JPH0694958A

JPH0694958A - トリミング撮影可能な撮影光学系

Info

Publication number: JPH0694958A
Application number: JP24173892A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kikuchi; 菊池寿郎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】トリミング倍率が大きくなるに従いネガ上の
中心近傍の性能が向上する、通常撮影時からトリミング
撮影時にかけて良好な画質の写真が得られる撮影光学
系。【構成】第１の結像範囲を設定して撮影する第１のモ
ード（ａ）と、第１の結像範囲より小さな第２の結像範
囲を設定して撮影する第２のモード（ｂ）とが少なくと
も切り替え可能な複数のレンズ群から構成された撮影光
学系であって、第１のモードから第２のモードへ移行し
たとき、複数のレンズ群の間隔を変化させて、第２の撮
像範囲内で良好に収差補正を施すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラの撮影光学系で
あって、特に、通常撮影とトリミング撮影とが可能なカ
メラに好適な撮影光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭５４−２６７２１号
公報を始め、特開昭６２−５２５４１号公報等に、設定
された引き伸ばし範囲を示す情報をフィルム上に記録す
るいわゆるトリミング情報書き込み可能なカメラが提案
されている。

【０００３】ところが、トリミング撮影をするカメラに
おいては、ネガ上の狭い面積を一定の面積にプリントす
るのであるから、プリント時の拡大率が大きくなるの
で、撮影レンズの性能向上が必要になる。

【０００４】すなわち、撮影レンズが、通常撮影時に図
３（ａ）に示すようなＭＴＦを持っていたとすれば、ト
リミング撮影により同じＭＴＦの写真プリントを得るに
は、図３（ｂ）のようなＭＴＦを持っていることが必要
になる。このことは、図４（ａ）、（ｂ）の通常撮影と
トリミング撮影の際のプリント過程における拡大率の違
いを考慮に入れれば容易に理解できる。なお、図３、図
４においては、トリミング倍率は２倍を前提にしてい
る。

【０００５】ところで、特開昭６３−２８５５２４号、
特開平４−９７３２６号、特開平４−９７３２５号のも
のは、トリミング撮影が可能なカメラの単焦点レンズに
おいて、レンズ間隔の一部をトリミングに応じて変えて
像面湾曲を補正し、画面周辺性能を向上させるものであ
る。

【０００６】また、トリミングではないが、画角の変化
に応じて、フローティングで周辺性能向上を行う例とし
ては、特開昭６１−１２３８１１号のものがあり、ズー
ミングには無関係なアフォーカル部の間隔を変動させる
ことにより、非点収差やコマ収差を補正し、画面周辺性
能を向上させるものである。

【０００７】一方、ＵＳＰ５，０７０，３５０は、像面
湾曲を持ったレンズの平均最適像平面の位置はトリミン
グに応じて変化するが、フィルム面の位置をトリミング
に応じてその平均最適像平面に補正し、画面周辺性能を
向上させるものである。

【０００８】逆に、特開昭５５−３６８３３号では、ズ
ーミングに応じて中心性能を向上させているが、これ
は、ズーミングの長焦点側でマクロ撮影する場合の中心
性能向上を狙ったものであり、通常撮影には無関係であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のトリミ
ングに応じて軸外性能を向上させて画質を維持させる方
法は、中間像高で像面湾曲やコマ収差が最大になるよう
な、元々性能の悪いレンズには有効であるが、軸外収差
が像高が高くなるに従い徐々に悪化するようなレンズに
は効果がない。すなわち、特開昭６３−２８５５２４
号、特開平４−９７３２６号、特開平４−９７３２５号
では、ネガ上の画面周辺性能は向上しても、ネガ上の画
面中心性能は向上しないので、トリミング倍率が大きく
なるに従い、中心性能は低下する一方である。

【００１０】さらに、ＵＳＰ５，０７０，３５０では、
像面湾曲の大きなレンズでは、トリミング倍率が大きく
なるに従い、平均最適像平面と中心の最適像点とが近づ
くので、中心性能の低下は軽減されるが、元々中心性能
が低いだけであり、結局、良好な画質は得られない。

【００１１】また、積極的に中心性能を上げている例と
しては、特開昭５５−３６８３３号があるが、これは、
ズーミングの長焦点側でマクロ撮影する場合の中心性能
向上を狙ったものであり、通常撮影には無関係である。

