JP4653284B2 - 大口径比望遠ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズーム比３程度、Ｆナンバ−２.８程度で、写真カメラやビデオカメラ等に利用される大口径比望遠ズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
４群方式で大口径比の望遠ズームレンズは、大きなレンズ径と良好な収差補正のために、多くのレンズ構成枚数が必要であり、そのためコスト高になる問題があった。また第１群は径が大きく重いので、第１群全体によるフォーカシングを避け、第１群を２つの正パワーに分けて後ろの正パワーを動かすインナーフオーカス方式にすると、近距離時の性能低下が大きいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ズーム比が３程度、口径比が１：２．８と明るく、構成枚数が少なくて製造コストが低い高性能な望遠ズームレンズの提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群前部、正の屈折力を有し合焦のために光軸上を移動可能な第１群後部、負の屈折力を有し変倍のために光軸上を移動可能な第２群、正の屈折力を有し像面を一定位置に保つために光軸上を移動可能な第３群、非球面レンズを含む正の屈折力の第４群で構成された４群方式ズームレンズで、
前記第４群は物体側より順に、正の単レンズ、絞りが置かれる空気間隔Ｄ、物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズ、非球面を有する正の屈折力の単レンズからなり、
（１） ２. ８＜ｆ１１／ｆＴ＜３.７
（２） ０. ８＜ｆ１２／ｆＴ＜１
（３） ０. ５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０.７
（４） １. ２＜ｆ４／ｆＷ＜１.６
（５） ０. ２＜Ｄ／ｆ４＜０.４
の条件を満足することを特徴とするシステムの構成によって課題を解決した。ただし、
ｆＷ，ｆＴ：ワイド端およびテレ端における全系の焦点距離
ｆ１１，ｆ１２：第１群の前部および後部の焦点距離
ｆ２，ｆ４：第２群および第４群の焦点距離
Ｄ：第４群中の先頭の正の単レンズと負のメニスカス単レンズとの間の空気間隔
である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
第１群は、負単レンズと正単レンズで色消しになっている正パワーの前部と、合焦のために必要な空気間隔をおいてフォーカシング時に物体側に繰り出される正単レンズの後部からなっている。本発明は、同仕様の既存のシステムと異なり、第１群前部の正パワーが小さく後部の正パワーが強いところに特徴がある。この特徴によって合焦のための繰り出し量が小さくでき、また近距離時の球面収差の劣化も小さくできた。
【０００６】
第１群前部の焦点距離が条件（１）の下限を越えれば、従来からある同種望遠ズームの第１群と同じようなパワーとなるので、繰り出し量が小さく近距離時の球面収差の劣化が小さい本発明の特徴が失われることになる。上限を越えて後部のパワーが強くなれば、近距離時の性能劣化が大きくなるので好ましくない。
【０００７】
条件（２）は条件（１）と関連する条件である。条件（２）の下限を超えるときは後部レンズのパワーが強くなり、繰り出し量は少なくて済むが、近距離の性能劣化が大きくなる。上限を超えるときは第１群前部の正パワーが小さく後部の正パワーが強いために軸上色収差に有利であるという、他レンズに見られない本発明の独自性が失われ、同種レンズとの差別化が困難となるので好ましくない。
【０００８】
第２群は、負パワーの接合レンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカス単レンズ、および負単レンズで構成される。大きな曲率の凸面を有する正のメニスカスレンズを加えることによって第２群全体の負パワーが弱くなり、本発明が一層特徴あるものになった。
【０００９】
条件（３）の下限を超えて｜ｆ２／ｆＷ｜が小さくなるときは、口径比が大きいために各光束の収差を良好に補正するのが困難である。上限を超えるときは第１群のパワーとのバランスが崩れ、ズーミングによる収差変動の補正が難しく、またズームシステムが大型化するので好ましくない。
【００１０】
良好な収差補正をするためにはズームの各群の系が大型化しないかぎり、できるだけ弱いパワーで構成することが望ましい。本発明は条件（３）が示すように第２群のパワーが弱いので必然的に第１群も弱いパワーであり、システム全体としてのバランス上第４群もまた弱いパワーになっている。条件（４）でｆ４／ｆＷが１．２より小さいときは条件（１）〜（３）の条件とのバランスが崩れるので好ましくない。上限を超えるときは系が大型化することになる。
【００１１】
第４群は先頭が正の単レンズ、絞りが置かれる比較的大きな空気間隔Ｄの後ろに物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズ、非球面を有する正の屈折力の単レンズによって構成されている。詳しくは、空気間隔Ｄは、第４群中の先頭の正の単レンズと物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズとの間の空気間隔である。大口径にもかかわらず第４群を少ないエレメントで構成することができたのは、この第４群の特徴あるレンズ構成に拠っている。
【００１２】
条件（５）は第４群を特徴づける空気間隔Ｄを規定する。下限を超えるときは第４群の望遠比が大きくなり、全体としてレンズが大型化してしまう。上限を超えるときは画面全域で良好な収差補正が難しくなるので好ましくない。
【００１３】
非球面は第４群の先頭レンズまたは最終部の正レンズの面が好ましい。リレー系前部の面はワイドのとき軸上光束が最も太い状態、そしてアフォーカルに近い状態で入射する。
