JPS61126515A - 可変焦点距離レンズ - Google Patents
可変焦点距離レンズInfo
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- JPS61126515A JPS61126515A JP59249074A JP24907484A JPS61126515A JP S61126515 A JPS61126515 A JP S61126515A JP 59249074 A JP59249074 A JP 59249074A JP 24907484 A JP24907484 A JP 24907484A JP S61126515 A JPS61126515 A JP S61126515A
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- lens
- lens group
- zoom
- group
- lenses
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical 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
- G02B15/144—Optical 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
- G02B15/1441—Optical 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
- G02B15/144113—Optical 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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- 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。
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、可動レンズ群の移動で焦点距離の変化する可
変焦点距離レンズに関する。
変焦点距離レンズに関する。
牛（従来の技術の説明）
一般的に可変焦点距離レンズは基準状態に於ける収差補
正の外に変倍中の収差変動を極力小さく補正しなければ
ならない。そのため各レンズ群は個別に成る程度収差が
補正されている必要があり、各群共数枚のレンズで構成
されるのが普通である。
正の外に変倍中の収差変動を極力小さく補正しなければ
ならない。そのため各レンズ群は個別に成る程度収差が
補正されている必要があり、各群共数枚のレンズで構成
されるのが普通である。
近年ズームレンズのコンパクト化及びズーム比の高倍率
化の要請が高まってきているが、ズームレンズをコンパ
クトにするためには、近軸的に言うと各レンズ群のパワ
ーを強めるか各レンズ群の間の主点間隔を小さくすれば
良く、ズーム比を高倍率化するためには、近軸的には各
レンズ群のパワーを強めるか変倍レンズ群の移動距離を
大きくすれば良い。
化の要請が高まってきているが、ズームレンズをコンパ
クトにするためには、近軸的に言うと各レンズ群のパワ
ーを強めるか各レンズ群の間の主点間隔を小さくすれば
良く、ズーム比を高倍率化するためには、近軸的には各
レンズ群のパワーを強めるか変倍レンズ群の移動距離を
大きくすれば良い。
確かに近軸的にはズームレンズのコンパクト化及び高倍
率化は各レンズ群のパワーを強める方向が良いのである
が、実際のレンズ系に於いてはレンズ群のパワーを強め
た状態で収差の発生を小さく補正する場合、構成レンズ
枚数か多く必要である。そうするとレンズ群の長さが大
きくなり主点間隔を大きくとらなければならなくなって
結果的には全系の光学全長を短かくすることができなく
なる。又レンズ群の長さが大きくなると変倍レンズ群の
移動スペースが小さくなるのでズーム比の高倍率化が図
れなくなる。さらに第一レンズ群、又は第二レンズ群の
軸上長が長くなると軸外光束を取り入れるに必要な前玉
有効系を大きくする必要が生じ、レンズの径をコンパク
トにすることができない。この様な悪循環が生じ、通常
の球面系ではコンパクト化、高倍率化に限界がある。一
方、ズームレンズの各レンズ群のパワーを強めて全系の
光学全長を短縮しようとするとペッツバール和の補正が
困難となる。
率化は各レンズ群のパワーを強める方向が良いのである
が、実際のレンズ系に於いてはレンズ群のパワーを強め
た状態で収差の発生を小さく補正する場合、構成レンズ
枚数か多く必要である。そうするとレンズ群の長さが大
きくなり主点間隔を大きくとらなければならなくなって
結果的には全系の光学全長を短かくすることができなく
なる。又レンズ群の長さが大きくなると変倍レンズ群の
移動スペースが小さくなるのでズーム比の高倍率化が図
れなくなる。さらに第一レンズ群、又は第二レンズ群の
軸上長が長くなると軸外光束を取り入れるに必要な前玉
有効系を大きくする必要が生じ、レンズの径をコンパク
トにすることができない。この様な悪循環が生じ、通常
の球面系ではコンパクト化、高倍率化に限界がある。一
方、ズームレンズの各レンズ群のパワーを強めて全系の
光学全長を短縮しようとするとペッツバール和の補正が
困難となる。
例えば従来知られている４群型ズームを例にとると、物
