JPS61182012A - 大口径比ズ−ムレンズ - Google Patents

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】 この発明は、大口径比ズームレンズに関し、特にビデオ
カメラに適したズームレンズに関する。

ビデオカメラ等に用いられるズームレンズにおいて要求
される点は、（１）大口径比であること、（２）レンズ
構成枚数が少くしかも各レンズが小さいことによって低
コストとなること、（３）ビデオカメラの小型化が進ん
でいること及び電動による繰出やズーミングに対応する
ことから軽量コン／Ｘ６クトであること、（４）色分解
フィルターを用いるものではテレセントリックであるこ
と等であるが、レンズ系としての特徴である上記（１）
　、　（３）　、　（４）に加え、商品としては上記（
２）の点が重要な課題となる。またく そのズーム比は６倍（望まし妻は８倍まで）程度が標準
とされている。

従来ビデオカメラ用のズームレンズとしては、特開昭５
７−１９７０９号公報、特開昭５９−１８９１９号公報
、特開昭５８−１０２２０８号公報、特開昭５７−１４
７６１２号公報等により種々のものが提案されているが
、Ｆｌ、２程度の大口径を実現するには１４〜１５枚の
レンズ構成を必要としている。

この発明の目的は、１３枚構成にて、Ｆｌ、２程度の大
口径比と６倍程度のズーム比を有するコンパクトなレン
ズ系を提供することにある。

この発明の特徴は、第１図から第７図に示すように、物
体側より順に、ズーミング時固定の第１正レンズ群（■
）、ズーミング時移動して変倍を行なう第２負レンズ群
（ｎ）、ズーミング時第２群と連動し、像面位電を一定
に保つための第３負レンズ群（［１１）、第３群からの
発散光束をアフォーカルないしは若干収束ぎみに屈折さ
せるズーミング時固定の第４正レンズ群斡）、さらに絞
り（Ｓ）を配して、この絞りから離れたところに配され
る結像のためのズーミング時固定の第５正レンズ群（Ｖ
）の５群より成り、ざ 第１群（Ｉ）は負、正、正の３枚のレンズより襖り、第
２群（■）は負、負、正の３枚のレンズより成り、第３
群＠）は１枚の負レンズより成り、第４群（５）は密接
して互いに強い方の屈折面を向かい合わせた２枚の正レ
ンズと、いくらかの空間間隔を持って配された、物価に
強い屈折面を持つ負メニスカスレンズの３枚より成り、
第５群■）は、両凸の正レンズと像側に強い屈折面を持
つ負メニスカスレンズと、い（らかの空間的距離を持っ
て配された、物価に強い屈折面を持つ正レンズの３枚よ
り成る全体として１３枚構成を有するとともに、以下の
条件を満足する大口径比ズームレンズにある。

（２）　　−１，３＜　ｆ　１２　／　ｆｖ　＜−０，
６但し、ｎ１０は第４群の負メニスカスレンズの屈折率
、ｒ１８は第４群の負メニスカスレンズの物体側面の曲
率半径、ｆｗ　はワイド端における全系の合成焦点距離
、ｆ１２は第５群の負メニスカスレンズの焦点距離、ｆ
ｖ　　は第５群の合成焦点距離である。

