JPH04186210A - ズームレンズ及びこれを利用したカメラ - Google Patents

ズームレンズ及びこれを利用したカメラ

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JPH04186210A
JPH04186210A JP2314350A JP31435090A JPH04186210A JP H04186210 A JPH04186210 A JP H04186210A JP 2314350 A JP2314350 A JP 2314350A JP 31435090 A JP31435090 A JP 31435090A JP H04186210 A JPH04186210 A JP H04186210A
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JP
Japan
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lens
lens group
zoom lens
zoom
refractive power
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Application number
JP2314350A
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English (en)
Inventor
Masaharu Deguchi
出口 雅晴
Masahiko Tanitsu
雅彦 谷津
Kenji Kobayashi
健二 小林
Takesuke Maruyama
竹介 丸山
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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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
    • G02B15/145Optical 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 five groups only
    • G02B15/1451Optical 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 five groups only the first group being positive
    • G02B15/145125Optical 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 five groups only the first group being positive arranged +--++

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、特にCCD固体撮像素子等の撮像素子を有す
るビデオカメラ等に用いて好適なズームレンズ及びこれ
を用いたカメラに関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、ビデオカメラ等に用いられるズームレンズと
して、例えば特開昭63−183413号公報記載の様
な、小型、軽量なものが多数提案されて来ている。
一方、結像した画像の光電変換を行なうことによって画
像信号を読み取る小型ビデオカメラ等における撮像部と
して、CCD固体撮像素子等の撮像素子が主流となって
おり、近年こうした撮像素子の一層の小型化、高性能化
が進んで来ている。
このため、撮像素子の小型化、高性能化に伴い、それを
利用したビデオカメラに用いるズームレンズとしては、
さらに小型軽量で収差の良好に補正された性能のよいも
のが要求されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
一般に、CCD固体撮像素子等の撮像素子が小さくなれ
ば、それに対応したズームレンズ等も小型化できる。し
かし、ズームレンズは小型にする程収差補正が困難とな
り、またレンズ公差の悪化を生じ、これらを対策するた
めに、レンズ枚数を増やしたり、F値を大きくしたりし
なければならず、結局小型で高性能なズームレンズを得
られないことになる。
また、非球面を有するプラスチックレンズをズームレン
ズに適用して小型軽量化を図ろうとした場合には、温度
・湿度等の環境変化に伴う性能劣化を補償する必要が有
り、一般に上記撮像素子が小さくなればなるほど性能劣
化の許容量は小さくなり、その補償が困難になる。
一方、撮像素子の小型、高性能化が進み、その大きさが
変化すれば、その撮像素子に対応したズームレンズ等が
必要となり、同等の収差性能のものでもその都度設計を
行ない作る必要があり、製造コスト等の面からも好まし
くない。
本発明の目的は、かかる問題点を解決し、小型軽量であ
りながら、収差が良好に補正され、かつ、合成樹脂材料
を用いても温度、湿度などの環境変化に対する性能劣化
が少なく、さらに、CCD固体撮像素子等の撮像素子の
大きさが変化しても、その一部のみを換えることにより
対応でき製造コストを高くしなくて済む、ズームレンズ
及びこれを用いたカメラを提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的達成のため、本発明では、第1図に見られるよ
うに、正の屈折力を有する第1171群(1)と、それ
ぞれが負の屈折力を有し、像面(12)を一定位置に保
ちつつ、光軸に沿って同時に相互に相対的に移動するこ
とによりズーミング作用を呈する第■レンズ群(2)及
び第■レンズ群(3)と、正の屈折力を有し固定位置に
ある第■レンズ群(4)と、正の屈折力を有し結像作用
を呈する第Vレンズ群(5)と、を物体の側から順に配
置して成るズームレンズにおいて、前記第■レンズ群(
4)が、少なくともその一面が非球面であるレンズを含
