JPS6034733B2 - 広角ズ−ムレンズ系 - Google Patents

広角ズ−ムレンズ系

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JPS6034733B2
JPS6034733B2 JP9620875A JP9620875A JPS6034733B2 JP S6034733 B2 JPS6034733 B2 JP S6034733B2 JP 9620875 A JP9620875 A JP 9620875A JP 9620875 A JP9620875 A JP 9620875A JP S6034733 B2 JPS6034733 B2 JP S6034733B2
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lens
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diverging
group
convex
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JP9620875A
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JPS5220018A (en
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敬二 池森
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体性より発散性、収数性の順で並べられた2
つのレンズ群より機成された広角ズームレンズの改良に
関する。
従来より、物体側から発散性、収畝性の順で並べられた
2つのレンズ群より構成されるズームレンズは各種提案
されている。
この方式は広角部での撮影に適しているので、低倍のコ
ンパクトな広角ズームレンズに適用されている。しかし
この方式の広角ズームレンズに於いてズーム比を大きく
しようとすると、レンズ系が大型化しかつワイド側及び
テレ側で諸々の収差が増大し、性能の悪化を生じるとい
う難点がある。本発明は上述した従来の欠点を改良し、
ズーム比を大しくしてもしンズ系の大型化が防止できか
つワイド側及びテレ側での諸々の収差を除去した広角ズ
ームレンズを提供するものである。
従って本発明の第1の目的はズーム比を大きくすること
でズームレンズ系で生じる諸収差、とりわけワイド側で
生じる歪曲収差、テレ側で生じる球面収差を良好に補正
することにある。
本発明の第2の目的はズーム比を大きくすることでズー
ムレンズ系が大型化するのを防止し、コンパクトな装置
を提供することにある。
本発明のその他の目的及び特徴は以下の本発明に係る詳
細な説明よりも明らかになるであろう。
本発明の広角ズームレンズは物体側より発散性の第1レ
ンズ群、収数性の第2レンズ群より構成され、ズーミン
グの際に第2レンズ群が移動するに伴い第1レンズ群が
像面を一定に保つ様に移動するズームレンズ系である。
第1レンズ群は複数枚のレンズで構成され、以下に述べ
る条件で前部発散性レンズ群及び後部レンズ群とに明確
に区分される。
第1レンズ群のレンズ面を物体側より1、2、3、.・
・.・・.・・v.・・.・・.・・面とし、第1レン
ズ群に藤上光束を入射させた時、該光東が前記各レンズ
面を通過する高さを光軸を基準に計ったものをh,、h
2、h3、・・・・・・・・・hv・・・…‐‐‐とす
ると、第1面力)ら帯<・‐5の関織腕つ面までを前部
発散性レンズ群、それ以後を後部発散性レンズ群とする
(第1,3,5図)。なお前部発散性レンズ群と後部発
散性レンズ群は空気で隔てられていることを必要とする
。従ってレンズ中で1.5となった場合はそのレンズの
後面が境界となる。上述した如く第1レンズ群を2つの
レンズグループに分けた時、前部及び後部発散性レンズ
群は第1レンズ群のパワーを分担させる為に共に発散性
とする。このことは構成レンズの枚数の減少及びすなお
な収差補正に役立つものである。上記前部及び後部発散
性レンズ群の発散度は前部発散性レンズ群の方が後部発
散性レンズ群より強くする。
このことはレンズ系の絞りより物体側へ一番離れた位置
に発散性の強いレンズ群を用いることにより、ワイド端
に於ける最大画角の斜光東をこの前部発散性レンズ群で
光藤方向に急激に屈折させる為に前玉レンズの径を縮少
することができ、レンズ系の大型化が防止できる。また
ワイド側に於ける非点収差も良好になるが、歪曲収差が
極端にアンダーとなる。この前部発散性レンズの発散度
