JPH045168B2 - - Google Patents

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JPH045168B2
JPH045168B2 JP58187398A JP18739883A JPH045168B2 JP H045168 B2 JPH045168 B2 JP H045168B2 JP 58187398 A JP58187398 A JP 58187398A JP 18739883 A JP18739883 A JP 18739883A JP H045168 B2 JPH045168 B2 JP H045168B2
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group
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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
    • G02B15/144113Optical 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 arranged +-++

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はズームレンズに関し、特に高変倍であ
りながらレンズ全長の短いコンパクトなズームレ
ンズに関するものである。 従来高変倍ズームレンズとしては特開昭57−
161804、特開昭57−192917等で提案されているズ
ームレンズが知られている。これらの公知例のズ
ームレンズは4つのレンズ群で構成されており、
各レンズ群が公軸上を移動することによつて高変
倍を達成している。特に最も物体側に位置する第
1レンズ群を移動させることによつて第2レンズ
群の変倍効果を助長し、高変倍でコンパクトなズ
ームレンズを達成しているのが特長である。しか
しながら特開昭57−161804に於ては像面から遠い
位置にある第3レンズ群の屈折力が第4レンズ群
の屈折力に比して弱くこの為にバツクフオーカス
が不必要に長くなりレンズ全系が長くなりがちで
あつた。一方、特開昭57−192917では第3レンズ
群と第4レンズ群の屈折力がかなり強く、この為
収差補正を良好に行うのが困難であつた。 本発明は高変倍でありながらレンズ全長の短い
良好に収差補正を達成したズームレンズの提供を
目的とする。 本発明の目的を達成する為の高変倍ズームレン
ズの特徴は物体側より順に正の屈折力を有する第
1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、
正の屈折力を有する第3レンズ群そして正若しく
は負の屈折力を有する第4レンズ群の4つのレン
ズ群を有し、少なくとも前記第1、第3そして第
4レンズ群を移動させてズーミングを行い、前記
第iレンズ群の焦点距離をfi、前記第2レンズ群
のズーミングに伴う結像倍率の変化量をZ2、前記
第3レンズ群の広角端のズーム位置における結像
倍率をβ3W、広角端のズーム位置における全系の
焦点距離をfW、全系のズーム比をZ、とするとき (1) −3<β〓W<−0.8 (2) −0.35<f3/f4<0.43 (3) 0.5<Z2/Z≦1 (4) 1<f1/fW<1.7 (5) 0.3<|f2|/fW<0.48 なる諸条件を満足することである。 本発明に係るズームレンズは前記のズームタイ
プを採用することにより高変倍を達成している。
すなわち第1レンズ群を移動させて、固定若しく
は移動する第2レンズ群の変倍効果を助長させて
いる。この第2レンズ群はズーミング中、固定で
あつても移動させても良いが移動さればより変倍
効果を高めることができる。そして第3、第4レ
ンズ群をズーミング中移動させることにより更に
変倍効果を高めている。そして本発明においては
高変倍化を達成すると共に良好なる収差補正を達
成する為に前記条件式(1)〜(5)を満足させるよう各
