JPS6193423A - 大口径比ズ−ムレンズ - Google Patents

大口径比ズ−ムレンズ

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JPS6193423A
JPS6193423A JP59214787A JP21478784A JPS6193423A JP S6193423 A JPS6193423 A JP S6193423A JP 59214787 A JP59214787 A JP 59214787A JP 21478784 A JP21478784 A JP 21478784A JP S6193423 A JPS6193423 A JP S6193423A
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JP
Japan
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group
lens
object side
positive lens
positive
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JP59214787A
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JPH0576607B2 (ja
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Kazuyoshi Hata
秦 和義
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/145Optical 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 five groups only
    • G02B15/1451Optical 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 five groups only the first group being positive
    • G02B15/145125Optical 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 five groups only the first group being positive arranged +--++

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はズームレンズ、特にビデオカメラに適するズー
ムレンズに関する。ビデオカメラ用の光学系として要求
されることは、まず、撮像素子が銀塩フィルム等に比べ
、低感間であり、なおかつ、フラッシュ等の照明手段を
用いずに、暗い被写体を撮影する機会か多いため、大口
径比のレンズである必要かあることであ、る。また特に
民生用として普及している単管式の撮像管番こおいては
、その前に色分解のためのフィルターを使用しているの
で、入射光束が光軸に対して大きな傾きを持っていると
カラーシェーディングが発生し、擬似色が発生する原因
となる。そこでこのカラーシェーディングの発生を抑え
るため、射出瞳をほぼ無限遠方に位置させる、言わゆる
テレセントリックな光学系にする必要がある。また高周
波成分のカットのためのローパスフィルターやリヤーコ
ンバーター、色温度変換フィルター等、種々のパーツを
装着可能とするため、ある程度以上のバックフォーカス
を確保しておく必要もある。
また、昨今の現状として、ビデオカメラ本体中に占める
、レンズの体積2重量は電気部品のパッケージ化が急速
に進んだため、8増に大きくなっており、コストについ
ても同じことが言える。そこで軽量コンパクトで安価な
ことが現在のビデオカメラにおいては、必要欠くべから
ざるものとなってきている。また軽量であることはオー
トフォーカス時のフォーカシングレンズ駆動や、パワー
ズーム時の、ズーミングレンズ駆動の際に、省電力が実
現でき、メリットは大きい。
尚、最近の一眼レフ用のズームレンズ等によく用′いら
れている、多成分がズーミング時に移動するような構成
をとると、確かに、軽量コンパクトにはなるが、ビデオ
カメラ用光学系として用いた場合、次の様な問題点が生
じる。まず絞りの前後に移動部が分かれているタイプは
、ビデオカメラに用いられる自動絞り、オートアイリス
が、レンズの外径にくらべ、格段に大きな部材であるた
め、その前後のレンズ群を運動して移動させるためには
、その連動部材が非常に大きいものとなってしまい、レ
ンズのガラス部分は小さくできても、鏡胴構成が大型化
してしまい、結果的には、コンノククトなレンズではな
くなってしまう。また、絞りと絞りより後ろのレンズ群
との間隔が変わるということは、ズーミングによってテ
レセントリ・ツク系が崩れること1こなり、これも不都
合である。
次に第1群がズーミング時に移動するタイプはこれと他
の移動部との動きを連動させる部材、例えばカム溝を持
った筒が、第1群がズーミング時に不動のタイプと比較
して、極端に大きくなり、これもガラスの外径は小さく
なっても、鏡胴込みでとらえれば、逆に大型化してしま
い、コンミ4クト化が達成できていないことになる。さ
