JPH0664218U

JPH0664218U - 対物レンズ

Info

Publication number: JPH0664218U
Application number: JP391693U
Authority: JP
Inventors: 正治江口; 佐藤　　達也
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】広角系ズームレンズもしくはレトロフォーカ
ス型広角レンズで発生するフレアおよびゴーストの発生
を防止する。【構成】広角系ズームレンズおよび広角単焦点レンズ
に於いて、Ｆ値を決める絞りより物体側で、第１番目の
レンズの第１レンズ面よりも像側の位置に不所望光を遮
断するためで非円形開口を具えるマスク板を配置した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、標準画角より広い画角範囲にズーム域の一部もしくは全部の含まれるズームレンズあるいは単焦点のレトロフォーカス型広角レンズに関するもので、画面にフレアを生じる逆光々やゴースト光によるコントラストの低下を防いだ対物レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来よりレンズのイメージサークルに対し撮影若しくは観察像面の形状（以下アパーチャ形状と呼ぶ）が一般的に矩形であることに着目し、アパーチャ形状への結像に不要な光路を遮光して不要な光学系の内面反射を防止することが被写体に占める空の割合が多くなり易く、画角外の有害光も入射し易い広角系の対物レンズで一般に行なわれている。その遮光手段の例として（１）シネカメラでの角型フード、（２）超広角レンズ、対角魚眼レンズ等の花弁型フード、（３）近年のレンズバリア付きコンパクトカメラの異形なバリア開口部（以下マスク）等のレンズ第１面前方に、アパーチャ形状をレンズ物体側へ逆投影した時の光路最外形に対応した、異形（非円形）の遮光部材を設けるものが製品化されたものとして数多く存在する。

【０００３】また、遮光手段として異形のマスク用の印刷を処した組込フィルターを用いた例が（４）実開平１−１２８３２７に開示されている。

【０００４】上記の光学系の前方、即ち、レンズ第１面より物体側で遮光する手法に対し、光学系内部で不要光路部を遮光する例として、（５）実開昭５９−５８４２０が公開されている。この例では絞り後方で最終レンズより前方に異形の遮光手段を配置している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来例（１）と（２）のフードに依る場合レンズ外形寸法が大きくなってしまうのでコンパクト性を損ねる。その為着脱可能なフードとした場合、当然の事ながらフードなしでの撮影にはフレア防止効果が無いと言う問題があり、レンズ単体でのフレア低減が依然として必要となってしまう。

【０００６】（３）の従来例では比較的小口径のレンズを用いたコンパクトカメラゆえに遮光部材の大きさが問題となっていないのであって、前玉径が大きくなるとレンズ全長、外径等の制約で、同手法の適用が難しくなる。

【０００７】（４）の従来例では純光学性能上不要な光学部材（ここではフィルター）を光路内に挿入することになる為、フィルター部材による重量増、面反射ゴースト源としての２平面追加、特殊フィルター使用時の為のフィルターネジ径の増加（画面周辺でのフィルターによるけられ防止の為）、等の光学性能劣化にも直結する不具合が生じる。

【０００８】又、異形マスクの直後にレンズ第１面が配置された形である為、レンズの汚れをふきにくい、汚れがマスクの裏に入り込んで取れなくなる点も問題となる。

【０００９】（５）の従来例では、円形レンズ形状に不要光路部が占める割合がレンズの結像面側よりで大となる近年のレンズシャッタ式ズームコンパクトカメラで一般の光学タイプ（いわゆるＬＳショートズームタイプ）では有効である。しかし従来例（２）のような一眼レフ用交換レンズに多く存在するレンズタイプではレンズ後方の光路はけられなしで効果ある異形マスクが設けられないと言う問題がある。

【００１０】加えて、（５）の従来例では、マスクより物体側の光学系内で発生し像面側でアパーチャ内に到達する鏡筒内面反射、ガラス面反射ゴーストの低減には、マスクはほとんど効果をもたず、一眼レフカメラに適した広角レンズでレンズバックの長い前玉径が後玉径より大きいレトロフォーカスタイプの広角レンズに適用化で、近年のオートフォーカス化で駆動レンズ重量低減に適している為主流となってきた前玉（第１群）固定でリヤフォーカス方式の広角（を含むズーム）レンズに最適なフレアカット絞りを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、少なくとも２群以上を有し、第１群が非回転保持される鏡構造を有するレトロフォーカスの広角レンズ若しくは広角端を含むズームレンズ光学系に於いて、アパーチャ形状に対し不使用となる光路を遮光するマスク手段を系の下値を決める絞りの前方で、かつ第１レンズ面より後方に配設したことにより、光学系の内面反射を防止し前記従来方式での問題を解消したものである。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例である３群構成の広角ズームレンズを図面を参照して説明する。第１、第２、第３レンズ群Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃は標準画角より広い画角範囲に一部又は全部のズーム域を持つズームレンズである。光学作用の前にまず図１によりズームレンズの全体構造を説明する。

