JP2817071B2 - 内部合焦ズームレンズ - Google Patents

内部合焦ズームレンズ

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JP2817071B2
JP2817071B2 JP3315435A JP31543591A JP2817071B2 JP 2817071 B2 JP2817071 B2 JP 2817071B2 JP 3315435 A JP3315435 A JP 3315435A JP 31543591 A JP31543591 A JP 31543591A JP 2817071 B2 JP2817071 B2 JP 2817071B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,内焦点ズームレンズに
関し,レンズ群中の一部のレンズ群を移動させることで
倍率比を拡大するとともに,テレ端でのフォーカス移動
量を縮小することが出来る様にした内焦点ズームレンズ
に関する。
【0002】
【従来の技術】ズームレンズの変倍比を大きくするため
の手法として,一般的に(1)レンズ系全体として変倍
比の大きなズームレンズを構成する,(2)前群フォー
カスタイプのズームレンズではマスタレンズ群の屈折力
を変化させることにより焦点距離を変化させる所謂エク
ステンダータイプとする,(3)コンバージョンレンズ
を別に追加して焦点距離を変化させる等の方式が知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,(1)
の方式には一般にレンズ系全体が大型化するという問題
があり,(2)の方式は前群フォーカスタイプにしか適
用できず,レンズ系が大型化し易く,又,オートフォー
カス化し難いという問題があり,(3)の方式は,基本
レンズの他に別のレンズ系を着脱する必要があるという
問題があり,近年の小型軽量化やオートフォーカス化の
要求には何れも応え難いという問題があった。構成枚数
の多い構造のものがほとんである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこの様な問題点
に鑑みてなされたものであり,小型軽量化が可能な内焦
点ズームレンズを前提として変倍比の拡大を図るととも
に,テレ端でのフォーカス移動量を低減することができ
る様にした内焦点ズームレンズを提供することを目的と
するものである。
【0005】本発明の内部合焦ズームレンズは,物体側
から順番に,変倍比が可変なアフォーカルレンズ群とマ
スタレンズ群を配置し,該マスタレンズ群によりフォー
カシングを行う様にした内焦点ズームレンズを前提とし
て:前記マスタレンズ群を,物体側から順番に,正の合
成屈折力を有する第1レンズ群と負の合成屈折力を有す
る第2レンズ群とに分離構成し,前記マスタレンズ群中
の第1レンズ群を光軸方向に移動することによりフォー
カシングを行い,前記マスタレンズ群中の第2レンズ群
を固定としている
【0006】請求項1記載の内部合焦ズームレンズは,
上記を前提として:前記アフォーカルレンズ群は物体側
より順番に,正の合成屈折力を有する第1レンズ群と,
負の合成屈折力を有する第2レンズ群と,負の合成屈折
力を有する第3レンズ群と,正の合成屈折力を有する第
4レンズ群からなり:前記アフォーカルレンズ群中の
1レンズ群を光軸方向に所定量繰り出すことによりレン
ズ系全体としての合成焦点距離を望遠側に変換し,前記
アフォーカルレンズ群中の第2レンズ群は光軸方向に移
動して変倍作用を行い:前記アフォーカルレンズ群中の
第3レンズ群は光軸方向に移動して前記アフォーカルレ
ンズ群中の第2レンズ群による変倍作用に伴う焦点移動
の補正を行い:前記アフォーカルレンズ群中の第4レン
ズ群を固定としたことを特徴とするものである。
【0007】又,請求項2記載の内部合焦ズームレンズ
,上記を前提として:前記アフォーカルレンズ群は物
体側より順番に,正の合成屈折力を有する第1レンズ群
と,負の合成屈折力を有する第2レンズ群と,正の合成
屈折力を有する第3レンズ群とからなり:前記アフォー
カルレンズ群中の第1レンズ群を光軸方向に所定量繰り
出すことによりレンズ系全体としての合成焦点距離を望
遠側に変換し:前記アフォーカルレンズ群中の第2レン
ズ群は光軸方向に移動して変倍作用を行い:前記アフォ
ーカルレンズ群中の第3レンズ群を固定とするととも
に:前記アフォーカルレンズ群中の第2レンズ群による
変倍作用に伴う焦点移動の補正を前記マスタレンズ群中
の第1レンズ群を光軸方向に移動することにより行う様
にしたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】レンズ系全体の小型化やオートフォーカス化へ
