JPH0329912A - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JPH0329912A JPH0329912A JP1164640A JP16464089A JPH0329912A JP H0329912 A JPH0329912 A JP H0329912A JP 1164640 A JP1164640 A JP 1164640A JP 16464089 A JP16464089 A JP 16464089A JP H0329912 A JPH0329912 A JP H0329912A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical 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
- G02B15/144—Optical 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 four groups only
- G02B15/1441—Optical 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 four groups only the first group being positive
- G02B15/144113—Optical 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 four groups only the first group being positive arranged +-++
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (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。
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〕
本発明はズームレンズ系内の一部のレンズ群の移動によ
る所謂インナーフォーカス方式あるいはリアフォーカス
方式を採用したズームレンズに関するものである。
る所謂インナーフォーカス方式あるいはリアフォーカス
方式を採用したズームレンズに関するものである。
従来におけるズームレンズのフォーカシング方式は、最
も物体側に位置する第lレンズ群を繰り出す所謂前玉繰
り出し方式、ズームレンズ系内の一部のレンズ群の移動
によるインナーフォーカス方式、リアフォーカス方式、
全体繰り出し方式が公知である。
も物体側に位置する第lレンズ群を繰り出す所謂前玉繰
り出し方式、ズームレンズ系内の一部のレンズ群の移動
によるインナーフォーカス方式、リアフォーカス方式、
全体繰り出し方式が公知である。
一般に、インナーフォーカス方式、リアフォーカス方式
、全体繰り出し方式は、同一の撮影距離(被写体から像
面までの距離)に対して必要な繰り出し量が全系の焦点
距離の変化に伴って異なってしまうと言う問題を抱えて
いるため、任意の焦点距離である撮影距離に対して合焦
していても変倍を行い焦点距離を変えてしまうと結像位
置が大きく変動してその都度、合焦をやり直す必要があ
った。したがって、マニュアル・フォーカスには不向き
である。
、全体繰り出し方式は、同一の撮影距離(被写体から像
面までの距離)に対して必要な繰り出し量が全系の焦点
距離の変化に伴って異なってしまうと言う問題を抱えて
いるため、任意の焦点距離である撮影距離に対して合焦
していても変倍を行い焦点距離を変えてしまうと結像位
置が大きく変動してその都度、合焦をやり直す必要があ
った。したがって、マニュアル・フォーカスには不向き
である。
以上の事から、一般に、任意の撮影倍率状態においても
常に移動量が一定であるため、マニュアル操作(マニュ
アル・フォーカス)に好都合である前玉繰り出し方式が
主流であった。
常に移動量が一定であるため、マニュアル操作(マニュ
アル・フォーカス)に好都合である前玉繰り出し方式が
主流であった。
ところが、一般的に、第1レンズ群のレンズ径は大きく
重くなる傾向にある。例えば、正・負・正の3群以上の
多群構戊で高変倍比のズームレンズでは、近距離合焦時
に広角側で口径蝕が起こり易いため、これを軽減しよう
とすると第1レンズ群の大型化を招く、さらには近距離
合焦時に正の方向に像面湾曲が甚大に発生し結像性能の
劣化を招く問題がある。
重くなる傾向にある。例えば、正・負・正の3群以上の
多群構戊で高変倍比のズームレンズでは、近距離合焦時
に広角側で口径蝕が起こり易いため、これを軽減しよう
とすると第1レンズ群の大型化を招く、さらには近距離
合焦時に正の方向に像面湾曲が甚大に発生し結像性能の
劣化を招く問題がある。
近年、オート・フォーカス方式の一眼レフカメラが主流
となっており、前玉繰り出し方式によりオート・フォー
カスを行うと、フォーカス用の駆動モータに大きな負荷
がかかり、合焦速度が遅くなるため、迅速なフォーカス
が出来なくなる問題がある。
となっており、前玉繰り出し方式によりオート・フォー
カスを行うと、フォーカス用の駆動モータに大きな負荷
がかかり、合焦速度が遅くなるため、迅速なフォーカス
が出来なくなる問題がある。
そこで、本発明は上記の問題を全て解決し、迅速かつ容
易にマニュアル・フォーカス及びオート・フォーカスを
可能として格段の操作性の向上を図り、無限遠は勿論の
こと近距離に至るまで全変倍域にわたり優れた結像性能
を有するズームレンズを提供することを目的としている
。
易にマニュアル・フォーカス及びオート・フォーカスを
可能として格段の操作性の向上を図り、無限遠は勿論の
こと近距離に至るまで全変倍域にわたり優れた結像性能
を有するズームレンズを提供することを目的としている
。
3
4
〔課題を解決するための手段〕
以上の如き課題を解決するために、本発明においては、
正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有す
る第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と
、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、広角端か
ら望遠端へのズーミングに際し、少なくとも前記第3レ
ンズ群と第4レンズ群とが光軸に沿って移動するズーム
レンズにおいて、 無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が相対的
に変化しながら該両群が共に像側へ移動させたものであ
る。
正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有す
る第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と
、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、広角端か
ら望遠端へのズーミングに際し、少なくとも前記第3レ
ンズ群と第4レンズ群とが光軸に沿って移動するズーム
レンズにおいて、 無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が相対的
に変化しながら該両群が共に像側へ移動させたものであ
る。
このように、本発明は、フォーカシングに際し、変倍機
能を有する第3レンズ群と前記第4レンズ群との2つの
群間隔を相対的に変化させる、所謂フローティング方式
を採用することにより、広角端から望遠端にわたり極め
て良好なる近距離結像性能を引き出している。
能を有する第3レンズ群と前記第4レンズ群との2つの
群間隔を相対的に変化させる、所謂フローティング方式
を採用することにより、広角端から望遠端にわたり極め
て良好なる近距離結像性能を引き出している。
そして、広角端の無限遠合焦状態における前記?3レン
ズ群と前記第4レンズ群との横倍率をそれぞれβ3W%
β4Wとし、望遠端の無限遠合焦状態における前記第
3レンズ群と前記第4レンズ群との横倍率をそれぞれβ
3■、β41とするとき、β3T・β,1〈β3w・β
tW (l)β3w・β4W< 1.3
(2)を満足することを特徴とするように構成する
ことが望ましい。
ズ群と前記第4レンズ群との横倍率をそれぞれβ3W%
β4Wとし、望遠端の無限遠合焦状態における前記第
3レンズ群と前記第4レンズ群との横倍率をそれぞれβ
3■、β41とするとき、β3T・β,1〈β3w・β
tW (l)β3w・β4W< 1.3
(2)を満足することを特徴とするように構成する
ことが望ましい。
さらに、前記第3レンズ群の焦点距離をf3とし、前記
第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、 1.4<f4/fs <4 (3)を満足するよ
うに構成することがより好ましい。
第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、 1.4<f4/fs <4 (3)を満足するよ
うに構成することがより好ましい。
本発明は、本件と同一出願人による特願昭633T14
94号で提案したズームカムとフォーカスカムとの変換
操作によって、ズームレンズを構成している各レンズ群
がズーミングに際して移動し、フォーカシングに際して
変倍機能と合焦機能とを兼ね備えた第3レンズ群と第4
レンズとを移動させても、ある距離の被写体に対して1
度フォーカシングを行えば、倍率を任意に変化させても
常にピントが合っている状態を確保することができる。
94号で提案したズームカムとフォーカスカムとの変換
操作によって、ズームレンズを構成している各レンズ群
がズーミングに際して移動し、フォーカシングに際して
変倍機能と合焦機能とを兼ね備えた第3レンズ群と第4
レンズとを移動させても、ある距離の被写体に対して1
度フォーカシングを行えば、倍率を任意に変化させても
常にピントが合っている状態を確保することができる。
具体的には、後に詳述する第5A図及び第5B図に示す
如く、変倍のために第3レンズ群と第4レンズ群との各
変倍用移動軌跡に対応する2つの変倍用案内溝(CZ.
、CZ4)を有する第l鏡筒部材10と、合焦のために
第3レンズ群と第4レンズ群とをそれぞれ光軸方向に沿
って移動させるための2つの合焦用案内溝(CF.、C
F4)を有する第2鏡筒部材20を有するように構成さ
れいる。
如く、変倍のために第3レンズ群と第4レンズ群との各
変倍用移動軌跡に対応する2つの変倍用案内溝(CZ.
、CZ4)を有する第l鏡筒部材10と、合焦のために
第3レンズ群と第4レンズ群とをそれぞれ光軸方向に沿
って移動させるための2つの合焦用案内溝(CF.、C
F4)を有する第2鏡筒部材20を有するように構成さ
れいる。
そして、第5B図に示す如く、ズームレンズ系の光軸を
回転中心としてこの第1鏡筒部材1oと第2鏡筒部材2
0とを相対的にΔφ回転させて第3レンズ群と第4レン
ズ群とを変倍用案内溝(CZ,、Cz.)と合焦用案内
溝(CF.、CF.)との各交点により定まる量(ΔX
Z3、ΔX Z 4 )だけ光軸上をそれぞれ移動させ
ることによって所望の変倍がなされ、また第5A図に示
す如く、第1鏡筒部材lOと第2鏡筒部材20とを光軸
方向において相対的にΔF移動させて第3レンズ群と第
4レンズ群とを変倍用案内溝(CZ.、CZ..)と合
焦用案内溝(CF.、C F 4 )との各交点の変移
量により定まる量(ΔXF.、ΔXF4)だけ光軸上を
それそれ移動させることによって所望の物体に対する合
焦がなされる。そして、所定の物体に対する合焦に必要
な第1鏡筒部材10と第2鏡筒部材20との光軸方向で
の相対的な移動量ΔFを変倍状態の如何によらずほぼ一
定に維持しつつ、第3レンズ群と第4レンズ群との合焦
における光軸上での移動量(ΔX F s、ΔX F
4 )が変倍状態に応して変化し得るように、合焦用案
内溝が光軸に対して傾斜した領域を有する非線型に形成
されている。
回転中心としてこの第1鏡筒部材1oと第2鏡筒部材2
0とを相対的にΔφ回転させて第3レンズ群と第4レン
ズ群とを変倍用案内溝(CZ,、Cz.)と合焦用案内
溝(CF.、CF.)との各交点により定まる量(ΔX
Z3、ΔX Z 4 )だけ光軸上をそれぞれ移動させ
ることによって所望の変倍がなされ、また第5A図に示
す如く、第1鏡筒部材lOと第2鏡筒部材20とを光軸
方向において相対的にΔF移動させて第3レンズ群と第
4レンズ群とを変倍用案内溝(CZ.、CZ..)と合
焦用案内溝(CF.、C F 4 )との各交点の変移
量により定まる量(ΔXF.、ΔXF4)だけ光軸上を
それそれ移動させることによって所望の物体に対する合
焦がなされる。そして、所定の物体に対する合焦に必要
な第1鏡筒部材10と第2鏡筒部材20との光軸方向で
の相対的な移動量ΔFを変倍状態の如何によらずほぼ一
定に維持しつつ、第3レンズ群と第4レンズ群との合焦
における光軸上での移動量(ΔX F s、ΔX F
4 )が変倍状態に応して変化し得るように、合焦用案
内溝が光軸に対して傾斜した領域を有する非線型に形成
されている。
そこで、変倍用案内溝(ズームレンズカム)と合焦用案
内溝との非線型な曲線形状を求める手順について説明す
る。
内溝との非線型な曲線形状を求める手順について説明す
る。
先ず、変倍のために移動する変倍移動軌跡を光軸方向の
移動量とそれに直交する所謂回転鏡筒の7 8 回転角θとを変数として表現する時に、任意の変倍状態
で合焦のために光軸方向に移動する合焦レンズ群の移動
量ΔXを変倍移動軌跡における回転鏡筒の回転量φに換
算した時に、ΔXとφとを変数とするように、従来にお
いては光軸と平行な直線状であった案内溝を光軸と角度
を成すように非線型な曲線状の合焦用案内溝(フォーカ
スカム)に変数変換する。
移動量とそれに直交する所謂回転鏡筒の7 8 回転角θとを変数として表現する時に、任意の変倍状態
で合焦のために光軸方向に移動する合焦レンズ群の移動
量ΔXを変倍移動軌跡における回転鏡筒の回転量φに換
算した時に、ΔXとφとを変数とするように、従来にお
いては光軸と平行な直線状であった案内溝を光軸と角度
を成すように非線型な曲線状の合焦用案内溝(フォーカ
スカム)に変数変換する。
同時に、合焦レンズ群の移動軌跡と変換前の案内溝の直
線軌道との関係に対応すへく、変換後の合焦用案内溝(
フォーカスカム)に基づいて合焦レンズ群の変倍のため
の移動軌跡、即ち変倍用案内溝(ズームカム)を回転鏡
筒の回転角θ方向に変数変換する。
線軌道との関係に対応すへく、変換後の合焦用案内溝(
フォーカスカム)に基づいて合焦レンズ群の変倍のため
の移動軌跡、即ち変倍用案内溝(ズームカム)を回転鏡
筒の回転角θ方向に変数変換する。
このような変換操作によって、変倍用案内溝(ズームカ
ム)と合焦用案内溝(フォーカスカム)とが決定される
。
ム)と合焦用案内溝(フォーカスカム)とが決定される
。
これらの変換の結果、合焦の際には、合焦レンズ群が変
倍の時に移動する移動軌跡(ズームカム)に沿って移動
することになる。そして、変倍の際には、変換後のフォ
ーカスカムとズームカム゛とを光軸を中心にして相対的
に回転することによって、即ち、変換後のフォーカスカ
ムあるいはズームカムの一方を光軸と直交するθ方向に
移動することによって、変倍機能を有するレンズ群の光
