JP2770924B2

JP2770924B2 - ズームレンズ系

Info

Publication number: JP2770924B2
Application number: JP62312473A
Authority: JP
Inventors: 清隆稲留
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JPH01154014A

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、特にその合焦方式に関し、レ
ンズ系内の一部のレンズ群の移動による所謂インナーフ
ォーカス又はリアフォーカス方式に関する。〔従来の技術〕近年ズームレンズの高性能化、高変倍化を計るため
に、最も物体側の前群を移動させて合焦を行う所謂前群
繰出し方式以外の様々な方式が提案されている。前群繰出し合焦方式においては、合焦のために移動す
るレンズ群が最も物体側であるため、合焦レンズ群の有
効口径が極めて大きくなる傾向にあり、又自動合焦に行
うための合焦群の移動機構が大型化するために自動合焦
用には不利であるという欠点があったのである。これに
対し、一般に前群繰出し方式以外の合焦方式を採用する
場合には、焦点距離の変化に応じて合焦のための移動量
が変化してしまうため、合焦機構が極めて複雑となり構
造的に困難になるという問題があった。これを解決する方式として、特開昭57−4018号公報等
に開示される如く、ズーミング機構とフォーカシング機
構とを連動させるようなフォーカシング用の新たなカム
を設けることによって、焦点距離の変化に応じて繰出し
量が変化しても構造的に焦点合せを可能とする構成が提
案されている。一方、全く別の解決方法として、合焦群の繰出量が焦
点距離にかかわらずほぼ一定となるように合焦群の横倍
率がズーミングに伴って変化するような構成をとったも
のもある。この例として、特開昭58−202416号公報に開
示された構成の如く、３つの合焦群をズーミングのとき
とは別に一体的に、且つどの焦点距離でもほぼ同一量だ
け移動させることで合焦を可能とした構成があり、また
特開昭58−211117号公報や特開昭58−211118号公報に開
示される如く、２つの合焦群をズーミングとは別に、異
なる比率で移動させることで合焦を可能にする構成があ
る。〔発明が解決しようとする問題点〕上記の合焦方式はいずれもズームレンズの前群繰出し
以外の方式として、前群繰出しによる合焦の諸問題点の
解決を計った実現性の高い方式であると言い得る。しか
しながら、いずれの方式においてもフォーカシングに際
しては合焦群の移動がズーミングの際の移動とは異なる
ために、フォーカシングを可能にするための全く別の機
構を設けることが必要であり、依然として複雑な構成に
ならざるを得なかった。そこで、本発明の目的は、前群繰出し以外による合焦
であって、しかもより簡単な構成によって合焦を可能と
するズームレンズ系を提供することにある。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、本願と同一出願人による特願昭61−312978
号として提案した合焦方式を、さらに改良するものであ
る。即ち、先の特願昭61−312978号においては、変倍と合
焦の両方の機能を持つレンズ群を有するズームレンズ系
において、第１図に示す如く、合焦のために光軸上を移
動する合焦群G_Fがズーミングの際とフォーカシングの際
とで共通の軌跡上を移動するように設定し、フォーカシ
ング時には合焦群G_Fがその群の変倍のための移動軌跡上
を移動することによって合焦を可能にするものである。
具体的には、ズーミングに際して変倍に寄与する少なく
とも３つのレンズ群を有し、合焦群G_Fは最も物体側のレ
ンズ群以外の複数のレンズ群G_i,G_i+1からなり、該合焦
レンズ群G_i,G_i+1の変倍のための移動軌跡G_i（θ）、G
