JPH01116615A - 変倍範囲可変のズームレンズ - Google Patents

変倍範囲可変のズームレンズ

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JPH01116615A
JPH01116615A JP62274964A JP27496487A JPH01116615A JP H01116615 A JPH01116615 A JP H01116615A JP 62274964 A JP62274964 A JP 62274964A JP 27496487 A JP27496487 A JP 27496487A JP H01116615 A JPH01116615 A JP H01116615A
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JP
Japan
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lens
lens group
variable
variable power
zoom
Prior art date
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JP62274964A
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English (en)
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Keiji Ikemori
敬二 池森
Koji Oizumi
大泉 浩二
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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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
    • G02B15/177Optical 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 negative front lens or group of lenses
    • 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
    • G02B15/143503Optical 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 arranged -+-

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

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) 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な変倍範
囲可変のズームレンズに関し、特にレンズ鏡筒の簡素化
を図りつつ、少ないレンズ枚数で容易に通常の変倍範囲
とは異った他の変倍梵囲に変化させることのできる変倍
範囲可変のズームレンズに関するものである。
(従来の技術) 従来よりズームレンズにおいて、通常の変倍範囲から他
の変倍範囲へと変化させる方法が種々提案されている。
例えば特開昭57−42010号公報ではズームレンズ
全体を繰り出し、その最終レンズ面と像面との間に負の
屈折力の補助レンズ系を装着して、全系の焦点距離を拡
大する所謂リヤ・コンバータ一方法が提案されている。
この方法はテレ比を比較的小さくすることはできるが補
助レンズ系を装着する為にレンズ系全体を繰り出さねば
ならず、又、補助・レンズ系自体で収差を補正しておか
ねばならずレンズ系全長が長くなる傾向があった。
又、特開昭55−32046号公報ではズームレンズの
前方に焦点距離が無限大の補助レンズ系を装着して全系
の焦点距離を拡大、若しくは縮少させた所謂アフォーカ
ルコンバータ一方法が提案されている。
この方法はズームレンズ全系の広角化及び望遠化を比較
的容易に行うことが出来るがズームレンズの前方にそれ
自体で収差を補正した補助レンズ系を装着する為、レン
ズ系全体が大型化してくる傾向があフた。
この池、所謂4群ズームレンズにおいてフォーカス用の
正の屈折力の第ルンズ群を他のレンズ群と交換して変倍
範囲を変化させるズームレンズがSMPTE、Jour
nal September 1977 、Volum
e 86゜rTelevision  Zoom  L
enses  of  Modular  Con5t
ructio口」で提案されている。
しかしながら、この方法はレンズ交換用の第ルンズ群が
物体距離変化による収差変動を補正している為に第ルン
