JPH04361214A - リヤーフォーカス式のズームレンズ - Google Patents
リヤーフォーカス式のズームレンズInfo
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- JPH04361214A JPH04361214A JP3163646A JP16364691A JPH04361214A JP H04361214 A JPH04361214 A JP H04361214A JP 3163646 A JP3163646 A JP 3163646A JP 16364691 A JP16364691 A JP 16364691A JP H04361214 A JPH04361214 A JP H04361214A
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- G02B15/14—Optical 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
- G02B15/144—Optical 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 four groups only
- G02B15/1441—Optical 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 four groups only the first group being positive
- G02B15/144113—Optical 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 four groups only the first group being positive arranged +-++
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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。
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】本発明はリヤーフォーカス式のズ
ームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメラそ
して放送用カメラ等に用いられる変倍比１０、Ｆナンバ
ー１．８程度の大口径比で高変倍比のレンズ全長の短い
リヤーフォーカス式のズームレンズに関するものである
。 【０００２】 【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
のズームレンズにおいては物体側の第１群以外のレンズ
群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカ
ス式を採用したものが種々と提案されている。 【０００３】一般にリヤーフォーカス式は比較的小型軽
量のレンズ群を移動させて行っているので、レンズ群の
駆動力が小さくてすみ迅速な焦点合わせが出来る等の特
長がある。 【０００４】例えば特開昭６２−２４２１３号公報、特
開昭６３−２９７１８号公報、特開平２−４８６２１号
公報、特開平２−５３０１７号公報などでは、物体側よ
り順に正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２
群、正の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群の
４つのレンズ群を有し、前記第１、第３群の各レンズ群
を固定とし、前記第２群を移動させて変倍を行ない、前
記第４群を変倍に伴なう像面変動を補正するように移動
させるとともに前記第４群を移動させてフォーカスを行
なうリヤーフォーカス式のズームレンズが提案されてい
る。 【０００５】特に特開平２−５３０１７号公報では第３
群に非球面を用いて、該第３群を正の単一のレンズで構
成したレンズ全長の短い小型のリヤーフォーカス式のズ
ームレンズを提案している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用するとレンズ系全体
が小型化され又迅速なるフォーカスが可能となり、更に
近接撮影が容易となる等の特徴が得られる。 【０００７】しかしながら反面、フォーカスの際の収差
変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物
体距離全般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高
い光学性能を得るのが大変難しくなってくるという問題
点が生じてくる。特に大口径比で変倍比１０程度の高変
倍のズームレンズでは全変倍範囲にわたり、又物体距離
全般にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなって
くるという問題点が生じてくる。 【０００８】本発明はリヤーフォーカス方式を採用しつ
つ、大口径比化及び高変倍化そしてレンズ全長の短縮化
を図りつつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわた
り、又無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般に
わたり、良好なる光学性能を有した簡易な構成のリヤー
フォーカス式のズームレンズの提供を目的とする。 【０００９】この他本発明では非球面を施すレンズ群及