_i+1（θ）上をそれぞれ移動させることによって近距離
物体への合焦を行うものである。そして、変倍に寄与す
る少なくとも３つのレンズ群の変倍のための所定の移動
軌跡を、該各レンズ群の光軸方向の移動量を規定するた
めの回転鏡筒の回転角θを変数として表現するとき、変
倍のための移動軌跡上における合焦レンズ群の合焦のた
めの回転移動量φが、任意の変倍状態（任意の焦点距
離）において一定物体距離に対して等しく構成すること
が望ましいものとしていた。しかしながら、上記の如く合焦レンズ群の合焦のため
のそれぞれの回転移動量φが、任意の変倍状態（任意の
焦点距離）において一定である場合には、変倍のための
移動軌跡から光軸上の移動量が一義的に決定されるた
め、設計の自由度が低く変倍用のカムとして実用的な軌
跡を形成することが難しく、構成が複雑になる傾向にあ
った。そこで本発明においては、複数のレンズ群からなる合
焦レンズ群において、任意の変倍状態（任意の焦点距
離）における一定物体距離に対して互いに異なる移動量
を持つレンズ群を設けることとしたものである。このような本発明による第１図に示した構成について
詳述するに、レンズ系を構成するｍ個のレンズ群からな
るものとし、最も物体側に位置する第１レンズ群G₁と、
合焦群G_Fとしてのレンズ系の内部のレンズ群G_i,G_i+1、
最終群として第ｍ群Gmのみを示している。そして、これ
らの各群は、任意の焦点距離状態fAにおける無限遠合焦
状態においては、それぞれ光軸上の位置がA₁,A_i,A_i+1,A
mにあり、この変倍状態において撮影距離Ｒの物体に合
焦するために、合焦群G_Fとしてのレンズ群G_i,G_i+1がそ
れぞれの変倍のための移動軌跡G_i（θ）、G_i+1（θ）に
沿って広角側へ移動し、A_Ri,A_Ri+1の位置に移動する。
このとき、第１レンズ群G₁は光軸上の位置が固定され、
図中ではA_R1の位置（光軸上での位置がA₁に一致）とし
て示され、また同様に第ｍレンズ群Gmも光軸上の位置が
固定され、図中ではA_Rmの位置（光軸上での位置がA_mに
一致）として示されている。他方、有る焦点距離fBの焦点距離状態における無限遠
合焦状態においては、図示した全てのレンズ群がそれぞ
れの移動軌跡に沿って移動し、それぞれ、光軸上の位置
がB₁,B_i,B_i+1,B_mになる。このような焦点距離fBにおけ
る変倍状態において、さらに近距離物体に合焦するため
には、合焦群G_Fとしてのレンズ群G_i,G_i+1をそれぞれの
変倍のための移動軌跡に沿って広角側へ移動させ、他の
レンズ群の光軸上位置を固定するようにすればよいので
ある。（図中、B_R1,B_Ri,B_Ri+1,B_Rmに対応する。）もちろん、撮影距離Ｒに固定した状態で、図中A_R1,A
_Ri,A_Ri+1,A_Rmの位置からそれぞれ移動軌跡に沿ってズー
ミングすると、各レンズ群はB_R1,B_Ri,B_Ri+1,B_Rmの位置
に移動するように構成されている。尚、合焦群G_Fとしては、図示したレンズ群G_i,G_i+1に
限らず、最も物体側レンズ群以外のその他のレンズ群、
例えば最終レンズ群としての第ｍ群Gmを加えて構成する
ことも可能である。〔作用〕上記の如く、合焦のために光軸上を移動する合焦群が
ズーミングの際とフォーカシングの際とで共通の軌跡上
を移動するため、変倍のための移動軌跡を規定する回転
鏡筒としての所謂カム筒を、合焦のための移動を規制す
る部材として共用することができるため、鏡筒の構造が
極めて簡単になる。しかも、ズームレンズ系中の最も物
体側に位置するレンズ群以外の、レンズ系内部或いは後
方のレンズ群によって合焦がなされるため、レンズ系全
体を小型に構成し得ると共に、自動合焦のための機構も
簡単なものにできる。以下に、このような本発明によるズームレンズ系の基
本構成について詳述する。まず、合焦群がｍ個のレンズ群から成る場合について
考える。第２図のように物体距離無限遠の状態から各群をそれ
