JP2002244195A

JP2002244195A - 交換ズームレンズ装置、カメラおよびカメラシステム

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Publication number: JP2002244195A
Application number: JP2001037513A
Authority: JP
Inventors: Masatake Kato; 正猛加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: JP5088992B2

Abstract

(57)【要約】【課題】交換レンズを有したデジタルスチルカメラシ
ステムにおいて、撮像画面サイズに対応したそれぞれの
系列の交換レンズ群が必要となる。【解決手段】撮像画面サイズの異なる複数のカメラ
１，２に対して装着可能な交換ズームレンズ装置５にお
いて、全ズーム範囲のうち、イメージサークル径がカメ
ラの撮像画面サイズに対して小さくなるズーム範囲での
撮影を禁止する撮影禁止手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラ等に適した交換ズームレンズ装置およびカメラに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の画面サイズを切り換えて使
用するカメラに装着されるレンズに関して多くの提案が
なされている。

【０００３】例えば、特開２０００−１４７６３６号公
報においては、カメラ本体側に画面サイズの切り換え機
能を有し、小さい画面サイズをカバーするレンズが装着
された場合にはカメラ本体の画面サイズを小さく設定
し、大きい画面サイズをカバーするレンズが装着された
ときは、カメラ本体の画面サイズを大きく設定する構成
が提案されている。

【０００４】但し、この公報提案のレンズは、記録媒体
として画面サイズの異なるフィルムに対応するカメラを
実現することを目的としている。

【０００５】一方、近年のデジタル撮像化が進行し、フ
ィルムに代わってＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像
素子が多く用いられるようになってきている。さらに、
半導体技術の進歩によって、固体撮像素子の微細化が進
み、１インチ以下の撮像画面サイズでメガピクセル数の
ものも多く出現している。

【０００６】このように撮像画面サイズの小さい撮像素
子を用いれば、カメラ本体を小型化することはできる
が、１つのピクセル面積が小さくなり、感度が低下する
という問題がある。そして、感度の低下は、ＳＮ比の劣
化やダイナミックレンジの狭帯域化につながり、高いレ
ベルの画質を要求するユーザー層には適していない。

【０００７】また、撮像画面サイズが小さいままでも、
画素数を極端に多く必要としなければ、感度はある程度
維持できる。この場合、解像力は高くは望めないが、初
級ユーザー等、あまり高画質を要求しないユーザーには
受容される可能性がある。

【０００８】ところで、撮像画面サイズは、半導体プロ
セスから、製造コストに大きく影響する。例えば、画面
サイズが小さい撮像素子ほど歩留まりが良くなり、コス
トを低減することができる。但し、画素数は半導体露光
ルールに大きく依存しているので、コストに関して致命
的とはなり得ない。

【０００９】したがって、異なる撮像画面サイズのデジ
タルスチルカメラは、異なるユーザー層に応じて、また
その用途に応じて、優先すべき事項が必然的に異なって
おり、これをひとつのカメラで切り換えて実現するなど
ということは意味がない。

【００１０】但し、これに近い使い方として、撮像エリ
アを小さくして擬似電子ズームを行い、拡大効果を得る
ものがあるが、この場合も基本はフルサイズの画面サイ
ズであり、付加的機能にすぎない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、固体撮
像素子を用いたデジタルスチルカメラでは、基準または
統一された撮像画面サイズを特に必要としないために、
用途に応じて撮像画面サイズを任意に設定できる。

【００１２】ところが、交換レンズを有したデジタルス
チルカメラシステムを考えた場合には、撮像画面サイズ
に対応したそれぞれの系列の交換レンズ群が必要とな
り、経済的にも好ましくない。

【００１３】勿論、撮像画面サイズの小さいカメラ用の
レンズとしては、焦点距離が比較的短い広角レンズでな
いと画角が相対的に狭くなって望遠レンズ化してしまう
ことはよく知られている。

