JP2004085603A - Zoom lens and photographic system - Google Patents

Zoom lens and photographic system Download PDF

Info

Publication number
JP2004085603A
JP2004085603A JP2002242370A JP2002242370A JP2004085603A JP 2004085603 A JP2004085603 A JP 2004085603A JP 2002242370 A JP2002242370 A JP 2002242370A JP 2002242370 A JP2002242370 A JP 2002242370A JP 2004085603 A JP2004085603 A JP 2004085603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
focus
focusing
telephoto end
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002242370A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4298237B2 (en
Inventor
Hatayuki Tomita
富田 秦行
Shinichiro Yakita
矢北 真一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002242370A priority Critical patent/JP4298237B2/en
Publication of JP2004085603A publication Critical patent/JP2004085603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4298237B2 publication Critical patent/JP4298237B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens of a rear focus system which permits simple adjustment of a flange back with high accuracy. <P>SOLUTION: The zoom lens having a first lens group for at least variable power, a diaphragm for adjusting a light quantity nearer an imaging surface side than the first lens group, and a second lens group for focusing is constituted to have a means for correcting the second lens group at a wide angle end in accordance with the storage information judged from a focusing position at a telephoto end relating to the dormant subject existing at an arbitrary distance focusable in the entire area of zooming in the flange back adjustment for the purpose of determining the reference position of the second lens group, for determining the same as the reference position and for storing the position. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送用あるいはビデオカメラ用に好適な交換式ズームレンズ及び撮影システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
テレビカメラに脱着可能な撮影光学系を装着した場合には、レンズの結像面と撮像素子(CCD等)の位置を合致させるように、レンズの取付け面(フランジ面)から結像面までの距離(フランジバック)を調整する必要がある。従来の前玉マニュアルフォーカスレンズにおけるフランジバック調整の手順を図2を用いて説明する。
【0003】
図2において、210はカメラ本体にレンズを装着した撮影システム本体、201は撮影光学系、202はフォーカスの為のレンズ群、203は変倍のためのレンズ群、204は絞り、205は撮影光学系レンズ最終面から撮像面までの距離(バックフォーカス)を調整可能なレンズ群、206はフィルターや色分解プリズムに相当するガラスブロック、207は撮影光学系201によって形成される被写体像を受光するCCD等の撮像素子、208、209は撮影装置及びレンズの制御を行うCPUである。
【0004】
先ず、▲1▼絞り204を開放にする。▲2▼レンズ群203にてズームを望遠端にしてレンズ群202にて合焦させる。▲3▼レンズ群203にてズームを広角端にして、レンズ群205にて合焦させる。上記▲2▼、▲3▼の工程を数回繰り返してフランジバックを調整する。
【0005】
このフランジバックを調整により、ズーミングに際して結像位置を所定の位置に一定にする。
【0006】
特開平11−127376では、絞り204、及びレンズ群202、205各々に電気的に駆動する手段を設け、自動合焦手段にて上記▲1▼〜▲3▼の作業を自動化している。
【0007】
また、図2において、レンズ群202が固定され、レンズ群203より結像面側のレンズ群205にて合焦するというリアフォーカスタイプの撮影光学系が数多く提案されている。この種の撮影光学系は、上記のフランジバック調整工程▲2▼の作業が行えない為、レンズ群205のズームに連動した移動軌跡(ズームトラッキング曲線)を利用してフランジバック調整を行う方法が提案されている。
【0008】
特開平7−154667では、上記ズームトラッキング曲線の変曲点を見つけ、その後、広角端及び望遠端位置を決定してフランジバックを調整する方法が提案されている。
【0009】
特開2000−121911では、上記ズームトラッキング曲線が変曲点を持たないタイプのレンズ系におけるフランジバック調整方法が提案されている。それは、変倍光学群が設計広角端と設計望遠端の位置にある時に、自動合焦にてそれぞれのズーム位置でのフォーカス位置を把握し、予め用意されたテーブルから実際のズーム方向の調整値とフォーカス方向の調整値を求めるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、撮影システムによって様々なフランジバック調整法が存在するが、テレビカメラの交換レンズ装置の観点から必ずしも適切ではない。
【0011】
具体的には、上記特開平11−127376では、図1におけるレンズ群102、105各々に自動駆動装置を設けると共に双方のレンズ群に対して自動焦点検出が可能なシステムを構築しなければならないため、システムとして複雑な構成となってしまう。
【0012】
また、上記特開平7−154667、及び特開2000−121911では、フランジバック調整に適当な被写体を所定の距離に設置しなければならない。これは撮影者が撮影現場でフランジバックを調整することを考慮した時、制約となるばかりでなく、被写体距離のズレがフランジバック調整精度の劣化の原因となる。
【0013】
そこで、本発明は、リアフォーカスタイプの撮影光学系において、自動合焦手段を利用して、任意の距離にある不動の被写体にてフランジバック調整を行うことを可能にすると共に、演算が簡潔で、高速、高精度なフランジバック調整機能を有するズームレンズ及び撮影システムの提供を目的とする。
【0014】
【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、本発明では、少なくとも変倍の為の第1レンズ群と、前記第1レンズ群より結像面側に光量を調節する為の絞りと、フォーカスの為の第2レンズ群とを有して構成されているズームレンズにおいて、前記第2レンズ群の基準位置を決定する為のフランジバック調整において、ズーム全域に渡って合焦可能な任意の距離にある不動の被写体に対して、望遠端にて合焦の可否及び位置を判断、記憶するとともに、
【数5】