ぞれΔX₁、……ΔX_i、…、ΔX_mだけ移動させることによ
って、撮影距離Ｒ（物体から所定像面までの距離）の物
体に合焦させるものとする。ここで、第３図の如く、第ｍ群Gmの物点がΔS_mだけ像
側へ移動した時、第ｍ群Gmを物体側にΔX_mだけ移動させ
て合焦させた場合、次の関係式が成り立つ。ただし β_m:第ｍ群の物体距離無限遠の際の横倍率 f_m:第ｍ群の焦点距離次に、第４図を参考に第（ｍ−１）群から第２群まで
について考える。これらの群中の任意の第ｉ群G_iについ
て、この群に対する物点がΔS_iだけ像側へ移動したとき
に像点がΔＳ′_ｉだけ移動するように第ｉ群G_iがΔX_iだ
け物体側へ移動したとすると、次の関係式が成り立つ。ただし２≦ｉ≦ｍ−１次に、第５図を参考に最も物体側に位置する第１群G₁
について考える。ここで、第１群G₁の前側焦点から物点までの距離を
ｘ、第１群G₁の後側焦点から像点までの距離をｘ′とす
るとき、 x₁′＝ΔS₁′＋ΔX₁＝ΔS₂＋ΔX₁ x₁＝−（Ｒ−Ｔ−ΔX₁）但し、R:撮影距離 T:第１群の前側焦点から最終群による像点ま
での距離が成り立つ。これらの値を所謂ニュートンの式ｘ′ｘ＝−f² に代入し、物体が極端に近くないことを仮定し、Ｒ−Ｔ−ΔX₁≒Ｒ−Ｔとおくと、次の関係式を得る。一方、第ｉ群G_iの横倍率の変化量がこの群の横倍率β
_ｉに比べて微小の場合、即ちの場合、上記（２）式は次式のように近似できる同様に、最終群としての第ｍ群Gmの横倍率の変化量がこ
の群自体による横倍率β_ｍに比べて微小の場合、即ち、の場合に、（１）式は次式のように近似できる。ここで、光線追跡式の定義から、 S_i′＝S_i+1 であり、また（４）式、（５）式を使うと、（３）式は
以下の（６）式のようになる。（Ｒ−Ｔ）｛β₂ ²β₃ ²ΔX₁＋（１−β₂ ²）β₃ ²ΔX₂ ＋（１−β₃ ²）ΔX₃＋ΔS₃′｝＝f₁ ²β₂ ²β₃ ² ………（６）上記の如き関係式に基づいて、順次第（ｍ−１）群ま
でを計算してまとめると（７）式が得られる。ただしβ_１＝０また、特定の群のフォーカシングの際の繰出量をΔＸ
とすると次の（８）式のように変形できる。ただし、 K_j:特定の移動群に対する繰出量の比 β_１＝０上記の（７）式、（８）式がフォーカシング群がｍ個
のレンズ群から成る場合の合焦のための関係式である。次に本発明によるフォーカシングの際に、移動する合
焦群を、それらの群自体の変倍のための移動軌跡に沿っ
て移動させるという本発明の場合について述べる。いま、第１図のようにズームレンズ系中の任意のレン
ズ群G_i（第ｉ群とする）がズーミングの際に移動する軌
跡を、このレンズ群の光軸方向の移動量を規定するため
の回転鏡筒の回転角θを変数として、G_i（θ）と定義す
る。そして、この軌跡について以下の（９）式を定義す
る。上記（７）式におけるΔX_jは（９）式を使って（10）
式に変換できる。（10）式を使って（７）式を書き直すと以下の（11）
式に変換できる。本発明の如く、フォーカシングをズーミングにおける
移動曲線、即ち所謂ズームカムを利用して行なう場合、
変倍のための移動群が全てフォーカス群として移動する
と、任意の焦点距離で物点距離無限遠と有限距離Ｒの両
方において結像位置が同じにならなくてはならないとい
う矛盾を生じる。従って、フォーカシングに寄与しない
ズーミング専用のレンズ群を設定する必要がある。また
一方、前述の如く、ズームレンズの高倍率化あるいは自
動合焦化を計る場合、従来の前群繰出し方式ではレンズ
系の大型化を招くだけでなく、フォーカシングの際に駆
動系にかかる負荷が大きくなってしまう。従って、フォーカシングに寄与しない変倍専用レンズ
群として、少なくとも物体側第１レンズ群を設定しなく
てはならない。以上のことから本発明によるズームレン
ズのフォーカシングを特徴ずける関係式として、とおくことによって、以下の（12）式が得られる。ただし、θ′＝θ＋φ_ｊ（θ）ここで、φ_ｊ（θ）はフォーカシングによる繰出量に
