JPH08304684A - 高倍率ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高倍率ズームレンズの合焦レンズをズーミン
グのために繰り出すための繰り出し機構と合焦のために
繰り出すための合焦レンズ繰り出し機構を共通にして小
型化するとともに、ズーミングの全領域において合焦操
作を滑らかに行うことができる高倍率ズームレンズを提
供すること 【構成】 インナフォーカス方式のズームレンズであっ
て、合焦レンズの合焦移動を行わせるための合焦レンズ
合焦カムと、合焦レンズのズーミング移動を行わせるた
めの合焦レンズズーミングカムとを有し、上記合焦レン
ズズーミングカムの摺動子によって、上記合焦レンズ合
焦カムに係合する摺動子が合焦レンズ合焦カム内で変移
させられるように構成し、上記合焦レンズ合焦カムの作
動傾斜角度が合焦レンズ合焦カム内でほぼ均一であり、
さらに合焦レンズがズーミング移動の時も合焦移動の時
にも回転しながら移動することを特徴とする高倍率ズー
ムレンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナフォーカス方式
のズームレンズであって、特に合焦を高精度を行うこと
ができるズームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】例えばズーム倍率が３倍を
超える高倍率ズームレンズにおいて、前群繰り出し合焦
方式にすると、合焦のための合焦移動レンズ群が最も被
写体に近いレンズ群となる。その結果、合焦移動レンズ
群の有効口径が極めて大きくなり、また合焦移動レンズ
群を移動させるための移動機構が大型化し、特に自動合
焦に不利となる問題があった。このため、前群繰り出し
合焦方式でない、いわゆるインナフォーカス方式のズー
ムレンズが提案されている。しかし、一般に、インナフ
ォーカス方式のズームレンズにおいては、同一物体距離
に対して、ズーミングにより焦点距離が変化するに伴い
ピント面が移動する。従って、このズームレンズにおい
ては、合焦レンズ群用の独立した繰り出し機構を設ける
等して、ズーミングに伴い合焦レンズ群の移動量を変化
させなければならない問題があった。この問題を解決す
るために、インナフォーカス方式のズームレンズにおい
て、焦点距離の変化に伴う合焦レンズの繰り出し量を自
動的に補正するものが、特開平３−２３８９０号公報に
おいて提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述し特開平３−２３
８９０号公報において提案されてズームレンズを実施す
ると、特に５倍前後のズーム比を超える高倍率合焦レン
ズにおいては、合焦レンズ群を繰り出すための案内カム
溝の作動傾斜角度すなわち案内されるピンの移動方向と
カム面のなす角度が小さい部分ができ、ある焦点距離に
おいて合焦操作を滑らかに行うことができず、さらに合
理的な自動合焦機構を構成することができない問題があ
った。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、従来のインナーフォカス方式
のズームレンズにおけるこのような問題に鑑みてなされ
たものであって、高倍率ズームレンズの合焦レンズをズ
ーミングのために繰り出すための繰り出し機構と合焦の
ために繰り出すための合焦レンズ繰り出し機構を共通に
して小型化するとともに、ズーミングの全領域において
合焦操作を滑らかに行うことができ、しかも例えば０．
５メートルないし無限遠までの大きな繰り出し領域にわ
たってズーミング及び合焦のためのレンズ群移動調整を
行うことができる高倍率ズームレンズを提供することを
目的とする。

【０００５】

【発明の構成】本発明は、インナフォーカス方式のズー
ムレンズであって、合焦レンズの合焦移動を行わせるた
めの合焦レンズ合焦カムと、合焦レンズのズーミング移
動を行わせるための合焦レンズズーミングカムとを有
し、上記合焦レンズズーミングカムの摺動子によって、
上記合焦レンズ合焦カムに係合する摺動子が合焦レンズ
合焦カム内で変移させられるように構成し、上記合焦レ
ンズ合焦カムの作動傾斜角度が合焦レンズ合焦カム内で
ほぼ均一であり、さらに合焦レンズがズーミング移動の
時も合焦移動の時にも回転しながら移動することを特徴
とする高倍率ズームレンズである。

