JP2596755B2 - ２焦点距離切り換え式レンズ系のフオーカシング方式 - Google Patents
２焦点距離切り換え式レンズ系のフオーカシング方式Info
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- JP2596755B2 JP2596755B2 JP62201753A JP20175387A JP2596755B2 JP 2596755 B2 JP2596755 B2 JP 2596755B2 JP 62201753 A JP62201753 A JP 62201753A JP 20175387 A JP20175387 A JP 20175387A JP 2596755 B2 JP2596755 B2 JP 2596755B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２焦点距離切り換え式レンズ系のフオーカシ
ング方法に関するものである。
ング方法に関するものである。
レンズ系のフオーカシングを行なう際、ズームレンズ
ではレンズ系の第１群のみを繰出して行なういわゆる前
玉フオーカスが一般的である。
ではレンズ系の第１群のみを繰出して行なういわゆる前
玉フオーカスが一般的である。
この前玉フオーカスは、フオーカシングのためのレン
ズの繰出量が全系の焦点距離がいかなる値の場合でも変
らないと云うメリットがある。しかし繰り出すレンズが
重いこと、繰り出し量を大きくすると前玉で光束がかけ
られる等のデメリツトがある。
ズの繰出量が全系の焦点距離がいかなる値の場合でも変
らないと云うメリットがある。しかし繰り出すレンズが
重いこと、繰り出し量を大きくすると前玉で光束がかけ
られる等のデメリツトがある。
最近では、４群ズームレンズの第２群または第４群を
移動させてフオーカシングを行なうインナーフオーカス
またはリアーフオーカスの方式を採用したズームレンズ
も現われて来ている。
移動させてフオーカシングを行なうインナーフオーカス
またはリアーフオーカスの方式を採用したズームレンズ
も現われて来ている。
このインナーフオーカスやリアーフオーカスはフオー
カシングのために移動させるレンズが軽く、撮影至近距
離が近いなどの大きなメリットがある。しかし全系の焦
点距離の値によつてフオーカシングのために移動させる
レンズの移動量が大きく異なる欠点がある。
カシングのために移動させるレンズが軽く、撮影至近距
離が近いなどの大きなメリットがある。しかし全系の焦
点距離の値によつてフオーカシングのために移動させる
レンズの移動量が大きく異なる欠点がある。
またズームレンズの変形としてその広角端と望遠端の
みで像位置が同一になる２焦点距離切り換え式のレンズ
系がある。この２焦点切り換え式のレンズ系では、ズー
ムレンズにおけるいわゆるコンペンセーターを省略する
ことが出来るために多くの場合２群または３群構成であ
る。このような２焦点距離切り換え式のレンズ系でもフ
オーカシングに関しては先に述べたズームレンズと同じ
ような欠点を有している。
みで像位置が同一になる２焦点距離切り換え式のレンズ
系がある。この２焦点切り換え式のレンズ系では、ズー
ムレンズにおけるいわゆるコンペンセーターを省略する
ことが出来るために多くの場合２群または３群構成であ
る。このような２焦点距離切り換え式のレンズ系でもフ
オーカシングに関しては先に述べたズームレンズと同じ
ような欠点を有している。
本発明は、２焦点距離切り換え式レンズ系において、
インナーフオーカスまたはリアーフオーカスの利点を最
大限生かすようにしたフオーカシング方式を提供するも
のである。
インナーフオーカスまたはリアーフオーカスの利点を最
大限生かすようにしたフオーカシング方式を提供するも
のである。
本願発明のフォーカシング方式は、３群よりなる２焦
点距離切り換え式レンズ系において、前記レンズ系は物
体側から順に正の第１群と、負の第２群と、正の第３
群、又は物体側から順に負の第１群と正の第２群と、正
の第３群とから成り、広角側から望遠側への焦点切り換
えに際して前記第１群と第２群との群間隔を変化させる
と共に、前記第２群と第３群との群間隔を変化させ、フ
