JPH0244249Y2

JPH0244249Y2 -

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Publication number: JPH0244249Y2
Application number: JP12926279U
Authority: JP
Priority date: 1979-09-18
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1990-11-26
Also published as: JPS5647505U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の目的〕（産業上の利用分野）本考案はシネカメラ等に用いられるズームレン
ズ鏡筒に係り、特に焦点合わせ用の距離環とズー
ム効果を得るためのズーム環との連結構成に関す
る。

（従来の技術）一般にズームレンズは、周知の如く任意の倍率
を連続的に得るためのもので、被写体との距離が
一定であれば、ズームレンズ鏡筒に設けられたズ
ーム環を操作することにより、任意の倍率で被写
体をとらえることができる。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、シネカメラ等のズームレンズでは、
被写体の移動に対し、それを常時一定の大きさの
被写体像としてとらえることも行なわれる。例え
ば、被写体がカメラから離れて行く場合、倍率を
これに合わせて大きくし、フイルム面には常に一
定の大きさの被写体像を結像させることがある。
この場合、被写体との距離が変化するので、倍率
を変化させると共に焦点合わせを同時に行なわな
ければならず、操作が極めて煩雑になる。

また、例えば、運動会の100ｍ競走のゴール付
近にカメラを構えて、直線的にスタートからゴー
ルまで走者を撮影する場合、フオーカス（ピン
ト）調節とズーム調節を独立して操作する普通の
ズームレンズでは、前述の場合と同様に、はなは
だ不都合が生じる。すなわち、スタート位置の走
者を重視してズームレンズを最大倍率（最望遠）
にセツトし、走者の動きに対応してピント調節を
行うと、ゴール（カメラ）に近づくにつれて被写
体（走者）は画面からはみ出してしまう。これ
は、撮影者にとつて、走者の動きに対応したピン
ト調節は最重要操作であり、ズーム調節まで手が
廻らないことに原因がある。もちろん、オートフ
オーカス機能のあるズームレンズを用いれば、ズ
ーム操作のみに撮影者の神経を集中できるので、
このような不都合は生じない。しかし、オートフ
オーカス付ズームレンズは極めて高価であり、あ
まり用いられていないのが現状である。

本考案の目的は、距離環とズーム環とをそれぞ
れ任意の回動位置に相互に連結可能に構成したこ
とにより、被写体距離が変化しても常に一定の被
写体像を容易に得ることができるズームレンズ鏡
筒を提供することにある。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段）本考案のズームレンズ鏡筒は、被写体像をフイ
ルム面に結像させるべく光軸方向に沿つて変位可
能に構成されたフオーカシングレンズ群１１と、
ズーム効果を得るべく光軸方向に沿つて変位可能
に構成された変倍レンズ群１２，１３と、上記フ
オーカシングレンズ群１１の外部に設けられ円周
方向に対数で変化する距離目盛を附した距離環２
６と、上記変倍レンズ群１２，１３の外部に設け
られ円周方向に対数で変化する焦点距離目盛を附
したズーム環３６と、上記距離環２６とフオーカ
シングレンズ群１１の間に設けられ距離環２６の
回動に連動し距離環２６の目盛位置に応じてフオ
ーカシングレンズ群１１を所定の位置まで移動さ
せるカム機構２５，２５ａと、上記ズーム環３６
と変倍レンズ群１２，１３の間に設けられズーム
環３６の回動に連動しズーム環３６の目盛位置に
応じて変倍レンズ群１２，１３を所定の位置まで
移動させるカム機構３３，３３ａ，３３ｂと、前
記距離環２６およびズーム環３６が一体となつて
回動すべくこれら両環２６，３６をそれぞれ任意
の回動位置にて相互に連結させ得る連結機構４０
とを備えたものである。

（作用）本考案のズームレンズ鏡筒は、距離環２６とズ
ーム環３６を連結機構４０で連結した状態で、移
動する被写体に合わせ焦点（ピント）調節を行な
うと、ズーム倍率もこれに合わせて変化し、一定
の大きさの被写体像を容易に得ることができ、逆
に、移動する被写体に対し、被写体像を一定にす
るズーム調節を行なうと、焦点（ピント）調節が
できる。

（実施例）本考案のズームレンズ鏡筒の実施例を図面を参
照して説明する。

始めに本考案の原理を説明する。

先ず、一般にズームレンズにおける全レンズ系
の焦点距離をｆ、フオーカシングレンズの焦点距
離をf₁、フオーカシングレンズの繰り出し量を
Δxとすると、倍率Ｍは次式で求められる。

