JPH01154014A - ズームレンズ系 - 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） 本発明はズームレンズ、特にその合焦方式に関し、レン
ズ系内の一部のレンズ群の移動による所謂インナーフォ
ーカス又はリアフォーカス方式に関する。

〔従来の技術〕

近年ズームレンズの高性能化、高変倍化を計るために、
最も物体側の前群を移動させて合焦を行う所謂前群繰出
し方式以外の様々な方式が提案されている。

前群繰出し合焦方式においては、合焦のために移動する
レンズ群が最も物体側であるため、合焦レンズ群の有効
口径が極めて大きくなる傾向にあり、又自動合焦を行う
ための合焦群の移動機構が大型化するために自動合焦用
には不利であるという欠点があったのである。これに対
し、一般に前群繰出し方式以外の合焦方式を採用する場
合には、焦点距離の変化に応じて合焦のための移動量が
変化してしまうため、合焦機構が極めて複雑となり構造
的に困難になるという問題があった。

これを解決する方法として、特開昭５７−４０１８号公
報等に開示される如く、ズーミング機構とフォーカシン
グ機構とを連動させるようなフォーカシング用の新たな
カムを設けることによって、焦点距離の変化に応じて繰
出し量が変化しても構造的に焦点合せを可能とする構成
が提案されている。

一方、全く別の解決方法として、合焦群の繰出量が焦点
距離にかかわらずほぼ一定となるように合焦群の横倍率
がズーミングに伴って変化するような構成をとったもの
もある。この例として、特開昭５８−２０２４１６号公
報に開示された構成の如く、３つの合焦群をズーミング
のときとは別に一体的に、且つどの焦点距離でもほぼ同
一量だけ移動させることで合焦を可能とした構成があり
、また特開昭５８−２１１１１７号公報や特開昭５８−
２１１１１８号公報に開示される如く、２つの合焦群を
ズーミングとは別に、異なる比率で移動させることで合
焦を可能にする構成がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の合焦方式はいずれもズームレンズの前群繰出し以
外の方式として、前群繰出しによる合焦の諸問題点の解
決を計ワた実現性の高い方式であると言い得る。しかし
ながら、いずれの方式においてもフォーカシングに際し
ては合焦群の移動がズーミングの際の移動とは異なるた
めに、フォーカシングを可能にするための全く別の機構
を設けることが必要であり、依然として複雑な構成にな
らざるを得なかった。

そこで、本発明の目的は、前群繰出し以外による合焦で
あって、しかもより簡単な構成によって合焦を可能とす
るズームレンズ系を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、本願と同一出願人による特願昭６１−３１２
９７８号として提案した合焦方式を、さらに改良するも
のである。

即ち、先の特願昭６１−３１２９７８号においては、変
倍と合焦との両方の機能を持つレンズ群を存するズーム
レンズ系において、第１図に示す如く、合焦のために光
軸上を移動する合焦群ＧＦがズーミングの際とフォーカ
シングの際とで共通の軌跡上を移動するように設定し、
フォーカシング時には合焦群Ｇ、がその群の変倍のため
の移動軌跡上を移動することによって合焦を可能にする
ものである。具体的には、ズーミングに際して変倍に寄
与する少なくとも３つのレンズ群を有し、合焦群Ｇ、は
最も物体側のレンズ群以外の複数のレンズ群Ｇ＋、Ｇ１
．１からなり、該合焦レンズ群Ｇ１、Ｇ１＊１の変倍の
ための移動軌跡Ｇｔ（θ）、Ｇ直、１（θ）上をそれぞ
れ移動させることによって近距離物体への合焦を行うも
のである。そして、変倍に寄与する少なくとも３つのレ
ンズ群の変倍のための所定の移動軌跡を、該各レンズ群
の光軸方向の移動量を規定するための回転鏡筒の回転角
θを変数として表現するとき、変倍のための移動軌跡上
における合焦レンズ群の合焦のための回転移動量φが、
任意の変倍状態（任意の焦点距離）において一定物体距
離に対して等しく構成することが望ましいものとしてい
た。

