JPH04294311A - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JPH04294311A JPH04294311A JP8362691A JP8362691A JPH04294311A JP H04294311 A JPH04294311 A JP H04294311A JP 8362691 A JP8362691 A JP 8362691A JP 8362691 A JP8362691 A JP 8362691A JP H04294311 A JPH04294311 A JP H04294311A
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- Lenses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はズームレンズに関し、特
に写真用カメラ、ビデオカメラそして放送用カメラ等に
好適な変倍比8程度の高変倍比を有しつつ全変倍範囲に
わたり高い光学性能を有した全体として3つのレンズ群
より成るズームレンズに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、全体として3つのレンズ群よ
り成り、このうち少なくとも2つのレンズ群を光軸上移
動させて変倍を行なった3群ズームレンズは種々と提案
されている。 【0003】例えば特公昭58−32684号公報では
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、
第2群と第3群を光軸上移動させて変倍を行なう際、第
2群と第3群が同時に増倍となるように変倍効果を分担
(但し同時等倍は除く)するようにして変倍を行なった
3群ズームレンズを提案している。 【0004】同公報で提案されているズームレンズは変
倍比が2.3〜3倍程度であり、変倍領域としては広角
から準望遠までを含む撮影画角を有している。又全変倍
範囲において最もレンズ全長の短い広角端でのレンズ全
長(TLW)と望遠端の焦点距離(fT)との比(TL
W/fT)が1.5程度である。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】最近のビデオカメラや
放送用カメラ等に用いられるズームレンズには高変倍比
のものが要求されている。例えば変倍比8程度と高変倍
比を有し、しかもFナンバー2程度と比較的大口径比の
ズームレンズが要望されている。 【0006】一般にズームレンズの高変倍化を図るには
例えば各レンズ群の屈折力を強めたり、又変倍用の各レ
ンズ群の移動量を増加させれば良い。しかしながら単に
レンズ群の屈折力を強めたり、又変倍用の各レンズ群の
移動量を増加させると、変倍に伴う収差変動が増大し、
全変倍範囲にわたり良好なる光学性能が得られず、又レ
ンズ全長が増大し、レンズ系全体が大型化してくるとい
う問題点が生じてくる。 【0007】本発明は全体として3つのレンズ群を有し
、近軸屈折力配置等のレンズ構成を適切に設定し、又変
倍に際して、該3つのレンズ群を適切に移動させること
により変倍比8程度と高変倍比でしかもFナンバー2程
度と比較的大口径比の全変倍範囲にわたり良好なる光学
性能を有したレンズ全長の短いコンパクトなズームレン
ズの提供を目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズは
、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、正の屈折力の第3群より構成され、短焦点側から
長焦点側への変倍に伴って、前記第1群は物体側に凸状
の軌跡で移動し、前記第2群は物体側から像側へ移動し
、前記第3群は物体側へ単調に移動し、前記第3群は順
に第3a群と像側の第3b群が大きな空気間隔を隔てて
配置され、前記第3群の物体側のレンズ面頂点と第3レ
ンズ群前側主点位置との間隔をHF3、前記第3群の焦
点距離をf3、前記第3a群と前記第3b群の空気間隔
をL3としたとき −0.3<HF3/f3<0.2
‥‥‥‥(1) 0.5< L3
/f3<1.5 ‥‥‥‥(2)な
る条件を満足したことである。 【0009】更に望ましくは、前記第3a群の物体側の
レンズ面の曲率半径をR3af、前記第3a群の像側の
レンズ面の曲率半径をR3ar、前記第2群の焦点距離
をf2、短焦点端の全系の焦点距離をfsとしたとき
0.5<|R3af/R3ar|<1.5 ‥
‥‥‥(3) 0.6<|f2|/fs<1.2
‥‥‥‥(4)なる条件を満足と
したことである。 【0010】 【実施例】図1〜図3は各々本発明のズームレンズの近
軸屈折力配置及び変倍の際の各レンズ群の移動軌跡を示
す実施例1〜実施例3の説明図である。 【0011】図中、1は正の屈折力の第1群、2は負の
屈折力の第2群、3は正の屈折力の第3群、SPは絞り
である。第3群3は最も広い空気間隔を境に第3a群3
aと第3b群の2つのレンズ群より成っている。矢印は
広角端から望遠端への変倍に際する各レンズ群の移動軌
跡を示している。 【0012】本発明では図1〜図3に示すように広角端
から望遠端へ変倍する際に第1群1を物体側に凸状の軌
跡を有しつつ移動させ、第2群2を像面側へ、第3群3
を物体側へ直線又は曲線的に移動させている。このとき
第2群と第3群が同時に増倍効果を有するように例えば
各レンズ群の屈折力、近軸屈折力配置そして移動軌跡等
を適切に設定し、効果的に高変倍化を達成している。そ
して前述の条件式(1)と(2)更には条件式(3)と
(4)を満足するように各レンズ群の屈折力や近軸屈折
力配置等を適切に設定することにより、レンズ全長の増