Ｍ＝f₁ ²／（Δx・ｆ） ……(A) また、被写体までの距離をＬ、レンズ系の主点
間隔をH₁とすると、被写体距離Ｌは次式となる。

Ｌ＝f₁ ²／Δx＋2f₁＋H₁ ここで、上記式の2f₁、及びH₁は微小なので無
視すると、次式となる。

Ｌ≒f₁ ²／Δx ……(B) 上記(A)(B)両式から、Ｌ＝Mf ……(C) が求められる。

ところで、フイルムの画面寸法は当然一定であ
り、例えば８mmフイルムの場合、縦寸法は4.01
mm、35mmフイルムでは、縦寸法は24mmと規定され
ている。ここで、被写体の高さをｈとしたとき、
この被写体が８mmフイルムの画面いつぱいに結像
されたとすると、倍率Ｍは次式からも求められ
る。

Ｍ＝ｈ／4.01 ……(D) 上記(D)式を(C)式に代入すると、被写体距離Ｌは
次のように得られる。

Ｌ≒ｈ・ｆ／4.01 ……(E) (E)式は、画面に結像された像の大きさｈが一定
ならば、被写体距離Ｌは、焦点距離ｆにほぼ比例
することを表わしている。実際にも、極近接撮影
を除ければ比例していると言える。

第１図は上記比例関係を示す。この図では、被
写体の高さｈをパラメータとしており、被写体距
離Ｌは1.2ｍ以上、焦点距離ｆは６mmから72mmま
で変化できるとしている。ここで、上記焦点距離
ｆがある値f_aのとき、L_aの距離にあつた被写体が
距離L_bまで移動したので、焦点距離をf_bにした
ら、画面の像寸法が同一になつたとする。このと
き、比例定数をＫとすると、上記関係は次式で表
わされる。

L_b＝KL_a f_b＝Kf_a 乗算を加算に変換するため、周知のように両辺
の対数（ロガリズム）をとると、次式となる。

logL_b＝logK＋logL_a logf_b＝logK＋logf_a 上記式から、距離合わせを行なう距離と、焦点
距離を変えるズーム環に附す目盛を、それぞれ円
周方向に対数（ロガリズム）目盛となるように配
しておけば、logKに対応した回動角を初期位置
（即ち、前記L_a，f_a）に加えることにより、距離
環が目盛L_bのとき、ズーム環の目盛がf_bになり、
画面の像は変化しない。

換言すれば、距離環をθ゜回動させたとき、ズー
ム環もθ゜回動させれば、Ｌ対ｆの比率は一定であ
る。つまり、距離環とズーム環を連結して一体に
回動させても、Ｌ対ｆの比は不変で、一定像の画
面を得られる。

この関係を第２図をに示す。この図では、距離
環およびズーム環を展開してこれら目盛の相互位
置関係を示している。例えば(i)では、ズーム環の
最広角６mmを距離環の３ｍに一致させたとき（即
ち、３ｍの距離が被写体にピントが会つていると
き）、被写体が４ｍの距離に移動すると、距離環
を４ｍの位置に操作すると共にズーム環を８mmの
位置に操作し、また被写体が20ｍ距離に移動した
ときは、距離環を20ｍの位置に操作すると共にズ
ーム環を40mmの位置に操作すれば、画面内の像の
大きさは不変である。この場合、被写体の高さｈ
は(E)式から２ｍと求められる。

同様に(ii)では、最広角６mmで２ｍの距離にある
被写体（高さ約1.34ｍ）にピントが合つている場
合、(iii)では、最広角６mmで1.5ｍの距離にある被
写体（高さ約１ｍ）にピントが合つている場合、
(iv)は最広角６mmで1.2ｍ（最至近）の距離にある
被写体（高さ約0.8ｍ）にピントがあつている場
合、(v)はズーム環が８mmのとき1.2ｍ（最至近）
の距離にある被写体（高さ約0.6ｍ）にピントが
合つている場合の連動関係を表わしている。

もちろん、上記関係を得るためには、距離環上
の目に対応した距離の被写体をフイルム面に結像
すべくフオーカシングレンズ群が変位すること、
及びズーム環上の目盛に対応した焦点距離の画角
による被写体をフイルム面に得るべく変倍レンズ
群が変位することが不可欠である。そこで、これ
らを達成するための具体的な構成を第３図及び第
４図で示す一実施例により説明する。

第３図において、１１は第１のレンズ群、１２
は第２のレンズ群、１３は第３のレンズ群、１４
は第４のレンズ群で、これらは、それぞれ対応す
るレンズ枠１６，１７，１８，１９によつて保持
されており、これらレンズ枠１６，１７，１８，
１９を介して固定筒２０内に順次配列され、ズー
ムレンズのアフオーカル系を構成する。このう
ち、第１のレンズ群１１は焦点調節作用をなすい
わゆるフオーカシングレンズ群である。また、第
２のレンズ群１２と第３のレンズ群１３とで可変
焦点距離動作、つまりズーム効果を得るものであ
る。従つて、これら第２、第３のレンズ群１２，
１３を変倍レンズ群と呼ぶ。

