JPH0477291B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0477291B2
JPH0477291B2 JP57026637A JP2663782A JPH0477291B2 JP H0477291 B2 JPH0477291 B2 JP H0477291B2 JP 57026637 A JP57026637 A JP 57026637A JP 2663782 A JP2663782 A JP 2663782A JP H0477291 B2 JPH0477291 B2 JP H0477291B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focal length
lens group
focusing
focusing lens
equation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57026637A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58143312A (en
Inventor
Sho Tokumaru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP57026637A priority Critical patent/JPS58143312A/en
Priority to US06/467,433 priority patent/US4636040A/en
Priority to DE19833305688 priority patent/DE3305688A1/en
Publication of JPS58143312A publication Critical patent/JPS58143312A/en
Priority to US07/001,201 priority patent/US4844600A/en
Publication of JPH0477291B2 publication Critical patent/JPH0477291B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G02B15/143Optical 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 three groups only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はズームレンズ系に関し、さらに詳しく
はそのフオーカシング方式に関する。 従来、ズームレンズ系のフオーカシング方式と
しては、レンズ系の最も物体側にフオーカシング
レンズ群を配し、このフオーカシングレンズ群を
光軸方向に移動させるいわゆる前玉繰出方式が一
般的である。この方式は全焦点距離範囲において
同一撮影距離に対してほぼ同一の繰出量をフオー
カシングレンズ群に与えることによつてフオーカ
シングが可能であるため、ほとんどのズームレン
ズ系はこの方式を採用している。しかしながら、
この前玉繰出方式は、フオーカシングレンズ群の
屈折力と移動量の関係で、広角を含むズームレン
ズ系にあつてはこれを採用することが困難となる
ため、レンズ系全体を繰出すフオーカシング方式
や、レンズ系内部又は後部にフオーカシングレン
ズ群を配するフオーカシング方式を採用せざるを
得ない。ところがこれらのフオーカシング方式に
おいては、焦点距離によつて同一撮影距離に対す
るフオーカシング繰出量が異り、長焦点側に行く
程繰出量を大きくしなければならない。例えば全
体繰出方式にあつては、繰出量の比はズーム比の
2乗程度にもなる。従つてズーミングに伴つてこ
の繰出量の差を補正するための補正機構が必要と
なり鏡胴の構成が複雑とならざるを得ない。な
お、オートフオーカス方式であつては繰出量の制
御は電気的に行われるので、焦点距離による繰出
量の差を電気的に補正することが可能であるが、
この場合も繰出量の差があまりに大きいことは、
フオーカシング速度や駆動エネルギー、駆動スペ
ース等の点で望ましくない。 本発明の目的は、前玉繰出以外の繰出方式によ
り、最短焦点距離端と最長焦点距離端とのフオー
カシング繰出量の比が2〜3倍程度又はそれ以下
できわめて小さい新規なフオーカシング方式を提
供することにある。本発明の他の目的は、前玉繰
出以外の繰出方式により、焦点距離による繰出量
の差がきわめて小さく、同一繰出量を採用したと
しても焦点距離による像面位置のズレが焦点深度
内に収まる程度の、前玉繰出方式に匹敵する新規
なフオーカシング方式を提供することにある。 上記第1の目的を達成するため、本発明の特徴
とするところは、光軸方向の移動により焦点合わ
せを行うフオーカシングレンズ群、及びこのフオ
ーカシングレンズ群よりも物体側に配される少く
とも2群のレンズ群を有し、ズーミング時におい
て上記2群のレンズ群の間の空気間隔の変化によ
り上記2群のレンズ群の合成焦点距離が変化する
とともに、ズーミング時において上記フオーカシ
ングレンズ群の横倍率βFが|βF|>1を常に満足
しつつ変化し、かつその変化が短焦点距離側から
長焦点距離側へのズーミングに伴つて|βF|が増
加する方向に生じるとともに、以下の条件を満足
するズームレンズ系にある。 1/2<PT/D−QT PW/D−QW<2 但し、P=fA 2・βF 2/βF 2−1 Q=βF/βF2−1・fA 2/fF+2fA +(2−βF−1/βF)fF +(2−βB−1/βB)fB D :最短撮影距離、 fA:フオーカシングレンズ群よりも物体側にある
レンズ群の合成焦点距離、 fF:フオーカシングレンズ群の合成焦点距離、 fB:フオーカシングレンズ群よりも像面側にある
レンズ群の合成焦点距離、 であり、PT,QTはそれぞれ上記P,Qの最長焦
点距離における値、PW,QWはそれぞれ上記P,
Qの最短焦点距離における値である。 さらに、上記第2の目的を達成するために、本
発明の特徴とするところは、光軸方向の移動によ
り焦点合わせを行う正屈折力のフオーカシングレ
ンズ群、及びこのフオーカシングレンズ群よりも
物体側に配される少くとも2群のレンズ群を有
し、ズーミング時において上記2群のレンズ群の
間の空気間隔の変化により上記2群のレンズ群の
合成焦点距離が変化するとともに、フオーカシン
グレンズ群の横倍率βFが最短焦点距離では 1<|βF|<2を満足し、かつ短焦点距離側から
長焦点距離側へのズーミングに伴つて|βF|が増
加するズームレンズ系にある。 以下、本発明について詳細に説明する。第1図
は一般的なズームレンズのある焦点距離での薄肉
近似による構成図を示している。Fがフオーカシ
ング用レンズ群Fの焦点距離、Aがフオーカシン
グ用レンズ群より物体側にあるレンズ群Aの焦点
距離、そしてBがフオーカシング用レンズ群より
像面側にあるレンズ群Bの焦点距離で、各焦点距
離はズーミング時変化してもかまわないとする。
同図の構成から、薄肉間隔をそれぞれe1,e2、レ
ンズバツクをLB、全系の焦点距離を、レンズ
群F,Bの横倍率をそれぞれβFとβBとすると以下
の各式が成立する。 =AβFβB (1) e1A+(1−1/βFF (2) e2=(1−βFF+(1−1/βBB (3) LB=(1−βBB (4) (1)式からズーミング時、A,βF,βBの内少くと
も1つは変化しなければならない。 第2図は第1図の構成で表わされる焦点距離に
おいて、フオーカシング用レンズ群FをΔΧ移動
させてA群からS1の位置に合焦できたことを示し
ている。このときA群とF群の横倍率をそれぞれ
β′A,β′Fとすると以下の式が成立する。 S1=(1−1/β′AA (5) e1+ΔΧ= (1−β′AA+(1−1/β′FF (6) e2−ΔΧ= (1−β′FF+(1−1/βBB (7) レンズバツクLBについては第2図についても
(4)式と同じ式が成立する。 ここで(1)〜(7)式の符号について述べておく。(1)
式のは全系の焦点距離であるから明らかに正で
なければならない。焦点距離を表わすAFB
とその横倍率を表わすβA′,βF,βB等は正、負を
とり得るが次の制約を有する。すなわち、(5)式か
ら、S1は正でなければならないので、実際上
βA′・A<0である。またLBも正でなければなら
ないので(4)式から(1−βBB>0である。尚、
横倍率の正、負は、レンズに対して同方向の位置
に物点と像点がある場合が正、レンズに対して逆
方向の位置に物点と像点がある場合が負となる。
薄肉間隔e1,e2は、主点間隔の関係から負の値も
とりうる。フオーカシング用レンズ群Fの移動量
ΔΧは第2図からわかるように、フオーカシング
用レンズ群Fが像側へ移動するとき正、物体側に
移動するとき負である。 上記において、(3)式より(7)式を引いて、 ΔΧ=(β′F−βF)・F ここで ΔβF=β′F−βFとおくと ΔΧ=ΔβFF (8) 次に(6)式から(2)式を引いて(8)式を用いて、整理
すると βA′=1−βF(βF+ΔβF)/βF(βF+ΔβF
・ΔΧ/A(9) が得られる。ここでβA′・A<0であるから、ΔΧ
>0のときβFβF′>1、またΔΧ<0のときβFβF

1である。よつて、フオーカシング用レンズ群F
は|βF|>1のとき像側へ、|βF|<1のとき物
体側へ移動して近接被写体に合焦する。 近接に合焦したときの、撮影距離Dは次式のよ
うに表わされる。 D=S1+e1+e2+LB これに前記各式を代入し整理すると次式にな
る。 (D−Q)ΔΧ=P (10) ここで P=A 2・βF 2/βF 2−1 (11) Q=βF/βF 2−1 A 2F+2A+(2−βF−1/
βFF +(2−βB−1/βBB (12) である。ここで、(10)式を求めるときΔβF≪βFとし
て以下の近似を行つた。 βF(βF+ΔβF)/βF(βF+ΔβF)−1≒βF 2+Δ
βF・βF/βF 2−1(13) (10)式が撮影距離Dとフオーカシング用レンズ群
