JPS6058449B2 - カメラ用ズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は倍率を変える無焦点アタッチメント系と固定焦
点距離のマスターレンズ系とを有し、前記アタッチメン
ト系が正の第１群、負の第２群及び第３群及び最後部の
正の第４群から構成されており、この場合に合成焦点距
離を変えるために正の前玉群に隣接した負の第２群が光
軸に沿つて移動可能でありかつ負の第３群が焦点面を一
定に保持するために必要な補償運動を行い、一方第３群
の後方に至る光束は発散されており、かつ最大合成焦点
距離における前記第２群の主点から物点及び像点までの
距離を各々ａ■τ、ｂｎＴ）最小合成焦点距離における
前記第２群の主点から物点及び像点までの距離を各々ａ
ｎＷ、ｂｎＷとしたときａｎｗ＜−を１１Ｔ−をｎｗ＞
ａ１［Ｔ なる条件を満足する形式のズームレンズに関する。

尚、物点と像点に関する前記条件に従うと、焦点面を一
定に保持するため第３群は望遠端で広角端より像側に位
置する。この種の従来のレンズにおいては、機械的寸法
、即ち全長並びに被写体に面した前玉群の直径を、性能
を低下させることなく縮少することは困難であつた。

オーストリア国特許第３１７５７６号明細書には、いか
なる要因がなかんずく全長及び前玉直径の大きさを決定
しかついかなる構造上の方策がこの寸法を縮少するため
に適用し得るかが開示されている。

明るさ及び／又は拡大率（この場合にはＦ．．ａ：Ｆｍ
Ｉｎの比が理解されるべきである）に関してレンズ性能
に高める際には、全長及び前玉径が急激に増大する。前
玉直径の最大値はレンズ系を最長の合成焦点距離に調節
した際画像周辺に向う斜光束の被写体側で相対的に大き
な直径の結果として生じる。

しかしながら、この光束のカットは画像周辺における光
の強さの低下が許容限界内に保持される程度で行われ得
るにすぎない。本発明の目的は、一方ではレンズの製造
コストを安くしかつ他方では寸法が縮少されたカメラの
便利な取扱いを保証するために、前玉群の直径が極めて
小さい冒頭に述べた形式のレンズを提供することである
。従つて、本発明では全ての合成焦点距離調節状態にお
いて負の第３群の開放直径を規定する遮光体、例えば前
記群の機械的保持部材が、最小の合成焦点距離に調節し
た際に前記群に入射し、前玉群に光軸に対して平行に入
射する光束の直径に一致する口径を有することを提案す
る。

ズームレンズの広角調節状態に対する望遠調節状態にお
ける画像中央における、前記手段により生じる光のロス
は、それが１絞り段階よりも小さい限りそのままで許容
することができる。

この僅かな減光で既に、望遠調節状態において画像周辺
に対する画像中央の減光に関して同じ関係を前提条件と
すれば、画像中央での光の強度が一定である場合に生じ
る直径に対して前玉群の直径を著しく縮少することがで
きる。構造が利用者にとつて便利であり、軽量かつコン
パクトでありかつ小さな直径のブレス加工品を使用する
ことにより著しく廉価に製造できるという利点に加え、
本発明によるズームレンズでは望遠調節状態で被写界深
度が深くなる、それというのも被写界深度範囲は絞り値
に逆比例するからである。

次に本発明の他の利点を添付図面に略示した実施例の説
明につき明らかにする。

第１図及ｂ第２図は公知レンズ系における個々の焦点距
離調節状態におけるレンズ群の位置及び光軸に対し平行
に入射する光束のその都度の進路を図示したものである
。第３図は本発明のレンズ系における光束進路を前記図
で示し、第４図及び第５図は本発明のレンズ系の実施例
をレンズ横断面で示したものである。第１図にはカメラ
レンズ、特にスーパー８方式用レンズが示されており、
これは倍率又は焦点距離を変えることができるアタッチ
メント系及び焦点距離又は倍率が一定であるマスターレ
ンズ系から構成されている。

アタッチメント系は正の第１前玉群１を有し、それに負
の第２群２、第３群３及び最後に正の第４群４が後置さ
れており、これに対しマスターレンズ系は正の第５群５
から成つている。前述のように、負の第２レンズ群２の
移動によつてズームレンズの合成焦点距離が変えられる
が、一方負の第３レンズ群３の移動により焦点面が一定
に保持される。

