JPS594686B2 - カヘンシヨウテンキヨリレンズ - Google Patents

カヘンシヨウテンキヨリレンズ

Info

Publication number
JPS594686B2
JPS594686B2 JP50144664A JP14466475A JPS594686B2 JP S594686 B2 JPS594686 B2 JP S594686B2 JP 50144664 A JP50144664 A JP 50144664A JP 14466475 A JP14466475 A JP 14466475A JP S594686 B2 JPS594686 B2 JP S594686B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
lens
focusing
distance
convergent
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
Application number
JP50144664A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5284754A (en
Inventor
一夫 田中
邦雄 武士
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP50144664A priority Critical patent/JPS594686B2/ja
Priority to US05/746,203 priority patent/US4099845A/en
Publication of JPS5284754A publication Critical patent/JPS5284754A/ja
Publication of JPS594686B2 publication Critical patent/JPS594686B2/ja
Expired 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
    • G02B15/1431Optical 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 the first group being positive

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は写真撮影、テレビカメラなどに使用する可変
焦点距離レンズ、いわゆるズーム・レンズに関し、更に
は広画角のレンズに適した合焦用可動群を具えた可動焦
点距離レンズに関する。
そして特に、任意の物体に対して像面の位置を■5−定
に保つたまま、全レンズ系の焦点距離が一定範囲を連続
的に変化するための、複数の可動レンズ群からなるズー
ム部と、ズーム部より前方(物体側)に設け、且つ物体
距離の変化にかかわらずズーム部に対して定まつた物点
(撮影物体の像点)ノ0 を供給すべく作用するフォー
カシング部、そしてズーム部以降(像側)に置かれる固
定レンズ群(リレーレンズ)の3部分から構成し、各物
体距離および各ズーム・ポジションに於いて良好な収差
補正の行われる可変焦点距離レンズに適用する。15最
近のズーム・レンズは可変焦点距離範囲の短焦点側をよ
り短かくし、画角をより広くすることが求められている
このため、フォーカシング部のレンズロ径が大きくなる
のみならず、そのレンズ構成は複雑になる。すなわち、
必要な有効性を確保するためにレンズ外径は大きくなり
、また変倍範囲のみならず、無限遠から近距離までの焦
点合わせ全域に渡つて収差補正しなければならないため
繁雑なレンズ構成となつてしまう。このためレンズ系全
体に対してフオーカシング部のレンズの重量が占める割
