JPH0694997A - 高変倍で広角なズームレンズ - Google Patents
高変倍で広角なズームレンズInfo
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- JPH0694997A JPH0694997A JP20376393A JP20376393A JPH0694997A JP H0694997 A JPH0694997 A JP H0694997A JP 20376393 A JP20376393 A JP 20376393A JP 20376393 A JP20376393 A JP 20376393A JP H0694997 A JPH0694997 A JP H0694997A
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Abstract
広角で高変倍のズームレンズを提供することにある。 【構成】 本発明のズームレンズは正の屈折力でズー
ミング中固定の第1レンズ群と、負の屈折力でズーミン
グ中可動で変倍作用を有する第2レンズ群と、絞りと、
いずれも正の屈折力を有しズーミング中可動である第3
レンズ群と第4レンズ群よりなり、第3レンズ群が広角
端よりも望遠端が物体側に位置するようにした。
Description
ているズームレンズに関するものである。
する要求が強くなっている。又従来より小型化に対する
要求が強いが、更に高変倍比化や広角化への要望も増し
ている。従来のビデオカメラ用ズームレンズで、上記の
ような要求を満足するものは僅かに特開平3−2158
10号公報に記載されたズームレンズのみである。しか
しこのズームレンズは、変倍比が8程度であり半画角が
56°程度であり、高変倍比化や広角化に関して十分と
は云えない。
構成では、一層の高変倍比化、広角化を達成することは
出来ない。
しかも変倍比が8〜12で画角が2ω=65°〜68°
の広角なズームレンズを提供することにある。
は、物体側より順に、正の屈折力を有しズーミング中固
定の第1レンズ群と、負の屈折力を有しズーミング中可
動で変倍作用を有する第2レンズ群と、明るさ絞りと、
いずれも正の屈折力を有しズーミング時可動の第3レン
ズ群,第4レンズ群とよりなり、第3レンズ群が広角端
よりも望遠端のほうが物体側に位置するレンズ系で、次
の条件(1)を満足するものである。 (1) 0.5<|x3W−x3T|/fW <3 ただしx3W,x3Tは夫々広角端および望遠端における第
3レンズ群の光軸上の位置で|x3W−x3T|は第3
レンズ群の広角端と望遠端の光軸上の位置の差である。
又fWは広角端における全系の焦点距離である。
いわゆる4群ズームレンズで、高変倍比化をはかるため
には、次のようにする。
とによるが、その場合球面収差,コマ収差等が悪化する
ため高変倍化には限界がある。
することによるものであるが、この場合絞りより前の変
倍部の移動距離が大になり、そのために第1レンズ群か
ら絞りまでの距離が大になり、特に広角から標準画角ま
での領域においては第1レンズ群への軸外光線の入射光
線高が高くなり前玉径が大になる。更に広角にしようと
すると第1レンズ群への入射光線はますます高くなり、
前玉径は更に大になる。
可動にすると共に前記の条件(1)を満足せしめること
により上記の欠点を解消した。即ち、絞りより像側の第
3レンズ群を広角端から望遠端にかけて条件(1)を満
足するようにその光軸上の位置を物体側に位置させるよ
うにしてこの第3レンズ群にも大きな変倍作用を持たせ
た。これにより第2レンズ群の変倍の際の移動量を小さ
く出来、絞りより前の前群の小型化を可能にした。
に広角側において第3レンズ群への入射光線高が大きく
なりすぎ収差補正が困難になる。又条件(1)の下限の
0.5を越えると小型化できず好ましくない。
て一方向に移動させ、又第4レンズ群は第3レンズ群と
は独立に無限遠物点に対しては広角端よりも望遠端にお
いて第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が大になるよう
に光軸上を移動させることが好ましい。それは、合焦時
の繰り出し量が大きくなる望遠領域において第3レンズ
群と第4レンズ群の距離を大きく保つことが出来又スペ
ースの有効利用が可能になり小型化に有利になるためで
ある。
定することにより本発明の目的を達成でき、更に第4レ
ンズ群との関連した動きを工夫することにより一層高変
倍比化、広画角化、小型化を達成出来るが、尚一層の高
変倍比化、広角化のためには、次の条件(2),(3)