【００１４】
こうした条件にある非球面は球面収差を良好に補正できる。また、空気間隔をおいて存在する負レンズは高い位置で入射する軸外光束の上光線に対して特に発散作用が強く、最後部正レンズの非球面は上光線の収差補正に有効である。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の大口径広角ズームレンズの数値実施例１、数値実施例２、を示す。
【００１６】
図１は数値実施例１のレンズ断面図、図２は数値実施例２のレンズ断面図である。図１及び図２中のＩＡは正の屈折力の第１群前部、ＩＢは正の屈折力を有する第１群後部、IIは負の屈折力の第２群、III は正の屈折力の第３群、IVは非球面レンズを含む正の屈折力の第４群である。図３は本発明の数値実施例１の広角端の収差図、図４は本発明の数値実施例１の中間焦点距離の収差図、図５は本発明の数値実施例１の望遠端の収差図、図６は本発明の数値実施例２の広角端の収差図、図７は本発明の数値実施例２の中間焦点距離の収差図、図８は本発明の数値実施例２の望遠端の収差図である。
【００１７】
数値実施例１及び２において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角でありｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚および空気間隔、ｎｉ，ｖｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズ屈折率とアッベ数である。非球面形状は光軸方向にｘ軸、光軸と垂直方向にｙ軸としたとき、以下の式で表わされる。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−Ａ（ｙ２／ｒ２）｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０
ｒは近軸曲率半径、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数、Ａは円錐係数である。
【００１８】
数値実施例１
ｆ＝７２.４９〜１９９.３６
Ｆｎｏ＝２.９２〜２.９２
ω＝１７.２°〜６.０°
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【発明の効果】
焦点距離が７０〜２１０ミリＦナンバー２．８のライカ版用大口径比望遠ズームは、１７〜１８枚のエレメントで構成されているのが普通である。これに対し本発明は５ないし６枚少ない１２枚と言う画期的な構成枚数であり、製造コストの面でも大幅な削減が実現できた。特に第４群は非球面の導入により極限ともいえる少ない構成枚数になった。
【００２９】
構成枚数が少なくても本発明によるシステムは性能が極めて高く、さらに各群のパワーが小さいので製造時の誤差に対する効き量が小さいという特質を備えたズームレンズである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図である。
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図である。
【図３】本発明の数値実施例１の広角端の収差図である。
【図４】本発明の数値実施例１の中間焦点距離の収差図である。
【図５】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図である。
【図６】本発明の数値実施例２の広角端の収差図である。
【図７】本発明の数値実施例２の中間焦点距離の収差図である。
【図８】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図である。
【符号の説明】
ＩＡ 第１群前部
ＩＢ 第１群後部
II 第２群
III 第３群
IV 第４群
【発明の属する技術分野】
本発明はズーム比３程度、Ｆナンバ−２.８程度で、写真カメラやビデオカメラ等に利用される大口径比望遠ズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
４群方式で大口径比の望遠ズームレンズは、大きなレンズ径と良好な収差補正のために、多くのレンズ構成枚数が必要であり、そのためコスト高になる問題があった。また第１群は径が大きく重いので、第１群全体によるフォーカシングを避け、第１群を２つの正パワーに分けて後ろの正パワーを動かすインナーフオーカス方式にすると、近距離時の性能低下が大きいという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ズーム比が３程度、口径比が１：２．８と明るく、構成枚数が少なくて製造コストが低い高性能な望遠ズームレンズの提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群前部、正の屈折力を有し合焦のために光軸上を移動可能な第１群後部、負の屈折力を有し変倍のために光軸上を移動可能な第２群、正の屈折力を有し像面を一定位置に保つために光軸上を移動可能な第３群、非球面レンズを含む正の屈折力の第４群で構成された４群方式ズームレンズで、
前記第４群は物体側より順に、正の単レンズ、絞りが置かれる空気間隔Ｄ、物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズ、非球面を有する正の屈折力の単レンズからなり、
（１） ２. ８＜ｆ１１／ｆＴ＜３.７
（２） ０. ８＜ｆ１２／ｆＴ＜１
（３） ０. ５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０.７
（４） １. ２＜ｆ４／ｆＷ＜１.６
（５） ０. ２＜Ｄ／ｆ４＜０.４
の条件を満足することを特徴とするシステムの構成によって課題を解決した。ただし、
