JPH02120713A

JPH02120713A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH02120713A
Application number: JP63273112A
Authority: JP
Inventors: Atsujirou Ishii; 石井　敦次郎; Shinichi Mihara; 伸一三原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-08
Also published as: US4973143A

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１本発明は、カメラ特にビデオカメラ用の変倍レンズに関
するものである。

〔従来の技術］近年、ビデオカメラは小型軽量化、低価格化が進行し、
民生用としての需要が急速に拡大しつつある。さらに需
要層を拡大するためには、より一層の小型軽量化、低価
格化の促進が必須であり、それに伴ないレンズの小型軽
量化、低コスト化も重要な課題となっている。

現在、民生用ビデオカメラのレンズとしては、ズーム比
が６倍で口径比がＦ／１．２〜Ｆ／１．６のズームレン
ズが主流を占めている。これは、上記スペックが、設計
上及びニーズ上で非常に効率の良い位置付けにあるから
である。このような従来のビデオカメラ用のズームレン
ズは、一般に４群ズームと呼ばれるものが多く、例えば
特開昭５８−１０２２０８号公報、特開昭５８−１５３
９１３号公報等に示されているものがある。しかし、こ
れらのズームレンズは構成枚数が１４〜１５枚と多く、
高コストであるうえに太き（重いという欠点がある。又
、特開昭６１−１１０１１２号公報に示されるものは非
球面を多用し、構成枚数を８枚と少な（しているが、接
合面の曲率が極端に強くコスト高となってしまう。

また、４群ズームレンズは、広角端での包括画角が５０
°を越えると前玉径が急速に大きくなり、広角化にとっ
て不都合である。このような高変倍ズームレンズで広角
端での包括画角が５０°を大きく越えるレンズ系は、前
玉径が大きくなる欠点を有するばかりでなく、収差補正
も難しくなるために、収差を良好に補正するためには、
構成枚数が多（なりかつ数多くのレンズ群を動かさなけ
ればならず、機構が複雑になりコスト高になる。

そのために従来より知られている負の屈折力を有するレ
ンズ群と正の屈折力を有するレンズ群とよりなる２群ズ
ームレンズが注目されている。このズームレンズは、広
角端での包括画角が５０°を越えても前玉径はさほど大
にはならず、又レンズ枚数も６〜８枚と少なく、動く群
も２群のみであるので、シンプルな構成である。しかし
ズーム比を大きくとることが難しく、また口径比を大き
くとることが難しく、また口径比を大きくすることが困
難であるという問題点がある。

また絞りは後群中にあって変倍中は一般に後群と共に移
動する。ビデオカメラ用レンズとしてこの２群ズームレ
ンズを用いた場合、ビデオカメラの絞りは大きくて重い
ために絞りを光軸に沿って移動させるための機構が非常
に複雑になる。

この欠点を解決した従来例として、特開昭６２−２６６
５１１号公報に記載されているズームレンズが知られて
いる。この公報には２群ズームレンズで絞りを前群と後
群の間に固定したものが記載されているが、単にパワー
配置が示されているだけで、収差を考慮した実際のレン
ズデーターは示されていない、また射出瞳位置も、特に
望遠側において像面に近（、ビデオカメラ用としては好
ましくない。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、広角化やパックフォーカスを長くするのに有
利な負の前群と正の後群からなる２群ズームレンズで射
出瞳位置が像面から離れるようにして、構成枚数が少な
く口径比が大で、枠構造を簡単になし得て小型軽量なズ
ームレンズを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明のズームレンズは、上記の課題を解決するために
次のような構成にした。即ち、物体側から順に負の屈折
力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とよりなり
変倍と変倍の際に像位置をほぼ一定にするために両群が
相対的間隔を変化させるようにしたレンズ系で、前記前
群を物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカ
スレンズと、負レンズと、正レンズの３枚で構成し、前
記後群をその最も像側に物体側より順に像側の面の方が
曲率半径が小さい正レンズと、物体側の面の方が曲率半
径が小さい正レンズの二つの正レンズよりなるレンズ成
分を含む構成にしたものである。そして次の条件（１）
１２１　を満足するようにしたものである。

