JPS60189722A - Zoom lens - Google Patents

Zoom lens

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JPS60189722A
JPS60189722A JP59045432A JP4543284A JPS60189722A JP S60189722 A JPS60189722 A JP S60189722A JP 59045432 A JP59045432 A JP 59045432A JP 4543284 A JP4543284 A JP 4543284A JP S60189722 A JPS60189722 A JP S60189722A
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lens
lens group
zoom
lenses
plastic
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隆紀 久田
Takesuke Maruyama
竹介 丸山
Masahiko Tanitsu
雅彦 谷津
Takashi Azumi
安積 隆史
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    • 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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Abstract

PURPOSE:To compose the zoom lens almost of plastic lenses while decreasing the number of glass lens element and to perform temperature compensation sufficiently by performing the temperature compensation while regarding a magnification variation system consisting of plural movable lens groups as on lens group. CONSTITUTION:The 1st lens group consists of >= lenses including at least one plastic lens and one glass lens. The 2nd lens group consists of only plural plastic lenses. The 3rd lens group is compsed of all plastic lenses. The temperature compensation of the magnification variation system is so performed that power values phiI, phiIOTAIOTA, phiIII of the 1st, the 2nd, and the 3rd, lens groups satisfy inequalities I respectively, thereby obtaining the lightweight, low-cost zoom lens while decreasing the number of lens elements. In the inequalities, C is the coordinate position of an image of a body formed through the magnification variation system, nuP is the Abbe number of the plastic lens constituting the 1st group, and nuG is the Abbe number of the glass lens of the 1st lens group.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プラスチックレンズを用いたズームレンズに
係わり、特に、温度変化による結像画移動を補償するよ
うにしたズームレンズに関するO 〔発明の背景〕 光学レンズ用材料としてプラスチックを用いたレンズ、
すなわちプラスチックレンズは、プラスチックの比重が
ガラスの比重の1/3〜1/4であることから、ガラス
レンズに比べて非常に軽量であり、また、材料費が安く
て射出成形法などによって任意のレンズ面形状のレンズ
が容易に得られることから、安価に生産することができ
、光学レンズの大幅な軽量化、低コスト化が実現される
。特に、多数の光学レンズで構成されるズームレンズに
おいて、プラスチックレンズを用いることは、軽量化、
低コスト化を促進するうえで非常に有益である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a zoom lens using a plastic lens, and particularly relates to a zoom lens that compensates for movement of a formed image due to temperature changes. ] Lenses using plastic as optical lens material,
In other words, plastic lenses have a specific gravity that is 1/3 to 1/4 that of glass, so they are much lighter than glass lenses, and their material costs are low and they can be made into any desired shape by injection molding. Since lenses with a lens surface shape can be easily obtained, they can be produced at low cost, and optical lenses can be significantly reduced in weight and cost. In particular, in zoom lenses that consist of many optical lenses, the use of plastic lenses makes them lighter and lighter.
This is extremely useful in promoting cost reduction.

しかしながら、プラスチックレンズは、ガラスレンズに
比べて温度変化に対する屈折率の変化や線膨張係数が非
常に大きく、それぞれガラスレンズの100倍、10倍
にもなるため、温度変化によって結像面が大きく移動し
、像がボケで画質が劣化する。温度変化による結像面の
移動量の許容値は、レンズの焦点深度によって決まる。
However, plastic lenses have extremely large changes in refractive index and linear expansion coefficient due to temperature changes compared to glass lenses, which are 100 times and 10 times that of glass lenses, respectively, so the imaging plane moves significantly due to temperature changes. However, the image becomes blurred and the image quality deteriorates. The allowable amount of movement of the imaging plane due to temperature changes is determined by the depth of focus of the lens.

たとえば、215インチサイズ撮影素子を用いたビデオ
カメラの場合、許容錯乱円は約4Qltmで、15程度
のレンズの場合、焦点深度は200μm程度となる。し
かし、Fl、4程度の大口径レンズになると、焦点深度
は50μm程度となる。これに対し、プラスチックレン
ズの場合、実用的な温度変化の範囲を130℃とすると
、±600〜±500μmの結像画移動が生じる。
For example, in the case of a video camera using a 215-inch size photographing element, the permissible circle of confusion is about 4 Qltm, and in the case of a lens of about 15 inches, the depth of focus is about 200 μm. However, when it comes to a large aperture lens of about Fl, 4, the depth of focus is about 50 μm. On the other hand, in the case of a plastic lens, assuming that the practical temperature change range is 130° C., a movement of the formed image occurs by ±600 to ±500 μm.

