JPH04158325A

JPH04158325A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH04158325A
Application number: JP28524690A
Authority: JP
Inventors: Atsujirou Ishii; 石井　敦次郎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1992-06-01
Anticipated expiration: 2015-06-19
Also published as: JP3054185B2

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、ビデオカメラ用等の小型で高変倍比のズーム
レンズに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、８ミリビデオカメラ用のズームレンズとしては
、４群からなるズームレンズが最も多く使用されている
。これは、正の屈折力を持ち、変倍中固定の第１群と、
負の屈折力を持ち、可動で変倍作用を有する第２群と、
負又は正の屈折力を持ち、可動で像位置補正作用を有す
る第３群とによりズーム部を構成し、正の屈折力を持つ
第４群を結像部（リレ一部）としているものである。こ
れに対し、最近では、特開平２−５３０１７号にみられ
るように、上記の第３群を省略し、第４群を前群と後群
に分けて、後群を可動にして、これに像位置補正作用を
持たせることによって、レンズ系の小型化やレンズ枚数
の削減を達成しているものがある。

これらは、民生用として製品化されているもので、変倍
比が６倍あるいは８倍までのものがほとんどである。こ
れらをさらに高変倍比にしようとすると、変倍作用を持
つ第２群にそれだけの倍率変化を負担させなければなら
ず、第２群の移動量が大きくなる等のだと１第１群のレ
ンズ径や、レンズ全長が著しく大きくなり、最近のビデ
オカメラの小型軽量化の流れに反することになるので、
これ以上の高変倍比化はほとんど行われていない。

従来、高変倍比にし、なおかつレンズ系を小型に保つた
めの手段として、レンズ系前方にコンバージョンレンズ
を取り付けることによって焦点距離範囲を変化させたり
、エクステンダーと呼ばれるカメラに内蔵されたレンズ
を結像部に挿入したり、結像部内の一部のレンズを光軸
方向に移動させることによって焦点距離範囲を変化させ
るもの等が知られている。しかし、これらは最短焦点距
離から最長焦点距離に到るまでが連続でなく、撮影中に
焦点距離を変化させるためには、−時画懺が中断されな
ければならないという欠点がある。

また、ズーム部をレンズ系内に２つ設けて、最短焦点距
離から最長焦点距離に到るまで連続に高変倍比を達成し
ているものに、特開昭４９−６６３５４号のもの等があ
る。これは、第１〜４群の第１の変倍部と、第５〜７群
の第２の変倍部兼結像部とからなっていて、両変倍部と
も、それぞれ第２．３群と第５．６群の２つずつの可動
部を有して、それぞれの変倍部が独立に像位置を一定に
保ちなから変倍できる機能を持っているものである。こ
の場合、両変倍部にそれぞれ２つの群を動かすためのズ
ームカム等の連動機構が必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、
その目的は、以上のような従来のものの問題点を解決し
、新たなズーム機構の採用により、小型で高変倍比を有
し、レンズ構成や機械的構成を簡略化したズームレンズ
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明のズームレンズ系は、物体側
から順に、正の屈折力を有し、変倍時固定の第１群と、
負の屈折力を有し、変倍時可動で主な変倍作用を行う第
２群と、正の屈折力を有し、変倍時固定で開口絞りを含
む第３群と、負の屈折力を有し、変倍時可動で補助的な
変倍作用を行う第４群と、正の屈折力を有し変倍時固定
の第５群と、正の屈折力を有し、変倍時可動で像位置補
正作用を行う第６群とからなることを特徴とするもので
ある。ここで、変倍作用は第２群と第４群が行い、この
２つの群の移動による像位置の変動を第６群の移動によ
って補正するようになっている。

この場合、広角端から望遠端に到る変倍の際、第２群が
静止して第４群が移動している焦点距離範囲と、第２群
が移動して第４群が静止している焦点距離範囲とを有す
るのが望ましい。

