JP4192569B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラなどに用いるズームレンズに関し、詳しくは撮影時にゴースト画像の発生を防止するようなズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気テープ等に映像信号を記録する民生用の携帯型ビデオカメラが提供されている。これらビデオカメラの多くには、焦点距離を連続的に変化させることができるズームレンズが備えられている。
【０００３】
前記ズームレンズには、例えば比較的高変倍で大口径比のいわゆる４群ズームレンズがある。この４群ズームレンズは、物体側より順に、合焦用の第１のレンズ群、変倍用の第２のレンズ群、固定の第３のレンズ群、そして変倍に伴う像面移動を補正し、かつ合焦させるための第４レンズ群で構成される。
【０００４】
４群ズームレンズを用い、太陽光や強い照明の下で暗い物体を撮像する時、変倍用の第２のレンズ群が望遠端付近にあると、ズームレンズに直接入射した太陽光等が鏡筒内壁で反射されてゴースト光が発生することがある。ＣＣＤにこのゴースト光が飛び込むと、ビデオカメラの画面には極めて強いゴーストが発生する。
【０００５】
このようなゴースト像を防止するため、ＣＣＤの前段の光学ローパスフィルタの前方に鏡筒と一体にマスク形状のゴースト光規制部を設け、ゴースト光を遮断する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、同様に、絞り羽を移動させるガイドピンの反射によってゴースト光が発生することがある。このようなゴースト光を遮断するため、ゴースト光を遮断する遮光部を絞り羽と一体的に形成する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３０６５１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４７３４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記４群ズームレンズは、ビデオカメラのズームレンズに採用する際に、機器の小型化を図るために鏡筒の小型化を余儀なくされている。このとき鏡筒の内側壁面は比較的光軸に近い位置に配置され、従来の４群ズームレンズのように鏡筒内に十分な空間を確保することができなくなる。
【０００９】
このように鏡筒の内側壁面が光軸に近いと、前記光学ローパスフィルタの前方にゴースト光規制部を設けることではゴースト光に対処することが難しい。すなわち、この場合のゴースト光は光軸に対して小さな角度をなすので、前記部位にゴースト光規制部を設けるとマスクを大きくすることが必要になり、遮断する光量が多くなってズームレンズの光利用効率が低下する。
【００１０】
また、絞り羽に遮光部を一体に遮光部を形成する前述の技術は、ゴースト光が発生し得る暗い物体を撮影する際に絞りを大きく開く必要があるので適用することが難しい。
【００１１】
さらに、ゴースト光を防止するため、鏡筒内部に遮光溝やシボを設けたり、反射防止塗装を施したりすることが考えられるが、ゴースト光を十分に防止することはできなかった。
【００１２】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、鏡筒の内側壁面が光軸に近い４群ズームレンズにおいて、ゴースト光を防止するようなズームレンズを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本願に係るズームレンズは、被写体側から順に、鏡筒内に、固定された正の屈折力を有する第１のレンズ群と、移動可能な負の屈折力を有する第２のレンズ群と、固定された正の屈折力を有する第３のレンズ群と、移動可能な正の屈折力を有する第４のレンズ群とを有し、前記第４のレンズ群の後段に撮像素子を配置したズームレンズにおいて、前記第２のレンズ群は、複数のレンズがフレームに一体として固定されると共に、前記第１のレンズ群を介して入射した光線が前記鏡筒内部壁に反射して前記撮像素子に到達することにより発生したゴースト光を遮断する遮光手段を備え、前記遮光手段は、前記フレームのレンズ立ち上がり部から前記ズームレンズの光軸に向かう前記光軸に垂直な延長線に直交する線により２分される前記レンズのうち前記光軸を含まない方の範囲に設けられると共に、前記第２のレンズ群と一体に移動可能であり、前記第２のレンズ群の移動可能範囲において前記第２のレンズ群が前記第３のレンズ群に最も近接する位置にあるとき、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の１辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられている。
【００１４】
好ましくは、前記遮光手段は、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の１辺、及びその対向する辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられている。好ましくは、前記遮光手段は、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の全ての辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられている。
【００１５】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記第５及び第６のレンズの間に設けられる。
【００１６】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記フレームとは別の部材が、前記第４のレンズの前面の前記フレームの位置に嵌め込んで取り付けられてなる。
【００１７】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記フレームとは別の部材が、前記第６のレンズの後面の前記フレームの位置に嵌め込んで取り付けられてなる。
【００１８】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記第４及び第５のレンズの間又は前記第５及び第６のレンズの間に設置された遮光シートからなる。
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記前記第４、第５又は第６のいずれかのレンズの前面又は後面のいずれかに塗装された墨塗りからなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るズームレンズの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態のズームレンズは、民生用の携帯型ビデオカメラに用いることを想定した４群ズームレンズであり、鏡筒を小型化したために鏡筒の内側壁面と光軸の距離が近くなっている。また、このズームレンズは、物体の像をビデオカメラ内部のＣＣＤ受光面に結像している。
【００２１】
図１は、第１の実施の形態のズームレンズを示す図である。
【００２２】
このズームレンズは、第１乃至第４のレンズ群から構成される４群ズームレンズであり、これらのレンズ群は、鏡筒４０内に格納されている。鏡筒４０の内側壁面は、光の反射を防止するように黒色の材料で構成され、遮光溝とシボが設けられ、あるいは黒色塗料で塗装されている。
【００２３】
