JPS59219710A - ズ−ムレンズ - Google Patents

ズ−ムレンズ

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JPS59219710A
JPS59219710A JP58093648A JP9364883A JPS59219710A JP S59219710 A JPS59219710 A JP S59219710A JP 58093648 A JP58093648 A JP 58093648A JP 9364883 A JP9364883 A JP 9364883A JP S59219710 A JPS59219710 A JP S59219710A
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JP
Japan
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lens
negative
positive
groups
Prior art date
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Application number
JP58093648A
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English (en)
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JPH0360409B2 (ja
Inventor
Kiyotaka Inatome
稲留 清隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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Publication date
Application filed by Nikon Corp, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
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Priority to US06/612,069 priority patent/US4576445A/en
Publication of JPS59219710A publication Critical patent/JPS59219710A/ja
Publication of JPH0360409B2 publication Critical patent/JPH0360409B2/ja
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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
    • G02B15/144109Optical 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は標準域を挾んで広角から望遠にわたるいわゆる
スタンダードズームレンズにnする。
従来より発散性レンズ群が先行する2群ズームレンズが
広角ズームレンズとして用いられているが、このタイプ
では1.前玉径を小さくすること。
また広角端での収差補正には有利であるが望遠まで含む
3倍程度以−ヒのズーム比を有する(、7.y戒とする
と発散レンズ群による球面収差、コマ収差などが残存収
差として残り望遠側に悪影響を及ぼすため高倍ズームレ
ンズには不向である。
一方、収斂性レンズ群が先行する3群あるいは4群ズー
ムレンズでは繭玉径を小さくしておくためにズームレン
ズの各群の屈折力を強め、移動量を小さくしなくてはな
らない。しかし、この場合にはズーミングによる収差変
動が大きくなり歪曲収差、非点収差、そして球面収差を
全ズーミング域において小さく押えることは困難であっ
た。
正負正の3群構成ズームレンズ、あるいは正負正正の4
群構成ズームレンズでは屈折力を強めることでコンパク
トなズームレンズを実現しようとすると負レンズ群の屈
折力が極めて強くなるため上記の欠点は特に顕著に現わ
れる。
その点圧負負正の4群構成ズームレンズにおいては、屈
折力が正レンズ群、負レンズ群の各2組に配分されてい
るため、各群の屈折力を強めコンパクト化を計った時に
屈折力の強い群を避けることができ、上記欠点を軽減で
きる。このようにスタンダードズームレンズにおいて正
負負正の4群構成を採用したものには、特開昭49−7
6540号、特開昭53−974i1号、特開昭55−
12141J号、特開昭56−48607号などがある
。しかしながら各群の屈折力の負担が軽減されたとはい
え、ズーミングによる収差変動は依然残存し、非点収差
、特に歪曲収差の変」Llも依然大きく、一方、前玉径
もコンパクトと表現できる程には縮小しにくいという欠
点を留めている。この欠点はスタンダードズームレンズ
の中でも広角域を含め望遠側にまで及ぶ高倍ズームレン
