JPH0312620A - 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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JPH0312620A
JPH0312620A JP1147594A JP14759489A JPH0312620A JP H0312620 A JPH0312620 A JP H0312620A JP 1147594 A JP1147594 A JP 1147594A JP 14759489 A JP14759489 A JP 14759489A JP H0312620 A JPH0312620 A JP H0312620A
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JP
Japan
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group
lens
positive
moved
image plane
Prior art date
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Pending
Application number
JP1147594A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hamano
博之 浜野
Kenichi Kimura
研一 木村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to US07/534,241 priority patent/US5134524A/en
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Priority to EP90110914A priority patent/EP0401862B1/en
Publication of JPH0312620A publication Critical patent/JPH0312620A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical 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
    • G02B15/144Optical 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
    • G02B15/1441Optical 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 positive
    • G02B15/144113Optical 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 positive arranged +-++

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) 本発明はリヤー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そして放送用カメラ等に
用いられる変倍比6、Fナンバー1.8程度の大口径比
で高変倍比の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
ものが種々と提案されている。
一般にリヤーフォーカス式のズームレンズは第1群を移
動させてフォーカスを行うズームレンズに比べて第1群
の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易に
なり、又近接撮影、特に極近接撮影が容易となり、更に
比較的小型軽量のレンズ群を移動させて行っているので
、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。
このようなリヤーフォーカス式のズームレンズとして例
えば特開昭63−44614号公報では物体側より順に
正の屈折力の第1群、変倍用の負の屈折力の第2群、変
倍に伴う像面変動を補正する為の負の屈折力の第3群、
そして正の屈折力の第4群の4つのレンズ群より成る所
謂4群ズームレンズにおいて、第3群を移動させてフォ
ーカスを行っている。しかしながらこのズームレンズは
第3群の移動空間を確保しなければならずレンズ全長が
増大する傾向があった。
特開昭58−136012号公報では変倍部を3つ以上
のレンズ群で構成し、このうち一部のレンズ群を移動さ
せてフォーカスを行っている。
特開昭63−247316号公報では物体側より順に正
の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の
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、第2群を移動させて変倍を行い、第4群を移動さ
せて変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。
特開昭58−160913号公報では物体側より順に正
の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の
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、第1群と第2群を移動させて変倍を行い、変倍に