レンズ群を構成している。 条件式(1)のβ3Wは第3レンズ群の広角端に於け
る結像倍率であり、この条件式によつて第3レン
ズ群から射出する光線の収斂度を規定しており、
この条件を満足すことによつてレンズ全長の短縮
を可能にしている。これを第1図A,Bを用いて
説明する。 第1図は広角端に於ける各レンズ群の結像光束
の概略図を表わしたもので、第1図Aは特開昭56
−133713、特開昭57−161804、特開昭57−169716
等の従来例であり第1図Bは本発明の各レンズ群
を通過する光束の概略図である。両図は第1レン
ズ群1及び1′と第2レンズ2及び2′を同じ条件
にして両者を比較している。 第1図A,Bから分かるように第3レンズ群3
及び3′から射出する光束を第1図Bに示す本発
明のように収斂度を強くすることによつてバツク
フオーカスを短縮させ従つてレンズ全長を短縮さ
せている。一眼レフレツクスカメラの様に回転ミ
ラーを用いるカメラに装着する場合、バツクフオ
ーカスをある値以上必要とするが、第1図Aに示
す従来例の場合は必要以上のバツクフオーカスを
有する屈折力配分となつていた。条件式(1)の下限
値を越えると上述のように不必要に長いバツクフ
オーカスとなり、本発明の目的であるコンパクト
化が困難となる。一方、第3レンズ群と屈折力を
大きくし、収斂度を強くしすぎると、第3レンズ
群で発生するズーミングによる収差変動を良好に
補正することが困難となる。 条件式(2)は第3レンズ群と第4レンズ群の屈折
力の配分を適正にする為の条件式である。又条件
式(2)は条件式(1)と同様にバツクフオーカスを適切
な値にする為にも有効である。そしてさらに、ズ
ーム部を効果的に短縮する為にも有効である。す
なわち、第4レンズ群の焦点距離f4に比して第3
レンズ群の焦点距離f3を小さくすることによつて
第3レンズ群以降の合成系の主点位置を物体側へ
出し、この為第2レンズ群と第3レンズ群との面
間隔に余裕が出来、第2レンズ群と前記合成系の
主点間隔をせばめることが可能となる。この結果
全系の焦点距離を所定の値とするために前記合成
系の正の屈折力を強めることが出来る。よつて少
ない移動量で所望のズーム比を満足するととも
に、前玉レンズ外径を小さくすることができる。 条件式(2)の上限値を越えると、上述効果が少な
くなり、コンパクトなズームレンズを達成するの
が困難となる。一方、下限側は、第4レンズ群が
負の屈折力の場合に相当するが、下限値を越える
と第3レンズ群と第4レンズ群が逆符号の強い屈
折力配分となり、収差補正を良好に行うことが困
難となる。 本発明では、第4レンズ群を光軸に沿つて移動
させることにより、像点位置をズーミング中一定
に保つためのコンペンセータのズーム軌跡をなめ
らかにする効果、もしくは、第4レンズ群をコン
ペンセータとする構成にする効果があるが、さら
に、主に第2レンズ群と第3レンズ群で発生する
ズーミングによる収差変動を補正する効果があ
る。しかしながら条件式(2)の下限値を越えてf3
f4の比が逆符号で小さくなると、第4レンズ群の
ズーム軌跡を調節しても、収差変動を良好に補正
するのが困難となる。 条件式(3)は第2レンズ群の変倍効果の範囲を規
定しており、下限値を越えると第3レンズ群以降
の変倍分担が大きくなつて、ズーミングによる収
差変動が大きくなるとともに絞り径が大きくなり
過ぎてしまう。一方、上限値を越えて、第2レン
ズ群の変倍分担が大きい場合は第1レンズ群及び
第2レンズ群の屈折力が大きく、またズーミング
の移動量が大きくなるから、収差変動を補正する
ことが困難となり、また前玉レンズ外径の増大を
ひき起こす。 条件式(4)は第1レンズ群の屈折力を適切に定め
る為の条件式で、下限値を越えて第1レンズ群の
屈折力を強めていくと収差の補正、特に望遠端に
於ける球面収差の補正が困難となる。又第1レン
ズ群から第4レンズ群の結像倍率をβiとする時、
第iレンズの偏芯の敏感度は(1−βi)βi+1
βi+2……βN、レンズの位置誤差の敏感度は(1−
β2 i)β2 i+1・β2 i+2……β2 Nと表わされるが物体距離

