JPH0720367A - Variable lens system - Google Patents

Variable lens system

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Publication number
JPH0720367A
JPH0720367A JP5165828A JP16582893A JPH0720367A JP H0720367 A JPH0720367 A JP H0720367A JP 5165828 A JP5165828 A JP 5165828A JP 16582893 A JP16582893 A JP 16582893A JP H0720367 A JPH0720367 A JP H0720367A
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JP
Japan
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lens
lens system
wide
concave
convex
Prior art date
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Pending
Application number
JP5165828A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Nanjo
雄介 南條
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH0720367A publication Critical patent/JPH0720367A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で高性能な変倍レンズ系を提供する。 【構成】 2〜3倍程度の2焦点切り換え可能な変倍レ
ンズ系を、広角コンバージョンレンズ系1と結像レンズ
系3とから構成する。広角コンバージョンレンズ系1の
鏡筒の中央部に貫通穴1c,1dを開け、広角コンバー
ジョンレンズ系1の鏡筒を90度回転することにより、
結像レンズ系3のみの画角(望遠側)と広角コンバージ
ョンレンズ系1を通した画角(広角側)とを切り換えら
れるようにする。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a compact and high-performance variable power lens system. [Structure] A variable-magnification lens system capable of switching between two and three times the two focal points is composed of a wide-angle conversion lens system 1 and an imaging lens system 3. By forming through holes 1c and 1d in the center of the lens barrel of the wide-angle conversion lens system 1 and rotating the lens barrel of the wide-angle conversion lens system 1 by 90 degrees,
The angle of view of only the imaging lens system 3 (telephoto side) and the angle of view through the wide-angle conversion lens system 1 (wide-angle side) can be switched.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラに
使用する変倍レンズ系で、2〜3倍程度の変倍が可能な
変倍レンズ系に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable power lens system used for, for example, a video camera, and a variable power lens system capable of variable power of about 2 to 3 times.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の2〜3倍程度の変倍が可能なレン
ズ系には、図5に示すような、広角系の結像レンズ10
と凹レンズ系の望遠コンバーター11との組み合わせ
で、結像レンズ単体で広角側、結像レンズ10を光軸上
物体側へ移動させて、結像レンズ10の後ろ側に望遠コ
ンバーター11を挿入して望遠側に変換する変倍レンズ
系がある。
2. Description of the Related Art A lens system capable of changing the magnification by about 2 to 3 times that of a conventional one is a wide-angle system imaging lens 10 as shown in FIG.
In combination with the telephoto converter 11 having a concave lens system, the imaging lens alone is moved to the wide-angle side, the imaging lens 10 is moved to the object side on the optical axis, and the telescopic converter 11 is inserted behind the imaging lens 10. There is a variable magnification lens system that converts to the telephoto side.

【0003】また、図6及び図7に示すような、凹レン
ズ群20及び30と凸レンズ群21及び31との相対間
隔を変化させて全系の焦点距離を変化させる、所謂2群
ズームレンズ系があり凹レンズ群先行型(図6)と凸レ
ンズ群先行型(図7)とがある。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, there is a so-called two-group zoom lens system which changes the relative distance between the concave lens groups 20 and 30 and the convex lens groups 21 and 31 to change the focal length of the entire system. Yes There are a concave lens group preceding type (Fig. 6) and a convex lens group preceding type (Fig. 7).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の変倍レンズ系では、変倍を行う際、レンズ群を光軸
方向に移動させる必要があり、図5ではさらに望遠コン
バーターを挿入または退避させる複雑な運動が必要であ
る。また図6及び図7に示す2群ズームレンズ系では、
2つのレンズ群を異なる方向または異なる移動量で動か
さなければならない。そのためカムなどの複雑な変倍機
構が必要になり、大型化が避けられず、製造コストを下
げることも困難であった。
By the way, in the above-described conventional variable power lens system, it is necessary to move the lens group in the optical axis direction when performing variable power. In FIG. 5, a telephoto converter is further inserted or retracted. It requires complex movements to make it happen. Further, in the two-group zoom lens system shown in FIGS. 6 and 7,
The two lens groups must be moved in different directions or with different amounts of movement. Therefore, a complicated zooming mechanism such as a cam is required, and it is inevitable to increase the size, and it is difficult to reduce the manufacturing cost.

【0005】また、上述した従来の変倍レンズ系では、
広角側と望遠側とのF値の変化は、変倍比と各レンズ群
の屈折力配置でほぼ決まってしまい、被写界深度が深い
広角側でF値を明るく設定すると、望遠側でもF値があ
まり暗くならず被写界深度が浅くなってしまう。オート
フォーカス機構を採用すれば問題ないが、製造コストを
下げる目的で固定焦点方式を採用する場合、大変不都合
である。
Further, in the conventional variable power lens system described above,
The change in F-number between the wide-angle side and the telephoto side is almost determined by the zoom ratio and the refractive power arrangement of each lens group. If the F-number is set brighter on the wide-angle side with a deep depth of field, the F-number on the telephoto side will also increase. The value is not too dark and the depth of field is shallow. There is no problem if the autofocus mechanism is adopted, but it is very inconvenient when the fixed focus method is adopted for the purpose of reducing the manufacturing cost.

