JPH03123310A

JPH03123310A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH03123310A
Application number: JP26260089A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Nishio; 彰宏西尾; Hitoshi Mukoya; 向谷　仁志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-07
Filing date: 1989-10-07
Publication date: 1991-05-27

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）本発明はズームレンズに関し、特にＦナンバー１．４と
大口径でしかも変倍比１２．５程度と高変倍比の全変倍
範囲にわたり良好なる光学性能を有した写真用カメラや
ビデオカメラ等に好適なレンズ枚数の比較的少ない簡易
な構成のズームレンズに関するものである。

（従来の技術）従来より写真用カメラやビデオカメラ等には大口径、高
変倍でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要求
されている。

このうち、例えば民生用のビデオカメラ用のズームレン
ズではＣＣＤ等の撮像素子の高画素化、５−ＶＨ３等の
記録方式の向上等に伴い画面全体にわたり、例えば空間
周波数で５０本／　ｍ　ｍ程度の高い解像力が要求され
ている。

この他一般のビデオカメラでは撮像素子が比較的低感度
である為に、なるべく大口径比のズームレンズが要求さ
れている。

ズームレンズのうち物体側から順に合焦用の正の屈折力
の第１ｔ群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴っ
て変動する像面を補正する為の正又は負の屈折力の第３
群、そして結像用の正の屈折力の第４群の４つのレンズ
群より成る所謂４群ズームレンズは比較的高変倍化及び
大口径比化が容易である為各種のカメラに用いられてい
る。

４群ズームレンズのうち口径比１．４程度、変倍比１２
程度の大口径、高変倍の４群ズームレンズが例えば特開
昭５５−９５９２２号公報、特開昭５９−７１０１５号
公報等で提案されている。

このうち特開昭５５−９５９２２号公報では全体として
１７群１７枚のレンズ構成より成り、又特開昭５９−７
１０１５号公報では全体として１４群１６枚のレンズ構
成より成っており、いずれも比較的多くのレンズ枚数よ
り成っている。

（発明が解決しようとする問題点）一般に４群ズームレンズにおいては各レンズ群の屈折力
や第１群及び変倍部のレンズ構成を適切に設定しないと
収差変動が多くなり全変倍範囲にわたり良好なる光学性
能を得るのが難しくなってくる。

例えば変倍比１２，５程度の高変倍のズームレンズでレ
ンズ系全体の小型化を図りつつ広角端から望遠端までの
全変倍範囲にわたり色収差を良好に補正するには第２群
の屈折力を強め変倍に伴う移動量を少なくしつつ、第３
群を貼合せレンズを有するように構成するのが良い、し
かしながら第２群の屈折力を単に強めると変倍に伴う収
差変動が多くなり、又第３群を貼合せレンズを有するよ
うに構成すると全体的にレンズ枚数が増加してくる等の
問題点があった。

本発明は所謂４群ズームレンズにおいて各レンズ群のレ
ンズ形状及び屈折力等のレンズ構成を適切に設定するこ
とによりＦナンバー１．４と大口径比でしかも変倍比１
２，５程度と高変倍化の全変倍範囲にわ４たり高い光学
性能を有した比較的レンズ枚数の少ない簡易な構成のズ
ームレンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明のズームレンズは物体側より順に合焦用の正の屈
折力の第１群、変倍機能を有する負の屈折力の第２群、
変倍により変動する像面な補正する負の屈折力の第３群
、そして結像機能を有する正の屈折力の第４群の４つの
レンズ群を有し、該第１に＃は物体側に凸面を向けた貼
合せレンズ面を有した正の屈折力の貼合せレンズと物体
側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズを有し、該第
２群は像面側に強い屈折面を向けた負レンズと物体側に
凸面を向けた貼合せレンズ面を有した負の屈折力の貼合
せレンズを有し、該第３群は物体側に凹面を向けた負レ
ンズから成り、第１群の焦点距離をＦｉ、望遠端におけ
る全系の焦点距離をＦＴ、変倍比をＺとしたとき０．１　　＜１Ｆ２７ＦＴ｜＜０．１５・・（１）０．
４５＜　ｌ　Ｆ３／ＦＴ＋＜０．６１・・（２）なる条
件を満足することを特徴としている。