む如きレンズ群であり、かつ前記第Vレンズ群(5)が
、正の屈折力を有する第1レンズ(9)と、負の屈折力
を有する第2レンズ(10)と、正の屈折力を有する第
3レンズ(11)と、を物体側より順に配置して成るレ
ンズ群であるようにした。
また前記第■レンズ群(4)と第Vレンズ群(5)のそ
れぞれが、少なくともその一面が非球面である合成樹脂
材料より成るレンズを含むこととした。更に具体的には
、前記第Vレンズ群(5)における第2レンズ(10)
が、少なくともその一面が非球面である合成樹脂材料よ
り成るレンズであることとした。
[作用] 次に、本発明における作用について説明する。
本発明のズームレンズにおいて、正の屈折力を有する第
1171群(1)は、被写体距離が変化した場合に光軸
に沿って移動することによりフォーカシングを行なう作
用を有し、第■レンズ群(2)及び第■レンズ群(3)
は、それぞれが負の屈折力を有し、像画を一定位置に保
ちつつ光軸に沿って同時に相対的に移動することにより
ズーミングを行なう作用を持ち、正の屈折力を有し、フ
ォーカシング及びズーミングに対し固定の第■レンズ群
(4)は、該第■レンズ群(3)を通過し発散した光束
を光軸にほぼ平行か、あるいは収束ぎみに作用を有し、
正の屈折力を有する第Vレンズ群(5)は、所定の明る
さと大きさで結像面(12)に像を形成する結像作用を
有する。
次に上記構成において、ズームレンズを小型化しかつ収
差を良好に補正する作用について詳細に説明する。
上記第■レンズ群(4)に設けられた少なくとも1面の
非球面は、王に球面収差を補正する働きを有し、また、
さらに、上記第Vレンズ群(5)は、物体側より順に正
の屈折力を有する第Vレンズ群の中の第1レンズ(9)
と、負の屈折力を有する第Vレンズ群の中の第2レンズ
(10)と、正の屈折力を有する第Vレンズ群の中の第
3レンズ(11)とからなる所謂トリプレット型のレン
ズ構成とし、これにより、コマ、非点収差等の結像面周
辺の収差を補正している。
また、第Vレンズ群(5)は、ズームレンズの出射瞳位
置と結像面までの距離及びハックフォーカスが充分数れ
る範囲で、できる限り絞りに近い位置に設定され、ズー
ムレンズの全長を短縮しており、さらに小型化のため光
軸に沿ったレンズの厚さをできる限り薄くシている。
その際、各レンズ群単独で収差補正を行なうと球面収差
等の残留収差が補正しきれずに良好な性能が得られない
が、上記第■レンズ群(4)に設けられた少なくとも1
面の非球面と上記第Vレンズ群(5)のレンズ構成によ
る収差補正効果が相まって小型なレンズで良好な収差補
正が可能となる。
また、本発明によるズームレンズは、上記構成のほかに
、以下の条件を満足していることが望ましい。
2.7<1flI/fi|<3.6   (イ)1.0
<III/fi|<1.9    (ロ)3、8<l 
f I/fW|<5.5   (ハ)1.9<1flV
/fI|<3.0   (ニ)但し、fl、fII、f
L  fTVはそれぞれ前記第1171群(1)、第■
レンズ群(2)、第■レンズ群(3)及び第■レンズ群
(4)の焦点距離、fwはズームレンズの広角端におけ
る全系の焦点距離である。
条件の(イ)における上限は、これを越えると、ズーム
レンズの全長が長くなり、また第■レンズ群(3)の光
軸上の位置決め精度が厳しくなり製造上問題となる。ま
た、条件の(ロ)における下限は、これを越えると、第
■レンズ群(2)の光軸上の位置決め精度が厳しくなっ
たり、第■レンズ群(4)を通過する光線の光軸からの
高さが高くなり、レンズが大型化したりする。
また、条件(ロ)における上限は、これを越えると、第
■レンズ群(4)を通過する光線の光軸からの高さが高
くなったり、第■レンズ群(3)の光軸上の位置決め精
度が厳しくなり、好ましくない。また、条件(ロ)にお
ける下限は、これを越えると、全長が長くなる等の問題
が生しる。
さらに、上記条件の(イ)、(ロ)の範囲を越えると、
収差のバランスが取れな(なり、ズーミングによる諸収
差の変動が大きくなる問題が生しる。
条件(ハ)は、この範囲を越えると、ズームレンズ全長
が長くなったり、諸収差の変動が大きくなったり、レン
ズの光軸上の位置決め精度が厳じくなる等の問題が生じ
る。
また、条件(ニ)は、この範囲を越えると、上記第Vレ
ンズ群(5)のレンズが大型化したり、残留収差が増え
る等の問題が生しる。
本発明によるズームレンズでは、さらに、上記第八ルン
ズ群(4)及び第Vレンズ群の中の第2レンズ(10)
にそれぞれ−枚の合成樹脂材料等によるプラスチックレ
ンズを設け、また該プラスチックレンズの少なくとも1
面に非球面を設け、これによるズームレンズの小型軽量
化をも実現している。
前述の様に、ズームレンズにおいて全系をさらに軽量化
しようとした場合にはプラスチックレンズを使用するこ
とが有効であるが、その際、温度と湿度等の環境変化に
伴う性能の劣化を補償する必要がある。その補償の度合
いは、撮像素子の小型、高性能化に伴いさらに厳しくな
る。
通常、温度と湿度等の変化に伴う性能の劣化を補償する
ためには、正の屈折力を有するプラスチックレンズと、
負の屈折力を有するプラスチックレンズを組合わせるこ
とにより、温度、湿度等の変化に伴う焦点距離等の変化
をお互いの変化で打ち消しあうことにより行なう。
本発明のズームレンズにおいては、正の屈折力を有する
第■レンズ群(4)と、負の屈折力を有する第Vレンズ
群の中の第2レンズ(10)にプラスチックレンズを設
けることで、温度、湿度等の変化に伴う性能の劣化の補
償を行なう作用を持たせており、さらに、該各群のプラ
スチックレンズに設けた非球面により、第Vレンズ群(
5)のトリブレット構成と相まって、結像面(12)の
中央及び周辺の収差を良好に補正しバランスさせる作用
を持たせている。
また、上記ズームレンズにおいて第■レンズ群(4)、
第Vレンズ群(5)は以下の条件を満足することが望ま
しい。
2、 2< l flV/f w l <2. 8  
 (ホ)0、 9<i fTV/fv2  |<1. 
