JPH02136812A - 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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JPH02136812A
JPH02136812A JP63291463A JP29146388A JPH02136812A JP H02136812 A JPH02136812 A JP H02136812A JP 63291463 A JP63291463 A JP 63291463A JP 29146388 A JP29146388 A JP 29146388A JP H02136812 A JPH02136812 A JP H02136812A
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    • G02B15/1445Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative
    • G02B15/144511Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative arranged -+-+

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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) 本発明はりャ〜フォーカス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に用いられる広画角を
含むズームレンズに好適な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) 従来より写食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
ものが種々と例えば特開昭58−136012号公報や
特開昭58−178317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軽量のレンズ群
を移動させているので、レンズ群の駆動力が小さくてす
み迅速な焦点合わせが出来る等の特長がある。
しかしながらズームレンズにおいて変倍用レンズ群より
も後方のレンズ群を移動させてフォーカスを行うリヤー
フォーカス式を採用すると例えば同一物体距離に対して
もズーム位置の違い、即ち焦点距離の違いによってフォ
ーカスレンズ群の繰り出し量が異なり、その繰り出し量
が2次曲線的若しくは不連続的に変化してくる場合があ
る。
これに対して特開昭58−202416号公報では、正
の屈折力のレンズ群が先行する全体として5つのレンズ
群より成し、これら5つのレンズ群を移動させて変倍を
行う、ポジティブ型のズームレンズに右いて、第3群〜
第5群を一体的に移動させてフォーカスを行うリヤーフ
ォーカス式のズームレンズを提案している。そしてこの
とき各レンズ群の屈折力を適切に設定することにより同
一物体距離に対する第3群〜第5群の綬出量を焦点距離
によらず略一定にしている。
しかしながら同公報のズームレンズはポジティブ型であ
る為、広画角のズームレンズに適用した場合、レンズ全
長が増大し、又前玉レンズ径も増大してくる等の問題点
があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はリヤーフォーカス方式を採用した4つのレンズ
群を有するズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力
及び変倍に伴う移動条件等を適切に設定することにより
高画角化を容易に行い、更に高画角化を図る際の第1群
の有効径の増大化を防止しつつ、広角端から望遠端への
全変倍範囲にわたって同一物体距離に対するフォーカス
用レンズ群の移動量が略一定となるようにし、フォーカ
ス用レンズ群の機械的制御を容易にした、特に広画角を
含むズームレンズに好適な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) 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、負の屈折力の第3群そして正の屈折力の第4群の4
つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を、該
第1群と第2群の間隔、該第2群と該第3群の間隔、そ
して該第3群と第4群の間隔を各々変化させて行い、無
限遠物体から近距離物体へのフォーカスを該第2群と第
3群を像面側へ移動させることにより行い、該第2群と
第3群の合成の結像倍率をβFとするとき、広角端から
望遠端への全変倍範囲において 1βF + > 1     −−−−−−−−−・−
−−−−−−−(1)なる条件を満足することである。
(実施例) 第1図、第2図、第3図は各々後述する本発明の数値実
施例1,2.3の近軸屈折力配置を示す概略図、第4.
第5図、第6図は順に後述する本発明の数値実施例1,
2.3のレンズ断面図を示している。図中(A)は広角
端、(B)は望遠端を示す。
又、工は負の屈折力の第1群、■は正の屈折力の第2群
、■は負の屈折力の第3群、■は正の屈折力の第4群、
spは絞りである。
実線の矢印は広角端から望遠端へと変倍をする際の各レ
ンズ群の移動軌跡を示している。又、点線は至近物体に
フォーカスするときの第2群と第3群の位置を示してい
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
群を像面側に凸状の軌跡を有するように像面側へ移動さ
せると共に第2〜第4群を物体側に各レンズ群間隔が変
化するように各々異った速度で移動させている。このよ
うに第1〜第4群を移動させることにより望遠側におけ
るレンズ全長の短縮化を図りつつ、絞り径及びレンズ外
径の縮少化を図フでいる。
又、第2群と第3群より成るフォーカス用レンズ群を光
釉上、一体的に移動させてフォーカスを行い、フォーカ
ス敏感度、即ちフォーカス用レンズ群の移動量に対する
ピント移動量の比が比較的大きくなるような近軸屈折力
配置としている。そして至近物体へのフォーカスの際の
縁り込み量を少なくすることにより迅速なるフォーカス
を可能としている。
即ち、一般には同一物体距離に対するデフォーカス量は
焦点距離の2乗に比例して増大する。その為、本実施例
では焦点距離によらずフォーカス用レンズ群の繰り出し
量を略一定にする為にフォーカス用レンズ群の!iI!