【００１３】１は案内筒でその内径部に第２レンズ群（フォーカスレンズ群）Ｌ₂のための第１移動枠３及び第３レンズ群Ｌ₃のための第２移動枠６が光軸方向にスライド可能に嵌装され、第１移動枠３にビス等で植設したカムフォロアー３ａおよび第２移動枠６にビス等で植設したカムフォロアー６ａが案内筒１に設けた直進ガイド溝１ａおよび１ｂにそれぞれ嵌入し、さらに案内筒１の外径部に回動可能に嵌装されたカム筒２に設けたカム溝２ａおよび２ｂにもそれぞれ嵌入している。前記第１移動枠３の内径部には第２レンズ群Ｌ₂を保持する第２保持枠５がヘリコイド３ｂにより結合される一方、周知の超音波モーター７の回動をダイレクトに伝えるフォーカスキー８が第２保持枠５に取り付けられたピント調整キー９が嵌入している。

【００１４】前記案内筒１の先端部にはバヨネット結合された固定枠１０が取り付けられ、さらに固定枠１０には負の第１レンズ群（固定レンズ群）Ｌ₁を保持する第１保持枠４が取り付けられている。Ｇ₁が第１レンズ、Ｇ₂は第２レンズである。またＸは光軸である。

【００１５】前記固定枠１０の外周部には回り止めの為の突起１６ａが超音波モーター７を含むモーターユニット１７の連絡環１７ａに圧入嵌合されるフード取付環１６を有し、更にフード取付環１６の外周部にはズーム環１１が連絡環１７ａとフード取付環１６にそれぞれ爪部１１ａ、１１ｂによりバヨネット結合され、回動可能に取り付いている。更にカム筒２に固着されたズームキー１２とズーム取付ビス１３によりカム筒２とズーム環１１とが連結される。又、ビーム環１１の外周部にはゴム１４が巻かれ、超音波モーター７には距離目盛１８が取り付き目盛窓１９を通して外から見られるものである。

【００１６】この様な構成により、超音波モーター７又はマニュアルリング１５の回動により第２保持枠５も回動し、ヘリコイド３ｂのリードに従って光軸方向に前後進してフォーカシングを行い、ズーム環１１を回動操作するとカム筒２のカム溝２ａと案内筒１の直進ガイド溝１ａとに案内されて第１移動枠３及び第２保持枠５が同じくカム溝２ｂと直進ガイド溝１ｂとに案内されて第２移動枠６が共に光軸方向に沿って移動し、ズーミングを行うものである。

【００１７】図２は詳細説明の為の図１の部分拡大図で、第１保持枠４の周辺を示す断面図である。

【００１８】第１保持枠４には一体的に設けられたリブ状の平面（光軸と垂直）部４ａが設けられ、固定絞り（以下マスクと呼ぶ）２０を接着により支持する。マスクは外径を第１保持枠４の嵌合径部４ｂに支持され、マスクの切欠き部２０ａと第１保持枠の突起部４ｃの係合により回転方向の位置決めがなされている。尚リブ状に設けた平面部４ａとマスク２０の外周が当接するドーナッツ状の平面４ｄは同一面としてある。

【００１９】以下同一部材には同一番号を付し説明する。

【００２０】図３は図１に示した実施例の正面図である。また、図４は第１保持枠４とマスク２０を示す部品斜視図である。マスク２０は薄板状のシート部材の打抜加工で形成され、素材には塩ビシート、マイラーシート、リン青銅板等を用い、金属板の場合は反射防止塗装を処す。

【００２１】マスクの開口部２０ｂは、結像性能に影響が無いように形状決定したもので、光学系の最広角状態にズーム設定し、無限フォーカスした時に像面近傍のフィルム、アパーチャ形状内を拡散面光源として物体側に逆投影したときの射出全光束の包絡面とマスク設置面との交線として求めれば良い。該交線から機械的組立精度を加味して、広めにオフセットした形状にすることが実設計時に必要なのは、勿論の事である。図５は上記逆投影の状態を光線追跡した様を表わしている。図１は省略して表わしたガラス配置をここでは詳細に示しているが基本的に図１に示した実施例と同一の光学系であり、本出願人から別途出願されている。

【００２２】像面上にてＡ、Ｂ、Ｃは順に矩形のアパーチャに於ける対角位置（＝イメージサークル径）、長辺中央、短辺中央の像高を、Ｄは近軸を示している、固定絞り平面Ｅと各逆投影光束の下線との交点が各々Ａ₁、Ｂ₁、Ｃ₁として求められアパーチャの全周上から投影して順次交点を求める事でマスク開口形状が定まる。

【００２３】図１の例に適用するのが平面Ｅを用いて求めた交点であり、図４のマスク２０に付したＡ₁、Ｂ₁、Ｃ₁が対応する点となる。Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄はレンズ面である。

【００２４】（他の実施例）図５に於いてレンズ面Ｒ₄の端部を決定するべく第２レンズＧ₂の像面側に平面部Ｆを設けＦ面上で同様にして包絡面との交線を求めマスク開口形状を定め、該平面にマスクを接着しても類似の効果が得られる。

