JPH0235965B2 - - Google Patents

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JPH0235965B2
JPH0235965B2 JP58054913A JP5491383A JPH0235965B2 JP H0235965 B2 JPH0235965 B2 JP H0235965B2 JP 58054913 A JP58054913 A JP 58054913A JP 5491383 A JP5491383 A JP 5491383A JP H0235965 B2 JPH0235965 B2 JP H0235965B2
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JP
Japan
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group
lens
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focal length
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JP58054913A
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English (en)
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Yoshinori Hamanishi
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Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
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Publication date
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Priority to US06/593,924 priority patent/US4641928A/en
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Publication of JPH0235965B2 publication Critical patent/JPH0235965B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical 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
    • G02B15/144—Optical 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
    • G02B15/1441—Optical 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
    • G02B15/144113—Optical 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 arranged +-++

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

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はズーム比３倍程度でコンパクトな望遠
ズームレンズに関する。 一般に、合焦群、変倍群、補正群からなるアフ
オーカル変倍系とリレー系とを有する４群構成ズ
ームレンズにおいて、ズーム比が３程度である
と、その商品価値からいつでも全系を非常にコン
パクトにまとめあげる必要がある。このために、
変倍群としての第２群の負の屈折力を強くしてコ
ンパクト化を図るとペツツバール和を大きく負に
する要因となり、さらに、ズーミングによる球面
収差、非点収差、コマ収差、及び色収差も大きく
変動しがちである。 また、合焦群としての第１群の屈折力を強くし
てコンパクト化を図ると長焦点側での近距離合焦
時に球面収差及び非点収差の変動を大きくし、結
像性能が大きく劣化しがちであつた。さらにリレ
ー系としての第４群を望遠タイプの構成としてレ
ンズ系全体のコンパクト化を図ると、輪帯球面収
差、非点隔差が大きく発生し、色収差の発生も著
しく、ズーム領域全体にわたつて優れた結像性能
を維持することは難しかつた。 本発明の目的は、コンパクトな構成でありなが
ら、全変倍域において優れた結像性能を有する４
群構成の望遠ズームレンズを提供することにあ
る。 本発明は図面に示した実施例のごとく、物体側
から順に、正の屈折力を有し合焦のために光軸上
を移動可能な合焦群としての第１群G1、負の屈
折力を有し全系の合成焦点距離を変えるために光