【0006】さらにまた、固定焦点方式を採用する場
合、製造組立時に過焦点距離にフォーカス調整を行う
際、変倍で移動するレンズ群の停止位置を調整するか、
レンズ鏡筒と撮像素子との相対位置を、平行度を保ちな
がら微調整する機構が必要で、機構が複雑になり、また
性能の維持も困難である。
Furthermore, when the fixed focus method is adopted, when the focus adjustment is performed for the hyperfocal length during manufacturing and assembly, the stop position of the lens group that moves with zooming is adjusted,
A mechanism for finely adjusting the relative position between the lens barrel and the image sensor while maintaining parallelism is required, which complicates the mechanism and makes it difficult to maintain the performance.

【0007】本発明は、上述した従来技術の欠点を解決
し、小型で安価で、しかも収差の良く補正された変倍レ
ンズ系を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a variable-magnification lens system that is small in size, inexpensive, and has well-corrected aberrations.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
の構成を図1に基づいて説明すると、物体側より順にほ
ぼアフォーカルな広角コンバージョンレンズ系1と、絞
り2及び結像レンズ系3よりなり、結像レンズ系3の後
ろにフィルター4及び撮像素子5(例えばCCD)を配
置してなる主にビデオカメラに使用する変倍レンズ系に
おいて、上記広角コンバージョンレンズ系1は、凹レン
ズ群1aと凸レンズ群1bとを空気間隔を置いて配置
し、上記広角コンバージョンレンズ系1の鏡筒には、上
記空気間隔を形成する部分に広角コンバージョンレンズ
系1の光軸に直行する二つの貫通穴1cと1dを設け
て、上記広角コンバージョンレンズ系1の鏡筒を約90
度回転することにより、上記貫通穴1cと1dを通して
上記結像レンズ系3のみの画角(以下望遠側と記す)で
撮影することもでき、また広角コンバージョンレンズ系
1を通した画角(以下広角側と記す)で撮影することも
できるように切り換え可能に構成したことを特徴とす
る。
The structure of the present invention as set forth in claim 1 will be described with reference to FIG. 1. A wide-angle conversion lens system 1, a diaphragm 2, and an imaging lens system which are substantially afocal in order from the object side. In the variable magnification lens system mainly composed of the image forming lens system 3 having the filter 4 and the image pickup device 5 (for example, CCD) behind the image forming lens system 3, the wide-angle conversion lens system 1 is a concave lens group. 1a and a convex lens group 1b are arranged with an air gap, and two through holes that are orthogonal to the optical axis of the wide-angle conversion lens system 1 are formed in the lens barrel of the wide-angle conversion lens system 1 at the portion forming the air gap. By providing 1c and 1d, the lens barrel of the wide-angle conversion lens system 1 can be approximately 90
By rotating the lens through the through holes 1c and 1d, it is possible to take a picture with the angle of view of only the imaging lens system 3 (hereinafter referred to as the telephoto side), and the angle of view through the wide-angle conversion lens system 1 (hereinafter It is characterized in that it is switchable so that it can be shot on the wide-angle side.

【0009】上記貫通穴のうち、絞りの近くに来る方の
穴1dを絞り開放径より小さい固定絞りとして、望遠側
で撮影する際,広角側で撮影するときより開放F値を制
限する。上記結像レンズ系3を光軸方向に移動可能に
し、撮像素子との相対位置を調整可能とする。図2に、
広角コンバージョンレンズ系1の鏡筒を90度回転して
望遠側にした状態を示す。
Of the above through holes, the hole 1d closer to the diaphragm is used as a fixed diaphragm having a smaller aperture opening diameter to limit the open F value when photographing on the telephoto side than when photographing on the wide angle side. The imaging lens system 3 can be moved in the optical axis direction, and the relative position with respect to the image sensor can be adjusted. In Figure 2,
The state where the lens barrel of the wide-angle conversion lens system 1 is rotated by 90 degrees to the telephoto side is shown.

【0010】また、請求項7に記載の発明の具体的なレ
ンズ構成について図1を参照して説明する。
A specific lens structure of the invention described in claim 7 will be described with reference to FIG.

【0011】上記広角コンバージョンレンズ系1は物体
側より順に、凹レンズの第1レンズL1及び凸レンズの
第2レンズL2と凹レンズの第3レンズL3との接合レン
ズとにより上記凹レンズ群1aを構成し、凸レンズの第
4レンズL4で上記凸レンズ群1bを構成し、凹レンズ
の第1レンズL1の少なくとも1面を非球面とすると共
に、該凹レンズの第1レンズL1をプラスチック製非球
面レンズとする一方、上記結像レンズ系3は物体側より
順に、凸レンズの第5レンズL5、凸レンズの第6レン
ズL6と凹レンズの第7レンズL7との接合レンズ及び凸
レンズの第8レンズL8より構成し、下記の各条件を満
足してなることを特徴とする。
The wide-angle conversion lens system 1 constitutes, in order from the object side, the concave lens group 1a by a cemented lens of a concave first lens L 1 and a convex second lens L 2 and a concave third lens L 3. and constitute the convex lens group 1b by the fourth lens L 4 of the convex lens, with at least one surface of the first lens L 1 of the concave lens is aspherical, plastic aspherical lens of the first lens L 1 of the concave lens On the other hand, the imaging lens system 3 is, in order from the object side, a fifth lens L 5 that is a convex lens, a cemented lens of a sixth lens L 6 of a convex lens and a seventh lens L 7 of a concave lens, and an eighth lens L of a convex lens. It is composed of 8 and is characterized by satisfying the following respective conditions.