【０００６】

【作用】本発明のインナフォーカス方式のズームレンズ
においては、合焦レンズの合焦移動を行わせるための合
焦レンズ合焦カムと、合焦レンズのズーミング移動を行
わせるための合焦レンズズーミングカムとを独立して設
け、上記合焦レンズズーミングカムの摺動子によって、
上記合焦レンズ合焦カムに係合する摺動子が合焦レンズ
合焦カム内で変移させられるように構成されるから、上
記合焦レンズ合焦カムの作動傾斜角度が合焦レンズ合焦
カム内でほぼ均一とし、従ってズーミングの全領域にお
いて合焦操作を滑らかに行うことができる。さらに、合
焦レンズが合焦操作時にみならずズーミング移動の時に
も回転しながら移動する構成にすることより、ズーミン
グの全領域において合焦操作を滑らかに行うことがで
き、しかも例えば０．５メートルないし無限遠までの大
きな繰り出し領域にわたってズーミング及び合焦のため
のレンズ群移動調整を行うことができる利点を有する。

【０００７】

【発明の原理】本発明の原理は、図８に示すように、正
の屈折力の第１レンズ群１００、合焦レンズ群である負
の屈折力の第２レンズ群１０２、正の屈折力の第３レン
ズ群１０４、正又は負の屈折力の第４レンズ群１０６か
ら高倍率ズームレンズについて説明する。合焦は、第２
レンズ群１０２を移動させて行う。図８の下側図は、各
レンズ群のズーミングにおける移動軌跡を示し、上側点
線Ｗがズーミング広角端を示し、下側点線Ｔがズーミン
グ望遠端を示す。上記高倍率ズームレンズにおいて、各
ズーミング位置における物体距離に対する第２レンズ群
１０２の移動量は以下の通りである。すなわち、図９に
示すように、ズーミングが広角端Ｐ１の場合には、物体
距離∞から至近物体距離０．８ｍに合焦するときは、第
２レンズ群１０２の移動量は合焦曲線Ｐ１に対応してΔ
ｂ１である。物体距離∞に合焦している場合には、ズー
ミング広角端Ｚ１（Ｗ）からズーミング望遠端Ｚ５
（Ｔ）へズーミングを行う場合、第２レンズ群１０２移
動量はΔｂｚである。有限物体距離ｄｉに合焦している
場合に、ズーミング広角端Ｚ１（Ｗ）からズーミング望
遠端Ｚ５（Ｔ）へズーミングを行う場合、第２レンズ群
１０２の移動量はΔｂｉ５である。有限物体距離ｄｉに
合焦している場合には、ズーミング広角端Ｚ１（Ｗ）か
らズーミング位置Ｚ４へズーミングを行う場合、第２レ
ンズ群１０２の移動量はΔｂｉ４である。