さらに、ズームレンズの場合、複数枚のレンズ群が互い
に位置を変えて焦点距離の変倍を行うため、各レンズ群
の位置ごとに温度変化による結像面の移動量が異なり、
したがって、変倍量に応じて温度による結像面の移動量
(以下、ズーム変動量という)が変化する。このズーム
変動量は、ズーミング時の焦点距離変倍量によるが、3
倍ズーム程度でも200μIB、6倍ズームでは400
μm程度となる。
Furthermore, in the case of a zoom lens, multiple lens groups change their positions to change the focal length, so the amount of movement of the image plane due to temperature changes varies depending on the position of each lens group.
Therefore, the amount of movement of the imaging plane due to temperature (hereinafter referred to as zoom fluctuation amount) changes depending on the amount of magnification change. The amount of zoom variation depends on the amount of focal length change during zooming, but
200μIB even at double zoom, 400μIB at 6x zoom
It is about μm.

このように、大口径ズームレンズにプラスチックレンズ
を用いる場合、温度変化による結像面の移動とそのズー
ム変動量が焦点深度を大き。
In this way, when a plastic lens is used as a large-diameter zoom lens, the movement of the imaging plane due to temperature changes and the amount of zoom fluctuation increase the depth of focus.

く上回ることになり、像がボケることになる。This results in a blurred image.

そこで、像のボケを除くために、温度変化による結像面
の移動やそのズーム変動量を補正することが必要である
が、特に、ズーム変動量の補正は機械的に行うことが困
難であり、光学設計上の補償が必要である。
Therefore, in order to eliminate image blur, it is necessary to correct the movement of the imaging plane due to temperature changes and the amount of zoom fluctuation, but it is particularly difficult to correct the amount of zoom fluctuation mechanically. , compensation in optical design is required.

光学設計上の温度補償は、次のようにして行5ことがで
きる。
Temperature compensation in optical design can be performed in line 5 as follows.

いま、プラスチックレンズの温度変化による屈折率の変
化率をβj線膨張率をγとすると、屈折率がル1両面の
曲率半径がR,、R,、焦点距離がfの単レンズにおい
て、温度がΔT変化したときの焦点距離の変化量Δfは
、次の式で表される。
Now, if the rate of change in refractive index due to temperature change of a plastic lens is βj, and the coefficient of linear expansion is γ, then for a single lens with a refractive index of R1, a radius of curvature on both surfaces R,, R, and a focal length of f, the temperature is The amount of change Δf in the focal length when the focal length changes by ΔT is expressed by the following formula.

ここで、実用温度変化ΔTが30℃としたときの−Δf
/fc−1/νT)を焦点距離変化率とし、また、複数
のレンズからなるレンズ系のt番目のレンズまたはレン
ズ群について、入射光の光軸からの高さをり1.焦点距
離をf=、温度変化による焦点距離変化率を1/、とし
、レンズ系1 全体の焦点距離をf。とすると、レンズ系の温度変化に
よる結像面移動量”tAは次の式で表されこの式(2)
から、温度変化による結像面の移動を補償(以下、温度
補償という)するためにはA、= 0 ・・・・・・・
・・・曲・・叩・・・・f31とすればよい。式(2)
は、ν、をアツベ数とすると色収差補正の条件と同じで
あり、色収差補正と同様に考えると、ν、が異なるレン
ズの組み合わせによってA t Aを零とすることがで
きる。
Here, -Δf when the practical temperature change ΔT is 30°C
/fc-1/νT) is the focal length change rate, and for the t-th lens or lens group of a lens system consisting of a plurality of lenses, the height from the optical axis of the incident light is 1. The focal length is f=, the rate of change in focal length due to temperature change is 1/, and the focal length of the entire lens system 1 is f. Then, the amount of movement of the imaging plane "tA" due to temperature changes in the lens system is expressed by the following formula, and this formula (2)
Therefore, in order to compensate for the movement of the image plane due to temperature changes (hereinafter referred to as temperature compensation), A, = 0...
... Song... Hit... It should be f31. Formula (2)
is the same as the condition for chromatic aberration correction, where ν is the Abbe number, and when considered in the same way as chromatic aberration correction, A t A can be made zero by combining lenses with different ν.

ところで、プラスチックレンズのシフはその材料によら
ずほとんど同じであるから、温度補償を行うためには、
焦点距離変化率が異なるガラスレンズをプラスチックレ
ンズと組み合わせる必要があり、実際に、単焦点距離プ
ラスチックレンズの場合、ガラスレンズを組み入れて温
度補償を行っている。
By the way, the shift of plastic lenses is almost the same regardless of the material, so in order to perform temperature compensation,
It is necessary to combine glass lenses with different focal length change rates with plastic lenses, and in fact, in the case of single focal length plastic lenses, temperature compensation is performed by incorporating a glass lens.