以下、この発明につき、さらに詳細に説明する。

全長を短（、尚かつ前玉径を十分に小とするためには、
第２群（バリエータ）のパワーを強め、その移動量、　
（Ｗｉ　ｄ　ｅ−Ｔｅ　ｌ　ｅ　）を小とすることが重
要である。しかしながらこれに伴い他の群のパワーも強
（なる。これは、単一レンズあたりの諸収差の発生量が
太き（なることを意味し、これらをうまく打ち消し合わ
せて良好な収差を得るのは困難なことである。そのため
従来のものでは、構成枚数を多くしたり、ＦＮＯを暗（
したりしていた。すなわち、従来例では、コンパクト化
を実現するにあたって、パワー（特に第２群）を強める
のではなく、移動群の数を増やす方法を採用したものも
あり、その効果は認められるが、その方法によると、移
動部材点数が増えることにより大きなコストアップにつ
ながるというデメリットがあるし、また、絞り（オート
アイリスであることが要求されるので大きい）を移動さ
せたりしないとテレセントリシティを保証できないなど
の欠点もあり、実用化には至っていない、 これ（こ対し、この発明は、第３群（Ｉｌｌ）の後方に
ある固定レンズ群、すなわち第４群（５）及び第５群（
ト）の構成を工夫することにより１３枚構成という少い
レンズ枚数にてＦｌ、２程度の大口径比を実現したもの
である。すなわちこの発明では第４群■に帯のふ（らみ
が大きくなり所望の軸上性能が出せない。また、第５群
（Ｖ）の負レンズはこの発明のようにメニスカスレンズ
にしないとパワーが強いため物対側面での収差発生量が
大きくなり、収差補正がしにくい。また、この発明にお
いて第５群（Ｖ）を絞りから大きく離したのは、第５群
へ）の前側焦点位置近傍に絞りを配して、射出瞳位置を
十分離方にし、テレセントリックにするためである。こ
の発明においては第１〜第４群の合成焦点距離はアフォ
ーカルないし若干収束ぎみにする方が大きさの上で有利
である。ただ、あまり収束させすぎるとレンズバックが
とれない。なお、この発明では、十分コンパクト化を図
っているので、重量も軽く、例えばオートフォーカス用
モーターによってレンズ系の一部（例えば第１群（Ｉ）
又は第５群（Ｖ））を少ない電力にて移動させることが
できる、次にこの発明の条件について説明する。この発
明のレンズの構成では各レンズの屈折力が強くなるため
、正レンズにより負の球面収差の発生量が大きくなる。

これを最も効果的に補正できるのが、第４群の負メニス
カスレンズの物体側面である。

この面に関する条件（１）の上限を上回ると、球面収差
の補正能力が弱まり、他の負レンズにその役割を委ねる
ことになってそうすると他の収差が乱れる。

（球面収差は、入射光線が高いこの負メニスカスレンズ
で補正するのが有効）逆に下限を下回ると周辺光のサジ
タルフレアーが増大したり、高次の収差を発生したりす
る。条件（２）は軸上色収差、並びに非点収差、歪曲、
倍率色収差などの補正を行なう第５群の負メニスカスレ
ンズにｇするものである。条件（２）の下限を下回ると
これらの収差が補正不足となる上、十分なバックフォー
カスも確保しにく（なる。一方上限を上回ると、コマ収
差やサジタルフレアーや高次の収差が太き（発生し、特
に軸外光の性能を落としてしまう。また、加工上の誤差
特性も悪化してしまう。

この発明の実施にあたってはさらに次の条件に従うのが
望ましい。

（３）　　ν１０　、ν１２　（３Ｑ （４）　　−１，９＜ψ１□／ψ１３＜　−１，１（５
）　　Ｔｓ＞ｆｙ／３ （６）　　−０，１＜　ｆｙ／　ｆ　（−■＜　０．２
但し、’１０．シ１２はそれぞれ第４群、第５群の負メ
ニスカスレンズのアツベ数、ｎ１２．ｒ□２はそれぞれ
第５群の負メニスカスレンズのアツベ数及び像側面の曲
率半径、ｎ１３．ｒ１τはそれぞれ第５群の最後のレン
ズのアツベ数及び物体側面の曲率半径Ｔｓは絞りと第５
群の間の軸上間隔 ｆＩ−ＩＶは第１群から第４群までの合成焦点距離 次に上記条件（３）から（６）について説明する。この
発明では構成枚数が少ないため、第４，５群中の両頁レ
ンズは、必要以上に屈折力を強くすることはできない。

従ってこの下で十分な色補正をするには、両方に条件（
３）で示すような高分散ガラスを用いることが必要とな
る。また、条件（４）は軸外収差補正のための第５群中
の最後の２枚のレンズの向かい合った面の屈折力のバラ
ンスを示す。条件（４）の下限を下回ると、負メニスカ
スレンズ後面の屈折力が強すぎ、高次の収差の発生が太
き（なる。