び非球面形状を適切に設定することにより、レンズ枚数
を減少させつつ変倍比１０程度と高変倍化を容易に達成
した簡易な構成のリヤーフォーカス式のズームレンズの
提供を目的としている。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明のリヤーフォーカ
ス式のズームレンズは、物体側より順に正の屈折力の第
１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そし
て正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、該第１
群と第３群を固定とし、該第２群を移動させて変倍を行
い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補正す
ると共に該第４群を移動させてフォーカスを行い、該第
３群は正レンズ３１と物体側に凹面を向けた負レンズ３
２とを有し、該第４群は負レンズ４１、正レンズ４２、
そして正レンズ４３とを有しており、該第３群の焦点距
離をＦ３、該正レンズ３１の焦点距離をｆ３１、該正レ
ンズ４２と正レンズ４３の材質の屈折率とアッベ数の平
均値を各々Ｎ４Ｐ，ν４Ｐとするとき ０．５４＜ｆ３１／Ｆ３＜０．７ ‥‥‥‥
（１）１．３５＜ Ｎ４Ｐ ＜１．６７
‥‥‥‥（２）５１．８ ＜ ν４Ｐ ＜７５
‥‥‥‥（３） なる条件を満足することを特徴としている。 【００１１】この他本発明では、前記正レンズ３１の少
なくとも１つのレンズ面はレンズ面中心からレンズ面周
辺にいくに従い正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有
していることを特徴としている。 【００１２】 【実施例】図１は本発明のリヤーフォーカス式のズーム
レンズの近軸屈折力配置を示す一実施例の概略図である
。図２〜図４は本発明の後述する数値実施例１〜３のレ
ンズ断面図である。 【００１３】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は
負の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群、Ｌ４
は正の屈折力の第４群である。 【００１４】広角端から望遠端への変倍に際して第２群
を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第
４群を移動させて補正している。 【００１５】又、第４群を光軸上移動させてフォーカス
を行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す
第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠
物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端か
ら望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移
動軌跡を示している。尚、第１群と第３群は変倍及びフ
ォーカスの際固定である。 【００１６】本実施例においては第４群を移動させて変
倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動させ
てフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線４
ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際し
て物体側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。 これにより第３群と第４群との空間の有効利用を図りレ
ンズ全長の短縮化を効果的に達成している。 【００１７】本実施例において、例えば望遠端において
無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は同
図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出すこと
により行っている。 【００１８】本実施例では従来のズームレンズにおいて
第１群を繰り出してフォーカスを行う場合に比べて前述
のようなリヤーフォーカス方式を採ることにより、即ち
レンズ群の偏心による影響の出やすい第１群を固定とし
、偏心による性能低下を少なくし、又第１群のレンズ有
効径の増大化を効果的に防止している。 【００１９】又、開口絞りＳＰを第３群の前方に配置す
ることにより、開口絞りより前方のレンズ群の間隔を短
くし前玉レンズ径の縮少化を容易に達成している。 【００２０】第３群を正レンズ３１と負レンズ３２の２
つのレンズを有するようにし、これにより高変倍化を図
る際の諸収差、特に色収差を良好に補正している。そし
て前述のレンズ構成において各レンズ群の光学的諸定数
を条件式（１）〜（３）の如く設定することにより、レ
ンズ系全体の小型化を図りつつ変倍及び第４群を用いて
フォーカスを行なう際の収差変動を良好に補正している
。 【００２１】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。 【００２２】条件式（１）は第３群及び第３群中の正レ
ンズ３１の屈折力の比を適切に設定することにより、全
変倍範囲にわたり、主に球面収差を良好に補正しつつ同
時に軸外収差をバランス良く補正する為のものである。 【００２３】条件式（１）の下限値を越えて正レンズ３