軸上の位置を変化せしめて変倍を行う。合焦時には、同
一撮影距離の物体に対して各レンズ群の光軸方向の移動
量が異なっていても、変換後のフォーカスカムを光軸方
向へほぼ同一移動量ΔFだけ移動することで合焦が達成
される。
倍の時に移動する移動軌跡(ズームカム)に沿って移動
することになる。そして、変倍の際には、変換後のフォ
ーカスカムとズームカム゛とを光軸を中心にして相対的
に回転することによって、即ち、変換後のフォーカスカ
ムあるいはズームカムの一方を光軸と直交するθ方向に
移動することによって、変倍機能を有するレンズ群の光
軸上の位置を変化せしめて変倍を行う。合焦時には、同
一撮影距離の物体に対して各レンズ群の光軸方向の移動
量が異なっていても、変換後のフォーカスカムを光軸方
向へほぼ同一移動量ΔFだけ移動することで合焦が達成
される。
次に、変倍機能と合焦機能とを兼ね備えた第3レンズ群
と第4レンズ群とを有する本発明のズームレンズについ
て詳述する。
と第4レンズ群とを有する本発明のズームレンズについ
て詳述する。
本発明の如き正・負・正・正の4群ズームレンズにおい
ては、広角端Wと望遠端Tでの焦点距離を一般に次式の
如く表現することができる。
ては、広角端Wと望遠端Tでの焦点距離を一般に次式の
如く表現することができる。
fw−L2, ・β3W・βtw ”” (a +)
fT”fl27”βIT’βtT ’−’− ( a
2)但し、 fw :広角端におけるズームレンズの焦点距離。
fT”fl27”βIT’βtT ’−’− ( a
2)但し、 fw :広角端におけるズームレンズの焦点距離。
fT :望遠端におけるズームレンズの焦点距離。
L2w:広角端における第1レンズ群と第2レンズ群と
の合成焦点距離。
の合成焦点距離。
fI2T=望遠端における第1レンズ群と第2レンズ群
との合成焦点距離。
との合成焦点距離。
β3W,広角端での第3レンズ群の結像倍率(横倍率)
。
。
β3T=望遠端での第3レンズ群の結像倍率(横倍率)
。
。
β4W:広角端での第4レンズ群の結像倍率(横倍率)
。
。
β,r:望遠端での第4レンズ群の結像倍率(横倍率)
。
。
である。尚、以下において、横倍率を結像倍率と称する
。
。
また、ズームレンズの各焦点距離状態において無限遠物
体と近距離物体との合焦では、ズームレンズの位置に対
する結像位置がそれぞれ異なる。
体と近距離物体との合焦では、ズームレンズの位置に対
する結像位置がそれぞれ異なる。
具体的には、ある焦点距離fを有する薄肉レンズが無限
遠物体を合焦しているとすると、像面はこのレンズより
距離fだけ離れた位置に形成される。次に、このレンズ
が物体距離D(レンズ位置から物体までの距離)の物体
に合焦する際には、レンズはδ,だけ物体側へ移動する
ものとする。
遠物体を合焦しているとすると、像面はこのレンズより
距離fだけ離れた位置に形成される。次に、このレンズ
が物体距離D(レンズ位置から物体までの距離)の物体
に合焦する際には、レンズはδ,だけ物体側へ移動する
ものとする。
すると、
D f+δFf
の結像の関係式より、
f2
δp 一”” (b)
D−f
を導出できる。
ここで、物体距離Dがレンズの焦点距離fと比べて十分
に大きいとすると、近似的にはD−fを定数として扱え
るため、上式(b)より、一般的には、合焦に際する移
動量δ,は焦点距離の2乗に比例することになる。
に大きいとすると、近似的にはD−fを定数として扱え
るため、上式(b)より、一般的には、合焦に際する移
動量δ,は焦点距離の2乗に比例することになる。
このことをズームレンズの広角端と望遠端とにそれぞれ
置き換えて考えると、ズームレンズの広角端での焦点距
離をfw、広角端における無限遠からある物体距離Dへ
の合焦に際してのズームレ11 12 ンズの移動量をδ,、望遠端における焦点距離をfTF
s望遠端における無限遠からある有限物体距離Dへの合
焦に際してのズームレンズの移動量をδTFとするとき
、 (fW)2 (fI2W ・β3w・β,w)2(f
T)2 (fl2T ・β3o・β4丁)2ズーム比
をZ(=f1/fW)とするとき、上式は、 が与えられる。
置き換えて考えると、ズームレンズの広角端での焦点距
離をfw、広角端における無限遠からある物体距離Dへ
の合焦に際してのズームレ11 12 ンズの移動量をδ,、望遠端における焦点距離をfTF
s望遠端における無限遠からある有限物体距離Dへの合
焦に際してのズームレンズの移動量をδTFとするとき
、 (fW)2 (fI2W ・β3w・β,w)2(f
T)2 (fl2T ・β3o・β4丁)2ズーム比
をZ(=f1/fW)とするとき、上式は、 が与えられる。
ここで、(fT fW)<<Dとすると、Dfw#D
−fTと近似でき、さらにズーム比をZ(一fT/fw
)とすると、(c1)式、(c2)式より以下の如くな
る。
−fTと近似でき、さらにズーム比をZ(一fT/fw
)とすると、(c1)式、(c2)式より以下の如くな
る。
この式(d)は、無限遠から有限物体距離Dへの合焦に
際してレンズ系を固定した場合では、合焦による望遠端
と広角端での像面位置変動の比を示している。
際してレンズ系を固定した場合では、合焦による望遠端
と広角端での像面位置変動の比を示している。
そして、(d)式に(a1)式及び(a2)式を代入す
ると次式が求められる。
ると次式が求められる。
?なる。
そして、無限遠から有限物体距離Dへの合焦により、第
1及び第2レンズ群により形成される広角端での像点位
置の変位量を61。3とし、無限遠から有限物体距離D
への合焦により、第1及び第2レンズ群により形成され
る望遠端での像点位置の変位量を61■1するとき、上
式(e1)は、となる。
1及び第2レンズ群により形成される広角端での像点位
置の変位量を61。3とし、無限遠から有限物体距離D
への合焦により、第1及び第2レンズ群により形成され
る望遠端での像点位置の変位量を61■1するとき、上
式(e1)は、となる。
ここで、(β3w・β.W)2/ (β3T・βIT)
2〉1の関係が成立しているとすると、上式(e,)は
、δ12o/δl 2v > Z 2−−−−−−{f
)となる。
2〉1の関係が成立しているとすると、上式(e,)は
、δ12o/δl 2v > Z 2−−−−−−{f
)となる。
?の(fj式から無限遠から有限物体距離Dへの合焦に
より、第1及び第2レンズ群により形成される像点位置
の変位量の広角端と望遠端とでの比は、ズーム比の2乗
より大きくなる。
より、第1及び第2レンズ群により形成される像点位置
の変位量の広角端と望遠端とでの比は、ズーム比の2乗
より大きくなる。
これにより、望遠端と広角端とにおける合魚群の第3レ
ンズ群と第4レンズ群の合焦に要する移動量の比もズー
ム比の2乗より大きくなるため、広角端において機械的
に制御可能な合焦のための移動量を確保しようとすると
、望遠端での合焦のための移動量が過大となり、結果的
に合焦機構の大型化を招くので好ましくない。これに加
え、第1レンズ群及び第2レンズ群における変倍に対す
る負担が過大となるため、これらの群の焦点距離を小さ
くせねばならず、収差補正が極めて困難となる。
ンズ群と第4レンズ群の合焦に要する移動量の比もズー
ム比の2乗より大きくなるため、広角端において機械的
に制御可能な合焦のための移動量を確保しようとすると
、望遠端での合焦のための移動量が過大となり、結果的
に合焦機構の大型化を招くので好ましくない。これに加
え、第1レンズ群及び第2レンズ群における変倍に対す
る負担が過大となるため、これらの群の焦点距離を小さ
くせねばならず、収差補正が極めて困難となる。
一方、(β3W・β4w)2/(β3o・βIT)2<
1の関係が成立しているとすると、(e2)式よりδ1
■7/δ, 2w < Z 2−゛・゛(g)となる。
1の関係が成立しているとすると、(e2)式よりδ1
■7/δ, 2w < Z 2−゛・゛(g)となる。
この式から無限遠から有限物体距離Dへの合焦により、
第1及び第2レンズ群により形或される像点位置の変位
量の広角端と望遠端とでの比は、ズーム比の2乗より小
さくなる。このため、望遠端と広角端とにおける合焦群
の第3レンズ群と第4レンズ群の合焦に要する移動量の
比も、ズーム比の2乗より小さく抑えられるため、合焦
による合魚群の移動量を小さく抑えることが可能となり
、合焦機構のコンパクト化を達成できる。
第1及び第2レンズ群により形或される像点位置の変位
量の広角端と望遠端とでの比は、ズーム比の2乗より小
さくなる。このため、望遠端と広角端とにおける合焦群
の第3レンズ群と第4レンズ群の合焦に要する移動量の
比も、ズーム比の2乗より小さく抑えられるため、合焦
による合魚群の移動量を小さく抑えることが可能となり
、合焦機構のコンパクト化を達成できる。
以上の事から、第3レンズ群と第4レンズ群との合成結
像倍率(合成横倍率)における広角端と望遠端との比率
が (β3W・β4w)2/(β3T・β4T)2<1の関
係を満足するように構成することが必要である。
像倍率(合成横倍率)における広角端と望遠端との比率
が (β3W・β4w)2/(β3T・β4T)2<1の関
係を満足するように構成することが必要である。
ここで、β3w・β4wく0、β3丁・β4Tく0であ
るため、故に β3W・βIW>β,T・βIT −(Dの関係を満
足する必要がある。
るため、故に β3W・βIW>β,T・βIT −(Dの関係を満
足する必要がある。
さて、変倍機能と合焦機能とを兼ね備えた第3レンズ群
と第4レンズ群とが、フォーカシングに−15 際して一体的に移動すると仮定して、この両群を1つの
合焦群G34とみなした場合に、ある焦点距離状態で無
限遠物体を合焦している時の本発明のズームレンズの骨
組みの模式図を第l図に示している。
と第4レンズ群とが、フォーカシングに−15 際して一体的に移動すると仮定して、この両群を1つの
合焦群G34とみなした場合に、ある焦点距離状態で無
限遠物体を合焦している時の本発明のズームレンズの骨
組みの模式図を第l図に示している。
図示の如く、無限遠からの平行光線が第1レンズ群G,
を通過すると収斂作用を受けて像点0が作られる。そし
て、この像点OIは第2レンズ群G2に対する物点とな
り、この第2レンズ群G2による発散作用を受けると、
像点o2が作られる。今度はこの像点02は第3レンズ
群G,と第4レンズG4よりなる合焦群G 3Tに対す
る物点となり、この合焦群G 3Tにより収斂作用を受
けて像点03で結像される。
を通過すると収斂作用を受けて像点0が作られる。そし
て、この像点OIは第2レンズ群G2に対する物点とな
り、この第2レンズ群G2による発散作用を受けると、
像点o2が作られる。今度はこの像点02は第3レンズ
群G,と第4レンズG4よりなる合焦群G 3Tに対す
る物点となり、この合焦群G 3Tにより収斂作用を受
けて像点03で結像される。
以上の結像関係のもとで、合焦群G 3Tの焦点距離(
第3レンズG3と第4レンズ群G4の合成焦点距離)を
f !4とし、合焦群Gl1から物点02までの距離を
S2、合焦群G 3Tから像点O,までの距離を83と
するとき、 16 S2 S. f3. の結像の関係から、次式が与えられる。
第3レンズG3と第4レンズ群G4の合成焦点距離)を
f !4とし、合焦群Gl1から物点02までの距離を
S2、合焦群G 3Tから像点O,までの距離を83と
するとき、 16 S2 S. f3. の結像の関係から、次式が与えられる。
ここで、合焦群G 3Tのコンパクト化を図るためにS
g +33の最小値を求めると、S2=S32f34の
とき最小値が4f34となる。
g +33の最小値を求めると、S2=S32f34の
とき最小値が4f34となる。
このとき、ある焦点距離状態での合焦群G ltの横倍
率β34(ある焦点距離状態における第3レンズGsの
結像倍率β3と第4レンズ群G,の結像倍率β4との合
成結像倍率)は、 となる。
率β34(ある焦点距離状態における第3レンズGsの
結像倍率β3と第4レンズ群G,の結像倍率β4との合
成結像倍率)は、 となる。
このような結像関係のもとで、近距離の物体に対して合
焦を行おうとすると、合焦群G 3Tの物点02は像側
へ移動するため、物点距離はより近くなる。これに応じ
て像点O,もより後方へ移動すところが、像点03の位
置はレンズ系全体の像面に当たるため、不動でなければ
ならない。
焦を行おうとすると、合焦群G 3Tの物点02は像側
へ移動するため、物点距離はより近くなる。これに応じ
て像点O,もより後方へ移動すところが、像点03の位
置はレンズ系全体の像面に当たるため、不動でなければ
ならない。
以上の理由から、無限遠撮影状態における合焦群G L
lの結像倍率β34が−1倍の時には、近距離合焦が不
可能となることが理解できる。
lの結像倍率β34が−1倍の時には、近距離合焦が不
可能となることが理解できる。
したがって、変倍領域の全てにわたって、無限遠撮影状
態における合焦群G 3Tの結像倍率β3,が以下の条
件(1)に示す如<−1倍とならないようにしなければ
ならない。
態における合焦群G 3Tの結像倍率β3,が以下の条
件(1)に示す如<−1倍とならないようにしなければ
ならない。
β3.≠−1 −{i)
また、レンズ系のバックフォーカスを十分に確保するに
は、第1図に示した如く、S2<83の関係を変倍領域
の全てにわたって満足せねばならず、言い換えれば、合
焦群G3Tの結像倍率が少なくとも以下の条件を満足せ
ねばならない。
は、第1図に示した如く、S2<83の関係を変倍領域
の全てにわたって満足せねばならず、言い換えれば、合
焦群G3Tの結像倍率が少なくとも以下の条件を満足せ
ねばならない。
β3T< 1 ・−{j)
以上にて述べた条件(i)及び条件(j)を踏まえて無
限遠物体から近距離物体までのフォーカシングを可能と
するには、ある倍率で無限遠に合焦した状態における合
焦群G,4の倍率をβ34、この無限遠合焦状態から最
至近への合焦した状態における合焦群G 3+の倍率を
β3/とするとき、β,4〈β3/≦−1゜゛−{k+ を満足するように構成しなければならない。
限遠物体から近距離物体までのフォーカシングを可能と
するには、ある倍率で無限遠に合焦した状態における合
焦群G,4の倍率をβ34、この無限遠合焦状態から最
至近への合焦した状態における合焦群G 3+の倍率を
β3/とするとき、β,4〈β3/≦−1゜゛−{k+ を満足するように構成しなければならない。
すなわち、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うと
、無限遠物体に合焦している合焦群Gjイの結像倍率β
34が大きくなり、近距離合焦倍率β′が−1倍となっ
た時がフォーカス限界となるためである。
、無限遠物体に合焦している合焦群Gjイの結像倍率β
34が大きくなり、近距離合焦倍率β′が−1倍となっ
た時がフォーカス限界となるためである。
そこで、条件(1)で示した如く、広角端での第3レン
ズ群と第4レンズ群との合成結像倍率は、望遠端よりも
大きくなるため、広角端での第3レンズ群と第4レンズ
群との合成結像倍率が最適となる範囲を以下の条件(2
)にて見出したものである。
ズ群と第4レンズ群との合成結像倍率は、望遠端よりも
大きくなるため、広角端での第3レンズ群と第4レンズ
群との合成結像倍率が最適となる範囲を以下の条件(2
