JPH04138407A - ズームレンズ - Google Patents

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、ビデオカメラやスチルビデオカメラ、または
写真用カメラ等に好適な大口径、高変倍比の全変倍範囲
にわたり良好なる光学性能を有した簡易な構成のズーム
レンズに関するものである。

〔従来の技術〕

従来より写真用カメラやビデオカメラ等には大口径、高
変倍でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要求
されている。

このうち、例えば民生用のビデオカメラ用のズームレン
ズではＣＣＤ等の撮像素子の高画素化、５−ＶＨ８等の
記録方式の向上等に伴い画面全体にわたり、例えば空間
周波数で５０本／　ｍ　ｍ程度の高い解像力が要求され
ている。

この他一般のビデオカメラでは撮像素子が比較的低感度
である為に、なるべ（大口径比のズームレンズが要求さ
れている。

ズームレンズのうち物体側から順に合焦用の正の屈折力
の第１群、変（８機能を有する負の屈折力の第２群、変
倍に伴って変動する像面を補正する為の正又は負の屈折
力の第３群、そして結像用の正の屈折力の第４群の４つ
のレンズ群より成る所謂４群ズームレンズは比較的高変
倍化及び大口径化が容易である為各種のカメラに用いら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点３ ４群ズームレンズに於て構成レンズ枚数が１４枚又は１
５枚からなる高変倍ズームレンズの提案としては、特開
昭５５−９５９２２、特開昭５８−２１／１１２０、特
開昭６０−１６５６１１．特開昭６４−５５５１１、特
開昭６４−５５５１２等が揚げられる。　しかし近年ビ
デオカメラ等の小型軽量化技術が一段と進み、それに応
じてレンズの軽量化の要求も更に強いものとなり従来の
レンズ全長や重量では対応できなくなってきた。

これらの要求を満足する事には、レンズ全長の短縮、及
び全体重量の大部分を占める第１群をさらに小型化する
必要がある。

〔問題を解決する為の手段〕

これらの問題点を解決する為には、物体側より順に合焦
用の正の屈折力の第１群、変倍機能を有する負の屈折力
の第２群、変倍により変動する像面を補正する負の屈折
力の第３群、そして結像機能を有する正の屈折力の第４
群の４つのレンズ群を有し、該第１群は、物体側に凸面
を向けた貼り合わせレンズ面を有した正の屈折力の貼り
合わせレンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカスレ
ンズを有し、該第２群は、像面側に強い屈折面を向けた
負レンズと物体側に凸面を向けた貼り合わせレンズ面を
有した負の屈折力の貼り合わせレンズを有し、該第３群
は、物体側に凹面を向けた負レンズから成り、第１群の
焦点距離をＦｉ１望遠端における全系の焦点距離をＦｔ
としたとき、 ０、ｌくＩＦ２／Ｆｔ１〈０．１５　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１）０．４５＜　ｌ　Ｆ
３／Ｆｔ　ｌ　＜０．６１　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（２）１．７５＜　ＩＦｔ／Ｆｌ　
ｌ　＜２．２　　　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（３）なる条件式を満足することである。

〔実施例〕

第１図は本発明の数値実施例１のレンズ断面図である。

図中Ｉは合焦用の正の屈折力の第ルンズ群、■は広角端
から望遠端への変倍の際像面側へ単調移動する負の屈折
力第２レンズ群、■は変倍に伴い変動する像面を一定位
置に維持する為に広角端から望遠端にかけて物体側に凸
状の軌跡を有しながら光軸上移動する負の屈折力の第３
レンズ群、■は固定の結像作用を有する正の屈折力の第
４レンズ群、ｓｐは第４群中に配置した変倍中固定の絞
りである。

本実施例では第１１第２、第３レンズ群のレンズ構成を
前述の如く設定すると共に第２、第３レンズ群、及び第
ルンズ群の屈折力を（１）、（２）、（３）の如く設定
し、これにより大口径、高変倍でありながら高い光学性
能を有しつつ本発明の最大の効果である小型軽量化を達
成した。次に各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は第２レンズ群の負の屈折力を適切に設定
し、所定の変倍比を容易に得、かつ主に変倍に伴う収差
変動を少なくしつつ変倍部のレンズ長の短縮化を図る為
のものである。」二限値を越えて第２レンズ群の屈折力
が弱くなってくると所定の変倍比を確保する為の第２レ
ンズ群の移動量が増大し、変倍部のレンズ長が増大する
と共に絞りと第ルンズ群との間隔が増大し、軸外光束を
確保する為に第ルンズ群のレンズ径が増大してくるので
よくない。又、下限値を越えて第２レンズ群の屈折力が
強くなりすぎると所定の変倍比を確保する為の第２レン
ズ群の移動量は少なくなり、レンズ全長は短（なるが、
変倍に伴う収差変動が太き（なってくるので良くない。