しかし、ズームレンズの場合には、ズーミングポジショ
ン(すなわち、ズーム変倍)によって入射光の光軸から
の高さく以下、入射光の藁さという)ル6が変化するた
めに、ズーム変動量を補正することは困難であり、この
ために、色収差の補正でいうところのセパレートアポク
ロマートのように、各レンズ群ごとに式(2)の右辺各
項を十分小さくなるようにして温度補償を行っていた。
However, in the case of a zoom lens, since the height of the incident light from the optical axis (hereinafter referred to as the height of the incident light) changes depending on the zooming position (i.e. zoom magnification), the amount of zoom fluctuation is corrected. For this reason, temperature compensation was performed by making each term on the right-hand side of equation (2) sufficiently small for each lens group, like a separate apochromat in the correction of chromatic aberration. .

そこで、各レンズ群ごとに温度補償を行うためには、各
レンズ群ごとにν、が非常に大きいガラスレンズを必要
とし、しかも、色収差の補正も合わせて行うためには、
このためのガラスレンズも必要となり、結局、プラスチ
ックレンズを用いているレンズ群には最低3枚のレンズ
が必要となる。
Therefore, in order to perform temperature compensation for each lens group, a glass lens with a very large ν is required for each lens group, and in order to also correct chromatic aberration,
A glass lens is also required for this purpose, and in the end, a lens group using plastic lenses requires at least three lenses.

第1図はかかる温度補償9色収差補正を行う従来のズー
ムレンズの一例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional zoom lens that performs such temperature-compensated nine-chromatic aberration correction.

同図において、ホーカスレンズである第1レンズ群はレ
ンズ1,2.3からなり、そのうちのレンズ3がガラス
レンズである。変倍量を決める第■レンズ群、第■レン
ズ群のうち、第■レンズ群は3枚のガラスレンズ4,5
.6がらなり、第■レンズ群は1枚のガラスレンズ7か
らなる第■レンズ群は、第■レンズ群、第■レンズ群に
よる像を所定のスクリーン(例えば、ビデオカメラの結
像面)9上に結像する作用を有し、絞り8が設けられて
いる。
In the figure, the first lens group, which is a focus lens, consists of lenses 1, 2, and 3, of which lens 3 is a glass lens. The ■th lens group determines the amount of magnification, and among the ■th lens group, the ■th lens group has three glass lenses 4 and 5.
.. The 2nd lens group consists of 6 lenses, and the 2nd lens group consists of one glass lens 7. The 2nd lens group directs the image from the 2nd lens group and the 2nd lens group onto a predetermined screen (for example, the imaging plane of a video camera) 9. A diaphragm 8 is provided to form an image.

このように、従来のズームレンズでは、プラスチックレ
ンズを用いたとしても、各レンズ群ごとに少なくとも1
枚のガラスレンズを組み込まなければならず、レンズの
枚数が多くなるとともに、ガラスレンズの枚数も多(、
十分なプラスチック化を行うことができず、プラスチッ
クレンズを用、いたことによる利点を十分に活かすこと
ができないという欠点があった。
In this way, in conventional zoom lenses, even if plastic lenses are used, each lens group has at least one
It is necessary to incorporate several glass lenses, and as the number of lenses increases, the number of glass lenses also increases (,
The disadvantage was that it was not possible to make sufficient plastic lenses, and the advantages of using plastic lenses could not be fully utilized.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き温度補償の
ためのガラスレンズの枚数を大幅に低減可能としてプラ
スチック化が大幅に改善され、各レンズ群のレンズ枚数
を低減して軽量かつ低コスト化したズームレンズを提供
するにある。
It is an object of the present invention to eliminate the drawbacks of the above-mentioned prior art, make it possible to significantly reduce the number of glass lenses for temperature compensation, greatly improve the use of plastic, reduce the number of lenses in each lens group, and thereby reduce weight and cost. The goal is to provide a zoom lens with a wide range of features.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために、本発明は、物体側から順次
配置された第■、第■および第■レンズ群でもって変倍
系を構成し、第■、第■および第■レンズ群のパワーを
それぞれψ1.ψ、。
In order to achieve this object, the present invention configures a variable magnification system with lens groups ①, ①, and ① arranged sequentially from the object side, and are respectively ψ1. ψ,.

