JPH07104486B2 - ズ−ムレンズ - Google Patents

ズ−ムレンズ

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JPH07104486B2
JPH07104486B2 JP61051523A JP5152386A JPH07104486B2 JP H07104486 B2 JPH07104486 B2 JP H07104486B2 JP 61051523 A JP61051523 A JP 61051523A JP 5152386 A JP5152386 A JP 5152386A JP H07104486 B2 JPH07104486 B2 JP H07104486B2
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    • G02B15/167—Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
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    • G02B15/1451—Optical 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
    • G02B15/145113—Optical 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 +-++-

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はズームレンズで特に高変倍率のズームレンズに
関するものである。
〔従来の技術〕
近年、ズームレンズは変倍比の高倍率化の傾向が顕著に
なつてきている。このような高変倍率のズームレンズと
して、広角域を含みかつ６倍程度の変倍比を有するもの
が一般的である。このような高変倍率のズームレンズに
おいても操作性や携帯性が要求されることは一般的であ
り、そのため光学設計上の困難が伴う。このような困難
性を克服して高変倍率で小型化を達成することを目的と
したものとして特開昭60−14213号公報に記載されたズ
ームレンズが知られている。このズームレンズは、物体
側より順に正，負，正，正の屈折力を有する四つのレン
ズ群よりなるレンズ系で、ズーミング時の可動群として
複数のレンズ群を有するもので第２群を広角域において
物体側へ移動させるようにして前玉径が小さくなるよう
にしかつ各群の屈折力を強めることにより小型化を達成
するようにしたものである。また以上のようにしたこと
により生ずる色収差の劣化や単色諸収差の変動を第１群
中に異常分散ガラスを使用することにより抑止するよう
にしたものである。しかしながら変倍域が広いためにズ
ーミング時の諸収差の変動が顕著でありかつ色収差が大
きく残存し性能劣化をひきおこしており、全変倍域で均
一かつ良好な性能が得られない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、適切なズーム方式にもとづき最適な屈折力配
分とレンズ構成を採用しかつ大きく残存しがちな色収差
を補正するように硝種の選択を考慮することによつてこ
の種のズームレンズとしては全変倍域にわたつて均一で
良好な光学性能を有する高変倍率のズームレンズを提供
することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記の目的を達成するために第１図に示すよう
なレンズ構成即ち物体側より順に正の屈折力を持つ第１
群G1と、負の屈折力を持つ第２群G2と、正の屈折力を持
つ第３群G3と、正の屈折力を持つ第４群G4と、負の屈折
力を持つ第５群G5の五つのレンズ群より構成したもの
で、これらレンズ群のうち少なくとも第１群G1、第３群
G3および第４群G4を光軸に沿つて移動することによつて
全系の焦点距離を可変にしたズームレンズである。
又本発明のズームレンズは、次の条件を満足するように
したものである。
（１）0.15＜＜｜f2／f1｜＜0.3 （２）0.5＜｜β3W・β4W｜＜2.5 （３）1.01＜β5＜1.3 ただし、f1，f2は夫々第１群G1，第２群G2の焦点距離、
β3Wは第３群G3における広角端の横倍率、β4Wは第４群
G4における広角端の横倍率、β5は第５群G5における横
倍率である。
条件（１）は、第１群G1と第２群G2の屈折力を規定する