【００１２】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、上述したように、トリミング
した画像の画質が低下する欠点を除去するために、元々
の画質を低く設定する愚を排除し、通常撮影時からトリ
ミング撮影時にかけて良好な画質の写真が得られる撮影
光学系を提供することにある。より具体的には、トリミ
ング倍率が大きくなるに従い、ネガ上の中心近傍の性能
が向上するようなレンズとその制御機構を備えたカメラ
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のトリミング撮影可能な撮影光学系は、第１の結像範
囲を設定して撮影する第１のモードと、前記第１の結像
範囲より小さな第２の結像範囲を設定して撮影する第２
のモードとが少なくとも切り替え可能な複数のレンズ群
から構成された撮影光学系であって、前記第１のモード
から前記第２のモードへ移行したとき、前記複数のレン
ズ群の間隔を変化させて、前記第２の撮像範囲内で良好
に収差補正を施すようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１４】この場合、モード変更に応じて変化する間
隔において、軸上光束が光軸となす角度をω_xとし、そ
の光束が像面に入射する際に光軸となす角度をω_kとす
るとき、その２つの角度が以下の関係式を満たすことが
望ましい。

【００１５】｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜＞０．１また、モード変更に応じて変化する間隔が、絞りの前後
に少なくとも１カ所以上、合計２カ所以上あることが望
ましい。

【００１６】

【作用】以下、このような構成をとる理由と作用につい
て説明する。通常撮影時のレンズ性能において、像面湾
曲が像高が高くなるに従って徐々に悪化するようなレン
ズでは、レンズ性能をそのままにしてトリミングする
と、倍率の色収差、歪曲収差、像面湾曲といった画角が
増えるに従って増える収差は、画角が小さくなることか
ら自然に小さくなり、その減少率はプリント時の引き伸
ばし倍率の増加率を上回るので、トリミングすること
で、それらの収差は軽減されることになる。

【００１７】ところが、球面収差やコマ収差は、それら
の波長依存生（色収差）も含めて、トリミングをしても
変化しないので、プリント時の引き伸ばし倍率の増加に
より、プリント上ではそれらの収差が大きくなることに
なる。

【００１８】したがって、トリミング倍率が大きくなる
に従い、球面収差やコマ収差（それらの色収差を含
む。）を小さくして、ネガ上の中心近傍の性能が向上す
るようなレンズが必要になる。

【００１９】このような要件を満たす本発明の撮影光学
系の概念は、図１に示すようなものである。同図（ａ）
は通常撮影時の状態であり、同図（ｂ）はトリミング撮
影時の状態であり、この例では、レンズを２つの群に分
け、その２つの群の間隔を変更している。

【００２０】この例では、通常撮影時は、その２つの群
の間隔を広くして、第２群に入射する軸外光線の入射高
を像高毎に変えて軸外収差を良好に補正しているが、ト
リミング撮影時は、その２つの群の間隔を狭めて、軸上
光線の物体側から第２群の前側の面に入射する高さを高
く変え、それによってその面に光線が入射する角度を変
えて、トリミング撮影時の球面収差を減少させている。

【００２１】また、この間隔変更により、通常撮影領域
では像面湾曲が悪化したとしても、トリミングされた範
囲で悪化しなければ、本発明の目的は達成される。

【００２２】本発明のように、フローティングにより球
面収差、コマ収差を補正するには、その間隔において、
軸上マージナル光線が光軸とある程度の角度を持ってい
る必要がある。それは、間隔を変更して球面収差を補正
するのであるから、間隔の変更により、その間隔の前後
の面に軸上光線の入射する角度が変わらなければならな
いことを意味する。別な言い方をすると、その間隔の前
後の面の少なくともどちらかが曲面であることと、その
間隔において軸上光線が光軸と平行ではないことが必要
ということである。平行でないということの定義は難し
いが、通常撮影からトリミング撮影へのモード変更に応
じて変更する物体側からｘ番目の間隔において、軸上光
束が光軸となす角度をω_xとし、その光束が像面に入射
する際に光軸となす角度をω_kとするとき、少なくとも
以下の式を満たすことが必要である。｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜＞０．１さらに、モード変更に応じた間隔の変更量を小さくする
には、以下の式を満たすことが望ましい。

【００２３】｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜＞１．０ただし、上記の不等式の左辺の値が大きくなりすぎる
と、要求される製作精度が厳しくなり、生産性が悪くな
るので、数値としては、２０を越えないことが望まし
い。

【００２４】当然ではあるが、その際、像面湾曲は補正
方向にあることがが望ましいが、プリントされる範囲で
劣化しなければ、そのままで十分である。また、その
際、焦点距離が伸びる方向になるのが好ましい。

【００２５】さらに、球面収差だけでなく像面湾曲等の
他の収差も補正したり、又は、一定の値に保つために、
複数の間隔を変更するようにするのも有効である。ま
た、複数の間隔を動かす場合、絞りの前後で、軸上収差
の変化量の符号が同じであるのに対し、軸外収差の変化
量の符号が異なる例や、その逆の例もあるので、複数の
群間隔を動かす場合には、絞りの前後に設定するのが有
効な場合が多い。

