JPH0339285B2 - - Google Patents

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JPH0339285B2
JPH0339285B2 JP58114486A JP11448683A JPH0339285B2 JP H0339285 B2 JPH0339285 B2 JP H0339285B2 JP 58114486 A JP58114486 A JP 58114486A JP 11448683 A JP11448683 A JP 11448683A JP H0339285 B2 JPH0339285 B2 JP H0339285B2
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JP
Japan
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lens group
focusing
lens
zoom
distance
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JP58114486A
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Tsunefumi Tanaka
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Canon Inc
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    • 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
    • G02B15/16Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173Optical 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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
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    • 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
    • G02B15/144Optical 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 four groups only
    • G02B15/1441Optical 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 four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical 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 four groups only the first group being positive arranged +-++

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

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、リアーフオーカシングによるズーム
レンズの合焦方法に関するものである。 通常のズームレンズの焦点合わせは、最も物体
側のレンズ群を繰出すことによつて行つている
が、この方法は焦点合わせを行うレンズ群の外径
が増大する欠点があると共に、自動焦点調節を行
う際に移動するレンズ及び鏡筒部分が重くなり、
合焦速度の低下や大容量の電源が必要となる欠点
がある。 上述の欠点を改善する方法として、ズーミング
に際して移動するレンズ群又は像面に近く位置す
る固定のレンズ群により焦点合わせを行う方法が
提案されており、移動レンズ群の軽量化による自
動焦点調節の高速化及びコンパクト化が可能とな
つている。しかしながら上述の所謂リアーフオー
カシングでは、焦点距離の変化に応じて同一物体
距離に対するレンズ繰出し量が変化する欠点があ
る。 第1図は上述の方法の一例であり、Wは広角
端、Tは望遠端を表し、B1,B2,B3,B4
はそれぞれレンズ群、Fはフイルム位置である。
C1は焦点合わせ用のレンズ群B4の位置で物体
が無限遠にある場合であり、C2は近距離の物体
に対し像が常にフイルム位置Fに至るように、つ
まり合焦状態でのレンズ群B4の軌跡を表してい
る。この第1図で判るように、無限遠以外の物体
に対する焦点合わせ用をレンズ群の位置B4′は
焦点距離が変化すると非線形に変化することにな
る。 なお、第1表はこの場合の各レンズ群及びレン
ズ群間の関係であり、fはレンズ群の焦点距離、
fW,fTはそれぞれ広角端、望遠端の焦点距離で
あつて、eは主点間隔、番号はレンズ群の番号に
対応している。 第1表 f1=100 e1W=5 e1T=33 f2=−40 e2W=40 e2T=9.73 f3=90 e3W=10 e3T=12.27 f4=150 fW=78.60 fT=160.90 特開昭56−162727号公報によると、第1図に示
すC1及びC2に囲まれた斜線を施こした領域内
に焦点合わせ用レンズ群B4を制限する方法が提
案されているが、望遠側から広角側にズーミング
を行うと、繰出し量に換算して2倍ズームで75
%、3倍ズームで90%の物体距離が広角側の至近
距離の位置に移動してしまう。また、C2の形状
が望遠側で急峻となり、レンズ群B4が滑らかに
移動できないという欠点がある。 本発明の目的は、所謂リアーフオーカシング方
式のズームレンズでありながら、通常最も多く撮
影され、またフレーミングを行つている際に移動
する可能性が高い被写体に対して、ズーミング中
に焦点が移動せず、焦点合わせ用のレンズ群の移
動範囲を制限した場合にも円滑なズーミング操作
を可能とするズームレンズの合焦方法を提供する
ことにあり、その要旨は、焦点距離を変えると、
同一物体距離に対する焦点合わせ用レンズ群の合
焦繰出量が異なるようなズームレンズにおいて、
像面から被写体までの距離が至近距離と無限距離
の間のある有限距離のとき、前記焦点合わせ用レ
ンズ群が固定の状態で像面位置が一定に保持され
