JPH02167519A

JPH02167519A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH02167519A
Application number: JP63322615A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Ono; 小野　周佑; Keizo Ishiguro; 敬三石黒; Rieko Hiramoto; 平本　理恵子; Toshiyuki Ii; 寿幸伊井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-27
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2529373B2

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】産業上の利用分野本発明はビデオカメラ等のズームレンズに関し、最適な
レンズ配置と曲率、硝材の選択により、少ないレンズ枚
数で大口径比と小型、軽量化を実現するズーム比が８倍
の高倍率高性能ズームレンズに関するものである。

従来の技術最近のビデオカメラは操作性１機動性が重視されており
、その要求に答えて撮像デバイスも１．２７ｍｍ（１／
２インチ）の小型が主流になりつつある。

また、それにともない大口径比、高倍率５小型軽量、高
性能ズームレンズが強く要望されている。

さらに、コスト低減の要望も強く、構成枚数と高性能を
維持しつつ、高倍率化をはかったズームレンズの実現が
強くせまられている。従来のズームレンズはＦナンバー
が１．４．ズーム比が６程度であり、各群はフォーカシ
ング部が３枚、パリエタ部が３枚、コンペンセータ部が
１枚、リレーレンズ部が７〜９枚の構成のものが多い。

発明が解決しようとする課題ズームレンズの場合は、一般にズーム比を大きくすれば
する程レンズ長が長くなり、コンパクト化が遠戚されな
い。さらに、ビデオカメラ用ズームレンズの場合は、カ
ラーシェーディング防止のため射出瞳位置が像面より一
定距離以上必要であること、水晶板等が撮像面の前にお
かれるのでバックフォーカスの長いレンズ系が必要とい
う制約があり、Ｆナンバーが約１，２．ズーム比が約８
倍の大口径、高倍率ズームレンズの実現には、１４〜１
６枚という多数の球面レンズが不可欠であった。

課題を解決するための手段本発明のズームレンズは物体側より順に、正の屈折力を
有するフォーカシング部としての第１群と、負の屈折力
を有し光軸上を移動することにより倍率を変えるバリエ
ータ一部としての第２群と、バリエータ一部の移動によ
って変動する像面を基準面から一定の位置に保つコンペ
ンセータ一部としての第３群と、上記第１．第２．第３
群が形成する変倍系に接続するリレーレンズ部としての
第４群とからなり、上記第１群は物体側より順に接合レ
ンズおよび正の屈折力の単レンズで構成され、上記第２
群は負の屈折力の単レンズおよび接合レンズで構成され
、上記第３群は負の屈折力の単レンズで構成され、上記
第４群は正の屈折力の単レンズ、負の屈折力の単レンズ
、つづいて２枚の正の屈折力の単レンズ、その後比較的
大きな空気間隔をおいて負の屈折力の単レンズおよび正
の屈折力の単レンズで構成され、さらに上記第４群の物
体側から数えて第４番目のレンズが物体側に凸面の向い
た正の屈折力のメニスカスレンズであって下記の〔１〕
〜〔１０〕の条件を満足する。

■　４．０＜ｆ１／ｆＷ＜７．０ ■　１．０＜　ｌ　ｆ２１／ｆｗ＜１．６■　２．Ｑ＜
ｆ４／ｆＷ＜４．０ ■　０．８　＜　ｌ　ｒ１４１．／　ｆ４　＜１．６〔
５〕　０．４＜ｒ１９／ｆ４＜０．９■　０．２　＜　
ｒ　２２／　ｆ　ａ　〈０．５■　０．３　＜　ｄ　２
゜／ｆｗ＜０．７■　０．１　＜　ｄ　２゜／ｆｗ＜０
．３■　ｎ　１２＞　１．７０［相］　ｎ　＋３＞　１．６５ただしｆｌは広角端の全系焦点距離、ｆ。

ｆ２．ｆ、はそれぞれ第１群、第２群および第４群の焦
点距離、ｒ＋４．　　ｒＩｑ、　　ｒｚ□は物体側より
数えて第１４番目、第１９番目、第２２番目のレンズ面
の曲率半径、ｄ２゜、　　ｄｚ□は第２０番目、第２２
番目の空気間隔、ｎ、□、ｎ１３ば第１２番目、第１３
番目のレンズの屈折率を示す。