9mとしたときに、ψ■〉0.ψ■〈0 であってかつ
、各パワーψ1.ψ、、ψ、が、それぞれガ〉O を満足するように設定し、第1I 、第■レンズ群はプ
ラスチックレンズのみとし、第ルンズ群をプラスチック
レンズとガラスレンズとで構成して、該変倍系の温度補
償を行うようにした点に特徴がある。
When it is 9m, ψ■〉0. ψ■〈0 and each power ψ1. ψ, , ψ, are set so that they each satisfy G〉O, the first lens group I and the The feature is that the temperature of the system is compensated.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明によるズームレンズの一実施例を示す構
成図であって、第1.第■、第■および第■レンズ群の
4つのレンズ群からなり、第1.第■および第■レンズ
群が変倍系を構成している。第■レンズ群は凹レンズ1
.と凸レンズt2の2枚のレンズからなり、変倍量に応
じてホーカスを調整するレンズ群である。第■レンズ群
は凹レンズt、と凸レンズt4の2枚のレンズからなり
、変倍量を変化させるためのレンズ群である。第■レン
ズ群は凹レンズL、と凸レンズt6の2枚のレンズから
なり、変倍量に拘らず変倍系における結像面の位置を常
に一定に保つためのレンズ群である。第■レンズ群は複
数枚のレンズt? + ’B r t9からなり、変倍
系の結像面の像をスクリーン9上に結像させるためのレ
ンズ群で、絞り8を設けている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing one embodiment of the zoom lens according to the present invention. It consists of four lens groups: 1st, 2nd, and 2nd lens groups. The 1st and 2nd lens groups constitute a variable power system. ■The lens group is concave lens 1
.. This lens group consists of two lenses, ie, a convex lens t2 and a convex lens t2, and adjusts focus according to the amount of magnification change. The 2nd lens group consists of two lenses, a concave lens t and a convex lens t4, and is a lens group for changing the amount of magnification. The 2nd lens group consists of two lenses, a concave lens L and a convex lens t6, and is a lens group for always keeping the position of the image plane in the variable magnification system constant regardless of the amount of magnification. ■Is the lens group made up of multiple lenses? +'B r t9, which is a lens group for forming an image of the imaging plane of the variable magnification system on a screen 9, and is provided with an aperture 8.

以上の構成において、この実施例では、各レンズ群ごと
に温度補償を行うのではなく、第1第■および第■レン
ズ群からなる変倍系を一括して温度補償し、固定された
第■レンズ群は単独に温度補償を行うようにするもので
ある。
In this embodiment, with the above configuration, instead of performing temperature compensation for each lens group, the variable power system consisting of the first (2) and (2) lens groups is temperature compensated all at once, and the fixed lens group (2) is The lens group is designed to perform temperature compensation independently.

ここで、第3図に、この実施例における入射光の光路を
模式的に示す。同図において、10は入射光線、 11
.12.13および14はそれぞれ第■、第■、第■お
よび第■レンズ群の主面(便宜上、物体側主面と像側主
面とを一致させている)、15は光軸、16は変倍系の
結像点であり第2図と対応する部分には同一符号をつけ
ている。
Here, FIG. 3 schematically shows the optical path of incident light in this embodiment. In the same figure, 10 is an incident ray, 11
.. 12. 13 and 14 are the principal surfaces of the 1st, 2nd, 2nd, and 2nd lens groups, respectively (for convenience, the object side principal surface and image side principal surface are made to coincide), 15 is the optical axis, and 16 is Portions corresponding to those in FIG. 2, which are the imaging points of the variable magnification system, are given the same reference numerals.

第2図、第6図において、いま、第■、第■第■および
第■レンズ群のそれぞれの焦点距離をiff およびf
lv、各レンズ群のそれぞしl1lIII れのν をν 、、ν およびν□とし、第T TI 
TII Tl1 lレンズ群に光軸15からル■の高さで光軸15に平行
な光線10が入射したときの第■、第■および第■レン
ズ群i2.ia、i4における該入射光100光軸15
からの高さをそれぞれhIl、AIII、h■とすると
、第1レンズ群から第■レンズ群までの全体の系に対し
て温度補償を行うためには、先の式+21 、 f31
から、次の式(4)が満足されなければならない。
In FIGS. 2 and 6, the focal lengths of lens groups 2, 2, and 2 are now iff and f.
Let ν of each lens group be ν , , ν and ν□, and the T TI
TII Tl1 When the light ray 10 parallel to the optical axis 15 is incident on the l lens group at a height of l from the optical axis 15, the ■, ■, and ■th lens groups i2. The incident light 100 optical axis 15 at ia, i4
Assuming that the heights from .
Therefore, the following equation (4) must be satisfied.

・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)(ただし、
fo:全体の系の焦点距離)ここで、第■レンズ群につ
いては、固定されているから独自の温度補償を行うもの
とすると式(4)において、 に設定される。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) (However,
(fo: focal length of the entire system) Here, assuming that lens group (2) performs its own temperature compensation since it is fixed, it is set as follows in equation (4).

