JPH09211304A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
ようにしたインナーフォーカス式のズームレンズを得る
こと。 【解決手段】 少なくとも2つのレンズ群A,Bを連結
させて光軸上移動させて複数のズーム位置で撮影可能と
したズームレンズにおいて、該レンズ群Aは該レンズ群
Bとは各ズーム位置において双方の相対的間隔が変化す
るように連結されており、少なくとも1つのズーム位置
近傍において、全系の像面を一定位置に維持しつつ該レ
ンズ群Aとレンズ群Bとを略一体的に移動させているこ
と。
Description
し、特に変倍部よりも像面側のレンズ群又は該変倍部の
一部のレンズ群で合焦(フォーカス)を行った所謂イン
ナーフォーカス(リヤーフォーカス)式を利用するとき
の移動レンズ群を移動させるときのカム構成を適切に設
定し、常に良好なる画像が得られるようにした写真用カ
メラやビデオカメラ、そして放送用カメラ等に好適なも
のである。
レンズとして、ズームポジション(ズーム位置)によっ
てフォーカス用のレンズ群の繰り出し量が異なる、所謂
インナーフォーカス式(リヤーフォーカス式)のズーム
レンズが種々と提案されている。
ズは、第1群を移動させてフォーカスを行うズームレン
ズに比べて第1群の有効径が小さくなり、レンズ系全体
の小型化が容易になり、又近接撮影、特に極近接撮影が
容易となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させ
て行っているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み、
迅速な焦点合わせができる等の特長がある。
は、広角端から望遠端へ焦点距離を変えると(変倍を行
うと)同じ物体距離に焦点を合わす為のフォーカス用の
レンズ群の移動量(フォーカス量)が種々と変化してく
る。この為に特殊なカム機構が用いられている。
群、負の屈折力の第2群、正の屈折力の第3群、そして
正の屈折力の第4群の4つのレンズ群を有し、第1群,
第2群,そして第4群を移動させて変倍を行い、第3群
を移動させてフォーカスを行うインナーフォーカス式の
ズームレンズでは、同一距離物体であっても各ズーム位
置によってフォーカス用の第3群の移動量が異なってい
る。この為、このようなズームレンズにおいては変倍用
のレンズ群の光軸上の位置を検出し、これよりズーム位
置を特定してフォーカスレンズ群の光軸上の位置を駆動
制御するようにしている。
ーカスレンズ群を他の移動レンズ群と連結して移動する
ことによりカムの数を減らしている。
ンズ鏡筒の断面概略図である。図4は図3の各レンズ群
の変倍に伴う移動軌跡の摸式図である。
はフォーカス用の第3群、4は第4群、11,12,1
4は夫々第1,第2,第4群の移動用のカムピン、13
は第2群2から出ているヘリコイドバー、15はカム溝
を有するカム環、16は直進ガイドを有する固定筒であ
る。固定筒16に対してカム環15を回転させることに
より第1,第2,第4群は夫々のカムによってその相対
間隔を変えながら繰り出して変倍(ズーミング)を行っ
ている。その際、固定筒16の直進ガイドによってカム
ピンが回転方向に規制されているので、第1,第2,第
4群は回転せず、直進的な繰り出しとなる。
リコイドバー13によって光軸Lに沿って動き、第2群
2との相対間隔を変えている。従って第3群3は第2群
2に連結してはいるが、ズーミングによる移動量は異な
り第2群2と相対間隔を変える。更に第3群3はフォー
カシング時にも第2群が固定しているのに対し、第2群
側へ光軸Lに沿って動く。即ち、第3群3はズーミング
に際しても、又フォーカシングに際しても動くもので、
所謂コンペンセーターとフォーカス群とを兼用している
ような役割を果たしている。このような第3群は、いわ
ば電子カムといわれるものを利用して移動させている。
おいてインナーフォーカス方式を採用すると前述の如く
