JPH09101457A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH09101457A
JPH09101457A JP25647595A JP25647595A JPH09101457A JP H09101457 A JPH09101457 A JP H09101457A JP 25647595 A JP25647595 A JP 25647595A JP 25647595 A JP25647595 A JP 25647595A JP H09101457 A JPH09101457 A JP H09101457A
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JP
Japan
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lens
lens group
plastic
group
zoom
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JP25647595A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Kono
努 河野
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで変倍比が大きく、且つ低コスト
なズームレンズを得ること。 【構成】 物体側から順に、正のパワーを有する第1レ
ンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパ
ワーを有する第3レンズ群と、負のパワーを有する第4
レンズ群とにより構成され、各レンズ群を移動させるこ
とにより変倍を行うズームレンズにおいて、第4レンズ
群は、物体側から順にプラスチックレンズで構成されて
正のパワーを有する4aレンズ群と、負のパワーを有す
る4bレンズ群とから構成され、第4レンズ群よりも物
体側のレンズ群中に少なくとも1枚の負のパワーを有す
るプラスチックレンズを配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズシャッターカメ
ラやビデオカメラに好適な、コンパクトで変倍比が大き
く、且つ低コストのズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックレンズには、ガラスレンズ
と比較して軽量でコストが安く、収差補正のための非球
面が形成し易いといった利点がある。しかし、ガラスレ
ンズと比較して、使用可能な硝材の屈折率が低い範囲で
限られており、温度や湿度による環境変化によって大き
な影響を受けるという問題がある。
【0003】この環境変化を考慮してプラスチックレン
ズをズームレンズに多用する方法が特公平1−2428
4号公報に開示されている。
【0004】しかし、本発明に示すような、4群構成の
ズームレンズにおいて、プラスチックレンズの屈折率の
低さという条件を考慮に入れて、プラスチックレンズの
具体的な配置法を示したものは知られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、コンパクト
で変倍比が大きく、且つ軽量で低コストなズームレンズ
を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のズームレンズは以下のような特徴を有す
る。
【0007】即ち、物体側から順に、正のパワーを有す
る第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群
と、正のパワーを有する第3レンズ群と、負のパワーを
有する第4レンズ群とにより構成され、各レンズ群を移
動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第4レンズ群は、物体側から順にプラスチックレン
ズで構成されて正のパワーを有する4aレンズ群と、負
のパワーを有する4bレンズ群とから構成され、前記第
4レンズ群よりも物体側のレンズ群中に少なくとも1枚
の負のパワーを有するプラスチックレンズを配置したこ
とを特徴とする。
【0008】特に、第2レンズ群中に負のパワーを有す
るプラスチックレンズを含む場合、次の条件を満たすこ
とが望ましい。
【0009】|f2/fT|≧0.35 但し、f2:第2レンズ群の焦点距離 fT:レンズ全系の望遠端での焦点距離 また、第4群よりも物体側のレンズ群中に複数枚のプラ
