JPH0442115A - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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JPH0442115A
JPH0442115A JP2148599A JP14859990A JPH0442115A JP H0442115 A JPH0442115 A JP H0442115A JP 2148599 A JP2148599 A JP 2148599A JP 14859990 A JP14859990 A JP 14859990A JP H0442115 A JPH0442115 A JP H0442115A
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lens
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object side
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伸一 三原
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    • G02OPTICS
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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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、リアーフォーカス(インナーフォーカス)方
式を用いたズームレンズに関するものである。
[従来の技術] 従来のズームレンズのフォーカシングは、前群を光軸に
沿って移動させることにより行なわれている。それはズ
ームレンズの変倍作用のあるレンズ群よりも像側のレン
ズ群をフォーカシングのために移動させると、焦点距離
によって物体距離とフォーカシングレンズの移動量が異
なる。そのために距離目盛を印すことが出来ず、又変倍
中にピントがずれたりする等の問題がある。
しかし最近、スチールカメラやビデオカメラには、はと
んどオートフォーカス機構が搭載されている。そのため
合焦検出機構としていわゆるTTL方式を用いたり、あ
るいはズーム焦点距離エンコーダーやレンズデーターの
入ったROMと演算機構側@機構等からなるオートフォ
ーカスシステムを用いれば上記リアーフす一カス(イン
ナーフォーカス)を用いる場合の問題点は解消される。
またレンズ系の前群は、一般に大きくて重いので、必然
的に合焦動作がぁそくなるが又は駆動系のパワーを大き
くしなければならず消費電力が増大するかの問題がある
。そのため小型軽量である後群あるいは中間群を動かす
リヤーフォーカス(インナーフォーカス)方式を用いる
方がオートフオー力又カメラにとってはメリットが大き
い。
したがってレンズ系としてもリアフォーカスの方式を採
用したものやリアーフォーカスに適したレンズ構成が多
く提案されているが、機構的な面から極力単純なものが
望まれている。
ズームレンズの従来例のなかで、変倍とフォーカシング
を合わせて可動群が僅か二つのみである例として、特開
昭62−17891.7号や特開昭63−29718号
がある。これら従来例は、物体側から順に、正の屈折力
を持つ第1群と、負の屈折力を持ち変倍作用を有する第
2群と、正の屈折力の第3群と、正の屈折力を持ら変倍
による像位置の変動を補正するためとフォーカシングの
ために可動である第4群とからなる。この従来例は、第
4群の結像倍率が1より小さいので近距離被写体にフォ
ーカスする時は第41!!$を被写体側に繰り出すよう
にしでいる。
ズームレンズの中には、第3群と第4群との間隔が必然
的に大になるものがあるが、近年、レンズ系のコンパク
ト化の傾向があり、そのために群間隔を極力小にするこ
とが望まれている。また第4群での近軸光線高は高いの
で、Fナンバーが小さく明るいレンズ系では偏芯の影響
を強く受けやすく、製作上の困難性が生じやすい、特に
搬像素子の縮小化に伴い精度上の厳しさや一層要求され
る点をも考慮すると、第4群によるリアフォーカスは好
ましくない。又この従来例における第4群の役割をその
まま第3群に移しても同じ理由から好ましくない。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、ズームレンズにリアフォーカスを導入する際