Figure 2004085603
の時、
上記第2レンズ群に関して、広角端にて合焦後に望遠端での合焦位置を基に合焦位置を補正して基準位置として記憶するようにしている。
【0015】
カム等を用いた機構式によって広角端での上記第1レンズ群の光軸上の位置が確定しているズームレンズにおいて、広角端で上記第2レンズ群にて自動合焦することによって、ズームトラッキング曲線の広角端における端点を明確にすることができる。また、無限遠の被写体に対する合焦位置と、全ズーム領域にわたって合焦可能な最至近距離の被写体に対する合焦位置との差の絶対値は、一般的に概ね焦点距離の自乗に比例することが知られており、広角端にて最も小さい。従って、全ズーム領域で合焦可能な被写体距離範囲内において任意の距離にある不動の被写体に対して、広角端での上記第2レンズ群の合焦位置近傍に必ず基準位置が存在する。
【0016】
上記発明において好ましくは、上記第2レンズ群に関して、望遠端にて上記フランジバック調整時に用いる被写体に対して合焦の可否を判断する手段を有するのがよい。すなわち、合焦が不可能と判断された場合、全ズーム領域で合焦可能な被写体距離範囲外に被写体が存在する事を表す。この被写体を用いて上記に記載のフランジバック調整を行うと、その精度は悪化する。あるいは、この被写体にて精度良くフランジバック調整を行うには、その方法は複雑化してしまう。つまり、合焦の可否を判断する事により、上記に記載のフランジバック調整を高精度に行うことが可能となる。
【0017】
また、Fナンバーが明るい、撮像素子の画素が細かいなど焦点深度が浅い撮影システムにおいては、望遠端における前記第2群の無限遠の被写体距離に対する合焦位置とズーム全域において合焦可能な最も近距離の被写体Lに対する合焦位置との差をMt、広角端における無限遠の被写体に対する合焦位置と前記被写体距離Lに対する合焦位置との差をMw、撮影システムの焦点深度をδ、前記第2レンズ群の最小移動量をd、また、前記第2レンズ群によって焦点深度に相当するバックフォーカスを変化させるのに必要な移動量をlとしたとき、分割数mを以下の式で定義するとともに、
【0018】
【数6】
Figure 2004085603
【0019】
望遠端における前記第2レンズ群の移動範囲Mtを分割数mで等分割し記憶すると共に、望遠端における合焦判定時に前記第2レンズ群がどの領域に位置したかを記憶すると共に、広角端にて自動合焦後に望遠端での記憶情報を基に補正し基準位置として記憶する手段を有するのがよい。これにより、簡潔な演算処理を実現すると共に、より高精度なフランジバック調整を行うことが可能となる。
【0020】
また、上記フランジバック調整時に上記絞りを開放状態にするのがよい。
【0021】
これにより焦点深度が浅くなり自動合焦の精度が上がる為、高精度なフランジバック調整が可能となる。
【0022】
また、上記フランジバック調整を行うことを指示する部材を有するのがよい。
【0023】
なお、上記第1レンズ群より物体側に手動操作により合焦可能な第0レンズ群を有して構成されているズームレンズにおいて、上記フランジバック調整時に上記第0レンズ群を所定の位置に固定するのがよい。
【0024】
これにより、望遠端で上記第0レンズ群による合焦作業と広角端で上記第2レンズ群による合焦作業とを数回繰り返して行われる上記記載の従来のフランジバック調整に比して、操作が簡潔で撮影者の負担が少なく、且つ高速なフランジバック調整が可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図1を用いて説明する。図1において、110はカメラ本体にレンズを装着した撮影システム本体、101は撮影光学系、102は固定もしくは手動による合焦の為に可動なレンズ群、103は変倍のためのレンズ群、104は絞り、105は自動合焦のためのフォーカス群、106はフィルターや色分解プリズムに相当するガラスブロック、107は撮影光学系101によって形成される被写体像を受光するCCD等の撮像素子、108、109は撮影システム及びレンズの制御を行うCPU及びレンズ群の光軸上の位置を記憶するための記憶装置、111はフランジバック調整を行う事を指示する部材である。レンズ群103はカム方式によってズーム全域に渡って光軸上の位置が決められている。
【0026】
この撮影システム110におけるフランジバックの調整は以下の手順で行う。▲1▼例えばジーメンススターチャートのようにコントラストのはっきりした被写体を撮影システム110と正対するように任意の距離に固定して設置する。▲2▼絞り104を開放状態にするとともに、レンズ群102が手動による合焦の為に可動な場合には所定の位置に固定する。▲3▼レンズ群102を望遠端に配置し合焦の可否を判断すると共に、位置を記憶する。▲4▼次に、レンズ群102を広角端に配置し自動合焦後に、レンズ群105の位置に対して▲3▼で記憶した望遠端での合焦位置の情報を基に補正を掛け基準位置と決定し、その位置を記憶する事でフランジバック調整を終了する。
【0027】
このとき、部材111にて▲2▼、▲3▼及び▲4▼の一連の作業を自動で行うようにしても良いし、▲2▼、▲3▼の作業後に部材111によって▲4▼の作業だけ行うようにしてもよい。
【0028】
本発明の実施の形態をズームレンズの光学的構成から説明する。図3において、物体側から順に、1は合焦の為の第1レンズ群、2は変倍時に移動可能な第2レンズ群、3は変倍時の結像位置の移動を補正するための第3レンズ群、4は固定の第4レンズ群、5は自動合焦の為の第5レンズ群、12は色分解プリズムなどのガラスブロック、11は絞りである。第1レンズ群1、第4レンズ群4及び第5レンズ群5は変倍の際に固定である。また、第5レンズ群5にて合焦させる事でフランジバックを調整する。
【0029】
下記の表1は、図3のズームレンズに対応するものである。
【0030】
【表1】
Figure 2004085603
【0031】
図4に無限遠と最至近距離の各々の被写体に対するズームトラッキング曲線を示す。なお、図3のズームレンズにおいて、全ズーム域に渡って合焦可能な最至近距離はズームレンズ最前面から432mmである。
【0032】
図4よりフォーカスの移動範囲は、広角端にて最も小さく、望遠端にて最も大きい。つまり、望遠端にて合焦可能な被写体距離であれば、全ズーム領域で合焦可能な被写体距離と言える。全ズーム領域にわたって合焦可能な最も近い被写体距離を至近距離Lとした時、本発明は、図4の無限遠と至近距離Lの両ズームトラッキング曲線間の距離範囲内の被写体に対して効果的であり、上記範囲外の被写体距離に関してはフランジバック調整の精度が悪化する。そのため、任意の距離に設置された被写体に対して、望遠端にて合焦の可否を判断し、フランジバック調整の精度を判断するのがよい。更に、合焦不可能の場合はフランジバック調整不可能を表す信号を出力または表示する手段を有するのがよい。
【0033】
条件式(1)は、本発明のフランジバック調整で記憶した基準位置を補正する必要性を示している。この条件式(1)を満足した時、広角端での合焦位置を補正して基準位置とすることによって、より高精度なフランジバック調整が可能となる。ここで、許容錯乱円径をε、広角端での開放FナンバーをFすると、焦点深度δは概ね、
δ=εF
で表される。また、第5レンズ群5のバックフォーカスに対する敏感度をsとすると、バックフォー
カスを焦点深度δだけずらすのに必要な第5レンズ群5の移動量lは、
【数7】
Figure 2004085603
で表される。
【0034】
広角端における、第5レンズ群5の無限遠の被写体に対する合焦位置と至近距離Lの被写体に対する合焦位置との差をMとすると、|M|より上記lが小さければ、被写体距離によっては基準位置のズレがボケとして画面上で認知され、より高精度なフランジバック調整が必要となる。上記発明で決定した基準位置の補正が必要となる制限条件は、
【数8】
Figure 2004085603
で表す事ができる。
【0035】
第5レンズ群は、ステッピング・モーターやDCモーター等のアクチュエーターで駆動され最小移動量dは概ねl/8≦d≦lであることが望ましい。d<l/8の条件では駆動範囲全域を移動させるための移動速度が遅くなりすぎてしまい適切ではない。逆に,δ<lの条件では、画面上ボケとして認められてしまい見苦しいものとなってしまう。
本実施形態ではd=l/2とし、条件式(2)における分割数mは、
【数9】
Figure 2004085603
としている。分割数mは、小数点第1桁を四捨五入した整数である。
【0036】
ここで、表1の各パラメータと条件式(1)の関係を表2に示す。
【0037】
【表2】
Figure 2004085603
【0038】
表2より、表1は広角端での自動合焦位置を基準位置として記憶するだけでは、被写体距離によって真の基準位置とのズレが上記の理由により画面上で認知されてしまう可能性がある。
【0039】
次に補正の方法について述べる。上記(2.1)より、望遠端における第2レンズ群の移動範囲を10分割する。また、無限遠から被写体距離432mmまでの第2レンズ群の移動量はMt=−13.6mmから、1.36mm刻みの10の領域を記憶しておく。望遠端にて合焦の可否を判断すると共に、基準位置として補正するための補正量を以下に示す。mtは、望遠端におけるレンズの移動量を示す。
【0040】
【表3】
Figure 2004085603
【0041】
このように、広角端での合焦位置に補正を加えて基準位置として記憶させる事でより高精度なフランジバック調整が可能となる。本実施形態においてd=l/2としていることにより、フランジバックの精度としては、焦点深度δの1/2、すなわち8μm程度という高い精度となる。
【0042】
望遠端での合焦位置を基に補正量を決定したが、所定のズームポジションにおける合焦位置を基に基準位置を決定しても良い。但し、望遠端以外の所定のズームポジションで行う場合は、そのズームポジションに於ける変倍に関わるレンズ群の光軸上の位置を正確に把握しなければならない為、ズームのどちらかの端点(広角端かあるいは望遠端)との位置関係を予め記憶させておく手段が必要となる等、効率的でない。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リアフォーカスタイプの撮影光学系において、任意の距離の被写体にて、広角端での上記リアフォーカスレンズ群の合焦位置に望遠端での合焦位置から判断した記憶情報と基に補正し基準位置として決定し、その位置を記憶することで、演算が簡潔で、高速なフランジバック調整を行う事ができる。
【0044】
また、上記リアフォーカスレンズ群にて、上記の被写体に対して望遠端での合焦の可否を判断する事で、より高精度なフランジバック調整が可能となる。
【0045】
また、上記フランジバック調整時に上記絞りを開放状態にすることで、焦点深度が浅くなり自動合焦の精度が上がる為、高精度なフランジバック調整が可能となる。
【0046】
また、上記フランジバック調整を行うことを指示する部材を有する事で、操作が簡潔で撮影者の制約が少なく、且つ高速なフランジバック調整が可能となる。
【0047】
また、前記第1レンズ群より物体側に合焦可能な第0レンズ群を有して構成されているズームレンズにおいて、前記フランジバック調整時に前記第0レンズ群を所定の位置に固定することによって、前玉フォーカスとリアフォーカス両方の機能を有したズームレンズに於けるフランジバック調整を簡潔にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における撮影システムの模式図。