伴う像面変動を第4群を移動させて行っている。そして
これらのレンズ群のうちの1つ又は2つ以上のレンズ群
を移動させてフォーカスを行ってし)る。
(発明が解決しようとする問題点) 一般にグーし人レンズにおし)てリャーフォーカス力式
を採用すると1i11述の如くレンズ系全体か小型化さ
れ又迅速なるフォーカスが可能となり、更に近接撮影か
容易となる等の特長か得られる。
しかしながら反面、フォーカスの際の収差変動が大きく
なり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般に
わたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性能を
得るのが大変難しくなってくるという問題点が生じてく
る。
特に大口径比で高変倍のズームレンズでは全変倍範囲に
わたり、又物体距離全般にわたり高い光学性能を得るの
が大変難しくなってくるという問題点が生じてくる。
本発明はリヤーフォーカス方式を採用しつつ、大口径比
化及び高変倍化な図る際、レンズ系全体の大型化を防止
しつつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、
又無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわた
り、良好なる光学性能を有した簡易な構成のリヤーフォ
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
より順に正の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、正
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、該第1群を物体側へ、該第2群を像面
側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍
に伴う像面変動を該第4群を移動させて補正すると共に
該第4群を移動させてフォーカスを行い、該第2群は負
の第21レンズ、物体側に凹面を向けた負の第22レン
ズ、そして正の第23レンズを有し、該第22レンズと
第23レンズは貼り合わされており、該第3群は正の第
31レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス状の負の
第32レンズ、そして正の第33レンズの3つのレンズ
を有し5該第4群は物体側へ凸面を向けたメニスカス状
の負の?!4ルンズ、両レンズ面が凸面の第42レンズ
、そして正の第43レンズの3つのレンズを有しており
、第i群の第j番目のレンズ面の曲率半径をRi、j、
該第4群中の正レンズと負レンズの材質のアツベ数の平
均値を各々νIVP。
v IV N、第i群の焦点距離をfi、広角端から望
遠端への変倍における該第1群と第2群の移動量を各々
V1、V2としたとき 0.70<|R23/f2|<1.05−(1)0.4
5<!R33/f3|<0.62・−(2)0.52<
 l R42/f4|<0.8O−(1)32くシIV
P−シrVN       ・−(4)0.9  <|
V1/V21  <1.5 −・・(5)なる条件を満
足することを特徴としている。
(実施例) 第1図は本発明のリヤーフォーカス式のズームレンズの
近軸屈折力配置を示す一実施例の概略図である。
図中、Iは正の屈折力の第1群、■は負の屈折力の第2
群、■は正の屈折力の第3群、■は正の屈折力の第4群
である。SPは開口絞りであり、第3群■の前方に配置
されている。
広角端から望遠端への変倍に際して矢印のように第1群
を物体側へ第2群を像面側へ移動させると共に、変倍に
伴う像面変動を第4群を移動させて補正している。
又、第4群を光軸上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している。同図に示す第4群の実線
の曲線4aと点線の曲線4bは各々無限遠物体と近距離
物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への
変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移動軌跡を示し
ている。
尚、第3群は変倍及びフォーカスの際固定である。
本実施例においては第4群を移動させて変倍に伴う像面
変動の補正を行うと共に第4群を移動させてフォーカス
を行うようにしている。特に同図の曲線4a、4bに示
すように広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ凸
状の軌跡を有するように移動させている。これにより第
3群と第4群との空間の有効利用を図りレンズ全長の短
縮化を効果的に達成している。
本実施例において、例えば望遠端において無限遠物体か
ら近距離物体へフォーカスを行う場合は同図の直線4c
に示すように第4群をnf方へ繰りすことにより行って
いる。
本実施例では従来の4群ズームレンズにおいて第1群を
繰り出してフォーカスを行う場合に比べて前述のような
リヤーフォーカス方式を採ることにより第1群のレンズ
有効径の増大化を効果的に防止している。
そして開口絞りを第3T#の直前に配置することにより
可動レンズ群による収差変動を少なくし、開口絞りより
前方のレンズ群の間隔を短くすることにより前玉レンズ
径の縮少化を容易に達成している。
そして前述の如く各レンズ群のレンズ形状及び光学的諸
