JPH0416088B2 - - Google Patents

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JPH0416088B2
JPH0416088B2 JP59242150A JP24215084A JPH0416088B2 JP H0416088 B2 JPH0416088 B2 JP H0416088B2 JP 59242150 A JP59242150 A JP 59242150A JP 24215084 A JP24215084 A JP 24215084A JP H0416088 B2 JPH0416088 B2 JP H0416088B2
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
group
soft focus
lens surface
Prior art date
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Expired
Application number
JP59242150A
Other languages
English (en)
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JPS61121021A (ja
Inventor
Tsunefumi Tanaka
Takashi Matsushita
Nozomi Kitagishi
Sadatoshi Takahashi
Keiji Ikemori
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP59242150A priority Critical patent/JPS61121021A/ja
Priority to US06/798,756 priority patent/US4781446A/en
Publication of JPS61121021A publication Critical patent/JPS61121021A/ja
Publication of JPH0416088B2 publication Critical patent/JPH0416088B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • G02B15/143Optical 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 three groups only
    • G02B15/1435Optical 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 three groups only the first group being negative

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はソフトフオーカス機能を有するズーム
レンズに関し、特に変倍用の一部のレンズ群を移
動させることにより簡易な操作で容易に収差を可
変とすることのできるソフトフオーカス機能を有
するズームレンズに関するものである。 従来より撮影像にソフトフオーカス効果を与え
る方法としては、レンズ系の前方にソフトフオー
カス機能を有するフイルターを装着したり、特公
昭58−1402号公報で提案されているように光学素
子をレンズ系中で移動させたり、実公昭57−9769
号公報で提案されているようにアタツチメントレ
ンズを付加したりする方法がある。しかしなが
ら、これらの方法は画面全体に均一なソフトフオ
ーカス効果を与えるのが難しく、又ソフトフオー
カス効果を与える為の操作、例えば光学部材の着
脱が煩わしいという欠点があつた。特開昭52−
76921号公報、特開昭55−52013号公報では、レン
ズ系中の空気間隔を変化させ連続的に収差、例え
ば球面収差を変化させてソフトフオーカス効果を
得る方法が提案されている。しかしながら、これ
らの方法はレンズ系そのものが特殊用途に限られ
一般の撮影には不向きであつた。 本発明は通常のレンズ系において、レンズ系中
の一部のレンズ群を移動させるという簡単な操作
で画面全体にわたり均一なソフトフオーカス効果
を得ることができるソフトフオーカス機能を有す
るズームレンズの提供を目的とする。 本発明の目的を達成する為のソフトフオーカス
機能を有するズームレンズの主たる特徴は、物体
側より順にレンズ群Aとレンズ群Bの少なくとも
2つのレンズ群を有し、少なくとも前記2つのレ
ンズ群A,Bを移動させることにより変倍を行う
ズームレンズにおいて、レンズ群Aの最も像画側
のレンズ面R1Rとレンズ群Bの最も物体側のレン
ズ面R2Fを共に物体側へ凸面を向けたレンズで構