〔作用〕

上記したように、本発明のズームレンズ系においては、
変倍作用は第２群と第４群が行い、この２つの群の移動
による像位置の変動を第６群の移動によって補正するよ
うになっている。このため、変倍部は２つに分かれてい
るが、可動の群は３群にすることができる。ここで、第
２の変倍部が負担する変倍比Ｚ。に対して、１．２＜２１□く２　　　　　　　　　・・・■の範囲
内にあることが望ましい。ここで、ＺＩ□は、第２群を
最も物体側の位置に固定して、第４群を最も物体側の位
置から最も像側の位置まで動かして変倍し、第６群にて
像位置補正を行ったと仮定したときの変倍比である。Ｚ
、、が１．２以下になると、変倍部を２つに分けた効果
が薄く、従来の４群タイプの方がレンズ枚数等の点で有
利である。

Ｚ　Ｉ＋が２以上になると、第４群の移動量が大きくな
り、第５．６群を通る軸外の光線高が高くなり過ぎて、
軸外収差の補正が困難となる。

さらに、本発明では、変倍中に第２群の倍率が−１を含
むようにすると、第２群の移動による像面移動を補正す
るための第６群の移動軌跡が物体側に凸の往復運動とな
り、移動スペースが少なくてすむため、効率的である。

また、第２群と第４群を一方を固定して他方を移動させ
るようにして別々に変倍すると、後記する本発明の実施
例のように、それぞれの変倍に対する第６群の移動範囲
を共有できるため、小型化に有利である。

また、本発明においては、広角端における第３群の横倍
率をβ３とすると、０．５＜ｌβ３１＜２．５　　　　　・・・■を満たす
ことが望ましい。この条件の下限を越えると、第３群以
下の各群の屈折力が大きくなり過ぎ、各群で発生する諸
収差の補正が困難になる。

一方、その上限を越えると、第４群の変倍のための移動
量が大きくなり過ぎて好ましくない。

また、最も物体側の面から入射瞳位置までの光軸上の距
離が長い程、また、画角が大きい程、第１群での最大像
高の光線高が高くなって第１群のレンズ径が大きくなり
やすい。第２群が物体側から像側に移動するにつれて、
画角は小さくなって行くが、入射瞳位置までの距離が大
きくなるため、従来のズームレンズでは、最短焦点距離
よりもやや長い焦点距離において、最大像高の光線高が
最も高くなる場合があった。本発明のズームレンズでは
、第２群を物体側に固定したまま、第４群で変倍するか
、又は、第２群と第４群を同時に移動させることによっ
て、同じ画角の変化に対して第２群の移動量を小さくす
ることができるため、前玉径の小型化にも有利である。

さらに、本発明におし）では、第１群を物体側から順に
負レンズ、正レンズ、正レンズの３枚構成とするのが望
ましく、また、第２群を物体側から順に負レンズ、負レ
ンズ、正レンズの３枚構成とするのが望ましい。これら
は、何れも入射瞳位置をできるだけ物体側に置き、色収
差やその他の諸収差を良好に補正するために有効な配置
である。

また、本発明のズームレンズにおいては、第６群を繰り
出すことによってフォーカシングを行うようにすれば、
第１群を繰り出してフォーカシングを行う場合の周辺光
量低下及び前玉径の増大を防ぐことができる上、フォー
カシングのための新たな可動群を設けなくてもよいとい
う利点がある。

