JPS63208817A - 屈折力可変レンズを有した変倍光学系 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な屈折力
可変レンズを有した変倍光学系に関し、特にレンズ群の
移動数を少なくし、レンズ全長の短縮化及びレンズ系全
体の小型化を図っだ高性能な屈折力可変レンズを有した
変倍光学系に関するものである。

（従来の技術） 一般に変倍光学系では変倍用のレンズ群と変倍に伴う像
面変動を補正する為のレンズ群の少なくとも２つのレン
ズ群を光軸上、他の要素と互いに干渉しないように移動
させて変倍を行っている。

この為レンズ系中に２つのレンズ群を移動させる為の移
動空間を予め確保しておかねばならず、固定焦点距離の
レンズ系に比べてレンズ全長が増大する傾向があった。

例えば物体側より順に正、負、正そして正の屈折力の第
１．第２．第３．第４群の４つのレンズ群を有し、第３
群と第４群との間に絞りを配置し、第２群を光軸方向に
移動させて変倍を行い。

第３群を像面側に凸状の軌跡を有するように移動させて
変倍に伴う像面変動を補正した所謂４群ズームレンズで
は第３群の移動による絞りとの干渉を避ける為、第３群
と絞りとの空気間隔を予め充分確保しておかねばならず
、この結果レンズ全長が増大すると共に第１群と絞りと
の距離が長くなり第１群のレンズ系が増大してくる傾向
があった。

これに対して第３群を負の屈折力とし物体側に凸状の軌
跡を有するように移動させる４群ズームレンズも種々と
提案されているが、この場合第２群と第３群が共に負の
屈折力である為軸上光束がこれらのレンズ群で強い発散
作用を受は後続する絞りと第４群の有効径が増大してく
る傾向があった。

又第３群を正の屈折力とし物体側に凸状の軌跡を有する
ように移動させることも可能であるが、この場合収差補
正上第３群のレンズ構成が複雑となり、この結果レンズ
全長が長くなり又大口径比化を図るのが極めて難しくな
る等の問題点かあフた。

この他４群ズームレンズでは第３群を非直線的に高精度
に移動させねばならず又焦点合わせ用のレンズ群も同様
に光軸方向に移動させねばならず、この結果、レンズ鏡
筒が複雑化してくる等の問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は１つのレンズ群のみを光軸方向、に移動させる
と共に他のレンズ群における少なくとも１つのレンズの
屈折力を変化させることにより変倍に伴う像点位置の変
動を補正し、又該レンズの屈折力を変化させることによ
り焦点合わせも同時に行うことも可能でありレンズ全長
の短縮化を図ると共にレンズ系全体の小型化を図フた簡
易な構成の屈折力可変レンズを有した変倍光学系の提供
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 物体側より順に正の屈折力の第１群、変倍機能を有し、
光軸方向に可動の負の屈折力の第２群、正の屈折力の第
３群、絞りそして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群
を有し、該第４群、の一部のレンズＦの屈折力を変化さ
せることにより、変倍に伴う像面変動の補正を行ったで
ある。

（実施例） 第１図は本発明の変倍光学系の一実施例の概略図、第２
図は本発明の数値実施例のレンズ断面図である。第２図
において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端である。図中
工は正の屈折力の第１群、■は負の屈折力の第２群で矢
印の如く像面側へ直線的に移動させて広角端から望遠端
への連絡変倍を行っている。■は正の屈折力の第３群、
■は正の屈折力の第４群で屈折力可変レンズ４１と固定
の結像レンズ４２を有している。４３は駆動機構でモー
タによりねじを回転させ、ねじと螺合するヘリコイド環
を前後させ、レンズの周縁に加減圧することで屈折力可
変レンズ４！の物体側のレンズ面の曲率半径を変化させ
ている。Ｓは絞りである。屈折力可変レンズ４１は物体
側の弾性体のレンズもこれに密着するガラスレンズから
成り、弾性体レンズの材質としては透明で均質性のある
材質例えば、レンズ面の曲率半径を押圧力により可変と
することの出来るシリコンゴム材より構成している。

本実施例では第２群を像面側へ直線的に移動させ変倍を
行うと共に第４群中の屈折力可変レンズ４１の屈折力を
変化させ変倍に伴う像面変動を補正することにより広角
端から望遠端へのズーミング行っている。

このような構成を採ることにより変倍に際して第３群を
像面側へ移動させる４群ズームレンズに比べて第３群の
移動空間を省きレンズ全長を短くし、更に第１群と絞り
との距離を短くし第１群の有効径の縮少化を図っている
。

