JPH0488309A - リヤーフォーカス式のズームレンズ - 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写真用カメラそして放送用カメ
ラ等に用いられる変倍比８、Ｆナンバー１．６程度のズ
ームレンズに関し、特に小型でありながら高変倍比なリ
ヤーフォーカス式ズームレンズに関するものである。

〔従来の技術〕

従来よりビデオカメラや写真カメラ等へ用いられるズー
ムレンズにおいて、物体側の第１レンズ群以外のレンズ
群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカ
ス式を採用したものが種々と提案されている。

一般にリヤーフォーカス式は比較的小型軽量のレンズ群
を移動させて焦点合せを行っているのでフォーカスレン
ズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な焦点合せが出来る等
の特長がある。

例えば、特開昭６２−２４２１３号公報、特開昭６３２
９７１８号公報、特開平２−４８６２１号公報などでは
、物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の
負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３群レンズ
群、そして正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群
を有し、前記第１、第３群の各レンズ群を固定とし、前
記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第４レン
ズ群を変倍に伴う像面変動を補正するように移動させる
とともに前記第４レンズ群を移動させて合焦を行うリヤ
ーフォーカスズームレンズが提案されている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

本発明は前述したリヤーフォーカスタイプのズームレン
ズの改良に関する技術で大口径比、高変倍比なズームレ
ンズの更なる小型化を図ることを目的とする。又、広角
端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり良好なる光学性
能を有し、かつフォーカス用レンズ群の機械的制御を容
易にした簡易な構成のリヤーフォーカス式のズームレン
ズの提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力
の第２レンズ群、正の屈折力の第３群レンズ群、そして
正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群を有し、前
記第１１第３レンズ群を固定とし、前記第２レンズ群を
移動させて変倍を行い、前記第４レンズ群を変倍に伴う
像面変動を補正するように移動させると共に、前記第４
レンズ群を移動させて合焦を行うズームレンズにおいて
、前記第２レンズ群は物体側より２枚の負レンズと１枚
の正レンズを有し、前記第３レンズ群は物体側に凸面を
向けた正レンズを有し、 １．０＜ｆ’ｎ＋／ｆ　ｎ　＜１．２　　　　　　　　
・・・（１）Ｎ　ｎ＋−Ｎ　Ｉ＋２＞０．３５　　　　
　　　　　　　−　　（２）０．６＜Ｒｍｌ／召’１Ｘ
ｆ７＜０．８　　　　　・・・（３）なる条件を満足す
ることである。

但し、全系の広角端の焦点距離をｆＷ、望遠端の焦点距
離を［Ｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆＩＩ、前記
第２群中の最も物体側の負レンズの焦点距離をｆｎ＋１
前記第２群中の２枚の負レンズのうち物体側の負レンズ
の屈折率をＮＩＩ１、像側の負レンズの屈折率をＮ！１
２、前記第３レンズ群の最も物体側の凸面の近軸曲率半
径をＲｍ＋とする。

〔実施例〕

第１図から第３図は本発明のリヤーフォーカス式のズー
ムレンズのレンズ断面図である。

図中、工は正の屈折力の第１レンズ群、■は負の屈折力
の第２レンズ群、■は正の屈折力の第３レンズ群、■は
正の屈折力の第４レンズ群である。

広角端から望遠端への変倍に際して矢印で示す通り第２
群を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を
第４レンズ群を移動させて補正している。又、第４レン
ズ群を移動させて合焦を行わせている。

第１〜３図に示す第４レンズ群の実線の曲線４ａと点線
の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカス
している時の広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面
変動を補正する為の移動軌跡を示している。

例えば、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフ
ォーカスを行う場合は、直線４Ｃに示すように第４群を
前方へ繰り出すことによって行っている。

尚、第１レンズ群と第３レンズ群は変倍及びフォーカシ
ングの際固定である。本実施例では従来のズームレンズ
のように第１レンズ群を繰り出してフォーカシングを行
う場合に比べて、群の偏心による影響の出やすい第１レ
ンズ群を固定しているので、偏心による性能劣化を小さ
くしている。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

