WO2001098812A1 - Zoom lens, and its manufacturing method - Google Patents

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lens group
group
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zoom
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Yasuhisa Kitaoka
Akihiro Muramatsu
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a high-magnification, compact, low-cost, high-performance zoom lens suitable for a video camera and a method of manufacturing the same.
  • a zoom lens for a video camera as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-55308, a first lens group having a positive refractive power and being fixed in order from the object side, The second lens group that has a negative refractive power and is movable for zooming, the fixed third lens group that has a positive refractive power, and the image plane variation that has a positive refractive power and changes in magnification
  • a four-group zoom lens composed of a fourth lens group movable for focusing and for focusing.
  • Hei 4-104114 (hereinafter referred to as Conventional Example 1), mainly for the purpose of compactness, in a zoom lens having the same four groups as described above, a glass aspherical lens is used.
  • One lens is used for each of the third and fourth lens groups.
  • glass aspherical lenses require a high-temperature molding method, so the life of expensive molds is short and the cost is about three times that of glass spherical lenses.
  • a plastic lens is used for cost reduction.
  • the plastic lens has a large linear expansion coefficient and is easily affected by a temperature change.
  • the low refractive index is disadvantageous for compactness.
  • Conventional Example 3 low cost is achieved by replacing the glass aspherical lens of the third lens group of the conventional example 1 with a plastic aspherical lens. A manufacturing method has been proposed to obtain the above zoom lens.
  • Conventional Example 2 there was a problem in that it was easily affected by shape deformation due to temperature change.
  • the present invention achieves compactness while maintaining a high zoom ratio of about 20 times and brightness of about F1.6, and achieves high performance without being affected by temperature changes.
  • the objective is to provide a highly competitive zoom lens that can be manufactured at low cost.
  • the present invention has the following configuration.
  • the zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side, a fixed first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power and movable on the optical axis and having a zooming function.
  • the necessary refractive power can be provided on the glass spherical lens side.
  • the plastic lens has an aspheric surface necessary to correct large aberrations, especially in the rear group (groups 3 and 4).
  • the plastic lens has an aspheric surface necessary to correct large aberrations, especially in the rear group (groups 3 and 4).
  • the plastic aspheric lens in the third lens group and the plastic aspheric lens in the fourth lens group satisfy the following conditional expressions.
  • f 3p Focal length of the plastic aspheric lens in the third lens group
  • f 4p Focal length of the plastic aspheric lens in the fourth lens group
  • the third lens group has, in order from the object side, a two-group two-lens configuration including a positive glass spherical lens and a plastic aspheric lens.
  • the plastic aspherical lens at a position where the axial marginal ray is close to the afocal point in the third lens group, the effects of refractive index fluctuation and shape deformation are minimized.
  • a compact, low-cost, high-performance zoom lens can be provided.
  • the method for manufacturing a zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side, a fixed first lens group having a positive refractive power, and a movable variable magnification on the optical axis having a negative refractive power.
  • the third lens group and the fourth lens group are both positive by using at least one or more lenses or a lens barrel of an arbitrary zoom lens having a fourth lens group having a function of correcting fluctuation.
  • the present invention is characterized in that the zoom lens according to the present invention is manufactured as a glass spherical lens and a plastic aspheric lens.
  • the zoom lens shown as the above-described prior art can be used as an arbitrary zoom lens in which a lens or a lens barrel is used.
  • a zoom lens in which a plastic lens having a relatively large refractive power is arranged in the group and the fourth lens group can be exemplified.
  • the zoom lens has a positive glass aspheric lens disposed in the third lens group and the fourth lens group.
  • the first lens group and the second lens group are all composed of glass spherical lenses. According to the manufacturing method of the present invention, the zoom of the present invention described above is preferably used.
  • both other zoom lenses for example, a conventional four-group zoom lens using a positive glass aspheric lens for the third and fourth lens groups
  • a zoom lens suitable for the number of pixels of the image sensor is provided at low cost. This is particularly effective in responding to the product mix of video cameras.
  • the plastic aspheric lens in the third lens group and the plastic aspheric lens in the fourth lens group satisfy the following conditional expressions.
