JPS5865407A - ズ−ムレンズ系 - Google Patents

ズ−ムレンズ系

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JPS5865407A
JPS5865407A JP56164565A JP16456581A JPS5865407A JP S5865407 A JPS5865407 A JP S5865407A JP 56164565 A JP56164565 A JP 56164565A JP 16456581 A JP16456581 A JP 16456581A JP S5865407 A JPS5865407 A JP S5865407A
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lens
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zoom
positive
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Tomotou Takahashi
友刀 高橋
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Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • 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
    • G02B15/144Optical 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
    • G02B15/1441Optical 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Lenses (AREA)

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】 本発明は有機ガラス製のいわゆるプラスチックレンズと
して知られるレン、ズからなるズームレンズ、特に変倍
部とマスタ一部とt有するズームレンズ系の改良に関す
る。
各種のレンズ系において、構成要素としての各レンズを
全てプラスチックレンズといわれる有機ガラス製レンズ
ー装置き換えるならば、重量は173〜1/2  にも
なり、大幅な軽量化tもたらすととも1;刺違コストを
低くすることができる。しかしながらプラスチックはガ
ラスに比較して膨張係数が大であり屈折率の@度変化4
大きいため、気温の変化C二よりレンズの焦点面が移動
してしまうという欠点があった。
この欠点を改良するものとして、トリブレット構成の固
定焦点レンズζ二鉢いて、正レンズの1つtガラス、他
のlっt低分散プラスチック、負レンズを高分散プラス
チックとして色収差を補正しつつ、am変化を消してし
まう技術が本願と同一出願人5:よる特開昭55−14
3518号公報5二より知られている。
この特開昭55−143518号公報においては、プラ
スチックレンズを含むN枚のレンズよりなる固定焦点レ
ンズ系に対して、レンズ系の合成焦点距離′kfとした
とき第1番目のレンズkLiとし、温度t1ユおけるL
lの焦点距離に/i、物界側から高さfで入射した近軸
光線のレンズLiへの入射高rhj、1度tにおけるレ
ンズL1の屈折率を町(t)トし1、セレンズを構成す
る材質について温度分散′1!L+W、4:と 但し 1. (1< 1゜ と定義し t”am消しの条件”とした。そして、これによpal
!ttと1.との2点についてIL[による焦点移動量
が零となるというものであった。
しかしこれはあくまで固定焦点レンズtJJられた場合
であり、ズームレンズ4二ついては焦点距離の最短と最
長との状態間で焦点位置が大幅−二変化してしまう。例
えば焦点距離の最長状態でピントを合わせて最短状態1
=ズーミングした場合、常温ではピントが合っていても
、高温時又は低温時Cmはピンボケになってしまうこと
となる。
本発明の目的は、有機ガラス製のいわゆるプラスチック
レンズを用いたズームレンズ系であって、プラスチック
レンズの利点tそのまま有し、また実用上十分な色収差
の補正状!ik維持しつつ、a度変化の大きな場合にも
ズーミング時−よる全変倍域で焦点位置が実用上十分補
正された比較的簡単な構成のズームレンズ系【提供する
ことにある。
上記の目的を達成したズームレンズ系の基本案が先(二
本願出願人−二よって出願されている(%願昭56−5
9685号)が、それは主6:変倍時C二於ける焦点面
の変化を補正する目的で、ズームレンズの変倍系【形成
するレンズ群のうちの少なくとも1群において、該レン
ズ群中のレンズ要素のうち少なくとも1個のレンズr無
機ガラスで構成したものであった。これはズーム倍率6
程度の大きいズーム倍率のズームレンズには有効である
が、ズーム倍率3程寂の小さいズーム倍率のズームレン