成し、レンズ群Aとレンズ群Bを異なる比率で移
動させることにより収差を可変としたことであ
る。このように、本発明では変倍の際、移動する
2つのレンズ群を所定の関係を有しつつ移動させ
ることにより簡易な構成で収差、特に球面収差を
発生させて任意のソフトフオーカス効果を得てい
る。 次に、本発明においてソフトフオーカス効果の
得られる理由を第1図から第3図を用いて説明す
る。同図において、4はレンズ群A、5はレンズ
群Bに相当し1,2,3は各々レンズ群Bの像点
でありレンズ群A,Bは任意のズームレンズ系中
に配置されている。尚、同図ではレンズ群Aを負
の屈折力、レンズ群Bを正の屈折力として示して
あるが、屈折力配置は逆であつても良い。 第1図は、通常撮影の状態であり諸収差が良好
に補正されソフトフオーカス効果がない場合であ
る。第2図は、第1図の状態からレンズ群5をレ
ンズ群4に近づける方向に移動させたときの図で
ある。球面収差の各面での発生量はレンズ面への
入射する高さの4乗に比例するが、第2図のレン
ズ群5の入射光線7は第1図の入射光線6よりも
低い位置で入射し、レンズ群5で発生する負の球
面収差が減少する。従つて、結果として全系では
正の球面収差が発生してソフトフオーカスの効果
を得る。しかしながら、レンズ群5の像点2は第
1図の像点1の位置から移動し、レンズ群5以降
に位置するレンズ群の結像点が移動する。すなわ
ち、ピントの移動が起こる。 第3図は、レンズ群4とレンズ群5を近づけな
がらレンズ群4も移動させ、レンズ群5の像点3
を第1図の像点1の位置と一致させた図である。
すなわち、レンズ群4とレンズ群5を異なる比率
で移動させることによつて、ピントの位置を変え
ることなく主に球面収差を発生させている。本説
明では、レンズ群4とレンズ群5を近づける場合
について述べたが、逆に遠ざけるようにしても同
様の効果を得ることができる。 ソフトフオーカス効果による像の描写性は全画
面で均一であることが望ましい。これを収差の立
場から表現すると、球面収差によるハローの成分
が全画面でほぼ等量発生し、球面収差以外の劣化
が極めて小さく押えられていることである。 このような収差を発生させる為には、射出瞳又
は入射瞳に対してコンセントリツクな2つのレン
ズ面の空気間隔を変化させれば球面収差のみを発
生させることができる。 一般に、ズームレンズでは変倍における焦点距
離の変化に応じて瞳位置が変化し、さらに光束中
心の光線と瞳中心を通る光線の差が大きく異な
る。すなわち、像高毎に光束中心が中心光軸と交
わる位置が変化するため、コンセントリツクなレ
ンズ面が存在しなくなり画面全体で均一な描写が
得にくくなる。 そこで、本発明においては、ソフトフオーカス
効果を得る為にコンセントリツクなレンズ面に相
当するレンズ面をレンズ群Aの最も像面側のレン
ズ面R1Rとレンズ群Bの最も物体側のレンズ面
R2Fとで構成し、絞りをレンズ面R2Fの後方に配
置しレンズ面R1Rとレンズ面R2Fとの間隔に変え
ることによつて画面全体にわたり良好なるソフト
フオーカス効果を得ている。 そして、本発明において特に好ましくは、レン
ズ面R1Rの曲率半径をRA、レンズ面R1Rの物体側
の媒質の屈折率をNA、レンズ面R2Fの曲率半径
をRB、レンズ面R2Fの像面側の媒質の屈折率を
NB、収差を可変とする為に変化させるレンズ面
R1Rとレンズ面R2Fの空気間隔の変化量の最大値
をx、望遠端のズーム位置での全系の焦点距離を
fTとするとき、 0.8<RA/RB<2.2 ……(1) 0.007≦|(NA−1)(NB−1)/RA×RB×x×fT|< 0.035 ……(2) なる条件を満足させることである。 次に、前述の技術的な意味について第4図と第
5図を用いて説明する。 第4図、第5図において、9はレンズ面R1R
10はレンズ面R2Fに相当し、12,15は軸外
光束の中心の光線、11,13,14,16は
各々マージナル光線である。 第4図は、レンズ面9を射出する光線12とレ
ンズ面10の法線をほぼ一致させることにより、
レンズ面9とレンズ面10の間隔が変化しても軸
外の球面収差に相当する収差以外を変化させない
ようにしている。収差的には法線に対して±15度
の範囲に設定するのが好ましく、この範囲を外れ
ると他の諸収差が発生してくるので好ましくな
い。例えば、第5図に示すように、レンズ面9を
射出する光線15とレンズ面9の法線の方向の差
が大きい場合はレンズ面9とレンズ面10の間隔
が変化するとレンズ面9とレンズ面10とで屈折
する光線の収差の絶対量及び変化量が大きくな
り、コマ収差、非点収差等が大きく変化して画像
を劣化させてしまう。 すなわち、レンズ面9とレンズ面10の曲率半
径が条件式(1)の範囲から外れると、第4図、第5
図で説明したように、各レンズ面から球面収差以
外の諸収差が大きく発生し画像全体の劣化をきた