又第３群が負の屈折力を有する４群ズームレンズの場合
に比べて正の屈折力の第３群で光束な収斂することによ
り絞りと第４群の有効径を小さく抑えることを可能とし
ている。

又第３群を正の屈折力とし第２群からの発散光束を収斂
させ、絞りを通過するどき略アフォーカルとなるように
して後続するレンズ群の有効径の縮少化を図っている。

このような構成のレンズでは第１群を光軸方向に移動さ
せて焦点合わせを行うこともできるが本実施例では焦点
合わせを行うときは屈折力可変レンズ４１の屈折力を変
化させることにより行っている。これにより従来のよう
に第１群を移動させて焦点合わせを行う場合に比べてレ
ンズ群の移動数を減らし、レンズ鏡筒の簡素化を図ると
共に第１群の繰り出しに伴う第１群のレンズ径の大型化
を防止している。

又本実施例においては焦点合わせの際、例えば結像面に
おける結像状態を検知して焦点検出を行う自動焦点検出
装置と組み合わせ、該自動焦点検出装置からの出力信号
〜を利用して屈折力可変レンズの屈折力を変化させるよ
うにしても良い。

本実施例において第３群中に屈折力可変レンズを用いる
ことも考えられるが、駆動機構４３が絞りＳの物体側に
配置されると第１群から絞りまでの間隔が増大してくる
ので良くない。そこで本実施例では第４群中に設け、こ
のとき屈折力可変レンズとして絞りの直後のレンズを選
び、該レンズの物体側のレンズ面を凹レンズ面とし該凹
レンズ面の曲率半径を変化させることにより屈折力を変
化させ変倍における像面変動の補正及び焦点合わせな行
っている。これにより曲率半径可変の凹レンズ面に対す
る軸外光束の入射高を低く設定し軸外収差の変動を少な
くしつつ、逆に軸上光束の入射高を高く設定し変倍及び
焦点合わせの際に生ずる球面収差やコマ収差等の収差変
動をバランス良く補正している。

本実施例では広角端から望遠端への変倍に際して、変倍
に伴う像面変動を屈折力可変レンズ４１の凹しン・ズ面
の曲率半径が往復的に変化するように各レンズ群の近軸
屈折力を設定している。特に広角端に比べて望遠端にお
いて曲率半径が短く屈折力が強くなるように変化させて
いる。これにより曲率半径を一方向にのみ変化させた場
合に比べて曲率半径の変化率を少なくし変倍に伴う収差
変動の軽減を図フてい８゜ 又このときの曲率半径の変化量を広角端での曲率半径を
Ｒ，としたとき本実施例においては全変倍範囲にわたり
ｏ、ｅｔｔｗ〜２．２Ｒｗの範囲内で変化させるように
各レンズ群の屈折力を設定するのが変倍に伴う収差変動
を少なくするのに好ましい。

尚本実施例においては第４群中の２つ以上のレンズの屈
折力を変化させるようにしても良い。これによれば１つ
のレンズの屈折力変化負担が少なくなり屈折力変化の際
の収差変動が少なくなるので好ましい。

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲ
ｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄ
ｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉ
とυｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラス
の屈折率とアラへ数である。