大化を防止しつつ例えば前述のTLW/fTが約1とレ
ンズ全長が短い変倍比8程度と高変倍化が容易に得られ
、しかも全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有する
ズームレンズを得ている。 【0013】又、第2群と第3群が変倍に際して等倍結
像を有するようにして変倍に伴う各レンズ群に対する物
点と像点との間隔変化が等倍を含まない場合に比べて小
さくすむようにしている。これにより各レンズ群の光軸
上の移動量をあまり増大させることなく効果的に高変倍
化を達成している。 【0014】特に第2群と第3群が変倍に際して同時に
等倍結像となる屈折力配置を有するようにして、変倍範
囲における中間位置でのレンズ全長が同時に等倍結像の
屈折力配置を有しない場合に比べて短くなるようにして
いる。 【0015】更に実施例1、2では絞りSPを変倍に際
して図1、図2に示すように物体側に凸状の軌跡又は単
に物体側へ移動させることにより、高変倍化に伴う前玉
レンズ外径の増大化を防止しつつ、全変倍範囲にわたり
光学性能をバランス良く維持している。 【0016】次に前述の条件式(1)と(2)更には(
3)と(4)の技術的意味について説明する。 【0017】条件式(1)は第3群の前側主点位置(第
3群の第1面から前側主点までの距離)と第3群の屈折
力との比に関し、主にレンズ全長を効果的に短縮化する
為のものである。下限値を越えると変倍に伴う収差変動
を良好に補正する為の第3群のレンズ枚数が増加し、レ
ンズ構成を適切に構成するのが難しくなる。又上限値を
越えると第3群の前側主点位置が第3群のレンズ群内部
に入り込みすぎて、特に望遠端における第2群と第3群
との主点間隔が増大し、それに伴い第3群の焦点距離を
長くしなければならずレンズ全長が増大してくるので良
くない。 【0018】条件式(2)は第3群の焦点距離に対する
前記第3aレンズ群と前記第3b群の間隔の比を示した
もので、この条件式の上限を越えるとバックフォーカス
が短くなる傾向となり第3b群のレンズ表面に仮にゴミ
が付着したりすると、このゴミが撮像面上で目立ち易く
好ましくない。又バックフォーカス中にローパスフィル
ター等の光学部材を配置するためのスペースを確保する
ことが困難になってくる。 【0019】一方この条件式の下限を越えると、第3a
群と第3b群の間隔が小さくなるために軸外収差の補正
を十分に行なうことが困難になってくる。 【0020】条件式(3)は第3a群の物体側と像側の
レンズ面の曲率半径の比を示したもので、この条件式の
上限値或は下限値を越えるとズーミング時における球面
収差の変動補正が困難となり好ましくない。 【0021】条件式(4)は短焦点端の全系の焦点距離
に対する第2群の焦点距離の比を示したもので、この条
件式の上限値を越えると所定のズーム比を得るための第
2群の移動量が大きくなってしまい、その結果レンズ全
長が長くなり好ましくない。一方条件式の下限値を越え
ると第2群の負の屈折力が強くなり像面湾曲収差の補正
が困難となる。 【0022】次に図1〜図3に示す実施例1〜3の近軸
屈折力配置のズームレンズに相当する具体的な数値実施
例1〜3のレンズ構成を各々図4〜図6に示す。 【0023】図4に示す数値実施例1では絞りSPは図
1に示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体
側に凸状の軌跡を有しつつ移動している。数値実施例1
の広角端、中間、望遠端における収差図を図7〜図9に
示す。 【0024】図5に示す数値実施例2では絞りSPは図
2に示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体
側へ第3群と一体的又は独立に移動している。数値実施
例2の広角端、中間、望遠端における収差図を図10〜
図12に示す。 【0025】図6に示す数値実施例3では絞りSPは変
倍に際して固定であり、これによりメカ構造の簡素化を
図っている。数値実施例3の広角端、中間、望遠端にお
ける収差図を図13〜図15に示す。 【0026】そして本発明に係るズームレンズは各レン
ズ群のレンズ構成を図4〜図6に示すように構成し、高
変倍化を達成しつつ全変倍範囲にわたり高い光学性能を
得ている。即ち本発明のズームレンズは物体側より順に
第1群は像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負の
第11レンズ、両レンズ面が凸面の第12レンズそして
物体側に強い凸面を向けたメニスカス状の正の第13レ
ンズより構成している。第2群は像面側に強い凹面を向
けたメニスカス状の負の第21レンズ、両レンズ面が凹
面の第22レンズ、そして正の第23レンズより構成し
ている。 【0027】第3群は最も広い空気間隔を隔てて第3a
群(前群)と第3b群(後群)の2つのレンズ群より構
成している。このうち第3a群は両レンズ面が凸面の第
31レンズ、物体側に強い凹面を向けた負の第32レン
ズ、そして像面側に強い凸面を向けた正の第33レンズ
の3つのレンズより成っている。 【0028】又、第3b群は物体側に凸面を向けたメニ
スカス状の正の第34レンズと像面側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負の第35レンズの2つのレンズより成っ
ている。そして第3群の第3a群は最も物体側のレンズ
面と最も像面側のレンズ面の曲率半径の絶対値が略等し
く(±30%)、全体として光軸方向に対し対称なレン
ズ形状とし、特に変倍の際に第3群から発生する球面収
差が少なくなるようにしている。 【0029】第3群の第3b群の第34レンズの物体側