【0012】 (1) 1.8<|f1/fW|<3.6 (2) 0<Δχ1 (3) ν2<40 (4) 60<ν4 (5) 1<f5/fT<2 (6) 0.5<d5/fT<1 (7) 1.75<(n5+n8)/2 (8) 0.05<n7−n6<0.3 (9) 0.7<SL/fT<1.4 但し,fi:第iレンズLiの焦点距離 fW:広角側の全系の焦点距離 fT:望遠側の全系の焦点距離 Δχ1:有効径におけるr1 面の非球面の近軸球面から
のズレ νi:第iレンズLiのアッベ数 di:i番目の面間隔 ni:第iレンズLiのd線における屈折率 SL:絞りから最終面までの距離
(1) 1.8 <| f 1 / f W | <3.6 (2) 0 <Δχ 1 (3) ν 2 <40 (4) 60 <ν 4 (5) 1 <f 5 / f T <2 (6) 0.5 <d 5 / f T <1 (7) 1.75 <(n 5 + n 8 ) / 2 (8) 0.05 <n 7 −n 6 <0.3 ( 9) 0.7 <SL / f T <1.4 where f i : focal length of the i-th lens L i f W : focal length of the entire system on the wide angle side f T : focal length of the entire system on the telephoto side Δχ 1 : Deviation of the aspherical surface of the r 1 surface from the paraxial spherical surface in the effective diameter ν i : Abbe number of the i-th lens L i d i : i-th surface spacing n i : refraction of the i- th lens L i at d line Rate SL: Distance from diaphragm to final surface

【0013】[0013]

【作用】請求項1に記載の発明では、変倍のためにレン
ズ群を光軸方向に移動させる必要がないため、カムなど
の複雑な連動機構が必要なく、広角コンバージョンレン
ズ系の鏡筒を約90度回転させるだけの簡単な機構で構
成できる。機構が簡単であれば、小型軽量化やコスト低
減に極めて有利になる。
According to the first aspect of the present invention, since it is not necessary to move the lens group in the optical axis direction for zooming, a complicated interlocking mechanism such as a cam is not necessary, and a wide-angle conversion lens system lens barrel is provided. It can be configured with a simple mechanism that only rotates about 90 degrees. If the mechanism is simple, it will be extremely advantageous for downsizing and weight reduction and cost reduction.

【0014】変倍比を大きく設定すると、F値が同じで
あれば広角側に比べて望遠側の被写界深度は、変倍比の
約二乗に反比例して浅くなるので、固定焦点を実現する
ためには望遠側のF値を暗くしなくればならないが、上
記貫通穴による固定絞りで開放F値を制限すれば、望遠
側のF値を自由に暗く設定できる。
When the zoom ratio is set large, the depth of field on the telephoto side becomes shallower in inverse proportion to the square of the zoom ratio than on the wide angle side if the F value is the same, so that a fixed focus is realized. In order to achieve this, the F-number on the telephoto side must be darkened, but the F-number on the telephoto side can be freely set to be dark by limiting the open F-number with the fixed aperture formed by the through hole.

【0015】上記結像レンズ系は、単体で収差が良く補
正されており、また変倍の際は固定されているため、こ
のレンズを撮像素子に対して前後に移動させて過焦点距
離の調整を行っても、性能劣化がなく、また使用中に耐
久などの影響で狂うこともない。
The above-mentioned imaging lens system has its aberrations corrected well by itself, and is fixed during zooming. Therefore, this lens is moved back and forth with respect to the image sensor to adjust the hyperfocal length. Even if you do, there is no performance deterioration, and it will not be affected by durability etc. during use.

