JPS58150925A - 全系移動によるズ−ムレンズのフオ−カシング方式 - Google Patents

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】 不発明はズームレンズの新規なフォーカシング方式に関
する。

ズームレンズのフォーカシングの方式として一般に用い
られているものけ仄のようである。

（１）前玉（最前方群）の繰り出し く２）前玉を構成する一部のレンズの繰り出しく３）　
　アフォーカル型ズームレンズに２ける変倍群の一体移
動 １４）いわゆるマクロ合焦方式 上記の開方式中、７１）の剖玉繰り出し方式は、最も一
般に用いられる方式であり、全ズーミング範囲でくり出
し旨が変わらず、比較的節部な構造でフォーカシング全
行うことが出来るｌ）　Ｌ−かり１、特にズーム軸回に
広角（ｒ−宮む場合にけ、トｒｌｌ玉をくわ出すことに
よってフォー力ソングオ行々おうとすれば、萌玉洋を極
端に大！　＜　Ｌ、ない限り、広絢域では比較的近距離
のフォーカシングにおいてけ大きなｎ　を吊鎖を起し７
てし−ｆう。

また、前玉を移動させることにより、前玉’ｔｒＭめた
全系のレンズ配置が変化することになり、大きな収摩変
化を生ずるのを免れることは出来ないとｌ八つ欠点分有
している。

１２）の前玉の一部を縁り出す方式は、上記のような欠
点をある程度除くことができるが、峡前方群全更にいく
つかのレンズ群に分けるためにレンズの構成枚数が増加
するのを避けることが出来ない。

（３）のアフォーカル型ズーノ・レンズの合焦方式は変
焙旺を１体として移動することが、前方１坪を移動する
ことと近軸的に等価でめること全利用したフォーカス方
式であるｂｉ、その利用範囲がアフォーカル型のレンズ
タイプに限定される難点がある。

（４）のマクロ合焦方式け、これまで多くの提案がなさ
れているが、近距離でのズーミング手段を持たない近距
離合焦法であるため、その利用範囲は限られたものとな
らざる（１７得ない。

本発明け、従来のズームレンズのフォーカシング方式に
おけるこのような欠点を除く粧しいズームレンズの７オ
一カ／ング方式を提供するものであり、最前方群のくり
出しによるのではなく、ズームレンズ全体全移動するこ
とによってフォーカシング全行うことを特徴とする。こ
のような金糸のくり出しによるフォーカシングは、最前
方群のくり出しによるフォーカシングの様に、ズームレ
ンズ系内のレンズ群同志の相対的な配置が変化すること
がないので、フォーカシングによる収差ｆ勅が少ない。

また、広角を富むズームレンズでも、フォーカシングに
よる口匝蝕を防止するため前玉径全険端に大さくする必
要もなくなり、広角を含むズームレンズの設計を行なう
ヒでの大きな障害をとり除くことが出来る。

例えば、比較的構成の面学な２群ズームレンズを例と１
で、従来のＡ４１群によるフォーカシング方式と紺しい
全群くり出しｖｒよるフォーカシング方式との第１群レ
ンズの匝１／Ｃ対する彰讐を比較して与る。第１図に示
す２群スームに於て絞りけ第２群レンズの主干面に譬か
れでいるもつとする。

（１））に示す１１［玉縁出Ｌ７方式の揚重、第２群レ
ンズの絞り中心を通る光線は第１肝の繰出しによっても
不変であり、このため、この主光線が第１群レンズを直
るときの元軸からの高さけ、焦点合ぜのためのレンズの
操出徽に比例して増大し、ぞｎだけ前玉匝を大にしなけ
れげならなりこととなる。

これに対して（ａ）に示す本発明のフォーカシング方式
の場合、第２群も第１群と１体として前号へ移動するた
め、１象高を一定とすれば主光線の傾角が小になり、第
１群ｆｈるときの光軸からの高さは減少Ｌ、１ｂ）ＩＣ
Ｃ１０、て前玉匝が小さくてすむことを示している。

しかも、このフォーカシング方式は、公知の総てのタイ
プのズームレンズに応用することが出来、非常に汎用註
の高い方式である。更にこのフォーカシング機構と同時
に上記の従来のフォーカシング機酵をも組娶こり１合焦
範囲を広げることも容易であるという特徴を持っている
。