ズでは変倍部で発生するa度変化−一よる焦点変化がそ
れ程大きくない場合があり、このような場合−一は変倍
系の補正【省略してマスタ一部OKR成分だけのコント
ロールでうまくθ付近に近づけたシ、正負tふ9わける
ことによシ補正することができる。この場合、使用1度
によってはズーミング時に焦点面が変動することl:な
るが、その量が焦点#I直以内付近におさえられておれ
ば裏書はない。
本発明は変倍部とマスタ一部とt有するズームレンズに
おいてマスターレンズ部する正レンズのうち、少なくと
も1個の正レンズ【無機ガラスで構成し、これによって
マスタ一部のみで温度補正を行なうものである。
焦点変動のバランスをとるために、マスターレンズ部を
変倍部で発生するIIR成分tキャンセルするよう1;
構成しなければならない。
もちろんam収差のみならず色収差に於いても良好に補
正することが必要で、この色収差上補正しつつ@度収差
【コントロールすることが本発明の最大のポイントとな
る。さらにマスタ一部としてのパワーを保持することも
必要である。マスタ一部を構成する各レンズの焦点距離
tfl、f1.・・・・・・ft・・・・・・/be%
レンズのaW1分数数’lf wl、 92 @ ” 
”’Vll11. ?、、 yk、各レンズ櫨ニオける
近軸光線の高さt b> e hl 、・・・・・・k
l・・・・・・hjとすると、マスタ一部についての@
縦収差係数Tm 。
色収差Cm、パワー(屈折力) Pmはそれぞれ、と!
I現される。
マスタ一部のパワーPm kある一定の値書:保持しつ
つ、色収差Cm%@Fjt収差係数Tm k互6:バラ
ンスさせた補正を行う必要があり、しかも短焦点端から
長焦点端までのズーミング中1−あまり大きく変動しな
いよう(ニバランスさせる必要がある。変倍部の温に収
差係aTマー二ついて、例えば本願出願人による先の出
願(%願昭56−59685号)の第1実施ガとして示
した3倍ズームレンズでは基準温gILt=20Cとし
て低@t、=−10Cと、@iit、=50Cとの間で
短焦点端ではTマ(W) −0,00759゜長焦点端
ではTマ(T)−0,02413とその差0.0165
4の変動がみとめられた。マスターレンズの諸変数(曲
率、面間隔、パワー配置等)【色々と変えること感二よ
り、変動成分はなくすことはできないが、Oz:近づけ
たり正負に割りふることC:より、実質的な害を軽減さ
せることができる。このバランスは固定焦点レンズで行
なわれるバランスとは異なり、短焦点距離端ではTm値
を逆に負の方向C:ださせるような結果となることもあ
る。し力1しながらこO場合は、ズーミング全体として
晃た時(;ちょうど正負がバランスされることになるわ
けである。
本発明においては、低@ t、3−10 Cと^温t、
 = 50 Cとの間において、基準11[【20Cと
して、マスタ一部の1lLIiL収差係数mt −0,02≦Tm≦0.01     (4)の範門に
することが望ましく、また、このとき、全レンズ系のf
f1度収差係数T totは最短焦点距離状態にて、 I Ttol (W) l≦0.01     (5)
最長焦点距離状態にて、 o、o o s≦Ttot (T)≦o、o a   
(6)となるよう構成することが蓮ましい。
レンズ系の全てのレンズf素【有機ガラスで構成すると
、全系で正の屈折力を庸する以垢全系の温度収差係数は
必然的に正の籠t−Nし、ズームレンズであればある正
のfifi成分に変倍シ:よる変動成分が加わったf[
を持つ。
ズームレンズのマスタ一部を構成する有機ガラス製12
1個々の11度収差係数と、全系によるa度収差係数の
[[成分と【比較し、マスタ一部中の1個又は複数のレ
ンズを組合せた係数値が全系の直流成分にほぼ等しいレ
ンズ要素を無機ガラスで置き換えれば、II直流成分補
正することができるのであるが、その結果としてのマス
タ一部のa[収差係数TmO値は(4)式の範囲とする
こと1=よって、ズームレンズ全系の嵐好なaf収差補
正が可能となる。(4)式の下限を外れるならば、[r
IL成分の補正過剰となり、上限を越えるならば、補正
不足であって変倍(=伴う温度収差の変動を実用上十分
な値に補正することが―シレ1.そして、全系12)a
f収差係数Ttotは(5)式の条件で表わされるごと
く、最短焦点距離状−では零七中心C二負又は正の値と
し、また、(6)式の条件で表わされるごとく最長焦点
距離状態では正のやや大きな値とすることが、ズームレ
ンズの@縦収差補正6二最適である。これらの条件【満
足しない場合にはllK収差のバランスがくずれ像の悪
化が避けられない。
さらに本発明5:おいては、マスタ一部C;設けられる
無機ガラス製レンズ(一ついて、前記(2)式で示した
ごとき色収差の曳好な補正のため4=、そのアツベ数ν
dはνd>50であることが望ましい。また、屈折力が
大きい有機ガラス製レンズはど固有のam収差係数が大
きいため、全系で生ずるsI&収差係数の正の直流成分
を補正するため(;は、マスタ一部中Oより屈折力の大
