JP2593659C

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Info

Publication number: JP2593659C
Authority: JP
Original assignee: 株式会社タムロン
Publication date: 1999-09-06

Description

【発明の詳細な説明】（従来技術）従来のスチルカメラやビデオカメラ等のズームレンズにおいて、焦点調節をな
すために対物レンズを含む第１群を移動させている。この方式からなるズームレ
ンズを自動焦点調節する場合、モータにより駆動するレンズの慣性質量が大きい
ために高速で駆動することが困難でかつ作動時間が長いという問題があり、特に
この問題は大口径の長焦点レンズ程著しい。また、自動焦点調節に使用される駆
動モータは、可能な限り小型軽量で低消費電力であることを要求され、一方駆動
トルクを上げるためにギヤ比等の調節によって駆動速度を下げなければならない
。以上の要求を満足するには、慣性質量の小さい内焦式ズームレンズにして軽重
のフォーカス用レンズを移動するように構成すればよく、高速駆動が可能になり
合焦までの作動時間も短縮できる。しかしながら、ズームレンズの焦点調節を内焦式で行う場合、各焦点距離によ
ってフォーカス用レンズの移動量が変化する。すなわち、短焦点側では少なく、
長焦点側では多くなるという特性ががある。従って、従来の焦点調節装置ではズ
ーミングするたびに合焦位置が移動し、ズームレンズとしての特性を失なってし
まうという問題があった。すなわち、同一被写体を同一位置から撮影する場合、
合焦している状態でズーミングを行うと非合焦状態（ピンボケ）になってしまい
、再度合焦操作をしなければならないという煩わしい問題があった。（発明の目的）本発明は従来のズームレンズの合焦に関する上述の問題に鑑みなされたもので
あって、ズーミングによっても合焦状態の変化しない内焦式ズームレンズを提供
することを目的とする。本発明はさらに、合焦のための移動レンズが小型・軽量であって、自動焦点調
整機構に必要な駆動トルクが小さく、自動焦点調整を高精度に制御可能な内焦式
ズームレンズを提供することを目的とする。（発明の構成）本発明は、被写体側より対物レンズ、バリエータレンズ、コンペンセータレン
ズ、及びフォーカス用リレーレンズを配置し、ズーミング操作部材の操作により
バリエータレンズ及びコンペンセータレンズを移動させた内焦式ズームレンズに
おいて、上記フォーカス用リレーレンズのカメラボデイ側に固定リレーレンズを
配置し、ズーミング操作部材の操作による焦点距離の変化に対応させて、フォー
カス用レンズの光軸方向の合焦移動範囲を変位させ、かつ該フォーカス用レンズ
の各合焦移動範囲のフォーカスカム溝を連続単一に構成し、異なった焦点距離に
おいてフォーカス用レンズの無限遠位置を異なるように構成したことを特徴とす
る内焦式ズームレンズである。（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図は、本発明の実施例であって、４群レンズ構成からなり、回転式ズーミ
ンクのズームレンズに適用した構成を簡略化して示す断面説明図である。被写体
側（図中左側）の第１群の対物レンズL₁は鏡筒１に固着されている。第２群のバ
リエータレンズL₂及び第３群のコンペンセータレンズL₃は、鏡筒１に光軸方向に
移動自在に装着されている。第４群のフォーカス用レンズはフォーカス用リレー
レンズL₄及び固定リレーL₄′からなり、フォーカス用リレーレンズL₄は鏡筒１に
移動自在に装着され、固定リレーL₄′は鏡筒１に固着されている。鏡筒１内には、カム筒２がガイドピン６及びガイド溝10により光軸を中心に回
動自在に嵌装され、ズーム操作環４と一体に回動する。カム筒２には、第１図及び第２図に示すように、カム溝11、12が形成され、こ
れらカム溝11、12にはバリエータレンズL₂及びコンペンセータレンズL₃に固着さ
れたピン７、８が嵌入されている。従って、カム筒２が回動すると、バリエータ
レンズL₂及びコンペンセータレンズL₃は、カム溝11、12に沿って互に接近、離反
方向に移動することとなる。この移動によってズーミングが行なわれるのは周知
の通りてある。カム筒２には、さらに、フォーカスカム溝13が形成され、フォー
カス用リレーレンズL₄の保持枠に固着されたピン９がカム溝13と距離環３に形成
されたカム溝17に嵌入されている。従って、フォーカス用リレーレンズL₄はフォ
ーカス操作環３の回動によってカム溝13に沿って前後に移動することになる。カム筒２のカム溝とこれに係合するピンの関係を、短焦点調整状態を示す第２
図（ａ）と長焦点調整状態を示す第２図（ｂ）を参照して、さらに詳しく説明する。第２図（ａ）において、カム筒２には、バリエータ移動用カム溝11、コンペン
セータ移動用カム溝12、フォーカスリレー移動用カム溝13及びカム筒２ガイド用
カム溝10が形成されている。操作環３の回動によってカム溝17が矢印Ｍ方向に回
動し、フォーカス移動環に固着されたピン９はフォーカスカム溝13に沿って無限
遠側より近距離側（図上９′側）へ移動することになる。△ｄは短焦点にズーミ
ングした状態で、無限より近距離まで合焦操作したときのフォーカス用リレーL₄
の移動量である。第２図（ｂ）はズーム操作環４の回動によってカム筒に固着されたピン18が回
動しカム筒２が長焦点側へ回動しズーミングされた状態を示す。バリエータレン
ズL₂及びコンペンセータL₃は、各レンズ鏡筒30、32に固着されたピン７、８の変
位量に基づいて鏡筒１の溝14、15及びカム筒２の11、12によって所定位置へ案内
される。カム筒２に形成されたガイド溝10とフォーカスカム溝13の関係についてさらに
説明を加えると、フォーカスカム溝13は、フォーカス用リレーレンズL₄の短焦点
側から長焦点側までの移動量を、無限側合焦より至近距離側合焦まで近似的に補
正を加えた高次曲線カムカーブであり、△ｄは短焦点側の移動量であり、△ｄ′
は長焦点側の移動量である。中間焦点距離での移動量は、ズーム位置によってフ
ォーカスカム溝形成範囲の中で使用位置に応じて△diとなることは明らかである
。また、ガイド溝10はフォーカスカム溝13に無限遠状態でかつ短焦点から長焦点
まで形成されたカム曲線と同一なものであり、無限遠合焦状態でピン９のピン６
に対する変位量を零となすべきカム曲線で、カム筒２の回動によってガイド溝10
に沿って変位する。すなわち、フォーカスカム溝13もガイド溝10と一緒に変位し、ピン９の変位量はピン９の変移によ
って相殺されて零となる。従って、無限遠合焦状態ではズーミングによってフォ
ーカス用リレーレンズL₄は変位せず、それ以外ではフォーカスカム溝13の使用位
置によって変位量を変化させ所定の位置に移動させることとなる。また、ピン18によってカム筒２が回動変位するので、バリエータ用カム溝11及
びコンペンセータ用カム溝12も回動し、すなわちカム筒２の変位に応じてバリエ
ータレンズL₂及びコンペンセータレンズL₃を補正するようになっている。これら
の移動方式によってズーミング操作にかかわらず常時合焦状態を維持することが
可能となる。以上、一実施例について説明をしたが、本発明はこの実施例に限定されないこ
とはいうまでもなく、例えば本実施例においてフォーカスカム溝13とガイド溝10
をカム筒２に形成する機構としたがこの機構に限られるものではなく、フォーカ
ス操作環をズーム操作環よりカメラボディー側に配置する等、本発明の技術的思
想を逸脱しない範囲で各種公知機構を採用することができる。（発明の効果）本発明によれば、ズーミングによって合焦状態が変化せず、かつ合焦のための
移動レンズが小型かつ軽量で、小さなトルク自動焦点調整機構で高速かつ高精度
に合焦制御することができる内焦式ズームレンズを構成することができる。【図面の簡隼な説明】第１図は本発明の実施例の内焦式ズームレンズの断面説明図、第２図にカム筒と
これに係合するビンの関係を示する説明図であり、第２図（ａ）は短焦点にズー
ミングした状態、第２図（ｂ）は長焦点にズーミングした状態を示す。１……鏡筒、２……カム筒３……フォーカス操作環 L₁……対物レンズ L₂……バリエータレンズ L₃……コンペンセータレンズ L₄……フォーカス用リレーレンズ L₄′……固定リレーレンズDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Prior Art) In a conventional zoom lens of a still camera, a video camera, or the like, a first group including an objective lens is moved in order to perform focus adjustment. In the automatic focusing of a zoom lens of this type, there is a problem that it is difficult to drive at a high speed and an operation time is long due to a large inertial mass of a lens driven by a motor. Notable for long focal length lenses. Also, the drive motor used for automatic focus adjustment is required to be as small and light as possible and consume low power, while the drive speed must be reduced by adjusting the gear ratio and the like in order to increase the drive torque. In order to satisfy the above requirements, it is sufficient to use an in-focus type zoom lens having a small inertial mass and move the light and heavy focusing lens, thereby enabling high-speed driving and shortening the operation time until focusing. . However, when the focus adjustment of the zoom lens is performed by the inner focus method, the moving amount of the focusing lens changes depending on each focal length. That is, there is little on the short focus side,
There is a characteristic that it increases on the long focal length side. Therefore, in the conventional focus adjustment device, there is a problem that the focus position moves every time zooming is performed, and the characteristics as a zoom lens are lost. That is, when photographing the same subject from the same position,
If zooming is performed in a focused state, the image will be out of focus (out of focus), and there is a troublesome problem that the focusing operation must be performed again. (Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-described problems related to focusing of a conventional zoom lens, and has as its object to provide an inner focus zoom lens in which a focused state does not change even by zooming. . The present invention further provides an inner focus zoom lens in which the moving lens for focusing is small and lightweight, the driving torque required for the automatic focus adjustment mechanism is small, and the automatic focus adjustment can be controlled with high accuracy. The purpose is to: (Constitution of the Invention) The present invention provides an inner focus zoom lens in which an objective lens, a variator lens, a compensator lens, and a focusing relay lens are arranged from the subject side, and the variator lens and the compensator lens are moved by operating a zooming operation member. In the above, a fixed relay lens is disposed on the camera body side of the focusing relay lens, and the focusing movement range in the optical axis direction of the focusing lens is displaced in accordance with a change in the focal length due to the operation of the zooming operation member, And a focus cam groove of each focusing movement range of the focusing lens is continuously and unitarily formed, and an infinity position of the focusing lens is different at different focal lengths. Lens. (Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of an embodiment of the present invention, which is a simplified configuration of a four-group lens configuration applied to a rotary zoom lens. Objective lens L ₁ of the first group on the object side (left side in the drawing) is fixed to the barrel 1. Second group of variator lens L ₂ and third groups compensator lens L ₃ is freely mounted movable in the optical axis direction to the barrel 1. Focusing lens of the fourth group of focusing relay lens L ₄ and the fixed relay L ₄ 'consists, focusing relay lens L ₄ is movably mounted in the barrel 1, the fixed relay L _4' is in the barrel 1 It is fixed. A cam barrel 2 is fitted in the lens barrel 1 by a guide pin 6 and a guide groove 10 so as to be rotatable about the optical axis, and is rotated integrally with the zoom operation ring 4. The cam tube 2, as shown in FIGS. 1 and 2, the cam grooves 11 and 12 are formed, a pin 7 fixed to the variator lens L ₂ and the compensator lens L ₃ in these cam grooves 11 and 12 , 8 are inserted. Therefore, when the cam tube 2 is rotated, the variator lens L ₂ and the compensator lens L ₃ are mutually approached along the cam grooves 11 and 12, and to move in the separating direction. It is well known that zooming is performed by this movement. A focus cam groove 13 is further formed in the cam barrel 2, and a pin 9 fixed to a holding frame of the focusing relay lens L ₄ is fitted into the cam groove 13 and a cam groove 17 formed in the distance ring 3. I have. Therefore, the focusing relay lens L ₄ will move back and forth along the cam groove 13 by the rotation of the focus operation ring 3. The relationship between the cam groove of the cam cylinder 2 and the pin engaged with the cam groove is represented by a second diagram showing a short focus adjustment state.
This will be described in more detail with reference to FIG. 2A and FIG. 2 (a), the cam barrel 2 is formed with a variator moving cam groove 11, a compensator moving cam groove 12, a focus relay moving cam groove 13, and a cam groove 2 guiding cam groove 10. The rotation of the operating ring 3 causes the cam groove 17 to rotate in the direction of the arrow M, and the pin 9 fixed to the focus moving ring moves along the focus cam groove 13 closer to the infinity side than the infinity side (9 'side in the figure). Will be moved to. Δd is a focus relay L ₄ when the focusing operation is performed from infinity to a short distance in a state of zooming to a short focus.
Is the amount of movement. FIG. 2 (b) shows a state in which the pin 18 fixed to the cam barrel is rotated by the rotation of the zoom operation ring 4, and the cam barrel 2 is rotated to the long focal point side for zooming. The variator lens L ₂ and the compensator L ₃ are positioned at predetermined positions by the grooves 14 and 15 of the lens barrel 1 and the cam cylinders 2 and 11 based on the displacement of the pins 7 and 8 fixed to the lens barrels 30 and 32. Guided to. Further addition of explaining a relationship of the guide groove 10 and the focus cam groove 13 formed in the cam tube 2, the focus cam groove 13, the amount of movement from the short focal end of the focusing relay lens L ₄ to the long focus side, This is a higher-order curve cam curve approximately corrected from infinity side focusing to close distance side focusing, △ d is the movement amount on the short focus side, and △ d '
Is the amount of movement on the long focus side. It is apparent that the moving amount at the intermediate focal length becomes △ di depending on the use position in the focus cam groove forming range depending on the zoom position. The guide groove 10 is the same as the cam curve formed from the short focal point to the long focal point in the focus cam groove 13 at infinity.
Is a cam curve whose displacement with respect to the guide groove 10 should be zero.
Is displaced along. That is, the focus cam groove 13 is also displaced together with the guide groove 10, and the displacement amount of the pin 9 is canceled by the displacement of the pin 9 and becomes zero. Therefore, the focusing relay lens L ₄ by zooming in the infinity in-focus state is not displaced, and be moved to a predetermined position by changing the amount of displacement by the use position of the focus cam groove 13 in other cases. Further, since the cam tube 2 by a pin 18 is rotationally displaced, the cam groove 11 and to the cam groove 12 is also rotated for compensator for variator, i.e. the variator lens L ₂ and the compensator lens L ₃ in accordance with the displacement of the cam cylinder 2 The correction is made. With these movement methods, it is possible to always maintain the in-focus state regardless of the zooming operation. Although one embodiment has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, in this embodiment, the focus cam groove 13 and the guide groove 10 may be used.
Is formed in the cam barrel 2, but the present invention is not limited to this mechanism. Various known mechanisms may be used without departing from the technical idea of the present invention, such as disposing the focus operation ring on the camera body side from the zoom operation ring. Can be adopted. (Effect of the Invention) According to the present invention, the focusing state does not change due to zooming, the moving lens for focusing is small and lightweight, and the focusing control is performed at high speed and with high accuracy by a small torque automatic focusing mechanism. Thus, an in-focus type zoom lens that can be used can be configured. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional explanatory view of an inner focus type zoom lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a relationship between a cam cylinder and a bin engaged therewith. FIG. 2A shows a state in which zooming is performed to a short focus, and FIG. 2B shows a state in which zooming is performed to a long focus. 1 ...... barrel 2 ...... cam barrel 3 ...... focus operation ring L ₁ ...... objective lens L ₂ ...... variator lens L ₃ ...... compensator lens L ₄ ...... focusing relay lens L ₄ '...... fixed relay lens

Claims

[Claims] (1) From the subject side, an objective lens, a variator lens, a compensator lens, and
In an inner focus zoom lens in which a focusing relay lens is arranged and a variator lens and a compensator lens are moved by operating a zooming operation member , a fixed relay lens is arranged on the camera body side of the focusing relay lens.
In response to a change in the focal length due to the operation of the zooming operation member, the focusing movement range of the focusing lens in the optical axis direction is displaced, and the focusing cam groove of each focusing movement range of the focusing lens is continuously and simply. An inner focus zoom lens, wherein the focus lens is configured to have different infinity positions at different focal lengths.