JPH08327903A - 小型のズームレンズ - Google Patents

小型のズームレンズ

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JPH08327903A
JPH08327903A JP7131813A JP13181395A JPH08327903A JP H08327903 A JPH08327903 A JP H08327903A JP 7131813 A JP7131813 A JP 7131813A JP 13181395 A JP13181395 A JP 13181395A JP H08327903 A JPH08327903 A JP H08327903A
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lens
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    • G02B15/1451Optical 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 five groups only the first group being positive
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 5群構成のリヤフォーカス式ズームレンズに
高い変倍比を与えながらズームレンズの全長の短縮化を
図ること。 【構成】 物体側より順に正の屈折力を有する第1レン
ズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を
有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ
群、負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、少なくと
も前記第2レンズ群と第4レンズ群を移動させて変倍を
行うと共に、フォーカシングを前記第4レンズ群を移動
させて行い、前記第3レンズ群は順に正レンズ群3a、
像側に強い凹面をもつ負レンズ3bを有していること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特にビデオカメラや写真
用カメラに好適な変倍比10程度Fナンバー1.8程度
の高変倍比、大口径比を持ち、かつ良好な光学性能を維
持しつつ小型化を図った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レンズ群以外の
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のズームレンズ
は第1レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレ
ンズに比べて第1レンズ群の有効径が小さくなり、レン
ズ系全体の小型化が容易になり、また近接撮影、特に極
近接撮影が容易となり、更に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】このようなリヤーフォーカス式のズームレ
ンズとして例えば、特開昭63−247316号公報で
は物体側より順に正の第1レンズ群、負の第2レンズ
群、正の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有し、第2
レンズ群を移動させて変倍を行い、第4レンズ群を移動
させて変倍に伴う像面変動をフォーカシングを行うズー
ムレンズを開示している。
【0005】特開平4−43311号公報では物体側よ
り順に正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レ
ンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4
レンズ群で構成し、第3レンズ群を正レンズと負レンズ
でテレフォトタイプの構成とすることで第3レンズ群以
降のレンズ全長の短縮を図っている。
【0006】また特開平4−301612号公報では物
体側より順に正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の
第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力
の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群で構成し、
第2、第4レンズ群で変倍を行い、第4レンズ群でフォ
ーカスを行うズームレンズを提案し、負の第5レンズ群
によって第3レンズ群以降のレンズ全長の短縮を図って
いる。
【0007】
【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前述の如くレ
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になる等の特徴が得られる。
【0008】物体側から順に正の屈折力の第1レンズ
群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レン
ズ群、正の屈折力の第4レンズ群で構成されるズームレ
ンズにおいて第3レンズ群の屈折力を強めて第3レンズ
群以降のレンズ全長を短縮しよとすると、第4レンズ群
の変倍あるいはフォーカシング時の移動量が大きくなり
過ぎてズーム中間領域の近接物体に対して第3レンズ群
と第4レンズ群がメカ的に干渉したり、第3レンズ群と
第4レンズ群の空気間隔を広げなければならなくなって
全長が逆に長くなってしまうという問題点があった。
【0009】特開平4−301612号公報に開示され
た4群ズームの更に像側に固定の負レンズを配した5群
ズームは、第3レンズ群以降をテレフォトタイプにして
レンズ全長の短縮を図っているが、開口絞りを第2レン
ズ群と第3レンズ群の間に配置しているため、第2レン
ズ群の後ろの光束が強く発散している箇所を余分に広げ
る必要があった。
【0010】またこのとき変倍やフォーカシング時の収