【図2】前玉マニュアルフォーカスレンズを撮影光学系として用いた撮影システムの模式図。
【図3】本発明の実施形態(表1)のズームレンズの光学的構成を示す図。
【図4】本発明の実施形態(表1)のズームトラッキング曲線を示す図。
【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
11 絞り
12 ガラスブロック[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interchangeable zoom lens and a photographing system suitable for broadcasting or a video camera.
[0002]
[Prior art]
When a detachable photographic optical system is attached to the TV camera, the distance from the lens mounting surface (flange surface) to the image forming surface is adjusted so that the image plane of the lens and the position of the image sensor (CCD, etc.) match. It is necessary to adjust the distance (flange back). The procedure for adjusting the flange back in the conventional front lens manual focus lens will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 2, reference numeral 210 denotes a photographing system main body in which a lens is mounted on a camera main body, 201 denotes a photographing optical system, 202 denotes a lens group for focusing, 203 denotes a lens group for zooming, 204 denotes an aperture, and 205 denotes a photographing optical system. A lens group capable of adjusting the distance (back focus) from the final surface of the system lens to the imaging surface; 206, a glass block corresponding to a filter or a color separation prism; 207, a CCD for receiving a subject image formed by the photographing optical system 201 Reference numerals 208 and 209 denote CPUs for controlling the imaging device and the lens.
[0004]
First, (1) the aperture 204 is opened. (2) The zoom is set at the telephoto end by the lens group 203, and the lens group 202 focuses. (3) The zoom is set to the wide-angle end by the lens group 203, and the lens group 205 focuses. The steps (2) and (3) are repeated several times to adjust the flange back.
[0005]
By adjusting the flange back, the imaging position is kept at a predetermined position during zooming.
[0006]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-127376, means for electrically driving the aperture 204 and the lens groups 202 and 205 are provided, and the above operations (1) to (3) are automated by automatic focusing means.
[0007]
In FIG. 2, there have been proposed many rear-focus type photographing optical systems in which the lens group 202 is fixed and the lens group 205 on the image plane side of the lens group 203 focuses. Since this type of photographing optical system cannot perform the above-described operation of the flange back adjustment step (2), a method of performing flange back adjustment using a movement locus (zoom tracking curve) interlocked with zooming of the lens group 205 is known. Proposed.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-154667 proposes a method of finding an inflection point of the zoom tracking curve, and thereafter determining the wide-angle end and the telephoto end to adjust the flange back.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-121911 proposes a flange back adjustment method for a lens system of a type in which the zoom tracking curve has no inflection point. That is, when the variable power optical group is at the design wide-angle end and the design telephoto end, the focus position at each zoom position is grasped by automatic focusing, and the adjustment value in the actual zoom direction is obtained from a table prepared in advance. And the focus direction adjustment value.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there are various flange back adjustment methods depending on the photographing system, but they are not always appropriate from the viewpoint of the interchangeable lens device of the television camera.
[0011]
Specifically, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-127376, it is necessary to provide an automatic driving device for each of the lens groups 102 and 105 in FIG. 1 and to construct a system capable of automatic focus detection for both lens groups. However, the configuration becomes complicated as a system.
[0012]
In Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-154667 and 2000-121911, a subject appropriate for flange-back adjustment must be set at a predetermined distance. This is not only a restriction when the photographer considers adjusting the flange back at the photographing site, but also a deviation of the subject distance causes deterioration of the flange back adjustment accuracy.
[0013]