ォーカシングに際して、前記広角側では固定焦点で、前
記望遠側では第１群以外の群の全体又はその一部のレン
ズを移動させることを特徴とする。
点距離切り換え式レンズ系において、前記レンズ系は物
体側から順に正の第１群と、負の第２群と、正の第３
群、又は物体側から順に負の第１群と正の第２群と、正
の第３群とから成り、広角側から望遠側への焦点切り換
えに際して前記第１群と第２群との群間隔を変化させる
と共に、前記第２群と第３群との群間隔を変化させ、フ
ォーカシングに際して、前記広角側では固定焦点で、前
記望遠側では第１群以外の群の全体又はその一部のレン
ズを移動させることを特徴とする。
２焦点距離切り換え式レンズ系は、ズームレンズとは
異なつて中間の焦点距離が使えないこともあつて、実用
上変倍比は２〜３程度が適当であると考えられる。さら
に標準的な使い方の場合は、広角側での画角（２ω）
は、実用上50゜〜60゜程度が適当であると考えられる。
したがつて広角側においては、一般にレンズの被写界深
度が深く、極端に明るいレンズや非常に近い物点を除け
ば固定焦点式としても十分に実用に耐え得る場合が多
い。
異なつて中間の焦点距離が使えないこともあつて、実用
上変倍比は２〜３程度が適当であると考えられる。さら
に標準的な使い方の場合は、広角側での画角（２ω）
は、実用上50゜〜60゜程度が適当であると考えられる。
したがつて広角側においては、一般にレンズの被写界深
度が深く、極端に明るいレンズや非常に近い物点を除け
ば固定焦点式としても十分に実用に耐え得る場合が多
い。
固定焦点式としても十分に実用に耐え得るのは、レン
ズ系の全系の焦点距離をｆ、レンズ系のＦナンバーを
Ｆ、撮影可能な至近距離をａとする時およそ次の関係を
満足する時である。
ズ系の全系の焦点距離をｆ、レンズ系のＦナンバーを
Ｆ、撮影可能な至近距離をａとする時およそ次の関係を
満足する時である。
特にレンズ系の焦点距離が一般に小さいビデオカメラ
用レンズ系の場合は、上記の式からもわかるように固定
焦点式が非常に有効になる。
用レンズ系の場合は、上記の式からもわかるように固定
焦点式が非常に有効になる。
一方望遠側においてはレンズ系の被写界深度が広角側
に比べて極端に浅くなるため固定焦点式は使えなくなる
場合が多い。
に比べて極端に浅くなるため固定焦点式は使えなくなる
場合が多い。
したがつて２焦点距離切り換え式レンズ系において
は、望遠側のみフオーカシング機構をもてばよい場合が
多いことがわかる。このとき変倍によるフオーカシング
移動量は無視出来るので先に述べたインナーフオーカス
またはリアーフオーカスのフオーカシング方式が非常に
有効になる。
は、望遠側のみフオーカシング機構をもてばよい場合が
多いことがわかる。このとき変倍によるフオーカシング
移動量は無視出来るので先に述べたインナーフオーカス
またはリアーフオーカスのフオーカシング方式が非常に
有効になる。
以上のことをもとにして本発明では、前述のような３
群よりなる２焦点距離切り換え式レンズ系で、広角端で
はフオーカシングを行なわない固定焦点とし、望遠端で
は、第１群以外のレンズ群を全体としてまたはそのうち
の一部のレンズを移動させることによりフオーカシング
を行なうようにした。
群よりなる２焦点距離切り換え式レンズ系で、広角端で
はフオーカシングを行なわない固定焦点とし、望遠端で
は、第１群以外のレンズ群を全体としてまたはそのうち
の一部のレンズを移動させることによりフオーカシング
を行なうようにした。
次に本発明の２焦点切換え式レンズ系のフオーカシン
グ方法を実施例にもとづいて説明する。
グ方法を実施例にもとづいて説明する。
第１図の実施例は第１図に示すレンズ構成で撮像サイ
ズは1/2インチ、焦点距離は11〜22mm、口径比はF/2.8
（一定）の２焦点距離切り換え式レンズ系である。
ズは1/2インチ、焦点距離は11〜22mm、口径比はF/2.8
（一定）の２焦点距離切り換え式レンズ系である。
このエンズ系は、正，負，正の３群構成であつて、第
２群を移動させることによつて焦点距離を切り換えるも
のである。又フオーカシングは第３群のうちの絞りを除
いた３枚のレンズを一体に移動させることによつて行な
う。尚レンズ系後方に配置したガラスブロックは、水晶