  • ff 33pp Focal length of the plastic aspheric lens in the third lens group
  • f4p Focal length of the plastic aspheric lens in the fourth lens group
  • the refractive power of the plastic aspheric lens used in the third and fourth lens groups By making it weaker, fluctuations in the refractive index and deformation due to temperature changes of the plastic lens can be reduced, so that a compact, low-cost, high-performance zoom lens that is less affected by the usage environment can be obtained.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the aberration performance at the wide-angle end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention. '
  • FIG. 3 is a diagram illustrating aberration performance at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the aberration performance at the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the aberration performance at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating aberration performance at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention. .
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the aberration performance at the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the zoom lens according to the present embodiment includes a first lens unit 1, a second lens unit 2, an aperture S, a third lens unit 3, and a fourth lens unit in order from the object side (left side of the drawing).
  • the lens group 4 the equivalent glass EG equivalent to the cover glass of the image sensor, the mouth-pass filter, and the like are arranged in this order.
  • the first lens group 1 includes two cemented lenses L1 and L2, has a positive refractive power as a whole, and is fixed to a lens barrel (not shown).
  • Each of the lenses LI and L 2 is a glass spherical lens having a positive refractive power.
  • the second lens group 2 includes a lens L3 and two cemented lenses L4, has a negative refractive power as a whole, is movable on the optical axis 10, and changes the magnification (zooming ) Provide functions.
  • Lenses L3 and L4 are both glass spherical lenses.
  • the stop S is fixed to a lens barrel (not shown).
  • the third lens group 3 includes lenses L5 and L6, has a positive refractive power as a whole, and is fixed to a lens barrel (not shown).
  • Lens L5 is a glass spherical lens having a positive refractive power
  • lens L6 is a plastic aspheric lens.
  • the fourth lens group 4 Lens L7 and two cemented lenses L8, have a positive refractive power as a whole, can move on the optical axis 10, and reduce image plane fluctuations due to zooming or changes in object distance. It has a function to correct (focus).
  • the lens L7 is a plastic aspherical lens
  • the lens 8 is a glass spherical lens having a positive refractive power. In Fig. 1, the plastic aspherical lens is shaded.
  • Table 1 below shows examples of the number of zoom lenses according to the first embodiment.
  • r 1, r 2, ⁇ are the radii of curvature of each lens surface (however, the surface marked with * is an aspheric surface, and in this case, indicates the radius of curvature of the reference spherical surface)
  • dl, d 2 Is the wall thickness or air space of each lens
  • nl, ⁇ 2, ⁇ ' are the refractive indices of each lens at the d-line
  • 11, 2,2, ⁇ are the Abbe numbers based on the line.
  • Each subscript means the corresponding number counted in order from the object side.
  • F is the focal length of the whole system
  • F / is the F number.
  • the air distances d5, d10, dl5, and d20 are variable, and each of the focal lengths f at the wide-angle end, the middle position, and the telephoto end and the variable air distance at that time are also shown. .
  • the respective aspheric shapes of the plastic aspheric lens L 6 (r l4, r 15) and the plastic aspheric lens L 7 (r l 6, r 17) are represented by the following equations.
  • Table 1 also shows the aspheric coefficients K, A, B, C, D, and E for each surface. o M ⁇ 9 ⁇ 19 ⁇ -
  • the refractive power of the plastic aspherical lens is defined as the following equation.
  • fw is the focal length of the entire system at the wide-angle end
  • f 3p is the focal length of the plastic aspheric lens L 6 of the third lens group 3
  • f 4p is the focal length of the plastic aspheric lens L 7 of the fourth lens group 4 The focal length.
  • FIGS. 2 to 4 show aberration diagrams of the zoom lens at the wide-angle end, the middle position, and the telephoto end, respectively.
  • the focal length of the entire system is indicated by f
  • the F number is indicated by FZ
  • the angle of view is indicated by 2 ⁇ .
  • F represents the F line
  • C represents the C line.
  • S represents a sagittal image plane
  • ⁇ represents a meridional image plane.
  • the zoom lens according to the present embodiment uses, for example, the first and second lens groups and the lens barrel of the conventional zoom lens having a four-group configuration, and combines the third and fourth lens groups.
  • the configuration of the embodiment it is possible to manufacture two or more types of zoom lenses while sharing the manufacturing equipment, thereby enabling cost reduction.