しかしながら、上記の如く合焦レンズ群の合焦のための
それぞれの回転移動量φが、任意の変倍状態（任意の焦
点距離）において一定である場合には、変倍のための移
動軌跡から光軸上の移動量が一義的に決定されるため、
設計の自由度が低く変倍用のカムとして実用的な軌跡を
形成することが難しく、構成が複雑になる傾向にあった
。

そこで本発明においては、複数のレンズ群からなる合焦
レンズ群において、任意の変倍状Ｌｉ（任意の焦点距離
）における一定物体距離に対して互いに異なる移動量を
持つレンズ群を設けることとしたものである。

このような本発明による第１図に示した構成について詳
述するに、レンズ系を構成するｍ個のレンズ群からなる
ものとし、最も物体側に位置する第ルンズ群Ｇ、と、合
焦群ＧＦとしてのレンズ系の内部のレンズ群Ｇ！＋Ｇｉ
＊＋、最終群として第ｍ群ＧＩ１１のみを示している。

そして、これらの各群は、任意の焦点距離状Ｂｒ＾にお
ける無限遠合焦状態においては、それぞれ光軸上の位置
がＡＩ。

Ａｔ＋Ａｉｏ＋＋Ａ−にあり、この変倍状態において撮
影路ＭＲの物体に合焦するために、合焦群Ｇ「としての
レンズ群Ｇｉ＋Ｇ１４１がそれぞれの変倍のための移動
軌跡Ｇ！（θ）、Ｇ１や、（θ）に沿って広角側へ移動
し、ＡＩ！Ｉ　　Ａ＋＋ｔ＋＋の位置に移動する。

このとき、第ルンズ群Ｇ、は光軸上の位置が固定され、
図中ではＡ□の位置（光軸上での位置がＡＩに一致）と
して示され、また同様に第ｍレンズ群Ｇ−も光軸上の位
置が固定され、図中ではＡｈの位置（光軸上での位置が
Ａ、に−敗）として示されている。

他方、成る焦点距離１Ｂの焦点距離状態における無限遠
合焦状態においては、図示した全てのレンズ群がそれぞ
れの移動軌跡に沿って移動し、それぞれ、光軸上の位置
がＢ　＋＋　Ｂ　！、　Ｂ　！＋ｌ＋　Ｂｍになる。こ
のような焦点距離ｆＢにおける変倍状態において、さら
に近距離物体に合焦するためには、合焦群ＧＦとしての
レンズ群Ｇ１．Ｇｔ＋＋をそれぞれの変倍のための移動
軌跡に沿って広角側へ移動させ、他のレンズ群の光軸上
位置を固定するようにすればよいのである。（図中、Ｂ
□、　　Ｂ、ｉ、　　Ｂ□＊１１Ｂ１ｍに対応する。） もちろん、撮影距離Ｒに固定した状態で、図中Ａ□、Ａ
＊五ｒ　ＡｌＢ１２．　Ａｌ　＠の位置からそれぞれ移
動軌跡に沿ってズーミングすると、各レンズ群はＢＩＩ
＋　　ｔ３＋！、Ｂｍ！＊＋＋　Ｂｍ−の位置に移動す
るように構成されている。

尚、合焦群ＧＦとしては、図示したレンズ群Ｇ８．Ｇ１
や、に限らず、最も物体側レンズ群以外のその他のレン
ズ群、例えば最終レンズ群としての第ｍ群（、＋＋を加
えて構成することも可能である。

〔作用〕 上記の如く、合焦のために光軸上を移動する合焦群がズ
ーミングの際とフォーカシングの際とで共通の軌跡上を
移動するため、変倍のための移動軌跡を規定する回転鏡
筒としての所謂カム筒を、合焦のための移動を規制する
部材として共用することができるため、鏡筒の構造が極
めて簡単になる。しかも、ズームレンズ系中の最も物体
側に位置するレンズ群以外の、レンズ系内部或いは後方
のレンズ群によって合焦がなされるため、レンズ系全体
を小型に構成し得ると共に、自動合焦のための機構も簡
単なものにできる。