体側より正の第一レンズ群、負の第２レンズ群、正又は
負の第３レンズ群、正の第４レンズ群より成り、第一レ
ンズ群から第３レンズ群でズーム部を構成し第４レンズ
群でリレ一部を構成している。
体側より正の第一レンズ群、負の第２レンズ群、正又は
負の第３レンズ群、正の第４レンズ群より成り、第一レ
ンズ群から第３レンズ群でズーム部を構成し第４レンズ
群でリレ一部を構成している。
この様なズームレンズで全系のコンパクト化を図ろうと
すると、（１）ズーム部の各レンズ群のパワーを強める
、（２）リレ一部の望遠比を小さくする等の方法がある
。（１）の方法でズーム部の各群のパワーを強めると通
常最もパワーの強い第２負レンズ群のバリエータ−に於
けるペッツバール和が負の値で大きく発生し像面湾曲が
著しくオーバーになる。（２）の方法も、リレ一部の望
遠比を小さくする方法はペッツバール和が負の値に発生
する方向であり、この方法でコンパクト化を図ろうとす
るとやはり像面湾曲がオーバーとなる。
すると、（１）ズーム部の各レンズ群のパワーを強める
、（２）リレ一部の望遠比を小さくする等の方法がある
。（１）の方法でズーム部の各群のパワーを強めると通
常最もパワーの強い第２負レンズ群のバリエータ−に於
けるペッツバール和が負の値で大きく発生し像面湾曲が
著しくオーバーになる。（２）の方法も、リレ一部の望
遠比を小さくする方法はペッツバール和が負の値に発生
する方向であり、この方法でコンパクト化を図ろうとす
るとやはり像面湾曲がオーバーとなる。
ペッツバール和を補正しようとして正レンズの屈折率を
低くしたり、或いは強いパワーを有する正レンズと負レ
ンズを組合わせたりすると、今度は球面収差が著しく発
生したり高次収差が著しく発生したりして補正できなく
なる。
低くしたり、或いは強いパワーを有する正レンズと負レ
ンズを組合わせたりすると、今度は球面収差が著しく発
生したり高次収差が著しく発生したりして補正できなく
なる。
この様にズームレンズのコンパクト化とペッツバール和
の補正は球面系の場合相反する関係にある。
の補正は球面系の場合相反する関係にある。
この事情は旧記４群型ズームレンズに限らず第１正レン
ズ群が変倍中移動し広角端から望遠端にかけて全長が伸
びる様なズームタイプ、或いは第４レンズ群が変倍中光
軸方向に移動する様にズームタイプに於いても同様であ
る。
ズ群が変倍中移動し広角端から望遠端にかけて全長が伸
びる様なズームタイプ、或いは第４レンズ群が変倍中光
軸方向に移動する様にズームタイプに於いても同様であ
る。
ズームレンズのコンパクト化を図るための１つの提案と
してリレ一群に正立等倍結像の機能を有する複眼光学系
を使用したものがある。この方法ではリレ一群を簡単な
構成のレンズと自己集束性レンズアレイ、パーレンズア
レイ等の〜・ブロックの複眼光学系で構成し、リレ一群
自体としては単純な構成となっているがズーム部で一定
の位置に結像した像を微細な光学系の集合である複眼光
学系で最終像面ヘリレーする構造のため制約が多い６ （目 的） 本発明の目的は高性能でコンパクトなり［変焦点距離レ
ンズを提供することにあり、更には高変倍率の可変焦点
距離レンズを提供することにある。
してリレ一群に正立等倍結像の機能を有する複眼光学系
を使用したものがある。この方法ではリレ一群を簡単な
構成のレンズと自己集束性レンズアレイ、パーレンズア
レイ等の〜・ブロックの複眼光学系で構成し、リレ一群
自体としては単純な構成となっているがズーム部で一定
の位置に結像した像を微細な光学系の集合である複眼光
学系で最終像面ヘリレーする構造のため制約が多い６ （目 的） 本発明の目的は高性能でコンパクトなり［変焦点距離レ
ンズを提供することにあり、更には高変倍率の可変焦点
距離レンズを提供することにある。
そして上記目的を達成するために、複数のレンズ群から
成り、焦点距離を変えるために少なくとも１箇所のレン
ズ群間隔を変更する様にした光学系で、レンズ群を少な
くとも１つに、他のレンズと光軸を共有する少なくとも
１枚の屈折率分布型レンズを設けている。ここで屈折率
分布の型式としては、光軸と垂直な方向即ち上極方向に
屈折率が変化するラジアル型式と光軸方向に屈折率が変
化するアクシアル型式を含んでいる。
成り、焦点距離を変えるために少なくとも１箇所のレン
ズ群間隔を変更する様にした光学系で、レンズ群を少な
くとも１つに、他のレンズと光軸を共有する少なくとも
１枚の屈折率分布型レンズを設けている。ここで屈折率
分布の型式としては、光軸と垂直な方向即ち上極方向に
屈折率が変化するラジアル型式と光軸方向に屈折率が変
化するアクシアル型式を含んでいる。
屈折分布型レンズは曲面上の高さにより屈折率が異なる
から（ラジアル型式の場合は垂面でも同様）、均質媒質
の従来レンズとは異なった屈折挙動を利用することがで
き、遥かに収差補正の効果を上げることができる。又後
で触れる様にペッツバール和が小さくなる効果がる。
から（ラジアル型式の場合は垂面でも同様）、均質媒質
の従来レンズとは異なった屈折挙動を利用することがで
き、遥かに収差補正の効果を上げることができる。又後
で触れる様にペッツバール和が小さくなる効果がる。
（実施例の説明）
第１図は本発明の第１実施例を示すズームレンズで、物
体側より変倍中国定の第１正レンズ群ｌｌ、変倍中光軸
方向に移動する第２負レンズ群１２、変倍中米軸方向に
移動ピント移動を補正する第３正レンズ群１３及び変倍