無限遠の場合βi=0となるので偏芯の敏感度は
β2・β3・β4、位置誤差の敏感度はβ2 2・β2 3・β2 4
とな
る。望遠端の焦点距離をfTとするときfT
f1β2β3β4なる関係があるがβ1β2β3=fT/f1の関係

らわかる通り第1レンズ群の焦点距離が短くなる
に従つて偏芯の敏感度及び位置の敏感度が厳しく
なる。条件式(4)の下限値を越えると偏芯精度及び
カム精度が著しく厳しくなつて製作困難となる。
上限値を越えるとフオーカシングの繰り出し量が
大きくなり過ぎて至近距離を大きくとれないこと
又第2レンズ群の広各端の結像倍率が縮小系で絶
対値が小さくなるので第2レンズ群で条件式(3)の
変倍比を稼ぐには移動量を大きくしなければなら
ずそのスペースを確保するため全長の増大を招い
てしまう。 条件式(5)は、第2レンズ群の屈折力の範囲を定
めるものであるが下限値を越えて第2レンズ群の
屈折力を強めていくと収差の補正、特に歪曲収
差、非点収差の変動が大きくなる。上限値を越え
て第2レンズ群の屈折力を緩めていくとレンズ全
長の増大を招く。 本発明の目的とするズームレンズは以上のレン
ズ構成で達成できるが、更により良好なる収差補
正を達成するには次の条件を満足するのが好まし
い。 前記第2レンズ群を2枚のレンズを貼合わせ、
両レンズ面を凹面とした貼合わせレンズを少なく
とも2つ有するようにし、かつ前記貼合わせレン
ズ面を正の屈折力とすることである。 これによりズーミングによる色収差の変動を良
好に補正するとともに、歪曲収差、球面収差の補
正を良好に行うことができる。そして更に好まし
くは、前記第4レンズ群を複数のレンズで構成し
各レンズの空気間隔のうち最大のところを境にし
て前群と後群に分けたとき前記前群に少なくとも
1枚の像面側に凸面を向けたメニカス状の正レン
ズを有するように構成することである。特にレン
ズ形状は物体側のレンズ面と像面側のレンズ面の
曲率半径を各々RA、RBとすると −5<RB+RA/RB−RA<−1 とすることである。これによりズーミングによる
球面収差とコマ収差の変動を良好に補正すること
ができる。 尚、本発明に係るズームレンズのフオーカシン
グは第1レンズ群で移動して行うのが、収差変動
が少なくて好ましい。 以上説明したように、本発明のズームレンズの
構成で前記諸条件を満足することによつてコンパ
クトで性能の良いズームレンズが達成される。特
に本発明に係るズームレンズは条件式(1)のもとで
第3レンズ群からの射出光束に収斂性を与えるこ
とによつて、第3レンズ群と第4レンズ群の相対
間隔の変化に対して収差が変化し、この変化を積
極的に利用することによつて全系の収差変動を良
好に除去する効果がある。すなわち、ズーミング
によつて各レンズ群を移動させることは、焦点距
離を変化させると同時に像点位置を一定に保つば
かりでなく、収差変動の補正をも行うことであ
り、多数のレンズ群が移動するズームレンズの有
効性と特徴を活用するものである。 又、本発明の如きf1、f2、f3、f4の焦点距離を
適切に選択することにより収差の補正を良好に行
なうことができる。 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は物体側より順に第i番目のレ
ンズ厚及び空気間隔、Niとνiは夫々物体側より
順に第i番目のレンズのガラスの屈折率とアツペ
数である。 又、本発明の条件式に対応する各数値実施例の
値を以下に示しておく。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図A,Bは従来と本発明のズームレンズの
光学的配置の説明図、第2図、第4図は本発明の
数値実施例1、2のレンズの断面図、第3図、第
5図は本発明の数値実施例1、2の諸収差図であ
る。 図中、,,,は各々第1、第2、第
3、第4レンズ群、Mはメリデイオナル像面、S
はサジタル像面である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 物体側より順に正の屈折力を有する第1レン
    ズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈
    折力を有する第3レンズ群そして正若しくは負の
    屈折力を有する第4レンズ群の4つのレンズ群を
    有し、少なくとも前記第1、第3そして第4レン
    ズ群を移動させてズーミングを行い、 前記第iレンズ群の焦点距離をfi、前記第2レ
    ンズ群のズーミングに伴う結像倍率の変化量を
    Z2、 前記第3レンズ群の広角端のズーム位置におけ
    る結像倍率をβ〓W、 広角端のズーム位置における全系の焦点距離を
    fW、 全系のズーム比をZ、 とするとき −3<β〓W<−0.8 −0.35<f3/f4<0.43 0.5<Z2/Z≦1 1<f1/fW<1.7 0.3<|f2|/fW<0.48 なる諸条件を満足することを特徴とする高変倍ズ
    ームレンズ。 2 前記第2レンズ群は2枚のレンズを貼合わせ
    た両レンズ面が凹面の貼合わせレンズを少なくと
    も2つ有し、前記貼合わせレンズ面は正の屈折力
    を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の高変倍ズームレンズ。 3 前記第4レンズ群は複数のレンズを有してお
    り、各レンズの空気間隔のうち最大のところを境
    にして前群と後群に分けたとき前記前群には少な
    くとも1枚の像面側に凸面を向けたメニスカス状
    の正レンズを有していることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の高変倍ズームレンズ。
JP58187398A 1983-10-06 1983-10-06 高変倍ズ−ムレンズ Granted JPS6079319A (ja)

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US06/657,762 US4639096A (en) 1983-10-06 1984-10-04 High range zoom lens

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JP58187398A JPS6079319A (ja) 1983-10-06 1983-10-06 高変倍ズ−ムレンズ

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JPS6079319A JPS6079319A (ja) 1985-05-07
JPH045168B2 true JPH045168B2 (ja) 1992-01-30

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