JPH0478809A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH0478809A
JPH0478809A JP19293290A JP19293290A JPH0478809A JP H0478809 A JPH0478809 A JP H0478809A JP 19293290 A JP19293290 A JP 19293290A JP 19293290 A JP19293290 A JP 19293290A JP H0478809 A JPH0478809 A JP H0478809A
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Kiichiro Ueda
喜一郎 植田
Hiroshi Miyamae
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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】 (産業上の利用分野) この発明は、ビデオカメラ等に適したコンパクトなズー
ムレンズに関する。
(従来技術) 近年、家庭用の一体型ビデオカメラの普及に伴い、各種
ビデオカメラ用レンズの開発が盛んに行われるようにな
ってきた。これらのズームレンズ中、6倍以上と高変倍
比を持つタイプとして、特開昭62−24213号公報
や特開昭63−123009号公報に見られる様に、物
体側から順に正、負、正、正の各屈折力を有する4レン
ズ成分から構成され、変倍中筒ルンズ成分と第3レンズ
成分とを固定し第2レンズ成分を一方向に移動させて変
倍を行ない、第4レンズ成分を前後に移動させることに
よって変倍に伴う焦点位置の変動の補正を行うものが知
られている。
この方式のズームレンズは、高変倍比で大口径でありな
がら比較的レンズ枚数の少ないタイプとして知られてお
り、第3レンズ成分が変倍時に移動しないため第2レン
ズ成分と絞りの距離を短くすることが可能で、前玉径を
比較的小さくすることができる。しかし、さらにコンパ
クト化、高変倍化を行った場合に、性能が劣化するのを
免れることができなくなって来る。特にデイスト−ジョ
ン及び非点収差が増加する。
(この発明が解決しようとする問題点)本発明は、比較
的少ない枚数で構成され軽量、コンパクト化が可能な、
高変倍比のズームレンズ、特に高性能なビデオカメラ用
として好適なズームレンズを得ようとするものである。
(問題を解決する手段) 本発明のズームレンズは、物体側から順に、少なくとも
一つずつの負レンズ及び正レンズを有し、変倍時に固定
である正の第ルンズ群、変倍に伴い移動する負の第2レ
ンズ群、非球面を有する比較的弱い屈折力の単レンズと
正の単レンズより成り、変倍時に固定である正の第3レ
ンズ群、変倍に伴う像面位置の変化を補正する正の第4
レンズ群、比較的弱い屈折力を有する単レンズから成り
、変倍時に固定の第5レンズ群より構成されたことを特
徴とする。
さらに副次的に以下の条件を満足することが望ましい。
第2レンズ群において、 0.2<lf、lF、i/(f、Z)<0.4   (
1)fo:ワイド端のレンズ全系の焦点距離f2:第2
レンズ群の焦点距離 F−:ワイド端のFナンバー Z :ズーム比 第3レンズ群の非球面を有する単レンズにおいで −0,18<fユ/f3A<O,1,8(2)0.00
1<FN△、/fw<0.1      (3)但し fl :ワイド端の全レンズ系の焦点距離f3A=第3
レンズ群の非球面を有する単レンズの焦点距離 Fo :ワイド端のFナンバー △、 :第3レンズ群の非球面における、有効半径位置
での子球面からの変型量 第4レンズ群において、 0.3<fN/f、<0.7        (4)但
し fw :ワイド端の全レンズ系の焦点距離f4 :第4
レンズ群の焦点距離 また、第4レンズ群はその構成として、少なくとも一つ
ずつの正レンズ及び負レンズを有することが望ましい。
第5レンズ群の単レンズにおいて −0,20<fw/f、<0.20     (5)但
し fw:ワイド端の全レンズ系の焦点距離f5 :第5レ
ンズ群の焦点距離 又、第5レンズ群は非球面を有することが望ましい。
(作用) 本発明のズームレンズの第ルンズ群は、物体側から順に
、少なくとも−ずつの負レンズ及び正レンズを有し、変
倍時に固定であり、正の屈折力を有している。そして少