スチックレンズが連続して配設された場合、それらプラ
スチックレンズの合成屈折力は負であることが望まし
い。
【0010】更に、第4群より物体側のレンズ群中にあ
るプラスチックレンズが1枚又は複数枚連続して配設さ
れた場合、それをPレンズ群として、次の条件を満たす
ことが望ましい。
【0011】 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2<2/mtB 2 (1−mtP22<2/mtB 2 但し、mtP1 :Pレンズ群による望遠端での横倍率 mtP2 :4aレンズ群による望遠端での横倍率 mtM :Pレンズ群と4aレンズ群との間の光学系によ
る望遠端での横倍率 mtB :4aレンズ群より像側の光学系による望遠端で
の横倍率 更に、下記の条件を満たすことが望ましい。
【0012】ν4a≦35 但し、ν4a:4aレンズ群を構成するプラスチックレン
ズのd線に対するアッベ数
【0013】
【作用】4群構成のズームレンズは、2群構成や3群構
成のズームレンズと比較して、変倍時に各群の移動量を
少なくできることが知られている。このことは、特にレ
ンズシャッターカメラ用の高変倍なズームレンズにおい
て、コンパクトに構成できることを意味する。特に、物
体側から順に、第1レンズ群から第4レンズ群がそれぞ
れ正、負、正、負のパワーを有するズームレンズは特開
平6−265788号公報等に見られるようにコンパク
トに構成することが可能である。
【0014】このタイプのズームレンズは、望遠端での
バックフォーカスを短くしてレンズ系全体を小型化する
ために、第4レンズ群に強い負のパワーを持たせる必要
がある。そのため、ペッツバール和が負となり、像面が
オーバーに倒れる傾向がある。
【0015】これを補正するために、第4レンズ群を物
体側から順に4aレンズ群と4bレンズ群とに分割し、
4bレンズ群を負レンズ群とする。更に、4aレンズ群
を正レンズ群とし、プラスチックレンズで構成する。プ
ラスチックは屈折率が低いので、正のペッツバール和を
増加させ、4bレンズ群で発生する像面の倒れを良好に
補正することができる。
【0016】しかし、前述のようにプラスチックは環境
変化による影響が大きいため、何らかの対策を行う必要
がある。そこで、正レンズ群と負レンズ群を対としてプ
ラスチック化することにより、環境変化による影響を互
いに打ち消すことを考える。この方法はガラスレンズの
代わりにプラスチックレンズを使用する枚数を増加させ
るので、軽量化と低コスト化にも有用である。
【0017】先ず、最初に4bレンズ群をプラスチック
化することを考える。これは像面をオーバーに倒すので
望ましくない。また、4bレンズ群を複数のレンズで構
成し、その中の一部をプラスチック化することも考えら
れるが、レンズ枚数が増加するので望ましくない。
【0018】そこで、第4レンズ群よりも物体側のレン
ズ群中に負のパワーを有するプラスチックレンズを配置
する。
【0019】以上のように第4レンズ群中にプラスチッ
クで構成された正のパワーを有するレンズ群を配置する
ことで、像面がオーバーに倒れることを補正するととも
に、第4レンズ群よりも物体側のレンズ群中に少なくと
も1枚の負のパワーを有するプラスチックレンズを配置
することで、環境変化による焦点位置の変化を補償する
ことができる。
【0020】次に、第1レンズ群若しくは第3レンズ群
に上記プラスチックレンズを配置することを考える。第
1レンズ群若しくは第3レンズ群は、正のパワーを有す
るため、これらのレンズ群中に色収差補正等の目的で負
のレンズ群を配置しても、そのパワーは比較的弱いもの
となる。そのため、プラスチックレンズのような屈折率
の低いレンズを用いてこの負のレンズ群を構成しても、
像面の倒れに対する影響は少ない。
【0021】また、第2レンズ群に上記の負のプラスチ
ックレンズを配置する場合には、次の条件式を満たすこ
とが望ましい。
【0022】 |f2/fT|≧0.35 (1) 但し、f2:第2レンズ群の焦点距離 fT:レンズ全系の焦点距離 この条件式の下限を下回ってf2が短くなると、像面が
オーバーとなって補正することが困難となり、望ましく
ない。また、像面をより良好に補正するためには、f2
は次の条件を満たすことが更に望ましい。
【0023】 |f2/fT|≧0.68 (2) 更に、上記のような夫々プラスチックレンズで構成され
た負のレンズ群と正のレンズ群の2つのレンズ群を含む