すので好ましくない。 条件式(2)は、レンズ面9とレンズ面10とで形
成される空気レンズの屈折力の変化量に関し、空
気レンズの屈折力を両レンズ面の空気間隔の変化
量に対して適切に設定することにより前述と同様
に球面収差以外の諸収差の発生を少なくしてい
る。条件式(2)を外れると非点収差やコマ収差が発
生し、画面周辺の像性能を著しく低下させるので
好ましくない。 本実施例においては、変倍比が大きく画角の変
化が大きなズームレンズでの例を示したが、この
ように画角変化が大きい場合に条件式(1)、(2)を満
足する焦点距離範囲が限られる。実施例では、望
遠端付近でソフトフオーカスを行うようにしてい
る。しかしながら、全ズーム範囲にわたつて条件
式を満足する構成も可能であり、次に本発明を変
倍に際して3つのレンズ群を移動させ高変倍のズ
ーム比を達成したズームレンズに適用した場合の
数値実施例を示す。 数値実施例において、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
第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Niとνiは
各々物体側より順に第i番目のレンズのガラスの
屈折率とアツベ数である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 次に前述の条件式と数値実施例との関係を示
す。
【表】 数値実施例1はR1〜R4までがレンズ群A、
R5〜R6までがレンズ群B、R7〜R16まで
が第3のレンズ群Cの3つのレンズ群から成るズ
ームレンズであり、通常撮影の際にはズーミング
に際してレンズ群Aとレンズ群Bが一体で移動さ
せ、更にレンズ群Bとレンズ群Cの空気間隔を変
化させることにより変倍を行う。そして、ソフト
フオーカス撮影を行う際にはズームレンズの望遠
端において、レンズ群Cを固定とした状態で間隔
D4を4.34mmから3.0mm、D6を0.5mmから4.435mm
までそれぞれ連続的に変化させて行う。 数値実施例2は4群構成のズームレンズであ
り、R1〜R6までがレンズ群A、R7〜R8ま
でがレンズ群B、R9〜R18までが第3のレン
ズ群C、R19〜R20までが第4のレンズ群D
であり、通常撮影の際にはズーミングに際してレ
ンズ群Aとレンズ群Bが一体に移動し、レンズ群
Bとレンズ群C及びレンズ群Cとレンズ群Dの空
気間隔が変化して変倍を行う。レンズ群Dはズー
ミング中固定である。そして、ソフトフオーカス
撮影を行う際にはズームの望遠端において、レン
ズ群Cとレンズ群Dを固定とした状態で間隔D6
を2.16mmから1.5mmまで、間隔D8を0.26mmから
2.91mmまで連続的に変化させて行う。 数値実施例3は数値実施例1とほぼ同様の構成
の3群構成ズームレンズであるが、ソフトフオー
カス撮影に際して間隔D4を6.28mmから6.82mm、
間隔D6を2.2mmから0.5mmへと変化させ、レンズ
群Aとレンズ群Bが接近することによつて収差可
変とした実施例である。 数値実施例4は4群構成のズームレンズであ
り、R1〜R6までがレンズ群A、R7〜R8が
レンズ群B、R9〜R18が第3のレンズ群C、
R19〜R22が第4のレンズ群Dであり、4つ
の群すべてが独立に移動して通常撮影のズーミン
グを行い、ソフトフオーカスは望遠端で行い、そ
の際レンズ群C及びレンズ群Dは固定されてい
る。 本発明の実施例において、フオーカシングはレ
ンズ群Aとレンズ群Bを一体に移動させて行うの
が収差変動が少なくて良いが、レンズ群Aとレン
ズ群Bを異なる比率で移動させてフオーカシング
を行う、いわゆるフローテイングを行えば更に好
ましい。また第3のレンズ群Cあるいは更に像面
側に位置するレンズ群でフオーカシングを行うこ
とも可能である。 尚、以上は本発明を変倍の際、3つのレンズ群
が移動するタイプのズームレンズに適用した場合
を述べたが、変倍の際2つのレンズ群が移動す
る、いわゆる2群ズームレンズにも本発明を適用
することができる。 又、機構上やや複雑となるが変倍の際、レンズ
群A若しくはレンズ群Bが固定又は両レンズ群が
固定で、変倍を他のレンズ群で行うズームレンズ
にも本発明を適用することができる。 以上のように、本発明によればレンズ系中の一
部のレンズ群を移動させるという簡易な構成で、
画面全体にわたり良好なるソフトフオーカス効果
が得られるズームレンズを達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図は各々本発明のソフト
フオーカス効果を得るときの光学系の説明図、第
4図、第5図は各々本発明に係るソフトフオーカ
ス効果を得るときのレンズ面の説明図、第6図、
第7図、第8図、第9図は各々本発明の数値実施
例1〜4のレンズ断面図、第10図、第11図、
第12図、第13図は各々本発明の数値実施例1
