JP4205879B2 - 超高変倍ズームレンズ系 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、ズーム比(変倍比)が50を超える4群構成の超高変倍ズームレンズ系に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
ズーム比が50を超える4群構成の超高変倍ズームレンズ系は従来、構成枚数が15枚以上と多く、小型軽量化が困難であった。また、従来品は、望遠比が0.6以下のものは少なく、全長が長くて大型であった。
【0003】
【発明の目的】
本発明は、ズーム比が50を超える超高変倍系でありながら、口径比が1:4〜1:7.2で、構成枚数が少なく、全長が短く、小型軽量の超高変倍ズームレンズ系を得ることを目的とする。
【0004】
【発明の概要】
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群と、負の第3レンズ群と、正の第4レンズ群とからなる4群ズームレンズにおいて、ズーム比が50倍を超えること、第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズと2枚の正レンズとからなること、及び次の条件式(1)ないし(4)を満足すること、を特徴としている。
(1)0.28<fI/fL<0.35
(2)0.30<r1/fL<0.43
(3)0.06<|fII/fL|<0.09
(4)45<(νd2+νd3)/2-νd1
但し、
fI:第1レンズ群の焦点距離、
fL:長焦点距離端の全系の焦点距離、
fII:第2レンズ群の焦点距離、
r1:第1レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
νdi:物体側からi番目のレンズのアッベ数、
である。
【0005】
負の第2レンズ群は、少なくとも1枚の正レンズを含むことが好ましい。
第1レンズ群をフォーカスレンズ群とするのが実際的である。
【0006】
【発明の実施態様】
本実施形態の超高変倍ズームレンズ系は、図25の簡易移動図に示すように、物体側から順に、正の第1レンズ群10と、負の第2レンズ群20と、負の第3レンズ群30と、正の第4レンズ群40からなっている。この超高変倍ズームレンズ系は、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第2レンズ群20と第3レンズ群30は物体側から像側に移動し、第1レンズ群10と第4レンズ群40は固定である。絞りSは第3レンズ群と第4レンズ群の間に位置し、固定である。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第1レンズ群10を物体側に移動させて行う。
【0007】
図1(実施例1)、図5(実施例2)、図9(実施例3)、図13(実施例4)、図17(実施例5)及び図21(実施例6)の各実施例に示すように、全体として正のパワーの第1レンズ群10は、物体側から順に、負レンズ11と2枚の正レンズ12、13とからなっており、図9(実施例3)では負レンズ11と正レンズ12が貼り合わされている。負のパワーの第2レンズ群20は、正レンズ21を含んでいて、実施例1と2では、正レンズ21と負レンズの貼合せレンズからなっており、その他の実施例では、正レンズ21の前後にそれぞれ負レンズが位置している。第3レンズ群30は、いずれの実施例でも、物体側の負レンズ31と像側の正レンズ32の貼合せレンズからなっいて、その合成パワーは負である。第4レンズ群40は、少なくとも1枚の負レンズを含む正のレンズ群で結像作用を持っている。第4レンズ群40の後方に、撮像素子(CCD)のカバーガラスCが位置している。撮像面(結像面)は、このカバーガラスCの像側の面に一致する。
【0008】
条件式(1)は、第1レンズ群の焦点距離の範囲を規定するもので、全長の短い超高変倍ズームレンズ系を得るための条件である。レンズ系の最も物体側の面(第1面)から結像面までの距離を全長Lと定義すると、長焦点距離端での焦点距離fLとこの全長Lとの比(望遠比、=L/fL)が小さい程全長を短縮できる。
条件式(1)の上限を超えると、望遠比を0.61以下に抑えることが困難になる。
条件式(1)の下限を超えると、第1レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差補正が困難になる。
【0009】
条件式(2)は、第1レンズ群の最も物体側のレンズ(第1レンズ、負レンズ)の物体側の面(第1面)の曲率半径を規定したものである。第1レンズの第1面の曲率半径がこの条件を満足することにより、短焦点距離端において最外角(画角)21゜〜25゜で入射する光線の非点収差と、長焦点距離端におけるコマ収差とをバランスよく補正することができる。
条件式(2)の上限を超えて第1面の曲率半径が大きくなると、長焦点距離側におけるコマフレアーが大きく発生し、良好な結像性能が望めない。
条件式(2)の下限を超えて第1面の曲率半径が小さくなると、短焦点距離側における非点収差が補正不足となり、特に画面の周辺の結像性能が低下するため、望ましくない。
【0010】
条件式(3)は、負の第2レンズ群のパワーを規定している。
条件式(3)の上限を超えて第2レンズ群のパワーが弱くなると、ズーム比50以上を達成することが困難となる。
条件式(3)の下限を超えて第2レンズ群のパワーが強くなると、第2レンズ群の小さい移動距離でズーム比50以上を達成できるが、反面、球面収差が補正過剰となり、短焦点距離側での像面湾曲及び非点収差の補正が非常に困難になる。
【0011】
条件式(4)は、超高変倍ズームレンズ系の色収差を小さくするための条件であり、第1レンズ群を構成する3枚のレンズのアッベ数を規定している。
ズーム比が50を超える本発明の超高変倍ズームレンズ系において、その全焦点距離域で色収差を良好に補正するには、この条件式のように、2枚の正レンズのアッベ数の平均値と負レンズのアッベ数の差が45を超えることが好ましい。この条件式(4)を満足しないと、全焦点距離域において色収差を良好に補正することが困難になる。
【0012】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差(軸上色収差)図及び倍率色収差図中のd線、g線、c線はそれぞれの波長に対する収差であり、Yは像高、Sはサジタル、Mはメリディオナルである。また、表中のFNOはFナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角(゜)、fB はバックフォーカス(最も像側の面から撮像面までの空気換算距離)、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、Nd はd線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【0013】