の正のレンズ面の屈折力とそれよりも像面側に位置する
3つのレンズ面の総合の屈折力が負となり、第3b群全
体として屈折力が略0となるようにしている。そして軸
上光線の高さを低くして、第3群全体の前側主点位置を
物体側に移動させている。これにより第2群と第3群と
の主点間隔を小さくし、第3群の焦点距離を短くするこ
とによりレンズ全長の短縮化を図っている。例えば広角
端でのレンズ全長(TLW)と望遠端の焦点距離fTと
の比TLW/fTは後述する数値実施例1〜3では各々
1.01,0.99,1.01と極めてレンズ全長が短
くなっている。 【0030】この他、本発明においては高変倍化を図る
際のレンズ系全体の小型化を図りつつ変倍に伴う収差変
動を良好に補正する為に第1群と第3群に少なくとも1
つの非球面を用いている。後述する数値実施例において
は第13レンズの物体側のレンズ面を非球面とし、主に
望遠端での球面収差を補正している。又第31レンズの
物体側のレンズ面と第34レンズの像面側のレンズ面に
各々非球面を施して第3群の屈折力を強め、主にFナン
バーを明るくしたときの全変倍範囲において発生する球
面収差を良好に補正している。 【0031】このように本発明では第1群と第3群に適
切なる形状の非球面を用いることによりレンズ枚数を減
らしてレンズ全長の短縮化を図り、又各レンズ群の屈折
力を強くすることを可能とし大口径比を容易にしている
。 【0032】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてRiは物体側より順に第i番目のレンズ面の
曲率半径、Di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ッベ数である。 【0033】非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直
方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、
A,B,C,D,Eを各々非球面係数としたとき【00
34】 【数1】 なる式で表わしている。 【0035】又、前述の各条件式と数値実施例における
諸数値との関係を表−1に示す。 数値実施例 1 F= 1 〜7.6 FNO=
1:2.25〜3.15 2ω= 48°〜
6.7° R 1= 15.443
D 1= 0.14 N 1=1.8051
8 ν 1= 25.4 R 2=
4.270 D 2= 0.60
N 2=1.51633 ν 2= 64.
1 R 3= −5.003 D 3
= 0.03
R 4= 2
.169 D 4= 0.42 N
3=1.49171 ν 3= 57.4
R 5= 5.869 D 5=
可変
R 6= 2.195
D 6= 0.07 N 4=1
.83400 ν 4= 37.2 R
7= 0.986 D 7= 0.2
9
R 8= −1.126
D 8= 0.07 N 5=1.7
7250 ν 5= 49.6 R 9
= 0.857 D 9= 0.29
N 6=1.84666 ν 6=
23.9 R10= 14.142
D10= 可変
R11= ∞
(絞り) D11= 可変
R1
2= 1.191 D12= 0.49
N 7=1.49171 ν 7=
57.4 R13= −1.716
D13= 0.03
R14=
−1.390 D14= 0.07
N 8=1.84666 ν 8= 2
3.9 R15= −3.533 D
15= 0.03
R16= −
14.605 D16= 0.35
N 9=1.51633 ν 9= 64.
1 R17= −1.573 D17
= 0.98
R18= 0
.952 D18= 0.33 N
10=1.49171 ν10= 57.4
R19= 1.329 D19=
0.22
R20= −0.9
73 D20= 0.07 N11
=1.84666 ν11= 23.9
R21= −1.396
【0036】 【表1】 非球面 R 4面 B= −1.492D−3
C= −1.107D−3 D= −1
.887D−5 R12面 B= −9
.950D−2 C= −2.470D−2
D= −1.043D−2 R21面
B= 1.947D−1 C= 1.3
21D−1 D= −2.098D−1数値実施
例 2 F= 1 〜7.6 FNO=
1:2.25〜3.15 2ω= 48°〜
6.7° R 1= 13.383
D 1= 0.138 N 1=1.8051
8 ν 1= 25.4 R 2=
4.146 D 2= 0.597
N 2=1.51633 ν 2= 64.
1 R 3= −5.190 D 3
= 0.027
R 4= 2
.247 D 4= 0.416 N
3=1.49171 ν 3= 57.4
R 5= 6.413 D 5=
可変
R 6= 2.364
D 6= 0.069 N 4=1
.83400 ν 4= 37.2 R
7= 1.001 D 7= 0.2
91
R 8= −1.129
D 8= 0.069 N 5=1.7
7250 ν 5= 49.6 R 9
= 0.877 D 9= 0.291
N 6=1.84666 ν 6=
23.9 R10= 18.332
D10= 可変
R11= ∞
(絞り) D11= 可変
R1
2= 1.123 D12= 0.49
0 N 7=1.49171 ν 7=
57.4 R13= −1.688
D13= 0.028
R14=
−1.409 D14= 0.069
N 8=1.84666 ν 8= 2
3.9 R15= −3.618 D
15= 0.027
R16= −
16.387 D16= 0.347
N 9=1.51633 ν 9= 64.