  • it is easy to appropriately select and manufacture a zoom lens to be combined according to a change in the number of pixels of an image sensor of a video camera various product configurations can be realized with a small capital investment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
  • the zoom lens of the present embodiment differs from the zoom lens of the first embodiment in that the plastic aspheric lens L7 of the fourth lens group 4 is arranged on the image plane side of the glass spherical cemented lens L8. is there.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the components having the same functions as those in FIG.
  • Table 2 shows numerical examples of the zoom lens according to the second embodiment. The meanings of the various symbols in Table 2 are the same as in Table 1.
  • the refractive power of the plastic aspherical lens is defined by the following equation.
  • FIGS. 6 to 8 show aberration diagrams of the zoom lens at the wide-angle end, the middle, and the telephoto end, respectively.
  • the symbols in the figures are the same as those in FIGS.
  • the zoom lens according to the present embodiment can realize good optical performance with small aberration similarly to the first embodiment.
  • the embodiments described above are all intended to clarify the technical contents of the present invention, and the present invention is not construed as being limited to such specific examples only.
  • plastic As an example, the lens is made of polymethyl methacrylate (PMMA) (for example, “Acrypet” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC Poly-Poly-Ponate resin
  • PC Poly-Poly-Ponate resin
  • ARTONJ manufactured by JSR Corporation
  • Estyrene MS polystyrene resin
  • PS polystyrene resin
  • Low moisture absorption acrylic for example, is produced by Hitachi Chemical Co., Ltd. E industry "OPTOREZ”, it may be used "Akuribetto WF100J) or the like which is produced by the Mitsubishi
  • PC polycarbonate resin
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • styrene resin or a polystyrene resin (PS) it can be produced at a low cost.
  • the lens outer diameter sufficiently larger than the lens effective diameter in order to improve stress distortion near the gate.