ｆｃたし１、従来のフォーカシング方式においては、ズ
ーミングによってレンズ全系の焦点距離が変化しても焦
点合ぜのために必要な繰出し鮭は常に一定であるのに比
べて、本発明の７オ一カシング方式のように、ズームレ
ンズ全系を一体として繰出してフォーカシングを行うと
、同一距離の物体に対しても、ズーミングに伴うレンズ
全糸の焦点距離の変化に伴って焦点８・ぜのだめのレン
ズの移ｖＪＪ１１が変化する。このため、ズーミングに
伴い、そのときの焦点距離に適したレンズの繰出址が自
動的に得られる瞭博が必要とな乙。

ズーミングに伴い焦点合ぜのための繰装置を自動的に変
化させるためには、一般には二次元カムを必要とし、実
用不能のものとなるが、本発明者等け、先に、焦点距離
の関数としであるパラメータ全設定し、裸出童をこのパ
ラメータの関ｃｉに置換え、焦点距離とパラメータの関
数関係ｆ適当に選ぶことにより、ただ１つのカムでズー
ミングと繰出奮紮余合さぜることが出来るカム欧構を発
明した。（特願昭５５−７７１２４号）匠って、本発明
′／）焦点合ぜのための繰出敏の制（財）にも、このカ
ム融構を応用することによって実用的なフォー力７ング
礪何とすることが可能となるものである。

以下実施例について具体的に説明する。

弔ｌ衣にレンズデータを、第２図に断面図を示す実施例
は、焦点距離が４６．７６２＋ｍから９９、２９　ｗ迄
変化し、噴火像高が２１．６３１１１ｍのスチールカメ
ラ用４群ズームレンズである。１従米は前記のようにズ
ーム全系を１体で移動さ亡ることにより焦点合せ分行う
にけ、物１象間距＠を一定としてズーミングを行う目的
で、各レンズを洋をそれぞれに適当な旨たけ移動さぜる
ためのカム機構と焦点距離を一定に保ち々がらフォーカ
シングのために全レンズ群を一体とし７て移動させるた
めのカム機構との両方を必要とし、フォーカシングのだ
めのカム形状は焦点距離の変化につれて変化し々ければ
ならず、実用化は無理と考えられてきた。

しか（−１、以下のようにすればズーム全糸ｆ１体とし
て移動ざぜるためのカム灯、ズーミングによる焦点距離
の変化にもかかわらず、嘔−のカムで実現することが出
来、このフォー力７ング方式を実用化すること／バ可能
となる。

実施田１１　　　　表１ 第２衣に、物像間距離Ｕと全系の焦点距離ｆＶこ対して
、ズーム全系を１体として繰出すだめの必要な移動量Ｓ
の計算結果を示す。ただしレンズを前方へくり出す場合
の移動方向を正とする。

全系のイバ点距離ｆけズーミングにより広角端の慎点距
離ｆｗ　　と望遠端の焦侭距甑ｆＴ　　との１（↓１の
値をとる。第１３図ｆｆ１）に示すような焦点距離−繰
出し鎗（ｆ−ｓ　）曲線の形状は横軸の目盛り方によ゛
つて変化する。そして、この目盛り分あらかじめ焦点距
離ｆの眞当な明調増加連続関数ｆによって変換した瞳と
して目盛る。この関数ｆ９ま当然に次・Ｄ榮注を満さな
ければならない。

ｆ′＝ｆ′（ｔ）ｆｗ≦ｆ≦ｆ　−１ ”　＜　ｆＷ　）　””Ｗ ｆ（ｆＴ）二ｆＴ 上記の嘔調増加連続関数ｆを適当に選ぶと、ある連続関
数Ｆ　（ｘ）が存在し、物像間距離ｕｉに対する第１群
・第２群を一体としての移動量８は物鐵ｉ…距離ｕｉ　
　と全糸の焦点距離ｆの関数（１０） Ｓｉ（ｕｉ、　ｆ　）　　として定まるが、この関数ｓ
　ｉ（ｕ　；ｆ）がある近似範囲内で ５ｉ（ｕｌ、　ｆ　）　　＝Ｆ　　（ｆ’−αｉ）が成
立する、式中αｉ　けｕｉ　　てよって定まる鰯゛であ
り、これけｆｗ　からｆＴ　　まで変化する全糸の焦点
距離ｆに対応するズームレンズ全系の繰出ｔｓ４　　が
、物ｒ駅間距離ｕ１　　に対応して１つの連続関数Ｆ　
（ｘｌ　のそれぞれ異なるＸ値範囲で衣わさＶ、ること
を示［−ている。この連続関数Ｆ（Ｘ）　ｆ最適移動関
数と呼ぶことにする。

