JP2909765B2 - 全長の短い変倍レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、全長の短い大口径の変倍レンズに関するも
のである。

［従来の技術］ 最近、ビデオカメラの小型軽量化、低コスト化の進展
は著しく、カムコーダー市場は大幅に活性化し、一般の
ユーザーに急速に普及しつつある。

ビデオカメラは、電気回路基板，アクチュエーター
系，光学系からなっており、従来特に電気系を中心に小
型，低コスト化が進められてきたが、最近になって撮像
光学系の大幅な小型化が急進展している。撮像光学系の
小型，低コスト化は、イメージャーの小型化技術、回転
対称非球面加工技術、TTL自動合焦検出技術の進展を効
果的に利用した新しいタイプの変倍レンズの開発がなさ
れている。この新しい変倍レンズの一つとして、特開昭
62−178917号公報，特開平２−39011号公報，特開平２
−53017号公報等に記載されているレンズ系のように、
正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２
群とからなる変倍群と、非球面を有する正の単レンズの
みからなり常時固定の第３群と、少なくとも１枚の負レ
ンズを有し全体として２枚乃至３枚のレンズよりなり変
倍時および被写体距離変化等による焦点位置調節のため
に可動の第４群ととり構成されたレンズ系が知られてい
る。このようにコンペンセーターを兼ねたリアーフォー
カスを採用したり非球面を導入することによって構成枚
数を10枚以下に減らし、それによって余分なスペースを
減らすことが出来るので、前玉径を大幅に小さく出来る
か全長を短くすることも可能である。

しかし、上記の従来例よりも更に小型，軽量化するこ
とへの要望が強く特にレンズ系全長の一層短縮が望まれ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来例は、バックフォーカスが必要以上に長く
そのため全長が十分短くなったとは言い難い。特に第３
群，第４群のレンズ構成を工夫することによって全長を
一層短くする可能性がある。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので前述のよう
な４群構成のレンズ系で、第３群と第４群のレンズ構成
を工夫することによって全長が極めて短く、前玉径が小
さい小型軽量低コストな高変倍率の大口径変倍レンズを
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］ 本発明の変倍レンズは、前記の目的を達成するため
に、物体側から順に、正の屈折力を有する第１群と負の
屈折力を有する第２群とよりなる変倍系と、正の屈折力
を有し常時固定の第３群と、正の屈折力を有し変倍時お
よび被写体距離の変化時の焦点位置調節のために可動の
第４群とより構成され、第３群又は第４群の少なくとも
一つのレンズに非球面又は不均質媒質を用いたレンズ系
で、第３群を物体側から順に１枚又は２枚の正レンズと
像側に強い凹面を向けた１枚の負レンズとにて構成し、
第４群を１枚の両凸レンズのみにて構成し、更に次の条
件（１）乃至条件（３）を満足するようにしたものであ
る。

ただしf_W,f_Tは広角端および望遠端における全系の焦
点距離、R₃₁,R₃₆は夫々第３群の最も物体側の面および
最も像側の面の曲率半径、N₃₁,N₃₃は夫々第３群の最も
物体側のレンズおよび最も像側のレンズの屈折率、D_III
は第３群の最も物体側の面から最も像側の面までの距
離、D_IVは第４群の肉厚である。

本発明のレンズ系のレンズ構成上の特徴は、従来例に
比べて、第３群にてかなり光束を収斂させ光束径を小さ
くしてからほぼアフォーカルに射出し、これを第４群に
入射させるようにしたため第４群の焦点距離を短く出
来、バックフォーカスを短くすることが出来、これによ
ってレンズ系の全長を短くし得るようにした。つまり第
３群，第４群を上記のようにして両群のトータルの全長
を短くし全系の全長を短くし得るようにした。このよう
に第３群に入射する発散光束を急速に収斂させるために
は、第３群の最も物体側の面に強い収斂作用を持たせね
ばならない。

上記の理由から第３群の最も物体側の面のパワーを規
定したのが条件（１）である。

この条件（１）の上限を越えて前記の面のパワーが弱
くなりすぎると第３群で十分に光束を収斂させることが
出来ず、レンズ系の全長を短くすることが出来ない。ま
た条件（１）の下限を越えて前記の面のパワーが強くな
りすぎると非球面や不均質媒質を用いても球面収差やコ
マ収差を良好に補正することが困難になる。

第３群内で急速に収斂させた光束をほぼアフォーカル
にて射出させ第４群に入射するようにしないと、第４群
にて焦点調節を行なった時球面収差やコマ収差の変動が
大きくなりすぎるので好ましくない。このようにほぼア
フォーカルにて射出するようにするためには、第３群内
では十分に光束を収束する必要があり強い発散力を持た
せる面は最も像側の面にしなければならない。

条件（２）は、この第３群の最も像側の面のパワーを
規定したものである。この条件（２）の上限を越えてこ
の面のパワーが強くなりすぎると第３群より射出する光
束が発散光になり、第４群による焦点調節により球面収
差，コマ収差の変動が大きくなりやすいばかりか、バッ
クフォーカスが長くなり全長が長くなる。又下限を越え
前記の面のパワーが弱くなりすぎると第３群により急速
に収斂させた光束をほぼアフォーカルにて射出させるこ
とが出来なくなり、焦点調節による球面収差，コマ収差
の変動が大きくなり好ましくない。