レンズ群の光軸Ｌ０を基準とすると、鏡筒４０の上側壁面４１の高さはＨ１＝１０ｍｍであり、下側壁面４２の高さはＨ２＝−７．４ｍｍである。ただし、光軸Ｌ０を基準として上側の高さを正、下側の高さを負とした。以下でも同様である。このように、本実施の形態では、光軸Ｌ０と下側壁面４２との距離が近いので、下側壁面４２で反射したゴースト光が特に問題になる。
【００２４】
このズームレンズを構成する部材を、物体から入射した光が鏡筒４０内を光軸Ｌ０に沿って進む向きに順に説明する。
【００２５】
このズームレンズは、第１のレンズ１１、第２のレンズ１２および第３のレンズ１３からなり、正の屈折力を有する第１のレンズ群（図中では第１群と記載する。他も同様である。）を有している。第１のレンズ１１は負レンズであり、第２および第３のレンズ１２，１３は正レンズである。第１のレンズ群は、固定されている。
【００２６】
また、このズームレンズは、第４のレンズ１４、第５のレンズ１５および第６のレンズ１６からなり、負の屈折力を有する第２のレンズ群を有している。第４および第５のレンズ１４，１５は負レンズであり、第６のレンズ１６は正レンズである。第２のレンズ群は、光軸Ｌ０に沿って移動可能である。図中の第２のレンズ群は、光軸Ｌ０に沿って第１のレンズ群から最も離れた望遠端に位置している。
【００２７】
第１の実施の形態のズームレンズにおいては、第５のレンズ１５の後面と第６のレンズの第１６の前面の間に、光軸Ｌ０を基準として光軸Ｌ０の下側の高さｄ＝−２．５ｍｍより下側の光を遮断する遮光部材３１が設けられている。なお、ここでの前後は、このズームレンズが撮影する物体の方向を基準としていうものとする。すなわち、図中において、当該レンズの左側の面を前面、右側の面を後面とする。
【００２８】
この遮光部材３１は、第２のレンズ群と共に図示しないフレームによって支持されている。このフレームは、第２のレンズ群が光軸Ｌ０に沿って移動するときには第２のレンズ群と一緒に移動する。
【００２９】
本実施の形態のズームレンズにおいては、図中の光線Ｌ１〜Ｌ４に示すように、第２のレンズ群が望遠端に位置し、絞り１７が開いているとき、第１のレンズ群を介して入射して鏡筒４０の下側壁面４２で反射したゴースト光が第２乃至第４のレンズ群を介してＣＣＤ受光面２３に達する恐れがある。
【００３０】
遮光部材３１は、このようなゴースト光を遮光し、ＣＣＤ受光面２３にゴースト光が入射することにより生じるゴースト画像を防止するために設けられた遮光手段である。遮光部材３１は、第２のレンズ群において、ゴースト光の光線Ｌ１〜Ｌ４中に設けられ、光線Ｌ１〜Ｌ４を遮断している。したがって、本実施の形態においては、第１のレンズ群を介して入射された光線Ｌ１〜Ｌ４は、遮光部材３１によって遮断され、これらゴースト光がＣＣＤ受光面２３に到達することはない。
【００３１】
多くの場合、光線Ｌ１〜Ｌ４に示したようなゴースト光は、太陽光や強い照明がズームレンズに上側から入射する。本実施の形態の遮光部材３１は、鏡筒４０の下側壁面４２で反射したこのようなゴースト光を遮断するため、第２のレンズ群における所定位置において、光軸Ｌ０を基準として光軸Ｌ０の下側の所定高さより下側の光線を遮断している。
【００３２】
このような遮光部材３１は、フレームと一体に構成したり、黒色のシート、黒色塗料で塗装した板金などを用いたりすることができる。また、光を遮断する塗料をレンズに直接塗布することもできる。
【００３３】
このズームレンズは、第２のレンズ群に続いて絞り１７を有している。前述のように、物体が暗く、絞り１７が開いた際にゴースト光が生じ得る。
【００３４】
さらに、このズームレンズは、第７のレンズ１８からなり、正の屈折力を有する第３のレンズ群を有している。第７のレンズ１８は、正レンズであり、非球面のメニスカスレンズとすることができる。第３のレンズ群は、固定されている。
【００３５】
さらにまた、このズームレンズは、第８のレンズ１９、第９のレンズ２０、第１０のレンズ２１および光学ローパスフィルタ２２からなり、正の屈折力を有する第４のレンズ群を有している。第８および第９のレンズ１９，２０は正レンズであり、第１０のレンズ２１は負レンズである。第４のレンズ群は、光軸Ｌ０に沿って移動可能である。
【００３６】
ズームレンズを構成する第１乃至第４のレンズ群を通過した光は、ＣＣＤ受光面２３に入射する。本実施の形態のズームレンズは物体の上下を反転し、ＣＣＤ受光面２３には物体の像が上下反転して結像する。したがって、ＣＣＤ受光面２３に結像した像は、上下が反転して出力され、ＬＣＤなどの表示装置に表示される像はＣＣＤ受光面２３に結像した像と上下反転している。
【００３７】
第１の実施の形態のズームレンズは、このように１０枚のレンズでなる第１乃至第４のレンズ群で構成することにより、ズームレンズの全長が短縮されている。
【００３８】
図２は、ズームレンズのズーミングを説明する図である。
【００３９】
ズーミングは、第２のレンズ群および第４のレンズ群を図中の矢印の方向に移動させることによって行われる。
【００４０】
第２のレンズ群を広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）に移動させると、第４のレンズ群は、図２のズームトレースカーブに従って移動する。このとき、第１のレンズ群と第３のレンズ群は固定である。図中において、曲線INFは無限遠物体のときのズームトレースカーブを、曲線NEARは至近物体のときのズームトレースカーブをあらわす。
【００４１】
前述したように、第２のレンズ群が望遠端に位置すると、第１のレンズ群と第２のレンズ間の距離が大きくなるため、第１のレンズ群を介して入射した光が鏡筒４０の壁面で反射して第２のレンズ群に入射するゴースト光が発生する余地が生じる。本実施の形態においては、このようなゴースト光を遮断する遮光部材３１を設けているので、ゴースト光はこの遮光部材３１で遮断される。
【００４２】
第２のレンズ群は、主として変倍を行い、第４のレンズ群は、変倍に伴う像面移動を補正している。第４のレンズ群は、図中のズームトレースカーブに示すように、物体側に凸状の軌跡で非直線的に移動する。第４のレンズ群をさらに物体側へ移動させることによって、無限遠物体から至近物体への合焦を行う。
【００４３】
図３は、第１の実施の形態の第２のレンズ群およびそのフレームを示す図である。図３（ａ）は横一部断面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は縦断面図である。
【００４４】
第１の実施の形態では、遮光部材３１は、第５のレンズ１５の後面および第６のレンズ１６の前面の間に、フレーム３３と一体として構成されている。この遮光部材３１は、光軸Ｌ０の下側の高さｄより下側の光線を遮断している。
【００４５】
フレーム３３は、光の反射を防止するために、遮光部材３１と共に黒色の材料で構成されるか、または黒色に塗装されている。以下の実施例でも同様である。
【００４６】
本実施の形態では、遮光部材３１がフレーム３３と一体として形成されているため、フレーム３３および遮光部材３１を同一の金型を用いることで成型することができる。したがって、遮光部材３１を設けることによって新たな部品や製造工程が必要になることはない。
【００４７】
このように遮光部材３１を一体として形成したフレーム３３には、第４および第５のレンズ１４，１５を物体側から、第６のレンズ１６をその反対側から挿入することで第２のレンズ群を組み込むことができる。
【００４８】
表１は、第１の実施の形態における具体的なパラメータを示す表である。ここで、光軸Ｌ０の上側および下側における光線の高さはそれぞれ正負の値で示されている。
【００４９】
【表１】
