JPH032709A - 切換え式ズームレンズ - 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】 童粟上皇肌里公団 本発明はズームレンズに関し、ズームレンズの長焦点端
において、特に一部のレンズ群を他のレンズ群に変換す
ることにより長焦点側における焦点距離よりさらに長焦
点側の焦点距離を達成する切換え式ズームレンズに関す
る。

従来立及歪 従来より、ズームレンズの通常の変倍領域（変倍比が２
倍程度）を超えて更に変倍を行い変倍領域を拡大する方
法としては、レンズ中の一部のレンズをさらに移動させ
ることによる通常のズーミングの延長上で行う方法が一
般的によく知られている．この方法では簡単に焦点距離
を変化させることができるが、ズームレンズの全長が長
くなり、操作性も悪くなるという問題点がある。

また、ズームレンズを構成するレンズ群のうち、一部の
レンズ群を焦点距離の異なる他のレンズ群と交換するこ
とによって、変倍領域を拡大する種々のタイプのズーム
レンズが従来より提案されている．しかし、このタイプ
のズームレンズの変倍比は２倍以下であり、それ以上の
高い変倍比を有するものは実現されていない。

が”しようとする課 本発明の目的は、長焦点側の焦点距離を効率良く拡大し
うる変倍比が３倍以上のズームレンズであって、長焦点
端より更に長焦点側へ焦点距離を拡大したときに全長の
大幅な増大化や複雑化が生じないズームレンズを提供す
ることにある。

課　を　゛するための 上記目的を達成するために、本発明に係る切換え式ズー
ムレンズは、物体側から順に、第１正レンズ群及び第２
負レンズ群から成り少なくとも前記第１正レンズ群と前
記第２負レンズ群との間隔を変化させることによりズー
ミングを行う主レンズ系と、前記第１正レンズ群と変換
自在に設けられた第３正レンズ群又は前記第２負レンズ
群と変換自在に設けられた第３負レンズ群から成る第３
レンズ群と、から構成され、前記主レンズ系の長焦点端
において、前記第１正レンズ群の前記第３正レンズ群へ
の変換又は前記第２負レンズ群の前記第３負レンズ群へ
の変換を行うことによって主レンズ系の長焦点端におけ
る焦点距離よりさらに長焦点側の焦点距離を達成すると
共に下記の条件を満足する構成となっている。

但し ｆｃ　：変換される第１正レンズ群又は第２負レンズ群
の焦点距離 ｆ２　：変換する第３レンズ群の焦点距離ｆＴ　：前記
変換前の主レンズ系の最長焦点距離 ｆｏ　：前記変換前の主レンズ系の最短焦点距離 ｒＬ　：前記変換後のレンズ系の焦点距離ｒｔ，＋：前
記変換前の主レンズ系の長焦点端におけるレンズ先端か
ら像面までの 距離 ＴＬＩ　：前記変換後のレンズ系のレンズ先端から像面
までの距離 である。

従って、本発明の目的である長焦点側の焦点距離の拡大
（長焦点化）を図る方法としては、上記条件■．■，■
を満足する必要があり、具体的には以下の（イ）、（口
）による方法が挙げられる。

（イ）前記第１正レンズ群（Ｌｌ）を第３レンズ群（第
３正レンズ群）　（ＬＨ　）と変換する方法。

（口）前記第２負レンズ群（Ｌ，）を第３レンズ群（第
３負レンズ群）　（ＬＨ　）と変換する方法。

上記方法（イ）、（口）において、条件■について説明
する．尚、方法（イ）においては、第３レンズ群（ＬＨ
　）は第３正レンズ群であり、変換されるレンズ群の焦
点路＃（ｒｃ　）は第１正レンズ群（Ｌ、）の焦点距離
である．また、方法（口）においては、第３レンズ群（
ＬＨ）は第３負レンズ群であり、変換されるレンズ群の
焦点距離（ｆ、）は第２負レンズ群（ＬＭ）の焦点距離
である。