光学系が、環境変化によって生ずる光学系全体の焦点位
置のずれ量を考える。
【0024】この光学系全体のずれ量をΔとすると、Δ
は近似的に次式で表すことができる。
【0025】 Δ=ΔP1+ΔP2 =ΔfP1(1−mP12・mM 2・mP2 2・mB 2 +ΔfP2(1−mP22・mB 2 (3) 但し、プラスチックレンズで構成されたレンズ群を、物
体側から順にP1,P2としたとき、 ΔP1:環境変化によってP1が光学系全体に与える焦点
位置のずれ量 ΔP2:環境変化によってP2が光学系全体に与える焦点
位置のずれ量 ΔfP1:環境変化によるP1の焦点距離変化量 ΔfP2:環境変化によるP2の焦点距離変化量 mP1:P1の横倍率 mP2:P2の横倍率 mM:P1とP2の間の光学系による横倍率 mB:P2より像側の光学系による横倍率 条件式(3)において明らかなように、P1とP2が正負
逆のパワーを持てば、ΔP1とΔP2は逆符号となり、打
ち消し合ってΔは小さくなる。さらにΔP1とΔP2の絶
対値が小さければ、Δをより小さく抑えることができ
る。
【0026】そこでズームレンズにおいて、焦点位置の
ずれが大きくなる望遠端で、ΔP1,ΔP2をΔfP1,Δ
P2程度に抑えることを考える。このとき、条件式
(3)より、ΔfP1,ΔfP2にかかる係数は光学系の部
分ごとの横倍率のみで決まることが明らかである。この
うち、mBは本願においては4bレンズ群による横倍率
であるので、望遠端において大きな値をとることとな
る。望遠端の焦点距離が100mmを超えると、望遠端
における4bレンズ群の横倍率は約3倍からそれ以上の
値となる。
【0027】また、本願において、P1,P2は夫々Pレ
ンズ群、4aレンズ群に相当するので、これらの群によ
る焦点位置のずれ量を少なくするために、次の条件を満
たすことが望ましい。
【0028】 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2<2/mtB 2 (4) (1−mtP22<2/mtB 2 (5) 但し、mtP1:Pレンズ群による望遠端での横倍率 mtP2:4aレンズ群による望遠端での横倍率 mtM:Pレンズ群と4aレンズ群の間の光学系による望
遠端での横倍率 mtB:4bレンズ群による望遠端での横倍率 条件式(4)、(5)を満たさない場合、条件式(3)
より明らかなように、ΔP1またはΔP2がそれぞれΔf
P1またはΔfP2を倍以上に拡大することとなる。
【0029】また、環境変化による焦点位置のずれをよ
り良好に補正するために、更に下記の条件式(4)、
(5)を満たすことが望ましい。
【0030】 (1−mtP12tM 2tP2 2<1/mtB 2 (6) (1−mtP22<1/mtB 2 (7) 条件式(6)、(7)を満たす場合、ΔP1,ΔP2はそ
れぞれΔfP1,ΔfP2の等倍以下となるため、Δを非常
に小さな値に抑えることが期待できる。
【0031】Pレンズ群が第1レンズ群乃至第3レンズ
群の複数の群にまたがって形成される場合でも、前述の
考え方は成立し、特に望遠端において条件式(4)、
(5)を満たすことが望ましい。
【0032】また、このようにガラスレンズの使用枚数
を減らし、プラスチックレンズの使用枚数を増やす場合
でも、第3レンズ群中の正レンズ群および4bレンズ群
はガラスレンズで構成することが望ましい。
【0033】何故ならば、第3レンズ群は強いパワーを
有するため、色収差が発生し易い。
【0034】そこでレンズ枚数を増やさずに、色収差の
発生を抑えるためには、正レンズに色分散のできるだけ
小さな硝材を用いることが望ましく、ガラスの方がプラ
スチックよりも色分散の小さな硝材を得られるためであ
る。
【0035】また4bレンズ群については、前述のよう
に像面をオーバーにしないために、屈折率の高い硝材を
用いることが望ましく、ガラスの方がプラスチックより
も屈折率の高い硝材が得られるからである。
【0036】4bレンズ群が強い負のパワーを持つと、
色収差が大きく発生する。この色収差を補正するため
に、4aレンズ群には色分散の大きな硝材を使うことが
望ましい。そのために、4aレンズ群を構成するプラス
チックレンズは次の条件を満たすことが望ましい。
【0037】ν4a≦35 但し、ν4a:4aレンズ群を構成するプラスチックレン
ズのd線に対するアッベ数
【0038】
【実施例】本発明の実施例を以下に示す。
【0039】なお、レンズデータの表において、rは各
面の曲率半径、dは面間距離、ndはd線に対する屈折
