JP2629935B2 - リヤーフォーカス式のズームレンズ - Google Patents

リヤーフォーカス式のズームレンズ

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明リヤーフォーカス方式のズームレンズに関し、
特に写真用カメラやビデオカメラ等の例えば自動焦点検
出装置を有したカメラに好適なフォーカスの際の収差変
動が少ないレンズ全長の短い良好なる光学性能を有した
リヤーフォーカス式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のズームレン
ズにおいては物体側の第1群以外のレンズ群を移動させ
てフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカス式を採用し
たものが、例えば特開昭58−91421号公報、特開昭60−3
9613号公報等で提案されている。
一般にリヤーフォーカス式は比較的小型計量のレンズ
群を移動させているので、レンズ群の駆動力が小さくて
すみ特に自動合焦を行う場合、迅速な焦点合わせが出来
る等の特長がある。
又、物体側の第1群を移動させてフォーカスを行う、
所謂フロントフォーカス式に比べて物体側のレンズ群の
有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易とな
る等の特長がある。
リヤーフォーカス式のズームレンズとして、先の特開
昭58−91421号公報では変倍系の一部のレンズ群を利用
してフォーカスを行っている。
しかしながら同公報のズームレンズは全系で所謂レト
ロフォーカス型のレンズ構成となっている為、テレ比が
比較的大きくなり、レンズ系全体が大型化する傾向があ
った。
又、特開昭60−39613号公報では変倍系中の3つのレ
ンズ群を利用してフォーカスを行うと共に同一物体の変
倍に対するフォーカス用のレンズ群の繰り出し量の差が
少なくなるように構成している。
しかしながら、これらの変倍系中の一部のレンズ群を
利用したリヤーフォーカス式のズームレンズはいずれも
無限遠物体から近距離物体までの物体距離全般にわた
り、フォーカスにおける収差変動が比較的大きくなる傾
向があった。特に球面収差、非点収差、そしてコマ収差
の変動が大きく、これらの諸収差を良好に補正するのが
大変困難であった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はズームレンズを全体として所定の屈折力の3
つのレンズ群より構成し、これら3つのレンズ群を全て
移動させて変倍を行うと共に変倍系の一部のレンズ群を
移動させてフォーカスを行う際の収差変動が少なく、か
つレンズ系全体の小型化が容易で、例えば自動合焦装置
を有するカメラ等に好適な高い光学性能を有したリヤー
フォーカス式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) 本発明のリヤーフォーカス式のズームレンズは、物体
側より順に負の屈折力の第1群、正の屈折力の第2群、
そして負の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有し、該
3つのレンズ群を物体側へ移動させて広角端から望遠端
への変倍を行うと共に、該第3群を移動させてフォーカ
スを行う際、該第3群を正の第31レンズと負の第32レン
ズより構成し、該第3群と該第31レンズの焦点距離を各
々f3,f31、該第31レンズと第32レンズの材質の屈折率を
各々N31,N32、該第3群の物体側から数えて第i番目の
レンズ面の曲率半径をR III iとするとき 1<f31/|f3|<2 ……(1) N31<N32 ……(2) 1<R III 2/R III 3<2, (R III 2<0,R III 3<0) ……(3) なる条件を満足することを特徴としている。
(実施例) 第1図は本発明の近軸屈折力配置を示す一実施例の模
式図である。第2図〜第5図は後述する数値実施例1〜
4のレンズ断面図である。
図中、(A),(B)は各々広角端と望遠端において
無限遠物体にフォーカスしたとき、(C),(D)は各
々広角端と望遠端において近距離物体(例えば全系の焦
点距離の20倍程度の距離)にフォーカスしたときの各レ
ンズ群の位置を示している。
矢印は変倍若しくはフォーカスを行う際の各レンズ群
の移動方向を示す。Iは負の屈折力の第1群、IIは正の
屈折力の第2群、IIIは負の屈折力の第3群である。
本実施例では広角端から望遠端への変倍に際して第1
群〜第3群の3つのレンズ群を全て物体側へ独立に移動
させている。又、変倍範囲の任意の位置において無限遠
物体から近距離物体へのフォーカスを負の屈折力の第3
群を像面側へ移動させて行っている。そして望遠端にお
いては同図(D)に示すように更に第3群IIIを像面側
へ破線で示す位置まで移動させて、これにより超近接撮
影(所謂マクロ撮影)を行うようにしている。
