JP2832057B2 - リアーフォーカスズームレンズ - Google Patents

リアーフォーカスズームレンズ

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JP2832057B2 JP2020713A JP2071390A JP2832057B2 JP 2832057 B2 JP2832057 B2 JP 2832057B2 JP 2020713 A JP2020713 A JP 2020713A JP 2071390 A JP2071390 A JP 2071390A JP 2832057 B2 JP2832057 B2 JP 2832057B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、35mmフイルムカメラやビデオカメラ等に好
適なズームレンズに関し、特にコンパクトでありながら
高い変倍比を持ち又リアーフオーカス方式を採用しなが
ら広い物界範囲にわたり良好な光学性能を持ったリアー
フオーカスズームレンズに関する。
〔従来技術〕
従来よりズームレンズのフオーカシング方式として
は、最も物体側のレンズを構成するレンズ群を移動させ
て行うのが一般的で、同一物体に対するこのフオーカス
レンズの繰り出し量が焦点距離によらず一定であること
から鏡筒のメカ構造が比較的簡単になるという利点を有
している。
しかしながら、近距離物体に対してまでフオーカシン
グを行う際に光束のケラレを防ぐためには像を大きくし
ておく必要がある。又、近年モーターにて自動的にフオ
ーカシングレンズを移動して合焦動作を行わせるオート
フオーカスカメラが主流になりつつあるが、撮影レンズ
中最も重量の重いこの前述のフオーカシングレンズ群を
移動させることは、モーターの消費エネルギー、そして
フオーカススピードの点においても不利となってくる。
これに対して、こうした問題点を軽減させるべく前述
レンズ以外のレンズを移動してフオーカシングを行う所
謂リアーフオーカス方式が種々提案されている。例え
ば、特開昭59−33418号公報、特開昭59−52215号公報、
特開昭63−195618号公報等がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
特開昭59−33418号公報では、ズーミング中に固定の
結像レンズの一部を移動させて、フオーカシングを行っ
ているが、フオーカス敏感度E(ピント移動量/フオー
カスレンズ移動量)が全焦点領域で同じであるため、特
に望遠端での繰り出し量が大きくなったり、コンパクト
化の面でも十分なものではなかった。
特開昭59−52215号公報は、4群構成のズームレンズ
を開示しておりそして第3レンズ群をリレーレンズ群側
に移動させてフオーカシングを行っている。しかしなが
ら比較的全長が長くやはり十分な小型化は図られていな
い。
特開昭63−195618号公報は、広角域を含む標準系のリ
アーフオーカスズームレンズを開示しており、又、フオ
ーカシングの際の移動レンズ群の移動群の数が多くオー
トフオーカスで各レンズ群を移動させた場合、迅速なフ
オーカスを行うことが困難となっている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、かかる問題点に鑑みて、変倍比が高い望遠
系のズームレンズにリアーフオーカス方式を用いる際、
コンパクトで又、オートフオーカスカメラに適用した場
合、フオーカスレンズのレンズ制御性を考慮して迅速な
フオーカシングが行えるリアーフオーカスズームレンズ
の提供を目的とする。
かかる目的のもとに本発明のリアーフオーカスズーム
レンズは、物体側より順に正の屈折力を有する第1レン
ズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を
有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ
群、負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、広角側か
ら望遠側へのズーミングを前記第1レンズ群と第2レン
ズ群のレンズ間隔を広げ、前記第2レンズ群と第3レン