にフォーカシングのために無駄なスベスを設ける必要が
なくかつ偏芯の影響の少ない構成にしたズームレンズを
提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明のズームレンズは、物体側から順に正の屈折力を
有する第1群と、負の屈折力を有する第2群と、正の屈
折力を有する第3群と、第4群とから構成され、前記第
2群と第3群とがズーミングの際に可動で、第2群が下
記の条件(1)を満足し又この第2F:#を物体側へ繰
り出すことによって近距離物体へ合焦することを特徴と
するものである。
fil    lβド1 〈0.95 ただしBn工は望遠端無限遠物声合焦時の第2群の倍率
である。
上記のように本発明のズームレンズは、ズーミングのた
めに第2群、第3群が可動であるレンズ系で、可動群の
一つである第2群を光軸に沿って動かすこと(こよるリ
アーフォーカスを採用した。
このようにすることによりf倍のために可動であるスペ
ースをII用して)オーカシングを行なうようにした。
このように第2gによりフォーカシングを行なう場合、
望遠端における移動量は、広角端における移動量に比べ
て、ズーム比の2乗倍の桁違いに大きい、しかし第1群
と第2群の間隔は、全系の焦点距離が長(なるにつれて
大になる。つまり無限遠物点から近距離物点へ合焦する
場合に第2群を物体側へ(第1群側へ)繰り出すように
すれば、フォーカシングのための余分なスペースは不要
になる。ところでより近距離の物点に合焦する場合、フ
ォーカス群を物体側へ繰り出すようにするためには、フ
ォーカス群の倍率が1未満であればよい。
第2群の像倍率が最も大きくなるのは望遠端の時である
ので、望遠端で無限遠物点合焦時の像倍率β0アを規定
すればよく、β。工が前記の条件il+を満足すること
が望ましい。
βド1>0.95で1近辺では、第2群(フォーカス群
)の移動方向がうまく定まらず、1よりも十分大きいと
移動方向が逆になり第3群と干渉しやすくなる。又広角
端と移動方向が逆になり中間の任意の焦点距離で移動方
向の定まらないところが出る等の不都合が生ずる。
上記の条件(1)を満足すると第2群をスペースの十分
ある物体側へ繰り出すことが出来る。しかし収差変動が
問題になることがあり、特に望遠端付近で顕著である。
望遠端の焦点距離に対し第2群の焦点距離が極端に短い
と球面収差やコマ収差の変動が大きくなりやすいので好
ましくない。そしてこの第2群の焦点距離が次の条件(
2)を満足することが望ましい。
(2)  0−15  <Ifml/fy  <0.5
ただしfffは第2群の焦点距離、f7は望遠端におけ
る全系の焦点距離である。
条件(2)の下限を越えるとフォーカシングによる球面
収差やコマ収差の変動が大きくなりやすい1条件(2)
の上限を越えると第2群の倍率をズーム全域で1未満に
保ちにくくなり、全長や前玉径が太き(なりやすい。
[実施例] 次に本発明のズームレンズの各実施例を示す。
実施例1 f=9.263〜26,218.  F/2.72ω=
48.8’〜18.2’ r  = 20.6250 d、= 1.5000 r2二15.8200 dz=0.430Q rx= 17.4930 dx=4.8000 r4=■ d4=D、(可変) r、= 119.7480 ds=0.900Q ra”8.0570 da=2.400Q rt=−21,(1120 d7= 0.9000 rs=25.9270 d8=Dz(可変) r9= 17.3500 d、= 2.000O rlo  ” ■ d、、= D□(可変) n  = 1.84666 11、= 1.69680 nx= 1.69680 n4= 1.69680 Q、= 1.84666 =23 ν□= 55.52 ν、=55.52 ν、=55.52 νs”23.78 r、、  :00 (絞り) d、、=1.5(100 r1□ = 10.7720 d、、= 4.6000 口、= 1.74950 ν、=35.27 r、3 =−16−5440 d13”0.210O r、、  ニー11.3480 d、4= t、ooo。
r+s  =11.3480 d、、= 2.620O r、−= 43.0900 d、、= 3.200O r、−=−12,1820 d1□: o、1500 r、、  = 43.5920 d、8= 2.200O r、、  =−56,1520 d+s=4.950O r20 :oO d2.= 7.9000 11、= 1.84666 シ、=23.78 Q、= 1.69680 ν、= 55.52 ns= 1.69680 シ、=55−52 nlo  = 1.51633   v+o= 64.