表において、ｈ０は第１のレンズ１１の前面における光線の高さ、θは第１のレンズ群に入射する光線と光軸Ｌ０のなす角、ｔａｎθは前記角度の正接である。また、ｈ１は第５のレンズ１５の後面における光線の高さ、ｈ２は第６のレンズ１６の前面における光線の高さ、ｈ３は第６のレンズ１６の後面における光線の高さである。これら、高さｈ１，ｈ２，ｈ３の値は、光線追跡により得たものである。
【００５０】
第１の実施の形態において、ズームレンズに入射する光線の内、鏡筒４０の下側壁面４２に反射してＣＣＤ受光面２３に到達し得る光線は限られている。これらの光線と光軸のなす角θは、３２．２度〜３３．４度の範囲である。
【００５１】
前記角度が３２．２度の場合、ＣＣＤ受光面２３に到達し得るのは、第１のレンズ１１の前面における高さが０．６〜０．０ｍｍの範囲のみである。表１および図１において、高さ０．６ｍｍの光線を第１の光線Ｌ１と、高さ０．０ｍｍの光線を第２の光線Ｌ２とした。
【００５２】
前記角度が３３．４度の場合、ＣＣＤ受光面２３に到達し得るのは、第１のレンズ１１の前面における高さが−０．４〜−１．３ｍｍの範囲のみである。表１および図１において、高さ−０．４ｍｍの光線を第３の光線Ｌ３と、高さ−１．３ｍｍの光線を第４の光線Ｌ４とした。
【００５３】
前記角度が３２．２度の場合、第６のレンズ１６の前面における光線の高さは−２．８１３〜−２．１６４ｍｍの範囲にある。また、前記角度が３３．４度の場合、前記光線の高さは−２．６２１〜−２．１４３ｍｍの範囲にある。
【００５４】
図４は、前記光線Ｌ１〜Ｌ４のようなゴースト光がＣＣＤ受光面２３に到達すると生じるゴースト像を示す図である。
【００５５】
図１に示したように、ゴースト光はＣＣＤ受光面２３の上側に入射し、ゴースト像を生じる。前述したように、ＣＣＤ受光面２３に結像した像は上下反転されて出力されるので、ＣＣＤ受光面２３で撮影した物体を表示する画像２５においては、図４のように画面下側に明るいゴースト像２５ａが現れる。
【００５６】
本実施の形態においては、このようなゴースト像を防止するため、光軸Ｌ０の下側の前記高さｈ２より下側の光線を遮断するように遮光部材３１を設置している。本実施の形態では、遮光部材は光軸Ｌ０の下側の高さ２．５ｍｍより下側の光線を遮断しているが、表１におけるゴースト光線の高さｈ２は−２．６２１〜−３．１６４の範囲にあったので、本実施の形態のゴースト光はこの遮光部材３１によって遮断されることになる。
【００５７】
すなわち、光軸Ｌ０の下側において、光軸Ｌ０を基準として遮光部材３１の高さをｄとすると、前記ｈ２に対して高さｄが大きいように、ｄ＞ｈ２とすればよい。
【００５８】
図５は、第６のレンズ１６の前面においてＣＣＤ受光面２３の各部へ向かう光束を示す図である。
【００５９】
図中には、ＣＣＤ受光面２３の右下頂点Ｐ１、左辺中点Ｐ２、下辺中点Ｐ３、上辺の３：１の内分点Ｐ４にそれぞれ収束する、第１乃至第４の光束Ａ１〜Ａ４がそれぞれ示されている。
【００６０】
図中の破線Ｅ１およびＥ２は、光軸Ｌ０の下側の高さ−２．５５ｍｍおよび−２．６６ｍｍの直線を示している。本実施の形態のように、光軸Ｌ０の下側の高さが−２．５ｍｍより下側の光線を遮光部材３１で遮断すると、前記光束Ａ１およびＡ３の一部が僅かに遮断される。したがって、ＣＣＤ受光面２３における点Ｐ１およびＰ３に到達する光量が僅かに減少することになるが、この光量の変化は僅かであるので実用上は問題ない。
【００６１】
図６は、第２の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００６２】
第２の実施の形態の遮光部材３１は、第２のレンズ群において、第４のレンズ１４の前面に設置される。この遮光部材３１は、例えばプラスチックや板金で構成された部材であり、第４のレンズ１４の前面に位置するようにフレーム３３の前側に嵌め込んで取り付けられる。
【００６３】
この遮光部材３１は、既存のフレーム３３に嵌め込むことによって追加することができる。以下の第３の実施の形態の遮光部材３１も同様である。
【００６４】
第２の実施の形態の遮光部材３１は、前述の第１の実施の形態のように鏡筒４０の下側壁面４２で反射されるゴースト光を光軸Ｌ０の下側で遮断することに加えて、ズームレンズの下側から第１のレンズ群を介して入射し、鏡筒４０の上側壁面４１で反射されるゴースト光も遮断するように、光軸Ｌ０の上側に所定の高さより上側の光線を遮断している。以下の第３乃至第６の実施の形態の遮光部材３１も同様に、ズームレンズの下側から入射したゴースト光を遮光している。
【００６５】
第２の実施の形態では、遮光部材３１は光軸Ｌ０の上側と下側の所定部分の光線を遮断している。このような遮光部材３１によって、光軸Ｌ０と鏡筒の上側壁面４１および下側壁面４２の距離が両方とも近い場合にも、上側壁面４１または下側壁面４２で反射したゴースト光をそれぞれ遮断することができる。以下の実施の形態でも同様である。
【００６６】
図７は、第３の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００６７】
第３の実施の形態の遮光部材３１は、第２のレンズ群において、第６のレンズ１６の後面に設置される。この遮光部材３１は、例えばプラスチックや板金で構成することがされた部材であり、フレーム３３とは別の部材であり、第４のレンズ１４の前面に位置するようにフレーム３３の後側に嵌め込んで取り付けられる。
【００６８】
図８は、第４の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００６９】
図８（ａ）は断面図であり、図８（ｂ）は正面図である。
【００７０】
第４の実施の形態の遮光部材３１は、遮光シートであり、第４のレンズ１４と第５のレンズ１５の間に設置される。この遮光部材３１は、第４のレンズ１４と第５のレンズ１５に挟まれ、第２のレンズ群を支持するフレーム３３に支持されている。なお、遮光シートは、この位置に限られず、第５および第６のレンズ１５，１６の間にも設置することができる。
【００７１】
本実施の形態の遮光シートによる遮光部材３１は、軽量で薄く、しかも安価である。また、既存のフレーム３３にフレームの設計変更なしでこの遮光部材３１を取り付けることができる。この場合、フレーム３３の物体側から第５のレンズ１５、遮光部材３１および第４のレンズをこの順序で挿入する。
【００７２】
図９は、第５の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００７３】
図９（ａ）は断面図であり、図９（ｂ）は正面図である。
【００７４】
第５の実施の形態の遮光部材３１は、第６のレンズ１６の後面に図９（ｂ）の正面図に示したような所定形状のスミ塗りを施すことにより構成されたものである。
【００７５】
本実施の形態では、第２のレンズ群とフレーム３３を組み立てるに前に、第６のレンズ１６の後面に遮光部材３１となるスミ塗りを施しておくだけで、部品および製造工程を変更することなく遮光部材３１を組み込むことができる。また、スミ塗りは容易に行うことができるので、コストの上昇も僅かである。
【００７６】
なお、スミ塗りを施す位置は第６のレンズ１６の後面に限られず、第２のレンズ群を構成するいずれのレンズの前面または後面であってもよい。すなわち、第４乃至第６のレンズ１４〜１６の前面または後面のいずれであってもよい。
【００７７】
図１０は、第６の実施の形態の遮光部材を示す図である。図は、第２のレンズ群およびフレームの正面図である。
【００７８】
第６の実施の形態では、ズームレンズの下側または上側から入射する光によるゴーストを防止することに加えて、ズームレンズの横側から入射する光によるゴーストを防止するために、遮光部材３１は、光軸Ｌ０から左右の横方向に所定の高さより外側の光線を遮光している。遮光部材３１は、光軸Ｌ０を基準として上下左右方向にそれぞれ所定高さより外側の光線を遮断するので、開口部はほぼ矩形状の形状を呈している。