6  (へ)但し、fv2は前記第Vレンズ群の中の第
2レンズ(10)の焦点距離である。
条件(ホ)は、この範囲を越えると第■レンズ群(4)
から出射された光束が第Vレンズ群(5)の高い位置を
通過し、第Vレンズ群(5)のレンズの大型化する問題
を生したり、また、該条件の範囲を越えると残留収差の
増大につながる。
条件(へ)は、この範囲を越えるとプラスチックレンズ
を使用した場合、温度、湿度変化に伴う性能劣化の補償
が困難となったり、また、色収差の補正が困難となる。
以上の様な作用により、本発明のズームレンズは小型、
軽量でありながら、収差を良好に補正したズームレンズ
を得ることができる。
一方、前述の様に撮像素子の小型、高性能化等に伴って
、ズームレンズ全系の焦点距離が違ったものを要求され
た場合、同等の収差性能のものでもその都度ズームレン
ズ並びにレンズ押さえ等の鏡筒の設計も行ない作る必要
があり、製造コスト等の面からも好ましくない。
あるズームレンズの仕様に変更があった場合、該ズーム
レンズの一部を変更するのみで済めば、製造コスト等の
面で有利である。しかし、例えば撮像素子が小型、高性
能化されズームレンズも焦点距離が短いものを要求され
た場合、収差が補正しきれず、残留収差が増えたり、そ
れを補正するため多くのレンズ枚数を必要としたりする
問題が生じる。
また、変更する前のズームレンズ全長と焦点距離を短く
したズームレンズの全長とを同等のもとして鏡筒部品を
共通に使用するようにした場合、ハックフォーカスが充
分確保できなかったり、F値が太き(なったりする問題
が生し、ズームレンズの一部を変更するのみで対応する
ことが困難となる。
しかし、本発明のズームレンズにおいては、ズームレン
ズの一部のみを変更することにより全系の焦点距離を変
えても、前記非球面と第Vレンズ群(5)のレンズ構成
及び条件(イ)〜(へ)等の作用により小型化したレン
ズで収差を良好に補正することができ、充分なハックフ
ォーカスを確保できる。
(実施例〕 次に、本発明の実施例について、図面にそって説明する
第1図は、本発明によるズームレンズの1実施例の構成
を示す断面図である。
第1図に示すズームレンズは、物体側より順に、正の屈
折力を有する第1レンズ群(1)、それぞれが負の屈折
力を有し、像面(12)を一定位置に保ちつつ光軸に沿
って同時に移動することによりズーミングを行なう作用
を有す第■レンズ群(2)及び第Vレンズ群(3)、正
の屈折力を有する固定の第■レンズ群(4)、正の屈折
力を有し、結像作用を有する第Vレンズ群(5)、絞り
(6)、レンズとしての作用は持たず低周波光学フィル
タとしての役目を有する水晶板(8)により構成されて
いる。
なお、遮へい面(7)は、主に結像面(12)の周辺に
到達する光束における不要な部分をカットする作用を有
している。
本実施例において、第■レンズ群(4)は少なくとも1
面が非球面であり、上記第Vレンズ群(5)と相まって
良好に収差を補正している。
次に、第1図に示したレンズ系の具体的な数値例を示す
。これらは、f=7.4〜40.8.F=1.4のズー
ムレンズの場合である。
rl = 52.05.  d、 = 0.90.  
n+ = 1.8467゜ν、’=23.9 r2−27.89.  dz = 5.23.  n2
= 1.5891゜νz = 61.3 rl = −90,34,dz = 0.20ra −
23,54,d4= 2.77、  nz = 1.5
891゜ν、 = 61.3 rs −52,30,ds =可変 rb −18,91,d−= 0.85.  n4= 
1.7432゜ν4= 49.3 r7 = 8.827.  d7= 2.99re −
−14,58,da−0,85,n5−1.7432゜
シ、= 49.3 rq = 9.945.  dq−2,48,n6 =
 1.8467゜シロ =  23.9 r +o= 264.2.  d to−可変r、、=
  −16,14,dz=  0.85.  nフ= 
 1.7283゜シフ  =  28.b r 12= −75,06,d 1z=可変r*I3 
 =  12.55.  (lB=  3.60.  
no  =  1.5003゜ν、=  56.9 r、、=−36,90,dI4=  0.91r15=
 OO(絞り) 、  dls−3,50r 16= 
12.77、  d +b= 3.10.  nq−1
,5891゜ν、  =  61.3 r 17=  −57,94,d 17=  0.25
r+e= −32,24,d+e−2,60,n+o=
  1.5839゜ν1゜=  30.3 r本=q  −10,70,d Iq=  0.40゜
r2.)=  12.66、  dzo= 3.10.