依存する回転方向の変化量であり、一般にθの関数とみ
なせる。上記のごとく（12）式がフォーカシングをズームカム
を利用して行なう本発明の基本式であるが、一般にφが
θに依存するために焦点距離によってそれぞれのφ
_ｊ（θ）の値を変えるような特別な機械的機構が必要と
なると考えられるが、実際にはズーミングカムと組み合
わせる案内用の直進溝をφ_ｊ（θ）に依存するようなカ
ム溝にすることで、 φ＝一定の場合と全く同等の簡単な構造とすることが可能であ
る。従って、φ_ｊ（θ）を用いて、上記の（12）式はと書ける。ズーミングによるレンズ全長の変化、即ち、
Ｔの値の変化が撮影距離Ｒに比べて小さければＲ−Ｔ＝一定とおける。である場合を考える。このとき、（13）式は次式のようになる。これを変形して L_j＝定数と仮定してあるから一般にはここで、Ｒ−Ｔ＝一定を仮定してあるから、f₁ ²の値
がズーミングに伴って変化しなくてはならない。つまり
フォーカシングに寄与しない物体側レンズ群は少なくと
も２群より構成されズーミングに伴ってその合成焦点距
離が変化することが必要である。次にの場合について検討するに、この場合、f₁ ²＝一定で
もを満足するの値は存在するが非常に限定されてしまいズーミングの
自由度を小さくしてしまう。従って、この場合において
も、f₁ ²がズーミングによって変化するように設定する
ことが望ましい。即ち、合焦群より物体側に位置する変
倍専用群の合成焦点距離が、変倍と共に変化することが
望ましい。以上のようにフォーカシングに寄与しない物体側レン
ズ群の合成焦点距離がズーミングに伴なって変化すれ
ば、フォーカシングにおける合焦群の移動量を規定する
φを自由に選ぶことができる。この場合には、任意の焦
点距離で有限物体に合焦している状態からズーミングし
ても結像位置が変化しない。そして、このような各レン
ズ群の移動を規定するためには、変倍のための移動軌跡
を設定した所謂カム筒としての回転鏡筒を利用し、同時
に従来の案内用の直進溝をφ_ｊ（θ）に依存するカム溝
に変えるだけでよいため、特別な機構を設ける必要性も
なくなる。従って、（13）式は最終的に以下の如き（14）式に書
き換えられる。以上より、合焦レンズ群よりも物体側に少なくとも２
群の変倍レンズ群を有し、ズーミングに伴って合成焦点
距離が変化し、合焦レンズ群において（14）式を満足す
るようなズーミングの移動曲線を採用することで、合焦
レンズ群それぞれの繰出し量が独立でかつズーミングに
伴なって変化しても特別な機構を設けることなく、ズー
ムカムをそのまま利用して合焦させることができる。なお（14）式は近似を含む関係式であるから、実際に
は数値処理をして更に厳密な移動曲線を得ることが可能
でありまた理想的である。〔実施例〕以下に本発明によるズームレンズ系の実施例について
説明する。この実施例は焦点距離範囲が28.8mm〜146mmで、Ｆナ
ンバーが4.1〜5.7で、第６図に示す如く、物体側から順
に、正負正負正の５つのレンズ群から成るズームレンズ
系である。正屈折力の第１レンズ群G₁と負屈折力の第２
レンズ群G₂とはズーミング時にのみ移動しフォーカシン
グ時には固定され、合焦には関与しないレンズ群であ
り、変倍に際してその相対的位置が変化し合成焦点距離
を変える。正屈折力の第３レンズ群G₃と負屈折力の第４
レンズ群G₄及び正屈折力の第５レンズ群G₅は合焦レンズ
群であり、ズーミングに際してはそれぞれ独立に移動
し、フォーカシングに際してはそのズーミング移動曲線
上をそれぞれ移動することで合焦がなされる。本実施例の具体的移動形態について、第６図を用いて
詳述する。この第６図は、ズーミングの際の各レンズ群
の移動量を規定するための回転鏡筒の回転角θを縦軸
に、光軸上の位置を横軸にとって、各レンズ群の移動軌
跡を示したものである。ズーミングの際には全レンズ群
が光軸上を移動するものであり、最も物体側に位置する