なくとも一つずつの負レンズ及び正レンズを有すること
によって倍率及び細土色収差を良好に補正している。第
2レンズ群は負の屈折力を有し、光軸上を移動すること
により変倍を行うものである。第3レンズ群は変倍時に
固定であり、全体として正の屈折力を有しており、この
レンズ群中の比較的弱い屈折力の単レンズは非球面を有
し、これによって主に開口による収差を補正しており、
そして1弱い屈折力を有することによって、コスト低減
のため加工性の良いプラスチックのような硝材を用いた
場合でも、環境変化によるバックフォーカスの変化など
の性能変化を実用上問題の無い程度にすることを可能と
している。また、第3レンズ群の正の単レンズは第2レ
ンズ群からの発散性の光束をほぼアフォーカルとして第
4レンズ群へ導くものである。第4レンズ群は正の屈折
力を有し、第2レンズ群による変倍で生じる像面位置の
変化に対応して移動し、その補正を行うものである。
また、本発明におけるフォーカシングは第ルンズ群、第
3レンズ群、第4レンズ群などによって可能であるが、
第4レンズ群への入射光がほぼアフォーカルであるので
、第4レンズ群の移動による収差変化は比較的少なくな
っており、性能面とコンパクト性より第4レンズ群によ
ってフォーカシングを行うことが有利である。
第5レンズ群は変倍時に固定の比較的弱い屈折力を有す
る単レンズから構成されており、像面近くに配置するこ
とにより他の収差に対して大きな影響を与えずに非点収
差及び歪曲収差の良好な補正を可能にしている。また第
5レンズ群は比較的弱い屈折力を有する。もし、第5レ
ンズ群が正の屈折力を持った場合、第5レンズ群の結像
倍率(縮小系)をm5とすると、変倍時の第4レンズ群
の移動量が、変倍による像面位置の変化に対して1/m
、の2乗に比例して増大する。このため、第5レンズ群
が正で強い屈折力を持つと第4レンズ群の移動量が大と
なるので、移動のためのスペースが大きくなり、レンズ
全系のコンパクト化が難しくなり、特に第4レンズ群を
フォーカシングレンズとした場合に第3レンズ群に干渉
する可能性が生じるため好ましくない。また、第5レン
ズ群が負の強い屈折力を持った場合、第4レンズ群の移
動量は小さくなり、ワイド側での負の歪曲収差を小さく
できるため、コンパクト化には有利であるが、第4レン
ズ群の屈折力の増大による球面収差の良好な補正が困難
になる。
また望ましくは、第5レンズ群は非球面を有することが
収差補正上有効であり、特に画角の大きいところでの非
点収差を良好に補正することが可能となる。さらに、第
5レンズ群は像面に近い位置にあるので、温度、湿度変
化に対する性能変化が大きいプラスチック等の硝材を用
いた場合でもバックフォーカスの変化が少なく、コスト
低減のためこのような硝材を用いることが可能である。
条件(1)式は第2レンズ群の焦点距離、ワイド端での
全系の焦点距離及びズーム比に関する条件で、上限を超
えると第2レンズ群の変倍に伴う移動量が大きくなり、
第ルンズ群と第3レンズ群の間隔が広くなりコンパクト
化が困難となる。
また、下限を超えると変倍に伴う非点収差、歪曲収差の
変動が補正困難となる。
条件(2)式は第3レンズ群の非球面を有する比較的弱
い屈折力の単レンズの焦点距離とワイド端での全系の焦
点距離に関する条件で、上限を超えると球面収差が補正
不足になり、下限を超えると球面収差が補正過剰となる
ため、コントラストの低下をまねき画質の劣化を生じる
。また本条件を満足することにより、プラスチックのよ
うな硝材を用いた場合のバックフォーカスの変化を少な
く抑えることが可能となる。
条件(3)式は第3レンズ群の非球面を有する比較的弱
い屈折力の単レンズの非球面の変形量とワイド端での全
系の焦点距離及びFナンバーに関する条件で、上限を超
えるとこのレンズの偏芯に対する誤差感度が大きくなり
、実用上問題が生じる。また下限を超えると球面収差、
コマ収差の補正が困難となる。
条件(4)式は第4レンズ群の焦点距離とワイド端の全
系の焦点距離に関する条件で、上限を超えると画角の大
きいところでの外向性のコマ収差が増大し解像力の低下
をまねき、下限を超えると第4レンズ群の移動量が増大
するためコンパクト化に不利となる。また、第4レンズ
群は倍率収差の発生を小さく抑えるために少なくとも一
つずつの、正レンズ及び負レンズを有することが望まし
い。
条件(5)式は第5レンズ群の焦点距離とワイド端の焦