中固定の第４正レンズ群４で構成されるズームレンズの
第２負レンズ群１２、通称バリエータ−に、半径方向に
光軸から外周にかけて屈折率が高くなる様な屈折率分布
を有する屈折率分布型レンズを使用したものである。数
値例１を参照。
体側より変倍中国定の第１正レンズ群ｌｌ、変倍中光軸
方向に移動する第２負レンズ群１２、変倍中米軸方向に
移動ピント移動を補正する第３正レンズ群１３及び変倍
中固定の第４正レンズ群４で構成されるズームレンズの
第２負レンズ群１２、通称バリエータ−に、半径方向に
光軸から外周にかけて屈折率が高くなる様な屈折率分布
を有する屈折率分布型レンズを使用したものである。数
値例１を参照。
屈折率分布型レンズは均質媒質の通常のレンズと異なり
レンズ内部でも収斂、又は発散作用を有しておりパワー
を持つ０本実施例では内部のパワーがバリエータ−のパ
ワーの５／６を受は持っており、又収差補正能力も優れ
ていることから１通常３〜５枚で構成されているバリエ
ータ−を１枚のレンズで、しかも両面の曲率の緩いレン
ズで構成することが回部である。
レンズ内部でも収斂、又は発散作用を有しておりパワー
を持つ０本実施例では内部のパワーがバリエータ−のパ
ワーの５／６を受は持っており、又収差補正能力も優れ
ていることから１通常３〜５枚で構成されているバリエ
ータ−を１枚のレンズで、しかも両面の曲率の緩いレン
ズで構成することが回部である。
この屈折率分布型レンズは１枚でありながら収差変動の
補性能力を有し、特にペッツバール和及び球面収差の補
正能力に優れている。
補性能力を有し、特にペッツバール和及び球面収差の補
正能力に優れている。
屈折率分布型レンズで発生するペッツバール和はその内
部の収斂又は発散効果によるパワーをψｇｉ（全系の焦
点距離を１に規格化した時）、ベースとなる屈折率をＮ
ＯとするとＰ＝ψｇｉ／Ｎｏ２で表わすことができ、屈
折率Ｎの２乗に反比例するので、通常のレンズによる球
面系のペッツバール和Ｐ＝ψ／Ｎに比べて小さくなる０
本実施例の場合ではペッツバール和の負債での発生が小
さい０本実施例と同じパワー配置であれば球面系でバリ
エータ−から発生するペッツバール和は−１，２５〜１
．３程度であるが、本実施例ではバリエータ−で発生す
るペッツバール和が上記理由で−１，０２５と小さい、
このことはズーム部のパワーを強めるかリレ一群の望遠
比を小さくして球面系に比べ全系の全長をより小さくで
きることを意味している。すなわち、ｍ常全長を短縮し
ようとしてズーム部のパワーを強めるかリレ一群のテレ
比を小さくしようとするとペッツバール和が負債に発生
し補正できないのが最大のネックであったが、バリエー
タ−でのペッツバール和の負債方向の発生が小さいため
上記方法による全系の全長短縮に余裕ができたことにな
る６本実施例ではリレ一群の望遠比を小さくして全系の
長さが２５４．８ｍｍで、望遠端の焦点距離に対する望
遠比が０．８３６と非常に小さいものになっている。さ
らにペッツバール和に余裕がでたところでリレ一部の第
１正レンズの屈折率を、高くして球面収差を良好に補正
することができた。
部の収斂又は発散効果によるパワーをψｇｉ（全系の焦
点距離を１に規格化した時）、ベースとなる屈折率をＮ
ＯとするとＰ＝ψｇｉ／Ｎｏ２で表わすことができ、屈
折率Ｎの２乗に反比例するので、通常のレンズによる球
面系のペッツバール和Ｐ＝ψ／Ｎに比べて小さくなる０
本実施例の場合ではペッツバール和の負債での発生が小
さい０本実施例と同じパワー配置であれば球面系でバリ
エータ−から発生するペッツバール和は−１，２５〜１
．３程度であるが、本実施例ではバリエータ−で発生す
るペッツバール和が上記理由で−１，０２５と小さい、
このことはズーム部のパワーを強めるかリレ一群の望遠
比を小さくして球面系に比べ全系の全長をより小さくで
きることを意味している。すなわち、ｍ常全長を短縮し
ようとしてズーム部のパワーを強めるかリレ一群のテレ
比を小さくしようとするとペッツバール和が負債に発生
し補正できないのが最大のネックであったが、バリエー
タ−でのペッツバール和の負債方向の発生が小さいため
上記方法による全系の全長短縮に余裕ができたことにな
る６本実施例ではリレ一群の望遠比を小さくして全系の
長さが２５４．８ｍｍで、望遠端の焦点距離に対する望
遠比が０．８３６と非常に小さいものになっている。さ
らにペッツバール和に余裕がでたところでリレ一部の第
１正レンズの屈折率を、高くして球面収差を良好に補正
することができた。
即ち１通例ベリエータ−は３乃至５枚で構成され、接合
レンズの接合面で球面収差を補正する方法を採用してい
るが、本実施例はバリエータ−の構成枚数が１枚のみで
ありながら、第２図かられかる様に球面収差の良好な補
正が実現されている。
レンズの接合面で球面収差を補正する方法を採用してい
るが、本実施例はバリエータ−の構成枚数が１枚のみで
ありながら、第２図かられかる様に球面収差の良好な補
正が実現されている。
屈折率分布型レンズでは内部の屈折率分布の種類を選定
すれば、その分布に従って光線が曲進していく間に球面
収差を補正する作用を持たせることができる。具体的に
は分布形状をＮ（ｈ）＝ＮＱ＋Ｎ１ ｈ２＋Ｎ２ｈ４＋
Ｎ３ ｈ６＋−−一−と表わした時、係数Ｎ２を制御す
ることにより実現される。
すれば、その分布に従って光線が曲進していく間に球面
収差を補正する作用を持たせることができる。具体的に