15m2+:00 d2.= 1.2000 r22 : oo d2□= 5.1000 r2.:(Xi d、、= 0.900口 「、4 ::00 da4” 0.7(100 「25  二 〇〇 dzs=0.3100 r26  =o。
dz6=0.6000 r27  : oO f     9.263 D、     0.600 D、     0.930 D、    13.760 D+−”0.493  。
βn□  =0.617  。
実施例2 1l n1鴫 = 1.51633 = 1.54771 = 1.51633 = 1.41’1749 15.192 7.250 6.570 D、T= 12.564 ful/f、= 0.248 26.218 13.190 o、ao。
=64 シ1□=62 シ、、=64 4ニア0 f  = 9.259 〜26,147  。
F/2.7 2 ω=48.8’  〜18.26 r 、= 58.7060 d、=1.6000 n、= 1.84666 rz= 32.7940 d2= 0.0800 r 3” 34.0170 d、= 3.6000 n2= 1.60311 r4= −296,6310 d、= 0.150[) rs ;27.3950 d5= 2.9000 rs = 126.2960 d、=D、(可変) 「ア=94.2810 d、= 0.9000 rs=9.3580 d8= 2.5000 r9=−13,1840 d、= 0.9000   1s= 1.74320f
i3= 1.69680 n、= 1.83400 シ、=23.78 シ2=60.70 ν3=55.52 シイ:3フ、16 シ5=49.31 r 1o  = 13.1840 d、。= 2.2000 rll =〜93.3350 d+1=O*(可変) rll  = 47.8790 d、、= 1.6000    jl、= 1.834
0Or、、  =−98,2020 d+x=Dz(可変) r14=■(絞り) d、、= 1.6[100 rls  =13.8640 d、、== 2.8000 rlm  =−68,4970 d、、= 0.4600 r+7 =−13,71300 d l−= 6.0[10(] rla  ”20.9170 d、、= 0.3800 r+t+  =54.9350 d、、=2.800On、、=1.69680n、= 
1.84666 na= 1.70154 n ! = 1 、80518 ν、=23.78 シ、=37.16 シ、= 41.21 ν、=25.43 ν、。= 55.52 rzo  ”−14,9350 d20二0.150O r、、  =31.2930 (L、”2.5000 r2z  =−31,2930 d2□= 23.1500 rzff = ■ d2.= 1.000O r24 = (3) d24=4.8000 (”2.=o。
d2.= 1.0000 r2s  :  00 d2.= 0.7000 r2t=o。
d、、= 0.3100 r28 =o。
d、、= 0.6000 r2.=o。
f     9.259 n、2 ” 1.51633 1.54771 n、、  = 1.51633 ’Is  : 1.48749 、=55.52 シ1□=64.15 シ、、=62.83 シ、4= 64.15 シ、、=70.20 15.633 26.147 D、     1.(1008,30&   !:1.
857D2   0.640   1.960   0
.600D3  14.11?    5.491  
  1.300D、、  =0.820  、   D
、、=12.274βnyl  = 0.845  、
  1fnl/fT= 0.308実施例3 f= 10.311〜26,211 、  F/2.7
2ω=44.4’〜18.2゜ r 、 = 23.6800 d+= 1.5000   n1= 1.84666 
  v=23 r2 = 16.8630 d2=0.2800 r3 = 18.1330 d3= 4.6000     jl、= 1.729
16r、=:o。
d4=D、(可変) rs : 42.4050 ds= 0.900On−=  1.69680r、=
9.1690 ν2=54 シ、=56.49 d、= 2.5900 rt= −14,2020 d、= 0.8000 j、= 66.6990 da=D*(可変) 「、= 27.1360 d*=1.7000 r、o=(Xシ d+o=Da(可変) r、、  =OO(絞り) ct、、= 1.8000 r、、  = 30.3850 d1□= 2.1000 r13  =−15,2330 d、、= 6.350O r14  =−8,6190 d、4= 4.5500    ny= 1.8051
8rls  =22.8320 n、= 1.61700 ns= 1’、84666 ns” 1.78470 シ、=62.79 シ5=23.78 シ、、=26.22 シ、=25.43 d、、== o、o7o。
