JPS61270716A

JPS61270716A - ズ−ムレンズ

Info

Publication number: JPS61270716A
Application number: JP60113641A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Aono; 青野　康廣
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1986-12-01

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、ビデオカメラ用で、倍
率変換用のエクステンダーを内蔵するズームレンズに関
する。

（発明の背景）従来より、テレビカメラ用ズームレンズでは、リレーレ
ンズの前群と後群との間の光路中に、ガリレオ望遠鏡に
近い構成の所謂内蔵エクステンダーを挿脱可能に設ける
ことにより、焦点距離１１１１ち盪影倍率を変換する方
法が知られている。しかしながら、ビデオカメラ用ズー
ムレンズは、一般に３５ＩＩＩＩＩ１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、ズーミ
ングによる収差変動が十分には補正されていない状態で
あり、この状態でエクステンダーを装着するとその倍率
に比例して残留収差も拡大されるため、著しい性能の劣
下をきたすという欠点があった。

（発明の目的）本発明の目的は、変倍による収差変動を補正し、エクス
テンダーの装着状態においても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Ｇ＋、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Ｇ１、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、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、前記第１レンズ群Ｇ、から前記第４レ
ンズ群Ｇ４の前群までがほぼアフォーカル系を形成する
ごとく構成して、咳前群と咳後群との間に倍率変換用の
エクステンダーを挿脱可能に構成すると共に、前記第２
レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３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オ中の後
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、前記第４レンズ群Ｇ４中の前群
と後群との間に前記エクステンダーが配置された場合に
、変倍のための前記第３レンズ群Ｇ、に対する第４レン
ズ群Ｇ４中後群の移動形態を、前記エクステンダーが配
置されていない場合と異なる移動形態にて該後群を光軸
にそって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Ｇ４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
正作用の一部を負担させ、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るものである。そして、このリ
レー群中の一部の移動による収差変動補正機能を、エク
ステンダー装着状態における収差変動の補正に対しても
有効に作用させることとしたものである。

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Ｇ＋〜第３レンズ群Ｇ、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０１〜第３
レンズ群Ｇ３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、上記の如き構
成のズームレンズによれば、変倍部（第１１フ１（第４
レンズ群Ｇ．）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Ｇ，がら第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Ｇ４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、変倍に際
して、前記第４レンズ群Ｇ、中の後群は変倍域の少なく
とも一部において像側に凸な軌跡を描くように非線型に
移動し、第４レンズ群Ｇ４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。

尚、エクステンダーが装着されていない通常撮影の状態
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Ｇオの後
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。

ところで、一般的なエクステンダーは、物体側から順に
、正屈折力レンズ成分と負屈折力レンズ成分とからなる
所謂ガリレオ型望遠鏡系に近い形態をとり、望遠鏡系と
しての角倍率にほぼ等しい倍率だけズームレンズ全体の
焦点距離が拡大される。そして、エクステンダーを第４
レンズ群Ｇ４中の前群と後群との間に装着した場合には
、ズーミングによる焦点変動を生ずるため、像点を一定
に保つために、エクステンダー中のレンズ成分を光軸に
沿って移動させることが必要となる。このため、例えば
、エクステンダーを構成する正屈折力レンズ成分と負レ
ンズ成分との少なくとも一方を像面に対して光軸上を移
動させることによって、像面位置を一定に保ことが必要
になる。一般には、エクステンダー中の負レンズ成分の
方がレンズ口径が小さいので、この負レンズ成分を移動
させて像面位置を一定に保っている。しかしながら、エ
クステンダー中の一部のレンズ成分を移動させることに
よって、新たな収差変動、特に、正弦条件の変動を引き
起こすことになる。そこで、本発明は、エクステンダー
中のレンズ成分の移動に伴う収差変動を補正するために
、エクステンダー装着時には、第４レンズ群Ｇ４中の後
群の移動形態を、　　　　　　　　λエクステンダーの
装着しない時と異なる移動形態とすることによって、あ
らたに発生する収差変動を防止するものである。

具体的には、エクステンダーによる焦点距離の拡大倍率
をβとし、該エクステンダーが装着されない状態におけ
る第４レンズ群Ｇ４中後群の第３レンズ群Ｇ、に対する
移動比率をに５該エクステンダーが装着された状態にお
ける前記後群の前記第３レンズ群Ｇ、に対する移動比率
をｋｅとするとき、０．５　＜ｋｅ　／に一部〈１．４の条件を満足することが望ましい。