第３災は、この実施例での尋脚増加連続関数ｆ′による
変換ＩＵｌｉｘ’を示し、第１３図（ｂ）はこの変　、
換直を用いた最適移動関数Ｆ’（ｘｌ　を示している。

この実施例では、Ｆ　（ｘｌ　による繰出し址Ｆと厳腎
な繰出し址８との差は約００５嘘以内である。このよう
な繰出し盪の制呻け、岐適移動関ａＦ　（Ｘ）を衣わす
唯１つのカムと、関数ｆ′に対応する繰出し操作犠打と
により、物［尿量距離ｕ１　　に応じてカムの異なる艶
聞を叱りカム園慣によって蘭学に実現出来る。

（１１） また、この方法によるズームフォーカシング方式におい
ては、比較的広角側のフォーカシングにＨ：最適移動曲
線Ｆ　（ｘ）の比較的左側が用いられ、望遠側のフォー
カシングにけ比較的右側が用いられることが明らかであ
るが、広角Ｉ１１で更に移動ｆ＠′Ｆを増加するように
すれば、マクロフォーカシングも連成出来るという効果
もある。

２＋発明のフォーカシング方式は、実施例１と全く同様
の方法によって、従来公知の多くのタイツのズームレン
ズ１１こ応用し、よいｆ＃紋で、非常に簡嘔なカム機構
によってフォーカシングを行うことが出来る。

以ド＠４衣ないし第３３衣までに１００２〜１１のレン
ズデータ、物［象旬距囁と全系の焦点距離ｆに対する全
糸の移ｖＪ量、及び焦点距離ｆと変換後のｆ′の対応関
係を示す。また、第３図から第１２図までは各実施例の
レンズ断面を、第１４図から第２３図１でにｆと８との
関係とＦ　（ｘ）の形状ケ示す。

（１２） 実施例２ 実施例２け焦点距離が３５＋ａからＩＵＯｍまでのズー
ム範囲に広角全含秦、正、負、正、正の屈折力の各群か
らなり、負レンズ群がズーミングに従って直線的に動く
ことによって変＠會行い、負群直後の比較的強い屈折力
分持つ正レンズ群が非線型に移動することによって四面
を一定位置に１呆っているＦｊ＆械補正観ズームレンズ
に本発明のフォーカシング方式を導入した９’ｌＪ　テ
ある０ （１３） （１４） （１５） 実施例３ 実施例３け焦点距離８０ｍｍから２００　ｒｕ＋までの
ズームレンズで、正、負、正、正の屈折力を持つ各群か
らなり、負レンズ群がズーミングに従って直線的に＃動
することにより変倍を行うと共Ｗ、負群直後の比較的弱
い屈折力を持つ正レンズ群が非線型に移動して鴎面を一
定位百に保つ隈誠補市型ズームレンズに本発明のフォー
カシング方式を導入したし１］である。

（１６） 表７ 実施例４ 賓施例４け、焦点距離７　（Ｉ　ｗａｎから１５０間ま
でのズームレンズで、正、負、正、正の屈折力の各群か
らなり、負群がズーミングに従って直蝉的に移動するこ
とによって変倍を行うと共に、９群直後の比較的弱い屈
折力をもつ正解が非線型に移動し、１沫而を一定位置に
保つ陸Ｅ戒袖正型ズームレンズに本発明のフォーカシン
グ方式を導入した例である。

（１９ン 表　１　０ ０υ） 実症例５ 実施例５は焦点距離６５ｍから１３５ｍｎｔでのズーム
レンズで、ｉＥ、負、１１７：、Ｗの屈折力り各群から
なり、第１群と第３師の両ｔＥ師が１体と汗って移動す
る光学補正型ズームレンズに本発明のフォーカシング方
式を導入した例である。

ｃ２３） （２４） 実施的６ 夾施Ｉｌ＋Ｊ　６け焦点距離７０ｍ＋からｌ　５　（ｌ
　ｒａｎまでのズームレンズで、正、貴、正、正の屈折
力の各群からなり、第１ｒＪ￥−と第３群の両正群が１
体となって移動する光学補正型ズームレンズに本発明の
フォーカシング方式を導入した例である。

（２５） （２７） 実施例７ 実施例７け焦点距離が２８闇から５０叫−まで変化する
。ノー１−範囲に広角ケ含む、負、旧のＢｔ４折力′７
）２群からなる、いわゆる２叶ズ　ノ・に本発明のフォ
ーカシング方式を・洋人した例である。