合いが多大なものになるのみならず、焦点合わせのため
のレンズ群を動かす機構部分の重量も従米のものに比べ
てずつと重くなる。この様にレンズの小径、軽量化がし
難い事情があるため、従来より前玉レンズ部全体を繰り
出して焦点合わせを行う代りに、可動な部分と殊に収差
補正に関与する固定部分から構成されたものがある。英
国特許第975160号に記載された、前玉レンズ部を
負レンズと正レンズ群とで構成し、この内で負レンズ群
のみを光軸上移動する方式、米国特許第3682534
号に記載された、前玉レンズ部を2つの負レンズ群で構
成し、後方の負レンズ群のみを光軸上移動する方式、米
国特許第3598476号に記載された、前玉レンズ部
を負レンズ群、正レンズ群そして負レンズ群で構成し、
この内で中央の正レンズ群のみを物体距離の短縮につれ
て物体側へ移動する方式などが知られている。本発明の
目的は焦点合わせのために移動される部分の重量、大き
さおよび複雑性を低減した、焦点合わせのためのレンズ
部を有し、特に従来は設計困難とされていた短焦点側で
画角の広い可変焦点レンズを提供して良好な画像性能を
得ることにある。
そして本発明の構成としては光軸上を移動可能なズーミ
ングのための複数のレンズ群から成るズーム部とズーム
部の後方に置かれる固定レンズ群そして前記ズーム部に
配される前置レンズ部から成り、前置レンズ部は前方か
ら順に発散性レンズ群、収束性可動レンズ群そして収束
性レンズ群を有し、かつ全体として全焦点合わせ領域で
収束性であつて、焦点合わせの際に物体までの距離が短
かくなるにつれて前記収束性可動レンズ群を光軸上後方
へ移動し、またこの可動レンズ群は前記発散性レンズ群
による物体の像をズーム部に対する物体として見た場合
に拡大系であるごとく、すなわち横倍率1βl〉1であ
るごとく条件付ける。
その際、前置レンズ部内で後方の固定収束レンズ群の作
用は収差補正とともに、収束性可動レンズ群を射出した
光が発散性である場合にはこれを収束し、また収束性で
あつてもズーム部に対する物点を最適な位置に形成せし
めるとともに収差補正にある。以下図面に従つてより詳
細に説明する。
第1図は無限遠の物体へ焦点合わせをした状態を示して
おり、第2図は通常撮影範囲内の近距離の物体0nに焦
点合わせをした状態を示している。図中で、1は発散性
レンズ群、2は収束性可動レンズ群、3は収束性レンズ
群であつて、以上で前置レンズ部4を構成する。また、
5はバリエータ、6はコンベンセータであつて、ズーム
部7を構成する。8は固定の結像レンズ群である。
更にF1は無限遠にある物体に対応する発散性レンズ群
1による虚像位置すなわち発散性レンズ群1の焦点であ
り、dは無限遠物体へ焦点合わせした時の発散性レンズ
群1の後側主点と収束性可動レンズ群2の前側主点との
間隔、aは近距離物体0nと発散性レンズ群1の前側主
点との間隔、信よ発散性レンズ群1による近距離物体0
nの虚像およびその位置、lは無限遠物体へ焦点合わせ
をした時を基準として、近距離物体へ焦点合わせをする
ために収束性可動レンズ群2を移動する光軸上の距離で
ある。第2図に示す如く、有限距離に在る物体0nに焦
点合わせをするため、収束性可動レンズ群2を無限距離
に焦点合わせをしたときの位置から後方(像側)へ移動
するが、この様な形式の合焦を可能にする条件は、固定
の発散性レンズ群による像Lnを物体とみなした時にこ
の物体に対して収束性可動レJャY群2が拡大系として振
舞うことである。
その理由は、通常の写真レンズ(縮少系)では近距離物
体へ焦点合わせをするためにレンズを前方へ繰出してい
るが、その時の物体と像の関係を逆のものとして想定す
れば、繰込みによつてより近い物体に合焦しうるわけで
、その場合にレンズと物体との関係は拡大系を形成して
いることで理解しうる。前置レンズ部4は全体として収