【０００８】このような高倍率ズームレンズにおいて
は、このようなズーミング広角端またはズーミング望遠
端から有限物体距離に合焦するために合焦レンズ群を移
動させる場合には、ズーミングによってもピント面が移
動しないようにするために、合焦曲線Ｐ１ないしＰ５に
代表される無数の合焦曲線を設けて合焦レンズ群をこれ
らに対応して移動させることが考えられる。本発明は、
このような実現困難な無数の合焦曲線を設けることに替
えて、ピント面の移動が焦点深度内であるという許容範
囲を設けて、代表的な合焦曲線を近似的に重畳させて物
体距離∞から至近物体距離にわたって連続した一本の合
焦曲線を設けるものである。図１０ないし図１２に示す
グラフは、５つのズーミング位置Ｐ１ないしＰ５におけ
る合焦曲線を示し、グラフ上の物体距離のスパンの取り
方すなわち物体距離パラメーターを変化させることによ
って合焦曲線が変化することを示している。一方、図１
３及び図１４のグラフは、５つのズーミング位置Ｐ１な
いしＰ５における合焦曲線を一つのグラフに示し、図１
２においてはまだ連続曲線とならない合焦曲線を示し、
図１４においてはズーミング位置の配置の仕方すなわち
ズーミングパラメーター変えることによって得ることが
できた連続的な近似曲線２００を示す。すなわち、この
ような連続的な近似曲線のカム溝を使用することによっ
て、高倍率ズームレンズの合焦レンズをズーミングのた
めに繰り出すための繰り出し機構と合焦のために繰り出
すための合焦レンズ繰り出し機構を共通にして小型化す
るとができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。実施例の
高倍率ズームレンズ１の構成は、図１及び図８に示すよ
うに、正の屈折力の第１レンズ群１００、負の屈折力の
第２レンズ群１０２、正の屈折力の第３レンズ群１０
４、正又は負の屈折力の第４レンズ群１０６からなる。
各レンズ群は、図８に移動軌跡を示すように、ズーミン
グによってそれぞれ独立して移動する。レンズマウント
２によってカメラボデイ（図示せず）に取り付けられる
レンズ鏡筒４は、図１に示すように、概ね外側から順
に、ズーム操作環１０、フォーカス操作環２０、第１レ
ンズ群移動枠３０、第１変倍カム筒４０、直進筒５０、
第２レンズ群移動筒６０、レンズマウント２と一体の固
定筒７０、第２変倍カム筒８０、第２レンズ群移動枠９
０が設けられている。ズーム操作環１０は、第１連結ピ
ン１１Ｐによって第２変倍カム筒８０に連結され、これ
と一体に回転する。フォーカス操作環２０は、レンズマ
ウント２の側にフォーカス操作摺動ピン２１Ｐが取り付
けられている。

【００１０】第１レンズ群移動筒３０は、レンズマウン
ト２の側に第１レンズ群案内ピン３１Ｐが取り付けら
れ、被写体側に第１レンズ群支持枠１００Ｓを支持して
いる。第１変倍カム筒４０は、第１レンズ群案内ピン３
１Ｐが係合する第１レンズ群第１案内溝４１と、後述す
る第２レンズ群案内ピン９１Ｐが係合する第２レンズ群
第１案内溝４２が設けられている。第１レンズ群第１案
内溝４１と第２レンズ群第１案内溝４２の展開図が、図
３に示される。直進筒５０は、固定筒７０の直進溝（図
示せず）に係合する直進突起（図示せず）によって回転
が規制されて直進だけ可能である。直進筒５０には、第
１レンズ群案内ピン３１Ｐが係合する第１レンズ群第２
案内溝５１、及び第２レンズ群案内ピン９１Ｐが係合す
る第２レンズ群第２カム溝５２が設けられている。直進
筒５０にはさらに、後述する第４レンズ群案内ピン１０
６Ｐが植立されている。第１レンズ群第２案内溝５１と
第２レンズ群第２カム溝５２の展開図が、図４に示され
る。第２レンズ群移動筒６０は、被写体側で第２レンズ
群１０２を支持している。第２レンズ群移動筒６０に
は、図１３に示す近似曲線２００に対応し第２レンズ群
案内ピン９１Ｐが係合する第２レンズ群第３カム溝６
２、及びフォーカス操作摺動ピン２１Ｐが係合する曲線
状のフォーカス操作摺動ピン案内溝６３が設けられてい
る。第２レンズ群第３カム溝６２とフォーカス操作摺動
ピン案内溝６３の展開図が、図５に示される。