ズ群のレンズ枚数が増大し、又、交換レンズ群にフォー
カス機能を持たせなければならない為に、交換レンズ群
も同時にレンズ枚数が増大する傾向があった。
そして更に第ルンズ群でフォーカスやレンズ交換を行フ
ている為にメカ構造が複雑化しでくる傾向があフた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は少ないレンズ枚数の交換レンズ群を用いること
により、容易に通常の変倍範囲から他の変倍範囲へと変
化させることが出来、しかもレンズ鏡筒の簡素化及びズ
ームレンズ系全体の大型化を防止した簡易な構成の変倍
範囲可変のズームレンズの提供を目的とする。
(問題点を解決するための手段) 複数のレンズ群を有し、このうち最も物体側のレンズ群
A以外のレンズ群を光軸上移動させてフォーカスを行う
と共に、該複数のレンズ群のうち少なくとも2つのレン
ズ群を光軸上移動させて変倍を行うズームレンズであっ
て、該レンズ群Aのうち少なくとも一部のレンズ群A1
を他のレンズ群B1と交換することにより全系の変倍範
囲を変化させたことである。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の変倍範囲を変化させるとき
のズームレンズの近軸屈折力配置を示す模式図である。
同図(A)は通常の変倍範囲を示し、同図(B)は変倍
範囲を短い方に変化させたときの図である。図中工は変
倍の際、固定の負の屈折力の第ルンズ群で最も物体側の
レンズ群Aに相当している。■は正の屈折力の第2レン
ズ群、■は負の屈折力の第3レンズ群である。第2.第
3レンズ群を矢印の方向に移動させて広角端から望遠端
への変倍を行っている。又、第2レンズ群■を光軸上移
動させてフォーカスを行っている。
本実施例ではレンズ群Aをレンズ交換用のレンズ群A1
とし、他のレンズ群B1と無限遠物体に対する像点位置
が略一定となるようにして交換することによりズームレ
ンズ全体の変倍範囲を変化させている。
第2図は本発明に係る第1図の屈折力配置に基づく後述
する数値実施例の変倍範囲可変のズームレンズの一実施
例のレンズ断面図である。同図は通常の変倍範囲を示し
、例えば焦点距離fはf=36〜66.6となっている
。図中工は変倍の際、固定の負の屈折力の第ルンズ群で
あり、最も物体側のレンズ群Aに相当している。IIは
正の屈折力の第2レンズ群、■は負の屈折力の第3レン
ズ群である。矢印は広角端から望遠端への変倍の際の各
レンズ群の移動軌跡を示している。フォーカスは第2レ
ンズ群■を光軸上移動させて行っている。本実施例では
レンズ群Aは負レンズと正レンズの2つのレンズより構
成している。
第2図におい′てレンズ群Aの全てのレンズな変倍用の
レンズ群A1とし、他のレンズ群B1と交換して、例え
ば短い方の変倍範囲に変化させたときのレンズ断面図を
第3図に示す。このときレンズ群Aの無限遠物体に対す
る像点はレンズ群A1とレンズ群B1の変換前後で略一
定である。
第3図に示すズームレンズの焦点距離fはf=30.5
〜56.6である。本実施例ではレンズ群B1は負レン
ズ、負レンズ、そして正レンズの3つのレンズより構成
している。
尚、第2図において変倍範囲を長い方に変化させるには
レンズ群A1を、例えば第4図に示す正レンズ、負レン
ズ、そして正レンズの3つのレンズより構成したレンズ
群C1と交換するのが収差補正上好ましい。
又、本実施例においてレンズ交換前後の第ルンズ群のレ
ンズ構成の簡素化を図るにはレンズ群AI、レンズ群B
1、そしてレンズ群C1に各々少なくとも1つの非球面
を施すのが良い。
本実施例では最も物体側のレンズ群A以外のレンズ群で
フォーカスを行う、所謂インナーフォーカスやりャーフ
ォーカス式のズームレンズを基本構成とし、変倍中のど
の変倍位置においてもフォーカスか可能なレンズ構成を
採用している。
この為、交換用のレンズ群A1及びレンズ群B1は、そ
のレンズ群単独で収差を完全に補正しておく必要がなく
、他のレンズ群の収差を考慮してバランス良く行なえば
良い為、極めて少ないレンズ枚数で構成することが可能
となり、レンズ系全体の小型化を容易にしている。
そして、変倍範囲の変化な変倍及びフォーカスの際の固
定の第ルンズ群の少なくとも一部のレンズ群を他のレン
ズ群と交換する方法をとることによりレンズ鏡筒構造の
簡素化を図っている。
尚、第2図に示す実施例のように第ルンズ群を負の屈折
力のレンズ群で構成した場合に、変倍範囲を短い方向に
変化させる際には第ルンズ群の負の焦点距離の値を小さ
く(屈折力を強く)シで行うので、レンズ交換後の第ル
ンズ群の後側主点の位置はその分だけ物体側へ移動する
従って、第ルンズ群とその後方のレンズ群との空気間隔
が必要以上あかないように、レンズ交換後の第ルンズ群
のレンズ構成を最も物体側に負レンズ成分、その後方に