１の屈折力が強くなりすぎると、第３群中の負レンズ３
２と共に諸収差の補正を効果的に行なうのが難しくなり
、又高次の球面収差が補正不足になってくる。 【００２４】条件式（１）の上限値を越えて正レンズ３
１の屈折力が弱くなりすぎると、相対的に第３群中の負
レンズ３２の屈折力が強くなり、この結果高次の球面収
差が補正過剰となり、又輪帯球面収差が増大し、これを
良好に補正するのが難しくなってくる。更に負のペッツ
バール和が増大し、像面湾曲や非点収差が増大してくる
ので良くない。 【００２５】条件式（２），（３）は第４群中の２つの
正レンズ４２，４３の材質の屈折率とアッベ数の平均値
を適切に設定し、全変倍範囲及び物体距離全般にわたり
色収差と軸外収差を良好に補正する為のものである。 【００２６】条件式（２）の上限値を越えると負のペッ
ツバール和が増大し、像面湾曲及び非点収差を良好に補
正するのが難しくなってくる。又下限値を越えると第４
群中の正レンズのレンズ面の曲率が強くなり、高次のコ
マ収差が多く発生し、これを良好に補正するのが難しく
なってくる。 【００２７】条件式（３）の上限値又は下限値を越える
と変倍及びフォーカスの際の色収差の変動を良好に補正
するのが難しくなってくる。 【００２８】本発明の目的とするリヤーフォーカス式の
ズームレンズは以上の諸条件を満足することにより達成
されるが、更にレンズ系の小型化を図りつつ高変倍化を
図る際の収差変動を良好に補正し、高い光学性能を得る
には次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが
良い。 （イ）第３群中の正レンズの少なくとも１つのレンズ面
にレンズ面中心からレンズ面周辺にいくに従い正の屈折
力が弱くなる形状の非球面を施すのが良い。これにより
変倍比１０と高変倍化を図る際の高次の収差を良好に補
正している。 （ロ）第３群中の正レンズ３１の像面側のレンズ面の曲
率半径をＲ３，２、負レンズ３２の物体側のレンズ面の
曲率半径をＲ３，３としたとき １．１＜Ｒ３，２／Ｒ３，３＜１．４５
‥‥‥‥（４）なる条件を満足すること。 【００２９】条件式（４）の上限値を越えて負レンズ３
２の物体側のレンズ面の曲率が強くなりすぎると像面湾
曲が大きくなり、像面湾曲と球面収差とをバランス良く
補正するのが難しくなってくる。又下限値を越えてレン
ズ面の曲率が弱くなりすぎると球面収差が補正不足とな
ってくる。 （ハ）物体側より順に第１群を物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負レンズと２つの正レンズの全体として３
つのレンズより構成し、第２群を像面側に凹面を向けた
メニスカス状の負レンズと両レンズ面が凹面の負レンズ
そして正レンズの３つのレンズより構成し、第２群の焦
点距離をＦ２、広角端と望遠端の焦点距離を各々Ｆｗ，
ＦＴとしたとき 【００３０】 【数１】 なる条件を満足すること。 【００３１】条件式（５）は変倍の際の収差変動を抑え
つつ、レンズ全長の短縮化を効果的に図る為のものであ
る。 【００３２】上限値を越えて第２群の負の屈折力が弱く
なりすぎると、一定の変倍比を確保する為に第２群の移
動量を増加させねばならず、それに伴ないレンズ全長が
長くなってくる。 【００３３】又、下限値を越えて第２群の負の屈折力が
強くなりすぎると負のペッツバール和が増大し、像面湾
曲が大きくなると共にコマ収差を良好に補正するのが難
しくなってくるので良くない。 【００３４】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。 【００３５】尚、数値実施例１、２におけるＲ２１，Ｒ
２２、数値実施例３におけるＲ２２，Ｒ２３はフェース
プレート等のガラスブロックである。 【００３６】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき【００３７
】 【数２】 なる式で表わしている。Ｄ（−０ｘ）とは１０−ｘを意
味する。 【００３８】又前述の各条件式と数値実施例における諸
数値との関係を表−１に示す。 数値実施例 １ Ｆ＝１〜９．５７ ＦＮＯ＝１
：１．８５ 〜２．７４ ２ω＝ ５５．４°
〜６．２８° Ｒ １＝ ４．９４６
Ｄ １＝ ０．１６３ Ｎ １＝１．８０
５１８ ν １＝ ２５．４ Ｒ ２＝
３．０３３ Ｄ ２＝ １．０９０
Ｎ ２＝１．５８９１３ ν ２＝ ６
１．２ Ｒ ３＝ −２６．５１０ Ｄ
３＝ ０．０３２
Ｒ ４＝
２．９７７ Ｄ ４＝ ０．３２７
Ｎ ３＝１．６０３１１ ν ３＝ ６０．
７ Ｒ ５＝ ４．３３９ Ｄ ５
＝ 可変
Ｒ ６＝ ３．４
４２ Ｄ ６＝ ０．０９８ Ｎ ４
＝１．８８３００ ν ４＝ ４０．８
Ｒ ７＝ １．０３４ Ｄ ７＝ ０
．５８８
Ｒ ８＝ −１．２４０
Ｄ ８＝ ０．０８２ Ｎ ５＝１
．４８７４９ ν ５＝ ７０．２ Ｒ
９＝ １．６９１ Ｄ ９＝ ０．２
９５ Ｎ ６＝１．８４６６６ ν ６
＝ ２３．８ Ｒ１０＝ １１．２９９
Ｄ１０＝ 可変
Ｒ１１＝
∞ 絞り Ｄ１１＝ ０．２４５
Ｒ１２＝２．５７３ 非球面 Ｄ１２＝ ０
．５９０ Ｎ ７＝１．５８３１３ ν
７＝ ５９．４ Ｒ１３＝ −２．６６２
Ｄ１３＝ ０．０４９
Ｒ
１４＝ −２．１８３ Ｄ１４＝ ０．１
１４ Ｎ ８＝１．７８５９０ ν ８
＝ ４４．２ Ｒ１５＝ −４．２６７
Ｄ１５＝ 可変
Ｒ１６＝
４．１４３ Ｄ１６＝ ０．１１４
Ｎ ９＝１．８４６６６ ν ９＝ ２３
．８ Ｒ１７＝ １．５４９ Ｄ１
７＝ ０．６３９ Ｎ１０＝１．５１７４２