一方、レンズのパワーはその焦点距離の逆数で表され、
レンズ群についても同様であるから第1.第■および第
■レンズ群のパワーをそれぞれψ■、ψ川、ガ用すると
、 として表され、また、第1レンズ群のパワー91に対す
る第■、第■レンズ杯のパワーψ□、ψ■の比をそれぞ
れΦI1.Φ■とすると、これらのパワーの比Φll+
Φ、は次のようになる。
On the other hand, the power of a lens is expressed as the reciprocal of its focal length,
The same applies to the lens group, so the first point is as follows. If the powers of the ■ and ■ lens groups are used respectively as ψ■, ψkawa, and The ratio is ΦI1. If Φ■, the ratio of these powers is Φll+
Φ becomes as follows.

そこで、ん■=1と規格化し、式(51、(6)および
(7)を用いて式(4)を変形すると、次の式(8)が
得られる。
Therefore, by normalizing n=1 and transforming equation (4) using equations (51, (6), and (7)), the following equation (8) is obtained.

この式(8)は、ズームポジションの全域において温度
変化による結像面移wJ量が補償されるために、hII
とhIIとが満足すべき条件(すなわち、温度補償条件
)である。
This equation (8) is based on hII
and hII are the conditions to be satisfied (ie, temperature compensation conditions).

また、ズームレンズは、ズーム変倍に際して結像面が移
動しないように、変倍を行う第■レンズ群の移動に応じ
て第■レンズ群も移動しなければならない(以下、これ
をズームの条件という)。このズームの条件を満足させ
るためには、hIIとhIIlとは近似的に次式を満足
しなければならない。
In addition, in order to prevent the imaging plane of a zoom lens from moving when changing the zoom magnification, the ① lens group must also move according to the movement of the ① lens group that performs the zoom magnification change (hereinafter, this will be referred to as the zoom condition). ). In order to satisfy this zoom condition, hII and hIIl must approximately satisfy the following equation.

ここで、Cは変倍系の像座標位置を表し、広角端での第
■レンズの位置を原点とし、物体側から第■レンズ群に
向かう方向を正とする。
Here, C represents the image coordinate position of the variable magnification system, with the position of the No. 1 lens at the wide-angle end being the origin, and the direction from the object side toward the No. 1 lens group being positive.

式(8)の温度補償条件におけるhIIとhIllとの
関係と、式(9)のズームの条件におけるA■とhIl
lとの関係とが一致するときに、変倍系において、ズー
ム変倍に拘らず温度変化による結像面の移動は補正され
る。
The relationship between hII and hIll under the temperature compensation condition of equation (8), and the relationship between A■ and hIll under the zoom condition of equation (9)
When the relationship with l matches, in the variable magnification system, movement of the imaging plane due to temperature change is corrected regardless of the zoom magnification.

そこで、パワー比Φ■、Φmを種々変え、温度補償条件
(式(8))とズームの条件(式(9))とにおけるん
■、hnlの関係が一致する条件をめると、この一致条
件が得られるのはパワー比ΦトΦ、が次式で表される範
囲のみであることを見出した。
Therefore, if we change the power ratios Φ■ and Φm variously and find a condition under which the relationship between Φ■ and hnl matches between the temperature compensation condition (Equation (8)) and the zoom condition (Equation (9)), we can obtain this agreement. It has been found that the condition can be obtained only in the range where the power ratio Φ to Φ is expressed by the following equation.

−17,6<Φ■く−1・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・α呻Φ■〉 0 ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(lυただし・0−
レT夏/、 1 ・・・ (I3TI[ なお、式(61、f力を用いると、式Ql 、αυs 
Qiaは次のように変形される。
-17,6<Φ■ku-1・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・α groanΦ■〉 0 ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(lυHowever・0−
LeT summer/, 1... (I3TI[ Note that using formula (61, f force, formula Ql, αυs
Qia is transformed as follows.