なお、第３群の面R₃₁,R₃₆が非球面の場合や最も物体
側，最も像側のレンズが不均質媒質の場合は、条件
（１），（２）のR₃₁,R₃₆,N₃₁,N₃₃の値は、光軸近傍の
値を用いる。

以上のように条件（１），（２）が満足されれば、バ
ックフォーカスを短くしつつ性能を良好にし得る。しか
しバックフォーカスを短くしても、レンズ群の総厚が無
意味に厚いとレンズ系の全長を短くする効果が半減する
ことになる。第３群の総厚が大であれば、条件（１），
（２）を満足しなくともバックフォーカスを短くするこ
とは可能であるか、全長は短くならない。つまり条件
（１），（２）を満足することにより第３群の総厚を薄
くし、しかもバックフォーカスを短くすることが出来
る。

同様に第４群も極力薄くすることが望ましい。そのた
めに条件（３）にて第３群と第４群との厚みの総和を規
定した。条件（３）の上限を越えると、バックフォーカ
スを短く出来ても全長を短くしにくい。又条件（３）の
下限を越えると、正レンズの縁内の確保が難しくなるの
で好ましくない。

以上述べたようにして極めて全長の短い変倍レンズを
得ることが出来るが、さらに全長を短くするためには、
次の条件（４），（５）を満足することが好ましい。

（４） 1.0×10^-3＜D_T/f_T ²＜7.0×10^-3 （５） 0.9＜f₄/f_W＜3.5 ただしD_Tは望遠端で無限遠合焦時の第３群と第４群の
間隔、f₄は第４群の焦点距離である。

条件（４）は、第３群と第４群の間隔を規定したもの
である。本発明の目的からすると上記の間隔は極力小さ
い値の方がよいが、フォーカシングのためのスペースと
して必要十分量確保しなければならない。

第３群からの射出光がアフォーカルであると仮定する
と、ある被写体距離に対する第４群の繰出し量はΔは次
のように与えられる。

Δ＝ａ・β² _{I II III}・f₄ ² ただしａは定数、β_{I II III}は第１群，第２群，第３
群のトータルの倍率である。

繰出量Δは全系の焦点距離で決まるので望遠端の焦点
距離が長い程多くのスペースを要する。

条件（４）の上限を越えるとより近距離にフォーカシ
ング出来るので好ましいが、至近距離性能やスペースの
ことを考慮すると好ましくない。又下限を越えるとフォ
ーカシングのためのスペースは節約出来るが近距離への
フォーカシングがしにくくなる。

条件（５）は、第４群の焦点距離を規定したものであ
る。β_{I II III}・f₄は全系の焦点距離であるので、繰出
量Δは、f₄には依存しない。又f₄は短い程バックフォー
カスが短くなるためf₄は極力短い方が好ましい。しかし
f₄があまり短いと第４群と像面との間にフィルター類を
配置するためのスペースがなくなる。条件（５）の上限
を越えるとバックフォーカスが長くなりやすく、又下限
を越えると、フィルター類を配置するスペースが少なく
なる。

次に性能面も考慮して一層良好な変倍レンズを得るた
めには、下記の条件（６），（７），（８）を満足する
ことが好ましい。

（６） −0.9＜（R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＜−0.1 （７） 0.3＜（R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅R−₃₆）＜2.3 （８） 0.6＜R₄₁/R₃₆＜2.4 ただしR₃₁,R₃₂は夫々第３群の最も物体側のレンズの
物体側および像側の面の曲率半径、R₃₅,R₃₆は夫々第３
群の最も像側のレンズの物体側および像側の面の曲率半
径、R₄₁は第４群の最も物体側の面の曲率半径である。

条件（６）は、第３群の最も物体側の正レンズのシェ
ープファクターを規定したものである。この条件の下限
を越えると球面収差の補正がしにくくなり又上限を越え
るとレンズ系の小型化を達成しにくくなる。

条件（７）は、第３群の最も像側の負レンズのシェー
プファクターを規定したものである。この条件の下限を
越えるとレンズ系の小型化を達成しにくくなり上限を越
えると球面収差を補正しにくくなる。

条件（８）は、第３群の最も像側の面の曲率半径R₃₆
と第４群の最も物体側の面の曲率半径R₄₁との比を規定
したものである。第３群と第４群との間隔は可変である
が、ほぼアフォーカルであるために球面収差の変動は少
ない。しかしアフォーカル度は焦点距離によって変動す
るので、フォーカシング時の球面収差の変動をより少な
くするためには、R₃₆とR₄₁の値は極力近い方がよい。条
件（８）の上限，下限のいずれより外れても球面収差の
ほか非点収差の変動が大きくなる。