るように、ズーム操作に連動して光軸上を移動す
るレンズ群の相対位置を変化させることを特徴と
するものである。 第2図は本発明の原理図であり、第2表は実施
例の各レンズ群及びレンズ群間の関係を示してい
る。 第2表 f1=100 e1W=5 e1T=33 f2=−40 e2W=40 e2T=13.91 f3=90 e3W=10 e3T=8.09 f4=150 fW=78.81 fT=150.09 第2図でB1は固定レンズ群、B2,B3はズ
ーム操作で移動するレンズ群、B4は焦点合わせ
用レンズ群である。C3は物体距離4mにおける
レンズ群B4の位置で、この状態で像面Fが一定
に保持されるようにレンズ群B2,B4のズーム
軌跡が決められている。B4′,B4″はそれぞれ
物体距離2m、無限遠の物体に合焦するよう繰出
した位置であり、C2は全ズーム位置での合焦位
置の軌跡、C1は無限遠物体合焦時の軌跡であ
る。 ここで、各状態における繰出し量を数値化する
と第3表のようになる。
【表】 この第3表において、K1は第1図、K2は第
2図で表した光学系の繰出し量である。そして、
Xは無限遠から至近2mまでの繰出し量、Xaは
物体距離4mから至近2mまでの繰出量、Xbは
物体距離4mから無限遠までの繰出量である。こ
の場合に、望遠端でのXaをa、Xbをbとする
と、 a/b=−1.118 となつている。 第2図において、C1,C2によつて囲まれた
斜線を施した領域が、レンズ群B4が存在して光
学的に意味のある領域であり、この領域を制限す
ることによつて自動合焦を行う有効性は、前述の
特開昭56−162727号公報等により示されている
が、本発明においてはC1及びC2がズーム方向
となす角度を小さくすることを可能としており、
第1図のC1の形状と比較して高速の自動合焦を
なし得る滑らかさを持つていることが判る。 基準とする被写体距離dの決め方、即ちa/b
の決め方は自動合焦装置に関する要素と、通常撮
影の設定を何によるかという2つの要素によつて
決めなければならない。 第2図でaとbの絶対値が等しい場合には、C
1及びC2の形状が最も滑らかとなり、a/b=
−1となることが望ましい。ところが、設定至近
距離が比較的遠く、かつ近距離のスナツプ写真を
得意とするズームレンズではa/b=−0.2程度
が好ましく、スポーツ写真などを得意とするズー
ムレンズではa/b=−4程度が好ましい。 以上の諸要素を総合してa/bを決めるが、−
0.2よりも大、又は−4よりも小となる場合は本
発明の趣旨に反し、自動合焦の際に好ましくない
結果をもたらすことになる。 第1実施例のレンズ構成は、第3図に示すよう
にB1〜B5の5個のレンズ群から成り、レンズ
群B1,B2が移動、レンズ群B3,B5が固
定、レンズ群B4が焦点合わせ用である。そし
て、その原理図を第4図に示している。 第5図は第2実施例のレンズ構成図であり、こ
の第2実施例はB1〜B3の3群構成であつて、
レンズ群B1,B2が移動、レンズ群B3が焦点
合わせ用である。第6図は第2実施例の原理図で
ある。 次に、本発明の2つの実施例の数値例を第4表
に挙げる。数値例中、B1〜B5はレンズ群、
Riは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率
半径、Diは物体側より順に第i番目のレンズ厚
又は空気間隔、Niとνiはそれぞれ物体側より順
に第i番目のレンズのガラスの屈折率及びアツベ
数である。なお、第1実施例ではa/b=−2.5、
第2実施例ではa/b=−1.9である。
【表】
【表】 以上説明したように本発明に係るズームレンズ
の合焦方法は、通常撮影する頻度が高く撮影中に
移動する可能が高い被写体に対して、ズーミング
中のピント移動が全く無いか、或いは小さく抑制
することができ、フレーミングを行つている途中
でフアインダから見て大きくぼけてしまうことが
なくなる効果がある。更に、自動合焦を行う際の
初期のぼけ量が少ないので、合焦速度を早める効
果がある。例えば、一眼レフレツクスカメラの場
合に、カメラを構えている際に移動するような被
写体を、ズーミングによつて見失う可能性が減少
すると共に、変倍中に自動合焦装置が追随する速
度が早くなり、一眼レフレツクスカメラの長所を
損なわないズームレンズを得ることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例のリアーフオーカシングズーム
の原理図、第2図は本発明の原理図、第3図は第
1実施例のレンズ断面図、第4図はその原理図、
第5図は第2実施例のレンズ断面図、第6図はそ
の原理図、第7図〜第10図はそれぞれ第1実施
例の広角端の物体5m、広角端の物体1.5m、望
遠端の物体5m、望遠端の物体1.5mの収差図、
第11図〜第14図はそれぞれ第2実施例の広角
端の物体4m、広角端の物体1.5m、望遠端の物
体4m、望遠端の物体1.5mの収差図である。 符号B1〜B5はレンズ群、C1〜C3は焦点
合わせ用レンズ群の軌跡、a,bは繰出し量、
Riは曲率半径、Diは軸上レンズ厚又は空気間隔、
Fは像面、SAは球面収差、SCは正弦条件、Sは
サジタル焦線、Mはメリジオナル焦線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 焦点距離を変えると、同一物体距離に対する
    焦点合わせ用レンズ群の合焦繰出量が異なるよう
    なズームレンズにおいて、像面から被写体までの
    距離が至近距離と無限距離の間のある有限距離の
    とき、前記焦点合わせ用レンズ群が固定の状態で
    像面位置が一定に保持されるように、ズーム操作
    に連動して光軸上を移動するレンズ群の相対位置
    を変化させることを特徴とするズームレンズ。 2 前記有限距離の被写体に対する前記焦点合わ
    せ用レンズ群の位置から至近距離合焦までの繰出
    量をa、無限遠合焦までの繰出量をbとすると、 −4<a/b<−0.2 を満足する特許請求の範囲第1項に記載のズーム
    レンズ。 3 前記焦点合わせ用レンズ群の可動領域を物体
    側と像面側の2方向から制限するようにした特許
    請求の範囲第1項に記載のズームレンズ。
JP58114486A 1983-06-25 1983-06-25 ズームレンズ Granted JPS606914A (ja)

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