まず、（イ）の方法において、通常ズーム域の長焦点端
での後続の第２負レンズ群（Ｌ、）の横倍率をβとし、
変換される第１正レンズ群（Ｌ、）の焦点距離をｆ、と
し、長焦点端での主レンズ系の焦点距離をｆ７とすると
、 Ｉｔ””ｆ。β で示される関係式が得られる。

従って、この第１正レンズ群（Ｌｌ）の像点位置と第３
正レンズ群（ｔ、Ｎ）の像点位置とが一致するように、
第１正レンズ群（１，＋）を第３正レンズ群（ＬＨ）と
交換すると、以下の関係式で示される主レンズ系の新た
な焦点距離（ｒｔ　）が得られる。

ｆｔ＝ｆＮβ 本発明の目的は長焦点化であるから、ｆ、＜ｒＮであれ
ば条件■がこれに従う。

次に（ロ）の方法について説明すると、後続の第２負レ
ンズ群（Ｌ、）に対しての物点と像点の間隔をＤとし、
第２負レンズ群（Ｌｌ）の焦点距離をｆｃとし、第２負
レンズ群（Ｌｌ）の横倍率をβとしたとき、周知の如く で示される関係式が成立する。通常、第２負レンズ群（
Ｌｌ）の横倍率（β）は、β〉１で構成される。ズーム
レンズの全長が大型化するのを防ぎつつ、主レンズ系の
焦点距離を拡大させるためには、第２負レンズ群（Ｌ、
）を焦点距離がｆ、の第３負レンズ群（ＬＨ）におきか
えた場合、前記りがほぼ一定として、前記βを増大させ
る必要がある。つまり、変換する第３負レンズ群（ｔ、
＋＋）の横倍率をβ゛　とすると、 で示される関係式が成立するので、（１〈）β〈方法（
ロ）においてはｆＮ、ｆｃ＜Ｏであるので、１　　　１
　　となる。従って、−船釣に条〈 ｆ、　　　　　　ｆｃ 件■を満足せしめることが長焦点化につながることにな
る。

条件■は本発明のズームレンズにおける焦点距離頭載を
規定するものである。ｆＬ／ｒアが条件■の下限を越え
る場合は、長焦点端における焦点距離の拡大が不十分で
本発明の目的をはずれる。

また、上限を越えて焦点距離をさらに拡大しようとする
と、交換すべき第３レンズ群（ＬＨ）の構成が複雑化す
るか又は複雑化を避けた場合収差劣化がもたらされる。

条件■は長焦点化の結果、ズームレンズの全長を大きく
しないように規定するものである。条件■の下限を越え
る構成は、収差性能の劣化につながる。また、上限を越
える場合は収差補正上有利となるが、ズームレンズの全
長が長くなってしまう。

なお、方法（イ）によれば、単なる長焦点端における長
焦点化のみならず、ズーム域全体としての長焦点化をも
達成することができる。例えば第１正レンズ群（Ｌ、）
の玉砕をねじ込み式などで構成すれば、第１正レンズ群
（Ｌｌ）の交換後のズーミングで延長ズームとすること
ができる。この際、交換用の新たなズームカム機構は必
要とされない。

また、（ロ）の方法は特に正レンズ先行型の高倍率ズー
ムレンズに応用した場合有効である。−般に正レンズ先
行型の高倍率ズームレンズは、長焦点端で、第１正レン
ズ群（Ｌ、）が前方へ繰り出され、第２レンズ群以降が
第１正レンズ群（Ｌｌ）と広い間隔をおいた第２負レン
ズ群（Ｌ、）として作用する所謂テレフォトタイプを構
成するわけであるが、その第２負レンズ群（Ｌｌ）の構
成は単独の長焦点レンズの後群としてはかなり複雑なも
のといえる０本発明は、その点に着目し、該第２負レン
ズ群（Ｌ、）を比較的簡単な構成の第３負レンズ群（Ｌ
Ｈ）に変換することで大幅な長焦点化を達成できること
を見出したものである。

