【手続補正書】
【提出日】平成16年9月15日(2004.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】  ズームレンズのフォーカシング方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  少なくとも２群のレンズ群を備え、かつ少なくとも１つのレンズ群はズーミング中その横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群であるズームレンズのフォーカシング方法において、
全焦点距離域において、全レンズ群のうちの一部のレンズ群をフォーカスレンズ群として機能させること；
等倍を含む焦点距離領域においては、横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群以外のレンズ群を、フォーカスレンズ群として機能させること；及び
等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域においては、横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群を、フォーカスレンズ群として機能させること；
を特徴とするズームレンズのフォーカシング方法。
【請求項２】  請求項１記載のフォーカシング方法において、ズームレンズは、物体側から順に第１レンズ群と第２レンズ群を有する２群ズームレンズであって、該第２レンズ群がズーミング中その横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群であり、等倍を含む焦点距離領域では第１レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させ、等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域では第２レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させるズームレンズのフォーカシング方法。
【請求項３】  請求項１記載のフォーカシング方法において、ズームレンズは、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群を有する３群ズームレンズであって、該第３レンズ群がズーミング中その横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群であり、等倍を含む焦点距離領域では第２レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させ、等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域では第３レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させるズームレンズのフォーカシング方法。
【請求項４】  請求項３記載のフォーカシング方法において、第１レンズ群はズーミング時に移動する変倍レンズ群であるズームレンズのフォーカシング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ズームレンズのフォーカシング方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
ズームレンズは、古典的には複数群のレンズ群のうちもっとも前方のレンズ群をフォーカスレンズ群として機能させるフロントフォーカスタイプが広く用いられてきた。このフロントフォーカスタイプは、焦点距離に拘わらず、フォーカシング移動量がほぼ一定であるというメリットがあるが、一般的に最前方のレンズ群は大径であることから重量が大きく、フォーカスレンズ群を電動駆動するＡＦカメラには適さない。フロントフォーカスタイプでＡＦ機構を構成すると、ボディ側の駆動モータとフォーカスレンズ群を連動させる駆動機構も複雑化（大型化）する。
【０００３】
ＡＦカメラでは、電動駆動機構を小型化し合焦スピードを上げるために、ボディ側に近く、一般的に小径となるレンズ群をフォーカスレンズ群とした方が有利である。そこでＡＦカメラでは、インナフォーカスやリヤフォーカスが採用されることが多い。
【０００４】
しかし、従来のズームレンズは、フロントフォーカス、インナフォーカス、リヤフォーカスのいずれのフォーカシング方法でも、全焦点距離域において特定のレンズ群をフォーカスレンズ群として用いるものであった。すなわち、ズームレンズは、ズーミング時には変倍レンズ群を特定の移動軌跡で移動させ、どの焦点距離でも、フォーカスレンズ群として機能させるレンズ群に無限遠物体距離から最短撮影距離をカバーする移動量を確保しなければならない。このことは、群間隔が狭く移動の自由度の低い焦点距離域でも適用しなければならないから、ズームレンズ系を小型化する際、あるいは小型で高ズーム比のズームレンズ系を得ることの障害になっている。
【０００５】