【0016】また、請求項7に記載の発明では、広角コ
ンバージョンレンズ系を結像レンズ系の前に置くと、ペ
ッツバール和(以下ΣPと記す)が小さくなり、広角コ
ンバージョンレンズ系の凹レンズ群と凸レンズ群との間
隔を狭くすると、ΣPはさらにマイナスになり非点収差
の補正が困難になる。小型化とΣPを適度な値にするこ
とを両立させるには、広角コンバージョンレンズ系の物
体側に負の屈折力、像側に正の屈折力を集中させると効
果的であり、第1レンズL1を凹レンズ、第4レンズL4
を凸レンズとする。第1レンズL1を凹レンズとしたこ
とで、第1レンズL1から発生する負の歪曲収差を効果
的に補正する凸レンズがないため、第1レンズL1の少
なくとも1面を非球面にすることにより、負の歪曲収差
の発生を抑える。
According to the invention described in claim 7, when the wide-angle conversion lens system is placed in front of the imaging lens system, the Petzval sum (hereinafter referred to as ΣP) becomes small, and the concave lens group and the convex lens of the wide-angle conversion lens system are reduced. If the space between the lens unit and the lens unit is narrowed, ΣP becomes even more negative, making it difficult to correct astigmatism. In order to achieve both the miniaturization and the appropriate value of ΣP, it is effective to concentrate the negative refracting power on the object side and the positive refracting power on the image side of the wide-angle conversion lens system. 1 is a concave lens, 4th lens L 4
Is a convex lens. The first lens L 1 that has a concave lens, because there is no lens to correct the negative distortion generated by the first lens L 1 effectively, the at least one surface of the first lens L 1 is aspherical This suppresses the occurrence of negative distortion.

【0017】ガラス製非球面レンズは製造コストが高い
が、プラスチック製非球面レンズはガラス製球面レンズ
より製造コストが安いため、低コスト化が目的のレンズ
には有利である。しかしながら、プラスチックレンズは
線膨張係数や屈折率の温度変化がガラスに比べて大きい
ため、焦点距離の温度変化が大きい欠点がある。焦点距
離の温度変化が全系のピント移動におよぼす影響の大き
いレンズエレメントにプラスチックを使用すると、固定
焦点レンズにとって致命的な問題となる。本発明では、
光束が最も細い第1レンズL1にプラスチックを使用す
ることにより、性能向上と低コスト化を両立しつつ、焦
点距離の温度変化が全系のピント移動におよぼす影響を
最小限に抑えることに成功した。
Although the glass aspherical lens has a high manufacturing cost, the plastic aspherical lens has a lower manufacturing cost than the glass aspherical lens, which is advantageous for a lens whose cost is to be reduced. However, the plastic lens has a large temperature change in the coefficient of linear expansion and the refractive index as compared with glass, and thus has a drawback that the temperature change in the focal length is large. The use of plastic for the lens element, which has a great influence on the focus movement of the entire system due to the temperature change of the focal length, causes a fatal problem for the fixed focus lens. In the present invention,
By using plastic for the first lens L 1, which has the thinnest luminous flux, we succeeded in minimizing the effect of temperature change of the focal length on the focus movement of the entire system while achieving both performance improvement and cost reduction. did.

【0018】次に上記各条件式について詳細に説明す
る。
Next, the above conditional expressions will be described in detail.

【0019】(1)の条件式は、主に小型化とΣPを適
度な値にすることを両立させるための条件で、下限を越
えるとΣPがマイナスになり過ぎ、像面湾曲が補正困難
となる。上限を越えると変倍比を維持するためには、第
1レンズL1と第4レンズL4との間隔が大きくなり小型
化の目的が達成できない。
The conditional expression (1) is a condition mainly for achieving both miniaturization and setting .SIGMA.P to an appropriate value. When the lower limit is exceeded, .SIGMA.P becomes too negative and the field curvature is difficult to correct. Become. If the upper limit is exceeded, in order to maintain the zoom ratio, the distance between the first lens L 1 and the fourth lens L 4 becomes large, and the object of downsizing cannot be achieved.

【0020】(2)の条件式は、上記非球面の形状を規
定するもので、Δχ1をプラスにすることで負の歪曲収
差と補正過剰の非点収差を補正することが出来る。
The conditional expression (2) defines the shape of the aspherical surface. By making Δχ 1 positive, negative distortion and overcorrected astigmatism can be corrected.

【0021】(3)の条件式は、第1レンズL1と第3
レンズL3から発生する倍率の色収差の補正に関するも
ので、主光線の光線高が高い第2レンズL2のアッベ数
を40以下と小さくすることで、良好に補正できる。
The conditional expression (3) is defined by the first lens L 1 and the third lens
The present invention relates to correction of lateral chromatic aberration generated from the lens L 3 , and can be excellently corrected by reducing the Abbe number of the second lens L 2 having a high chief ray height to 40 or less.

【0022】(4)の条件式は、広角コンバージョンレ
ンズ系の軸上の色収差の補正に関するもので、(3)の
条件により凸レンズの第2レンズL2にアッベ数の小さ
いガラスを使うため、軸上の色収差は補正不足になりや
すい。第4レンズL4を色消しの接合レンズにすれば補
正は容易だが、コスト高を招くため、コストと色収差の
バランスを取るには、(4)の条件でガラスを選ぶこと
が適当である。
The conditional expression (4) relates to the correction of the axial chromatic aberration of the wide-angle conversion lens system. Since the second lens L 2 of the convex lens is made of glass having a small Abbe's number according to the condition (3), The above chromatic aberration tends to be undercorrected. If the fourth lens L 4 is an achromatic cemented lens, the correction is easy, but the cost is high. Therefore, in order to balance the cost and the chromatic aberration, it is appropriate to select glass under the condition (4).