率、νdはd線に対するアッベ数を表す。
【0040】また、非球面は次式で表す
【0041】
【数1】
【0042】但し、X:光軸から距離h離れた非球面上
の1点から非球面頂点の接平面に下した垂線の長さ h:光軸からの距離 K.A2i(i=1,2,・・・,6):非球面係数 更に、広角端から望遠端までのレンズデータの表におい
て、d1〜d3は群間距離、fは焦点距離、fbはバッ
クフォーカス、Fno.はFナンバー、ωは半画角を表
す。
【0043】〔実施例1〕実施例1は第1群の物体側レ
ンズを請求項7におけるPレンズ群とするものである。
【0044】表1にレンズデータを示す。
【0045】
【表1】
【0046】表2に非球面係数を示す。
【0047】
【表2】
【0048】表3に広角端から望遠端までのレンズデー
タを示す。
【0049】
【表3】
【0050】また、条件式(4)〜(7)の値は下記の
ごとくである。
【0051】 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2=0.046 (1−mtP12=0.050 1/mtB 2=0.053 更に、実施例1におけるレンズ断面図を図1に示し、収
差図を図2に示す。
【0052】〔実施例2〕実施例2は第3群の物体側レ
ンズを請求項7におけるPレンズ群とするものである。
【0053】表4にレンズデータを示す。
【0054】
【表4】
【0055】表5に非球面係数を示す。
【0056】
【表5】
【0057】表6に広角端から望遠端までのレンズデー
タを示す。
【0058】
【表6】
【0059】また、条件式(4)〜(7)の値は下記の
ごとくである。
【0060】 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2=0.234 (1−mtP12=0.059 1/mtB 2=0.053 更に、実施例2におけるレンズ断面図を図3に示し、収
差図を図4に示す。
【0061】〔実施例3〕実施例3は第2群を請求項7
におけるPレンズ群とするものである。
【0062】表7にレンズデータを示す。
【0063】
【表7】
【0064】表8に非球面係数を示す。
【0065】
【表8】
【0066】表9に広角端から望遠端までのレンズデー
タを示す。
【0067】
【表9】
【0068】また、条件式(4)〜(7)の値は下記の
ごとくである。
【0069】 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2=0.017 (1−mtP12=0.064 1/mtB 2=0.048 また、条件式(1)の値は下記のごとくである。
【0070】|f2/fT|=1.57 更に、実施例3におけるレンズ断面図を図5に示し、収
差図を図6に示す。
【0071】〔実施例4〕実施例3は第1群から第3群
迄の物体側レンズを請求項7におけるPレンズ群とする
ものである。
【0072】表10にレンズデータを示す。
【0073】
【表10】
【0074】表11に非球面係数を示す。
【0075】
【表11】
【0076】表12に広角端から望遠端までのレンズデ
ータを示す。
【0077】
【表12】
【0078】また、条件式(4)〜(7)の値は下記の
ごとくである。
【0079】 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2=0.090 (1−mtP12=0.048 1/mtB 2=0.051 また、条件式(1)の値は下記のごとくである。
【0080】|f2/fT|=0.87 次に、温度が+30℃となった場合について、各実施例
の焦点距離の変化量Δfとバックフォーカスの変化量Δ
Bを表13に示す。このうち条件式(4)、(5)を
満たす実施例1、実施例3及び実施例4は、Δf,Δf
Bがより小さな値に抑えられていることがわかる。
【0081】
【表13】
【0082】但し、プラスチックレンズの線膨張率を
1.0021/30℃、屈折率変化を −12×10-5/℃(屈折率1.492のもの) −14×10-5/℃(屈折率1.583のもの) とする。
【0083】
【発明の効果】本願発明によれば、レンズシャッターカ
メラやビデオカメラに好適な、コンパクトで変倍比が大
きく、且つ低コストのズームレンズを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のレンズ断面図である。
【図2】実施例1の収差図である。
【図3】実施例2のレンズ断面図である。