ｆＷ，ｆＴ：ワイド端およびテレ端における全系の焦点距離
ｆ１１，ｆ１２：第１群の前部および後部の焦点距離
ｆ２，ｆ４：第２群および第４群の焦点距離
Ｄ：第４群中の先頭の正の単レンズと負のメニスカス単レンズとの間の空気間隔
である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
第１群は、負単レンズと正単レンズで色消しになっている正パワーの前部と、合焦のために必要な空気間隔をおいてフォーカシング時に物体側に繰り出される正単レンズの後部からなっている。本発明は、同仕様の既存のシステムと異なり、第１群前部の正パワーが小さく後部の正パワーが強いところに特徴がある。この特徴によって合焦のための繰り出し量が小さくでき、また近距離時の球面収差の劣化も小さくできた。
【０００６】
第１群前部の焦点距離が条件（１）の下限を越えれば、従来からある同種望遠ズームの第１群と同じようなパワーとなるので、繰り出し量が小さく近距離時の球面収差の劣化が小さい本発明の特徴が失われることになる。上限を越えて後部のパワーが強くなれば、近距離時の性能劣化が大きくなるので好ましくない。
【０００７】
条件（２）は条件（１）と関連する条件である。条件（２）の下限を超えるときは後部レンズのパワーが強くなり、繰り出し量は少なくて済むが、近距離の性能劣化が大きくなる。上限を超えるときは第１群前部の正パワーが小さく後部の正パワーが強いために軸上色収差に有利であるという、他レンズに見られない本発明の独自性が失われ、同種レンズとの差別化が困難となるので好ましくない。
【０００８】
第２群は、負パワーの接合レンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカス単レンズ、および負単レンズで構成される。大きな曲率の凸面を有する正のメニスカスレンズを加えることによって第２群全体の負パワーが弱くなり、本発明が一層特徴あるものになった。
【０００９】
条件（３）の下限を超えて｜ｆ２／ｆＷ｜が小さくなるときは、口径比が大きいために各光束の収差を良好に補正するのが困難である。上限を超えるときは第１群のパワーとのバランスが崩れ、ズーミングによる収差変動の補正が難しく、またズームシステムが大型化するので好ましくない。
【００１０】
良好な収差補正をするためにはズームの各群の系が大型化しないかぎり、できるだけ弱いパワーで構成することが望ましい。本発明は条件（３）が示すように第２群のパワーが弱いので必然的に第１群も弱いパワーであり、システム全体としてのバランス上第４群もまた弱いパワーになっている。条件（４）でｆ４／ｆＷが１．２より小さいときは条件（１）〜（３）の条件とのバランスが崩れるので好ましくない。上限を超えるときは系が大型化することになる。
【００１１】
第４群は先頭が正の単レンズ、絞りが置かれる比較的大きな空気間隔Ｄの後ろに物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズ、非球面を有する正の屈折力の単レンズによって構成されている。詳しくは、空気間隔Ｄは、第４群中の先頭の正の単レンズと物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズとの間の空気間隔である。大口径にもかかわらず第４群を少ないエレメントで構成することができたのは、この第４群の特徴あるレンズ構成に拠っている。
【００１２】
条件（５）は第４群を特徴づける空気間隔Ｄを規定する。下限を超えるときは第４群の望遠比が大きくなり、全体としてレンズが大型化してしまう。上限を超えるときは画面全域で良好な収差補正が難しくなるので好ましくない。
【００１３】
非球面は第４群の先頭レンズまたは最終部の正レンズの面が好ましい。リレー系前部の面はワイドのとき軸上光束が最も太い状態、そしてアフォーカルに近い状態で入射する。
【００１４】
こうした条件にある非球面は球面収差を良好に補正できる。また、空気間隔をおいて存在する負レンズは高い位置で入射する軸外光束の上光線に対して特に発散作用が強く、最後部正レンズの非球面は上光線の収差補正に有効である。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の大口径広角ズームレンズの数値実施例１、数値実施例２、を示す。
【００１６】
図１は数値実施例１のレンズ断面図、図２は数値実施例２のレンズ断面図である。図１及び図２中のＩＡは正の屈折力の第１群前部、ＩＢは正の屈折力を有する第１群後部、IIは負の屈折力の第２群、III は正の屈折力の第３群、IVは非球面レンズを含む正の屈折力の第４群である。図３は本発明の数値実施例１の広角端の収差図、図４は本発明の数値実施例１の中間焦点距離の収差図、図５は本発明の数値実施例１の望遠端の収差図、図６は本発明の数値実施例２の広角端の収差図、図７は本発明の数値実施例２の中間焦点距離の収差図、図８は本発明の数値実施例２の望遠端の収差図である。
【００１７】
数値実施例１及び２において、ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角でありｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚および空気間隔、ｎｉ，ｖｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズ屈折率とアッベ数である。非球面形状は光軸方向にｘ軸、光軸と垂直方向にｙ軸としたとき、以下の式で表わされる。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−Ａ（ｙ２／ｒ２）｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０
