JPH1048520A - 小型のズームレンズ - Google Patents

小型のズームレンズ

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JPH1048520A
JPH1048520A JP20204496A JP20204496A JPH1048520A JP H1048520 A JPH1048520 A JP H1048520A JP 20204496 A JP20204496 A JP 20204496A JP 20204496 A JP20204496 A JP 20204496A JP H1048520 A JPH1048520 A JP H1048520A
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JP
Japan
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lens
lens group
refractive power
negative
positive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20204496A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hamano
博之 浜野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4群構成のズームレンズで大口径化及び高変
倍化を図る際、更なるレンズ系全体の大型化を防止しつ
つ、しかも広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわた
り、又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簡易な構成のリヤーフ
ォーカス式のズームレンズを提供すること。 【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈
折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レ
ンズ群を有し、少なくとも前記第2レンズ群と第4レン
ズ群を移動させて変倍を行うと共に、フォーカシングを
前記第4レンズ群を移動させて行うズームレンズに於い
て、前記第3レンズ群を1枚の正レンズと1枚の負レン
ズから構成し、開口絞りを前記正レンズと負レンズの間
に配置したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術】本発明は、ビデオカメラや写真用
カメラに好適な変倍比10程度Fナンバー1.8程度の
高変倍比、大口径比を持ち、かつ良好な光学性能を維持
しつつ小型化を図ったズームレンズに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
のズームレンズにおいては物体側の第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。
【0003】一般にリヤーフォーカス式のズームレンズ
は第1レンズ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レンズ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、又近接撮影、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出来る等の特長がある。
【0004】このようなリヤーフォーカス式のズームレ
ンズとして例えば、特開昭63−247316号公報で
は物体側より順に正の第1レンズ群、負の第2レンズ
群、正の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有し、第2
レンズ群を移動させて変倍を行い、第4レンズ群を移動
させて変倍に伴う像面変動をフォーカシングを行うズー
ムレンズを開示している。
【0005】特開平4−43311号公報では物体側よ
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レンズ群、正の屈折力の第4
レンズ群で構成し、第3レンズ群を正レンズと負レンズ
でテレフォトタイプの構成とすることで第3レンズ群以
降のレンズ全長の短縮を図っている。
【0006】また特開平5−60974号公報では第3
レンズ群を正レンズと像面側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズで構成している第3レンズ群の構成の簡素化を
図っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用すると前述の如くレ
ンズ系全体が小型化され又迅速なるフォーカスが可能と
なり、更に近接撮影が容易になる等の特徴が得られる。
【0008】物体側から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レン
ズ群、正の屈折力の第4レンズ群で構成されるズームレ
ンズにおいて第3レンズ群の屈折力を強めて第3レンズ
群以降のレンズ全長を短縮しようとすると、第4レンズ
群の変倍あるいはフォーカシング時の移動量が大きくな
り過ぎてズーム中間領域の近接物体に対して第3レンズ
群と第4レンズ群がメカ的に干渉したり、第3レンズ群
と第4レンズ群の空気間隔を広げなければならなくなっ
て全長が逆に長くなってしまうという問題点があった。
【0009】またこのとき変倍やフォーカシング時の収
差変動が大きくなり小型化を図りつつ高い光学性能を維
持するのは大変困難であった。
【0010】本発明はリヤーフォーカス方式を採用しつ
つ、大口径化及び高変倍化を図る際、更なるレンズ系全
体の大型化を防止しつつ、しかも広角端から望遠端に至
る全変倍範囲にわたり、又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。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズの
特徴は物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ
群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有
する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を
有し、少なくとも第2、第4レンズ群を移動させて変倍
を行うと共に、フォーカシングを前記第4レンズ群で行
い、前記第3レンズ群は1枚の正レンズと1枚の負レン
ズで構成され、開口絞りを前記第3レンズ群の正レンズ
と負レンズの間に配していることにある。
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施例)図1は本発明のズームレンズの実施例1の断
面図である。
【0013】図中Iは正の屈折力の第1レンズ群、II
は負の屈折力の第2レンズ群、IIIは正の屈折力の第
3レンズ群、IVは正の屈折力の第4レンズ群である。
【0014】広角端から望遠端への変倍に際して矢印の
ように少なくとも第2レンズ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。
【0015】また第4レンズ群を光軸上移動させてフォ
ーカシングを行うリヤーフォーカス方式を採用してい
る。同図に示す第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
ているときの広角端から望遠端への変倍に伴う像面変動
を補正するための移動軌跡を示している。
【0016】尚、本実施例では第1レンズ群、第3レン
ズ群は変倍及びフォーカスの際固定である。
【0017】また、第2レンズ群の変倍分担を少なくす
るために少なくとも第1レンズ群を移動させることも可
能である。
【0018】本実施例においては第4レンズ群を移動さ
せて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第4レンズ
群を移動させてフォーカスを行うようにしている。特に
同図の曲線4a、4bに示すように広角端から望遠端へ
の変倍に際しては物体側へ凸状の軌跡を有するように移
動させている。これにより第3レンズ群と第4レンズ群
との空間の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的
に達成している。
【0019】本実施例において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、同
図の直線4cに示すように第4レンズ群を前方へ繰り出
すことにより行っている。
【0020】そして本発明では第3レンズ群を物体側か
ら順に1枚の正レンズと1枚の負レンズだけで構成し、
第3レンズ群をテレフォト構成とすると共にスペースを
効果的に利用してその間に開口絞りSPを配置すること
で、第3レンズ群以降のレンズ全長の短縮を可能として
いる。
【0021】これについて以下でもう少し詳しく説明す
る。ズームレンズの小型化を達成するためには、第2レ
ンズ群の負の屈折力を収差補正の問題の無い範囲で強く
して第2レンズ群の変倍のための移動量を少なくする必
要があり、このとき第2レンズ群からの光束の発散は強
くなってくる。従って第3レンズ群以降のレンズ全長を
短縮するには第2レンズ群と第3レンズ群の間の主点間
隔を小さくすることが効果的である。ところが従来は第
2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配置してい
たためそのスペースを確保する必要があった。このとき
第3レンズ群以降のレンズ全長を無理に縮めようとする
と、それだけ第3レンズ群の負レンズの屈折力を強くし
てより望遠比を高める必要があったため、第2レンズ群
の屈折力を強めたことで負に大きくなった全系のペッツ
バール和が更に負に増大し、特にサジタルの像面湾曲の
補正が困難になってしまう。
【0022】これに対して本発明では開口絞りを第3レ
ンズ群の正レンズと負レンズの間に配置し、第2レンズ
群と第3レンズ群との間隔を縮め、逆に第3レンズ群の
正レンズと負レンズ間隔を広げ、この間隔に絞りを配置
している。このようにすることで、同じだけ全長を短縮
したときでも第3レンズ群の正負レンズの間隔を広くす
ることができ、第3レンズ群の負レンズの屈折力を小さ
くできるため負のペッツバール和の増大を低減し、全長
短縮時における像面湾曲の補正を良好に行っている。
【0023】以上の構成で、少ないレンズ枚数であり、
又光学全長の短縮化を図りながらも、高い変倍比を持っ
たリアーフォーカス式のズームレンズを提供することが
可能となる。そして、更には以下のいづれかの条件式を
満足することが望ましい。
【0024】(i)望遠端における、第2レンズ群の最
も像側レンズ面から第3レンズ群の最も物体側のレンズ
面までの空気間隔をD23、全系の広角端における焦点距
離をfW とした時 D23/fW <0.25 (1) なる条件式である。この条件式を満足することにより
2、3レンズ群間の距離を適切に設定してレンズ全長の
短縮を効果的に達成している。
【0025】条件式(1)の上限を越えて2、第3レン
ズ群間の間隔が大きくなり過ぎると広角側ではレンズ系
全体がよりレトロフォーカスの度合いが強くなってレン
ズ系全体の短縮が困難になる。
【0026】(ii)又、前記第3レンズ群の正レンズ
と負レンズとの空気間隔をD3Mとした時 0.32<D3M/fW <0.56 (2) なる条件式である。
【0027】上限値を越えると第3レンズ群のテレ比を
強くした時にバックフォーカスを確保するのが困難にな
ってしまう。
【0028】下限値を越えるとこの間に開口絞りを配置
するのが困難になるので良くない。
【0029】また本実施例において第3レンズ群の望遠
比を効果的に大きくしつつ、球面収差などの補正を効果
的に行うには、第3レンズ群の負レンズの像面側形状を
像面側に強い凹面を持つような形状としている。
【0030】(iii)又所定の光学性能を維持しつつ