Therefore, the present invention makes it possible to perform flange back adjustment on an immovable subject at an arbitrary distance by using an automatic focusing means in a rear focus type photographing optical system, and the calculation is simple. Another object of the present invention is to provide a zoom lens and a photographing system having a high-speed, high-precision flange-back adjustment function.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, at least a first lens unit for zooming, a stop for adjusting the amount of light from the first lens unit to the image forming surface side, and a first lens unit for focusing. In a zoom lens configured to include two lens groups, in a flange back adjustment for determining a reference position of the second lens group, an immovable lens at an arbitrary distance that can be focused over the entire zoom range. With respect to the subject, while determining and storing whether or not focusing is possible at the telephoto end and the position,
(Equation 5)
Figure 2004085603
time,
For the second lens group, after focusing at the wide-angle end, the focusing position is corrected based on the focusing position at the telephoto end and stored as a reference position.
[0015]
In a zoom lens in which the position on the optical axis of the first lens group at the wide-angle end is determined by a mechanism using a cam or the like, zooming is performed by automatic focusing by the second lens group at the wide-angle end. The end point at the wide-angle end of the tracking curve can be clarified. In addition, the absolute value of the difference between the in-focus position for an infinitely distant subject and the in-focus position for the closest object that can be focused over the entire zoom area is generally approximately proportional to the square of the focal length. Known and smallest at wide-angle end. Therefore, a reference position always exists near an in-focus position of the second lens group at the wide-angle end for an immovable subject at an arbitrary distance within a subject distance range that can be focused in the entire zoom region.
[0016]
Preferably, in the above invention, the second lens group preferably has means for determining whether or not the subject used at the time of the flange back adjustment at the telephoto end is in focus. That is, when it is determined that focusing cannot be performed, it indicates that the subject exists outside the subject distance range in which focusing can be performed in the entire zoom area. When the above-described flange back adjustment is performed using this subject, the accuracy is deteriorated. Alternatively, in order to accurately perform flange-back adjustment on this subject, the method becomes complicated. That is, by determining whether or not focusing is possible, the above-described flange back adjustment can be performed with high accuracy.
[0017]
In a photographing system having a shallow depth of focus such as a bright F-number or a fine pixel of an image sensor, the focus position with respect to the infinity subject distance of the second group at the telephoto end and the closest focus position in the entire zoom range. Mt is the difference between the in-focus object at the wide-angle end and the difference between the in-focus object at the wide-angle end and the in-focus position with respect to the object distance L. When the minimum movement amount of the two lens groups is d and the movement amount required to change the back focus corresponding to the depth of focus by the second lens group is l, the division number m is defined by the following equation. With
[0018]
(Equation 6)
Figure 2004085603
[0019]
The moving range Mt of the second lens group at the telephoto end is equally divided by the division number m and stored, and at the time of focusing determination at the telephoto end, which area the second lens group is located at is stored. It is preferable to have a means for correcting based on the information stored at the telephoto end after automatic focusing and storing it as a reference position. As a result, it is possible to realize simple arithmetic processing and perform more accurate flange back adjustment.
[0020]
In addition, it is preferable that the aperture be opened when the flange back is adjusted.
[0021]
As a result, the depth of focus becomes shallow, and the accuracy of automatic focusing is increased, so that highly accurate flange back adjustment can be performed.
[0022]
Also, it is preferable to have a member for instructing to perform the flange back adjustment.
[0023]
In the zoom lens having a zero lens group that can be manually focused on the object side with respect to the first lens group, the zero lens group is fixed at a predetermined position during the flange back adjustment. Good to do.
[0024]