  • plastic lens in the third lens group and the plastic lens in the fourth lens group Different resin materials or the same resin material may be used.
  • an aspheric lens may be used for the first lens group and / or the second lens group.
  • the use of an aspheric lens for the first lens group and / or the second lens group is effective in correcting distortion and the like.

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Description

ズームレンズ及びその製造方法
技術分野
本発明は、 ビデオカメラに好適な高倍率でコンパクト、 かつ低コスト で高性能なズームレンズ及びその製造方法に関する。
明
細
背景技術
従来、 ビデオカメラ用のズ一ムレンズとしては、 特開平 2— 5 5 3 0 8号公報にみられるように、 物体側より順に、 正の屈折力を有し固定さ れた第 1レンズ群、 負の屈折力を有し変倍のために可動である第 2レン ズ群、 正の屈折力を有し固定された第 3レンズ群、 そして正の屈折力を 有し変倍による像面変動を補正するとともに合焦のために可動である第 4レンズ群とから構成された 4群構成のズームレンズが知られている。 さらに、 特開平 4一 1 0 4 1 1 4号公報 （以下、 従来例 1 ) では、 主 にコンパクト化のために、 上記と同様の 4群構成のズームレンズにおい て、 硝子非球面レンズが第 3レンズ群と第 4レンズ群に 1枚ずつ使われ ている。 しかしながら、 硝子非球面レンズは、 高温でのモールド工法を 必要とするため、 高価な金型の寿命が短くコストが硝子球面レンズの約 3倍程度と高価である。
また、 特開平 9一 3 1 1 2 7 2号公報 （以下、 従来例 2 ) では、 低コ スト化のためにプラスチックレンズが使われている。 しかしながら、 プ ラスチックレンズは線膨張係数が大きく温度変化による影響を受けやす いので、 高画素の撮像素子に対する性能が十分でない。 また、 屈折率が 低いためコンパクト化に不利である。 また、 特開平 1 1一 1 9 4 2 7 3号公報 （以下、 従来例 3 ) では、 従 来例 1の第 3レンズ群の硝子非球面レンズをプラスチック非球面レンズ に置き換えることにより、 低コストのズームレンズを得る製造方法が提 案されている。 しかしながら、 従来例 2と同様に温度変化による形状変 形の影響を受けやすいという問題を有していた。
このように、 ビデオカメラ用ズームレンズのコンパクト化のため用い られる硝子非球面レンズは高価であるという問題があった。 また、 高価 な硝子非球面レンズを安価なプラスチックレンズに置き換えると、 ブラ スチックは線膨張係数が硝子の約 1 0倍と大きいため、 温度変化による 屈折率の変動や形状変形による影響が大きいという問題があった。 発明の開示
本発明は、 2 0倍程度の高変倍比と F 1 . 6程度の明るさを保ちなが ら、 コンパクト性を達成するとともに、 温度変化による影響を受けにく く、 高性能を実現し、 低コスト化が可能な、 競争力の高いズームレンズ を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、 本発明は以下の構成とする。
本発明のズームレンズは、 物体側から順に、 正の屈折力を有し固定さ れた第 1レンズ群と、 負の屈折力を有し光軸上を可動で変倍機能を備え た第 2レンズ群と、 正の屈折力を有し固定された第 3レンズ群と、 正の 屈折力を有し光軸上を可動で変倍又は物体距離の変化に伴う像面変動を 補正する機能を備えた第 4レンズ群とを有するズームレンズであって、 前記第 3レンズ群及び前記第 4レンズ群は、 いずれも正の硝子球面レン ズとプラスチック非球面レンズとを備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、 コンパクト化のために各レンズ群の屈折力を強 くする際、 必要な屈折力を硝子球面レンズ側に持たせることができる。 また、 特に後群 （第 3群、 第 4群） で大きくなつた収差を補正するため に必要な非球面をプラスチックレンズに施している。 このように、 硝子 球面レンズとプラスチック非球面レンズとを組み合わせることによって 、 従来のプラスチックレンズでは不利とされた温度変化による屈折率の 変動や形状変形による影響を少なくでき、 安価なプラスチックレンズの 特性を生かして、 変倍比 2 0倍と高変倍ながらコンパク卜で低コスト、 高性能のズームレンズを実現できる。