数値実施例 Ｆ＝　８．８〜５０．２　　ＦＮＯ−１：１．２２〜１
．３９２（１）−４８，９°〜９．１’ＲＩ＝　　　１
３１．０５　　　Ｄ　　Ｉ−２，００Ｎ　　＋−１，８
０５＋８　　　ｖ　　１−２５．４８２＝　　　　４１
．２８　　０２−８．１０　　　Ｎ２＝１．６０３１１
　　　ｖ　　２−６０．７Ｒ３−−１０２，２１Ｄ　３
−０．１５Ｒ４−３２，０３０４−４，５０Ｎ　　３−
１．６９６８０　　　ｖ　　３−５５．５８　５−　　
　９６．６０　　０　５−　１１Ｒ６＝　　　　９０．
６０　　０　６−　１．００　　　Ｎ　　４＝１．７７
２５０　　　ｖ　　４−４９．６Ｒ７諺　　　１４．０
９　　　Ｄ　　７−　３．８６Ｒ８−−１７，７０Ｄ　
Ｂ−１，００Ｎ　５＝１．７３５００　　ｖ　５−４９
．８Ｒ９＝　　１７．７０　０９−３．２０　　Ｎ６−
１．８４６６６　　ｖ　６−２３．９ＲＩＧ−−３２０
，１１０１０層　１２旧１＝　　　１１９．７２　　　
ＤｌｌｌＩ　２．１６　　　Ｎ　　７−１．７７２５０
　　　ｖ　　７−４９．６１２綱　　−４９，７１０１
２−１，００旧３１　　絞り　　０１３−５．００ 旧４−　可変　　Ｄ１４＝　２．５０　　Ｎ　８−１．
４０５９０　　ｖ　８−５２．ＯＲ＋５−　　　　ａｏ
　　　　　０１５−　２．０６　　　Ｎ　　９１１１．
６９６８０　　　ｖ　　９−５５．５１１６雪　　−４
１，６９０１６−１，００旧７−　　　２５．２５　　
　Ｄｉ７−３．１３　　　Ｎ１０＝１．７７２５０　　
　ｖ　１０−４９．６１鵞８−　　−７５．０１　　　
　Ｄｉ８噛　０．３４Ｒ１９−−４２，１４ＤＩ９ａ１
１．００　　Ｎ１１−１．８０５１８　　シ１ｌ−２５
．４Ｒ２Ｇ−５６，３５０２０口　０．１ＯＲ２１＝　
　　　１１．４５　　０２１−３．１６　　　Ｎ１２＝
１．６９６８０　　　ｖ　１２−５５．５８２２−　　
１９．４０　０２２−４．４７Ｒ２３＝　　　２８．５
６　０２３−１．２５　　Ｎｌ３−１．８０５１８　　
シ１３−２５．４Ｒ２４−８，２００２４−２，４９ Ｒ２５＝　　−１１９，７２０２５−１，９０Ｎ１４−
１．５１６３３　　　ｙ１４＝６４．ｌＲ２６−−２０
，１７０２６−０，１０Ｒ２７−１０，８５Ｄ２７−３
．５２　　　Ｎ＋５−１．７２０００　　　シ１５−５
０．２Ｒ２８−２４９，５３Ｄ２８−　１．８０ｎ２９
−　　　　ｃｏ　　　　０２９−　６．２０　　Ｎ＋６
−１．５＋６３３　　　ｖ　１６−６４．１Ｒ３０−ｏ
。

但し　５１は物体距離 （発明の効果） 本発明によれば所定の屈折力の４つのレンズ群より成る
変倍光学系に右いて、変倍又は／及びフォーカスの際に
第４群中の少なくとも１つのレンズの屈折力を一定条件
のもとで変化させることにより、レンズ全長を短縮化を
図ると共にレンズ系全体の小型化を図った高性能な屈折
力可変レンズを有した変倍光学系を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変倍光学系の一実施例の概略図、第２
図は本発明の数値実施例１のレンズ断面図、第３．第４
．第５図は各々本発明の数値実施例の広角端、中間、望
遠端における収差図である。収差図において（Ａ）は無
限遠物体、（Ｂ）は近距離物体（１１）における収差図
である。第１゜第２図においてＩ、■、ｍ、ｒｖは各々
第１．第２、第３．第４群、Ｓは絞り、４１は屈折力可
変レンズ、収差図においてΔＳはサジタル像面、ΔＭは
メリディオナル像面、ｄはｄ線、ｇはｇ線である。 第　　２　　回 （Ａ） 亮　　３　　口（Ａ） 裾　　３　　図　ＣＢ） 第　　４　　図（Ａ） 兎　　４　　図（９）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体側より順に正の屈折力の第１群、変倍機能を
   有し、光軸方向に可動の負の屈折力の第２群、正の屈折
   力の第３群、絞りそして正の屈折力の第４群の４つのレ
   ンズ群を有し、該第４群の一部のレンズＦの屈折力を変
   化させることにより、変倍に伴う像面変動の補正機能を
   行ったことを特徴とする屈折力可変レンズを有した変倍
   光学系。
2. （２）前記第４群の一部のレンズＦの屈折力を変化させ
   ることにより焦点合わせを行うことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の屈折力可変レンズを有した変倍光
   学系。
3. （３）前記第４群の一部のレンズＦは前記絞りの直後に
   配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の屈折力可変レンズを有した変倍光学系。
4. （４）前記第４群の一部のレンズＦは物体側に凹面を向
   けており広角端から望遠端への変倍に際して該凹面の曲
   率半径を往復的に変化させたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第３項記載の屈折力可変レンズを有し
   た変倍光学系。