  nz= 1.5168゜シ、、=  64.2 r z+=  −15,19,dz+=  3.50r
 zz”  ”  、  d zz=  4.00rz
:+=  ”  、  dz+= 4.60.  n、
z−1,5168゜ν1□=  64.2 rZ4””  (1) 上記において、r、は物体側から1番目のレンズ面の曲
率半径であり、曲率中心がそのレンズ面から見て、像面
側にある時を正、物体側にある時を負としている。
d、は1番目のレンズ面と、これに隣わる(i+1)番
目のレンズ面との間の光軸上での距離を表わしている。
また、nj、ν、は、それぞれ物体側から3番目のレン
ズの屈折率、アツベ数を示している。
なお、r1〜r、は第1171群(1)を構成する各レ
ンズ面の曲率半径であり、r6〜rlGは第Vレンズ群
(2)を構成する各レンズ面の曲率半径であり、rll
+rl□は第Vレンズ群(3)を構成する各レンズ面の
曲率半径であり、rti。
r14は第■レンズ群(4)、rlsは絞り (6)、
r16〜rZ+は第Vレンズ群(5)、rz+、rz4
は水晶板(8)、のそれぞれを構成する各面の曲率半径
である。
上記において、ds、dt。、d+□は焦点距離fに応
して異なる。その例を次の表1に示す。
表1 また、曲率半径rに*印を付したレンズ面は非球面であ
り、形状は非球面係数により次式の様に示される。
Z =CY2/ (1+−J1−(K+1)C”Y” 
)+A4Y’÷A6Y6+AsY”+AI。yl。
ただし、Zは光軸からの高さYにおける非球面上の点の
非球面頂点の接平面からの距i!l、  Cは基準球面
の曲率(1/r)、には円錐定数、Yは光軸からの高さ
、A4〜A、。はそれぞれ4次〜10次の非球面係数、
を示している。
上記実施例における非球面係数を以下に示す。
13面(第Vレンズ群4の非球面):に−〜0.508
3゜A、 −−9,1863X10−5. A6= −
6,6117xlO−”A、 = −1,5762xl
O−’、 A、。−3,0340x 10− ”19面
(第Vレンズ群5に属する第2レンズ(10)の非球面
)  : K= −0,7031゜A、 = 3.39
29X10−’、 A、 = 2.6000XlO−’
A、 = 0.0      、 A、。−〇、0第2
図は、上記実施例1において撮影路M2゜2mの時の、
焦点距離7.4 [mmlの場合における収差を示す特
性図、第3図は同様に、焦点距離26.2[mmjの場
合における収差を示す特性図、第4図は同様に、焦点路
M40.8[mmjの場合における収差を示す特性図で
ある。
尚、上記各特性図中に示した(a)は光線の結像面の中
央、(b)は各焦点距離における最大画角の0.6倍に
相当する結像面での光線高さ、(c)は各焦点距離に対
する最大画角の0.9倍に相当する結像面での光線高さ
、にそれぞれ対応した図である。
上記実施例1において、第■レンズ群(4)及び第Vレ
ンズ群(5)の中の第2レンズ(10)はプラスチック
レンズであり、本実施例において前記条件(イ)〜(へ
)を満足して小型化されており、さらに各プラスチック
レンズに設けた非球面及び第Vレンズ群(5)のレンズ
構成の効果により小型化したレンズで収差を良好に補正
している。また、温度変化に対しても、20°C±30
°Cの範囲で像面位置の変化が6.1μmと良好に補償
されている。
次に、第2の具体的な数値例を示す。これらは、f=9
.6〜52.6.F=1.8のズームレンズの場合であ
る。
r 、 = 52.05、d 1= 0.90.  n
 + = 1.8467゜ν、 = 23.9 r2 = 27.89.  dz = 5.23.  
n2−1.5891゜ν2= 61.3 ry = −90,34,da = 0.20r4= 
23.54.  d4= 2.77、  n3 = 1
.5891゜ν3= 61.3 rs = 52.30.  d5−可変rb = 18
.91.  d6= 0.85.  n4= 1.74
32゜ν、 = 49.3 rt = 8.827.  dt = 2.99rs 
=” −14,58,d8= 0−80.  ns =
 1.7432゜ν5 = 49.3 rq  =  9.945.  dq  =  2.4
8.  nb  =  1.8467゜シロ =  2
3.9 r ra= 264.2.  d Io=可変r z=
  −16,14、dz=  0.85.  n7= 
 1.7283゜ν、  =  28.5 r n2= −75,06、d 12=可変r本+3 
 =  13.00.  d+3=  0.005. 
 ng  =  1.5070゜ν、  =  53.
4 r 14=  13.00.  d+4=  3.35
.  nq  =  1.5891゜シ、=  61.
3 r 、=  −69,88,d +s=  1.16r
、、=CD (絞り) 、  dz、=  1.60r
 ry=  14.07.  dI7=  3.04.
  n+o=  1.6968゜ν、。=  55.5 r、、!  −58,05,d、8=  0.20r 
19=  19.56.  d+q=  0.85. 
1++=  1.8052゜シ、、=25.4 r zo=  7.420.  dzo=  1.07
゜rzI=  18.43.  dz+=  L、80
.  n+z=  1.7432゜ν1□=  49.
