JPH0426811A - リヤーフォーカス式のズームレンズ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はリヤーフォーカス式のズームレンズに関し、特
に写真用カメラやビデオカメラそして放送用カメラ等に
用いられる変倍比１０以上、Ｆナンバー１．６程度の大
口径比で高変倍比のズームレンズに好適なリヤーフォー
カス式のズームレンズに関するものである。

〔従来の技術〕

従来より写真用カメラやビデオカメラ等のズームレンズ
においては物体側の第１群以外のレンズ群を移動させて
フォーカスを行う、所謂リヤーフォーカス式を採用した
ものが種々と提案されている。

一般にリヤーフォーカス式は比較的小型軽量のレンズ群
を移動させて行っているので、レンズ群の駆動力が小さ
くてすみ迅速な焦点合わせが出来る等の特長がある。

このようなリヤーフォーカス式のズームレンズとして例
えば特開昭６３−４４６１４号公報では物体側より順に
正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変
倍に伴う像面変動を補正する為の負の屈折力の第３群、
そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群より成る所
謂４群ズームレンズにおいて、第３群を移動させてフォ
ーカスを行っている。しかしながらこのズームレンズは
第３群の移動空間を確保しなければならずレンズ全長が
増大する傾向があった。

特開昭５８−１３６０１２号公報では変倍部な３つ以上
のレンズ群で構成し、このうち一部のレンズ群を移動さ
せてフォーカスを行っている。

特開昭６３−２４７３１６号公報では物体側より順に正
の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の
第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を
有し、第２群を移動させて変倍を行い、第４群を移動さ
せて変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。

特開昭５８−１６０９１３号公報では物体側より順に正
の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の
第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を
有し、第１群と第２群を移動させて変倍を行い、変倍に
伴う像面変動を第４群を移動させて行っている。そして
これらのレンズ群のうち１つ又は２つ以上のレンズ群を
移動させてフォーカスを行っている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

一般にズームレンズにおいてリヤーフォーカス方式を採
用すると前述の如くレンズ系全体が小型化され又迅速な
るフォーカスが可能となり、更に近接撮影が容易となる
等の特長が得られる。

しかしながら反面、フォーカスの際の収差変動が大きく
なり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般に
わたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性能を
得るのが大変難しくなってくるという問題点が生じてく
る。

特に大口径比で高変倍のズームレンズでは全変倍範囲に
わたり、又物体距離全般にわたり高い光学性能を得るの
が大変難しくなってくるという問題点が生じてくる。

本発明はリヤーフォーカス方式を採用しつつ、大口径比
化及び高変倍化を図る際、レンズ系全体の大型化を防止
しつつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、
又無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわた
り、良好なる光学性能を有した簡易な構成のリヤーフォ
ーカス式のズームレンズの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ リヤーフォーカス式のズームレンズにおいて、物体側よ
り順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の
屈折力の第３群、正の屈折力の第４群の４つのレンズ群
を有し、該第２群を移動させて変倍を行い、変倍に伴う
像面変動を該第４群を移動させて補正すると共に該第４
群を移動させてフォーカスを行い、該第３群は物体側か
ら順に両凸レンズ、正レンズ、物体へ強い凹を向けた負
レンズ（望ましくは両凹レンズ）で構成されると共に該
１群の焦点距離なｆｌ、全系の望遠端におけろ焦点距離
をｆＴ、第３群と第４群の望遠端における空気間隔をＤ
工、該第２群の負レンズの中で最も屈折率の高いレンズ
の屈折率をＮ、該第２群の望遠端における倍率をβ２Ｔ
、ズーム比を２としたとき、 ０．１＜　ｌ　ｆ２／ｆ工１くＯ１３・・・（１）０．
９５＜ｌβ２Ｔ／　５　ｌ　＜　１　、１５　　・・・
（２）０．５０＜ｌ　ｆ１／ｆＴ　｜＜０．６２　　・
・・（３）０、　１５＜　ｌ　ＤＴ　／　ｆｙ　ｌ　＜
０．２１　　・・・（４）１．８＜Ｎ２　　　　　　　
　　　　　　・・・（５）なる条件の内、少なくとも（
１）（３）の条件、そして更に望ましくは他の条件を満
足する様にしている。尚、極値の意味は後述する。

［実施例］ 第１図は本発明のリヤーフォーカス式のズームレンズの
近軸屈折力配置を示す一実施例の概略図である。

図中、１１は正の屈折力の第１群、１２は負の屈折力の
第２群、１３は正の屈折力の第３群、１４は正の屈折力
の第４群である。ＳＰは開口絞りであり、第３群１３の
前方に配置されている。

広角端から望遠端への変倍に際して矢印のように第２群
を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第
４群を移動させて補正している。

又、第４群を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤー
フォーカス式を採用している。同図に示す第４群の実線
の曲線１４ａと点線の曲線１４ｂは各々無限遠物体と近
距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端
への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移動軌跡を
示している。

尚、第１群、第３群は変倍及びフォーカスの際固定であ
る。

本実施例においては第４群を移動させて変倍に伴う像面
変動の補正を行うと共に第４群を移動させてフォーカス
を行うようにしている。特に同図の曲線１４ａ、１４ｂ
に示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体側
へ凸状の軌跡を有するように移動させている。これによ
り第３群と第４群との空間の有効利用を図りレンズ全長
の短縮化を効果的に達成している。