ズではさらに顕著になる。
本発明はこれらの欠点を解決し、前玉径を縮小しレンズ
全体の形状のコンパクト化と高性能化とを共に実現した
ものである。
本発明は基本的には前述したごとき物体側から正負負正
の4群構成を採ることで2つの正レンズ群と2つの負レ
ンズ8ηとにそれぞれ屈折カビ配分したうえで各群の屈
折力を強め無理のないバ、ワー配分にし、次に述べるズ
ーム方式を採った。
物体側から正負負正の4群からなるズームレンズの従来
のズーム方式を第1図に、また本発明によるズーム方式
を第2図にそれぞれ示したが、図から明らかなように、
従来光軸上を移動することで変倍系を成していた最も屈
折力の弛い負屈1ノを力の第2群(G2)を固定群とし
たことケ大きな特徴としている。そしてフォーカシング
系として合焦のためのみに移動した正屈折力の第1群(
0,)と、リレー系として像面に対して固定していた正
屈折力の第4詳(G4)とを広角(W)から望遠(T)
にかけて物体側へ動かすことで第4群((]4)にも変
倍作用をもたせ、それによる低面の移動を負屈折力の第
3群(0s)で補正するというズーム方式である。第4
群(G4)と第1群(G、)とが共に物体側に移動する
ことで変倍糸χ成すことになり、変倍作用な第2群(G
2)と第4群(G4)とに配分できるので高倍ズーム化
ケ・無理なく実現することができる。さらに図示のごと
く第1群、第4群が物体側に移動するからこのズーム方
式では最前レンズ面から像面までの全長が変化する。こ
の全長の変化は広角(W )側から望遠(T)側にかけ
て大きくなる方向である。つまり望遠(T)側で全長が
長くなるので、高倍ズーム化によっても、望遠端で端遠
比のかかり過ぎを軽減できる。このことは望遠4.5で
無理な望遠比がかかることによる収差補正の困郁化欠引
き起こすことなく、収差補正上の利点となる。また、本
発明によるズーム方式においては絞りがズーミングにお
いて第3群と一体になって物体側へ移動するので従来方
式に比べこの点でも前玉径の縮小に貢献できる。一方、
屈折力の強いjl! 2群(G2)乞固定できさらに&
11群(G、)と第4群(G4)を物体側へ単調に動か
すため簡単な機溝で惜成できるので精度を充分に確保す
ることができる。
上述のごとき変倍のための各群の移動方式な有しつつ、
本発明によるズームレンズにおいテハ第1群の焦点距離
をfl、第2群の焦点距離なf2、第3群の焦点距離ン
’aN第4群の焦点[°1往:Fをf4  とするとき (112,7< f、 /−f、≦3.0(2)  3
.2 < f8/f2< 3.9(3)  1.3<f
4/−f3<1.7の各条件を満足することがコンパク
ト化と収差補正上必要である。
条件式(1)において下限値欠航えると、第1群の屈折
力が相対的に強くなり大きな角度で入射する光腺により
発生する非点収差の補正が田難になり、またズーミング
による球面収差の変動が大きくなってしまう。逆に上限
値を越えてしまうと、ズーミングによる非点収差と球面
収差の補正には有利であるが全長が増大し主光線の第1
群を通る位1?ガが光軸から離れ、またフォーカシング
によるね出量も大きくなり前玉径の増大につながる。条
件式(2)においては下限値より小さくなると全長、n
rt玉径は小さくできるが両速側での第2群と第3群の
主点間隔が狭くなると同時にペッツバール和が負に動く
。逆に一ヒ限値上り大きくなると第3群と第4群の間隔
が狭くなり、また全長の増大と主光線が光軸から部れる
ことで前玉径の増大が避けられない条件式(3)におい
ては下限値を越えると全長は短かくなるが第3群と第4
群の主点間隔が小さくなり望遠側で両群が機械的に干渉
を起こすことになる一方、上限値ン越えると全長の増大
と同時にペッツバール和か急激に負に落ち込む。
上記の条件式を満たすズームレンズで、かつズーム比を
3倍程度にすれば、変倍による像面移動を補正する第3
rl)・の動きは第1群、第4群の移動方向と同じく物
体側に単M!7Jに動くため、カム機構上さらに簡単に
なると考えられ、製造上容易になり、ひいては高精度を
維持するのに有利である。
なお、第1群、第4群を共に物体側へ動かずわけである
が、画郭の門係を記述する関数冒構的あるいは収差補正
上、様々にとることができる。
もし各群の構造を工夫することで収差補正が充分に達成
できるならばこの関数は簡単なもの、例えば定数をとれ
ば機(¥q的にさらに萌111になる。さらにリンク定
数′tf:lに、つまり第1群と第4群を一体として動
か丁ど、構造暑簡略化できさらに背1度Ymぬることが
できる。
前述のごとぎ本発明の基本借成において、各群は具体的
に以下のように(1・9成されている。
正屈折力の第1群(馬)は物体イ11jより順に貼り合
わせ正レンズと正レンズとの2成分からなり、最終メン
ス力スレンズの焦点距メIGをf、3、第1群の合成焦
点距離をf、としたときに (4)  1.1 < f 、、 / f 、 < 1
.6の条件を満足することが望ましい。貼り合わせレン
ズは縁側の曲率のゆるやかな正レンズとし+iλ終止レ
ンズを物体側に凸のメニスカス形状にすることで、各レ