【００７９】
このような遮光部材３１によって、鏡筒の上側壁面４１、下側壁面４２に加え、図示しない右側または左側壁面が光軸Ｌ０に近い場合にも、各壁面で反射したゴースト光をそれぞれ遮断することができる。
【００８０】
前述のように、本実施の形態は、第２のレンズ群にゴースト光を遮断する遮光部材３１を設置することにより、ゴースト画像を防止している。本実施の形態の遮光部材３１は、製造または入手が容易であり、第２のレンズ群に容易に組み込むことができる。
【００８１】
したがって、ズームレンズにおいて、第２のレンズ群に遮光部材を組み込むことによるコストの上昇は殆どない。また、このような遮光部材３１によりゴーストを防止することにより、本実施の形態のような４群ズームレンズの鏡筒を小型化することができ、さらにコストを低減することができる。
【００８２】
このように、本実施の形態のズームレンズは、ゴースト像による画質劣化を防止しつつ、小型軽量化と低コスト化に寄与することができる。
【００８３】
前述の実施の形態の特徴は、以下の通りである。
【００８４】
第１の実施の形態は、光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１をフレームと一体として構成した。フレーム３３において、遮光部材３１は第５および第６のレンズ１５，１６の間に設けることができる。この場合、フレーム３３には物体側から第４および第５のレンズ１４，１５を挿入し、その反対側から第６のレンズ１６を挿入してフレーム３３と第２のレンズ群を組み立てる。
【００８５】
また、遮光部材３１は、第４および第５のレンズ１４，１５の間に設けることができる。この場合、フレーム３３には物体側から第４のレンズ１４を挿入し、その反対側から第５および第６のレンズ１５，１６を挿入してを組み立てる。
【００８６】
第２の実施の形態は、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１を第４のレンズ１４の前面の位置に取り付けたものである。遮光部材３１は、フレーム３３とは別の部材であり、フレーム３３の物体側に嵌め込んで取り付けられる。
【００８７】
第３の実施の形態は、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１を第６のレンズ１６の後面の位置に取り付けたものである。遮光部材３１は、フレーム３３とは別の部材であり、フレーム３３の物体とは反対側に嵌め込んで取り付けられる。
【００８８】
第４の実施の形態は、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１として遮光シートを用いるものである。遮光シートによる遮光部材３１は、第４および第５のレンズ１４，１５の間または第５および第６のレンズ１５，１６の間に設けられる。
【００８９】
遮光部材３１を第４および第５のレンズ１４，１５の間に設置する場合は、フレーム３３に物体側から第５のレンズ１５、遮光部材３１および第４のレンズのこの順序で挿入することで組み立てる。遮光部材３１を第５および第６のレンズ１５，１６の間に設置する場合は、例えば、フレーム３３に物体側から遮光部材３１、第５のレンズ１５および第４のレンズ１４をこの順序で挿入することで組み立てる。
【００９０】
第５の実施の形態では、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１はレンズに塗装されたスミ塗りである。本実施の形態では、第２のレンズ群とフレーム３３を組み立てる前に、予め第２のレンズ群を構成する第４乃至第６のレンズ１４〜１６のいずれかのレンズの前面または後面のいずれかに遮光部材３１を構成するようにスミ塗りを施しておく。
【００９１】
第６の実施の形態は、光軸Ｌ０から上下左右方向にそれぞれ所定高さより外側の光線遮断する遮光板３１をフレーム３３と一体として構成したものである。他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００９２】
なお、前述の実施の形態は、本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されない。本技術分野の専門家には、本発明の範囲を逸脱することなく設計変更等が可能なことは明らかであろう。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によると、４群ズームレンズにおいて、ゴースト光を防止するようなズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のズームレンズを示す図である。
【図２】ズームレンズのズーミングを説明する図である。
【図３】第１の実施の形態の第２のレンズ群およびそのフレームを示す図である。
【図４】ゴースト光がＣＣＤ受光面に到達すると生じるゴースト像を示す図である。
【図５】第６のレンズ１６の前面においてＣＣＤ受光面の各部へ向かう光束を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図７】第３の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図８】第４の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図９】第５の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図１０】第６の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【符号の説明】
１１ 第１のレンズ
１２ 第２のレンズ
１３ 第３のレンズ
１４ 第４のレンズ
１５ 第５のレンズ
１６ 第６のレンズ
１７ 絞り
１８ 第７のレンズ
１９ 第８のレンズ
２０ 第９のレンズ
２１ 第１０のレンズ
２２ 光学ローパスフィルタ
２３ ＣＣＤ受光面
３１ 遮光部材
３３ フレーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラなどに用いるズームレンズに関し、詳しくは撮影時にゴースト画像の発生を防止するようなズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気テープ等に映像信号を記録する民生用の携帯型ビデオカメラが提供されている。これらビデオカメラの多くには、焦点距離を連続的に変化させることができるズームレンズが備えられている。
【０００３】
前記ズームレンズには、例えば比較的高変倍で大口径比のいわゆる４群ズームレンズがある。この４群ズームレンズは、物体側より順に、合焦用の第１のレンズ群、変倍用の第２のレンズ群、固定の第３のレンズ群、そして変倍に伴う像面移動を補正し、かつ合焦させるための第４レンズ群で構成される。
【０００４】
４群ズームレンズを用い、太陽光や強い照明の下で暗い物体を撮像する時、変倍用の第２のレンズ群が望遠端付近にあると、ズームレンズに直接入射した太陽光等が鏡筒内壁で反射されてゴースト光が発生することがある。ＣＣＤにこのゴースト光が飛び込むと、ビデオカメラの画面には極めて強いゴーストが発生する。
【０００５】