上記のズームレンズにおいて、 前記第 3レンズ群のプラスチック非球 面レンズ及び第 4レンズ群のプラスチック非球面レンズは、 以下の条件 式を満足することが好ましい。
f w/ I f 3p I < 0 . 0 2
f w/ I f 4p I < 0 . 0 2
但し、
f w ：全系の広角端での焦点距離
f 3p ：第 3レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離 f 4p ：第 4レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離 このように、 第 3レンズ群と第 4レンズ群に用いられるプラスチック 非球面レンズの屈折力を弱くすることにより、 プラスチックレンズの温 度変化による屈折率の変動や形状変形による影響を小さくできるので、 使用環境に影響されにくい、 コンパクトかつ低コストで高性能なズーム レンズが実現できる。
また、 上記のズームレンズにおいて、 前記第 3レンズ群は、 物体側よ り順に、 正の硝子球面レンズと、 プラスチック非球面レンズとからなる 2群 2枚構成であることが好ましい。 このように、 第 3群において軸上 マージナル光線がァフォーカルに近い位置にプラスチック非球面レンズ を配置することにより、 屈折率の変動や形状変形による影響を極力小さ くし、 コンパクトかつ低コストで高性能なズームレンズを提供できる。 次に、 本発明のズームレンズの製造方法は、 物体側から順に、 正の屈 折力を有し固定された第 1レンズ群と、 負の屈折力を有し光軸上を可動 で変倍機能を備えた第 2レンズ群と、 正の屈折力を有し固定された第 3 レンズ群と、 正の屈折力を有し光軸上を可動で変倍又は物体距離の変化 に伴う像面変動を補正する機能を備えた第 4レンズ群とを有する任意の ズームレンズの少なくとも 1以上のレンズ又は鏡筒を使用して、 前記第 3レンズ群及び前記第 4レンズ群を、 いずれも正の硝子球面レンズとプ ラスチック非球面レンズとした上記本発明のズームレンズを製造するこ とを特徴とする。 ここで、 レンズ又は鏡筒が使用される任意のズームレ ンズは、 例えば上記の従来技術として示したズームレンズが使用できる 。 例えば、 第 1レンズ群及び第 2レンズ群を全て硝子球面レンズで構成 したズームレンズ、 第 3レンズ群及び第 4レンズ群に正の硝子非球面レ ンズを配したズームレンズ、 または、 第 3レンズ群と第 4レンズ群に屈 折力が相対的に大きなプラスチックレンズを配したズームレンズなどが 例示できる。 特に、 第 3レンズ群及び第 4レンズ群に正の硝子非球面レ ンズを配したズームレンズであることが好ましく、 更に第 1レンズ群及 び第 2レンズ群は全て硝子球面レンズで構成されていることが好ましい かかる本発明の製造方法によれば、 上記した本発明のズー
これ以外のズームレンズ （例えば、 第 3レンズ群と第 4レンズ群に正の 硝子非球面レンズを用いた従来の 4群構成のズームレンズ） との両方を 製造する場合、 第 3レンズ群と第 4レンズ群以外の構成部品 （レンズや 鏡筒） の一部又は全部を共用することができるので、 コンパクトかつ低 コス卜で高性能のズームレンズを少ない金型や設備投資で製造できる。 例えば、 撮像素子の画素数に対して好適なズームレンズを低コストで提 供することが可能となるため、 ビデオカメラの商品構成の対応に特に有 効である。
上記の製造方法において、 前記第 3レンズ群のプラスチック非球面レ ンズ及び第 4レンズ群のプラスチック非球面レンズは、 以下の条件式を 満足することが好ましい。
I W/ I f 3p I < 0 . 0 2
f W/ I f 4p I < 0 . 0 2
但し、
w ：全系の広角端での焦点距離
ff 33pp ：第 3レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離 f 4p ：第 4レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離 第 3レンズ群と第 4レンズ群に用いられるプラスチック非球面レンズ の屈折力を弱くすることにより、 プラスチックレンズの温度変化による 屈折率の変動や形状変形による影響を小さくできるので、 使用環境に影 響されにくい、 コンパクトかつ低コストで高性能なズ一ムレンズが得ら れる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1のズームレンズの構成図である。
図 2は、 本発明の実施の形態 1のズームレンズの広角端での収差性能 を示す図である。 '
図 3は、 本発明の実施の形態 1のズームレンズの中間位置での収差性 能を示す図である。
図 4は、 本発明の実施の形態 1のズームレンズの望遠端での収差性能 を示す図である。
図 5は、 本発明の実施の形態 2のズームレンズの構成図である。 図 6は、 本発明の実施の形態 2のズームレンズの広角端での収差性能 を示す図である。