As a result, compared to the above-described conventional flange back adjustment in which the focusing operation by the 0th lens group and the focusing operation by the second lens group at the wide-angle end are repeated several times at the telephoto end, However, it is simple, the burden on the photographer is small, and high-speed flange back adjustment can be performed.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 110 denotes a photographing system main body in which a lens is mounted on a camera main body, 101 denotes a photographing optical system, 102 denotes a fixed or manual movable lens group for focusing, 103 denotes a lens group for zooming, 104 Is a diaphragm, 105 is a focus group for automatic focusing, 106 is a glass block corresponding to a filter or a color separation prism, 107 is an image sensor such as a CCD for receiving a subject image formed by the photographing optical system 101, 108, Reference numeral 109 denotes a CPU for controlling the photographing system and the lens, and a storage device for storing the positions of the lens groups on the optical axis. Reference numeral 111 denotes a member for instructing to perform the flange back adjustment. The position of the lens group 103 on the optical axis is determined over the entire zoom range by the cam method.
[0026]
The adjustment of the flange back in the photographing system 110 is performed in the following procedure. {Circle around (1)} An object having a clear contrast such as a Siemens star chart is fixedly installed at an arbitrary distance so as to face the photographing system 110. {Circle around (2)} The aperture 104 is opened, and when the lens group 102 is movable for manual focusing, it is fixed at a predetermined position. {Circle around (3)} The lens group 102 is arranged at the telephoto end to determine whether or not focusing is possible, and to store the position. (4) Next, the lens group 102 is arranged at the wide-angle end, and after automatic focusing, the position of the lens group 105 is corrected based on the information on the focusing position at the telephoto end stored in (3) and used as a reference. The flange back adjustment is completed by determining the position and storing the position.
[0027]
At this time, a series of operations of (2), (3) and (4) may be automatically performed by the member 111, or the (111) of (4) may be performed by the member 111 after the operations of (2) and (3). Only the work may be performed.
[0028]
An embodiment of the present invention will be described from an optical configuration of a zoom lens. In FIG. 3, in order from the object side, 1 is a first lens group for focusing, 2 is a second lens group movable at the time of zooming, and 3 is a lens for correcting movement of an imaging position at the time of zooming. The third lens group, 4 is a fixed fourth lens group, 5 is a fifth lens group for automatic focusing, 12 is a glass block such as a color separation prism, and 11 is a diaphragm. The first lens group 1, the fourth lens group 4, and the fifth lens group 5 are fixed during zooming. In addition, the focal length is adjusted by the fifth lens group 5 to adjust the flange back.
[0029]
Table 1 below corresponds to the zoom lens of FIG.
[0030]
[Table 1]
Figure 2004085603
[0031]
FIG. 4 shows a zoom tracking curve for each subject at infinity and the closest distance. In the zoom lens shown in FIG. 3, the shortest distance at which focus can be achieved over the entire zoom range is 432 mm from the front surface of the zoom lens.
[0032]
FIG. 4 shows that the focus movement range is the smallest at the wide-angle end and the largest at the telephoto end. In other words, if the object distance can be focused at the telephoto end, it can be said that the object distance can be focused in the entire zoom area. When the closest object distance that can be focused over the entire zoom region is the close distance L, the present invention is effective for an object within the distance range between the zoom tracking curves of infinity and close distance L in FIG. However, for subject distances outside the above range, the accuracy of the flange back adjustment deteriorates. Therefore, it is preferable to determine whether or not to focus on a subject set at an arbitrary distance at the telephoto end, and to determine the accuracy of the flange back adjustment. Further, it is preferable to have a means for outputting or displaying a signal indicating that flange back adjustment is impossible when focusing is impossible.
[0033]
Conditional expression (1) indicates the need to correct the reference position stored in the flange back adjustment of the present invention. When this conditional expression (1) is satisfied, the focus position at the wide-angle end is corrected and used as the reference position, thereby enabling more accurate flange-back adjustment. Here, when the allowable confusion circle diameter is ε and the open F number at the wide-angle end is F, the depth of focus δ is approximately
δ = εF
Is represented by Further, assuming that the sensitivity of the fifth lens group 5 to the back focus is s, the movement amount l of the fifth lens group 5 required to shift the back focus by the depth of focus δ is:
(Equation 7)
Figure 2004085603
Is represented by
[0034]
At the wide angle end, when the difference between the focus position with respect to the subject of the focusing position and a close distance L to an object at infinity of the fifth lens group 5 and M W, | M W | Smaller than the l, object distance In some cases, the deviation of the reference position is recognized as blur on the screen, and a more accurate flange back adjustment is required. The limiting conditions that require correction of the reference position determined in the above invention are as follows:
(Equation 8)
Figure 2004085603
Can be represented by
[0035]
The fifth lens group is driven by an actuator such as a stepping motor or a DC motor, and it is desirable that the minimum movement amount d is approximately 1/8 ≦ d ≦ l. Under the condition of d <l / 8, the moving speed for moving the entire driving range becomes too slow, which is not appropriate. Conversely, under the condition of δ <l, the image is recognized as blur on the screen, making the image unsightly.
In this embodiment, d = 1/2, and the division number m in the conditional expression (2) is
(Equation 9)
Figure 2004085603
And The division number m is an integer obtained by rounding off the first digit of the decimal point.
[0036]
Here, Table 2 shows the relationship between each parameter in Table 1 and conditional expression (1).
[0037]
[Table 2]
Figure 2004085603
[0038]
As can be seen from Table 2, in Table 1, simply storing the autofocus position at the wide-angle end as the reference position may cause the deviation from the true reference position to be recognized on the screen due to the subject distance for the above-described reason. .
[0039]
Next, a correction method will be described. According to (2.1) above, the moving range of the second lens group at the telephoto end is divided into ten. In addition, as for the movement amount of the second lens group from infinity to the object distance of 432 mm, ten areas are stored in increments of 1.36 mm from Mt = 13.6 mm. The correction amount for determining whether or not focusing is possible at the telephoto end and correcting the focus as a reference position is shown below. mt indicates the amount of movement of the lens at the telephoto end.
[0040]
[Table 3]
Figure 2004085603
[0041]
As described above, by correcting the focus position at the wide-angle end and storing the corrected focus position as the reference position, more accurate flange-back adjustment can be performed. By setting d = l / 2 in the present embodiment, the accuracy of the flange back is as high as の of the depth of focus δ, that is, about 8 μm.
[0042]
Although the correction amount is determined based on the focus position at the telephoto end, the reference position may be determined based on the focus position at a predetermined zoom position. However, when the zoom is performed at a predetermined zoom position other than the telephoto end, the position on the optical axis of the lens group related to zooming at that zoom position must be accurately grasped. This is inefficient because, for example, means for pre-storing the positional relationship with the wide-angle end or the telephoto end is required.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a rear-focus type photographing optical system, an in-focus position of the rear focus lens group at the wide-angle end and an in-focus position at the telephoto end are set for a subject at an arbitrary distance. The reference position is corrected based on the stored information determined from the above, and is determined as the reference position, and the position is stored, so that the calculation can be simplified and the flange back adjustment can be performed at high speed.
[0044]
Further, by determining whether or not the subject can be focused at the telephoto end by the rear focus lens group, it is possible to perform more accurate flange-back adjustment.
[0045]
In addition, by setting the aperture to the open state at the time of the flange back adjustment, the depth of focus becomes shallow, and the accuracy of the automatic focusing is increased, so that the flange back can be adjusted with high accuracy.
[0046]
Further, the provision of the member for instructing to perform the above-mentioned flange-back adjustment enables a simple operation, less restrictions on the photographer, and a high-speed flange-back adjustment.
[0047]
Further, in a zoom lens configured to include a zero lens group capable of focusing on the object side with respect to the first lens group, by fixing the zero lens group at a predetermined position during the flange back adjustment. In addition, flange back adjustment in a zoom lens having both front and rear focus functions can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an imaging system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a photographing system using a front lens manual focus lens as a photographing optical system.
FIG. 3 is a diagram showing an optical configuration of a zoom lens according to the embodiment (Table 1) of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a zoom tracking curve according to the embodiment (Table 1) of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 first lens group 2 second lens group 3 third lens group 4 fourth lens group 5 fifth lens group 11 aperture 12 glass block