を示す一応の目安として、特にワイド端の函角が大きい
時は、前部発散性レンズ群の焦点をf,A、第1レンズ
群の篤′点距離をf,とすると、lf,^l<la,l
が望ましいのである。
上記の如く前部発散性レンズ群では発散度が強い為に生
じる極端にアンダーな歪曲収差を補正する為にこの前部
発散性レンズ群の構成は物体側より凹レンズ、次に凸レ
ンズを少なくとも1枚づつ有する。
即ち好ましい実施例に於いては、物体側の一番前方に凹
レンズを用いることによりワイド端での最大画角の斜光
東がレンズ面で全反射すること及びワイド側での倍率色
収差の悪化を防止している。その為に特に画角が大きい
場合には該凹レンズは物体側に凸を向けたメニスカス凹
レンズが望ましい。該凹レンズの後に凸レンズを用いる
ことにより、画角の大きなワイド側で該凹レンズによる
極端にアンダーな歪曲収差を補正する。特に画角の大き
な広角ズーム系に於いては、ワイド端での斜光東がこの
凸レンズを通過する際に歪曲収差のみの補正を考えるな
らば、出射角をできるだけ大きくする方が良く、該凸レ
ンズの前面の曲率r^と後面の曲率r^′とはl r^
!>l r^′lが望ましい。この時非点収差は逆にア
ンダーとなる為、この凸部レンズでは非点収差と歪曲収
差とのバランスを考えて収差補正を行う。この収差補正
の方法は一見レトロフオーカス型シングルレンズの収差
補正と似ているが、本発明はズームレンズである為にテ
レ側での性能を考慮せねばならない。
上記収差補正法はワイド側での歪曲収差を補正するには
有利であるが、テレ側の特に球面収差の補正には不利で
あり、このままズーム比をきくすることはテレ側での球
面収差の悪化の原因となる為にできない。そこで、本発
明に於いてはズーム比を大きくするためにワイド側の性
能をある程度保つたまま前記凹レンズのメニスカス度を
通常実施されている広画角に対して最適のメニスカス度
よりやや弱くしこれにより生じるワイド側での前部発散
性レンズ群内の収差補正不足量、主として歪曲収差補正
不足量を、又同時にテレ側での球面収差及び全ズーム城
に於ける非点収差、横収差をも良好に補正する様な部材
を以下に詳述する後部発散性レンズ群内に設けものであ
る。
後部発散性レンズ群は上記前部発散性レンズ群内で生じ
る収差を補正並びにレンズ系の大型化を防ぐ為に物体側
より凹レンズ群、次に凸レンズの組合わせを少なくとも
一組有し、この凹レンズ群と凸レンズの合成したパワー
は収数性を有するものであり、以下の条件(1)、(ロ
)を満たす。
そして後述の実施例の場合には、実施例1と2で凹レン
ズ群はR?〜R,o、凸レンズはRI1・R12であり
、実施例3では凹レンズ群はR7・R8、凸レンズはR
9・R,。である。(1) ね<Dt<3a (□) DbくDa 但し ね:全レンズ系の最短焦点距離 Dt:後部発散性レンズ群内の凹レンズ群と凸レンズの
合計肉厚Da:後部発散性レンズ群内の凹レンズ群の合
計肉厚Db:後部発散性レンズ群内の凸レンズの合計肉
厚上記凹レンズと凸レンズより成る部材はその収欽度が
弱いことかつ該部材の肉厚は十分に厚いことが重要であ
る。
この部材の収飲度が強すぎると全ズーム城の非点収差が
アンダーになり、又後部発散性レンズ群は発散性のため
このレンズ群内の凹レンズのパワーが強くなりすぎて収
数度の強いレンズ群と発散度の強いレンズ群が存在する
ことによりテレ側での球面収差をすなおに補正すること
ができなくなり、製作精度が極端にきびしくなる。(1
)の条件は、前記凹レンズ群を凸レンズより成る収数度
の弱い部材の総合肉厚Dtに適度の厚みを前玉径が増大
するのを防いでいる。
この様に収鉄度又は発散度の弱い都村に適度の厚みを持
たせレンズ系を通過する車母外光東の光路を所望の位置
に移動させる方法はしトロフオーカス型シングルレンズ
にも用いられており、前玉径の縮小に役立っている。(
1)以外の条件、例えばDt<faの場合は前玉径が大
きくなり、それにつれて非点収差、歪曲収差が共に悪化
し許容できなくなる。又Dt≧$aであると、第1レン
ズ群と第2レンズ群とのレンズの主点間隔は同じである
がレンズ間隔が短くなり、ズーム比を大きく取れないし
、レンズ系の全長も長くなり大型化する。この場合ズー
ム城全体の性能を極めて高度なものにする為には上証D
t‘ま1.9a<Dt<2.8aの範囲にある方が望ま
しいものであるが、通常は条件(1)の範囲で満足でき
る性能が得られる。(D)の条件は、前記凹レンズ群の
合計肉厚Daと凸レンズの肉厚Dbとを定義するもので
、テレ側での球面収差の補正に関するものである。
第1レンズ群が発散性であるために球面収表に関しては
、ワイド側では鞠上光東幅が狭いためほとんど影響を受