を満足させることが望ましい。 (2) 0.1<|f2 |/f1 <0.4 (3) 0.77<f4 /f3 <2 ただしf1 ,f2 ,f3 ,f4 は夫々第1レンズ群、第
2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群の焦点距離で
ある。
群の焦点距離の比を規定したのもである。つまり広角化
するために第1レンズ群の焦点距離を長くし又第2レン
ズ群の焦点距離を短くすると、第2レンズ群より同一の
射出角を持った主光線に対する第1レンズ群への入射光
線の光軸に対する角度が大になり広画角に出来る。その
ため、条件(2)の上限の0.4を越えると広画角化に
反することになり好ましくない。逆に条件(2)の下限
の0.1を越えると第2レンズ群のパワーが強くなりす
ぎて負の像面湾曲、球面収差等が悪化し好ましくない。
2として下記の条件(2' )のようにすれば一層効果的
である。 (2' ) 0.1<|f2 |/f1 <0.22 この条件(2' )のように第2レンズ群のパワーをより
強くすることにより正の像面湾曲、正の球面収差等を良
好に補正し得るので特に好ましい。
群の焦点距離の比に関するものである。レンズ系を高変
倍比化するためには、第3レンズ群のパワーを強くすれ
ば、第3レンズ群の移動量が同一の場合、より大きな変
倍比になし得る。また第3レンズ群より射出するマージ
ナル光線を光軸に対しほぼ平行なアフォーカル光線にす
ることによって、第4レンズ群の移動による収差変動を
小さくすることが出来るので好ましい。
ズ群から射出する光線が収束光となるので好ましくな
く、逆に下限の0.77を越えるとレンズ系を小型化出
来ないので好ましくない。
るには、特に撮像素子のサイズが小型化した場合、加工
上凸レンズの縁肉厚や凹レンズの中肉厚を確保しようと
するとレンズ系の全長に対するガラス部分の厚みが大に
なる。このようにガラス部分の厚みが大の時レンズの構
成枚数を少なくすることは、可動レンズ群の移動スペー
スを大きく出来るので小型化にとって有利である。
角であって変倍全域にわたって収差変動が少なく、安定
した高い結像性能を得るためには、第2レンズ群を物体
側から順に像側に強い曲率の凹面を有する負レンズと、
負レンズと、正レンズとの負負正の3枚のレンズにて構
成し又2枚目の負レンズの物体側の面の曲率半径r22F
が次の条件(4)を満足することが望ましい。
変倍時の球面収差やコマ収差の変動が大きくなり易く望
ましくない。また下限の−0.36を越えると変倍時の
非点収差や歪曲収差の変動が大きくなり易く、特に画角
周辺部で変動が大きくなり好ましくない。
レンズ群中の正レンズの空気接触面、特に像側の空気接
触面に光軸から周辺に向かうに従って負のパワーが弱く
なる非球面を設けることが望ましい。それは、この正レ
ンズに非球面を用いることにより画面中央から周辺まで
良好な結像性能を有するレンズ系を得ることが出来るか
らである。
3レンズ群の移動の際の収差変動を少なくすることが好
ましい。そのために第3レンズ群を最も物体側に正レン
ズを有し、更に像側に強い凹面を向けた負レンズを含
み、全体で2枚又は3枚にて構成し、特に前記の像側に
強い凹面を向けた負レンズを下記の条件(5)を満足す
るようにすることが望ましい。 (5) 0.5<(r3NF +r3NR )/(r3NF −r3NR )<5 ただしr3NF およびr3NR は夫々前記の第3レンズ群
中の負レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径で
ある。
状を規定したものである。即ち、この負レンズを物体側
の面よりも像側の面の曲率半径を小にして第3レンズ群
全体の主点位置を物体側に位置させることによってバッ
クフォーカスを短くすることが出来、それによりレンズ
系の小型化が可能になる。条件(5)の上限の5を越え
ると小型化にとっては好ましくなく又下限の0.5を越
えると像側の面の曲率半径が小になりすぎてこの面で発
生する負の諸収差、高次の収差の発生量が多くなり好ま
しくない。
の一部に光軸から周辺に向かうに従って正のパワーが弱
くなるような非球面を用いることによって、第3レンズ
群の移動による収差変動を極めて小さくすることが可能
になる。
成することが第3レンズ群と同様に小型化にとって有効
である。そしてこの正レンズを次の条件(6)を満足す
るようにすることが収差補正上好ましい。 (6) −5<(r4F+r4R)/(r4F−r4R)<0.1 ただしr4Fおよびr4Rは夫々第4レンズ群の正レンズの