束系であり、発散性レンズ群1、収束性レンズ群2そし
て収束性レンズ群3を順に設け、通常の撮影距離内の物
体へ焦点合わせするために収束性レンズ群2は移動可動
で他は固定であつて、次の関係を満している。
ここで、flは発散性レンズ群1の焦点距離、F2は収
束性可動レンズ群2の焦点距離、Af,/( a +
F,)は近距離物体の像Inと発散性レンズ群1との間
隔である。
なお、上記2条件で物体の発散性レンズ群による像工I
,Inと収束性可動レンズ群2との距離がF2未満のと
きには収束性可動レンズ群2による像は虚像となり、F
2以上で2f2以下のときには実像となる。
そして、レンズ設計の際には更に以下の条件を満たすの
が好ましい。
ここで、fは無限遠に焦点合わせしたとき前置レンズ部
の合成焦点距離、F3は固定の収束レンズ群の焦点距離
である。
次に第3図と第4図A,Bに従つて収束性可動レンズ群
2の移動距離lについて説明する。
図中でHは収束性可動レンズ群の主点間隔、Rは無限遠
へ焦点合わせしたときの発散性レンズ群1による物体の
像Iiと収束性可動レンズ群2による像1mとの間隔。
またR’は近距離物体に焦点合わせしたときの発散性レ
ンズ群1による物体の像Iiと収束性可動レンズ群2に
よる像Imとの間隔で、像Imの位置は物体距離にかか
わらず一定に保たれねばならない。更に第4図Aに於い
て、収束性可動レンズ群の前側焦点F2と像点Iiとの
間隔をX,、後側焦点F2と像点Imとの間隔をX’1
とすると、ニユートンの公式より、また 第4図Bに於いて、前側焦点F2と像点1nとの間隔を
X。
、後側焦点Fι と像点Imとの間隔をX: とすると
、ここでPは像点IiとInとの間隔。
以上の(1)〜(6)式において、 (1)(2)より (3X4)(6)より (5)より すなわち、移動量lは上式によつて与えられる。
そして後述する実施例によつて、物体距離aと移〕動距
離lを求めた結果を示す。この様に物体距離が減少する
につれて収束性可動レンズ群は後方へ移動する。
次に前述の条件、0.7f<F3<2fおよび0.81
f11<F2<41f11の作用を説明する。
まず、0.7f<F3<2fの下限を越えることは固定
の収束性レンズ群3のパワーが強くなりすぎて、相対的
に発散性レンズ群1および収束性可動レンズ群2のパワ
ーが弱まるためにフオーカシングの効率悪化を意味する
。また上限を越えると、前置レンズ部の全パワーに対す
る収束性レンズ群3のパワーの比率が減少し、逆に発散
性レンズ群1と収束性可動レンズ群2のパワーが強くな
るため、前玉の直径が大きくなるのみならずフオーカシ
ングを行つたときに、発散性レンズ群1へ入射する光線
の入射高および収束性可動レンズ群2の入射高が変化し
て、発生する収差変動を無視できなくなる。0.81f
11<F2<41f11の楊合には下限※ε値を越える
と収束性可動レンズ群の結像横倍率が1に近づきすぎて
フオーカシングの際の効率悪化につながるものであり、
また上限値を越えて焦点距離が長くなると、パワーが弱
くなつてこれまたフオーカシングの際の効率を悪化させ
る。
第5図に本発明の一実施例を示す。
ここではズーム部Tと固定の結像レンズ群8の前方に配
された前置レンズ部4は前方に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凹レンズそして前方に凸面を向けた正メニ
スカスレンズから成る発散性レンズ群1および、後方に
凸面を向けた正メニスカスレンズから成る収束性可動レ
ンズ群2、前方に凸而を向けた負メニスカスレンズと2
枚の両凸レンズから成る収束性レンズ群3から構成され
ている。以下にレンズ・データを記載する。rはレンズ
の曲率半径、dは軸上レンズ面間隔、nはレンズの屈折
率、νはアツベ数である。
以下、従来から公知の系と比較して本発明の効果を説明