【００１４】一方、カメラにおいても、自身の撮像画面
サイズに対応した交換ズームレンズしか使用できないの
では、交換ズームレンズの選択の幅が狭まってしまう。

【００１５】そこで、本発明は、撮像画面サイズの異な
る複数のカメラに共通して使用可能な交換ズームレンズ
装置、および撮像画面サイズに対応する交換ズームレン
ズ以外の交換ズームレンズも使用可能なカメラを提供す
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明の交換ズームレンズ装置には、全
ズーム範囲のうち、イメージサークル径がカメラの撮像
画面サイズに対して小さくなるズーム範囲での撮影を禁
止する撮影禁止手段を設けている。

【００１７】これにより、交換ズームレンズ装置が装着
されたカメラの撮像画面サイズに応じて、イメージサー
クル径がその撮像画面サイズに対して小さくなるズーム
範囲での撮影は禁止され、イメージサークル径がその撮
像画面サイズに対して大きくなるズーム範囲での撮影は
許容される。したがって、様々な撮像画面サイズのカメ
ラに対して使用可能な交換ズームレンズ装置を実現する
ことが可能となる。

【００１８】特に、この交換ズームレンズ装置が、広角
側が望遠側よりもイメージサークル径が小さくなる光学
系を備えている場合、広角側での性能保証は小さい撮像
画面サイズに対してのみ行えばよくなるため、レンズ装
置全体としての性能保証が容易になるとともに、いわゆ
る前玉径の大型化を防止でき、コンパクトでありながら
高倍率のズームレンズ装置とすることが可能となる。

【００１９】なお、撮影禁止手段としては、カメラから
取得した撮像画面サイズ情報と予め記憶されたズーム位
置に応じたイメージサークル径情報とに基づいて撮影を
禁止するか否かの判定を行うものであってもよいし、カ
メラに撮像画面サイズに応じて設けられたズーム禁止部
材との機械的作用により、イメージサークル径が撮像画
面サイズに対して小さくなるズーム範囲へのズーム動作
を禁止する機構であってもよい。

【００２０】また、本願第２の発明のカメラには、交換
ズームレンズ装置の全ズーム範囲のうち、イメージサー
クル径がカメラの撮像画面サイズに対して小さくなるズ
ーム範囲での撮影を禁止する撮影禁止手段を設けてい
る。

【００２１】これにより、交換ズームレンズ装置が装着
された場合、カメラ自身の撮像画面サイズに応じて、そ
の交換ズームレンズ装置におけるイメージサークル径が
撮像画面サイズに対して小さくなるズーム範囲での撮影
は禁止され、イメージサークル径が撮像画面サイズに対
して大きくなるズーム範囲での撮影は許容される。

【００２２】したがって、様々なイメージサークル径特
性を有する交換ズームレンズ装置を使用可能なカメラを
実現することが可能となる。

【００２３】なお、撮影禁止手段としては、交換ズーム
レンズ装置から取得したズーム位置に応じたイメージサ
ークル径情報と予め記憶した撮像画面サイズ情報とに基
づいて撮影を禁止するか否かの判定を行うものであって
もよいし、撮像画面サイズに応じて設けられた、交換ズ
ームレンズ装置との機械的作用によってイメージサーク
ル径が撮像画面サイズに対して小さくなるズーム範囲へ
のズーム動作を禁止するズーム禁止部材であってもよ
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である交換ズームレンズ装置の使用形
態を示している。

【００２５】図１において、１は画面サイズ（撮像画面
サイズ）が比較的大きい撮像素子３を使用したカメラで
あり、２は画面サイズが撮像素子３よりも小さい撮像素
子４を使用したカメラである。

