JPS61258218A - ズ−ムレンズ - Google Patents

ズ−ムレンズ

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JPS61258218A
JPS61258218A JP60100263A JP10026385A JPS61258218A JP S61258218 A JPS61258218 A JP S61258218A JP 60100263 A JP60100263 A JP 60100263A JP 10026385 A JP10026385 A JP 10026385A JP S61258218 A JPS61258218 A JP S61258218A
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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】 (発明の技術分野) 本発明は、ズームレンズ、特に、ビデオカメラ用ズーム
レンズに関する。
(発明の背景) ビデオカメラ用ズームレンズは、一般に35IIlll
1版カメラ用ズームレンズに比べて、大口径比、大ズー
ム比であり、従来から、物体側より順に、ズーミング中
固定でフォーカシングのために移動する正屈折力の第1
レンズ群Gl、変倍のために移動し負の屈折力を有する
第2レンズ群G z s像面位置を一定に保つために移
動する正又は負の屈折力を有する第3レンズ群aS及び
結像のために固定された正屈折力の第4レンズ群G4か
ら構成される装置形式が知られている。しかしながら、
より小型化、より大ズーム比化しようとすると、従来の
ズームレンズ形式ではズーミングによる収差変動をバラ
ンス良く補正できず全変倍域にわたって良好な結像性能
を維持することは困難であった。
(発明の目的) 本発明の目的は1.変倍による収差変動を補正し大ズー
ム比における広い変倍域全体にわたって常に良好な結像
性能を維持し得るズームレンズを提供することにある。
(発明の概要) 本発明によるズームレンズは、物体側より順に、フォー
カシングのために光軸上を移動可能な正屈折力の第1レ
ンズ群G1、変倍のために光軸上を移動可能な負屈折力
の第2レンズ群G2、像面位置を一定に保つために光軸
上を移動可能な第3レンズ群G3及び結像のためのリレ
ー群としての第4レンズ群G4からなるズームレンズに
おいて、前記第4レンズ群G4を物体側の前群と像側の
後群とで構成して、前記第1レンズ群G1から前記第4
レンズ群G4の前群までによってほぼアフォーカル系を
形成するごとく構成すると共に、前記第2レンズ群G2
と第3レンズ群G、との移動にょる変倍域の少なくとも
一部において前記第4レンズ群G4中の後群を前記第3
レンズ群G3に対して所定の関係にて光軸上を移動可能
に構成したものである。
このような本発明の構成は、従来像面に対して固定され
ていたリレー群としての第4レンズ群G。
の一部を変倍の際に光軸にそって移動させることにより
、収差変動補正作用の一部を担い、変倍部の収差補正負
担を軽減し、もって広い変倍域においてもズーミングに
よる収差変動を極めて小さく抑え、良好な結像性能を維
持するものである。即ち、従来の形式のズームレンズで
は、ズーミングによる収差変動は、第1レンズ群61〜
第3 L−ンズ群G3からなる所謂変倍部のみによって
補正しなければならず、小型化、大ズーム比化すると、
第1レンズ群G、〜第3レンズ群G、に対する収差補正
の負担が増大し、ザイデルの5収差全てを十分小さく抑
えることが困難であった。特に、球面収差と像面弯曲と
の変動を同時に補正することが難しかったのである。こ
れに対し、上記の如き本発明のズームレンズによれば、
変倍部(第ルン、(群C+〜第3レンズ群G、)と結像
のためのリレー群(第4レンズ群aa−> との間で、
収差変動補正の役割分担が可能となり、とりわけ第1レ
ンズ群G1から第4レンズ群G4の前群までが全体とし
てほぼアフォーカル系を形成することにより、球面収差
の変動と像面弯曲の変動とを共に補正し得ることとなる
具体的には、第4レンズ群G4中の前群と後群との間が
ほぼ平行系であるので、第4レンズ群G4の後群を移動
する場合に、球面収差はほとんど変動せず軸外収差、特
に像面弯曲のみを比較的大きく変動させることが可能で
あり、この性質を利用して、変倍部では主として球面収
差、コマ収差及び歪曲収差を補正し、像面弯曲について
は変倍部で可能な範囲で補正し、変倍部で十分に補正し
きれない分については第4レンズ群G3の後群を移動す
ることによって補正を行うのである。そして、ビデオカ
メラ用ズームレンズとして、第3レンズ群G、が負屈折
力を有し、変倍のために物体側に凸な軌跡を描くように
往復運動する形式のものが一般的に優れており、この形
式のズームレンズにおいて本発明を適用する場合には、
第4レンズ群G4の後群の移動量は、広角端を基準とし
て第3レンズ群G、の最大移動量の0.5倍を越えない
ことが望ましい。この範囲を越えて第4レンズ群G4中
の後群が大きく移動すると、一般的に絞りの位置が第3
レンズ群G、と第4レンズ群G4との間であるため、射
出瞳の位置が大きく変動することとなり、カラービデオ
カメラ用として必要なテレセンドリンク性を維持するこ
とが難しくなって、カラーシェーディングを引き起こす