点距離に関する条件で、第5レンズ群の焦点距離が小と
なった場合の問題は先に説明したが、特に、この上限を
超えるとワイド側での負の歪曲収差が増大し、下限を超
えると射出瞳が像面に近すき過ぎる。
(実施例) 以下、この発明のズームレンズの実施例を示す。
表中の各記号は R:各屈折面の曲率半径 D:屈折面間隔 N:レンズの硝材の屈折率(波長はd線=587.56
nm) ■=レンズの硝材のアツベ数 f:レンズ全系の焦点距離 2ω:画角 F:Fナンバー f、、二バックフォーカス (カバーガラスの像側面から結像面までの長さ) ΣD:レンズ先端から像面までの長さ (カバーガラスを含む) Y:像高 をそれぞれ示す。また、別表に各実施例における本明細
書中に記載の諸値を示す。なお、実施例においては、レ
ンズ最終面と結像面の間にローパスフィルター、赤外カ
ットフィルター、フェースプレートに相当するカバーガ
ラスが入っている。
なお、実施例の具体的な構成を示せば。
物体側から、負のメニスカスレンズと正の両凸レンズの
はり合せレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズの順に構成された第ルンズ群、負のメニスカスレン
ズ、両凹レンズと正レンズのはり合せレンズの順に構成
された第2レンズ群、非球面を有する弱い屈折力の単レ
ンズと正の単レンズを有する第3レンズ群、正の単レン
ズ、負のメニスカスレンズと正のレンズのはり合せレン
ズよりに構成された第4レンズ群、比較的弱い屈折力の
単レンズより構成された第5レンズ群より成っている。
実施例における非球面係数の定義は次の通りである。
ch” X=扁−、、c 7+A、h’+AGh’+A。h9+
八〇。h1a+・ ・ ・ 但し、 X:非球面の頂点を原点とし、光軸に沿って物体側から
像側に向かう座標 h:非球面の頂点を原点とし、光軸に垂直な座標 C:非球面の近軸曲率 を表す。
実施例1 f=7.20〜41.1111   F=1.84〜2
.402ω=45.7〜8.4   Y=3.03  
 fb=2.05No      RD     N 
   V5」 44.820 群間隔 f  A   BC 7,200,7017,204,84 17,608,978,933,39 41,1815,472,437,34群走  各群の
焦点距離 1  f1〜.   =  29.4692  f、〜
□。 =  −7,9493f□、〜、、  =  3
0.3384f1.−□、  =  14.5705 
 f、□23=  218.242第14面の有効半径
=4.14 非球面係数 第14面 =  0.75126X10 = 0.20172 x 1O−3 = 0.10229X10−” =  0.19266X10 =  0.19815X10−’ =−0,24663X10−’ =−0,48691X10−” 4.41 5.86 1.91 実施例2 f=7.16〜41.17 2ω=45.9〜8.4 No      R F=1.84〜2.40 Y=3.03    fb=2.05 ■ 群間隔 A   B 7.16 0.70 17.20 17.59 8.97 8.93 41.1715.47 2.43 群勲  各群の焦点距離 1f□〜、   =  29.446 2  f、、。=  −7,911 3f1□〜、、  =  30.7624f工、〜、、
  =  14.7275  f2゜−、、=  24
2.063第14面の有効半径=4.1 非球面係数 4.84 3.39 7.34 4.41 5.86 1.91 第14面 第21面 =  0.94047X 10 =  0.18717X10−” = 0.11352x10−’ =  0.16627X 10 =  0.20017X10−’ =−0,24691X1O−s =−0,48691X10−” 実施例3 f=7.20〜41.68 2ω=45.6〜8.3 No      R F =1.84〜2.40 Y=3.03    f、=2.12 ■ 7.20 17.63 41.68 群 八 0.70 8.97 15.47 間 隔 17.20 8.93 2.43 4.84 3.39 7.34 4.41 5.86 1.91 群Nα  各群の焦点距離 1  f1〜!;   =  28.2062  f、
1o=  −7,957 3f工、0.  =  35.319 4f□、〜、、  =  13.6345  f2゜〜
、、  =−106,436第14面の有効半径=4.