軸上を移動可能な変倍群としての第２群G2、正
の屈折力を有し像面を一定位置に保つために光軸
上を移動可能な補正群としての第３群G3、正の
屈折力を有するリレーレンズ系としての第４群
G4を有する４群構成ズームレンズにおいて、前
記第２群を物体側から正レンズ及び負レンズより
なる第１貼合せ負レンズ成分L21と、負レンズ及
び正レンズよりなる第２貼合せ負レンズ成分L22
とで構成し、該第２群中の前記第１及び第２貼り
合せ負レンズ成分L21，L22の焦点距離をそれぞれ
f21，f22、該第２群G2の合成焦点距離をf2、前記
第１負レンズ成分L21の正レンズ及び負レンズの
屈折率をそれぞれn4，n5、前記第２負レンズ成分
L22の負レンズ及び正レンズの屈折率をそれぞれ
n6，n7とするとき、次の各条件を満足するもので
ある。 0.5＜f21／f22＜1.0 (1) 1.5＜f21／f2＜2.1 (2) 2.0＜f22／f2＜2.8 (3) −0.09＜n4−n5＜0.09 (4) 0.09＜n7−n6＜0.2 (5) 条件式(1)、(2)、(3)は、第２群G2の構成につい
てズーミングによる収差変動を適切にバランスさ
せるためのものである。 各条件において上限を越えると短焦点距離側で
は、外向性コマ収差や正方向の非点収差が過大と
なり、長焦点側では球面収差が過大に正になるの
で望ましくない。他方、下限を越えると短焦点距
離側では内向性コマ収差や、負の非点収差が過大
となり、長焦点距離側では球面収差が過大に負に
なるので望ましくない。さらに歪曲収差のズーミ
ングによる変動も大きくなる。 条件式(4)、(5)は第２群G2中の２つの貼合せ負
レンズ成分L21，L22についてズーミングによる収
差変動、及び色収差の変動を適切にバランスさせ
るための条件である。(4)式の上限を越えると第１
負レンズ成分L21中の貼合せ面の面屈折力が正に
過大となり短焦点距離側において、画面の中心付
近での外向性コマ収差が過大に発生すると共に色
の非点収差も負に過大となりペツツバール和も負
に過大となるので望ましくない。下限を越える
と、第１負レンズ成分L21中の貼合せ面の屈折力
が負となり過ぎ、短焦点距離側において画面の中
心付近で内方性コマ収差が過大となると共に長焦
点距離側での輪帯球面収差も過大になつてしまい
変倍域全体にわたつて高い結像性能を維持するこ
とが難しくなる。(5)式の上限を越えると、ペツツ
バール和が負になり非点収差が過大に発生し望ま
しくない。下限を越えるとアツベ数合差を大きく
することが困難となり、第２負レンズ成分中の貼
合せ面の曲率が強くなり過ぎ、このため長焦点距
離側での色の球面収差が過大となる。そして、色
収差の補正という点から、第２貼合せ負レンズ成
分L22を形成する正レンズと負レンズについてア
ツベ数の差を大きくし、正レンズに高屈折率、高
分散のものを使用すれば、当然貼合せ面の曲率が
ゆるくなり、球面収差の色収差を良好に補正する
ことができる。 以上のごとき本発明の基本的構成において、具
体的には、例えば第１図Ａに示した第１実施例の
ごとく、物体側より負と正とのレンズの貼合せか
らなり物体側により強い曲率の面を向けた貼り合
せ正レンズ成分L11と、物体側へより強い曲率の
面を向けた正レンズ成分L12とから合焦群として
の第１群G1が構成され、正と負のレンズの貼合
せからなり像側により強い曲率の面を向けた第１
貼合せ負レンズ成分L21と負と正のレンズの貼合
せから成り物体側により強い曲率の面を向けた第
２貼合せ負レンズ成分L22とから、変倍群として
の第２群G2が構成され、貼合せ又は単一の正レ
ンズ成分L3により像面補正のための補正群とし
ての第３群G3が構成されている。また、リレー
系としての第４群G4は物体側から順に、正・
正・負の３枚又は正・負・正の３枚からなる前群
G41と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと
正レンズとからなる後群G42とで構成される。
尚、前群G41は物体側により曲率の強い面を向け
た正レンズと負レンズとの２枚のみで構成するこ
ともできる。 そして、第１群G1中の物体側の貼合せ正レン
ズ成分L11の焦点距離をf11とし、次の正レンズ成
分L12の焦点距離をf12とするとき、1.5＜f11／f12
＜3.5であることが望ましい。これにより、第１
群を物体側へくり出して近距離撮影を行なう場合
の収差変動を少くして、撮影距離が短くなつても
充分な結像性能を保つことが可能となる。 上限を越えると長焦点距離側での球面収差、非
点収差が共に負に過大となると共に至近距離での
球面収差も負方向へ過大に変動するので望ましく
ない。下限を越えると、反対の方向にそれぞれ過
大に変動し、至近距離での非点収差が過大になり
望ましくない。さらに倍率の色収差及び軸上の色
収差も、長焦点距離側で補正不足となり、第１群
中の貼合せ正レンズ成分L11中の正、負のレンズ
のアツベ数に大きく差をつけるか、この貼合せ正
レンズ成分の貼合せ面の曲率を強くしなければな
らないので収差補正上望ましくない。さらに、第