（実施例）第１図は本発明の数値実施例１のレンズ断面図である０
図中■は合焦用の正の屈折力の第１群、ＩＩは広角端か
ら望遠端への変倍の際像面側へ単調移動する負の屈折力
の第２群、ｍは変倍に伴い変動する像面な一定位置に維
持する為に広角端から望遠端にかけて物体側に凸状の軌
跡を有しながら光軸上移動する負の屈折力の第３群、■
は固定の結像作用をする正の屈折力の第４群、ＳＰは第
４群中に配置した固定の絞りである。

本実施例では第１、第２、第３群のレンズ構成を前述の
如く設定すると共に第２．第３群の屈折力を条件式（１
）、（２）の如く設定し、これにより全体として１４枚
程度の比較的少ないレンズ枚数でＦナンバー１．４程度
と大口径比でしかも変倍比１２．５程度と高変倍化な図
る際の変倍に伴う収差変動を良好に補正した全変倍範囲
にわたり高い光学性能を有した４群ズームレンズを達成
している。

特に第１．第２群中に貼合せレンズ面を設けることによ
り色収差を良好に補正している。

次に１述の各条件式の技術的な意味について説明する。

条件式（１）は第２群の負の屈折力を適切に設定し、所
定の変倍比な容易に得、かつ主に変倍に伴う収差変動を
少なくしつつ変倍部のレンズ全長の短縮化を図る為のも
のである。

上限値を越えて第２群の屈折力が弱くなってくると所定
の変倍比を確保する為の第２群の移動量が増大し、変倍
部のレンズ長が増大すると共に絞りと第１群との間隔が
増大し、軸外光束を確保する為に第１群のレンズ径が増
大してくるので良くない。

又、下限値を越えて第２群の屈折力が強くなりすぎると
所定の変倍比な確保する為の第２群の移動量は少なくな
り、レンズ全長は短くなるが、変倍に伴う収差変動が大
きくなつてくるので良くない。

条件式（２）は第３群の負の屈折力に関し、第３群を物
体側に凹面を向けた１つの負レンズより構成したときの
収差変動をバランス良く補正し。

かつ広角端での第１群の前玉レンズ径の増大を防止する
為のものである。

上限値を越えて第３群の負の屈折力が弱くなりすぎると
変倍に伴う第３群の移動量が増大し、レンズ全長が長く
なると共に広角端における第１群の前玉レンズ径が増大
してくる。

又、下限値を越えて第３群の負の屈折力が強くなりすぎ
るとペッツバール和が負の方向に増大し、非点収差が大
きくなってくるので良くない。

本発明の目的とするズームレンズは以上の諸条件を満足
することにより達成されるが更に変倍に伴う収差変動を
全変倍範囲にわたりバランス良く補正するには前記第３
群の第１番目のレンズ面の曲率半径をＲ１１１ｉとした
ときなる条件を満足することが好ましい。

条件式（３）は第３群を構成する単一の負レンズのレン
ズ形状に関し、下限値を越えると高次の球面収差が正の
方向に増大し、又外向性コマ収差が増大してくるので良
くない。