Fの移動量ΔΧとの関係式である。但し、βF 2=1
のときは不定となるので以後βF 2≠1とする。 (10)式は、撮影距離Dの変化に対するフオーカシ
ング用レンズ群Fの移動量ΔΧの関係を示す基本
式であり、この関係はP,Qをパラメータとする
双曲線となる。そして、P,Qがズーミング時変
化すれば、同じ撮影距離Dに対するフオーカシン
グ移動量ΔΧが異つた値となつてくる。従つて、
焦点距離によるフオーカシング移動量ΔΧの差を
小さくするには、ズーミングによるP,Qの変化
を小さくすることが必要である。ここで(11),(1
2)式に注目すると、Qは各レンズ群の焦点距離の
一乗のオーダーで変化する量であるがPはレンズ
群Aの焦点距離の二乗のオーダーで変化する量で
あり、焦点距離によるフオーカシング繰出量ΔΧ
の差を生じる要素としては特にズーミングによる
Pの変化の影響が大きいことがわかる。従つて焦
点距離によるフオーカシング繰出量の差を小さく
するには、ズーミング時のPの変化を抑えること
が効果的である。そこでPの変化を小さくする条
件を考える。(11)式に注目すると、まず、ズーミ
ング時A,βFの両者が変化しなければ、Pの値に
変化がないことがわかるが、これは、(1)式より明
らかなように、ズーミング時βBのみを変化させて
焦点距離を変化させる場合に該当し、前玉繰出
方式に該当するので採用できない。従つてこれ以
外の方法によりズーミング時Pの変化を小さくす
ることを考えなければならない。この場合、A
βFのいずれかが変化することになるが、いずれの
一方が変化するとしても、これに対応して他方が
変化しないかぎりズーミング時のPの変化を小さ
くすることができない。そこで、ズーミング時の
Pの変化を小さくするには、ズーミング時におい
てフオーカシングレンズ群Fの横倍率βFが変化す
ること及び、このフオーカシング用レンズ群より
も物体側に配されるレンズ群Aの合成焦点距離A
が変化することが必要であるとの結論が得られ
る。このためには、フオーカシング用レンズ群F
をズーミング時移動させるか又はフオーカシング
用レンズ群Fの後方に少くとも一群のレンズ群を
配し、このレンズ群をズーミング時移動させるこ
と、及び、フオーカシング用レンズ群よりも物体
側に少くとも2群のレンズ群を配し、この2群の
レンズ間の空気間隔をズーミング時変化させるこ
とによりズーミング時この2群のレンズ群の合成
焦点距離を変化させることが必要である。従つ
て、本発明のズームレンズ系は少くとも3群のレ
ンズ群を有する構成となる。 さらに、(11)式の分子A 2・βF 2の値について考
えると、(1)式よりA・βFの増加によりを増加さ
せるのが自然であるから、が増加するときA
・βF 2は増加する。従つての増加に対しPの値
の変化を小さくするにはの増加に対し(11)式の
分母βF 2−1の絶対値も増加する必要がある。こ
のためには、|βF|>1の場合、|βF|はの増加
に従つて増加する必要があり、|βF|<1のとき
|βF|はの増加に従つて減少する必要がある。
ここで後者の場合はフオーカシング用レンズ群が
焦点距離の増加に従い減倍することを意味し、ズ
ームレンズの設計上ズーム比を大きくする上で不
自然である。以上のことからズーミング時Pの変
化を抑えるためには、ズーミング時、フオーカシ
ングレンズ群の横倍率βFが|βF|>1を常に満足
しつつ変化し、かつその変化が、短焦点距離側か
ら長焦点距離側へのズーミングに伴つて|βF|が
増加する方向に生じる必要のあることが結論され
る。 また、(11)式及び以上の議論からも明らかなよ
うに、焦点距離によるフオーカシング繰出量の差
を小さくするためには、より直接的には、 がズーミング中ほぼ一定であるという条件が必要
であることがわかる。 次に、(10),(11),(12)式より、焦点距離の変化
にかかわらず同一の撮影距離に対し同一のフオー
カシング移動量を与えるという観点からその条件
を考える。ズームレンズの全焦点距離範囲に亘つ
て、同一の撮影距離に対し同一の移動量を与える
為には、ズーミング時次の2つの条件が共に満足
されなければならない。 P=一定 (14) Q=一定 (15) (14)式と(15)式が共に満足されないときは、す
でに述べたように(10)式で表わされる双曲線の形状
が変化し、移動量が異つてしまう。Pは|βF|と
1との大小関係により正負の符号をとり得る。 次に(14)式と(15)式がズーミング時に成立する
かどうかを調べる。すでに述べたようにPを変化
させないことがまず重要であるから、(14)式から
検討する。まず(14)式と(11)式から P=A 2・βF 2/βF 2−1=一定 (16) (1)式でズーミング時、βBのみが変化するとき
は、AとβFは共に一定となり(16)式が成立するが
これは前玉繰出しに相当するので用いることはで
きない。またAがズーミング時一定のときは(16)
式からβFが一定となる以外解がないので同様に前
玉繰出しとなる。これは既に検討したところと同
じである。即ち、Aはズーミング時変化しなけれ
ばならない。これからβFもズーミング時変化しな
ければならないことがわかる。つまり、既に述べ
たようにフオーカシング用レンズ群はズーミング
時その横倍率βFを変化させる必要がある。先に触
れたごとくこのことはフオーカシング用レンズ群
Fがズーミング時移動することを必ずしも意味し
ていない。B群がズーミング時移動することによ
つて、F群が移動しないでβFは変化できるからで
ある。 (16)式が短焦点側と長焦点側で成立するとする
とき、それぞれの焦点距離と横倍率をAW,βFW
AT、βFTとすると、 AW 2・βFW 2/βFW 2−1=AT 2・βF 2 T/βFT 2
1 が成立しなければならない。この式を次のように
変形する。 (ATAW2=1−(1/βFT2/1−(1/
βFW2(17) (17)式で、A群は短焦点からのズーミング時増
倍すると考えることが明らかに実際的であるか
ら、ATAWとなり(17)式より 1−(1/βFT2/1−(1/βFW2>1 となる。これから βFW 2<1のとき 1>|βFW|>|βFT|(18) βFW 2>1のとき 1<|βFW|<|βFT|(19) が得られる。但しβFWとβFTの符号は同じである。 (18)式はフオーカシング用レンズ群Fが短焦点
からのズーミング時、減倍することを表わしてお
り、ズームレンズ設計上、ズーム比が所望のもの
よりも大きいものを考慮しなくてはならない為ズ
ーム比の小さいズームレンズ以外実際的でない。
(19)式はフオーカシング用レンズ群Fが短焦点か
らのズーミング時、増倍することを表わしてお
り、ズームレンズ設計上非常に有効な条件であ
る。よつて、(19)式を以後考える。この(19)式は
本発明の要件として先に検討したことと同じ意味
内容を持つものである。 上記から、(14)式は(19)式の条件で成立するも
のとし、次に(15)式を考える。(15)式を(14)式、(1
9)式等を用いてβFについて整理すると次式にな
る。 Q=−1/FβFF 2(βF 2+1)+2√・F
F 2−1−P}+2F+(2−βB−1/βBB =−FβF{βF 2+2(√P/F)√F 2−1+1
−(√P/F2}+2F+(2−βB−1/βBB(
20) { }内の符号+はA・βFに対応する。 (20)式が任意のβFについて一定となる条件はF
B,βBを変数と考えると複雑であるので、いま、
式の見通しを良くする為、FB,βBをズーミン
グ時一定と考えると、QはβFのみの関数となり、
それをG(βF)とすると次式になる。 G(βF)=−FβF{βF 2+2(√PF)√F 2
1+1−(√PF2}+2F+(2−βB−1/βB
B(21) (21)式で、任意のβFに関してG(βF)は明らか
に一定とはならない。よつてFB,βBをズーミ
ング時一定とすると、(15)式は成立しないことに
なる。(21)式をより詳しく調べる為に Χ2=βF 2−1 (22) とおき、(21)式に代入すると、次式になる。 但し、(23)式はΧ=0に対して対称であるので
Χ>0とした。Fの前にある符号+はβFの符号
に対応する。 (23)式にはの符号が2つもあり、複雑である
ので簡単の為に(2−βB−1/βBBの項を除外し て以下のように分類する。 () AβF>0,βF<−1のとき () AβF>0,βF>1のとき () AβF<0,βF<−1のとき () AβF<0,βF>1のとき 先ず上記4分類のときのFの符号を考える。 ()の場合、A<0であるから、F<0では
近軸的にβF<−1は実現できない。よつてF
0。 ()の場合、A>0であるから、F>0では
レンズ系内で1度結像しなければβF>1は達成さ
れ得ない。よつて、F<0。 ()と()の場合は、AβF<0であるから
全系の焦点距離を正にする為、B群の横倍率βB
必要で、(1)式からその符号はβB<0でなければな
らない。Fの符号は()と()の場合と同様
に考えて、()の場合F<0,()の場合、F
>0となる。 次に各場合を考える。()の場合のG(Χ)/
Fのグラフを第3図に示す。第3図の場合、Χ=
1すなわちβF=−√2近傍に極値を有しており、
この倍率を含んで横倍率βFを変化させるとG(βF
の値の変動は小さくできる。このことから、上記
の議論が近似によるものであることも考慮する
と、βFの最小値であるβFWを1<|βFW|<2とす
るのが適当である。すなわち、|βF|の値をあま
りに大きくすることは適切でない。パラメータ
(√P/F)の値が大きくなるに従つて、G(Χ)/F の極値前後の変動幅は大きくなるが、G(Χ)
Fに比例しており、同一のPの値に対してはパ
ラメータ−(√P/F)の値が大きい程Fは小さくな り、結果的にG(Χ)の変動幅はそれ程大きくな
らない。しかし、ズームレンズの収差補正上、F
をあまり小さくすることは好ましくない。 そこでパラメータ−(√P/F)を例えば √P/F=1 (24) としたときの近軸解の実施例をB群がない場合で
