JPH1062686A - インナーフォーカシングタイプのズームレンズ - Google Patents

インナーフォーカシングタイプのズームレンズ

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JPH1062686A
JPH1062686A JP8237270A JP23727096A JPH1062686A JP H1062686 A JPH1062686 A JP H1062686A JP 8237270 A JP8237270 A JP 8237270A JP 23727096 A JP23727096 A JP 23727096A JP H1062686 A JPH1062686 A JP H1062686A
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JP
Japan
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lens
lens group
refractive power
group
object side
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Application number
JP8237270A
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Inventor
Kazuo Yoshikawa
和雄 吉川
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/144Optical 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 four groups only
    • G02B15/1441Optical 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 four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical 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 four groups only the first group being positive arranged +-++

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 4群ズームレンズの第1レンズ群を3群構成
とし、そのうち中間に位置する第1bレンズ群を焦点調
節時に移動するインナーフォーカス方式を採用するとと
もに、所定の条件式を満足するように設定することによ
り、系のコンパクト化および至近物体距離の短縮化を図
りつつ画面全体の光学性能を良好に維持する。 【構成】 第1レンズ群は、物体側より順に、焦点調節
時に固定の負の屈折力を有する第1aレンズ群、無限遠
物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正
の屈折力を有する第1bレンズ群および焦点調節時に固
定の正の屈折力を有する第1cレンズ群を配列してな
り、さらに、下記の条件式(1)および(2)を満足するよう
に構成されてなる。 0.41≦fw/I …(1) 1.0<|f1a/f1|<1.5 …(2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はテレビカメラに適し
たインナーフォーカシングタイプのズームレンズに関
し、詳しくは、Fナンバが1.8程度で、ズーム比が8〜10
倍程度の、至近物体距離の短い広画角のズームレンズに
関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、4群ズームレンズにおいては、焦点
調節時に第1レンズ群全体を移動する前玉フォーカス方
式がよく知られているが、正の屈折力を有する第1レン
ズ群全体を移動して近距離物体に合焦しようとすると、
第1レンズ群は物体側へ繰り出されることから、画面周
辺の光束を確保するために、第1レンズ群の有効径はど
うしても大きくなる。これは、広画角になるほど顕著と
なる。第1レンズ群の有効径が大きくなるとレンズ重量
が増大するため、携帯用のテレビカメラに搭載するズー
ムレンズとしては不都合であった。
【0003】この問題を解決する手法として、第1レン
ズ群を凹、凸、凸の3群に分割し、中間の凸レンズ群を
移動させて合焦する方法が、例えば特公昭59-4686号公
報や特開平6-242378号公報に示されている。
【0004】一般にインナフォーカシングタイプのズー
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