第3レンズ群以降のレンズ長を短縮するには次の条件を
満足するのが良い。第3レンズ群の焦点距離をf3 とす
るとき 2.0<f3 /fW <3.5 (3)
【0031】条件式(3)は第3レンズ群の焦点距離に
関するものであり、下限値を越えて第3レンズ群の屈折
力が強くなり過ぎると球面収差やコマ収差の補正が不十
分になったり、バックフォーカスの確保が困難になった
りするので良くない。
【0032】逆に上限値を越えるとレンズ全長の短縮が
不十分になってしまう。
【0033】(iv)更に第4レンズ群の移動量を少な
くして第3レンズ群以降のレンズ全長の短縮を図るには
第4レンズ群の焦点距離をf4 としたとき、次の条件式
を満足するのが良い。
【0034】1.9<f4 /fW <3.2 (4)
【0035】条件式(4)は第4レンズ群の焦点距離に
関するものであり、下限値を越えて第4レンズ群の屈折
力が強くなり過ぎると変倍時の球面収差の変動が大きく
なってしまう。逆に上限を越えると第4レンズ群の移動
量が大きくなり過ぎ3、4群間の空気間隔を広げる必要
が生じ十分な全長短縮効果が得られない。
【0036】(v)またズーム部のレンズ長を短縮して
更なるレンズ全長短縮を達成するには次の条件式を満足
するのが良い。
【0037】つまり第2レンズ群の焦点距離、全系の望
遠端の焦点距離を各々f2 、fT とするとき
【0038】
【外2】
【0039】条件式(5)は第2レンズ群の屈折力に関
するものであり、変倍に伴う収差変動を少なくしつつ所
定の変倍比を効果的に得るためのものである。下限値を
越えて第2レンズ群の屈折力が強くなり過ぎるとレンズ
系全体の小型化は容易となるが、ペッツバール和が負の
方向に増大し像面湾曲が大きくなると共に変倍に伴う収
差変動が大きくなる。また上限値を越えて第2レンズ群
の屈折力が弱くなり過ぎると変倍に伴う収差変動は少な
くなるが、所定の変倍比を得るための第2レンズ群の移
動量が増大し、レンズ全長が長くなってくるので良くな
い。
【0040】(vi)また第3レンズ群を適切なテレフ
ォトタイプの構成にするには前記第3レンズ群の負レン
ズの焦点距離をfN としたとき 0.7<|fN /f3 |<1.5 (6) なる条件式を満足するようにするのがよい。
【0041】条件式(6)の下限を越えて負レンズの屈
折力が大きくなると、レンズ全長の短縮には効果的だ
が、ペッツバール和が負に大きくなりすぎて像面湾曲の
補正が困難になる。逆に上限を越えて屈折力が小さくな
ると全長短縮の効果が不十分になってしまう。
【0042】本発明のズームレンズは以上の条件を満足
することにより、より十分に達成されるが、レンズ全長
を短縮するには各レンズ群自体の厚みを薄くすることが
効果的である。
【0043】本実施例ではレンズ枚数を削減するために
各レンズ群、特に第3レンズ群、第4レンズ群に非球面
を導入している。
【0044】又、本実施例では、ズームあるいはフォー
カシングに伴う収差変動を良好に補正すべく第4レンズ
群を正レンズと負のメニスカスレンズの2枚のレンズで
構成している。
【0045】また、第1レンズ群の負レンズにそのアッ
ベ数ν1Nが ν1N<23 なる条件を満足するような硝材を使用することで色消し
の効果を高め、正レンズのレンズ厚を薄くすることが可
能となる。
【0046】また(4)式の条件下では全系のペッツバ
ール和が特に負で大きな値になってしまうので、第2レ
ンズ群に少なくとも1枚の負レンズにその屈折率N2Nが N2N>1.85 を満足するようなレンズを用いるのがよい。
【0047】第1レンズ群は通常正負の貼合せレンズと
正のメニスカスレンズで構成されるが、貼合せレンズを
分離し正レンズと負レンズの間に空気間隔を設け、第1
レンズ群の後側主点を第2レンズ群側へ移動させて1−
2レンズ群間の主点間隔を小さくしても1−2レンズ群
間の実間隔を同じに保つことで、広角化時の前玉径の拡
大を抑制することもできる。
【0048】また第2レンズ群の負の貼合せレンズを負
と正の2枚のレンズに分離して収差補正上の自由度を増
やしても良い。
【0049】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i番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【0050】又表1に各数値実施例における各条件式と
の関係を示す。尚、数値実施例1〜3におけるR19、
R20、はフェースプレート等のガラス材である。
【0051】非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直
方向にH軸、光の進行方向を正としR0 を近軸曲率半
径、K1 ,B,C,D,Eを各々非球面係数としたと
き、
【0052】
【外3】 なる式で表している。
【0053】
【表1】
【0054】
【外4】
【0055】
【外5】
【0056】
【外6】
【0057】
【表2】
【0058】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば前述
の如く4つのレンズ群の屈折力及び変倍における第2レ
ンズ群と第4レンズ群の移動条件と開口絞りの位置を設
定すると共にフォーカスの際に第4レンズ群を移動させ
るレンズ構成を探ることにより、レンズ系全体の小型化
を図りつつ変倍比10程と全変倍範囲にわたり良好なる
収差補正を達成しつつ、かつフォーカスの際の収差変動
の少ない高い光学性能を有したFナンバー1.8と大口
径比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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関するズームレンズのレンズ断面図。
【図2】本発明に関する数値実施例1の諸収差図。
【図3】本発明に関する数値実施例2の諸収差図。
【図4】本発明に関する数値実施例3の諸収差図。
【符号の説明】
I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 IV 第4レンズ群 ΔM メリディオナル像面 ΔS サジタル像面 d d線 g g線