こととなる。
尚、本発明においては、像面位置補正用の第3レンズ群
G3の移動量は、変倍のための第2レンズ群G2の移動
による像面位置変動を補正するのみならず、第4レンズ
群G4の後群の移動による像面位置変動をも合わせて補
正するように決定されなければならないことは言うまで
もない。
上記の如き本発明においては、第4レンズ群G#の後群
の移動は、第3レンズ群G、の移動とほぼ逆の方向とな
ることが望ましい。そして、具体的には、第3レンズ群
G3の移動量を、広角端を基準としてXとし、第4レン
ズ群G、中の後群の移動量をyとするとき、 y=k 1x −0,45< k < −0,05 の条件を満足し、またこの範囲においてkの値が一定で
あることが望ましい。この条件によれば、変倍に伴う像
面弯曲の変動を良好に補正しつつ、第4レンズ群G4の
後群の移動のための機構を簡単にでき、結果的にレンズ
の全体的重量の増加を防ぐことが可能である。にの値が
この条件の上限を越えると、第4レンズ群G4中の後群
の移動による収差変動の補正効果が不十分となり、また
、下限を外れると変倍に伴って射出瞳位置の変動が大き
くなり過ぎてカラーシ壬−ディング発生の原因となる。
(実施例) 以下、本発明によるズームレンズの具体例について説明
する。
第1図は本発明による第1実施例のレンズ構成図である
。このズームレンズは、物体側より順に、フォーカシン
グのために光軸上を移動可能な正屈折力の第1レンズ群
Gl、変倍のために光軸上を移動可能な負屈折力の第2
レンズ群G2、像面位置を一定に保つために光軸上を移
動可能な負屈折力の第3レンズ群G3及び結像のための
リレー群として正屈折力を有する第4レンズ群G4から
なっている。
第4レンズ群G#は、物体側の前群GFと比較的大きな
空気間隔で隔てられた後群Glとで構成されており、後
群G8は第3レンズ群G、の移動に連動して移動可能で
ある。広角端から望遠端への変倍の際に、第2レンズ群
G2は像側に向かって直線的に移動し、第3レンズ群G
、は物体側に凸面を向けた軌跡を描くように非線型に移
動し、これと同時に第4レンズ群G4中の後群G、は、
像側に凸面を向けた軌跡を描くように非線型に移動する
。、このときの、第3レンズ群G、の移動量Xに対する
第4レンズ群G、牛後群G、の移動量yの比にの値は、
−0,19である。
第1図中の上部は広角端の状態であり、下部は望遠端の
状態であり、中間には、各移動群の移動軌跡の概略を示
した。
各群の具体的構成についてみると、第1レンズ群G1は
物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズし0、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズ
L1□、物体側に凸面を向けた貼合せの正レンズL+3
、及び両凸正レンズL、、4からなり、第2レンズ群G
2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズL!I、像側により強い曲率の面をむけた貼
合せの負レンズL0、物体側により曲率の強い面を向け
た貼合せの負レンズLtsからなり、第3レンズ群G、
は、物体側に凹面を向けた貼合せの負レンズL1から構
成されている。そして、リレー群としての第4レンズ群
G#は、前群G2と光軸に沿って移動可能な後群Glと
からなり、前群GFは物体側から順に、像側により強い
曲率の面を向けた正レンズL4い両凸正レンズL4□、
物体側により曲率の強い面を向けた貼合せ正レンズL4
3、物体側により曲率の強い面を向けた正レンズLas
及び像側により曲率の強い面を向けた負レンズLasか
らなっており、後群G、は、物体側から順に、物体側に
凹面を向けた貼合せのメニスカスレンズL4い物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズL4’l、両凸正レン
ズLas及び物体側により曲率の強い面を向けた正レン
ズL aqからなっている。第4レンズ群G4と像面■
との間には、色分解プリズムや各種フィルターに相当す
る平行平面部材Pが配置されている。
以下の表1に第1実施例の諸元を示す。表中、左端の数
字は物体側からの順序を示し、屈折率及びアツベ数はd
l(λ= 587 、6nm)に対する値であ犬1」1
↓」−ルU外し 焦点距離f=24〜275   ズー・ム比 11.5
Fナンバー 1.8〜2.8 (表1:続き) 上記第1実施例について、広角端(f=24)から望遠
端(f=275)までの諸収差図を、順次第2A、第2
B、第2C及び第2D図に示す。収差図においては、基
準光線はe線(λ−546,1nm)であり、球面収差
図中には正弦条件違反量を破線にて併記した。
尚、この実施例においては、第4レンズ群G、と像面と
の間に、長さ691、屈折率1.60881 、アツベ
数59の平行平面部材Pに相当するプリズムやフィルタ
ー等が配置されており、これを含めて設計されたもので
ある。
これらの諸収差図によれば、ズーム比11.5という広
い変倍域の全体にわたって、諸収差が極め“(良好に補
正されており、従来のビデオカメラ用ズームレンズのみ
ならず、35mm−眼レフカメラ用のズームレンズをも
迄かに凌ぐ優れた結像性能を維持していることが分かる
。従って、このズームレンズは最近開発が進められてい