9m)o (11’) 次に、上式Ql 、αυ、OJ、α謙の条件のもとに、
νTl”シT■Nシ、Bとすると、上記温度補償条件(
式(8))とズームの条件(式(9))とにおけるAr
1. Allの関係が一致するためにを言、が満足され
れはよいことを見出した。弐〇4が不叫式で表さね、像
座標位置Cに範囲をもたせたのは、温度変化による結像
面移動量に許容範囲があるためである。なお、式αaは
式(6)から次のよ5に変形される、 さらに、式Q4)を満足しながらとり得るズーム変倍の
範囲はαとΦBに依存し、α用Φmlが大きいほどズー
ム比を大きくとれることを見出した。
9m)o (11') Next, under the conditions of the above formula Ql, αυ, OJ, αken,
If νTl'', T■N, and B, then the above temperature compensation condition (
Ar in Equation (8)) and zoom condition (Equation (9))
1. It has been found that the condition for the relationship of All to match is satisfied. The reason why No. 204 is not expressed in an unspoken manner and the image coordinate position C has a range is because there is a permissible range for the amount of movement of the imaging plane due to temperature changes. In addition, formula αa is transformed from formula (6) to the following 5.Furthermore, the range of zoom magnification that can be taken while satisfying formula Q4) depends on α and ΦB, and the larger Φml for α, the better the zoom It was discovered that the ratio can be increased.

いま、変倍系をすべてプラスチックレンズで構成した場
合、α=1となり、1〜1を従来ガラスレンズ並みに4
5程度としてもズーム比は25〜6倍が限界で、大きな
ズーム比は得にくいズーム比を大きくするために1Φ■
1をさらに大きくする場合、第■レンズ群のパワー91
を小すくスるか第■レンズ群のパワーψ■を太きくしな
ければならないが、前者の方法はレンズが大型になり、
稜者の方法は色収差補正が困難になってしまう。
Now, if the variable magnification system is constructed entirely of plastic lenses, α=1, and 1 to 1 are 4, just like conventional glass lenses.
Even if it is about 5, the zoom ratio is limited to 25 to 6 times, and it is difficult to obtain a large zoom ratio.In order to increase the zoom ratio, 1Φ■
If 1 is further increased, the power of the ■th lens group is 91
The power ψ■ of the first lens group must be increased or the power ψ■ of the first lens group must be increased, but the former method requires a larger lens;
Ryosha's method makes it difficult to correct chromatic aberration.

そこで、太き々ズーム比を得るためにはαを大きくすれ
はよい。プラスチックレンズでは、その材料の種類によ
らずν、はほぼ等しいから、α〉1とするためにはガラ
スレンズを用いる必要がある。ガラスレンズは第1レン
ズ群または第■レンズ群に用いる必要があるが、非球面
を用いがたいガラスレンズは、色収差補正上、パワーの
弱い第■レンズ群に用いるのが有利である。
Therefore, in order to obtain a large zoom ratio, it is better to increase α. In plastic lenses, ν is almost the same regardless of the type of material, so in order to make α>1, it is necessary to use a glass lens. Although it is necessary to use a glass lens in the first lens group or the second lens group, it is advantageous to use a glass lens in which it is difficult to use an aspheric surface in the second lens group, which has a weak power, from the viewpoint of correcting chromatic aberration.

すなわち、第2図において、第ルンズ群のレンズt1は
ガラスレンズとしてレンズt1はプラスチックレンズと
し、第■レンズ群の2レンズt。
That is, in FIG. 2, the lens t1 of the 1st lens group is a glass lens, the lens t1 is a plastic lens, and the 2nd lens t of the 2nd lens group.

t4ハブラスチックレンズとし、第■レンズ群のレンズ
tS # ’@はプラスチックレンズとする。第■レン
ズ群は、従来と同様に独自の温度補償ができるように、
例えば、レンズt7をガラスレンズとする。
The t4 hub is a plastic lens, and the lens tS#'@ of the ■th lens group is a plastic lens. The lens group Ⅰ has its own temperature compensation as before.
For example, let lens t7 be a glass lens.

なお、第■レンズ群をすべてプラスチックレンズとした
とき、プラスチック材料のν、をシ、Pとすると、式(
1騰よりαの条件は次のようになるα=1νrr/v 
I>1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・aIP 以上は、温度補償についてであったが、実際のズームレ
ンズの設計にあたっては、色収差の補正も行う必要があ
る。しかし、変倍系の色収差補正は、レンズ群ごとに行
わさるを得ない(イワユル、セパレートアポクロマート
)。
In addition, when all of the lens group (■) is made of plastic lenses, and ν of the plastic material is denoted by C and P, the formula (
From 1 rise, the condition for α is as follows α=1νrr/v
I>1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
...aIP The above has been about temperature compensation, but when designing an actual zoom lens, it is also necessary to correct chromatic aberration. However, chromatic aberration correction for variable power systems must be performed for each lens group (separate apochromat).