第１レンズ群G₁とその次に位置する第２レンズ群G₂とが
ズーミングのためにのみ移動し、第３レンズ群G₃、第４
レンズ群G₄及び第５レンズ群G₅が合焦群G_Fとしてフォー
カシングの際にも移動する。そして、５つの各レンズ群
は、任意の焦点距離状態fAにおける無限遠合焦状態にお
いては、それぞれ光軸上の位置がA₁,A₂,A₃,A₄,A₅にあ
り、この変倍状態において撮影距離Ｒの物体に合焦する
ために、合焦群G_Fとしての第３レンズ群G₃、第４レンズ
群G₄及び第５レンズ群G₅がそれぞれの変倍のための移動
軌跡に沿って移動し、A_R3,A_R4,A_R5の位置に移動する。
このとき、第１レンズ群G₁は光軸上の位置が固定され、
図中ではA_R1の位置（光軸上での位置がA₁に一致）とし
て示され、また同様に第２レンズ群G₂も光軸上の位置が
固定され、図中ではA_R2の位置（光軸上での位置がA₂に
一致）として示されている。他方、或る焦点距離fBの変倍状態での無限遠合焦状態
においては、図示した全てのレンズ群がそれぞれの移動
軌跡に沿って移動し、それぞれ光軸上の位置がB₁,B₂,
B₃,B₄,B₅となる。このような焦点距離fBにおける変倍状
態において、図中、B_R3,B_R4,B_R5で示す位置まで合焦群G
_Fとしての第３レンズ群G₃、第４レンズ群G₄及び第５レ
ンズ群G₅をそれぞれの移動軌跡に沿って移動させ、第１
レンズ群G₁及び第２レンズ群G₂の軸上位置をB₁,B₂と同
一のB_R1,B_R2位置に固定することによって、撮影距離Ｒ
の物体に合焦することが可能となる。勿論、撮影距離Ｒ
に固定した状態で図中A_R1,A_R2,A_R3,A_R4,A_R5で示す位置
から移動軌跡に沿ってズーミングすると、B_R1,B_R2,B_R3,
B_R4,B_R5で示す位置に移動するように構成されている。同様に、全系の合成焦点距離が最長の焦点距離f_T（望
遠端）にある場合には、各レンズ群の位置は、図示した
T₁,T₂,T₃,T₄,T₅にあり、この変倍状態において撮影距離
Ｒの物体に合焦するためには、合焦群G_Fとしての第３レ
ンズ群G₃、第４レンズ群G₄及び第５レンズ群G₅がそれぞ
れの変倍のための移動軌跡に沿って移動し、T_R3,T_R4,T
_R5の位置に移動すればよい。ここで、任意の変倍状態における無限遠合焦状態から
所定の近距離物体への合焦状態に移行するために、合焦
群としての第３レンズ群G₃及び第５レンズ群G₅にそれぞ
れ必要な移動を与えるための回転鏡筒の回転量Φは、一
定の撮影距離Ｒに対しては全変倍域にわたって常に一定
となるが、第４レンズ群に要する回転量Φ_４は一定の撮
影距離Ｒに対し、θの値すなわちカム筒の回転位置に応
じて変化するように構成されている。即ち、第６図において、 Φ_３（θ）＝Φ_５（θ）＝一定 Φ_４（θ）≠一定と表される。尚、図中第３レンズ群G₃、第４レンズ群G₄及び第５レ
ンズ群G₅の各移動軌跡に関しては広角端（全系の合成焦
点距離f_w）でフォーカシングに必要な移動軌跡を確保す
るために、変倍のための各移動軌跡に沿って合焦用の軌
跡を、それぞれΦ_３（θ），Φ_４（θ）Φ_５（θ）に相
当する量だけ延長したが、この延長部分が合焦専用の移
動軌跡となる。第６図のレンズ構成図に示す如く、本実施例における
各レンズ群は以下のように構成されている。すなわち、
正屈折力の第１レンズ群G₁は物体側から順に、負レンズ
と正レンズとの接合からなる貼合せ正レンズL₁₁と物体
側に凸面を向けた正メニスカスレンズL₁₂とからなり、
負屈折力の第２レンズ群G₂は物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズL₂₁、両凹負レンズと物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズとの接合からなる貼合せ負レン
ズL₂₂、物体側により曲率の強い面を向けた正レンズL₂₃
