JPH04242707A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH04242707A
JPH04242707A JP41712090A JP41712090A JPH04242707A JP H04242707 A JPH04242707 A JP H04242707A JP 41712090 A JP41712090 A JP 41712090A JP 41712090 A JP41712090 A JP 41712090A JP H04242707 A JPH04242707 A JP H04242707A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
negative
positive
zoom
lens group
Prior art date
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Pending
Application number
JP41712090A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehiro Nakaeda
武弘 中枝
Yuichi Nakano
雄一 中野
Akira Nakamura
明 中村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子式スチルカ
メラ及びビデオカメラ等に使用されるズームレンズに関
する。
【0002】
【従来の技術】電子式スチルカメラ及びビデオカメラ等
に使用される比較的高変倍で且つF値の小さいズームレ
ンズとして4群構成のズームレンズが知られているが、
カメラ全体をより小型化するためこのズームレンズでは
それらの特徴を維持した上で全長をより短縮することが
求められている。一般に、ズームレンズの物体側を基準
とした第1面から結像位置までの長さをZLとして望遠
側の焦点距離をftとしたときに、ZL/ftの値が小
さい程に同じ焦点距離ftに対してカメラの全長が短く
なる。従って、そのZL/ftの値はカメラの全長の目
安となるパラメータと考えることができるが、そのZL
/ftの値を小さくした場合には望遠側の焦点距離ft
と広角側の焦点距離fwとの比であるズーム倍率をあま
り大きくすることができない。
【0003】例えば特開昭64−68709号公報で開
示されている4群ズームレンズにおいては、物体側から
2番目のレンズ群を構成している負レンズの内の最も屈
折率が小さい負レンズの屈折率の値を1.65未満に制
限することにより、ズーム倍率が6倍でありながら、Z
L/ftの値として略2.09を達成している。これに
関して更に近時は、例えばZL/ft<1.4を充す程
度までカメラを小型化することが要求されていると共に
、最短焦点距離側でのF値は1.4程度以下で且つズー
ム倍率は6倍程度以上であることが望ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
4群構成のズームレンズでそれら3個の条件を充そうと
すると、広角端での倍率色収差を補正しきれない不都合
があると共に、広角側から望遠側に渡ってバランス良く
軸外の像面のずれを補正することができないという不都
合がある。また、近時は電子式スチルカメラ及びビデオ
カメラ等の撮像素子の解像力の向上に対応してレンズ系
の解像力の向上も要求されているが、従来の構成のまま
でカメラを小型化した上に同時に解像力を向上するのは
困難である不都合がある。本発明は斯かる点に鑑み、ズ
ーム比が大きくF値を小さくでき、更に良好な収差補正
がなされた小型のズームレンズを提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるズームレン
ズは、例えば図1に示す如く、物体側より順に正の屈折
力を持つ第1レンズ成分(1)、負の屈折力を持つ第2
レンズ成分(2)、正の屈折力を持つ第3レンズ成分(
3)及び正の屈折力を持つ第4レンズ成分(4)を有し
、それら第1レンズ成分(1)及び第3レンズ成分(3
)を固定し、その第2レンズ成分(2)を変倍のために
光軸に沿って移動させると共にその第4レンズ成分(4
)を結像位置を一定にさせるために光軸に沿って移動さ
せるようにし、その第2レンズ成分(2)を負メニスカ
スレンズ(21)と両凹の負レンズ(22)と正レンズ
(23)とより構成し、その負メニスカスレンズ(21
)のd線に対する屈折率及びアッベ数を夫々na及びν
aとして、その両凹の負レンズ(22)のd線に対する
屈折率及びアッベ数を夫々nb及びνbとしたときに、
【数1】na>1.75
【数2】νa>40
【数3】nb<1.75
【数4】νb>50を充足させるようにしたものである
【0006】
【作用】斯かる本発明によれば、正の屈折力を持つ固定
の第1レンズ成分(1)と、変倍を行うためのバリエー
タとしての負の屈折力の第2レンズ成分(2)と、正の
屈折力を持つ固定の第3レンズ成分(3)と、その第2
レンズ成分の変倍による像面の移動を補正してその像面
位置を一定に保つコンペンセータの機能とフォーカシン
グを行う機能とを兼ね備えた正の屈折力を持つ第4レン
ズ成分(4)とからなる正負正正の4群構成のズームレ
ンズが実現される。
【0007】この場合、第1面から結像位置までの長さ
ZLと望遠側の焦点距離ftとの比であるZL/ftの
値が1.4より小さいような小型の4群構成のズームレ
ンズを実現するためには、レンズ系を変倍するための第
2レンズ成分の移動量を小さくする必要がある。そして
、その移動量を小さくして或る程度以上の倍率を確保す
るためには、第2レンズ成分の焦点距離を小さくする必
要がある。その第2レンズ成分の屈折力は負であるため
、その焦点距離を小さくするためにはその第2レンズ成
分の負メニスカスレンズ(21)の屈折率naを数1の
条件を充すように大きくすればよい。このように屈折率
naを大きくすると、レンズの曲率をそれ程大きくする
ことなく屈折力を大きくすることができ、また、ペッツ
バール和を小さくできるので、広角端から望遠端までの
全域に渡って同時に軸外の像面のずれを補正することが
できる。また、屈折力が大きくなると一般に色収差の補