以下に、このような本発明によるズームレンズ系の基本
構成について詳述する。

まず、合焦群がｍ個のレンズ群から成る場合について考
える。

第２図のように物体距離無限遠の状態から各群をそれぞ
れΔＸ３、・・・ΔＸ！、・・・、ΔＸＩＩだけ移動さ
せることによって、撮影距離Ｒ（物体から所定像面まで
の距離）の物体に合焦させるものとする。

ここで、第３図の如く、第ｍ群Ｇ＋ｍの物点がΔＳ、だ
け像側へ移動した時、第九群Ｇｍを物体側にΔＸ、だけ
移動させて合焦させた場合、次の関係式が成り立つ。

・・・・・・・・・・・・・・・　　＋１まただし　β
、：第ｍ群の物体距離無限遠の際の横倍率 ｆ、：第ｍ群の焦点距離 次に、第４図を参考に第（ｍ−１）群から第２群までに
ついて考える。これらの群中の任意の第ｉ　Ｉｎ　Ｇ　
＝について、この群に対する物点がΔＳ。

だけ像側へ移動したときに像点がΔ３１　、たけ移動す
るように第１群ＧムがΔＸｔだけ物体側へ移動したとす
ると、次の関係式が成り立つ。

β１「。

ただし　２≦ｉ≦ｍ−１ 次に、第５図を参考に最も物体側に位置する第１群Ｇ１
について考える。

ここで、第１群Ｇ、の前側焦点から物点までの距離をＸ
、第１群Ｇ１の後側焦点から像点までの距離をＸ゛　と
するとき、 ｘ、＋＝Δ３　、　ｌ＋ΔＸ１−ΔＳ２＋ΔＸ１ｘ、＝
−（Ｒ−Ｔ−ΔＸ＋） 但し、Ｒ：撮影距離 Ｔ：第１群の前側焦点から最終群によ る像点までの距離 が成り立つ。これらの値を所謂ニュートンの式％式％ に代入し、物体が極端に近くないことを仮定し、Ｒ−Ｔ
−ΔＸ＋　　＃Ｒ−Ｔ とおくと、次の関係式を得る。

βｘｒｔ −「１′・・・・・・・・・（３） 一方、第ｉ群Ｇ、の横倍率の変化量がこの群の横倍率β
、に比べて微小の場合、即ち の場合、上記（２）式は次式のように近値できるβ、ｔ （２≦ｉ≦ｍ−１） 同様に、最終群としての第ｍ群Ｇ１１の横倍率の変化量
がこの群自体による横倍率β、に比べて微小の場合、即
ち、 の場合に、ｉｌ１式は次式のように近位できる。

ここで、光線追跡式の定義から、 Ｓ　１　’　＝Ｓ　（＋　１ であり、また（４）式、（５）式を使うと、（３）式は
以下の（６）式のようになる。

（Ｒ−Ｔ）　（Ｉ　ｚ”β、′ΔＸ＋＋（１−β２′）
β、２ΔＸ２＋（１−β、ｚ）ΔＸ、＋ΔＳ３゛） ＝ｒ１：β２ｚβ３′　　・・・・・・・・・（６）上
記の如き関係式に基づいて、順次第（ｍ　−１）群まで
を計算してまとめるとく７）式が得られる。

ただしβ１＝Ｏ また、特定の群のフォーカシングの際の繰出量をΔＸと
すると次の（８）式のように変形できる。

（Ｒ−Ｔ）　　・ΔＸ＝ ただし、 Ｋｊ　：特定の移動群に対する繰出量の比β、＝０ 上記の（９式、（８）式がフォーカシング群がｍ個のレ
ンズ群から成る場合の合焦のための関係式である。

次に本発明によるフォーカシングの際に、移動する合焦
群を、それらの群自体の変倍のための移動軌跡に沿って
移動させるという本発明の場合について述べる。

いま、第１図のようにズームレンズ系中の任意のレンズ
群Ｇ（（第１群とする）がズーミングの際に移動する軌
跡を、このレンズ群の光軸方向の移動量を規定するため
の回転鏡筒の回転角θを変数として、ＧＩ（θ）と定義
する。