1感度をズーム比の2乗に比例して増大するように各レ
ンズ群を設定している。
これにより例えば第2群と第3群とを一体化してフォー
カスを行い、同一・物体距離に対する繰り出し樋を焦点
距離によらず略−・定となるようにし、レンズ′m筒構
造の簡素化を図っている。
尚、本実施例において第2群と第3群とを独立に異った
速度で移動させてフォーカスを行っても良い。これによ
ればフォーカスの際の収差変動をより少なくすることが
できる。
次に本実施例におけるズームレンズのフォーカス用レン
ズ群の近軸的な光学性質について示す。
今、フォーカス用レンズ群の結像倍率をβF、フォーカ
ス用レンズ群よりも像面側に配置されているレンズ群(
以下「後方レンズ群−1という6)の結像倍率をフォー
カスβN、フォーカス用レンズ群の敏感度をESとする
と ES= (1−βp2)βN 2−” ・−(a)とな
る。(a)式より明らかなように広角端から望遠端への
変倍に際し、1βF1=1なる変倍位置が右左すると、
この変倍位置ではES=0となり、フォーカスができな
くなってくる。従って結像倍率βFは変倍中常に1βF
l≠1でなければならない。
般に第1群の焦点距離をflとすると全系の焦点距蘭f
打 f=f1.βF、βN     ・・・・・・(b)と
なる。今1βF1く1となるように設定した場合には、
広画角用の所望の焦点距離を得る為には第1群の屈折力
を弱めるか、後方レンズ群の結像倍率βNを大きくする
必要がある。111者の場合は面上レンズ径が増大し、
又後者の場合は後方レンズ群の屈折力を弱く1ノなけれ
ばならず、所望の変倍比を得る為に変倍用レンズ群の移
動量が増大し、1メンズ全長が増大してくるので良くな
い。更にこのような近軸屈折力配置は収差補正あまり好
ま1ノ〈ない。この為、本実施例では条件式(1)の如
く1βF1〉1どなるように第2.第3群の屈折力及び
変倍の際の移動条件を適切に設定し、これにより所定の
変倍比を効果的に得つつ、フォーカス用レンズ群の移動
量を一定に維持している。
本発明の目的とするリヤーフォーカス式のズームレンズ
は以上の諸条件を満足させることにより達成されるが、
更にレンズ系全体の小型化を図りつつ変倍に伴う収差変
動を少なく1ノつつ、全変倍範囲にわたり高い光学刊能
を得るには次の諸条件を満足させるのが良い。前記第1
群、第2群干1./千第3群の焦点距離を各々f1、f
2゜f3、−望遠+4における全系の焦点距離をfTと
したとき0.4<  fl  /fT<0.6 Bt<o)・・・・・・(2) 0゜3<  f2/fT  <0.5  ・・・・・・
(3)0.35<l f31/fT<0..75(f3
<0)  ・・・ ・・・ (4ンなる条件を満足する
ことである。
条件式(2)は望遠端における全系の焦点距離に対する
第1群の焦点距離を規定するものである。
条(’1式(2)のド限を越えて第1群の屈折力が強く
なり[きると前玉レンズ径のコンパクト化には数的に打
利な方向ではあるか、広角端におけるJ゛曲収差の補正
か[+J難となり、又変(9の際の球面収差の変動か大
きくなる。又、良好な収λを維持する為に1.メンズ枚
数を増やす必要か’t−じ、第1群の屈Ii力を強くし
たにもかかわらす′5 レンズ外径が増大1,7、さら
にコストの面からも好ま1−〕〈ない。
条イ″1式(2)のト限値なJ!大で第1肝の屈折力が
弱くなりすぎると、広角端において輔J)1光束を確保
するために前玉レンズ径が増大しrしまう。
又、所定のt4Δ比を(:#るための第2R丁、及び第
4群の移動’itか増加し、レンズ全長か119人1ツ
てしまい、さらに本発明の様なりアノ4−カス方式を採
用したとき、フォーカス敏感度か小さくなってしす一゛
・ 7.ヤー゛なス用1.・ンズ群の経用mがン廂1.