（１）　　　０　＜　（ｒａ”ｒｂｌ／（ｒａ−ｒ６）
　＜　１．５（２１−１，５＜　（ｒｃ＋ｒｄ）／（ｒ
ｃ−ｒａｌ　　＜口ただしｒ　ａ　＊　ｒ　Ｄは前記後
群中の正のレンズ成分のうちの物体側の正レンズの物体
側の面および像側の面の曲率半径、ｒ　ｅ　＊　ｒａは
前記後群中の正のレンズ成分のうちの像側のレンズの物
体側の面および像側の面の曲率半径である。

ビデオ用のレンズ系は、レンズ系と撮像面の間に厚い水
晶フィルターやその他のフィルター類を配置する必要が
あるため、バックフォーカスを長（しなければならない
。又口径比が大であると、後群中の後部のレンズでは、
軸上光線高が高くなる。又射出瞳を像面からワイド端の
全系の焦点距離の３倍以上離すと、軸外光線高もこの後
群の後部のレンズで高くなる。したがって後群のうちの
後部に設けられるレンズ成分の構成を工夫しないと球面
収差が悪化する。

本発明では、前述のように後群中の後部に配置されてい
るつまり後群の最も像側に配置されているレンズ成分を
物体側より順に像側の面の方が物体側の面よりも曲率半
径が小さい正レンズと物体側の面の方が像側の面よりも
曲率半径の小さい正レンズの二つの正レンズにて構成し
た。これによって軸上光線を無理なく屈折させ球面収差
を良好に補正すると共に軸外主光線が光軸に対して小さ
い角度で射出するように無理なく屈折させて容易に射出
瞳を像面から離すようにした。更に上記の構成のレンズ
成分は、軸外主光線以外の光線に対しても同様の屈折作
用をするためコマ収差の補正も良好になる。

以上のような構成にすることによって、従来のビデオ用
あるいは電子カメラ用のズームレンズに比べて、高画角
で構成枚数の少ない小型で高性能なズームレンズになし
得る。

更に前記正レンズ成分の各々の正レンズのシエイブファ
クターを前記の条件ｆｌ）、（ｚ＋　を満足するような
ものにして球面収差、コマ収差を良好に補正している。

条件（１）の下限、条件（２）の上限を越えると、前記
のレンズ成分を両凸レンズ１枚で構成した場合と差がな
くなり、このレンズ成分を２枚の正レンズにて構成した
意味が薄くなって、本発明の趣旨にそぐわなくなる６条
件（１）の上限、条件（２）の下限を越えると同様に球
面収差、コマ収差特に高次収差が発生しやすくなり好ま
しくない。

以上述べた本発明のレンズ系において、前記の正レンズ
成分中の面のうちのいずれかの面に、光軸を離れるにし
たがって光軸上におけ４曲率よりも曲率が小になるよう
な非球面を用いれば球面収差、コマ収差は一層良好に補
正できる。

前述のように本発明の目的は、ビデオカメラや電子カメ
ラ用のズームレンズで広角化や構成枚数の低減化のほか
に前群が負で後群が正の２群ズームレンズにおいてその
変倍比の増大と大口径化がある。

変倍比を増大し大口径にする際の最大の問題は、球面収
差とコマ収差型に歪曲収差が変倍に伴って大幅に変化す
ることである。特に望遠側における球面収差と広角側に
おける歪曲収差の補正が困難であり、また全体的にコマ
収差の補正が困難である。これらの収差を良好に補正す
るためには前群、後群共に焦点距離が長い方が良い、し
かし、例えば前群の焦点距離ｆ１を長くすると、後群の
結像倍率ｆ／ｆ、がレンズ系の全長が最も短くなる時の
値１に比べて、可成りずれた値になり特にｆ＝ｆ、の時
にずれが大きい。そのため後群の物像間距離（共役路！
りが非常に長（なり、全長が長くなってしまう、又その
時の物像間距離は、後群の焦点距離に比例するために、
後群の焦点距離ｆ■が長くなるとレンズ系の全長は一層
長くなる。したがって３５ミリフルサイズ用のこの種の
レンズは、変倍比が小さ（口径比も小である。