けないが、テレ側ではFナンバーを一定とすると、ズー
ム比に比例して軸上光東幅は大きくなるので、球面収差
はオーバーとなる。この部材を凹レンズ群、凸レンズの
順に配し、凹レンズ群の合計肉厚Daを凸レンズの肉厚
Dbよりも厚くすることで、この凹レンズ群を通過する
軸上光東は比較的軸上から高い位置で直後の凸レンズに
入射する。従ってこの凸レンズで生ずるアンダーな球面
収差は大きくなるので、前部発散性レンズ群で生じたオ
ーバーな球面収差を良好に補正する。故にこの凸レンズ
を通過するテレ側での軸上光東幅は第1面に入射する光
東幅よりかなり大きくなり、この凸レンズで球面収差が
補正される。このことは第1レンズ群がフオーカシング
を行うとするならば、この部所で球面収差が補正されて
いるため、物体距離の変化による特にテレ側での球面収
差の変動を少なくするのに有効である。条件(ロ)を逆
にしてDaミDbとした場合に球面収差を補正する為に
は前記凸レンズを物体側へ凸に可成りのペンディングを
しないと第1レンズ群内での球面収差を良好に補正する
ことは不可能である。しかしこのペンディングは、ワイ
ド側での歪曲収差、ズーム城全体での横収差に悪影響を
及ぼし望ましくない。或る程度ズーム比が大きく大口径
の広角ズームレンズ系では、上記凹レンズ群と凸レンズ
との間のいわゆる空気レンズは凸レンズの作用を持った
方が第1レンズ群内のオーバーな球面収差を補正するし
、は効果的である。
即ち凹レンズ群の最も綾面側の面の曲率半径をrB、該
凹レンズの屈折率をNB、凸レンズの最も物体側の面の
曲率半径をrB′、同じく屈折率をNB′とすれば、N
圭′;・十トN8−NB>。
rB (rB>。
・r′B>。)であることが望ましいのである。
又更にこの部所が凹レンズ群と凸レンズに分かれている
為に全ズーム域での非点収差、横収差はすなおに補正出
来る。
本発明においては発散性レンズ群と前記レンズ群と後部
レンズ群の2つの発散性レンズ群に分け、主に前部レン
ズ群では仏角側の収差補正を行い、後部レンズ群では前
玉径の短縮及び望遠端の収差を補正する。
即ち、条件式(1)のDt(後部発散性レンズ群内の凹
レンズと凸レンズの肉厚合計)ある程度厚くすることに
よ前玉径を短縮することができ、更に、条件式(ロ)及
び凹レンズと凸レンズと間の空気レンズの収鰍作用によ
り望遠例の主に球面収差を補正することができ、上記条
件式(1)・(0)の効果は互いに矛盾することがない
上述した本発明を用いることにより、実施例1〜3に示
す如く、今までには存在しなかった、ワイド端の函角9
3.7o、ズーム比1:2.5、口径比1:1.6〜1
:2.2という極めて広角で大口径かつ良好に各収差の
補正がなされたズームレンズが実現されたのである。
なお実施例1〜3の広角ズームレンズに於いては、物体
側から教えて第1面と第26面には非球面が用いられて
いる。これは広角に伴なう歪曲収差を補正する効果を有
するものであるが、本発明に於いては必ずしも非球面の
使用を必要とするものではない。実施例1(第1図及び
第2図) f(全系の焦点距離)=6)15Fナシ〈−1:1.6
)1:22R:面の曲率半径 D:レンズ間隔Nd:レ
ンズの屈折率 Vd:レンズの分散実施例2(第3図
及び第4図)f二6^)15 Fナンバー 1:1
.6^)1:2.2実施例3(第5図及び第6図)f二
6()15 Fナンバー 1:16()1:2.2次
に、上記各実施例に於けるレンズ系に単位高さの近軸平
行光東を入射させた場合、該光東が第1レンズ群内の各
レンズ面Rを通過する時の光鞠からの高さを近軸追跡し
て求めた値を以下に示す。
次に実施例1〜3の各諸元値を示す。
但し、 Gi:物体側からi番目のレンズ 1:発散性第1レンズ群 ロ:収畝性第2レンズ群 1,:前部発散性レンズ群 12:後部発散性レンズ群 1公:12 レンズ群内の凹レンズ群 12:12レンズ群内の凸レンズ f,:1レンズ群の焦点距離 ら:0レンズ群の焦点距離 f・^:1・レンズ群の焦点距離 f・B:12 レンズ群の焦点距離 fx:121、122レンズ群の総合焦点距離fM:l
aレンズ群の焦点距離fN:12レンズ群の焦点距離 Dt:1幻、122レンズ群の肉厚合計 Da:12,レンズ群の肉厚合計 Db:122レンズ群の肉厚 次に実施例1〜3に於ける第1面及び第26面の非球面
係数を以下に示す。
非球面表示式 X=RV{1−(1−鰐)}十AVHV2十BvHv4
十CvHv6十DvH〆十EvHvl0実施例 1第1
面 第26面 Av=0. Av『0.Av=7.9
4518×10‐6 Bv= 8.06697×10
‐5Cv二−2.3595×10‐9 Cv= 1.