3 r zz=  −1000,d 22−3.50r、f
f−(”)、  dz:+=  4.001−24= 
 00  、  dza=  6.00.  n+:+
=  1.5168゜シ、:I=  64.2 r25= (1) 上記第2の数値実施例において、rI−r、は第1レン
ズ群(1)、rb〜r1゜は第■レンズ群(2)、rl
l+  r、□は第■レンズ群(3)、r、3゜rI5
は第■レンズ群(4)、rI6は絞り(6)、r17〜
r2□は第Vレンズ群(5)、r24.rzsは水晶板
(8)に関するものである。
なお、上記において、ds、d+。、d+□は焦点距離
rに応じて異なるが、その例は第1の実施例すなわち表
1に示すものと同等である。尚、以下に示す数値実施例
においても同等である。
上記第2の数値実施例における非球面係数を以下に示す
13面: K=−1,6159゜ A4 =−1,2979xlO−’、 A、=5.89
757xlO〜7As =−1,1968xlO−1l
、 A、。=6.9053X10−”尚、上記第2の実
施例及び以下に示す数値実施例の収差を示す特性図は、
前記第1の実施例のものとほぼ同等であり省略する。
また、上記第2の実施例における非球面は第5図に示す
様に、ガラス材料GLの上に合成樹脂材料(14)等に
よって形成しているものだが、ガラスレンズにより非球
面を直接形成したものでもよいことは言うまでもない。
上記数値実施例1と数値実施例2では、焦点距離、F値
が異なっているが、第1レンズ群(1)。
第■レンズ群(2)及び第■レンズ群(3)は共通であ
り、さらに、ズームレンズ全長もほぼ同等である。
これにより、例えば、実施例2のズームレンズを備えた
ビデオカメラにおいて、3亥ズームレンズを実施例1に
示すズームレンズに変換する際にも、第1171群(1
)、第■レンズ群(2)及び第■レンズ群(3)の各レ
ンズ、ズーミングの際に第■レンズ群(2)、第■レン
ズ群(3)を動かす機構、その他鏡筒等が両ズームレン
ズで共通に使用することができる。
通常、上記数値実施例2の様な焦点距離、F値を有する
ズームレンズを、第1レンズ群(1)。
第■レンズ群(2)及び第■レンズ群(3)を共通とし
、かつ、全長もほぼ等しいままで、上記数値実施例1の
様な実施例2より短い焦点距離を有するズームレンズと
する場合、全長をほぼ等しいものにするために、第Vレ
ンズ群(5)の結像面側主点位置と絞りの光軸上間隔を
実施例2のものより広く取る必要があり、これにより、
バックフォーカスが充分とれない場合が生ずる。
また、バックフォーカス、F値、全長、公差及びプラス
チックレンズを用いた場合のレンズ製造のため必要なレ
ンズ厚さの確保等を満足させることが難しく、また、た
とえ該条件を満足しても、収差性能が悪かったり、温度
の変化により性能が急激に悪化する問題を生じる。
しかし、本発明のズームレンズ構成において、上記実施
例の通り、前記条件(イ)〜(へ)を満足することによ
り、上記問題点を解決し、小型。
軽量、高性能でありながら、実施例1と実施例2に示す
様に第1171群(1)第■レンズ群(2)及び第■レ
ンズ群(3)を共通とし、かつ、全長もほぼ等しいまま
で、異なった焦点距離及びF値のズームレンズを得るこ
とができた。
次に、プラスチンクレンズを用いた他の数値実施例であ
る第3の具体的な数値例を示す。これらは、f=7.4
〜40.7.F=1.4のズームレンズの場合である。
r、 = 52.05.  d、 = 0.90.  
n、 = 1.8467゜ν、 = 23.9 r2 = 27.89.  dz = 5.23.  
n2 = 1.5891゜ν、 = 61.3 rff = −90,34,d3= 0.20r、 =
 23.54.  d4= 2.77、  nff =
 1.5891゜ν、 = 61.3 r5 =52.30.  ds =可変r、 = 18
.91.  d、 = 0.85.  n4= 1.7
432゜ν、 = 49−3 rt = 8.827.  d7= 2.99rs =
 −14,58,da = 0.85.  ns = 
1.7432゜νs =49.3 r q = 9.945.  d ? = 2.48.
  nb= 1.8467゜ν、 = 23.9 rl、= 264.2、dlo−可変 r、、= −16,14,dz= 0.85.  n7
= 1.7283、シ、=  28.5 r +z= −75,06,d B=可変r*B  =
  12.55.  d++=  3.60.  na
  =  1.5003゜ν、  =  56.9 r、a”’  −36,90,dz=  0.91r、
、=  00 (絞り) 、  d +s= 3.50
r、6=  12.64.  dti、= 3.10.
  nq  =  1.5891゜ν、  =  61
.3 r I?=  −57,94,d I?=  0.24
r、、=  −32,02,d+a= 2.60.  
n+o=  1.5839゜ν1゜=  30.3 r *、q  =  10.55.  d 19=  
0.42゜r2゜=  13.03.  dz、= 3
.10.  l’l、、=  1.5168゜シ、、=
64.2 r z+ ””  −14,55,d zlミ3,5Q
r zz=  ”  、  d zz=  4.00r
uff−■ 、  dzi=  4.60.  fi、
□=  1.5168゜ν1□=  64.2 rza″ ■ なお、r+〜rsは第1レンズ群(1)、r6〜r1゜
は第■レンズ群(2)、rll+  rl□は第■レン
ズ群(3)、rl:+、r+<は第■レンズ群(4)、
rl5は絞り(6) 、r +b〜r z+は第■レン
ズ群(5) 、r 231  r z<は水晶板(8)
に関するものであり、以下に示す第4.第5の数値実施
例も同様である。
上記第3の数値実施例における非球面係数を以下に示す
13面: K=−0,7031゜ A4 =−7,4074X10−’、 A6 =−5,
6780xlO−’As ”1.1258XIO−”、
 A+。= −8,2167x 10− ”19面: 
K=0.2114゜ A、 =2.5259xlO−’、 A、−〜7.38
66 X 10− ’AI=0.0      、A、
。=0.0次に、第4の具体的な数値例を示す。これら
は、f=7.4〜40.9.F=1.4のズームレンズ
の場合である。
ml = 52.05.  dt = 0.90.  