Claims (10)

少なくとも変倍のための第1レンズ群と、この第1レンズ群より結像面側に光量を調節するための絞りと、フォーカスのための第2レンズ群とを有するズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群の基準位置を決定する為のフランジバック調整において、ズーム全域に渡って合焦可能な任意の距離にある不動の被写体に対して、望遠端にて合焦の可否及び位置を判断、記憶するとともに、
Figure 2004085603
の時、
前記第2レンズ群に関して、広角端にて合焦後に、望遠端での合焦位置を基に合焦位置を補正し基準位置として記憶することを特徴とするズームレンズ。
In a zoom lens having at least a first lens group for zooming, an aperture for adjusting the amount of light on the image plane side of the first lens group, and a second lens group for focusing,
In the flange back adjustment for determining the reference position of the second lens group, for an immovable subject at an arbitrary distance that can be focused over the entire zoom range, whether or not to focus at the telephoto end and the position are determined. Judge and remember,
Figure 2004085603
time,
The zoom lens according to claim 2, wherein after focusing at the wide-angle end, the focusing position is corrected based on the focusing position at the telephoto end and stored as a reference position.
望遠端における前記第2群の無限遠の被写体距離に対する合焦位置とズーム全域において合焦可能な最も近距離の被写体Lに対する合焦位置との差をMt、広角端における無限遠の被写体に対する合焦位置と前記被写体距離Lに対する合焦位置との差をMw、撮影システムの焦点深度をδ、前記第2レンズ群の最小移動量をd、前記第2レンズ群によって焦点深度に相当するバックフォーカスを変化させるのに必要な移動量をlとしたとき、分割数mを以下の式で定義するとともに、
Figure 2004085603
望遠端における前記第2レンズ群の移動範囲Mtを分割数mで等分割し記憶すると共に、望遠端における合焦判定時に前記第2レンズ群がどの領域に位置したかを記憶すると共に、広角端にて合焦後に望遠端での記憶情報を基に補正し基準位置として記憶する事を特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
Mt is the difference between the in-focus position of the second group at infinity at the telephoto end and the in-focus position of the closest object L that can be focused in the entire zoom range. The difference between the focus position and the focus position with respect to the subject distance L is Mw, the depth of focus of the imaging system is δ, the minimum amount of movement of the second lens group is d, and the back focus equivalent to the depth of focus by the second lens group. Assuming that the amount of movement required to change is 1, the number of divisions m is defined by the following equation,
Figure 2004085603
The moving range Mt of the second lens group at the telephoto end is equally divided by the division number m and stored, and at the time of focusing determination at the telephoto end, which area the second lens group is located at is stored. 2. The zoom lens according to claim 1, wherein after focusing, a correction is made based on information stored at the telephoto end and stored as a reference position.
前記フランジバック調整時に前記絞りを開放状態にする事を特徴とする請求項1記載のズームレンズ。2. The zoom lens according to claim 1, wherein the aperture is opened when the flange back is adjusted. 前記フランジバック調整を行うことを指示する部材を有する事を特徴とする請求項1記載のズームレンズ。The zoom lens according to claim 1, further comprising a member that instructs to perform the flange back adjustment. 前記第1レンズ群より物体側に合焦可能な第0レンズ群を有して構成されているズームレンズにおいて、前記フランジバック調整時に前記第0レンズ群を所定の位置に固定することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。In a zoom lens configured to include a zero lens group capable of focusing on the object side with respect to the first lens group, the zero lens group is fixed at a predetermined position during the flange back adjustment. The zoom lens according to claim 1, wherein: 少なくとも変倍のための第1レンズ群と、この第1レンズ群より結像面側に光量を調節するための絞りと、フォーカスのための第2レンズ群とを有するズームレンズを備えた撮像システムにおいて、
前記第2レンズ群の基準位置を決定する為のフランジバック調整において、ズーム全域に渡って合焦可能な任意の距離にある不動の被写体に対して、望遠端にて合焦の可否及び位置を判断、記憶するとともに、
Figure 2004085603
の時、
前記第2レンズ群に関して、広角端にて合焦後に、望遠端での合焦位置を基に合焦位置を補正し基準位置として記憶することを特徴とする撮影システム。
An imaging system including a zoom lens having at least a first lens group for zooming, an aperture for adjusting the amount of light on the image plane side of the first lens group, and a second lens group for focusing. At
In the flange back adjustment for determining the reference position of the second lens group, for an immovable subject at an arbitrary distance that can be focused over the entire zoom range, whether or not to focus at the telephoto end and the position are determined. Judge and remember,
Figure 2004085603
time,
An imaging system, wherein the second lens group is configured to correct a focus position based on a focus position at a telephoto end after focusing at a wide-angle end and store the corrected focus position as a reference position.
望遠端における前記第2群の無限遠の被写体距離に対する合焦位置とズーム全域において合焦可能な最も近距離の被写体Lに対する合焦位置との差をMt、広角端における無限遠の被写体に対する合焦位置と前記被写体距離Lに対する合焦位置との差をMw、撮影システムの焦点深度をδ、前記第2レンズ群の最小移動量をd、また、前記第2レンズ群によって焦点深度に相当するバックフォーカスを変化させるのに必要な移動量をlとしたとき、分割数mを以下の式で定義するとともに、
Figure 2004085603
望遠端における前記第2レンズ群の移動範囲Mtを分割数mで等分割し記憶すると共に、望遠端における合焦判定時に前記第2レンズ群がどの領域に位置したかを記憶すると共に、広角端にて合焦後に望遠端での記憶情報を基に補正し基準位置として記憶する事を特徴とする請求項6記載の撮影システム。
Mt is the difference between the in-focus position of the second group at infinity at the telephoto end and the in-focus position of the closest object L that can be focused in the entire zoom range. The difference between the focus position and the focus position with respect to the subject distance L is Mw, the depth of focus of the imaging system is δ, the minimum movement amount of the second lens group is d, and the second lens group corresponds to the depth of focus. Assuming that the amount of movement required to change the back focus is l, the division number m is defined by the following equation,
Figure 2004085603
The moving range Mt of the second lens group at the telephoto end is equally divided by the division number m and stored, and at the time of focusing determination at the telephoto end, which area the second lens group is located at is stored. 7. The photographing system according to claim 6, wherein after focusing, a correction is made based on information stored at the telephoto end and stored as a reference position.
前記フランジバック調整時に前記絞りを開放状態にする事を特徴とする請求項6記載の撮影システム。7. The photographing system according to claim 6, wherein the aperture is opened when the flange back is adjusted. 前記フランジバック調整を行うことを指示する部材を有する事を特徴とする請求項6記載の撮影システム。The photographing system according to claim 6, further comprising a member that instructs to perform the flange back adjustment. 前記第1レンズ群より物体側に合焦可能な第0レンズ群を有して構成されているズームレンズにおいて、前記フランジバック調整時に前記第0レンズ群を所定の位置に固定することを特徴とする請求項6記載の撮影システム。In a zoom lens configured to include a zero lens group capable of focusing on the object side with respect to the first lens group, the zero lens group is fixed at a predetermined position during the flange back adjustment. The photographing system according to claim 6.
JP2002242370A 2002-08-22 2002-08-22 Zoom lens and photographing system Expired - Fee Related JP4298237B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002242370A JP4298237B2 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Zoom lens and photographing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002242370A JP4298237B2 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Zoom lens and photographing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004085603A true JP2004085603A (en) 2004-03-18
JP4298237B2 JP4298237B2 (en) 2009-07-15