【００２６】次に、トリミング撮影を行う際の制御系を
図２に示す。図中、１は撮影者がトリミング範囲を複数
設定し操作できる設定部材であり、この設定部材１の操
作に連動して例えば液晶等で形成されるファインダー５
内のトリミング範囲が変化する。決定されたトリミング
範囲は、電気信号に変換され記憶装置２に記憶される。
そして、トリミング情報記録装置３は、記憶装置２の情
報を基に、所定の規格に基づいてフィルムＦに光学的手
段を介して写し込みを行う。また、撮影前に、制御回路
４は、記憶装置２の情報を基に、トリミング範囲内での
収差補正を行うレンズ群Ａを移動させる。なお、レンズ
群Ａはトリミング範囲設定部材１と連動して移動させる
ことも可能なことはもちろんである。

【００２７】

【実施例】以下、図１に基づく本発明のトリミング撮影
可能な撮影光学系の実施例について説明する。図５はそ
の光学系の断面図であり、（ａ）はワイド状態、（ｂ）
はスタンダード状態、（ｃ）はテレ状態、（ｄ）はテレ
状態で２分の１にトリミングした状態である。この実施
例は、正の第１群Ｇ１と負の第２群Ｇ２からなる２群ズ
ームレンズであり、第１群は物体側に凸の正メニスカス
レンズ、両凹レンズ、像面側に凸の正メニスカスレン
ズ、両凸レンズの４枚からなり、第２群は像面側に凸の
正メニスカスレンズ、両凹レンズ、像面側に凸の負メニ
スカスレンズの３枚からなる。通常の撮影では、両群間
の間隔を図示のように変化させて、焦点距離３９．３〜
７７．２、画角５７．６°〜３１．３°、Ｆナンバー
４．７〜６．６の仕様でズーミングをさせ、トリミング
撮影時は、テレ状態でズーム間隔以外の３つの間隔を動
かしている。

【００２８】図６はこの実施例の球面収差、非点収差、
歪曲収差、倍率色収差を表す収差図であり、（ａ）はテ
レ状態の収差図、（ｂ）はテレ状態でフローティングし
た場合の２分の１にトリミングした状態の収差図、
（ｃ）はテレ状態でフローティングせずに２分の１にト
リミングした状態の収差図である。このように、１／２
にトリミングしたときにも、完全に元通りの性能には達
していないが、より良好な性能を得られるように球面収
差が補正されている。一方、像面湾曲はフローティング
によっても変化していないが、画角が小さくなることに
より、結果として小さくなっていることが分かる。

【００２９】この実施例では、以下に示すレンズデータ
から明らかなように、間隔を変更したときに球面収差へ
の影響が大きく、像面湾曲には影響の少ないＤＴ₃を変
化させている。この間隔を変化させただけでも、球面収
差は補正できるのであるが、さらにバランスよく、像面
湾曲に影響を与えずに、球面収差の補正量を増やすため
に、ＤＴ₁とＤＴ₂の間隔も動かしている。この２つの
間隔は、絞りの前後に位置し、トリミングに応じて変え
る一定の変化量に対して、球面収差の変化量は絞りの前
後で同符号で、像面湾曲の変化量は絞りの前後で異符号
になっているので、ＤＴ₁とＤＴ₂の間隔を動かして、
球面収差の補正の効果を上げながら、像面湾曲は一定に
保つことができる。

【００３０】以下にこの実施例のレンズデータを示す
が、記号は、上記の外、ｆは全系の焦点距離、Ｆ_NOはＦ
ナンバー、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面の曲率半径、
ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各
レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッ
ベ数である。