１群中において像側正レンズ成分の焦点距離を
f12とし、貼合せ正レンズ成分中の正レンズの屈
折率をn2とするとき、補足的に1.25＜f12／f1＜
1.65、1.45＜n2＜1.68なる条件を満足しているこ
とがより望ましい。 また、本発明のズームレンズにおいても、本願
と同一出願人による特開昭57−208522号公報に開
示されたごとく短焦点距離側で極近接撮影をしよ
うとするとき、第１群を通常の近距離撮影状態に
くり出して後さらに物体側へくり出し、非点収差
が正方向にバランスするようにして同時に第２群
を連動して物体側へくり出すことによつて高倍率
撮影が可能であり、充分満足のいく結像性能を得
ることができる。 以下、本発明の実施例について説明する。第１
実施例は第１図Ａのレンズ構成図に示したごとく
焦点距離がｆ＝100〜300、Ｆナンバーが4.5の明
るさを有し、非常にコンパクトなレンズ系であ
る。第４群G4中の前群G41が物体側から順に物体
側により曲率の強い面を向けた正レンズL41、像
側により曲率の強い面を向けた正レンズL42及び
物体側により曲率の強い面を向けた負レンズL43）
の３枚のレンズ構成からなり、大口径比化と、コ
ンパクト化を同時に実現したものである。すなわ
ち、この第４群中の前群G41は輪帯球面収差と、
ペツツバール和、及び非点収差を同時に補正する
自由度を有している。この程度のレンズ枚数でこ
のような収差補正が十分可能であることが判明し
た。負レンズL43の形状因子q43が0.5＜q43＜1.5を
満たすことにより第４群を一層コンパクト化する
ことができる。尚、形状因子ｑはそのレンズの物
体側及び像側の曲率半径をそれぞれR1，R2とす
るとき ｑ＝R2＋R1／R2−R1 で定義される。この条件の上限を越えるとき過大
な正の球面収差及び外向性コマ収差が発生し望ま
しくない。下限は反対の収差が発生し望ましくな
い。また、コンパクト化と大口径比化を同時に達
成するためには、前群中で２番目の正レンズL42
の屈折率をn11とするときさらに、1.4＜n11＜1.7
とすることが望ましい。上限を越えるとき輪帯球
面収差及びベツツバール和の補正が困難となる。
下限を越えるとこの正レンズL42の像側の曲率が
強くなり過ぎ、高次の球面収差が発生する共に、
球面収差の色収差が過大に発生し望ましくない。
またこの前群G41中の第２正レンズL42と負レンズ
L43との空気間隔d18を大きくすることによつて、
輪帯球面収差を補正することができ、0.005＜
d18／f4＜0.3の条件を満たすことが望ましい。こ
の条件の上限を越えると高次の球面収差が発生し
望ましくない。下限を越えると、輪帯球面収差を
補正する自由度が減少するので望ましくない。 第２実施例は第２図Ａにそのレンズ構成を示し
たが焦点距離がｆ＝102〜294.78、Ｆナンバーが
5.6である。第３図Ａにレンズ構成を示した第３
実施例は焦点距離がｆ＝200〜596.0、Ｆナンバー
が9.5の望遠ズームレンズである。これら第２、
第３実施例では、リレー系としての第４群G4は
両凸正レンズL41、物体側により曲率の強い面を
向けた負メニスカスレンズL42物体側により強い
曲率の面を向けた正メニスカスレンズL43からな
る前群G41と、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズL44及び両凸正レンズL45からなる後群
G42とで構成され、最長焦点距離に対して望遠比
（最前レンズ面から焦点までの距離の焦点距離に
対する比）が第２実施例で0.8第３実施例で0.69
と非常にコンパクトな構成となつている。第４群
の前群G41としての合成焦点距離をf41、第４群の
合成焦点距離をf4とするとき、0.6＜f41／f4＜0.8
であることが望ましい。上限を越えると第４群の
長さが長くなり過ぎコンパクト化が困難となる。
下限を外れると球面収差及びペツツバール和及び
非点収差、コマ収差の補正が困難となり望ましく
ない。 尚、第３実施例ではいわゆる異常分散ガラスを
第１群に使用することなしに高性能超望遠ズーム
レンズを実現している。 第４図Ａ、第５図Ａ、第６図Ａにレンズ構成を
示した第４、第５、第６実施例は焦点距離がそれ
ぞれｆ＝70〜210、ｆ＝70〜208、ｆ＝70〜210で
すべてＦナンバー4.0である。これらの実施例に
おいては第１群G1中の像側の正レンズL12の形状
因子q12について、0.8＜q12＜0.95の条件を満たし
ていることがより望ましい。長焦点距離側におい
て上限を超えると、球面収差、非点収差が共に正
に過大になり、下限を外れると反対の傾向が著し
くなり共に望ましくない。上式の範囲を超えると
上記のような仕様では近距離での球面収差、非点
収差の変動が過大になるので望ましくない。 以下に本発明による各実施例の諸元を示す。各
表中、r1，r2，r3…は物体側から順次の各レンズ
面の曲率半径、d1，d2，d3…は各レンズの中心厚
及び空気間隔、n1，n2，n3…は各レンズのｄ線
