JPH1031157A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH1031157A
JPH1031157A JP8206629A JP20662996A JPH1031157A JP H1031157 A JPH1031157 A JP H1031157A JP 8206629 A JP8206629 A JP 8206629A JP 20662996 A JP20662996 A JP 20662996A JP H1031157 A JPH1031157 A JP H1031157A
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    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/145Optical 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第2レンズ群を負の第2Aレンズ群と正の第
2Bレンズ群とに分割し、焦点距離の変化に伴う収差の
変動を補正するようこれら両レンズ群の間隔を互いに変
化させるように構成することにより、全ズーム領域およ
び全フォーカス領域で性能の変動を小さく保ちつつ、全
レンズ系の小型軽量化を図る 【構成】 第2レンズ群を負の屈折力を有する第2Aレ
ンズ群と正の屈折力を有する第2Bレンズ群とから構成
し、焦点距離の変化に際して第2Aレンズ群と第2Bレ
ンズ群との間隔を変化させることにより主に中間領域で
の収差の変動を押さえる。すなわち、最も屈折力の大き
い第2レンズ群において、収差の変化に対して感度が高
い面間隔を変化させることにより収差補正をバランスよ
く行うことが可能となる。具体的には、図1の移動軌跡
で示されるように広角端から望遠端への移動に際し、中
間領域で第2Aレンズ群と第2Bレンズ群との間隔が狭
まるように移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズに関
し、特に高い性能が要求される放送用や業務用のテレビ
カメラ用ズームレンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】放送
用、業務用の分野では小型軽量で高性能なズームレンズ
の要求がますます高まっている。とくにハイビジョン放
送が本格化しようとしている現在、実用的な大きさおよ
び重さで、高性能なズームレンズを開発することが急務
である。
【0003】しかし、これまでのズームレンズでは性能
を追求するあまり、どうしてもレンズ枚数が多くなりが
ちであり、必然的に重く大きくなる場合が多かった。特
に広角端から望遠端にわたる全ズーム領域、および物体
距離が無限遠から至近距離に至る全フォーカス領域にお
いて、高性能を保ちつつ全レンズ系の小型軽量化を図る
のは困難であった。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、全ズーム領域および全フォーカス領域で性能の変
動を小さく保ちつつ、全レンズ系の小型軽量化を図り得
るズームレンズを提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、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、負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、および正の屈折力を
有する第5レンズ群を物体側からこの順に配設してな
り、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群を光軸方向に
移動させることにより全系の焦点距離を変化させるズー
ムレンズにおいて、前記第2レンズ群は、負の屈折力を
有する第2Aレンズ群と正の屈折力を有する第2Bレン
ズ群とを物体側からこの順に配設してなり、前記焦点距
離の変化に際して、該焦点距離の変化に伴う収差の変動
を補正するよう前記第2Aレンズ群と前記第2Bレンズ
群との間隔を互いに変化させるように構成されてなるこ
とを特徴とするものである。
【0006】また、前記第1レンズ群は、最も物体側に
位置する固定で負のレンズ群と、物体距離の変化に伴う
像面位置の変動を補正するように光軸方向に移動する少
なくとも1つのレンズ群を有するように構成することが
望ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態のズーム
レンズについて、図面を参照しながら説明する。
【0008】図2および図3は、本発明の実施形態に係
るズームレンズの構成を示す広角端におけるレンズ構成
図(図2は第1レンズ群および第2レンズ群を示す構成