【００３１】実施例ｆ＝３９．３〜５５．１〜７７．２Ｆ_NO＝４．７〜５．６〜６．６ｒ₁＝１８．６４ｄ₁＝２．６ｎ_d1＝１．７１３０ ν_d1＝５３．８ｒ₂＝８６．４８ｄ₂＝１．５ｒ₃＝ −２３．８３ｄ₃＝１．０ｎ_d2＝１．８３４０ ν_d2＝３７．２ｒ₄＝３４．２５ｄ₄＝ＤＴ₁ ｒ₅＝−１４０．８６ｄ₅＝５．３ｎ_d3＝１．５７９６ ν_d3＝５３．７ｒ₆＝ −１８．８３ｄ₆＝０．２ｒ₇＝３７．７３ｄ₇＝２．６ｎ_d4＝１．５１８２ ν_d4＝５９．０ｒ₈＝ −３７．７３ｄ₈＝ＤＺｒ₉＝−１４８．６７ｄ₉＝３．１ｎ_d5＝１．５３１７ ν_d5＝４８．９ｒ₁₀＝ −２０．００ｄ₁₀＝ＤＴ₂ ｒ₁₁＝ −３１．４０ｄ₁₁＝１．３ｎ_d6＝１．７７２５ ν_d6＝４９．７ｒ₁₂＝３１８．０５ｄ₁₂＝ＤＴ₃ ｒ₁₃＝ −１３．３４ｄ₁₃＝１．６ｎ_d7＝１．７２９２ ν_d7＝５４．７ｒ₁₄＝ −３１．００ｘ＝１；｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜≒１．９９ｘ＝２；｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜≒４．０９ｘ＝３；｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜≒２．３８
。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のトリミング
撮影可能な撮影光学系によれば、トリミングによる撮影
時にレンズ間隔を変えることにより、トリミング範囲内
で、特に球面収差をバランスよく補正できるので、画質
の良好なトリミング撮影が可能となる。また、変化させ
るレンズ間隔が１つの場合は、その間隔より前方のレン
ズ系は収斂（又は、発散）系とし、この収斂（又は、発
散）系だけを移動させて本発明の目的が達成されるの
で、駆動機構を単純化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮影光学系の概念を示す断面図であ
る。

【図２】トリミング撮影を行う際の制御系のブロック図
である。

【図３】必要なＭＴＦが通常撮影時よりもトリミング撮
影時に上がることを示す図である。

【図４】プリントによりＭＴＦが変化する様子を示す図
である。

【図５】本発明の１実施例の光学系の断面図である。

【図６】本発明の１実施例の光学系の収差図である。

【符号の説明】

１…トリミング範囲設定部材２…記憶装置３…トリミング情報記録装置４…制御回路５…ファインダーＦ…フィルムＡ、Ｂ…レンズ群Ｇ１…第１群Ｇ２…第２群

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】逆に、特開昭５５−３６８３３号では、ズ
ーミングに応じて中心性能を向上させているが、これ
は、ズーミングの長焦点側でマクロ撮影する場合の中心
性能向上を狙ったものであり、マクロ撮影以外には無関
係である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、積極的に中心性能を上げている例と
しては、特開昭５５−３６８３３号があるが、これは、
ズーミングの長焦点側でマクロ撮影する場合の中心性能
向上を狙ったものであり、マクロ撮影以外には無関係で
ある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】ところが、球面収差やコマ収差は、それら
の波長依存性（色収差）も含めて、トリミングをしても
変化しないので、プリント時の引き伸ばし倍率の増加に
より、プリント上ではそれらの収差が大きくなることに
なる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】次に、トリミング撮影を行う際の制御系を
図２に示す。図中、１は撮影者がトリミング範囲を複数
設定し操作できる設定部材であり、この設定部材１の操
作に連動して例えば液晶等で形成されるファインダー５
内のトリミング範囲が変化する。決定されたトリミング
範囲は、電気信号に変換され記憶装置２に記憶される。
そして、トリミング情報記録装置３は、記憶装置２の情
報を基に、所定の規格に基づいてフィルムＦに書き込み
を行う。また、撮影前に、制御回路４は、記憶装置２の
情報を基に、トリミング範囲内での収差補正を行うレン
ズ群Ａを移動させる。なお、レンズ群Ａはトリミング範
囲設定部材１と連動して移動させることも可能なことは
もちろんである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の結像範囲を設定して撮影する第１
のモードと、前記第１の結像範囲より小さな第２の結像
範囲を設定して撮影する第２のモードとが少なくとも切
り替え可能な複数のレンズ群から構成された撮影光学系
であって、前記第１のモードから前記第２のモードへ移
行したとき、前記複数のレンズ群の間隔を変化させて、
前記第２の撮像範囲内で良好に収差補正を施すようにし
たことを特徴とするトリミング撮影可能な撮影光学系。
【請求項２】前記モード変更に応じて変化する間隔に
おいて、軸上光束が光軸となす角度をω_xとし、その光
束が像面に入射する際に光軸となす角度をω_kとすると
き、その２つの角度が以下の関係式を満たすことを特徴
とする請求項１記載のトリミング撮影可能な撮影光学
系：｜ｓｉｎω_x／ｓｉｎω_k｜＞０．１
【請求項３】前記モード変更に応じて変化する間隔
が、絞りの前後に少なくとも１カ所以上、合計２カ所以
上あることを特徴とする請求項１又は２記載のトリミン
グ撮影可能な撮影光学系。