ν１０＝ ５２．４ Ｒ１８＝ −２
．８４３ Ｄ１８＝ ０．０２４
Ｒ１９＝ ３．１０７ Ｄ１９＝
０．２７８ Ｎ１１＝１．５１６３３
ν１１＝ ６４．１ Ｒ２０＝ ９．５
２３ Ｄ２０＝ 可変
Ｒ２１＝ ∞ Ｄ２１＝ ０．８
１９ Ｎ１２＝１．５１６３３ ν１２
＝ ６４．１ Ｒ２２＝ ∞
Ｒ１２：非球面 Ａ ＝ ０．０
Ｂ＝ −１．４２１Ｄ−０２
Ｃ ＝
６．４６４Ｄ−０３ Ｄ＝ −２．４２１
Ｄ−０３ 【００３９】 【表１】 数値実施例 ２ Ｆ＝１〜９．５ ＦＮＯ＝１
：１．８０ 〜２．７７ ２ω＝ ５５．４°
〜６．２８° Ｒ １＝ ５．６６７
Ｄ １＝ ０．１６３ Ｎ １＝１．８０
５１８ ν １＝ ２５．４ Ｒ ２＝
３．２８３ Ｄ ２＝ １．０９０
Ｎ ２＝１．５８９１３ ν ２＝ ６
１．２ Ｒ ３＝ −１９．５２６ Ｄ
３＝ ０．０３２
Ｒ ４＝
２．８７７ Ｄ ４＝ ０．３２７
Ｎ ３＝１．６２２３０ ν ３＝ ５３．
２ Ｒ ５＝ ４．２５５ Ｄ ５
＝ 可変
Ｒ ６＝ ３．４
２４ Ｄ ６＝ ０．０９８ Ｎ ４
＝１．８８３００ ν ４＝ ４０．８
Ｒ ７＝ １．０５２ Ｄ ７＝ ０
．５８９
Ｒ ８＝ −１．３２５
Ｄ ８＝ ０．０８２ Ｎ ５＝１
．５１８２３ ν ５＝ ５９．０ Ｒ
９＝ １．７２７ Ｄ ９＝ ０．２
９５ Ｎ ６＝１．８４６６６ ν ６
＝ ２３．８ Ｒ１０＝ ２４．２３７
Ｄ１０＝ 可変
Ｒ１１＝
∞ 絞り Ｄ１１＝ ０．２４５
Ｒ１２＝２．５７５ 非球面 Ｄ１２＝ ０
．６２３ Ｎ ７＝１．５８３１３ ν
７＝ ５９．４ Ｒ１３＝ −２．４９６
Ｄ１３＝ ０．０３７
Ｒ
１４＝ −２．１８６ Ｄ１４＝ ０．１
１４ Ｎ ８＝１．７８５９０ ν ８
＝ ４４．２ Ｒ１５＝ −４．７５４
Ｄ１５＝ 可変
Ｒ１６＝
４．０９５ Ｄ１６＝ ０．１１４
Ｎ ９＝１．８４６６６ ν ９＝ ２３
．８ Ｒ１７＝ １．５６６ Ｄ１
７＝ ０．６２３ Ｎ１０＝１．５２３１０
ν１０＝ ５０．８ Ｒ１８＝ −２
．９２６ Ｄ１８＝ ０．０２４
Ｒ１９＝ ３．００８ Ｄ１９＝
０．２７８ Ｎ１１＝１．５１６３３
ν１１＝ ６４．１ Ｒ２０＝ ９．７
４５ Ｄ２０＝ 可変
Ｒ２１＝ ∞ Ｄ２１＝ ０．８
１９ Ｎ１２＝１．５１６３３ ν１２
＝ ６４．１ Ｒ２２＝ ∞
Ｒ１２：非球面 Ａ ＝ ０．０
Ｂ＝ −１．５６９Ｄ−０２
Ｃ ＝
７．２２３Ｄ−０３ Ｄ＝ −３．２７３
Ｄ−０３ 【００４０】 【表２】 数値実施例 ３ Ｆ＝１〜９．５ ＦＮＯ＝１
：１．８５ 〜２．８２ ２ω＝ ５５．４°
〜６．３２° Ｒ １＝ ４．５０５
Ｄ １＝ ０．１６３ Ｎ １＝１．８０
５１８ ν １＝ ２５．４ Ｒ ２＝
２．９６８ Ｄ ２＝ １．０９０
Ｎ ２＝１．５１６３３ ν ２＝ ６
４．１ Ｒ ３＝ −１７．８５７ Ｄ
３＝ ０．０３２
Ｒ ４＝
３．０１５ Ｄ ４＝ ０．３２７
Ｎ ３＝１．６０３１１ ν ３＝ ６０．
７ Ｒ ５＝ ４．５８１ Ｄ ５
＝ 可変
Ｒ ６＝ ３．４
４２ Ｄ ６＝ ０．０９８ Ｎ ４
＝１．８８３００ ν ４＝ ４０．８
Ｒ ７＝ １．０１７ Ｄ ７＝ ０
．５８８
Ｒ ８＝ −１．２７５
Ｄ ８＝ ０．０８２ Ｎ ５＝１
．４８７４９ ν ５＝ ７０．２ Ｒ
９＝ １．６４１ Ｄ ９＝ ０．２
９５ Ｎ ６＝１．８４６６６ ν ６
＝ ２３．８ Ｒ１０＝ １０．６１８
Ｄ１０＝ 可変
Ｒ１１＝
∞ 絞り Ｄ１１＝ ０．２４５
Ｒ１２＝２．３８４ 非球面 Ｄ１２＝ ０
．６２３ Ｎ ７＝１．５８３１３ ν
７＝ ５９．４ Ｒ１３＝ −２．６４９
Ｄ１３＝ ０．０７０
Ｒ
１４＝ −２．０１７ Ｄ１４＝ ０．１
１４ Ｎ ８＝１．７４０７７ ν ８
＝ ２７．８ Ｒ１５＝ −４．４１４
Ｄ１５＝ 可変
Ｒ１６＝
２．９６７ Ｄ１６＝ ０．１３１
Ｎ ９＝１．８４６６６ ν ９＝ ２３
．８ Ｒ１７＝ １．８７９ Ｄ１
７＝ ０．０６７
Ｒ１８＝
３．０１５ Ｄ１８＝ ０．４２６
Ｎ１０＝１．４８７４９ ν１０＝ ７０．２
Ｒ１９＝ −３．０１５ Ｄ１９＝
０．０２４
Ｒ２０＝ ２．
７８６ Ｄ２０＝ ０．２７８ Ｎ１
１＝１．４８７４９ ν１１＝ ７０．２
Ｒ２１＝ １０．０８４ Ｄ２１＝ 可
変
Ｒ２２＝ ∞
Ｄ２２＝ ０．８１９ Ｎ１２＝１．５
１６３３ ν１２＝ ６４．１ Ｒ２３
＝ ∞ Ｒ１２：非球面 Ａ ＝ ０．０
Ｂ＝ −７．７６７Ｄ−０３
Ｃ ＝
１．５６３Ｄ−０３ Ｄ＝ １．８２９
Ｄ−０３ 【００４１】 【表３】 【００４２】 【表４】 【００４３】 【発明の効果】本発明によれば前述の如く４つのレンズ
群の屈折力及び変倍における第２群と第４群の移動条件
を設定すると共にフォーカスの際に第４群を移動させる
レンズ構成を採ることにより、レンズ系全体の小型化を
図りつつ変倍比１０程と全変倍範囲にわたり良好なる収
差補正を達成しつつ、かつフォーカスの際の収差変動の
少ない高い光学性能を有したＦナンバー１．８と大口径
比のリヤーフォーカス式のズームレンズを達成すること
ができる。
ームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメラそ
して放送用カメラ等に用いられる変倍比１０、Ｆナンバ
ー１．８程度の大口径比で高変倍比のレンズ全長の短い
リヤーフォーカス式のズームレンズに関するものである
。 【０００２】 【従来の技術】従来より写真用カメラやビデオカメラ等
のズームレンズにおいては物体側の第１群以外のレンズ
群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカ
ス式を採用したものが種々と提案されている。 【０００３】一般にリヤーフォーカス式は比較的小型軽
量のレンズ群を移動させて行っているので、レンズ群の
駆動力が小さくてすみ迅速な焦点合わせが出来る等の特
長がある。 【０００４】例えば特開昭６２−２４２１３号公報、特
開昭６３−２９７１８号公報、特開平２−４８６２１号
公報、特開平２−５３０１７号公報などでは、物体側よ
り順に正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２
群、正の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群の
４つのレンズ群を有し、前記第１、第３群の各レンズ群
を固定とし、前記第２群を移動させて変倍を行ない、前
記第４群を変倍に伴なう像面変動を補正するように移動
させるとともに前記第４群を移動させてフォーカスを行
なうリヤーフォーカス式のズームレンズが提案されてい
る。 【０００５】特に特開平２−５３０１７号公報では第３
群に非球面を用いて、該第３群を正の単一のレンズで構
成したレンズ全長の短い小型のリヤーフォーカス式のズ
ームレンズを提案している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用するとレンズ系全体
が小型化され又迅速なるフォーカスが可能となり、更に
近接撮影が容易となる等の特徴が得られる。 【０００７】しかしながら反面、フォーカスの際の収差
変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物
体距離全般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高
い光学性能を得るのが大変難しくなってくるという問題
点が生じてくる。特に大口径比で変倍比１０程度の高変
倍のズームレンズでは全変倍範囲にわたり、又物体距離
全般にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなって
くるという問題点が生じてくる。 【０００８】本発明はリヤーフォーカス方式を採用しつ
つ、大口径比化及び高変倍化そしてレンズ全長の短縮化
を図りつつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわた
り、又無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般に
わたり、良好なる光学性能を有した簡易な構成のリヤー
フォーカス式のズームレンズの提供を目的とする。 【０００９】この他本発明では非球面を施すレンズ群及
び非球面形状を適切に設定することにより、レンズ枚数
を減少させつつ変倍比１０程度と高変倍化を容易に達成
した簡易な構成のリヤーフォーカス式のズームレンズの
提供を目的としている。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明のリヤーフォーカ
ス式のズームレンズは、物体側より順に正の屈折力の第
１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そし
て正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、該第１
群と第３群を固定とし、該第２群を移動させて変倍を行
い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補正す
ると共に該第４群を移動させてフォーカスを行い、該第
３群は正レンズ３１と物体側に凹面を向けた負レンズ３
２とを有し、該第４群は負レンズ４１、正レンズ４２、
そして正レンズ４３とを有しており、該第３群の焦点距
離をＦ３、該正レンズ３１の焦点距離をｆ３１、該正レ
ンズ４２と正レンズ４３の材質の屈折率とアッベ数の平
均値を各々Ｎ４Ｐ，ν４Ｐとするとき ０．５４＜ｆ３１／Ｆ３＜０．７ ‥‥‥‥
（１）１．３５＜ Ｎ４Ｐ ＜１．６７
‥‥‥‥（２）５１．８ ＜ ν４Ｐ ＜７５
‥‥‥‥（３） なる条件を満足することを特徴としている。 【００１１】この他本発明では、前記正レンズ３１の少
なくとも１つのレンズ面はレンズ面中心からレンズ面周
辺にいくに従い正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有
していることを特徴としている。 【００１２】 【実施例】図１は本発明のリヤーフォーカス式のズーム
レンズの近軸屈折力配置を示す一実施例の概略図である
。図２〜図４は本発明の後述する数値実施例１〜３のレ
ンズ断面図である。 【００１３】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は
負の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群、Ｌ４
は正の屈折力の第４群である。 【００１４】広角端から望遠端への変倍に際して第２群
を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第
４群を移動させて補正している。 【００１５】又、第４群を光軸上移動させてフォーカス
を行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す
第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠
物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端か
ら望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移
動軌跡を示している。尚、第１群と第３群は変倍及びフ
ォーカスの際固定である。 【００１６】本実施例においては第４群を移動させて変
倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動させ
てフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線４
ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際し
て物体側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。 これにより第３群と第４群との空間の有効利用を図りレ
ンズ全長の短縮化を効果的に達成している。 【００１７】本実施例において、例えば望遠端において
無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は同
図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出すこと
により行っている。 【００１８】本実施例では従来のズームレンズにおいて
第１群を繰り出してフォーカスを行う場合に比べて前述
のようなリヤーフォーカス方式を採ることにより、即ち
レンズ群の偏心による影響の出やすい第１群を固定とし
、偏心による性能低下を少なくし、又第１群のレンズ有
効径の増大化を効果的に防止している。 【００１９】又、開口絞りＳＰを第３群の前方に配置す
ることにより、開口絞りより前方のレンズ群の間隔を短
くし前玉レンズ径の縮少化を容易に達成している。 【００２０】第３群を正レンズ３１と負レンズ３２の２
つのレンズを有するようにし、これにより高変倍化を図
る際の諸収差、特に色収差を良好に補正している。そし
て前述のレンズ構成において各レンズ群の光学的諸定数
を条件式（１）〜（３）の如く設定することにより、レ
ンズ系全体の小型化を図りつつ変倍及び第４群を用いて
フォーカスを行なう際の収差変動を良好に補正している
。 【００２１】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。 【００２２】条件式（１）は第３群及び第３群中の正レ
ンズ３１の屈折力の比を適切に設定することにより、全
変倍範囲にわたり、主に球面収差を良好に補正しつつ同
時に軸外収差をバランス良く補正する為のものである。 【００２３】条件式（１）の下限値を越えて正レンズ３
１の屈折力が強くなりすぎると、第３群中の負レンズ３
２と共に諸収差の補正を効果的に行なうのが難しくなり
、又高次の球面収差が補正不足になってくる。 【００２４】条件式（１）の上限値を越えて正レンズ３
１の屈折力が弱くなりすぎると、相対的に第３群中の負
レンズ３２の屈折力が強くなり、この結果高次の球面収
差が補正過剰となり、又輪帯球面収差が増大し、これを
良好に補正するのが難しくなってくる。更に負のペッツ
バール和が増大し、像面湾曲や非点収差が増大してくる
ので良くない。 【００２５】条件式（２），（３）は第４群中の２つの
正レンズ４２，４３の材質の屈折率とアッベ数の平均値
を適切に設定し、全変倍範囲及び物体距離全般にわたり
色収差と軸外収差を良好に補正する為のものである。 【００２６】条件式（２）の上限値を越えると負のペッ
ツバール和が増大し、像面湾曲及び非点収差を良好に補
正するのが難しくなってくる。又下限値を越えると第４
群中の正レンズのレンズ面の曲率が強くなり、高次のコ
マ収差が多く発生し、これを良好に補正するのが難しく
なってくる。 【００２７】条件式（３）の上限値又は下限値を越える
と変倍及びフォーカスの際の色収差の変動を良好に補正
するのが難しくなってくる。 【００２８】本発明の目的とするリヤーフォーカス式の
ズームレンズは以上の諸条件を満足することにより達成
されるが、更にレンズ系の小型化を図りつつ高変倍化を
図る際の収差変動を良好に補正し、高い光学性能を得る
には次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが
良い。 （イ）第３群中の正レンズの少なくとも１つのレンズ面
にレンズ面中心からレンズ面周辺にいくに従い正の屈折
力が弱くなる形状の非球面を施すのが良い。これにより
変倍比１０と高変倍化を図る際の高次の収差を良好に補
正している。 （ロ）第３群中の正レンズ３１の像面側のレンズ面の曲
率半径をＲ３，２、負レンズ３２の物体側のレンズ面の
曲率半径をＲ３，３としたとき １．１＜Ｒ３，２／Ｒ３，３＜１．４５
‥‥‥‥（４）なる条件を満足すること。 【００２９】条件式（４）の上限値を越えて負レンズ３
２の物体側のレンズ面の曲率が強くなりすぎると像面湾
曲が大きくなり、像面湾曲と球面収差とをバランス良く
補正するのが難しくなってくる。又下限値を越えてレン
ズ面の曲率が弱くなりすぎると球面収差が補正不足とな
ってくる。 （ハ）物体側より順に第１群を物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負レンズと２つの正レンズの全体として３
つのレンズより構成し、第２群を像面側に凹面を向けた
メニスカス状の負レンズと両レンズ面が凹面の負レンズ
そして正レンズの３つのレンズより構成し、第２群の焦
点距離をＦ２、広角端と望遠端の焦点距離を各々Ｆｗ，