〜4の諸収差図である。 図中、A,B,Cは各々広角端、望遠端、ソフ
トフオーカスを行つたときの諸収差図、Sはサジ
タル像面、Mはメリデイオナル像面、dはd線、
gはg線、SCは正弦条件、第6図〜第9図にお
いて矢印は変倍及びソフトフオーカス撮影を行う
ときのレンズ群の移動方向を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レンズ群Aとレンズ群Bの少なくとも2つの
    レンズ群を有したズームレンズにおいて、前記レ
    ンズ群Aの最も像面側のレンズ面R1Rと前記レン
    ズ群Bの最も物体側のレンズ面R2Fを共に物体側
    へ凸面を向けたレンズで構成し、前記レンズ群A
    と前記レンズ群Bの合成系による像点位置が一定
    位置となるように前記レンズ群Aと前記レンズ群
    Bを異なる比率で移動させて収差を可変とし、前
    記レンズ面R1Rの曲率半径をRA、前記レンズ面
    R1Rの物体側の媒質の屈折力をNA、前記レンズ
    面R2Fの曲率半径をRB、前記レンズ面R2Fの像面
    側の媒質の屈折率をNB、収差を可変とする為に
    変化させる前記レンズ面R1Rと前記レンズ面R2F
    の空気間隔の変化量の最大値をx、望遠端のズー
    ム位置での全系の焦点距離をfTとするとき、 0.8<RA/RB<2.2 0.007≦|(NA−1)(NB−1)/RA×RB×x×fT|< 0.035 なる条件を満足することを特徴とするソフトフオ
    ーカス機能を有するズームレンズ。 2 前記レンズ群Aを負の屈折力、前記レンズ群
    Bを正の屈折力そして両レンズ群の合成屈折力が
    負となるレンズ群で構成すると共に前記レンズ群
    Bの像面側に正の屈折力のレンズ群Cを配置し、
    変倍の際前記レンズ群A,Bと共に前記レンズ群
    Cを移動させたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のソフトフオーカス機能を有するズー
    ムレンズ。
JP59242150A 1984-11-16 1984-11-16 ソフトフオ−カス機能を有するズ−ムレンズ Granted JPS61121021A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59242150A JPS61121021A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 ソフトフオ−カス機能を有するズ−ムレンズ
US06/798,756 US4781446A (en) 1984-11-16 1985-11-15 Zoom lens having a capability of introducing special features into image formats

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59242150A JPS61121021A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 ソフトフオ−カス機能を有するズ−ムレンズ

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Publication Number Publication Date
JPS61121021A JPS61121021A (ja) 1986-06-09
JPH0416088B2 true JPH0416088B2 (ja) 1992-03-23

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JP59242150A Granted JPS61121021A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 ソフトフオ−カス機能を有するズ−ムレンズ

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Families Citing this family (6)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11109229A (ja) * 1997-10-02 1999-04-23 Asahi Optical Co Ltd 広角を包含するソフトフォーカスズームレンズ系
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JPS61121021A (ja) 1986-06-09

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