【００２６】例えば、撮像素子３は、大きさが２８×１
８．７ｍｍで、画素数が６００万、１ピクセルのピッチ
が９．３ミクロン程度のものである。

【００２７】一方、撮像素子４は、大きさが１５×１０
ｍｍで、画素数が６００万、１ピクセルのピッチが５ミ
クロン程度のものである。

【００２８】交換ズームレンズ５は、カメラ１およびカ
メラ２の両方に装着可能なズームレンズである。

【００２９】９はカメラ１およびカメラ２に共通したマ
ウント部材であり、１０はこれに対応する規格の交換ズ
ームレンズ５側のマウント部材である。

【００３０】次に、交換ズームレンズ５の構成について
図２を用いて説明する。この交換ズームレンズ５は、光
学系として、物体側より順に、負の屈折力を有する第１
レンズ群６と、絞り７を一体的に有した正の屈折力を有
する第２レンズ群８とを備えている。

【００３１】この交換ズームレンズ５では、第２レンズ
群８が物体側に光軸上を移動し、第１レンズ群６がこれ
に連動して像面側に凸の軌跡を描くように移動すること
で、広角側から望遠側へのズーミングが行われる。ま
た、第１レンズ群６を物体側に繰り出すことで、近距離
物体に対するフォーカシングが行われる。

【００３２】ここで、広角端から望遠端での全ズーム範
囲のうち、広角端側のズーム範囲をＡゾーンといい、こ
のＡゾーンよりも望遠端側のズーム範囲をＢゾーンとい
う。

【００３３】なお、本実施形態では、ＡゾーンとＢゾー
ンとが連続的に隣接するかたちとなっているが、Ａゾー
ンとＢゾーンとの間に非使用ゾーンを有するものであっ
てもよい。

【００３４】一般に、広角側では、画角が広がり、絞り
７と第１レンズ群６とが隔たるために、画面周辺に入射
する光束径が前玉としての第１レンズ群６の径を決定す
る。特に、広角側では、入射光束が光軸に対して高い位
置を通るため、第１レンズ群６に求められる有効径が大
きくなる。

【００３５】また、光学性能を保証する上では、広角側
になるほど軸外収差の補正が困難になり、特に歪曲収
差、倍率色収差の補正が難しくなる。これらの収差は一
般的に画角に依存しており、画面周辺にいくほど劣化す
る傾向がある。したがって、カメラ側の画面サイズが小
さければ、上記問題が少なくなり、広角化し易いといえ
る。

【００３６】図３には、交換ズームレンズ５の焦点距離
（ズーム位置）に応じたイメージサークル径特性を示し
ている。横軸は焦点距離を、縦軸はイメージサークル径
を示している。

【００３７】但し、イメージサークル径は、絞り７の開
放状態にてイメージサークルに到達する主光線がケラれ
るまでの像高をもって定義している。

【００３８】本実施形態の交換ズームレンズ５は、Ｂゾ
ーンにおける広角側から望遠側までは、イメージサーク
ル径の変動はあるものの、大きな画面サイズ（対角半像
高１７ｍｍ）をほぼカバーしている。

【００３９】なお、イメージサークル径がズーミング中
に変化するのは、全系の入射瞳位置が変化し、前玉また
は後玉によって光束がケラれることによって生じるもの
であり、一般的な傾向である。

【００４０】一方、Ａゾーンのイメージサークル径は、
Ｂゾーンのイメージサークル径よりも小さい値となって
いる。これは最大像高が同じであれば、広角側になるほ
ど周辺光がケラれ易くなることを表している。

【００４１】本実施形態の交換ズームレンズ５では、画
面サイズが大きいカメラ１に装着された場合はＢゾーン
のみが使用可能であり、一方、画面サイズが小さいカメ
ラ２に装着された場合には（Ａ＋Ｂ）ゾーンの全ズーム
範囲が使用できる。

【００４２】図４には、本実施形態の交換ズームレンズ
５をカメラ１に装着した状態を示している。

【００４３】交換ズームレンズ５には、ズーム位置を検
出するズーム検出器４１が設けられている。また、交換
ズームレンズ５に設けられたレンズＲＯＭ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ等）４２には、図３に示すようなズーム位置に応じた
イメージサークル径の情報が予め格納されている。