又、上限値を越えると逆に高次の球面収差が負の方向に
増大し、内向性コマ収差が増大し、高い光学性能を得る
のが難しくなってくる。

この池水発明において全変倍範囲にわたり収差量を少な
くし高い光学性能を得るには第４群を次の如く構成する
のが良い。

第４群を最も広い空気間隔を境にして物体側より順に第
４１群と第４２群の２つのレンズ群より構成し、このう
ち第４１群を像面側に強い凸状の屈折面を向けた正の第
４ルンズ、物体側に強い凸状の屈折面を向けた正の第４
２レンズ、物体側に強い凹状の屈折面を向けた負の第４
３レンズ、物体側に強い凸状の屈折面を向けた正の第４
４レンズの４つのレンズより構成し、第４２群を像面側
に強い凹状の屈折面を向けた負の第４５レンズ、両レン
ズ面が凸面の正の第４６レンズ、そして正の第４７レン
ズの３つのレンズより構成するのが良い、そして第４群
の焦点距離をＦ４．第４１群と第４２９の焦点距離を各
々Ｆ４−１゜Ｆ４−２、第４群の物体側から数えて第１
番目のレンズの焦点距離をｆ４、ｉとしたとき０．７２
（−Ｅ１二Ｊ−＜　ｏ、ｍｓ・・・・・・・・（４）４なる条件を満足することである。

条件式（４）は第４１９の屈折力に関し、主に球面収差
を良好に補正する為のものである。下限値を越えて正の
屈折力が強くなりすぎると広角側で輪帯球面収差が増大
してくる。又上限値を越えて正の屈折力が弱くなりすぎ
ると球面収差が補正過剰となり、更に第４２群のレンズ
外径が増大してくるので良くない。

条件式（５）は第４５レンズの負の屈折力と第４２群の
正の屈折力との比に関するものであり、主に軸外収差を
バランス良く補正する為のものである。

下限値を越えて第４５レンズの負の屈折力が強くなりす
ぎると高次の非点収差が多く発生し、又上限値を越えて
第４５レンズの負の屈折力が弱くなりすぎると負の歪曲
収差が増大し、これを良好に補正するのが難しくなって
くるので良くない。

尚、以上の説明において物体側に強い屈折面とは他方の
面、即ち像面側のレンズ面に比べて屈折力が強いという
意味である。像面側に強い屈折面についても同様である
。

次に本発明の数値実施例を示す、数値実施例においてＲ
４は物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄ
ｌは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉ
とνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラス
の屈折率とアツベ数である。尚、Ｒ２７、Ｒ２８はフェ
ースプレートやフィルター等のガラスブロックである。