前玉フォーカス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とな
る。一方、最近になり撮影構図の多様化が求められてお
り、その1つとして、狭い場所での撮影あるいは特徴の
ある構図作りのために焦点距離の広角化が求められてい
るが、広角化を図ると第1レンズ群の有効径は大きくな
る傾向にある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、インナフォー
カスタイプのズームレンズを採用すると前述の如くレン
ズ系全体の小型化が容易となるが、広角化を進めていく
とレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性能を得る
ことが難しくなるという問題がある。
【0006】図13は、4群ズームレンズにおいて第1
レンズ群を、負の屈折力のレンズ1a、正の屈折力のレ
ンズ1b、正の屈折力のレンズ1cにより構成してなる
もので第1レンズ群と第2レンズ群における近軸屈折力
のようすを示している。この図より明らかなように画角
が大きくなれば、すなわち、広角端における最大画角の
主光線がR1からR2となって半画角がα1からα2となれ
ば(α2>α1;α2、α1はともに半画角)レンズ1aへ
の入射高は高くなり、レンズ1aの有効径はどうしても
大きくなってしまう。
【0007】したがって、第1レンズ群の小型化を図る
ためには広角端における最大画角の主光線R2に対する
レンズ1aとレンズ1bの外径を小さくする必要があ
り、このためにはレンズ1bからレンズ1aに向かう最
大画角主光線の傾きを減らすか、レンズ1cからレンズ
1bに向かう最大画角主光線の傾きを減らすかして、入
射高を低下させる必要がある。これはレンズ1aまたは
レンズ1bの屈折力を強めることで得られるが、これに
よって収差補正が不利となる。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、広角化および高倍率化を達成しつつ、第1レンズ
群の有効径の小型化、ひいてはレンズ全系の小型化を図
るとともに、ズーム全域に亘り高い光学性能を維持し得
るインナーフォーカシングタイプ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。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のインナーフォー
カシングタイプのズームレンズは、物体側より順に、変
倍時に固定の正の屈折力を有する第1レンズ群、変倍時
に移動する変倍用の負の屈折力を有する第2レンズ群、
変倍時に移動する、変倍にともなう像面の変動を補正す
るための正または負の屈折力を有する第3レンズ群、お
よび変倍時に固定の正の屈折力を有する第4レンズ群を
配列してなるズームレンズにおいて、前記第1レンズ群
が、物体側より順に、焦点調節時に固定の負の屈折力を
有する第1aレンズ群、無限遠物体から近距離物体への
焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力を有する第1b
レンズ群、および焦点調節時に固定の正の屈折力を有す
る第1cレンズ群を配列してなり、下記の条件式(1)およ
び(2)を満足するように構成されてなることを特徴とす
るものである。 0.41≦fw/I ……(1) 1.0<|f1a/f1|<1.5 ……(2) ただし、 fw :広角端における全系の焦点距離 I :撮影有効画面サイズ f1 :第1レンズ群の、無限遠物体に合焦時の合成焦点
距離 f1a:第1aレンズ群の焦点距離
【0010】また、このインナーフォーカシングタイプ
のズームレンズにおいて、下記条件式(3)を満足するこ
とが好ましい。 ν1b≧68 ……(3) ただし、 ν1b:第1bレンズ群の凸レンズのアッベ数
【0011】また、前記第1cレンズ群が、物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニス
カスレンズ1c1、両凸レンズ1c2、正の屈折力を有する
レンズ1c3、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する
メニスカスレンズ1c4、両凸レンズ1c5、および物体側
に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズ1
c6を配列してなる6枚のレンズ構成であって、前記レン
ズ1c3と前記レンズ1c4を接合した構成とされ、前記レ
ンズ1c3および前記レンズ1c5のアッベ数が70以上、前
記レンズ1c1のアッベ数が30以下に設定されるように構
成することが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図1〜3(図2および図3は各