1 R17= −1.638 D17
= 0.854
R18= 0
.973 D18= 0.265 N
10=1.49171 ν10= 57.4
R19= 1.410 D19=
0.206
R20= −1.0
09 D20= 0.069 N11
=1.84666 ν11= 23.9
R21= −1.485
【0037】 【表2】 非球面 R 4面 B= −1.291D−3
C= −9.489D−4 D= −6
.883D−6 R12面 B= −9
.830D−2 C= −3.408D−2
D= −3.197D−2 R21面
B= 2.175D−1 C= 1.2
35D−1 D= −2.968D−1
TLW/fw=0.99 数値実施例 3 F= 1 〜7.6 FNO=
1:2.25〜3.15 2ω= 48°〜
6.7° R 1= 13.280
D 1= 0.138 N 1=1.8051
8 ν 1= 25.4 R 2=
4.069 D 2= 0.597
N 2=1.51633 ν 2= 64.
1 R 3= −5.044 D 3
= 0.027
R 4= 2
.182 D 4= 0.416 N
3=1.49171 ν 3= 57.4
R 5= 5.691 D 5=
可変
R 6= 2.177
D 6= 0.069 N 4=1
.83400 ν 4= 37.2 R
7= 0.977 D 7= 0.2
91
R 8= −1.106
D 8= 0.069 N 5=1.7
7250 ν 5= 49.6 R 9
= 0.853 D 9= 0.291
N 6=1.84666 ν 6=
23.9 R10= 18.338
D10= 可変
R11= ∞
(絞り) D11= 可変
R1
2= 1.161 D12= 0.49
0 N 7=1.49171 ν 7=
57.4 R13= −1.787
D13= 0.040
R14=
−1.360 D14= 0.069
N 8=1.84666 ν 8= 2
3.9 R15= −3.355 D
15= 0.027
R16= −
17.441 D16= 0.347
N 9=1.51633 ν 9= 64.
1 R17= −1.582 D17
= 0.989
R18= 0
.931 D18= 0.317 N
10=1.49171 ν10= 57.4
R19= 1.384 D19=
0.190
R20= −0.9
67 D20= 0.069 N11
=1.84666 ν11= 23.9
R21= −1.442
【0038】 【表3】 非球面 R 4面 B= −1.302D−3
C= −1.209D−3 D= 4
.568D−5 R12面 B= −9
.439D−2 C= −2.198D−2
D= −1.045D−2 R21面
B= 1.883D−1 C= 1.3
16D−1 D= −2.098D−1
TLW/fw=1.01 表
1【0039】 【表4】 【0040】 【発明の効果】本発明によれば前述の如く3つのレンズ
群の屈折力やレンズ構成等を特定することにより、レン
ズ全系の小型化及び変倍比8程度と高変倍比を有し、し
かも全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有したズー
ムレンズを達成することができる。
に写真用カメラ、ビデオカメラそして放送用カメラ等に
好適な変倍比8程度の高変倍比を有しつつ全変倍範囲に
わたり高い光学性能を有した全体として3つのレンズ群
より成るズームレンズに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、全体として3つのレンズ群よ
り成り、このうち少なくとも2つのレンズ群を光軸上移
動させて変倍を行なった3群ズームレンズは種々と提案
されている。 【0003】例えば特公昭58−32684号公報では
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、
第2群と第3群を光軸上移動させて変倍を行なう際、第
2群と第3群が同時に増倍となるように変倍効果を分担
(但し同時等倍は除く)するようにして変倍を行なった
3群ズームレンズを提案している。 【0004】同公報で提案されているズームレンズは変
倍比が2.3〜3倍程度であり、変倍領域としては広角
から準望遠までを含む撮影画角を有している。又全変倍
範囲において最もレンズ全長の短い広角端でのレンズ全
長(TLW)と望遠端の焦点距離(fT)との比(TL
W/fT)が1.5程度である。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】最近のビデオカメラや
放送用カメラ等に用いられるズームレンズには高変倍比
のものが要求されている。例えば変倍比8程度と高変倍
比を有し、しかもFナンバー2程度と比較的大口径比の
ズームレンズが要望されている。 【0006】一般にズームレンズの高変倍化を図るには
例えば各レンズ群の屈折力を強めたり、又変倍用の各レ
ンズ群の移動量を増加させれば良い。しかしながら単に
レンズ群の屈折力を強めたり、又変倍用の各レンズ群の
移動量を増加させると、変倍に伴う収差変動が増大し、
全変倍範囲にわたり良好なる光学性能が得られず、又レ
ンズ全長が増大し、レンズ系全体が大型化してくるとい
う問題点が生じてくる。 【0007】本発明は全体として3つのレンズ群を有し
、近軸屈折力配置等のレンズ構成を適切に設定し、又変
倍に際して、該3つのレンズ群を適切に移動させること