作用本発明は上記した構成により、すなわち、球面形状の活
用、適切なレンズタイプ、レンズ材料の選択により、１
３枚という少ないレンズ枚数にもかかわらず、優れた収
差性能を有し、ズーム比が８倍、Ｆナンバーが１．２の
高倍率、大口径比を実現したものである。

実施例以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明のズームレンズの一実施例の構成図を
示すものである。第１図において、１は第１群、２は第
２群、３は第３群、４は第４群、５は水晶フィルタや撮
像デバイスのフェイスプレートに相当する等価的なガラ
ス板である。

ズームレンズをコンパクトに構成するには各群のパワー
を強くすることが必要である。上記条件■１条件■９条
件■は各群のパワーを規定する条件式であり、強いパワ
ーを与えるが、各群のレンズタイプ、形状などを最適に
選ぶことによって良好な収差を実現できる範囲である。

条件のは第１群１のパワーに関する条件である。

下限を越えると第１群１のパワーが大きくなり過ぎるた
め、長焦点側の球面収差の補正が困難になる。上限を越
えると近距離撮影時の第１群繰り出し量が大きくなり過
ぎるため、遠距離撮影時と近距離撮影時の軸外収差のア
ンバランスの補正が困難になる。

条件■は第２群２のパワーに関する条件である。

下限から外れる時には、コンパクトにできるが、全系の
ペッツバール和が大きく負になり、硝材の選択のみでは
像面湾曲の補正ができない。上限を越えると収差補正は
容易であるが、変倍系が長くなりコンパクト化が達成で
きない。

条件■は第４群４のパワーに関する条件である。

下限から外れる時には、第４群４をコンパクトにできる
が、画面包括範囲が狭くなり、所望の範囲を得るには第
１群１の有効径を大きくする必要があり、全系のコンパ
クト化が実現できない。上限を越えると収差補正は容易
であるが、第４群４が長くなりコンパクト化が達成でき
ない。

条件■１条件■１条件■は第４群４の曲率半径に関する
条件式である。条件■１条件■１条件■の下限を越える
と、これらの面への軸外光線の入射角が大きくなり、軸
外コマ収差の補正が困難となる。条件■１条件■の上限
を越えると、球面収差が補正不足となり、条件■の上限
を越えると、歪曲収差が補正不足となり広角端の歪曲収
差を小さくすることができない。

条件■１条件■は第４群４の空気間隔に関する条件式で
ある。条件■の下限を越えると、軸外光線高が小さくな
り、硝材の選択のみでは倍率色収差の補正が困難となる
。条件■の下限を越えると、非点隔差が大きく発生し、
像面湾曲の補正が困難となる。条件■１条件■の上限を
越えると、軸外光線高が大きくなり、軸外コマ収差の補
正が困難となる。

条件■と条件［相］は硝材の屈折率に関する条件式であ
る。条件■と条件［相］は第２群２で発生した負のペッ
ツバール和を良好に補正する条件である。

これらの条件から外れると、像面湾曲の補正が困難とな
る。

本発明に基づくレンズ構成と条件のもとで、Ｆナンバー
が約１．４．ズーム比が約８倍のコンパクトで性能のよ
く、かつ安価なビデオカメラ用ズームレンズを１３枚構
成で実現することができた。

これらの条件を満たす一実施例を以下に示す。

表中ｒ１．ｒ２・・・・・・は物体側から順に数えたレ
ンズの各面の曲率半径、ｄ、、ｄ２・・・・・・はレン
ズ面間の肉厚または空気間隔、ｎ、、ｎ２・・・・・・
は各レンズのｄ綿に対する屈折率、シ３．シ２・・・・
・・はｄ線に対するアツベ数である。