々図1に示すズームレンズの一部を拡大して示す構成図
である)には本発明の実施形態に係る4群構成のインナ
ーフォーカシングタイプのズームレンズが示されている
(後述する実施例1のレンズ構成が代表して示されてい
る)。すなわち、このズームレンズは、物体側より順
に、変倍時に固定の正の屈折力を有する第1レンズ群、
変倍時に移動する変倍用の負の屈折力を有する第2レン
ズ群、変倍時に移動する、変倍にともなう像面の変動を
補正するための正または負の屈折力を有する第3レンズ
群、および変倍時に固定の正の屈折力を有する第4レン
ズ群を配列してなるズームレンズにおいて、前記第1レ
ンズ群が、物体側より順に、焦点調節時に固定の負の屈
折力を有する第1aレンズ群、無限遠物体から近距離物
体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力を有する
第1bレンズ群(本実施形態では1枚のレンズよりな
る)、および焦点調節時に固定の正の屈折力を有する第
1cレンズ群を配列されてなるものである。
【0013】このように本実施形態のズームレンズによ
れば、全体を4群レンズ構成とし、第1レンズ群の有効
径の増大を抑えるために、第1レンズ群を凹、凸、凸の
3群に分割して、最も物体側の凹のレンズ群1aと最も
像側の凸のレンズ群1cを固定するインナーフォーカス
方式を採用するとともに、下記条件式(1)、(2)を満足す
るように設定することにより、広画角化および系のコン
パクト化を図りつつ全変倍領域に亘る画面全体の光学性
能を良好に維持している。
【0014】 0.41≦fw/I ……(1) 1.0<|f1a/f1|<1.5 ……(2) ただし、 fw :広角端における全系の焦点距離 I :撮影有効画面サイズ f1 :第1レンズ群の、無限遠物体に合焦時の合成焦点
距離 f1a:第1aレンズ群の焦点距離
【0015】すなわち、上記条件式(1)は、広角端にお
ける全系の焦点距離を撮影有効画面サイズで割った値の
範囲を規定するものであり、この下限を下回ると第1レ
ンズ群の有効径の増大を招き、広角端において歪曲収差
が増大し好ましくない。
【0016】また、上記条件式(2)は、第1aレンズ群の
焦点距離f1aと、第1レンズ群の、無限遠物体合焦時の
合成焦点距離f1との比の絶対値を表すものであり、こ
の下限を下回ると、第1aレンズ群の負の屈折力が強く
なり、広角端では歪曲収差が増大し、望遠端での像面湾
曲も増大し、一方、この上限を上回ると、第1aレンズ
群の負の屈折力が弱くなり、レンズ有効径の増大をまね
き好ましくない。
【0017】さらに、本実施形態のズームレンズでは第
1bレンズ群の凸レンズのアッベ数ν1bが下記条件式(3)
を満足するように構成しており、これにより色収差が良
好なものとなるようにしている。 ν1b≧68 ……(3) すなわち、この条件式(3)の下限を下回ると正の屈折力
を有する第1bレンズ群の凸レンズの分散が大きくなり、
特に、望遠端における撮影距離の変化による色収差の変
動が大きくなってしまう。
【0018】また、前記第1cレンズ群は、物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニス
カスレンズ1c1、両凸レンズ1c2、正の屈折力を有する
レンズ1c3、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する
メニスカスレンズ1c4、両凸レンズ1c5、および物体側
に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズ1
c6を配列してなる6枚玉レンズであって、前記レンズ1
c3と前記レンズ1c4が接合した構成とされ、前記レンズ
c3および前記レンズ1c5のアッベ数が70以上、前記レ
ンズ1c1のアッベ数が30以下に設定されている。このよ
うに構成することにより、望遠側の物体距離の変動に伴
う軸上色収差の変動を抑えることができる。
【0019】また、第4レンズ群中の大きな空気間隔d
39の部分には、物体側より、全体で正の屈折力を有する
前群と、全体で負の屈折力を有する後群を配したアフォ
ーカル系よりなる、全系の焦点距離を長焦点側にシフト
させる、いわゆるエクステンダ3aを挿入したり、物体
側より、全体で負の屈折力を有する前群と、全体で正の
屈折力を有する後群を配したアフォーカル系よりなる、
全系の焦点距離を短焦点側にシフトさせる、いわゆる、
レシオコンバータ3bを挿入することができる。
【0020】なお、このレシオコンバータ3bを用いれ
ばイメージサイズの小さなTVカメラに使用した場合で
も、通常時と同程度の広画角を得ることが可能である。
また、本実施形態のズームレンズにおいては、図1に示