ローパスフイルターや赤外カツトフイルターを想定して
いる。
２群を移動させることによつて焦点距離を切り換えるも
のである。又フオーカシングは第３群のうちの絞りを除
いた３枚のレンズを一体に移動させることによつて行な
う。尚レンズ系後方に配置したガラスブロックは、水晶
ローパスフイルターや赤外カツトフイルターを想定して
いる。
この実施例のレンズ系は最至近撮影距離を1000mmに設
計したもので広角側では固定焦点があるが、望遠側では
前記のように第３群を移動してフオーカシングを行なつ
て最至近撮影距離までフオーカシング可能にしてある。
計したもので広角側では固定焦点があるが、望遠側では
前記のように第３群を移動してフオーカシングを行なつ
て最至近撮影距離までフオーカシング可能にしてある。
またこの実施例のレンズ系は、2000mmの物点に対して
広角側および望遠側の像位置が同一になるように設計さ
れている。2000mmの物点に対して像位置は広角側も望遠
側もともにガラスブロツクの後方6.925mmである。した
がつて撮像面は上記の位置におかれる。そして広角側で
はそのままの状態で無限遠から1000mmの物点まで被写界
深度でカバーでき撮影を行なうことが出来る。また望遠
側では第３群のレンズ３枚を移動させることによつてフ
オーカシングを行なう。つまり第３群の３枚を像側へ0.
247mm移動させると無限遠物点に対してピントが合い、
物体側へ0.244mm移動させると1000mmの物点に対してピ
ントが合うようになつている。
広角側および望遠側の像位置が同一になるように設計さ
れている。2000mmの物点に対して像位置は広角側も望遠
側もともにガラスブロツクの後方6.925mmである。した
がつて撮像面は上記の位置におかれる。そして広角側で
はそのままの状態で無限遠から1000mmの物点まで被写界
深度でカバーでき撮影を行なうことが出来る。また望遠
側では第３群のレンズ３枚を移動させることによつてフ
オーカシングを行なう。つまり第３群の３枚を像側へ0.
247mm移動させると無限遠物点に対してピントが合い、
物体側へ0.244mm移動させると1000mmの物点に対してピ
ントが合うようになつている。
以上のようにフオーカシングを行なうことによつてフ
オーカシングの際の負荷を小さくでき、レンズの移動量
も前玉フオーカスの時に比べて少なく、フオーカシング
の時の光線のけられや収差の変動が少ない。
オーカシングの際の負荷を小さくでき、レンズの移動量
も前玉フオーカスの時に比べて少なく、フオーカシング
の時の光線のけられや収差の変動が少ない。
又レンズ系をF/2よりも大口径にする場合、第３群の
各レンズ面のうち少なくとも一つの面を周辺に行くにし
たがつて正の屈折力が減少するような非球面にする事に
より球面収差が良好に補正される。
各レンズ面のうち少なくとも一つの面を周辺に行くにし
たがつて正の屈折力が減少するような非球面にする事に
より球面収差が良好に補正される。
第２の実施例は、第２図に示すレンズ構成であつて撮
像サイズは1/2インチ、焦点距離は10〜25mm、口径比はF
/2.8（一定）の２焦点距離切り換え式レンズ系である。
像サイズは1/2インチ、焦点距離は10〜25mm、口径比はF
/2.8（一定）の２焦点距離切り換え式レンズ系である。
レンズ系は正，負，正の３群構成であつて、第２群を
移動させることによつて焦点距離の切り換えを行なう。
またフオーカシングは、第３群のうち最も像側の正レン
ズ１枚を移動させることによつて行なう。同様にレンズ
系の後方に配置したガラスブロツクは水晶ローパスフイ
ルターや赤外線カツトフイルターを想定している。
移動させることによつて焦点距離の切り換えを行なう。
またフオーカシングは、第３群のうち最も像側の正レン
ズ１枚を移動させることによつて行なう。同様にレンズ
系の後方に配置したガラスブロツクは水晶ローパスフイ
ルターや赤外線カツトフイルターを想定している。
最至近撮影距離は1000mmであり広角側では固定焦点で
あるが、望遠側では前記の正レンズを移動させてフオー
カシングを行なう。
あるが、望遠側では前記の正レンズを移動させてフオー
カシングを行なう。
この実施例も2000mmの物点に対して広角側および望遠