【0023】(5)の条件式は、バックフォーカスを適
度に短くするための条件で、下限を越えると、バックフ
ォーカスが短くなりすぎて、レンズと撮像素子との間に
入れるローパスフィルターや赤外カットフィルターが入
らない。上限を越えると、バックフォーカスが必要以上
に長くなり小型化が達成出来ない。
The conditional expression (5) is a condition for appropriately shortening the back focus. If the lower limit is exceeded, the back focus becomes too short, and a low-pass filter or an infrared ray inserted between the lens and the image sensor is used. The cut filter does not fit. Beyond the upper limit, the back focus becomes longer than necessary and miniaturization cannot be achieved.

【0024】(6)の条件式は、広角コンバージョンレ
ンズ系の鏡筒に貫通穴を開けて、結像レンズ系のみで撮
影が出来ることと、小型化とを両立するための条件で、
下限を越えると、r5面またはr6面の反射光によりゴー
ストが生じたり、物体側の貫通穴により画面にケラレを
生じたりする。上限を越えると、本発明の目的である小
型化が達成出来ない。
The conditional expression (6) is a condition for achieving both downsizing and downsizing by forming a through hole in the lens barrel of the wide-angle conversion lens system and taking a picture only with the imaging lens system.
If the value goes below the lower limit, ghost may occur due to the reflected light from the r 5 surface or r 6 surface, or vignetting may occur on the screen due to the through hole on the object side. If the upper limit is exceeded, the miniaturization, which is the object of the present invention, cannot be achieved.

【0025】(7)の条件式は、球面収差を小さく補正
してF値を明るくするための条件で、正の屈折力を持つ
第5レンズL5と第8レンズL8のガラスの屈折率を高く
することにより、上記2枚のレンズの曲率を弱く出来、
補正不足の球面収差の発生を小さく抑えてF値を明るく
することを可能にする。
The conditional expression (7) is a condition for correcting the spherical aberration to be small and brightening the F value, and is the refractive index of the glass of the fifth lens L 5 and the eighth lens L 8 having positive refractive power. By increasing the, the curvature of the above two lenses can be weakened,
It is possible to suppress the occurrence of spherical aberration that is insufficiently corrected and to make the F value bright.

【0026】(8)の条件式は、上記(7)の条件で発
生を抑えた球面収差を、良好に補正するための条件で、
下限を越えると、球面収差を補正するためにr11の曲率
が強くなりすぎ、球面収差曲線の曲がりが大きくなり、
上限を越えると、r10面の正の屈折力の分担が小さくな
り、結像レンズ系全体の球面収差発生量が大きくなり、
補正が困難になる。
The conditional expression (8) is a condition for satisfactorily correcting the spherical aberration that is suppressed from being generated under the above condition (7).
When the value goes below the lower limit, the curvature of r 11 becomes too strong to correct spherical aberration, and the curvature of the spherical aberration curve becomes large.
If the upper limit is exceeded, the share of the positive refractive power of the r 10 surface becomes small, and the spherical aberration generation amount of the entire imaging lens system becomes large.
Correction becomes difficult.

【0027】(9)の条件式は、射出瞳距離(射出瞳か
ら像面までの距離)を適度に長くするための条件で、下
限を越えると、射出瞳距離が短くなりすぎる。撮像素子
の特性によるが、射出瞳距離が短くなりすぎると、画面
の周辺部に光量不足を生じる現象があり、射出瞳距離は
画面対角線の3倍以上にする必要がある。逆に上限を越
えると、非点収差の補正が困難になり、またバックフォ
ーカスを長くすることが困難になる。
The conditional expression (9) is a condition for appropriately increasing the exit pupil distance (distance from the exit pupil to the image plane). If the lower limit is exceeded, the exit pupil distance becomes too short. Depending on the characteristics of the image sensor, if the exit pupil distance becomes too short, there may be a phenomenon that the amount of light is insufficient at the peripheral portion of the screen, and the exit pupil distance must be at least three times the screen diagonal. On the other hand, when the value exceeds the upper limit, it becomes difficult to correct astigmatism and it becomes difficult to lengthen the back focus.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面に基づ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1において、L1からL8はそれそれ第1
レンズから第8レンズであり、L1からL4で広角コンバ
ージョンレンズ系1を構成し、このうちL1からL3で凹
レンズ群1a、L4で凸レンズ群1bを構成し、L5から
8で結像レンズ系3を構成する。4はフィルターに相
当する平行平面ガラス、5は撮像素子、2は絞りであ
る。
In FIG. 1, L 1 to L 8 are respectively the first
The lens is the eighth lens, and L 1 to L 4 constitute the wide-angle conversion lens system 1, of which L 1 to L 3 constitute the concave lens group 1a, L 4 constitutes the convex lens group 1b, and L 5 to L 8 The imaging lens system 3 is constituted by. Reference numeral 4 is a plane-parallel glass corresponding to a filter, 5 is an image sensor, and 2 is a diaphragm.