正が困難になるが、本発明ではその負メニスカスレンズ
(21)としてアッベ数νaが数2の条件を充すような
比較的低分散の硝材を使用しているので、広角端でも倍
率色収差を良好に維持することができる。
【0008】また、その負メニスカスレンズ(21)は
屈折力が大きく収差が比較的大きくなるので、その第2
レンズ成分の全体としての諸収差を所定範囲内に収める
には、その第2レンズ成分中の負レンズ(22)と正レ
ンズ(23)との屈折率差をあまり小さくすることがで
きない。そこで、その負レンズ(22)と正レンズ(2
3)との屈折率差があまり小さくならないように負レン
ズ(22)の屈折率nbが数3の条件を充すようにして
いる。これにより、全体として広角側から望遠側までの
全域に渡って同時に球面収差、コマ収差等を良好に補正
することができる。また、全体としての倍率色収差を広
角端においても良好に維持するためにはその負レンズ(
22)についても比較的低分散な硝材を使用する必要が
あるので、その負レンズ(22)のアッベ数νbについ
て数4の条件を課している。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明しよう。図1は本例のズームレンズを示し、この
図1において、物体側から像面5に向けて順に正の屈折
力を持つ固定の第1レンズ群1、負の屈折力を持つバリ
エータとしての第2レンズ群2、正の屈折力を持つ固定
の第3レンズ群3及び正の屈折力を持つコンペンセータ
としての第4レンズ群4を配する。矢印A1及びA2の
そのズームレンズの光軸に垂直な成分が倍率に対応し、
矢印A1及びA2のその光軸に平行な成分がレンズ群の
動きに対応するものとすると、変倍時には第2レンズ群
2は矢印A1に対応して移動し、第4レンズ群4は変倍
時の像面の変動を解消するように矢印A2に対応して移
動する。この第4レンズ群4は矢印A3に対応して単独
に移動することにより、フォーカシング機能をも有する
。即ち、本例のズームレンズは正負正正の4群構成で、
且つ所謂インナーフォーカス方式に属するリアフォーカ
ス方式である。また、第2レンズ群2と第3レンズ群3
との間に絞り6を配し、第4レンズ群4と像面5との間
に光学的ローパスフィルタとしてのガラスブロック7を
配する。
【0010】更に、その第1レンズ群1は物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズ11とそれに接合された正
レンズ12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
13とより構成し、その第2レンズ群2は物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズ21と両面凹の負レンズ2
2とそれに接合された正レンズ23とより構成し、その
第3レンズ群3は正レンズ31と負レンズ32とより構
成し、その第4レンズ群4は物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズ41とそれに接合された正レンズ42と
より構成する。
【0011】図2に本例のズームレンズの諸元の内の形
状的なパラメータの割当てを示し、この図2に示すよう
に、物体側から像面側に順にi番目(i=1,2,‥‥
,20)の面の曲率半径及びi番目の面と(i+1)番
目の面との間隔を夫々Ri及びdiとする。また、その
i番目の面と(i+1)番目の面との間の媒質のd線に
対する屈折率及びアッベ数を夫々ni及びνiとする。 この場合、3番目、12番目、13番目及び18番目の
面は非球面で構成され、その非球面形状は次の数5で表
すことができる。
【数5】
【0012】この数5において、Yは光軸からの高さ、
Zは光軸からの高さYにおける非球面上の点の非球面頂
点の接平面からの距離、rは基準球面の半径、A,B,
C,Dは夫々非球面係数であり、各面における非球面係
数は以下のように設定する。           A              
B              C         
       D  3面  −1.980×10−7
   1.834×10−9   −6.219×10
−12    6.810×10−1512面  −1
.143×10−5  −1.989×10−7   
 2.186×10−9    −6.916×10−
1213面   3.423×10−5  −2.74
9×10−7    3.286×10−9    −
1.176×10−1118面   4.581×10
−5   2.998×10−7   −6.036×
10−9     5.276×10−11
【0013
】そして、図2の諸元Ri,di及びni,νiの値を
次のように設定する。     i      Ri            
di            ni         
 νi     1     105.19     
      2.44           1.84
666       23.8     2     
 38.60           7.55    
       1.69350       53.3
    *3    −182.96        
   0.16     4      31.62 
          4.56           
1.69680       55.5     5 
     92.69           可変  
   6     104.20          
 1.46           1.83500  
     43.0     7      11.5
9           3.99     8   
  −14.21           1.46  
         1.69680       55
.5     9      15.93      
     3.17           1.846
66       23.8    10    −1
56.35           可変    11 
      ∞             0.65 
  *12      17.36         
  7.55           1.69350 
      53.3   *13     −32.