【００４４】カメラ１に設けられたカメラＣＰＵ４３
は、カメラＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ等）４４に予め格納さ
れている撮像素子３の画面サイズ情報を、マウント４５
の接点４６を介して交換ズームレンズ５（レンズＣＰＵ
４７）に送信することができる。

【００４５】なお、カメラ２もカメラ１と同様の構成お
よび機能が設けられている。

【００４６】図５には、交換ズームレンズ５における撮
影可否判定のフローチャートを示している。

【００４７】このフローがスタートすると、まずステッ
プ（図ではＳと略す）１で、レンズＣＰＵ４７は、カメ
ラＣＰＵ４３に対して画面サイズ情報の送信要求を出
し、これに応じてカメラＣＰＵ４３から送信された画面
サイズ情報をレンズＣＰＵ４７内のメモリに記憶する。

【００４８】また、レンズＣＰＵ４７は、ズーム検出器
４１を通じて現在のズーム位置を読み込むとともに、レ
ンズＲＯＭ４２から現在のズーム位置でのイメージサー
クル径情報を読み出す。

【００４９】そして、ステップ２では、レンズＣＰＵ４
７は、画面サイズ情報とイメージサークル径情報とを比
較して、図６に実線で示すように、イメージサークル
（ＩＣ）径が画面（Ｇ）サイズより大きい（画面がイメ
ージサークルに内接するような場合も含む）場合、すな
わちズーム範囲がカメラの画面サイズに対してＢゾーン
内にある場合には、ステップ３に進み、カメラＣＰＵ４
３に撮影許可信号を送信する。

【００５０】一方、図６に点線で示すように、イメージ
サークル（ＩＣ）径が画面（Ｇ）サイズより小さい（画
面がイメージサークルからはみ出している）場合、すな
わちズーム範囲がカメラの画面サイズに対してＡゾーン
内にある場合には、ステップ４に進み、カメラＣＰＵ４
３に撮影禁止信号を送信する。

【００５１】撮影許可信号を受けたカメラＣＰＵ４７
は、カメラの撮影スイッチが操作されることに応答して
撮像動作を行う。また、撮影禁止信号を受けたカメラＣ
ＰＵ４７は、カメラの撮影スイッチが操作されても撮像
動作を行わず、撮影が禁止されていることを示す警告表
示を行う。

【００５２】なお、レンズＣＰＵ４７は、カメラＣＰＵ
４３に撮影禁止信号を送信する代わりに、ズーム位置を
Ｂゾーンに移動させるようにしてもよい。

【００５３】このように、本実施形態の交換ズームレン
ズ５は、カメラの画面サイズに応じて使用可能なズーム
範囲を電気的に限定するので、交換ズームレンズ５の全
ズーム範囲でのイメージサークル径がカメラの画面サイ
ズに対応していない場合であっても、カメラに適正な撮
影を行わせることができる。

【００５４】したがって、本実施形態の交換ズームレン
ズ５は、様々な画面サイズを有するカメラに対して使用
することができる。

【００５５】また、本実施形態の交換ズームレンズ装置
５は、図３に示すように、広角側が望遠側よりもイメー
ジサークル径が小さくなる光学系を備えているので、広
角側での性能保証は小さい撮像画面サイズに対してのみ
行えばよい。このため、ズームレンズ装置全体としての
性能保証が容易になるとともに、前玉である第１レンズ
群６の大型化を防止でき、コンパクトでありながら高倍
率のズームレンズ装置とすることができる。

【００５６】（第２実施形態）上記第１実施形態では、
レンズＣＰＵ４７が、カメラ側から取得した画面サイズ
情報と、レンズＲＯＭ４２から読み出したイメージサー
クル径情報とを用いて撮影可否判定を行う場合について
説明したが、同様の判定を、カメラＣＰＵ４３が、レン
ズ側から取得したイメージサークル径情報と、カメラＲ
ＯＭ４４から読み出した画面サイズ情報とを用いて行う
ようにしてもよい。

