JPH09189862A - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JPH09189862A JPH09189862A JP8019383A JP1938396A JPH09189862A JP H09189862 A JPH09189862 A JP H09189862A JP 8019383 A JP8019383 A JP 8019383A JP 1938396 A JP1938396 A JP 1938396A JP H09189862 A JPH09189862 A JP H09189862A
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Abstract
レンズ群より成るリヤーフォーカス式のズームレンズを
得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力の第1群、負
の屈折力の第2群、そして該第2群の像面側に少なくと
も1つのレンズ群を配置したズームレンズにおいて、該
第1群は1枚の負レンズと少なくとも2枚の正レンズを
有し、該負レンズとそれに隣接する正レンズとの空気間
隔が該第1群中で最も広いこと。
Description
し、特に写真用カメラやビデオカメラそして放送用カメ
ラ等に用いられる変倍比12、Fナンバー1.8〜2.
2程度で、広角端の撮影画角が70度以上の大口径比で
高変倍比で、しかも広画角のズームレンズに関するもの
である。
のズームレンズにおいては物体側の第1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。
は第1群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに
比べて第1群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小
型化が容易になり、また近接撮影、特に極近接撮影が容
易となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて
行っているのでレンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な
焦点合わせができるなどの特長がある。
62−24213号公報では、物体側より順に正の屈折
力の第1群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の第3
群、そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有
し、第2群を移動させて変倍を行い、第4群を移動させ
て変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。
より順に正の屈折力の第1群と負の屈折力の光軸上を移
動することにより変倍作用をする第2群と正の屈折力の
集光作用を有する第3群と第2群の移動及び物体距離の
移動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保
つように光軸上を移動する第4群とからなり、第1群を
負の屈折力の単レンズと正の屈折力の単レンズで構成し
た非球面を用いたズームレンズを開示している。
側より順に正の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、
正の屈折力の第3群、正の屈折力の第4群の4つのレン
ズ群より成り、変倍の際に第2群が移動し、それに伴う
像点移動を少なくとも他の1つのレンズ群を移動させて
補正し、第1群を物体側より順に物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負レンズと、ある程度の空間をおいて配
した物体側に強い屈折面を向けた正レンズの2枚にて構
成したズームレンズを開示している。
側から順に正の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、
正の屈折力の第3群、正の屈折力の第4群より構成し、
第2群と第4群とを光軸に沿って移動させて各レンズ群
相互の空気間隔を変化させることにより焦点距離を連続
的に変化させ、第1群を物体側から順に正レンズ、負レ
ンズ、正レンズ、正レンズの4枚で構成した広角ズーム
レンズを開示している。
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると、レンズ系全
体が小型化され、また迅速なるフォーカスが可能とな
る。しかしながら反面、フォーカスの際の収差変動が大
きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全
般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性
能を得るのが大変難しくなってくるという問題点が生じ
てくる。特に大口径比で高変倍のズームレンズでは、全
変倍範囲にわたり又物体距離全般にわたり高い光学性能
を得るのが大変難しくなってくるという問題点が生じて
くる。
ようとすると、物体側の第1群の有効径が大きくなりレ
ンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じてく
る。
提案されているズームレンズは画角が十分でなく、また
特開平3−180809号公報で提案されているズーム
レンズは第1群中に空気レンズを用いて収差補正を行っ
ているが、必ずしも画角が十分でなく、また特開平6−
324265号公報で提案されている広角ズームレンズ
では、その実施例中で第1群を負レンズ、正レンズ、正
レンズ、正レンズより構成しているが、負レンズと正レ
ンズの間の空気間隔が狭いため第1群の像側主点が十分
に第2群側によっておらず、画角の割りに前玉径が大き
くなっている。
共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠
端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距
離物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能
を有した広画角のズームレンズの提供を目的とする。
しつつ、大口径比化及び高変倍化を図ると共にレンズ系
全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に至る全変
倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距離物体に至る