n+ = 1.8467゜ν、 = 23.9 r、 = 27.89.  d、 = 5.23.  
n2 = 1.5891゜νZ = 61.3 r3  =  −90,34,d3=  0.20ra
  ””  23.54.  d4=  2.77、 
 n−=  1.5891゜ν、  =  61.3 rs = 52.30.  ds =可変r6=  1
8.91.  d、  = 0.85.  n、  ”
  1.7432゜ν、=  49.3 r−r  =  8.827.  dt  =  2.
99ra  ”  −14,58,ds  =  0.
85.  ns  =  1.7432゜シ、=  4
9.3 r、  −9,945,d−= 2.48.  n、 
 =  1.8467゜ν、  =  23.9 r +o= 264.2.  d +o=可変r、、l
−16.14.  dz=  0.85.  n7= 
 1.7283゜ν、=  28.5 r +z= −75,06,d 1z=可変r本++ 
 =12.55.  d+i=  3.60.  ns
  =  1.5003゜ν、  =  56.9 r、4=  −36,90,dz=  0.91r 1
5−  ■(絞り) 、  dIs= 3.38r+b
=  11.53.  d+b=  3.25.  n
9  =  1.4875゜ν、=  70.5 r I?=  −72,00,d 17=  0.20
r、ll=  −39,91,d、a=  2.60.
  n、、=  1.5839゜ν1゜=  30.3 rs、q  =  11.62.  d+q=  0.
29゜rzo=  12.74.  dzo=  2.
95.  n++=  1.4875゜シ、、=  7
0.5 r zI=  −13,38,d z+=  3.5(
Lr zz”  ”  、  d zz=  4.00
rz3=  ”  、  dz+=  4.60.  
n+z=  1.5168゜νI□=  64.2 r248 l 上記第4の数値実施例における非球面係数を以下に示す
13面: K= 0.2685゜ A、 =−1,3786xlO−’、 A、 =−6,
1188xlO−’As = 0.0      、 
AI。=0.019面: K= −0,3127 A、 =3.3710xlO−’、 A、 =4.09
32xlO−’As ” OoO、Alo= 0.0 次に、第5の具体的な数値例を示す。これらは、f=7
.4〜40.8.F=1.4のズームレンズの場合であ
る。
r、 = 52.05.  d、 = 0.90.  
nl= 1.8467゜νl = 23.9 rz =27.89.  dz =5.23.  nz
 = 1.589Lνz = 61.3 rff = −90,34,d3= 0.20r、 =
 23.54.  d、 = 2.77、  n:+ 
= 1.589Lν、 = 61.3 rs = 52.30.  ds =可変r、 = 1
8.91.  d6= 0.85.  n、 = 1.
7432゜ν、 = 49.3 r7= 8.827.  d7= 2.99rl = 
−14,58,da = 0.85.  ns = 1
.7432゜νS = 49.3 r9 = 9.945.  dq = 2.48.  
nb = 1.8467゜ν、 = 23.9 r Ho= 264.2.  d IO=可変r、、=
 −16,14,d++= 0.85.  nt = 
1.7283゜シフ= 28.5 r H1= −75,06,d +z=可変r本+3 
 =12.88.  d+z=  3.58.  ni
  =  1.5003゜ν、 = 56.9 r、4−−38.65.  d、4=  0.94r、
、=OO(絞り) 、  d+s= 3.50r、、=
  12.20.  d、6=  3.27.  n、
  =  1.5891゜ν9  =  61.3 r 17=  −46,05,d l?=  0.09
r +s=  −37,22,d +a=  2.60
.  n+o=  1.5839゜ν1゜−30,3 r $19  =  10.69.  d 19=  
0.44゜rzo=  13.14.  dzo=  
3.18.  nz=  1.4875゜シ、、=  
70.5 r2.=  −15,53,dz+=  3.50r2
□= ω 、  dzz=  4.00rt3=  0
0  、  dz:+=  4.60.  n+z= 
 1.5168゜ν1□=  64.2 rZ4=  l 上記第5の数値実施例における非球面係数を以下に示す
13面: K =−0,5076゜ A、 =−9,1411xlO−S、 A6=−8,3
388xlO−”As =−1,6160xlO−’、
 A、。=2.7378X10−”19面: K−−0
,5844゜ A4  =3.3904xlO−’、  Ah  =6
.9040X10−’Ag  =6.9156xlO−
’、  A+o=4.6023xlO−”上記第3.第
4及び第5の数値実施例は、実施例1と同様に、実施例
2の第■レンズ群(4)及び第Vレンズ群(5)のみを
変更したもので、ズームレンズ全長、その他収差に対す
る性能等は実施例2とほぼ同等のものを得ている。
第6図は本発明によるズームレンズの第Vレンズ群(5
)のレンズ保持方法の1実施例を示す図である。
同図において、レンズは内筒(15)、  リング状バ