74望遠端におけるレンズ全長が増大したり、あるいは
フォーカス用レンズ群を縁り出すためのトルクか増加し
てくるので好ましくない。
条件式(3)は望遠端における全系の焦点距離に対する
第2群の焦点距離を規定するものである。
条件式(3)の下限値を越えて、第2群の屈折力が強く
なりすぎると、変倍の際の第2群の移動量が減少するた
めレンズ全長が短かくなり、又、第2群でより軸上光束
を収斂させるために第2群より像側にある絞り径を小さ
くすることができ、レンズ外径の縮少には有利であるが
、第2群で発生する球面収差の変動が大きくなり、これ
を他のレンズ群で打ち消すことが困難となる。
条件式(3)の上限値を越えて第2群の屈折力が剥くな
りすぎると収差補正上は良い方向であるが、第2群と第
3群の間にある絞り径が増大し、レンズ外径の増大にも
つながり、さらに所望の変倍比な得るための第2群の移
動量が増加するためにレンズ全長が長くなってしまうの
で良くない。
条件式(4)は望遠端における全系の焦点距離に対する
第3群の焦点距離を規定するものである。
条件式(4)の下限値を超えて第3群の屈折力が強くな
りすぎると、望遠端におけるレンズ全長は短かくなる方
向であるが、コマ収差の補正が困難となる。又収差補正
のためにレンズ枚数を増加させるとフォーカス用レンズ
群の重量が増加することになり、フォーカス用レンズ群
を縁り出すためのトルクが増大し好ましくない。
条件式(4)の上限値を越えて第3群の屈折力が弱くな
りすぎると、これに伴って第4群の屈折力も弱くする必
要が生じ、所定のバックフォーカスを得ることが困難と
なってくる。
又、本発明において同一物体距離に対する第2群と第3
群のフォーカスの際の移動量が効果的に全変倍範囲にわ
たり略一定となるようにし、レンズ鏡筒の簡素化を図る
には次に諸条件を満足させるのか良い。
即ち、第2群と第3群(フォーカス用レンズ群)の合成
の広角端と望遠端における結像倍率を各々βFW、βF
T、望遠端における第3群と第4群の空気間隔をD3T
とするとき l/βFT2   <   0.25        
      ・・自・・(5)l/βFT2−1 /β
Fit21  <  0.05 −・自−(6)0.0
5 < D3T/fT <  0.15   −・・・
・・(7)なる条件を満足させることである。
条件式(5)は望遠端におけるフォーカス用レンズ群の
結像倍率、即ち第2群と第3群の合成の結像倍率に関す
るものである。特にフォーカス用レンズ群の望遠端にお
ける敏感度を適当な大きさにするための条件式でる。条
件式(5)を越えて望遠端におけるフォーカス用レンズ
群の結像倍率の絶対値が小さくなると、フォーカス敏感
後が小さくなり、至近物体へ合焦する際の繰出量が増加
し、このため第3群と第4群の間隔を大きくとる必要が
生じ望遠端におけるレンズ全長が長くなってしまうので
良くない。
条件式(6)は望遠端におけるフォーカス用レンズ群の
結像倍率を2乗したものの逆数と広角端に右けるフォー
カス用レンズ群の結像倍率を2乗したものの逆数の差の
絶対値をとったものであり、これは同一物体距離に対す
るフォーカス用レンズ群の繰出量を変倍中はぼ一定に保
つための条件式である。条件式(6)を越えると同一物
体距離に対する繰出量が広角端と望遠端とで大きく変化
してしまい、そのためレンズ鏡筒構造が複雑になり好ま
しくない。
条件式(7)は望遠端においてフォーカスのためのスペ
ースを十分確保するためのものであり、上限値を越える
とフォーカスのためのスペースは十分であるが、レンズ
全長が長くなり好ましくない。又下限値を越えるとフォ
ーカスの為のスペースが少なくなり、至近物体に焦点合
わせをしたとき、第3群と第4群が機構的に干渉してく
るので良くない。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
3は物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、D
i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。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向に11軸
、光の進行方向を正とlノRを近軸曲率T′径、A、B
、C,D、Eを各々非球面係数としたとき +  Dll’+  Eil” なる式で表わしている。
又、重連の各条件式と数値実施例における諸数値との関
係を表−1に示す。