そして、この軌跡について以下の（９）式を定義す□Ｇ
１　（θ）−ｇｔ（θ）　　・・・・・・・・・・・・
（９）ｄ　θ 上記（７）式におけるΔＸ１は（９）式金使って０１式
に変換できる。

θ９ ΔＸＪ＝ｆ　　ｇｊ（θ）ｄθ　・・・・・・・・・・
・・ＯＩθ θ１式を使って（７）式を書き直すと以下の０９式に変
換できる。

本発明の如く、フォーカシングをズーミングにおける移
動曲線、即ち所謂ズームカムを利用して行なう場合、変
倍のための移動群が全てフォーカス群として移動すると
、任意の焦点距離で物点距離無限遠と有限距ＭＲの両方
において結像位置が同じにならなくてはならないという
矛盾を生じる。

従って、フォーカシングに寄与しないズーミング専用の
レンズ群を設定する必要がある。また一方、前述の如く
、ズームレンズの高倍率化あるいは自動合焦化を計る場
合、従来の前群繰出し方式ではレンズ系の大型化を招く
だけでなく、フォーカシングの際に駆動系にかかる負荷
が大きくなってしまう。

従って、フォーカシングに寄与しない変倍専用レンズ群
として、少なくとも物体側第ルンズ群を設定しな（ては
ならない０以上のことから本発明によるズームレンズの
フォーカシングを特徴ずける関係式として、 θ９ Ｊｇ＋（θ）ｄθ＝Ｏ θ とお（ことによって、以下の０５式が得られる。

ただし、　θ９＝θ十φｊ（θ） ここで、φＪ（θ）はフォーカシングによる繰出量に依
存する回転方向の変化量であり、一般にθの関数とみな
せる。

上記のごとく卸弐がフォーカシングをズームカムを利用
して行なう本発明の基本式であるが、−般にφがθに依
存するために焦点距離によってそれぞれのφＪ（θ）の
値を変えるような特別な機械的機構が必要となると考え
られるが、実際にはズーミングカムと組み合わせる案内
用の直進溝をφｊ（θ）に依存するようなカム溝にする
ことで、φ＝一定 の場合と全く同等の簡単な構造とすることが可能である
。

従って、φｊ（θ）を用いて、上記の（転）式はと書け
る。ズーミングによるレンズ全長の変化、即ち、Ｔの値
の変化が揚影距離Ｒに比べて小さければ Ｒ−Ｔ＝一定 とおける。

σ である場合を考える。

このとき、α１式は次式のようになる。

これを変形して り、＝定数と仮定しであるから一般にはに：定数 ここで、Ｒ−Ｔ＝一定　を仮定しであるから、（，２の
値がズーミングに伴って変化しなくてはならない。つま
りフォーカシングに寄与しない物体側レンズ群は少なく
とも２群より構成されズーミングに伴ってその合成焦点
距離が変化することが必要である。

検討するに、この場合、ｆ、２＝一定　でもＲ−Ｔ＝ ＝一定 非常に限定されてしまいズーミングの自由度を小さくし
てしまう。従って、この場合においても、ｆ、ｔがズー
ミングによって変化するように設定することが望ましい
。即ち、合焦群より物体側に位置する変倍専用群の合成
焦点距離が、変倍と共に変化することが望ましい。

以上のようにフォーカシングに寄与しない物体側レンズ
群の谷底焦点距離がズーミングに伴なって変化すれば、
フォーカシングにおける合焦群の移動量を規定するφを
自由に選ぶことができる。

この場合には、任意の焦点距離で有限物体に合焦してい
る状態からズーミングしても結像位置が変化しない。そ
して、このような各レンズ群の移動を規定するためには
、変倍のための移動軌跡を設定した所謂カム筒としての
回転鏡筒を利用し、同時に従来の案内用の直進溝をφ、
（θ）に依存するカム溝に変えるだけでよいため、特別
な機構を設ける必要性もなくなる。