また、ＴＴＬのオートフォーカスによって変倍中も常に
焦点が合うように第６群の位置を制御するようにすれば
、変倍のための機械的連動機構を省略することができる
。

〔実施例〕

次に、本発明のズームレンズの実施例について説明する
。各実施例のレンズデータは後に示すが、第１図に実施
例１の広角端、中間状態■、中間状態ＩＩ、望遠端にお
けるレンズ断面を、また、第２図に実施例２の広角端、
中間状態１１中間状態［１゜望遠端におけるレンズ断面
を示す。何れの実施例も、広角端から中間状態Ｉにかけ
て第２群を固定し、第４群を像側に移動させることによ
り変倍をし、その後第４群を中間状態Ｉの位置に固定し
、中間状態■から中間状態ＩＩを経て望遠端に到るまで
第２群を像側に移動させることにより変倍を行っている
。なお、各群のレンズ構成に関しては、第１群は、実施
例１．２共、負レンズ、正レンズ、正レンズの３枚構成
である。第２群は、負レンズ、負レンズ、正レンズの３
枚構成であてあり、第３群は、実施例１は正レンズ、正
レンズ、負レンズの３枚からなり、実施例２は単一の正
レンズからなる。第４群は、何れの実施例も単一の負レ
ンズからなり、第５群も、何れの実施例も単一の正レン
ズからなる。また、第６群は、何れの実施例も正レンズ
と負の貼り合わせレンズからなる。したかって、総構成
枚数は、実施例１が１３枚からなり、実施例２は１１枚
からなる。非球面については、何れの実施例も、第３群
の最も物体側の面、第５群の最も像側の面、及び、第６
群の最も物体側の面の３面に用いている。

なお、以下において、記号は、上記の外、ＦＩＩＯはＦ
ナンバー、２ωは画角、ｒｌ、ｒ２・・・は各レンズ面
の曲率半径、ｄ＋、ｄａ・・・は各レンズ面間の間隔、
ｎ、１１．ｎ、Ｂ・・・は各レンズのｄ線の屈折率、ν
ｄｌ、νｄ２・・・は各レンズのアツベ数であり、また
、非球面形状は、光軸方向をｘ１光軸に直交する方向を
ｙとした時、次の式で表される。

ｘ＝（ｙ２／ｒ）　／　［１＋　（１−Ｐ　（ｙ２／ｒ
　’））　”２］＋＾ｙ４＋八ｍＶ” ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、＾４、＾６
は非球面係数である。