この場合に、第２レンズ群２の運動は自由選択可能てあ
ると見なされるが、第３レンズ群３の運動は負の第２レ
ンズ群に関係して行われるべきである。即ち、両レンズ
群を相互関係において移動させる可能性は理論的には無
限に多くかつ実際に極めて多く存在する。屡々、負の第
２レンズ群２は、ズームレンズ系の望遠調節状態（第１
Ｅ図参照）における前記第２群の倍率尺度が広角調節状
態（第１Ａ図）における倍率尺度の逆数、即ちをとるか
つ であるように構成される。

前記式中、ａ■及びｂ■は第１図Ｅに示すように、ズー
ムレンズ系の広角調節位置並びに望遠調節位置における
負の第２レンズ群の主点から物点までの距離及び像点ま
での距離を表わす。中間調節位置（第１Ｃ図）において
は、式：が当てはまり、この場合に補正運動は負の第３
群を、ズームレンズ系の広角調節の際に取る出発調節位
置からβ■＝ー１で達成される、正の第４レンズ群から
の最大間隔を越えて再び出発位置、即ち式：〔式中ａ■
，ｂ■及びβ■は夫々ズームレンズ系の広角−ないし望
遠調節位置における負の第３レンズ群からその物点まで
の距離、その像点までの距離及ひ結像尺度を表わす（第
１Ｅ図参照）〕て示される位置に戻す。

全焦点距離範囲に渡つてレンズ系全体の口径比が一定で
ある場合には、負の第３レンズ群には光軸に対して平行
に入射する光束は広角調節及び望遠調節状態において同
じ高さで入射する、即ちこの両極端な調節状態で等しい
口径比：を有する、この式においてＢ■＝１１即ちＢ
渉■ゝ■は負の第３レンズ群
の焦点距離ｆ■とその開放直径？■の問の比である。

この対称的運動過程に相応して、例えばオーストリア国
縛許第３１７５７６号明細書及び同国特許第３１６８９
１号明細書の実施例１のレンズ系が構成されている。し
かし、負の第２レンズ群は、非対称： になるように構成することもできる（第２図参照）。

この場合にも、両極端調節位置（第２Ａ図、第２Ｅ図）
間で式：になる位置（第２Ｃ図）が達成される。

不等式が下記式：の関係になる場合には、負の第３レン
ズ群３″と正の第４レンズ群４″間の間隔ｄ■はズーム
レンズ系の広角調節位置（第２Ａ図）においては、望遠
調節位置（第２Ｅ図）におけるとは異つた値、即ち：に
とる。

このことから、レンズ系全体にとつて全焦点距離範囲に
渡つて一定の口径比であることを前提条件とすれば、負
の第３レンズ群に関しては望遠調節位置では広角調節位
置におけるよりも、光軸に対して平行に入射せる光束に
よつて決定される直径は大きくなる：この種のレンズ系
は西ドイツ国特許公開公報第２１６４９３７号明細書及
び仏国特許第１４５９０７６号明細書から公知になつた
。

ところで、第３図は本発明のレンズ系を示し、この場合
にはレンズ系の望遠調節位置では、光軸上に結像する回
転対称形の光束の直径は、画像周辺の光の強さ対画像中
央における光の強さの比を画像周辺のために良好に影響
を及ぼすために遮光体６によつて縮少せしめられている
。

第３Ｅ図に示されたレンズ系の望遠調節位置では、遮光
体６の影響を受けないレンズ系の光の進路は破断線でか
つ遮光体６の影響を受けるレンズ系の光の進路は実線で
示されている。この場合に、前玉群の直径を著しく縮少
できることは明らかである。前玉群は最大直径を有する
レンズからでなく、一般に”大抵のレンズからも構成さ
れるので、この直径縮少はコスト、またレンズ系の重量
を著しく低減する。第４図に示された本発明のレンズ系
の実施例は３つの焦点距離調節状態の断面図を示す。

第４Ａ．図は最大焦点距離に調節された状態、第４Ｂ図
は中間焦点距離に調節された状態、第４Ｃ図は最少焦点
距離に調節された状態を示す。このレンズ系は被写体に
面し焦点面に対して固定された正の焦点距離ＦＩを有す
る群１０、群１１０に隣接し、焦点距離を変えるために
光軸に沿つて移動可能である負の焦点距離ｆ■を有する
群１１、更に群１１に隣接し焦点面を一定に保持するた
めに光軸に沿つて移動可能である負の焦点距離ｆ■を有
する群１２、群■の後方て発散する光束門を集光しかつ
絞り空間を経て同様に固定された正の焦点距離ｆ■を有
するマスターレンズ系１５に供給する、焦点面に対して
固定された正の焦点距離ｆ■を有する群１３から構成さ
れており、前記絞り空間にはファインダー光のために入
射光の一１部を分割するための分割プリズム１４が配置
されていてもよい。