また、ズームレンズは大きく、物体側から順に正負のテレフォトタイプと、負正のレトロフォーカスタイプに大別される。このうち、レトロフォーカスタイプでは、２群以下のレンズ群の中に、無限遠物体に対する横倍率が、全系の焦点距離の変化に伴い、等倍（ｍ＝−１）以下の低倍から等倍以上の高倍に変化するレンズ群（等倍を含むレンズ群）が存在し、この等倍を含む群はフォーカスレンズ群として用いることができなかった。従来のレトロフォーカスタイプのズームレンズでは、全焦点距離域で特定のレンズ群をフォーカスレンズ群とする以上、この等倍を含む群以外のレンズ群をフォーカスレンズ群として用いざるを得ず、これも、フォーカスレンズ群についての制約となり、ズームレンズの小型化あるいは高いズーム比を得ることの障害となっていた。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、従来のズームレンズ系についての以上の問題意識に基づき、小型化あるいは小型でより高いズーム比が得られるズームレンズのフォーカシング方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、従来、特定のレンズ群に限られていたフォーカスレンズ群を、焦点距離域に応じて切り替えれば、他のレンズ群との干渉を避けて、フォーカスレンズ群に必要なフォーカス移動量を容易に確保できるという着眼に基づいてなされたものである。
特に、レトロフォーカスタイプのズームレンズにおいて、従来フォーカスレンズ群として利用できなかった等倍を含むレンズ群も、等倍を避ければ、フォーカスレンズ群として作用させることができるという着眼に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明に係るズームレンズのフォーカシング方法は、少なくとも２群のレンズ群を備え、かつ少なくとも１つのレンズ群はズーミング中その横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群であるズームレンズにおいて、全焦点距離域において、全レンズ群のうちの一部のレンズ群をフォーカスレンズ群として機能させること；等倍を含む焦点距離領域においては、横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群以外のレンズ群を、フォーカスレンズ群として機能させること；及び、等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域においては、横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群を、フォーカスレンズ群として機能させること；を特徴とする。
【０００９】
具体的には、物体側から順に第１レンズ群と第２レンズ群を有する２群ズームレンズであって、その第２レンズ群がズーミング中その横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群であるときには、等倍を含む焦点距離領域では上記第１レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させ、等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域では第２レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させる。
【００１０】
また別の具体例では、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群を有する３群ズームレンズであって、その第３レンズ群がズーミング中その横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群であるときには、等倍を含む焦点距離領域では第２レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させ、等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域では第３レンズ群をフォーカスレンズ群として機能させる。
【００１１】
この３群ズームレンズでは、第１レンズ群をズーミング時に移動する変倍レンズ群とすることができる。
【００１２】
【発明の実施形態】
図１は、本発明によるズームレンズのフォーカシング方法を２群ズームレンズに適用した実施形態を示す（以下、実施例１）。この２群ズームレンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群１０と、正の第２レンズ群２０とからなるレトロフォーカスタイプである。このズームレンズ系は、短焦点距離端Ｓから長焦点距離端Ｌへのズーミングに際し、第１レンズ群１０は一旦像側に移動してから物体側に移動し、第２レンズ群２０は物体側に単調に移動する。実施例１においては、短焦点距離端Ｓから中間焦点距離（切替焦点距離）Ｍまでの焦点距離域では、第２レンズ群２０をフォーカスレンズ群として機能させ、中間焦点距離Ｍから長焦点距離端Ｌまでの焦点距離域では、第１レンズ群１０をフォーカスレンズ群として機能させる。第２レンズ群２０は、全系の焦点距離の変化に伴い、等倍（m＝−１）以下の低倍から等倍以上の高倍に変化するレンズ群（以下等倍を含むレンズ群）に該当するが、この等倍を含む焦点距離域では、フォーカスレンズ群として用いない。
【００１３】
表１及び表２は、図１に示される実施例１に係る２群ズームレンズの数値データを示し、図２は、この２群ズームレンズの諸記号（第１レンズ群と第２レンズ群それぞれの第一主点位置Ｈ１（及びその符号）、第二主点位置Ｈ２（同）、主点間距離ＨＨ、レンズ群間隔Ｄ１、バックフォーカスｆＢ）を説明（定義）するための図である。なお、表２において、第一主点位置Ｈ１は、レンズ群の最も物体側の面からの距離であり、レンズ群の内側に向かう方向を正方向とし、また、第二主点位置Ｈ２は、レンズ群の最も像側の面からの距離であり、レンズ群の内側に向かう方向を正方向とする。