側の像位置が同一になるように設計されている。2000mm
の物点に対して像は広角側，望遠側ともにガラスブロツ
ク後方の3.448mmのところにできる。したがって撮像面
はこの位置におかれる。そして広角側ではそのままの状
態で無限遠から1000mmまで被写界深度でカバーできる。
一方望遠側では、第３群のうち最も像側の正レンズ１枚
を移動させることによつてフオーカシングを行なう。こ
の正レンズを像側へ0.317mm移動させることによつて無
限遠物点にピントが合い、物体側へ0.313mm移動させる
ことによつて1000mmの物点に対してピントが合うように
なつている。
側の像位置が同一になるように設計されている。2000mm
の物点に対して像は広角側，望遠側ともにガラスブロツ
ク後方の3.448mmのところにできる。したがって撮像面
はこの位置におかれる。そして広角側ではそのままの状
態で無限遠から1000mmまで被写界深度でカバーできる。
一方望遠側では、第３群のうち最も像側の正レンズ１枚
を移動させることによつてフオーカシングを行なう。こ
の正レンズを像側へ0.317mm移動させることによつて無
限遠物点にピントが合い、物体側へ0.313mm移動させる
ことによつて1000mmの物点に対してピントが合うように
なつている。
この実施例もリアーフオーカシングにより負荷を極端
に小さくまたレンズの移動量も前玉フオーカシングに比
べると少ないのでフオーカシング時の光線のけられや収
差の変動が少ない。
に小さくまたレンズの移動量も前玉フオーカシングに比
べると少ないのでフオーカシング時の光線のけられや収
差の変動が少ない。
実施例３は、第３図に示すレンズ構成で、撮像サイズ
は1/2インチ、焦点距離は８〜16mm、口径比はF/2.8〜F/
3.93の２焦点距離切り換え式レンズである。レンズ系
は、負，正，正の３群構成で第２群を移動させて焦点距
離の切り換えを行なう。レンズ系後方のガラスブロツク
は、同様に水晶ローパスフイルターや赤外カツトフイル
ターを想定したものである。このレンズ系の最至近撮影
距離は500mmで広角側では固定焦点、望遠側ではフオー
カシングを行なう。つまりこの実施例も1000mmの物点に
対して広角側および望遠側の像位置が同一になるように
設計してあり、1000mmの物点に対して像は広角側および
望遠側ともにガラスブロツクの後方9.12mmのところに出
来る。したがつて撮像面は上記の位置におかれる。そし
て広角側ではそのままの状態で無限遠から500mmの物点
までは被写界深度でカバーできる。また望遠側では第３
群全体を移動してフオーカシングを行なう。つまり第３
群を像側へ0.298mm移動させれば無限遠物点に対してピ
ントが合い、物体側へ0.286mm移動させれば500mmの物点
に対してピントが合う。このような方法のフオーカシン
グによりフオーカシングの負荷を小さくできまたレンズ
の移動量も前玉フオーカシングに比べて少ないのでフオ
ーカシング時の光線のけられが少なく、収差の変動も少
ない。
は1/2インチ、焦点距離は８〜16mm、口径比はF/2.8〜F/
3.93の２焦点距離切り換え式レンズである。レンズ系
は、負，正，正の３群構成で第２群を移動させて焦点距
離の切り換えを行なう。レンズ系後方のガラスブロツク
は、同様に水晶ローパスフイルターや赤外カツトフイル
ターを想定したものである。このレンズ系の最至近撮影
距離は500mmで広角側では固定焦点、望遠側ではフオー
カシングを行なう。つまりこの実施例も1000mmの物点に
対して広角側および望遠側の像位置が同一になるように
設計してあり、1000mmの物点に対して像は広角側および
望遠側ともにガラスブロツクの後方9.12mmのところに出
来る。したがつて撮像面は上記の位置におかれる。そし
て広角側ではそのままの状態で無限遠から500mmの物点
までは被写界深度でカバーできる。また望遠側では第３
群全体を移動してフオーカシングを行なう。つまり第３
群を像側へ0.298mm移動させれば無限遠物点に対してピ
ントが合い、物体側へ0.286mm移動させれば500mmの物点
に対してピントが合う。このような方法のフオーカシン
グによりフオーカシングの負荷を小さくできまたレンズ