物体側の面および像側の面の曲率半径である。
形状を規定するものである。この第4レンズ群は、主と
して第2レンズ群,第3レンズ群の移動にともなう像面
の移動を補正する役割を果たすレンズ群である。この第
4レンズ群の形状を条件(6)のように定めることによ
って、この正レンズが第3レンズ群の像側の面の曲率半
径の小さい面で発生する収差を打ち消す作用を持ち特に
軸外収差を良好に補正し得る。
レンズの物体側の面の曲率半径が大になりすぎ、これと
向かい合う第3レンズ群の負レンズの曲率半径の小さい
面で発生する諸収差を打ち消す作用が弱くなり結像性能
の向上にとって好ましくなく、又下限の−5を越えると
第4レンズ群の像側の面で発生する外向性のコマ収差等
が大になり画面周辺まで良好な性能が得られず好ましく
ない。
表わされる。
と直角方向にとったもので、rは光軸上での曲率半径、
A2 ,A4,A6 ,・・・は非球面係数、pは円錐定数
である。
す。 実施例1 f=5.15〜17〜60,F/1.8 〜2.3 〜2.4 ,2ω=64.6°〜6 ° r1 =36.0900 d1 =1.5000 n1 =1.84666 ν1 =23.78 r2 =23.6260 d2 =5.4900 n2 =1.60311 ν2 =60.70 r3 =409.8790 d3 =0.1500 r4 =27.8260 d4 =2.6200 n3 =1.60311 ν3 =60.70 r5 =73.0800 d5 =D1 r6 =73.0800 d6 =1.0000 n4 =1.69680 ν4 =55.52 r7 =6.6070 d7 =4.9300 r8 =-24.0550 d8 =0.8000 n5 =1.48749 ν5 =70.20 r9 =13.1560 d9 =2.5500 n6 =1.80518 ν6 =25.43 r10=45.9518 (非球面)d10=D2 r11=∞(絞り) d11=D3 r12=14.4743 (非球面)d12=2.9200 n7 =1.66524 ν7 =55.12 r13=74.6400 d13=0.1500 r14=8.8810 d14=3.6100 n8 =1.60311 ν8 =60.70 r15=-82.1610 d15=0.1700 r16=16.4390 d16=0.8000 n9 =1.84666 ν9 =23.78 r17=5.7390 d17=D4 r18=11.5900 d18=2.4300 n10=1.69680 ν10=55.52 r19=272.1140 d19=D5 r20=∞ d20=6.0000 n11=1.54771 ν11=62.83 r21=∞ d21=1.2100 r22=∞ d22=0.7500 n12=1.48749 ν12=70.20 r23=∞ 非球面係数 (第10面) P=1.0000,A2 =0 ,A4 =-0.90419×10-4,A6 =
-0.33074×10-6 A8 =-0.17322×10-7,A10=0.57903 ×10-10 (第12面) P=1.0000,A2 =0 ,A4 =-0.12676×10-3,A6 =
0.73007 ×10-6 A8 =-0.68593×10-7,A10=0.86365 ×10-9 f 5.15 17 60 D1 0.800 13.142 23.030 D2 23.730 11.388 1.500 D3 6.140 1.500 1.500 D4 3.980 5.625 9.780 D5 2.370 5.365 1.210 |x3W−x3T|/fW =0.90,|f2 |/f1 =0.213
,f4 /f3 =0.854 ,fW/r22F=−0.214, (r3NF +r3NR )/(r3NF −r3NR )=2.07 (r4F +r4R )/(r4F −r4R )=-1.09
0.42085 ×10-5 A8 =-0.37506×10-6,A10=0 (第12面) P=1.0000,A2 =0 ,A4 =-0.62959×10-3,A6 =
-0.89037×10-5 A8 =0.11052 ×10-7,A10=0 (第13面) P=1.0000,A2 =0 ,A4 =0.82473 ×10-3,A6 =
-0.14364×10-4 A8 =0.82645 ×10-6,A10=0 f 3.65 10.32 29.2 D1 0.500 9.276 13.782 D2 14.282 5.506 1.000 D3 6.670 5.155 1.000 D4 1.579 1.177 2.339 D5 1.864 3.780 6.773 |x3W−x3T|/fW =1.55,|f2 |/f1 =0.203