もので、上限を越えると適正な屈折力配分に対し第２群
G2の屈折力が弱まる方向になり前玉径の増大に結びつき
小型化を達成できず、一方第１群G1の屈折力が強まる方
向になり後置するレンズ群に適切な屈折力配分を決定す
ることが収差補正上不利になり好ましくない。又条件
（１）の下限を越えると第２群G2の屈折力が強まる方向
になり、コマ収差並びに歪曲収差の補正が困難になり、
一方第１群G1の屈折力が弱まる方向でありこの場合は収
差補正上は好ましいがズーミング時のレンズ群の移動量
が増大し小型化を達成することができず本発明の目的に
反することになる。
条件（２）は、本発明のズームレンズの変倍域を規定す
るものである。
全系の焦点距離ｆは、第２群G2，第３群G3，第４群G4，
第５群G5の横倍率を夫々β1，β2，β3，β4，β5とす
る時次の式（４），（５）で決定される。
ｆ＝f1・β （４） β＝β2・β3・β4・β5 （５） 条件（２）の上限を越えると第２群G2の横倍率は低倍域
を使用することを意味し、第３群G3と第４群G4で高倍率
を有するためにはそのズーミング移動量を大きくするこ
とが必要となり広角側で第３群G3と第４群G4のズーミン
グ間隔を大きくするために主光線の第４群G4，第５群G5
を通過する位置が広角域でレンズ周縁部となりレンズの
外径が増大し又周辺像面の劣化が著しくなり望ましくな
い。また屈折力の配分として第１群G1の屈折力が弱くな
り広角端から望遠端までズーミング時の移動量が増大し
望遠端で全長が長くなると共に子午断面内での最良像面
位置の変動が大になり平担な像面を得ることが困難にな
る。更にこの条件（２）の上限を越えることは条件
（１）の上限を越えることにも結びつくので好ましくな
い。
条件（２）の下限を越えると全変域で第２群G2の負担す
る倍率が高くなり、ズーミング中第２群G2を像面に対し
て固定にする場合第１群G1のズーミング移動量が大にな
ると共に第３群G3，第４群G4のズーミング移動曲線が広
角端から望遠端まで単調増加にはならなくなる。その結
果として望遠側での周辺光量不足が生ずる傾向に結びつ
く。また屈折力配分は第１群G1の屈折力が強まりズーミ
ング時における非点収差の変動は広角側で極めて補正不
足の状態になり、望遠側では著しく補正過剰な状態とな
り全変倍率で均一で良好な性能を得ることが困難にな
る。
また第２群G2をズーミング中に可動にしてズーミングの
可動群を増加せしめれば収差補正上は好ましく、更に望
遠端で全長を短くすることが可能になる。しかしながら
第２群G2の横倍率が等倍（β2＝−１×）を越えており
第１群G1の移動が単調増加ではなく第２群G2の横倍率が
等倍を過ぎるとこの点を極値として戻りを生ずることと
なりカムの製作精度を維持することが難しく操作性の上
からも望ましくない。
条件（３）は負の屈折力の第５群G5が有する拡大倍率を
規定するものである。この条件（３）の上限を越えると
レンズ系全体の小型化を達成する上では有利であるが全
体として各レンズ群の屈折力が必然的に強まる傾向が生
じ収差補正が困難になる。これを解消するには第５群G5
の構成枚数を増やす必要があり全長の増加につながり本
発明の目的に反することになる。また条件（３）の下限
を越えると全体として収差補正はよりよい方向になるが
第５群G5の倍率負担がほとんどなくなりレンズ系の全長
が長くなり小型化を達成し得なくなる。
本発明のズームレンズは、以下のような基本構成のもの
であるが、各群の具体的構成を次のようにすることが本
発明の目的を達成する上で望ましい。
第１群G1は屈折力の強さにもとづいて負のメニスカスレ
ンズと両凸レンズの接合レンズとこれに後置される正の
メニスカスレンズにて構成するのが望遠比を小にする上
で望ましい。
第２群G2は物体側より順に物体側に凸面を向けた負のメ
ニスカスレンズと、両凹レンズと、両凸正レンズと、物
体側の面が強い曲率を有する両凹レンズとにて構成し、
前記両凸正レンズと像側の両凹レンズの間に正のメニス
カスレンズ形状の空気レンズを設け、高次の収差を発生
させることによつて全系の全変倍域での収差補正の上で
非常に有用な役割りをもたせてある。
第３群G3は、１枚の正レンズと、両凸レンズと負レンズ
との接合レンズとを少なくとも有している。この第３群
G3までの第１群G1，第２群G2，第３群G3にてアフオーカ
ル系となし、第４群G4，第５群G5でリレー系を構成して
いる。
第４群G4は１枚の正レンズと接合レンズとを少なくとも
含む構成になつている。この第４群G4の接合レンズを構