このようなゴースト像を防止するため、ＣＣＤの前段の光学ローパスフィルタの前方に鏡筒と一体にマスク形状のゴースト光規制部を設け、ゴースト光を遮断する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、同様に、絞り羽を移動させるガイドピンの反射によってゴースト光が発生することがある。このようなゴースト光を遮断するため、ゴースト光を遮断する遮光部を絞り羽と一体的に形成する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３０６５１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４７３４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記４群ズームレンズは、ビデオカメラのズームレンズに採用する際に、機器の小型化を図るために鏡筒の小型化を余儀なくされている。このとき鏡筒の内側壁面は比較的光軸に近い位置に配置され、従来の４群ズームレンズのように鏡筒内に十分な空間を確保することができなくなる。
【０００９】
このように鏡筒の内側壁面が光軸に近いと、前記光学ローパスフィルタの前方にゴースト光規制部を設けることではゴースト光に対処することが難しい。すなわち、この場合のゴースト光は光軸に対して小さな角度をなすので、前記部位にゴースト光規制部を設けるとマスクを大きくすることが必要になり、遮断する光量が多くなってズームレンズの光利用効率が低下する。
【００１０】
また、絞り羽に遮光部を一体に遮光部を形成する前述の技術は、ゴースト光が発生し得る暗い物体を撮影する際に絞りを大きく開く必要があるので適用することが難しい。
【００１１】
さらに、ゴースト光を防止するため、鏡筒内部に遮光溝やシボを設けたり、反射防止塗装を施したりすることが考えられるが、ゴースト光を十分に防止することはできなかった。
【００１２】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、鏡筒の内側壁面が光軸に近い４群ズームレンズにおいて、ゴースト光を防止するようなズームレンズを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本願に係るズームレンズは、被写体側から順に、鏡筒内に、固定された正の屈折力を有する第１のレンズ群と、移動可能な負の屈折力を有する第２のレンズ群と、固定された正の屈折力を有する第３のレンズ群と、移動可能な正の屈折力を有する第４のレンズ群とを有し、前記第４のレンズ群の後段に撮像素子を配置したズームレンズにおいて、前記第２のレンズ群は、複数のレンズがフレームに一体として固定されると共に、前記第１のレンズ群を介して入射した光線が前記鏡筒内部壁に反射して前記撮像素子に到達することにより発生したゴースト光を遮断する遮光手段を備え、前記遮光手段は、前記フレームのレンズ立ち上がり部から前記ズームレンズの光軸に向かう前記光軸に垂直な延長線に直交する線により２分される前記レンズのうち前記光軸を含まない方の範囲に設けられると共に、前記第２のレンズ群と一体に移動可能であり、前記第２のレンズ群の移動可能範囲において前記第２のレンズ群が前記第３のレンズ群に最も近接する位置にあるとき、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の１辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられている。
【００１４】
好ましくは、前記遮光手段は、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の１辺、及びその対向する辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられている。好ましくは、前記遮光手段は、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の全ての辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられている。
【００１５】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記第５及び第６のレンズの間に設けられる。
【００１６】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記フレームとは別の部材が、前記第４のレンズの前面の前記フレームの位置に嵌め込んで取り付けられてなる。
【００１７】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記フレームとは別の部材が、前記第６のレンズの後面の前記フレームの位置に嵌め込んで取り付けられてなる。
【００１８】
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記第４及び第５のレンズの間又は前記第５及び第６のレンズの間に設置された遮光シートからなる。
好ましくは、前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記前記第４、第５又は第６のいずれかのレンズの前面又は後面のいずれかに塗装された墨塗りからなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るズームレンズの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態のズームレンズは、民生用の携帯型ビデオカメラに用いることを想定した４群ズームレンズであり、鏡筒を小型化したために鏡筒の内側壁面と光軸の距離が近くなっている。また、このズームレンズは、物体の像をビデオカメラ内部のＣＣＤ受光面に結像している。
【００２１】
図１は、第１の実施の形態のズームレンズを示す図である。
【００２２】
このズームレンズは、第１乃至第４のレンズ群から構成される４群ズームレンズであり、これらのレンズ群は、鏡筒４０内に格納されている。鏡筒４０の内側壁面は、光の反射を防止するように黒色の材料で構成され、遮光溝とシボが設けられ、あるいは黒色塗料で塗装されている。
【００２３】
レンズ群の光軸Ｌ０を基準とすると、鏡筒４０の上側壁面４１の高さはＨ１＝１０ｍｍであり、下側壁面４２の高さはＨ２＝−７．４ｍｍである。ただし、光軸Ｌ０を基準として上側の高さを正、下側の高さを負とした。以下でも同様である。このように、本実施の形態では、光軸Ｌ０と下側壁面４２との距離が近いので、下側壁面４２で反射したゴースト光が特に問題になる。
【００２４】
このズームレンズを構成する部材を、物体から入射した光が鏡筒４０内を光軸Ｌ０に沿って進む向きに順に説明する。
【００２５】
このズームレンズは、第１のレンズ１１、第２のレンズ１２および第３のレンズ１３からなり、正の屈折力を有する第１のレンズ群（図中では第１群と記載する。他も同様である。）を有している。第１のレンズ１１は負レンズであり、第２および第３のレンズ１２，１３は正レンズである。第１のレンズ群は、固定されている。
【００２６】
また、このズームレンズは、第４のレンズ１４、第５のレンズ１５および第６のレンズ１６からなり、負の屈折力を有する第２のレンズ群を有している。第４および第５のレンズ１４，１５は負レンズであり、第６のレンズ１６は正レンズである。第２のレンズ群は、光軸Ｌ０に沿って移動可能である。図中の第２のレンズ群は、光軸Ｌ０に沿って第１のレンズ群から最も離れた望遠端に位置している。
【００２７】
第１の実施の形態のズームレンズにおいては、第５のレンズ１５の後面と第６のレンズの第１６の前面の間に、光軸Ｌ０を基準として光軸Ｌ０の下側の高さｄ＝−２．５ｍｍより下側の光を遮断する遮光部材３１が設けられている。なお、ここでの前後は、このズームレンズが撮影する物体の方向を基準としていうものとする。すなわち、図中において、当該レンズの左側の面を前面、右側の面を後面とする。