及び物体側により強い曲率の面を向けた負レンズL₂₄か
ら構成されている。また正屈折力の第３レンズ群G₃は２
つの正レンズL₃₁,L₃₂と物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズと物体側に強い曲率の面を向けた正レンズと
の接合からなる貼合せ正レンズL₃₃とで構成され、負屈
折力の第４レンズ群G₄は両凹負レンズL₄₁と物体側に凸
面を向けた正メニスカスレンズL₄₂とで構成され、正屈
折力の第５レンズ群G₅は像側により強い曲率の面を向け
た正レンズL₅₁、物体側により曲率の強い面を向けた正
レンズL₅₂及び物体側により強い曲率の面を向けた負レ
ンズL₅₃で構成されている。以上の如き第６図に示した実施例の諸元を表１に示し
た。表中、左端の数字は物体側からの順序を表し、屈折
率及びアッベ数はｄ線（λ＝587.6nm）に対する値であ
る。本実施例の移動軌跡は、撮影距離Ｒ＝1.5mについて解
いたものであり、d₅は第１レンズ群G₁と第２レンズ群G₂
との間隔、d₁₄は第２レンズ群G₂と第３レンズ群G₃との
間隔、d₂₁は第３レンズ群G₃と第４レンズ群G₄との間
隔、d₂₅は第４レンズ群G₄と第５レンズ群G₅との間隔を
それぞれ表し、Bfはバックフォーカスを表し、焦点距離
ｆ＝28.8〜146.0mmまでの６つのポジションにおける各
値を示した。また、本実施例による撮影距離Ｒ＝1.5m、2.0m、3.0
m、5.0m、7.0m、10.0mにおける各レンズ群に必要な繰出
し量を表２に示した。なお、それぞれの撮影距離におけ
る繰出量は、ズーミングの際の各レンズ群の移動量を規
定するための回転鏡筒の回転角θと撮影距離Ｒに依存す
る値φ_ｉ（θ,R）（ｉ＝3,4,5）により移動軌跡から決
定される。表２には、各撮影距離Ｒごとの移動量を規定する回転
鏡筒の回転角に対応する量φ_ｉ（θ,R）を、広角端から
望遠端への変倍に必要な回転鏡筒の全回転量Θに対する
値として示し、併せてこの時の光軸に沿った移動量ΔX_i
も記した。ここでは、合焦のための移動が物体側である
場合を正として示した。このような本発明による実施例について、上記の各撮
影距離にそれぞれ合焦するために、各レンズ群に対し所
定の繰出量を与えた際の結像点の変位量を表３に示し
た。この表３からそれぞれの焦点距離、撮影距離で結像
点での変位量が極めて小さく。充分に焦点深度内に収ま
っていることがわかる。尚、本実施例の諸収差図を第7A図〜第7F図に示した。
第7A図〜第7F図は、広角端から望遠端までの表１に示し
た６つの変倍状態における諸収差を示し、いずれも撮影
距離が無限遠に対するものである。上記の実施例では、第３レンズ群G₃と第５レンズ群G₅
のそれぞれの移動軌跡に沿った移動量Φの値は、同一の
撮影距離Ｒに対して、焦点距離にかかわらず一定である
が、第４レンズ群G₄については一定の撮影距離Ｒに対し
て必要な移動量Φは第３レンズ群G₃及び第５レンズ群G₅
とは異なっている。合焦レンズ群としての第３レンズ群
G₃、第４レンズ群G₄及び第５レンズ群G₅のうちのどのレ
ンズ群を他のレンズ群と異なる回転量にするかは任意で
ある。また、合焦レンズ群中の各レンズ群とも一定の撮
影距離に対する合焦のための回転移動量が異なるように
構成することも可能である。このように合焦のために移
動する各レンズ群の移動量を異なる構成とすることによ
って、合焦レンズ群内の各レンズ群に必要な光軸上移動
量に対して、変倍のための移動軌跡に沿った回転移動量
を適宜選択できるため、設計の自由度が高まるという点
で有利になるまた、上記の実施例では、任意の焦点距離状態におい
て無限遠から近距離に合焦するために、合焦レンズ群は
全て移動軌跡上を広角端の方向に向かって移動する構成
であったが、合焦のための移動方向は、合焦レンズ群の
合成焦点距離f_F、及び合焦レンズ群の担う倍率β_Ｆによ
ってきまり、移動軌跡上を望遠端に向かって移動する解