ｒは近軸曲率半径、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数、Ａは円錐係数である。
【００１８】
数値実施例１
ｆ＝７２.４９〜１９９.３６
Ｆｎｏ＝２.９２〜２.９２
ω＝１７.２°〜６.０°
【００１９】
【発明の効果】
焦点距離が７０〜２１０ミリＦナンバー２．８のライカ版用大口径比望遠ズームは、１７〜１８枚のエレメントで構成されているのが普通である。これに対し本発明は５ないし６枚少ない１２枚と言う画期的な構成枚数であり、製造コストの面でも大幅な削減が実現できた。特に第４群は非球面の導入により極限ともいえる少ない構成枚数になった。
【００２９】
構成枚数が少なくても本発明によるシステムは性能が極めて高く、さらに各群のパワーが小さいので製造時の誤差に対する効き量が小さいという特質を備えたズームレンズである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図である。
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図である。
【図３】本発明の数値実施例１の広角端の収差図である。
【図４】本発明の数値実施例１の中間焦点距離の収差図である。
【図５】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図である。
【図６】本発明の数値実施例２の広角端の収差図である。
【図７】本発明の数値実施例２の中間焦点距離の収差図である。
【図８】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図である。
【符号の説明】
ＩＡ 第１群前部
ＩＢ 第１群後部
II 第２群
III 第３群
IV 第４群
Claims (1)
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群前部、正の屈折力を有し合焦のために光軸上を移動可能な第１群後部、負の屈折力を有し変倍のために光軸上を移動可能な第２群、正の屈折力を有し像面を一定位置に保つために光軸上を移動可能な第３群、非球面レンズを含む正の屈折力の第４群で構成された４群方式ズームレンズで、
前記第４群は物体側より順に、正の単レンズ、絞りが置かれる空気間隔Ｄ、物体側に凹面を向けた負のメニスカス単レンズ、非球面を有する正の屈折力の単レンズからなり、
（１） ２. ８＜ｆ１１／ｆＴ＜３.７
（２） ０. ８＜ｆ１２／ｆＴ＜１
（３） ０. ５＜｜ｆ２／ｆＷ｜＜０.７
（４） １. ２＜ｆ４／ｆＷ＜１.６
（５） ０. ２＜Ｄ／ｆ４＜０.４
の条件を満足することを特徴とする大口径比望遠ズームレンズ。
ただし、
ｆＷ，ｆＴ：ワイド端およびテレ端における全系の焦点距離
ｆ１１，ｆ１２：第１群の前部および後部の焦点距離
ｆ２，ｆ４：第２群および第４群の焦点距離
Ｄ：第４群中の先頭の正の単レンズと負のメニスカス単レンズとの間の空気間隔
である。
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|---|---|---|---|
| JP2000185501A JP4653284B2 (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 大口径比望遠ズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000185501A JP4653284B2 (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 大口径比望遠ズームレンズ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006215A JP2002006215A (ja) | 2002-01-09 |
| JP4653284B2 true JP4653284B2 (ja) | 2011-03-16 |
Family
ID=18685815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000185501A Expired - Lifetime JP4653284B2 (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 大口径比望遠ズームレンズ |
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| JP4751732B2 (ja) | 2006-02-10 | 2011-08-17 | Ｈｏｙａ株式会社 | 望遠ズームレンズ系 |
| JP5267840B2 (ja) * | 2007-11-29 | 2013-08-21 | 株式会社ニコン | ズームレンズ及びこのズームレンズを備えた光学機器 |
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| JP2013235078A (ja) * | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Nikon Corp | 光学系、この光学系を有する光学機器、及び、光学系の製造方法 |
| CN103616759B (zh) * | 2013-12-07 | 2015-10-21 | 梧州奥卡光学仪器有限公司 | 显微镜光学变焦*** |
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- 2000-06-21 JP JP2000185501A patent/JP4653284B2/ja not_active Expired - Lifetime
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