JPS59219711A - ズ−ムレンズ - Google Patents

ズ−ムレンズ

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JPS59219711A
JPS59219711A JP58093649A JP9364983A JPS59219711A JP S59219711 A JPS59219711 A JP S59219711A JP 58093649 A JP58093649 A JP 58093649A JP 9364983 A JP9364983 A JP 9364983A JP S59219711 A JPS59219711 A JP S59219711A
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
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    • G02B15/17Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +--
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    • 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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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】 本発明は標準域を挟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関スル。
従来より広角ズームレンズに用いられている発散性レン
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倍程度以上Ωズーム比を有する構成とす
ると発散レンズ群による球面収差、コマ収差などが残存
収差として残シ望遠側に悪影響を及ぼすため高倍ズーム
レンズには不向きである。
一方、収斂性レンズ群が先行する3群あるいは4群ズー
ムレンズでは前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@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。
その点正狗負正の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。このようにスタンタート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53−97451号、特開55−1
21418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φ曲数差の変動も依然大きく、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、前玉径を増大させるこ
となくレンズ全体の形状のコンパクトさを維持し、しか
もズーム比の高倍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
04群構成を採ることで2つの正レンズ群と2つの負レ
ンズ群とにそれぞれ屈折力全配分したうえで各群の屈折
力を強め無理のないパワー配分にし、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、
従来光軸上全移動することで変倍系を成していた最も屈
折力の強い負ノilt ′4Ji力の第21+(G、)
を固定群としたことを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(G1)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群(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(G
、)にも変倍作用を □もたせ、それによる像面の移動
を負屈折力の第3群(G、)で補正するというズーム方
式である。第4群(G、)と第114(G、)とが共に
物体側に移動することで変倍系を成すことになシ、変倍
作用を第2群(G、)と第4群(G、)とに配分できる
ので高倍ズーム化を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計、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η・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
、望遠端で望遠比のががり過ぎを軽減できる。このこと
は望遠端で無理な望遠比がかかることによる収差補正の
困難化を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シがズー
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」J1力の強い第2群(G、)を固定でき
、さらに第1群CG、)と第4群(G4)を物体側へ単
調に動かすため簡単な機構で構成で舊るので精度を充分
に確保することができる。
上述のととき変倍のための各群の移動方式を有しつつ、
本発明によるズームレンズにおいては第1群の焦点距離
をf7、第2群の焦り距離をf7、第3群の焦点距離を
f8、第4群の焦点比1tilllをf、とするとき (113,0<f、/ −f、<3.3(2)  3.
9≦f、/f、 <4.4(3)  1.3 < f4
/ −f、< 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。
ズーム比を4倍前後からそれ以上にまで広げる場合条件
式(1)において下限値を越えると、第181・の屈折
力が相対的に強くなり大きな角度で入射する光線により
発生する非点収差の補正が困難になり、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)lilる位置が光軸から離れ、またフォーカシン
グによる繰出量も大きくなり前玉径の増大につながる。
条外式(2)においては下限値より小さくなると全長、
前玉径は小さくできるが望遠側での第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。
逆に上限値より大きくなると第3群と第、4群の間隔が
狭くなシ、また全長の増大と主光線が光軸から離れるこ
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くなるが第3群と第4群
の主点間隔が小さくなシ望遠側で両群が機械的に干渉を
起こすことになる。一方、上限値を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。第1群
、第4群は物体側へ動かすわけであるが、この関係を記
述する関数は機構的、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
ば定数をとれば機構的にさらに簡単になる。さらにリン
ク定数を1に、つまυ第1群と第4群を一体として動か
すと、構造を簡略化でき、をらに精度を高めることがで
きる。
前述のごとき本発明の基本構成において各群は具体的に
以下のように構成されている。
正屈折力の第1群(G、)は物体側より順に貼り合わせ
レンズ、正レンズの2成分から成り最終メニスカスレン
ズの焦点距離をf38、第1群の合成焦点距離をf、と
したときに (4)  1.05 < f+s/ i+ < 1.5
の条件を満足することが望ましい。貼→合わせレンズは
物体側へ凸の負メニスカスレンズと両凸レンズから成り
、最終正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置で入射する光線が強
くJ…折されることなく高次の球面収差が発生しに<<
シている。条件式(4)に2・いて下限値を越えると像
側メニスカス止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きくなり収差補正
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
すなおな収差補正ができなくなる。
負屈訪力の第2群(G、)は物体II+に凸の負メニス