尚、上記の各条件に関しても非球面又は不均質媒質の
場合は、光軸近傍の値を用いることとする。

［実施例］ 次に本発明の全長の短い変倍レンズの各実施例を示
す。

実施例１ ｆ＝6.900〜38.800,F/1.45〜F/2.23 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝46.6262 d₁＝1.1000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝21.8337 d₂＝4.6000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−53.5341 d₃＝0.1500 r₄＝14.4337 d₄＝2.9000 n₁＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝33.8040 d₅＝D₁（可変） r₆＝−152.2103 d₆＝0.9000 n₄＝1.69680 ν_４＝55.52 r₇＝6.5436 d₇＝2.3000 r₈＝−9.8267 d₈＝0.8000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝8.4818 d₉＝1.9000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝45.4524 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.7000 r₁₂＝10.0679（非球面） d₁₂＝3.6000 n₇＝1.58913 ν_７＝60.97 r₁₃＝−62.2959 d₁₃＝0.1500 r₁₄＝8.9432 d₁₄＝4.0000 n₈＝1.72000 ν_８＝50.25 r₁₅＝−71.7917 d₁₅＝0.1500 r₁₆＝−202.7666 d₁₆＝0.8000 n₉＝1.82518 ν_９＝25.43 r₁₇＝5.4043 d₁₇＝D₃（可変） r₁₈＝7.7606（非球面） d₁₈＝3.3000 n₁₀＝1.58913 ν₁₀＝60.97 r₁₉＝−41.3529 d₁₉＝D₄（可変） r₂₀＝∞ d₂₀＝6.0000 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₁＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.15714×10^-3 A₆＝−0.18163×10^-5,A₈＝0.70381×10^-8 （第18面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.22486×10^-3 A₆＝−0.50608×10^-5,A₈＝0.27776×10^-7 ｆ 6.900 16.362 38.800 D₁ 0.900 6.827 11.236 D₂ 11.636 5.708 1.300 D₃ 4.465 2.700 5.987 D₄ 3.521 5.287 2.000 全長（広角端）＝52.959,前玉有効径＝21.0 D_T/f_T ²＝3.977×10^-3,f₄₁/f_W＝1.649 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.722 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝0.948 R₄₁/R₃₆＝1.436 実施例２ ｆ＝6.900〜38.799,F/1.44〜F/2.17 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝33.6905 d₁＝1.2000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝20.4286 d₂＝4.4000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−283.3472 d₃＝0.1500 r₄＝20.9192 d₄＝3.1000 n₃＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝70.1720 d₅＝D₁（可変） r₆＝107.1270 d₆＝0.8000 n₄＝1.80610 ν_４＝40.95 r₇＝5.7148 d₇＝2.2000 r₈＝−8.3221 d₈＝0.7000 n₅＝1.60738 ν_５＝56.81 r₉＝7.8205 d₉＝2.1000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝−126.6923 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝9.2402（非球面） d₁₂＝3.8000 n₇＝1.58913 ν_７＝60.97 r₁₃＝−62.7605 d₁₃＝0.1500 r₁₄＝9.0124 d₁₄＝4.0000 n₈＝1.58913 ν_８＝60.97 r₁₅＝−69.0295 d₁₅＝0.1500 r₁₆＝26.1836 d₁₆＝0.8000 n₉＝1.84666 ν_９＝23.78 r₁₇＝5.1686 d₁₇＝D₃（可変） r₁₈＝6.7364（非球面） d₁₈＝4.0000 n₁₀＝1.48749 ν₁₀＝70.20 r₁₉＝−21.1553 d₁₉＝D₄（可変） r₂₀＝∞ d₂₀＝6.0000 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₁＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.25905×10^-3 A₆＝−0.23436×10^-5,A₈＝0.62261×10^-8 （第18面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.39540×10^-3 A₆＝−0.69335×10^-5,A₈＝−0.11826×10^-7 ｆ 6.900 16.362 38.799 D₁ 0.600 9.340 15.258 D₂ 8.329 3.958 1.000 D₃ 4.044 2.500 5.508 D₄ 3.464 5.008 2.000 全長（広角端）＝49.669,前玉有効径＝21.7 D_T/f_T ²＝3.659×10^-3,f₄/f_W＝1.594 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.734 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.492 R₄₁/R₃₆＝1.303 実施例３ ｆ＝6.900〜38.800,F/1.44〜F/2.04 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝41.7937 d₁＝1.2000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝22.8622 d₂＝4.1000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−118.8556 d₃＝0.2000 r₄＝19.1412 d₄＝3.0000 n₃＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝73.3694 d₅＝D₁（可変） r₆＝80.3217 d₆＝0.9000 n₄＝1.69680 ν_４＝55.52 r₇＝7.7697 d₇＝2.8000 r₈＝−11.2903 d₈＝0.8000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝10.5774 