まず、本実施例のズームレンズでは、変倍部である第１
レンズ群、第２レンズ群でつくる虚像をリレ一部である
第３レンズ群、第４レンズ群で結像させているが、前述
の条件式（１）〜（２）を満足させるようにして第１レ
ンズ群と第２レンズ群でなる変倍部の小型化を図るとと
もに条件式（３）でリレー部の小型化を図るようにして
いる。

条件式（１）と（２）は、第２レンズ群のパワー配置に
関するものである。高い変倍比を保ちつつ小型なズーム
レンズを提供するには変倍の際に移動する第２レンズ群
のパワーを強めてやればよいが単純に第２レンズ群のパ
ワーを強めると収差、特に負のペッツバール和が大きく
なるので像面湾曲、非点収差の補正が困難になって（る
。又、第２レンズ群の倍率を確保しつつ第２レンズ群の
パワーを強くすると広角端で第１レンズ群と第２レンズ
群が機械的に干渉してきてしまう。これに対して本発明
では、条件式（１）で示す通り第２レンズ群の第１番目
の負レンズの屈折力を強めることにより第２レンズ群の
前側主点がなるべ（物体側にくるようにして小型化を図
っている。そして、条件式（２）の条件式を満足させて
非点収差や像面湾曲を補正するようにしている。

条件式（１）の下限を外れると、第２レンズ群のパワー
をゆるくするためには良いが、第２レンズ群中の物体側
の負レンズのパワーが強くなり過ぎ、サジタルフレアー
等が急増するので良くない。又、上限を越えると第２レ
ンズ群のパワーがきつくなり、他のレンズで収差補正を
行うことが困難になってく　る。

条件式（２）の下限を外れると、第２群中の物体側の負
レンズの屈折率が低くなるため、所定の屈折力を維持さ
せるためには曲率をきつくしなければならない。そして
、サジタルフレアー等が急増するとともにペッツバール
和も負へ増大するため像面湾曲収差、非点収差の補正が
困難となってくる。

一方、条件式（３）は、第３レンズ群の最も物体側のレ
ンズ面を物体側に凸を向けた形状としてこの形状を特定
することでリレ一部である第３レンズ群と第４レンズ群
の小型化を図っている。

リレ一部である第３レンズ群、第４レンズ群でレンズ系
を小型化するためには、リレ一部の前側主点を物体側へ
寄せ、リレ一部での望遠比を小さくすることである。

そして、第３レンズ群の最も物体側の凸面の近軸曲率半
径をきつくすることでリレ一部の望遠比を小さ（し、レ
ンズ系の小型化を行っている。尚、曲率半径がきつくな
り発生する球面収差等を、本実施例に於いてはこの面に
中心から周辺にいくに従って屈折率が強（なる非球面を
使用し補正している。

そして、条件式（３）の上限を越えるとレンズ系が大型
化し良くない。下限を外れると曲率半径がきつくなり過
ぎ収差補正が困難となり良くない。

以上の条件式を満足させることにより本発明の目的は達
成し得るが更に望ましくは以下の諸条件を満足させると
よい。

それは、第１レンズ群の焦点距離をｆｌｓ物体距離が無
限遼遠時の望遠端での第２レンズ群の横倍率をβＩＩＩ
Ｔとした時、 １．４＜ｆＩ／ｆｒ１７ゴＴ＜１．８　　　　　　−（
４）１．２〈β■Ｔ／Ｆ「「７Ｔフ〈１．５　　　　　
・・・　（５）なる条件式である。

条件式（４）は第１レンズ群の焦点距離に関するもので
、上限を越えて第１レンズ群の焦点距離が長くなると、
第１レンズ群はもちろん全体のレンズ系が大型化し良（
ない。又下限を外れると、レンズ系は小型化できるが、
望遠側での高次球面収差が増大し、補正が困難となるの
で良くない。