示す。 短焦点側と長焦点側での焦点距離、横倍率をそ
れぞれWTAWATそしてβFW,βFTとする。 実施例 1 W=28,T=135 βFW=−1.2に選ぶと(1)式から AW=−23.333 (23)と(11),(13)各式より F=42.212 βFT=−3.35 (1)式から AT=−40.299 よつて近軸解は W=28のとき以下の通りである。 AW −23.333 e1W 54.056 F 42.212 LBW 92.866 T=135のとき AT −40.299 e1T 14.514 fF 42.212 LBT 183.618 同様に、中間焦点距離として添字Mを用い、 M=60のとき AM −34.522 e1M 31.978 F 42.212 LBM 115.576 上記実施例で、フオーカシング用レンズ群Fを
像面側に移動させたときの撮影距離の値を示す。
The present invention relates to a zoom lens system, and more particularly to its focusing method. Conventionally, the most common focusing method for zoom lens systems is the so-called front lens extension method, in which a focusing lens group is placed closest to the object side of the lens system, and this focusing lens group is moved in the optical axis direction. . This method enables focusing by giving the focusing lens group almost the same amount of extension for the same shooting distance over the entire focal length range, so most zoom lens systems use this method. There is. however,
Due to the relationship between the refractive power and the amount of movement of the focusing lens group, it is difficult to use this front lens extension method in zoom lens systems that include wide-angle lenses. There is no choice but to adopt a focusing method in which a focusing lens group is arranged inside or at the rear of the lens system. However, in these focusing methods, the amount of focusing extension for the same photographing distance differs depending on the focal length, and the longer the focal length is, the greater the amount of focusing has to be. For example, in the case of the entire feeding method, the ratio of the feeding amount is approximately the square of the zoom ratio. Therefore, a correction mechanism is required to correct the difference in the amount of extension during zooming, and the structure of the lens barrel becomes complicated. In addition, in the case of the autofocus method, the amount of extension is controlled electrically, so it is possible to electrically correct the difference in the amount of extension due to the focal length.
In this case as well, the difference in the amount of feed is too large.
This is undesirable in terms of focusing speed, driving energy, driving space, etc. An object of the present invention is to provide a new focusing method in which the ratio of the amount of focusing movement between the shortest focal length end and the longest focal length end is extremely small, approximately 2 to 3 times or less, using a feeding method other than front lens feeding. There is a particular thing. Another object of the present invention is that by using a feeding method other than front lens feeding, the difference in the feeding amount depending on the focal length is extremely small, and even if the same feeding amount is adopted, the deviation in the image plane position due to the focal length is within the depth of focus. The object of the present invention is to provide a new focusing method that is comparable to the front lens feeding method. In order to achieve the above first object, the present invention is characterized by a focusing lens group that performs focusing by movement in the optical axis direction, and a focusing lens group that is arranged closer to the object side than the focusing lens group. It has at least two lens groups, and when zooming, the combined focal length of the two lens groups changes due to a change in the air distance between the two lens groups, and when zooming, the focusing The lateral magnification β F of the lens group changes while always satisfying |β F | > 1, and the change is such that |β F | increases with zooming from the short focal length side to the long focal length side. This is a zoom lens system that satisfies the following conditions. 1/2<P T /D-Q T P W /D-Q W <2 However, P=f A 2・β F 2F 2 −1 Q=β FF 2-1・f A 2 /f F +2f A + (2-β F -1/β F ) f F + (2-β B -1/β B ) f B D: Shortest shooting distance, f A : Than focusing lens group The composite focal length of the lens group on the object side, f F : The composite focal length of the focusing lens group, f B : The composite focal length of the lens group on the image plane side than the focusing lens group, and P T and Q T are the values of the above P and Q at the longest focal length, respectively, and P W and Q W are the values of the above P and Q, respectively.