の適合性を高める為には,変倍系を含むアフォーカル系
の後段にマスタレンズを配置し,マスタレンズを光軸方
向に移動させることによりフォーカシングを行う内焦点
方式のズームレンズを採用することが効果的である。
【0009】一般的に内焦点ズームレンズは前群合焦式
ズームレンズと比較して,フォーカシングレンズ群の移
動量が少ないが,全焦点距離においてフォーカシング移
動量が一様ではなく,テレ側程フォーカシング移動量が
大きくなり,特に変倍比を大きくした場合には,テレ端
でのフォーカシング移動量が大きくなり,収差変動も大
きくなる。この時フォーカシングレンズ群の正の合成屈
折力が大きい程,フォーカシング移動量を少なくするこ
とができるが,マスタレンズ群の正の合成屈折力を大き
くした場合には所定のワイド端焦点距離からテレ端焦点
距離のズーム領域を持つレンズ系とするためには,テレ
側へ偏ったズーム領域を持つアフォーカル系が必要にな
り,レンズ系が大型化してしまう。
【0010】そこで,本発明ではマスタレンズ群を,物
体側から順番に,正の合成屈折力を有する第1レンズ群
と負の合成屈折力を有する第2レンズ群とに分離構成
し,前記マスタレンズ群中の第1レンズ群を光軸方向に
移動することによりフォーカシングを行い,前記マスタ
レンズ群中の第2レンズ群を固定とすることにより,フ
ォーカシング時に光軸方向に移動するレンズ群の正の合
成屈折力を高めてフォーカス移動量を低減しながら,マ
スタレンズ群全体としての正の合成屈折力は低く押さえ
る様にしたものである。
【0011】又,一般的に,内焦点方式のズームレンズ
では,マスタレンズ群の前段に配置されるアフォーカル
系レンズ群中の正の合成屈折力を有する第1レンズ群を
固定するとともに,第2群に配置された負の合成屈折力
を有するバリエータ系レンズ群を光軸方向に移動するこ
とにより変倍作用を行わせるが,この方式で変倍比を大
きくすると第2群の移動量が大きくなり,レンズ系全体
が大型化してしまう。そこで,正の合成屈折力を有する
バリエータ系レンズ群を光軸方向に所定量繰り出すこと
によってコンバージョンレンズ等の別のレンズ系を使用
することなく,焦点距離をテレ側に変換する様になされ
ている。
【0012】
【実施例】以下,図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の1実施例を原理的に示す光軸断面
図であり,物体側から順番に正の屈折力を有する第1レ
ンズ群1,負の屈折力を有する第2レンズ群2,負の屈
折力を有する第3レンズ群3,正の屈折力を有する第4
レンズ群4,正の屈折力を有する第5レンズ群5を各々
有し,第1レンズ群1から第4レンズ群4がアフォーカ
ル系を構成し,第5レンズ群5がマスタレンズ群を構成
する。
【0013】第2レンズ群2は光軸方向に移動して変倍
作用をするバリータとして機能し,第3レンズ群3は第
2レンズ群2による変倍作用に伴う焦点移動を補正する
コンペセタとして作用する。又,本実施例の特徴点とし
て第1レンズ群1は光軸方向に所定量繰り出されること
によって全系の合成焦点距離をテレ側に変換する。
【0014】更に,本実施例の特徴点としてマスタレン
ズ群を構成する第5レンズ群5は各々正の屈折力を有す
る前群5−1と負の屈折力を有する後群5−2に分離構
成され,前群5−1のみが光軸方向に移動して焦点調整
を行う。本実施例ではこの特徴的な構成を採用すること
によりマスタレンズ群5全体の正の屈折力を低く抑えな
がら,フォーカシング移動を行うレンズ群5−1の正の
屈折力を高めて,フォーカシング移動量を低減させてい
る。
【0015】表1は図1をより具体化した実施例であ
り,図2は表1に示す実施例の光軸断面図である。本実
施例において,rは物体側から順次レンズ各面の曲率半
径を,Tは物体側から順次各レンズの肉圧又はレンズ各
面間の空気間隔を,Nは物体側から順次各レンズの屈折
率を,νは物体側から順次各レンズのアッベ数を各々示
す。
【0016】上記構成により焦点距離f=1〜9.81
9で口径比F1.6の明るさを持つ内焦点ズームを得る
ことができる。尚,第1レンズ群1を繰り出して焦点距
離をテレ側に変換した場合には,r15の絞りにより口
径比をF2.8にする。
【0017】又,図3から図8は上記実施例の収差線図
であり,この内図3は第1レンズ群1をワイド側に設定
した状態でバリエータたる第2レンズ群2をワイド側に
移動した状態を,図4は第1レンズ群1をワイド側に設
定した状態で第2レンズ群2を中間焦点距離に移動した
状態を,図5は第1レンズ群1をワイド側に設定した状
態で第2レンズ群2をテレ側に移動した状態を,図6は