第ルンズ群の色収差の補正について説明する、 第2図において、いま、第1レンズ群のガラスレンズも
のパワーをψ。、アツベ数をν。としプラスチックレン
ズ1tのパワーをψ1.アツベ数をν、とすると、第ル
ンズ群の総合のパワーψ■は、 ψ! =ψ0 +ψア ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・翰であり、色収差の補正条件としては、先にも
述べたように、式(2)において、シア1をアツベ数に
変えて第1レンズ群のレンズtl e ttについての
右辺の各項の和を零とすることであるから、(ただし、
式(2)において、第ルンズ群ではレンズz、 l t
tについてAIは共通であり、またガラスレンズt、の
焦点距離をf。とすると、そのパワー90は、ψ、=i
/f、である。同様に、プラスチックレンズt、の焦点
距離をjpとするとそのパワーψ2は、ψ2=1/fP
 でアル。)そこで、弐〇〇、aカから、それぞれのレ
ンズのパワーをめると、次のようになる。
In FIG. 2, which explains the correction of chromatic aberration of the first lens group, the power of the glass lens of the first lens group is expressed as ψ. , the Atsbe number is ν. Assume that the power of the plastic lens 1t is ψ1. Letting the Atsbe number be ν, the total power ψ■ of the Luns group is ψ! =ψ0 +ψa・・・・・・・・・・・・・・・
As mentioned earlier, as a condition for correcting chromatic aberration, in equation (2), change the shear 1 to Atsube's number, and then Since the sum of each term is zero, (however,
In equation (2), in the lens group, the lens z, l t
AI is common for t, and the focal length of the glass lens t is f. Then, the power 90 is ψ,=i
/f. Similarly, if the focal length of the plastic lens t is jp, its power ψ2 is ψ2=1/fP
De Al. ) Then, if we calculate the power of each lens from 200 and a, we get the following.

一方、プラスチックレンズt!のパワーをψPシアをν
rp とし、式(2)から第1レンズ群の温度変化によ
る結像面移動量をめると、ガラスレンズ1.のシアはほ
ぼ無限大とみなしてよいからヱ土=−ヱL νTI’TP が成立する。したがって、この式と式(+1とからとな
る。この式はプラスチックレンズとmlレンズ群全体の
ν、の関係を示すものであるが、前述の如く、プラスチ
ックレンズのみからなる第■レンズ群のνTはシアP 
に等しい。したがって式as 、 Hから、 である。
On the other hand, plastic lens T! The power of ψP shear is ν
rp, and if we calculate the amount of movement of the imaging plane due to temperature change in the first lens group from equation (2), then the glass lens 1. Since the shear of can be considered to be almost infinite, Eto=-EL νTI'TP holds true. Therefore, this formula and the formula (+1) are used. This formula shows the relationship between ν of the plastic lens and the entire ML lens group, but as mentioned above, νT of the ■th lens group consisting only of plastic lenses. is Shea P
be equivalent to. Therefore, from the formula as, H, we have.

第■レンズ群の色収差補正は、アツベ数の異なるプラス
チックレンズを用いることにより、νTIを変えること
なく行うことができる。
Correction of chromatic aberration in the ① lens group can be performed without changing νTI by using plastic lenses with different Abbe numbers.

以上のようにして、変倍系の温度補償と色収差補正とが
行われ、また、ズーム比も十分太きくとれる。
In the manner described above, temperature compensation and chromatic aberration correction of the variable magnification system are performed, and the zoom ratio can also be made sufficiently large.

次に、第2図の実施例において、具体的な数値ヲ示す。Next, in the embodiment shown in FIG. 2, specific numerical values will be shown.

ここで、4倍ズームレンズとし、レンズ系全体および各
レンズ群の焦点距離を示すと、次の通りである。
Here, assuming a 4x zoom lens, the focal lengths of the entire lens system and each lens group are as follows.

f(、= 11−44m j夏 =70m fIl=−1ZSlI+1 f■=701E+1 f■=24■ この場合、ψ■/ψr=ψ■/ψ、−−4.0 である
f(, = 11-44 m j Summer = 70 m fIl = -1ZSlI + 1 f ■ = 701E + 1 f ■ = 24 ■ In this case, ψ■/ψr = ψ■/ψ, --4.0.

また、各レンズの材料およびアツベ数は次の通りである
Moreover, the material and Atsube number of each lens are as follows.

材 料 アツベ数 t、=(ガラス) 12:スチレン(プラスチック)30 t3; pMAiA(プラスチック)60t4:スチレ
ン (プラスチック)30t、:スチレン (プラスチ
ック)60t、: PMMA (プラスチック) 60
t、:、5A5 (ガラス)61 ta:スチレン (プラスチック)60t、: pMM
A (プ57 f 7り)6゜また、αは1. となり
、これにより、ズーム比を4倍までとることができる。
Material Temperature number t, = (glass) 12: Styrene (plastic) 30 t3; pMAiA (plastic) 60 t4: Styrene (plastic) 30 t,: Styrene (plastic) 60 t,: PMMA (plastic) 60
t, :, 5A5 (Glass) 61 ta: Styrene (Plastic) 60t, : pMM
A (P57 f 7ri) 6°Also, α is 1. Therefore, the zoom ratio can be increased up to 4 times.