無な正レンズ要素【無機ガラスで構成することが有利で
ある。
以下5:本発明の実施例について説明する。
本発明の第1実施例は、基本的C;はいわゆる4群ズー
ムレンズであり、その構成は第1図C;示すごとく、物
体側よりJ[I”:フオー力ツシング群としての正の第
1群G1.バリエータ−としての負の第2群G、、コン
ペンセーターとしての正の第3群Gj、マスタ一部とし
ての正の第4詳GmkNするズーム比3、Fナンバー1
.8C)ズームレンズ系である。ここで第1評、第2評
、1m3許が変倍部を構成している。そして、第1群G
、はポリスチレンP−よりなる負レンズL、と、これと
貼り合わせのアクリル(PMMム)よりなる正レンズL
8.さらにアクリルよシなる正レンズL畠で構成され、
第2詳G、はアクリルよりなる負レンズL6、アクリル
よりなる負レンズLI。
これと貼り合せのポリスチレンよりなる正レンズL、で
構成され、第3詳G、はアクリルよりなる正レンズL!
よシなる。マスタ一部のリレー系は第4詳G、は無機ガ
ラスよりなる正レンズL、 Iポリスチレンよpなる負
レンズL、、アクリルよりなる2個O正しンズIJI@
 e  1711 で構成されている。菖1図中、無機
ガラス調のレンズを斜線で示した。
1II1111!jII例の諸元を下記表14;示す0
表中4−は各レンズ要素Oam分散数町も記した。
この@度分散数Wlは基準am!t=zoc。
低at、==−1oc、 高alt、−5ocで計gさ
れた値である。
本第1実施例において、a縦収差の補正前すなわち、1
g8レンズL、【アクリルで形成し全てのレンズ要素を
有機ガラスで構成した場合には、全系の温度収差係数は
最短焦点距離状態でTtot (W) = 0.039
81 、  最長焦点距離状態でTtot (T)=0
.0565であり、共−一正に大きな値である。そこで
、本実施例では第8レンズL、 t−無機ガラスで構成
したものであり、この結果マスタ一部としての第4群の
温度収差係数は補正前の丁mm O,0Ba84から丁
m”0.00017と小さくなり、全系ではT1゜、 
(W) = 0.00684. ’r、。t(T)−0
,02353となり、変動成分【除くことはできないが
かなり小さな値とすることができた。
本第1実施例の光線収差t#12図に示す。
第29中(−は最短焦点距離状態、(b)は中間焦点距
離状態、(C)は最長焦点距離状IIt示し、8phは
球面収差、ムlは非点収差、Dimは歪曲収差を示す、
d線(A−587,6鴎)【基準波長とし、色収差の補
正の目やすどしてtea(1−436,8fi)を用イ
テ示シタe 本511111 INの@縦収差の補正の
効果を第aS、第4因砿;示す、第3因は1Ljf収差
を補正した実施例の収差図であり、第4図は温度収差補
正前すなわち、L@ kアクリルで形成し、マスタ一部
としての第4群Ga k全て有機ガラスで構成した場合
の収差図である。各図において、(烏)は最短焦点距離
状態、(b)は中間焦点距離状態、(C)は最長焦点距
離状態を示し、sphは球面収差、Alは非点収差、D
lmは歪曲収差【示す。
また、基準af’t20cとL、−10CC)低龜状態
kttで、50Cの高温状態12t、でそれぞれ示した
。これらの温度収差図から本実施例のズームレンズが一
10Cから50Cまでの大きな温度変化4二対して焦点
位置の変動が少なく、しかも実用上十分な結像性mt維
持していることが明らかである。
上記の第1実施例ではマスタ一部c 1個の無機ガラス
調正レンズを用いたが、さらにもう1個の正レンズ【無
機ガラスで形成することC;よって、a縦収差tより良
好に補正することができる。このよう4:マスタ一部に
2個の無機ガラス製レンズを用いたズームレンズの例か
第2実施例である。第2実施例では第5図に示したごと
く、前記のJIIl実施例で無機ガラス製レンズであっ
た菖8レンズL、 (ニー加えて最も像側の正レンズで
ある第1ルンズL。をも無機ガラスで構成したものであ
る。
最も像側のレンズを無機ガラスとすれば、内部の有機ガ
ラスレンズを保−することができる、第2実施ガの諸元
を下−記表2に示す。
本第2実施ガではマスタ一部のatom係数はTm=−
0,01333と負の値とな9、全系のIl&収差係数
tit A&短焦点距離状態で丁t。1(W)=−0,
00686,最長焦点距離状態でTtol (T) =
 0.00983となる。これら各温度収差係数の値を
前記i!l実施例の値と併せて下記表3に示す。
表  3 そして、全系についての温度収差係数値の変倍に伴う変
化の様子を第6図1;示した。菖6図は縦軸1;全系の
@度収差係数Ttot *  横軸1:全系の焦点距離
tとったものであり、左端は最短焦点距離(Wide 
)、右端は最長焦点距離状1f(Tel・)vt表わす
1図中、−線1は補正前、曲線すは第1実施ガ、曲11
cは第2実施例の各状態の特性を示している。r!jA
示のごとく、第1、第2実施例では変倍C:よる変動成