実施例１ｆ　　＝５．６７　〜８．２５　〜２３Ｊ３〜６４．０
２Ｆ、、＝１．４１　〜１．９３　〜１．７２　〜２．
７０２ω＝５８．１”〜４１．８°〜１５．４°〜５．
６゜ｒ　、　＝６６．９６３２ａ＋＝ｌｏｏ００　　　ｎ、＋、＝１．８４６６６シ、
、、＝２３．８８ｒ　２　＝２７．８９０３ｄ２＝５．５（１００ｎｄ２＝１．６５８３０ｚ２＝５
７．３３ｒ　ｓ　＝−７８，８４７６ｄコニ０．１５００ｒ　４　＝２０．３７６４ｄ　４＝２．８０００　　　ｎ　ａｓ　＝１．６９６８
０　　νａｓ　＝５５．５２ｒ　ｓ　＝３６．６６８９ａｓ＝（可動）ｒ　ｓ　＝−９１，２３４５ｄｉ　＝０．８０００　　　ｎａ４＝１．７７２５０　
　Ｗａｓ　＝４９．６６ｒ　ｑ　＝９．０７８５ｄ　、　＝２．２０００ｒ　−＝−２１，２２８７ｄｓ＝ｏ、７０００　　　ｎａｓ＝１．６９６８０ν、
＋５＝５５．５２ｒ酋＝８．００００ａ　ｓ　＝２．４００Ｏｎ　、、　＝１．８４６６６　
　νｄｇ　＝２３．７８ｒ１゜＝３９．２５４８ｄ１０＝（可動）ｒ　、、＝１９．９４５９　（非球面）ａ、＝２．５０
００　　　ｎｄｔ＝１．６０３１１ｚ７＝６０．７Ｏｒ
　＋　２＝−１７４，６６５０ｄ　＋ｚ＝１．００００ｒ、、＝　００　　（絞り）ｄ　ｌ　３＝１．００００ｒ　、　、＝１７．８４７７ｄ＋ｓ＝３．３０００　　　ｎｄｇ＝１．６０３１１シ
ａｓ＝６０．７０ｒ　１ｓ＝−１６，８７０７ａ　ｒｓ＝０．５０００ｒ　、、＝−１３，３８５５ｄ　＋ｇ＝０．８０００　　　ｎ　ｄｓ　＝１．８０５
１８　　ν＝ｒｓ　＝２５．４３ｒ　＋ｔ＝−４２，１
４４５ｄ　＋ｔ＝（可動）ｒ　、＠＝−１８，８２０９ｄ　＋ｓ＝０．７０００　　　ｎ　ａ＋ｏ４．６０７２
９　１’　ｄ＋ｏ＝４９．１９ｒ　、ｓ”２６．３２３
４ｄ＋ｓ＝（可動）ｒ　２０＝７４．５４４３ｄ　２０＝２．７０００　　　ｎ　ｄｌ＋＝１．６０３
１１　　シ、、、＝６０．７０ｒ　２．＝−１３，０３
７８（非球面）ｄ　ａ＋＝＝（可動）ｒ　＊２４３．０３５４　（非球面）ｄ２ｉ＝３．３０００　　７１＋＋２＝１．６０３１１
　　ｖ　−１２’＝６０．７Ｏｒ　２３＝−２４，０１
７８ｄｓａ＝１．ｏｏｏｏ　　　Ｔ１ｕｓ＝１．８０５１８
νａ＋１＝２５．４３ｒ　、、＝４２６．３６１０ｄｚａ＝（可動）ｒ　２％＝　■ ｄ　２ｓ”５．１０００　　　ｎ　ａ＋４＝１．５４７
７１　　シミ＋４＝６２．８３ｒ２．＝ＯＯｄ　ａｓ−１，２１００ｆ、７＝Ｃ１３ｄ　ｚｑ＝０．６０００　　　ｎ　ａ＋ｓ＝１．４８７
４９　１’　ａ＋５＝７０．２０ｒ　２自＝　０口（以下、余白）ズーム間隔非球面係数第１１面Ｐ＝１Ａ、＝０．６８８３９　Ｘｌ０−’ ＾、＝ＯＪ７８１５　Ｘｌ０−’ 第２１面Ｐ＝１Ａ、−１１，１０３３３Ｘｌ０−’ ＾＠＝−０，２２２２０Ｘ　１０−’ 第２２面Ｐ＝１Ａ４＝０．４９２５５　Ｘｌ０−’ Ａ、＝−０，１９１３２Ｘ　１０−’ Ｚ＋＋＝１．４６１β３１＝１．０３実施例２ｆ　　〜６．７０　〜８．６７　〜２３．３８〜６３．
０５Ｆ、。〜１．８１　〜１．９８〜２．０８〜３．０
０２ω＝５０．４°〜３９．９°〜１５．３°〜５．７
゜ｒ　、　＝４５．４１２５ａ＋＝１．ｏｏｏｏ　　ｎｄ＋＝１．８４６６６シａ＋
＝２３．８８ｒ　、　〜２０．４９４２ｄｚ＝５．８０００　１ｄ２＝１．６０３１１シａｚ＝
６０．７０ｒ　ａ　＝−９６，３１１７ｄ　３＝０．１５００ｒ　ｓ　−１７，４９９８ｄａ”３．４０００　７１ｄ３＝１．６９６８０！’ａ
ｓ＝５５．５２ｒ　ｓ　〜６４．３７７２ｄ、＝（可動）ｒ　ｓ　〜４４．８３２７ｄ６＝１．１０２６　　ｎｄ４＝１．７７２５０　シ、