ビデオカメラ、電子カメラのように画面サイズがそのｌ
／４乃至１１５のカメラに用いるレンズ系は、その焦点
距離もｌ／４乃至１１５でこれに比例して大きさも小さ
い。この点を考慮するとビデオカメラ、電子カメラ用の
レンズ系は、全長に関する規制はある程度ゆるくしてよ
く、ｆ／ｆ、が１よりかなり小さくてもレンズ系の全長
はそれほど大きくはならない。

この点を考慮して、本発明では、前群の焦点距離ｆ、を
次の条件（３）の範囲内にすることによって変倍比と口
径比が大になるようにした。

（３）　　２ｆ、＜　ｌ　ｆ＋　１　＜　６ｆｗただし
ｆｗは広角端における全系の焦点距離である。

この条件（３）の下限を越えると広角側での歪曲収差と
望遠側での球面収差型に全体的にコマ収差が池化しやす
い、又上限を越えると広角側で全長が長くなりやすい。

［実施例１次に本発明のズームレンズの各実施例を示す。

実施例１ｆ＝７．５〜２１ｍｍ、２ω＝　５６”〜２２″Ｆ／２
．８〜３．８ｒｌｍ２３．０６３４ｄ＋＝２．０００Ｏｎ＋＝１．６９６８０　　　ｖ、　
＝５５．５２ｒｚ＝１２．４４０５ｄ、：　５．００００ｒ、＝２９６．６０３５ｄ、＝　１．２００Ｏｎ、＝１．６９６８０　　　　　
ｖ＊　　＝５５．５２ｒ、＝　１９．３３４８ｄ４＝　１．１５８５ｒｓ＝１４．８８７０ｄＳ＝３．０ｏ００　　　ｎａ＝１．６７２７０　　　
νｇ　＝３２．１０ｒ６＝　２８．１７４１ｄａ＝ＤＩ（可変）ｒ、＝ｏｏ（絞り）ｄ、＝［ｌ、（可変）ｒａ＝　１０．７６２５ｄ、＝　８．９７６６ｒｌｍ　−４９９，０２８６ｄｅ＝　０．７４３２ｒｌｏ　　＝−１２，４９８６ｄ、。　＝　０．９１６５ｒ、、　　＝−３１，３８４５ｄ、、　　＝２．９７５３ｒｒｚ　　＝　７５．６５６２ｄ、、　　＝１．６４０３ｒ、、　　＝８．７０９２ｄ、、　　＝１．０ＯＯＯｒ１４　　＝６０．７９６９ｄｌ４　＝２．０００Ｏｒ８％　＝　−２４，９６３３ｄ、、　　＝０．１５８３ｊ１４：　１．６９６８０ｎｓ＝　１．７２８２５１１、＝　１．７２８２５ｎｔ＝　１．６９６８０＝５５．５２＝　２８．４６＝　２８．４６＝　５５．５２ｒｌｍ　　＝９．９６３８ｄ、、　　＝６．２９５２　　　ｎ、＝１．６９６８０
νＢ＝５５．５２ｒ＋ｙ　　＝　６０．００００ｆ　　　　　　７．ＳＤ　Ｉ　　　　３５．０６７Ｄｇ　　　　　９．６３０（ｒａ÷ｒｂｌ／　（ｒａ−ｒｂｌｆｒｅ”ｒａ）／１ｒｃ−ｒａｌｆｌ　＝　　−２７，５６５ｍｍ実施例２１４．０３９６．７１０＝０．４２＝−１，４０２，０００１，０００ｆ’＝７．５〜２１ＩＩＩｍ２　ω＝　５６” 〜２２’ Ｆ／２．８〜３．７ｒｌｍ２６．３０５７ｄ、＝２．０００Ｏｒ２＝　′、４．０２００ｄ、＝　５．０００Ｏｒ、＝　７７．３３９７ｄ、＝　１．２０００ｒ４＝　１８．５８０７ｄ、＝　１．１９１２１、：　１．６９６８０ｎミニ１．６９６８０ ν１ ν２＝　５５．５２＝５５．５２ｒｓ＝１５．０３７３ｄｓ＝　３．００００ｒｓ＝２３．０３３９ｄ、＝Ｄ、（可変）ｒ？＝ｏｏ（絞り）ｄｙ＝Ｄｉ（可変）ｒｓ＝９．１６０６ｄ、＝　３．７１４Ｏｒ、、＝３１．８４３９ｄ＊＝　０．６５０８ｒ、。　＝　１３．８９３４ｄｌ。　＝　３．８２８４ｒ、、＝　３９．７８０５ｄ、、　　＝ｔ、ｓｏｏ。