本実施例において、例えば望遠端において無限遠物体か
ら近距離物体へフォーカスを行う場合は同図の直線１４
ｃに示すように第４群を前方へ繰り出すことにより行っ
ている。

本実施例では従来の４群ズームレンズにおいて第１群を
繰り出してフォーカスを行う場合に比べて前述のような
リヤーフォーカス方式を採ることにより第１群のレンズ
有効径の増大化を効果的に防止している。

そして開口絞りを第３群の直前に配置することにより可
動レンズ群による収差変動を少なくし、開口絞りより前
方のレンズ群の間隔を短くすることにより前玉レンズ径
の縮小化を容易に達成している。

そして前述の如く各レンズ群の光学的諸定数を特定する
ことにより全変倍範囲にわたり更に物体距離全般にわた
り良好なる光学性能を有した高変倍比のズームレンズを
得ている。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は第２群の屈折力に関し、変倍に伴う収差
変動を少なくしつつ所定の変倍比を効果的に得る為のも
のである。下限値を越えて第２群の屈折力が強くなりす
ぎるとレンズ系全体の小型化は容易となるが、ペッツバ
ール和が負の方向に増大し像面湾曲が大きくなると共に
変倍に伴う収差変動が大きくなってくる。又上限値を越
えて第２群の屈折力が弱くなりすぎると変倍に伴う収差
変動は少なくなるが所定の変倍比を得る為の第２群の移
動量が増大し、レンズ全長が長くなってくるので良くな
い。

条件式（２）はズーム比に対する第２群の望遠端におけ
る結像倍率に関するものである。下限値を越えて結像倍
率が小さくなりすぎると所定の変倍比を得る為の第２群
の移動量が大きくなりレンズ全長が増大してくる。又逆
に上限値を越えて結像倍率が大きくなりすぎるとレンズ
全長は短縮化されるが無限遠物体における望遠端付近で
の第４群の移動軌跡が急激に変化し、モーター等の駆動
手段に対する負荷が大きくなってくるので良くない。

条件式（３）は第１群の屈折力に関するものである。下
限値を越えて第１群の屈折力が強くなり過ぎるとレンズ
系全体の小型化には有利であるが、望遠端付近でのレン
ズの偏心、傾きに対して要求される精度が通常の製造技
術に比して高くなってしまう。また、上限値を越えて屈
折力が弱くなりすぎるとレンズ公差に対しては有利だが
、所定の変倍比を得るためには第２群の屈折力を小さく
しなければならずレンズ全長が増大してしまうので良く
ない。

条件式（４）は第３群と第４群との空気間隔に関するも
のである。下限値を越えてこの間隔が小さくなるとレン
ズ全長の短縮化には有利だが広角端からズーム中間での
球面収差の補正が困難になってしまう。逆に上限値を越
えると軸外光束の第４群を通過する高さが高くなってし
まい、レンズ径の増大や合焦時の像面湾曲の変動が大き
くなり、またレンズ長も増大してしまうのでよくない。

条件式（５）は第２レンズ群の負レンズ中で最も屈折率
の高いレンズの屈折率に関するもので、下限値を越える
と第２群の屈折力を強くしてレンズ全長の短縮化を図る
際、ズーミング中の非点収差の変動を補正することが困
難となる。

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ｖｉ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。

又表−１に各数値実施例における各条件式との関係を示
す。尚、Ｒ２４、Ｒ２５はフェースプレート等のガラス
材である。

タル像面、 ＳＰは開口絞りである。

［発明の効果］ 本発明によれば前述の如く４つのレンズ群の屈折力及び
倍率、レンズ形状を設定すると共にフォーカスの際に第
４群を移動させるレンズ構成を採ることにより、レンズ
系全体の小型化を図りつつ変倍比１０程度と全変倍範囲
にわたり良好なる収差補正を達成しつつ、かつフォーカ
スの際の収差変動の少ない高い光学性能を有したＦナン
バー１．６と大口径比のリヤーフォーカス式のズームレ
ンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の近軸屈折力配置を示す説明図、第２図
は本発明の数値実施例１のレンズ断面図、第３図〜第５
図は本発明の数値実施例１〜３の諸収差図である。収差
図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間、（Ｃ）は望
遠端のズーム位置での収差図である。

Claims (1)

【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、負の屈折力
   の第２群、正の屈折力の第３群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２群を移動させて変倍
   を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補
   正すると共に該第４群を移動させてフォーカスを行い、
   該第３群は物体側から順に両凸レンズ、正レンズ、両凹
   レンズで構成されると共に該ｉ群の焦点距離をｆｉ、全
   系の望遠端における焦点距離をｆ＿Ｔ、第３群と第４群
   の望遠端での空気間隔をＤ＿Ｔ該第２群の負レンズの中
   で最も屈折率の高いレンズの屈折率をＮ＿２、該第２群
   の望遠端における倍率をβ＿２＿Ｔズーム比をＺとした
   とき、０．１＜｜ｆ＿２／ｆ＿Ｔ｜＜０．１３ ０．９５＜｜β＿２＿Ｔ／√Ｚ｜＜１．１５０．５０＜
   ｜ｆ＿１／ｆ＿Ｔ｜＜０．６２ ０．１５＜｜Ｄ＿Ｔ／ｆ＿Ｔ｜＜０．２１ １．８＜Ｎ＿２ なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス
   式のズームレンズ。