ネ(16)等により保持され、また、前記ズームレンズ
数値実施例では、上記第Vレンズ群の中の第1レンズ(
9)と第Vレンズ群の中の第2レンズ(10)の組み合
わせ、あるいは該第Vレンズ群の中の第2レンズ(10
)と第Vレンズ群の中の第3レンズ(11)の組み合わ
せ、の少な(とも一方の組合せが、各レンズの周辺部で
接しお互いに支持する様に光軸上の間隔及びレンズ形状
を設定しており、これにより、第6図の所謂コバ当て部
(17)により介在物を介することなくレンズが保持で
きる。
従って、隣り合ったレンズの間にレンズ保持用の例えば
間隔環等が不要となり、部品点数を削減でき、組立、コ
スト等の点で望ましい。
また、第7図は、本発明によるズームレンズの鏡筒構造
の具体例を示す概略図である。
本例では、上記第Vレンズ群(5)のレンズは、内筒(
15)により一体として保持され、また、第■レンズ群
(4)、絞り(6)、撮像素子(13)等は外筒(18
)により保持されている。
通常、ズームレンズとして使用されている時は、上記内
筒(15)は止めネジ等により外筒(1日)に固定され
位置が決められているが、例えば本発明におけるズーム
レンズの数値実施例2のものを、実施例1のズームレン
ズに置き換える場合には、該内筒(15)は独立で着脱
可能な状態となり、該内筒(15) 、第■レンズ群(
4)及び第Vレンズ群(5)のレンズを換えるのみで済
む。
従って、第1レンズ群(1)、第■レンズ群(2)第■
レンズ群(3)及びこれらのレンズを保持している鏡筒
、さらには、ズーミング、フォーカシングを行なうため
にレンズを動かす機構、外筒(18)等は共通のものを
使用できることになり、これにより新たに設計、製作を
行なう必要が無い。
第8図は本発明によるズームレンズを利用したカメラの
実施例を示す構成図である。
第8図(a)に示すビデオカメラは、本発明によるズー
ムレンズを備えたレンズ部(19)、カメラとしての信
号処理、モータ駆動制御回路等を備えたカメラ部(20
)、録画再生の機構1回路等を備えたVTR部(21)
により構成されている。
また、第8図(b)は、上記レンズ部(19)が、上記
カメラ部(20)及びVTR部(21)と着脱可能な状
態で接続された場合の実施例を示している。
第8図(b)において、本発明によるズームレンズを備
えたレンズ部(19)は、前記撮像素子(13)を有し
、該撮像素子(13)より得た画像信号をカメラ部(2
0)に伝送する様に動作する回路等が設けられている。
これにより、被写体が移動した場合にレンズ部(19)
のみ動かせば良く、また、該ビデオカメラにおいてレン
ズ部(19)全体あるいはその一部を交換する必要が生
じた場合、カメラ部(20)。
VTR部(21)には関係無く、レンズ部のみで独立に
その一部あるいは全体を交換する操作だけで済む。
さらに、第8図(C)は、上記第8図(a)。
(b)に示したカメラのレンズ部(19)の具体例を示
した構成図である。本実施例におけるレンズ部(19)
は、本発明によるズームレンズ、外筒(18)に接続さ
れ、上記ズームレンズにより結像する光束の光電変換を
行なうことによって画像信号を読み取る例えばCCD固
体撮像素子の様な撮像素子(13)、及び該撮像素子(
13)に接続され画像信号を処理する信号処理回路(2
6)。
さらに、絞りの開閉機構を動作させるアイリスモータ(
22)、 ズーミングの際にレンズを移動させる機構を
動作させるズームモータ(23)、及び該モータを駆動
するモータ駆動回路(24)。
(25)により構成されている。
信号処理回路(26)、モータ駆動回路(24)。
(25)は、上記カメラ部(20)あるいはVTR部(
21)に設けられたカメラ回路、モータ制御回路に接続
されて使用される。
本実施例のレンズ部(19)におけるズームレンズが例
えば前記本発明による数値実施例2のズームレンズであ
り、該ズームレンズを本発明による数値実施例1のズー
ムレンズに換える場合、前述の様に、内筒(15)、第
■レンズ群(4)及び第Vレンズ群(5)のレンズを換
えるのみでよく、さらに、撮像素子(13)を換える必
要が生じた場合にも、該撮像素子(13)及びそれに接
続された信号処理回路(26)を換えることで済み、例
えば第1レンズ群(1)、第■レンズ群(2)、第■レ
ンズ群(3)、外筒(1B)、各モ−タ等はそのまま変
更する必要は無く、製造コスト等の点で望ましい。
尚、本実施例では、撮像素子(13)が外筒(18)に
接続されているが、内筒(15)に接続されていて、交
換の際に該内筒(15)と撮像素子(13)とを一体で
行っても良い。また、本実施例においては、第■レンズ
群(4)を変更しているが、本発明によるズームレンズ
構成では、第■レンズ群(4)を変更せず、上記第1レ
ンズ群(1)、第■レンズ群(2)、第■レンズ群(3
)と同様に共通な部分とすることも可能である。
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、小型軽量でありな
がら、収差が良好に補正され、かつ、合成樹脂材料を用
いても温度変化に対する性能劣化の少ないズームレンズ
を得、さらに、CCD等の固体撮像素子の大きさが変化
しても、ズームレンズの一部を換えるのみにより対応で
き製造コストヲ高<シな(て済むズームレンズ及びこれ