らに移動部の数が増えればそれだけコストアップにつな
がり、これも先述した主旨に反する。
本発明は、以上述べたビデオカメラに要求される事項を
全て満足したズームレンズを提供するものである。即ち
、最大口径比をF 1.2程度、もしくはそれより明る
<シ、ズーム比が6〜8倍で、十分なバックフォーカス
を確保したテレセントリック光学系であり、軽量・コン
パクト・安価を実現し、尚かつ収差を良好に補正し、特
にローパスフィルターでカットされる周波数以下の低周
波でのコントラストを十分高くしたものである。
本発明のズームレンズの具体的な構成は以下の通りであ
る。即ち、上述したように、多成分が移動するタイプは
ビデオカメラ用としては不向きなので、ズーミング時の
移動成分は、負の屈折力を持ったバリエータと、同じく
負の屈折力を持ったコンペンセータの2成分に限った。
具体的には、物体側から数えて順に、フォーカシングに
用いるためのズーミング時固定の第1IEレンズ群、ズ
ーミング時移動する変倍のための第2負レンズ群、ズー
ミング時にs2レンズ群の移動に運動して像面位置を一
定に定めるよう移動する第3負レンズ群、第2.第3群
からなる変倍部からの発散光束をほぼアフォーカルにす
るための、固定の第4正レンズ群、さらに結像のための
固定の第5正レンズ群の5群より成る。絞りは第4群と
第5群の間にある。
さてこのような構成で十分全長が短く、尚かつ前玉径を
小さくするためには、周知のごとく、変倍部の各レンズ
群の屈折力を十分強くする必要がある。特にバリエータ
の屈折力を強めることによってその移動量を小とするこ
とができる。しかし、量が大きすぎて、これを後続のレ
ンズ群で補正することは、公知のレンズ構成では不可能
であるか、または、構成枚数を非常に多くして、安価と
いう主旨に目をつぶらねばならない。そこで本発明では
、変倍部よりの発散光束を第4群にてほぼアフォーカル
な光束にし、第5群を後述するような構成とすることに
よって、変倍部で過大に発生した収差を十分良好に補正
することが可能とした。
第4群は1枚または2枚の正レンズより成っているが、
この第4群で光束をほぼアフォーカルにするのは、まず
発散光束のままであると第5群が径、長さとも大きくな
ってしまい、かつ第5群内で発生する収差量が大きくな
ってしまうからで、逆に強く収束させると、第5群を小
さくすることは可能となるが、バックフォーカスが短く
なりすぎ、これを確保するために第5群内の負レンズの
屈折力を過度に強める必要があり、軸外のコマ収差、並
びにサジタルフレアーを誘因してしまうこと−になる。
第4群により光束をほぼアフォーカル立時の像面位置調
整を、第5群を前後に移動させることにより行なうこと
か可能となって、この点についても有利である。
第5群は、バックフォーカスの確保とテレセントリシテ
ィに有利なように屈折力の弱い前群と、屈折力の強い正
の後群よりなる。前群は1枚の正レンズと1枚の負レン
ズの2枚より成り、後群は2枚の正レンズと1枚の負レ
ンズより成るが詳述すると、次の様な構成としたとき、
先行する第1〜第4群内で発生する諸収差の量がどのよ
うな程度であってもズーミングによる収差変動量を小さ
くしておけば、この第5群でそれらを適正に補正するこ
とが可能である。
即ち、前群は、強し)屈折面を物価に向けた正レンズL
Aと、同じく惨い屈折面を物価に向けた負レンズLBの
2枚上り成り、後群は両凸レンズLc、像側に強い負の
屈折面を向けた負メニスカスレンズLD、及び物価に強
い屈折面を向けた正レンズIJBの3枚より成り、さら
に次の各条件を満足する。
ただし、添字のA、B、・・・は、第5群の5枚のレン
ズの添字に対応し、第2添字のpはそのレンズの物価の
面、Fはそのレンズの像側の面を示す。
ψは屈折力、rは曲率半径、nはd線の屈折率、Fvは
第5群の焦点距離を示す。
条件+11は第2レンズの負レンズLBに関するもので
あるか、このレンズが、球面収差補正能力の大半を担っ
ている。特に物価の面が強い負の屈折力を持っており、
球面収差以外にも像面湾曲等、種々の収差を補正する能
力を持っている。条件(1)はこの強い屈折面の屈折力
の強さを示すもので、この条件の下限を下回って弱くな
ると、十分に球面、収差を補正できず、他の面に球面収
差の補正を委ねることになり、この結果、他の収差の補
正が甘くなってしまう。球面収差の大部分はこの面で補
正してしまうのが他の収差の補正上望ましい。また逆に
条件(1)の上限を越えてこの面の屈折力を強くしすぎ
ると、バックフォーカスが必要以上に長くなり過ぎたり
、第5群後群の径が太き(なったりして、コンパクト性
が失われるとともに、収差上もサジタルフレアーが増大
したり、高次の収差が発生して、像のコントラストを落
とす原因となってしまう。
条件(2)は第5群の上記第2レンズLBの前面の屈折
力を第3レンズLcの後面の屈折力との関係で示したも
のである。LBの前面は先述したように大きな正の球面
収差を発生させるのに対し、Lcの後面は大きな負の球
面収差を発生させる。これらのバランスを適正状態にし
ないと、像面での球面収差は、中帯部のふくらみが大き
くなってしまったり、高次収差の影響でうねりの多い球
面収差となってしまう。条件(2)の下限を越えてLB
前面の球面収差の補正力を弱めると、中寄での球面収差