差変動が大きくなり小型化を図りつつ高い光学性能を維
持するのは大変困難であった。
【0011】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を図る際、更なるレンズ系
全体の大型化を防止しつつ、しかも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。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズの
特徴は物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ
群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有
する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、
負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、少なくとも第
2、第4レンズ群を移動させて変倍を行うと共に、フォ
ーカシングを前記第4レンズ群で行い、前記第3レンズ
群は順に正レンズ群3a、像側に強い凹面を持つ負レン
ズ3bを有していることにある。
【0013】
【実施例】
(第1の実施例)図1は本発明のズームレンズの実施例
1、2の断面図である。
【0014】図中Iは正の屈折力の第1レンズ群、II
は負の屈折力の第2レンズ群、IIIは正の屈折力の第
3レンズ群、IVは正の屈折力の第4レンズ群、Vは負
の屈折力の第5レンズ群である。尚、収差図において
(A)、(B)、(C)は各々、広角端、中間、望遠端
の諸収差図を示している。
【0015】また第3レンズ群は正の屈折力の3a群I
IIaと負の屈折力の3b群IIIbで構成され、開口
絞りSPはその間に配置されている。
【0016】広角端から望遠端への変倍に際して矢印の
ように少なくとも第2レンズ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レンズ群を移動させて
補正している。
【0017】また第4レンズ群を光軸上移動させてフォ
ーカシングを行うリヤーフォーカス方式を採用してい
る。同図に示す第4レンズ群の実線の曲線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像面変動
を補正するための移動軌跡を示している。
【0018】尚、本実施例では第1レンズ群、第3レン
ズ群、第5レンズ群は変倍及びフォーカスの際固定して
いるが、第2レンズ群の変倍分担を少なくするために少
なくとも第1レンズ群を移動させることも可能である。
【0019】本実施例においては第4レンズ群を移動さ
せて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第4レンズ
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4a、4bに示すように広角端から望遠端へ
の変倍に際しては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レンズ群と第4レンズ群
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。
【0020】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レンズ群を前方へ繰り出
すことにより行っている。
【0021】本発明では、第3レンズ群を正の屈折力を
持つレンズ群3aと負の屈折力のレンズ群3bで構成し
両者に一定の間隔を設けることで第3レンズ群をテレフ
ォトタイプとし第3レンズ群以降のレンズ全長の短縮を
図っている。そして一方第4レンズ群を正レンズ1枚の
みで構成し、変倍時の像面変動の補正やフォーカシング
を行うことにより第4レンズ群の移動量を小さくし同時
に第3、4群間の空気間隔を小さくすることによって小
型化を可能にしている。
【0022】また本実施例では開口絞りを第3レンズ群
中の正の屈折力のレンズ群3aと負の屈折力のレンズ群
3bとの間に設けることにより、第3レンズ群に必要な
望遠比を持たせると共に、第2レンズ群と第3レンズ群
の間隔を小さくすることができ、スペースの有効利用を
可能とし全長短縮に寄与している。
【0023】特に、第3レンズ群の望遠比を大きくする
ために、第3レンズ群の負レンズ3bを、像面側に強い
凹面を持たせるようにしている。
【0024】そして、第3レンズ群を必要十分なだけテ
レフォトタイプとしてレンズ全長の短縮を図るためには
レンズ群3aの焦点距離3レンズ群全体の焦点距離をf
3とした時、 0.45<|f3a/f3 |<0.75 (1) なる条件を満足させている。
【0025】条件式(1)の下限を越えてレンズ群3a
の屈折力が強くなり過ぎるとレンズ全長短縮には有利だ
が広角端付近での球面収差やコマ収差を十分に補正する
ことが困難になる。逆に上限を越えると十分なレンズ全
長の短縮効果を得ることが困難となる。
【0026】又、本実施例ではレンズ枚数を削減するた
めに各レンズ群特に第3レンズ群、第4レンズ群に非球
面を導入している。
【0027】特にレンズ群3aを非球面を有する1枚の
両凸レンズ、レンズ群3b群を像面側に強い凹面を持つ
一枚の負メニスカスレンズで構成し、第4レンズ群を少
なくとも1面の非球面レンズを有する単レンズで構成し
ている。
【0028】また第1レンズ群の負レンズにそのアッベ
数U1Nが U1N<23 (2) なる条件を満足するような硝材を使用することで色消し
の効果を高め正レンズのレンズ厚を薄くすることが可能
となる。
【0029】又、第2レンズ群に強い負の屈折力を与え
てる関係で全景のペッツバール和が特に負で大きな値と
なってしまうので第2レンズ群少なくとも一枚の負レン
ズにその屈折率N2Nが N2N>1.85 (3) の硝材を用いている。
【0030】更に、本実施例では第5レンズ群の無限遠
物体に対する倍率β5 を 1.2<β5 <2.0 (4) なる条件を満足するように設定することにより光学性能
を維持しつつレンズ全長短縮を構成している。