数値実施例1 F −29〜776 1(1・ 59L115 1(2・−5!J9.85 1(3・  1746 1(1・  24.59 It  5m−:112.15 1(6・ 非球面 It 7−  :14.21 R8=  60.48 1+ 9− 38.03 INO−20,1i8 1111−−69.49 1(12・ :l :l 、 04 1(13・−2842,29 1(目・ 5621 旧5− 絞り RI Ii〜−7610 107〜 −3270 11I 8−5ξi6 、05 R19・−52,82 FNo−1+3.5 〜45 2ω−724° 〜310 D !・ :10 D  ?  0.15 03菖 1.5 D 4・ 8.0 D 5・ 1,5 0 6− 2.O D  7− 3.4 D8−   fl I D  9− 1.5 DIO−5,[1 Dll−0,15 Nl2・ 3.5 Nl3譚 1.5 Nl4−   n2 Nl5・ !、5 [116−3,0 Nl7− 1.3 DIO・ 1.5 Nl9− 1.5 Nl−1,5955177I−39,2N  2−1.
77250  ν 2−49.6N 3・1.7+29
9  υ 3−!i:1.8N 4・1.84656 
 υ 4−23 9N  5−1.83400  ν 
5−117.2N  6J、65160 7I 6−5
11 5N  71.65160  ν 7−1511
.5N 8−1.76182 ν 8−26.5N 9
・1.78472  ν 9−25.7NIO−1,5
16:13  v 10−64.1N11・1.603
11  シll−60.7R21) − 1+ 21− R2:l − R24繻 R2[1− 119,66 191i、69 157.5+ 52゜25 − ’、+ 6 、 l 0 D 24− Nl2−1.50311  シ12−60.7NI3J
、50311  v 13・60.7NI4・1.84
61i5フツ14・23.9)1球面係数 R−34,114 −O C−1,930x 10−” D  −−9,o36  x 10−’数値実施例2 F −29〜77.6 RI=−J1球血 R2−27,76 1り、(・  51寸 10 1(4・  :12.95 R5−54,fl8 1((I・−293,79 117・ −5:1.50 It  ll−7158 R!l=   fio、32 1(10・ 556.49 旧+j+84.[i:I− 旧2− 29.55 旧コー108.34 1(14・  68.011 1(15・ 1196.00 旧1i−:11i、l+t Nl7− 444.59 旧14・ 較り 旧9・−466,27 FNo−1:、j、5  2ω−73,4°〜310〜
4.5 D  I=  2.ON  !−1,1+34(1(l
  v  I−+37.2D 2・ 65 D  3−  L、6    N  2−f、8340
0  v   Z・、E7.2D 4・ 2.5 D  5− 5.0      N  3−1.805
18   v   :1−25.40 6− 2.8 D 7− 1.5   N 4−1.88:100  
v  4・40.8D 8へ 2.5 D 9−3.!   N 5−1.80518  v 
 5−25.4DIO−Q+ DIl−it   N G−1,84665νh −2
:] 、 9D!2−5.0   N 7J、65]6
0  v  7−511.6DI3=  0.15 014− 2.8    N  8−1.60:Ill
  v  8−60.7015− 0.15 DIO−3,2N q−1,fioall シ9−1i
0.7DI7・  !2 018− 1.5 DI!l−2,5N10−1.71147’、! vI
O−25,7R20・ −44,66 821−1006,73 R22・ −57,88 823−32,63 R24・−190,29 825・ −28,01 826・ +3:1.06 R27−−70,59 828・ −29,22 R29〜 −74,89 [126− 非球面係数 R・54.616 A口O C−−1,469X 1O−9 E・ 0 N11−1.51633 Xl2−1.503]] N13−1.60311 N14−1.80311 N15−1.84666 v II=64.1 υ12−60.7 シ13−60.7 シ 14−60.7 シ15−2:1.9 B  −3,475xlO−6 D  −2,958xlO−12 数値実施例3 F−29〜776 1)1・ 非球面 1(2・ 28.58 R3−87,84 R4−39,42 1(5・ 82.11 1(6・−243,99 87−−53,17 ft 8− 71.55 n 9− 66.02 1(10・1148.2O R1+−73,58 Rl 2− 26 、70 