JPH0782147B2 - ズームレンズのフォーカシング方法 - Google Patents

ズームレンズのフォーカシング方法

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JPH0782147B2
JPH0782147B2 JP57185291A JP18529182A JPH0782147B2 JP H0782147 B2 JPH0782147 B2 JP H0782147B2 JP 57185291 A JP57185291 A JP 57185291A JP 18529182 A JP18529182 A JP 18529182A JP H0782147 B2 JPH0782147 B2 JP H0782147B2
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zooming
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    • G02B15/173Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリヤーフオーカス方法のズームレンズに関し、
特に3つのレンズ群を移動させてズーミングを行い、か
つ物体側から数えて第1番目のレンズ群でフオーカシン
グを行うリヤーフオーカス方法のズームレンズに関す
る。
従来からズーム部やズーム部の像面側方向にある固定レ
ンズ群でフオーカシングを行う方法は各種提案されてい
る。
しかしこれらのフオーカシング方法は同一物体距離に対
してフオーカスするときズーミングによる焦点距離の違
いによつてフオーカス部の繰出し量が異なり、その繰出
し量は2次曲線的もしくは不連続に変化する。従つて物
体距離が異なつてくるフオーカス部の繰出し量の2次曲
線的形状が異なつてくる。この為に距離合せリングの同
一回転角でズーム範囲すべての焦点距離の繰出し量を満
足する様な構造を機械的に構成することが極めて複雑と
なり実現的には非常に困難である。この傾向はズーム比
が大きくなる程急激に顕著になる。
次に従来の4群ズームレンズを例に上げ各レンズ群でフ
オーカシングした時のフオーカス部の繰出し量を第1図
を用いて示す。
第1図に示すズームレンズの各レンズの焦点距離f1,f2,
f3,f4と各レンズ群との主点間隔l1,l2,l3とズームレン
ズの焦点距離fとの関係は次の如くである。
第1図(a)は負のパワーの第2レンズ群と第3レンズ
群でズーミングを行う方法で、第1レンズ群でフオーカ
シングすることは従来広く実施されており、第1図
(b)に示す如くズーミング中全てのズーム位置で同一
物体距離に対しては繰出し量が一定となる。しかし第2
レンズ群以降のレンズ群でフオーカシングした時は第1
図(c),(d),(e)に示す如く異つてくる。
第2レンズ群はズーミング中縮小系から拡大系へと変化
し途中、等倍を通る。従つて、第2レンズ群は負のパワ
ーのため縮小系域では物体側方向へ繰出し、拡大系域で
は像面側方向へ繰出すことになり中間の等倍では繰出し
が定まらず第1図(c)に示すように不連続となる。
第1図(d)に示す第3レンズ群の場合は、本従来例が
ズーム部(第1〜第3レンズ群)でアフオーカル系を構
成しているので、物体距離が近くなると、第3レンズ群
から射出する近軸光束は発散系になるため(この時、こ
の群は正符号の拡大系となる)これを平行光束に戻すた
め第3レンズ群を像面側方向へ繰出せば良い。
第1図(e)に示す第4レンズ群の場合は、第1レンズ
群の場合と同じ様に、平行光束が第4レンズ群に入射す
るため、物体側方向へ繰出せば良い。しかしズーミング
によりズーム部のアフオーカル倍率が増減するためズー
ミングした時の繰出し量は異なる。この場合、第4レン
ズ群の繰出し量はアフオーカル倍率の2乗に比例する。
又、物体距離が近くなるに従い(5m→2m)2次曲線のカ
ーブはきつくなつてくる。
従つて、前記のズーム構成で第2レンズ群以降のレンズ
部でフオーカシングを実施するためには異なる物体距離
に対しズーミングによる繰出し量の2次曲線のカーブが
連続的に変化する様な3次元カム等を用いなければなら
ない。
(距離合せリングの回転角を同一物体距離でズーミング
中同一になる様にした場合)もしくはレンズ系内に演算
回路等の機構を備え、またはTTLオートフオーカス機構
を備えるなどして電気的にフオーカス部の繰出し量を算