【００２８】
この遮光部材３１は、第２のレンズ群と共に図示しないフレームによって支持されている。このフレームは、第２のレンズ群が光軸Ｌ０に沿って移動するときには第２のレンズ群と一緒に移動する。
【００２９】
本実施の形態のズームレンズにおいては、図中の光線Ｌ１〜Ｌ４に示すように、第２のレンズ群が望遠端に位置し、絞り１７が開いているとき、第１のレンズ群を介して入射して鏡筒４０の下側壁面４２で反射したゴースト光が第２乃至第４のレンズ群を介してＣＣＤ受光面２３に達する恐れがある。
【００３０】
遮光部材３１は、このようなゴースト光を遮光し、ＣＣＤ受光面２３にゴースト光が入射することにより生じるゴースト画像を防止するために設けられた遮光手段である。遮光部材３１は、第２のレンズ群において、ゴースト光の光線Ｌ１〜Ｌ４中に設けられ、光線Ｌ１〜Ｌ４を遮断している。したがって、本実施の形態においては、第１のレンズ群を介して入射された光線Ｌ１〜Ｌ４は、遮光部材３１によって遮断され、これらゴースト光がＣＣＤ受光面２３に到達することはない。
【００３１】
多くの場合、光線Ｌ１〜Ｌ４に示したようなゴースト光は、太陽光や強い照明がズームレンズに上側から入射する。本実施の形態の遮光部材３１は、鏡筒４０の下側壁面４２で反射したこのようなゴースト光を遮断するため、第２のレンズ群における所定位置において、光軸Ｌ０を基準として光軸Ｌ０の下側の所定高さより下側の光線を遮断している。
【００３２】
このような遮光部材３１は、フレームと一体に構成したり、黒色のシート、黒色塗料で塗装した板金などを用いたりすることができる。また、光を遮断する塗料をレンズに直接塗布することもできる。
【００３３】
このズームレンズは、第２のレンズ群に続いて絞り１７を有している。前述のように、物体が暗く、絞り１７が開いた際にゴースト光が生じ得る。
【００３４】
さらに、このズームレンズは、第７のレンズ１８からなり、正の屈折力を有する第３のレンズ群を有している。第７のレンズ１８は、正レンズであり、非球面のメニスカスレンズとすることができる。第３のレンズ群は、固定されている。
【００３５】
さらにまた、このズームレンズは、第８のレンズ１９、第９のレンズ２０、第１０のレンズ２１および光学ローパスフィルタ２２からなり、正の屈折力を有する第４のレンズ群を有している。第８および第９のレンズ１９，２０は正レンズであり、第１０のレンズ２１は負レンズである。第４のレンズ群は、光軸Ｌ０に沿って移動可能である。
【００３６】
ズームレンズを構成する第１乃至第４のレンズ群を通過した光は、ＣＣＤ受光面２３に入射する。本実施の形態のズームレンズは物体の上下を反転し、ＣＣＤ受光面２３には物体の像が上下反転して結像する。したがって、ＣＣＤ受光面２３に結像した像は、上下が反転して出力され、ＬＣＤなどの表示装置に表示される像はＣＣＤ受光面２３に結像した像と上下反転している。
【００３７】
第１の実施の形態のズームレンズは、このように１０枚のレンズでなる第１乃至第４のレンズ群で構成することにより、ズームレンズの全長が短縮されている。
【００３８】
図２は、ズームレンズのズーミングを説明する図である。
【００３９】
ズーミングは、第２のレンズ群および第４のレンズ群を図中の矢印の方向に移動させることによって行われる。
【００４０】
第２のレンズ群を広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）に移動させると、第４のレンズ群は、図２のズームトレースカーブに従って移動する。このとき、第１のレンズ群と第３のレンズ群は固定である。図中において、曲線INFは無限遠物体のときのズームトレースカーブを、曲線NEARは至近物体のときのズームトレースカーブをあらわす。
【００４１】
前述したように、第２のレンズ群が望遠端に位置すると、第１のレンズ群と第２のレンズ間の距離が大きくなるため、第１のレンズ群を介して入射した光が鏡筒４０の壁面で反射して第２のレンズ群に入射するゴースト光が発生する余地が生じる。本実施の形態においては、このようなゴースト光を遮断する遮光部材３１を設けているので、ゴースト光はこの遮光部材３１で遮断される。
【００４２】
第２のレンズ群は、主として変倍を行い、第４のレンズ群は、変倍に伴う像面移動を補正している。第４のレンズ群は、図中のズームトレースカーブに示すように、物体側に凸状の軌跡で非直線的に移動する。第４のレンズ群をさらに物体側へ移動させることによって、無限遠物体から至近物体への合焦を行う。
【００４３】
図３は、第１の実施の形態の第２のレンズ群およびそのフレームを示す図である。図３（ａ）は横一部断面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は縦断面図である。
【００４４】
第１の実施の形態では、遮光部材３１は、第５のレンズ１５の後面および第６のレンズ１６の前面の間に、フレーム３３と一体として構成されている。この遮光部材３１は、光軸Ｌ０の下側の高さｄより下側の光線を遮断している。
【００４５】
フレーム３３は、光の反射を防止するために、遮光部材３１と共に黒色の材料で構成されるか、または黒色に塗装されている。以下の実施例でも同様である。
【００４６】
本実施の形態では、遮光部材３１がフレーム３３と一体として形成されているため、フレーム３３および遮光部材３１を同一の金型を用いることで成型することができる。したがって、遮光部材３１を設けることによって新たな部品や製造工程が必要になることはない。
【００４７】
このように遮光部材３１を一体として形成したフレーム３３には、第４および第５のレンズ１４，１５を物体側から、第６のレンズ１６をその反対側から挿入することで第２のレンズ群を組み込むことができる。
【００４８】
表１は、第１の実施の形態における具体的なパラメータを示す表である。ここで、光軸Ｌ０の上側および下側における光線の高さはそれぞれ正負の値で示されている。
【００４９】
【表１】
【００５０】
第１の実施の形態において、ズームレンズに入射する光線の内、鏡筒４０の下側壁面４２に反射してＣＣＤ受光面２３に到達し得る光線は限られている。これらの光線と光軸のなす角θは、３２．２度〜３３．４度の範囲である。
【００５１】
前記角度が３２．２度の場合、ＣＣＤ受光面２３に到達し得るのは、第１のレンズ１１の前面における高さが０．６〜０．０ｍｍの範囲のみである。表１および図１において、高さ０．６ｍｍの光線を第１の光線Ｌ１と、高さ０．０ｍｍの光線を第２の光線Ｌ２とした。
【００５２】
前記角度が３３．４度の場合、ＣＣＤ受光面２３に到達し得るのは、第１のレンズ１１の前面における高さが−０．４〜−１．３ｍｍの範囲のみである。表１および図１において、高さ−０．４ｍｍの光線を第３の光線Ｌ３と、高さ−１．３ｍｍの光線を第４の光線Ｌ４とした。
【００５３】
前記角度が３２．２度の場合、第６のレンズ１６の前面における光線の高さは−２．８１３〜−２．１６４ｍｍの範囲にある。また、前記角度が３３．４度の場合、前記光線の高さは−２．６２１〜−２．１４３ｍｍの範囲にある。
【００５４】
図４は、前記光線Ｌ１〜Ｌ４のようなゴースト光がＣＣＤ受光面２３に到達すると生じるゴースト像を示す図である。
【００５５】
図１に示したように、ゴースト光はＣＣＤ受光面２３の上側に入射し、ゴースト像を生じる。前述したように、ＣＣＤ受光面２３に結像した像は上下反転されて出力されるので、ＣＣＤ受光面２３で撮影した物体を表示する画像２５においては、図４のように画面下側に明るいゴースト像２５ａが現れる。
【００５６】