前記形式のレンズ系では、公知のように負の第３レンズ
群を付加的に軸方向に移動させることにより、前玉頂点
面の数ミリメートル前に在る被写体を鮮鋭に結像するこ
とができる（この場合に結像尺度はいわゆるマクロ範囲
、即ち１：ー１０〜１：ー１の間で達成される）ので、
第４Ａ図はマクロ撮影を行うために必要な群１２の調節
位置が点線で示されている。

約１ｍまでの焦点距離に無関係な近接調節は群１０の軸
方向移動により公知形式で可能てある。このレンズ系は
最少焦点距離で、画像対角線にほぼ等しい約８倍の拡大
率を有する。

レンズ系の広角調節状態で１：１．２の口径比は望遠調
節状態で約１：１．５に低下する；このことから前玉群
の直径は、画像周辺における減光に関して比較しうる値
を前提条件とすれば、一定の口径比で得られる値の約８
５％に縮少される。次に本発明のレンズの実施例を下記
データによつて示すが、その場合にｒは夫々のレンズの
曲率半径、ｄは中央厚さ、ｌは頂点間隔、Ｎｄは屈折率
及びＶｄはレンズ系のアツベ数を示し、この場合に負の
群１１が正の前玉群から投射される被写体の中間画像を
１：ー１の縮尺で結像する場合に生じる、中間合成焦点
距離ＦｃＭ＝１への調節から出発した。

第５図に断面図で示された第２実施例は、明るさは低い
が、拡大範囲の大きなレンズ系に関する。

画面対角線よりも少なくとも１０％小さい最少焦点距離
は約１１倍に拡大され、口径比はレンズ系の広角調節状
態で１：１．８から望遠調節状態で約Ｊ１：２に低下す
る。このレンズ系の構造上の実施例に関するデータを実
施例２に記載する。実施例１ 個々の面の曲率の偏差が相応する群の屈折力の±１０％
まで、厚さの偏差が相応する群の士−１０％まで、屈折
率の偏差が±０．０３までかつアツベ数の偏差が±５ま
てとして、下記データを有するカメラ用ズームレンズニ
実施例２個々の面の曲率の偏差が相応する群の屈折ナ±
１０％まで、厚さの偏差が相応する群の士−１』まで、
屈折率の偏差が±０．０３までかつアツベ数の偏差が±
５までとし、下記データを有するカメラ用ズームレンズ
ニ

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は公知レンズ系の個々の焦点距離状態
におけるレンズ群の位置及び光軸に対して平行に入射す
る光束の進路を示す図、第３図は本発明のレンズ系の光
束進路を第１図及び第２図に相応して示す図、第４Ａ図
〜第４Ｃ図及び第５門図は本発明の実施例の光学系配置
図、第６図Ａ〜Ｃ及び第７図Ａ−Ｃは実施例の広角、中
間、望遠時の縦収差曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体側より順に変倍用の無焦点のアタッチメントレ
   ンズ系と固定焦点距離のマスターレンズ系の２つのレン
   ズ系を有したカメラ用ズームレンズにおいて、前記アタ
   ッチメントレンズ系を物体側より順に正、負、負そして
   正の第１、第２、第３そして第４群の４つの群で構成し
   、前記第２群を光軸上移動させて変倍をし、前記第３群
   を変倍に伴い変動する焦点面を一定位置に維持させる為
   に光軸上移動させ、前記第３群を射出する光束が発散光
   となるように前記各群の屈折力を設定し、最大合成焦点
   距離における前記第２群の主点から物点及び像点までの
   距離を各々ａII＿Ｔ、ｂII＿Ｔ、最小合成焦点距離にお
   ける前記第２群の主点から物点及び像点までの距離を各
   々ａII＿Ｗ、ｂII＿ＷとしたときａII＿Ｗ＜−ｂII＿Ｔ −ｂII＿Ｗ＞ａII＿Ｔ なる条件を満足し、前記第３群の有効径を決定する遮光
   体内径を最小合成焦点距離においてＦナンバーを規制す
   る光束径と一致するように構成したことを特徴とするカ
   メラ用ズームレンズ。