（２８） 実施例８ 実施例８け鋲点距喘１１ｍｍから７（）謳までのズーム
レンズで、正、負、負、１Ｆの屈折力の各群からなり、
前方の負群がズーミングに従ってＷρ的ｌＫ移動して変
１音を行うと共（Ｃ１供方の負ｎが非線型に移動１−で
像面を一定位確Ｖこ保つ識誠袖正Ｊヘリズームレンズに
本発明のフォーカシング方式を導入した例である。。

１９昌１ ｆ上２２ （３１） （３２） 実メツＨシ１］９ 実施例９け焦点距離３５訓から１００閣までのズームレ
ンズで、正、負、正のｔＵ＋折力Ｏ各群からなり、負群
全固定し、後方のＩＦ群がズーミ７りｔで従って直線的
に移動することＫよって変＠ｒ大きく寄与すると共に、
前方の１Ｅ群が非線型［移動して部面を一定ｔｓ’ｌ酋
に保つと共に変倍にも寄与する陵区袖正型ズームレンズ
に本発明のフォーカシング方式を等大した例である。

（３３） 衣２５ （３５） 実施例１０げ焦点距離３５關から８５閣までのズームレ
ンズで、ＩＥ、負、ｉＥ、ＩＥの屈折力の各群からなり
、負＋４４　？同定１５、ズーミングに伴って第１群と
第３群の両【Ｅ群が１体とｔ、って移動することにより
変倍に大きく寄与すると共に、第４群が非線型に移動す
ることにより歇ｆ用全一定位ｔａにＦ呆ちｆ′ｒがらｆ
＠にを与［ている隈誠抽正型ズームレンズＶＣ＊発明の
フォーカノング方式を導入また辺］である。

（３６） 表２８ 実施列１１ 実１ｍＶＡＪ１１け焦点距離３５朝から１　＋１５　ｍ
ｍまでのズームレンズで、正、負、ｉＥ、負、正の屈折
力の各鮮からなり、ズーミングに従って正の屈折力を持
つ３つの群が１体となって直線的に移・功り１、変＠に
大きく寄与すると共に、後方の負群全固定１１、前方の
負群は非線型に移動することによって１象而ケ一定位置
に保つと共に変倍に寄与している機械補正型ズームレン
ズに本発明のフォーカシング方式を導入した例である。

（３９） 表３１ （４ｕ）

【図面の簡単な説明】

第１図１７を本発明の基本原理の説明図第２図は実施例
１のズームレンズの断面図第３図は実施例２のズームレ
ンズの断面図第４図１１実施例３のズームレンズの防…
ｉ図第５図は実施例４のズームレンズの断面図第６図は
実施例５のズームレンズの断面図第７図は実施例６のズ
ーノ、レンズの断面図第８図は実施例７つズームレンズ
の断面図第９図は実施例８のズームレンズのＩｊ？而図
面１０図は実施例９のズームレンズの断面図第１１図は
実施しＩＪ　Ｉ　Ｕのズームレンズ断面図第１２図は実
施例１１のズームレンズ断面図第１３図は実施例１のフ
ォーカシングに必要な移峻１カ址と最適４多勧曲線図 弔１４図は実施例２のフォーカシングに必要な移ｖＪ肚
と最適移動曲線図 ？ｉ１５図をま実施例３のフォーカシングに必要な移動
量と最適移動曲線図 第１６図は実施例４のフォーカシングに必要（４２） な移動量と最適移動曲線図 第１７図は実施例５のフォーカシングして必要な移動量
と最適移動曲線図 第１８図は実施例６のフォーカシングに必要な移姑缶°
と＃１ｍ＃動曲線図 第１９図は実施例７υフォーカシングに必要力移仙葉と
最適移動曲線図 第２ｏ図は実施例８のフォーカシングに必礫な移動量と
最適移動曲線図 第２１図Ｖ′ｉ実施例９のフォーカシングに必要な移＃
Ｊｔと酸ｌｌＴｌ移動曲線図 第２２図は実施例１０のフォーカシングに必要な移動量
と最適移動曲線図 第２３図は実施例１１のフォーカシングに必要な移＠址
と最適移動曲線図 特♂１出願人　　小西六写真丁柴昧式会社出願人代哩人
　升哩士　佐　　藤　　文　　男（ほか１名） （４３） 第　　　１　　　図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 任意のズーミング位置で、任意の物体距＠に対し、レン
   ズ全系を一体に移動することにより７オーカシングを行
   うことを特徴とする全系格ｖＪニよるズームレンズのフ
   ォーカシング方式