物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有した広画
角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。
は、 (1−1)物体側より順に正の屈折力の第1群、負の屈
折力の第2群、そして該第2群の像面側に少なくとも1
つのレンズ群を配置したズームレンズにおいて、該第1
群は1枚の負レンズと少なくとも2枚の正レンズを有
し、該負レンズとそれに隣接する正レンズとの空気間隔
が該第1群中で最も広いことを特徴としている。
の長さをDL1、前記負レンズとそれに隣接する正レン
ズとの空気間隔をDaとするとき、 0.15<Da/DL1<0.5 ・・・・・・(1) なる条件を満足することを特徴としている。
の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の
第3群、そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を
有し、該第2群を像面側へ移動させて広角端から望遠端
への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第4群を移動
させて補正すると共に該第4群を移動させてフォーカス
を行い、該第1群は1枚の負レンズと少なくとも2枚の
正レンズを有し、該負レンズとそれに隣接する正レンズ
との空気間隔が該第1群中で最も広く、該第1群の光軸
上の長さをDL1、前記負レンズとそれに隣接する正レ
ンズとの空気間隔をDaとするとき、 0.15<Da/DL1<0.5 ・・・・・・(1) なる条件を満足することを特徴としている。
より順に1つの負レンズと3つの正レンズの4つのレン
ズより成っていることを特徴としている。
1〜5の広角端のレンズ断面図である。
負の屈折力の第2群、L3は正又は負の屈折力の第3
群、L4は正の屈折力の第4群である。SPは絞り、I
Pは像面、Gは光学フィルター等のガラスブロックであ
る。
ように第2群L2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群を物体側に凸状の軌跡を有するよ
うに移動させて補正している。
カスを行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に
示す第4群L4の曲線4a、曲線4bは、各々無限遠物
体、近距離物体に各々フォーカスしているときの広角端
から望遠端への変倍に伴う際の移動軌跡を示している。
尚、第1群L1と第3群L3は変倍及びフォーカスの
際、固定である。
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、同図の直線4cに示すように第4群を前方へ繰り出
すことにより行っている。本実施形態では従来の4群ズ
ームレンズにおいて第1群を繰り出してフォーカスを行
う場合に比べて、前述のようなリヤーフォーカス方式を
採ることにより第1群のレンズ有効径の増大化を効果的
に防止している。
定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、
全変倍範囲にわたり、更に物体距離全般にわたり、良好
なる光学性能を有した高変倍比で広画角のズームレンズ
を得ている。
明する。
る逆望遠比、即ち像側主点の位置に関するものである。
条件式(1)の下限値を越えて負レンズとそれに隣接す
る正レンズの間隔が小さくなりすぎると、像側主点が第
1群よりになり第2群との主点間隔を大きくしなければ
ならず、この結果、入射瞳位置が深くなり、第1群の各
レンズの有効径が増大してくる。逆に上限値を越えて負
レンズとそれに隣接する正レンズの間隔が大きくなりす
ぎると、充分な軸外光束を確保するためレンズ全長が長
くなり、また負レンズの有効径が増大してくるので良く
ない。このように条件式(1)はレンズ全長を短くしつ
つ前玉径の小型化を満足するための条件ではあるが、更
に望ましくは、条件式(1)は 0.18<Da/DL1<0.45 ・・・・・・(1a) を満足することが良い。
諸条件を満足させることにより達成されるが、更にレン
ズ系全体の小型化を図りつつ全変倍範囲にわたり高い光
学性能を確保する為には次の諸条件のうち少なくとも1
つを満足させるのが良い。
率をβ2T、ズーム比をZ、第i群の焦点距離をfi、
全系の広角端の焦点距離をFWとしたとき、
望遠端における結像倍率に関するものである。条件式
(2)の下限値を越えて結像倍率が小さくなりすぎる
と、所定の変倍比を得るための第2群の移動量が大きく
なりレンズ全長と前玉径が共に増大してくる。逆に上限
値を越えて結像倍率が大きくなりすぎると、所望の変倍
比を得るためには第2群の広角端における結像倍率β2
Wが大きくなり、それに伴って第1群と第2群の広角端
における合成焦点距離f1×β2Wが大きくなり、この
ため絞りより前方のレンズ群で決まる入射瞳位置は深く
なり、前玉径の増大を招く。このように条件式(2)を
満足させることにより、レンズ全長を短くしつつ前玉径
の小型化を図っている。
ものである。条件式(3)の下限値を越えて第2群の焦
点距離が短くなるとペッツバール和がアンダー方向に大
きくなり像面の倒れ等の収差補正が困難になる。逆に上
限値を越えて第2群の焦点距離が長くなると変倍に伴う
第2群の移動量が増え、前玉径が増大してくる。
の比に関するものであり、充分なバックフォーカスを維
持しつつ絞り以降のレンズ系のコンパクト化を達成して
良好な光学性能を維持するためのものである。条件式
(4)の下限値を越えて第3群の焦点距離が短くなると
変倍に伴う或いはフォーカシング時の球面収差の変動の
補正が困難となる。また充分なバックフォーカスの確保
が困難となったり、ズーム中間位置での射出瞳が短くな
ったり、第4群の移動量が大きくなりズーミング時やフ
ォーカシングによる収差の変動が大きくなってくる。逆
に上限値を越えて第3群の焦点距離が長くなると第3群
から射出する光束の発散が大きくなり第4群の有効径が
大きくなりレンズが重くなるためスムーズにフォーカシ
ングができなくなってくる。
(4)は広画角でありながらレンズ全長を短くしつつ前
玉径を小型化し、良好な光学性能を満足するための条件
ではあるが、更に望ましくは各条件式の数値範囲を
無限遠物体にフォーカスしているときの第3群と第4群
の間隔をD34T、望遠端における第1群から第3群ま
での合成焦点距離をf123Tとするとき、
束の平行度(アフォーカル度)に関するものである。条
件式(5)の上限値を越えて軸上光束の収斂度が強くな
ると至近距離物体での非点隔差が大きくなると共にメリ
ディオナル像面が補正不足になってくる。逆に下限値を
越えて軸上光束の発散度が強くなると第4群に入射する
入射高が高くなり、球面収差が多く発生してくるので良