)にて見出したものである。
β3w・β+w< 1.3 (2)この
条件(2)の範囲を越えると、近距離物体に対して十分
なるフォーカシングが不可能となる。
条件(2)の範囲を越えると、近距離物体に対して十分
なるフォーカシングが不可能となる。
また、広角端でのバックフォーカスを十分に確保するこ
とが困難となり、さらには、フォーカシンクの際に、合
焦群である第3レンズ群と第4レンズ群とが像面方向に
移動するため、一眼レフ用カメラに適用すると、クイッ
クリターンミラーを配置すべきスペースを確保すること
が困難なるため好ましくない。
とが困難となり、さらには、フォーカシンクの際に、合
焦群である第3レンズ群と第4レンズ群とが像面方向に
移動するため、一眼レフ用カメラに適用すると、クイッ
クリターンミラーを配置すべきスペースを確保すること
が困難なるため好ましくない。
尚、後述する本発明の実施例lの如く、撮影距離R =
850mm程度の近距離物体へ合焦した時に、広角端
で37mm以上のバックフォーカスを確保するには、無
限遠合焦状態における第3及び第4レンズ群の合成倍率
が以下の範囲を満足することが望ましい。
850mm程度の近距離物体へ合焦した時に、広角端
で37mm以上のバックフォーカスを確保するには、無
限遠合焦状態における第3及び第4レンズ群の合成倍率
が以下の範囲を満足することが望ましい。
β3 ・β,<−1.35
また、ズームレンズ系の小型化を達成するには、さらに
第3及び第4レンズ群の合成倍率が以下の条件を満足す
ることがより好ましい。
第3及び第4レンズ群の合成倍率が以下の条件を満足す
ることがより好ましい。
β,・β4〉−2
この条件の範囲を越えると、広角端でのバックフォーカ
スが大きくなり過ぎ、レンズ系の小型化を図ることが難
しくなる。
スが大きくなり過ぎ、レンズ系の小型化を図ることが難
しくなる。
さて、本発明の如きズームレンズにおいて、さらにコン
パクトで十分なる収差補正を果たしつつ確実に実現する
には、以下の条件を満足することが望ましい。
パクトで十分なる収差補正を果たしつつ確実に実現する
には、以下の条件を満足することが望ましい。
1.4<f./f,<4 (3)但し、
f3 .前記第3レンズ群の焦点距離。
f.:前記第4レンズ群の焦点距離。
条件(3)の上限を越えると、第3レンズ群のパワー(
屈折力)が過大となり、良好なる収差補正を果たすには
、第3レンズ群のレンズ構成枚数を増加させる必要があ
る。このため、レンズ系の大型化を招くことは勿論のこ
と、合焦兼変倍機能を有する第3レンズ群の重量増加に
伴い、フォーカシング及びズーミングに関する操作性が
劣化してしまう。また、第4レンズ群のパワー(屈折力
)が小さくなるため、フローティングの効果を十分に得
ることが困難となる。
屈折力)が過大となり、良好なる収差補正を果たすには
、第3レンズ群のレンズ構成枚数を増加させる必要があ
る。このため、レンズ系の大型化を招くことは勿論のこ
と、合焦兼変倍機能を有する第3レンズ群の重量増加に
伴い、フォーカシング及びズーミングに関する操作性が
劣化してしまう。また、第4レンズ群のパワー(屈折力
)が小さくなるため、フローティングの効果を十分に得
ることが困難となる。
反対に、条件(3)の下限を越えると、第4レンズ群の
パワー(屈折力)が過大となり、フローティングの効果
を十分に得ることが困難となる。
パワー(屈折力)が過大となり、フローティングの効果
を十分に得ることが困難となる。
さらに、広角端から望遠端にわたる各変倍状態における
像面弯曲を始めとして、諸収差を十分に補正するには、 1.55 <f. /f3 <2.5 の範囲を満足するように構成することがより好ましい。
像面弯曲を始めとして、諸収差を十分に補正するには、 1.55 <f. /f3 <2.5 の範囲を満足するように構成することがより好ましい。
以上においては、合焦群Gl1を構成している第3レン
ズ群と第4レンズ群とを一体的に移動させてフォーカス
を行うことについて述べたが、フォーカシングにおいて
、このように一体的に合焦群G3Tを像側へ移動させる
と、像面湾曲が甚大に発生する。
ズ群と第4レンズ群とを一体的に移動させてフォーカス
を行うことについて述べたが、フォーカシングにおいて
、このように一体的に合焦群G3Tを像側へ移動させる
と、像面湾曲が甚大に発生する。
広角端と望遠端とでは、この像面湾曲が発生する大きさ
、発生する方向が異なることが多く、広角端から望遠端
までのあらゆる変倍状態において、無限遠から最至近距
離まで良好に像面湾曲を補正することが極めて困難とな
る。
、発生する方向が異なることが多く、広角端から望遠端
までのあらゆる変倍状態において、無限遠から最至近距
離まで良好に像面湾曲を補正することが極めて困難とな
る。
そこで、本発明は、一般に、広角レンズ、マクロレンズ
等に適用されている近距離補正機構、所謂フローティン
グを、ズームレンズのインナーフォーカス方式あるいは
リアフォーカス方式に応用して、あらゆる変倍状態にお
いても無限遠から近距離に至るまで優れた結像性能を引
き出すことを可能としている。
等に適用されている近距離補正機構、所謂フローティン
グを、ズームレンズのインナーフォーカス方式あるいは
リアフォーカス方式に応用して、あらゆる変倍状態にお
いても無限遠から近距離に至るまで優れた結像性能を引
き出すことを可能としている。
本発明の如き正・負・正・正の4群構成のズームレンズ
において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシン
グに際して、変倍機能と合焦機能とを兼ね備えた第3レ
ンズ群と第4レンズ群との群間隔を拡大すると、球面収
差は殆ど変化しないが、像面湾曲は正の方向に発生し、
これに伴いコマ収差も大きく変化する。
において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシン
グに際して、変倍機能と合焦機能とを兼ね備えた第3レ
ンズ群と第4レンズ群との群間隔を拡大すると、球面収
差は殆ど変化しないが、像面湾曲は正の方向に発生し、
これに伴いコマ収差も大きく変化する。
これに対し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシ
ングに際して、逆に第3レンズ群と第4レンズ群との群
間隔を縮小すると、球面収差は殆ど変動しないが、像面
弯曲は負の方向に大きく変化する。
ングに際して、逆に第3レンズ群と第4レンズ群との群
間隔を縮小すると、球面収差は殆ど変動しないが、像面
弯曲は負の方向に大きく変化する。
このように本発明は、フォーカシングに際して、フロー
ティングによる効果を積極的に利用することにより、あ
らゆる変倍状態において無限遠物体から近距離物体にわ
たり優れた結像性能を引き出すことを可能としたもので
ある。
ティングによる効果を積極的に利用することにより、あ
らゆる変倍状態において無限遠物体から近距離物体にわ
たり優れた結像性能を引き出すことを可能としたもので
ある。
具体的には、本発明の如き正・負・正・正の4群構成の
ズームレンズでは、第3レンズ群と第4レンズ群とを一
体的に像側へ移動させることにより無限遠物体から近距
離物体へのフォーカシングを行うと、いずれも広角端で
は像面弯曲が負の方向に甚大に発生する傾向にある。こ
のため、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング
に際して、少なくとも広角端では第3レンズ群に対し第
4レンズ群の像側への移動量を大きくし、第3レンズ群
と第4レンズ群との群間隔を拡大することにより像面弯
曲をバランス良く補正している。
ズームレンズでは、第3レンズ群と第4レンズ群とを一
体的に像側へ移動させることにより無限遠物体から近距
離物体へのフォーカシングを行うと、いずれも広角端で
は像面弯曲が負の方向に甚大に発生する傾向にある。こ
のため、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング
に際して、少なくとも広角端では第3レンズ群に対し第
4レンズ群の像側への移動量を大きくし、第3レンズ群
と第4レンズ群との群間隔を拡大することにより像面弯
曲をバランス良く補正している。
中間焦点距離及び望遠端では、無限遠物体から近距離物
体へのフォーカシングに際する像面弯曲の発生方向及び
大きさに応じて、第3レンズ群と第4レンズ群とを像側
へ移動させつつ、この群間隔をバランス良く変化させる
ことにより、像面弯曲を極めて良好に補正している。
体へのフォーカシングに際する像面弯曲の発生方向及び
大きさに応じて、第3レンズ群と第4レンズ群とを像側
へ移動させつつ、この群間隔をバランス良く変化させる
ことにより、像面弯曲を極めて良好に補正している。
以上の如きフローティングの効果を確実に引き出すには
、以下の条件を満足することが望ましい。
、以下の条件を満足することが望ましい。
但し、
DX.w(R):広角端における無限遠から任意の撮影
距離Rへ゛の合焦に要する第3 レンズ群の移動量。
距離Rへ゛の合焦に要する第3 レンズ群の移動量。
DX4W(R):広角端における無限遠から任意の撮影
距離Rへの合焦に要する第4 レンズ群の移動量。
距離Rへの合焦に要する第4 レンズ群の移動量。
DX3T(R):望遠端における無限遠から任意の撮影
距離Rへの合焦に要する第3 レンズ群の移動量。
距離Rへの合焦に要する第3 レンズ群の移動量。
DXIT(R):望遠端における無限遠から任意の撮影
距離Rへの合焦に要する第4 レンズ群の移動量。
距離Rへの合焦に要する第4 レンズ群の移動量。
条件(4)の下限を越えると、近距離合焦に際して、負
の方向に像面弯曲が甚大に発生し、反対に条件(4)の
上限を越えると、近距離合焦に際して、正の方向に像面
弯曲が甚大に発生するため好ましくない。しかも、第4
レンズ群の合焦に際する移動量が大きくなるため、近距
離合焦時においては、バックフォーカスが極端に短くな
り過ぎ、一眼レフカメラ用としての必要なクイックリタ
ーンミラーのスペースを確保することが困難となる。
の方向に像面弯曲が甚大に発生し、反対に条件(4)の
上限を越えると、近距離合焦に際して、正の方向に像面
弯曲が甚大に発生するため好ましくない。しかも、第4
レンズ群の合焦に際する移動量が大きくなるため、近距
離合焦時においては、バックフォーカスが極端に短くな
り過ぎ、一眼レフカメラ用としての必要なクイックリタ
ーンミラーのスペースを確保することが困難となる。
また、条件(5)の下限を越えると、近距離合焦に際し
て、負の方向に像面弯曲が甚大に発生し、反対に条件(
5)の上限を越えると、近距離合焦に際して、正の方向
に像面弯曲が甚大に発生するため好ましくない。
て、負の方向に像面弯曲が甚大に発生し、反対に条件(
5)の上限を越えると、近距離合焦に際して、正の方向
に像面弯曲が甚大に発生するため好ましくない。
以下に、実施例に基づいて本発明を更に詳しく説明する
。
。
実施例l
実施例1のズームレンズは、第2図に示す如く、物体側
から順に、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第
2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群G3及び正屈
折力の第4レンズ群G4の4つのレンズ群からなり、広
角側から望遠側への変倍に際して全レンズ群が光軸に沿
って物体側に移動し、無限遠物体から近距離物体への合
焦の際には第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とが光
軸上を像側へ移動する構成である。
から順に、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第
2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群G3及び正屈
折力の第4レンズ群G4の4つのレンズ群からなり、広
角側から望遠側への変倍に際して全レンズ群が光軸に沿
って物体側に移動し、無限遠物体から近距離物体への合
焦の際には第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とが光
軸上を像側へ移動する構成である。
各レンズ群の構成について説明すれば、正屈折力の第1
レンズ群G1は物体側から順に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズL I1とこれに接合された両凸正
レンズLl2と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズレンズLl,からなり、負屈折力の第2レンズ群G
2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21
と、物体側により曲率27 ?強い面を向けた両凹負レンズL2■と、両凸正レンズ
L23とこれに接合された両凹負レンズL2+とよりな
り、正屈折力の第3レンズ群G3は、両凸正レンズL
3T、両凸正レンズL3■とこれに接合された両凹負レ
ンズL 18とからなり、正屈折力の第4レンズ群G4
は像側により曲率の強い面を向けた正レンズLll、両
凸正レンズL4■、物体側により強い曲率の凹面を向け
た負レンズL 13とから構成されている。
レンズ群G1は物体側から順に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズL I1とこれに接合された両凸正
レンズLl2と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズレンズLl,からなり、負屈折力の第2レンズ群G
2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21
と、物体側により曲率27 ?強い面を向けた両凹負レンズL2■と、両凸正レンズ
L23とこれに接合された両凹負レンズL2+とよりな
り、正屈折力の第3レンズ群G3は、両凸正レンズL
3T、両凸正レンズL3■とこれに接合された両凹負レ
ンズL 18とからなり、正屈折力の第4レンズ群G4
は像側により曲率の強い面を向けた正レンズLll、両
凸正レンズL4■、物体側により強い曲率の凹面を向け
た負レンズL 13とから構成されている。
このズームレンズの諸元を大土に示す。Fは焦点距離を
、FNはFナンバーを表わす。紅の上段において、rは
各レンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、nは各レン
ズの屈折率、Abbeはアッベ数をそれぞれ表し、添数
字は物体側からの順序を示す。表土の中段は広角端から
望遠端に至る6つの変倍状態に対応する6ポジション(
F=36.0、50.0、60.0、70.0、85.
0、103.0)における各レンズ群の間隔を示してい
る。
、FNはFナンバーを表わす。紅の上段において、rは
各レンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、nは各レン
ズの屈折率、Abbeはアッベ数をそれぞれ表し、添数
字は物体側からの順序を示す。表土の中段は広角端から
望遠端に至る6つの変倍状態に対応する6ポジション(
F=36.0、50.0、60.0、70.0、85.