本実施の形態においては、このようなゴースト像を防止するため、光軸Ｌ０の下側の前記高さｈ２より下側の光線を遮断するように遮光部材３１を設置している。本実施の形態では、遮光部材は光軸Ｌ０の下側の高さ２．５ｍｍより下側の光線を遮断しているが、表１におけるゴースト光線の高さｈ２は−２．６２１〜−３．１６４の範囲にあったので、本実施の形態のゴースト光はこの遮光部材３１によって遮断されることになる。
【００５７】
すなわち、光軸Ｌ０の下側において、光軸Ｌ０を基準として遮光部材３１の高さをｄとすると、前記ｈ２に対して高さｄが大きいように、ｄ＞ｈ２とすればよい。
【００５８】
図５は、第６のレンズ１６の前面においてＣＣＤ受光面２３の各部へ向かう光束を示す図である。
【００５９】
図中には、ＣＣＤ受光面２３の右下頂点Ｐ１、左辺中点Ｐ２、下辺中点Ｐ３、上辺の３：１の内分点Ｐ４にそれぞれ収束する、第１乃至第４の光束Ａ１〜Ａ４がそれぞれ示されている。
【００６０】
図中の破線Ｅ１およびＥ２は、光軸Ｌ０の下側の高さ−２．５５ｍｍおよび−２．６６ｍｍの直線を示している。本実施の形態のように、光軸Ｌ０の下側の高さが−２．５ｍｍより下側の光線を遮光部材３１で遮断すると、前記光束Ａ１およびＡ３の一部が僅かに遮断される。したがって、ＣＣＤ受光面２３における点Ｐ１およびＰ３に到達する光量が僅かに減少することになるが、この光量の変化は僅かであるので実用上は問題ない。
【００６１】
図６は、第２の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００６２】
第２の実施の形態の遮光部材３１は、第２のレンズ群において、第４のレンズ１４の前面に設置される。この遮光部材３１は、例えばプラスチックや板金で構成された部材であり、第４のレンズ１４の前面に位置するようにフレーム３３の前側に嵌め込んで取り付けられる。
【００６３】
この遮光部材３１は、既存のフレーム３３に嵌め込むことによって追加することができる。以下の第３の実施の形態の遮光部材３１も同様である。
【００６４】
第２の実施の形態の遮光部材３１は、前述の第１の実施の形態のように鏡筒４０の下側壁面４２で反射されるゴースト光を光軸Ｌ０の下側で遮断することに加えて、ズームレンズの下側から第１のレンズ群を介して入射し、鏡筒４０の上側壁面４１で反射されるゴースト光も遮断するように、光軸Ｌ０の上側に所定の高さより上側の光線を遮断している。以下の第３乃至第６の実施の形態の遮光部材３１も同様に、ズームレンズの下側から入射したゴースト光を遮光している。
【００６５】
第２の実施の形態では、遮光部材３１は光軸Ｌ０の上側と下側の所定部分の光線を遮断している。このような遮光部材３１によって、光軸Ｌ０と鏡筒の上側壁面４１および下側壁面４２の距離が両方とも近い場合にも、上側壁面４１または下側壁面４２で反射したゴースト光をそれぞれ遮断することができる。以下の実施の形態でも同様である。
【００６６】
図７は、第３の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００６７】
第３の実施の形態の遮光部材３１は、第２のレンズ群において、第６のレンズ１６の後面に設置される。この遮光部材３１は、例えばプラスチックや板金で構成することがされた部材であり、フレーム３３とは別の部材であり、第４のレンズ１４の前面に位置するようにフレーム３３の後側に嵌め込んで取り付けられる。
【００６８】
図８は、第４の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００６９】
図８（ａ）は断面図であり、図８（ｂ）は正面図である。
【００７０】
第４の実施の形態の遮光部材３１は、遮光シートであり、第４のレンズ１４と第５のレンズ１５の間に設置される。この遮光部材３１は、第４のレンズ１４と第５のレンズ１５に挟まれ、第２のレンズ群を支持するフレーム３３に支持されている。なお、遮光シートは、この位置に限られず、第５および第６のレンズ１５，１６の間にも設置することができる。
【００７１】
本実施の形態の遮光シートによる遮光部材３１は、軽量で薄く、しかも安価である。また、既存のフレーム３３にフレームの設計変更なしでこの遮光部材３１を取り付けることができる。この場合、フレーム３３の物体側から第５のレンズ１５、遮光部材３１および第４のレンズをこの順序で挿入する。
【００７２】
図９は、第５の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【００７３】
図９（ａ）は断面図であり、図９（ｂ）は正面図である。
【００７４】
第５の実施の形態の遮光部材３１は、第６のレンズ１６の後面に図９（ｂ）の正面図に示したような所定形状のスミ塗りを施すことにより構成されたものである。
【００７５】
本実施の形態では、第２のレンズ群とフレーム３３を組み立てるに前に、第６のレンズ１６の後面に遮光部材３１となるスミ塗りを施しておくだけで、部品および製造工程を変更することなく遮光部材３１を組み込むことができる。また、スミ塗りは容易に行うことができるので、コストの上昇も僅かである。
【００７６】
なお、スミ塗りを施す位置は第６のレンズ１６の後面に限られず、第２のレンズ群を構成するいずれのレンズの前面または後面であってもよい。すなわち、第４乃至第６のレンズ１４〜１６の前面または後面のいずれであってもよい。
【００７７】
図１０は、第６の実施の形態の遮光部材を示す図である。図は、第２のレンズ群およびフレームの正面図である。
【００７８】
第６の実施の形態では、ズームレンズの下側または上側から入射する光によるゴーストを防止することに加えて、ズームレンズの横側から入射する光によるゴーストを防止するために、遮光部材３１は、光軸Ｌ０から左右の横方向に所定の高さより外側の光線を遮光している。遮光部材３１は、光軸Ｌ０を基準として上下左右方向にそれぞれ所定高さより外側の光線を遮断するので、開口部はほぼ矩形状の形状を呈している。
【００７９】
このような遮光部材３１によって、鏡筒の上側壁面４１、下側壁面４２に加え、図示しない右側または左側壁面が光軸Ｌ０に近い場合にも、各壁面で反射したゴースト光をそれぞれ遮断することができる。
【００８０】
前述のように、本実施の形態は、第２のレンズ群にゴースト光を遮断する遮光部材３１を設置することにより、ゴースト画像を防止している。本実施の形態の遮光部材３１は、製造または入手が容易であり、第２のレンズ群に容易に組み込むことができる。
【００８１】
したがって、ズームレンズにおいて、第２のレンズ群に遮光部材を組み込むことによるコストの上昇は殆どない。また、このような遮光部材３１によりゴーストを防止することにより、本実施の形態のような４群ズームレンズの鏡筒を小型化することができ、さらにコストを低減することができる。
【００８２】
このように、本実施の形態のズームレンズは、ゴースト像による画質劣化を防止しつつ、小型軽量化と低コスト化に寄与することができる。
【００８３】
前述の実施の形態の特徴は、以下の通りである。
【００８４】
第１の実施の形態は、光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１をフレームと一体として構成した。フレーム３３において、遮光部材３１は第５および第６のレンズ１５，１６の間に設けることができる。この場合、フレーム３３には物体側から第４および第５のレンズ１４，１５を挿入し、その反対側から第６のレンズ１６を挿入してフレーム３３と第２のレンズ群を組み立てる。
【００８５】
また、遮光部材３１は、第４および第５のレンズ１４，１５の間に設けることができる。この場合、フレーム３３には物体側から第４のレンズ１４を挿入し、その反対側から第５および第６のレンズ１５，１６を挿入してを組み立てる。
【００８６】