d₉＝2.0000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝37.1339 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.7000 r₁₂＝7.9500（非球面） d₁₂＝4.6000 n₇＝1.69680 ν_７＝55.52 r₁₃＝−30.1367 d₁₃＝0.2000 r₁₄＝29.2800 d₁₄＝3.7303 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₅＝6.0792 d₁₅＝D₃（可変） r₁₆＝7.5823（非球面） d₁₆＝3.1000 n₉＝1.60311 ν_９＝60.70 r₁₇＝−32.4893 d₁₇＝D₄（可変） r₁₈＝∞ d₁₈＝6.0000 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₉＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.25835×10^-3 A₆＝−0.30075×10^-5,A₈＝−0.32127×10^-7 （第16面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.36853×10^-3 A₆＝0.74935×10^-5,A₈＝−0.52612×10^-6 ｆ 6.900 16.362 38.800 D₁ 0.600 7.480 12.823 D₂ 13.523 6.644 1.300 D₃ 3.589 2.200 5.481 D₄ 3.892 5.281 2.000 全長（広角端）＝54.023,前玉有効径＝21.5 D_T/f_T ²＝3.641×10^-3,f₄/f_W＝1.522 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.583 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.524 R₄₁/R₃₆＝1.247 実施例４ ｆ＝6.900〜38.800,F/2.06〜F/2.05 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝49.0000 d₁＝1.2000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝24.6210 d₂＝4.1000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−87.7864 d₃＝0.2000 r₄＝17.6736 d₄＝3.2000 n₃＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝58.6771 d₅＝D₁（可変） r₆＝151.1492 d₆＝0.9000 n₄＝1.69680 ν_４＝55.52 r₇＝7.1029 d₇＝2.6500 r₈＝−11.0922 d₈＝0.8000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝10.2657 d₉＝1.8000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝94.4742 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.7000 r₁₂＝6.3725（非球面） d₁₂＝3.1500 n₇＝1.69680 ν_７＝55.52 r₁₃＝−50.1345 d₁₃＝0.1500 r₁₄＝27.9103 d₁₄＝2.7421 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₅＝5.0177 d₁₅＝D₃（可変） r₁₆＝7.8414（非球面） d₁₆＝3.4000 n₉＝1.60311 ν_９＝60.70 r₁₇＝−22.6625 d₁₇＝D₄（可変） r₁₈＝∞ d₁₈＝6.0000 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₉＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.36365×10^-3 A₆＝0.66028×10^-5,A₈＝−0.14291×10^-6 （第16面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.27343×10^-3 A₆＝−0.85428×10^-5、A₈＝−0.23185×10^-6 ｆ 6.900 16.362 38.800 D₁ 0.700 7.606 13.000 D₂ 13.600 6.694 1.300 D₃ 3.885 2.800 6.580 D₄ 4.694 5.780 2.000 全長（広角端）＝52.959,前玉有効径＝21.4 D_T/f_T ²＝4.371×10^-3,f₄/f_W＝1.461 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.774 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.438 R₄₁/R₃₆＝1.563 実施例５ ｆ＝6.900〜38.800,F/1.41〜F/1.99 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝43.0767 d₁＝1.2000 n₁＝1.80518 ν_１＝25.43 r₂＝19.5560 d₂＝4.2000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−600.3543 d₃＝0.1500 r₄＝20.8028 d₄＝3.3000 n₃＝1.65844 ν_３＝50.86 r₅＝127.7478 d₅＝D₁（可変） r₆＝40.8164 d₆＝0.8000 n₄＝1.69680 ν_４＝55.52 r₇＝6.1997 d₇＝2.3000 r₈＝−8.3248 d₈＝0.7000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝8.9835 d₉＝2.0000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝86.3663 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝8.2684（非球面） d₁₂＝4.600 n₇＝1.58913 ν_７＝60.97 r₁₃＝−15.6514 d₁₃＝0.1500 r₁₄＝54.7313 d₁₄＝5.0896 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₅＝7.8285 d₁₅＝D₃（可変） r₁₆＝7.0945（非球面） d₁₆＝4.0000 n₉＝1.48749 ν_９＝70.20 r₁₇＝−11.6664 d₁₇＝D₄（可変） r₁₈＝∞ d₁₈＝6.0000 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₉＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.40016×10^-3 A₆＝−0.17286×10^-5,A₈＝−0.37067×10^-7 （第16面） Ｐ＝1.000,A₄＝−0.69721×10^-3 A₆＝−0.33798×10^-5,A₈＝−0.37651×10^-6 ｆ 6.900 16.362 38.800 D₁ 0.600 9.406 15.230 D₂ 8.315 3.911 1.000 D₃ 3.459 2.500 5.959 D₄ 