成する両凸正レンズと負のメニスカスレンズを後に示す
実施例にあるように分離しその間に正のメニスカス形状
の空気レンズを設けるようにすれば、第２群G2中の前記
の空気レンズで発生し後のレンズで補正しきれないで残
存する高次収差を補正するようにし得るので望ましい。
負の屈折力を有する第５群G5は負レンズ１枚にすること
も可能であるが、非点収差と歪曲収差を十分小さく抑え
た上で球面収差とペツツバール和を補正するためには、
後に示す実施例のように正レンズと負レンズとにて構成
することが望ましい。このように第５群G5に負の屈折力
を持たせ条件（３）を満足する拡大倍率を持たせること
によつて変倍系である第１群G1から第４群G4が負担する
倍率が低倍率で良くなり収差補正の上で有利になりかつ
各レンズ群の実焦点距離が短くなりズーミング時の移動
量が減少し無理なく小型化を達成し得る。しかも変倍比
が６倍程度であるにもかかわらず収差変動を小さく抑え
ることが可能となる。
本発明のズームレンズのように広角域から望遠域までを
含む高倍率のズームレンズにおいては、残存する色収差
が性能劣化に大きな影響を及ぼすため、後に示す実施例
のように第１群G1中に異常分散性を有する硝子を使用す
ることが２次スペクトルの除去に大きな効果を持つ。又
倍率の色収差自体は、基本的にはズームレンズのレンズ
構成によつてその性質が決定される要素があり、本発明
では第２群G2のレンズ構成によつて収差補正にとつて有
利になるようにしている。つまり第２群G2に両凸正レン
ズを適切に配置することにより倍率の色収差の補正に大
きく寄与せしめている。
第３群G3は、その前側主点が大きく物体側に位置するよ
うにして第２群G2で後側主点が大きく物体側に位置して
いるのと合わせて全長を短くするのに好都合なようにし
ている。
このような本発明のズームレンズは、ズーミング時に第
２図に示すように各群を移動させ、５群でありながら三
つの可動群でカム精度を保持する上で望ましいものにし
ている。
また本発明のズームレンズは、球面収差の収差変動は非
常に小さく抑えられており、非点収差の変動も比較的小
さく抑えられているが、現在の製造技術からすれば第３
群G3もしくは第４群G4中に超精密硝子成形技術により非
球面等を使用すれば像面の平担性を一層良好なものにす
ることができる。
〔実施例〕
以上説明した本発明ズームレンズの各実施例を次に示
す。
ｆ＝36〜195.6、F/3.5〜F/4.5、２ω＝62°〜12.6° r1＝265.393 d1＝2.29 n1＝1.80518 ν1＝25.43 r2＝78.3444 d2＝7.98 n2＝1.497 ν2＝81.61 r3＝−179.2276 d3＝0.2 r4＝59.2582 d4＝4.86 n3＝1.744 ν3＝44.73 r5＝173.2891 d5＝D1 r6＝127.9258 d6＝1.42 n4＝1.7865 ν4＝50.0 r7＝19.068 d7＝5.0216 r8＝−48.5847 d8＝1.39 n5＝1.7865 ν5＝50.0 r9＝88.3633 d9＝0.1905 r10＝37.0317 d10＝4.7 n6＝1.84666 ν6＝23.78 r11＝−64.4623 d11＝1.55 r12＝−33.2011 d12＝1.39 n7＝1.7865 ν7＝50.0 r13＝804.1678 d13＝D2 r14＝∞（絞り） d14＝0.9524 r15＝86.0419 d15＝3.4714 n8＝1.617 ν8＝62.79 r16＝−52.5565 d16＝0.19 r17＝74.5381 d17＝6.0851 n9＝1.51821 ν9＝65.04 r18＝−34.8404 d18＝1.2981 n10＝1.74 ν10＝31.7 r19＝−514.3567 d19＝1.4146 r20＝30.3372 d20＝5.0864 n11＝1.52542 ν11＝64.55 r21＝192.4854 d21＝8.7098 r22＝−99.7097 d22＝2.1182 n12＝1.8061 ν12＝40.95 r23＝50.1429 d23＝D3 r24＝2745.5254 d24＝3.75 n13＝1.51742 ν13＝52.41 r25＝−41.1151 d25＝0.2 r26＝70.8046 d26＝7.1146 n14＝1.51742 ν14＝52.41 r27＝−28.5245 d27＝1.2381 r28＝−25.1132 d28＝1.46 n15＝1.834 ν15＝37.16 r29＝−76.0758 