第２の実施の形態は、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１を第４のレンズ１４の前面の位置に取り付けたものである。遮光部材３１は、フレーム３３とは別の部材であり、フレーム３３の物体側に嵌め込んで取り付けられる。
【００８７】
第３の実施の形態は、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１を第６のレンズ１６の後面の位置に取り付けたものである。遮光部材３１は、フレーム３３とは別の部材であり、フレーム３３の物体とは反対側に嵌め込んで取り付けられる。
【００８８】
第４の実施の形態は、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１として遮光シートを用いるものである。遮光シートによる遮光部材３１は、第４および第５のレンズ１４，１５の間または第５および第６のレンズ１５，１６の間に設けられる。
【００８９】
遮光部材３１を第４および第５のレンズ１４，１５の間に設置する場合は、フレーム３３に物体側から第５のレンズ１５、遮光部材３１および第４のレンズのこの順序で挿入することで組み立てる。遮光部材３１を第５および第６のレンズ１５，１６の間に設置する場合は、例えば、フレーム３３に物体側から遮光部材３１、第５のレンズ１５および第４のレンズ１４をこの順序で挿入することで組み立てる。
【００９０】
第５の実施の形態では、光軸Ｌ０から上側に所定高さより上側および光軸Ｌ０から下側に所定高さより下側の光線を遮断する遮光部材３１はレンズに塗装されたスミ塗りである。本実施の形態では、第２のレンズ群とフレーム３３を組み立てる前に、予め第２のレンズ群を構成する第４乃至第６のレンズ１４〜１６のいずれかのレンズの前面または後面のいずれかに遮光部材３１を構成するようにスミ塗りを施しておく。
【００９１】
第６の実施の形態は、光軸Ｌ０から上下左右方向にそれぞれ所定高さより外側の光線遮断する遮光板３１をフレーム３３と一体として構成したものである。他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００９２】
なお、前述の実施の形態は、本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されない。本技術分野の専門家には、本発明の範囲を逸脱することなく設計変更等が可能なことは明らかであろう。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によると、４群ズームレンズにおいて、ゴースト光を防止するようなズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のズームレンズを示す図である。
【図２】ズームレンズのズーミングを説明する図である。
【図３】第１の実施の形態の第２のレンズ群およびそのフレームを示す図である。
【図４】ゴースト光がＣＣＤ受光面に到達すると生じるゴースト像を示す図である。
【図５】第６のレンズ１６の前面においてＣＣＤ受光面の各部へ向かう光束を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図７】第３の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図８】第４の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図９】第５の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【図１０】第６の実施の形態の遮光部材を示す図である。
【符号の説明】
１１ 第１のレンズ
１２ 第２のレンズ
１３ 第３のレンズ
１４ 第４のレンズ
１５ 第５のレンズ
１６ 第６のレンズ
１７ 絞り
１８ 第７のレンズ
１９ 第８のレンズ
２０ 第９のレンズ
２１ 第１０のレンズ
２２ 光学ローパスフィルタ
２３ ＣＣＤ受光面
３１ 遮光部材
３３ フレーム
Claims (8)
- 被写体側から順に、鏡筒内に、固定された正の屈折力を有する第１のレンズ群と、移動可能な負の屈折力を有する第２のレンズ群と、固定された正の屈折力を有する第３のレンズ群と、移動可能な正の屈折力を有する第４のレンズ群とを有し、前記第４のレンズ群の後段に撮像素子を配置したズームレンズにおいて、
前記第２のレンズ群は、複数のレンズがフレームに一体として固定されると共に、前記第１のレンズ群を介して入射した光線が前記鏡筒内部壁に反射して前記撮像素子に到達することにより発生したゴースト光を遮断する遮光手段を備え、
前記遮光手段は、前記フレームのレンズ立ち上がり部から前記ズームレンズの光軸に向かう前記光軸に垂直な延長線に直交する線により２分される前記レンズのうち前記光軸を含まない方の範囲に設けられると共に、前記第２のレンズ群と一体に移動可能であり、前記第２のレンズ群の移動可能範囲において前記第２のレンズ群が前記第３のレンズ群に最も近接する位置にあるとき、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の１辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられていること
を特徴とするズームレンズ。 - 前記遮光手段は、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の１辺、及びその対向する辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
- 前記遮光手段は、前記鏡筒内部壁に反射した入射光線が前記撮像素子の受光面の矩形領域の全ての辺に対して発生するゴースト光を遮光する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記第５及び第６のレンズの間に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のズームレンズ。
- 前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記フレームとは別の部材が、前記第４のレンズの前面の前記フレームの位置に嵌め込んで取り付けられてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のズームレンズ。
- 前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記フレームとは別の部材が、前記第６のレンズの後面の前記フレームの位置に嵌め込んで取り付けられてなることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載のズームレンズ。
- 前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記第４及び第５のレンズの間又は前記第５及び第６のレンズの間に設置された遮光シートからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のズームレンズ。
- 前記第２のレンズ群は、被写体側から順に、第４、第５及び第６のレンズからなり、前記遮光手段は、前記前記第４、第５又は第６のいずれかのレンズの前面又は後面のいずれかに塗装された墨塗りからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のズームレンズ。
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