は分布形状をＮ（ｈ）＝ＮＱ＋Ｎ１ ｈ２＋Ｎ２ｈ４＋
Ｎ３ ｈ６＋−−一−と表わした時、係数Ｎ２を制御す
ることにより実現される。
第２図は、第２負し・ンズ群の２枚のレンズにラジアル
型の屈折率分布型レンズを使用した実施例である（後述
の数値例２に対応）、ここに示したズームレンズは順に
ｉｔ正正レンズ群１、第２正レンズ群２２、第３正レン
ズ群２３、第４正レンズ群２４を具え、ズーミングのた
めに第１正レンズ群２１と第３正レンズ群２３が独立に
移動し、第２負レンズ群２２と第４レンズ群２４が固定
である。第２負レンズ群２２は固定であるが変倍作用は
最も大きく、又前側３群を移動させるタイプに比べて鏡
筒構造を簡易化させられる利点がある。
型の屈折率分布型レンズを使用した実施例である（後述
の数値例２に対応）、ここに示したズームレンズは順に
ｉｔ正正レンズ群１、第２正レンズ群２２、第３正レン
ズ群２３、第４正レンズ群２４を具え、ズーミングのた
めに第１正レンズ群２１と第３正レンズ群２３が独立に
移動し、第２負レンズ群２２と第４レンズ群２４が固定
である。第２負レンズ群２２は固定であるが変倍作用は
最も大きく、又前側３群を移動させるタイプに比べて鏡
筒構造を簡易化させられる利点がある。
このタイプのズームレンズは広角端の画角を大きくする
にもかかわらずズーム比を３倍程度まで上げるため第２
レンズ群の焦点距離を相ち短かくしなければならない、
従って第２レンズ群を構成するレンズの凹面形状の曲率
半径が小さくなるので、レンズ枚数を増やしたとしても
大きな収差が残留する傾向にあった。
にもかかわらずズーム比を３倍程度まで上げるため第２
レンズ群の焦点距離を相ち短かくしなければならない、
従って第２レンズ群を構成するレンズの凹面形状の曲率
半径が小さくなるので、レンズ枚数を増やしたとしても
大きな収差が残留する傾向にあった。
屈折率分布型レンズを使用したことにより。
殊に第２負レンズ群ＩＩの負のパワーを負荷しているメ
ニスカス負レンズは特に、屈折率の分布に依り負レンズ
成分としてのパワーを得ることができるから像側へ凹を
向けた面の曲率半径を緩めることを可能とし、結果とし
て収差の発生を防１ヒしている。
ニスカス負レンズは特に、屈折率の分布に依り負レンズ
成分としてのパワーを得ることができるから像側へ凹を
向けた面の曲率半径を緩めることを可能とし、結果とし
て収差の発生を防１ヒしている。
第５図は第３の実施例を示している。本例は後述の数値
例３と対応する。
例３と対応する。
未実施例は物体側より変倍中光軸方向に移動する第１負
レンズ群３１、第２正レンズ群３２、変倍中固定の第３
正レンズ群３３で構成されている。ズームレンズの第２
正レンズ群３２に２枚の半径方向に屈折率分布を有する
屈折率分布型レンズを使用したものである。第３負レン
ズ群３３は全長短縮のために導入されたもので本実施例
は二群型ズームの発展型と云える。
レンズ群３１、第２正レンズ群３２、変倍中固定の第３
正レンズ群３３で構成されている。ズームレンズの第２
正レンズ群３２に２枚の半径方向に屈折率分布を有する
屈折率分布型レンズを使用したものである。第３負レン
ズ群３３は全長短縮のために導入されたもので本実施例
は二群型ズームの発展型と云える。
通常、この様なズームタイプでは同程度のパワーを持っ
ていると第２正レンズ群３２を構成枚数が５枚以上必要
であるが、本実施例では光軸から外周にかけて屈折率が
小さくなる屈折率分布型レンズと光軸から外周にかけて
屈折率が高くなる屈折率分布型レンズの２枚を順に配置
しただけで構成しており、第２正レンズ群の全長は単純
な構成の分だけ短くなって全系の光学全長を短縮してい
る。
ていると第２正レンズ群３２を構成枚数が５枚以上必要
であるが、本実施例では光軸から外周にかけて屈折率が
小さくなる屈折率分布型レンズと光軸から外周にかけて
屈折率が高くなる屈折率分布型レンズの２枚を順に配置
しただけで構成しており、第２正レンズ群の全長は単純
な構成の分だけ短くなって全系の光学全長を短縮してい
る。
この様なズームタイプでは通常第２正レンズ群を変型エ
ルノスタータイプとしているため特に前方のレンズのレ
ンズ間隔精度及び偏芯精度が厳しいものであるが、本実
施例の様に２枚で構成されているので組立工程を簡略化
できる。
ルノスタータイプとしているため特に前方のレンズのレ
ンズ間隔精度及び偏芯精度が厳しいものであるが、本実
施例の様に２枚で構成されているので組立工程を簡略化
できる。
第７図は、中級機の組込むのに適した小型ズームレンズ
の実施例を示す、このズームレンズは前側正レンズ群４
１と後側負レンズ群４２から成る２群型ズームレンズで
望遠になる程両群がくり出されて接近する構成であり、
バックフォーカスの短い形態となっている。前側正レン
ズ群４１の第１番目のレンズにラジアル型で周辺にいく
程屈折率か くなる屈折率分布型レンズを用いている。
の実施例を示す、このズームレンズは前側正レンズ群４
１と後側負レンズ群４２から成る２群型ズームレンズで
望遠になる程両群がくり出されて接近する構成であり、
バックフォーカスの短い形態となっている。前側正レン
ズ群４１の第１番目のレンズにラジアル型で周辺にいく
程屈折率か くなる屈折率分布型レンズを用いている。
このレンズの導入により、従来４枚以−ヒのレンズを要
していた前側レンズ群の枚数を削減し、軽量化及び全長
の短縮化を実現できた。これは屈折率分布型レンズに依