又前述の各条件式と数値実施例における語数値との関係
を表−１に示す。

数値実施例　１Ｆ＝１〜１２．３　　　　　ＦＮＯ＝ｌ：１．４５　〜
　　　　２ω＝５４．２ｅ　〜４．８６１：２．１ＩＲＩ＝　　１６．９８３　　　ＤＩ＝　　０．３０１２
　　　Ｎ１＝１．８０５１！１　　　ν　１＝２５．４
Ｒ２＝６．５９９　　　Ｄ２＝　　１．２４１０　　　
Ｎ２＝１．６０３１１　　　ν　２＝６０．７Ｒ３＝−
１８，８８４０３＝　　０．０２４１Ｒ４：５．４７３
　　０４＝０．５６６３　　　Ｎ５＝１．６９６８０　
　　Ｖ３＝５５．５Ｒ５＝　　１２．４８３　　Ｄ５＝
　　可変Ｒ６＝　　　８．９２４　　　Ｄ６＝　　０．
１３２５　　　Ｎ４＝１．７８５９０　　　ν　４＝４
４．２Ｒ７＝　　　１．８４９　　０７＝　　０．６０
６０Ｒ８＝　　−２，３８３０８＝　　０．１２０５　
　　Ｎ５＝１．７＋２９９　　　ν　５＝５３．８Ｒ９
＝　　２．３８３　　　［）９＝　　０．４５７８　　
　Ｎ６＝１．８４６６６　　　ν　６＝２３．９Ｒ１Ｏ
＝−２８，０５８０ＩＯ＝　　可変Ｒ１１＝　　−３，
７９４ＤＩ＋＝　　０．１２０５　　　Ｎ７＝１．６９
６８０　　　ν　７＝５５．５Ｒ１２＝−２４，７５８
ＤＩ２＝　　可変ＲＩ３＝−５０２，３７２０Ｉ３＝　
　０．５３０１　　Ｎｇ＝１．６２２９９　　νｇ＝　
５８．　ＩＲＩ４＝　　−３，１５３ＤＩ４＝　　０．
４２１７ＲＩ５＝　　　４．０１５　　　Ｄ１５＝　　
０．５５４２　　　Ｎ９＝１．６３８５４　　　ν　９
＝５５．４Ｒ＋６＝　　−９，４１６Ｄ１６＝　　０．
２０８７Ｒ１７＝　　−３，６２６ＤＩ７＝　　０．１
４４６　　　Ｎｌ０＝１．８０５＋８　　　νｌｏ＝　
２５．４Ｒ１８＝　　２５．４６９　　０１８＝　０．
０１８１ＲＩ９＝　　　３．０５４　　　ＤＩ９＝　　
０．５４２２　　　ＮＩＩ＝１．６５８４４　　　ν１
１＝　５０．９Ｒ２０＝　−２２，６１２０２０＝　　
１．７９２０Ｒ２１＝　　１０．６００　　０２１＝　
　０．１０８４　　　Ｎ＋２＝１゜８３４００　　　ν
１２＝　３７．２Ｒ２２＝　　　１．６８３　　０２２
＝　　０．１３８９Ｒ２３＝　　　３．６０４　０２３
＝　　０．３３７３　　Ｎ１５＝１．５１６３３　　　
ν１３＝　６４．　ｌＲ２４＝　　−５−４５９０２４
＝　　０．０１８１Ｒ２５＝　　　２．１３０　　０２
５＝　　０．３６１４　　　Ｎ＋４＝１．６１４８４　
　　ν１４＝　５１．２Ｒ２６＝　　　ｏｏ　　　　Ｄ
２６＝０．６０２４Ｒ２７＝　　　（１）　　　Ｄ２７
＝　　０．７２２９　　　Ｎ＋５＝１．５１６３３　　
　ν１５＝　６４．　ｌＲ２８；　　　■ ｂｆ＝０．６４４　　全長＝１７．２２５絞り面はＲ１
Ｓ面の前方０．２４１の位置数値実施例　２Ｆ＝１〜１２．３　　　　ＦＮＯ＝Ｉ：１．４５　〜　
　　２ω＝５４．２＠〜４．８゜！：２．２９Ｒ１＝　　１５．５８３　　　ＤＩ＝　　０．２７８７
　　　Ｎ１＝１．８０５１８　　　ν　ｌ＝　２５．４
Ｒ２＝　　　６．１１３　　０２＝　　１．１４８４　
　　Ｎ　２＝１．６０３１１　　　ν　２＝６０．７Ｒ
３＝−１７，７２９０３＝　　０．０２２３Ｒ４＝　　
　５．０４８　　０４＝　　０．５２４０　　　Ｎ５＝
１．６９６８０　　　ν　３＝５５．５Ｒ５＝　　１１
．４７１　０５＝　　可変Ｒ６＝　　８．２９４　　Ｄ
６＝　　０．１２２６　　Ｎ４＝１．７７２５０　　シ
４＝４９．６Ｒ７＝　　　１．７３４　　．０７＝　　
０．５６０８Ｒ８＝　　−２，２６６０８＝　　０．１
１１５　　　Ｎ５＝１．７＋２９９　　　ν　５＝　５
３．８Ｒ９＝　　　２．２１７　　０９＝　　０．４２
３７　　　Ｎ６＝１．８４６６６　　　ν　６−２３．
９ＲＩＧ＝　　７６．４７５　０ＩＯ＝　　可変Ｒ１１
＝　　−３，２８８ＤＩ＋＝　　０．１１１５　　　Ｎ
？＝１．６２３７４　　　ν　７＝４７．ｌＲ１２＝−
１３，８６４０１２＝　　可変Ｒ１３＝１０１．３７１