0、103.0)における各レンズ群の間隔を示してい
る。
また、表土の下段は、負メニスカスレンズL 21の物
体側レンズ面(r6)に形成された非球面の形状28 を表す各係数の値を示している。
体側レンズ面(r6)に形成された非球面の形状28 を表す各係数の値を示している。
非球面は、光軸からの高さをhとし、そのhにおける非
球面の頂点の接平面からの距離をX、円錐定数をk、第
2次、第4次、第6次、第8次、第10次の非球面係数
をそれぞれ順にA2、A4、A6、A8、Agoとし、
近軸の曲率半径をrとするとき、以下のような非球面方
程式で表現されている。
球面の頂点の接平面からの距離をX、円錐定数をk、第
2次、第4次、第6次、第8次、第10次の非球面係数
をそれぞれ順にA2、A4、A6、A8、Agoとし、
近軸の曲率半径をrとするとき、以下のような非球面方
程式で表現されている。
紅のレンズ系の諸元表の下段において、左から順に、円
錐定数k、第2次、第4次、第6次、第8次、第10次
の各非球面係数A2、A.,A.、A8、A 1 oの
値が順次記載されている。尚、非球面係数の値における
E−nはIO−゜を表している。
錐定数k、第2次、第4次、第6次、第8次、第10次
の各非球面係数A2、A.,A.、A8、A 1 oの
値が順次記載されている。尚、非球面係数の値における
E−nはIO−゜を表している。
そして、第2図には変倍時の各レンズ群の移動軌跡を併
記した。ここでは第1レンズ群G1の変倍時の移動軌跡
が光軸に対し45°の角度を威す直線となるように横軸
(光軸方向)と縦軸(θ方向)を選んである。
記した。ここでは第1レンズ群G1の変倍時の移動軌跡
が光軸に対し45°の角度を威す直線となるように横軸
(光軸方向)と縦軸(θ方向)を選んである。
本発明による実施例■のズームレンズにおいて、撮影距
離R = 1000mm ( 1 m)で近距離収差変
動を抑え、高い結像性能を保つために第3レンズ群G3
と第4レンズ群G,とて所謂フローティングを行ないな
がら合焦するための光軸方向への移動量ΔXと、この値
ΔXを第2図に示した移動軌跡において光軸を中心とす
る回転方向θに換算した値φの各値を塞茎に示した。表
1において、Fは全系の焦点距離を示し、(1)〜(4
)は第lレンズ群01〜第4レンズ群G,を表し、Rは
物体距離を表している。
離R = 1000mm ( 1 m)で近距離収差変
動を抑え、高い結像性能を保つために第3レンズ群G3
と第4レンズ群G,とて所謂フローティングを行ないな
がら合焦するための光軸方向への移動量ΔXと、この値
ΔXを第2図に示した移動軌跡において光軸を中心とす
る回転方向θに換算した値φの各値を塞茎に示した。表
1において、Fは全系の焦点距離を示し、(1)〜(4
)は第lレンズ群01〜第4レンズ群G,を表し、Rは
物体距離を表している。
表1に示されるとおり、合焦時においては第3レンズ群
G3と第4レンズ群G4のみが光軸上を移動し、第1レ
ンズ群G,と第2レンズ群G2とは固定されている。
G3と第4レンズ群G4のみが光軸上を移動し、第1レ
ンズ群G,と第2レンズ群G2とは固定されている。
次にΔX、φを変数として光軸と平行な案内溝を含めた
移動軌跡をθ方向に変数変換する方法について述べる。
移動軌跡をθ方向に変数変換する方法について述べる。
変換されたフォーカスカムとズームカムは実際には換算
値φ、換算前のΔX、そして新たな値ΔFの3つの変数
から決まる。
値φ、換算前のΔX、そして新たな値ΔFの3つの変数
から決まる。
尚、ここで導入されたフォーカスカムとズームカムとの
光軸方向での合焦のための相対的移動量ΔFの値は、同
一撮影距離に対しては変倍の状態にかかわらず一定の値
であり、合焦のために移動する合焦レンズ群の合焦時の
移動量を規定することになる。言い換えると合焦の時に
各合焦レンズ群の移動量が異なっても、また変倍の状態
が異なっても、同一の値ΔFだけフォーカスカムとズー
ムカムとを光軸方向で相対的に動かすことで合焦が可能
となる。
光軸方向での合焦のための相対的移動量ΔFの値は、同
一撮影距離に対しては変倍の状態にかかわらず一定の値
であり、合焦のために移動する合焦レンズ群の合焦時の
移動量を規定することになる。言い換えると合焦の時に
各合焦レンズ群の移動量が異なっても、また変倍の状態
が異なっても、同一の値ΔFだけフォーカスカムとズー
ムカムとを光軸方向で相対的に動かすことで合焦が可能
となる。
第3図は、第2図及び表土に示した実施例lのズームレ
ンズについて、本発明に基づく移動軌跡の変換により求
められたフォーカスカムCFI, CF2,CF3.
CF4とズームカムCZI, CZ2, CZ3, C
Z4との形状の概要を示す図であり、ここでは、変換前
の移動軌跡との比較を示すために、図の下方に変換前の
従来方式における各レンズ群の移動軌跡CI, C2,
C3,C4を対比して示した。
ンズについて、本発明に基づく移動軌跡の変換により求
められたフォーカスカムCFI, CF2,CF3.
CF4とズームカムCZI, CZ2, CZ3, C
Z4との形状の概要を示す図であり、ここでは、変換前
の移動軌跡との比較を示すために、図の下方に変換前の
従来方式における各レンズ群の移動軌跡CI, C2,
C3,C4を対比して示した。
また、第4A図及び第4B図は、変換前の移動軌跡を、
回転鏡筒の回転角φ、合焦のために移動するレンズ群の
光軸上での移動量ΔX、フォーカ3T スカムとズームカムとの光軸方向での相対的移動量ΔF
を変数として変数変換することを示す図である。
回転鏡筒の回転角φ、合焦のために移動するレンズ群の
光軸上での移動量ΔX、フォーカ3T スカムとズームカムとの光軸方向での相対的移動量ΔF
を変数として変数変換することを示す図である。
第3図の如き変換後のフォーカスカムとズームカムとを
求めるための操作について、第4A図及び第4B図を用
いて説明する。尚、変換前の移動軌跡とは、図示のとお
り、変倍レンズ群の変倍用移動軌跡を規定するために回
転鏡筒に形成された変倍用案内溝に相当する変換前軌跡
と、レンズ群の移動を光軸方向に規制するための光軸に
平行な案内溝とからなっているものである。
求めるための操作について、第4A図及び第4B図を用
いて説明する。尚、変換前の移動軌跡とは、図示のとお
り、変倍レンズ群の変倍用移動軌跡を規定するために回
転鏡筒に形成された変倍用案内溝に相当する変換前軌跡
と、レンズ群の移動を光軸方向に規制するための光軸に
平行な案内溝とからなっているものである。
変換の前後におけるそれぞれの変数の関係は一般に合焦
レンズ群の変倍時の移動方向、合焦時の移動方向、ΔF
の符号の取り方、そしてΔFとΔXの大小関係など様々
な要因により変化するが、ここでは具体例とした第2図
の移動軌跡、82に示した移動量に則した変換関係図で
ある。つまり広角から望遠への変倍に従って合焦機能を
有する変倍レンズ群は物体側へ移動し、合焦時には像側
へ移動すべく変倍用の移動軌跡上を望遠側から広=32 角側へ移動し、更にΔFをΔXと同符号にとった時の変
換関係図である。尚、ΔFとΔXの大小関係で第4A図
の場合と第4B図の場合とに場合分けされる。図中「変
換前軌跡」として示される一点鎖線は任意の変倍状態に
おいて、変倍兼合焦レンズ群が合焦のために必要な光軸
方向の移動量をθ方向に変換した値φに相当する変換前
の変倍兼合焦レンズ群の変倍の際の移動軌跡である。ま
た、「案内溝」として示される一点鎖線は鏡筒構造上、
光軸に平行な直線軌跡である。これら2つの軌跡を図に
示されるφ、ΔX1ΔFの関係のもとで変換すると、図
中実線にて示されるようにフォーカスカムとズームカム
の軌道が得られる。
レンズ群の変倍時の移動方向、合焦時の移動方向、ΔF
の符号の取り方、そしてΔFとΔXの大小関係など様々
な要因により変化するが、ここでは具体例とした第2図
の移動軌跡、82に示した移動量に則した変換関係図で
ある。つまり広角から望遠への変倍に従って合焦機能を
有する変倍レンズ群は物体側へ移動し、合焦時には像側
へ移動すべく変倍用の移動軌跡上を望遠側から広=32 角側へ移動し、更にΔFをΔXと同符号にとった時の変
換関係図である。尚、ΔFとΔXの大小関係で第4A図
の場合と第4B図の場合とに場合分けされる。図中「変
換前軌跡」として示される一点鎖線は任意の変倍状態に
おいて、変倍兼合焦レンズ群が合焦のために必要な光軸
方向の移動量をθ方向に変換した値φに相当する変換前
の変倍兼合焦レンズ群の変倍の際の移動軌跡である。ま
た、「案内溝」として示される一点鎖線は鏡筒構造上、
光軸に平行な直線軌跡である。これら2つの軌跡を図に
示されるφ、ΔX1ΔFの関係のもとで変換すると、図
中実線にて示されるようにフォーカスカムとズームカム
の軌道が得られる。
ここで変換の前後における変倍と合焦の対応関係につい
て述べる。
て述べる。
ある変倍状態で撮影距離無限遠における変倍兼合焦レン
ズ群の位置が点Oで示される位置にあるとする。この状
態から変倍のために案内溝を縦軸方向(回転鏡筒の回転
角θ方向)にφだけ平行移動すると変換前軌跡と案内溝
が点Aで交わり、変倍兼合焦レンズ群が光軸方向では点
Oから点Cに相当する量ΔXだけ移動することになる。
ズ群の位置が点Oで示される位置にあるとする。この状
態から変倍のために案内溝を縦軸方向(回転鏡筒の回転
角θ方向)にφだけ平行移動すると変換前軌跡と案内溝
が点Aで交わり、変倍兼合焦レンズ群が光軸方向では点
Oから点Cに相当する量ΔXだけ移動することになる。
同様に、変換後のフォーカスカムを変倍のために同じく
縦軸方向にφだけ移動すると、フォーカスカムはズーム
カムと点Bで交わり、変倍兼合焦レンズ群が光軸方向で
は変換前と同様に点Oから点Cに相当する量ΔXだけ移
動することになる。
縦軸方向にφだけ移動すると、フォーカスカムはズーム
カムと点Bで交わり、変倍兼合焦レンズ群が光軸方向で
は変換前と同様に点Oから点Cに相当する量ΔXだけ移
動することになる。
従って、変倍時には変換の前後で光軸方向の位置関係は
保たれることになる。
保たれることになる。
一方、合焦の際は変換後のフォーカスヵムを光軸方向に
ΔFだけ移動するとズームヵムと点Bで交わり、変倍兼
合焦レンズ群が光軸方向では点0から点Cに相当する量
ΔXだけ移動し変換前の合焦のために必要な移動量と等
しくなる。
ΔFだけ移動するとズームヵムと点Bで交わり、変倍兼
合焦レンズ群が光軸方向では点0から点Cに相当する量
ΔXだけ移動し変換前の合焦のために必要な移動量と等
しくなる。
従って、第4A図や第4B図に示した関係のもとに変換
を行なうことで変倍、合焦の両方に関して変換の前後で
対応関係が満足される。
を行なうことで変倍、合焦の両方に関して変換の前後で
対応関係が満足される。
尚、第4A図及び第4B図の説明において、変倍時の移
動量を合焦時の移動量と同じ値ΔXとしたが、これは説
明の便宜上こうしたに過ぎず、両者の移動量は一般には
異なる値となる。
動量を合焦時の移動量と同じ値ΔXとしたが、これは説
明の便宜上こうしたに過ぎず、両者の移動量は一般には
異なる値となる。
上述の如き変換操作は、ある変倍状態で撮影距離無限遠
における変倍兼合焦レンズ群の位置を基準として所望の
近距離合焦を行う場合であり、異なる変倍状態において
もその状態における変換前の移動軌跡を同様に変換して
フォーカスカムの軌跡とズームカムの軌跡とを決定する
ことができる。
における変倍兼合焦レンズ群の位置を基準として所望の
近距離合焦を行う場合であり、異なる変倍状態において
もその状態における変換前の移動軌跡を同様に変換して
フォーカスカムの軌跡とズームカムの軌跡とを決定する
ことができる。
このようにして移動軌跡の変換を全変倍域にわたって実
行することで、最終的なフォーカスカムとズームカムが
、第3図のように決定される。ここで、所定の撮影距離
物体に対するΔFの値を一定として、第4A図や第4B
図の如き変換操作を、移動軌跡に沿って順次行っていく
ことによって、フォーカスカムは光軸に対して傾斜した
領域を有する非線型に形成される。
行することで、最終的なフォーカスカムとズームカムが
、第3図のように決定される。ここで、所定の撮影距離
物体に対するΔFの値を一定として、第4A図や第4B
図の如き変換操作を、移動軌跡に沿って順次行っていく
ことによって、フォーカスカムは光軸に対して傾斜した
領域を有する非線型に形成される。
上記実施例1において、変倍兼合焦レンズ群としての第
3レンズ群G3及び第4レンズ群G,について、物体距
離R = 1000mm ( 1 m)の物体に対する
合焦に必要なフォーカスカムとズームカムとの光軸方向
での相対的移動量ΔFの値をΔF−−3.5一35 mmに設定したとき、!2のΔX、φから決定される最
終的な移動軌跡の様子を示したのが第3図である。第3
図においては、各レンズ群の移動軌跡を与えるためのフ
ォーカスヵムCFI, CF2, CF3, CF4と
ズームカムCZI, CZ2, CZ3, CZ4 (
7)変換の関係ヲ広角端(W)の変倍状態を基準として
示し、望遠端(T)への変倍のために、フォーカスヵム
CFI, CF2, CF3, CF4とズームカムC
ZL CZ2, CZ3, CZ4とが光軸に垂直な方
向(第3図中上下方向)に相対移動することによって両
カムの交点の移動に応じて各レンズ群が光軸上で移動さ
れて変倍がなされる。
3レンズ群G3及び第4レンズ群G,について、物体距
離R = 1000mm ( 1 m)の物体に対する
合焦に必要なフォーカスカムとズームカムとの光軸方向
での相対的移動量ΔFの値をΔF−−3.5一35 mmに設定したとき、!2のΔX、φから決定される最
終的な移動軌跡の様子を示したのが第3図である。第3
図においては、各レンズ群の移動軌跡を与えるためのフ
ォーカスヵムCFI, CF2, CF3, CF4と
ズームカムCZI, CZ2, CZ3, CZ4 (
7)変換の関係ヲ広角端(W)の変倍状態を基準として
示し、望遠端(T)への変倍のために、フォーカスヵム
CFI, CF2, CF3, CF4とズームカムC
ZL CZ2, CZ3, CZ4とが光軸に垂直な方
向(第3図中上下方向)に相対移動することによって両
カムの交点の移動に応じて各レンズ群が光軸上で移動さ
れて変倍がなされる。
図示のとおり、合焦機能を持たない変倍専用群である第
1レンズ群G1及び第2レンズ群G2の移動軌跡は、本
発明の構成においてもそれらの移動軌跡は変換前と同一
であり、フォーカスヵムCFI, CF2は光軸に平行
な案内溝になっている。
1レンズ群G1及び第2レンズ群G2の移動軌跡は、本
発明の構成においてもそれらの移動軌跡は変換前と同一
であり、フォーカスヵムCFI, CF2は光軸に平行
な案内溝になっている。
ここで、変倍兼合焦レンズ群である第3レンズ群G3と
第4レンズ群G4との移動について、第5A図及び第5
B図を用いて説明する。
第4レンズ群G4との移動について、第5A図及び第5
B図を用いて説明する。
第5A図及び第5B図は、ズームヵムCZ3, CZ4
36 ?有する第l鏡筒10とフォーカスヵムCF3, CF
4を有する第2鏡筒20との展開図を示しており、第5
A図は両鏡筒の光軸方向での移動にょる合焦状態の変化
を示し、第5B図は両鏡筒の相対的回転による変倍状態
の変化を示している。
36 ?有する第l鏡筒10とフォーカスヵムCF3, CF
4を有する第2鏡筒20との展開図を示しており、第5
A図は両鏡筒の光軸方向での移動にょる合焦状態の変化
を示し、第5B図は両鏡筒の相対的回転による変倍状態
の変化を示している。
合焦の際には、第5A図に示される如く、ズームカムC
Z3. CZ4を有する第l鏡筒1oに対してフォーカ
スカムCF3. CF4を有する第2鏡筒2oが光軸に
沿って像側(図中右側)にΔFだけ移動される。
Z3. CZ4を有する第l鏡筒1oに対してフォーカ
スカムCF3. CF4を有する第2鏡筒2oが光軸に
沿って像側(図中右側)にΔFだけ移動される。
このため、無限遠合焦状態におけるズームヵムcZ3と