条件式（２）は第３レンズ群の負の屈折力に関し、第３
レンズ群を物体側に凹面を向けた１つの負レンズより構
成したときの収差変動をバランスよく補正し、かつ広角
端での第１群の前玉レンズ径の増大を防止する為のもの
である。

上限値を越えて第３レンズ群の負の屈折力が弱（なりす
ぎると変倍に伴う第３レンズ群の移動量が増大し、レン
ズ全長が長（なると共に広角端における第ルンズ群の前
玉レンズ径が増大してくる。

又、下限値を越えて第３レンズ群の負の屈折力が強くな
りすぎるとペッツバール和が負の方向に増大し、非点収
差が太き（なって（るので良（ない。

条件式（３）は、第ルンズ群の焦点距離と望遠端の焦点
距離に関するものであり、合焦の為移動する第ルンズ群
が光軸と垂直方向へ微動したときに及ぼす焦点面におけ
る像の移動の関係式である。

下限値を越えると第２レンズ群の望遠端における結像倍
率を適正に保つためには第ルンズ群と第２レンズ群間隔
をの大きく開けなければならず、全長の増大や第ルンズ
群の前玉レンズ径の増大になり好ましくな（、上限値を
越えると第ルンズ群のガタつき等に対しての像の移動が
増大し加工上の精度範囲では制御できず、所謂像揺れが
発生しやすくなり好ましくない。

本発明の目的は、これら条件式により十分に達成される
ものであるが、さらに良好なる収差補正を行うには、結
像機能を有する第４レンズ群の構成として、物体側から
順に像面側に強い屈折面を有し第３レンズ群からの発散
光束を略アフォーカルにする為の１個の正レンズ、絞り
、及び両凸レンズ、物体側に強い屈折面を向けた負のメ
ニスカスレンズ、物体側に強い屈折面を向けた正レンズ
と空気間隔りをへだてて負の両凹レンズ、２つの正レン
ズからなり、物体側から順にｊ番目の曲率半径をＲ」、
像面側から数えて２個の正レンズの屈折率、アツベ数の
平均をそれぞれＮｐ、νｐ１第４群中の２個の負レンズ
の屈折率、アツベ数の平均をそれぞれＮｎ。

νｎ１像面側から数えて３個のレンズの合成焦点距離を
Ｆｒとするとき、 １．６〈ＩＲ４＋Ｒ５１／ｌＲ４−Ｒ５０，２２＜　ｌ
Ｎｎ−Ｎｐ　｜＜０．２７１２．０＜１νｐ−νｎ｜＜
１８．０ ０．｜＜Ｄ／Ｆｒ＜０．１９ なる条件式を満足することである。

条件式（４）は、第４群中物体側から２番目の正レンズ
と負レンズによって挟まれた空間の屈折力に関するもの
であり、下限値を越えると負の屈折力が増大し、第４群
の外径が増大する傾向となり好ましくなく、上限値を越
えると高次の球面収差の・・・・・・・（４） ・・・・・・・（５） ・・・・・・・（６） ・・・・・・・（７） 〈２．０ 発生を抑えきれな（なり大口径化に不向きとなる。

条件式（５）、（６）は、第４レンズ群の後群の正レン
ズ群と負レンズの屈折率及びアツベ数に関するもので、
（５）式においては下限値を越えると変倍部で発生した
負のペッツバール和を補正仕切れなくなり像面湾曲が残
留し好ましくなく、」二限値を越えると畿高次の非点格
差が発生しこれも好ましくない。

条件式（６）に関し下限値を越えると倍率の色収差が増
大し、上限値を越えると軸」二の色収差が特に望遠端で
オーバーとなり好ましくない。

条件式（７）は、第４レンズ群の焦点距離と第４レンズ
群中の物体側の４つのレンズ（以後前群と呼ぶ）と像面
側３つのレンズ（以後後群と呼ぶ）の空気間隔の関係式
で、下限値を越えると第’Ｉ　ａ中面ｌ！Ｙで発生する
高次の非点隔差を補正しきれなくなり、又上限値越える
とバックフォーカスを所定量確保することが困難となり
好ましくない。