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、正の屈折力を有する第
    1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈
    折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レ
    ンズ群を有し、少なくとも前記第2レンズ群と第4レン
    ズ群を移動させて変倍を行うと共に、フォーカシングを
    前記第4レンズ群を移動させて行うズームレンズに於い
    て、前記第3レンズ群を1枚の正レンズと1枚の負レン
    ズから構成し、開口絞りを前記正レンズと負レンズの間
    に配置したことを特徴とする小型のズームレンズ。
  2. 【請求項2】 前記第2レンズ群の最も像面側のレンズ
    面と第3レンズ群の最も物体側のレンズ面との望遠端に
    おける空気間隔をD23、広角端における全系の焦点距離
    をfW とするとき D23/fW <0.25 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の
    ズームレンズ。
  3. 【請求項3】 前記正レンズと負レンズの空気間隔をD
    3M、広角端における全系の焦点距離をfW とした時 0.32<D3M/fW <0.56 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。
  4. 【請求項4】 前記第3レンズ群の前記負レンズは像面
    側に強い凹面を有することを特徴とする請求項1記載の
    ズームレンズ。
  5. 【請求項5】 前記第3レンズ群の焦点距離、全系の広
    角端の焦点距離を各々f3 、fW とするとき 2.0<f3 /fW <3.5 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の
    ズームレンズ。
  6. 【請求項6】 前記第4レンズ群の焦点距離、全系の広
    角端におけるの焦点距離を各々f4 、fW とするとき 1.9<f4 /fW <3.2 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の
    ズームレンズ。
  7. 【請求項7】 前記第2レンズ群の焦点距離、全系の広
    角端と望遠端の焦点距離を各々f2 、fW 、fT とする
    とき 【外1】 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の
    ズームレンズ。
  8. 【請求項8】 前記第3レンズ群の負レンズの焦点距離
    と広角端における全系の焦点距離を各々fN 、fW とし
    たとき 0.7<|fN /f3 |<1.5 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の
    ズームレンズ。
JP20204496A 1996-04-15 1996-07-31 小型のズームレンズ Withdrawn JPH1048520A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20204496A JPH1048520A (ja) 1996-07-31 1996-07-31 小型のズームレンズ
US08/835,191 US5933283A (en) 1996-04-15 1997-04-04 Zoom lens

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20204496A JPH1048520A (ja) 1996-07-31 1996-07-31 小型のズームレンズ

Publications (1)

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JP20204496A Withdrawn JPH1048520A (ja) 1996-04-15 1996-07-31 小型のズームレンズ

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JP (1) JPH1048520A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000347103A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Sony Corp ズームレンズ
JP2006031002A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Samsung Electronics Co Ltd ズームレンズ光学系

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