4.501 5.459 2.000 全長（広角端）＝50.953,前玉有効径＝21.0 D_T/f_T ²＝3.958×10^-3,f₄/f_W＝1.410 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.309 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.334 R₄₁/R₃₆＝0.906 実施例６ ｆ＝6.900〜38.801,F/2.05〜F/2.31 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝45.0881 d₁＝1.2000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝24.4553 d₂＝4.0000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−107.4135 d₃＝0.1500 r₄＝18.5213 d₄＝3.2000 n₃＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝53.3680 d₅＝D₁（可変） r₆＝134.7229 d₆＝0.8000 n₄＝1.80100 ν_４＝34.97 r₇＝5.5979 d₇＝1.8000 r₈＝−8.5882 d₈＝0.7000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝7.5579 d₉＝2.0000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝−102.2128 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝6.2817（非球面） d₁₂＝3.700 n₇＝1.48749 ν_７＝70.20 r₁₃＝−14.3111 d₁₃＝0.1500 r₁₄＝21.9781 d₁₄＝4.8468 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₅＝5.6367 d₁₅＝D₃（可変） r₁₆＝6.8129（非球面） d₁₆＝4.3000 n₉＝1.48749 ν_９＝70.20 r₁₇＝−12.5214 d₁₇＝D₄（可変） r₁₈＝∞ d₁₈＝6.0000 n₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15 r₁₉＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.74041×10^-3 A₆＝−0.58991×10^-5,A₈＝−0.23369×10^-6 （第16面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.53942×10^-3 A₆＝−0.15165×10^-4,A₈＝−0.35044×10^-6 ｆ 6.900 16.362 38.801 D₁ 0.600 9.258 15.286 D₂ 8.343 4.013 1.000 D₃ 3.839 2.500 5.856 D₄ 4.017 5.356 2.000 全長（広角端）＝49.236,前玉有効径＝21.5 D_T/f_T ²＝3.890×10^-3,f₄/f_W＝1.415 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.390 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.690 R₄₁/R₃₆＝1.209 実施例７ ｆ＝6.700〜50.440,F/1.44〜F/2.11 ２ω＝50.4゜〜7.2゜ r₁＝53.9356 d₁＝1.5000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝28.6454 d₂＝4.8000 n₂＝1.56873 ν_２＝63.16 r₃＝−103.6510 d₃＝0.1500 r₄＝20.9530 d₄＝3.4500 n₁＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝55.3350 d₅＝D₁（可変） r₆＝35.1277 d₆＝1.1000 n₄＝1.69680 ν_４＝55.52 r₇＝7.6963 d₇＝2.9000 r₈＝−9.8110 d₈＝1.0000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝12.3932 d₉＝2.0000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝99.8484 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝13.9316（非球面） d₁₂＝3.5000 n₇＝1.69680 ν_７＝55.52 r₁₃＝−51.9617 d₁₃＝0.2000 r₁₄＝11.2530 d₁₄＝2.5000 n₈＝1.60311 ν_８＝60.70 r₁₅＝30.6895 d₁₅＝0.6200 r₁₆＝−192.3609 d₁₆＝1.2100 n₉＝1.84666 ν_９＝23.78 r₁₇＝11.1804 d₁₇＝D₃（可変） r₁₈＝12.3060（非球面） d₁₈＝3.3000 n₁₀＝1.56873 ν₁₀＝63.16 r₁₉＝−20.0283 d₁₉＝D₄（可変） r₂₀＝∞ d₂₀＝1.0000 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₁＝∞ d₂₁＝0.7000 r₂₂＝∞ d₂₂＝5.8600 n₁₂＝1.54771 ν₁₁＝62.83 r₂₃＝∞ d₂₃＝1.2100 r₂₄＝∞ d₂₄＝0.6000 n₁₃＝1.48749 ν₁₃＝70.20 r₂₅＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝0.5388,A₄＝−0.10978×10^-4 A₆＝−0.48118×10^-7 （第18面） Ｐ＝0.6118,A₄＝−0.22709×10^-3 A₆＝−0.40034×10^-7 ｆ 6.700 18.383 50.440 D₁ 0.700 18.815 18.075 D₂ 18.875 8.760 1.500 D₃ 4.812 2.591 6.626 D₄ 3.503 5.724 1.690 全長（広角端）＝64.957,前玉有効径＝24.3 D_T/f_T ²＝2.604×10^-3,f₄/f_W＝2.077 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.577 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝0.890 R₄₁/R₃₆＝1.101 実施例８ ｆ＝6.700〜50.440,F/1.43〜F/2.26 ２ω＝50.4゜〜7.2゜ r₁＝48.9885 d₁＝1.5000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝24.8892 d₂＝4.5000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−377.4066 d₃＝0.1500 r₄＝23.4540 d₄＝3.4000 n₁＝1.63854 ν_３＝55.38 r₅＝100.3216 d₅＝D₁（可変） r₆＝104.0635 d₆＝1.1000 n₄＝1.69680 ν_４＝55.52 r₇＝7.2555 d₇＝2.6000 r₈＝−9.8423 d₈＝1.0000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝10.3952 