の移動量も前玉フオーカシングに比べて少ないのでフオ
ーカシング時の光線のけられが少なく、収差の変動も少
ない。
この実施例３は第１面が非球面になつている。その形
状は光軸方向をｘ軸、光軸に直角な方向をｙ軸にとつた
時に次の式にて表わされる。
状は光軸方向をｘ軸、光軸に直角な方向をｙ軸にとつた
時に次の式にて表わされる。
ただしｒは非球面の頂点での曲率半径、E,F,G,Hは非
球面係数で、これらは実施例のデーター中に示してあ
る。
球面係数で、これらは実施例のデーター中に示してあ
る。
上記各実施例のデーターは次の通りである。
第１の実施例 ｆ＝11〜22,F/2.8 IH＝４、２ω＝41.6゜〜20.4゜ r1＝35.7346 d1＝3.6000 n1＝1.51633 ν１＝64.15 r2＝227.5238 d2＝D1（可変） r3＝−262.8837 d3＝1.2000 n2＝1.51633 ν２＝64.15 r4＝18.3066 d4＝D2（可変） r5＝∞（絞り） d5＝D3（可変） r6＝7.0671 d6＝2.0000 n3＝1.80610 ν３＝40.95 r7＝137.2423 d7＝0.4500 r8＝−13.4566 d8＝0.8000 n4＝1.76180 ν４＝27.11 r9＝7.4999 d9＝0.5000 r10＝23.3304 d10＝2.0000 n5＝1.78590 ν５＝44.18 r11＝−9.2855 d11＝D4（可変） r12＝∞ d12＝6.0000 n6＝1.51633 ν６＝64.15 r13＝∞ fB＝6.925 ワイド2000 テレ2000 テレ∞ テレ1000 D1 1.6 24.988 24.988 24.988 D2 26.589 3.2 3.2 3.2 D3 1 1 1.247 0.756 D4 2 2 1.753 2.244 第２の実施例 ｆ＝10〜25,F/2.8 IH＝4,2ω＝45.4゜〜18゜ r1＝22.7849 d1＝1.6000 n1＝1.84666 ν１＝23.78 r2＝18.8035 d2＝0.7000 r3＝20.3417 d3＝5.0000 n2＝1.60311 ν２＝60.70 r4＝58.0761 d4＝D1（可変） r5＝180.0000 d5＝1.2000 n3＝1.60311 ν３＝60.70 r6＝14.9098 d6＝D2（可変） r7＝8.5455 d7＝2.2000 n4＝1.85026 ν４＝32.28 r8＝−45.7588 d8＝0.8000 r9＝∞（絞り） d9＝1.4000 r10＝−7.5357 d10＝0.8000 n5＝1.76182 ν５＝26.52 r11＝3.5000 d11＝2.4000 n6＝1.60311 ν６＝60.70 r12＝21.0329 d12＝D3（可変） r13＝78.8634 d13＝2.0000 n7＝1.83400 ν７＝37.16 r14＝−7.1158 d14＝D4（可変） r15＝∞ d15＝6.0000 n8＝1.51633 ν８＝64.15 r16＝∞ fB＝3.448 ワイド2000 テレ2000 テレ∞ テレ1000 D1 1.8 27.293 27.293 27.293 D2 27.493 2 2 2 D3 1 1 1.317 0.687 D4 2 2 1.683 2.313 第３の実施例 ｆ＝８〜16,F/2.8〜3.93 IH＝4,2ω＝54.1゜〜28.2゜ r1＝23.2484（非球面） d1＝1.2000 n1＝1.49216 ν１＝57.50 r2＝8.8000 d2＝D1（可変） r3＝∞（絞り） d3＝1.0000 r4＝26.9561 d4＝3.4000 n2＝1.51633 ν２＝64.15 r5＝−32.3777 d5＝D2（可変） r6＝17.1001 d6＝4.8000 n3＝1.48749 ν３＝70.20 r7＝−9.9888 d7＝1.2000 n4＝1.78472 ν４＝25.68 r8＝−21.6072 d8＝D3（可変） r9＝∞ d9＝6.0000 n5＝1.51633 ν５＝64.15 r10＝∞ （非球面係数） Ｅ＝0.64699×10-4 Ｆ＝−0.15417×10-6 Ｇ＝0.34753×10-8 fB＝9.12 上記データー中、ｆは全系の焦点距離、IHは最大像