フォーカスカムCF3.との交点g.は、ズームカムC
z3に沿って相対変位後のフォーカスヵムCF3tとの
交点ga2に移動し、第3レンズ群G3は光軸方向にお
いてΔXP3だけ像側に移動することになる。また、無
限遠合焦状態におけるズームヵムcZ4とフォーカスカ
ムCF4 ,との交点g4I は、ズームカムCZ4に
沿って相対変位後のフォーカスヵムCF4■との交点g
<aに移動し、第4レンズ群G,は光軸方向においてΔ
XF.だけ像側に移動することになる。このように、第
2鏡筒2oを第l鏡筒1oに対し?ΔFだけ光軸方向に
移動させることによって、変倍兼合焦群としての第3レ
ンズ群G3及び第4レンズ群G4をそれぞれΔXF+,
ΔXF.だけ光軸上を移動させることができ、これ
によって所望の物体距離への合焦がなされる。
フォーカスカムCF3.との交点g.は、ズームカムC
z3に沿って相対変位後のフォーカスヵムCF3tとの
交点ga2に移動し、第3レンズ群G3は光軸方向にお
いてΔXP3だけ像側に移動することになる。また、無
限遠合焦状態におけるズームヵムcZ4とフォーカスカ
ムCF4 ,との交点g4I は、ズームカムCZ4に
沿って相対変位後のフォーカスヵムCF4■との交点g
<aに移動し、第4レンズ群G,は光軸方向においてΔ
XF.だけ像側に移動することになる。このように、第
2鏡筒2oを第l鏡筒1oに対し?ΔFだけ光軸方向に
移動させることによって、変倍兼合焦群としての第3レ
ンズ群G3及び第4レンズ群G4をそれぞれΔXF+,
ΔXF.だけ光軸上を移動させることができ、これ
によって所望の物体距離への合焦がなされる。
一方、変倍の際には、第5B図に示される如く、フォー
カスカムCF3, CF4を有する第2鏡筒20に対し
てズームカムCZ3, CZ4を有する第1鏡筒10が
光軸に直交方向に(図中上側に)Δφだけ回転移動され
る。このため、或る変倍状態においてフォーカスカムC
F3とズームカムCZ3,との交点g3I によって定
められる第3レンズ群G3の位置は、相対的な回転変位
の後には、フォーカスカムCF3と破線で示したズーム
カムCz32との交点gs+によって定められる位置に
移動し、光軸上での移動量はΔXz3となる。また、第
4レンズ群G4においては、フォーカスカムCF4とズ
ームカムCZ4■との交点g4によって定められる位置
は、相対的な回転変位の後には、フォーカスカムCF4
と破線で示したズームカムCZ42との交点g43によ
って定められる位置に移動し、光軸上での移動量はΔX
z,となる。このように、第l鏡筒lOを第2鏡筒20
に対してΔφだけ光軸と直交方向に回転移動させること
によって、変倍兼合焦群としての第3レンズ群G3及び
第4レンズ群G4をそれぞれΔXZ3, ΔXZ.た
け光軸上で移動することができ、これによって所望の変
倍状態への移行がなされる。
カスカムCF3, CF4を有する第2鏡筒20に対し
てズームカムCZ3, CZ4を有する第1鏡筒10が
光軸に直交方向に(図中上側に)Δφだけ回転移動され
る。このため、或る変倍状態においてフォーカスカムC
F3とズームカムCZ3,との交点g3I によって定
められる第3レンズ群G3の位置は、相対的な回転変位
の後には、フォーカスカムCF3と破線で示したズーム
カムCz32との交点gs+によって定められる位置に
移動し、光軸上での移動量はΔXz3となる。また、第
4レンズ群G4においては、フォーカスカムCF4とズ
ームカムCZ4■との交点g4によって定められる位置
は、相対的な回転変位の後には、フォーカスカムCF4
と破線で示したズームカムCZ42との交点g43によ
って定められる位置に移動し、光軸上での移動量はΔX
z,となる。このように、第l鏡筒lOを第2鏡筒20
に対してΔφだけ光軸と直交方向に回転移動させること
によって、変倍兼合焦群としての第3レンズ群G3及び
第4レンズ群G4をそれぞれΔXZ3, ΔXZ.た
け光軸上で移動することができ、これによって所望の変
倍状態への移行がなされる。
以上のように、変換後の移動軌跡を利用することによっ
て、合焦の際に変倍兼合焦レンズ群が変倍時に移動する
移動軌跡(ズームカム)に沿って移動することにより合
焦を可能にすることができる。つまり変倍時にはフォー
カスカム(第1、第2レンズ群については案内用の直線
軌跡)あるいはズームカムの一方を光軸と直交するθ方
向に移動することで各レンズ群の光軸上の位置を変化せ
しめて変倍を行ない、合焦時には同一撮影距離に対して
は合焦レンズ群個々の光軸方向の移動量が異なっていて
もフォーカスカムをΔF(実施例lではR = 100
0mmでΔF=−3.5mm)だけ移動する3 9− ことで合焦がなされる。
て、合焦の際に変倍兼合焦レンズ群が変倍時に移動する
移動軌跡(ズームカム)に沿って移動することにより合
焦を可能にすることができる。つまり変倍時にはフォー
カスカム(第1、第2レンズ群については案内用の直線
軌跡)あるいはズームカムの一方を光軸と直交するθ方
向に移動することで各レンズ群の光軸上の位置を変化せ
しめて変倍を行ない、合焦時には同一撮影距離に対して
は合焦レンズ群個々の光軸方向の移動量が異なっていて
もフォーカスカムをΔF(実施例lではR = 100
0mmでΔF=−3.5mm)だけ移動する3 9− ことで合焦がなされる。
表1は第3図に示した変換後の移動軌跡から算出した焦
点距離F−36、50、60、70、85、103 m
mの各変倍状態における撮影距離R = 850、10
00、1500、2000、3000、5000mmの
時の合焦のためのフォーカスカムを有する第2鏡簡の繰
出量ΔF (DF) 、及びΔFに対応する各レンズ群
の実際の繰出量ΔX(DX)、更に各レンズ群に光軸上
の変位量ΔXを与えた時の結像点の変位量(BP)を示
したものである。
点距離F−36、50、60、70、85、103 m
mの各変倍状態における撮影距離R = 850、10
00、1500、2000、3000、5000mmの
時の合焦のためのフォーカスカムを有する第2鏡簡の繰
出量ΔF (DF) 、及びΔFに対応する各レンズ群
の実際の繰出量ΔX(DX)、更に各レンズ群に光軸上
の変位量ΔXを与えた時の結像点の変位量(BP)を示
したものである。
表1の上段が各変倍状態における種々の撮影距離Rにつ
いての結像点の変位量(BF)を示し、中段は各撮影距
離Rに対して最適合焦がなされるに必要なフォーカスカ
ムの移動量ΔF (DF)を示している。尚、このフォ
ーカスカムの移動量ΔF (DP)は、望遠端において
結像点の変位が無くなるような値を選定したものである
。また、下段は各ΔFに対応する各レンズ群の実際の繰
出量ΔX(DX)の値を、焦点距離F−36、50、6
0、70、85、103 mmの各変倍状態における撮
影距離R = 850d000、1500、2000、
3000、5000mmの各場合について示している。
いての結像点の変位量(BF)を示し、中段は各撮影距
離Rに対して最適合焦がなされるに必要なフォーカスカ
ムの移動量ΔF (DF)を示している。尚、このフォ
ーカスカムの移動量ΔF (DP)は、望遠端において
結像点の変位が無くなるような値を選定したものである
。また、下段は各ΔFに対応する各レンズ群の実際の繰
出量ΔX(DX)の値を、焦点距離F−36、50、6
0、70、85、103 mmの各変倍状態における撮
影距離R = 850d000、1500、2000、
3000、5000mmの各場合について示している。
40
下段においては左端の数字は全系の焦点距離Fを示し、
右端は撮影距離Rを示し、これらの中間の数字は順に第
iレンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3
及び第4レンズ群G4についての実際の繰出量ΔX(D
X)の値である。尚、何れの値についても、物体側へ移
動する場合を正の値として示している。
右端は撮影距離Rを示し、これらの中間の数字は順に第
iレンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3
及び第4レンズ群G4についての実際の繰出量ΔX(D
X)の値である。尚、何れの値についても、物体側へ移
動する場合を正の値として示している。
この表1からそれぞれの焦点距離、撮影距離で結像点の
変位量が小さく、最大でも0. 138mm程度であり
、いかなる変倍状態においても、またあらゆる物体距離
に対しても十分焦点深度内に収まっている。従って、フ
ォーカスカムを有する第2鏡筒とズームカムを有する第
1鏡筒との光軸方向での相対的移動という極めて簡単な
機構により、全変倍域にわたって常に良好な合焦がなさ
れることがわかる。
変位量が小さく、最大でも0. 138mm程度であり
、いかなる変倍状態においても、またあらゆる物体距離
に対しても十分焦点深度内に収まっている。従って、フ
ォーカスカムを有する第2鏡筒とズームカムを有する第
1鏡筒との光軸方向での相対的移動という極めて簡単な
機構により、全変倍域にわたって常に良好な合焦がなさ
れることがわかる。
以上のことから、各変倍状態、撮影距離、更には合焦群
により合焦時の繰出量が異なっても、合焦のためにフォ
ーカ不カムCFI, CF2, CF3, CF4とズ
ームカムCZI, CZ2, CZ3, C24との光
軸方向テノ相対的な移動量としての新たな変数ΔFを設
定することによって、合焦のために必要な移動部材の移
動量が変倍状態によって変化することなく一定の量ΔF
で達成され、所謂マニュアルフォーカスに対応できるこ
とが明らかである。尚、物体距離に応じて両カムの光軸
方向での相対移動量ΔFが変化することは表主の中段に
示したとおりである。
により合焦時の繰出量が異なっても、合焦のためにフォ
ーカ不カムCFI, CF2, CF3, CF4とズ
ームカムCZI, CZ2, CZ3, C24との光
軸方向テノ相対的な移動量としての新たな変数ΔFを設
定することによって、合焦のために必要な移動部材の移
動量が変倍状態によって変化することなく一定の量ΔF
で達成され、所謂マニュアルフォーカスに対応できるこ
とが明らかである。尚、物体距離に応じて両カムの光軸
方向での相対移動量ΔFが変化することは表主の中段に
示したとおりである。
次に、紅は合焦に伴う結像点の変位量を完全に零に最適
化するために必要なΔFの値を、それぞれの変倍状態、
撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めたもの
である。,94の上段は焦点距離F−36、50、60
、70、85、103 mmの各変倍状態における撮影
距離R−850、l000、l500、2000、30
00、5000mmの時の合焦のためのフォーカスカム
を有する第2鏡筒の最適繰出量ΔF (DF)を示して
おり、中段は各撮影距離Rに対して望遠端において最適
合焦がなされるに必要なフォーカスカムの移動量を示し
ている。また、下段は各ΔFに対応する各レンズ群の実
際の繰出量ΔX (DX)の値を、焦点距離F−36、
50、60、70、85、103 mmの各変倍状態に
おける撮影距離R = 850、1000、1500、
2000、3000、5000mmの各場合について示
している。
化するために必要なΔFの値を、それぞれの変倍状態、
撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めたもの
である。,94の上段は焦点距離F−36、50、60
、70、85、103 mmの各変倍状態における撮影
距離R−850、l000、l500、2000、30
00、5000mmの時の合焦のためのフォーカスカム
を有する第2鏡筒の最適繰出量ΔF (DF)を示して
おり、中段は各撮影距離Rに対して望遠端において最適
合焦がなされるに必要なフォーカスカムの移動量を示し
ている。また、下段は各ΔFに対応する各レンズ群の実
際の繰出量ΔX (DX)の値を、焦点距離F−36、
50、60、70、85、103 mmの各変倍状態に
おける撮影距離R = 850、1000、1500、
2000、3000、5000mmの各場合について示
している。
この表土の上段の各値から、ΔFの値は同一撮影距離R
については値が極めて接近しており、変倍に伴う変化量
が極めて小さくなっていることが分かる。従って、オー
トフォーカスを用いてズームカムを有する第1鏡筒とフ
ォーカスカムを有する第2鏡筒とを光軸方向で相対的に
変位させる場合においても、その補正量が極わずかであ
るため、合焦の速応性が良くなることが明らかである。
については値が極めて接近しており、変倍に伴う変化量
が極めて小さくなっていることが分かる。従って、オー
トフォーカスを用いてズームカムを有する第1鏡筒とフ
ォーカスカムを有する第2鏡筒とを光軸方向で相対的に
変位させる場合においても、その補正量が極わずかであ
るため、合焦の速応性が良くなることが明らかである。
さて、表出にはfi3に対応する各レンズ群のフォーカ
スカム、ズームカム上でのX(光軸)方向及びX(光軸
)方向と直交するθ方向との座標を示すカムデータを掲
げる。
スカム、ズームカム上でのX(光軸)方向及びX(光軸
)方向と直交するθ方向との座標を示すカムデータを掲
げる。
表迦の左端から、φf(n)は第nレンズ群のフォーカ
スカム上でのX(光軸)方向と直交するθ方向の座標を
表し、Xf(n)は第nレンズ群のフォーカスカム上で
のX(光軸)方向の座標を表し、φz(n)は第nレン
ズ群のズームカム上でのX(光−43 軸)方向と直交するθ方向の座標を表し、Xz(n)は
第nレンズ群のズームカム上でのX(光軸)方向の座標
を表し、Fは焦点距離、Rは撮影距離を表している。
スカム上でのX(光軸)方向と直交するθ方向の座標を
表し、Xf(n)は第nレンズ群のフォーカスカム上で
のX(光軸)方向の座標を表し、φz(n)は第nレン
ズ群のズームカム上でのX(光−43 軸)方向と直交するθ方向の座標を表し、Xz(n)は
第nレンズ群のズームカム上でのX(光軸)方向の座標
を表し、Fは焦点距離、Rは撮影距離を表している。
そして、表17−(1)には第1レンズ群と第2レンズ
群とのカムデータを示しており、第l及び第2レンズ群
のフォーカスカムは光軸と平行な直線状の案内溝であり
、撮影距離Rによらずズームカム上の座標が不変である
ため、撮影距離Rの欄は省いている。
群とのカムデータを示しており、第l及び第2レンズ群
のフォーカスカムは光軸と平行な直線状の案内溝であり
、撮影距離Rによらずズームカム上の座標が不変である
ため、撮影距離Rの欄は省いている。
表17−(2)には各焦点距離F及び各撮影距離Rにお
ける第3レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカム
データを示しており、表17 − (3)には各焦点距
離F及び各撮影距離Rにおける第4レンズ群のフォーカ
スカムとズームカムのカムデータを示している。
ける第3レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカム
データを示しており、表17 − (3)には各焦点距
離F及び各撮影距離Rにおける第4レンズ群のフォーカ
スカムとズームカムのカムデータを示している。
衆坦は、各レンズ群ともF = 36. 023、R=
のでの座標を原点とし、第3図に示す変換後のフォーカ
スカムCF3, CF4上での第3、第4レンズ群のθ
方向の移動量にそれぞれ対応するφf(3).φf(4
)44 ?ついては図中下側の移動を正とし、ズームカムCZ3
, CZ4上での第3、第4レンズ群のθ方向の移動量
にそれぞれ対応するφz(3),φz(4)については
図中下側の移動を正として表している。また、フォーカ
スカムCF3, CF4上での第3、第4レンズ群のX
(光軸)方向の移動量にそれぞれ対応するX f(3)
, X f(4)については図中左側(物体側)の移動
を正とし、ズームカムCZ3, CZ4上での第3、第
