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ズームレンズ
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- 【要約】
【課題】 レンズの全長を短くし、FNO(口径)を小さくする。
【解決手段】 本考案のズームレンズは、映像形成システムに用いられ、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4を備えている。ズームする際、広角から望遠へ動かすとき、上記第1,第2及び第3レンズ群は同時に物体方向へ移動し且つ第4レンズ群は固定されている。
- 【実用新案登録請求の範囲】
【請求項1】 映像形成システムに用いられるズームレンズであって、このズームレンズが、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群を備え、ズームする際、広角から望遠へ動かすとき、上記第1,第2及び第3レンズ群は同時に物体方向へ移動し且つ第4レンズ群は固定されており、さらに、1.6<k1/k3<4(但し、k1は第1レンズ群の屈折力、k3は第3レンズ群の屈折力を表す。)の条件を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項2】 上記第4レンズ群が、フレネル・レンズを有することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
【請求項3】 上記第3レンズ群のイメージ側に近い第1レンズ部材が負のメニカス型レンズであり、このレンズの凸面がイメージ側に向いていることを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
【請求項4】 上記第1レンズ群が、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを備えていることを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
【請求項5】 上記ズームレンズが、0.5fw<|f3|<3fT(但し、fwは広角側端部におけるトータルシステムの焦点距離、fTは望遠側端部におけるトータルシステムの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離を表す。)の条件を満たすことを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
【請求項6】 上記ズームレンズが、0.5fw<|f1|<3fT(但し、fwは広角側端部におけるトータルシステムの焦点距離、fTは望遠側端部のトータルシステムの焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離を表す。)の条件を満たすことを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
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- 【考案の詳細な説明】
【0001】
【考案が属する技術分野】
本考案は、ズームレンズに係わり、特に、例えば、プロジェクターテレビ(projective television) などの映像形成システムに用いられるズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】
一般的に、ズーム率が1.3〜2.0のズームレンズは、米国特許第4,516,839号明細書に示されているように、2種類のものに分類される。即ち、第1の種類のズームレンズは、負の屈折力を有する第1群と正の屈折力を有する第2群とから構成され、この種のズームレンズは、後焦点距離が長すぎるためレンズを小型化することができないという重大な欠点を有している。
【0003】
一方、第2の種類のズームレンズは、上記第1の種類のズームレンズの持つ上記の欠点を改良するようにしたものである。即ち、この第2の種類のズームレンズにおいては、焦点距離を短くするため、正の屈折力を有する第1群と負の屈折力を有する第2群とを備えた望遠タイプのものが使用されている。この種のタイプのレンズは、より短い後焦点距離を有し、第1光学面の頂点とイメージ面までの距離が、有効焦点距離に比べて1より小さい。
【0004】
しかしながら、テレビの映像のサイズがネガのサイズよりもはるかに大きいので、上述した従来の2種類の2つの群のモードを用いた場合、映像タイプ(projection type) のレンズは、ズームの行程が大きく、レンズのサイズも縮小できず、更にレンズの大きさも増大することになる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで、本考案の目的は、例えば、プロジェクターテレビ(projective television) などの映像形成システムに用いられるズームレンズを提供することにある。本考案のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群を備えている。本考案によれば、ズーム行程が大きくてレンズが大きいといった従来技術の持つ問題点を効果的に解決することができ、さらに、イメージ誤差の問題を解決でき、相対的な口径も増加させることができる。
【0006】
【実施の形態】
図1は、本考案のズームレンズの空間的配置を示す構成図である。この図1に示すように、本考案のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とにより構成されている。
【0007】