（実施例１）ｆ＝８．８８〜６７．２４Ｆ／Ｎ○＝　１．２５〜１．８６１２２．６３８　　ｄ、＝　１．４Ｏｎ、＝１．８０５
１８　　ｖ　、＝　２５．５４２．３７８　　ｄ２＝　
７．１Ｏｎ、＝１．６０３１１　　ｖ　、＝　６０．７
１４０．７９２　　ｄ３＝　０．２０３８．４６９　　ｄ−＝　４．５０　　ｎ３＝１．７１
３００　　ｖ　３＝　５３．９１４２．６５０　　ｄｓ
　　（可変）１２３．００２　　ｄ６＝　０．９Ｏｎ４□１．７７２
５０　　ｖ　４＝　４９．６１４．５９９　　　パワー
３．７４７１８．２７７　　ｄｌｌ＝　０．９０　　ｎ５＝１．７
７２５０　　シ、＝　４９．６１５．７７１　　ｄ、＝
　３．３０　　ｎ６□１．８４６６６　　ｖｂ＝　２３
．９１３０．６３５　ｄ、、　（可変）ｒ＋＋＝　　−２８，８５１６ｒ＋＝　　０．９０１１
７＝１．６７７９０　　１７．＝　　５５．５ｒ＋ｚ＝
−１８８，６９Ｔ　ｄ＋ｚ　（可変）ｒ＋＋＝　　１９
３．２７７　ｄ＋ａ＝　　３．９０　ｎ５＝１．６７７
９０　　１／　ｅ＝　　５５．５ｒｚ＝　　−３３，０
７７ｄｚ＝　　３．００ｒ＋５＝　　６５．７６９　　
ｄ＋ｓ＝　　１．００　　ｎ、＝１．８４６６６　　　
ｖ　、＝　　２３．９ｒ＋６□　　２４．２８１６＋ｂ
＝　　１．１８１ｆ’＋７”　　３７．１８３　ｄ＋ｖ
＝　４．２Ｏｎ＋ｏ＝１．６７７９０　　　ν＋ｏ＝５
５．５ｒ＋ｅ＝　　−７３，７８２＋Ｌｅ−０，２０ｒ
Ｉｑ＝　　１８．６５２　ｄ１９＝　４．６０　＋＋＋
＋−１，６９６８０１／　ｚ−５５，６ｒｚｏ＝　　４
９．５１６　６ｚｏ＝　　１６．４２ｒｚ＋＝　　１７
．１０３　ｄｚ＋−０，９Ｏｎ＋ｚ＝１．８４６６６　
　　！ｌ　１２＝２３．９ｒＺ２＝　　　９．４０１　
　ｄ２２＝　　３．２９ｒｚ：＋＝　　１２．５３２　
ｄｚｓ＝　４．７０　ｒ＋＋３＝１．６０３１１　　１
／　１３＝６０．７ｒｚ４＝　　−５３，８８９ｄｚ４
＝　　２．００ｒ２５：　　　ω　　ｄｚｓ＝　８．０
０　ｒ＋ｚ＝１．５１６３３　　９１４＝６４．１ｒ２
６−　　　　■ なお、ズーミングにより可変な空気間隔は下記の値で示
される。