r、、  = 27.0080 d、、m 3.4000 11、= 1.61700 シ、=62.79 r、、  =−10,:122n d、、= 0.150O r、、  =56.5600 dla=2.1000 rls  =−26,4480 d、、= 13.8000 r2゜ =■ dzo= 1.6000 r21 =■ da1=4.4000 r22 :oQ d2□= 0.5OLIO r23 =00 d23= 0.6000 r24 :o。
f     10.311 D      1.010 D、    [1,820 as    13.170 D、、  =0.805  。
ne=1 60:]ll シI=60.70 n+a = 1.51633 シIo=64.15 = 1.54771 シ、、=62 : 1.51633 シ1□=64 16.425 7.69O 5,550 D1t=11.971 26.211 13.200 0.800 1.000 βntl  =0.747  、   lf■l/fT
= 0.319実施例4 f=6.181〜34.916.  F/2.06〜F
/3.212ω=50.2’〜9.46 r+=27.4156 c++=1.2(100n、=1.34666   シ
、=23.78r、= 17.5554 d、=3.700On、 = 1.72916   v
、 = 54.68r、= 299.8897 di=D+(可変) r、−−328,5711 d4=o、sooQ     nx= 1.8:140
0      v−= 37.16rs=8.7329 d、= 1.9800 r、= −11,3687 d、 = 0.700On、 = 1.72342  
 v、 = 38.03r、= 10.0021 d7= 2.8000   ns= 1.84666 
  V5= 23.78ra”−23,3617 da=oz(可変) r9=400 (絞り) d、=D、(可変) r、、  = 23.3201 dl。= 2.7000 r、、  =−20,0228 d、、= 1.5000 r目= 11.2746 d1□= 2.9000 rIs  =−167,1643 d、、= 0.4600 r、4 =−21,8933 d、、= 6.0000 r 1s  = 10.7636 d、、= 0.2200 r、、  =14.0734 d+s”2.8000 rlt  =−15,8124 d、、=D、(可変) rill  :s:3.1097 d、8= 1.0000   n、、” 1.8010
01.80518 0、= 1.58904 n、= 1.65844 1g fi9= 1.58904 νg”50.86 シ、= 53.20 νg=25.43 νs”53.20 ν1゜= 34.97 r+s  =5.7463 d、9= 0.3400 rzo  = 7.6305 d2.= 2.8000 r2□ = −22,3407 d2.= 1.0000 rz22父 d2□= 2.0000 rz3 =(資) d、3= 1.0000 rz4 : (資) d2.= 0.6000 f      6.18L D      1.100 D2   18.259 D3   8JO7 D4   1.000 D、、  =0.895  。
二0.679 。
Br 口12 Iy =35 : 1.51633   シ1□=64= 1.516
33 シ、、=64.15 14.527 12.039 7.320 5.967 3、:140 DI7= ]、7.087 f口 /f、=。
34.916 18.359 1.000 1.509 7.798 ただしr+、 rz、・・・はレンズ各面の曲率半径、
dl、 dz、・−・は各レンズの肉厚およびレンズ間
隔、nl+n2− ・・・は各レンズの屈折率、シ1.
シ2.−・・は各レンズのアラへ数である。
実施例1乃至3は、夫々第1図乃至第3図に示す構成の
ズームレンズである。
リアフォーカスを導入する目的として、前述のオートフ
ォーカス時のフォーカス群の軽量化や構成枚数の低減の
ほかに前玉径を小さくすることがある。つまり前群を縁
り出すことによって軸外光線がけられないように径を大
にする必要がない。
そのため前玉径が元々小さくなり易いようなレンズ構成
を選ぶことが好ましい。前玉径を小にするためには、入
射瞳位置を浅くすることが必要であり、そのためのズー
ム方式や構成の基本は、絞りより物体側のレンズ構成を
減らすこと、各レンズの肉厚を極力薄くすること、可動
スペースを小さくすることである。
上記要求を満足する一つの例として、従来の4群ズーム
レンズの第2群を二つの負レンズ成分とつの正レンズ成
分の二つに分割してそれらの間隔を変化させながら同一
方向に移動することによっで変倍と変倍による像面位置
変動の補正とを同時に行なうようにしてコンペンセータ
ーを省略したものがある。つまり物体側から順に、正の
屈折力を有する第1群と、二つの負レンズ成分からなる
第2群と、正のレンズ成分の第3群と、正の屈折力を有
する第4群とより構成し、第2群と第3群とを相対的間
隔を変化させつつ同じ方向に移動させてズーミングを行
なうものである。
上記の本発明の実施例1乃至3は、以上のような構成の
ズームレンズである。このような構成では、第2群が全