により変倍比8程度と高変倍比でしかもFナンバー2程
度と比較的大口径比の全変倍範囲にわたり良好なる光学
性能を有したレンズ全長の短いコンパクトなズームレン
ズの提供を目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズは
、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、正の屈折力の第3群より構成され、短焦点側から
長焦点側への変倍に伴って、前記第1群は物体側に凸状
の軌跡で移動し、前記第2群は物体側から像側へ移動し
、前記第3群は物体側へ単調に移動し、前記第3群は順
に第3a群と像側の第3b群が大きな空気間隔を隔てて
配置され、前記第3群の物体側のレンズ面頂点と第3レ
ンズ群前側主点位置との間隔をHF3、前記第3群の焦
点距離をf3、前記第3a群と前記第3b群の空気間隔
をL3としたとき −0.3<HF3/f3<0.2
‥‥‥‥(1) 0.5< L3
/f3<1.5 ‥‥‥‥(2)な
る条件を満足したことである。 【0009】更に望ましくは、前記第3a群の物体側の
レンズ面の曲率半径をR3af、前記第3a群の像側の
レンズ面の曲率半径をR3ar、前記第2群の焦点距離
をf2、短焦点端の全系の焦点距離をfsとしたとき
0.5<|R3af/R3ar|<1.5 ‥
‥‥‥(3) 0.6<|f2|/fs<1.2
‥‥‥‥(4)なる条件を満足と
したことである。 【0010】 【実施例】図1〜図3は各々本発明のズームレンズの近
軸屈折力配置及び変倍の際の各レンズ群の移動軌跡を示
す実施例1〜実施例3の説明図である。 【0011】図中、1は正の屈折力の第1群、2は負の
屈折力の第2群、3は正の屈折力の第3群、SPは絞り
である。第3群3は最も広い空気間隔を境に第3a群3
aと第3b群の2つのレンズ群より成っている。矢印は
広角端から望遠端への変倍に際する各レンズ群の移動軌
跡を示している。 【0012】本発明では図1〜図3に示すように広角端
から望遠端へ変倍する際に第1群1を物体側に凸状の軌
跡を有しつつ移動させ、第2群2を像面側へ、第3群3
を物体側へ直線又は曲線的に移動させている。このとき
第2群と第3群が同時に増倍効果を有するように例えば
各レンズ群の屈折力、近軸屈折力配置そして移動軌跡等
を適切に設定し、効果的に高変倍化を達成している。そ
して前述の条件式(1)と(2)更には条件式(3)と
(4)を満足するように各レンズ群の屈折力や近軸屈折
力配置等を適切に設定することにより、レンズ全長の増
大化を防止しつつ例えば前述のTLW/fTが約1とレ
ンズ全長が短い変倍比8程度と高変倍化が容易に得られ
、しかも全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有する
ズームレンズを得ている。 【0013】又、第2群と第3群が変倍に際して等倍結
像を有するようにして変倍に伴う各レンズ群に対する物
点と像点との間隔変化が等倍を含まない場合に比べて小
さくすむようにしている。これにより各レンズ群の光軸
上の移動量をあまり増大させることなく効果的に高変倍
化を達成している。 【0014】特に第2群と第3群が変倍に際して同時に
等倍結像となる屈折力配置を有するようにして、変倍範
囲における中間位置でのレンズ全長が同時に等倍結像の
屈折力配置を有しない場合に比べて短くなるようにして
いる。 【0015】更に実施例1、2では絞りSPを変倍に際
して図1、図2に示すように物体側に凸状の軌跡又は単
に物体側へ移動させることにより、高変倍化に伴う前玉
レンズ外径の増大化を防止しつつ、全変倍範囲にわたり
光学性能をバランス良く維持している。 【0016】次に前述の条件式(1)と(2)更には(
3)と(4)の技術的意味について説明する。 【0017】条件式(1)は第3群の前側主点位置(第
3群の第1面から前側主点までの距離)と第3群の屈折
力との比に関し、主にレンズ全長を効果的に短縮化する
為のものである。下限値を越えると変倍に伴う収差変動
を良好に補正する為の第3群のレンズ枚数が増加し、レ
ンズ構成を適切に構成するのが難しくなる。又上限値を
越えると第3群の前側主点位置が第3群のレンズ群内部
に入り込みすぎて、特に望遠端における第2群と第3群
との主点間隔が増大し、それに伴い第3群の焦点距離を
長くしなければならずレンズ全長が増大してくるので良
くない。 【0018】条件式(2)は第3群の焦点距離に対する
前記第3aレンズ群と前記第3b群の間隔の比を示した
もので、この条件式の上限を越えるとバックフォーカス
が短くなる傾向となり第3b群のレンズ表面に仮にゴミ
が付着したりすると、このゴミが撮像面上で目立ち易く
好ましくない。又バックフォーカス中にローパスフィル
ター等の光学部材を配置するためのスペースを確保する
ことが困難になってくる。 【0019】一方この条件式の下限を越えると、第3a
群と第3b群の間隔が小さくなるために軸外収差の補正
を十分に行なうことが困難になってくる。 【0020】条件式(3)は第3a群の物体側と像側の
レンズ面の曲率半径の比を示したもので、この条件式の
上限値或は下限値を越えるとズーミング時における球面
収差の変動補正が困難となり好ましくない。 【0021】条件式(4)は短焦点端の全系の焦点距離
に対する第2群の焦点距離の比を示したもので、この条
件式の上限値を越えると所定のズーム比を得るための第