This is the value of Q at the shortest focal length. Furthermore, in order to achieve the second object, the present invention is characterized by a focusing lens group having a positive refractive power that performs focusing by movement in the optical axis direction, and a focusing lens group having a positive refractive power. has at least two lens groups disposed on the object side, and when zooming, the combined focal length of the two lens groups changes due to a change in the air distance between the two lens groups, and The lateral magnification β F of the focusing lens group satisfies 1<|β F |<2 at the shortest focal length, and |β F | increases with zooming from the short focal length side to the long focal length side. It is in the zoom lens system. The present invention will be explained in detail below. FIG. 1 shows a configuration diagram of a general zoom lens based on thin-wall approximation at a certain focal length. F is the focal length of the focusing lens group F, A is the focal length of the lens group A that is closer to the object side than the focusing lens group, and B is the focal length of the lens group B that is closer to the image plane than the focusing lens group. It is assumed that each focal length may change during zooming.
From the configuration in the same figure, if the thin wall spacing is e 1 and e 2 , the lens back is LB, the focal length of the entire system is β F and β B is the lateral magnification of lens groups F and B, respectively, the following equations hold true. do. = A β F β B (1) e 1 = A + (1-1/β F ) F (2) e 2 = (1-β F ) F + (1-1/β B ) B (3) LB = (1-β B ) B (4) From equation (1), at least one of A , β F , and β B must change during zooming. FIG. 2 shows that, at the focal length represented by the configuration of FIG. 1, the focusing lens group F was moved by ΔΧ and focusing was achieved from the A group to the position S1 . At this time, if the lateral magnifications of the A group and the F group are respectively β' A and β' F , the following equation holds true. S 1 = (1-1/β' A ) A (5) e 1 +ΔΧ= (1-β' A ) A + (1-1/β' F ) F (6) e 2 −ΔΧ= (1- β′ F ) F + (1-1/β B ) B (7) Regarding the lens back LB, see Figure 2 as well.
The same equation as equation (4) holds true. Here, we will discuss the signs in equations (1) to (7). (1)
Since the value in the equation is the focal length of the entire system, it must obviously be positive. A , F , B representing focal length
β A ′, β F , β B etc. representing the lateral magnification can be positive or negative, but have the following restrictions. That is, from equation (5), S 1 must be positive, so in practice β A ′· A <0. Furthermore, since LB must also be positive, (1-β B ) B > 0 from equation (4). still,
The positive or negative lateral magnification is positive when the object point and image point are located in the same direction relative to the lens, and negative when the object point and image point are located in opposite directions relative to the lens.
The thin wall spacings e 1 and e 2 can also take negative values due to the relationship between the principal point spacings. As can be seen from FIG. 2, the movement amount ΔΧ of the focusing lens group F is positive when the focusing lens group F moves toward the image side, and negative when it moves toward the object side. In the above, subtracting equation (7) from equation (3), ΔΧ=(β′ F −β F )・FHere , if we set Δβ F =β′ F −β F , ΔΧ=Δβ FF (8 ) Next, by subtracting equation (2) from equation (6) and using equation (8), we get β A ′=1−β FF +Δβ F )/β FF +Δβ F )
・ΔΧ/ A (9) is obtained. Here, since β A ′・A < 0, ΔΧ
> 0, β F β F ′> 1, and ΔΧ < 0, β F β F
<
It is 1. Therefore, focusing lens group F
moves toward the image side when |β F |>1, and moves toward the object side when |β F |<1 to focus on a nearby subject. The photographing distance D when focusing at close range is expressed by the following equation. D=S 1 +e 1 +e 2 +LB By substituting each of the above equations into this and rearranging, the following equation is obtained. (D-Q)ΔΧ=P (10) Here, P= A 2・β F 2F 2 −1 (11) Q=β F /β F 2 −1 A 2 / F +2 A + (2− β F −1/
β F ) F + (2−β B −1/β B ) B (12). Here, when finding equation (10), the following approximation was performed with Δβ F <<β F. β FF +Δβ F )/β FF +Δβ F )−1≒β F 2
β F ·β FF 2 −1 (13) Equation (10) is the relation between the photographing distance D and the amount of movement ΔΧ of the focusing lens group F. However, β F 2 =1
Since it is indeterminate when , β F 2 ≠1 is assumed hereafter. Equation (10) is a basic equation showing the relationship between the amount of movement ΔΧ of the focusing lens group F with respect to the change in the photographing distance D, and this relationship is a hyperbola with P and Q as parameters. If P and Q change during zooming, the focusing movement amount ΔΧ for the same photographing distance D will take on different values. Therefore,
In order to reduce the difference in the focusing movement amount ΔΧ due to the focal length, it is necessary to reduce the changes in P and Q due to zooming. Here (11), (1
Paying attention to equation 2), Q is an amount that changes on the order of the first power of the focal length of each lens group, and P is an amount that changes on the order of the square of the focal length of lens group A, so focusing is dependent on the focal length. Quantity ΔΧ
It can be seen that the change in P due to zooming has a particularly large effect as a factor that causes a difference in . Therefore, in order to reduce the difference in the focusing amount depending on the focal length, it is effective to suppress the change in P during zooming. Therefore, consider conditions for reducing the change in P. Paying attention to equation (11), it can be seen that if both A and β F do not change during zooming, the value of P will not change.As is clear from equation (1), this means that This method applies when changing the focal length by changing only the time β B , and cannot be adopted because it corresponds to the front lens extension method. Therefore, it is necessary to consider other methods to reduce the change in P during zooming. In this case, A ,
One of β F will change, but even if one changes, unless the other changes correspondingly, the change in P during zooming cannot be reduced. Therefore, in order to reduce the change in P during zooming, the lateral magnification β F of the focusing lens group F should change during zooming, and the lens group A disposed closer to the object side than this focusing lens group. composite focal length A
The conclusion is that it is necessary to change. For this purpose, focusing lens group F
move during zooming, or arrange at least one lens group behind the focusing lens group F, and move this lens group during zooming, and at least two lens groups closer to the object than the focusing lens group. It is necessary to arrange a lens group of , and to change the combined focal length of the two lens groups during zooming by changing the air distance between the two lens groups during zooming. Therefore, the zoom lens system of the present invention has at least three lens groups. Furthermore, considering the value of the numerator A 2 · β F 2 in formula (11), it is natural to increase as A · β F increases from formula (1), so when increases A
2・β F 2 increases. Therefore, in order to reduce the change in the value of P with respect to the increase, the absolute value of the denominator β F 2 −1 in equation (11) must also increase with respect to the increase in . For this purpose, when |β F |>1, |β F | must increase as |β F | increases, and when |β F |<1, |β F | decreases as |β F | increases. There is a need.
Here, in the latter case, it means that the focusing lens group reduces the magnification as the focal length increases, which is unnatural when increasing the zoom ratio due to the design of the zoom lens. From the above, in order to suppress the change in P during zooming, the lateral magnification β F of the focusing lens group must change while always satisfying |β F | > 1, and the change must be It is concluded that |β F | needs to increase as zooming from the distance side to the long focal length side. Furthermore, as is clear from equation (11) and the above discussion, in order to reduce the difference in focusing amount depending on the focal length, more directly, It can be seen that it is necessary to have a condition that the value is approximately constant during zooming. Next, from equations (10), (11), and (12), consider the conditions from the viewpoint of giving the same amount of focusing movement for the same photographing distance regardless of changes in focal length. In order to provide the same amount of movement for the same photographing distance over the entire focal length range of the zoom lens, the following two conditions must be satisfied during zooming. P=constant (14) Q=constant (15) When both equations (14) and (15) are not satisfied, the shape of the hyperbola expressed by equation (10) changes as already mentioned, and the amount of movement changes. It will be different. P can take a positive or negative sign depending on the magnitude relationship between |β F | and 1. Next, check whether equations (14) and (15) hold true during zooming. As already mentioned, it is important not to change P, so we will start with equation (14). First, from equations (14) and (11), P = A 2 · β F 2 / β F 2 −1 = constant (16) When only β B changes during zooming in equation (1), A and β Both F are constant and equation (16) holds, but this cannot be used because it corresponds to the front ball being fed out. Also, when A is constant during zooming, (16)
From the equation, there is no solution other than β F being constant, so the front ball will be fed out in the same way. This is the same as what we have already considered. That is, A must change when zooming. From this it can be seen that β F must also change during zooming. In other words, as already mentioned, the focusing lens group needs to change its lateral magnification β F during zooming. As mentioned earlier, this does not necessarily mean that the focusing lens group F moves during zooming. This is because by moving the B group during zooming, β F can be changed without moving the F group. Assuming that equation (16) holds true on the short focal length side and the long focal length side, let the respective focal lengths and lateral magnifications be AW and β FW .