d₉＝2.0000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝95.3109 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝11.7960（非球面） d₁₂＝4.0000 n₇＝1.60311 ν_７＝60.70 r₁₃＝−33.4377 d₁₃＝0.2000 r₁₄＝11.0871 d₁₄＝2.6500 n₈＝1.56873 ν_８＝63.16 r₁₅＝33.0044 d₁₅＝0.3500 r₁₆＝106.7443 d₁₆＝0.9000 n₉＝1.84666 ν_９＝23.78 r₁₇＝10.3881 d₁₇＝D₃（可変） r₁₈＝13.2932（非球面） d₁₈＝3.1000 n₁₀＝1.56873 ν₁₀＝63.16 r₁₉＝−19.6489 d₁₉＝D₄（可変） r₂₀＝∞ d₂₀＝1.0000 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₁＝∞ d₂₁＝0.7000 r₂₂＝∞ d₂₂＝5.8600 n₁₂＝1.54771 ν₁₁＝62.83 r₂₃＝∞ d₂₃＝1.2100 r₂₄＝∞ d₂₄＝0.6000 n₁₃＝1.48749 ν₁₃＝70.20 r₂₅＝∞ 非球面係数 （第12面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.10430×10^-3 A₆＝−0.49710×10^-6,A₈＝0.20608×10^-8 （第18面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.20376×10^-3 A₆＝−0.22521×10^-5,A₈＝0.29150×10^-7 ｆ 6.700 18.383 50.440 D₁ 0.800 11.933 19.316 D₂ 13.844 6.422 1.500 D₃ 4.760 2.510 6.762 D₄ 3.608 5.858 1.606 全長（広角端）＝59.299,前玉有効径＝24.6 D_T/f_T ²＝2.658×10^-3,f₄/f_W＝2.154 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.478 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.216 R₄₁/R₃₆＝1.280 実施例９ ｆ＝6.700〜50.440,F/1.45〜F/2.29 ２ω＝50.4゜〜7.2゜ r₁＝55.4246 d₁＝1.4000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝27.2103 d₂＝5.2000 n₂＝1.56873 ν_２＝63.16 r₃＝−87.4611 d₃＝0.1500 r₄＝20.1075 d₄＝3.3000 n₁＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝55.4501 d₅＝D₁（可変） r₆＝46.3576 d₆＝0.9000 n₄＝1.60311 ν_４＝60.70 r₇＝7.6705 d₇＝3.3000 r₈＝−10.4549 d₈＝0.9000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝***7 d₉＝2.4000 n₆＝1.80518 ν_６＝25.43 r₁₀＝44.8278 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝10.5254 d₁₂＝5.5403 n₇（屈折率分布型レンズ１） r₁₃＝−122.1190 d₁₃＝0.2000 r₁₄＝57.2174 d₁₄＝1.2363 n₈（屈折率分布型レンズ２） r₁₅＝10.9471 d₁₅＝D₃（可変） r₁₆＝−16.3464 d₁₆＝3.6384 n₉（屈折率分布型レンズ３） r₁₇＝−38.6328 d₁₇＝D₄（可変） r₁₈＝∞ d₁₈＝5.8600 n₁₀＝1.54771 ν₁₀＝62.83 r₁₉＝∞ d₁₉＝1.2100 r₂₀＝∞ d₂₀＝0.60000 n₁₁＝1.48749 ν₁₁＝70.20 r₂₁＝∞ 屈折率分布型レンズ１ 波長 N₀ N₁ 587.56 1.60311 −0.96088×10^-3 656.28 1.60008 −0.86366×10^-3 486.13 1.61002 −0.86201×10^-3 波長 N₂ 587.56 0.13611×10^-4 656.28 0.15883×10^-4 486.13 0.17095×10^-4 屈折率分布型レンズ２ 波長 N₀ N₁ 587.56 1.68893 −0.44201×10^-2 656.28 1.68248 −0.51824×10^-2 486.13 1.70465 −0.52764×10^-2 波長 N₂ 587.56 0.62536×10^-4 656.28 0.73930×10^-4 486.13 0.77591×10^-4 屈折率分析型レンズ３ 波長 N₀ N₁ 587.56 1.60311 −0.18390×10^-2 656.28 1.60008 −0.17437×10^-2 486.13 1.61002 −0.16776×10^-2 波長 N₂ 587.56 0.19369×10^-5 656.28 0.29650×10^-5 486.13 0.55626×10^-5 ｆ 6.700 18.383 50.440 D₁ 0.700 10.328 17.277 D₂ 18.077 8.449 1.500 D₃ 4.538 2.475 7.063 D₄ 4.787 6.849 2.262 全長（広角端）＝64.965,前玉有効径＝25.5 D_T/f_T ²＝2.776×10^-3,f₄/f_W＝2.342 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.841 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.473 R₄₁/R₃₆＝1.493 実施例10 ｆ＝6.700〜50.440,F/1.45〜F/2.30 ２ω＝50.4゜〜7.2゜ r₁＝56.9259 d₁＝1.4000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝27.5385 d₂＝5.1000 n₂＝1.56873 ν_２＝63.16 r₃＝−87.4998 d₃＝0.1500 r₄＝20.8150 d₄＝3.3000 n₁＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝63.8668 d₅＝D₁（可変） r₆＝91.6022 d₆＝0.9000 n₄＝1.60311 ν_４＝60.70 r₇＝7.8421 d₇＝3.2000 r₈＝−10.9528 d₈＝0.8000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝9.7328 d₉＝2.4000 n₆＝1.80518 ν_６＝25.43 r₁₀＝57.9526 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝∞（絞り） d₁₁＝1.5000 r₁₂＝10.6401 d₁₂＝7.2176 n₇（屈折率分布型レンズ） r₁₃＝−34.2560 d₁₃＝0.2000 r₁₄＝−866.5188 d₁₄＝0.9000 n₈＝1.84666 ν_８＝23.78 r₁₅＝12.4001 d₁₅＝D₃（可変） r₁₆＝−11.5959（非球面） d₁₆＝4.0000 n₉＝1.48749 ν_９＝70.20 