カスレンズそし2て屈折力が負の貼り合わせレンズ、物
体側に凸の正メニスカスレンズの3成分から成り、曲率
半径を第1群側から順にro、r、・・・・・、rll
とし、貼シ合わせレンズを構成する正負のレレズの焦点
距離をそれぞれfa、fbzアツベ数をν8、νb、合
成の焦点距離をfabとするとき (5)  −2,0<丘±3 <−1,Q−rフーr6
− 1 (6)  −0,1≦fab (弱+(、、、) < 
0(711,5<血±旦≦1O −−rat   rll の条件を満足することが望ましい。条件式(5)は、m
z群中Gも物体側の負メニスカスレンズのベンディグの
強さ規定するものである。第1群を辿った周辺光は第2
群に大きなh度で入射し大きく屈折される。このため条
件式(5)を満足しない場合には高次の収差発生の影響
で非点収差の補正が困難になる。またズーミングによる
球面収差の変動の補正が難しくなりコンパクト化におい
て支障をきたす。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
を有効にかつ無理なく補正するために欠かせないもので
ある。条件式(7)は望遠側での球面収差を補正する上
で必要なベンディングの強さを規定したものである。
負屈折力の第3群(G3)は貼り合わせレンズでちら り、両凹レンズと両凸レンズかり成り曲率半径を第2群
から順にr38、r、いrllとしたとき(8)  1
.5 <丘九−く4.0 1°璽tシーr13 の条件を満足することが望1L7い。第3群とし−Cの
貼り合わせ角レンズのベンティングを規定する上記条件
式(8)を満足することでズーミングによる球面収差の
変動とコマ収差の交・]称fトヲ確保ず2)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
と含油のだめの貼9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、わdいて単−又は貼9
合わせの両凹レンズ、そして正レンズ、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群とから
成る。
前群の貼り合わせ面の曲率をrll、その前後の正レン
ズと負レンズの屈折率をそれぞれ顯、n+1、前群最後
の正レンズの曲率を物体側から順にr2+、r?2とす
るとき (9)  0.002<ユニ=<0.02r挿 (10)  o、4<−!−z土、b<x、。
r 22   r 21 の条件式を満足することが望ましい。条件式(9)は貼
シ合わせ面の屈折力を表わす量であり、この条件を満た
すことでコマ収差と同時に色収差をバランスさせて補正
できる。条件式の範、回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ティングの強さに関する規
定でろ夛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
合に役だつ。
後群中の物体側に位置する単−又は貼り合わせの負レン
ズの両側の曲率半径をそれぞれru、r%。
厚さをdとし、像側の貼9合わせ正レンズを構成する正
、負のレンズの屈折率をそれぞれn+6、nl?、貼り
合わせ面の曲率半径をr、sとしたときに(11)  
O,,08< d/ +4(12)  −0,9< h
汁り′< −0,4嘔−rts (13)  O,OO2< −< 0.02fl の条件式を満足することが望ましい。条件式(11ンを
満たすことで球面収差の改善を計り条件式(功は後群の
物体側負レンズのベンティングの強さを規定するもので
上記(12)式を満足し7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困難となる。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4倍程度からそれ以上の高倍
化が可能であるが、実htlJ例としては高鞘゛度を確
保するため前述したように、補正系をなす第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′ff:取る状況、つま9リン
ク定数と17で1を採ることで移動の簡便化を計った。
以下に本発明による3つの実が11例の諸元を示すが各
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紗(λ=587.6 nm )に対する仙
である。
第1実施例  f=28.8〜+02 +nm )’−
4,05第2実施例  f=28.8 ヘ102 mm
 F=4.05上記の各実施例はいずれも35M−眼レ
フカメラ用のズームレンズで、第1実旋例、第2実施例
は広角から準望遠領域をカバーする焦点距離f=28.
8〜102mm、 Fナンバ4.05のズーム比3.5
倍を有する高倍ズームレンズである。第3実施例は焦点
距離f=28.8〜131no、Fナンバ414〜4.
65のズーム比4.5倍のズームレンズである。
第1〜第3実施例のレンズ構成図をそれぞれ第3図、第
4図、第5図に示した。また第1〜第3実施例の収差図
をそれぞれ第6図、第7図、第8図に示しであるが撮影
距離がいずれも無限遠の収差図である。各収差図にはそ
れぞれ球面収差(Sりb )、非点収差(ASt)、歪
曲収差(Dis)を広角端、中間、望遠端について示し
た。各実施例とも高いズーム比を有しながらも前玉径、
全長とも過大になることなく全変倍域にわたって優れた
結像性能を維持していることがわかる。    −以上
のごとく、本発明によれば広角から望遠までの極めて広
い変倍領域を廟しつつも、前玉径及び全体形状を大型化
することなく、しかも全変倍域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群構成ズームレンズの移動軌跡を、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図はそえ1それ第1〜第3実施
例のし:/ズ構成図、第6図、第7図、第8図は各実施
例の無限遠における諸収筆図である。 〔主要部分の符号の説明〕 G、・・・・・第1群 G、・・・・・・第2群 G、・・・・・・第3群 G4・・・・・第4群 出願人 日本光零工栗株式会社 代理人 渡  辺  隆  男 71′=1図       側・Z厘 /l−4図 基5図 /+1 オ6図 D1δ D1δ Dノδ 70 Dos オ8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物体側よシ順に、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、広角から望遠への変倍に際して
    、前記第2群は像面に対して固定され、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群各々の焦点距離をf、 、 f、、fs、f4とす
    るとき、(1)  3.0<f、/−f、<3.3(2
    13,9≦f、/ f、 <4.4(3)  1.3 
    < f4/ −f、< 1.7の各条件を満足すること
    を特徴とするズームレンズ。
JP58093649A 1983-05-27 1983-05-27 ズ−ムレンズ Granted JPS59219711A (ja)

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JP58093649A JPS59219711A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 ズ−ムレンズ
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Applications Claiming Priority (1)

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JP58093649A JPS59219711A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 ズ−ムレンズ

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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
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