ｆ　　　　　　　　　　ｄ　５　　　　　　　　　　　
ｄ　菫。　　　　　　　　　　ｄ　＋　２８．８８　　
　１．５０００　　３０．２５６２　　　３．４３５１
２６．８９　　　２０．５０００　　　　６．５８５９
　　　　８．１０５４６７．２４　　　２９．００００
　　　　４．９０５５　　　　１．２８５８ｆ、／ｆＷ
＝５．７２　　１１２１／ｆＷ＝１．３８ｆ１／ｆｗ＝
３．１８　　１ｒ、ｌ／ｆ４＝１．１７ｒ１９／ｆ４＝
０．６６　　　　ｒ２２　　／ｆｗ　−０，３３ｄ２Ｇ
／ｆｗ　＝０．５８　　　　ｄ２２　　／ｆｗ　＝０．
１２１１２＝　１．８４７　　　　　　　　　ｎ　＋３
＝　１．６０３（実施例２）ｆ＝８．８４〜６７．０２Ｆ／Ｎ○−１，２５〜　１．８４１２５．９７１　ｄ１＝　１．４０　ｎ１□１．８０５
１８　ｐ　Ｉ＝２５．５４２．７４４６ｚ＝　７．３０
　ｎ２＝１．６０３１１　Ｖ　ｚ＝６０．７１３１．９
８１６ｓ＝　０．２０３８．５０４　ｄ、＝　４．４０　ｎ＋＝１．７１３０
０１／　３＝５３．９１３８．５２５　ｄｓ　（可変）９２．１１６　ｄ６＝　０．９０　ｎ４＝１．７７２５
０　ｖ　４＝４９．６１５．０２４　ｄ７＝３．５８３１８．５７４　ｄｌｌ−０，９０ｎ５＝１．７７２５０
　シ５＝４９．６１５．２６１　ｄｑ＝　３．３Ｏｎ−
＝１．８４６６６　ｖ　−＝２３．９３４０．２１９　
ｄ＋ｏ　（可変）ｒ＋＋＝　　−３０，０５４ｄ＋＋＝　０．９０　ｎ、
＝　　１．６７７９０　１／　７＝　５５．５ｒ＋ｚ−
２４６，２８５ａｌｌ　（可変）ｒ１３”　　１２８．
３６５　ｄ＋３＝　３．９０　ｎｅ□　　１．６７７９
０　１／　ｅ＝　５５．５ｒ＋４−−３５．３０６６＋
４＝　　３．００ｒ１５”　　５４．１４７　ｄ＋５＝
　　１．００　ｎｑ□　　１．８４６６６　　ＬＩｑ＝
　　２３．９ｒＩｂ＝　　２３．０５６６＋６＝１．２
８２ｒ＋’ｌ＝　　３７．４２５６＋７＝　４．２０　
ｎｌ　＝１．６７７９０　９　＋ｏ＝５５．５ｒ＋ｅ−
−７４，６９６ｆＬｅ＝　　０．２０ｒ＋９＝　　１７
．７４３６１９＝　　４．６０　ｎ＋＋＝１．６９６８
０　　シ＋＋＝５５．６ｒ２Ｑ＝　　４２．４５３　　
ｄｚｏ□１４．５１ｒ２＋＝　　１６．６１９　ｄｚＩ
□　　０．９Ｏｎ＋ｚ＝１．８４６６６　　シ、２＝２
３．９ｒ２２＝　　　９．３９２　ｄｔｚ＝　　４．７
９ｒｚ３＝　　１３．８３２　ｄｚ＋＝　　５．０Ｏｎ
＋＊＝１．６０３１１　　νＩ　３＝６０．７ｒｚａ＝
　　−３９，９４４６２４＝　２．００ｒ２ｓ−■　　
ｄｚｓ＝　８．００　ｎ＋４＝１．５１６３３　　シ、
、＝６４．１ｒｚ６＝　　　　　ｏ。

なお、ズーミングにより可変な空気間隔は下記の値で示
される。

ｆ　　　　　ｄ５　　　　　ｄｌｌ、　　　　ｄ１２Ｂ
、８４　　　１．５０００　　３０．２３５２　　　３
．４５６１２６．５０　　　２０．３０００　　　　６
．７２１０　　　　８．１７０３６７．０２　　　２Ｂ
、９０００　　　　５．２２Ｂ９　　　　　１．０６２
４ｆ１／ｆｗ＝５．７４　　１ｆ２１／ｆＷ＝１．３９
ｆ、／ｆＷ＝３．４９　　１ｒ１４１／ｆ４＝１．１５
ｒ　１９／　ｆ　４　＝０．５８　　　　ｒ　２２　　
／　ｆ　４　＝０．３０ｄ２゜／　ｆ　４＝０−４７　
　　　ｄ　ｚ□　／ｆｗ−０，１６１１２＝　１．８４
７　　　　　　　　　ｎ　＋３＝　１．６０３第２図（
ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、第３図（ａ）、　（ｂＬ　
（ｃ）、第４図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）はおのおの
実施例１の広角、標準、望遠端における収差性能をしめ
す。同様に、第５図（ａ）、　（ｂＬ　（Ｃ）、第６図
（ａ）、　（ｂｌ　（Ｃ）、第７図（ａ）、　（ｂｌ（
Ｃ）はおのおの実施例２の広角、標準、望遠端における
収差性能をしめす。図から、各実施例とも良好な光学性
能を有していることがわかる。