B+3−101.05 RI 4− 55 、82 RI5− 353.41 8I6− 32.03 R17〜1353.97 RI8− 絞り r119冥−256,19 FNoi:3.5 〜4 D  I−2,O D  2− 6.5 D  3− 1.6 04−2.5 05〜5.O D  6− 2.8 0 7− 1.5 D  8− 2.5 0 9− 3.1 DIO−I1、I Dll−1,1 012・ 4.8 013− 0.15 DI4− 2.5 DI5− 0.15 DI6− 3.5 017−   +22 018− 1.5 I)19− 3.0 2ω− 73,4゜ 〜31’ N  I−1,83400ν l−37,22−1,8
3400 2−37,2 3−1,80518 3−25,4 4−1,88300 4−40,8 5−1,80518 5−25,4 N  6−1.84666  ν 6−23.98 7
−1.62299  υ 7−58.28馬60.7 9−1.60311 9−60.7 l0−1 シ10−25 1120・ −33,41 R2!−+52.53 822− −56.28 R23−28,0:1 1i124・−193,22 R25=  −23,9O R26〜 +02.+9 R27・ −74,84 1(28・ −28,18 1(29〜 −8544 D20・ 21m D22・ D25・ 026・ D27・ 1.1 1.3 1.1 Nll−1,5+633  シll−64.1N12−
1.65160  シ12−58.6N]3−1.60
311 シI:]−60.7 N14向1.60311 ν14・60.7 N15−1.84666 シ15−23 (表 非球面係数 F)〜58.755 A 〜  O C−−1,049x ε −0 10−’ B  −2,957Xl0−6 0 −  2.281  XIO伺2 (発明の効果) 本発明によれば所定の屈折力と移動軌跡をイJ−する4
つのレンズ群より成るズームレンズにおいてフす−カス
の際、前述の如く第2群と第3群から成るフォーカス用
レンズ4Tを移動させることにより、広角端から望遠端
に至る全変倍範囲にわたり、同一物体距離に対するフォ
ーカス用レンズ群の移動II、か略等しくなるようにし
、レンズ鏡筒の簡素化及びレンズ全長の短縮化を図った
高い光学+′l−能をイ1した広画角を含むリヤーフォ
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】
2B 1.第2.第3図は本発明の数値実施例1゜2.
3の近情屈折力配置図、第4図、第5図。 第6図は本発明の数値実施例1,2.3は近軸圧111
力配置図、第7図、第8図、第9図は本発明の数値実施
例1.2.3の無限遠物体のときの収差図である。 収A′図において(A) 、 (B) 、 (f’:)
は各々広角端、中間、望遠端における収差である。 図中、I、H,m、IVは順に第1.第2゜第3.第4
群、dはd線、gはg線、ΔSはサジタル像面、ΔMは
メリディオナル像面である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (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、負の屈折力の第3群そして正の屈折力の第4
    群の4つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍
    を、該第1群と第2群の間隔、該第2群と該第3群の間
    隔、そして該第3群と第4群の間隔を各々変化させて行
    い、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを該第2
    群と第3群を像面側へ移動させることにより行い、該第
    2群と第3群の合成の結像倍率をβFとするとき、広角
    端から望遠端への全変倍範囲において|βF|>1 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)前記第1群、第2群そして第3群の焦点距離を各
    々f1、f2、f3、望遠端における全系の焦点距離を
    fTとしたとき 0.4<|f1|/fT<0.6 (f1<0) 0.3<f2/fT<0.5 0.35<|f3|/fT<0.75 (f3<0) なる条件を満足する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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