4レンズ群のX(光軸)方向の移動量にそれぞれ対応す
るX z(3). X z(4)については図中左側(
物体側)の移動を正として表している。
のでの座標を原点とし、第3図に示す変換後のフォーカ
スカムCF3, CF4上での第3、第4レンズ群のθ
方向の移動量にそれぞれ対応するφf(3).φf(4
)44 ?ついては図中下側の移動を正とし、ズームカムCZ3
, CZ4上での第3、第4レンズ群のθ方向の移動量
にそれぞれ対応するφz(3),φz(4)については
図中下側の移動を正として表している。また、フォーカ
スカムCF3, CF4上での第3、第4レンズ群のX
(光軸)方向の移動量にそれぞれ対応するX f(3)
, X f(4)については図中左側(物体側)の移動
を正とし、ズームカムCZ3, CZ4上での第3、第
4レンズ群のX(光軸)方向の移動量にそれぞれ対応す
るX z(3). X z(4)については図中左側(
物体側)の移動を正として表している。
次に、第20図を参照しながら、表迦のカムデータ表中
の焦点距離F = 36. 023の状態で撮影距離が
R一■からR = 3000へのフォー力シングする時
の第3レンズ群の動きを例にとって、本表について詳述
する。
の焦点距離F = 36. 023の状態で撮影距離が
R一■からR = 3000へのフォー力シングする時
の第3レンズ群の動きを例にとって、本表について詳述
する。
第20図に示す如く、CZ3は第3レンズ群のズームカ
ム、CF3 ,はR−■の状態でのフォーカスカムの位
置、CF3■はR = 3000の状態でのフォーカス
カムの位置をそれぞれ示している。そして、撮影距離が
R一のからR = 3000へフォーカシングに際し、
図示の如く、フォーカスカムはCF3.からCF32へ
X(光軸)方向へΔF(表3によれば、ΔF=−1.0
285)だけ移動し、フォーカスカムとズームカムとの
交点により決定される第3レンズ群の位置は、g3+か
らg3。へ移動する。
ム、CF3 ,はR−■の状態でのフォーカスカムの位
置、CF3■はR = 3000の状態でのフォーカス
カムの位置をそれぞれ示している。そして、撮影距離が
R一のからR = 3000へフォーカシングに際し、
図示の如く、フォーカスカムはCF3.からCF32へ
X(光軸)方向へΔF(表3によれば、ΔF=−1.0
285)だけ移動し、フォーカスカムとズームカムとの
交点により決定される第3レンズ群の位置は、g3+か
らg3。へ移動する。
このとき、表17 − (2)に示す如く、ズームカム
CZ3に上に沿って移動する第3レンズ群の光軸方向の
移動量は、X z(3)一−0. 6321であり、先
に示した表ユと一致することが理解できる。これと同時
に、このフォーカスカム上に沿って移動する第3レンズ
群の光軸方向の移動量は、X f(3)= 0. 39
4となる。すると、撮影距離がR−■からR=3000
へフォーカシングによるフォーカスカムの光軸方向での
実際の移動量ΔF(破線で示すフォーカスカムCF3.
から実線で示すフォーカスカムCF3tへの光軸方向の
移動量)は、X z(3)一−0. 6321とXf(
3)=0.394との絶対値の和、即ち1. 0285
となり、この値は表1に示したΔF = −1. 02
85と対応した値となることが理解できる。
CZ3に上に沿って移動する第3レンズ群の光軸方向の
移動量は、X z(3)一−0. 6321であり、先
に示した表ユと一致することが理解できる。これと同時
に、このフォーカスカム上に沿って移動する第3レンズ
群の光軸方向の移動量は、X f(3)= 0. 39
4となる。すると、撮影距離がR−■からR=3000
へフォーカシングによるフォーカスカムの光軸方向での
実際の移動量ΔF(破線で示すフォーカスカムCF3.
から実線で示すフォーカスカムCF3tへの光軸方向の
移動量)は、X z(3)一−0. 6321とXf(
3)=0.394との絶対値の和、即ち1. 0285
となり、この値は表1に示したΔF = −1. 02
85と対応した値となることが理解できる。
?方、同表の表17−(2)に示す如く、フォーカスカ
ムがCF3 ,からCF3■の位置へ移動した際に、ズ
ームカムCZ3に上に沿って移動する第3レンズ群のφ θ方向の移動量はxz(3)= −o. 3729であ
り、これと同時に、フォーカスカム上に沿って移動する
第3レンズ群のθ方向の移動量はif(3)ニ−0.
3729となる。すなわち、第20図及び表17−(2
)に示した数値からも両カムについてのθ方向での移動
量が一致していることが理解できる。
ムがCF3 ,からCF3■の位置へ移動した際に、ズ
ームカムCZ3に上に沿って移動する第3レンズ群のφ θ方向の移動量はxz(3)= −o. 3729であ
り、これと同時に、フォーカスカム上に沿って移動する
第3レンズ群のθ方向の移動量はif(3)ニ−0.
3729となる。すなわち、第20図及び表17−(2
)に示した数値からも両カムについてのθ方向での移動
量が一致していることが理解できる。
このように、表Hに示したズームカムとフォーカスカム
により、フォーカスの際に、表3に示した第3、第4レ
ンズ群の光軸方向での光学的な移動量が得られることが
分かる。
により、フォーカスの際に、表3に示した第3、第4レ
ンズ群の光軸方向での光学的な移動量が得られることが
分かる。
さて、第6A図〜第6F図には、本発明の上記実施例1
について、撮影距離無限遠の時における焦点距離F−3
6、50、60、70、85、103 mmの各変倍状
態での諸収差図を示した。また、第7A図〜第7F図に
は、同じく焦点距離F−36、50、60、70、85
、103 mmの各変倍状態において、撮影距離47 R = 850 mmに対して、本発明によって得られ
た変換後の移動軌跡から算出された第1鏡筒と第2鏡筒
との光軸上での相対変位量ΔFを与えて合焦した場合(
各レンズ群の軸上変位量ΔXは表3に示した)の諸収差
図を示した。
について、撮影距離無限遠の時における焦点距離F−3
6、50、60、70、85、103 mmの各変倍状
態での諸収差図を示した。また、第7A図〜第7F図に
は、同じく焦点距離F−36、50、60、70、85
、103 mmの各変倍状態において、撮影距離47 R = 850 mmに対して、本発明によって得られ
た変換後の移動軌跡から算出された第1鏡筒と第2鏡筒
との光軸上での相対変位量ΔFを与えて合焦した場合(
各レンズ群の軸上変位量ΔXは表3に示した)の諸収差
図を示した。
移動軌跡は撮影距離R = 1000mmのΔX1φ、
ΔFから決められたものであり、R = 850 mm
に対応する繰出量は移動軌跡から従属的に決定されるに
もかかわらず、各諸収差図の比較から、近距離収差変動
が極めて小さく抑えられており、本発明の有効性がうか
がえる。
ΔFから決められたものであり、R = 850 mm
に対応する繰出量は移動軌跡から従属的に決定されるに
もかかわらず、各諸収差図の比較から、近距離収差変動
が極めて小さく抑えられており、本発明の有効性がうか
がえる。
尚、第3図に示した変換後のフォーカスカムとズームカ
ムとの関係について、変換後の全ての軌跡をθ方向に比
例拡大または比例縮小することによって、変倍及び合焦
のための操作に影響を与えることなく両カムの交差角度
だけを変えることも可能である。また、予め交差角度を
考慮してΔFを設定することも可能である。
ムとの関係について、変換後の全ての軌跡をθ方向に比
例拡大または比例縮小することによって、変倍及び合焦
のための操作に影響を与えることなく両カムの交差角度
だけを変えることも可能である。また、予め交差角度を
考慮してΔFを設定することも可能である。
48
実施例2
次に本発明の実施例2について説明する。
第8図に示す如く、実施例2も実施例lと同様に、物体
側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の
第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群G3及び正
屈折力の第4レンズ群G4の54つのレンズ群からなり
、第9図の下段の変換前の移動軌跡に示す如く、広角側
から望遠側への変倍に際して各レンズ群がともに光軸に
沿って物体側に移動し、無限遠物体から近距離物体への
合焦の際には、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4と
の群間隔が相対的に変化してフローティングを行いなが
ら、光軸上を像側へ移動する構成である。
側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の
第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群G3及び正
屈折力の第4レンズ群G4の54つのレンズ群からなり
、第9図の下段の変換前の移動軌跡に示す如く、広角側
から望遠側への変倍に際して各レンズ群がともに光軸に
沿って物体側に移動し、無限遠物体から近距離物体への
合焦の際には、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4と
の群間隔が相対的に変化してフローティングを行いなが
ら、光軸上を像側へ移動する構成である。
各レンズ群の構成について説明すれば、物体側から順に
、正屈折力の第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズLllとこれに接合された両凸正
レンズLl2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズLl3とからなり、負屈折力の第2レンズ群G2は
、像側に凹面を向けた負レンズL2+と、両凹負レンズ
L22と、両凸正レン?L23と、両凹負レンズL 2
tとこれに接合された両凸正レンズL 2Kよりなって
おり、正屈折力の第3レンズ群G3は、両凸正レンズL
3Tと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3
■と、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズL
18とからなり、正屈折力の第4レンズ群G4は、物体
側に凸面を向けたメニスカスレンズLl+と、像側によ
り強い曲率の面を向けた正レンズL4。と、両凸正レン
ズLt3と、物体側により強い曲率の凹面を向けた負レ
ンズL 11よりなっている。
、正屈折力の第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズLllとこれに接合された両凸正
レンズLl2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズLl3とからなり、負屈折力の第2レンズ群G2は
、像側に凹面を向けた負レンズL2+と、両凹負レンズ
L22と、両凸正レン?L23と、両凹負レンズL 2
tとこれに接合された両凸正レンズL 2Kよりなって
おり、正屈折力の第3レンズ群G3は、両凸正レンズL
3Tと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3
■と、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズL
18とからなり、正屈折力の第4レンズ群G4は、物体
側に凸面を向けたメニスカスレンズLl+と、像側によ
り強い曲率の面を向けた正レンズL4。と、両凸正レン
ズLt3と、物体側により強い曲率の凹面を向けた負レ
ンズL 11よりなっている。
本実施例のズームレンズにおける諸元を表Σに示し、こ
のズームレンズにおいて撮影距離1400mmで近距離
収差変動を抑えて高性能を保つために、第3レンズ及び
第4レンズ群をフローテイングを行いながら移動するこ
とによって合焦した場合の、光軸方向への△Xとθ方向
への換算値φを、表2と同様に、86に示した。
のズームレンズにおいて撮影距離1400mmで近距離
収差変動を抑えて高性能を保つために、第3レンズ及び
第4レンズ群をフローテイングを行いながら移動するこ
とによって合焦した場合の、光軸方向への△Xとθ方向
への換算値φを、表2と同様に、86に示した。
そして、第9図には、第4A図に示した変換関係図の如
き変換操作において、36に示したΔX、φにおいて、
撮影距離R = 1400mmに対してΔF2.0とし
て変換した変換後の移動軌跡を示した。
き変換操作において、36に示したΔX、φにおいて、
撮影距離R = 1400mmに対してΔF2.0とし
て変換した変換後の移動軌跡を示した。
去工は、表3と同様に、第9図に示した移動軌跡から算
出した焦点距離F−36、50、70、85、1 03
+nmの各変倍状態における撮影距離R = 1400
、l600、2000、3000、5000、1000
0mmの時のフォーカスカムの移動量ΔF(DF)、及
びΔFに対応する各レンズ群の実際の移動量ΔX(DX
)、さらに各レンズ群に光軸上の変位量ΔXを与えた時
の結像点の変位量(B F)を示したものである。
出した焦点距離F−36、50、70、85、1 03
+nmの各変倍状態における撮影距離R = 1400
、l600、2000、3000、5000、1000
0mmの時のフォーカスカムの移動量ΔF(DF)、及
びΔFに対応する各レンズ群の実際の移動量ΔX(DX
)、さらに各レンズ群に光軸上の変位量ΔXを与えた時
の結像点の変位量(B F)を示したものである。
表1は、表4と同様に、合焦に伴う結像点の変位量を完
全に零とするのに必要なΔFの値を、それぞれの変倍状
態、撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めた
ものである。
全に零とするのに必要なΔFの値を、それぞれの変倍状
態、撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めた
ものである。
また、表旦には、先に述べた表17と同様に、表7に対
応する各レンズ群のフォーカスカム及びズームカム上に
おける各撮影距離R及び各焦点距離での座標を示すカム
データを示した。表IL−(1)には第1レンズ群及び
第2レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカムデー
タを示し、表18一F2)には第3レンズ群のフォーカ
スカムとズームカムのカムデータを示し、表18−(3
)には第4レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカ
ムデータを示した。
応する各レンズ群のフォーカスカム及びズームカム上に
おける各撮影距離R及び各焦点距離での座標を示すカム
データを示した。表IL−(1)には第1レンズ群及び
第2レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカムデー
タを示し、表18一F2)には第3レンズ群のフォーカ
スカムとズームカムのカムデータを示し、表18−(3
)には第4レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカ
ムデータを示した。
第10A図〜第10C図には、本実施例の焦点距離F−
36、70、103mmの各変倍状態における撮影距離
無限遠での諸収差図を示し、第11A図〜第11c図に
は、本実施例の焦点距離F−36、70、103mmの
各変倍状態における撮影距離R = 1400mmに対
して、変換後の移動軌跡から算出されたフォーカスカム
の光軸方向の変位量ΔFを与えて合焦した場合(各レン
ズ群の軸上変位量は表7に示したΔX)の諸収差図を示
した。
36、70、103mmの各変倍状態における撮影距離
無限遠での諸収差図を示し、第11A図〜第11c図に
は、本実施例の焦点距離F−36、70、103mmの