この条件の下限を外れる場合には、エクステンダーを装
着した状態におけるズーミングによる収差変動を十分に
補正することが難しくなる。上限を越える場合には、像
面弯曲の変動が補正過剰になり、ズーミングの中間で負
の方向に悪化し、正弦条件は負の方向に悪化し内方性コ
マ収差の原因となる。また、ズーミングによる射出瞳位
置の変動が無視し得なくなり、カラーシェーディング発
生の原因ともなる。

そして、エクステンダーが装着されていない状態におい
ては、第３レンズ群Ｇ、の移動量を、広角端を基準とし
てＸとし、第４レンズ群Ｇ９中の後群の移動量をｙとす
るとき、ｙ−ｋ”Ｘ −０，４５＜　ｋ　＜　−０，０５の条件を満足することが望ましい、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節単にでき、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ェーディング発生の
原因となる。またこの範囲においてｋの値を一定とすれ
ば、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ、の後群とを移
動させる鏡筒の構成を簡単にすることができる。

（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１Ａ図及び第１Ｂ図は本発明による実施例のレンズ構
成図であり、第１Ａ図は広角端、第１Ｂ図は望遠端の状
態であって、共にエクステンダーＬｔが装着されている
０両図の間には、変倍のときに移動するンズ群の移動軌
跡の概要を示した。

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Ｇ
い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い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Ｇ、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Ｇ＃からなって
いる。第４レンズ群Ｇ９は、物体側の正屈折力を存する
前群Ｇ。

と比較的大きな空気間隔で隔てられ同じく正屈折力を有
する後群Ｇｌとで構成されており、変倍に際して後群Ｇ
ｌは第３レンズ群Ｇ、の移動に連動して移動可能である
。

図示の如く、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レ
ンズ群Ｇ、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措くように非線
型に移動し、これと同時に第４レンズ群Ｇ４中の後群Ｇ
ｌｌ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０図中、第４レンズ群Ｇ４の後群の移動軌跡を
示す実線は、エクステンダーが装着された場合の移動軌
跡であり、破線はエクステンダーが装着されていない場
合の移動軌跡を示している。エクステンダーＬｏが装着
されている状態では、第３レンズ群Ｇ３の移動量に対す
る第４レンズ群Ｇ４中の後群Ｇｍの移動量の比ｋｅは、
−０，３２である。そして、エクステンダーが装着され
ていない状態では、第３レンズ群Ｇ３の移動量Ｘに対す
る第４レンズ群Ｇ＃中後群Ｇａの移動量ｙの比にの値は
、−０，１９である。

各群の具体的構成についてみると、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Ｌ、い物体側により強い曲率の面を向けた正レンズ
Ｌｌ！、物体側に凸面を向けた貼合せの正レンズＬｌｌ
、及び両凸正レンズＬｅａからなり、第２レンズ群Ｇ２
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ＬＳＩ５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Ｌｉｔ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Ｌ３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
４は、前群Ｇ２と光軸に沿って移動可能な後群Ｇ、とか
らなり、前群Ｇｒ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Ｌ　ａ　ｔ　％両凸正レンズ構
成図、物体側により曲率の強い面を向けた貼合せ正レン
ズＬ４ｊ、物体側により曲率の強い面を向けた正レンズ
Ｌ４ｇ及び像側により曲率の強い面を向けた負レンズＬ
４ｓからなっており、後群Ｇｌ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Ｌ４６、
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Ｌ４゜及び物体側により曲率の強い面を向け
た正レンズＬ４．からなっている。第４レンズ群Ｇオと
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。

また、第４レンズ群Ｇ４の前群と後群との間に配置され
るエクステンダーＬｔは、物体側から順に正レンズと貼
合せ正レンズとからなる正レンズ成分Ｌ１と貼合せの負
レンズからなる負レンズ成分Ｌ！ｔとで構成されている
。そして、エクステンダーを第４レンズ群Ｇ４中に装着
した場合の像点位置補正のために、正レンズ成分ＬＥＩ
に対して負レンズ成分り。が光軸に沿って移動可能に構
成されている。この負レンズ成分の移動軌跡は、第３レ
ンズ群Ｇ、とほぼ同様に物体側に凸な軌跡を描く。

以下の表に、エクステンダーを含めて上記実施例の諸元
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線（λ＝５８７．６ｎａ＋）に
対する値テアル。