り球面収差、非点収差、ペッツバール和を有効に収差で
きるためで、レンズの内部で発生させた逆傾斜の収差を
有効に利用している。
していた前側レンズ群の枚数を削減し、軽量化及び全長
の短縮化を実現できた。これは屈折率分布型レンズに依
り球面収差、非点収差、ペッツバール和を有効に収差で
きるためで、レンズの内部で発生させた逆傾斜の収差を
有効に利用している。
次に第９図は第５実施例（数値例５と対応）を示し、第
１１図は第６実施例（数値例６と対応）を示す０図で、
第１正レンズ群５１．６１はフォーカスレンズ、第２負
レンズ群５２゜６２はバリエータ−１第３負レンズ群３
３．６３はコンペンセーター、第４正レンズ群５４゜６
４は入射光をアフォーカルに変換するレンズ、第５正レ
ンズ群５５．６５はリレーレンズで、第２負レンズ群と
第３負レンズ群を独立に移動してズーミングを行う。５
６はファインダー用のビームスプリッタ−１５７は測光
用のビームスプリッタ−である。
１１図は第６実施例（数値例６と対応）を示す０図で、
第１正レンズ群５１．６１はフォーカスレンズ、第２負
レンズ群５２゜６２はバリエータ−１第３負レンズ群３
３．６３はコンペンセーター、第４正レンズ群５４゜６
４は入射光をアフォーカルに変換するレンズ、第５正レ
ンズ群５５．６５はリレーレンズで、第２負レンズ群と
第３負レンズ群を独立に移動してズーミングを行う。５
６はファインダー用のビームスプリッタ−１５７は測光
用のビームスプリッタ−である。
第５実施例では第５正レンズ群５５の：ｆＳ１番目のレ
ンズにアクシアル型式の屈折率分布型レンズを用いてお
り、第６実施例では第５正レンズ群６５の第１番目のレ
ンズにラジアル型式の屈折率分布型レンズを使用して、
特にリレーレンズの小型、軽量化を実現した。
ンズにアクシアル型式の屈折率分布型レンズを用いてお
り、第６実施例では第５正レンズ群６５の第１番目のレ
ンズにラジアル型式の屈折率分布型レンズを使用して、
特にリレーレンズの小型、軽量化を実現した。
即ち、従来のリレーレンズは空間を置いた正、正２群か
ら成るペッツバール・タイプが収差補正の有利さによっ
て常用されており、これら前後群とも３枚のレンズで構
成するのがほとんどである。そして前群は正負正と言う
、望遠レンズの前群に使用される型式と同様で、主に球
面収差とコマ収差の補正に有効であり、後群は負正正で
主に非点収差の補正に有効である。
ら成るペッツバール・タイプが収差補正の有利さによっ
て常用されており、これら前後群とも３枚のレンズで構
成するのがほとんどである。そして前群は正負正と言う
、望遠レンズの前群に使用される型式と同様で、主に球
面収差とコマ収差の補正に有効であり、後群は負正正で
主に非点収差の補正に有効である。
第５実施例と第６実施例はリレーレンズの前群を１枚の
レンズとし、しかも収差を良好な状態に維持すること、
に成功している。
レンズとし、しかも収差を良好な状態に維持すること、
に成功している。
従来のズームレンズはリレーレンズ前群のレンズ固定時
における相対位置誤差（光学偏芯）の除去に手間取った
が、１枚レンズであれば組立工程は簡略化される。
における相対位置誤差（光学偏芯）の除去に手間取った
が、１枚レンズであれば組立工程は簡略化される。
第１３図は第７実施例を示す（数値例７と対応）。
本実施例は物体側より第１正レンズ群７１、第２負レン
ズｎ７２．第３正レンズ群７３．第４正レンズ群７４よ
り成る４群ズームレンズの第１正レンズ群７１に光軸方
向に物体側から像側にかけて屈折率が変化する様な屈折
率分布を有するアクシャル型式の屈折率分布型レンズを
使用したものである。詳しくは第１正レンズ群の両凸レ
ンズにＸ軸方向の屈折率分布が、レンズの中間、すなわ
ち第１面から３．６６ｍｍ進んだところで極小値を持ち
第１面方向、第２面方向に向かって屈折率が高くなって
いる。
ズｎ７２．第３正レンズ群７３．第４正レンズ群７４よ
り成る４群ズームレンズの第１正レンズ群７１に光軸方
向に物体側から像側にかけて屈折率が変化する様な屈折
率分布を有するアクシャル型式の屈折率分布型レンズを
使用したものである。詳しくは第１正レンズ群の両凸レ
ンズにＸ軸方向の屈折率分布が、レンズの中間、すなわ
ち第１面から３．６６ｍｍ進んだところで極小値を持ち
第１面方向、第２面方向に向かって屈折率が高くなって
いる。
通常３枚で構成されている第１正レンズ群を１群２枚の
接合レンズで構成できる。これは上記の様な屈折率分布
を持っていると表面に曲率に付いたときＲ１面、Ｒ２面
の両面共外周部に行くと従い屈折率の低い部分が露出し
球面収差、コマ収差の補正効果を有するからである。
接合レンズで構成できる。これは上記の様な屈折率分布
を持っていると表面に曲率に付いたときＲ１面、Ｒ２面
の両面共外周部に行くと従い屈折率の低い部分が露出し
球面収差、コマ収差の補正効果を有するからである。
第１正レンズ群はそのレンズ径が大キく重量的にも大き
なウェイトを占めるレンズ群であるが１＃２枚で達成で
きればその重量軽減効果は大きい、又第１正レンズ群の
レンズ長を小さくすることができるので軸外光束に必要
な曲玉有効径が小さくて済みレンズの外径及びフィルタ
ー系を小さくできる。
なウェイトを占めるレンズ群であるが１＃２枚で達成で
きればその重量軽減効果は大きい、又第１正レンズ群の
レンズ長を小さくすることができるので軸外光束に必要
な曲玉有効径が小さくて済みレンズの外径及びフィルタ