ズ群の間隔を狭め、前記第3レンズ群と第4レンズ群の
間隔を広げ、前記第4レンズ群と第5レンズ群の間隔を
狭めて行い、フオーカシングを前記第5レンズ群と少な
くとも前記第2レンズ群か第3レンズ群を移動させて行
い、前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記第5レンズ
群の望遠端と広角端の敏感度をそれぞれE5T、E5W、全系
の望遠端に於ける焦点距離をfT、広角端から望遠端への
ズーミングを行う際の前記第5レンズ群の移動量をM
5(但し物体側から像側へ向かう方向を正とする)、ズ
ーム比をZとした時、 0.07<|f5|/fT<0.45 …(2) 0.095<|M5|/(Z・|f5|)<0.5 …(3) なる条件式を満足することを特徴としている。
〔実施例〕
以下、図面をもとに本発明の実施例を説明する。
第1図〜第3図は、本発明に関する数値実施例1〜3
のレンズ断面図である。
物体側より順に、Iは正の屈折力を有する第1レンズ
群、IIは負の屈折力を有する第2レンズ群、IIIは正の
屈折力を有する第3レンズ群、IVは正の屈折力を有する
第4レンズ群、Vは負の屈折力を有する第5レンズ群で
ある。
かかる屈折力配置のもとで、広角側から望遠側へのズ
ーミングを曲線で示す移動軌跡の通り、第1レンズ群I
と第2レンズ群IIのレンズ間隔を広げ、第2レンズ群II
と第3レンズ群IIIのレンズ間隔を狭め、第3レンズ群I
IIと第4レンズ群IVのレンズ間隔を広げ、第4レンズ群
IVと第5レンズ群Vのレンズ間隔を狭めて行っている。
つまり、広角端から望遠側へのズーミングに際して、第
1、第2、第3レンズ群からなり、全体として正の屈折
力を有する前群全体の横倍率が増加、そして又第3、第
4レンズ群からなり全体として負の屈折力を有する後群
全体の横倍率がそれぞれ増加するよう各レンズ群の空気
間隔を変化させて、変倍比を効率的に高めている。又、
前群と後群の屈折力をそれぞれ正と負にすることによっ
てテレフオトタイプとしてコンパクト化を図っている。
そして本発明の実施例に於いては、無限遠物体から至
近物体へのフオーカシングを直線状の実線で示す通り第
5レンズ群を像側へ移動させて広範囲にわたり良好な光
学性能を与えている。
次に条件式について説明する。
条件式(1)は、広角端と望遠端における同一物体へ
の繰出量の比を規定するものであり、条件式(1)の下
限値を越えることは、広角端における敏感度が大きすぎ
るか、望遠端における敏感度が小さすぎることを意味
し、前者の場合、機械的にフオーカス群を制御すること
が難かしくなり、後者の場合、望遠端での繰出量が大き
くなりすぎるので好ましくない。条件式(1)の上限値
を越えることは、広角端における敏感度が小さすぎる
か、望遠端における敏感度が大きすぎることを意味し、
前者の場合、広角端においてフオーカシングのためのス
ペースを広くとる必要が生じレンズ全長が長くなり、後
者の場合、製造誤差による性能劣化が大きくなり好まし
くない。従ってE5W、E5Tを条件式(1)のごとく設定す
ることで、同一物体に対する繰出量を広角端では小さく
し、望遠端では、大きくなる様にすることで、広角端に
おけるフオーカシングのためのスペースが少なくなり、
又、広角端におけるレンズ全長を短かくなる。一方、望
遠端においては、ズーミングによって広がったスペース
を利用してフオーカシングが行えるため、レンズ全長の
コンパクト化が可能となる。
条件式(2)は第5レンズ群の敏感度を適当な大きさ
にするための条件式である。条件式(2)の下限値を越
えて、第5レンズ群の焦点距離が、望遠端における全系
の焦点距離に比べて短かくなると、レンズ全長のコンパ
クト化には有利であるが、第5レンズの敏感度が大きく
なりすぎ、製造上及びフオーカスレンズの制御上好まし
くなく、(2)の上限値を越えて第5レンズ群の焦点距
離が望遠端における全系の焦点距離に比べて長くなると
レンズ全長のコンパクト化が不充分となる。
条件式(3)は、条件式(2)の基で、広角端の敏感
度と望遠端の敏感度の比を適当な大きさにするためのも
のであり、条件式(3)の下限値を越えて、第5レンズ
群の移動量がズーム比及び第5レンズ群の焦点距離に比