も存在し得る。〔発明の効果〕以上の如く本発明によれば、前群繰出し以外による合
焦であって、フォーカシングに際して合焦群の移動軌跡
がズーミングの際の移動軌跡と同一であるために、従来
の案内用の直進溝をカム溝に変えるだけでフォーカシン
グのための移動量を規定することができ、他に特別の機
構を設ける必要がなく、より簡単な構成によって合焦を
可能とするズームレンズ系が達成される。そして、複数
のレンズ群からなる合焦レンズ群において、任意の変倍
状態（任意の焦点距離）における一定物体距離に対して
互いに異なる移動量を持つレンズ群を設けることとして
いるため、設計の自由度が高くなり変倍用カムとして実
用的な軌跡を形成することができ、より優れた性能のズ
ームレンズ系を提供することができる。しかも、このよ
うなズームレンズ系を自動合焦装置用のレンズとして用
いる場合には、レンズ系の後方において合焦を行うこと
ができるため、ズーミング及びフォーカシングを簡単な
機構によって実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明によるズームレンズ系の基本原理を説明
する図、第２図乃至第５図は合焦群がｍ群から構成され
る場合の関係式を導くための説明図であり、第２図はｍ
群からなるレンズ系の合焦の様子を示す図、第３図は最
終レンズ群としての第ｍレンズ群における合焦の様子を
示す図、第４図は第２レンズ群から第（ｍ−１）レンズ
群の中の任意のレンズ群における合焦の様子を示す図、
第５図は最も物体側に位置する第１レンズ群における合
焦の様子を示す図、第６図は本発明による実施例のレン
ズ構成と移動軌跡を説明する図であり、第7A図〜第7F図
は実施例における各変倍状態における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。〔主要部分の符号の説明〕 G₁……第１レンズ群 G_i……第ｉレンズ群 G_i+1……第（ｉ＋１）レンズ群 G_m……第ｍレンズ群 G_F……合焦レンズ群 φｉ（θ）……合焦のために第ｉレンズ群について必要
な回転鏡筒の回転量

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．変倍と合焦の両方の機能を持つ複数のレンズ群を有
するズームレンズ系において、合焦のために光軸上を移動する合焦レンズ群は、変倍の
ときに所定の移動軌跡上をそれぞれ移動する複数のレン
ズ群を有し、該複数のレンズ群の各々の前記所定の移動軌跡は、該複
数のレンズ群が各々の前記所定の移動軌跡上をそれぞれ
移動することで全変倍域で合焦可能となるように構成さ
れ、前記所定の移動軌跡を、前記合焦レンズ群の変倍のとき
の光軸方向の移動量を規定するための回転鏡筒の回転角
を変数として表現するとき、前記複数のレンズ群の前記
所定の移動軌跡上における一定物体距離に対する合焦の
ための回転移動量は、互いに異なることを特徴とするズ
ームレンズ系。２．前記ズームレンズ系は、ズーミングに際して変倍に
寄与する少なくとも３つのレンズ群を有し、前記合焦レ
ンズ群は最も物体側のレンズ群以外の複数のレンズ群か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のズ
ームレンズ系。３．前記ズームレンズ系は、合焦のために移動する前記
合焦レンズ群より物体側に、変倍の際に互いに相対的に
移動して合成焦点距離を変え得る少なくとも２つのレン
ズ群を有していることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載のズームレンズ系。４．合焦のために移動する複数のレンズ群を有する前記
合焦レンズ群は、変倍に際してその合成焦点距離が変化
するように構成されることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載のズームレンズ系。