出して行なわなければならない。
本発明は望遠端のズーム位置で至近距離にフオーカシン
グをする際、フオーカス部の繰り出し量を大幅に減少さ
せたズームレンズのコンパクト化に有利なズームレンズ
のフオーカシング方法の提供を目的とする。
そして、上記の目的を達成する為に、本発明の特徴とす
るところは、物体側より順に、ズーミング中固定の第1
レンズ群、ズーミング中に移動し、正の屈折力を有する
第21レンズ群、ズーミング中に移動し負の屈折力を有す
る第22レンズ群、そしてズーミング中に移動し正又は負
の屈折力を有する第23レンズ群を少なくとも有し、無限
遠物体に対する前記第21レンズ群と第22レンズ群の、感
光面を基準としたズーミングによる移動量を各々s,tと
した時、 0.1<s/t<1.2 … なる条件を満足させてズーミングを行う一方、無限遠物
体から至近物体に対するフォーカシングを前記第21レン
ズ群を移動させて行うことにある。
本発明のズームレンズのレンズ構成をズーミング中固定
の正の屈折力の第1レンズ群、その後方にズーム群を配
置し広角側から望遠側のズーム位置にズーミングする際
に像面側方向へ移動する正の屈折力の第2レンズ群を配
して、この第2レンズ群を物体方向へ移動させることに
より近距離物体に対してフオーカスを行う。従つて、無
限遠物体からの光線を第1レンズ群に入射させ、それぞ
れ近軸追跡を行つた時、第2レンズ群に入射する入射角
αと出射する出射角α′の比(α/α′)は、ズーミン
グ中常に正の値で1より小さくなる。この為に第2レン
ズ群でフオーカスを行なう場合、無限遠物体から至近距
離物体までの繰出し方向はズーミング中常に一定で物体
側方向となる。このように本発明によれば従来例に見る
如く、ズーミング途中で不連続になることはない。
また、第2レンズ群の同一物体距離のフオーカスの為の
繰出し量は、広角側から望遠側へズーム位置にズーミン
グするに従い増加するが、それと同時に、フオーカシン
グ間隔(第11レンズ群と第21レンズ群との間隔)も増加
するため、フオーカシングの為の空気間隔は広角端の繰
出し量に相当する量を確保しておけば良い。
この為ズームレンズの光学系中で無駄な空間が少なくな
り、ズームレンズのコンパクト化を良好に達成すること
ができる。
さらに後述する本発明の第1実施例に見る如く、無限遠
物体から物体距離2mまでのフオーカス部の繰出し量は、
広角端のズーム位置2.4mm、望遠端のズーム位置で3.6mm
であり、その比は1.5でありズーム比の二乗8.16に対し
かなり少なくなつている。又後述する第2実施例は、s
とtが同じ値である為第21レンズ群と第22レンズ群の移
動の為のズーム用のカムは同一のものが使用出来るので
第23レンズ群のズームカムを合わせた2本でズーミング
の為のカムが良いことになり、メカ構造上単純化するこ
とができる。
そして無限遠物体から物体距離1.5mまでのフオーカス部
の繰出し量は、広角端のズーム位置で3.2mm、望遠端の
ズーム位置で5.85mmであり、その比は1.83であり、本実
施例においてもズーム比の二乗の値に対してはかなり少
なくなつている。
又本発明のズームレンズでは、正の屈折力の第11レンズ
群で一度収束された光束が第21レンズ群に入射するた
め、第21レンズ群の有効径は第11レンズ群と比較し、か
なり小さくなつている。従つてレンズの肉厚も少なくて
良く、重量的には第11レンズ群に対し極めて軽量化が可
能となり、コンパクト化がより良好に達成することがで
きる。そして第21レンズ群と第22レンズ群のズーミング
による移動量の比を上記の条件式を満足させることに
よつて更にコンパクト化を図つている。
条件式の上限値より大きくなると、広角端のズーム位
置において第21レンズ群と第22レンズ群の間隔が開き過
ぎ、レンズ全長の増大につながり好ましくない。又、下
限値より小さいと、望遠端のズーム位置において第11レ
ンズ群と第21レンズ群の間隔がそれ程開いていないた
め、ズーミングによるレンズ群の繰出し量の差は縮まる
方向であるが、第21レンズ群のレンズ有効径が第11レン
ズ群と比しあまり小さくならず、ズームレンズをより軽
量化とすることが困難となる。
そして本発明に係るズームレンズの第22レンズ群の屈折
力を負とし、ズーミングの為の変倍の移動方向を後方と
しレンズ群間隔を有効に使用しコンパクト化を図つてい
る。又、第4レンズ群はズーミングによつて変動する像
面を補正させる為にズーミングと共に移動させ、その屈