【００５７】これにより、装着された交換ズームレンズ
のイメージサークル径特性にかかわらず、撮影可能なズ
ーム範囲でのみ交換ズームレンズを使用することにな
る。したがって、様々なイメージサークル径特性を有す
る交換ズームレンズを使用することができ、交換ズーム
レンズの選択の幅を広げることができる。

【００５８】（第３実施形態）図７には、本発明の第３
実施形態である交換ズームレンズおよびカメラの構成を
示している。

【００５９】第１および第２実施形態では、電気的に使
用可能なズーム範囲を制限する場合について説明した
が、本実施形態では、機械的に使用可能なズーム範囲を
制限するものである。

【００６０】本実施形態の交換ズームレンズでは、撮影
者がズーム操作環を回転操作することによってズーム駆
動が行われる。

【００６１】交換ズームレンズ５０のマウント５２をカ
メラ５６のマウント５１に装着する場合、交換ズームレ
ンズ５０をカメラ５６に対して１／４回転程度回すこと
によって装着が完了する。

【００６２】装着が開始されたとき、レンズ側のマウン
ト５２の座部によってカメラ側のマウント５１に設けら
れたズーム禁止突起５３はスプリングバネ５４の力に抗
して押し込まれ、装着完了時には、マウント５２の座部
に形成された穴部５５にズーム禁止突起５３が突入す
る。

【００６３】ズーム禁止突起５３の長さ若しくは形状
は、カメラの撮像素子の画面サイズに対応して設定され
ており、例えば画面サイズの小さいカメラでは、画面サ
イズの大きいカメラよりもズーム禁止突起５３の長さが
長く設定されている。

【００６４】一方、交換ズームレンズ５０側には、この
ズーム禁止突起５３の長さ若しくは形状によって、カメ
ラの画面サイズに対してＡゾーンとなるズーム範囲には
ズーム操作環を操作できないようにする不図示のストッ
パー機構が設けられている。

【００６５】このように、本実施形態の交換ズームレン
ズ５０およびカメラ５６は、カメラの画面サイズに応じ
て使用可能なズーム範囲を機械的に限定するので、交換
ズームレンズ５０の全ズーム範囲でのイメージサークル
径がカメラの画面サイズに対応していない場合であって
も、カメラ５６に適正な撮影を行わせることができる。

【００６６】したがって、本実施形態の交換ズームレン
ズ５０は、様々な画面サイズを有するカメラに対して使
用することができる。また、本実施形態のカメラ５６
は、様々なイメージサークル径特性を有する交換ズーム
レンズを使用することができ、交換ズームレンズの選択
の幅を広げることができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、交換ズームレンズ装置が装着されたカメラの撮
像画面サイズに応じて、イメージサークル径がその撮像
画面サイズに対して小さくなるズーム範囲での撮影を禁
止するので、様々な撮像画面サイズのカメラに対して使
用可能な交換ズームレンズ装置を実現することができ
る。

【００６８】特に、この交換ズームレンズ装置が、広角
側が望遠側よりもイメージサークル径が小さくなる光学
系を備えている場合、広角側での性能保証は小さい撮像
画面サイズに対してのみ行えばよくなるため、レンズ装
置全体としての性能保証が容易になるとともに、いわゆ
る前玉径の大型化を防止でき、コンパクトでありながら
高倍率のズームレンズ装置とすることができる。

【００６９】また、本願第２の発明によれば、交換ズー
ムレンズ装置が装着された場合、カメラ自身の撮像画面
サイズに応じて、その交換ズームレンズ装置におけるイ
メージサークル径が撮像画面サイズに対して小さくなる
ズーム範囲での撮影が禁止されるので、様々なイメージ
サークル径特性を有する交換ズームレンズ装置を使用可
能なカメラを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である交換ズームレンズ
の使用形態を示す概略図である。