【0030】広角コンバージョンレンズ系1は鏡筒6で
保持され、鏡筒6には貫通穴1aと1bが開いており、
貫通穴1aと1bの中心を結ぶ光軸と、広角コンバージ
ョンレンズ系1の光軸との交点を通り、両光軸に直行す
る回転軸を中心に、鏡筒6は図2に示すように約90度
回転可能に保持されている。
The wide-angle conversion lens system 1 is held by a lens barrel 6, and the lens barrel 6 has through holes 1a and 1b.
The optical axis of the lens barrel 6 passes through the intersection of the optical axis connecting the centers of the through-holes 1a and 1b and the optical axis of the wide-angle conversion lens system 1 and is orthogonal to both optical axes. It is held so that it can rotate 90 degrees.

【0031】次に、本実施例の数値例を以下に示す。Next, numerical examples of this embodiment will be shown below.

【0032】 r1 98.52 d1 1.5 n1 1.492 ν1 57.2 r2 4.61 d2 2.19 r3 ∞ d3 3.75 n2 1.62004 ν2 36.3 r4 −4.5 d4 1. n3 1.77250 ν3 49.6 r5 ∞ d5 8.69 r6 ∞ d6 1.7 n4 1.48749 ν4 70.4 r7 −9.81 d7 3. r8 27.7 d8 1.3 n5 1.80610 ν5 40.7 r9 −27.7 d9 0.2 r10 6.15 d10 3.44 n6 1.70154 ν6 41.2 r11 −6.15 d11 0.8 n7 1.84666 ν7 23.8 r12 4.1 d12 1.55 r13 −31. d13 2.48 n8 1.83400 ν8 37.3 r14 −6.818 非球面係数 A461面 1.08×10-3 −7.11×10-62面 6.25×10-4 7.25×10-5 但し、i面の深さχi は光軸からの高さをHとして、下
記で定義する。
R 1 98.52 d 1 1.5 n 1 1.492 ν 1 57.2 r 2 4.61 d 2 2.19 r 3 ∞ d 3 3.75 n 2 1.62004 ν 2 36. 3 r 4 −4.5 d 4 1. n 3 1.77250 ν 3 49.6 r 5 ∞ d 5 8.69 r 6 ∞ d 6 1.7 n 4 1.48749 ν 4 70.4 r 7 −9.81 d 7 3. r 8 27.7 d 8 1.3 n 5 1.80610 ν 5 40.7 r 9 -27.7 d 9 0.2 r 10 6.15 d 10 3.44 n 6 1.70154 ν 6 41. 2 r 11 -6.15 d 11 0.8 n 7 1.84666 ν 7 23.8 r 12 4.1 d 12 1.55 r 13 -31. d 13 2.48 n 8 1.83400 ν 8 37.3 r 14 −6.818 Aspherical coefficient A 4 A 6 r 1 surface 1.08 × 10 −3 −7.11 × 10 −6 r 2 surface 6 0.25 × 10 −4 7.25 × 10 −5 However, the depth χ i of the i-plane is defined as follows, where H is the height from the optical axis.

【0033】χi=H2/ri{1+(1−H2/ri 2
1/2}+A4・H4+A6・H6 H=5.0において、Δχ1=0.5639 フィルター4に相当する平行平面ガラス:厚さ4.3、
d=1.51633 絞りはr8面の前側1.5 絞り開放径:φ5.9 貫通穴1dの径:φ2.9、貫通穴1dの位置は絞りの
前側1.5 広角側 fW=4.08、F2.1、基準距離:r1
より−580 望遠側 fT=12.29、F4.2、基準距離:r8
面より−2600 基準距離におけるバックフォーカス:5.86(空気換
算値) 射出瞳:−19.24(像面より) f1/fw=−2.4220 f5/fT=1.4128 d5/fT=0.7071 (n5+n8)/2=1.82005 n7−n6=0.14512 SL/fT=0.9170 本数値例の、広角側と望遠側における各収差曲線図を、
図3と図4に示す。
Χ i = H 2 / r i {1+ (1-H 2 / r i 2 )
1/2 } + A 4 · H 4 + A 6 · H 6 H = 5.0, Δχ 1 = 0.5639 Parallel plane glass corresponding to the filter 4: thickness 4.3,
n d = 1.51633 The aperture is the front side of the r 8 surface 1.5 The aperture open diameter: φ5.9 The diameter of the through hole 1d: φ2.9, the position of the through hole 1d is the front side of the aperture 1.5 The wide-angle side f W = 4.08, F2.1, reference distance: r 1 -580 to the telephoto side f T = 1.29, F4.2, reference distance: r 8
Back focus at -2600 reference distance from the surface: 5.86 (air-equivalent value) exit pupil: -19.24 (from the image plane) f 1 / f w = -2.4220 f 5 / f T = 1.4128 d 5 / f T = 0.7071 (n 5 + n 8) of /2=1.82005 n 7 -n 6 = 0.14512 S L / f T = 0.9170 this numerical example, each of the wide-angle side and the telephoto side Aberration curve diagram,
Shown in FIGS. 3 and 4.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変倍時にレンズを光軸方向に移動させる必要がないた
め、従来と比較して変倍機構が簡素化され、小型化が図
れる。
As described above, according to the present invention,
Since it is not necessary to move the lens in the optical axis direction at the time of zooming, the zooming mechanism can be simplified and downsized as compared with the conventional one.