ＦＴとしたとき 【００３０】 【数１】 なる条件を満足すること。 【００３１】条件式（５）は変倍の際の収差変動を抑え
つつ、レンズ全長の短縮化を効果的に図る為のものであ
る。 【００３２】上限値を越えて第２群の負の屈折力が弱く
なりすぎると、一定の変倍比を確保する為に第２群の移
動量を増加させねばならず、それに伴ないレンズ全長が
長くなってくる。 【００３３】又、下限値を越えて第２群の負の屈折力が
強くなりすぎると負のペッツバール和が増大し、像面湾
曲が大きくなると共にコマ収差を良好に補正するのが難
しくなってくるので良くない。 【００３４】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。 【００３５】尚、数値実施例１、２におけるＲ２１，Ｒ
２２、数値実施例３におけるＲ２２，Ｒ２３はフェース
プレート等のガラスブロックである。 【００３６】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき【００３７
】 【数２】 なる式で表わしている。Ｄ（−０ｘ）とは１０−ｘを意
味する。 【００３８】又前述の各条件式と数値実施例における諸
数値との関係を表−１に示す。 数値実施例 １ Ｆ＝１〜９．５７ ＦＮＯ＝１
：１．８５ 〜２．７４ ２ω＝ ５５．４°
〜６．２８° Ｒ １＝ ４．９４６
Ｄ １＝ ０．１６３ Ｎ １＝１．８０
５１８ ν １＝ ２５．４ Ｒ ２＝
３．０３３ Ｄ ２＝ １．０９０
Ｎ ２＝１．５８９１３ ν ２＝ ６
１．２ Ｒ ３＝ −２６．５１０ Ｄ
３＝ ０．０３２
Ｒ ４＝
２．９７７ Ｄ ４＝ ０．３２７
Ｎ ３＝１．６０３１１ ν ３＝ ６０．
７ Ｒ ５＝ ４．３３９ Ｄ ５
＝ 可変
Ｒ ６＝ ３．４
４２ Ｄ ６＝ ０．０９８ Ｎ ４
＝１．８８３００ ν ４＝ ４０．８
Ｒ ７＝ １．０３４ Ｄ ７＝ ０
．５８８
Ｒ ８＝ −１．２４０
Ｄ ８＝ ０．０８２ Ｎ ５＝１
．４８７４９ ν ５＝ ７０．２ Ｒ
９＝ １．６９１ Ｄ ９＝ ０．２
９５ Ｎ ６＝１．８４６６６ ν ６
＝ ２３．８ Ｒ１０＝ １１．２９９
Ｄ１０＝ 可変
Ｒ１１＝
∞ 絞り Ｄ１１＝ ０．２４５
Ｒ１２＝２．５７３ 非球面 Ｄ１２＝ ０
．５９０ Ｎ ７＝１．５８３１３ ν
７＝ ５９．４ Ｒ１３＝ −２．６６２
Ｄ１３＝ ０．０４９
Ｒ
１４＝ −２．１８３ Ｄ１４＝ ０．１
１４ Ｎ ８＝１．７８５９０ ν ８
＝ ４４．２ Ｒ１５＝ −４．２６７
Ｄ１５＝ 可変
Ｒ１６＝
４．１４３ Ｄ１６＝ ０．１１４
Ｎ ９＝１．８４６６６ ν ９＝ ２３
．８ Ｒ１７＝ １．５４９ Ｄ１
７＝ ０．６３９ Ｎ１０＝１．５１７４２
ν１０＝ ５２．４ Ｒ１８＝ −２
．８４３ Ｄ１８＝ ０．０２４
Ｒ１９＝ ３．１０７ Ｄ１９＝
０．２７８ Ｎ１１＝１．５１６３３
ν１１＝ ６４．１ Ｒ２０＝ ９．５
２３ Ｄ２０＝ 可変
Ｒ２１＝ ∞ Ｄ２１＝ ０．８
１９ Ｎ１２＝１．５１６３３ ν１２
＝ ６４．１ Ｒ２２＝ ∞
Ｒ１２：非球面 Ａ ＝ ０．０
Ｂ＝ −１．４２１Ｄ−０２
Ｃ ＝
６．４６４Ｄ−０３ Ｄ＝ −２．４２１
Ｄ−０３ 【００３９】 【表１】 数値実施例 ２ Ｆ＝１〜９．５ ＦＮＯ＝１
：１．８０ 〜２．７７ ２ω＝ ５５．４°
〜６．２８° Ｒ １＝ ５．６６７
Ｄ １＝ ０．１６３ Ｎ １＝１．８０
５１８ ν １＝ ２５．４ Ｒ ２＝
３．２８３ Ｄ ２＝ １．０９０
Ｎ ２＝１．５８９１３ ν ２＝ ６
１．２ Ｒ ３＝ −１９．５２６ Ｄ
３＝ ０．０３２
Ｒ ４＝
２．８７７ Ｄ ４＝ ０．３２７
Ｎ ３＝１．６２２３０ ν ３＝ ５３．
２ Ｒ ５＝ ４．２５５ Ｄ ５
＝ 可変
Ｒ ６＝ ３．４
２４ Ｄ ６＝ ０．０９８ Ｎ ４
＝１．８８３００ ν ４＝ ４０．８
Ｒ ７＝ １．０５２ Ｄ ７＝ ０
．５８９
Ｒ ８＝ −１．３２５
Ｄ ８＝ ０．０８２ Ｎ ５＝１
．５１８２３ ν ５＝ ５９．０ Ｒ
９＝ １．７２７ Ｄ ９＝ ０．２
９５ Ｎ ６＝１．８４６６６ ν ６
＝ ２３．８ Ｒ１０＝ ２４．２３７
Ｄ１０＝ 可変
Ｒ１１＝
∞ 絞り Ｄ１１＝ ０．２４５
Ｒ１２＝２．５７５ 非球面 Ｄ１２＝ ０
．６２３ Ｎ ７＝１．５８３１３ ν
７＝ ５９．４ Ｒ１３＝ −２．４９６
Ｄ１３＝ ０．０３７
Ｒ
１４＝ −２．１８６ Ｄ１４＝ ０．１
１４ Ｎ ８＝１．７８５９０ ν ８
＝ ４４．２ Ｒ１５＝ −４．７５４
Ｄ１５＝ 可変
Ｒ１６＝
４．０９５ Ｄ１６＝ ０．１１４
Ｎ ９＝１．８４６６６ ν ９＝ ２３
．８ Ｒ１７＝ １．５６６ Ｄ１
７＝ ０．６２３ Ｎ１０＝１．５２３１０
ν１０＝ ５０．８ Ｒ１８＝ −２
．９２６ Ｄ１８＝ ０．０２４
Ｒ１９＝ ３．００８ Ｄ１９＝
０．２７８ Ｎ１１＝１．５１６３３
ν１１＝ ６４．１ Ｒ２０＝ ９．７
４５ Ｄ２０＝ 可変
Ｒ２１＝ ∞ Ｄ２１＝ ０．８
１９ Ｎ１２＝１．５１６３３ ν１２
＝ ６４．１ Ｒ２２＝ ∞
Ｒ１２：非球面 Ａ ＝ ０．０
Ｂ＝ −１．５６９Ｄ−０２
Ｃ ＝
７．２２３Ｄ−０３ Ｄ＝ −３．２７３
Ｄ−０３ 【００４０】 【表２】 数値実施例 ３ Ｆ＝１〜９．５ ＦＮＯ＝１
：１．８５ 〜２．８２ ２ω＝ ５５．４°
〜６．３２° Ｒ １＝ ４．５０５
Ｄ １＝ ０．１６３ Ｎ １＝１．８０
５１８ ν １＝ ２５．４ Ｒ ２＝
２．９６８ Ｄ ２＝ １．０９０
Ｎ ２＝１．５１６３３ ν ２＝ ６
４．１ Ｒ ３＝ −１７．８５７ Ｄ
３＝ ０．０３２
Ｒ ４＝
３．０１５ Ｄ ４＝ ０．３２７
Ｎ ３＝１．６０３１１ ν ３＝ ６０．