図 7は、 本発明の実施の形態 2のズームレンズの中間位置での収差性 能を示す図である。 .
図 8は、 本発明の実施の形態 2のズームレンズの望遠端での収差性能 を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
(実施の形態 1 )
以下に、 本発明の実施の形態 1について、 図 1〜図 4を用いて説明す る。
図 1は本発明の実施の形態 1にかかるズームレンズの構成図である。 図 1に示すように、 本実施の形態のズームレンズは、 物体側 （紙面の左 側） から順に、 第 1レンズ群 1、 第 2レンズ群 2、 絞り S、 第 3レンズ 群 3、 第 4レンズ群 4、 撮像素子のカバー硝子や口一パスフィル夕一等 と等価な等価硝子 E Gとがこの順に配置されている。 第 1レンズ群 1は 、 2枚の貼り合わせレンズ L 1とレンズ L 2とからなり、 全体として正 の屈折力を有し、 図示しない鏡筒に固定されている。 レンズ L I , L 2 はいずれも正の屈折力を有する硝子球面レンズである。 第 2レンズ群 2 は、 レンズ L 3と 2枚の貼り合わせレンズ L 4とからなり、 全体として 負の屈折力を有し、 光軸 1 0上を移動可能で、 倍率を変化させる （ズー ミング） 機能を備える。 レンズ L 3， L 4はいずれも硝子球面レンズで ある。 絞り Sは図示しない鏡筒に固定される。 第 3レンズ群 3は、 レン ズ L 5 , L 6からなり、 全体として正の屈折力を有し、 図示しない鏡筒 に固定されている。 レンズ L 5は正の屈折力を有する硝子球面レンズ、 レンズ L 6はプラスチック非球面レンズである。 第 4レンズ群 4は、 レ ンズ L 7と 2枚の貼り合わせレンズ L 8とからなり、 全体として正の屈 折力を有し、 光軸 1 0上を移動可能で、 変倍又は物体距離の変化に伴う 像面変動を補正 （合焦） する機能を備える。 レンズ L 7はプラスチック 非球面レンズ、 レンズ 8は正の屈折力を有する硝子球面レンズである 。 図 1で、 プラスチック非球面レンズには斜線を施している。
以下、 実施の形態 1のズームレンズの数^!実施例を表 1に示す。 表中 r 1 , r 2 , · · はレンズ各面の曲率半径 （但し、 *を付した面は非球 面であり、 この場合は基準球面の曲率半径を示している）、 d l， d 2 , • · は各レンズの肉厚又は空気間隔、 n l， η 2 , · ' は各レンズの d 線における屈折率、 レ 1， ソ 2, · · は 線を基準にするアッベ数であ り、 それぞれの添字はいずれも物体側から順に数えた該当番号を意味す る。 また、 f は全系の焦点距離、 F/は Fナンバーを示す。
表中、 空気間隔 d 5, d 1 0, d l 5， d 20は可変であり、 広角端 、 中間及び望遠端における各焦点距離 f とそのときの上記可変の空気間 隔を併せて示している。
更に、 プラスチック非球面レンズ L 6 (r l 4、 r 1 5) 及びプラス チック非球面レンズ L 7 (r l 6、 r 1 7) の各非球面形状は次の式で 表される。
x= (h2/r) / (1 + (1 - (K+ l) h Vr 2) 1/2)
+Ah4+B h6+Ch8 + Dh10+Eh12
但し、 光軸方向を x軸、 光軸からの距離を h、 基準球面の曲率半径を rとする。 各面の非球面係数 K， A, B， C, D， Eを表 1に併せて示 した。 o MΛ 9卜19Ϊ〜-
Figure imgf000010_0001
CM CO 寸 CD 00 Ci
rH CO Z TH
00 τΗ i-l
¾ ¾
^
00
寸 CO
00 寸
OS o
eg 8 8 5 1
卜 00 σ>
Figure imgf000010_0002
i 〇ε 00
s3 2 00 P TJPOl05294 可変間隔
f d 5 dlO dl5 d20
3.76 0.698 20.883 8.803 4.000
28.2 16.462 5.118 3.297 9.506
73.9 20.567 1.014 10.003 2.800 第 14面非球面係数
K - 6. 7 1 0
、メ ― 3
A 一 3. 2 6 04 1 X 1 0
B - 1. 0 9 8 5 1 X 1 0一 4
C 7. 7 7 2 3 1 X 1 0 - 6
D 一 2. 8 8 54 1 X 1 ϋ ― 7
E 3. 8 3 9 5 3 X 1 0 ― 9
第 1 5面非球面係数
K 5. 2 8 7
A 2. 8 8 7 9 6 X 1 0一 3
B 3. 2 32 8 9 X 1 0 —4
C 2. 0 8 6 6 6 X 1 0
D 2. 8 9 6 5 6 X 1 0 — 7
E - 6. 8 2 847 X 1 0 - 9
6面非球面係数
K 一 7. 1 44
A 0. 0
B 0. 0 C 0. 0
D 0. 0
E 0. 0 第 1 7面非球面係数
K 一 4 300