する。普通多用される最前部のレンズ群を繰り出してフ
オーカシングを行う方法に対して内部のレンズ群を動か
すため、鏡胴の内外の空気の遺り取りがなくなるのでい
わゆるエアー・ポンプ効果がなくなり、そのため鏡胴内
へ塵が入ることはない。また従来の前玉繰出し装置に比
らべ、前置レンズ部の中玉のみ動かすため、可動群の重
要の低減をはかれ、しかも鏡胴の伸縮がないため機構が
簡単になるものである。更に焦点合わせによる画角の変
化が少ないことを述べる。
第6図と第7図に示すように像の大きさを一定とした時
のフオーカシングに伴なう画角の変化を考えると、第7
図に示す従来の前置発散群Nを物体側に移動し焦点合わ
せを行う場合、固定の収束群Pにおける主光線の入射高
12および光軸となす角β2は不変であるが、第1発散
群Nを横切る主光線の高さ11および光軸となす角β1
は11く1゛1、β1くβ″1と大きくなる。ここでβ
1の変化が画角の変化となつて現われる。これに対し第
6図に示す本発明の場合、無限遠状態から近距離状態へ
焦点合わせを行うと、収束群2を横切る主光線の高さは
H2〈h′2となつて小さくなり、その光軸となす角は
α2くαtとなつて大きくなる。また発散群1を横切る
主光線の高さはh1〉h′1と小さくなり、その光軸と
なす角α1〉α′1となつて小さくなる。このα1の変
化が画角の変化となるが、本発明におけるこの変化は上
述の従米のものに比して小さい。これを定性的に ,′
第8図に示す。ノ また最先端のレンズ群が固定であるから、レンズ群を前
方へ繰り出す方式に比べてレンズの直径を小さくしうる
から小型軽量化に結びつく。
なお、収差補正の観点から見ると、焦点合わせのための
レンズ群の移動は小さいに越したことはなく、従来の発
散群を物体側に移動する方式に比らべて本発明の発散性
レンズ群の焦点距離を短くすべきである。更に第6図か
られかる様に、収束性可動レンズ群2を後方へ移動して
、フオーカシングされる物体位置が無限遠から近距離へ
と変位する方式の場合には近距離状態にした時に発散性
レンズ群1と収束性レンズ群2を横切る主光線の高さが
無限遠状態の時に主光線が横切る高さよりともに小さく
なる(h゛1〈h1、h′!〈H2)から発生する収差
が互いに打ち消しあうように作用するので、焦点合わせ
の際に収差変動が少ないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明を説明する慨念図。 第3図および第4図A,Bは本発明に係わるレンズ群の
移動を説明するための図。第5図は本発明の→実施例を
示すレンズ断面図。第6図は本発明の前置レンズ部を横
切る主光線の挙動を示す図。第7図は従来より公知の前
置レンズ部を横切る主光線の挙動を示す図。第8図は第
6図のレンズ部と第7図のレンズ部の効果の違いを説明
する図。図中で、4は前置レンズ部、1は発散性レンズ
群、2は収束性可動レンズ群、3は収束性レンズ群、7
はズーム部、8は結像レンズ群である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光軸上を移動可能な、ズーミングのための複数のレ
    ンズ群からなるズーム部とズーム部の後方(像側)に置
    かれる固定レンズ群、そして前記ズーム部の前方に配さ
    れる前置レンズ部から成り、前置レンズ部は前方から順
    に発散性レンズ群、収束性可動レンズ群そして収束性レ
    ンズ群を有し、かっ全体として全焦点合わせ領域で収束
    性であつて、焦点合わせの際に物体が近づくにつれて前
    記収束性可動レンズ群を光軸上、後方へ移動して合焦を
    行うものであつて、0<|f_1|+d<2f_2 0<|a・f_1/a+f_1|+d+1<2f_2こ
    こで、f_1は発散性レンズ群の焦点距離、f_20.