ｒｌｍ　　＝−９，６４８８１Ｌｉ　　＝２．６８７５ｒｌｓ　　＝ａ、ｏａｔ９ｄ＋ｓ　　＝１．５００Ｏｒ、、＝　２１０．５６３５ｄｌ４　　＝２．４１０１ｎｓ＝　１．６９８９５ｎ４＝　１．６９６８０ｎミニ１．６９６８０ｎａ＝１．７４０７７ｎミニ１．６９６８０＝　３０．１２＝５５．５２＝５５．５２＝２７．７９＝　５５．５２ｒｔｓ　　＝−１５，５７５２ｄ、、ｔ　　＝Ｏ，１６２４ｒｔｓ　　＝１１．３５４３ｄｌａ　　＝２．００００ｒｌｔ　　＝−ｔ７７．４ｓａ７ｆ　　　　　７．５Ｄ、　　　　３７．７３６ｏ２　　　８．９９６（ｒａ＋ｒ６）／（ｒ、−ｒゎ）（ｒｃ＋ｒ、）／（ｒｃ−ｒａｌｆｔ＝　−２９，３２７ｍｍ実施例３ｆ　＝　７．５〜２１ｍｍ　。

Ｆ／２．８〜３，９ｒｌ　＝　２３．５１５０ｄ、＝　２．００００ｒａ　＝　１２．７１４３ｄ、＝　５．０ＯＱＱｒ、＝　１１５．２３４８ｄｓ　＝　１．２００．０ｎ＋＝１．６９６８０１１、：　１．６９６８０　　　　ｖｚ　　＝　５５．
５２ｎａ”　１．６９６８０ ν、　　：５５．５２１５．３２５６．２９１＝　０．８６＝−０，８８２，０００１，０００２ω＝　５６’　　〜２２＠ ν、　　＝５５．５２ｒ４＝　１６．９０９９ｄ、＝　１．２７１６ｒｓ：　１４．５４３７ｄｓ＝３．００００　　　ｎ−＝　Ｌ、６７２７０ｒａ
＝２９−３１６２ｄａ＝口、（可変）ｒ、＝ｏｏ（絞り）ｄｔ＝ｏａ（可変）ｒｓ＝９．４０４８ｄａ”９．１８９５　　　　ｎ４＝１．６９６８０ｒｓ
”　−６３，０９７５ｄ、＝　１．００００ｒｌ。＝−９，３６３６ｄｌ。＝１．４２８５　　ｎ５＝１．６７２７゜ｒｌｔ
　　＝９．５６１５ｄ、、　　＝Ｑ、７ｏｏ。

ｒ１□　＝　２５．１４３０ｄｌ２＝３．００ＱＯｎａ＝１．６９６８゜ｒｌｔ　　
＝−２２，５９８２ｄｌ、　　＝Ｏ，１６２４シロー３２．１０ ν４＝５５．５２ νＳ　　＝３２．ＩＯシロ　：５５．５２ｒｌ４　：”　１６．５８９６ｄｌ、　　＝５．７１３５　　０．＝　１．６９６８０
　　　　　ν、　　：５５．５２ｒ１％　＝−１０７，
Ｑ９３０　　（非球面）非球面係数Ｅ＝０．６１５０５　ｘｌＯ−’　、　　Ｆ＝０．８０
６３３　ｘｌＯ−’ｆ　　　　７．５　　１２　　　２
１Ｄ、　　　３６．６１？　　１５．４４８　　３．００
０Ｄ、　　　８．８９０　　６．２２０　　１．ＱＯ０
ｆｒａ÷ｒｂｌ　／　（ｒａ−ｒｂｌ　＝　０．０５（
ｒｃ＋ｒｄ）／　（ｒｃ−ｒａｌ　＝　−０，７３ｆ菖
＝　　−２８，７６２ｎ＋ｍただしｒｌ　＊　ｒ　２１・・・はレンズ各面の曲率半
径、ｄｌ、ｄ２．・・・は各レンズの肉厚およびレンズ
間隔、ｎｌ、Ｑ２．・・・は各レンズの屈折率、シ１．
シ２．・・・は各レンズのアツベ数である。