A 8 9 6 2 0 0 X 1 0 - 3
B 9 3 3 9 0 X 1 0 ~6
C 2 1 6 3 9 0 X 1 0 ~6
D 3 5 340 X 1 0 ~8
E 一 7 6 0 8 0 0 X 1 0 _1 Q 尚、 本実施例において、 プラスチック非球面レンズの屈折力は次式の 如く規定される。
f w/ I f 3p 1 = 0. 0 0 3
f w/ I f 4p 1 = 0. 0 0 1
ここで、 fwは全系の広角端での焦点距離、 f 3pは第 3レンズ群 3の プラスチック非球面レンズ L 6の焦点距離、 f 4pは第 4レンズ群 4の プラスチック非球面レンズ L 7の焦点距離である。
図 2乃至図 4にこのズームレンズの広角端、 中間、 望遠端のそれぞれ における収差図を示す。 図 2乃至図 4において、 全系の焦点距離を f 、 Fナンバーを FZ、 画角を 2 ωとして示している。 図 2乃至図 4の球面 収差図において、 Fは F線を表し、 Cは C線を表す。 また、 非点収差図 において、 Sはサジタル像面を表し、 Μはメリディォナル像面を表す。 この収差図からわかるように、 本実施の形態のように硝子球面レンズ とプラスチック非球面レンズを組み合わせることにより、 収差の小さい 良好な光学性能を実現することができる。
本実施の形態のズームレンズは、 例えば上記した従来の 4群構成のガ ラスからなるズームレンズにおける第 1及び第 2レンズ群と鏡筒とを共 用し、 第 3及び第 4レンズ群を本実施の形態の構成に置き換えることで 、 製造設備を共用しながら 2種類以上のズ一ムレンズを製造することが でき、 低コスト化が可能になる。 また、 ビデオカメラの撮像素子の画素 数などの変化に応じて、 組み合わせるズームレンズを適宜選択して製造 することが容易となるので、 多様な商品構成を少ない設備投資で実現で きる。
(実施の形態 2 )
図 5は本発明の実施の形態 2にかかるズームレンズの構成図である。 本実施の形態のズームレンズが実施の形態 1のズームレンズと異なるの は、 第 4レンズ群 4のプラスチック非球面レンズ L 7を硝子球面貼り合 わせレンズ L 8の像面側に配置した点である。 これ以外の構成は実施の 形態 1と同様であり、 図 1と同一の機能を有する構成部材には同一の符 号を付して重複する説明を省略する。
以下、 実施の形態 2のズームレンズの数値実施例を表 2に示す。 表 2 の各種記号等の示す意味は表 1と同様である。
寸
Figure imgf000014_0001
CS3 o
rH
rH CO 寸 O rH
i¾ 1=1 Pi
8
Figure imgf000014_0002
8
2 03〇a 可変間隔
f d 5 dlO dl5 d20
3.76 0.700 20.881 8.809 4.000 28.2 16.335 5.246 3.242 9.567 73.4 20.558 1.023 10.009 2.800 第 14面非球面係数
K 一 7 366
A 一 4 36433 X 1 0—3
B 一 6 9352 X 1 0 "5
C 4 6027 3 X 10- 6
D 一 1 5 5699 X 1 0 ~7
E 2 080 1 8 X 1 0 ~9 第 1 5面非球面係数
Κ 3. 300
A 6 08972 X 1 0一3
B - 4 14075 X 1 0 ~5
C 3 1 9769 X 1 0 -5
D - 7 90882 X 1 0 ~7
E 7 77467 X 1 0一9 第 1 9面非球面係数
K 5. 0 19
A 0. 0
B 0. 0 C 0. 0
D 0. 0
E 0. 0 第 20面非球面係数
K - 1 0. 054
A 1. 1 99 3 3 X 1 0一 2
B 1. 247 9 5 X 1 0一 3
C 一 2. 478 9 6 X 1 0 -4
D 1. 637 1 0 X 1 0 - 5
E 一 3. 763 1 7 X 1 0一 7
尚、 本実施例において、 プラスチック非球面レンズの屈折力は次式の 如く規定される。
fw/l f 3p 1 = 0. 00 3
fw/l f 4p 1 =0. 00 1
図 6乃至図 8にこのズームレンズの広角端、 中間、 望遠端のそれぞれ における収差図に示す。 図中の記号等は図 2〜4と同じである。
本実施の形態のズームレンズは、 実施の形態 1と同様に収差の小さい 良好な光学性能が実現できる。
また、 実施の形態 1と同様に、 例えば従来の 4群構成のガラスからな るズームレンズと共通する構成部品を共用することで、 製造設備を共用 でき、 低コスト化と、 多様な商品構成を実現できる。