各変倍状態における撮影距離R = 1400mmに対
して、変換後の移動軌跡から算出されたフォーカスカム
の光軸方向の変位量ΔFを与えて合焦した場合(各レン
ズ群の軸上変位量は表7に示したΔX)の諸収差図を示
した。
表ユから、結像点の変位量は小さく焦点深度内に十分収
まっていることが分かる。また、諸収差図から無限遠は
勿論のこと、近距離撮影時においても、全変倍領域にわ
たって極めて優れた結像性能が維持されていることが明
らかである。
まっていることが分かる。また、諸収差図から無限遠は
勿論のこと、近距離撮影時においても、全変倍領域にわ
たって極めて優れた結像性能が維持されていることが明
らかである。
実施例3
次に本発明の実施例3について説明する。
第l2図に示す如く、実施例3も先に述べた実施例と同
様に、物体側から順に、正屈折力の第lレンズ群G1、
負屈折力の第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群
G3及び正屈折力の第4レンズ群G4の4つのレンズ群
からなり、第13図の下段の変換前の移動軌跡に示す如
く、広角側から望遠側への変倍に際して各レンズ群がと
もに光軸に沿って物体側に移動し、無限遠物体から近距
離物体への合焦の際には、第3レンズ群G3と第4レン
ズ群G4との群間隔が相対的に変化してフローティング
を行いながら、光軸上を像側へ移動する構成である。
様に、物体側から順に、正屈折力の第lレンズ群G1、
負屈折力の第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群
G3及び正屈折力の第4レンズ群G4の4つのレンズ群
からなり、第13図の下段の変換前の移動軌跡に示す如
く、広角側から望遠側への変倍に際して各レンズ群がと
もに光軸に沿って物体側に移動し、無限遠物体から近距
離物体への合焦の際には、第3レンズ群G3と第4レン
ズ群G4との群間隔が相対的に変化してフローティング
を行いながら、光軸上を像側へ移動する構成である。
各レンズ群の構成について説明すれば、物体側から順に
、正屈折力の第lレンズ群G1は、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL IIと、両凸正レンズL 1
2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL 1
3とからなり、負屈折力の第2レンズ群G2は、像側に
凹面を向けた負レンズL 2+と、像側により強い曲率
の面を向けた正L/ンズL 22とこれに接合されて像
側に凸面を向けた負メニスカスレンズL 28と、両凹
負レンズLz4とこれに接合されて物体側により強い曲
率の面を向けた正レンズL25よりなっており、正屈折
力の第3レンズ群G3は、像側により強い曲率の面を向
けた正レンズL3Tと、像側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズL3。と、物体側に凸面を向けた正メニスカス
レンズL3.lとからなり、正屈折力の第4レンズ群G
,は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL (
1とこれに接合されて物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズLt2と、両凸正レンズLt3と、像側に凸面
を向けた正メニスカスレンズL +1とこれに接合され
て像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4Iよりな
っている。
、正屈折力の第lレンズ群G1は、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL IIと、両凸正レンズL 1
2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL 1
3とからなり、負屈折力の第2レンズ群G2は、像側に
凹面を向けた負レンズL 2+と、像側により強い曲率
の面を向けた正L/ンズL 22とこれに接合されて像
側に凸面を向けた負メニスカスレンズL 28と、両凹
負レンズLz4とこれに接合されて物体側により強い曲
率の面を向けた正レンズL25よりなっており、正屈折
力の第3レンズ群G3は、像側により強い曲率の面を向
けた正レンズL3Tと、像側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズL3。と、物体側に凸面を向けた正メニスカス
レンズL3.lとからなり、正屈折力の第4レンズ群G
,は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL (
1とこれに接合されて物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズLt2と、両凸正レンズLt3と、像側に凸面
を向けた正メニスカスレンズL +1とこれに接合され
て像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4Iよりな
っている。
本実施例のズームレンズにおける諸元を表1に示し、こ
のズームレンズにおいて撮影距離1400mmで近距離
収差変動を抑えて高性能を保つために、第3レンズ及び
第4レンズ群をフローティングを行いながら移動するこ
とによって合焦した場合の、光軸方向へのΔXとθ方向
への換算値φを、表2と同様に、filOに示した。
のズームレンズにおいて撮影距離1400mmで近距離
収差変動を抑えて高性能を保つために、第3レンズ及び
第4レンズ群をフローティングを行いながら移動するこ
とによって合焦した場合の、光軸方向へのΔXとθ方向
への換算値φを、表2と同様に、filOに示した。
そして、第13図には、第4A図に示した変換関係図の
如き変換操作において、表IOに示したΔX、φにおい
,て、撮影距離R = .1400mmに対してΔF2
.0として変換した変換後の移動軌跡を示した。
如き変換操作において、表IOに示したΔX、φにおい
,て、撮影距離R = .1400mmに対してΔF2
.0として変換した変換後の移動軌跡を示した。
表旦は、表3と同様に、第13図に示した移動軌跡から
算出した焦点距離F−36、50、70、85、103
mmの各変倍状態における撮影距離R = 1400、
1600、2000、3000、5000、10000
mmの時のフォーカスカムの移動量ΔF (DF) 、
及びΔFに対応する各レンズ群の実際の移動量ΔX(D
X)、さらに各レンズ群に光軸上の変位量ΔXを与えた
時の結像点の変位量(B F)を示したものである。
算出した焦点距離F−36、50、70、85、103
mmの各変倍状態における撮影距離R = 1400、
1600、2000、3000、5000、10000
mmの時のフォーカスカムの移動量ΔF (DF) 、
及びΔFに対応する各レンズ群の実際の移動量ΔX(D
X)、さらに各レンズ群に光軸上の変位量ΔXを与えた
時の結像点の変位量(B F)を示したものである。
表婬は、表4と同様に、合焦に伴う結像点の変位量を完
全に零とするのに必要なΔFの値を、それぞれの変倍状
態、撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めた
ものである。
全に零とするのに必要なΔFの値を、それぞれの変倍状
態、撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めた
ものである。
また、Ftl9には、先に述べた表17と同様に、表1
1に対応する各レンズ群のフォーカスカム及びズームカ
ム上における各撮影距離R及び各焦点距離での座標を示
すカムデータを示した。表1!l]−(1)には第1レ
ンズ群及び第2レンズ群のフォーカスカムとズームカム
のカムデータを示し、表19−(2)には第3レンズ群
のフォーカスカムとズームカムのカムデータを示し、表
19−(3)には第4レンズ群のフォーカスカムとズー
ムカムのカムデータを示した。
1に対応する各レンズ群のフォーカスカム及びズームカ
ム上における各撮影距離R及び各焦点距離での座標を示
すカムデータを示した。表1!l]−(1)には第1レ
ンズ群及び第2レンズ群のフォーカスカムとズームカム
のカムデータを示し、表19−(2)には第3レンズ群
のフォーカスカムとズームカムのカムデータを示し、表
19−(3)には第4レンズ群のフォーカスカムとズー
ムカムのカムデータを示した。
第14A図〜第14C図には、本実施例の焦点距離F−
36、70、103mmの各変倍状態における撮影距離
無限遠での諸収差図を示し、第15A図〜第15C図に
は、本実施例の焦点距離F−36、70、103mmの
各変倍状態における撮影距離R = 1400mmに対
して、変換後の移動軌跡から算出されたフォーカスカム
の光軸方向の変位量ΔFを与えて合焦した場合(各レン
ズ群の軸上変位量は表11に示したΔX)の諸収差図を
示した。
36、70、103mmの各変倍状態における撮影距離
無限遠での諸収差図を示し、第15A図〜第15C図に
は、本実施例の焦点距離F−36、70、103mmの
各変倍状態における撮影距離R = 1400mmに対
して、変換後の移動軌跡から算出されたフォーカスカム
の光軸方向の変位量ΔFを与えて合焦した場合(各レン
ズ群の軸上変位量は表11に示したΔX)の諸収差図を
示した。
表旦から、結像点の変位量は小さく焦点深度内に十分収
まっていることが分かる。また、諸収差図から無限遠は
勿論のこと、近距離撮影時においても、全変倍領域にわ
たって極めて優れた結像性能が維持されていることが明
らかである。
まっていることが分かる。また、諸収差図から無限遠は
勿論のこと、近距離撮影時においても、全変倍領域にわ
たって極めて優れた結像性能が維持されていることが明
らかである。
実奥旦工
次に本発明の実施例4について説明する。
第16図に示す如く、実施例4も先に述べた実施例と同
様に、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G.、
負屈折力の第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群
G3及び正屈折力の第4レンズ群G,の4つのレンズ群
からなり、第17図の下段の変換前の移動軌跡に示す如
く、広角側から望遠側への変倍に際して各レンズ群がと
もに光軸に沿って物体側に移動し、無限遠物体から近距
離物体への合焦の際には、第3レンズ群G3と第4レン
ズ群G4との群間隔が相対的に変化してフローティング
を行いながら、光軸上を像側へ移動する構成である。
様に、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G.、
負屈折力の第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群
G3及び正屈折力の第4レンズ群G,の4つのレンズ群
からなり、第17図の下段の変換前の移動軌跡に示す如
く、広角側から望遠側への変倍に際して各レンズ群がと
もに光軸に沿って物体側に移動し、無限遠物体から近距
離物体への合焦の際には、第3レンズ群G3と第4レン
ズ群G4との群間隔が相対的に変化してフローティング
を行いながら、光軸上を像側へ移動する構成である。
各レンズ群の構成について説明すれば、物体側から順に
、正屈折力の第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL I+と、両凸正レンズL1。
、正屈折力の第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL I+と、両凸正レンズL1。
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL 13
とからなり、負屈折力の第2レン?群G2は、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、像側により
強い曲率の面を向けた正レンズL2。とこれに接合され
て物体側により強い凹面を向けた負レンズL23と、両
凹負レンズL2+とこれに接合されて物体側により強い
曲率の面を向けた正レンズLt+よりなっており、正屈
折力の第3レンズ群G3は、像側により強い曲率の面を
向けた正レンズL 3Tと、像側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズL3■と、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズLl3とからなり、正屈折力の第4レンズ群
G4は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズL I
1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4■と
、像側により強い曲率の面を向けた正レンズL (3と
これに接合されて物体側により強い曲率の面を向けた負
レンズL ++よりなっている。
とからなり、負屈折力の第2レン?群G2は、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、像側により
強い曲率の面を向けた正レンズL2。とこれに接合され
て物体側により強い凹面を向けた負レンズL23と、両
凹負レンズL2+とこれに接合されて物体側により強い
曲率の面を向けた正レンズLt+よりなっており、正屈
折力の第3レンズ群G3は、像側により強い曲率の面を
向けた正レンズL 3Tと、像側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズL3■と、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズLl3とからなり、正屈折力の第4レンズ群
G4は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズL I
1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4■と
、像側により強い曲率の面を向けた正レンズL (3と
これに接合されて物体側により強い曲率の面を向けた負
レンズL ++よりなっている。
本実施例のズームレンズにおける諸元を表旦に示し、こ
のズームレンズにおいて撮影距離1500mmで近距離
収差変動を抑えて高性能を保つために、第3レンズ及び
第4レンズ群をフローティングを行いながら移動するこ
とによって合焦した場合の、光軸方向へのΔXとθ方向
への換算値φを、表2と同様に、表Hに示した。
のズームレンズにおいて撮影距離1500mmで近距離
収差変動を抑えて高性能を保つために、第3レンズ及び
第4レンズ群をフローティングを行いながら移動するこ
とによって合焦した場合の、光軸方向へのΔXとθ方向
への換算値φを、表2と同様に、表Hに示した。
そして、第17図には、第4A図に示した変換関係図の
如き変換操作において、表14に示したΔX、φにおい
て、撮影距離R = 1500mmに対してΔF3.5
として変換した変換後の移動軌跡を示した。
如き変換操作において、表14に示したΔX、φにおい
て、撮影距離R = 1500mmに対してΔF3.5
として変換した変換後の移動軌跡を示した。
表耳は、表3と同様に、第l7図に示した移動軌跡から
算出した焦点距離F−36、50、70、100、13
Tmmの各変倍状態における撮影距離R = 1500
、1700、2000、3000、5000、1000
0mmの時のフォーカスカムの移動量ΔF (DF)
、及びΔFに対応する各レンズ群の実際の移動量ΔX(
DX)、さらに各レンズ群に光軸上の変位量ΔXを与え
た時の結像点の変位量(B F)を示したものである。
算出した焦点距離F−36、50、70、100、13