Assuming AT and β FT , AW 2・β FW 2FW 2 −1= AT 2・β F 2 TFT 2
1 must hold true. This formula is transformed as follows. ( AT / AW ) 2 = 1-(1/β FT ) 2 /1-(1/
β FW ) 2 (17) In equation (17), it is obviously practical to consider that group A multiplies when zooming from a short focus, so AT > AW and from equation (17), 1 - (1/ β FT ) 2 /1−(1/β FW ) 2 >1. From this, when β FW 2 <1, 1>|β FW |>|β FT |(18) and when β FW 2 >1, 1<|β FW |<|β FT |(19) are obtained. However, the signs of β FW and β FT are the same. Equation (18) expresses that the focusing lens group F reduces the magnification when zooming from a short focal point, and when designing a zoom lens, it is necessary to take into account that the zoom ratio is larger than the desired one. It is not practical except for zoom lenses with small zoom ratios.
Equation (19) indicates that the focusing lens group F multiplies the magnification when zooming from a short focal point, and is a very effective condition for designing a zoom lens. Therefore, equation (19) will be considered from now on. This equation (19) has the same meaning and content as previously discussed as a requirement of the present invention. From the above, we assume that equation (14) holds true under the conditions of equation (19), and then consider equation (15). (15) to (14), (1
9) If we rearrange β F using equations, we get the following equation. Q=-1/ F β F { F 2F 2 +1)+2√・F
F 2 −1−P}+2 F + (2−β B −1/β B ) B =− F β FF 2 +2(√P/ F )√ F 2 −1+1
−(√P/ F ) 2 }+2 F +(2−β B −1/β B ) B (
20) The sign + in { } corresponds to the + of A・β F. The conditions for formula (20) to be constant for any β F are F ,
Considering B and β B as variables is complicated, so now,
To make the equation easier to understand, if we assume that F , B , and β B are constant during zooming, then Q becomes a function of β F only, and
Letting it be G(β F ), the following equation is obtained. G (β F )=− F β FF 2 +2(√P F )√ F 2
1+1−(√P F ) 2 }+2 F +(2−β B −1/β B )
B (21) In equation (21), G(β F ) is clearly not constant for any β F . Therefore, if F , B , and βB are constant during zooming, equation (15) will not hold. In order to examine equation (21) in more detail, we set Χ 2F 2 −1 (22) and substitute it into equation (21), resulting in the following equation. However, since equation (23) is symmetrical with respect to Χ=0, it is set as Χ>0. The sign + in front of F is β sign + of F
corresponds to Equation (23) has two + signs and is complicated, so for the sake of simplicity, the term (2-β B -1/β B ) B is excluded and classified as follows. () When A β F >0, β F <-1 () When A β F >0, β F >1 () When A β F <0, β F <-1 () When A β F <0, β F >1 First, consider the sign of F in the above four classifications. In the case of (), since A < 0, β F <-1 cannot be realized paraxially when F < 0. Yotsute F
0. In the case of (), since A > 0, when F > 0, β F > 1 cannot be achieved unless the image is formed once within the lens system. Therefore, F <0. In the case of () and (), since A β F <0, in order to make the focal length of the entire system positive, the lateral magnification β B of the B group is required, and from equation (1), its sign is β B < Must be 0. Considering the sign of F in the same way as in the case of () and (), in the case of (), F < 0, and in the case of (), F
>0. Next, consider each case. G(Χ)/ in case of ()
The graph of F is shown in Figure 3. In the case of Figure 3, Χ=
1, that is, it has an extreme value near β F = −√2,
When the horizontal magnification β F is changed including this magnification, G(β F )
The fluctuation in the value of can be made small. From this, considering that the above discussion is based on approximation, it is appropriate to set β FW , which is the minimum value of β F , to 1<|β FW |<2. That is, it is not appropriate to make the value of |β F | too large. As the value of the parameter (√P/ F ) increases, the fluctuation range around the extreme value of G(Χ)/ F increases, but G(Χ)
is proportional to F , and for the same value of P, the larger the value of the parameter -(√P/ F ), the smaller F becomes, and as a result, the fluctuation range of G(Χ) does not become so large. However, when correcting zoom lens aberrations, F
It is not desirable to make it too small. Therefore, an example of a paraxial solution when the parameter -(√P/ F ) is set to, for example, √P/ F = 1 (24) will be shown in the case where there is no B group. Let the focal length and lateral magnification on the short focal length side and long focal length side be W , T , AW , AT , and β FW and β FT , respectively. Example 1 If W = 28, T = 135 β FW = −1.2, then from equation (1), AW = −23.333 From (23), (11), and (13), F = 42.212 β FT = −3.35 ( From equation 1) , AT = -40.299. Therefore, the paraxial solution when W = 28 is as follows. AW −23.333 e 1W 54.056 F 42.212 LB W 92.866 When T = 135, AT −40.299 e 1T 14.514 f F 42.212 LB T 183.618 Similarly, using the subscript M as the intermediate focal length, when M = 60, AM −34.522 e 1M 31.978 F 42.212 LB M 115.576 In the above example, the value of the photographing distance when the focusing lens group F is moved toward the image plane side is shown.

【表】 精度としては、Pが一定であるので、Qによる
誤差と、(13)式による近似誤差が特に短焦点側で
大きく生じているがかなり良い精度が実現可能で
ある。 次に()の場合を考える。 この場合のG(Χ)/Fのグラフを第4図に示
す。同図からG(Χ)/Fのグラフは単調に減少
しているので、F<0からG(Χ)は単調に増加
することになる。短焦点側での横倍率を等倍に近
くとると(13)式による近似誤差が大きくなり、実
際上G(Χ)のグラフからは精度の高い判断は不
可能であるが()の場合と同様に √P/F=−1 (24) としたときでB群はないとし、βFW=1.2から次の
近軸解が得られる。 実施例 2 W=28 AW 23.333 e1W 16.298 F −42.212 LBW 8.442 M=60 AM 34.522 e1M 16.598 F −42.212 LBM 31.152 T=135 AT 40.299 e1T 10.688 F −42.212 LBT 99.194 上記実施例で、フオーカシング用レンズ群Fを
像面側に移動させたときの撮影距離の値を示す。
[Table] Regarding accuracy, since P is constant, a fairly good accuracy can be achieved, although the error due to Q and the approximation error due to equation (13) are particularly large on the short focus side. Next, consider the case of (). The graph of G(Χ)/ F in this case is shown in Figure 4. From the same figure, since the graph of G(Χ)/ F monotonically decreases, G(Χ) increases monotonically from F < 0. If the lateral magnification on the short focus side is set close to the same magnification, the approximation error by equation (13) will increase, and in practice it is impossible to make a highly accurate judgment from the graph of G (Χ), but in the case of () Similarly, when √P/ F = -1 (24) and there is no B group, the following paraxial solution is obtained from β FW = 1.2. Example 2 W =28 AW 23.333 e 1W 16.298 F −42.212 LB W 8.442 M =60 AM 34.522 e 1M 16.598 F −42.212 LB M 31.152 T =135 AT 40.299 e 1T 10.688 F −42.212 LB T 99.194 In the above example, The value of the photographing distance when the focusing lens group F is moved toward the image plane side is shown.