のふくらみが大きくなり、像のコントラストが下がって
しまう。逆に条件(2)の上限を越えてL5B前面の補
正力を強めると、高次の収差の発生が大きく、うねりの
多い球面収差となってこれもコントラスト低下をきたす
。さらに軸外でのサジタルフレアーの増大もまねく上に
誤差特性も悪化してしまい、加工上でも不利である。
以上述べた各条件を満足するように第5群を構成すれば
、ズーム部の各群の屈折力を十分強くしてコンパクト化
を図った際に、ズーム部で過llに諸収差が発生しても
、これらを必要十分な程度に良好に補正することができ
る。
さらに本発明によれば、次の条件lこ従うことが望まし
い。
(310,15<(TBC+TCD)/FV<0.6但
し、Tは第5群内のレンズ間の軸上間隔である。
条件(3)はバックフォーカスの確保とテレセンドリン
クに関係する。条件(3)の下限を下回ると、第5群の
前側焦点位置が第5群先頭のL5Aより物価の方′\遠
ざかってゆき、テレセンl−Uツク系にするためにその
前側焦点位置近傍に絞りを配すためには、結局第5群を
絞りから大きく離して配置する必要があり、かえって全
長が長くなってしまう。
また逆に上限を越えて大きくすると、バックフォーカス
が短くなったり、全長が長くなったりしてしまう。
また、本発明の実施にあたっては、次の条件に注意する
ことが必要である。
(411,0<rnp/rot<3.OrDp、roF
>0(5)  シBlシD<35 条件(4)は、第4レンズの負レンズLVに関するもの
である。このレンズは両面とも物価に凸のメニスカス形
状とすることによって、主に像面湾曲。
歪曲2倍率色収差等、軸外の収差を補正している。
条件(4)はこのレンズのメニスカス度を表わすもので
、下限を下回ると、このレンズの補正能力が弱まり、上
述した軸外の収差を良好に補正し得ない。
逆に上限を上回ると、コマ収差、サジタルフレアーの発
生が大となる上、誤差特性も悪化し、加工上不利である
。また条件(5)は、第5群内の両負レンズの分散を制
限するものであるが、軸上色収差は特にLB、倍率色収
差は特にLDによって補正されるが、s5群はわずか5
枚で構成されているため両負レンズの屈折力はある程度
以上強くすることができず、そのような条件下で十分な
色補正をするためには、この条件(5)に示したような
高分散ガラスを使用する必要がある。
以上に本発明に基づ<、Fl、2(例によってはFl、
0)という大口径比でありながら、全長が短く、前玉が
小さくて軽量であり、テレセントリック。
バックフォーカスの条件も満足した、高性能ズームレン
ズの実施例を示す。
ただし、各実施例においてrlは曲率半径、diは軸上
面間隔を示し、ndはd線における屈折率、νdはアツ
ベ数を示す。
尚、各実施例とも最後尾に、ローパスフィルターやフレ
ースプレートに相当する平板を挿入しである。
また、全長はレンズ先端から像面までの長さを示し、射
出瞳位置をテレセントリックの目安として、像面より左
方を負、右方のとき正として示しておく。
(以   下   余   白  ) 実施例1 78.6〜50.4  Fm1.23〜1.
43 2#51’−93@f   8.60  20.
00  50.40dam   1.00  14.7
34 23.654dlo京  22.780   6
.139   3..200clz来 4.574  
7.480  1.500全長107.0M   射出
瞳位置−355M実施例2 78.6〜50.2  F
m 1.23〜1.45 2す51°〜9.3゜全長1
12.0+s11  射出瞳位1!−312M実施例3
  /8.6〜50.4  I’m 1.23〜1.4
1 2w 51°〜93゜全長115.2 M  射出
瞳位置−248M実施例478.6〜50.4  % 
1.23〜1.41 2(2)51−→、3゜全長 1
16.9111  射出瞳位置 −59711実施例5
 78.6〜67.1  Fm1.Z3〜1.61 2
m51” 〜7.0’全長 121.4 M  射出瞳
位置−462H実施例6 76.1〜35.2  Fm
1.03〜1.11 246149.3〜9.1゜全長
 95.0朋 射出瞳位置 −774It実施例7 7
11.2〜65.0  F)@1.23〜1.44 2
ω52.3°〜97゜全長 132.8n+射出瞳位置
 −227朋実施例8 711.3〜65.0  Fm
 1.Z(〜1.45 21m151.9°〜9.7゜
全長146.1酊 射出瞳位置−2931窮
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1の、第2図は実施例2.4.6.8の
、第3図は実施例3の、第4図は実施例へ7の構成図を
示す。図中、最後尾の平板は、−ローパス・フィルター
、フレースプレート等に相等するものテi 2.3図の
中央部の平板は、TTLオートフォーカスや光学ファイ
ンダーの際のハーフプリズムに相当するものである。 第5〜12図は、第′1〜8実施例の各収差図で、(〜
は短焦点側(B)は中黒点、(qは長焦点側の各収差を
示す。 I −■・・・それぞれ第1〜第5レ ンズ  −LE・・・それぞれ第5群中の第1〜第5レ
ンズ。 出願人  ミノルタカメラ株式会社 \              N 区 cy)             舜 獣 味