d29＝D4 r30＝1072.0189 d30＝3.55 n16＝1.5927 ν16＝35.29 r31＝−75.3048 d31＝0.135 r32＝−60.0519 d32＝2.14 n17＝1.7725 ν17＝49.66 r33＝−249.2861 f 36 85.8 195.6 D1 1.854 31.234 49.461 D2 26.096 14.219 2.728 D3 13.526 7.92 5.817 D4 1.634 19.102 32.508 ｜f2／f1｜＝0.1963,|β3W・β4W｜＝1.272 β5＝1.058 実施例２ ｆ＝36.03〜196.06、F/3.5〜F/4.5、２ω＝62°〜12.6
° r1＝338.0421 d1＝2.29 n1＝1.80518 ν1＝25.43 r2＝80.1411 d2＝7.98 n2＝1.603 ν2＝65.43 r3＝−206.9613 d3＝0.2 r4＝61.7301 d4＝4.86 n3＝1.72 ν3＝46.03 r5＝161.6993 d5＝D1 r6＝139.3636 d6＝1.42 n4＝1.804 ν4＝46.57 r7＝19.3118 d7＝5.0216 r8＝−48.5652 d8＝1.39 n5＝1.788 ν5＝47.38 r9＝104.6611 d9＝0.1905 r10＝36.8874 d10＝4.7 n6＝1.84666 ν6＝23.78 r11＝−63.2261 d11＝1.7 r12＝−33.1461 d12＝1.39 n7＝1.7725 ν7＝49.66 r13＝742.7624 d13＝D2 r14＝∞（絞り） d14＝0.9524 r15＝68.2937 d15＝4.7662 n8＝1.61272 ν8＝58.75 r16＝−52.0579 d16＝0.19 r17＝69.9822 d17＝5.8049 n9＝1.51742 ν9＝52.41 r18＝−33.1947 d18＝1.2981 n10＝1.7552 ν10＝27.51 r19＝13967.1813 d19＝1.4146 r20＝31.1511 d20＝4.9697 n11＝1.53172 ν11＝48.9 r21＝163.1427 d21＝8.7098 r22＝−96.9439 d22＝1.6674 n12＝1.79952 ν12＝42.24 r23＝47.796 d23＝D3 r24＝22894.428 d24＝3.75 n13＝1.51454 ν13＝54.69 r25＝−41.8145 d25＝0.2 r26＝71.2165 d26＝7.2557 n14＝1.51742 ν14＝52.41 r27＝−27.6015 d27＝1.2368 r28＝−24.8181 d28＝1.46 n15＝1.834 ν15＝37.16 r29＝−71.2266 d29＝D4 r30＝220.962 d30＝3.55 n16＝1.5927 ν16＝35.29 r31＝−93.2497 d31＝0.135 r32＝−81.3107 d32＝2.14 n17＝1.7859 ν17＝44.18 r33＝1098.844 f 36.03 85.8 196.06 D1 1.838 31.599 50.29 D2 27.533 14.994 2.734 D3 13.49 8.546 6.866 D4 1.621 19.073 32.063 ｜f2／f1｜＝0.2,|β3W・β4W｜＝1.236 β5＝1.048 実施例３ ｆ＝36.03〜196.04、F/3.5〜F/4.5、２ω＝62°〜12.6
° r1＝352.2511 d1＝2.29 n1＝1.80518 ν1＝25.43 r2＝78.5728 d2＝7.98 n2＝1.618 ν2＝63.38 r3＝−221.4068 d3＝0.2 r4＝61.6679 d4＝4.86 n3＝1.72 ν3＝46.03 r5＝165.8793 d5＝D1 r6＝131.4563 d6＝1.42 n4＝1.804 ν4＝46.57 r7＝19.3079 d7＝5.0216 r8＝−48.9816 d8＝1.39 n5＝1.788 ν5＝47.38 r9＝97.3482 d9＝0.1905 r10＝36.9123 d10＝4.7 n6＝1.84666 ν6＝23.78 r11＝−63.4051 d11＝1.7 r12＝−33.2626 d12＝1.39 n7＝1.7725 ν7＝49.66 r13＝933.4244 d13＝D2 r14＝∞（絞り） d14＝0.9524 r15＝65.4971 d15＝4.98 