【００１４】
そして、表１に示されるように、焦点距離は、５．１（Ｓ）〜１９．５（Ｌ）迄変化し、フォーカスレンズ群は、焦点距離９．３（Ｍ）で、第２レンズ群２０から第１レンズ群１０に変化している。この実施例１では、第２レンズ群２０の無限遠物体に対する横倍率ｍは、全系の焦点距離が１０．９８のとき等倍（ｍ＝−１）になる。このため、第２レンズ群２０は、等倍にならない焦点距離域（５．１〜９．３）においてフォーカスレンズ群として機能させ、第１レンズ群１０は、これ以外の焦点距離域（９．３〜１９．５）においてフォーカスレンズ群として機能させている。
【００１５】
［実施例１］
【表１】
2001281522.tif 000001
【表２】
2001281522.tif 000002
【００１６】
図３は、本発明によるズームレンズのフォーカシング方法を３群ズームレンズに適用した実施形態を示す（以下、実施例２）。この３群ズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群３０、負の第２レンズ群４０、及び正の第３レンズ群５０とからなっている。このズームレンズ系は、短焦点距離端Ｓから長焦点距離端Ｌへのズーミングに際し、第１レンズ群３０は物体側に単調に移動し、第２レンズ群４０は像側に単調に移動し、第３レンズ群５０は物体側に単調に移動する。この実施例２においては、短焦点距離端Ｓから中間焦点距離（切替焦点距離）Ｍまでの焦点距離域では、第３レンズ群５０をフォーカスレンズ群として機能させ、中間焦点距離Ｍから長焦点距離端Ｌまでの焦点距離域では、第２レンズ群４０をフォーカスレンズ群として機能させる。第３レンズ群５０は、全系の焦点距離の変化に伴い、等倍（ｍ＝−１）以下の低倍から等倍以上の高倍に変化するレンズ群（以下等倍を含むレンズ群）に該当するが、この等倍を含む焦点距離域では、フォーカスレンズ群として用いない。
【００１７】
表３及び表４は、図３に示される実施例２に係る３群ズームレンズ系の数値データを示し、図４は、この３群ズームレンズ系の諸記号（第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群それぞれの第一主点位置Ｈ１（及びその符号）、第二主点位置Ｈ２（同）、主点間距離ＨＨ、レンズ群間隔Ｄ１、Ｄ２、バックフォーカスｆＢ）を説明（定義）するための図である。なお、表４において、第一主点位置Ｈ１は、レンズ群の最も物体側の面からの距離であり、レンズ群の内側に向かう方向を正方向とし、また、第二主点位置Ｈ２は、レンズ群の最も像側の面からの距離であり、レンズ群の内側に向かう方向を正方向とする。
【００１８】
そして、表３に示されるように、焦点距離は、５．５（Ｓ）〜２２．０（Ｌ）迄変化し、フォーカスレンズ群は、焦点距離８．２（Ｍ）で、第３レンズ群５０から第２レンズ群４０に変化している。この実施例２では、第３レンズ群５０の無限遠物体に対する横倍率ｍは、全系の焦点距離が２０．５のとき等倍（ｍ＝−１）になる。このため、図３に示すように、第３レンズ群５０は、等倍にならない焦点距離域（５．５〜８．２）においてフォーカスレンズ群として機能させ、第２レンズ群４０は、これ以外の焦点距離域（８．２〜２２．０）においてフォーカスレンズ群として機能させている。
【００１９】
［実施例  ２］
【表３】
2001281522.tif 000003
【表４】
2001281522.tif 000004
【００２０】
なお、各レンズ群を駆動するための具体的構造は、当業者周知である。特に、最近のカメラ、特にデジタルカメラでは、各レンズ群の位置をデジタル的に制御することが一般化しており、このようなカメラでは、容易にフォーカスレンズ群の切替を行うことができる。また、ズームレンズ系は、焦点距離を有限段数に制御するステップズームが一般化しており、このようなステップズームでは、各焦点距離毎に、各レンズ群の位置データをテーブル化し少ないデータ量で記憶することができるので、フォーカスレンズ群の切替を一層容易に行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、横倍率が等倍を含んで低倍から高倍に変化するレンズ群を、等倍を含む焦点距離領域以外の焦点距離領域においてフォーカスレンズ群として機能させたので、ズームレンズ系を小型化し、あるいは小型でより高いズーム比のズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるズームレンズ系のフォーカシング方法を２群ズームレンズ系に適用した実施形態を示す光学図である。
【図２】
図１の２群ズームレンズ系の諸記号を説明するための図である。
【図３】
本発明によるズームレンズ系のフォーカシング方法を３群ズームレンズ系に適用した実施形態を示す光学図である。
【図４】
図３の３群ズームレンズ系の諸記号を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  ３０    第１レンズ群
２０  ４０    第２レンズ群
５０          第３レンズ群
Ｌ  長焦点距離端
Ｍ  中間焦点距離（切替焦点距離）
Ｓ  短焦点距離端
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2001281522.tif 000005
【図２】
2001281522.tif 000006
【図３】
2001281522.tif 000007
【図４】
2001281522.tif 000008