室数を特定することにより全変倍範囲にわたり更に物体
距離全般にわたり良好なる光学性能を存した高変倍比の
ズームレンズを得ている。
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(1)は第2群の第22レンズの物体側の発散性
のレンズ面の曲率半径に関し、主に変倍における歪曲収
差、球面収差、そしてコマ収差等の諸収差をバランス良
く補正する為のものである。
条件式(1)の下限値を越えて発散性か強くなると広角
端において歪曲収差が増大し、これを良好に補正するの
が難しくなってくる。又条件式(1)の上限値を越えて
発散性が弱くなると望遠端において球面収差とコマ収差
をバランス良く補正するのが難しくなってくる。
条件式(2)は第3群の第32レンズの物体側の発散性
のレンズ面の曲率半径に関し、条件式(3)は第4群の
第4ルンズの像面側のレンズ面の発散性のレンズ面の曲
率半径に関し、同条件式は主に球面収差と非点収差をバ
ランス良く補正する為のものである。
条件式(2) 、 (3)の下限値を越えて発散性が強
くなりすぎると広角側における正の球面収差の発生量が
多くなりすぎ5又逆に上限値を越えて発散性が弱くなり
すぎると全変倍範囲にわたり非点収差を良好に補正する
のが難しくなってくる。
条件式(4)は第4群を構成する正レンズと負レンズの
材質のアツベ数の律均値の差を適切に設定し、主に倍率
色収差を良好に補正する為のものである。条件式(4)
を外れると全変倍範囲及び物体距離全般にわたり倍率色
収差を良好に補正するのが難しくなってくる。
条件式(5)は広角端から望遠端への変倍の際の第1群
と第2群の移動量の比に関し、主に変倍の際の収差変動
を良好に補正しつつ前玉レンズ径の小型化及びレンズ全
長の短縮化の双方をバランス良く行う為のものである。
下限値を超えて第1群の移動量が少なくなりすぎると広
角端でのレンズ全長を効果的に短くすることが難しくな
り、又上限値を越えて第1群の移動量が多くなりすぎる
と中間から望遠端へのズーム範囲で軸外光束を確保する
為の前玉レンズ径が増大してくるので良くない。
次に本発明の数値実施例を示す。数菫実施例においてR
i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vi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。
又表−1に各数値実施例における各条件式との関係を示
す。尚、R24,R25はフェースプレート等のガラス
材である。
数値実施例 I F−1,0〜5.56 RI−9,447 R2−3,605 R3−−11,938 It 4− 3.02O R5m11.863 R6−3,946 R7−0,764 R8!l−0,901 R9−1,304 RIO−−4,800 口ll−絞り Ri2− 4.263 Ri3− −1.916 R14−−1,364 R5−−2,768 Ri6−  1.554 Ri7−  2.798 1(18−3,841 Ri9− 1.659 R20−5,694 FNo−1: 1.8〜2.4   2(cl −49
,1’〜9.4゜01寓 0.139  N  1−1
.8051B  ν l−25,402−0,526N
 21−1.51613シ2−64.ID 3真 0.
02+ D  4− 0.354 8 3−1.65844  
ν 3−50.9D5・可変 D 6−0.086  N 4−1.83400ν 4
−37.207〜0.257 D 8−0.086  N 5−1.51823 v 
5−59.OD 9= 0.247  N 6−1.8
4666 v  6−23.9DIO−可変 D!I−0,13 D 2−0.3087−1.69680 v  7−5
5.5D 3−0.061 D  4− 0.086   N  8−1.8051
8  ν 8−25.405−0.016 018− 0.204  8 9−1.51633  
v  9=64.1017−可変 018−0.088  N10−1.84866シIn
−23,9019−0,0711 020−0,268N11−1.80311  シ11
−60.721− 22− 23− 24− 25− −2,067 1,866 数値実施例 2 F−1,0〜5.56 Rl−9,350 R2−3,616 R3−−11,787 R4−3,011 85−11,186 R6−3,l166 021− 0.016 D22−0.258  N+2−1.51633  シ
12−64.1023− 0.537 D24−0.645  N+3−1.5+633  シ
13−64.1FNc)al:1.8〜2.4 D  I−0,139N D 2−0.526   N D 3電 0.021 D  4− 0.354 D5・可変 D 6= 0.086 84−1.83400 v  
4−37.22ω鴫49.1°〜9.4゜ ト弓、805+8  ν ]−]25.42−1.5+
633 ν 2譚64.1N  3=1.85844 
 v  3−50.9R7− +18−  9− DIO− 11− 12− 1113〜 I4− I5− I6− 17− 118− 1119− 20− 21− 22− 23− ロ24− 25− 0.772 −0.909 1.309 −5.468 絞り 4.106 −1.894 −1.:160 −2.814 1.578 2.884 3.806 +、644 5.784 −2.107 1.982 D  7− 0.258 D  B−0,086N  5〜1.518350 9