べて小さくなると、広角端と望遠端での敏感度の比が小
さくなりすぎ、広角端でのフオーカス移動量が小さくな
りすぎ、(3)の上限値を越えて第5レンズ群の移動量
が大きくなると、広角端でのフオーカス移動量が大きく
なり、このスペースを確保するためにレンズ全長が長く
なり好ましくない。
次に、本実施例の5群構成から成るズームレンズは、
全系の広角端と望遠端における焦点距離を各々fW、fT
第iレンズ群の焦点距離をfi、広角端における該第1レ
ンズ群と第2レンズ群の合成の焦点距離をf12W、広角端
から望遠端へのズーミング時の該第3レンズ群と第4レ
ンズ群の主点間隔の変化量をΔe34、広角端における全
系の第1レンズ面から最終レンズ面までの長さをDwとす
るとき 0.05fT/fW<Δe34/Dw<0.15fT/fW …(4) −3.5<f12W/fW<−1.3 …(5) 0.05<f5/f12W<0.6 …(6) 0.35<f3/f4<2.5 …(7) なる条件式を満足させている。
特に本実施例ではレンズ系全体の小型化を図りつつ、
不必要に長いバツクフオーカスとならないようにする為
に、レンズ系全体が広角端において、あまり強い逆望遠
タイプとならないようにし、すなわち比較的弱い逆望遠
タイプとなるように各レンズ群の屈折力及び近軸配置を
設定している。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(4)は広角端のレンズ全長に対して、広角端
から望遠端への変倍の際の第3レンズ群と第4レンズ群
との主点間隔の変化量を規定するものである。条件式
(4)の上限値を越えて望遠端において第3レンズ群と
第4レンズ群との主点間隔が大きくなりすぎると、広角
端においてレンズが干渉しないようにその変倍のための
移動スペースを大きく確保する必要が生じ、その結果広
角端におけるレンズ全長が大きくなり好ましくない。
また条件式(4)の下限値を越えて望遠端において第
3レンズ群と第4レンズ群との主点間隔が小さくなりす
ぎると所望の変倍比を得つつ広角端での光学全長も短く
するために第1レンズ群及び第5レンズ群のズームスト
ロークを増大させなければならなくなり好ましくない。
条件式(5)は広角端における第1レンズ群と第2レ
ンズ群の合成焦点距離に対する第5レンズ群焦点距離と
の比を規定するものである。条件式(5)の上限値を越
えて第5レンズ群の負の屈折力が弱くなりすぎると歪曲
収差は小さくなる方向であるが、所定の変倍比を得るた
めに第4レンズ群と第5レンズ群の広角端における間隔
を広くとる必要が生じ、さらに広角端でのバツクフオー
カスも必要以上に長くなり、レンズ系全体のコンパクト
化を図るのが難しくなってくる。
又、条件式(5)の下限値を越えて第5レンズ群の負
の屈折力が強くなりすぎると糸まき型の歪曲収差が大き
くなると共にペツツバール和が負の方向に増大し、像面
特性を良好に補正することが困難となり好ましくない。
条件式(6)は広角端における全系の焦点距離に対す
る広角端における第1レンズ群と第2レンズ群の合成の
焦点距離との比を規定するものであり、主に変倍を伴う
収差変動を押えつつ、特にバツクフオーカスを最適な長
さにしてレンズ系全体のコンパクト化を図るためのもの
である。
条件式(6)の上限を越えて第1レンズ群と第2レン
ズ群の合成の負の屈折力が弱くなりすぎると、第3レン
ズ群以降のレンズ群のレンズ外径の小型化、及び絞りを
第2レンズ群よりも像面側に配置した場合、絞り径の小
型化によるレンズ鏡筒外径の縮小化には有利であれば、
必要とするバツクフオーカスを確保してレンズ系全体を
コンパクト化するのが難しく、又、第5レンズ群の負の
屈折力を強くする必要があり、この結果糸まき型の歪曲
収差が大きくなってくる。
又、条件式(6)の下限値を越えて第1レンズ群と第
2レンズ群の合成の負の屈折力が強くなりすぎるとバツ
クフオーカスが長くなりすぎてレンズ系全体が大型化
し、諸収差の変動、特に球面収差と像面湾曲の変動が大
きくなる。また必要なFナンバーを確保するための絞り
径も増大し、レンズ鏡筒外径が大きくなってくるので好
ましくない。
条件式(7)は第4レンズ群の焦点距離に対する第3
レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式
(7)の上限値を越えて第3レンズ群の正の屈折力が弱
くなりすぎると、所定の変倍比を得るための広角端にお
ける第4レンズ群と第5レンズ群の間隔を大きくとる必
要があり、レンズ系のコンパクト化を図るのが難しくな
ってくる。又、レンズ系のコンパクト性を保つために第
2レンズ群又は第5レンズ群の屈折力を強めなければな
らず、この結果、諸収差を良好に補正するのが難しくな
ってくる。
又、条件式(7)の下限値を越えて第3レンズ群の屈
折力が強くなりすぎると第3レンズ群で発生する収差、
特に球面収差が大きくなり、これを他のレンズ群でバラ
ンス良く補正することが困難となってくる。
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
折率とアツベ数である。
なお、各数値実施例と各条件式の関係は以下のとおり
である。
〔効果〕 以上説明した通り本発明によれば、コンパクトであり
ながら高い変倍比を持ち至近物体まで広い範囲にわたり
良好な光学性能を持ったリアーフオーカスズームレンズ
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明に関するズームレンズのレ
ンズ断面図、 第3図及び第4図は、それぞれ数値実施例1及び2の諸
収差図である。収差図においてA(その1)、B(その
1)、C(その1)はそれぞれ広角端、中間、望遠端の
諸収差図、又A(その2)、B(その2)、C(その
2)は物体距離3mにフオーカシングした時の広角端、中
間、望遠端の諸収差図を示す。 dはd線、gはg線、S.Cは正弦条件、ΔSはサジタル
像面、ΔMはメリデイオナル像面、yは像高である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に正の屈折力を有する第1レ
    ンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力
    を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ
    群、負の屈折力を有する第5レンズ群を有し、広角側か
    ら望遠側へのズーミングを前記第1レンズ群と第2レン
    ズ群のレンズ間隔を広げ、前記第2レンズ群と第3レン
    ズ群の間隔を狭め、前記第3レンズ群と第4レンズ群の
    間隔を広げ、前記第4レンズ群と第5レンズ群の間隔を
    狭めて行い、フオーカシングを前記第5レンズ群と少な
    くとも前記第2レンズ群か第3レンズ群を移動させて行
    い、前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記第5レンズ
    群の望遠端と広角端の敏感度をそれぞれE5T、E5W、全系
    の望遠端に於ける焦点距離をfT、広角端から望遠端への
    ズーミングを行う際の前記第5レンズ群の移動量をM
    5(但し物体側から像側へ向かう方向を正とする)、ズ
    ーム比をZとした時、 0.07<|f5|/fT<0.45 0.095<|M5|/(Z・|f5|)<0.5 なる条件式を満足することを特徴とするリアーフオーカ
    スズームレンズ。
  2. 【請求項2】広角端における全系の焦点距離をfW、第i
    群の焦点距離をfi、広角端における前記第1レンズ群と
    第2レンズ群の合成の焦点距離をf12W、広角端から望遠
    端へのズーミング時の前記第3レンズ群と第4レンズ群
    の主点間隔の変化量をΔe34、広角端における全系の第
    1レンズ面から最終レンズ面までの長さをDWとすると
    き、 0.05fT/fW<Δe34/DW<0.15fT/fW −0.35<f12W/fW<−1.3 0.05<f5/f12W<0.6 0.35<f3/f4<2.5 なる条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のリアーフオーカスズームレンズ。
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