条件式（５）は第２レンズ群の横倍率に関するもので、
下限を外れると、第２レンズ群の変倍のための移動量が
増大するのでレンズ系の小型化に良くない。又上限を越
えると、望遠側での第４レンズ群の移動量がバックフォ
ーカスが縮む方向に急増するため必要なバックフォーカ
スを確保するためにはレンズ系が小型化するので良くな
い。

更に望ましくは第１レンズ群を物体側から順に物体側に
凸を向けた負メニスカスレンズ、２枚の正レンズで構成
し、前記第４レンズ群を順に負、正、正のレンズ構成す
ることが望ましい。

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１番目のレンズのガラスの屈折率とアツベ数
である。

また、 非球面係数Ａ１ Ｄは次式 ％式％ Ｘはレンズ頂点から光軸 方向への変位量、 Ｒは光軸からの距離、 Ｒは曲率半 径である。

Ｒ１＝ Ｒ２＝ Ｒ３＝ Ｒ４＝ Ｒ５＝ Ｒ６＝ Ｒ８＝ 数値実施例１ Ｆ＝１ ＦＮＯ＝１ ８．０８３３ ３．３１９６ ３４．７００３ ２．９７１１ ９．５９５７ １１．２３４７ ０．９５２２ １．６６４１ １．６〜２．２ Ｄ　　Ｉ＝　　　０．１７５０ Ｄ　　２＝　　　０．６６２５ Ｄ　　３＝　　０．０２５０ Ｄ　　４＝　　０．４８７５ Ｄ　５＝可変 Ｄ　６＝　　０１２５０ Ｄ　７＝　　０．４５１０ Ｄ　８＝　　０．１０００ ５５．４゜ 〜７．９１゜ Ｎ　１＝　　１．８０５１８　　　　ν　ｌ＝　　　２
５．４Ｎ２＝　　１．６２２９９　　　　ν　２＝　　
　５８．１Ｎ３＝ ５５．５ １．８８３００ １．５１８２３ ν　５＝　　　５９．０ ν　６＝　　　２３．８ Ｒ１３＝ Ｒ１４＝ Ｒ１５＝ Ｒ１６＝ Ｒ１７＝ Ｒ１８＝ Ｒ１９＝ Ｒ２０＝ Ｒ２１＝ Ｒ２２＝ Ｒ２４＝ Ｒ２５＝ １．８６７９ ２．８５０６ ２．８１５０ 第１２面は非球面 非球面係数 Ｒ＝１．８３９５．　Ａ＝Ｏ，Ｂ Ｄ１３＝　　　００２５０ Ｄ１４＝　　　０２８４６ ０１５＝　　　０．０８５３ Ｄ１６＝　　０．１１２５ Ｄ１７＝可変 Ｄ１８＝　　　０．１２５０ Ｄ１９＝　　　０．０６００ Ｄ２０＝　　　０．３８７５ Ｄ２１＝　　０．０１８７ Ｄ２２．＝　　　０．２５００ Ｄ２３＝　　　０．７５７９ Ｄ２４＝　　　０．７４６２ Ｎ９＝ Ｎ１０＝ ＮＩＩ＝ Ｎ１２＝ Ｎ１３＝ １．６０３１１ １．６９８９５ １．８４６６６ １．６０３１１ １．５１６３３ −２．８５８７８ｘ１０２．　Ｃ＝４．２７８９２ｘｌ
Ｏ−３，Ｄ−２，０６５６８ｘ１０ ６０．７ 数値実施例３ Ｒ１＝ Ｒ２＝ Ｒ３＝ Ｒ４＝ Ｒ６＝ Ｒ７＝ Ｒ８＝ Ｆ＝１ ８．８６３３ ３．４０３９ ２３．４５８６ ２．９０７９ ８．７８７４ １５．６８２５ １．８２０２ １．３２９３ ＦＮＯ＝１　　：　１．６５〜２．２５Ｄ　　Ｉ＝　　
０．１７５０ Ｄ　　２＝　　　０．６６８９ Ｄ　　３＝　　　０．０２５０ Ｄ　　４＝　　０．４７７７ Ｄ　５＝可変 Ｄ　６＝　　０．１２５０ Ｄ　７＝　　０４２９８ Ｄ　８＝　　０．１０００ Ｄ　９＝　　０．３６３１ ２Ｗ＝５５．４°　〜７８９ Ｎｌ＝　　１．８０５１８　　　　　ν　１＝　　　２
５．４Ｎ　２＝　１．６２２９９　　　　　ν　２＝　
　　５８．１１．６９６８０ Ｎ４＝ ４０．８ Ｎ　５＝　　１．５１８２３　　　　　ν　５＝　　　
５９．０Ｎ６＝　　１．８４６６６　　　　ν　６二　