る所謂高精細度テレビ用のものとして十分良好な性能を
有している。
第3図は本発明による第2実施例のレンズ構成図である
。この第2実施例は、基本的な群構成Cは前記第1実施
例と同様であるが、各レンズ群の具体的構成がやや異な
り、これに伴って像面弯曲補正のための第4レンズ群G
4中の後群Gllの移動形態も異なっている。
図示の如く、第1レンズ群G、は物体側から順に、物体
側に凸面を向けた負メニスカスレンズLlい物体側によ
り曲率の強い面を向けた貼合せの正レンズLi!及び物
体側により曲率の強い面を向けた正レンズLI2とで構
成されている。第2レンズ群Gtと第3レンズ群G、と
は前記第1実施例とほぼ同様のレンズ構成である。第4
レンズ群G4では、前群Gr中第3成分としての正レン
ズ■24.を単一レンズとする代わりに、最も物体側の
正レンズL41が貼合せで構成され、また後群G1中の
最も物体側のメニスカスレンズL46が単一レンズで構
成されて、代わりに最も像側の正レンズL49が貼合せ
で構成されている意思外は、前記第1実施例とほぼ同様
である。
そして、広角端から望遠端への変倍に際して、第2レン
ズ群G2は像側へ線型に移動すると共に、第3レンズ群
G3が物体側に凸な軌跡を描くように往復運動する。そ
してこの間、第4レンズ群G4の後群GRは広角端から
中間焦点距離状態(f=50゜1111付近)までは、
像面に対して固定され、中間焦点距離状態から望遠端へ
の変倍の時に像側に凸な軌跡を描くように往復運動する
。このときの第3レンズ群G、に対する後群GIIの移
動量の比の値は、第3レンズ群G、の移動量によって変
化するが、第3レンズ群G、の動きと逆向きであり、移
動量の比の値は、0.5以下である。
表2に、第2実施例の諸元を、第1実施例と同人2  
(、W−例工 焦点距離f−24〜275   ズーム比 11.5F
ナンバー 1.8〜2,7 (表2:続き) 上記の第2実施例について、広角端(f=24)から望
遠端(f=275)までの諸収差図を、順次第4A、第
4B、第4C及び第4D図に示す。尚・この実施例にお
いても、第4レンズ群64と像面との間に、長さ69n
us、屈折率1.6088L 、アツベ数59の平行平
面部材Pに相当するプリズムやフィルター等が配置さて
おり、これを含めて設計されたものである。
これらの諸収差図によれば、この第2実施例においても
、ズーム比11,5という広い変倍域の全体にわたって
、諸収差が極めて良好に補正されていることが明らかで
ある。
(発明の効果) 以上の如く、本発明によれば、変倍部で補正しきれない
像面弯曲などの収差変動を、リレー群としての第4レン
ズ群G4中の後群の移動によって良好に補正することが
できるため、大ズーム比における広い変倍域全体にわた
って常に良好な結像性能を維持し得るズームレンズを達
成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による第1実施例の広角端及び望遠端に
おけるレンズ構成図、第2A図、第2B図、第2C図及
び第2D図は第1実施例の各変倍状態における諸収差図
、第3図は本発明による第2実施例の広角端及び望遠端
におけるレンズ構成図、第4A図、第4B図、第4C図
及び第4D図は第2実施例の各変倍状態における諸収差
図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Gt・・・第1レンズ群 Gt・・・第2レンズ群 G、・・・第3レンズ群 G4・・・第4レンズ群 CF・・・第4レンズ群の前群 G、l・・・第4レンズ群の後群 出願人  日本光学工業株式会社 代理人 弁理士 渡 辺 隆 男 麻 へN1 蝿 十コ ト  ′ ち ±− 汗一 汁)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)物体側より順に、フォーカシングのために光軸上
    を移動可能な正屈折力の第1レンズ群G_1、変倍のた
    めに光軸上を移動可能な負屈折力の第2レンズ群G_2
    、像面位置を一定に保つために光軸上を移動可能な第3
    レンズ群G_3及び結像のためのリレー群としての第4
    レンズ群G_4からなるズームレンズにおいて、前記第
    4レンズ群G_4を物体側の前群と像側の後群とで構成
    して、前記第1レンズ群G_1から前記第4レンズ群G
    _4の前群までがほぼアフォーカル系を形成するごとく
    構成すると共に、前記第2レンズ群G_2と第3レンズ
    群G_3との移動による変倍域の少なくとも一部におい
    て前記第4レンズ群G_4中の後群を前記第3レンズ群
    G_3に対して所定の関係にて光軸上を移動可能に構成
    したことを特徴とするズームレンズ。
  2. (2)前記第3レンズ群G_3は負屈折力を有し、前記
    第4レンズ群G_4中の後群及び前群は共に正屈折力を
    有し、変倍のために前記第3レンズ群G_3は物体側に
    凸の軌跡を描くように往復運動し、該第4レンズ群G_
    4前群の移動量は前記第3レンズ群G_3の移動量の0
    .5倍を越えない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。
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