【表】 これもかなり良い精度が得られている。 ()と()の場合も、βB(<0)とBを決
めることにより、()と()の場合と同様に
近軸解が得られる。しかるに(),()の結果
からも明らかなように、F,βBBが一定のとき
は、本来的に誤差を有している。勿論この誤差を
許容できるかどうかはズームレンズの使用目的に
対応しており、例えば、バリフオーカル用またオ
ートフオーカス用では従来にない良好なフオーカ
シング方法の特徴として、短焦点側から長焦点側
までほぼ同一の繰出し量で同一の撮影距離に合焦
し、かつ移動量も少くまたフオーカシング用レン
ズ群が像面側に近い等多大な有利さを持つている
ものである。 次にフオーカシング時の誤差を更に軽減させる
方法を考える。 今迄の説明から、F,βBBをズーミング時一
定とせずに、可変とすることにより誤差を少くさ
せることが可能であることがわかる。3群構成で
Fを変化させ、4群以上ではF,βBBの内少
くとも1つを変化させることにより可能となる
が、4群以上の場合は3群での場合の延長上と考
えられので、3群構成でFが変化する場合で代表
させる。 この場合、実施例1の近軸解を用いて、第3図
のグラフを考える。同グラフにおいてΧすなわち
βFが増大するにつれG(Χ)/Fは大きくなるが、
Χが大きくなるに従つてFが漸次小さくなること
によりG(Χ)/Fの曲線は下側の曲線に移動す
ることが読みとれる。このことからフオーカシン
グ用レンズ群が短焦点側からのズーミング時その
焦点距離を小さくすることにより誤差が軽減する
ことがわかる。但し、短焦点側ではその横倍率が
等倍に近い為、近似式(13)による誤差が大きく、
上記説明はそのままではうまく適用できない。よ
つて、実施例1においてT=135の撮影距離をM
=60の撮影距離に合わせることを考える。若干の
計算により、T=135でのフオーカシング用レン
ズ群Fの焦点距離FM=60での0.85倍にすれば
良いことがわかる。 実施例 3 実施例1のM=60の近軸解と次のT=135の近
軸解 T=135のとき AT −40.299 e1T 6.291 F′ 35.88 (0.85×F) LBT′ 156.083 このときのフオーカシング用レンズ群Fの移動
量とその撮影距離は表1のM=60の値とすべて一
致する。 このようにフオーカシング用レンズ群Fの焦点
距離をズーミング時可変にすることにより近軸的
に正確に同一の撮影距離を実現できる。 実際のズームレンズを設計するには、上記薄肉
近似式を厚肉化し、主点間隔の変化も考慮しなく
てはならなく、また近似式(13)も成立しない。し
かし、前記の基本的な内容は同じである。そして
より誤差の少いフオーカシング方式を実現させる
ことは、フオーカシング用レンズ群Fの焦点距離
F,F群より像側にあるレンズ群Bの横倍率βB
してその焦点距離Bのうちいくつかを調整用とし
て導入することにより可能であることが理解され
得たと思う。 次に厚肉化した本発明のズームレンズ系の実施
例を示す。
[Table] This also shows quite good accuracy. In the case of () and (), by determining β B (<0) and B , a paraxial solution can be obtained as in the case of () and (). However, as is clear from the results of () and (), when F , β B , and B are constant, there is an inherent error. Of course, whether or not this error can be tolerated depends on the purpose of use of the zoom lens. For example, for varifocal or autofocus, a good focusing method that has never been available before is characterized by almost all the difference from the short focus side to the long focus side. It has many advantages, such as focusing at the same photographing distance with the same amount of extension, the amount of movement is small, and the focusing lens group is close to the image plane. Next, we will consider a method to further reduce errors during focusing. From the explanation so far, it is clear that it is possible to reduce the error by making F , β B , and B variable instead of constant during zooming. This is possible by changing F in a 3-group configuration, and by changing at least one of F , β B , and B in a 4-group configuration, but as an extension of the 3-group configuration, Since this is possible, we will represent the case where F changes in a three-group configuration. In this case, consider the graph in FIG. 3 using the paraxial solution of Example 1. In the same graph, as Χ or β F increases, G(Χ)/ F increases, but
It can be seen that as Χ increases, F gradually decreases, and the G(Χ)/ F curve moves to the lower curve. This shows that errors can be reduced by reducing the focal length of the focusing lens group when zooming from the short focus side. However, on the short focal length side, the lateral magnification is close to the same magnification, so the error due to approximation formula (13) is large.
The above explanation cannot be applied as is. Therefore, in Example 1, the shooting distance of T = 135 is set to M
Consider adjusting the shooting distance to =60. Some calculations show that the focal length F of the focusing lens group F at T = 135 should be 0.85 times that at M = 60. Example 3 The paraxial solution of M = 60 in Example 1 and the next paraxial solution of T = 135 When T = 135, AT −40.299 e 1T 6.291 F ′ 35.88 (0.85× F ) LB T ′ 156.083 This The amount of movement of the focusing lens group F and its photographing distance all match the values of M = 60 in Table 1. By making the focal length of the focusing lens group F variable during zooming in this manner, it is possible to achieve exactly the same photographing distance paraxially. In order to design an actual zoom lens, the thin approximation equation described above must be made thicker and changes in the distance between principal points must also be taken into consideration, and approximation equation (13) also does not hold. However, the basic content described above is the same. In order to realize a focusing method with fewer errors, the focal length of the focusing lens group F is
I think you can understand that this is possible by introducing some of the lateral magnification β B of the lens group B located on the image side than the F group and its focal length B for adjustment purposes. Next, an example of a zoom lens system of the present invention with increased thickness will be shown.

【表】【table】

【表】 上記実施例においてr14からr26までがフオーカ
シング用レンズ群Fである。フオーカシング用レ
ンズ群Fの焦点距離Fとパラメーター
[Table] In the above embodiment, the lens group from r14 to r26 is the focusing lens group F. Focal length F and parameters of focusing lens group F

【式】と、√/Fの値は 以下の様になつている。[Formula] and the value of √/ F are as follows.

【表】 上記の表のようにパラメータ√/Fの値は、
ズーム比3倍程度のズームレンズにおいては、
0.5〜2.5程度が適当である。 本実施例の構成図と収差図を第5図と第6図に
示す。 上記ズームレンズにおいてフオーカシング用レ
ンズ群を像面側に移動させたとき、長焦点側の移
動量を基準にして、短焦点側と中間焦点での像点
移動量を表3に示す。
[Table] As shown in the table above, the value of the parameter √/ F is
For zoom lenses with a zoom ratio of about 3x,
Approximately 0.5 to 2.5 is appropriate. The configuration diagram and aberration diagram of this example are shown in FIGS. 5 and 6. When the focusing lens group in the above zoom lens is moved toward the image plane side, Table 3 shows the amount of image point movement on the short focus side and intermediate focus, based on the movement amount on the long focus side.