【００１１】固定筒７０には、後述する第３レンズ群案
内ピン１０４Ｐを案内する第３レンズ群案内溝７１、及
び第４レンズ群案内ピン１０６Ｐを直進するように案内
するための第４レンズ群案内溝７２が設けられている。
第３レンズ群案内溝７１及び第４レンズ群案内溝７２の
展開図が、図６に示される。第２変倍カム筒８０は、第
３レンズ群案内ピン１０４Ｐが係合する第３レンズ群カ
ム溝８３、及び第４レンズ群案内ピン１０６Ｐが係合す
る第４レンズ群カム溝８４が設けられている。第３レン
ズ群案内ピン１０４Ｐは、第３レンズ群１０４を支持す
る第３レンズ群支持枠１０４Ｓに連結されている。第４
レンズ群案内ピン１０６Ｐは、直進筒５０に植立され、
第４レンズ群１０６を支持する第４レンズ群支持枠１０
６Ｓに連結されている。第２変倍カム筒８０にはさら
に、後述する第２レンズ群回転ピン９１Ｐが係合し、第
２レンズ群回転ピン９２Ｐに回転運動を伝えるための第
２レンズ群カム溝８５が設けられている。第２レンズ群
案内溝８５、第３レンズ群カム溝８３、及び第４レンズ
群カム溝８４の展開図が、図７に示される。第２レンズ
群移動枠９０は、被写体側に第２レンズ群案内ピン９１
Ｐが設けられ、レンズマウント２の側に第２レンズ群案
内溝８５に係合する第２レンズ群回転ピン９２Ｐが設け
られている。第２レンズ群案内ピン９１Ｐは、第２レン
ズ群第１案内溝４２、第２レンズ群第２カム溝５２、及
び第１レンズ群第３カム溝６２に係合する。

【００１２】次に、上述した構成の高倍率ズームレンズ
の作動について説明する。 （ズーム作動）ズーム操作環１０を回転すると、第１連
結ピン１１Ｐを介して第２変倍カム筒８０が回転する。
第２変倍カム筒８０の回転によって、第２変倍カム筒８
０の第３レンズ群カム溝８３と固定筒７０の第３レンズ
群案内溝７１に係合した第３レンズ群案内ピン１０４Ｐ
すなわち第３レンズ群１０４が図８に示した移動軌跡と
なるように移動する。同時に、第２変倍カム筒８０の第
４レンズ群カム溝８４と固定筒７０の第４レンズ群案内
溝７２に係合した第４レンズ群案内ピン１０６Ｐすなわ
ち第４レンズ群１０６が図８に示した移動軌跡となるよ
うに移動する。第２変倍カム筒８０の回転はさらに、第
２レンズ群カム溝８５と係合する第２レンズ群回転ピン
９２Ｐと、直進筒５０の第２レンズ群第２カム溝５２と
係合する第２レンズ群案内ピン９１Ｐとの規制によっ
て、第２レンズ群移動枠９０及び第２レンズ群案内ピン
９１Ｐが回転及び前後移動する。第２レンズ群案内ピン
９１Ｐの回転によって、第２レンズ群案内ピン９１Ｐが
第２レンズ群第３カム溝６２内で移動し、その時のズー
ム位置に合致した第２レンズ群第３カム溝６２の一部を
使用することになる。

【００１３】第２レンズ群案内ピン９１Ｐの回転はさら
に、第２レンズ群第１案内溝４２との係合によって第１
変倍カム筒４０に伝達される。第１変倍カム筒４０が回
転すると、第１レンズ群第１案内溝４１及び第１レンズ
群第２案内溝５１によって第１レンズ群案内ピン３１Ｐ
が移動し、第１レンズ群支持枠１００Ｓすなわち第１レ
ンズ群１００が図８に示した移動軌跡となるように移動
する。 （合焦作動）フォーカス操作環２０の回転が、フォーカ
ス操作摺動ピン２１Ｐ及びフォーカス操作摺動ピン案内
溝６３を介して第２レンズ群移動筒６０に伝達される。
この時、ズーム値によって第２レンズ群移動筒６０の回
転位置が異なる。第２レンズ群移動筒６０の回転は、第
２レンズ群案内ピン９１Ｐと第２レンズ群第３カム溝６
２との係合によって、第２レンズ群移動筒６０が前後移
動して、第２レンズ群１０２が合焦移動する。