【0035】また、従来と比較して変倍機構が簡素化さ
れるため、製造コストを低減することができる。
Further, since the variable power mechanism is simplified as compared with the conventional one, the manufacturing cost can be reduced.

【0036】また、固定絞りにより望遠側の開放F値を
任意に設定できるため、被写界深度を深くでき、固定焦
点レンズとすることが可能となる。
Further, since the open F value on the telephoto side can be arbitrarily set by the fixed aperture, the depth of field can be deepened and a fixed focus lens can be obtained.

【0037】また、過焦点距離にフォーカス調整する機
構と、変倍機構を分離したことにより、製造組立時のフ
ォーカス調整を容易にすることができる。
Further, by separating the mechanism for adjusting the focus on the hyperfocal distance from the variable power mechanism, it is possible to facilitate the focus adjustment at the time of manufacturing and assembling.

【0038】また、過焦点距離にフォーカス調整する機
構と、変倍機構を分離したことにより、変倍機構の耐久
性が、像面位置の経年変化につながる可能性を無くすこ
とができる。
Further, by separating the mechanism for adjusting the focus on the hyperfocal distance and the zooming mechanism, it is possible to eliminate the possibility that the durability of the zooming mechanism will lead to aged deterioration of the image plane position.

【0039】また、第1レンズを非球面プラスチックレ
ンズとすることにより、像面位置の温度変化による影響
を少なく抑えつつ、高性能化と製造コストの低減を達成
できる。
Further, by using an aspherical plastic lens as the first lens, it is possible to achieve high performance and a reduction in manufacturing cost while suppressing the influence of the temperature change of the image plane position.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の変倍レンズ系を、広角側に
設定した状態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a state in which a variable power lens system of an embodiment of the present invention is set on a wide angle side.

【図2】上記変倍レンズ系を、遠望側に設定した状態を
示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a state in which the variable power lens system is set on a distant side.

【図3】(a)〜(c)は上記変倍レンズ系の広角側に
おける球面収差と非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す
収差曲線図。
FIGS. 3A to 3C are aberration curve diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion on the wide-angle side of the variable power lens system, respectively.

【図4】(a)〜(c)は上記変倍レンズ系の望遠側に
おける球面収差と非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す
収差曲線図。
FIGS. 4A to 4C are aberration curve diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion on the telephoto side of the variable power lens system, respectively.

【図5】従来の変倍方式を示す模式図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional scaling method.

【図6】従来の他の変倍方式を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing another conventional scaling method.

【図7】従来の別の変倍方式を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing another conventional scaling method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…広角コンバージョンレンズ系 2…絞り 3…結像レンズ系 1a…凹レンズ群 1b…凸レンズ群 1c,1d…貫通穴 1 ... Wide-angle conversion lens system 2 ... Aperture 3 ... Imaging lens system 1a ... Concave lens group 1b ... Convex lens group 1c, 1d ... Through hole