r₁₇＝−18.0077 d₁₇＝D₄（可変） r₁₈＝∞ d₁₈＝5.8600 n₁₀＝1.54771 ν₁₀＝62.83 r₁₉＝∞ d₁₉＝1.2100 r₂₀＝∞ d₂₀＝0.60000 n₁₁＝1.48749 ν₁₁＝70.20 r₂₁＝∞ 非球面係数 Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.19046×10^-3 A₆＝−0.61255×10^-6,A₈＝0.85120×10^-7 屈折率分布型レンズ 波長 N₀ N₁ 587.56 1.60311 −0.18280×10^-2 656.28 1.60008 −0.18174×10^-2 486.13 1.61002 −0.18543×10^-2 波長 N₂ 587.56 −0.14795×10^-5 656.28 −0.16875×10^-5 486.13 0.13249×10^-5 ｆ 6.700 18.383 50.440 D₁ 0.700 10.587 17.422 D₂ 18.222 8.335 1.500 D₃ 4.424 2.405 7.032 D₄ 4.870 6.889 2.262 全長（広角端）＝64.956,前玉有効径＝25.0 D_T/f_T ²＝2.764×10^-3,f₄/f_W＝2.260 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.526 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝0.972 R₄₁/R₃₆＝0.935 実施例11 ｆ＝6.900〜38.800,F/1.44〜F/2.08 ２ω＝49.0゜〜9.2゜ r₁＝48.3921 d₁＝1.1000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝22.6029 d₂＝4.4000 n₂＝1.60311 ν_２＝60.70 r₃＝−88.9707 d₃＝0.1500 r₄＝16.1314 d₄＝3.3000 n₁＝1.69680 ν_３＝55.52 r₅＝48.9345 d₅＝D₁（可変） r₆＝175.6903 d₆＝0.9000 n₄＝1.83400 ν_４＝37.16 r₇＝6.1347 d₇＝2.6000 r₈＝−8.6183 d₈＝0.8000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝9.2778 d₉＝2.3000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝−114.7736 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝11.4364（非球面） d₁₁＝3.6000 n₇＝1.58913 ν_６＝60.97 r₁₂＝−31.1462 d₁₂＝0.9000 r₁₃＝∞（絞り） d₁₃＝0.1500 r₁₄＝9.6567 d₁₄＝3.2000 n₈＝1.72000 ν_８＝50.25 r₁₅＝−151.5857 d₁₅＝0.1500 r₁₆＝106.9332 d₁₆＝0.8000 n₉＝1.84666 ν_９＝23.78 r₁₇＝−6.2325 d₁₇＝D₃（可変） r₁₈＝8.0472（非球面） d₁₈＝3.3000 n₁₀＝1.58913 ν₁₀＝60.97 r₁₉＝−38.5309 d₁₉＝D₄（可変） r₂₀＝∞ d₂₀＝6.0000 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₁＝∞ 非球面係数 （第11面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.15016×10^-3 A₆＝−0.17588×10^-5,A₈＝0.21506×10^-7 （第18面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.11980×10^-3 A₆＝−0.12802×10^-4,A₈＝0.31248×10^-6 ｆ 6.900 16.326 38.800 D₁ 0.900 7.000 11.465 D₂ 11.165 5.066 0.600 D₃ 4.332 2.500 5.803 D₄ 3.470 5.303 2.000 全長（広角端）＝52.955,前玉有効径＝21.2 D_T/f_T ²＝3.855×10^-3,f₄/f_W＝1.682 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.463 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝1.124 R₄₁/R₃₆＝1.291 実施例12 ｆ＝6.700〜50.44,F/1.44〜F/2.11 ２ω＝50.4゜〜7.2゜ r₁＝55.1109 d₁＝1.3000 n₁＝1.84666 ν_１＝23.78 r₂＝28.8970 d₂＝4.8000 n₂＝1.56873 ν_２＝63.16 r₃＝−92.8429 d₃＝0.1500 r₄＝20.7944 d₄＝3.4500 n₁＝1.60311 ν_３＝60.70 r₅＝51.7240 d₅＝D₁（可変） r₆＝100.5677 d₆＝0.9000 n₄＝1.72000 ν_４＝50.25 r₇＝9.0549 d₇＝3.2000 r₈＝−11.5198 d₈＝0.8000 n₅＝1.60311 ν_５＝60.70 r₉＝12.5374 d₉＝2.0000 n₆＝1.84666 ν_６＝23.78 r₁₀＝73.5525 d₁₀＝D₂（可変） r₁₁＝14.7025（非球面） d₁₁＝3.3000 n₇＝1.69680 ν_６＝55.52 r₁₂＝−55.8822 d₁₂＝1.0000 r₁₃＝∞（絞り） d₁₃＝1.5000 r₁₄＝9.4162 d₁₄＝2.6000 n₈＝1.69680 ν_８＝55.52 r₁₅＝30.8448 d₁₅＝0.7000 r₁₆＝−32.9050 d₁₆＝0.8000 n₉＝1.84666 ν_９＝23.78 r₁₇＝10.4169 d₁₇＝D₃（可変） r₁₈＝10.1889（非球面） d₁₈＝3.6000 n₁₀＝1.56873 ν₁₀＝63.16 r₁₉＝−14.9311 d₁₉＝D₄（可変） r₂₀＝∞ d₂₀＝1.0000 n₁₁＝1.51633 ν₁₁＝64.15 r₂₁＝∞ d₂₁＝5.8600 n₁₁＝1.54771 ν₁₁＝62.83 r₂₂＝∞ d₂₂＝1.2100 r₂₃＝∞ d₂₃＝0.6000 n₁₁＝1.48749 ν₁₃＝70.20 r₂₄＝∞ 非球面係数 （第11面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.18511×10^-4 A₆＝−0.10252×10^-5,A₈＝0.13963×10^-7 （第18面） Ｐ＝1.0000,A₄＝−0.37628×10^-3 A₆＝−0.47003×10^-6,A₈＝−0.24529×10^-7 ｆ 6.700 18.383 50.44 D₁ 0.700 10.890 18.161 D₂ 18.161 7.971 0.700 D₃ 4.709 2.563 6.507 D₄ 2.718 4.864 0.920 全長（広角端）＝63.025,前玉有効径＝25.7 D_T/f_T ²＝2.558×10^-3,f₄/f_W＝1.676 （R₃₁＋R₃₂）／（R₃₁−R₃₂）＝−0.583 （R₃₅＋R₃₆）／（R₃₅−R₃₆）＝0.519 R₄₁/R₃₆＝0.978 ただしr₁,r₂,…はレンズ各面の曲率半径、d₁,d₂,…は
各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n₁,n₂,…は各レンズ
の屈折率、ν₁,ν₂,…は各レンズのアッベ数である。