【００１４】

【発明の効果】本発明によるインナーフォカス方式の高
倍率ズームレンズによれば、高倍率ズームレンズの合焦
レンズをズーミングのために繰り出すための繰り出し機
構と合焦のために繰り出すための合焦レンズ繰り出し機
構を共通にして小型化することができ、またズーミング
の全領域において合焦操作を滑らかに行うことができ、
しかも例えば０．５メートルないし無限遠までの大きな
繰り出し領域にわたってズーミング及び合焦のためのレ
ンズ群移動調整を行うことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の高倍率ズームレンズの広角状
態の断面図である。

【図２】本発明の実施例の高倍率ズームレンズの望遠状
態の断面図である。

【図３】本発明の実施例の第１変倍カム筒のカム展開図
である。

【図４】本発明の実施例の直進筒のカム展開図である。

【図５】本発明の実施例の第１レンズ群移動筒のカム展
開図である。

【図６】本発明の実施例の固定筒のカム展開図である。

【図７】本発明の実施例の第２変倍カム筒のカム展開図
である。

【図８】本発明の実施例の光学系のレンズ群移動説明図
である。

【図９】合焦レンズの合焦曲線を並べて記載したグラフ
図である。

【図１０】合焦レンズの合焦曲線を同一原点で一つのグ
ラフに記載したグラフ図である。

【図１１】合焦レンズの合焦曲線を同一原点で一つのグ
ラフに記載したグラフ図である。

【図１２】合焦レンズの合焦曲線を同一原点で一つのグ
ラフに記載したグラフ図である。

【図１３】合焦レンズの合焦曲線を原点をずらして一つ
のグラフに記載したグラフ図である。

【図１４】合焦レンズの合焦曲線を原点をずらして一つ
のグラフに記載したグラフ図である。

【符号の説明】

１ 高倍率ズームレンズ ２ レンズマウント ４ レンズ鏡筒 １０ ズーム操作環 １１Ｐ 第１連結ピン ２０ フォーカス操作環 ２１Ｐ フォーカス操作摺動ピン ３０ 第１レンズ群移動枠 ３１Ｐ 第１レンズ群案内ピン ４０ 第１変倍カム筒 ４１ 第１レンズ群第１案内溝 ４２ 第２レンズ群第１案内溝 ５０ 直進筒 ５１ 第１レンズ群第２案内溝 ５２ 第２レンズ群第２カム溝 ６０ 第２レンズ群移動筒 ６２ 第２レンズ群第３カム溝 ６３ フォーカス操作摺動ピン案内溝 ７０ 固定筒 ７１ 第３レンズ群案内溝 ７２ 第４レンズ群案内溝 ８０ 第２変倍カム筒 ８３ 第３レンズ群カム溝 ８４ 第４レンズ群カム溝 ８５ 第２レンズ群案内溝 ９０ 第２レンズ群移動枠 ９１Ｐ 第２レンズ群案内ピン ９２Ｐ 第２レンズ群回転ピン １００ 第１レンズ群 １００Ｓ 第１レンズ群支持枠 １０２ 第２レンズ群 １０４ 第３レンズ群 １０４Ｐ 第３レンズ群案内ピン １０４Ｓ 第３レンズ群支持枠 １０６ 第４レンズ群 １０６Ｐ 第４レンズ群案内ピン １０６Ｓ 第４レンズ群支持枠 ２００ 近似曲線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナフォーカス方式のズームレンズで
   あって、合焦レンズの合焦移動を行わせるための合焦レ
   ンズ合焦カムと、合焦レンズのズーミング移動を行わせ
   るための合焦レンズズーミングカムとを有し、上記合焦
   レンズズーミングカムの摺動子によって、上記合焦レン
   ズ合焦カムに係合する摺動子が合焦レンズ合焦カム内で
   変移させられるように構成し、上記合焦レンズ合焦カム
   の作動傾斜角度が合焦レンズ合焦カム内でほぼ均一であ
   り、さらに合焦レンズがズーミング移動の時も合焦移動
   の時にも回転しながら移動することを特徴とする高倍率
   ズームレンズ。