前記固定筒２０の先端部、即ち図示左端部内に
は第１のレンズ群１１のレンズ枠１６を図示横方
向、即ち光軸方向に沿つて進退自在に嵌合させ
る。このため、固定筒２０の先端近くには光軸方
向に沿う溝孔２２を設け、これに前記レンズ枠１
６の外周部に突設した案内ピン２３を移動自在に
係合させている。また、この固定筒２０の先端部
外周にはカム機構を構成するカム筒２５をその円
周方向に沿つて回動自在に嵌合し、更に、このカ
ム筒２５の外周には前述の距離目盛を周方向に附
した距離環２６を一体に設ける。上記カム筒２５
には前記レンズ枠１６に突設した案内ピン２３と
係合するカム溝２５ａを周方向に形成する。第６
図はこのカム溝２５ａを展開して表わしており、
図示の如く距離環２６に附して距離目盛が小さく
なる程、第１のレンズ群１１の変位量（繰り出し
量）が大きくなるように形成する。

変倍レンズ群を構成する第２、第３のレンズ群
１２，１３は、これらのレンズ枠１７，１８が固
定筒２０内に光軸方向に沿つて設けられたガイド
棒２７，２８とそれぞれ摺動自在に嵌合してお
り、光軸方向に対し変位自在となつている。ま
た、前記両レンズ枠１７，１８は共にその外周部
に案内ピン３０，３１を突設しており、これらが
固定筒２０の内周面に周方向に沿つて回動自在に
嵌合するカム機構、即ちカム筒３３のカム溝３３
ａ，３３ｂとそれぞれ係合する。また、このカム
筒３３はその外周に案内ピン３５を突設してお
り、これを固定筒２０に穿設した円周方向の溝２
０ａを介して固定筒２０の外周側に突出させる。
そして、案内ピン３５を固定筒２０の外周面に円
周方向に沿つて回動自在に嵌合するズーム環３６
の切欠部３６ａに係合する。このズーム環３６に
は前述したズーム環目盛を周方向に沿つて附して
おり、その目盛により所望のズーム効果を得るべ
くズーム環３６を回動させると、案内ピン３５を
介してカム筒３３を一体的に回動させ、そのカム
溝３３ａ，３３ｂに係合する案内ピン３０，３１
を介して第２、第３のレンズ群１２，１３を光軸
方向に変位させる。第７図はカム筒３３に形成し
たカム溝３３ａ，３３ｂの展開図で、ズーム環３
６に附した目盛に対応して所定のズーム効果を得
るべく第２、第３のレンズ群１２，１３を変位さ
せる。

なお、ズーム環３６の後部、即ち図示右側の外
周面には図示しないモータ軸と噛み合うギヤ３８
を設けてモータ操作を可能にしている。もちろ
ん、手動操作環３９もズーム環３６と実質的に一
体に設ける。この手動操作環３９の外面には連結
機構を構成する連結レバー４０の一端を回動自在
に取付け、前記距離環２６に向つて起伏可能に構
成する。上記連結レバー４０の先端部には係合片
４０ａを設け、図示の水平状態への操作により距
離環２６に形成した細溝２６ａと係合し、ズーム
環３６と距離環２６を一体的に連結してその回動
を連動させる。ここで、距離環２６の細溝２６ａ
は、第４図で示す如く円周方向に多数設けてお
り、距離環２６とズーム環３６との相対位置関係
を任意に選択できる。

なお、上記距離環２６とズーム環３６との連結
機構４０としては、上記連結レバーに代つて、第
５図に示す如く、距離環２６と手動操作環３９と
の対向辺部に、任意の相対位置関係で互いに噛み
合う凹凸部を用いてもよい。この場合、距離環２
６または手動操作環３９のいずれか一方を光軸方
向に沿つて進退可能に構成する。

上記構成において、距離環２６及びズーム環３
６を単独に回転させて通常の撮影を行なう場合
は、連結レバー４０を第３図に一点鎖線で示す如
く起立させ、その先端係合部４０ａを距離環２６
の細溝２６ａから分離すればよい。この場合、起
立した連結レバー４０はズーム環３６の手動操作
レバーとして用いることができる。一方、距離環
２６及びズーム環３６を連結させて一定像の撮影
を行なう場合は、先ず、被写体までの距離に対応
して距離環２６を操作し、距離合わせを行なう。
次に、連結レバー４０を第３図実線で示す如く倒
し、先端係合片４０ａを細溝２６ａに係合させ
る。このため、ズーム環３６と距離環２６とは互
に連結される。従つて、この後は被写体の遠近に
応じてズーム環３６を回動させれば、被写体を一
定の大きさの像としてフイルム面にとらえること
ができ、しかも、被写体との距離合わせはズーム
環３６に連動する距離環２６で自動的に行なつて
いるので、ピントが狂うこともない。