　　　Ｄ１３＝　　０．５０６０　　　Ｎ８＝１．６２
２９９　　　ν　８＝５８．１ＲＩ４＝　　−２，８４
７ＤＩ４＝　　０．４２１７ＲＩ５＝　　　３．６４８
　　　ＤＩ５＝　　０．４８１９　　　Ｎ９＝１．６３
８５４　　　ν　９＝５５．４Ｒ１６＝−２７，３７４
ＤＩ６＝　　０．２４１０Ｒ１７＝　　−３，５２４Ｄ
Ｉ７＝　　０．１３２５　　　Ｎｌ０＝１．８０５１８
　　　シ１Ｏ＝２５．４ＲＩ８＝−７６０．００８　　
　ＤＩ８＝　　０．０１８１Ｒ１９＝　　　２．９３５
　　　Ｄ１９＝　　０．５０６０　　　Ｎｌ１＝１．６
５８３０　　　νＩｌ＝　５３．４Ｒ２０＝−４５，６
５６０２０＝　　１．７４７０Ｒ２１＝　　２１．４７
６　　０２１＝　　０．１２０５　　　Ｎ＋２＝１．８
３４００　　　ν１２＝　３７．２Ｒ２２＝　　　１．
６４８　　０２２＝　　０．１３２５Ｒ２３＝　　　３
．３９６　　０２３＝　　０．２６５１　　　Ｎｌ３＝
１．５＋６３３　　１１３＝　６４．　ｌＲ２４＝　　
−５，１５９０２４＝　　０．０１８１Ｒ２５＝　　　
２．２９４　　０２５＝　　０．３０１２　　　Ｎ＋４
＝１．６１４８４　　　ν１４＝　５１．２Ｒ２６＝−
１３，８０１０２６＝　　０．６０２４Ｒ２７＝　　　
　　ｏｏ　　　　　　Ｄ２７＝　　　０．７２２９　　
　　Ｎ＋５−１．５１６３３　　　　ｙ１５１Ｉ　６４
．ｌＲ２８＝　　　■ ｂｆ＝０．６６０　　全長＝１５．８３７絞り面はＲ１
Ｓ面の前方０．２４１の位置（表−１）（発明の効果）本発明によれば前述の如く各レンズ群のレンズ構成を設
定することにより　レンズ全長の短縮化及びレンズ径全
体の簡素化を図りつつ、全変倍範囲にわたり良好なる光
学性能を有した写真用カメラやビデオカメラ等に好適な
簡易な構成の大口径でしかも高変倍の４群ズームレンズ
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２図は本発明の数値実施例１％２のレンズ断面
図、第３図、第４図は各々本発明の数値実施例１．２の
諸収差図である。収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ
）は中間、（Ｃ）は望遠端での収差図である０図中１．
　Ｉｌ、　ｍ、　ｒＶは各々第１．第２、第３．第４群
、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面、ｄ
はｄ線、ｇはｇ線、ｓｐは絞りである。

Claims

【特許請求の範囲】（１）物体側より順に合焦用の正の屈折力の第１群、変
倍機能を有する負の屈折力の第２群、変倍により変動す
る像面を補正する負の屈折力の第３群、そして結像機能
を有する正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、
該第１群は物体側に凸面を向けた貼合せレンズ面を有し
た正の屈折力の貼合せレンズと物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の正レンズを有し、該第２群は、面側に強い
屈折面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた貼合せ
レンズ面を有した負の屈折力の貼合せレンズを有し、該
第３群は物体側に凹面を向けた負レンズから成り、第ｉ
群の焦点距離をＦｉ、望遠端における全系の焦点距離を
ＦＴ、変倍比をＺとしたとき０．１＜｜Ｆ２／ＦＴ｜＜０．１５０．４５＜｜Ｆ３／ＦＴ｜＜０．６１なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。（２）前記第３群の第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲ
IIIｉとしたとき１．３＜｜（ＲIII２＋ＲIII１）／（ＲIII２−ＲIII１
）｜＜１．７なる条件を満足することを特徴とする請求
項１記載のズームレンズ。