発明の効果以上の説明から明らかなように、本発明のレンズ構成と
条件のもとで、Ｆナンバーが約１．２．ズーム比が約８
倍のコンパクトで性能のよい大口径。

高倍率ビデオカメラ用ズームレンズを１３枚１）ｆｆｌ
で実現することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるズームレンズの構成
図、第２図、第３図、第４図は実施例１の諸収差図、第
５図、第６図、第７図は実施例２の諸収差図、球面収差
の図において実線はｄ線。 −点鎖線はｇ線に対する球面収差、非点収差の図におい
て実線はサジタル像面湾曲、点線はメリディオナル像面
湾曲をしめす。１・・・・・・第１群、２・・・・・・第２群、３・・
・・・・第３群、４・・・・・・第４群、５・・・・・
水晶フィルタ等。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第図ｆ−４７ｏｔｑＦｌ、８＋３．０’ −１）、＋　　０．０　　０．１璋面収見（ｆｎ帆）（ａ−） −ｏ、ｆｏ、ｏ　　　ｏ、ｔフＰ斧、収荒＜ｍｅｔ） −２，００，０２０盃曲月又＊（クツ（Ｃ〕

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物体側より順に、正の屈折力を有するフォーカシ
ング部としての第１群と、負の屈折力を有し光軸上を移
動することにより倍率を変えるバリエータ部としての第
２群と、バリエータ部の移動によって変動する像面を基
準面から一定の位置に保つコンペンセータ部としての第
３群と、第１、第２、第３群が形成する変倍系に接続す
るリレーレンズ部としての第４群とからなるズームレン
ズであって、上記第１群は物体側より順に接合レンズお
よび正の屈折力の単レンズで構成され、上記第２群は負
の屈折力の単レンズおよび接合レンズで構成され、上記
第３群は負の屈折力の単レンズで構成され、上記第４群
は正の屈折力の単レンズ、負の屈折力の単レンズ、つづ
いて２枚の正の屈折力の単レンズ、その後比較的大きな
空気間隔をおいて負の屈折力の単レンズおよび正の屈折
力の単レンズで構成されることを特徴とするズームレン
ズ。
（２）第４群の物体側から数えて第４番目のレンズが物
体側に凸面の向いた正の屈折力のメニスカスレンズであ
ることを特徴とする請求項（１）記載のズームレンズ。
（３）下記の〔１〕〜〔１０〕の条件を満足することを
特徴とする請求項（２）記載のズームレンズ。〔１〕４．０＜ｆ＿１／ｆ＿ｗ＜７．０〔２〕１．０＜｜ｆ＿２｜／ｆ＿ｗ＜１．６〔３〕２．
０＜ｆ＿４／ｆ＿ｗ＜４．０〔４〕０．８＜｜ｒ＿１＿４｜／ｆ＿４＜１．６〔５〕
０．４＜ｒ＿１＿９／ｆ＿４＜０．９〔６〕０．２＜ｒ
＿２＿２／ｆ＿４＜０．５〔７〕０．３＜ｄ＿２＿０／
ｆ＿４＜０．７〔８〕０．１＜ｄ＿２＿２／ｆ＿４＜０
．３〔９〕ｎ＿１＿２＞１．７０〔１０〕ｎ＿１＿３＞１．６５ただし、ｆ＿ｗは広角端の全系焦点距離、ｆ＿１、ｆ＿
２、ｆ＿４はそれぞれ第１群、第２群および第４群の焦
点距離、ｒ＿１＿４、ｒ＿１＿９、ｒ＿２＿２は物体側
より数えて第１４番目、第１９番目、第２２番目のレン
ズ面の曲率半径、ｄ＿２＿０、ｄ＿２＿２は第２０番目
、第２２番目の空気間隔、ｎ＿１＿２、ｎ＿１＿３は第
１２番目、第１３番目のレンズの屈折率を示す。