、表」」口［焦点距離「−２４〜２７５　　　ズーム比　１１．５Ｆ
ナンバー　１．８〜２．８（表：続き）（表：続き）（エクステンダーを装着した状Ｂ）（エクステンダーを装着しない状態）上記の実施例について、エクステンダーを装着した状態
における広角端（ｆ＝３６）、中間＜ｒ−１８０）及び
望遠端（ｆ−４１０）の諸収差図を、順次第２Ａ図、第
２Ｂ図及び第２Ｃ図に示す。（Ｋｅ　＝−０，３２）　
　また、本発明による収差の補正状態を示すために、第
４レンズ群Ｇ４中の後群をエクステンダーを装着しない
形態（ｋ−−０，１９）で移動した場合の、中間焦点距
離状態（ｆ　＝１８０）における諸収差図を第３図に示
す。広角端と望遠端では、エクステンダーの存在にかか
わらず後群の位置は等しいため、諸収差は第２Ａ図及び
第２Ｂ図と同一である。

そして、第４Ａ図、第４Ｂ図及び第４Ｃ図には、エクス
テンダーを装着しない状態での、広角端（ｆ＝２４）、
中間（ｆ＝１２０）及び望遠端＜ｒ−２７５）の諸収差
図をそれぞれ示した。（ｋ　−−０，１９）各収差図に
おいて、基準光線はｅ線（λ−５４６゜１　ｎｍ）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１．第４レンズ群Ｇ４と像面
との間に、長さ６９ｍ＋＋　、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、諸収差が極めて良好に補正
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、３５ｍ＋ｍ−眼レフカメラ用のズームレンズをも
迩かに凌ぐ優れた結像性能を維持していることが分かる
。特に、第２Ｂ図と第３図との比較から、エクステンダ
ーを装着した状態においてエクステンダーを装着しない
状態と同様に第４レンズ群Ｇ９中の後群を移動させるな
らば、第３図の如く、正弦条件違反量が大きくなり、コ
マ収差が大きく発生するところを、本発明により後群の
移動量を変化させることによって第２Ｂ図の如く、良好
に補正され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、エクステンダーを装着した状態においても、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図は本発明による実施例の広角端、中間及び望遠端
におけるレンズ構成図、第２Ａ図、第２Ｂ図及び第２Ｃ
図はエクステンダーを装着した状態での実施例の各変倍
状態における諸収差図、第３図は上記実施例においてエ
クステンダーを装着した状態でありながらエクステンダ
ーを装着しない状態として第４レンズ群Ｇ４中の後群を
移動させた場合の中間焦点距離状態における諸収差図、
第４Ａ図、第４Ｂ図及び第４Ｃ図は上記実施例において
エクステンダーを装着しない状態で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〕Ｇ、・・・第１１７１群Ｇ２・・・第２レンズ群Ｇ、・・・第３レンズ群Ｇ４・・・第４レンズ群ＧＦ・・・第４レンズ群の前群Ｇ、・・・第４レンズ群の後群り、・・・エクステンダー

Claims

【特許請求の範囲】（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、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
成して、該前群と該後群との間に倍率変換用のエクステ
ンダーを挿脱可能に構成すると共に、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、前記第４レンズ群Ｇ＿４中の前
群と後群との間に前記エクステンダーが配置された場合
に、変倍のための前記第３レンズ群Ｇ＿３に対する第４
レンズ群Ｇ＿４中後群の移動形態を、前記エクステンダ
ーが配置されていない場合と異なる移動形態にて該後群
を光軸にそって移動可能に構成したことを特徴とするズ
ームレンズ。（２）広角端から望遠端への変倍のために、前記第２レ
ンズ群Ｇ＿２は像側へ直線的に移動し、前記第３レンズ
群Ｇ＿３は物体側に凸な軌跡を描くように非線型に移動
し、前記第４レンズ群Ｇ＿４中の後群は第３レンズ群Ｇ
＿３と一定の比率で像側に凸な軌跡を描くように非線型
に移動し、前記エクステンダーによる焦点距離の拡大倍
率をβとし、該エクステンダーが装着されない状態にお
ける前記後群の前記第３レンズ群Ｇ＿３に対する移動比
率をｋ、該エクステンダーが装着された状態における前
記後群の前記第３レンズ群Ｇ＿３に対する移動比率をｋ
ｅとするとき、０．５＜ｋｅ／ｋ・β＜１．４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。