すように、第3レンズ群と第4レンズ群の間に絞り1
が、さらに第4レンズ群の後段には赤外線カットフィル
タ等を含む色分解プリズム2が配されている。なお、こ
の色分解プリズム2の最終面のやや後方に、光軸Xに対
して平行に入射した光束が集束される結像点Pが位置す
るように、図示されない撮像素子の受光面が位置設定さ
れている。
【0021】以下、各実施例をデータを用いて詳細に説
明する。 <実施例1>この実施例1にかかるズームレンズは、前
述したように図1〜3に示す如き構成とされており、こ
のズームレンズの各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レ
ンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)、各
レンズのd線における、屈折率Ndおよびアッベ数νd
値は表1に示すようになっている。なお表中の数字は物
体側からの順番を表すものである(表2および表3にお
いて同じ)。
【0022】また、表1中のd値の右側および左側に*
が付されたものはそのd値が可変であることを示すもの
であり、右側に*が付された部分については第1レンズ
群、第2レンズ群、第3レンズ群および第4レンズ群の
群間隔を示すものであり、また左側に*が付された部分
については第1aレンズ群、第1bレンズ群および第1
cレンズ群の群間隔を示すものである(表2および表3
において同じ)。
【0023】また、表4の上段には、広角端(W)、中
間(M)および望遠端(T)の各位置における、各レン
ズ群(第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群およ
び第4レンズ群)の間隔d21、d28、d31、および無限
遠における焦点距離が示されている。また、表4の下段
には、実施例1における、第1レンズ群の焦点距離
1、第1aレンズ群の焦点距離f1a、fW/Iの値(条件
式(1))および|f1a/f1|の値(条件式(2))が示
されている。なお、撮影有効画面サイズIは11.0mmに設
定されている。
【0024】
【表1】
【0025】
【表4】
【0026】上記表4の下段に示すように、fW/I=0.
444、|f1a/f1|=1.353に設定されており、上式
(1),(2)は全て満足されている。
【0027】<実施例2>この実施例2にかかるズーム
レンズは、前述したように図1〜3に示す如き構成とさ
れており、このズームレンズの各レンズ面の曲率半径R
(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔
d(mm)、各レンズのd線における、屈折率Ndおよび
アッベ数νdの値は表2に示すようになっている。
【0028】さらに、表5の上段には、広角端(W)、
中間(M)および望遠端(T)の各位置における、各レ
ンズ群(第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群お
よび第4レンズ群)の間隔d21、d28、d31、および無
限遠における焦点距離が示されている。また、表5の下
段には、実施例2における、第1レンズ群の焦点距離f
1、第1aレンズ群の焦点距離f1a、fW/Iの値(条件式
(1))および|f1a/f1|の値(条件式(2))が示さ
れている。なお、撮影有効画面サイズIは11.0mmに設定
されている。
【0029】
【表2】
【0030】
【表5】
【0031】上記表5の下段に示すように、fW/I=0.
442、|f1a/f1|=1.336に設定されており、上式
(1),(2)は全て満足されている。
【0032】<実施例3>この実施例3にかかるズーム
レンズは、前述したように図1〜3に示す如き構成とさ
れており、このズームレンズの各レンズ面の曲率半径R
(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔
d(mm)、各レンズのd線における、屈折率Ndおよび
アッベ数νdの値は表3に示すようになっている。
【0033】さらに、表6の上段には、広角端(W)、
中間(M)および望遠端(T)の各位置における、各レ
ンズ群(第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群お
よび第4レンズ群)の間隔d21、d28、d31、および無
限遠における焦点距離が示されている。さらに、表6の
下段には、実施例3における、第1レンズ群の焦点距離
1、第1aレンズ群の焦点距離f1a、fW/Iの値(条件
式(1))および|f1a/f1|の値(条件式(2))が示
されている。なお、撮影有効画面サイズIは11.0mmに設
定されている。
【0034】
【表3】
【0035】
【表6】
【0036】上記表6の下段に示すように、fW/I=0.