一方条件（４）の上限を上回ると、歪曲が負側に太きく
発生する上、像面も負側に倒れてしまい、軸外性能が劣
化する。条件（５）は、射出瞳を十分遠方に位置させる
ための条件で、これを満足しないと、テレセントリシテ
ィが確保できず、色分解フィルターを使用した妥鳴撮像
システムではカラーシェーディング発生の原因となる。

又、条件（６）の下限を越えると全長が長（なる上に、
第５群の径も増し、大型化する。一方条件（６）の上限
を越えると十分なバックフォーカスが得られない。

以下、この発明の実施例を示す。なお各実施例ニオイて
、（Ｓ）は絞り、（Ｐ）はローパスフィルタ及びフェー
スプレート相当の平行平板である。

〔実施例１〕 ｆ　＝　５０．１〜２０，０〜８．６７　　ＦＮＯ＝　
１．２２〜１．３７曲率半径　軸上面間隔　　屈折率（
Ｎｄ）　　分散（νｄ）、　　　Σｄ　＝　１００．６
７５〜１００．６７５〜１００．６７５〔実施例２〕 Ｅ　＝　５０．１〜２０．０〜８．６７　　ＦＮＯ＝　
１．２２〜１．３８曲率半径　　軸上面間隔　　屈折率
（Ｎｄ）　　分散（νｄ）Σｄ　＝　１００．３９６〜
１００．３９６〜１００．３９６〔実施例３〕 ｆ　＝　５０．１〜２０．Ｏ〜８．６７　　ＦＮＯ＝　
１．２２〜１．３６曲率半径　軸上面間隔　　屈折率（
Ｎｄ）　　分散（νｄ）Σｄ　＝　９８．９６３〜９８
．９６３〜９８．９６３〔実施例４〕 ｆ　＝　５０．１〜２０．０〜８．６７　　Ｆ　Ｎｏ　
＝　１．２２〜１．３６曲率半径　　軸上面間隔　　　
屈折率（Ｎｄ）　　分散（νｄ）Σｄ　＝　９８．８９
２〜９８，８９２〜９８．８９２〔実施例５〕 ｆ　＝　５０．１−２０．０〜８．６７　　Ｆ　ＮＯ＝
　１．２２−１．３７Σｄ　＝　１００．２５１〜１０
０．２５１〜１００．２５１〔実施例６〕 ｆ　＝　５０．１〜２００−８．６７　　Ｆ　Ｎｏ　＝
　１．２２〜１．３７曲率半径　軸上面間隔　　　屈折
率（Ｎｄ）　　分散（νｄ）Σｄ　＝　１０１．７５５
−１０１．７５５〜１０１．７５５〔実施例７〕 ｆ　＝　５０．１〜２０．０〜８．６７　　Ｆ　Ｎｏ　
＝　１．２２〜１．３９曲率半径　軸上面間隔　　屈折
率（Ｎｄ）　　分散（νｄ）Σｄ　＝　９９．８０５−
９９．８０５−９９．８０５