を利用したカメラを得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としてのズームレンズの構成
を示す断面図、第2図乃至第4図はそれぞれ本発明によ
るズームレンズの数値実施例における収差を示す特性図
、第5図は非球面を有するレンズの断面図、第6図は本
発明によるズームレンズの第Vレンズ群のレンズ保持方
法の具体例を示す側面図、第7図は本発明によるズーム
レンズの鏡筒構造の具体例を示す概略断面図、第8図は
本発明によるズームレンズを用いたカメラの実施例を示
す構成図、である。 符号の説明 1・・・第■レンズ群、2・・・第■レンズ群、3・・
・第■レンズ群、4・・・第■レンズ群、5・・・第V
レンズ群、6・・・絞り、8・・・水晶板、12・・・
結像面、13・・・撮像素子、15・・・内筒、18・
・・外筒、19・・・レンズ部、20・・・カメラ部、
21・・・VTR部、22・・・アイリスモータ、23
・・・ズームモータ、24・・・アイリスモータ駆動回
路、25・・・ズームモータ駆動回路、26・・・信号
処理回路、27・・・光軸第 1 図 @2 図 (a)        (1))        (C
)@3図 (aJ)(b)(C) 第 5 図 116  図 lll7@ 6 1’l)   11:1 第4 図 (cL)         (b)         
(C)M a 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、正の屈折力を有する第 I レンズ群(1)と、それ
    ぞれが負の屈折力を有し、像面(12)を一定位置に保
    ちつつ、光軸に沿って同時に相互に相対的に移動するこ
    とによりズーミング作用を呈する第IIレンズ群(2)及
    び第IIIレンズ群(3)と、正の屈折力を有し固定位置
    にある第IVレンズ群(4)と、正の屈折力を有し結像作
    用を呈する第Vレンズ群(5)と、を物体の側から順に
    配置して成るズームレンズにおいて、前記第VIレンズ群
    (4)が、少なくともその一面が非球面であるレンズを
    含む如きレンズ群であり、 かつ前記第Vレンズ群(5)が、正の屈折力を有する第
    1レンズ(9)と、負の屈折力を有する第2レンズ(1
    0)と、正の屈折力を有する第3レンズ(11)と、を
    物体側より順に配置して成るレンズ群であることを特徴
    とするズームレンズ。 2、請求項1に記載のズームレンズにおいて、前記第I
    Vレンズ群(4)と第Vレンズ群(5)のそれぞれが、
    少なくともその一面が非球面である合成樹脂材料より成
    るレンズを含むことを特徴とするズームレンズ。 3、請求項1又は2に記載のズームレンズにおいて、前
    記第Vレンズ群(5)における第2レンズ(10)が、
    少なくともその一面が非球面である合成樹脂材料より成
    るレンズであることを特徴とするズームレンズ。 4、請求項1、2又は3に記載のズームレンズにおいて
    、前記第 I レンズ群(1)の焦点距離をf I 、前記第
    IIレンズ群(2)の焦点距離をfII、前記第IIIレンズ
    群(3)の焦点距離をfIII、前記第IVレンズ群(4)
    の焦点距離をfIV、前記ズームレンズの広角端における
    全系の焦点距離をfwとするとき、下記の関係が成立す
    ることを特徴とするズームレンズ。 記 2.7<|fII/f I |<3.6 1.0<|fIII/f I |<1.9 3.8<|f I /fw|<5.5 1.9<|fIV/f I |<3.0 5、請求項4に記載のズームレンズにおいて、前記第V
    レンズ群に属する第2レンズ(10)の焦点距離をfv
    2とするとき、下記の関係が成立することを特徴とする
    ズームレンズ。 記 2.2<|fIV/fw|<2.8 0.9<|fIV/fv2|<1.6 6、請求項1、2、3、4又は5に記載のズームレンズ
    において、前記第Vレンズ群に属する第1レンズ(9)
    、第2レンズ(10)及び第3レンズ(11)の中の、
    第1レンズ(9)と第2レンズ(10)の組み合わせ、
    第2レンズ(10)と第3レンズ(11)の組み合わせ
    、の少なくともいずれか一方の組み合わせにおいて、両
    レンズの周辺部が互いに接触した状態で位置決めして固
    定することが可能なように該両レンズの光軸上の間隔を
    定めたことを特徴とするズームレンズ。 7、請求項1乃至6の中の任意の一つに記載のズームレ
    ンズを用いたことを特徴とするカメラ。 8、請求項8に記載のカメラにおいて、前記ズームレン
    ズを構成するレンズ群の中の第IVレンズ群(4)、第V
    レンズ群(5)、ズームレンズの結像面(12)に結像
    する光束を光電変換することにより画像信号を出力する
    撮像素子(13)、及び該撮像素子(13)に接続され
    た信号処理回路(26)、の全部を一体化し、或いはそ
    れらの中の一部を取り外し可能に構成したことを特徴と
    するカメラ。
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