    8|f_1|<f_2<4|f_1|を満たすことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の可変焦点距離レン
    ズ。
JP50144664A 1975-12-04 1975-12-04 カヘンシヨウテンキヨリレンズ Expired JPS594686B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50144664A JPS594686B2 (ja) 1975-12-04 1975-12-04 カヘンシヨウテンキヨリレンズ
US05/746,203 US4099845A (en) 1975-12-04 1976-12-01 Zoom lens with aberration variation prevented for focusing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50144664A JPS594686B2 (ja) 1975-12-04 1975-12-04 カヘンシヨウテンキヨリレンズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5284754A JPS5284754A (en) 1977-07-14
JPS594686B2 true JPS594686B2 (ja) 1984-01-31

Family

ID=15367344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50144664A Expired JPS594686B2 (ja) 1975-12-04 1975-12-04 カヘンシヨウテンキヨリレンズ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4099845A (ja)
JP (1) JPS594686B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0751414A3 (en) * 1995-06-29 1997-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53149045A (en) * 1977-05-31 1978-12-26 Fuji Photo Optical Co Ltd Zoom lens
JPS5557815A (en) * 1978-10-20 1980-04-30 Canon Inc Zoom lens
JPS5567716A (en) * 1978-11-17 1980-05-22 Canon Inc Lens structural body
JPS5567717A (en) * 1978-11-17 1980-05-22 Canon Inc Focusing method which prevents change in angle of view
DE2950951A1 (de) * 1978-12-25 1980-07-10 Canon Kk Photographisches objektiv mit stabilisierung gegen eine bildwinkelaenderung waehrend des fokussierens
JPS58152535A (ja) * 1982-03-05 1983-09-10 キヤノン株式会社 合焦機能を有する光学装置
JPH0629907B2 (ja) * 1985-08-22 1994-04-20 キヤノン株式会社 大口径比のズ−ムレンズ
US5416639A (en) * 1991-06-29 1995-05-16 Olympus Optical Co., Ltd. Zoom lens system
JPH06242378A (ja) * 1993-02-17 1994-09-02 Canon Inc ズームレンズ
JPH0784180A (ja) * 1993-09-13 1995-03-31 Nikon Corp 水中用魚眼レンズ
JP3373913B2 (ja) * 1993-11-16 2003-02-04 オリンパス光学工業株式会社 ズームレンズ
US5760967A (en) * 1993-11-30 1998-06-02 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens
JP3376171B2 (ja) * 1995-06-22 2003-02-10 キヤノン株式会社 ズームレンズ
JPH1062686A (ja) * 1996-08-19 1998-03-06 Fuji Photo Optical Co Ltd インナーフォーカシングタイプのズームレンズ
US6545818B2 (en) 1999-05-10 2003-04-08 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and camera system
JP4463909B2 (ja) * 1999-10-19 2010-05-19 キヤノン株式会社 ズームレンズ
JP5777225B2 (ja) * 2011-09-16 2015-09-09 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP5616534B2 (ja) 2011-11-04 2014-10-29 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
CN103917911B (zh) 2011-11-04 2016-03-30 富士胶片株式会社 变焦透镜和摄像装置
JP5882817B2 (ja) 2012-04-13 2016-03-09 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN110888226B (zh) * 2014-07-30 2022-05-03 株式会社尼康 变倍光学系统以及光学装置
CN110262023B (zh) * 2019-07-17 2022-03-22 成都优视光电技术有限公司 一种四倍连续变焦4k高清光学系统
JP7654378B2 (ja) * 2020-10-28 2025-04-01 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3598476A (en) * 1969-04-16 1971-08-10 Rank Organisation Ltd Zoom lens front member adjustable for focusing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0751414A3 (en) * 1995-06-29 1997-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5284754A (en) 1977-07-14
US4099845A (en) 1978-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS594686B2 (ja) カヘンシヨウテンキヨリレンズ
JP2503580B2 (ja) ボケ味可変な光学系
JP2915985B2 (ja) 大口径中望遠レンズ
JPH042169B2 (ja)
JPH0434125B2 (ja)
JPH0356609B2 (ja)
JP2558138B2 (ja) 変倍レンズ
JP4776796B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた光学機器
JP3074026B2 (ja) 超広角型のズームレンズ
JPH0527172A (ja) ズームレンズ
JP3373913B2 (ja) ズームレンズ
JP3514318B2 (ja) 撮影用レンズ
US4025170A (en) Retro-focus type wide angle objective lens
JPS6242252B2 (ja)
JPS6155088B2 (ja)
JP3236037B2 (ja) 高変倍ズームレンズ
JPS594687B2 (ja) 近距離合焦性能の良好なズ−ムレンズ
JP3670809B2 (ja) ズーム光学系を用いたカメラ
JP4174204B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JPH05273466A (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ
JPH0414764B2 (ja)
JP4921044B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2712370B2 (ja) 近距離撮影可能な望遠レンズ
JPH0711628B2 (ja) ソフトフオ−カス機能を有した撮影系
JPS6210408B2 (ja)