図、図3は第3レンズ群〜第5レンズ群を示す構成図)
であり、図1はこのズームレンズの広角端と望遠端にお
けるレンズ群の位置関係を示す図である。なお、図1に
おいて中段に示されている3本の曲線は各々第2Aレン
ズ群、第2Bレンズ群および第3レンズ群の広角端から
望遠端に至るまでの移動軌跡を示すものである。
【0009】図示のズームレンズは、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、負
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、および正の屈折力を有する第5レンズ群が
物体側からこの順に配設され、物体側から光軸Xに沿っ
て入射した光束は固体撮像素子1の結像位置Pに結像さ
れる。また、絞り2が第2レンズ群と第3レンズ群の間
に、ローパスフィルタ等を含む光学系が第5レンズ群の
後段に各々配設されている。
【0010】さらに、第2レンズ群と第3レンズ群を光
軸方向に移動させることにより全系の焦点距離が変化す
るように構成され、このうち第2レンズ群は負の屈折力
を有する第2Aレンズ群と正の屈折力を有する第2Bレ
ンズ群とを物体側からこの順に配設してなり、焦点距離
の変化に際して、焦点距離の変化に伴う収差の変動を補
正するよう第2Aレンズ群と第2Bレンズ群との間隔を
互いに変化させるように構成されている。
【0011】すなわち、第2レンズ群を負の屈折力を有
する第2Aレンズ群と正の屈折力を有する第2Bレンズ
群とから構成し、焦点距離の変化に際して第2Aレンズ
群と第2Bレンズ群との間隔を変化させることにより主
に中間領域での収差の変動を押さえるようにしている。
【0012】一般に高倍率のズームレンズでは、望遠端
での収差が大きくなるが、これを補正する場合に、広角
端での収差とのバランスを考慮して補正しようとすると
中間領域で補正不足になる傾向がある。特に像面の倒れ
と球面収差とのバランスをとることが困難となりズーム
中間領域、中間画角でのMTFが低くなる。しかし、上
述した構成の如く、最も屈折力の大きい第2レンズ群に
おいて、収差の変化に対して感度が高い面間隔を変化さ
せると上述した補正をバランスよく行うことが可能とな
る。
【0013】具体的には、図1の移動軌跡で示されるよ
うに広角端から望遠端への移動に際し、中間領域で第2
Aレンズ群と第2Bレンズ群との間隔が狭まるように移
動させる。そして、第2Bレンズ群の第2Aレンズ群に
対する移動量がレンズ全体の焦点距離あるいはズーム比
の関数、例えば下式(1)として具体的に規定されてい
る。これは最終的にカム等のレンズ駆動手段により間隔
を制御する際の便宜を考慮したものである。
【0014】Y1=K1*X1*X1+K2*X1………(1)
【0015】ここでX1はズーム比の対数値、Y1は広角端
での第2Aレンズ群と第2Bレンズ群の間隔に対する、
各領域における両レンズ群の間隔の変化量、K1、K2は以
下の値に設定された係数である。
【0016】K1=0.00785415 K2=-0.0273345
【0017】なお、上述したように上記構成のズームレ
ンズでは、第2Aレンズ群および第2Bレンズ群を各々
負および正となるように構成しており、このような構成
とすることで、第2Aレンズ群および第2Bレンズ群の
両者が負となるような構成とした場合よりも収差バラン
スをより良好なものとすることができる。
【0018】さらに、上記構成のズームレンズでは、上
記第1レンズ群が、最も物体側に位置する固定で負の第
1Aレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面位置の変動
を補正するように光軸方向に移動するF1レンズ群を有
するように構成され、前玉の大型化および物体距離の変
化に伴う性能の変動を抑制している。
【0019】すなわち、上記構成では固定の第1Aレン
ズ群、フォーカス時に光軸方向に移動するF1レンズ
群、固定の第1Bレンズ群、およびフォーカス時に光軸
方向に移動するF2レンズ群を物体側からこの順に配設
してなり、無限遠から至近距離に近ずくにしたがって、
F1レンズ群は物体側から像面側に、F2レンズ群は像
面側から物体側に光軸上を移動するように構成されてい
る。なお、F2レンズ群の移動量はF1レンズ群の移動
量の関数、例えば下式(2)として具体的に規定されて
いる。これは上記(1)式と同様に、最終的にカム等の
レンズ駆動手段により間隔を制御する際の便宜を考慮し
たものである。
【0020】Y2=K3*X2………(2)
【0021】ここでX2はF1レンズ群の移動量、Y2はF
2レンズ群の移動量、K3は以下の値に設定された係数で
ある。
【0022】K3=-0.0458489
【0023】さらに、上記構成のズームレンズでは、最
も物体側にある第1Aレンズ群を固定とすることにより