つまり、本実施例においては変換する第３レンズ群（Ｌ
、４）が、前記変換される第１正レンズ群（Ｌｌ）又は
第２負レンズ群（Ｌｍ）と同じレンズの構成枚数か又は
少ないレンズの構成枚数で構成されることにより、コス
トアップの軽減を図っている。

以上のように本発明によれば、コンパクトで操作性がよ
（、しかも諸収差が良好に補正され変倍比が３倍以上の
切換え式ズームレンズを実現することが出来る。

裏」Ｌ糎 以下、本発明に係る切換え式ズームレンズの実施例を示
す。

但し、各実施例において、ｒ１〜ｒｔ４は曲率半径、ｄ
１〜ａＺ３は軸上面間隔を示し、Ｎ、〜Ｎ１３　＋　　
シ１〜シ１３はｄ線に対する屈折率、アツベ数を示す。

また、ｆは焦点距離＋ＦＮＯはＦナンバーを示す。

また、実施例中における非球面は、その非球面上の任意
の点を（ｘ、ｙ、ｚ）としたとき、全て次式にて定義す
るものとする。

非球面頂点からの距離（＝　、ｒＰ−「嘔−）Ｃ０：非
球面頂点における曲率 Ａｉ：ｉ次の非球面曲率 である。

〈実施例１〉 （切換え前） ｆ　＝３９．３〜５８．５〜８６．６ Ｆ、。−３゜５〜５．３〜７．８ 但し、Ｘ：非球面の光軸に平行な方向における非球面頂
点からの変位 Φ：非球面の光軸に垂直な方向における１１Ｍ敗 ｒｓ”　　：　　Ａ４＝−０，１０２９７ｘｌＯ−３Ａ
、＝　−０，６４６２４ｘｌＯ−’ へ５＝−０，４８８１５ｘｌＯ−” Ａｌｅ　　＝　　０．６８３３６　　×ｌＱ−＋６Ｊｉ
１ｇ　＝−０，４６６９１ｘｌＯ−目（切換え後） ｆ　＝１２８．０ ＦＮＯ＝９．１ 薯１１旧乳敗 ｒｓ”　：　Ａａ　＝　　０．１２２１８　　Ｘ　１０
−　’Ａ、＝　−０，４４３５０Ｘｌ０−’ Ａ＊＝　　０．３１５０８　　Ｘｌ０−”Ａ、。−−０
，５７６７６ｘｌＯ−” Ａｌｔ　　−０，４０４８７ｘｔｏ−”〈実施例２〉 （切換え前） ｆ　−３６，０〜６０．０〜１０１．５ＦＮＯ−４，１
〜５．６〜５．８ 皿圭主怪　釉」Ｊ酊匪阻　皿訴崖　　ヱヱ丘敗（切換え
後） ｆ　＝１９５．０ Ｆ）ｌＧ＝９．３ 尚、上記実施例１は前記方法（イ）、すなわち、第１正
レンズ群（Ｌｌ）を第３正レンズ群（Ｌイ）と変換する
方法に相当し、実施例２は方法（ロ）、すなわち、第２
負レンズ群（Ｌ、）を第３負レンズ群（Ｌｓ　）と変換
する方法に相当する。

第１図は切換え前の実施例１のレンズ＃Ｉ成を示してお
り、第２図は切換え後の実施例１のレンズ構成を示して
いる。また、第３図は切換え前の実施例２のレンズ構成
を示しており、第４図は切換え後の実施例２のレンズ構
成を示している。また、第１図中、主レンズ系を構成す
る第１正レンズ群（Ｌｌ）及び第２負レンズ群（Ｌｌ）
について、最短焦点距離状Ｂ　（Ｗ）から最長焦点距離
状Ｍ　（Ｔ）へのズーミングによる移動を矢印（１）及
び（２）によって模式的に示している。第３図中、第１
正レンズ群（Ｌｌ）並びに第２負レンズ群（Ｌ、）を構
成するレンズ群（Ｌａ　）　（Ｌｍ　）及び（Ｌ、）に
ついて、最短焦点距離状態（−）から最長焦点距離状態
（Ｔ）へのズーミングによる移動を矢印（３）〜（６）
によって模式的に示している。