以上に説明した実施の形態は、 いずれもあくまでも本発明の技術的内 容を明らかにする意図のものであって、 本発明はこのような具体例にの み限定して解釈されるものではない。 例えば、 実施例ではプラスチック レンズの材料としてポリメタクリル酸メチル （P MM A) (例えば、 三 菱レイヨン株式会社で製造される 「ァクリペット」、 住友化学工業株式 会社で製造される 「スミペックス」） を用いた例で説明したが、 この他 に、 ポリ力一ポネート樹脂 （P C ) (例えば、 帝人化成株式会社で製造 される 「パンライト」、 三菱エンジニアプラスチックス株式会社で製造 される 「ュ一ピロン」）、 環状ォレフィンポリマ一 （例えば、 日本ゼオン 株式会社で製造される 「ZEONEX」、 J S R株式会社で製造される 「 ARTONJ , 三井化学株式会社で製造される 「アベル」）、 スチレン系樹 脂 （例えば、 新日鉄化学株式会社で製造される 「エスチレン M S」）、 ポ リスチレン樹脂 （P S ) (例えば、 大日本インキ化学工業株式会社で製 造される 「ディックスチレン」）、 低吸湿アクリル （例えば、 日立化成ェ 業株式会社で製造される 「OPTOREZ」、 三菱レイヨン株式会社で製造 される 「ァクリベット WF100J ) 等を使用しても良い。
例えば、 ポリカーボネート樹脂 （P C ) を用いると、 ポリメタクリル 酸メチル （P MMA ) に比べて耐熱性と吸湿による形状変形を改善でき る。
例えば、 環状ォレフィンポリマ一を用いると、 分散を悪化させずに、 耐熱性と吸湿による形状変形とを大幅に改善できる。
例えば、 スチレン系樹脂、 ポリスチレン樹脂 （P S ) を用いると、 安 価に作成することができる。
例えば、 低吸湿アクリルを用いると、 吸湿による形状変形を改善でき る。
また、 ポリ力一ポネート樹脂を用いた場合、 ゲート付近の応力歪みを 改善するために、 レンズ外径をレンズ有効径よりも十分に大きくするこ とが望ましい。
もちろん、 第 3レンズ群のプラスチックレンズと、 第 4レンズ群のプ ：、 異なる樹脂材料であっても良いし、 同じ樹脂材 料であっても良い。
また、 第 1レンズ群、 第 2レンズ群には硝子球面レンズを用いた例を 説明したが、 第 1レンズ群及び/又は第 2レンズ群に非球面レンズを用 いても良い。 第 1レンズ群及び 又は第 2レンズ群に非球面レンズを用 いることにより、 歪曲収差の補正等に効果がある。
このように、 本発明は、 その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲 内でいろいろと変更して実施することができ、 本発明を広義に解釈すベ きである。

Claims

求 の 範 囲
1 . 物体側から順に、
正の屈折力を有し固定された第 1レンズ群と、
負の屈折力を有し光軸上を可動で変倍機能を備えた第 2レンズ群と、 正の屈折力を有し固定された第 3レンズ群と、
正の屈折力を有し光軸上を可動で変倍又は物体距離の変化に伴う像面 変動を補正する機能を備えた第 4レンズ群と
を有するズームレンズであって、
前記第 3レンズ群及び前記第 4レンズ群は、 いずれも正の硝子球面レ ンズとプラスチック非球面レンズとを備えることを特徴とするズ一ムレ ンズ。
2 . 前記第 3レンズ群のプラスチック非球面レンズ及び第 4レンズ群 のプラスチック非球面レンズは、 以下の条件式を満足する請求項 1に記 載のズームレンズ。
f w/ I f 3p I < 0 . 0 2
f w/ I f 4p I く 0 . 0 2
但し、
f w ：全系の広角端での焦点距離
f 3p ：第 3レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離 f 4p ：第 4レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離
3 . 前記第 3レンズ群は、 物体側より順に、 正の硝子球面レンズと、 プラスチック非球面レンズとからなる 2群 2枚構成である請求項 1又は 2に記載のズームレンズ。
4 . 物体側から順に、 正の屈折力を有し固定された第 1レンズ群と、 負の屈折力を有し光軸上を可動で変倍機能を備えた第 2レンズ群と、 正 の屈折力を有し固定された第 3レンズ群と、 正の屈折力を有し光軸上を 可動で変倍又は物体距離の変化に伴う像面変動を補正する機能を備えた 第 4レンズ群とを有するズームレンズの少なくとも 1以上のレンズ又は 鏡筒を使用して、 前記第 3レンズ群及び前記第 4レンズ群を、 いずれも 正の硝子球面レンズとプラスチック非球面レンズとしたズームレンズを 製造することを特徴とするズームレンズの製造方法。
5 . 前記第 3レンズ群のプラスチック非球面レンズ及び第 4レンズ群 のプラスチック非球面レンズは、 以下の条件式を満足する請求項 4に記 載のズームレンズの製造方法。
f w/ I f 3p I く 0 . 0 2
f w/ I f 4p I < 0 . 0 2
但し、
f w ：全系の広角端での焦点距離
f 3p ：第 3レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離 f 4p ：第 4レンズ群のプラスチック非球面レンズの焦点距離
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