,f4 /f3 =1.05,fW/r22F=−0.150, (r3NF +r3NR )/(r3NF −r3NR )=1.34 (r4F +r4R )/(r4F −r4R )=-0.58
0.13706 ×10-4 A8 =-0.15716×10-5,A10=0 (第12面) P=1.0000,A2 =0 ,A4 =-0.78389×10-3,A6 =
-0.13233×10-4 A8 =0.13610 ×10-6,A10=-0.28642×10-7 (第13面) P=1.0000,A2 =0 ,A4 =0.38932 ×10-3,A6 =
-0.31639×10-5 A8 =0.38301 ×10-6,A10=0 f 3.65 10.32 29.2 D1 0.500 9.122 13.812 D2 14.312 5.690 1.000 D3 6.890 5.124 1.000 D4 1.850 1.738 3.028 D5 2.177 4.055 6.889 |x3W−x3T|/fW =1.61,|f2 |/f1 =0.204
,f4 /f3 =0.80,fW/r22F=−0.111, (r3NF +r3NR )/(r3NF −r3NR )=2.02 (r4F +r4R )/(r4F −r4R )=-0.28 ただしr1 ,r2 ,・・・ は各レンズ面の曲率半径、d
1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1 ,n2 ,・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ,ν2 ,・・・
は各レンズのアッベ数である。
構成である。つまり実施例1は、第1レンズ群が物体側
から順に、負のメニスカスレンズと、正のメニスカスレ
ンズと、正のメニスカスレンズとの3枚のレンズからな
り、第2レンズ群が物体側より順に、負のメニスカスレ
ンズと、負レンズと正レンズとの接合レンズの3枚のレ
ンズからなり、絞りを挟んで第3レンズ群が正レンズと
正レンズと負レンズの3枚のレンズからなり、第4レン
ズ群が正レンズ1枚からなっている。又実施例2,3
は、第1レンズ群と第2レンズ群とは実施例1と同様で
あるが、絞りを挟んでの第3レンズ群は正レンズと負レ
ンズの2枚のレンズよりなっている。又第4レンズ群も
実施例1と同じ構成である。又実施例1のレンズ系に
は、第2レンズ群の最も像側の面と第3レンズ群の最も
物体側の面が夫々非球面になっている。実施例2,3
は、第2レンズ群の最も像側の面と第3レンズ群の第1
レンズの両面の三つの面が非球面になっている。
2,3の面r18〜面r21は、フィルター等の光学部材で
ある。
12、広角端での画角(2ω)が65°〜68°程度、
Fナンバーが1.8の広画角、高変倍比で明るいにもか
かわらず、レンズ枚数が9〜10枚と極めて少ない低コ
ストで小型のズームレンズである。
Claims (1)
- 【請求項1】物体側から順に、正の屈折力を有しズーミ
ング中固定である第1レンズ群と、負の屈折力を有しズ
ーミング中可動で変倍作用を有する第2レンズ群と、明
るさ絞りと、いずれも正の屈折力を有していてズーミン
グ中可動である第3レンズ群と第4レンズ群とからな
り、前記第3レンズ群は広角端よりも望遠端のほうが物
体側に位置するレンズ系で次の条件(1)を満足するこ
とを特徴とするズームレンズ。 (1) 0.5<|x3W−x3T|/fW <3 ただしfW は広角端における全系の焦点距離、|x3W−
x3T|は第3レンズ群の広角端と望遠端との光軸上の位
置の差である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4-222292 | 1992-07-30 | ||
JP22229292 | 1992-07-30 | ||
JP20376393A JP3352164B2 (ja) | 1992-07-30 | 1993-07-27 | 高変倍で広角なズームレンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0694997A true JPH0694997A (ja) | 1994-04-08 |
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Family
ID=26514103
Family Applications (1)
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