48 非球面係数 第14面  K = 0.11381x102A4= 
0.23706 x 1O−3A、= 0.10552
 X 10−5第21面  K = 0.57621X
10A、= 0.15310 X 1O−3AG=−0
,23720x to−’ A、=−0.48691 X 10−”N。
■ 実施例4 f=7.20〜41.12 2 ω=45.6〜8.4 F = 1.84〜2.40 Y=3.03    ft、=2.05群間隔 A   B 7.20 0.70 17,20 17.62 8.97 8.93 41.1215.47 2.43 群島  各群の焦点距離 1f□〜5   =  29,770 2 f、1゜ =  −7,943 3f□□−、、=  29.053 4  fl、、、  =  14.9825  f2.
.3=  69.994 第14面の有効半径=4.12 非球面係数 第14面  に= 0.82075 x 104.84 3.39 7.34 A4=  0.20181X 10−”第21面 K  =−0,49388 A、= 0.13384 X 1O−3A、=−0,2
5956X 10−’ A、=−0.48691 X 10−”4.41 5.86 1.91 実施例5 f =6.70〜51.17 2ω= 48.7〜6.8 No      R F=1.84〜2.88 y =3.03    f 、=2.00[)    
   N      V A、=  0.10027x 10−’11]  第3 12.997 1.60 1.49200 57.0 3   f11〜1鴫  =    35.429第4 189.706 1.90 群間隔 A   B 6.70 0.70 19.40 1g、22 9.83 10.22 51.1717.70 2.40 群嵐  各群の焦点距離 1  f、、   =  30.9872  f、〜、
。 =  −7,3731,77250 6,73 3,75 9,85 4f15−□、   =   18.27349.6 5   f、、23  =   94.408第11面
の有効半径=4.99 非球面係数 第11面  K =−0,33358X 10A、= 
0.65702 X 10−’第21面  K =−0
,44664X 10A4=−0゜10191 x 1
0−’A、=−0.10643 X 10−75.87 8.85 2.75 各実施例の数値 実施例1実施例2実施例3実施例4 Z      5,72  5.75  5.79  
5.71ΣD     61.05 61.05 61
.11 61.05f2IFw/(fwZ)  0.3
2  0,35  0.35  0.36fw/f3A
O,000,13−0,100,01Fw△、/fw 
   O,030,020,040,02fw/f40
.49  0.49  0.53  0.48fw/f
−0,030,03−0,070,10実施例5 7.64 68.50 0.27 0.00 0.0 0.37 0.07 (発明の効果) この発明のズームレンズは、各実施例及び図面に見るよ
うに、6倍程度以上といった高変倍比でありながらコン
パクトで、各収差図にみられように良好な性能のズーム
レンズを実現できた。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図はそれぞれこの発明のズームレンズの
第1実施例乃至第5実施例の断面図、第6図乃至第20
図はこの発明のズームレンズの第1実施例乃至第5実施
例のワイド、ミドル、テレポジションの収差図である。 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物体側から順に、少なくとも一つずつの負レンズ及び正
    レンズを有し、変倍時に固定である正の第1レンズ群、
    変倍に伴い移動する負の第2レンズ群、非球面を有する
    比較的弱い屈折力の単レンズと正の単レンズより成り、
    変倍時に固定である正の第3レンズ群、変倍に伴う像面
    位置の変化を補正する正の第4レンズ群、比較的弱い屈
    折力を有する単レンズから成り、変倍時に固定の第5レ
    ンズ群より構成されたことを特徴とするズームレンズ。
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