折力を正若しくは負としその符号に応じて適当に移動さ
せている。
本発明に係るズームレンズにおいては、ズーム群の後方
に正の屈折力の結像用の第3レンズ群を加えてもよい。
第3レンズ群を加えれば全ズーム範囲での収差をより良
好に補正するのが容易となる。更に第3レンズ群の後方
に負の屈折力の第4レンズ群を配置すれば、全体のペツ
ツバール和を良好に保つことが容易となり、高性能なズ
ームレンズが達成できる。
次に本発明のズームレンズのフオーカシング方法におけ
るズームレンズの数値実施例を示す。fiは物体側より順
に第i番目のレンズ群の焦点距離、liは第i番目と第i
+1番目のレンズ群との空間である。
数値実施例1のレンズ構成を第2図に、フオーカシング
によるレンズ移動量を第3図に、数値実施例2のレンズ
構成を第4図に、フオーカシングによるレンズ移動量を
第5図に各々示す。
尚、以下に示す数値実施例においては、無限遠物体に対
し感光面(フィルム面)を基準とした各レンズ群の移動
間隔変化を示している。そして、参考のために本発明の
条件式に対する各数値実施例の値を以下に示しておく。
数値実施例1 s/t=0.83 数値実施例2 s/t=1.00 数値実施例1 数値実施例2
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は従来の4群タイプのズームレンズの概略
図、 第1図(b)〜(e)は第1図(a)のズームレンズの
各レンズ群によるフオーカシングによる移動量の説明
図、 第2図、第4図は各々本発明に係るズームレンズの数値
実施例1,2の光学系の概略図、 第3図、第5図は各々本発明に係るズームレンズの数値
実施例1,2のフオーカシングによるレンズ群の移動を示
す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 常文 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 田中 一夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−165810(JP,A) 特開 昭51−68244(JP,A) 特開 昭51−2439(JP,A) 特開 昭54−113333(JP,A) 特開 昭53−149045(JP,A) 特開 昭52−104137(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より順に、ズーミング中固定の第1
    レンズ群、ズーミング中に移動し、正の屈折力を有する
    第21レンズ群、ズーミング中に移動し負の屈折力を有す
    る第22レンズ群、そしてズーミング中に移動し正又は負
    の屈折力を有する第23レンズ群を少なくとも有し、無限
    遠物体に対する前記第21レンズ群と第22レンズ群の、感
    光面を基準としたズーミングによる移動量を各々s,tと
    した時、 0.1<s/t<1.2 なる条件を満足させてズーミングを行う一方、無限遠物
    体から至近物体に対するフォーカシングを前記第21レン
    ズ群を移動させて行うことを特徴とするズームレンズの
    フォーカシング方法。
JP57185291A 1982-08-06 1982-10-21 ズームレンズのフォーカシング方法 Expired - Lifetime JPH0782147B2 (ja)

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US07/107,876 US4789227A (en) 1982-08-06 1987-10-08 Zoom lens

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US5136431A (en) * 1988-12-06 1992-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens of the internal focus type
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JP3927670B2 (ja) * 1997-12-01 2007-06-13 キヤノン株式会社 ズームレンズ

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