ー系を小さくできる。
第１５図は実施例８（数値例８と対応）を示しており、
ズームレンズの各レンズ群にラジ、アル型式の屈折率分
布型レンズを使用している。
ズームレンズの各レンズ群にラジ、アル型式の屈折率分
布型レンズを使用している。
第１正レンズ群８１．第２負レンズ群８２、第３正レン
ズ群８３、第４正レンズ群８４が装置され、第１正レン
ズ群８１、第２負レンズ群８２、第３正レンズ群８３が
独立に移動してズーミングを行う。
ズ群８３、第４正レンズ群８４が装置され、第１正レン
ズ群８１、第２負レンズ群８２、第３正レンズ群８３が
独立に移動してズーミングを行う。
従来この種のズームレンズは第１乃至第３レンズ群は各
３枚、第４レンズ群は４枚程度のレンズを使って収差を
補正していたが、屈折率分布型レンズを用いることによ
り各レンズ群に固有の収差、徽を減少させることができ
、構成枚数を減少させることができた。そして各レンズ
群のパワーに付随した収差を打ち消すことにより。
３枚、第４レンズ群は４枚程度のレンズを使って収差を
補正していたが、屈折率分布型レンズを用いることによ
り各レンズ群に固有の収差、徽を減少させることができ
、構成枚数を減少させることができた。そして各レンズ
群のパワーに付随した収差を打ち消すことにより。
ズーミングによる収差変動を制御している。
−？ ＺＺ Ｚ ２ ＺＺ ２
Ｚ Ｚ ２：ロ ０ × ｘ ｖトロ ２ 膿 寸 呻Ｃ ΦＣ ｏｃｎ トト ロロ × ｘ 二ｉ Ｔ、χ ？Ｚ２ＺＺＺＺ 安 ぐっ ０ ロロロロロロロロロロロ ◇４ 嘲 −匡匡閃−匡閃匡国匡匡−匡 寸×××× ｚ Ｋ ３３ ミ ≧−叩 ００ （Ｚ トＣｊ４０’ｌ −＋−０−１ｃＩＪ−Ｃ
Ｑ ｍ（’Ｊの呻−のトψ■ −〜Ｖ寸〜 ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ Ｉ
Ｉ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ
ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ ＩＩ−
ｃＩＪの寸−〇トの００−への寸クロトψ■０−〜の寸
膿り ０ ロＬＯＮｍ＋ＯＯＣＯｃｏＯ−ｍＦ）Ｅｌｅ’）
（ｎ Ｏ’ｌｌｊＭ’０Ｏ１０’１（ｎ（０−ａ）
■−■の一〇の一〇寸寸ψ寸 Ｎ００〜寸０トドＣＯ
ｑ＄（’ＪｅＱ−（７’ｌ−ｍＮｃＷ−ＣＮ−１ｃＯｅ
’ｌ −ｔｃ’）呻−１ｅ’）−〇Ｖ２ −＋ −
１−１１ＮＩＩＪ’） ｌ ｌ −ｐ＝口＝ｐ−
ロ；ｐ；ローｇ；ローローＷＷｌ工ｉ−μｉ ＩＬｉ
Ｌムーーμｉふｉ−μｄ工１−ＩＪ−山−−姦 口ＯＯ’ｌ Ｓ凶寸■−−０−へ− −１ｃｌＪ凶呻クロトψ■０−〜の寸りωトω００−〜
０寸−り ０ ｏ唖へ−Ｏｏ′ｌ Ｃｏ Ｃｏ Ｏ−１ｅ’）寸
曽■ −曽ヘークーω寸Ｃｏ寸への一■−〜〜ト凶−
〇の −一寸一の〜−〇■ −一−１〜１１５１
−ｌ −ｃ！８国閃匡工匡−工国＝匡匡匡匡匡匡＝匡
＝匡匡工＝匡匡＝× × ＋ ｚｚ ｚ ｚｚ ｚｚ ｚ ｚ ｚ
ｚ嘔 ” ｇｏ＝閃−一閃閃閃閃匡匡匡一閃閃−＝＝閃ｃ
ｏ ロー ０’Ｉ Ｏ’１
寸寸 寸
のＩＩ ＩＩ
１１ＩＮ Ｌｆ’）
Ｃ０） ≧
≧ ■ ン トトザ０−寸−ザザ寸 ｃ＊ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ
ｌ ｌ ｌ ｌ １２ ロロロロロ
ロロロロロ 一寸のトロ０口〜０り ０００寸−一トの凶の ■−■Ｃ’）Ｃ”）寸りΩト■ のト０クト０→トクロ ＮへロロロローロロΦ 〜 ロロロロロロロロロロ Ｚ ＮＮのト■曽呻０■０ ■−■００ψ呻ロトク ０曽０００■寸ω−へ膿 一曽寸Ｃｏ■Ｏ’ｌ口０凶呻 ぷ トトトωＮトのωトト ロロロロロロロロロロ （−１１１１１１１１＋１１ Ｚ ロロロロロロロロロロ 十−一一寸神トのＯＪ ｌ”） （”ｌ■叶 Ｚ 〜−
−Ｎ■−ト■口寸 ｄ Ｏ−１（ＯＯ４Ｉｎ Ｃ％Ｊ 寸寸の〜
ＯＯＯＣＯｌｏｏｈＯ）Ｏｍ へ １１１ ＋ ロロロロロロロロロロ ０ ０ ０Ｊ Ｏ−ロ（００（％Ｊ ＯロロＺ Ｚ
Ｏ） ＯＣｏ ＯＣｏ Ｏ−Ｏａｏ Ｏｌｌ
−ωり一ト〜ロー寸〜 ｚ ＜ ｔ ｂｏ℃ｗｗ ｈａｔ ｕ”ａ ｈ。
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（効果）
以ヒ説明した本発明によれば次の様な効果がある。
１、ズームレンズの各レンズ群の構成枚数を削減するこ
とができるので軽量化コンノくクト化が計れる。
とができるので軽量化コンノくクト化が計れる。
２、ズームレンズの各レンズ群の構成枚数を削減するこ
とができ、レンズ群の長さを小さくできるので各レンズ
群の間のスペースに余裕が生じ移動群の移動範囲を大き
くすること力くできるため、高変倍率が容易に達成でき
る。
とができ、レンズ群の長さを小さくできるので各レンズ
群の間のスペースに余裕が生じ移動群の移動範囲を大き
くすること力くできるため、高変倍率が容易に達成でき
る。
３、ズームレンズの各レンズ群の構成枚数を肖り滅する
ことができるので各レンズ群間の主点間隔を小さくする
ことができ、全長を著しく短縮することができる。特に
第ルンズ群又は第２レンズ群に使用した場合には第ルン
ズ群と第２レンズ群との主点間隔を小さくでき、あるｌ
／％ｉｉ第ルンズ群に使用した場合には第ルンズ君Ｙの
厚みを小さくできるため、軸外光束か通過するに必要な