上記実施例１乃至実施例３は、夫々第１図乃至第３図に
示す通りの構成の２群ズームレンズである。これら実施
例の広角端、中間焦点距離、望遠端における収差状況は
、実施例１が夫々第４図。

第５図、第６図に、実施例２が夫々第７図、第８図、第
９図、実施例３が夫々第１Ｏ図、第１１図、第１２図に
示す通りである。

又実施例３は、後群の最も像側にある正のレンズ成分中
の一つの面である最も像側の面（ｒ、ｓｌが非球面であ
る。この−ト球面の形状は、光軸方向をＸ軸、光軸に垂
直な方向をｙ軸に取った時に次の式で表わされる。

ただしｒは近軸曲率半径、Ｅ、Ｆ、Ｇ、・・・は非球面
係数で、この非球面係数の値はデーターに示しである。

尚本発明のズームレンズは、上記各実施例からもわかる
ように、前群と後群の間に位置が固定された開口絞りを
設けである。これによって枠構造が簡単になる等の利点
が生ずる。

［発明の効果１本発明のズームレンズは、画角が大でバックフォー功ス
が長い２群ズームレンズの特色を生かしながらズーム比
が大で大口径の構成枚数の少ない小型軽量なビデオカメ
ラ用に適したレンズ系である。

【図面の簡単な説明】

の収差曲線図、第７図乃至第９図は実施例２の収差曲線
図、第１０図乃至第１２図は実施例３の収差曲線図であ
る。出願人　オリンパス光学工業株式会社代理人　　　向　　　　寛　　二第図゛二第　３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物体側から順に負の屈折力を有する前群と、正の
屈折力を有する後群とよりなり変倍と変倍の際に像位置
をほぼ一定にするために両群が相対的間隔を変化させる
ことが可能なズームレンズにおいて、前記前群は物体側
から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと
、負レンズと、正レンズの３枚で構成し、前記後群は最
も像側に物体側より順に像側の面の方が曲率半径が小さ
い正レンズと、物体側の面の方が曲率半径が小さい正レ
ンズの二つの正レンズを含んでいて、次の条件（１）、
（２）を満足するズームレンズ。（１）０＜（ｒ＿ａ＋
ｒ＿ｂ）／（ｒ＿ａ−ｒ６）＜１．５
（２）−１．５＜（ｒ＿ｃ＋ｒ＿ｄ）／（ｒ＿ｃ−ｒ＿
ｄ）＜０ただしｒ＿ａ、ｒ＿ｂは前記後群中の正レンズのうちの
物体側の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半
径、ｒ＿ｃ、ｒ＿ｄ４は前記後群中の正レンズのうちの
像側のレンズの物体側の面および像側の面の曲率半径で
ある。（２）前記後群中の正のレンズ成分のうちのいずれかの
面が光軸を離れるにしたがって光軸上の曲率半径よりも
大きくなるような非球面であることを特徴とする請求項
（１）のズームレンズ。
（３）次の条件（３）を満足する請求項（１）又は（２
）のズームレンズ。（３）２ｆ＿ｗ＜｜ｆ＿ｌ｜＜６ｆ＿ｗただしｆ＿ｗは広角端における全系の焦点距離、ｆ＿ｌ
は前群の焦点距離である。
（４）前群と後群の間に位置が固定された開口絞りを有
することを特徴とする請求項（１）、（２）又は（３）
のズームレンズ。