【図4】実施例2の収差図である。
【図5】実施例3のレンズ断面図である。
【図6】実施例3の収差図である。
【図7】実施例4のレンズ断面図である。
【図8】実施例4の収差図である。
【符号の説明】
1 第1レンズ群 2 第2レンズ群 3 第3レンズ群 4 第4レンズ群 4a 4aレンズ群 4b 4bレンズ群

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、正のパワーを有する第
    1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正
    のパワーを有する第3レンズ群と、負のパワーを有する
    第4レンズ群とにより構成され、各レンズ群を移動させ
    ることにより変倍を行うズームレンズにおいて、 前記第4レンズ群は、物体側から順にプラスチックレン
    ズで構成されて正のパワーを有する4aレンズ群と、負
    のパワーを有する4bレンズ群とから構成され、前記第
    4レンズ群よりも物体側のレンズ群中に少なくとも1枚
    の負のパワーを有するプラスチックレンズを配置したこ
    とを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項2】 前記第1レンズ群中に負のパワーを有す
    るプラスチックレンズを含むことを特徴とする請求項1
    に記載のズームレンズ。
  3. 【請求項3】 前記第2レンズ群中に負のパワーを有す
    るプラスチックレンズを含むことを特徴とする請求項1
    に記載のズームレンズ。
  4. 【請求項4】 次の条件を満たすことを特徴とする請求
    項3に記載のズームレンズ。 |f2/fT|≧0.35 但し、f2:第2レンズ群の焦点距離 fT:レンズ全系の望遠端での焦点距離
  5. 【請求項5】 前記第3レンズ群中に負のパワーを有す
    るプラスチックレンズを含むことを特徴とする請求項1
    に記載のズームレンズ。
  6. 【請求項6】 第4レンズ群より物体側のレンズ群中に
    連続して複数枚のプラスチックレンズを配設し、該複数
    枚のプラスチックレンズの合成屈折力が負のパワーを有
    することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  7. 【請求項7】 前記4aレンズ群の物体側のレンズ群中
    に、1枚若しくは複数の連続したプラスチックレンズか
    らなり全体として負のパワーを有するPレンズ群を配設
    し、次の条件を満たすことを特徴とする請求項1〜6の
    何れか1項に記載のズームレンズ。 (1−mtP12・mtM 2・mtP2 2<2/mtB 2 (1−mtP22<2/mtB 2 但し、mtP1 :Pレンズ群による望遠端での横倍率 mtP2 :4aレンズ群による望遠端での横倍率 mtM :Pレンズ群と4aレンズ群との間の光学系によ
    る望遠端での横倍率 mtB :4bレンズ群による望遠端での横倍率
  8. 【請求項8】 前記4aレンズ群を構成するプラスチッ
    クレンズが、次の条件を満たすことを特徴とする請求項
    1〜7の何れか1項に記載のズームレンズ。 ν4a≦35 但し、ν4a:4aレンズ群を構成するプラスチックレン
    ズのd線に対するアッベ数
JP25647595A 1995-10-03 1995-10-03 ズームレンズ Pending JPH09101457A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09184982A (ja) * 1996-01-06 1997-07-15 Canon Inc ズームレンズ
US6014265A (en) * 1997-01-28 2000-01-11 Olympus Optical Co., Ltd. Zoom optical system
US6411443B1 (en) 1997-01-28 2002-06-25 Olympus Optical Co., Ltd. Zoom optical system
JP2011232624A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Olympus Imaging Corp 撮像装置

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