又本実施例ではズームレンズを物体側より順に負、
正、そして負の屈折力の3つのレンズ群より構成し、広
角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群を矢印の如
く物体側へ移動させている。そして広角端においてはレ
トロフォオーカス型のレンズ構成となるようにし、望遠
端においては望遠型のレンズ構成となるようにし、広角
端においては広画角化を容易とし、望遠端においてはバ
ックフォーカスを短くすると共にレンズ全長の短縮化を
効果的に図っている。
そして無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを負
の屈折力の第3群を像面側へ移動させて行うように設定
し、バックフォーカス用の空間の有効利用を図ってい
る。この為、本発明は特にバックフォーカスの短いレン
ズシャッターカメラにおいて撮影系の小型化を図るには
非常に有利になっている。
又、第1図(D)に示すように望遠端においては第3
群が広角端に比べて、より物体側に位置するように構成
し、広角端よりも像面側に大きく繰り込むことができる
ようにして撮影倍率の大きい所謂超近接撮影が出来るよ
うにしている。
本実施例ではフォーカスを行う第3群を物体側より順
に正の第31レンズと負の第32レンズの2つのレンズで構
成し、特に広角端の至近距離において、負の第32レンズ
に入射する軸外光線の入射高を低くすることによりレン
ズ径の縮小化及び第3群の軽量化を図り、第3群でフォ
ーカスする際の駆動操作性を良くしている。
次に前述の条件式(1),(2),(3)の技術的意
味について説明する。条件式(1)は第3群と該第3群
中の正の第31レンズの屈折力比に関するものである。リ
ヤーフォーカス式のズームレンズにおいては一般に広角
端での非点収差及び望遠端での球面収差のフォーカスの
際の収差変動が大きく、これらの諸収差を良好に補正す
るのが困難となってくる。
即ち、物体距離が無限遠から近距離になるに従い、広
角端での非点収差はアンダーに、望遠端での球面収差は
アンダーになる傾向がある。第3群の正レンズはフォー
カス時に広角端で非点収差をアンダーに、望遠端で球面
収差をオーバーにする作用がある。
条件式(1)はこのときの第3群中の正の第31レンズ
の屈折力を適切に設定し、これらの諸収差のフォーカス
の際の収差変動をバランス良く補正するためのものであ
る。
条件式(1)の上限値を越えて正の第31レンズの焦点
距離が大きくなると、望遠端での球面収差の補正作用が
弱くなり、至近距離で球面収差がアンダーになり、その
補正が困難となる。条件式(1)の下限値を越えて正の
第31レンズの焦点距離が小さくなると広角端での非点収
差の変動がよりアンダーになりその補正が困難となる。
条件式(2)は第3群の正の第31レンズと負の第32レ
ンズの材料の屈折率に関し、第3群が負の屈折力を有す
るため条件式(2)を外れて正レンズの材料の屈折率が
負レンズの材料の屈折率に比べ大きくなると第3群のペ
ッツバール和が負の方向に大きな値となるため像面特性
が悪くなる。従って条件式(2)を外れると全変倍範囲
及びフォーカス範囲にわたり像面特性を良好に補正する
のが困難になってくる。
条件式(3)は第3群中の正の第31レンズの像面側の
レンズ面と負の第32レンズの物体側のレンズ面の曲率半
径の比に関するものである。
第3群の負の第32レンズの物体側のレンズ面を凸面
(即ちR III 3>0)とすると、第32レンズの像面側の
レンズ面は強い凹面になり広角端で歪曲収差が大きく発
生するので本実施例では負の第32レンズの物体側のレン
ズ面を凹面(即ちR III 3<0)としている。そしてこ
の時、負の第32レンズの物体側のレンズ面で望遠端で球
面収差が発生するのでこれを良好に補正するため、正の
第31レンズの像面側のレンズ面を凸面(即ちR III 2<
0)としている。
又正の第31レンズの像面側のレンズ面は、物体距離が
無限遠から近距離になるに従い、望遠端での球面収差を
オーバーに補正する作用があり、負の第32レンズの物体
側のレンズ面は広角端での非点収差をオーバーに補正す
る作用がある。
条件式(3)はこのような点を勘案されて特定された
ものである。条件式(3)の上限値を越えて正の第31レ
ンズの像面側のレンズ面の曲率が負の第32レンズの物体
側のレンズ面の曲率に比べてゆるくなると望遠端での球
面収差の作動が大きくなり、至近距離で大きくアンダー
となりその補正が困難となる。逆に条件式(3)の下限
値を越えて負の第32レンズの物体側のレンズ曲の曲率が
正の第31レンズの像面側のレンズ面の曲率に比べてゆる
くなると広角端での非点収差の変動が大きくなり、至近
距離で大きくアンダーとなるのでその補正が困難になっ
てくる。
又本実施例においてレンズ系全体の小型化を図りつ
つ、変倍に伴う収差変動を更に良好に補正するには物体
側より順に第1群を負レンズと正レンズの2つのレンズ
を有するように構成し、第2群を2つの正レンズ、負レ