【００２５】先の例ではマスクが機械的空間に収納される為、接着が仮止めにすぎない程度であってもガラス固定後は脱落しないのに対し、この例では信頼性の高い接着を要する。

【００２６】更にマスクを平面としてマスク開口形状を求め配置する例を上記２例説明したが、マスクをドーム状の曲面、円錐面、球面としてアパーチャ形状逆投影射出全光束包絡面との交線を求めマスク開口形状を決定しても良く、球面のマスクを図５で、第１レンズＧ１のＲ２面や第２レンズＧ２のＲ３、Ｒ４面に平行に設けても良い。この場合マスク部材は薄肉のプラスチック成形品や、絞り加工した金属板等を用い鏡筒部材やガラスに対し直接接着等で固定すれば良い。

【００２７】その後にマスクを簡便の為黒色塗料によるレンズ面の塗布又は直接印刷としても良い。図５の光学系では第１レンズＧ１とＲ２面の曲率が大きく第２レンズＧ２のＲ３、Ｒ４面より印刷に適している。又、第１レンズＧ１のＲ２面にすることでアパーチャに対する不要入射光の除去と言う主旨に沿って、より入射側に近くマスクを配置することになり都合も良い。尚、本考案は広角レンズにも適用できる。即ち、単焦点のレトロフォーカス型広角レンズは一般に上記実施例のレンズの如く物体側レンズほど有効径が大きく、かつ、逆投影光束は逆に細くなり、レンズの不使用部分が比率大となる為、マスクの形状精度を上げ易く、開口形状もアパーチャ形状に近いものに出来る為都合が良い。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、アパーチャ形状に対し不使用となる光路を遮光するマスク手段を第１群内、かつ第１レンズ面より後方に配設したことにより、光学系の内面反射を防止する効果がある。

【００２９】更に該効果を得ると共に、下記の利点を有する。１．レンズ前方の外部に角型や花弁型フードを設ける、又は装着可とする場合に比べ外形寸法が増大しない。又、従来通りフードを外付けして併用することも一切支障なく可能である。２．第１レンズの後方で光の入射側に近い所で遮光する為、フード使用とほぼ同様にして不要光を元から断つことができ、絞り後方に設けた従来例より原理的に優れ、よりコントラストの高い画像が得られる。３．レンズ前面の清掃に支障がない。４．外力による変形がないので軽量な部材若しくは、印刷等でマスク手段を形成できる。この為配置スペース、重量、コスト的に優れる。５．レンズ挟持構成を用いると耐衝撃性、組込性、平面性が向上しマスク精度が良い。６．一眼レフカメラ用に一般であるレトロフォーカスタイプの広角レンズに適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の３群広角ズームレンズの縦断面図。

【図２】図１の部分拡大図。

【図３】実施例の正面図。

【図４】実施例の部分斜視図。

【図５】レンズの光学断面図。

【符号の説明】

Ｌ₁ 第１レンズ群Ｌ₂ 第２レンズ群Ｌ₃ 第３レンズ群Ｇ１第１レンズＧ２第２レンズ４第１レンズ群の保持枠２０マスク２０ａ回転方向位置決め用切欠き２０ｂマスクの開口

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】広角端を含むズームレンズ又は広角レン
ズに於いて、Ｆ値を決める絞りより物体側であって且つ
第１レンズ面より後方に像面のアパーチャ形状に対し不
使用となる光路を遮断する為で非円形開口を有するマス
キング手段を非回転保持したことを特徴とする対物レン
ズ。
【請求項２】前記マスキング手段は金属もしくは高分
子材料のシートで作った絞り板であることを特徴とする
請求項１の対物レンズ。
【請求項３】前記マスキング手段は物体側のレンズ群
の保持鏡筒に固定されていることを特徴とする請求項１
又は２の対物レンズ。
【請求項４】マスキング手段はレンズ面に直接印刷若
しくは塗装で形成されていることを特徴とする請求項１
の対物レンズ。
【請求項５】前記ズームレンズ又は広角レンズは負レ
ンズを少なくとも１枚含む２枚以上のレンズからなる負
の第１レンズ群を有し、前記マスキング手段は第１レン
ズと第２レンズの間に配されていることを特徴とする請
求項１又は２の対物レンズ。
【請求項６】前記ズームレンズ又は広角レンズは負の
第１レンズ群を有し、第１レンズ群は物体側へ凸を向け
たメニスカス形状のレンズを含み、該レンズの像側レン
ズ面の有効領域の外側に光軸と直交する平面部を設け、
前記マスキング手段を前記平面部で接触支持することを
特徴とする請求項１又は２の対物レンズ。
【請求項７】前記ズームレンズ又は広角レンズは前記
マスキング手段を具えた負の第１レンズ群より後方にフ
ォーカシング群を具えることを特徴とする請求項１又は
２の対物レンズ。