高、fBはバツクフオーカス、f1,f2…はレンズ各面の曲
率半径、d1,d2…は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1,n2,…は各レンズの屈折率、ν1,ν2,…は各レンズの
アツベ数である。又各値の単位はmmである。
高、fBはバツクフオーカス、f1,f2…はレンズ各面の曲
率半径、d1,d2…は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n
1,n2,…は各レンズの屈折率、ν1,ν2,…は各レンズの
アツベ数である。又各値の単位はmmである。
本発明のフオーカシング方式によれば、インナーフオ
ーカスまたはリアーフオーカスであるにも拘らずそのデ
メリツトであるフオーカシングの移動量の変倍による変
化がほとんどなく、そしてフオーカシングの負荷の小さ
い又光線のけられや収差変動の少ないフオーカシングが
可能となる。
ーカスまたはリアーフオーカスであるにも拘らずそのデ
メリツトであるフオーカシングの移動量の変倍による変
化がほとんどなく、そしてフオーカシングの負荷の小さ
い又光線のけられや収差変動の少ないフオーカシングが
可能となる。
第１図乃至第３図は夫々本発明の第１乃至第３図の実施
例の断面図、第４図は、第１の実施例のワイド端におけ
る物体距離2000mmの時の収差曲線図、第５図は第１の実
施例のテレ端における物体距離無限大の時の収差曲線
図、第６図は第１の実施例のテレ端における物体距離20
00mmの時の収差曲線図、第７図は第１の実施例のテレ端
における物体距離1000mmの時の収差曲線図、第８図は第
２図の実施例のワイド端における物体距離2000mmの時の
収差曲線図、第９図は第２の実施例のテレ端における物
体距離2000mmの時の収差曲線図、第10図は第３の実施例
のワイド端における物体距離1000mmの時の収差曲線図、
第11図は第３の実施例のテレ端における物体距離1000mm
の時の収差曲線図である。
例の断面図、第４図は、第１の実施例のワイド端におけ
る物体距離2000mmの時の収差曲線図、第５図は第１の実
施例のテレ端における物体距離無限大の時の収差曲線
図、第６図は第１の実施例のテレ端における物体距離20
00mmの時の収差曲線図、第７図は第１の実施例のテレ端
における物体距離1000mmの時の収差曲線図、第８図は第
２図の実施例のワイド端における物体距離2000mmの時の
収差曲線図、第９図は第２の実施例のテレ端における物
体距離2000mmの時の収差曲線図、第10図は第３の実施例
のワイド端における物体距離1000mmの時の収差曲線図、
第11図は第３の実施例のテレ端における物体距離1000mm
の時の収差曲線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】３群よりなる２焦点距離切り換え式レンズ
系において、前記レンズ系は物体側から順に正の第１群
と、負の第２群と、正の第３群とからなり、広角側から
望遠側への焦点切り換えに際して前記第１群と第２群と
の群間隔を変化させると共に、前記第２群と第３群との
群間隔を変化させ、フォーカシングに際して、前記広角
側では固定焦点で、前記望遠側では第１群以外の群の全
体又はその一部のレンズを移動させることを特徴とする
２焦点距離切り換え式レンズ系のフォーカシング方式。 - 【請求項２】３群よりなる２焦点距離切り換え式レンズ
系において、前記レンズ系は物体側から順に負の第１群
と、正の第２群と、正の第３群とからなり、広角側から
望遠側への焦点切り換えに際して前記第１群と第２群と
の群間隔を変化させると共に、前記第２群と第３群との
群間隔を変化させ、フォーカシングに際して、前記広角
側では固定焦点で、前記望遠側では第１群以外の群の全
体又はその一部のレンズを移動させることを特徴とする
２焦点距離切り換え式レンズ系のフォーカシング方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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