ンズに光軸から離れた位f?’ffiで入射する光線が
強く屈折されることがなく高次の球面収差が発生しに<
<シている。条件式(4)において下限値を越すと像側
メニスカス正レンズの屈折力が強くなり、ズーミングに
よる球面収差と非点収差の変動が大ぎくなり、収差補正
が困難となる。逆に上限を越えると貼り合わせレンズの
屈折力が強くなり前玉径の増大と共に高次収差が発生し
、ずなおな収差補正ができなくなる。
負屈折力の第2群(G2)は物体側に凸の負メニスカス
レンズそして屈折力が負の貼り合わせリンク、物体側に
凸の正メニスカスレンズの3成分から成り、2曲率半径
ン第1群側から1にr e + r F s・・・、r
、2、とし貼り合わせレンズヲ構成する正、負のレンズ
の焦点距1■をそれぞれfa、fb  アツベ数をシ8
.シb1合成の焦点距離をfbとするとき(5)  −
2,0≦JすL−≦−1.0r−r6 (0)  −0,1< f ab (−一+−″−’)
<−0,01faνa  fl)yb の条件を満足することが望ましい。条件式(5)は第2
群中殻も物体側の負メニスカスレンズのベンディングの
強さを規定するものである。
第1酢ビ通った周辺光は第2群に大きな角度で入射し大
きく屈折される。このため条1′r式(5)を満足しな
い場合は高次の収差発生のl]?ダ’、、H″c=’ト
点収差の補正が困伺〔になる。またズーミングによる球
面りv差の変動の補正が難しくなりコンパクト化におい
て支障をきた丁。条件式(6)はコンパクト化に伴い強
い曲率をもった各面から発生する色収差、特に倍率の色
収差を有効にかつ11!(、埋なく捕型するために欠か
せないものである。条件式(力は望遠4011での球面
収差を補正する上で必要な正メニスカスレンズのベンデ
ィングの強さ乞規足しプζものでめる。
負屈折力の第3群((1a)は互いに貼り合わされた両
凹レンズと両凸レンズから成り、曲(く生存を、第2群
側より順に’18 @ r14 * r16としたとき
の条件’t’lfA足することが望ましい。第3群とし
ての貼合せ負レンズのベンディングを規定するこの条件
式’8) Y itJ足することでズーミングによる球
面収差の変動とコマ収差の対称性を確保することができ
る。
正屈折力の第4群(G4)は物体側より順に両凸レンズ
と色消のだめの貼り合わせ正レンズそして両凸レンズの
3成分から成る合成で正の前群、続いて両凹レンズと正
レンズ、屈折力が正の貼り合わせレンズの3成分から成
る合成で負の後1tとから成る。
前群の貼り合わせ面の曲率をr、9、その前後の正レン
ズと負レンズの屈折率をそれぞれn1ll”+2前群最
後の正レンズの曲率な物体側から順にr21、r22と
するとき の条件式を満足することが望ましい。条件式(9)は貼
合せ面の屈折力2表わす鰍であり、この条件を満たすこ
とでコマ収差と同時に色収差なバランスさせて補正でき
る。条件式の範囲外ではコマ収差と色の球面収差を同時
に補正することができなくなる。条件式(10)は前群
最後の正レンズのベンディングの強さに閃する規定であ
り、ズーミングによる球面収差の変動を補正する上で有
効であり、特に望遠側での開放F値を明るくする場合に
役たつ後群の物体側負レンズの曲率半径火順次r23゜
ran厚さをdとし、像側貼り合わせ正レンズの正レン
ズ、負レンズの屈折率をそれぞれ”+6s”+7とし貼
り合わせ面の曲率半径’!r28としたときにqυ  
0.08(d/f4 の条件式を満足することが望ましい。条件式u1)v満
たすことで球面収差の改善を泪り、条件式(1カは後群
の物体側負レンズのベンディングの強さを規定するもの
で上記aり式を満足しないと非点収差とコマ収差をバラ
ンスよく補正することが田1111となる条件式(13
)は最終貼り合わせ面の面パワーを規定しコマ収差を補
正する上で望ましい。
本発明においてはズーム比3倍程度からそれ以上の高倍
化が可能であるが、実施例としては、高精度を確保する
ため前述したように、補正系ケなす第3群がズーミング
において常に第1群と第4群の動きと同じ方向であるよ
うなズーミング範囲を採用した。また第1群と第4群の
関係は常に1:1を取る状況、つまりリンク定数として
1を採ることで移動の簡使化を計った。
以下に本発明による3つの実施例の諸元ケ示すが、各諸
元表中において添数字は物体側からの順序を示しており
、屈折率はd線(入= 587.6 nm)上記の各実
施例はいずれも35間−眼レフカメラ用のズームレンズ
とし、て広角がら準望4Qjl域までをカバーする焦点
i苧f=36〜102罷で約3倍のズーム比ン有し、第
1実tl!L例、第2実施例はFメンバーが3.4〜4
.6、第3実施例においては全域でほぼ3.5を有する
ものである。さらに、前玉径、全長とも非電にコンパク
トになっておりレンズ系の最前部に装着されるフィルタ
ーサイズは第1実施例、第2実施例では52mmと小さ
く、第3実施例ではFナンバーン全域で35にしだにも
かかわらず62囮に納めである。
第1−第3実施例のレンズ溝威図乞それぞれ第3図、第
4図、第5図に示した。まだ第1−4’j3実施例の収