【図２】上記交換ズームレンズのズーム動作を説明する
図である。

【図３】上記交換ズームレンズのズーム位置に応じたイ
メージサークル径を示したグラフである。

【図４】上記交換ズームレンズをカメラに装着した状態
の断面図である。

【図５】上記交換ズームレンズのズーム範囲の制限動作
を示すフローチャートである。

【図６】上記交換ズームレンズのイメージサークル径と
カメラの画面サイズとの関係を示す概念図である。

【図７】本発明の第３実施形態である交換ズームレンズ
およびカメラを示す概略図である。

【符号の説明】

１，２，５６カメラ３，４撮像素子５，５０交換ズームレンズＩＣイメージサークル５３ズーム禁止突起５５穴部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像画面サイズの異なる複数のカメラに
対して装着可能な交換ズームレンズ装置であって、全ズーム範囲のうち、イメージサークル径がカメラの撮
像画面サイズに対して小さくなるズーム範囲での撮影を
禁止する撮影禁止手段を有することを特徴とする交換ズ
ームレンズ装置。
【請求項２】前記撮影禁止手段は、カメラから取得し
た撮像画面サイズ情報と予め記憶されたズーム位置に応
じたイメージサークル径情報とに基づいて撮影を禁止す
るか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１に記載
の交換ズームレンズ装置。
【請求項３】前記撮影禁止手段は、撮影禁止の判定を
行ったときは、カメラに対して撮影を禁止することを示
す信号を送出することを特徴とする請求項２に記載の交
換ズームレンズ装置。
【請求項４】前記撮影禁止手段は、撮影禁止の判定を
行ったときは、イメージサークル径がカメラの撮像画面
サイズに対して大きくなるズーム範囲までズーム駆動す
ることを特徴とする請求項２に記載の交換ズームレンズ
装置。
【請求項５】前記撮影禁止手段として、カメラに撮像
画面サイズに応じて設けられたズーム禁止部材との機械
的作用により、イメージサークル径が撮像画面サイズに
対して小さくなるズーム範囲へのズーム動作を禁止する
機構を有することを特徴とする請求項１に記載の交換ズ
ームレンズ装置。
【請求項６】全ズーム範囲のうち広角側が望遠側より
もイメージサークル径が小さくなる光学系を備えたこと
を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の交換ズ
ームレンズ装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の交換
ズームレンズ装置と、この交換ズームレンズ装置が装着
されるカメラとを有して構成されることを特徴とするカ
メラシステム。
【請求項８】交換ズームレンズが装着されるカメラで
あって、交換ズームレンズ装置の全ズーム範囲のうち、
イメージサークル径がカメラの撮像画面サイズに対して
小さくなるズーム範囲での撮影を禁止する撮影禁止手段
を有することを特徴とするカメラ。
【請求項９】前記撮影禁止手段は、交換ズームレンズ
装置から取得したズーム位置に応じたイメージサークル
径情報と予め記憶した撮像画面サイズ情報とに基づいて
撮影を禁止するか否かの判定を行うことを特徴とする請
求項８に記載のカメラ。
【請求項１０】前記撮影禁止手段は、撮影禁止の判定
を行ったときは、イメージサークル径がカメラの撮像画
面サイズに対して大きくなるズーム範囲までズーム駆動
させる信号を交換ズームレンズ装置に送出することを特
徴とする請求項９に記載のカメラ。
【請求項１１】前記撮影禁止手段として、撮像画面サ
イズに応じて設けられた、交換ズームレンズ装置との機
械的作用によってイメージサークル径が撮像画面サイズ
に対して小さくなるズーム範囲へのズーム動作を禁止す
るズーム禁止部材を有することを特徴とする請求項８に
記載のカメラ。
【請求項１２】請求項８から１１のいずれかに記載の
カメラと、このカメラに装着される交換ズームレンズ装
置とを有して構成されることを特徴とするカメラシステ
ム。