レンズ有効径が小さくてｉ斉み、レンズ外径やフィルタ
ー径を小さくできる。
ことができるので各レンズ群間の主点間隔を小さくする
ことができ、全長を著しく短縮することができる。特に
第ルンズ群又は第２レンズ群に使用した場合には第ルン
ズ群と第２レンズ群との主点間隔を小さくでき、あるｌ
／％ｉｉ第ルンズ群に使用した場合には第ルンズ君Ｙの
厚みを小さくできるため、軸外光束か通過するに必要な
レンズ有効径が小さくてｉ斉み、レンズ外径やフィルタ
ー径を小さくできる。
４、各レンズ群で収差をより小さく補正できるので変倍
による収差変動が小さいズームレンズを達成することが
できる。又複眼光学系を使用していないので像性俺も良
い。
による収差変動が小さいズームレンズを達成することが
できる。又複眼光学系を使用していないので像性俺も良
い。
５、ペッツバール和の発生が小さいので各レンズ群のパ
ワーを強くすることができ、全長の短縮が計れる。
ワーを強くすることができ、全長の短縮が計れる。
６、ペッツバール和の発生が小さいのでペッツバール和
補正用のきつい曲面やきついパワー配置を必要とせず高
次収差の発生が小さい。
補正用のきつい曲面やきついパワー配置を必要とせず高
次収差の発生が小さい。
７、ズームレンズの構成枚数を大幅に減らすことができ
るのでズームレンズで除去困難であったゴーストを著し
く改良することができる。
るのでズームレンズで除去困難であったゴーストを著し
く改良することができる。
８、ズームレンズの構成枚数を大幅に減らすことができ
るので面枚が減り、Ａ常のズームレンズより面反射、内
部吸収による光量ロスが小さくＴナンバーを明るくでき
る。又多層１１１２も必要でなくなりその意味でも安価
なレンズとなる（通常ズームレンズの透過率は９０％以
下であり、構成枚数の多いものでは８０％以下のものも
ある）。
るので面枚が減り、Ａ常のズームレンズより面反射、内
部吸収による光量ロスが小さくＴナンバーを明るくでき
る。又多層１１１２も必要でなくなりその意味でも安価
なレンズとなる（通常ズームレンズの透過率は９０％以
下であり、構成枚数の多いものでは８０％以下のものも
ある）。
９、通常のズームレンズは構成枚数も多く。
し／ズの肉厚、空気間隔の設定、レンズ相互の偏芯に対
する要求が非常に厳しいのに対し１又は多数のレンズ群
の構成枚数が少なくなるから、製造コストが低下し１組
立整調作業が容易になる。
する要求が非常に厳しいのに対し１又は多数のレンズ群
の構成枚数が少なくなるから、製造コストが低下し１組
立整調作業が容易になる。
１０、超小型の光学機器１例えば超小型カメラ内視鏡等
に於てもズームレンズの組み込みがＭ ５５されていた
が、構成枚数が多く各々が小さいので加工１組立て調整
等製造上困難とされていた。
に於てもズームレンズの組み込みがＭ ５５されていた
が、構成枚数が多く各々が小さいので加工１組立て調整
等製造上困難とされていた。
屈折率分布型レンズを使用すれば各レンズ群を１〜２枚
で構成することも可能で加工１組立て調整が著しく容易
になり可能となる。
で構成することも可能で加工１組立て調整が著しく容易
になり可能となる。
第１図は本発明の第１実施例を示すレンズ断面図、第２
図は収差曲線図、第３図は第２実施例を示すレンズ断面
図、第４図は収差曲線図。 第５図は第３実施例を丞すレンズ断面図、第６図は収差
曲線図、第７図は第４実施例を示すし／ズ断面図、７Ｊ
ＩＪａ図は収差曲線図、第９図は第５実施例を示すレン
ズ断面図、：１Ｓ１０図は収差曲線図。第１１図は第６
実施例を示すレンズ断面図。第１２囚は収差曲線図、第
１３因は第７実施例を示すレンズ断面図、第１４図は収
差曲線図、第１５図は第８実施例を示すレンズ断面図。 第１６図は収差曲線図。 図中、 １１．２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１：第
ルンズ群１２．２２，３２，４２，５２，６２．７２，
８２：第２レンズ群１３．２３，３３，５３，６３，７
３，８３ ２第３レンズ群１３．２３，５３，６３，
７３，８３ ：第４レンズ群ｚｌ、ｚ２．ｚ３
：ズーミング中の移動を展開して表わした軌跡
図は収差曲線図、第３図は第２実施例を示すレンズ断面
図、第４図は収差曲線図。 第５図は第３実施例を丞すレンズ断面図、第６図は収差
曲線図、第７図は第４実施例を示すし／ズ断面図、７Ｊ
ＩＪａ図は収差曲線図、第９図は第５実施例を示すレン
ズ断面図、：１Ｓ１０図は収差曲線図。第１１図は第６
実施例を示すレンズ断面図。第１２囚は収差曲線図、第
１３因は第７実施例を示すレンズ断面図、第１４図は収
差曲線図、第１５図は第８実施例を示すレンズ断面図。 第１６図は収差曲線図。 図中、 １１．２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１：第
ルンズ群１２．２２，３２，４２，５２，６２．７２，
８２：第２レンズ群１３．２３，３３，５３，６３，７
３，８３ ２第３レンズ群１３．２３，５３，６３，
７３，８３ ：第４レンズ群ｚｌ、ｚ２．ｚ３
：ズーミング中の移動を展開して表わした軌跡
Claims (3)
- （１）複数のレンズ群から成り、焦点距離を変えるため
に少なくとも１箇所のレンズ群間隔を変更する様にした
光学系であって、前記レンズ群の少なくとも１つは他の
レンズと光軸を共有する少なくとも１枚の屈折率分布型