差−欠それぞれ第6図、第7図、第8図に示した。撮影
距離がいずれも無限遠の収差図であり、球面収差(8p
h ) 、非点収差(Ast)、歪曲収差(Dis)ン
最知、中間、j16:F6−の各チ(1点h1(it状
LJについてそれぞれ示した。名+1g差図から各実U
Ω例とも35盤−眼レフカメラ用ズームレンズとして前
玉径が非常に小さく構成されていながら、路収差とも十
分良好に補正されていることが明らかである。
以上述べたごとく、本発明によれば広角から望遠までの
広い変倍領域を有しつつも前玉径ががなり小型でレンズ
全体の形状もコンパクトであり、しかも変倍領域全体に
わたって常に優れた結像性能を有するズームレンズが達
成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の4群購成ズームレンズの移動軌跡、第2
図は本発明に拠るズームレンズの移動軌跡を示した図、
第3図、第4図、第5図はそれぞれ第1〜第3実施例の
レンズ構成図、第6図。 第7図、第8図には各実施例の無限遠における諸収差図
である。 〔主要部分の符号の説明〕 G、・・・第1群 G、・・・第2群 G8 ・・・第3群 G、・・・第4群 第4図 G1 G5 G4(15 矛 5t Sph          Ast is is オ″7図 D’+S オ8区 62− is is is

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 物体側より順に、正屈折力の第ルンズ群、負屈折力の第
    2レンズ群、同じく負屈折力の第3レンズ群、正屈折力
    の第4レンズ群を有し、広角か面 ら望遠への変倍に際して、前記第2群は像画に対して固
    定され、前記第1群と前記第4群とが共に物体側に移動
    するとともに、前記第3群が他の群とは独立に移動し、
    該第1、第2、第3、第4群各々の焦点用t;+Fをf
    、 、f2.f、、f4とするとき、(1)  2.7
    <f、/−f2≦3.0(2)  3.2 < f 3
    /l 、 < 3.9(3)  h3<f、/−f2<
    1.rの各条件を満足することを特徴とするズームレン
    ズ。
JP58093648A 1983-05-27 1983-05-27 ズ−ムレンズ Granted JPS59219710A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58093648A JPS59219710A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 ズ−ムレンズ
US06/612,069 US4576445A (en) 1983-05-27 1984-05-18 Zoom lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58093648A JPS59219710A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 ズ−ムレンズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59219710A true JPS59219710A (ja) 1984-12-11
JPH0360409B2 JPH0360409B2 (ja) 1991-09-13

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ID=14088187

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100616646B1 (ko) 2004-12-27 2006-08-28 삼성전기주식회사 인너 줌 렌즈 시스템
JP2015191059A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ニコン 変倍光学系、撮像装置及び変倍光学系の製造方法
US10663704B2 (en) 2014-03-27 2020-05-26 Nikon Corporation Zoom lens, imaging device and method for manufacturing the zoom lens
JP2020144207A (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置
JP2020144206A (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置

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JP2015191059A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ニコン 変倍光学系、撮像装置及び変倍光学系の製造方法
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