n8＝1.60729 ν8＝59.38 r16＝−52.3558 d16＝0.19 r17＝67.4426 d17＝5.8 n9＝1.51742 ν9＝52.41 r18＝−33.7413 d18＝1.4 n10＝1.7552 ν10＝27.51 r19＝−2224.3729 d19＝1.4146 r20＝31.5731 d20＝4.95 n11＝1.53172 ν11＝48.9 r21＝148.5652 d21＝8.7098 r22＝−94.8911 d22＝1.57 n12＝1.8061 ν12＝40.95 r23＝46.4585 d23＝D3 r24＝−1836.2174 d24＝3.75 n13＝1.51454 ν13＝54.69 r25＝−42.0029 d25＝0.2 r26＝78.329 d26＝7.3 n14＝1.51742 ν14＝52.41 r27＝−27.3994 d27＝1.2365 r28＝−24.7549 d28＝1.46 n15＝1.834 ν15＝37.16 r29＝−65.7735 d29＝D4 r30＝313.3376 d30＝3.6 n16＝1.5927 ν16＝35.29 r31＝−97.1419 d31＝0.135 r32＝−80.2502 d32＝2.45 n17＝1.7859 ν17＝44.18 r33＝−625.9883 f 36.03 85.83 196.04 D1 1.867 31.345 49.843 D2 27.372 14.948 2.741 D3 13.504 8.013 6.066 D4 1.622 19.595 33.04 ｜f2／f1｜＝0.2006,|β3W・β4W｜＝1.264 β5＝1.019 ただしr1，r2，・・・r33はレンズ各面の曲率半径、
d1，d2，・・・，d32は各レンズの肉厚およびレンズ間
隔、n1，n2，・・・，n17は各レンズの屈折率、ν1，ν
2，・・・，ν17は各レンズのアツベ数である。
これら実施例はいずれも第１図に示すようなレンズ構成
で第１群G1は負のメニスカスレンズと両凸レンズの接合
レンズと正のメニスカスレンズよりなり、第２群G2は負
のメニスカスレンズと両凹レンズと両凸レンズと両凹レ
ンズとよりなり、第３群G3は正レンズと両凸レンズと負
レンズの接合レンズと正レンズと負レンズよりなり、第
４群G4は正レンズとわずかに分離してその間に正のメニ
スカス形状の空気レンズを設けた正レンズと負レンズと
よりなり、第５群G5は正レンズと負レンズとよりなる。
尚第１図においてW,S,Tは夫々ワイド，スタンダード，
テレの状態である。
これら実施例の収差状況は第３図乃至第11図に示す通り
である。そのうち第３図，第４図，第５図は夫々実施例
１のワイド，スタンダード，テレの収差曲線図、第６
図，第７図，第８図は夫々実施例２のワイド，スタンダ
ード，テレの収差曲線図、第９図，第10図，第11図は夫
々実施例３のワイド，スタンダード，テレの収差曲線図
である。
〔発明の効果〕
本発明のズームレンズは、五つのレンズ群よりなり前記
の各条件を満足するようにしたもので、広角域を含み６
倍の変倍比を有する高倍率で変倍域全体にわたつて良好
な性能を保ち小型にしたレンズ系である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例のレンズ構成を示す図、第２図
は本発明ズームレンズのズーミングの際のレンズ群を動
きを示した図、第３図乃至第11図は本発明の各実施例の
収差曲線図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体側より順に正の屈折力の第１群と、負
    の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群と、正の屈折
    力の第４群と、負の屈折力の第５群よりなり、第５群を
    固定すると共に少なくとも第１群，第３群，第４群を光
    軸に沿って移動することにより焦点距離を可変にするレ
    ンズ系で次の条件を満足するズームレンズ。 （１）0.15＜｜f2／f1｜＜0.3 （２）0.5＜｜β3W・β4W｜＜2.5 （３）1.01＜β5＜1.3 ただしf1，f2は夫々第１群，第２群の焦点距離、β3Wは
    第３群における広角端の横倍率、β4Wは第４群における
    広角端の横倍率、β5は第５群における横倍率である。
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