正レンズ成分が位置するように構成するのが良い。
逆に変倍範囲を長い方向に変化させる際には第ルンズ群
の負の焦点距離の値を大きく(屈折力を弱く)シて行う
ので、レンズ交換後の第ルンズ群の後側主点の位置はそ
の分だけ像面側へ移動する。
従って、第ルンズ群とその後方のレンズ群との空気間隔
が短くなってくる(変倍用のレンズ群の移動が難しくな
ってくる場合もある。)ので第ルンズ群の後側主点の位
置がなるべく像面側方向に位置するように、レンズ交換
後の°第ルンズ群のレンズ構成を最も物体側に正レンズ
成分、その後方に負レンズ成分が位置するように構成す
るのが良い。
一方、ズームレンズの第ルンズ群を正の屈折力のレンズ
群で構成した場合に変倍範囲を短い方向に変化させる際
には、第ルンズ群の焦点距離を短くシ(屈折力を強く)
シて行うので、レンズ交換後の第ルンズ群の後側主点は
像面一定の為に、その分だけ像面側へ移動する。
従って、第ルンズ群とその後方のレンズ群との空気間隔
を充分とっておく必要があ8為、後側主点はなるべく第
ルンズ群の後方にあった方が良い。その為、レンズ交換
後の第ルンズ群のレンズ構成を最も物体側に負レンズ成
分が位置するように構成するのが良い。
逆に変倍範囲を長い方向に変化させる際には、第ルンズ
群の焦点距離を長く(屈折力を弱く)して行うので、レ
ンズ交換後の第ルンズ群の後側主点はその分だけ物体側
へ移動し、第ルンズ群とその後方のレンズ群との空気間
隔が必要以上おいてくる。
この為、第ルンズ群の後側主点がなるべく物体側に位置
するようにレンズ交換後の第ルンズ群のレンズ構成を最
も物体側に正レンズ成分が位置するように構成するのが
良い。
本発明は以上のようにレンズ交換後の第ルンズ群のレン
ズ構成を特定することにより、レンズ全長の増大を防止
しつつ、変倍範囲を変化させた簡易な構成のズームレン
ズを得ている。
尚、本発明に係るズームレンズのズームタイプは第1図
に示すズームレンズに限らず、前述の構成を有するズー
ムレンズであれば、どのようなタイプのズームレンズに
も適用することができる。
例えば第7図〜第10図に示すズームタイプのズームレ
ンズにも良好に適用することができる。
尚、同図においてA1は他のレンズ群B1と交換し変倍
範囲を変化させる為のレンズ群である。
又、Fはフォーカス用のレンズ群である。
第7図に示すズームレンズは物体側より順に負、正、そ
して負の屈折力の第1.第2.第3レンズ群、I、 I
I、 IIIの3つのレンズ群より成り、3つのレンズ
群全てを矢印の如く移動させて変倍を行い、又、第3レ
ンズ群を移動させてフォーカスを行フている。
第8図に示すズームレンズは物体側より順に正、負、負
、正、そして正の屈折力の第1゜第2.第3.第4.第
5レンズ群、I、 II、 III。
■、■の5つのレンズ群より成り、第3.第4レンズ群
、m、rvを矢印の如く移動させて変倍を行い、又、第
2レンズ群を移動させてフォーカスを行っている。
第9図に示すズームレンズは物体側より順に正、負、正
、負、そして正の屈折力の第1゜第2.第3.第4.第
5レンズ群、I、 IT、 III。
■、■の5つのレンズ群より成り、全てのレンズ群を矢
印の如く移動させて変倍を行い、又、第3.第4.第5
レンズ群を移動させてフォーカスを行っている。
第10図に示すズームレンズは第9図のズームレンズと
屈折力配置が同じであるが第1〜′!JI4レンズ群を
移動させて変倍を行い、第4レンズ群を移動させてフォ
ーカスを行っている。
次に第2.第3図に示す本発明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。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、
光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、A、B、C,
D、Eを各々非球面係数としたとき なる式で表わしている。
数値実施例 (変倍前) f−36〜6[i、6  FNo−]:3.6〜5.6
 2ω−62’−36’Rl−1042,62D I−
1,73N l−1,74400υ 1−44.7R2
−20,4502= 1.46 R3−20,13D  3− 4.35    N  
2=1.72825  v  2−28.5R4−47
,3904−可変 R5−21,57D 5諺2.83  N 3−1.5
1633シ3諺64.lR6−−84,83D  6−
 0.15R7−15,78D  7− 2.78  
  N  4−1.51633  ν 4−64.IR
8−110,63D  8− 0.62R9−−68,
3509−4,47N 5−1.80518ν5−25
.4RIO−16,15010諺 0.70R11−4
3,51Dll−1,73N 6−1.72825ジロ