７ Ｒ ５＝ ４．５８１ Ｄ ５
＝ 可変
Ｒ ６＝ ３．４
４２ Ｄ ６＝ ０．０９８ Ｎ ４
＝１．８８３００ ν ４＝ ４０．８
Ｒ ７＝ １．０１７ Ｄ ７＝ ０
．５８８
Ｒ ８＝ −１．２７５
Ｄ ８＝ ０．０８２ Ｎ ５＝１
．４８７４９ ν ５＝ ７０．２ Ｒ
９＝ １．６４１ Ｄ ９＝ ０．２
９５ Ｎ ６＝１．８４６６６ ν ６
＝ ２３．８ Ｒ１０＝ １０．６１８
Ｄ１０＝ 可変
Ｒ１１＝
∞ 絞り Ｄ１１＝ ０．２４５
Ｒ１２＝２．３８４ 非球面 Ｄ１２＝ ０
．６２３ Ｎ ７＝１．５８３１３ ν
７＝ ５９．４ Ｒ１３＝ −２．６４９
Ｄ１３＝ ０．０７０
Ｒ
１４＝ −２．０１７ Ｄ１４＝ ０．１
１４ Ｎ ８＝１．７４０７７ ν ８
＝ ２７．８ Ｒ１５＝ −４．４１４
Ｄ１５＝ 可変
Ｒ１６＝
２．９６７ Ｄ１６＝ ０．１３１
Ｎ ９＝１．８４６６６ ν ９＝ ２３
．８ Ｒ１７＝ １．８７９ Ｄ１
７＝ ０．０６７
Ｒ１８＝
３．０１５ Ｄ１８＝ ０．４２６
Ｎ１０＝１．４８７４９ ν１０＝ ７０．２
Ｒ１９＝ −３．０１５ Ｄ１９＝
０．０２４
Ｒ２０＝ ２．
７８６ Ｄ２０＝ ０．２７８ Ｎ１
１＝１．４８７４９ ν１１＝ ７０．２
Ｒ２１＝ １０．０８４ Ｄ２１＝ 可
変
Ｒ２２＝ ∞
Ｄ２２＝ ０．８１９ Ｎ１２＝１．５
１６３３ ν１２＝ ６４．１ Ｒ２３
＝ ∞ Ｒ１２：非球面 Ａ ＝ ０．０
Ｂ＝ −７．７６７Ｄ−０３
Ｃ ＝
１．５６３Ｄ−０３ Ｄ＝ １．８２９
Ｄ−０３ 【００４１】 【表３】 【００４２】 【表４】 【００４３】 【発明の効果】本発明によれば前述の如く４つのレンズ
群の屈折力及び変倍における第２群と第４群の移動条件
を設定すると共にフォーカスの際に第４群を移動させる
レンズ構成を採ることにより、レンズ系全体の小型化を
図りつつ変倍比１０程と全変倍範囲にわたり良好なる収
差補正を達成しつつ、かつフォーカスの際の収差変動の
少ない高い光学性能を有したＦナンバー１．８と大口径
比のリヤーフォーカス式のズームレンズを達成すること
ができる。
【図１】 本発明の近軸屈折力配置の説明図
【図２】
本発明の数値実施例１のレンズ断面図
本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図３】
本発明の数値実施例２のレンズ断面図
本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図４】 本発
明の数値実施例３のレンズ断面図
明の数値実施例３のレンズ断面図
【図５】 本発明の
数値実施例１の広角端における諸収差図
数値実施例１の広角端における諸収差図
【図６】 本発明の数値実施例１の中間における諸収
差図
差図
【図７】 本発明の数値実施例１の望遠端における諸
収差図
収差図
【図８】 本発明の数値実施例２の広角端における諸
収差図
収差図
【図９】 本発明の数値実施例２の中間における諸収
差図
差図
【図１０】 本発明の数値実施例２の望遠端における
諸収差図
諸収差図
【図１１】 本発明の数値実施例３の広角端における
諸収差図
諸収差図
【図１２】 本発明の数値実施例３の中間における諸
収差図
収差図
【図１３】 本発明の数値実施例３の望遠端における
諸収差図
諸収差図
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
ＳＰ 絞り
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Claims (2)
- 【請求項１】 物体側より順に正の屈折力の第１群、
負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして正の
屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、該第１群と第
３群を固定とし、該第２群を移動させて変倍を行い、変
倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補正すると共
に該第４群を移動させてフォーカスを行い、該第３群は
正レンズ３１と物体側に凹面を向けた負レンズ３２とを
有し、該第４群は負レンズ４１、正レンズ４２、そして
正レンズ４３とを有しており、該第３群の焦点距離をＦ
３、該正レンズ３１の焦点距離をｆ３１、該正レンズ４
２と正レンズ４３の材質の屈折率とアッベ数の平均値を
各々Ｎ４Ｐ，ν４Ｐとするとき ０．５４＜ｆ３１／Ｆ３＜０．７ １．３５＜ Ｎ４Ｐ ＜１．６７ ５１．８ ＜ ν４Ｐ ＜７５ なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス
式のズームレンズ。 - 【請求項２】 前記正レンズ３１の少なくとも１つの
レンズ面はレンズ面中心からレンズ面周辺にいくに従い
正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有していることを
特徴とする請求項１のリヤーフォーカス式のズームレン
ズ。
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|---|---|---|---|
| JP3163646A JP2876823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | リヤーフォーカス式のズームレンズ |
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