440、|f1a/f1|=1.349に設定されており、上式
(1),(2)は全て満足されている。
【0037】また、図4〜図6は上記実施例1のズーム
レンズの、図7〜図9は上記実施例2のズームレンズ
の、図10〜図12は上記実施例3のズームレンズの各
々広角端、中間、望遠端における諸収差(球面収差、非
点収差およびディストーション)を示す収差図である。
なお、本発明のズームレンズとしては上記実施例のもの
に限られるものではなく、例えば各レンズ群を構成する
レンズの形状、およびレンズの枚数は適宜選択し得る。
【0038】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明のインナーフ
ォーカシングタイプのズームレンズによれば、全体を4
群レンズ構成とし、第1レンズ群の有効径の増大を抑え
るために、第1レンズ群を凹、凸、凸の3群に分割し、
そのうち中間に位置する第1bレンズ群を焦点調節時に
移動するインナーフォーカス方式を採用するとともに、
所定の条件式を満足するように設定することにより、広
画角化、系のコンパクト化および至近物体距離の短縮化
を図りつつ、全変倍領域において、画面全体の光学性能
を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るズームレンズの基本構
成を示す概略図
【図2】図1に示すズームレンズの一部を示す概略図
【図3】図1に示すズームレンズの一部を示す概略図
【図4】実施例1に係るズームレンズの広角端における
各収差図
【図5】実施例1に係るズームレンズの中間における各
収差図
【図6】実施例1に係るズームレンズの望遠端における
各収差図
【図7】実施例2に係るズームレンズの広角端における
各収差図
【図8】実施例2に係るズームレンズの中間における各
収差図
【図9】実施例2に係るズームレンズの望遠端における
各収差図
【図10】実施例3に係るズームレンズの広角端におけ
る各収差図
【図11】実施例3に係るズームレンズの中間における
各収差図
【図12】実施例3に係るズームレンズの望遠端におけ
る各収差図
【図13】従来技術の問題点を説明するための概略図
【符号の説明】
1〜L27 レンズ R1〜R52 レンズ等の面の曲率半径 d1〜d51 レンズ等の面間隔(レンズ厚) X 光軸 P 結像点 1 絞り 2 色分解プリズムおよび赤外線カットフ
ィルタ等 を含むフィルタ 3a エクステンダ 3b レシオコンバータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、変倍時に固定の正の屈
    折力を有する第1レンズ群、変倍時に移動する変倍用の
    負の屈折力を有する第2レンズ群、変倍時に移動する、
    変倍にともなう像面の変動を補正するための正または負
    の屈折力を有する第3レンズ群、および変倍時に固定の
    正の屈折力を有する第4レンズ群を配列してなるズーム
    レンズにおいて、 前記第1レンズ群が、物体側より順に、焦点調節時に固
    定の負の屈折力を有する第1aレンズ群、無限遠物体か
    ら近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折
    力を有する第1bレンズ群、および焦点調節時に固定の
    正の屈折力を有する第1cレンズ群を配列してなり、 さらに、下記の条件式(1)および(2)を満足するように構
    成されてなることを特徴とするインナーフォーカシング
    タイプのズームレンズ。 0.41≦fw/I ……(1) 1.0<|f1a/f1|<1.5 ……(2) ただし、 fw :広角端における全系の焦点距離 I :撮影有効画面サイズ f1 :第1レンズ群の、無限遠物体に合焦時の合成焦点
    距離 f1a:第1aレンズ群の焦点距離
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインナーフォーカシング
    タイプのズームレンズにおいて、下記の条件式(3)を満
    足することを特徴とするインナーフォーカシングタイプ
    のズームレンズ。 ν1b≧68 ……(3) ただし、 ν1b:第1bレンズ群の凸レンズのアッベ数
  3. 【請求項3】 前記第1cレンズ群が、物体側より順
    に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカ
    スレンズ1c1、両凸レンズ1c2、正の屈折力を有するレ
    ンズ1c3、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメ
    ニスカスレンズ1c4、両凸レンズ1c5、および物体側に
    凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズ1c6
    を配列してなる6枚のレンズ構成であって、前記レンズ
    c3と前記レンズ1c4を接合した構成とされ、 前記レンズ1c3および前記レンズ1c5のアッベ数が70以
    上、前記レンズ1c1のアッベ数が30以下に設定されてな
    ることを特徴とする請求項1または2記載のインナーフ
    ォーカシングタイプのズームレンズ。
JP8237270A 1996-08-19 1996-08-19 インナーフォーカシングタイプのズームレンズ Pending JPH1062686A (ja)

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