くない。
の比に関するものであり、レンズ系全体のコンパクト化
を達成して良好な光学性能を維持するためのものであ
る。条件式(6)の下限値を越えて第2群の焦点距離が
長くなり、また第1群の焦点距離が短くなると第2群の
移動量が増大しレンズ全長や前玉径を小型化することが
困難になる。また望遠端近傍での第4群の移動量が大き
くなりズーミング時の収差変動が大きくなってくる。逆
に上限値を越えると歪曲等の諸収差を良好に補正するこ
とが困難になってくる。
ーカスしているときの第3群と第4群の間隔に関するも
のである。条件式(7)の上限値を越えて第3群と第4
群の間隔が広がると第4群に入射する軸外光束の高さが
高くなり収差補正が困難になると共に第4群の有効径が
大きくなってくる。逆に下限値を越えて間隔が狭くなる
と第4群の至近距離物体でのフォーカスによる繰り出し
量を確保することが困難になってくる。
(7)は良好な光学性能を維持しつつ小型化を満足する
ための条件ではあるが、更に望ましくは数値範囲を
角でレンズ全長が短く且つ前玉径の小型化を図るには、
前述の条件式(1)〜(7)の数値範囲を
を用いることである。これによれば歪曲収差を良好に補
正することが容易となる。
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i番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。又、数値実施
例において最終の2つのレンズ面はフェースプレートや
フィルター等のガラスブロックである。
諸数値との関係を表−1に示す。
方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、
K,B,C,D,E,Fを各々非球面係数としたとき、
意味している。 (数値実施例1) F= 1.00 〜 12.09 FNO= 1.85 〜 2.17 2ω= 73.2°〜 7.0° R 1= 24.714 D 1= 0.64 N 1=1.846660 ν 1= 23.8 R 2= 8.471 D 2= 1.20 R 3= 9.116 D 3= 2.00 N 2=1.516330 ν 2= 64.2 R 4= -98.727 D 4= 0.06 R 5= 11.897 D 5= 1.03 N 3=1.603112 ν 3= 60.7 R 6= 110.967 D 6= 0.06 R 7= 6.887 D 7= 0.91 N 4=1.772499 ν 4= 49.6 R 8= 16.247 D 8=可変 R 9= 21.688 D 9= 0.18 N 5=1.882997 ν 5= 40.8 R10= 1.847 D10= 0.85 R11= -2.830 D11= 0.18 N 6=1.696797 ν 6= 55.5 R12= 3.062 D12= 0.27 R13= 3.822 D13= 0.48 N 7=1.846660 ν 7= 23.8 R14= -30.395 D14=可変 R15= 絞り D15= 0.33 R16= 3.223 D16= 0.67 N 8=1.583126 ν 8= 59.4 R17= -11.919 D17=可変 R18= 3.737 D18= 0.21 N 9=1.846660 ν 9= 23.8 R19= 1.583 D19= 0.04 R20= 1.722 D20= 0.94 N10=1.583126 ν10= 59.4 R21= -4.363 D21= 1.21 R22= ∞ D22= 1.17 N11=1.516330 ν11= 64.2 R23= ∞
化を図ると共にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角
端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物
体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり、良好な
る光学性能を有した広画角のズームレンズを達成するこ
とができる。
式を採用しつつ、大口径比化及び高変倍化を図ると共に
レンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に
至る全変倍範囲にわたり、また無限遠物体から近距離物
体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有
した広画角の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
図
図
図
図
Claims (5)
- 【請求項1】 物体側より順に正の屈折力の第1群、負
の屈折力の第2群、そして該第2群の像面側に少なくと
も1つのレンズ群を配置したズームレンズにおいて、該
第1群は1枚の負レンズと少なくとも2枚の正レンズを
有し、該負レンズとそれに隣接する正レンズとの空気間
隔が該第1群中で最も広いことを特徴とするズームレン
ズ。 - 【請求項2】 前記第1群の光軸上の長さをDL1、前
記負レンズとそれに隣接する正レンズとの空気間隔をD
aとするとき、 0.15<Da/DL1<0.5 なる条件を満足することを特徴とする請求項1のズーム
レンズ。 - 【請求項3】 物体側より順に変倍中固定の正の屈折力
の第1群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、
そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有し、該
第2群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍
を行い、変倍に伴う像面変動を該第4群を移動させて補
正すると共に該第4群を移動させてフォーカスを行い、
該第1群は1枚の負レンズと少なくとも2枚の正レンズ
を有し、該負レンズとそれに隣接する正レンズとの空気
間隔が該第1群中で最も広く、該第1群の光軸上の長さ
をDL1、前記負レンズとそれに隣接する正レンズとの
空気間隔をDaとするとき、 0.15<Da/DL1<0.5 なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項4】 前記第1群は物体側より順に1つの負レ
ンズと3つの正レンズの4つのレンズより成っているこ
とを特徴とする請求項3のズームレンズ。 - 【請求項5】 前記第2群の望遠端における結像倍率を
β2T、ズーム比をZ、第i群の焦点距離をfi、全系
の広角端の焦点距離をFWとしたとき、 【数1】 なる条件を満足することを特徴とする請求項4のズーム
レンズ。
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