[実施例1]
図1ないし図4は本発明のズームレンズ系の第1実施例を示している。図1と図3はそれぞれ短焦点距離端と長焦点距離端でのレンズ構成図、図2と図4はそれぞれ図1と図3のレンズ構成における諸収差図を示している。表1はその数値データである。r13とr14の平行平面は内蔵フィルターである。カバーガラスCは数値データに表れていない。
【0014】
【表1】
【0015】
[実施例2]
図5ないし図8は本発明のズームレンズ系の第2実施例を示している。図5と図7はそれぞれ短焦点距離端と長焦点距離端でのレンズ構成図、図6と図8はそれぞれ図5と図7のレンズ構成における諸収差図を示している。表2はその数値データである。
【0016】
【表2】
【0017】
[実施例3]
図9ないし図12は本発明のズームレンズ系の第3実施例を示している。図9と図11はそれぞれ短焦点距離端と長焦点距離端でのレンズ構成図、図10と図12はそれぞれ図9と図11のレンズ構成における諸収差図を示している。表3はその数値データである。
【0018】
【表3】
【0019】
[実施例4]
図13ないし図16は本発明のズームレンズ系の第4実施例を示している。図13と図15はそれぞれ短焦点距離端と長焦点距離端でのレンズ構成図、図14と図16はそれぞれ図13と図15のレンズ構成における諸収差図を示している。表4はその数値データである。
【0020】
【表4】
【0021】
[実施例5]
図17ないし図20は本発明のズームレンズ系の第5実施例を示している。図17と図19はそれぞれ短焦点距離端と長焦点距離端でのレンズ構成図、図18と図20はそれぞれ図17と図19のレンズ構成における諸収差図を示している。表5はその数値データである。
【0022】
【表5】
【0023】
[実施例6]
図21ないし図24は本発明のズームレンズ系の第6実施例を示している。図21と図23はそれぞれ短焦点距離端と長焦点距離端でのレンズ構成図、図22と図24はそれぞれ図21と図23のレンズ構成における諸収差図を示している。表6はその数値データである。
【0024】
【表6】
【0025】
各実施例の各条件式に対する値を表に示す。
【表7】
【0026】
表7から明らかなように、実施例1ないし実施例6の数値は、条件式(1)ないし(4)を満足しており、かつ収差図に示すように各焦点距離での諸収差もよく補正されている。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、ズーム比が50を超える超高変倍ズームレンズ系でありながら、構成枚数が少なく、全長が短い小型軽量のズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超高変倍ズームレンズ系の実施例1を示す、短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図2】図1のレンズ構成の諸収差図である。
【図3】実施例1の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図4】図3のレンズ構成の諸収差図である。
【図5】本発明による超高変倍ズームレンズ系の実施例2を示す、短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図6】図5のレンズ構成の諸収差図である。
【図7】実施例2の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図8】図7のレンズ構成の諸収差図である。
【図9】本発明による超高変倍ズームレンズ系の実施例3を示す、短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図10】図9のレンズ構成の諸収差図である。
【図11】実施例3の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図12】図11のレンズ構成の諸収差図である。
【図13】本発明による超高変倍ズームレンズ系の実施例4を示す、短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図14】図13のレンズ構成の諸収差図である。
【図15】実施例4の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図16】図15のレンズ構成の諸収差図である。
【図17】本発明による超高変倍ズームレンズ系の実施例5を示す、短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図18】図17のレンズ構成の諸収差図である。
【図19】実施例5の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図20】図19のレンズ構成の諸収差図である。
【図21】本発明による超高変倍ズームレンズ系の実施例6を示す、短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図22】図21のレンズ構成の諸収差図である。
【図23】実施例6の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図24】図23のレンズ構成の諸収差図である。
【図25】本発明による超高変倍ズームレンズ系の簡易移動図である。
Claims (3)
- 物体側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群と、負の第3レンズ群と、正の第4レンズ群とからなる4群ズームレンズにおいて、
ズーム比が50倍を超えること、
第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズと2枚の正レンズとからなること、及び
次の条件式(1)ないし(4)を満足すること、
を特徴とする超高変倍ズームレンズ系。
(1)0.28<fI/fL<0.35
(2)0.30<r1/fL<0.43
(3)0.06<|fII/fL|<0.09
(4)45<(νd2+νd3)/2-νd1
但し、
fI:第1レンズ群の焦点距離、
fL:長焦点距離端の全系の焦点距離、
fII:第2レンズ群の焦点距離、
r1:第1レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
νdi:物体側からi番目のレンズのアッベ数。 - 請求項1記載の超高変倍ズームレンズ系において、第2レンズ群は、少なくとも1枚の正レンズを含んでいる超高変倍ズームレンズ系。
- 請求項1または2記載のズームレンズ系において、第1レンズ群はフォーカスレンズ群である超高変倍ズームレンズ系。
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