ンズ、そして正レンズの4つのレンズを有するように構
成するのが良い。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
Riは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、Di
は物体側より第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Niとν
iは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラスの屈
折率とアッベ数である。可変間隔D13の( )外は無限
遠物体、( )内は物体距離1mにおける値である。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH
軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、a2,a2,
…,a5を各々非球面係数としたとき なる式で表わしている。
又、例えば「D−03」の表示は「10-3」を意味してい
る。
数値実施例1 F=28.8〜78 FNo=1:3.5 2ω=73.8゜〜31.0゜
〜8.24 R 1=−84.53 D 1= 1.50 N 1=1.77250 ν 1=49.6 R 2= 18.21 D 2= 2.17 R 3= 21.31 D 3= 4.58 N 2=1.68893 ν 2=31.1 R 4= 150.23 D 4=可変 R 5= 39.85 D 5= 3.04 N 3=1,49831 ν 3=65.0 R 6=−51.65 D 6= 0.15 R 7= 14.63 D 7= 3.25 N 4=1.57250 ν 4=57.8 R 8=8638.77 D 8= 0.57 R 9=−41.74 D 9= 5.00 N 5=1.80518 ν 5=25.4 R10= 15.67 D10= 0.45 R11= 29.07 D11= 3.32 N 6=1.64769 ν 6=33.8 R12=−21.54 D12= 1.00 R13= 絞り D13=可変 R14=−83.44 D14= 3.83 N 7=1.58500 ν 7=29.3 R15=−19.54 D15= 3.19 R16=−13.04 D16= 1.50 N 8=1.77250 ν 8=49.6 R17=1897.07 非球面:R15 a1= 0 a2=−1.06D−05 =−1.68D−07 a4= 1.57D−09 a5=−1.33D−11 f31/|f3|=1.40 R III 2/R III 3=1.5 数値実施例2 F=28.8〜78 FNo=1:3.6 2ω=73.8゜〜31.0゜ 〜8.6 R 1= −71.65 D 1= 1.70 N 1=1.77250 ν 1= 49.6 R 2= 18.30 D 2= 2.65 R 3= 22.20 D 3= 4.64 N 2=1.68893 ν 2=31.1 R 4= 171.88 D 4=可変 R 5= 49.94 D 5= 3.00 N 3=1.51633 ν 3=64.1 R 6= −43.75 D 6= 0.15 R 7= 14.25 D 7= 3.08 N 4=1.56384 ν 4=60.7 R 8= 235.18 D 8= 0.45 R 9= −46.18 D 9= 5.03 N 5=1.80518 ν 5=25.4 R10= 15.53 D10= 0.31 R11= 26.56 D11= 3.30 N 6=1.66680 ν 6=33.0 R12= −23.33 D12= 1.00 R13= 絞り D13=可変 R14= −39.19 D14= 3.16 N 7=1.58500 ν 7=29.3 R15= −17.18 D15= 3.71 R16= −12.98 D16= 1.50 N 8=1.77250 ν 8=49.6 R17=−146.58 非球面:R15 a1= 0 a2= 2.36D−07 a3=−1.07D−07 a4= 1.78D−09 a5=−1.58D−11 f31/|f3|=1.57 R III 2/R III 3=1.32 数値実施例3 F=28.8〜81.6 FNo=1:3.4 2ω=73.8゜〜29.7゜