フォーカシングの際のレンズ繰り出しをなくして全長を
一定に保つとともに、前玉が大径化するのを押さえてレ
ンズ系全体の小型軽量化を図るようにしている。
【0024】〈実施例〉以下、具体的な数値を用いた実
施例により、上述したズームレンズついてさらに説明す
る。
【0025】まず、本実施例にかかるズームレンズの各
レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚およ
び各レンズ間の空気間隔(以下、これらを総称して軸上
面間隔という)D(mm)、各レンズのd線における屈
折率Nおよびアッベ数νの値を表1に示す。なお表中の
数字は物体側からの順番を表すものである。
【0026】また、表2に表1中の軸上面間隔Dの欄に
おけるD1,D2,D3,D4の広角端、中間および望遠端
各位置での値を示す。さらに、この表2の下段に、全系
の焦点距離f、Fナンバー(FNO)および半画角ωを示
す。
【0027】図4および図5は上記実施例のズームレン
ズの広角端および望遠端における諸収差(球面収差、非
点収差およびディストーション)を示す収差図である。
また、図6および図7は各々倍率が2倍および4倍にお
ける従来例と本実施例についての非点収差を示す収差図
である。これらの収差図から明らかなように、本実施例
のズームレンズによればズーム領域の全範囲に亘って良
好な収差補正をなすことができる。なお、本発明のズー
ムレンズとしては上記実施例のものに限られるものでは
なく、例えば各レンズ群を構成するレンズの枚数や形状
は適宜選択し得る。
【0028】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明のズームレン
ズによれば第2レンズ群を負の屈折力を有する第2Aレ
ンズ群と正の屈折力を有する第2Bレンズ群とに分割
し、焦点距離の変化に際して、焦点距離の変化に伴う収
差の変動を補正するようこれら第2Aレンズ群と第2B
レンズ群との間隔を互いに変化させるように構成してお
り、全ズーム領域および全フォーカス領域で性能の変動
を小さく保ちつつ、全レンズ系の小型軽量化を図ること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るズームレンズの広角端
および望遠端におけるレンズ群の位置関係を示す図
【図2】図1のズームレンズの広角端におけるレンズ構
成(第1レンズ群〜第2レンズ群)を示す図
【図3】図1のズームレンズの広角端におけるレンズ構
成(第3レンズ群〜第5レンズ群)を示す図
【図4】本発明の実施例に係るズームレンズの広角端に
おける諸収差を示す収差図
【図5】本発明の実施例に係るズームレンズの望遠端に
おける諸収差を示す収差図
【図6】本発明の実施例に係るズームレンズの、倍率が
4倍における従来例と本実施例についての非点収差を示
す収差図
【図7】本発明の実施例に係るズームレンズの、倍率が
4倍における従来例と本実施例についての非点収差を示
す収差図
【符号の説明】
L : レンズ R : 曲率半径 D : 軸上面間隔 X : 光軸 P : 結像位置 1 : 固体撮像素子 2 : 絞り 3 : ローパスフィルタ等を含む光学系
【表1】
【表2】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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、負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、および正
    の屈折力を有する第5レンズ群を物体側からこの順に配
    設してなり、 前記第2レンズ群と前記第3レンズ群を光軸方向に移動
    させることにより全系の焦点距離を変化させるズームレ
    ンズにおいて、 前記第2レンズ群は、負の屈折力を有する第2Aレンズ
    群と正の屈折力を有する第2Bレンズ群とを物体側から
    この順に配設してなり、前記焦点距離の変化に際して、
    該焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するよう前記
    第2Aレンズ群と前記第2Bレンズ群との間隔を互いに
    変化させるように構成されてなることを特徴とするズー
    ムレンズ。
  2. 【請求項2】 前記第1レンズ群は、最も物体側に位置
    する固定で負のレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面
    位置の変動を補正するように光軸方向に移動する少なく
    とも1つのレンズ群を有することを特徴とする請求項1
    記載のズームレンズ。
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