【表】 表3より明らかなように、像点移動量は充分焦
点深度内にあり、従来の前玉繰出し方式と比べ同
等と考えられる。 上記実施例においてからも明らかなように本発
明は前玉繰出しと同等の効果を有しているが、バ
リフオーカル用ズームレンズやオートフオーカス
用ズームレンズの場合ではフオーカシング移動量
に差があること自体は余り大きな問題ではないの
で短焦点距離側と長焦点距離側とにおけるフオー
カシング移動量の比が2〜3倍でも許容できる。
許容できる比を2倍としてこのことを式で表すと
次のようになる。 1/2<ΔΧT/ΔΧW<2 (25) 但し ΔΧT,ΔΧWはそれぞれ最長焦点距離及び
最短焦点距離におけるフオーカシング移動量であ
る。 ここで(10)式によれば、フオーカシング移動量
ΔΧは以下のように表される。 ΔΧ=P/D−Q 従つて、本発明に従えば、(25)式は次のように
表すことができる。 1/2<PT/D−QT/PW/D−QW<2 但し、PT,QTは(11),(12)式で定義されるP,
Qの最長焦点距離における値、PW,QWは(11),
(12)式で定義されるP,Qの最短焦点距離におけ
る値である。 高ズーム比のズームレンズで全体繰り出しを行
うと、ズーム比の2乗の比で移動量が変化する
が、本発明によると、上記(26)式を満足するよう
PT,QT,PW,QWを選択すれば、最短焦点距離と
最長焦点距離とにおけるフオーカシング移動量の
比は撮影距離Dにおいて3倍以内に抑えることが
できる。 尚、実施例3は3倍程度のズーム比を有するズ
ームレンズであるが、更に高倍比のズームレンズ
に実施例3と同様な構成を適用した場合、フオー
カシング用レンズ群Fのズーミングによる移動量
が大きくなり、スペツクによつては設計が困難と
なる可能性も考えられる。このような場合では、
例えば第7図に示すように、フオーカシング用レ
ンズ群Fの後に、短焦点側からのズーミング時増
倍するようなB群を設けることによりフオーカシ
ング用レンズ群Fの横倍率の変化を少くでき設計
上有利となることは今迄の説明から明らかであ
る。 以上から明らかなように、本発明は前玉繰出方
式によらず、焦点距離変化によるフオーカシング
繰出量の差のきわめて小さな新規なズームレンズ
系のフオーカシング方式を提供するものであり、
さらには、前玉繰出方式によらず、焦点距離変化
にかかわらず同一撮影距離に対し同一のフオーカ
シング繰出量によりフオーカシングを行うことが
可能な新規なズームレンズ系のフオーカシング方
式をも提供するものである。
[Table] As is clear from Table 3, the amount of image point movement is well within the depth of focus, and is considered to be equivalent to the conventional front lens extension method. As is clear from the above examples, the present invention has the same effect as the front lens extension, but in the case of a varifocal zoom lens or an autofocus zoom lens, there is a difference in the amount of focusing movement. Since this is not a very big problem, it is acceptable even if the ratio of the focusing movement amount between the short focal length side and the long focal length side is 2 to 3 times.
If the allowable ratio is doubled, this can be expressed as follows. 1/2<ΔΧ T /ΔΧ W <2 (25) However, ΔΧ T and ΔΧ W are the focusing movement amounts at the longest focal length and the shortest focal length, respectively. According to equation (10), the focusing movement amount ΔΧ is expressed as follows. ΔΧ=P/D−Q Therefore, according to the present invention, equation (25) can be expressed as follows. 1/2<P T /D-Q T /P W /D-Q W <2 However, P T and Q T are P defined by equations (11) and (12),
The value of Q at the longest focal length, P W , Q W is (11),
This is the value at the shortest focal length of P and Q defined by equation (12). When a zoom lens with a high zoom ratio is fully extended, the amount of movement changes according to the square of the zoom ratio.
By selecting P T , Q T , P W , and Q W , the ratio of the amount of focusing movement between the shortest focal length and the longest focal length can be suppressed to within 3 times at the photographing distance D. Note that Example 3 is a zoom lens with a zoom ratio of about 3 times, but if the same configuration as Example 3 is applied to a zoom lens with a higher magnification ratio, the amount of movement of focusing lens group F due to zooming will be Depending on the specifications, it may become difficult to design. In such cases,
For example, as shown in Fig. 7, by providing a group B after the focusing lens group F, which multiplies the magnification during zooming from the short focal length side, changes in the lateral magnification of the focusing lens group F can be minimized. It is clear from the explanation so far that this is advantageous. As is clear from the above, the present invention provides a new focusing method for a zoom lens system in which the difference in focusing amount due to changes in focal length is extremely small, regardless of the front lens extending method.
Furthermore, the present invention also provides a focusing method for a new zoom lens system that allows focusing to be performed at the same focusing distance by the same focusing amount regardless of changes in focal length, regardless of the front lens extension method. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のフオーカシング方式を説明す
る為の一般的なズームレンズのある焦点距離での
薄肉近似による構成図、第2図は第1図でのズー
ムレンズによるフオーカシング時の構成図、第3
図と第4図はパラメーター(√/F)に対する
フオーカシング用レンズ群Fの横倍率βFに関係し
たΧ(=βF 2−1)を横軸にとつたときの、フオー
カシング用レンズ群Fの移動量誤差を表わすG
(Χ)を示すグラフ、第5図は厚肉化して構成し
た本発明の一実施例のレンズ構成図、第6図はそ
の収差図、第7図は本発明の他の実施例のレンズ
移動形式を示す図である。 F……フオーカシングレンズ群、A……フオー
カシングレンズ群よりも物体側の少くとも2群の
レンズ群。
Figure 1 is a configuration diagram using a thin-wall approximation at a certain focal length of a general zoom lens to explain the focusing method of the present invention. 3
The figure and Figure 4 show the focusing lens group F when the horizontal axis is Χ (=β F 2 -1), which is related to the lateral magnification β F of the focusing lens group F with respect to the parameter (√/ F ). G representing the movement amount error
(Χ), FIG. 5 is a lens configuration diagram of an embodiment of the present invention configured with a thicker wall, FIG. 6 is its aberration diagram, and FIG. 7 is a lens movement of another embodiment of the present invention. It is a figure showing a format. F... Focusing lens group, A... At least two lens groups closer to the object than the focusing lens group.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光軸方向の移動により焦点合わせを行う正屈
折力のフオーカシングレンズ群、及びこのフオー
カシングレンズ群よりも物体側に配される少くと
も2群のレンズ群を有し、ズーミング時において
上記2群のレンズ群の間の空気間隔の変化により
上記2群のレンズ群の合成焦点距離が変化すると
ともに、フオーカシングレンズ群の横倍率βFが最
短焦点距離では1<|βF|<2を満足し、かつ短
焦点距離側から長焦点距離側へのズーミングに伴
つて|βF|が増加することを特徴とするズームレ
ンズ系。 2 ズーミング時において上記フオーカシングレ
ンズ群が光軸方向に移動し、これによつてフオー
カシングレンズ群の横倍率βFがズーミング時に変
化す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 上記フオーカシングレンズ群よりも物体側に
ある上記2群のレンズ群の合成焦点距離をfAとす
るとき、 がズーミング中ほぼ一定であ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。 4 上記フオーカシングレンズ群が少くとも2群
以上のレンズ群より成り、その間の空気間隔の変
化により、ズーミング時において上記フオーカシ
ングレンズ群の合成焦点距離が変化することを特
徴とする特許請求の範囲第1項又は第3項記載の
ズームレンズ系。 5 光軸方向の移動により焦点合わせを行うフオ
ーカシングレンズ群、及びこのフオーカシングレ
ンズ群よりも物体側に配される少くとも2群のレ
ンズ群を有し、ズーミング時において上記2群の
レンズ群の間の空気間隔の変化により上記2群の
レンズ群の合成焦点距離が変化するとともに、ズ
ーミング時において上記フオーカシングレンズ群
の横倍率βFが最短焦点距離では|βF|>1を常に
満足しつつ変化し、かつその変化が短焦点距離側
から長焦点距離側へのズーミングに伴つて|βF
が増加する方向に生じるとともに、以下の条件式
を満足することを特徴とするズームレンズ系: 1/2<PT/D−QT PW/D−QW<2 但し、P=fA 2・βF 2/βF 2−1 Q=βF/βF2−1・fA 2/fF+2fA +(2−βF−1/βF)fF +(2−βB−1/βB)fB D :最短撮影距離、 fA:フオーカシングレンズ群よりも物体側にある
レンズ群の合成焦点距離、 fF:フオーカシングレンズ群の合成焦点距離、 fB:フオーカシングレンズ群よりも像面側にある
レンズ群の合成焦点距離、 であり、PT,QTはそれぞれ上記P,Qの最長焦
点距離における値、PW,QWはそれぞれ上記P,
Qの最短焦点距離における値である。