− 0.247   N  6−1.84666DIO
L1可変 Dll−0,14 012−0,311N  7諺1.71299013〜
0.075 014−0.088  N 8−1.84666D15
−0.016 016− 0.204   N  9−1.51633
DI7−可変 DI8−0.086  N10−1.80518019
−0.078 020−0.268  Nl’l−1,6229902
1−0,016 022−0,258N+2−1.51633023−0
.537 D24−0.645  N13−1.5+833ν 5
−60.3 ν 5−23.9 7〜53.8 8−2:1.9 9−64 、1 シ10−25.4 シll−58.1 v 12”64.1 シ13−64.1 数値実施例 3 F禽1.0〜5.57 RI−10,544 R2−3,9+2 R3−−14,433 84−3,148 R5−9,833 R6−3,985 R7−0,779 R8−−0,949 89−1,329 8IO−−4,089 旧】奪 絞り 旧2幽   4.858 FNo−1:1.8〜2.4 D  I−0,150N D  2− 0.521i   N D  3− 0.021 D  4− 0.l[i5   N D5・可変 D 6−0.086  N D 7−0.278 D 8−0.086  N D 9−0.268  N DIO−可変 Dll−0,12 012−0,3338 2ω−49,1’〜9.4゜ 1−1.805+8  ν l−25,42−1,51
633ν 2−64.1 3−1.71999 −504 4−1.83400 4−37.2 5−1.51742 6−1.84666 5−52.4 8−23.9 7−1.69680 7−55.5 13− Rl 4− 15− 16− 17− 1(18讃 I9− 20− 21− 22− 23− 24− 25− −1,710 −1,:168 3、+29 1.603 3.124 3.212 1.607 5.453 −2.315 2.028 DI3− 0.062 DI4− 0.086 DI5− 0.016 016− 0.204 017−可変 DI8− 0.086 019〜0.078 020− 0.2[18 021−0,0+6 D22・ 0.258 D23− 0.537 024− 0.845 N  8−1.80518 9−1.51633 NIO−1,84666 N11−1.60311 N12−1.51633 N13−1.51833 8−25.4 9−64 、1 シ10−23.9 シ11−60.7 シ12−64.1 シ13−64.1 表−1 (発明の効果) 本発明によれば館述の如く4つのレンズ群の屈折力、レ
ンズ形状及び変倍における第1群と第2群と第4群の移
動条件を設定すると共にフォーカスの際に第4群を移動
させるレンズ構成を採ることにより、レンズ系全体の小
型化を図りつつ変倍比6程と全変倍範囲にわたり良好な
る収差補正を達成しつつ、かつフォーカスの際の収差変
動の少ない高い光学性能を有したFナンバー1.8と大
口径比の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概略
図、第2図は本発明の数値実施例1のレンズ断面図、第
3図〜第5図は本発明の数値実施例1〜3の諸収差図で
ある。収差図において(A)は広角端、(B)は中間、
(C)は望遠端のズーム位置での収差図である。 第1.第2図においてI、 II、 III、 rVは
順に第1.第2.第3.第4群、dはd線、gはg線、
ΔMはメリディオナル像面、ΔSはサジタル像面、SP
は開口絞りである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)物体側より順に正の屈折力の第1群、負の屈折力
    の第2群、正の屈折力の第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、該第1群を物体側へ、該
    第2群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍
    を行い、変倍に伴う像面変動を該第4群を移動させて補
    正すると共に該第4群を移動させてフォーカスを行い、
    該第2群は負の第21レンズ、物体側に凹面を向けた負
    の第22レンズ、そして正の第23レンズを有し、該第
    22レンズと第23レンズは貼り合わされており、該第
    3群は正の第31レンズ、像面側に凸面を向けたメニス
    カス状の負の第32レンズ、そして正の第33レンズの
    3つのレンズを有し、該第4群は物体側へ凸面を向けた
    メニスカス状の負の第41レンズ、両レンズ面が凸面の
    第42レンズ、そして正の第43レンズの3つのレンズ
    を有しており、第i群の第j番目のレンズ面の曲率半径
    をRi、j、該第4群中の正レンズと負レンズの材質の
    アッベ数の平均値を各々νIVP、νIVN、第i群の焦点
    距離をfi、広角端から望遠端への変倍における該第1
    群と第2群の移動量を各々V_1、V_2としたとき 0.70<|R23/f2|<1.05 0.45<|R33/f3|<0.62 0.52<|R42/f4|<0.80 32<νIVP−νIVN 0.9<|V1/V2|<1.5 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。
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