第1レンズ群G1は、正の屈折力と負の屈折力を持つレンズ部材1,2,3により構成され、第2レンズ群G2は、レンズ部材4,5,6により構成され、第3レンズ群G3は、レンズ部材7,8,9により構成されている。ここで、第3レンズ群G3のイメージ側に近い第1レンズ部材(レンズ部材9)が負のメニカス型レンズであり、このレンズの凸面がイメージ側に向いている。さらに、第4レンズ群G4は、レンズ部材10を有し、このレンズ部材10の位置はズーム行程中に固定される。
この第4レンズ群G4(レンズ部材10)は、フレネル・レンズにより構成されている。
【0008】
本考案のズームレンズは、以下の条件を満たすように組み立てられる。
1.6<k1/k3<4但し、k1は第1レンズ群の屈折力、k3は第3レンズ群の屈折力を表している。
【0009】
ズーム動作中、ズームレンズは図2(A)で示す広角側から図2(C)で示す望遠側まで移動する。即ち、第1,第2,第3レンズ群G1,G2,G3は、同時に物体に向かって移動し、このとき、焦点距離が増大するにつれて第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の距離は減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との距離は少しだけ増大すると共に後焦点距離も増大し、一方、第4レンズ群G4の位置は固定されている。
本考案のズームレンズにおけるズーム動作は、以下の条件を満たしている。
0.5fw<|f1|<3fT 0.5fw<|f3|<3fT但し、fwは広角側端部におけるトータルシステムの焦点距離、fTは望遠側端部におけるトータルシステムの焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離を表わしている。
【0010】
このため、ズーム動作行程において、第1レンズ群と第2レンズ群との距離、第2レンズ群、第3レンズ群及び第4レンズ群との距離を変化させてズーム動作を完了させる。広角側から望遠側へのズーム行程中、第1,第2,第3レンズ群は物体側に向かって移動するが第4レンズ群の位置は固定されている。
本考案のズームレンズによれば、レンズの全長を短くでき、FNO(口径)を小さくできる。
【0011】
【実施例】
【0012】
【表1】 SURFACE RADIUS THICKNESS N Abbe No. 1 −449.52243 4.000000 1.741060 45 2 64.93259 7.010745 3 791.82499 5.822189 1.742862 44.8 4 209.08832 2.442789 5 89.63345 5.644970 1.718216 29.3 6 672.85307 29.288980 (*2) 7 86.66644 6.100000 1.717420 46.9 8 −226.71036 0.296025 9 53.23270 13.499513 1.487701 70.3 10 −114.15475 3.000000 1.740199 29.3 11 133.34274 5.607067 12 無限大 1.016705 (*3) 13 165.47226 3.725753 1.722213 35.5 14 70.27022 22.672875 15 150.32043 9.804426 1.515172 56.8 16 − 99.53541 16.422099 17 − 36.56901 5.760321 1.744000 447 18 − 57.93851 62.625364 (*4) 19 無限大 2.100000 1.492000 58.4 (*1)20 − 53.24746 8.100000 但し、 SURFACE ・・・・各レンズの曲面(レンズの面)
RADIUS・・・・・曲率半径 THICKNESS ・・・レンズの厚み Abbe No.・・・・アッベ数(ガラス材料)
N ・・・・・・・屈折率【0013】
ここで、第19番のレンズ面の非球面特性は次ぎの多項式により表すことができる。
【0014】
【数1】【0015】
但し、 (*1): フレネル面(ねじ曲面)
Z: 凸凹量 C: 曲率(V=1/R)
Y: 光学面のラジアル高さ C1: −2.0839E+01 C3: −5.6649E−06 C4: 3.4747E−09 C5: −1.0216E−12 C6: 1.5897E−16 C7: −1.2098E−20 C8: 3.0000E−01 : ピッチ幅(ねじ曲面上のねじ幅)
(*2) THI S6 (MM) 29.28898 11.92644 1.41862 (*3) THI S12 (MM) 1.01671 1.71068 2.16345 (*4) THI S18 (MM) 62.62536 80.01553 102.58417 EFL (MM) 103.9458 130.1096 163.0009 FNO 3.2500 3.7200 4.3300 ANG(DEGREE) 27.8843 22.9148 18.9542 但し、 THIはレンズ間距離、EFLは焦点距離、FNOは口径、ANGは場の角度である。
【0016】
本考案は、上記実施の形態及び実施例に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲に含まれる他の形態や変形例等を含むことは明らかである。
- 【登録番号】第3022056号
【登録日】平成7年(1995)12月20日
【発行日】平成8年(1996)3月12日
【考案の名称】ズームレンズ
- 【出願番号】実願平7−9004
【出願日】平成7年(1995)8月28日
【出願人】
【識別番号】390023582
【氏名又は名称】財団法人工業技術研究院
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 稔 (外6名)
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