＋４＝４９．６６ｒ　？　〜６．９５１３ｄ、〜２．５０００ｒ　ｓ　＝−１０，２５４９ａｓ＝１．ｏｏｏｏ　　　ｎａｓ＝１．６９６８０νｄ
ｓ＝５５．５２ｒ　ｓ　４０．００００ｄｓ＝２．００００　　　ｎａｓ：１．８４６６６シｄ
ｓ＝２３．７８ｒ　＋ｏ＝１３４．１２９５ｄ＋ｏ：（可動）ｒ　、、４１Ｊ２１６　（非球面）ｄ＋＋＝２．５０００　　　ｎｄｔ＝１．６０３１１１
’、＋ｔ＝６０．７０ｒ　１２＝　　４１．０８６７ｄ　＋２＝１．００００ｒ、コ＝ｏｏ（絞り）ｄ１コニ（可動）ｒ　＋　＋＝−３９，０５０５ｄ＋＜〜１．０ＯＯＯｎ＋ｓ＝１．６９８９５　　ｖ　
、、　〜３０．１２ｒ　１ｓ＝１５．７８３０ｄ　＋ｓ＝（可動）ｒ　＋ａ＝−１５，１６２５ｄ　＋ｓ＝２．００００　　　ｎ　ｄｓ　〜１．６０３
１１　　νａｓ　〜６０．７０ｒ　１ｔ＝−１０，３３
７Ｎ非球面）ｄ＋ｔ＝（可動）ｒ　１ｓ４０．８９４０　（非球面）ｄ　＋　ｅ”４．２０００　　　ｎ　＝ｈ　＋　ｏ＝１
．６９６８０　ν、　、　、＝５５．５２ｒ　１ｓ＝−
１０，５５６４ｄ＋ｓ＝１．００００　　　ｎ、、〜１．８０５１１ｚ
ｚ＝２５．４３ｒ　２０”−４６，０８７９ｄ　ａｏ＝（可動）ｒ　２＋＝　■ ｄ　２１＝５．１０００　　　ｎ　ａ＋＊＝１．５４７
７１　シミ＋２＝６２．８３ｒ２２＝ＯＯｄ　２２＝１．２１００ｒ　２コニ　■ ｄ　２ｓ＝０．６０００　　　ｎ　ｉ＋３＝１．４８７
４９　シｄ＋５＝７０．２Ｏｒ２４；　■ （以下、余白）ズーム間隔非球面係数第１１面Ｐ＝１Ａ、＝−０，１３４１６Ｘ　１０−’ ＾５＝−０，２２１１６Ｘ　１０−’ 第１７面Ｐ＝１＾、＝−０，２３５２５Ｘ　１０−’ ＾、　＝　−０，４７２４５Ｘ　１０−’第１８面Ｐ＝１Ａ４＝−０，９４０９：）Ｘ　１０−’Ａｓ　＝　−０
，２９４５４Ｘ　１０−’Ｚ＋＋＝１．２９Ｉβ３１＝１．６１以上、実施例１と２の広角端、中間状！Ｌ中間状態ＩＩ
、望遠端における収差図を第３図と第４図に示す。

〔発明の効果〕

以上、実施例に基づいて説明した通り、本発明のズーム
レンズにおいては、正、負、正、負、正、正の６群から
なり、第２群と第４群を別々のバリエータとし、第６群
を共通のコンペンゼータとする新しいズーム機構を採用
することにより、小型で高変倍比を有し、レンズ構成や
機械的構成を簡略化した特にビデオカメラ用に適したズ
ームレンズが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明のズームレンズの実施例１．２
の断面図、第３図、第４図は実施例１．２の収差図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物体側から順に、正の屈折力を有し変倍時固定の
第１群、負の屈折力を有し変倍時可動で主な変倍作用を
行う第２群、正の屈折力を有し変倍時固定で開口絞りを
含む第３群、負の屈折力を有し変倍時可動で補助的な変
倍作用を行う第４群、正の屈折力を有し変倍時固定の第
５群、正の屈折力を有し変倍時可動で前記第２群及び第
４群の移動により変動する像位置を一定に保つ作用を行
う第６群からなることを特徴とするズームレンズ。
（２）広角端から望遠端に到る変倍の際、第２群が静止
して第４群が移動している焦点距離範囲と、第２群が移
動して第４群が静止している焦点距離範囲とを有するこ
とを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。