2群の移動量が大きくなってしまい、その結果レンズ全
長が長くなり好ましくない。一方条件式の下限値を越え
ると第2群の負の屈折力が強くなり像面湾曲収差の補正
が困難となる。 【0022】次に図1〜図3に示す実施例1〜3の近軸
屈折力配置のズームレンズに相当する具体的な数値実施
例1〜3のレンズ構成を各々図4〜図6に示す。 【0023】図4に示す数値実施例1では絞りSPは図
1に示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体
側に凸状の軌跡を有しつつ移動している。数値実施例1
の広角端、中間、望遠端における収差図を図7〜図9に
示す。 【0024】図5に示す数値実施例2では絞りSPは図
2に示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体
側へ第3群と一体的又は独立に移動している。数値実施
例2の広角端、中間、望遠端における収差図を図10〜
図12に示す。 【0025】図6に示す数値実施例3では絞りSPは変
倍に際して固定であり、これによりメカ構造の簡素化を
図っている。数値実施例3の広角端、中間、望遠端にお
ける収差図を図13〜図15に示す。 【0026】そして本発明に係るズームレンズは各レン
ズ群のレンズ構成を図4〜図6に示すように構成し、高
変倍化を達成しつつ全変倍範囲にわたり高い光学性能を
得ている。即ち本発明のズームレンズは物体側より順に
第1群は像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負の
第11レンズ、両レンズ面が凸面の第12レンズそして
物体側に強い凸面を向けたメニスカス状の正の第13レ
ンズより構成している。第2群は像面側に強い凹面を向
けたメニスカス状の負の第21レンズ、両レンズ面が凹
面の第22レンズ、そして正の第23レンズより構成し
ている。 【0027】第3群は最も広い空気間隔を隔てて第3a
群(前群)と第3b群(後群)の2つのレンズ群より構
成している。このうち第3a群は両レンズ面が凸面の第
31レンズ、物体側に強い凹面を向けた負の第32レン
ズ、そして像面側に強い凸面を向けた正の第33レンズ
の3つのレンズより成っている。 【0028】又、第3b群は物体側に凸面を向けたメニ
スカス状の正の第34レンズと像面側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負の第35レンズの2つのレンズより成っ
ている。そして第3群の第3a群は最も物体側のレンズ
面と最も像面側のレンズ面の曲率半径の絶対値が略等し
く(±30%)、全体として光軸方向に対し対称なレン
ズ形状とし、特に変倍の際に第3群から発生する球面収
差が少なくなるようにしている。 【0029】第3群の第3b群の第34レンズの物体側
の正のレンズ面の屈折力とそれよりも像面側に位置する
3つのレンズ面の総合の屈折力が負となり、第3b群全
体として屈折力が略0となるようにしている。そして軸
上光線の高さを低くして、第3群全体の前側主点位置を
物体側に移動させている。これにより第2群と第3群と
の主点間隔を小さくし、第3群の焦点距離を短くするこ
とによりレンズ全長の短縮化を図っている。例えば広角
端でのレンズ全長(TLW)と望遠端の焦点距離fTと
の比TLW/fTは後述する数値実施例1〜3では各々
1.01,0.99,1.01と極めてレンズ全長が短
くなっている。 【0030】この他、本発明においては高変倍化を図る
際のレンズ系全体の小型化を図りつつ変倍に伴う収差変
動を良好に補正する為に第1群と第3群に少なくとも1
つの非球面を用いている。後述する数値実施例において
は第13レンズの物体側のレンズ面を非球面とし、主に
望遠端での球面収差を補正している。又第31レンズの
物体側のレンズ面と第34レンズの像面側のレンズ面に
各々非球面を施して第3群の屈折力を強め、主にFナン
バーを明るくしたときの全変倍範囲において発生する球
面収差を良好に補正している。 【0031】このように本発明では第1群と第3群に適
切なる形状の非球面を用いることによりレンズ枚数を減
らしてレンズ全長の短縮化を図り、又各レンズ群の屈折
力を強くすることを可能とし大口径比を容易にしている
。 【0032】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてRiは物体側より順に第i番目のレンズ面の
曲率半径、Di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ッベ数である。 【0033】非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直
方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、
A,B,C,D,Eを各々非球面係数としたとき【00
34】 【数1】 なる式で表わしている。 【0035】又、前述の各条件式と数値実施例における
諸数値との関係を表−1に示す。 数値実施例 1 F= 1 〜7.6 FNO=
1:2.25〜3.15 2ω= 48°〜
6.7° R 1= 15.443
D 1= 0.14 N 1=1.8051
8 ν 1= 25.4 R 2=
4.270 D 2= 0.60
N 2=1.51633 ν 2= 64.