08           3.39    14  
   −30.65           1.46 
          1.84666       2
3.8    15      81.26     
      可変    16      21.22
           1.79          
 1.84666       23.8    17
      12.47           5.9
6           1.69350      
 53.3   *18     −41.03   
        可変    19       ∞ 
            9.42         
  1.51680       64.2    2
0       ∞             6.5
【0014】この表において、記号*を付して示すi
(i=3,12,13,18)に対応するRiの値は夫
々非球面の基準球面の半径であり、r11が∞であるの
は絞りが平面であることに対応する。niとνiとが空
欄である部分は媒質が空気である領域に対応する。また
、本例のズームレンズの全体の焦点距離fは10〜76
mm、F値は1.43〜2.35、最大像高は4.87
mm、画角zwは52.0〜7.3゜である。また、広
角ポジション、中間ポジション及び望遠ポジションにお
ける上述の可変の間隔di(i=5,10,15,18
)の値は夫々次のようになる。     f(mm)      d5        
d10      d15      d18   1
0.00            1.62     
    24.63        9.75    
    3.18   27.57         
  15.01         11.24    
    4.71        8.22   76
.00           24.63      
    1.62        9.97     
   2.96
【0015】これらの値を用いると、望
遠側での焦点距離ftは76mm、広角側での焦点距離
fwは10mmであり、レンズの第1面から結像位置ま
での間隔ZLは100.69mmであるため、ズーム倍
率ft/fwは7.6(>6)であると共に、 ZL/ft<1.4 が成立している。このように本例によれば、最短焦点距
離側の開口比が略1.4、ズーム倍率が6倍以上及びZ
L/ft<1.4という3個の条件を全て充足すること
ができる。従って、明るくズーム倍率が大きいという特
徴を維持しながら、ズームレンズの全長をきわめて短く
することができ、ズームレンズを小型化することができ
る利益がある。
【0016】図3を参照して本例のズームレンズの第2
レンズ群2の光学常数につき詳細に検討するに、上記の
表より明かなように、その第2レンズ群2の負メニスカ
スレンズ21の屈折率n6及びアッベ数ν6は夫々1.
83500及び43.0であり、負レンズ22の屈折率
n8及びアッベ数ν8は夫々1.69680及び55.
5である。これに関して、図3において、第1の斜線の
領域51は 屈折率n>1.75  且つ  アッベ数ν>40であ
る領域を示し、第2の斜線の領域52は屈折率n<1.
75  且つ  アッベ数ν>50である領域を示す。 この場合、その負メニスカスレンズ21の光学常数は領
域51の内部に存在し、負レンズ22の光学常数は領域
52の内部に存在する。このように負メニスカスレンズ
21の光学常数が領域51内に存在し、負レンズ22の
光学常数が領域52内に存在するときには、ZL/ft
<1.4等の条件を充足した上で、広角端の倍率色収差
を良好に補正することができ、且つ広角側から望遠側に
渡ってバランス良く軸外の像面のずれを良好に補正する
ことができる利益がある。
【0017】次に、図4〜図6に本例のズームレンズの
諸収差を示す。図4のA,B,Cは夫々広角ポジション
(f=10.00mm)における球面収差,非点収差,
歪曲収差を示し、図5のA〜Cは中間ポジション(f=
27.57mm)における諸収差を示し、図6のA〜C
は同様に望遠ポジション(f=76.00mm)におけ
る諸収差を示す。なお、本発明は上述実施例に限定され
ず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
ることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】本発明のズームレンズによれば、正負正
正の4群構成として第2レンズ成分を構成する負メニス
カスレンズ及び負レンズの光学常数を所定の範囲に制限
するようにしているので、ズーム比を大きくしてF値を
小さくでき、且つ良好に収差補正を行えるのみならず、
レンズの全長を短くしてレンズを小型化できる利益があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるズームレンズの一実施例を示す構
成図である。
【図2】図1の構成における形状のパラメータの割当て
を示す線図である。
【図3】その実施例の光学常数の分布の説明に供する線
図である。
【図4】その実施例の広角ポジションにおける収差図で
ある。
【図5】その実施例の中間ポジションにおける収差図で
ある。
【図6】その実施例の望遠ポジションにおける収差図で
ある。
【符号の説明】
1    第1レンズ群 2    第2レンズ群 3    第3レンズ群 4    第4レンズ群 21  負メニスカスレンズ 22  負レンズ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  物体側より順に正の屈折力を持つ第1
    レンズ成分、負の屈折力を持つ第2レンズ成分、正の屈
    折力を持つ第3レンズ成分及び正の屈折力を持つ第4レ
    ンズ成分を有し、上記第1レンズ成分及び第3レンズ成
    分を固定し、上記第2レンズ成分を変倍のために光軸方
    向に移動させると共に上記第4レンズ成分を結像位置を
    一定にさせるために光軸方向に移動させるようにし、上
    記第2レンズ成分を負メニスカスレンズと両凹の負レン
    ズと正レンズとより構成し、上記負メニスカスレンズの
    d線に対する屈折率及びアッベ数を夫々na及びνaと
    して、上記両凹の負レンズのd線に対する屈折率及びア
    ッベ数を夫々nb及びνbとしたときに、na>1.7
    5、νa>40、nb<1.75  及び  νb>5
    0を充足させるようにしたことを特徴とするズームレン
    ズ。
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