２３．８※　Ｒ１２＝　　　　　１．９７１６ Ｒ１３＝　　　　−２，９０６３ Ｒ１４＝　　　　−１，７９３９ Ｄ１２＝　　　０．６４６１ Ｄ１３＝　　　０．３７８０ Ｄ１４−　　０．１１２５ Ｎ７＝ Ｎ８＝ １．５８３１３ １．８０５１８ ５９．４ Ｒ１７＝ Ｒ１８＝ Ｒ１９＝ Ｒ２０： Ｒ２１＝ Ｒ２２＝ Ｒ２３＝ ２．５８００ −２．５８００ ２．８６０３ Ｄ１７＝ Ｄ１８＝ Ｄ１９＝ Ｄ２０＝ Ｄ２１＝ Ｄ２２＝ ０．０４９１ ０．４２５３ ０．０１８７ ０．２７４３ ０．７５００ ０．７４６２ ＮＩＯ＝ ＮＩＩ＝ Ｎ１２＝ １．６０３１１ 第１２面は非球面 非球面係数 〔発明の効果〕 本発明によれば、変倍比８、Ｆナンバー１．６程度の高
変倍でしかも大口径でありながら、レンズ系全体が小型
で広角端から望遠端に至る全変倍範囲で良好なる光学性
能を有するリヤーフォーカス式の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、第２図、第３図は各々本発明数値実施例１〜３
のレンズ断面図、第４図、第５図、第６図は各々本発明
の数値実施例１〜３収差図である。諸収差図において（
Ａ）は広角側、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望遠側の収差図
。 ｄはｄ線、ｇはｇ線、Ｍはメリジオナル像面、Ｓはサジ
タル像面、工、■、■、■は各々第１、第２、ｔＪ３、
第４レンズ群である。 表１は本発明の数値実施例１〜３の条件式の値である。 Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体側より順に正の屈折力の第１レンズ群、負の
   屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３群レンズ群、
   そして正の屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群を有
   し、前記第１、第３レンズ群を固定とし、前記第２レン
   ズ群と前記第４レンズ群を移動させて変倍を行うととも
   に、前記第４レンズ群を移動させて合焦を行うズームレ
   ンズであって、前記第２レンズ群は物体側より２枚の負
   レンズと１枚の正レンズを有し、第３レンズ群は最も物
   体側に凸面を向けた正レンズを有し、１．０＜ｆ＿II＿
   １／ｆ＿II＜１．２ Ｎ＿II＿１−Ｎ＿II＿２＞０．３５ ０．６＜Ｒ＿III＿１／√（ｆ＿Ｗ×ｆ＿Ｔ）＜０．８
   なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス
   式のズームレンズ。 但し、全系の広角端の焦点距離をｆ＿Ｗ、望遠端の焦点
   距離をｆ＿Ｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ＿II、
   前記第２レンズ群中の最も物体側の負レンズの焦点距離
   をｆ＿II＿１、前記第２レンズ群中の２枚の負レンズの
   うち物体側の負レンズの屈折率をＮ＿II＿１、像側の負
   レンズの屈折率をＮ＿II＿２、前記第３レンズ群の最も
   物体側の凸面の近軸曲率半径をＲ＿III＿１とする。
2. （２）前記第３レンズ群の凸面に非球面を施したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリヤーフォーカ
   ス式のズームレンズ。