1 R 3= −5.003 D 3
= 0.03
R 4= 2
.169 D 4= 0.42 N
3=1.49171 ν 3= 57.4
R 5= 5.869 D 5=
可変
R 6= 2.195
D 6= 0.07 N 4=1
.83400 ν 4= 37.2 R
7= 0.986 D 7= 0.2
9
R 8= −1.126
D 8= 0.07 N 5=1.7
7250 ν 5= 49.6 R 9
= 0.857 D 9= 0.29
N 6=1.84666 ν 6=
23.9 R10= 14.142
D10= 可変
R11= ∞
(絞り) D11= 可変
R1
2= 1.191 D12= 0.49
N 7=1.49171 ν 7=
57.4 R13= −1.716
D13= 0.03
R14=
−1.390 D14= 0.07
N 8=1.84666 ν 8= 2
3.9 R15= −3.533 D
15= 0.03
R16= −
14.605 D16= 0.35
N 9=1.51633 ν 9= 64.
1 R17= −1.573 D17
= 0.98
R18= 0
.952 D18= 0.33 N
10=1.49171 ν10= 57.4
R19= 1.329 D19=
0.22
R20= −0.9
73 D20= 0.07 N11
=1.84666 ν11= 23.9
R21= −1.396
【0036】 【表1】 非球面 R 4面 B= −1.492D−3
C= −1.107D−3 D= −1
.887D−5 R12面 B= −9
.950D−2 C= −2.470D−2
D= −1.043D−2 R21面
B= 1.947D−1 C= 1.3
21D−1 D= −2.098D−1数値実施
例 2 F= 1 〜7.6 FNO=
1:2.25〜3.15 2ω= 48°〜
6.7° R 1= 13.383
D 1= 0.138 N 1=1.8051
8 ν 1= 25.4 R 2=
4.146 D 2= 0.597
N 2=1.51633 ν 2= 64.
1 R 3= −5.190 D 3
= 0.027
R 4= 2
.247 D 4= 0.416 N
3=1.49171 ν 3= 57.4
R 5= 6.413 D 5=
可変
R 6= 2.364
D 6= 0.069 N 4=1
.83400 ν 4= 37.2 R
7= 1.001 D 7= 0.2
91
R 8= −1.129
D 8= 0.069 N 5=1.7
7250 ν 5= 49.6 R 9
= 0.877 D 9= 0.291
N 6=1.84666 ν 6=
23.9 R10= 18.332
D10= 可変
R11= ∞
(絞り) D11= 可変
R1
2= 1.123 D12= 0.49
0 N 7=1.49171 ν 7=
57.4 R13= −1.688
D13= 0.028
R14=
−1.409 D14= 0.069
N 8=1.84666 ν 8= 2
3.9 R15= −3.618 D
15= 0.027
R16= −
16.387 D16= 0.347
N 9=1.51633 ν 9= 64.
1 R17= −1.638 D17
= 0.854
R18= 0
.973 D18= 0.265 N
10=1.49171 ν10= 57.4
R19= 1.410 D19=
0.206
R20= −1.0
09 D20= 0.069 N11
=1.84666 ν11= 23.9
R21= −1.485
【0037】 【表2】 非球面 R 4面 B= −1.291D−3
C= −9.489D−4 D= −6
.883D−6 R12面 B= −9
.830D−2 C= −3.408D−2
D= −3.197D−2 R21面
B= 2.175D−1 C= 1.2
35D−1 D= −2.968D−1
TLW/fw=0.99 数値実施例 3 F= 1 〜7.6 FNO=
1:2.25〜3.15 2ω= 48°〜
6.7° R 1= 13.280
D 1= 0.138 N 1=1.8051
8 ν 1= 25.4 R 2=
4.069 D 2= 0.597
N 2=1.51633 ν 2= 64.
1 R 3= −5.044 D 3
= 0.027
R 4= 2
.182 D 4= 0.416 N
3=1.49171 ν 3= 57.4
R 5= 5.691 D 5=
可変
R 6= 2.177
D 6= 0.069 N 4=1
.83400 ν 4= 37.2 R
7= 0.977 D 7= 0.2
91
R 8= −1.106
D 8= 0.069 N 5=1.7
7250 ν 5= 49.6 R 9
= 0.853 D 9= 0.291
N 6=1.84666 ν 6=
23.9 R10= 18.338
D10= 可変
R11= ∞
(絞り) D11= 可変
R1
2= 1.161 D12= 0.49
0 N 7=1.49171 ν 7=
57.4 R13= −1.787
D13= 0.040
R14=
−1.360 D14= 0.069
N 8=1.84666 ν 8= 2
3.9 R15= −3.355 D
15= 0.027
R16= −
17.441 D16= 0.347
N 9=1.51633 ν 9= 64.