上記実施例１乃至実施例12のレンズ構成は、夫々第１
図乃至第12図に示す通りである。

実施例1,3,4,7,9,10,11,12は、第１群と第３群が常時
固定である。これらのうち実施例１と実施例７は、第３
群が２枚の正レンズと像側に強い曲面を向けた負レンズ
とからなり、又実施例3,4,9,10,11,12は、第３群が１枚
の正レンズと像側に強い凹面を向けた負レンズとからな
っている。

実施例1,3,4,7,11,12は、第３群の最も物体側の面と
第４群の物体側の面が光軸から離れるにしたがって曲率
が小さくなるような非球面である。又実施例９は第３
群，第４群のすべてのレンズが光軸から離れるにしたが
って屈折率が減少するような不均質媒質で構成されてい
る。実施例10は、第３群の物体側の正レンズが光軸から
離れるにしたがって、屈折率が減少するような不均質媒
質で構成されており、更に第４群の物体面か光軸からは
なれるにしたがって、曲率が小さくなるような非球面で
構成されている。

実施例2,5,6,8は、第３群のみが常時固定で、第１群
と第２群とが変倍時にある一定の比率で逆方向へ移動す
る。

実施例２と実施例８は、第３群と第４群の構成が夫々
実施例１と実施利７とにほぼ同じで実施例５と実施例６
は、第３群と第４群の構成が夫々実施例３と実施例４と
ほぼ同じである。

実施例11および12は、第３群の最も物体側の正レンズ
と次のレンズとの間に絞りを設けたもので、実施例１の
ように絞りを第３群より物体側へ配置するよりも、全長
を短く収差状況を良好にするためには有利である。それ
は第３群と第４群とで形成される結像系としての全長を
実施例１の場合に比べて少し長くしやすいからである。

実施例１などで用いている非球面の形状は、面頂（面
と光軸との交点）を原点、光軸方向をｘ軸、光軸と垂直
な方向をｙ軸とする時、次の式にて表わされる。

ただしＣは面頂での曲率、ｐは円錐定数、A_2iは非球
面係数である。

又実施例9,10で用いている不均質媒質（屈折率分布型
レンズ）の屈折率分布は次の式で表わされる。

ｎ（ｒ）＝N₀＋N₁r²＋N₂r⁴＋・・・ ただしｒは光軸からの距離、ｎ（ｒ）は距離ｒにおけ
る屈折率、N₀は軸上での屈折率、N₁,N₂,・・・は分布係
数である。

［発明の効果］ 本発明の変倍レンズは、リレー系である正の第４群を
工夫することにより構成枚数が少なく、変倍比が大で明
るいレンズ系である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第12図は夫々本発明の実施例１乃至実施例12
の断面図、第13図，第14図，第15図は、夫々実施例１の
広角端，中間焦点距離，望遠端の収差曲線図、第16図，
第17図，第18図は夫々実施例２の広角端，中間焦点距
離，望遠端の収差曲線図、第19図，第20図，第21図は夫
々実施例３の広角端，中間焦点距離，望遠端の収差曲線
図、第22図，第23図，第24図は夫々実施例４の広角端，
中間焦点距離，望遠端の収差曲線図、第25図，第26図，
第27図は夫々実施例５の広角端，中間焦点距離，望遠端
の収差曲線図、第28図，第29図，第30図は夫々実施例６
の広角端，中間焦点距離，望遠端の収差曲線図、第31
図，第32図，第33図は夫々実施例７の広角端，中間焦点
距離，望遠端の収差曲線図、第34図，第35図，第36図は
夫々実施例８の広角端，中間焦点距離，望遠端の収差曲
線図、第37図，第38図，第39図は夫々実施例９の広角
端，中間焦点距離，望遠端の収差曲線図、第40図，第41
図，第42図は夫々実施例10の広角端，中間焦点距離，望
遠端の収差曲線図、第43図，第44図，第45図は夫々実施
例11の広角端，中間焦点距離，望遠端の収差曲線図、第
46図，第47図，第48図は夫々実施例12の広角端，中間焦
点距離，望遠端の収差曲線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側から順に正の屈折力を有する第１群
   と、負の屈折力を有する第２群とよりなる変倍系と、正
   の屈折力を有し常時固定の第３群と、正の屈折力を有し
   変倍時および被写体距離の変化等の時に焦点位置を調節
   するために可動である第４群とよりなる変倍レンズにお
   いて、前記第３群が物体側より順に１枚又は２枚の正レ
   ンズと、像側に強い凹面を向けた１枚の負レンズとにて
   構成され、前記第４群が両凸レンズ１枚にて構成され、
   第３群又は大４群が少なくとも一つのレンズが非球面を
   有するか不均質媒質からなり、次の条件（１），
   （２），（３）を満足する全長の短い変倍レンズ。 ただし、f_W,f_Tは夫々広角端，望遠端における全系の焦
   点距離、D_IIIは第３群の最も物体側の面頂から最も像側
   の面頂までの距離、D_IVは第４群の肉厚、R₃₁,R₃₆は夫々
   第３群の最も物体側の面および最も像側の面の曲率半
   径、N₃₁,N₃₃は夫々第３群の最も物体側のレンズおよび
   最も像側のレンズの屈折率である。