第1レンズ群1をテレ側に設定した状態で第2レンズ群
2をワイド側に移動した状態を,図4は第1レンズ群1
をテレ側に設定した状態で第2レンズ群2を中間焦点距
離に移動した状態を,図5は第1レンズ群1をテレ側に
設定した状態で第2レンズ群2をテレ側に移動した状態
を各々示す。又,これらの特性曲線において,dはd線
を示し,SCはサインコンデションを示す。更に,DS
はサジタル方向,DTはメリディオナル方向を各々示
す。
【0018】
【表1】
【0019】次に,図9は本発明の他の実施例を原理的
に示す光軸断面図であり,物体側から順番に正の屈折力
を有する第1レンズ群1’,負の屈折力を有する第2レ
ンズ群2’,負の屈折力を有する第3レンズ群3’,正
の屈折力を有する第4レンズ群4’を各々有し,第1レ
ンズ群1’から第3レンズ群3’がアフォーカル系を構
成し,第4レンズ群4’がマスタレンズ群を構成する。
【0020】第2レンズ群2’は光軸方向に移動して変
倍作用をするバリータとして機能するとともに,本実施
例の特徴点として第1レンズ群1’は光軸方向に所定量
繰り出されることによって全系の合成焦点距離をテレ側
に変換する。
【0021】又,本実施例の特徴点としてマスタレンズ
群を構成する第4レンズ群4’は各々正の屈折力を有す
る前群4’−1と負の屈折力を有する後群4’−2に分
離構成され,前群4’−1のみが光軸方向に移動して焦
点調整を行う。本実施例でもこの特徴的な構成を採用す
ることによりマスタレンズ群4’全体の正の屈折力を低
く抑えながら,フォーカシング移動を行うレンズ群4’
−1の正の屈折力を高めて,フォーカシング移動量を低
減させている。図9に原理的に示す実施例が図1に原理
的に示す実施例と最も異なる点は図9に原理的に示す実
施例は第2レンズ群2’による変倍作用に伴う焦点移動
を焦点調整用のレンズ群4’−1によって補正する様に
した点であり,例えば合焦面におけるコントラスト検出
等によってオートフォーカス制御を行うカメラに使用し
た場合に,レンズ構成を簡略化する。
【0022】表2は図9をより具体化した実施例であ
り,図10は表2に示す実施例の光軸断面図である。本
実施例において,rは物体側から順次レンズ各面の曲率
半径を,Tは物体側から順次各レンズの肉圧又はレンズ
各面間の空気間隔を,Nは物体側から順次各レンズの屈
折率を,νは物体側から順次各レンズのアッベ数を各々
示す。
【0023】又,図11から図16は上記実施例の収差
線図であり,この内図11は第1レンズ群1’をワイド
側に設定した状態でバリエータたる第2レンズ群2’を
ワイド側に移動した状態を,図12は第1レンズ群1’
をワイド側に設定した状態で第2レンズ群2’を中間焦
点距離に移動した状態を,図13は第1レンズ群1’を
ワイド側に設定した状態で第2レンズ群2’をテレ側に
移動した状態を,図14は第1レンズ群1’をテレ側に
設定した状態で第2レンズ群2’をワイド側に移動した
状態を,図15は第1レンズ群1’をテレ側に設定した
状態で第2レンズ群2’を中間焦点距離に移動した状態
を,図16は第1レンズ群1’をテレ側に設定した状態
で第2レンズ群2’をテレ側に移動した状態を各々示
す。
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば,上記
実施例及び収差曲線に見られる様に,コンバージョンレ
ンズ等の付加的なレンズ群を設けることなく極めて変倍
比が大きく明るさも充分で諸収差が良好に補正された内
焦点ズームレンズを得ることができ,然も,フォーカス
移動量も従来の同種レンズと比較して極めて少なくする
ことができた。尚,図17はマスタレンズ群全体でフォ
ーカシングする場合のフォーカシング移動量(点線)と
マスタレンズ群を本願の如く2群に分け,前群のみでフ
ォーカシングする場合のフォーカシング移動量(実線)
を示すものであり,フォーカシング移動量を低減するこ
とが確認される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を原理的に示す光軸断面図。
【図2】図1に原理的に示す実施例の具体的な実施例を
示す光軸断面図。
【図3】図2に示す実施例で,第1レンズ群1をワイド
側に設定した状態で第2レンズ群2をワイド側に移動し
た状態の収差線図。
【図4】図2に示す実施例で,第1レンズ群1をワイド
側に設定した状態で第2レンズ群2を中間焦点距離に移
動した状態の収差線図。
【図5】図2に示す実施例で,第1レンズ群1をワイド
側に設定した状態で第2レンズ群2をテレ側に移動した
状態の収差線図。
【図6】図2に示す実施例で,第1レンズ群1をテレ側
に設定した状態で第2レンズ群2をワイド側に移動した