1 R17= −1.582 D17
= 0.989
R18= 0
.931 D18= 0.317 N
10=1.49171 ν10= 57.4
R19= 1.384 D19=
0.190
R20= −0.9
67 D20= 0.069 N11
=1.84666 ν11= 23.9
R21= −1.442
【0038】 【表3】 非球面 R 4面 B= −1.302D−3
C= −1.209D−3 D= 4
.568D−5 R12面 B= −9
.439D−2 C= −2.198D−2
D= −1.045D−2 R21面
B= 1.883D−1 C= 1.3
16D−1 D= −2.098D−1
TLW/fw=1.01 表
1【0039】 【表4】 【0040】 【発明の効果】本発明によれば前述の如く3つのレンズ
群の屈折力やレンズ構成等を特定することにより、レン
ズ全系の小型化及び変倍比8程度と高変倍比を有し、し
かも全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有したズー
ムレンズを達成することができる。
【図1】 本発明のズームレンズの実施例1の近軸屈
折力配置の説明図
折力配置の説明図
【図2】 本発明のズームレンズの実施例2の近軸屈
折力配置の説明図
折力配置の説明図
【図3】 本発明のズームレンズの実施例3の近軸屈
折力配置の説明図
折力配置の説明図
【図4】 本発明の数値実施例1の広角端におけるレ
ンズ断面図
ンズ断面図
【図5】 本発明の数値実施例2の広角端におけるレ
ンズ断面図
ンズ断面図
【図6】 本発明の数値実施例3の広角端におけるレ
ンズ断面図
ンズ断面図
【図7】 本発明の数値実施例1の広角端における収
差図
差図
【図8】 本発明の数値実施例1の中間における収差
図
図
【図9】 本発明の数値実施例1の望遠端における
収差図
収差図
【図10】 本発明の数値実施例2の広角端における
収差図
収差図
【図11】 本発明の数値実施例2の中間における収
差図
差図
【図12】 本発明の数値実施例2の望遠端における
収差図
収差図
【図13】 本発明の数値実施例3の広角端における
収差図
収差図
【図14】 本発明の数値実施例3の中間における収
差図
差図
【図15】 本発明の数値実施例3の望遠端における
収差図
収差図
1 第1群
2 第2群
3 第3群
3a 第3a群
3b 第3b群
Claims (5)
- 【請求項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、正の屈折力の第3群より構成され
、短焦点側から長焦点側への変倍に伴って、前記第1群
は物体側に凸状の軌跡で移動し、前記第2群は物体側か
ら像側へ移動し、前記第3群は物体側へ単調に移動し、
前記第3群は順に第3a群と像側の第3b群が大きな空
気間隔を隔てて配置され、前記第3群の物体側のレンズ
面頂点と第3レンズ群前側主点位置との間隔をHF3、
前記第3群の焦点距離をf3、前記第3a群と前記第3
b群の空気間隔をL3としたとき −0.3<HF3/f3<0.2 0.5< L3/f3<1.5 なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項2】 前記第3a群の物体側のレンズ面の曲
率半径をR3af、前記第3a群の像側のレンズ面の曲
率半径をR3ar、前記第2群の焦点距離をf2、短焦
点端の全系の焦点距離をfsとしたとき 0.5<|R3af/R3ar|<1.50.6<|f
2|/fs<1.2 なる条件を満足することを特徴とする請求項1記載のズ
ームレンズ。 - 【請求項3】 前記第2群と第3群は変倍の際に同時
に等倍結像となる状態を有することを特徴とする請求項
1又は2記載のズームレンズ。 - 【請求項4】 前記絞りは変倍に際して光軸上移動し
ていることを特徴とする請求項3記載のズームレンズ。 - 【請求項5】 前記第1群と第3群は各々少なくとも
1つの非球面を有していることを特徴とする請求項3又
は4記載のズームレンズ。
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JP8362691A JP2850560B2 (ja) | 1991-03-23 | 1991-03-23 | ズームレンズ |
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JP (1) | JP2850560B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11109236A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Minolta Co Ltd | ズームレンズ系 |
JP2000347102A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Konica Corp | ズームレンズ |
JP2001188169A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-10 | Asahi Optical Co Ltd | ズームレンズ系 |
JP2001318315A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-16 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 |
JP2008122775A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
-
1991
- 1991-03-23 JP JP8362691A patent/JP2850560B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11109236A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Minolta Co Ltd | ズームレンズ系 |
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JP4564625B2 (ja) * | 2000-05-11 | 2010-10-20 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 |
JP2008122775A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
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Publication number | Publication date |
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JP2850560B2 (ja) | 1999-01-27 |
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