〜8.24 R 1= −83.96 D 1= 1.70 N 1=1.77250 ν 1= 49.6 R 2= 20.24 D 2= 3.04 R 3= 25.12 D 3= 4.75 N 2=1.69895 ν 2=30.1 R 4= 180.77 D 4=可変 R 5= 34.03 D 5= 3.44 N 3=1.51633 ν 3=64.1 R 6= −79.83 D 6= 0.15 R 7= 16.19 D 7= 4.63 N 4=1.56384 ν 4=60.7 R 8=−430.50 D 8= 0.49 R 9= −49.84 D 9=5.00 N 5=1.84666 ν 5=23.9 R10= 14.22 D10= 0.28 R11= 17.59 D11=3.77 N 6=1.58500 ν 6=29.3 R12= −22.50 D12= 1.00 R13= 絞り D13=可変 R14= −45.28 D14= 3.23 N 7=1.58500 ν 7=29.3 R15= −18.91 D15= 4.06 R16= −12.77 D16= 1.50 N 8=1.71299 ν 8=53.8 R17=−540.53 非球面:R12 非球面:R15 a1= 0 a1= 0 a2= 7.57D−06 a2=−9.62D−06 a3= 1.33D−08 a3=−1.46D−07 a4=−3.82D−10 a4= 4.57D−10 a5=−2.99D−11 a5=−6.22D−12 f31/|f3|=1.75 R III 2/R III 3=1.48 数値実施例4 F=36〜102 FNo=1:3.5 2ω=62.0゜〜24.0゜ 〜8.24 R 1= −55.52 D 1= 1.50 N 1=1.71299 ν 1= 53.8 R 2= 20.98 D 2= 1.35 R 3= 23.04 D 3= 4.20 N 2=1.64769 ν 2=33.8 R 4=778813.68 D 4=可変 R 5= 33.41 D 5= 2.42 N 3=1.51633 ν 3=64.1 R 6= −119.99 D 6= 0.15 R 7= 17.10 D 7= 4.35 N 4=1.56384 ν 4=60.7 R 8= −199.64 D 8= 0.25 R 9= −65.04 D 9= 5.05 N 5=1.80518 ν 5=25.4 R10= 16.03 D10= 0.55 R11= 28.18 D11=3.77 N 6=1.64769 ν 6=33.8 R12= −34.44 D12= 1.00 R13= 絞り D13=可変 R14= −86.76 D14= 3.39 N 7=1.58500 ν 7=29.3 R15= −19.83 D15= 3.06 R16= −13.97 D16= 1.50 N 8=1.71299 ν 8=53.8 R17= 1037.24 非球面:R15 a1= 0 a2= 1.19D−05 a3=−5.05D−09 a4= 5.95D−10 a5=−1.31D−12 f31/|f3|=1.11 R III 2/R III 3=1.42 (発明の効果) 本発明によれば所定の屈折力の3つのレンズ群より成
るズームレンズにおいて第3群を移動させてフォーカス
する際、各レンズ群を前述の如く設定することによりフ
ォーカスの際の収差変動が少なく、レンズ系全体の小型
化を図った高い光学性能を有するリヤーフォーカス式の
ズームレンズを達成することができる。
又望遠端において超近接撮影が容易に行える等の特長
を有したリヤーフォーカス式の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図は本発明の近軸屈折力配置を示す一実施例の模式
図、第2図〜第5図は本発明の数値実施例1〜4のレン
ズ断面図、第6図〜第9図は本発明の数値実施例1〜4
の諸収差図である。レンズ断面図と収差図において
(A),(B)は無限遠物体にフォーカスしたときの広
角端と望遠端、(C),(D)は物体距離1mのときの広
角端と望遠端を各々示している。 図中、I,II,IIIは順に第1,第2,第3群、矢印はレンズ群
の変倍若しくはフォーカスの際の移動方向、収差図にお
いてdはd線、gはg線、ΔMはメリディオナル像画、
ΔSはサジタル像面を示す。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に負の屈折力の第1群、正の
    屈折力の第2群、そして負の屈折力の第3群の3つのレ
    ンズ群を有し、該3つのレンズ群を物体側へ移動させて
    広角端から望遠端への変倍を行うと共に、該第3群を移
    動させてフォーカスを行う際、該第3群を正の第31レン
    ズと負の第32レンズより構成し、該第3群と該第31レン
    ズの焦点距離を各々f3,f31,該第31レンズと第32レンズ
    の材質の屈折率を各々N31,N32、該第3群の物体側から
    数えて第i番目のレンズ面の曲率半径をR III iとする
    とき 1<f31/|f3|<2 N31<N32 1<R III 2/R III 3<2, (R III 2<0,R III 3<0) なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス
    式のズームレンズ。
  2. 【請求項2】望遠端において前記第3群を移動させて超
    近接撮影が行なえるように構成したことを特徴とする請
    求項1記載のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
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