レンズを有することを特徴とする可変焦点距離レンズ。 - （２）前記屈折率分布型レンズの屈折率は光軸と垂直な
方向に屈折率が変化する特許請求の範囲第１項記載の可
変焦点距離レンズ。 - （３）前記屈折率分布型レンズの屈折率は光軸方向の屈
折率が変化する特許請求の範囲第１項記載の可変焦点距
離レンズ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249074A JPS61126515A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 可変焦点距離レンズ |
| US06/800,553 US5054898A (en) | 1984-11-26 | 1985-11-21 | Compact high-range varifocal objectives |
| DE3546744A DE3546744C2 (ja) | 1984-11-26 | 1985-11-25 | |
| DE19853541583 DE3541583A1 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-25 | Kompaktes varioobjektiv mit hohem bereich |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249074A JPS61126515A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 可変焦点距離レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126515A true JPS61126515A (ja) | 1986-06-14 |
Family
ID=17187614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249074A Pending JPS61126515A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 可変焦点距離レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126515A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63159818A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-02 | Olympus Optical Co Ltd | コンパクトな高変倍率ズ−ムレンズ |
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| US5117309A (en) * | 1989-06-15 | 1992-05-26 | Olympus Optical Co., Ltd. | Vari-focal lens system having graded refractive index lens |
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| US5196962A (en) * | 1990-07-09 | 1993-03-23 | Olympus Optical Co., Ltd. | Vari-focal lens system |
| KR101204095B1 (ko) | 2011-01-06 | 2012-11-27 | 삼성테크윈 주식회사 | 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬영 장치 |
| WO2018142960A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 日本電産サンキョー株式会社 | 撮像レンズ系 |
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-
1984
- 1984-11-26 JP JP59249074A patent/JPS61126515A/ja active Pending
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| CN110235042A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-09-13 | 日本电产三协株式会社 | 成像透镜系统 |
| US11119293B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-09-14 | Nidec Sankyo Corporation | Imaging lens system |
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| CN110501809A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-26 | 沈阳中一光学科技有限公司 | 1-5倍变倍的数码相机全画幅微距镜头 |
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