尚、以上の説明において物体側に強い屈折面とは他方の
面、即ち像面側のレンズ面に比べて屈（ｈ力が強いとい
う意味である。像面側に強い屈折面についても同様であ
る。

次に本発明の数値実施例を示す。

数値実施例に於てＲｉは物体側より順に第１番目のレン
ズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第１番目のレン
ズ間隔及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に
第１番目のレンズのガラスの屈折率及びアツベ数である
。Ｒ２８、Ｒ２９はフェースプレート及びフィルター等
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語数値７との関
係は、表■に、さらにト１加条件式における語数値との
関係を表■に示す。

表 ■ 表 ■ −へ ■ 寸 ｕ’：＋　ＣＤ ト ■ ■ ）　≧ ）　λ ≧ ≧ ≧ −へ　　の　　寸　　の［Ｆ］　　ト　　の　　　　■
ＺＺＺＺＺＺＺＺＺ ン ン ？ −へ Ｏつ 寸 ば）ｑコ ト ■ ンン ｚ２： −へ ａつ 寸 ば）（） ０つ ■ −へ　　の　　寸　　０■　　ト　　父　　　　■ン 誂 瞑α瞑瞑α＝瞑α瞑メ二γ江叱α瞑 瞑＝瞑瞑＝叱瞑瞑＝瞑＝２＝ λ　） ≧ ≧ ≧　） 為 Ｚ に 〆− 乙 ？ 値 区氏メ区α区氏α瞑区瞑瞑区２区−肯一μｍシシ悶悶悶
陽η＝２ 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば前述の如く各レンズ群のレ
ンズ構成を設定することにより、大「１径比、高変倍比
でしかもレンズ系全体の小型化を図った高い光学性能を
有したビデオカメラや写真用カメラに好適なズームレン
ズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の数値実施例Ｉのレンズ断面図、第２図
から第５図は各々本発明の数値実施例１〜４の収差図で
ある。収差図において（Ａ）、（ｎ）、（Ｃ）はそれぞ
れ広角端、中間、望遠端を示す。図中１１■、■、■は
各々第１１第２、第３、第４群、ΔＭはメリデイオナル
像面、ΔＳはサジタル像面、ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＳＰ
は絞りである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体側より順に合焦用の正の屈折力の第１群、変
   倍機能を有する負の屈折力の第２群、変倍により変動す
   る像面を補正する負の屈折力の第３群、そして結像機能
   を有する正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、
   該第１群は、物体側に凸面を向けた貼り合わせレンズ面
   を有した正の屈折力の貼り合わせレンズと物体側に凸面
   を向けた正のメニスカスレンズを有し、該第２群は、像
   面側に強い屈折面を向けた負レンズと物体側に凸面を向
   けた貼り合わせレンズ面を有した負の屈折力の貼り合わ
   せレンズを有し、該第３群は、物体側に凹面を向けた負
   レンズから成り、第ｉ群の焦点距離をＦｉ、望遠端にお
   ける全系の焦点距離をＦｔとしたとき、 ０．１＜｜Ｆ２／Ｆｔ｜＜０．１５・・・（１） ０．４５＜｜Ｆ３／Ｆｔ｜＜０．６１・・・（２） １．７５＜｜Ｆｔ／Ｆ１｜＜２．２・・・（３） なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 （２）結像機能を有する該第４群は、物体側から順に像
   面側に強い屈折力を有し該第３群からの発散光束を略ア
   フォーカルにする為の１個の正レンズ、絞り、及び両凸
   レンズ、物体側に強い屈折力を向けた負のメニスカスレ
   ンズ、物体側に強い屈折力を向けた正レンズと空気間隔
   Ｄをへだてて負の両凹レンズ、２つの正レンズからなり
   、物体側から順にｊ番目の曲率半径をＲｊ、像面側から
   数えて２個の正レンズの屈折率、アツベ数の平均をそれ
   ぞれＮｐ、νｐ、第４群中の２個のふレンズの屈折率、
   アツベ数の平均をそれぞれＮｎ、νｎ、像面側から数え
   て３個のレンズの合成焦点距離をＦｒとするとき、 １．６＜｜Ｒ４＋Ｒ５｜／｜Ｒ４−Ｒ５｜＜２．０・・
   ・・・・・（４） ０．２２＜｜Ｎｎ−Ｎｐ｜＜０．２７・・・・・・・（
   ５） １２．０＜｜νｐ−νｎ｜＜１８．０・・・・・・・（
   ６） ０．１＜Ｄ／Ｆｒ＜０．１９・・・・・・・（７） なる条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のズームレンズ。