ー28.5R12−−36,25012−1,21R1
3−絞り  013−可変 R14−−29,14D141I4.62  N 7−
1.58347シ7−30.2R15−−16,620
15−3,68R16−−11,64C16−1,33
N 8−1.60311シ8−60.7R17−−63
,11 非球面係数 R2A−OB−5,346xlO−6 C−9,493x 10−90−2.747 x 10
−”E −1,128x 10す3 R15A −OB −−1,635xlO−5C−8,
199X In””   D −−6,834X 10
−”E =−1,26515X 10−目 数値実施例 (レンズ群Bl) R1−49,06D 1−1.50  N 1−1.8
0400ν 1−46.6R2露  28.86   
 D−2−6,00R3−−83,28D 3−1.5
0  N 2=1.6968’Oν2=55.5R4鳳
  50.34    D  4〜3.94R5−34
,1105−3,00N 3−1.72825υ3=2
8.5R6−100,32 非球面係数 R4八−0B−9,227x10−’ C−−2,759x 1O−8D −2,456x 1
0−”E −−6,136x 10−13 変倍後の語数値 f= 30.5〜56.6  FNo−1:3.6〜5
.6 2ω−70,6°〜41.8゜(発明の効果) 本発明によれば前述の如くレンズ交換を行うことにより
、交換レンズ群を少ないレンズ枚数で構成することを可
能とし、容易に変倍範囲を変化させることが出来、しか
もレンズ鏡筒の簡素化及びズームレンズ系全体の大型化
を防止した簡易な構成の変倍範囲可変のズームレンズを
達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の近軸屈折力配置の説明図、
第2.第3図は各々本発明の数値実施例の変倍範囲の変
化前と変化後のレンズ断面図、第4図は本発明に係るズ
ームレンズの交換用のレンズ群の説明図、第5図、第6
図は各々本発明の数値実施例の変倍範囲の変化前と変化
後の諸収差図、第7〜′$10図は本発明の適用可能な
ズームレンズの一実施例の説明図である。 図中、I、 II、 m、 rV、 Vは順に第1.第
2゜第3.第4.第5レンズ群、Fはフォーカス用のレ
ンズ群、At、Bl、C1は各々交換用のレンズ群、収
差図において(A)は広角端、(B)は中間、(C)は
望遠端の収差を示す。 皐  1  図 夷  2  回 気3図 (A)      亮  5   同

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のレンズ群を有し、このうち最も物体側のレ
    ンズ群A以外のレンズ群を光軸上移動させてフォーカス
    を行うと共に、該複数のレンズ群のうち少なくとも2つ
    のレンズ群を光軸上移動させて変倍を行うズームレンズ
    であって、該レンズ群Aのうち少なくとも一部のレンズ
    群A1を他のレンズ群B1と交換することにより全系の
    変倍範囲を変化させたことを特徴とする変倍範囲可変の
    ズームレンズ。
  2. (2)前記レンズ群Aの無限遠物体に対する像点位置は
    前記レンズ群A1と前記レンズ群B1との交換前後で不
    変であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    変倍範囲可変のズームレンズ。
  3. (3)前記レンズ群A1と前記レンズ群B1との交換後
    の前記レンズ群Aの最も物体側のレンズに負レンズが位
    置するように構成して、全系の変倍範囲を短い方向に変
    化させたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    変倍範囲可変のズームレンズ。
  4. (4)前記レンズ群A1と前記レンズ群B1との交換後
    の前記レンズ群Aの最も物体側のレンズに正レンズが位
    置するようにして、全系の変倍範囲を長い方向に変化さ
    せたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変倍
    範囲可変のズームレンズ。
  5. (5)前記レンズ群Aは負の屈折力を有し、変倍中固定
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変
    倍範囲可変のズームレンズ。
  6. (6)前記レンズ群A1及び前記レンズ群B1はいずれ
    も少なくとも1つの非球面を有していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の変倍範囲可変のズームレ
    ンズ。
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