JP2773310B2 - ピント調整手段を有したズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラ、ビデオカメラ、テレビカメラ
等に好適なピント調整手段を有したズームレンズに関
し、特に製作誤差や諸収差等の原因により完成されたズ
ームレンズにおいて変倍を行ったときのピント変動をリ
レー系の一部のレンズ群を光軸上移動させて調整するよ
うにしたピント調整手段を有したズームレンズに関する
ものである。

（従来の技術） 従来よりズームレンズは変倍系により変倍を行い全系
の焦点距離を変化させても結像面が変化せず一定位置と
なるように構成されている。即ち全系の焦点距離を変え
る変倍部（バリエーター）と該変倍部により変倍を行っ
たときに変動する像面を補正し、一定位置に維持する補
正部（コンペンセーター）とから変倍系を構成すること
により、全系の焦点距離を変化させても結像面が変化せ
ず一定位置となるようにしている。

一般にこのときの変倍部は光軸上直線的に移動可能で
あるが補正部は光軸上非直線的に移動させなければなら
ない。多くのズームレンズの場合、補正部は円筒カム機
構を用いてメカニカルな方式により光軸上を非直線的に
移動させている。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に変倍部と補正部を有し、結像面が一定位置とな
るように設計し、構成されたズームレンズであっても製
作上の誤差の影響で変倍に伴ってピント変動が生じてく
る。例えばレンズの材質（硝子）の屈折率のバラツキや
レンズ厚、レンズ面の加工誤差、そしてレンズ鏡筒の押
え環やカム溝等の加工誤差等の影響により変倍に伴い各
ズーム位置毎の最良結像面位置（ピント位置）が変動し
てくる。

このような製作誤差等によるピント変動は近年の高変
倍化、大口径化そして高性能化等の要求が強くなってい
るズームレンズにおいては大きな問題点となっている。

この問題点を従来方式のズームレンズにより解決しよ
うとすると各構成部品の加工精度を更に向上させねばな
らず、この為製造コストの増加といった問題点が生じて
くる。

また球面収差の補正不良のために、絞り込みによるピ
ント変動が発生する場合が多い。

この問題を従来方式のズームレンズにより解決しよう
とすると、従来以上に良好に球面収差の補正をしなけれ
ばならない。この為、レンズ枚数を増加させたり、高価
な材質のレンズを用いるといった手段をとらねばならな
くなり、材料コストの増加といった問題が生じてくる。

本発明は変倍系とは別のリレー系の一部のレンズ群を
ピント調整レンズ群として選択し、このピント調整レン
ズ群を一定の条件下において光軸上移動させることによ
り、諸収差の補正状態及びレンズ系を構成する各構成部
品の加工精度が従来と同程度であっても変倍に伴うピン
ト変動を良好に補正することができ、全変倍範囲にわた
り高い光学性能を有したピント調整手段を有したズーム
レンズの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明のピント調整手段を有したズームレンズは合焦
のためのフォーカスレンズ群と、全系の焦点距離を変え
る変倍部と該変倍部の変倍に伴い変動する像面を補正す
る補正部とを有する変倍系と、該フォーカスレンズ群及
び該変倍系からの光束を用いて所定面上に物体像を形成
するリレー系と、該リレー系の少なくとも一部のレンズ
群を光軸上可動のピント調整レンズ群とし、該ピント調
整レンズ群を光軸上移動させてピント調整を行うピント
調整手段を有したズームレンズであって、該変倍系によ
り変倍を行ったときの製作誤差によるピント変動量を各
変倍位置毎に測定により求め記憶部に記憶しており、演
算手段により、該変倍系の変倍位置を検出する変倍検出
手段からの出力信号に基づいて該記憶部から所定のピン
ト変動量を選択し、該選択したピント変動量を補正する
為の該ピント調整レンズ群の移動量を演算し、該演算手
段からの信号に基づいて駆動手段により該ピント調整レ
ンズ群を移動させてピント変動量を補正していることを
特徴としている。

この他本発明では前記ズームレンズは開口絞りを有し
ており、前記記憶部には該開口絞りの絞り値を基礎とし
て前記変倍系により変倍を行ったときのピント変動情報
が各変倍位置毎に記憶されており、前記演算手段は前期
変倍検出手段からの出力信号と該開口絞りの絞り値を検
出する絞り値検出手段からの出力信号とに基づいて該記
憶部から所定のピント変動情報を選択して、該ピント調
整レンズ群の移動量を演算していることを特徴としてい
る。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部概略図である。同
図において１はフォーカスレンズ群、２は変倍系であ
り、変倍により全系の焦点距離を変化させる変倍部５と
変倍部５により変倍したときの像面変動を補正する補正
部６とを有している。

３はリレー系であり、本実施例ではリレー前群７、リ
レー中群８、リレー後群９より成っている。このうちリ
レー中群８は光軸上移動可能の後述する機能を有するピ
ント調整レンズ群を構成している。４はピント面であ
る。

10は変倍検出手段であり変倍部５の変倍位置（ズーム
位置）を検出している。

11は調整レンズ群検出手段であり、ピント調節レンズ
群８の光軸上の位置を検出している。

15は記憶部であり、変倍系２により変倍を行ったとき
の各変倍位置毎（各ズーム位置毎）における、例えば製
作誤差等をピント変動を予め測定により求め、これらの
ピント変動情報を記憶している。12は演算手段であり変
倍検出手段10からの出力信号に基づいて記憶部15より所
定のピント変動情報を選択すると共に調整レンズ群検出
手段11からの出力信号を参照してピント変動を補正すべ
きピント調整レンズ群８の光軸上の位置を演算し求めて
いる。13は駆動手段であり、演算手段12からの信号を受
けてモータ14を駆動させている。モーター14はピント調
整レンズ群８を駆動手段13からの駆動信号に基づいて光
軸上所定量移動させている。

本実施例では例えばズームレンズを組立てて完成させ
た後、変倍系２により変倍を行う。このとき製作誤差等
によるピント面４におけるピント移動Δbfを広角端Ｗか
ら望遠端Ｔに至る各変倍位置毎に検出する。尚、このと
きズームレンズが理想的に出来ていれば全変倍範囲にわ
たりピント移動Δbfはないが実際には前述した原因によ
りピント変動が生じてくる。

このときのピント変動情報を記憶部15に記憶してお
く。

例えばこのときの広角端と望遠端でピント変動がない
ように調整したとき広角端Ｗから望遠端Ｔへ変倍をした
ときの各変倍位置でのピント変動量Δbfは例えば第２図
に示すようになってくる。

次に実際の撮影に際して変倍系２によりある変倍位置
まで変倍を行ったとする。このとき演算手段12は変倍検
出手段10からの変倍位置に関する信号と調整レンズ群検
出手段11からのピント調整レンズ群８の位置情報そして
記憶部15から選択されたピント変動情報とからピント変
動が補正されるピント調整レンズ群８の光軸上の位置を
演算し、該演算結果を駆動手段13に送出する。駆動手段
13は演算手段12からの信号に基づいてモーター14を駆動
する。モーター14は例えばレンズ鏡筒上の円筒カム鏡筒
を回転させてピント調整レンズ群８を光軸上、所定位置
に移動させる。これによりズームレンズの最良結像面を
ピント面４に一致させている。

本実施例ではこのような動作を全変倍範囲にわたり行
っている。

尚、本実施例においてピント調整レンズ群はリレー系
３の少なくとも一部のレンズ群であれば良く、例えばリ
レー前群７又はリレー後群９を用いても良く、又リレー
系の複数のレンズ群のうち任意に組み合わせたレンズ群
を用いて行っても良い。

第３図は本発明の第２実施例の要部概略図である。

一般に変倍系により変倍を行ったときのピント変動量
は絞りの開口径によっても異ってくる。この為本実施例
では第１図の第１実施例に比べて絞り値もピント変動を
補正する際の一要素に加えている。

例えば変倍による広角端Ｗ、中間Ｍ、望遠端Ｔにおけ
る球面収差が各々第４、第５、第６図の如く変化したと
する。そうすると変倍系により変倍を行ったときの最良
結像面の位置（ピント位置）は絞り値により種々と変化
してくる。

そこで本実施例では絞り値を例えばF1、F2、F3と変化
させたときのピント変動量を変倍位置との組合わせにお
いて各々、予め検出しておき、記憶部15に記憶してお
く。

そして実際の撮影に際しては変倍検出手段10と絞り17
の絞り値を検出する絞り値検出手段18から送出されてく
る信号を用いて、記憶部15に記憶されているピント変動
情報から所定のピント変動情報を選択すると共に調整レ
ンズ群検出手段11からの信号を用いて演算手段12により
ピント変動を補正することができるピント調整レンズ群
８の光軸上の位置を求める。

そして第１図の第１実施例と同様にして演算手段12か
らの信号に基づいて駆動手段13によりモーター14を駆動
させピント調整レンズ群８を光軸上移動させることによ
り全絞り値において変倍に伴うピント変動を補正してい
る。

尚本実施例において、フォーカス位置によるピント変
動がある場合、フォーカスレンズ群１の移動をピント変
動の補正の要素に加えてもよい。

（発明の効果） 本発明によればリレー系の少なくとも一部のレンズ群
を前述したように変倍や絞り込みによる所定の条件下に
おいて光軸上移動させることにより、構成部品の加工精
度や製作誤差そして球面収差等の影響により、変倍を行
ったときのピント変動を良好に補正することが出来、全
変倍範囲にわたり潜在能力を十分に発揮させることが出
来る良好なる光学性能を有したピント調整手段を有した
ズームレンズを達成することができる。

本発明と同様な目的を達成しようとした公知例に、特
開昭61−245121のようにコンペンセータをピント補正群
として利用した例もあるが、コンペンセータを用いて本
発明の目的を達成しようとすると、ピント補正群の移動
量とピント移動量とは変倍域において非線形の関係にあ
り、ピント補正群の位置決定のための制御回路が複雑に
なる。また、鏡筒の構造も複雑になる。

本発明はピント補正群としてバリエータやコンペンセ
ータの外にあるリレー系もしくはその一部を利用してい
るため、ピント補正群の移動量とピント移動量とは全変
倍域において一定である。従って、ピント補正群の位置
決めのための制御回路、及びレンズ鏡筒の構造は前記の
公知例よりも簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１、第３図は各々本発明の第１、第２実施例の要部概
略図、第２図は第１図におけるピント変動の説明図、第
４、第５、第６図は第３図における各変倍位置の球面収
差の説明図、第７図は第３図における各絞り値でのピン
ト変動の説明図である。図中１はフォーカスレンズ群、
２は変倍系、３はリレー系、４は結像面、５は変倍部、
６は補正部、８はピント調整レンズ群、10は変倍検出手
段、11は調整レンズ群検出手段、12は演算手段、13は駆
動手段、14はモーター、15は記憶部、17は絞り、18は絞
り値検出手段、である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合焦のためのフォーカスレンズ群と、全系
   の焦点距離を変える変倍部と該変倍部の変倍に伴い変動
   する像面を補正する補正部とを有する変倍系と、該フォ
   ーカスレンズ群及び該変倍系からの光束を用いて所定面
   上に物体像を形成するリレー系と、該リレー系の少なく
   とも一部のレンズ群を光軸上可動のピント調整レンズ群
   とし、該ピント調整レンズ群を光軸上移動させてピント
   調整を行うピント調整手段を有したズームレンズであっ
   て、該変倍系により変倍を行ったときの製作誤差による
   ピント変動量を各変倍位置毎に測定により求め記憶部に
   記憶しており、演算手段により、該変倍系の変倍位置を
   検出する変倍検出手段からの出力信号に基づいて該記憶
   部から所定のピント変動量を選択し、該選択したピント
   変動量を補正する為の該ピント調整レンズ群の移動量を
   演算し、該演算手段からの信号に基づいて駆動手段によ
   り該ピント調整レンズ群を移動させてピント変動量を補
   正していることを特徴とするピント調整手段を有したズ
   ームレンズ。
2. 【請求項２】前記ズームレンズは開口絞りを有してお
   り、前記記憶部には該開口絞りの絞り値を基礎として前
   記変倍系により変倍を行ったときの各絞り値におけるピ
   ント変動量が各変倍位置毎に記憶されており、前記演算
   手段は前記変倍検出手段からの出力信号と該開口絞りの
   絞り値を検出する絞り値検出手段からの出力信号とに基
   づいて該記憶部から所定のピント変動量を選択して、該
   ピント調整レンズ群の移動量を演算していることを特徴
   とする請求項１記載のピント調整手段を有したズームレ
   ンズ。