なお、本考案では、対数（ロガリズム）変化の
距離目盛及びズーム目盛に対して、上記目盛に相
当する距離の被写体を相当する画角でフイルム面
上に結像するように、各レンズ群を変位させるこ
とが要求されるが、これは前述した第６図、第７
図に示すカム溝２５ａ，３３ａ，３３ｂの形状に
より達成できる。ここで、一般にズームレンズの
第２、第３のレンズ群１２，１３の移動には従来
からカム機構を用いている。このため、これらの
カム溝の形状を多少変えるだけで、ズーム環３６
の目盛を対数（ロガリズム）目盛とすることがで
きる。また、焦点調整用のカム溝２５ａも図示の
如く単純な形状である。これらのことから、従来
のものに対し大幅な設計変更を要することなく、
一定像を得るべく距離環及びズーム環を設定でき
る。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、距離環とズーム
環とに対数（ロガリズム）変化の距離目盛及びズ
ーム目盛を附し、これらに対応するフオーカシン
グレンズ群と変倍レンズ群をそれぞれのカム機構
により上記目盛に応じて変位させるようにすると
共に、上記距離環とズーム環とを連結機構により
任意の相対位置関係にて連結することができるよ
うにしたので、距離環とズーム環とを単独に操作
する通常の撮影の他に、被写体との距離の変化に
かかわらず常に一定の大きさの像を得る一定像撮
影を容易に行なうことができ、しかも、この切換
えはワンタツチで行なうことができる。従つて、
最初にピント合わせをしておけば、以後は、フア
インダー内の被写体が同じ大きさになるようにズ
ーム倍率を調節するだけで、ピント調節が完了
し、このため、マイクロプリズムやプリツトイメ
ージによつて、いちいちピント合わせをする必要
がなくなり、激しい動きのスポーツや動物の撮影
等に極めて便利である。また、構造的にも、従来
のものに対して、レンズ群を移動させるカム機構
の一部を少し変えること、レンズ群の移動にねじ
機構を用いていた場合には、その代りにカム機構
を用いること、および簡単な連結機構を付加する
ことだけで済むので、容易に製造することができ
る。更に、距離環とズーム環とに附した目盛の対
応位置を読取ることで、連動範囲が一目瞭然であ
る等の優れた長所がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は被写体像が同一となるような被写体距
離と焦点距離との関係を表わす特性図、第２図は
本考案における距離環とズーム環との回動位置を
示す原理図、第３図は本考案によるズームレンズ
鏡筒の一実施例を示す断面図、第４図は本考案に
おける連結機構部を示す外観斜視図、第５図は本
考案の他の実施例を示す外観斜視図、第６図はフ
オーカシングレンズ群を変位させるカム展開図、
第７図は焦点距離を調節する変倍レンズ群を変位
させるカムの展開図である。１１………フオーカシングレンズ群、１２，１
３……変倍レンズ群、２５，２５ａ……フオーカ
シングレンズ群のカム機構、２６……距離環、３
３，３３ａ，３３ｂ……変倍レンズ群のカム機
構、３６……ズーム環、４０……連結機構。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

被写体像をフイルム面に結像させるべく光軸方
向に沿つて変位可能に構成されたフオーカシング
レンズ群と、ズーム効果を得るべく光軸方向に沿
つて変位可能に構成された変倍レンズ群と、上記
フオーカシングレンズ群の外部に設けられ円周方
向に対数で変化する距離目盛を附した距離環と、
上記変倍レンズ群の外部に設けられ円周方向に対
数で変化する焦点距離目盛を附したズーム環と、
上記距離環とフオーカシングレンズ群の間に設け
られ距離環の回動に連動し距離環の目盛位置に応
じてフオーカシングレンズ群を所定の位置まで移
動させるカム機構と、上記ズーム環と変倍レンズ
群の間に設けられズーム環の回動に連動しズーム
環の目盛位置に応じて変倍レンズ群を所定の位置
まで移動させるカム機構と、前記距離環およびズ
ーム環が一体となつて回動すべくこれら両環をそ
れぞれ任意の回動位置にて相互に連結させ得る連
結機構とを備えたことを特徴とするズームレンズ
鏡筒。