（λ＝587・6nm）に対する屈折率、ν1，ν2，ν3…
は各レンズのアツベ数を表わす。Bfはバツクフ
オーカスである。また、f1，f2，f3，f4はそれぞ
れ第１群、第２群、第３群、第４群の焦点距離で
あり、f11，f12は第１群中の貼合せ正レンズ及び
正レンズの焦点距離、f11，f22は第２群中の第１
及び第２貼合せ負レンズ成分の焦点距離、f41は
第４群中の前群の焦点距離である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 上記の第１〜第６実施例それぞれについての諸
収差図を順に第１図Ｂ，Ｃ、第２図Ｂ，Ｃ〜第６
図Ｂ，Ｃに示した。各図のＢは最短焦点距離状
態、各図のＣは最長焦点距離状態であり、各図に
は球面収差（Sph）、非点収差（Ast）、歪曲収差
（Dis）、ｇ線（λ＝435.8nm）に対する倍率色収
差（Lat.Chr）及びコマ収差（Coma）を示した。 各収差図より、いずれも実施例もコンパクトな
構成でありながら各焦点距離状態において優れた
結像性能を維持していることが明らかである。
尚、本発明ではレンズ系全体のコンパクト化を主
眼としたが、ある程度の大型化を許容するなら
ば、Ｆナンバー2.8程度の明るさを持つ大口径比
ズームレンズを実現することも可能である。ま
た、各実施例に示した第４群としての構成に、さ
らにレンズを加えることによつて収差補差の自由
度を高めより良好な性能を持たせることは容易に
可能である。そして最終レンズのレンズ口径を小
さくするためには第４群中の後群G42の前に正レ
ンズを配置することも有効であり、この場合歪曲
収差を全変倍領域にわたつて正方向に変位させる
ことが可能である。 なお、上記の各実施例について、本発明の条件
の対応値を下表に示しておく。
【表】 以上のごとく、本発明によればコンパクトな構
成でありながら全変倍域において優れた結像性能
を有する４群構成望遠ズームレンズが達成され
る。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａ、第２図Ａ、第３図Ａ、第４図Ａ、第
５図Ａ、第６図Ａはそれぞれ本発明による第１、
第２、第３、第４、第５、第６実施例のレンズ構
成図、第１図Ｂ、第２図Ｂ、第３図Ｂ、第４図
Ｂ、第５図Ｂ、第６図Ｂは第１〜第６実施例それ
ぞれの最短焦点距離状態の諸収差図、第１図Ｃ、
第２図Ｃ、第３図Ｃ、第４図Ｃ、第５図Ｃ、第６
図Ｃは第１〜第６実施例それぞれの最長焦点距離
状態の諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 G1…第１群、G2
…第２群、G3…第３群、G4…第４群、L21…第１
貼合せ負レンズ成分、L22…第２貼合せ負レンズ
成分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 物体側から順に、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、負の屈折力を有
    し全系の合成焦点距離を変えるために光軸上を移
    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、正の
    屈折力を有するリレーレンズ系としての第４群を
    有する４群構成ズームレンズにおいて、前記第２
    群を物体側から正レンズ及び負レンズよりなる第
    １貼り合わせ負レンズ成分と、負レンズ及び正レ
    ンズよりなる第２貼り合わせ負レンズ成分とで構
    成し、該第２群中の前記第１及び第２貼り合わせ
    負レンズ成分の焦点距離を夫々f21，f22該第２群
    の合成焦点距離をf2、前記第１負レンズ成分の正
    レンズ及び負レンズの屈折率を夫々n4，n5前記第
    ２レンズ成分の負レンズ及び正レンズの屈折率を
    夫々n6，n7とするとき、次の各条件を満足するこ
    とを特徴とする４群構成望遠ズームレンズ。 0.5＜f21／f22＜1.0 (1) 1.5＜f21／f2＜2.1 (2) 2.0＜f22／f2＜2.8 (3) −0.09＜n4−n5＜0.09 (4) 0.09＜n7−n6＜0.2 (5)
JP58054913A 1983-03-30 1983-03-30 ４群構成望遠ズ−ムレンズ Granted JPS59180518A (ja)

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US06/593,924 US4641928A (en) 1983-03-30 1984-03-27 Four-group telephoto zoom lens

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JPS59180518A JPS59180518A (ja) 1984-10-13
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