第５図及び第６図は実施例１及び２にそれぞれ対応する
収差図で、それぞれ＜Ｓ　＞は主レンズ系の最短焦点距
離状態、〈河〉は主レンズ系の中間焦点距離状態、〈Ｌ
〉は主レンズ系の最長焦点距離状態、〈超Ｌ〉は切換え
後の焦点距離状態での諸収差を表わす、また、実線（ｄ
）はｄ線に対する球面収差を表わし、点線（ＳＣ）は正
弦条件を表わす。

更に点線（ＤＭ）と実線（Ｏ３）はメリジオナル面とサ
ジタル面での非点収差をそれぞれ表わしている。

２里坐四星 本発明によれば、主レンズ系の長焦点端における焦点距
離よりさらに長焦点側の焦点距離が達成されると共に、
このように主レンズ系の最長焦点距離よりさらに焦点距
離を延長しても全長の大幅な増大化や複雑化が生じるこ
とのない、変倍比が３倍以上の切換え式ズームレンズを
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は切換え前の実施例１のレンズ構成図、第２図は
切換え後の実施例１のレンズ構成図であり、第３図は切
換え前の実施例２のレンズ構成図、第４図は切換え後の
実施例２のレンズ構成図である。第５図及び第６図は実
施例１及び実施例２にそれぞれ対応する収差図である。 （Ｌｌ）・・−第１正レンズ群。 （Ｌｌ）−・−第２負レンズ群。 （Ｌｓ　）−−・第３レンズ群。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体側から順に、第１正レンズ群及び第２負レン
   ズ群から成り少なくとも前記第１正レンズ群と前記第２
   負レンズ群との間隔を変化させることによりズーミング
   を行う主レンズ系と、前記第１正レンズ群と変換自在に
   設けられた第３正レンズ群又は前記第２負レンズ群と変
   換自在に設けられた第３負レンズ群から成る第３レンズ
   群と、から構成され、前記主レンズ系の長焦点端におい
   て、前記第１正レンズ群の前記第３正レンズ群への変換
   又は前記第２負レンズ群の前記第３負レンズ群への変換
   を行うことによって主レンズ系の長焦点端における焦点
   距離よりさらに長焦点側の焦点距離を達成すると共に下
   記の条件を満足することを特徴とする切換え式ズームレ
   ンズ； １／ｆ＿Ｎ＜１／ｆ＿Ｃ １．２＜ｆ＿Ｌ／Ｆ＿Ｔ＜ｆ＿Ｔ／ｆ＿Ｗ ０．９＜ＴＬ＿Ｎ／ＴＬ＿Ｉ＜１．１ 但し ｆ＿Ｃ：変換される第１正レンズ群又は第２負レンズ群
   の焦点距離 ｆ＿Ｎ：変換する第３レンズ群の焦点距離 ｆ＿Ｔ：前記変換前の主レンズ系の最長焦点距離 ｆ＿Ｗ：前記変換前の主レンズ系の最短焦点距離 ｆ＿Ｌ：前記変換後のレンズ系の焦点距離 ＴＬ＿Ｉ：前記変換前の主レンズ系の長焦点端における
   レンズ先端から像面までの距離 ＴＬ＿Ｎ：前記変換後のレンズ系のレンズ先端から像面
   までの距離 である。
2. （２）前記変換する第３レンズ群は、前記変換される第
   １正レンズ群又は第２負レンズ群と同じレンズの構成枚
   数か又は少ないレンズの構成枚数で構成されていること
   を特徴とする第１請求項に記載の切換え式ズームレンズ
   。