[Claims] 1. A focusing lens group with a positive refractive power that performs focusing by movement in the optical axis direction, and at least two lens groups arranged closer to the object side than this focusing lens group. During zooming, the combined focal length of the two lens groups changes due to a change in the air distance between the two lens groups, and the lateral magnification β F of the focusing lens group changes at the shortest focal length. A zoom lens system that satisfies 1<|β F |<2 and is characterized in that |β F | increases with zooming from a short focal length side to a long focal length side. 2. The focusing lens group moves in the optical axis direction during zooming, whereby the lateral magnification β F of the focusing lens group changes during zooming. zoom lens system. 3 When the composite focal length of the above two lens groups located closer to the object side than the above focusing lens group is f A , 2. A zoom lens system according to claim 1, wherein: is substantially constant during zooming. 4. A patent claim characterized in that the focusing lens group consists of at least two or more lens groups, and the combined focal length of the focusing lens group changes during zooming due to a change in the air gap between them. The zoom lens system according to the range 1 or 3. 5 A focusing lens group that performs focusing by movement in the optical axis direction, and at least two lens groups arranged closer to the object side than this focusing lens group, and when zooming, the above two groups The combined focal length of the two lens groups changes due to a change in the air distance between the lens groups, and during zooming, the lateral magnification β F of the focusing lens group becomes |β F |>1 at the shortest focal length. |β F
The zoom lens system is characterized by increasing the amount of the change and satisfying the following conditional expression: 1/2<P T /D-Q T P W /D-Q W <2 However, P=f A 2・β F 2F 2 −1 Q=β FF 2−1・f A 2 /f F +2f A +(2−β F −1/β F )f F +(2−β B -1/β B ) f B D: Minimum object distance, f A : Combined focal length of the lens group closer to the object side than the focusing lens group, f F : Combined focal length of the focusing lens group, f B : The composite focal length of the lens group located closer to the image plane than the focusing lens group, where P T and Q T are the values of the above P and Q at the longest focal length, respectively, and P W and Q W are the values of the above P and Q, respectively. ,
This is the value of Q at the shortest focal length.
JP57026637A 1982-02-19 1982-02-19 Zoom lens system Granted JPS58143312A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57026637A JPS58143312A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Zoom lens system
US06/467,433 US4636040A (en) 1982-02-19 1983-02-17 Zoom lens system
DE19833305688 DE3305688A1 (en) 1982-02-19 1983-02-18 VARIO LENS
US07/001,201 US4844600A (en) 1982-02-19 1987-01-07 Zoom lens system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57026637A JPS58143312A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Zoom lens system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58143312A JPS58143312A (en) 1983-08-25
JPH0477291B2 true JPH0477291B2 (en) 1992-12-08

Family

ID=12198958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57026637A Granted JPS58143312A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Zoom lens system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58143312A (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6055310A (en) * 1983-09-06 1985-03-30 Asahi Optical Co Ltd Focus adjusting method of optical system of variable focal length lens
JPH01105212A (en) * 1986-10-24 1989-04-21 Asahi Optical Co Ltd Macro-system for high variable power zoom lens including wide angle
DE3943741C2 (en) * 1988-09-08 1996-02-22 Asahi Optical Co Ltd Zoom objective lens with wide range focal length
JP2629904B2 (en) * 1988-11-18 1997-07-16 キヤノン株式会社 Rear focus zoom lens
US5528427A (en) * 1991-10-30 1996-06-18 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens
US5663835A (en) * 1994-07-29 1997-09-02 Nikon Corporation Inner focus zoom lens

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120357A (en) * 1974-03-06 1975-09-20
JPS51134140A (en) * 1975-05-15 1976-11-20 Minolta Camera Co Ltd High-magnification zoom lens capable of macro photographing
JPS5266445A (en) * 1975-11-27 1977-06-01 Fuji Photo Optical Co Ltd Zoom lens
JPS5426754A (en) * 1977-07-30 1979-02-28 Asahi Optical Co Ltd Zoom lens having small distorted aberration
JPS54127321A (en) * 1978-03-25 1979-10-03 Canon Inc Zoom lens
JPS56162711A (en) * 1980-05-20 1981-12-14 Minolta Camera Co Ltd Zoom lens system
JPS5729024A (en) * 1980-07-28 1982-02-16 Minolta Camera Co Ltd Zoom lens system having lens group for focusing behind the system
JPS5891421A (en) * 1981-11-26 1983-05-31 Canon Inc Rear focus type zoom lens
JPS58136012A (en) * 1982-02-08 1983-08-12 Canon Inc Focusing method of zoom lens

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS503957Y2 (en) * 1972-05-11 1975-02-01

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120357A (en) * 1974-03-06 1975-09-20
JPS51134140A (en) * 1975-05-15 1976-11-20 Minolta Camera Co Ltd High-magnification zoom lens capable of macro photographing
JPS5266445A (en) * 1975-11-27 1977-06-01 Fuji Photo Optical Co Ltd Zoom lens
JPS5426754A (en) * 1977-07-30 1979-02-28 Asahi Optical Co Ltd Zoom lens having small distorted aberration
JPS54127321A (en) * 1978-03-25 1979-10-03 Canon Inc Zoom lens
JPS56162711A (en) * 1980-05-20 1981-12-14 Minolta Camera Co Ltd Zoom lens system
JPS5729024A (en) * 1980-07-28 1982-02-16 Minolta Camera Co Ltd Zoom lens system having lens group for focusing behind the system
JPS5891421A (en) * 1981-11-26 1983-05-31 Canon Inc Rear focus type zoom lens
JPS58136012A (en) * 1982-02-08 1983-08-12 Canon Inc Focusing method of zoom lens

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58143312A (en) 1983-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6618198B1 (en) Variable magnification optical system and optical apparatus having image stabilizing function
US5666230A (en) Zoom lens
JPH0546525B2 (en)
JPH042169B2 (en)
JPH0618782A (en) Rear focus type zoom lens
JPH03145615A (en) Zoom lens
JPH1144848A (en) Zoom lens and optical equipment provided therewith
JP2740890B2 (en) Rear focus zoom lens
JPH11258506A (en) Zoom lens
JPH0675167A (en) Inside focusing zoom lens system
JP2832057B2 (en) Rear focus zoom lens
JPH0138283B2 (en)
US4632519A (en) Zoom lens including a wide angle of view
JPH0477291B2 (en)
JPH08114744A (en) Focusing system of zoom lens
JP2546293B2 (en) Small zoom lens
JPH0519170A (en) Zoom lens
JPH0772390A (en) Small-sized zoon lens
JPH06230285A (en) Zoom lens
JPH0529885B2 (en)
CN112236704A (en) Observation optical system
JPH03225309A (en) Rear focus zoom lens
JPH0567930B2 (en)
JP2676384B2 (en) Compact zoom lens
JP2560839B2 (en) Rear focus type zoom lens