【0031】条件式(4)の下限を越えて第5レンズ群
の倍率が小さくなると十分な全長短縮の効果が得られな
い。
【0032】逆に上限値を越えて倍率が大きくなるとレ
ンズ全長の短縮には有利だがペッツバール和が負に大き
くなり、像面湾曲の補正が困難になると共にテレセント
リック正がかなりくずれ、ビデオカメラ等に適用するの
が困難になってしまう。
【0033】また所定の光学性能を維持しつつ第3レン
ズ群以降のレンズ長を短縮するには次の条件を満足する
のが良い。
【0034】第3レンズ群の焦点距離、全系の広角端の
焦点距離を各々f3 、fW とするとき 2.2<f3 /fW <3.6 (5)
【0035】条件式(5)は第3レンズ群の焦点距離に
関するものであり、下限値を越えて第3レンズ群の屈折
力が強くなり過ぎると球面収差やコマ収差の補正が不十
分になったり、バックフォーカスの確保が困難になった
りするので良くない。
【0036】逆に上限値を越えるとレンズ全長の短縮が
不十分になってしまう。
【0037】又、本実施例において更に第4レンズ群の
移動量を少なくして第3レンズ群以降のレンズ全長の短
縮を図るには第4レンズ群の焦点距離をf4 としたと
き、次の条件式を満足するのが良い。
【0038】1.2<f4 /fW <2.2 (6)
【0039】条件式(6)は第4レンズ群の焦点距離に
関するものであり、下限値を越えて第4レンズ群の屈折
力が強くなり過ぎると変倍時の球面収差の変動が大きく
なってしまう。逆に上限を越えると第4レンズ群の移動
量が大きくなり過ぎ3、4群間の空気間隔を広げる必要
が生じ十分な全長短縮効果が得られない。
【0040】また本実施例のズームレンズにおいてズー
ム部のレンズ長を短縮して更なるレンズ全長短縮を達成
するには次の条件式を満足するのが良い。
【0041】つまり第2レンズ群の焦点距離、全系の望
遠端の焦点距離を各々f2 、fr とするとき
【0042】
【外1】
【0043】条件式(7)は第2レンズ群の屈折力に関
するものであり、変倍に伴う収差変動を少なくしつつ所
定の変倍比を効果的に得るためのものである。下限値を
越えて第2レンズ群の屈折力が強くなり過ぎるとレンズ
系全体の小型化は容易となるが、ペッツバール和が負の
方向に増大し像面湾曲が大きくなると共に変倍に伴う収
差変動が大きくなる。また上限値を越えて第2レンズ群
の屈折力が弱くなり過ぎると変倍に伴う収差変動を少な
くなるが、所定の変倍比を得るための第2レンズ群の移
動量が増大し、レンズ全長が長くなってくるので良くな
い。
【0044】本発明のズームレンズを広角化すると前玉
径が大きくなるので2,3群間に絞りを配置して少しで
も入射瞳を物体側に出すことにより前玉径に対して有利
にすることもできる。逆に焦点距離範囲がより長焦点側
を使用するとき絞りを3,4群間に配置して絞り径を小
さくすることも可能である。
【0045】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
曲率半径は、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。
【0046】又表−1に各数値実施例における各条件式
との関係を示す。尚、数値実施例1〜4におけるR2
0、R21はフェースプレート等のガラス材である。
【0047】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R0 を近軸曲率半
径、K,B,C,D,Eを各々非球面係数としたとき、
【0048】
【外2】 なる式で表わしている。尚、非球面係数において「D
X」は「10X 」を示す。
【0049】
【外3】
【0050】
【外4】
【0051】
【外5】
【0052】
【外6】
【0053】
【表1】
【0054】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば前述
の如く5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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する数値実施例1そして2のレンズ
断面図。
【図2】本発明に関する数値実施例3のレンズ断面図。
【図3】本発明に関する数値実施例4のレンズ断面図。
【図4】数値実施例1のレンズの諸収差図。
【図5】数値実施例2のレンズの諸収差図。
【図6】数値実施例3のレンズの諸収差図。
【図7】数値実施例4のレンズの諸収差図。
【符号の説明】 I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 IV 第4レンズ群 V 第5レンズ群 ΔM メリディオナル像面 ΔS サジタル像面 d d線 g g線

Claims (2)

    【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有する第1
    レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折
    力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レン
    ズ群、負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、少なく
    とも前記第2レンズ群と第4レンズ群を移動させて変倍
    を行うと共に、フォーカシングを前記第4レンズ群を移
    動させて行い、前記第3レンズ群は順に正レンズ群3
    a、像側に強い凹面を持つ負レンズ3bを有しているこ
    とを特徴とするズームレンズ。
  2. 【請求項2】 前記正レンズ群3a、そして前記第3レ
    ンズ群の焦点距離を各々f3a ,f3 とした時、 0.45<|f3a/f3 |<0.75 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1の小型
    のズームレンズ。
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