90114×10‐7DVニー7.838 ×10‐1
4 Dv=一2.1233 ×10‐9Evニ4.77
15 ×10‐15 8v= 4.1305 ×10−
11実施例 2第1面 第26面 Av=0. Av:0.Bv=8.5
7273×10‐6 Bv=9.64764×10‐
コCv=一2.91009×10‐9 Cv=1.6
6057×lo−7Dv=−7.5907×10‐!4
Dv=−1.38725×10‐98v=6.91
0123×10‐15 Ev=2.93552×10
−11実施例 3第1面 第26面 Av=0. Av=0.Bv=9.
48713×10‐6 Bv=7.o9144x
lo‐5Cv=→3.4o25×10‐9 Cv
=3.7425 ×10‐8Dv二−1395 ×10
‐13 Dv=1.8713 ×10‐10Ev=
8.7814 ×10‐15 Ev=1.1258
×10‐11
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す図、第2図は第1実
施例の各収差を示す収差図、第3図は本発明の第2実施
例を示す図、第4図は第2実施例の各収差を示す収差図
、第5図は本発明の第3実施例を示す図、第6図は第3
実施例の各収差を示す収差図。 R・・・・・・レンズ面の曲率半径、D・…・・レンズ
厚もしくはしンズ面間隔。 多 5 図 多 1図 多 3 図 努2図 姿4図 穿り図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 物体側より発散性の第1レンズ群、収斂性の第2レ
    ンズ群により構成され、ズーミングの際に第2レンズ群
    が移動するに伴い第1レンズ群が像面を一定に保つ様に
    移動するズームレンズ系において、 前記第1レンズ群
    のレンズ面を物体側より1、2、3、……V、……面と
    し、第1レンズ群に入射した軸上光束が前記各レンズ面
    を通過する高さを光軸に計つたものをh_1、h_2、
    h_3、……、hv、……とすると、第1レンズ群は第
    1面から(hv)/(h_1)<1.5の関係が成り立
    つ面までが前部発散性レンズ群、それ以後が後部発散性
    レンズ群であり、前部発散性レンズ群は後部発散性レン
    ズ群より発散性が強くかつ両発散性レンズ群は空気で隔
    てられており、 前記、前部発散性レンズ群内には物体
    側より凹レンズ、次に凸レンズをそれぞれ少なくとも1
    枚有し、 後部発散性レンズ群内には物体側より凹レン
    ズ群、次に凸レンズの組合せを少なくとも1組有し、該
    組合せは全体として正の屈折力を有し、前記凹レンズと
    凸レンズの間の空気レンズは収斂作用を行うものであり
    、以下の条件(I) fa<Dt<3fa (II) Db<Da 但し fa:全ズームレンズ系の最短焦点距離 Dt:後部発散性レンズ群内の凹レンズ群と凸レンズと
    の合計レンズ肉厚Da:後部発散性レンズ群内の凹レン
    ズ群の合計レンズ肉厚Db:後部発散性レンズ群内の凸
    レンズのレンズ肉厚を満たすことを特徴とする広角ズー
    ムレンズ。
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JPS5220018A JPS5220018A (en) 1977-02-15
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JPS5472066A (en) * 1977-11-18 1979-06-09 Minolta Camera Co Ltd Divergent refracting power group preceding type two- compoment zoom lens system
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CN103403602B (zh) * 2011-02-28 2015-10-14 富士胶片株式会社 可变放大率光学系统和成像设备

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