従って、α１式は最終的に以下の如き０４１式に書き換
えられる。

以上より、合焦レンズ群よりも物体側に少なくとも２群
の変倍レンズ群を有し、ズーミングに伴って合成焦点距
離が変化し、合焦レンズ群においてα旬式を満足するよ
うなズーミングの移動曲線を採用することで、合焦レン
ズ群それぞれの繰出し量が独立でかつズーミングに伴な
って変化しても特別な機構を設けることなく、ズームカ
ムをそのまま利用して合焦させることができる。

なお０４１式は近似を含む関係式であるから、実際には
数値処理をして更に厳密な移動曲線を得ることが可能で
ありまた理想的である。

〔実施例〕

以下に本発明によるズームレンズ系の実施例について説
明する。

この実施例は焦点距離範囲が２８．８ｆｉ〜１４６　ｍ
ｌで、Ｆナンバーが４．１〜５．７で、第６図に示す如
く、物体側から順に、正負正負正の５つのレンズ群から
成るズームレンズ系である。正屈折力の第ルンズ群Ｇ、
と負屈折力の第２レンズ群Ｇ２とはズーミング時にのみ
移動しフォーカシング時には固定され、合焦には関与し
ないレンズ群であり、変倍に際してその相対的位置が変
化し合成焦点距離を変える。正屈折力の第３レンズ群Ｇ
３と負屈折力の第４レンズ群Ｇ４及び正屈折力の第５レ
ンズ群Ｇ、は合焦レンズ群であり、ズーミングに際して
はそれぞれ独立に移動し、フォ・−力シングに際しては
そのズーミング移動曲線上をそれぞれ移動することで合
焦がなされる。

一本実施例の具体的移動形態について、第６図を用いて
詳述する。この第６図は、ズーミングの際の各レンズ群
の移動量を規定するための回転鏡筒の回転角θを縦軸に
、光軸上の位置を横軸にとって、各レンズ群の移動軌跡
を示したものである。

ズーミングの際には全レンズ群が光軸上を移動するもの
であり、最も物体側に位置する第１１７１群Ｇ１とその
次に位置する第２レンズ群Ｇ２とがズーミングのために
のみ移動し、第３レンズ群Ｇ８、第４レンズ群Ｇ４及び
第５レンズ群Ｇ、が合焦群Ｇ、としてフォーカシングの
際にも移動する。そして、５つの各レンズ群は、任意の
焦点距離状Ｂｒ＾における無限遠合焦状態においては、
それぞれ光軸上の位置がＡ　＋、　Ａ　ｚ、　Ａ　ｓ、
Ａ　ａ、Ａ　ｓにあり、この変倍状態において撮影路Ｎ
Ｒの物体に合焦するために、合焦群Ｇ、としての第３レ
ンズ群Ｇ３ｓ第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ、が
それぞれの変倍のための移動軌跡に沿って移動し、Ａｓ
ｓ、　　Ａ１４．　Ａえ、の位置に移動する。このとき
、第ルンズ群Ｇ１は光軸上の位置が固定され、図中では
Ａ□の位置（光軸上での位置がＡＩに一致）として示さ
れ、また同様に第２レンズ群Ｇ２も光軸上の位置が固定
され、図中ではＡ１．の位置（光軸上での位置がＡ２に
一致）として示されている。

他方、成る焦点距離ｆＢの変倍状態での無限遠合焦状態
においては、図示した全てのレンズ群がそれぞれの移動
軌跡に沿って移動し、それぞれ光軸上の位置がＢ　ｌ＋
　Ｂ　ｚ、　Ｂ　ｚ、Ｂ　ｅ、Ｂ　＊となる。このよう
な焦点距離ｆＢにおける変倍状態において、図中、Ｂｌ
！＋　ＢＲａｒ　Ｂｕｓで示す位置まで合焦群Ｇ２とし
ての第３レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ、及び第５レン
ズ群らをそれぞれの移動軌跡に沿って移動させ、第ルン
ズ群Ｇ、及び第２レンズ群Ｇ！の軸上位置をＢｒ、Ｂｔ
と同一の１３１１１．　８ａｔ位置に固定することによ
って、撮影距離Ｒの物体に合焦することが可能となる。