Tmmの各変倍状態における撮影距離R = 1500
、1700、2000、3000、5000、1000
0mmの時のフォーカスカムの移動量ΔF (DF)
、及びΔFに対応する各レンズ群の実際の移動量ΔX(
DX)、さらに各レンズ群に光軸上の変位量ΔXを与え
た時の結像点の変位量(B F)を示したものである。
表耳は、表4と同様に、合焦に伴う結像点の変位量を完
全に零とするのに必要なΔFの値を、それぞれの変倍状
態、撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めた
ものである。
全に零とするのに必要なΔFの値を、それぞれの変倍状
態、撮影距離Rについて、変換後の移動軌跡から求めた
ものである。
また、,320には、先に述べた表l7と同様に、表1
1に対応する各レンズ群のフォーカスカム及びズームカ
ム上における各撮影距離R及び各焦点距離での座標を示
すカムデータを示した。そして、表20 − (1)に
は第1レンズ群及び第2レンズ群のズームカムとフォー
カスカムのカムデータを示し、表20−(2)には第3
レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカムデータを
示し、表20−(3)には第4レンズ群のフォーカスカ
ムとズームカムのカムデータを示した。
1に対応する各レンズ群のフォーカスカム及びズームカ
ム上における各撮影距離R及び各焦点距離での座標を示
すカムデータを示した。そして、表20 − (1)に
は第1レンズ群及び第2レンズ群のズームカムとフォー
カスカムのカムデータを示し、表20−(2)には第3
レンズ群のフォーカスカムとズームカムのカムデータを
示し、表20−(3)には第4レンズ群のフォーカスカ
ムとズームカムのカムデータを示した。
第18A図〜第18C図には、本実施例の焦点距離F=
36、70、13Tmmの各変倍状態における撮影距離
無限遠での諸収差図を示し、第19A図〜第19C図に
は、本実施例の焦点距離F−36、70、13T+r+
mの各変倍状態における撮影距離R = 1500mm
に対して、変換後の移動軌跡から算出されたフォーカス
カムの光軸方向の変位量ΔFを与えて合焦した場合(各
レンズ群の軸上変位量は表15に示したΔX)の諸収差
図を示した。
36、70、13Tmmの各変倍状態における撮影距離
無限遠での諸収差図を示し、第19A図〜第19C図に
は、本実施例の焦点距離F−36、70、13T+r+
mの各変倍状態における撮影距離R = 1500mm
に対して、変換後の移動軌跡から算出されたフォーカス
カムの光軸方向の変位量ΔFを与えて合焦した場合(各
レンズ群の軸上変位量は表15に示したΔX)の諸収差
図を示した。
815から、結像点の変位量は小さく焦点深度内に十分
収まっていることが分かる。また、諸収差図から無限遠
は勿論のこと、近距離撮影時においても、全変倍領域に
わたって極めて優れた結像性能が維持されていることが
明らかである。
収まっていることが分かる。また、諸収差図から無限遠
は勿論のこと、近距離撮影時においても、全変倍領域に
わたって極めて優れた結像性能が維持されていることが
明らかである。
以上の如く各実施例とも各変倍状態、撮影距離、更に合
焦レンズ群ごとに繰り出し量が異なっても一定のΔFを
設定することができ、所謂マニュアル・フォーカスにも
十分対応することができる。
焦レンズ群ごとに繰り出し量が異なっても一定のΔFを
設定することができ、所謂マニュアル・フォーカスにも
十分対応することができる。
尚、表旦において各実施例について条件対応数値表を掲
げる。
げる。
一105
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、変倍兼合焦機能を有する
第3及び第4レンズ群を、フオーカシングに際して、フ
ローティングを行っているため、近距離での収差変動補
正が可能となり、無限遠は勿論のこと、近距離撮影時に
おいても、全変倍領域にわたって極めて優れた結像性能
を引き出すことが可能となる。
第3及び第4レンズ群を、フオーカシングに際して、フ
ローティングを行っているため、近距離での収差変動補
正が可能となり、無限遠は勿論のこと、近距離撮影時に
おいても、全変倍領域にわたって極めて優れた結像性能
を引き出すことが可能となる。
また、焦点距離変化にもかかわらず、所定撮影距離の物
体に対する合焦のためのフォーカス用鏡筒の移動量をほ
ぼ一定にすることができるため、簡単なマニュアル・フ
ォーカス操作が可能となる。
体に対する合焦のためのフォーカス用鏡筒の移動量をほ
ぼ一定にすることができるため、簡単なマニュアル・フ
ォーカス操作が可能となる。
しかも、小型かつ軽量な合焦群を用いてフオーカシング
を行っているため、オート・フォーカスを行う際での、
合焦群による駆動装置の負荷を軽減でき、駆動装置の小
型化、コストの低減等が図れるのみならず、オート・フ
ォーカスの速応性を飛躍的に高めることができる。
を行っているため、オート・フォーカスを行う際での、
合焦群による駆動装置の負荷を軽減でき、駆動装置の小
型化、コストの低減等が図れるのみならず、オート・フ
ォーカスの速応性を飛躍的に高めることができる。
さらに、前玉繰り出し方式によるフオーカシングと比べ
て、第lレンズ群のレンズ径を比較的小さく構威できる
ため、ズームレンズの小型化に対して極めて有効となる
。
て、第lレンズ群のレンズ径を比較的小さく構威できる
ため、ズームレンズの小型化に対して極めて有効となる
。
第1図は本発明のズームレンズの骨組みを模式的に示す
図、第2図は本発明の実施例1のレンズ構戊図と各レン
ズ群の変倍のための移動軌跡とを示す図、第3図は第1
図に示したズームレンズにおいて第3レンズ群と第4レ
ンズ群とによる合焦方式について移動軌跡の変換を行っ
た前後のズームカムとフォーカスカムとの概要を示すカ
ム軌跡の展開図、第4A図及び第4B図は第3図の移動
軌跡の変換に用いた変換操作の変換関係を示す図、第5
A図及び第5B図は変換された移動軌跡の対応するズー
ムカムとフォーカスカムとにより合焦と変倍とがそれぞ
れ達成されることを示す説明図、第6A図〜第6F図は
実施例1の無限遠合焦時の各変倍状態における諸収差図
、第7A図〜第7F図は実施例1の近距離合焦時の各変
倍状態における諸収差図、第8図は本発明の実施例2の
レンズ構成図、第9図は第8図に示したズームレンズに
おいて第3レンズ群と第4レンズ群とによる合焦方式に
ついて移動軌跡の変換を行った前後のズムカムとフォー
カスカムとの概要を示すカム軌跡の展開図、第10A図
〜第10C図は実施例2の無限遠合焦時の各変倍状態に
おける諸収差図、第11A図〜第11C図は実施例2の
近距離合焦時の各変倍状態における諸収差図、第12図
は本発明の実施例3のレンズ構成図、第13図は第12
図に示したズームレンズにおいて第3レンズ群と第4レ
ンズ群とによる合焦方式について移動軌跡の変換を行っ
た前後のズームカムとフォーカスカムとの概要を示すカ
ム軌跡の展開図、第14A図〜第14C図は実施例3の
無限遠合焦時の各変倍状態における諸収差図、第15A
図〜第15C図は実施例3の近距離合焦時の各変倍状態
における諸収差図、第l6図は本発明の実施例4のレン
ズ構成図、第17図は第16図に示したズームレンズに
おいて第3レンズ群と第4レンズ群とによる合焦方式に
ついて移動軌跡の変換を行った前後のズームカムとフォ
ーカスカムとの概要を示すカム軌跡の展開図、第18A
図〜第18C図は実施例4の無限遠合焦時の各変倍状態
における諸収差図、第19A図〜第19C図は実施例4
の近距離合焦時の各変倍状態における諸収差fi2o図
はフォーカスに際してフォーカスカムとズームカムとの
定量的な動きの様子を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 G1・・・第lレンズ群 G2・・・第2レンズ群 G3・・・第3レンズ群 G4・・・第4レンズ群 lO・・・第l鏡筒 20・・・第2鏡筒 Cl, C2, C3, C4・・・変換前の移動軌跡
CFI, CF2, CF3, CF4・・・変換後の
フォーカスカムの軌跡 CZI, CZ2, CZ3, CZ4・・・変換後の
ズームカムの軌跡
図、第2図は本発明の実施例1のレンズ構戊図と各レン
ズ群の変倍のための移動軌跡とを示す図、第3図は第1
図に示したズームレンズにおいて第3レンズ群と第4レ
ンズ群とによる合焦方式について移動軌跡の変換を行っ
た前後のズームカムとフォーカスカムとの概要を示すカ
ム軌跡の展開図、第4A図及び第4B図は第3図の移動
軌跡の変換に用いた変換操作の変換関係を示す図、第5
A図及び第5B図は変換された移動軌跡の対応するズー
ムカムとフォーカスカムとにより合焦と変倍とがそれぞ
れ達成されることを示す説明図、第6A図〜第6F図は
実施例1の無限遠合焦時の各変倍状態における諸収差図
、第7A図〜第7F図は実施例1の近距離合焦時の各変
倍状態における諸収差図、第8図は本発明の実施例2の
レンズ構成図、第9図は第8図に示したズームレンズに
おいて第3レンズ群と第4レンズ群とによる合焦方式に
ついて移動軌跡の変換を行った前後のズムカムとフォー
カスカムとの概要を示すカム軌跡の展開図、第10A図
〜第10C図は実施例2の無限遠合焦時の各変倍状態に
おける諸収差図、第11A図〜第11C図は実施例2の
近距離合焦時の各変倍状態における諸収差図、第12図
は本発明の実施例3のレンズ構成図、第13図は第12
図に示したズームレンズにおいて第3レンズ群と第4レ
ンズ群とによる合焦方式について移動軌跡の変換を行っ
た前後のズームカムとフォーカスカムとの概要を示すカ
ム軌跡の展開図、第14A図〜第14C図は実施例3の
無限遠合焦時の各変倍状態における諸収差図、第15A
図〜第15C図は実施例3の近距離合焦時の各変倍状態
における諸収差図、第l6図は本発明の実施例4のレン
ズ構成図、第17図は第16図に示したズームレンズに
おいて第3レンズ群と第4レンズ群とによる合焦方式に
ついて移動軌跡の変換を行った前後のズームカムとフォ
ーカスカムとの概要を示すカム軌跡の展開図、第18A
図〜第18C図は実施例4の無限遠合焦時の各変倍状態
における諸収差図、第19A図〜第19C図は実施例4
の近距離合焦時の各変倍状態における諸収差fi2o図
はフォーカスに際してフォーカスカムとズームカムとの
定量的な動きの様子を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 G1・・・第lレンズ群 G2・・・第2レンズ群 G3・・・第3レンズ群 G4・・・第4レンズ群 lO・・・第l鏡筒 20・・・第2鏡筒 Cl, C2, C3, C4・・・変換前の移動軌跡
CFI, CF2, CF3, CF4・・・変換後の
フォーカスカムの軌跡 CZI, CZ2, CZ3, CZ4・・・変換後の
ズームカムの軌跡
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を
有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ
群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、広角
端から望遠端へのズーミングに際し、少なくとも前記第
3レンズ群と第4レンズ群とが光軸に沿って移動するズ
ームレンズにおいて、 無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が相対的
に変化しながら該両群が共に像側へ移動し、 広角端の無限遠合焦状態における前記第3レンズ群と前
記第4レンズ群との横倍率をそれぞれβ_3_W、β_
4_Wとし、望遠端の無限遠合焦状態における前記第3
レンズ群と前記第4レンズ群との横倍率をそれぞれβ_
3_T、β_4_Tとするとき、β_3_T・β_4_
T<β_3_W・β_4_W(1)β_3_W・β_4
_W<−1.3(2)を満足することを特徴とするズー
ムレンズ。 2)前記第3レンズ群の焦点距離をf_3とし、前記第
4レンズ群の焦点距離をf_4とするとき、1.4<f
_4/f_3<4(3) を満足することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のズームレンズ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1164640A JP2814388B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | ズームレンズ |
US07/542,515 US5032013A (en) | 1989-06-27 | 1990-06-22 | Zoom lens |
EP19900112307 EP0405532A3 (en) | 1989-06-27 | 1990-06-27 | Zoom lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1164640A JP2814388B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | ズームレンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0329912A true JPH0329912A (ja) | 1991-02-07 |
JP2814388B2 JP2814388B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=15797032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1164640A Expired - Fee Related JP2814388B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | ズームレンズ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5032013A (ja) |
EP (1) | EP0405532A3 (ja) |
JP (1) | JP2814388B2 (ja) |
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WO2019097717A1 (ja) * | 2017-11-20 | 2019-05-23 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法 |
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US5371626A (en) * | 1993-03-09 | 1994-12-06 | Benopcon, Inc. | Wide angle binocular system with variable power capability |
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JPH09236749A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-09 | Nikon Corp | ズームレンズ系 |
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EP2287652B1 (en) * | 2009-08-21 | 2015-10-28 | Ricoh Company Ltd. | Optical imaging system, camera device, and hand-held data terminal device |
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