変倍系の像位置Cは、前記温度補償条件より広角時の第
■レンズ群から一33mとした。また第■レンズ群は単
独で温度補償と色収差補正を行った。なお、本実施例の
変倍系では、第■レンズ群の動@童が比較的大きく、全
系の色収差低減のために、第■レンズ群も貼合せを色消
しレンズとした。
The image position C of the variable magnification system was set at 133 m from the 1st lens group at wide-angle based on the temperature compensation conditions described above. In addition, the No. 1 lens group independently performed temperature compensation and chromatic aberration correction. In the variable power system of this embodiment, the dynamic angle of the lens group ① is relatively large, and in order to reduce the chromatic aberration of the entire system, the lens group ① is also laminated with an achromatic lens.

本実施例において、温度30℃変化時の結像面移動量は
、広角で一004鰭、望遠で+0.047mm であり
、許容値内にある。
In this example, the amount of movement of the imaging plane when the temperature changes by 30° C. is 1004 mm at wide angle and +0.047 mm at telephoto, which is within the allowable value.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、可動の複数のレ
ンズ群からなる変倍系を、各レンズ群に独立にではなく
、1つのレンズ群とL”r一括して温度補償を行うもの
であるから、ガラスレンズの使用枚数を大幅に低減でき
、該変倍系をほとんどプラスチックレンズでもってIi
成スることができて、しかも、該変倍系な比較的小数の
レンズでもって構成することができるものであって、十
分に温度補償がなされて大幅な軽量化、低コスト化が実
現されたズームレンズを提供することができる。
As explained above, according to the present invention, temperature compensation is performed not for each lens group independently in a variable power system consisting of a plurality of movable lens groups, but collectively for one lens group and L"r. Therefore, the number of glass lenses used can be significantly reduced, and the variable power system can be made mostly of plastic lenses.
In addition, it can be constructed with a relatively small number of variable magnification lenses, has sufficient temperature compensation, and has achieved significant weight and cost reductions. It is possible to provide a zoom lens.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のズームレンズの一例を示す構成図、第2
図は本発明によるズームレンズの一実施例を示す構成図
、第3図は第2図における入射光の光路な示す模式図で
ある。 1.11.lit、IV・・・・・・・・・レンズ群t
、〜t9・・・・・・・・・・・・・・・・・・レンズ
ゝ−+ し)−ノ
Figure 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional zoom lens;
The figure is a configuration diagram showing an embodiment of the zoom lens according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the optical path of the incident light in FIG. 2. 1.11. lit, IV... Lens group t
,~t9・・・・・・・・・・・・・・・ Lens ゝ-+ し)-ノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 物体側から、正のパワーψ■を有する第1レンズ群とズ
ーム変倍量を設定するための負のパワーψ、を有する第
■レンズ群と該第■レンズ群のズーム変倍時の移動に応
じて位置を変えるパワーψ、の第■レンズ群とからなる
変倍系と、該変倍系の像を所定のスクリーン上に結像す
る固定の第■レンズ群とからなるズームレンズにおいて
、前記第1レンズ群はプラスチックレンズとガラスレン
ズとを共に少なくとも1枚以上含む2枚以上のレンズか
らなり、前記第■レンズ群は複数枚のプラスチックレン
ズのみからなり、前記第■レンズ群はすべてプラスチッ
クレンズからなり、かつ、前記第1.第■および第■レ
ンズ群のそれぞれのパワーψ1.ψB、ψmが、それぞ
れ ψヨ〉0 を満足し、前記変倍系の温度補償を行うよ5に構成した
ことを特徴とするズームレンズ。
[Claims] From the object side, a first lens group having a positive power ψ■, a second lens group having a negative power ψ for setting the zoom magnification amount, and a zoom of the second lens group. A variable power system consisting of a second lens group with a power ψ that changes its position according to movement during zooming, and a fixed second lens group that forms an image of the variable power system on a predetermined screen. In the zoom lens, the first lens group consists of two or more lenses including at least one plastic lens and at least one glass lens, the (2) lens group consists only of a plurality of plastic lenses, and the (1) All of the lens groups are made of plastic lenses, and the first lens group is made of plastic lenses. Power ψ1 of each of the ■th and ■th lens groups. 5. A zoom lens characterized in that ψB and ψm each satisfy ψyo〉0, and the zoom lens system is configured to perform temperature compensation.
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