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体側より順に、ほぼアフォーカルな広
角コンバージョンレンズ系と、絞り及び結像レンズ系よ
りなる主にビデオカメラに使用する変倍レンズ系におい
て、上記広角コンバージョンレンズ系は凹レンズ群と凸
レンズ群とを空気間隔を置いて配置し、上記広角コンバ
ージョンレンズ系の鏡筒には上記空気間隔を形成する部
分に、広角コンバージョンレンズ系の光軸に直行する貫
通穴を設けて、該広角コンバージョンレンズ系の鏡筒を
約90度回転することにより、該貫通穴を通して上記結
像レンズ系のみの画角で撮影することもでき、また広角
コンバージョンレンズ系を通した画角で撮影することも
できるように切り換え可能に構成したことを特徴とする
変倍レンズ系。
1. In a variable power lens system mainly used for a video camera, which comprises, in order from the object side, a wide-angle conversion lens system that is almost afocal and a diaphragm and an imaging lens system, the wide-angle conversion lens system is a concave lens group. The convex lens group and the convex lens group are arranged with an air gap, and a through hole perpendicular to the optical axis of the wide-angle conversion lens system is provided in a portion of the lens barrel of the wide-angle conversion lens system that forms the air gap. By rotating the lens barrel of the lens system by about 90 degrees, it is possible to shoot with the angle of view of only the imaging lens system through the through hole, or with the wide angle conversion lens system. A variable power lens system characterized in that it is switchable in this way.
【請求項2】 上記貫通穴のうち、絞りの近くに来る方
の穴を絞り開放径より小さい固定絞りとして、望遠側で
撮影する際、広角側で撮影するときより開放F値を暗く
して、被写界深度が深くなるようになしたことを特徴と
する請求項1に記載の変倍レンズ系。
2. A fixed aperture having a smaller aperture opening diameter than the aperture of the through-hole is used to make the open F-number darker when shooting at the telephoto side than when shooting at the wide-angle side. The variable power lens system according to claim 1, wherein the depth of field is increased.
【請求項3】 上記結像レンズ系を光軸方向に移動可能
にし、撮像素子との相対位置を調整可能としたことを特
徴とする請求項1に記載の変倍レンズ系。
3. The variable power lens system according to claim 1, wherein the imaging lens system is movable in the optical axis direction and the relative position to the image pickup device is adjustable.
【請求項4】 上記広角コンバージョンレンズ系は物体
側より順に、凹レンズの第1レンズ及び凸レンズの第2
レンズと凹レンズの第3レンズとの接合レンズとにより
上記凹レンズ群を構成し、凸レンズの第4レンズで上記
凸レンズ群を構成し、凹レンズの第1レンズの少なくと
も1面を非球面としたことを特徴とする請求項1に記載
の変倍レンズ系。
4. The wide-angle conversion lens system comprises, in order from the object side, a concave first lens and a convex second lens.
The concave lens group is configured by a lens and a cemented lens of a third lens which is a concave lens, the convex lens group is configured by a fourth lens which is a convex lens, and at least one surface of the first lens of the concave lens is aspherical. The variable power lens system according to claim 1.
【請求項5】 上記凹レンズの第1レンズをプラスチッ
ク製非球面レンズとしたことを特徴とする請求項4に記
載の変倍レンズ系。
5. The variable power lens system according to claim 4, wherein the first lens of the concave lens is a plastic aspherical lens.
【請求項6】 上記結像レンズ系は物体側より順に、凸
レンズの第5レンズ、凸レンズの第6レンズと凹レンズ
の第7レンズとの接合レンズ及び凸レンズの第8レンズ
より構成してなることを特徴とする請求項1に記載の変
倍レンズ系。
6. The image forming lens system comprises, in order from the object side, a fifth lens of a convex lens, a cemented lens of a sixth lens of a convex lens and a seventh lens of a concave lens, and an eighth lens of a convex lens. The variable power lens system according to claim 1, which is characterized in that:
【請求項7】 物体側より順に、ほぼアフォーカルな広
角コンバージョンレンズ系と、絞り及び結像レンズ系よ
りなる主にビデオカメラに使用する変倍レンズ系におい
て、上記広角コンバージョンレンズ系は物体側より順
に、凹レンズの第1レンズ及び凸レンズの第2レンズと
凹レンズの第3レンズとの接合レンズとにより上記凹レ
ンズ群を構成し、凸レンズの第4レンズで上記凸レンズ
群を構成し、上記凹レンズの第1レンズの少なくとも1
面を非球面とすると共に、該凹レンズの第1レンズをプ
ラスチック製非球面レンズとする一方、上記結像レンズ
系は物体側より順に、凸レンズの第5レンズ、凸レンズ
の第6レンズと凹レンズの第7レンズとの接合レンズ及
び凸レンズの第8レンズより構成し、下記の各条件を満
足してなることを特徴とする変倍レンズ系。 (1) 1.8<|f1/fW|<3.6 (2) 0<Δχ1 (3) ν2<40 (4) 60<ν4 (5) 1<f5/fT<2 (6) 0.5<d5/fT<1 (7) 1.75<(n5+n8)/2 (8) 0.05<n7−n6<0.3 (9) 0.7<SL/fT<1.4 但し,fi:第iレンズLiの焦点距離 fW:広角側の全系の焦点距離 fT:望遠側の全系の焦点距離 Δχ1:有効径におけるr1 面の非球面の近軸球面から
のズレ νi:第iレンズLiのアッベ数 di:i番目の面間隔 ni:第iレンズLiのd線における屈折率 SL:絞りから最終面までの距離
7. In a variable power lens system mainly used for a video camera, which comprises, in order from the object side, a wide-angle conversion lens system which is almost afocal and a diaphragm and an imaging lens system, the wide-angle conversion lens system is arranged from the object side. In order, the first lens of the concave lens, the second lens of the convex lens and the cemented lens of the third lens of the concave lens constitute the concave lens group, the fourth lens of the convex lens constitutes the convex lens group, and the first lens of the concave lens At least one of the lenses
The surface is an aspherical surface, and the first lens of the concave lens is a plastic aspherical lens, while the imaging lens system is, in order from the object side, the fifth lens of the convex lens, the sixth lens of the convex lens, and the sixth lens of the concave lens. A variable power lens system comprising a cemented lens with 7 lenses and an eighth lens which is a convex lens, and which satisfies the following conditions. (1) 1.8 <| f 1 / f W | <3.6 (2) 0 <Δχ 1 (3) ν 2 <40 (4) 60 <ν 4 (5) 1 <f 5 / f T < 2 (6) 0.5 <d 5 / f T <1 (7) 1.75 <(n 5 + n 8 ) / 2 (8) 0.05 <n 7 −n 6 <0.3 (9) 0 .7 <SL / f T <1.4 where f i : focal length of the i-th lens L i f W : focal length of wide-angle side total system f T : focal length of wide-angle side total system Δχ 1 : effective deviation from the paraxial spherical surface of the aspherical r 1 side in the radial [nu i: the Abbe number d i of the i-th lens L i: i-th surface interval n i: refractive index at the d-line of the i-th lens L i SL: Distance from diaphragm to final surface
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