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1群はズーミング時固定のフォーカシングのため
    の正レンズ群、第2群はズーミング時移動する変倍のた
    めの負レンズ群、第3群はズーミング時に第2群と連動
    して移動して像面位置を一定にする負レンズ群、第4群
    は第3群より出射した発散光束をほぼアフオーカルな光
    束にするための固定の正レンズ群、第5群は結像のため
    の固定の正レンズ群ある5群より成り、第4群と第5群
    の間に絞りを有するとともに、第5群は前・後群に分か
    れ、前群は強い屈折面を物体側に向けた正レンズL_A
    と、同じく強い屈折面を物体側に向けた負レンズL_B
    の2枚より成り、後群は両凸の正レンズL_C、物体側
    に凸の負メニスカスレンズL_D、そして強い屈折面を
    物体側に向けた正レンズL_Bの3枚より成り、さらに
    以下の条件を満足することを特徴とする大口径比ズーム
    レンズ: 0.6<|ψBP|Fv<1.4、ψBP=(n_B−
    1)/r_B_p<01.2<|ψBP|/ψCF<2
    .5、ψCF=(1−n_C)/r_C_F>0但し、
    Fvは第5群全体の焦点距離、nは第5群内のレンズの
    d線での屈折率、r、ψは第5群内のレンズの面の曲率
    半径及び屈折力(ど のレンズに関するものであるかを各レンズ L_A〜L_Eの添字に対応した添字A〜Eで示し、さ
    らにそのレンズの物体側面に関する ものであれば添字pをまた像側面に関する ものであれば添字Fを付す)。 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項記載の大口径比ズームレンズ: 0.15<(T_B_C+T_C_D)/Fv<0.6
    但しTは第5群内のレンズ間の軸上間隔。
JP59214787A 1984-10-12 1984-10-12 大口径比ズ−ムレンズ Granted JPS6193423A (ja)

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JP59214787A JPS6193423A (ja) 1984-10-12 1984-10-12 大口径比ズ−ムレンズ
US06/786,657 US4720181A (en) 1984-10-12 1985-10-11 Large aperature ratio zoom lens system

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JPS6193423A true JPS6193423A (ja) 1986-05-12
JPH0576607B2 JPH0576607B2 (ja) 1993-10-25

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