分は除かれていないものの、そO絶対値はかなり小さく
なっており、%lニーーCから分るよう&:第2実施例
では変倍の途中で収差係数が零となり、全変倍域にわた
って収差係数の絶対値が極めて小さく補正されているこ
とが明らかである。
第2実施例の光線収差を第7図(:、また温度収差を第
8図に示す。各収差の表示は前記第1実施ガI:ついて
の第2図及び第3図と同様であり、温匿収差補正前の@
度収葺は第4図のとおりである。各収差図の比較から、
光線収差は勿論のこと、−10Cから50Cという1度
変化に対してもaf収差が実用上十分良好に補正されて
いることが明らかであシ、#16図C;示したa[収差
係数の特性曲線す。
cO有効性が裏付けられる。
以上述べたごとく、本発明によれば1個又は数個のレン
ズ要素のみ【無機ガラスで構成し、他のレンズ要素を全
てプラスチック(有機ガラス)で構成することにより、
有機ガラスにlil有のaK収差が全変倍域C;わたっ
て実用上十分良好に補正されたズームレンズ【達成する
ことができる。そしてプラスチックレンズの軽量である
こと及び製造の簡晶であること、・価格の安いこと等の
多くの利点tそのまま維持しつつ、基準光線につい:′
CO収差は勿論、色状差も実用上十分良好に補正された
優れたズームレンズとなり、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実m例のズームレンズの構成図、
第2図は第1実施的の光線収差図で(墨)は最短焦点距
離状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は最長焦点
距離状態を示し、89hは球面収差・、ムatは非点収
差、Diは歪曲収差を示す。第3図はam収差を補正し
た実施例の収差図、菖4図は@直状差補正前の収差図で
(a)は最短焦点距離状態、(b)は中間焦点距離状態
、(C)は最長焦点距離状lIt示し、89には球面収
差、ムlは非点収差、Disは歪曲収差を示す、第5図
は第2実施例のズームレンズの構成図、第6図は全系に
ついての111度収差係数値の変倍に伴う変化の様子、
第7図に第2実施例の光線収差図、第8図に第2実施ガ
の温度収差図【示す。 〔主要部分の符号の説明〕 L、  無機ガラスからなる正レンズ Lll   無機ガラスからなる正レンズ出願人工 日
本光学工業株式会社 矛3図 (11)         (灼 CG) 、5rh   A5t/ (ω 5f’h    Asv −0,500,5−〇800.5 hOt オ′5区 1 オ6図 Wade        市市 3r秩  A3t+ −0,50α5 −0.500.!

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 変倍部とマスタ一部とを有し、主として有機ガラス製の
    レンズからなるズームレンズにおいて、該マスタ一部を
    形成する正レンズのうち少なくとも1個の正レンズを無
    機ガラスで構成し、@度による焦点位置の変化を補正し
    たことを特徴とするズームレンズ系。
JP56164565A 1981-04-22 1981-10-15 ズ−ムレンズ系 Granted JPS5865407A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56164565A JPS5865407A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 ズ−ムレンズ系
US06/367,981 US4653872A (en) 1981-04-22 1982-04-13 Athermalized zoom lens system
DE19823215052 DE3215052A1 (de) 1981-04-22 1982-04-22 Varioobjektiv
GB08211701A GB2102142A (en) 1981-04-22 1982-04-22 Athermalised zoom lens system comprising mainly plastics lenses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56164565A JPS5865407A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 ズ−ムレンズ系

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Publication Number Publication Date
JPS5865407A true JPS5865407A (ja) 1983-04-19
JPH0139563B2 JPH0139563B2 (ja) 1989-08-22

Family

ID=15795573

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