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図はそれぞれこの発明の第１実施例から
第７実施例までのワイド端でのレンズ構ぞれ、テレ端、
中間、ワイド端の各焦点距離のものであることを示す。 ■・・・第１群　　■・・・第２群　　■・・・第３群
■・・・第４群　　Ｓ・・・絞り　　　Ｖ・・・第５群
出願人　　　ζノルタカメラ株式会社 第１図 ■ 第３図 工 第５図 工 第６図 工 第７図 工 第３図 ＴＭｎ硝ＢＬｌｄ＋　　　ｊＦ点双成差　　歪曲％痒面
収１正弧条件　　　非点収差　　　　　歪曲　％球面軽
正弦棄件　　　　非点収差　　　　　歪＠　Ｚ第７図 球面収差正弦条件　　　　非点収差　　　　　　歪曲　
％球面収差正弦条件　　　非点収差　　　　　歪曲　％
球面収差正弦条件　　　非点収差　　　　　歪曲　２第
１Ｏ図 球面収差正弦条件　　　非点収差　　　　　歪曲　２球
面収差正叔粂件　　　　非点収差　　　　　歪曲　２珠
面収差正弦条件　　　非点収差　　　　　歪曲　％１１
１１図。 球面収差正弦条件　　　　非点収差　　　　　　１曲　
％球面収差ど鱗丑　　　非点収差　　　　　歪曲２第１
２図 球面収差正弦条件　　　非点ＪＥＩ差　　　　　歪曲％
球面収差正弦Ｍ　　　　非点収差　　　　　　歪曲　％
ａ］１．１条件　　非点収差　　　歪曲％第１３図 球面収差正弦条件　　　　非点収差　　　　　　歪曲　
％球面収差Ｂ鏝舛　　　非点収差　　　　　歪曲％珀相
趙」蓬諌件　　　非、！収差　　　　１曲罵Ｗ、／４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体側より順に、ズーミング時固定の第１正レンズ
   群、ズーミング時移動して変倍を行なう第２負レンズ群
   、ズーミング時第２群と連動し、像面位置を一定に保つ
   ための第３負レンズ群、第３群からの発散光束を、アフ
   ォーカルないしは若干収束ぎみに屈折させるズーミング
   時固定の第４正レンズ群、さらに絞りを配してこの絞り
   から離れたところに配される結像のためのズーミング時
   固定の第５正レンズ群の５群よりなり、第１群は負、正
   、正の３枚のレンズより成り、第２群は負、負、正の３
   枚のレンズより成り、第３群は１枚の負レンズより成り
   、第４群は密接して互いに強い方の屈折面を向かい合わ
   せた２枚の正レンズと、いくらかの空間間隔を持って配
   された、物体側に強い屈折面を持つ負メニスカスレンズ
   の３枚より成り、第５群は、両凸の正レンズと像側に強
   い屈折面を持つ負メニスカスレンズといくらかの空間的
   距離を持って配された、物体側に強い屈折面を持つ正レ
   ンズの３枚より成る全体として１３枚構成を有するとと
   もに、以下の条件を満足する大口径比ズームレンズ： −０．４５＜ψ＾Ｐ＿１＿０ｆ＿Ｗ＜−０．２５、ψ＾
   Ｐ＿１＿０＝（ｎ１０−１）／ｒ＾Ｐ＿１＿０−１．３
   ＜ｆ＿１＿２／ｆ＿Ｖ＜−０．６ 但し、ｎ＿１＿０は第４群の負メニスカスレンズの屈折
   率、ｒ＾Ｐ＿１＿０は第４群の負メニスカスレンズの物
   体側。 面の曲率半径、 ｆ＿Ｗはワイド端における全系の合成焦点距離、ｆ＿１
   ＿２は第５群の負メニスカスレンズの焦点距離、ｆ＿Ｖ
   は第５群の合成焦点距離。 ２、さらに以下の条件を満足することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のズームレンズ：ν＿１＿０、ν
   ＿１＿２＜３０ −１．９＜ψ＾Ｆ＿１＿２／ψ＾Ｐ＿１＿３＜−１．１
   ψ＾Ｆ＿１＿２＝（１−ｎ＿１＿２）／ｒ＾Ｆ＿１＿２
   、ψ＾Ｐ＿１＿３＝（ｎ＿１＿３−１）／ｒ＾Ｐ＿１＿
   ３但し、ν＿１＿０、ν＿１＿２はそれぞれ第４群、第
   ５群の負メニスカスレンズのアッベ数、 ｎ＿１＿２、ｒ＾Ｆ＿１＿２はそれぞれ第５群の負メニ
   スカスレンズのアッベ数及び像側面の曲率半径、 ｎ＿１＿３、ｒ＾Ｐ＿１＿３はそれぞれ第５群の最後の
   レンズのアッベ数及び物体側面の曲率半径。 ３、さらに以下の条件を満足することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のズームレンズ：Ｔ＿
   Ｓ＞ｆ＿Ｖ／３ −０．１＜ｆ＿Ｖ／ｆ＿ I ＿−＿IV＜０．２但し、Ｔ
   ＿Ｓは絞りと第５群の間の軸上間隔、ｆ＿ I ＿−＿IV
   は第１群から第４群までの合成焦点距離。