状態の収差線図。
【図7】図2に示す実施例で,第1レンズ群1をテレ側
に設定した状態で第2レンズ群2を中間焦点距離に移動
した状態の収差線図。
【図8】図2に示す実施例で第1レンズ群1をテレ側に
設定した状態で第2レンズ群2をテレ側に移動した状態
を示す収差線図。
【図9】本発明の他の実施例を原理的に示す光軸断面
図。
【図10】図9に原理的に示す実施例の具体的な実施例
を示す光軸断面図。
【図11】図10に示す実施例で,第1レンズ群1’を
ワイド側に設定した状態で第2レンズ群2’をワイド側
に移動した状態の収差線図。
【図12】図10に示す実施例で,第1レンズ群1’を
ワイド側に設定した状態で第2レンズ群2’を中間焦点
距離に移動した状態の収差線図。
【図13】図10に示す実施例で,第1レンズ群1’を
ワイド側に設定した状態で第2レンズ群2’をテレ側に
移動した状態の収差線図。
【図14】図10に示す実施例で,第1レンズ群1’を
テレ側に設定した状態で第2レンズ群2’をワイド側に
移動した状態の収差線図。
【図15】図10に示す実施例で,第1レンズ群1’を
テレ側に設定した状態で第2レンズ群2’を中間焦点距
離に移動した状態の収差線図。
【図16】図10に示す実施例で,第1レンズ群1’を
テレ側に設定した状態で第2レンズ群2’をテレ側に移
動した状態の収差線図。
【図17】本発明と従来の内焦点ズームレンズにおける
フォーカス移動量を示す線図。
【符号の説明】
1 第1レンズ群 2 第2レンズ群 3 第3レンズ群 4 第4レンズ群 5 第5レンズ群 1’ 第1レンズ群 2’ 第2レンズ群 3’ 第3レンズ群 4’ 第4レンズ群

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順番に,変倍比が可変なアフ
    ォーカルレンズ群とマスタレンズ群を配置し,該マスタ
    レンズ群によりフォーカシングを行う様にした内焦点ズ
    ームレンズにおいて, 前記マスタレンズ群を,物体側から順番に,正の合成屈
    折力を有する第1レンズ群と負の合成屈折力を有する第
    2レンズ群とに分離構成し, 前記マスタレンズ群中の第1レンズ群を光軸方向に移動
    することによりフォーカシングを行い,前記マスタレン
    ズ群中の第2レンズ群を固定とするとともに, 前記アフォーカルレンズ群は物体側より順番に,正の
    合成屈折力を有する第1レンズ群と,負の合成屈折力を
    有する第2レンズ群と,負の合成屈折力を有する第3レ
    ンズ群と,正の合成屈折力を有する第4レンズ群からな
    り, 前記アフォーカルレンズ群中の第1レンズ群を光軸方向
    に所定量繰り出すことによりレンズ系全体としての合成
    焦点距離を望遠側に変換し, 前記アフォーカルレンズ群中の第2レンズ群は光軸方向
    に移動して変倍作用を行い, 前記アフォーカルレンズ群中の第3レンズ群は光軸方向
    に移動して前記アフォーカルレンズ群中の第2レンズ群
    による変倍作用に伴う焦点移動の補正を行い, 前記アフォーカルレンズ群中の第4レンズ群を固定とし
    たことを特徴とする内部合焦ズームレンズ。
  2. 【請求項2】 物体側から順番に,変倍比が可変なアフ
    ォーカルレンズ群とマスタレンズ群を配置し,該マスタ
    レンズ群によりフォーカシングを行う様にした内焦点ズ
    ームレンズにおいて, 前記マスタレンズ群を,物体側から順番に,正の合成屈
    折力を有する第1レンズ群と負の合成屈折力を有する第
    2レンズ群とに分離構成し, 前記マスタレンズ群中の第1レンズ群を光軸方向に移動
    することによりフォーカシングを行い,前記マスタレン
    ズ群中の第2レンズ群を固定とするとともに, 前記アフォーカルレンズ群は物体側より順番に,正の
    合成屈折力を有する第1レンズ群と,負の合成屈折力を
    有する第2レンズ群と,正の合成屈折力を有する第3レ
    ンズ群とからなり, 前記アフォーカルレンズ群中の第1レンズ群を光軸方向
    に所定量繰り出すことによりレンズ系全体としての合成
    焦点距離を望遠側に変換し, 前記アフォーカルレンズ群中の第2レンズ群は光軸方向
    に移動して変倍作用を行い, 前記アフォーカルレンズ群中の第3レンズ群を固定と
    , 前記アフォーカルレンズ群中の第2レンズ群による変倍
    作用に伴う焦点移動の補正を前記マスタレンズ群中の第
    1レンズ群を光軸方向に移動することにより行う様にし
    たことを特徴とする内部合焦ズームレンズ。
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