and Dis indicates distortion. Fig. 3 is an aberration diagram of the embodiment with temperature aberration corrected, and Fig. 4 is an aberration diagram before temperature aberration correction, where a is the shortest focal length state and b
indicates an intermediate focal length state, c indicates a maximum focal length state, Sph indicates spherical aberration, and Ast indicates astigmatism. FIG. 5 is a configuration diagram of the zoom lens of the second embodiment, and FIG.
The figure shows how the temperature aberration coefficient value changes with magnification for the entire system, and Figure 7 shows the ray aberration diagram of the second example.
FIG. 8 shows a temperature aberration diagram of the second embodiment. Explanation of the symbols of the main parts, {G 1 ... focusing group, G 2 ... variator, G 3 ... compensator, G 4 ... master section} variable power section, L 8 ... positive lens made of inorganic glass, L 11 ……Positive lens made of inorganic glass.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 変倍部とマスター部とを有し、主として有機
ガラス製のレンズからなり、前記マスター部を形
成する正レンズのうちの一部の正レンズを無機ガ
ラスで構成したズームレンズ系において、該ズー
ムレンズ系の物体側から第i番目のレンズの焦点
距離をfi、該ズームレンズ系に光軸からの高さf
で入射した近軸光線の第i番目レンズへの入射高
をhi、温度tにおける該第i番目レンズの屈折率
をniとし、該第i番目レンズを形成する材質につ
いての温度分散数wiを、 wi=ni(t)−1/ni(t1)−ni(t2) 但し、t1=−10℃ t=20℃ t2=50℃ と定義し、個々のレンズについての温度収差係
数、 hi 2/(fiwi) の値の前記マスター部についての和をTm、該ズ
ームレンズ系の最短焦点距離状態における全系に
ついての総和をTtot(W)、最長焦点距離状態に
おける全系についての総和をTtot(T)とすると
き、 −0.02≦Tm≦0.01 |Ttot(W)|≦0.01 0.005≦Ttot(T)≦0.03 の各条件を満足することを特徴とするズームレン
ズ系。
[Scope of Claims] 1. A zoom that has a variable power section and a master section, and is mainly made of lenses made of organic glass, and a part of the positive lenses of the positive lenses forming the master section are made of inorganic glass. In the lens system, the focal length of the i-th lens from the object side of the zoom lens system is f i , and the height of the zoom lens system from the optical axis is f i
The incident height of the paraxial ray incident on the i-th lens is h i , the refractive index of the i-th lens at temperature t is n i , and the temperature dispersion number w of the material forming the i-th lens is i is defined as w i = n i (t) - 1/n i (t 1 ) - n i (t 2 ), where t 1 = -10°C t = 20°C t 2 = 50°C, and each The temperature aberration coefficient for the lens, h i 2 /(f i w i ), is the sum of the values for the master part as Tm, and the sum of the entire system in the shortest focal length state of the zoom lens system as Ttot(W). It is characterized by satisfying the following conditions: -0.02≦Tm≦0.01 |Ttot(W)|≦0.01 0.005≦Ttot(T)≦0.03, where Ttot(T) is the sum total for the entire system in the longest focal length state. A zoom lens system.
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DE19823215052 DE3215052A1 (en) 1981-04-22 1982-04-22 VARIO LENS
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