変倍域で常に倍率が1未満になり、全変倍域で第2gを
物体側に繰り出すことによって近距離物4占、へ合焦す
るリアーフォーカスとすることが出来る。これら実施例
では望遠端で第2群の物体側に十分なスペースがあるの
でわざわ′ざフォーカシングのためにスペースを確保す
る必要がない、一方広角端では第1群と第2群とが接近
しているが繰出量が極めて少なくてよいので、フォーカ
シングのためにわざわざ大きなスペースを設けることが
ない。又広角端付近でのクローズアップは、可動群であ
る第3群を像側へ移動させることによって容易に行なう
ことが出来る。又広角端付近のみ第3群に移動によって
合焦を行なってもよい。
実施例4は、第4図に示すように物体側から順に正の屈
折力を持つ第1群と、負の屈折力を持ち変倍のために可
動の第2群と、正の屈折力を持ち変倍のため可動の第3
群と、第4群とよりなる。
この実施例4では、第3群が全変倍域で等倍未満である
ようにして第2群とは逆向きに動くようにしたもので、
第2群と第3群が望遠端にて最も接近するが、両者の間
に開口絞りを設ければ入射瞳位置は極めて浅く前玉径を
小さくすることが出来る。この実施例も第2群が全変倍
域で常に倍率が1未満で、全変倍域で第2群を物体側へ
繰り出すことにより近距離物点へ合焦するリアフォーカ
スが可能である。又繰り出し量の多い望遠側では、第1
群と第2群とのスペースは十分であるのでわざわざフォ
ーカシングのためのスペースを確保する必要がない、一
方広角端では、第1群と第2群とが接近しているが、繰
り出し量は極めて少なくてよいので、フォーカシングの
ためわざわざ大きなスペースを設ける必要がない。又ク
ローズアップは、可動群である第3群を物体側へ移動さ
せて容易に行なうことが出来る。又広角端付近のみ第3
群にてフォーカシングしてもよい。
なお実施例の断面図を示す第1図乃至第4図において(
Al は広角端で参*物点距fi1.omに)オーカシ
ングした時、fBlは広角端での無限遠物体にフォーカ
シングした時、(C)は望遠端での無限遠物体にフォー
カシングした時、(D)は望遠端での物点路id1.O
mにフォーカシングした時の状態を夫々示している。又
データー中DIW、DITは。
夫々広角端および望遠端における物点路# 1.Omに
フォーカシングした時の間隔り、の値である。
[発明の効果] 本発明のズームレンズは、変倍のための可動群をフォー
カシングのために移動させるようにして、フォーカシン
グのためのスペースを特別に設けることがなくかつ偏芯
の影響の少ないリアフォーカスを導入することを可能に
したものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は夫々本発明の実施例1乃至実施例4
の断面図、第5図乃至第7図は夫々実施例1の広角端、
中間焦点距離、望遠端における無限遠に対する収差曲線
図、第8図乃至第1O図は夫々実施例1の広角端、中間
焦点距離、望遠端における物体距離1.0mでの収差曲
線図、第11図乃至第13図は実施例2の広角端、中間
焦点距離望遠端における無限遠に対する収差曲線図、第
14図乃至第16図は夫々実施例2の広角端、中間焦点
距離、望遠端における物点距離1.Omでの収差曲線図
、第17図乃至第19図は夫々実施例3の広角端、中間
焦点距離、望遠端における無限遠に対する収差曲線図、
第20図乃至第22図は夫々実施例3の広角端、中間焦
点距離、望遠端における物点路!1.0mでの収差曲線
図、第23図乃至第25図は夫々実施例4の広角端、中
間焦点距離、望遠端における無限遠に対する収差曲線図
、第26図乃至第28図は夫々実施例4の広角端、中間
焦点距離、望遠端における物点距離1.0mでの収差曲
線図である。 出願人 オリンパス光学工業株式会社 代理人   向    晃  − 第1図 第2 図 第4 図 第3 図 第5図 第6 図 第7 図 球面収差 非点収差 歪曲収差 コヤ収差 第11図 球面収差 第12図 非点収差歪曲収差 コマ収 lε 第10図 第13図 球面収差 第14図 非点収す歪曲収差 コマ収 第15図 球面収差 第16図 非点収差歪曲収差 コマ収差 第19図 第17図 第21図 第22図 第23図 第24図 第25図 第26図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 物体側から順に正の屈折力を有する第1群と、負の屈折
    力を有する第2群と、正の屈折力を有する第3群と第4
    群とから構成され前記第2群と前記第3群を光軸に沿っ
    て移動させ変倍を行なうレンズ系であって、次の条件(
    1)を満足し又前記第2群を物体側へ繰り出すことによ
    り近距離物体へ合焦することを特徴とするズームレンズ
    。 (1)|β_II_r|<0.95 ただしβ_II_rは望遠端無限遠物点合焦時の第2群の
    倍率である。
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