Family

ID=32051469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002242370A Expired - Fee Related JP4298237B2 (en) 2002-08-22 2002-08-22 Zoom lens and photographing system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4298237B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007058115A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Canon Inc Imaging apparatus and method of controlling the same
WO2010029686A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-18 パナソニック株式会社 Lens barrel and imaging device
US7944635B2 (en) 2007-08-17 2011-05-17 Sony Corporation Lens barrel and image pickup apparatus
CN118363159A (en) * 2024-06-18 2024-07-19 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 Zoom lens

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007058115A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Canon Inc Imaging apparatus and method of controlling the same
US7944635B2 (en) 2007-08-17 2011-05-17 Sony Corporation Lens barrel and image pickup apparatus
WO2010029686A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-18 パナソニック株式会社 Lens barrel and imaging device
US8619161B2 (en) 2008-09-10 2013-12-31 Panasonic Corporation Lens barrel and imaging device
CN118363159A (en) * 2024-06-18 2024-07-19 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 Zoom lens

Also Published As

Publication number Publication date
JP4298237B2 (en) 2009-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4181886B2 (en) Zoom lens control device and photographing system
EP2993506B1 (en) Interchangeable lens apparatus, image capturing apparatus and system
US8861948B2 (en) Image pickup apparatus
JP4804210B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP5906235B2 (en) Imaging device
JPH116951A (en) Lens device or optical equipment
JPH0593850A (en) Autofocusing device
JP2002258147A (en) Imaging apparatus, focus adjustment method and storage medium
JP2010107866A (en) Digital camera and optical apparatus
US5036349A (en) Autofocusing system for camera
JP2010169882A (en) Digital camera and optical equipment
JP4298237B2 (en) Zoom lens and photographing system
JPH05210039A (en) Zoom lens camera
JP2002023041A (en) Photographing distance measuring device, photographing lens, camera system and information arithmetic device for camera system
JP2008040084A (en) Optical device
JP2009139728A (en) Controller
JP2988793B2 (en) Optical equipment
JPH09297335A (en) Automatic focusing device for camera
JP2577264Y2 (en) Camera viewfinder
JP3216285B2 (en) Optical equipment
JP2001350087A (en) Automatic focusing device and camera system
JP2000199865A (en) Finder optical system
US5493361A (en) Focus correcting apparatus for an auto focus camera
JP2007240566A (en) Focus detecting device, optical apparatus and camera
JP2004279559A (en) Autofocus camera

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050526

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081111

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090407

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090415

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4298237

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120424

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130424

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130424

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140424

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees