JP3820976B2 - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラなどに用いられる可変焦点のズームレンズ鏡筒に関するものであって、レンズ鏡筒内面に形成される遮光溝の形状を改善することにより、小型・安価で、しかもズーム倍率が高倍率なズームレンズのフレア防止効果を発揮するズームレンズ鏡筒を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラや電子スチルカメラは物体側から順に、正の屈折率を有する固定の第１群レンズと、光軸上を移動可能で変倍をする機能を備えた負の屈折率を有する第2群レンズと、正の屈折率を有する固定の第3群レンズと、光軸上を移動可能な変倍または物体距離の変化に伴う像面変動を補正する機能を備えた正の屈折率を有する第4群レンズから構成される4群構成のズームレンズが良く知られている。
【０００３】
また、民生用のビデオカメラや電子スチルカメラはますます小型で明るく、しかもズーム倍率の高倍率なものが求められている。そのため広角側の周辺光量を十分に確保するため第1群レンズは有効径を大きく取っているが、この結果として、中間焦点距離から望遠側においては第1群レンズに不要な光線が入り鏡筒内面で反射し、フレアやゴーストとして画像劣化を引き起こしてしまう。
【０００４】
このズームレンズにおけるフレアやゴーストを除去するためには、従来フレア絞り機構を有するもの、鏡筒内面に遮光溝を設けたもの等が知られている。図４は民生用ビデオカメラ用ズームレンズに用いられる鏡筒の断面図である。
【０００５】
図４において、１２は略円筒状の第１群枠であり、その先端部には第１群レンズ１が固定され、他端部には、第３群枠５に保持された第３群レンズ３が前記第１群レンズ１の光軸８上に位置するように固定されている。
【０００６】
その第１群レンズ１と第３群レンズ３との間には、第２群枠１４に保持された変倍機能を備えた第２群レンズ２が、前記光軸８方向に移動調整可能に配置されている。前記第３群枠５の後方には、前記第１群枠１２に比べて若干径小のマスター枠１３が固定されており、その中には、第４群枠１５に保持された像面変動補正機能を備えた第４群レンズ４が前記光軸８上を移動調整可能に配置されている。また、第1群レンズ１から入射した不要光は鏡筒内面で反射するため、反射防止のため鏡筒内面には図５に拡大して示すように鋸歯状の遮光溝１２ａが形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来のレンズ鏡筒において、第１群レンズ１の直径に比べ第２群レンズ２および第３群レンズ３の直径は十分小さいにも関わらず、鏡筒の主たる外形を形成する第一群枠１２は、第１群レンズ１のレンズ径に合わせた同一径の円筒で形成され、それだけ外径の大きなものとなっていた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、鏡筒内面の遮光溝の形状に改良を加えることにより、鏡筒の小型化を図らんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために本発明のズームレンズ鏡筒は、物体側より入射して第１群レンズを通過した光が鏡筒内面で反射し、フレア・ゴーストといった有害光線として撮像素子へ到達しないよう前記鏡筒内面に光をトラップする鋸歯状の遮光溝を設け、前記第１群レンズに近い側の遮光溝の先端角度を、離れた側の遮光溝の先端角度に比べ小さくしたことを特徴とするものであり、その結果、前記第１群レンズに近い側の鋸歯状遮光溝の深さにくらべ、前記第１群レンズより離れた側の鋸歯状遮光溝の深さを浅くすることが出来、その分鏡筒の内径を小さくでき、それに伴い鏡筒外観形状を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、物体側から順に、正の屈折率を有する固定の第１群レンズと、光軸上を移動可能で変倍をする機能を備えた負の屈折率を有する第2群レンズと正の屈折率を有し固定の第3群レンズと光軸上を移動可能な変倍または物体距離の変化に伴う像面変動を補正する機能を備えた正の屈折率を有する第4群レンズを有し、前記第１群レンズと第群レンズがそれぞれ両端部に固定され、前記第２群レンズが移動可能に内部に収納された筒状体の内壁に、物体側より入射して前記第１群レンズを通過した光が前記筒状体内壁で反射し、有害光線として撮像素子へ到達しないように鋸歯状の遮光溝を設けたズームレンズ鏡筒において、前記鋸歯状の遮光溝の先端角度を、前記第１群レンズ側に位置する遮光溝の先端角度に比べて第３群レンズ側に位置する遮光溝の先端角度を大きくしたことを特徴とするズームレンズ鏡筒であり、この結果、前記第１群レンズに近い側の鋸歯状遮光溝の深さにくらべ、前記第１群レンズより離れた側の鋸歯状遮光溝の深さを浅くすることが出来、その分、筒状体の内径を小さくでき、それに伴い鏡筒外観形状を小さくすることができる。
【００１１】
次に、本発明の請求項２に記載の発明は、前記遮光溝の深さは、前記第１群レンズ側に位置する遮光溝の深さに比べて第３群レンズ側に位置する遮光溝の深さを浅くしたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒であり、その浅く成った分だけ、第３群側の筒状体の内径を小さくでき、それに伴い鏡筒外観形状を小さくすることができる。
【００１２】
次に、本発明の請求項３に記載の発明は、前記筒状体は、前記第１群レンズ側の内径に比べて第３群レンズ側の内径が小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ鏡筒であり、鏡筒の主たる外形を形成する筒状体の第３レンズ側の内径が小さくなった分だけ、鏡筒を小型化出来るものである。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記筒状体は、前記第３群レンズを保持する枠体と一体的に形成されており、前記第１群レンズは、別体の枠体に保持され、その枠体が前記筒状体の端部に固定されていることを特徴とする請求項３記載のズームレンズ鏡筒であり、第３群レンズ側の内径が小さく成った筒状体でも、一体的に形成できるものである。
【００１４】
（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記従来例と同一機能部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態におけるズームレンズ鏡筒の断面図、図２及び図３は同鏡筒内面の遮光溝形状を示す要部拡大断面図である。
【００１６】
この実施の形態と前述の従来構成と異なる点は、第１群レンズ１を保持する第１群枠１２を、円筒状から軸方向に短い環状に変更し、その代わりに第３群枠５を途中で直径が小さくなる円筒状に形成し、この第３群枠５の先端に前記環状の第１群枠１２を固定している。
【００１７】
鏡筒内面反射とは、光軸８とθなる角度を持ち第３群枠５における広角側近傍の遮光溝形状に到達する光線６が第３群枠５の内面にて反射し、その反射光が更に第2群レンズ２を通過した後で最終的に撮像素子へと至ることによって光学的に有害なフレア・ゴーストとなる現象を表すものである。こうした鏡筒内面反射はレンズ形状が大型になるに従い、あるいはズーム倍率が高倍率になるに従って顕著に表れる傾向にあり、常に光学設計を進める上での課題となる。
【００１８】
従って、図２に示すように、第３群枠５の広角側の内周部には頂角Q＜（π／２−θ）なる鋸歯形状の遮光溝が形成され、第３群枠５の内周部での光線の反射を抑えるような対策が施されている。また、第２群レンズ２は前述のように変倍機能を備え光軸８方向に移動可能であり、第３群枠５の内周部にて反射し第２群レンズ２を通過する光線の光軸８との成す角度は、広角側から望遠側まで連続的に可変となる。従って、第1群レンズ１を通過して第3群枠５における望遠側近傍の遮光溝形状に到達する光線７については、光軸８とθ１なる角度での入射となるためθ＞θ１なる関係が成立し、第3群枠５における望遠側近傍の内周部については、図３に示すように頂角Q１＜（π／２−θ１）なる鋸歯形状の遮光溝が形成できておればよいことになる。
【００１９】
ここで鋸歯形状における深さについてみると、第３群枠５の広角側近傍の鋸歯状歯の深さをＨ、谷と谷間の距離をＰとし、望遠側近傍の鋸歯状歯の深さをＨ１、谷と谷間の距離をＰ１とするとき、例えば、P＞＝P1の場合、Ｄ＝H−H1だけ第３群枠５の望遠側の外周部を小さくさせることが可能となる。
【００２０】
また、第１群レンズ１を通過する光線についてみると光強度は距離の２乗に反比例するため、第３群枠５の広角側近傍における内周部では望遠側近傍の内周部に比べて光強度が強いことは明白である。従って、第３群枠５の広角側近傍の内周部では光軸８からの距離を確保する、あるいは鋸歯形状の深さHを十分に確保する等の対策が必要となる。
【００２１】
ここで、鏡筒構成についてみると、第３群枠５に第２群枠１４の可動領域となる遮光溝を持つ固定枠形状を一体的に形成することにより、望遠側近傍における第３群枠５の外周部を広角側近傍における外周部より小さくすることができるため望遠側近傍から撮像素子に至る鏡筒外観形状を小さくさせることが可能となる。このことは、前述した光強度的な原理から反するものでなく、第１群レンズ１から十分な距離が確保できれば可能である。
【００２２】
以上のように、本実施の形態によれば、第３群枠５の内周部に入射する光線の光軸８との成す角度に伴って第３群枠５の内周面に形成された遮光溝の先端角度を可変とする、遮光溝の深さを可変とする、あるいは第３群枠５に第２群枠１４の可動領域となる遮光溝を持つ固定枠形状を一体的に形成することにより、鏡筒内面反射防止効果を劣化させることなく第3群枠５の外周部をより小さくさせることが可能となる。なお、本実施の形態においては、鋸歯状の遮光溝の深さおよび先端角度を二段階に変化させた場合を示したが、三段階など多段階あるいは連続的に変化せしめても良いものであり、それに伴って、鏡筒の主要部を形成する第３群枠５の外径も他段階あるいは連続的に変化せしめることが出来ることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、鏡筒内面反射を防止しつつレンズ鏡筒外周部の形状を小さくすることができ、より小型のビデオカメラ等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるズームレンズ鏡筒の断面図
【図２】同ズームレンズ鏡筒の広角側近傍での遮光溝形状を示す要部拡大断面図
【図３】同ズームレンズ鏡筒の望遠側近傍での遮光溝形状を示す要部拡大断面図
【図４】従来のズームレンズ鏡筒の断面図
【図５】同ズームレンズ鏡筒の要部拡大断面図
【符号の説明】
１ 第1群レンズ
２ 第２群レンズ
３ 第３群レンズ
４ 第４群レンズ
５ 第３群枠
６ 広角側近傍の遮光溝形状に到達する光線
７ 望遠側近傍の遮光溝形状に到達する光線
８ 光軸
１２ 第１群枠
１３ マスター枠
１４ 第２群枠
１５ 第４群枠
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラなどに用いられる可変焦点のズームレンズ鏡筒に関するものであって、レンズ鏡筒内面に形成される遮光溝の形状を改善することにより、小型・安価で、しかもズーム倍率が高倍率なズームレンズのフレア防止効果を発揮するズームレンズ鏡筒を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラや電子スチルカメラは物体側から順に、正の屈折率を有する固定の第１群レンズと、光軸上を移動可能で変倍をする機能を備えた負の屈折率を有する第2群レンズと、正の屈折率を有する固定の第3群レンズと、光軸上を移動可能な変倍または物体距離の変化に伴う像面変動を補正する機能を備えた正の屈折率を有する第4群レンズから構成される4群構成のズームレンズが良く知られている。
【０００３】
また、民生用のビデオカメラや電子スチルカメラはますます小型で明るく、しかもズーム倍率の高倍率なものが求められている。そのため広角側の周辺光量を十分に確保するため第1群レンズは有効径を大きく取っているが、この結果として、中間焦点距離から望遠側においては第1群レンズに不要な光線が入り鏡筒内面で反射し、フレアやゴーストとして画像劣化を引き起こしてしまう。
【０００４】
このズームレンズにおけるフレアやゴーストを除去するためには、従来フレア絞り機構を有するもの、鏡筒内面に遮光溝を設けたもの等が知られている。図４は民生用ビデオカメラ用ズームレンズに用いられる鏡筒の断面図である。
【０００５】
図４において、１２は略円筒状の第１群枠であり、その先端部には第１群レンズ１が固定され、他端部には、第３群枠５に保持された第３群レンズ３が前記第１群レンズ１の光軸８上に位置するように固定されている。
【０００６】
その第１群レンズ１と第３群レンズ３との間には、第２群枠１４に保持された変倍機能を備えた第２群レンズ２が、前記光軸８方向に移動調整可能に配置されている。前記第３群枠５の後方には、前記第１群枠１２に比べて若干径小のマスター枠１３が固定されており、その中には、第４群枠１５に保持された像面変動補正機能を備えた第４群レンズ４が前記光軸８上を移動調整可能に配置されている。また、第1群レンズ１から入射した不要光は鏡筒内面で反射するため、反射防止のため鏡筒内面には図５に拡大して示すように鋸歯状の遮光溝１２ａが形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来のレンズ鏡筒において、第１群レンズ１の直径に比べ第２群レンズ２および第３群レンズ３の直径は十分小さいにも関わらず、鏡筒の主たる外形を形成する第一群枠１２は、第１群レンズ１のレンズ径に合わせた同一径の円筒で形成され、それだけ外径の大きなものとなっていた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、鏡筒内面の遮光溝の形状に改良を加えることにより、鏡筒の小型化を図らんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために本発明のズームレンズ鏡筒は、物体側より入射して第１群レンズを通過した光が鏡筒内面で反射し、フレア・ゴーストといった有害光線として撮像素子へ到達しないよう前記鏡筒内面に光をトラップする鋸歯状の遮光溝を設け、前記第１群レンズに近い側の遮光溝の先端角度を、離れた側の遮光溝の先端角度に比べ小さくしたことを特徴とするものであり、その結果、前記第１群レンズに近い側の鋸歯状遮光溝の深さにくらべ、前記第１群レンズより離れた側の鋸歯状遮光溝の深さを浅くすることが出来、その分鏡筒の内径を小さくでき、それに伴い鏡筒外観形状を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、物体側から順に、正の屈折率を有する固定の第１群レンズと、光軸上を移動可能で変倍をする機能を備えた負の屈折率を有する第2群レンズと正の屈折率を有し固定の第3群レンズと光軸上を移動可能な変倍または物体距離の変化に伴う像面変動を補正する機能を備えた正の屈折率を有する第4群レンズを有し、前記第１群レンズと第群レンズがそれぞれ両端部に固定され、前記第２群レンズが移動可能に内部に収納された筒状体の内壁に、物体側より入射して前記第１群レンズを通過した光が前記筒状体内壁で反射し、有害光線として撮像素子へ到達しないように鋸歯状の遮光溝を設けたズームレンズ鏡筒において、前記鋸歯状の遮光溝の先端角度を、前記第１群レンズ側に位置する遮光溝の先端角度に比べて第３群レンズ側に位置する遮光溝の先端角度を大きくしたことを特徴とするズームレンズ鏡筒であり、この結果、前記第１群レンズに近い側の鋸歯状遮光溝の深さにくらべ、前記第１群レンズより離れた側の鋸歯状遮光溝の深さを浅くすることが出来、その分、筒状体の内径を小さくでき、それに伴い鏡筒外観形状を小さくすることができる。
【００１１】
次に、本発明の請求項２に記載の発明は、前記遮光溝の深さは、前記第１群レンズ側に位置する遮光溝の深さに比べて第３群レンズ側に位置する遮光溝の深さを浅くしたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒であり、その浅く成った分だけ、第３群側の筒状体の内径を小さくでき、それに伴い鏡筒外観形状を小さくすることができる。
【００１２】
次に、本発明の請求項３に記載の発明は、前記筒状体は、前記第１群レンズ側の内径に比べて第３群レンズ側の内径が小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ鏡筒であり、鏡筒の主たる外形を形成する筒状体の第３レンズ側の内径が小さくなった分だけ、鏡筒を小型化出来るものである。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記筒状体は、前記第３群レンズを保持する枠体と一体的に形成されており、前記第１群レンズは、別体の枠体に保持され、その枠体が前記筒状体の端部に固定されていることを特徴とする請求項３記載のズームレンズ鏡筒であり、第３群レンズ側の内径が小さく成った筒状体でも、一体的に形成できるものである。
【００１４】
（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記従来例と同一機能部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態におけるズームレンズ鏡筒の断面図、図２及び図３は同鏡筒内面の遮光溝形状を示す要部拡大断面図である。
【００１６】
この実施の形態と前述の従来構成と異なる点は、第１群レンズ１を保持する第１群枠１２を、円筒状から軸方向に短い環状に変更し、その代わりに第３群枠５を途中で直径が小さくなる円筒状に形成し、この第３群枠５の先端に前記環状の第１群枠１２を固定している。
【００１７】
鏡筒内面反射とは、光軸８とθなる角度を持ち第３群枠５における広角側近傍の遮光溝形状に到達する光線６が第３群枠５の内面にて反射し、その反射光が更に第2群レンズ２を通過した後で最終的に撮像素子へと至ることによって光学的に有害なフレア・ゴーストとなる現象を表すものである。こうした鏡筒内面反射はレンズ形状が大型になるに従い、あるいはズーム倍率が高倍率になるに従って顕著に表れる傾向にあり、常に光学設計を進める上での課題となる。
【００１８】
従って、図２に示すように、第３群枠５の広角側の内周部には頂角Q＜（π／２−θ）なる鋸歯形状の遮光溝が形成され、第３群枠５の内周部での光線の反射を抑えるような対策が施されている。また、第２群レンズ２は前述のように変倍機能を備え光軸８方向に移動可能であり、第３群枠５の内周部にて反射し第２群レンズ２を通過する光線の光軸８との成す角度は、広角側から望遠側まで連続的に可変となる。従って、第1群レンズ１を通過して第3群枠５における望遠側近傍の遮光溝形状に到達する光線７については、光軸８とθ１なる角度での入射となるためθ＞θ１なる関係が成立し、第3群枠５における望遠側近傍の内周部については、図３に示すように頂角Q１＜（π／２−θ１）なる鋸歯形状の遮光溝が形成できておればよいことになる。
【００１９】
ここで鋸歯形状における深さについてみると、第３群枠５の広角側近傍の鋸歯状歯の深さをＨ、谷と谷間の距離をＰとし、望遠側近傍の鋸歯状歯の深さをＨ１、谷と谷間の距離をＰ１とするとき、例えば、P＞＝P1の場合、Ｄ＝H−H1だけ第３群枠５の望遠側の外周部を小さくさせることが可能となる。
【００２０】
また、第１群レンズ１を通過する光線についてみると光強度は距離の２乗に反比例するため、第３群枠５の広角側近傍における内周部では望遠側近傍の内周部に比べて光強度が強いことは明白である。従って、第３群枠５の広角側近傍の内周部では光軸８からの距離を確保する、あるいは鋸歯形状の深さHを十分に確保する等の対策が必要となる。
【００２１】
ここで、鏡筒構成についてみると、第３群枠５に第２群枠１４の可動領域となる遮光溝を持つ固定枠形状を一体的に形成することにより、望遠側近傍における第３群枠５の外周部を広角側近傍における外周部より小さくすることができるため望遠側近傍から撮像素子に至る鏡筒外観形状を小さくさせることが可能となる。このことは、前述した光強度的な原理から反するものでなく、第１群レンズ１から十分な距離が確保できれば可能である。
【００２２】
以上のように、本実施の形態によれば、第３群枠５の内周部に入射する光線の光軸８との成す角度に伴って第３群枠５の内周面に形成された遮光溝の先端角度を可変とする、遮光溝の深さを可変とする、あるいは第３群枠５に第２群枠１４の可動領域となる遮光溝を持つ固定枠形状を一体的に形成することにより、鏡筒内面反射防止効果を劣化させることなく第3群枠５の外周部をより小さくさせることが可能となる。なお、本実施の形態においては、鋸歯状の遮光溝の深さおよび先端角度を二段階に変化させた場合を示したが、三段階など多段階あるいは連続的に変化せしめても良いものであり、それに伴って、鏡筒の主要部を形成する第３群枠５の外径も他段階あるいは連続的に変化せしめることが出来ることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、鏡筒内面反射を防止しつつレンズ鏡筒外周部の形状を小さくすることができ、より小型のビデオカメラ等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるズームレンズ鏡筒の断面図
【図２】同ズームレンズ鏡筒の広角側近傍での遮光溝形状を示す要部拡大断面図
【図３】同ズームレンズ鏡筒の望遠側近傍での遮光溝形状を示す要部拡大断面図
【図４】従来のズームレンズ鏡筒の断面図
【図５】同ズームレンズ鏡筒の要部拡大断面図
【符号の説明】
１ 第1群レンズ
２ 第２群レンズ
３ 第３群レンズ
４ 第４群レンズ
５ 第３群枠
６ 広角側近傍の遮光溝形状に到達する光線
７ 望遠側近傍の遮光溝形状に到達する光線
８ 光軸
１２ 第１群枠
１３ マスター枠
１４ 第２群枠
１５ 第４群枠
Claims (4)
- 物体側から順に、正の屈折率を有する固定の第１群レンズと、光軸上を移動可能で変倍をする機能を備えた負の屈折率を有する第2群レンズと、正の屈折率を有した固定の第3群レンズと、光軸上を移動可能な変倍または物体距離の変化に伴う像面変動を補正する機能を備えた正の屈折率を有する第4群レンズとを有し、前記第１群レンズと第３群レンズがそれぞれ両端部に固定され、前記第２群レンズが移動可能に内部に収納された筒状体の内壁に、物体側より入射して前記第１群レンズを通過した光が前記筒状体内壁で反射し、有害光線として撮像素子へ到達しないように鋸歯状の遮光溝を設けたズームレンズ鏡筒において、前記鋸歯状の遮光溝の先端角度を、前記第１群レンズ側に位置する遮光溝の先端角度に比べて第３群レンズ側に位置する遮光溝の先端角度を大きくしたことを特徴とするズームレンズ鏡筒。
- 前記遮光溝の深さは、前記第１群レンズ側に位置する遮光溝の深さに比べて第３群レンズ側に位置する遮光溝の深さを浅くしたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
- 前記筒状体は、前記第１群レンズ側の内径に比べて第３群レンズ側の内径が小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ鏡筒。
- 前記筒状体は、前記第３群レンズを保持する枠体と一体的に形成されており、前記第１群レンズは、別体の枠体に保持され、その枠体が前記筒状体の端部に固定されていることを特徴とする請求項３記載のズームレンズ鏡筒。
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