勿論、撮影距離Ｒに固定した状態で図中Ａ　ａ　＋　、
　　Ａ　ｍ　＊　＊　Ａ　ｍ　ｓ　ｌＡ　＊　ａ　＋　
Ａ□で示す位置から移動軌跡に沿ってズーミングすると
、Ｂ□、Ｂ□、Ｂ□、Ｂ□＋ＢＩＩＳで示す位置に移動
するように構成されている。

同様に、全系の合成焦点距離が最長の焦点距離ｆｙ　　
（望遠端）にある場合には、各レンズ群の位置は、図示
したＴ　Ｉｎ　Ｔ　ｔ、　Ｔ　ｚ、Ｔ　＃＋　Ｔ　ｓに
あり、この変倍状態において撮影路１ｉ１１Ｒの物体に
合焦するためには、合焦群Ｇ、としての第３レンズ群Ｇ
１、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群ＧＳがそれぞれ
の変倍のための移動軌跡に沿って移動し、Ｔ’ｓ、　Ｔ
１４＋　Ｔ１１％の位置に移動すればよい。

ここで、任意の変倍状態における無限遠合焦状態から所
定の近距離物体への合焦状態に移行するために、合焦群
としての第３レンズ群Ｇ８及び第５レンズ群Ｇ５にそれ
ぞれ必要な移動を与えるための回転鏡筒の回転量Φは、
一定の撮影距離Ｒに対しては全変倍域にわたって常に一
定となるが、第４レンズ群に要する回転量Φ、は一定の
撮影距離Ｒに対し、θの値すなわちカム筒の回転位置に
応じて変化するように構成されている。

即ち、第６図において、 Φ、（θ）−Φ％（θ）−一定 Φ、（θ）≠一定 と表される。

尚、図中第３レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ＃及び第５
レンズ群Ｇ、の各移動軌跡に関しては広角端（全系の合
成焦点距離ｆ８）でフォーカシングに必要な移動軌跡を
確保するために、変倍のための各移動軌跡に沿って合焦
用の軌跡を、それぞれΦ、（θ）、Φ４（θ）、Φ、（
θ）に相当する量だけ延長したが、この延長部分が合焦
専用の移動軌跡となる。

第６図のレンズ構成図に示す如く、本実施例における各
レンズ群は以下のように構成されている。

すなわち、正屈折力の第ルンズ群Ｇ、は物体側から順に
、負レンズと正レンズとの接合からなる貼合せ正レンズ
Ｌ、と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１
とからなり、負屈折力の第２レンズ群Ｇ８は物体側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ−ｇ＋、両凹負レンズ
と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合か
らなる貼合せ負レンズＬ０、物体側により曲率の強い面
を向けた正レンズＬ０及び物体側により強い曲率の面を
向けた負レンズＬｚａから構成されている。また正屈折
力の第３レンズ群Ｇ８は２つの正レンズＬ！Ｉｎ　　Ｌ
３ｇと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体
側に強い曲率の面を向けた正レンズとの接合からなる貼
合せ正レンズＬ０とで構成され、負屈折力の第４レンズ
群Ｇ、は両凹負レンズＬ４１と物体側に凸面を向けた正
メニスカスレンズＬａｔとで構成され、正屈折力の第５
レンズ群Ｇ、は像側により強い曲率の面を向けた正レン
ズＬ、い物体側により曲率の強い面を向けた正レンズＬ
ＳＮ及び物体側により強い曲率の面を向けた負レンズＬ
ｓ３で構成されている。

以上の如き第６図に示した実施例の諸元を表１に示した
０表中、左端の数字は物体側からの順序を表し、屈折率
及びアツベ数はｄ線（λ−５８７．６ｎｍ）に対する値
である。

本実施例の移動軌跡は、撮影距離Ｒ＝１．５＋ｍについ
て解いたものであり、ｄ、は第ルンズ群Ｇ、と第２レン
ズ群Ｇｔとの間隔、ｄ１４は第２レンズ群Ｃｔと第３レ
ンズ群Ｇ、との間隔、ｄＺ＋は第３レンズ群Ｇ３と第４
レンズ群Ｇ＃との間隔、ｄｉｓは第４レンズ群Ｇ４と第
５レンズ群Ｇ、との間隔をそれぞれ表し、Ｂｆはバック
フォーカスを表し、焦点距離ｆ＝２８゜８〜１４６．（
１ｗｍまでの６つのポジションにおける各値を示した。

また、本実施例による撮影距離Ｒ＝１．５ｍ、２゜０　
ｍ、　３．０　ｍ、　５．０　ｍ、　７．０　ｍ、　１
０．０ｍにおける各レンズ群に必要な繰出し量を表２に
示した。なお、それぞれの撮影距離における繰出量は、
ズーミングの際の各レンズ群の移動量を規定するための
回転鏡筒の回転角θと撮影距離Ｒに依存する値φｉ（θ
、Ｒ）　　（ｉ　＝３．４．５）により移動軌跡から決
定される。

表２には、各撮影距離Ｒごとの移動量を規定する回転鏡
筒の回転角に対応する量φ１（θ、Ｒ）を、広角端から
望遠端への変倍に必要な回転鏡筒の全回転量θに対する
値として示し、併せてこの時の光軸に沿った移動量ΔＸ
ｔ　も記した。ここでは、合焦のための移動が物体側で
ある場合を正として示した。

このような本発明による実施例について、上記の各撮影
距離にそれぞれ合焦するために、各レンズ群に対し所定
の繰出量を与えた際の結像点の変位量を表３に示した。

この表３からそれぞれの焦点距離、撮影距離で結像点で
の変位量が極めて小さく、充分に焦点深度内に収まって
いることがわかる。

尚、本実施例の諸収差図を第７Ａ図〜第７Ｆ図に示した
。第７Ａ図〜第７Ｆ図は、広角端から望遠端までの表１
に示した６つの変倍状態における諸収差を示し、いずれ
も撮影距離が無限遠に対するものである。

盈上 紅（続き）　単位＝ＩＩＩＩＩ 各レンズ群の焦点距離 第ルンズ１℃ｌ：ｆｌ＝９０．２００ 第２レンズ群ｃ、　：　ｒ　ｔ　＝−１６，７００第３
レンズ群も：ら−２６，４６２ 第４レンズ群Ｇ、：　ｆ４−−４０．０９７第５レンズ
４℃ｓ＋ｒｓ＝ｓｏ、ｓｏ。

老Ｉ輪焦のための各レンズ群の繰出し餠　単位：ｍ　（
但しφ、／θは刈０−り皇ｌ＠き１）　　　　　　　　
　　　　　　　単位−一（但しφ冨／θはＸ　１０−　
’）老ｌ＠き２）　　　　　　　　　　　　　　　　単
位；−（但Ｌ＄ｌ　／６４！Ｘｌ０−　”）真ｌ（結像
点の変位量） 単位：Ｍ 上記の実施例では、第３レンズ群Ｇ、と第５レンズ群Ｇ
、のそれぞれの移動軌跡に沿った移動量Φの値は、同一
の撮影距離Ｒに対して、焦点距離にかかわらず一定であ
るが、第４レンズ群Ｇ４については一定の撮影距離Ｒに
対して必要な移動量φは第３レンズ群Ｇ、及び第５レン
ズ群Ｇ、とは異なっている０合焦レンズ群としての第３
レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群ＧＳ
のうちのどのレンズ群を他のレンズ群と異なる回転量に
するかは任意である。また、合焦レンズ群中の各レンズ
群とも一定の撮影距離に対する合焦のための回転移動量
が異なるように構成することも可能である。このように
合焦のために移動する各レンズ群の移動量を異なる構成
とすることによって、合焦レンズ群内の各レンズ群に必
要な光軸上移動量に対して、変倍のための移動軌跡に沿
った回転移動量を適宜選択できるため、設計の自由度が
高まるという点で有利になる また、上記の実施例では、任意の焦点距離状態において
無限遠から近距離に合焦するために、合焦レンズ群は全
て移動軌跡上を広角端の方向に向かって移動する構成で
あったが、合焦のための移動方向は、合焦レンズ群の合
成焦点距離ｆＦ、及び合焦レンズ群の担う倍率β２によ
ってきまり、移動軌跡上を望遠端に向かって移動する解
も存在し得る。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、前群繰出し以外による合焦
であって、フォーカシングに際して合焦群の移動軌跡が
ズーミングの際の移動軌跡と同一であるために、従来の
案内用の直進溝をカム溝に変えるだけでフォーカシング
のための移動量を規定することができ、他に特別の機構
を設ける必要がなく、より簡単な構成によって合焦を可
能とするズームレンズ系が達成される。そして、複数の
レンズ群からなる合焦レンズ群において、任意の変倍状
態（任意の焦点距離）における一定物体距離に対して互
いに異なる移動量を持つレンズ群を設けることとしてい
るため、設計の自由度が高くなり変倍用カムとして実用
的な軌跡を形成することができ、より研れた性能のズー
ムレンズ系を提供することができる。しかも、このよう
なズームレンズ系を自動合焦装置用のレンズとして用い
る場合には、レンズ系の後方において合焦を行うことが
できるため、ズーミング及びフォーカシングを簡単な機
構によって実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるズームレンズ系の基本原理を説明
する図、第２図乃至第５図は合焦群がｍ群から構成され
る場合の関係式を導くための説明図であり、第２図はｍ
群からなるレンズ系の合焦の様子を示す図、第３図は最
終レンズ群としての第ｍレンズ群における合焦の様子を
示す図、第４図は第２レンズ群から第（ｍ−１）レンズ
群の中の任意のレンズ群における合焦の様子を示す図、
第５図は最も物体側に位置する第１１７１群における合
焦の様子を示す図、第６図は本発明による実施例のレン
ズ構成と移動軌跡を説明する図であり、第７Ａ図〜第７
Ｆ図は実施例における各変倍状態における無限遠合焦状
態での諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｇ１・・・・・・第ｍレンズ群 Ｇｉ・・・・・・第ｍレンズ群 Ｇ轟、Ｉ・・・第（ｉ＋１）レンズ群 Ｇ、・・・・・・第ｍレンズ群 Ｇｒ・・・・・・合焦レンズ群 φｉ（θ）・・・・・・合焦のために第ｍレンズ群につ
いて必要な回転鏡筒の回転量 出願人　　日本光学工業株式会社 代理人　弁理士　渡　辺　隆　男 Ｆ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）変倍と合焦との両方の機能を持つ複数のレンズ群を
   有するズームレンズ系において、合焦のために光軸上を
   移動する合焦レンズ群は、該合焦レンズ群が変倍のとき
   に移動する軌跡に沿ってそれぞれ移動することによって
   合焦を可能とし、前記変倍に寄与するレンズ群の変倍の
   ための所定の移動軌跡を、該各レンズ群の光軸方向の移
   動量を規定するための回転鏡筒の回転角を変数として表
   現するとき、前記合焦レンズ群は、変倍のための移動軌
   跡上における合焦のための回転移動量が任意の変倍状態
   において一定物体距離に対して互いに異なる移動量を持
   つ複数のレンズ群を有することを特徴とするズームレン
   ズ系。 ２）前記ズームレンズ系は、ズーミングに際して変倍に
   寄与する少なくとも３つのレンズ群を有し、前記合焦レ
   ンズ群は最も物体側のレンズ群以外の複数のレンズ群か
   らなり、該合焦レンズ群の変倍のための移動軌跡に沿っ
   てそれぞれの群を移動させることによって近距離物体へ
   の合焦を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のズームレンズ系。 ３）前記ズームレンズ系は、合焦のために移動する前記
   合焦レンズ群より物体側に、変倍の際に互いに相対的に
   移動して合成焦点距離を変え得る少なくとも２つのレン
   ズ群を有していることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載のズームレンズ系。 ４）合焦のために移動する複数のレンズ群を有する前記
   合焦レンズ群は、変倍に際してその合成焦点距離が変化
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のズー
   ムレンズ系。