レンズ系全体が小型化され、又迅速なるフォーカスが可
能となり、更に近接撮影が容易となる等の特長が得られ
る。
軸上の位置を正確に検出してズーム位置を求めないとフ
ォーカス用のレンズ群の光軸上の位置を正しく位置させ
ることができず、ピントずれが生じてくる。図4は図3
に示すズームレンズの近軸屈折力配置の説明図である。
矢印は広角端Wから望遠端Tへの変倍に伴う各レンズ群
の移動方向を示している。尚、ズーム軌跡は無限遠物体
に合焦させた時のそれを示す。
ーム位置(ズームポジション)が望遠端Tにあったとす
る。このときズーム位置検出手段によるズームポジショ
ンの検知が検出誤差により、あるポジションXであると
判断されたとする。この場合は第2群と第3群との間隔
は本来は望遠端のDTであるにもかかわらず、ズームポ
ジションXのときの間隔データDXに基づき駆動制御さ
れる。従って第3群3の位置は図中点bではなく図中点
aの位置に駆動制御される。従って第3群3は点bの位
置より(DT−DX)だけ余分に物体側へ繰り出される
前ピン状態になる。
ームポジションXの状態であるにもかかわらず、ズーム
位置検出手段でズームポジションの検知が望遠端Tであ
ると該検出されたとする。この場合には第2群2と第3
群3との間隔がDXでなければならないのに、第3群3
を点aの位置より繰り下がって点bの位置に駆動制御し
てしまう。これは第3群3を(DT−DX)だけ繰り込
みすぎることになり、先程とは逆に後ピンとなる。
ズ群のパワー(屈折力)を強くし、敏感度を上げる傾向
にある。特にフォーカスレンズ群のフォーカス敏感度が
高い場合には僅かなズームポジションの読み取り誤差に
よっても無視できない程のピントずれを引き起こすこと
になる。
状に移動させて離散的な複数のズーム位置において撮影
可能とする構成のズームレンズにおいて、変倍用のレン
ズ群の光軸上の位置をズーム位置検出手段で検出し、ズ
ーム位置を特定して該変倍用のレンズ群と連結したフォ
ーカス用のレンズ群の光軸上の位置を電子カムで制御す
る際、ズーム位置検出手段によるズーム位置の誤検出が
あってもピントずれの発生を防止し、各ズーム位置でピ
ントずれがなく良好なる画像が得られるズームレンズの
提供を目的とする。
は、 (1−1)少なくとも2つのレンズ群A,Bを連結させ
て光軸上移動させて複数のズーム位置で撮影可能とした
ズームレンズにおいて、該レンズ群Aは該レンズ群Bと
は各ズーム位置において双方の相対的間隔が変化するよ
うに連結されており、少なくとも1つのズーム位置近傍
において、全系の像面を一定位置に維持しつつ該レンズ
群Aとレンズ群Bとを略一体的に移動させていることを
特徴としている。
前記レンズ群Aは変倍に際して階段状に移動しているこ
と。
ス機能を有していること。
して階段状の機械的なカムを利用して移動しているこ
と。
を利用して移動させていること。
レンズ群Aの光軸方向の位置を読み取ることによりズー
ム位置を検出し、この検出結果に基づいて前記レンズ群
Bの光軸上の位置を設定していること。等、を特徴とし
ている。
いて撮影可能とした変倍用のレンズ群Aとフォーカス用
のレンズ群Bとを有し、同一物体にフォーカスする際の
該レンズ群Bの光軸上の位置が離散的な複数のズーム位
置によって異なる構成のズームレンズにおいて変倍に伴
い、該レンズ群Aは階段状の機械的なカムを利用して移
動させており、該レンズ群Bは該レンズ群Aと各ズーム
位置において双方の相対的間隔が変化するように電子カ
ムを利用して移動しており、少なくとも1つのズーム位
置近傍において、全系の像面を一定位置に維持しつつ該
レンズ群Aとレンズ群Bとを略一体的に移動させている
ことを特徴としている。
光軸方向の位置を読み取ることによりズーム位置を検出
し、この検出結果に基づいて前記レンズ群Bの光軸上の
位置を設定していることを特徴としている。
屈折力配置の説明図である。図中1は正の屈折力の第1
群、2は正の屈折力の第2群、3は正の屈折力の第3
群、4は負の屈折力の第4群である。広角端XWから望
遠端XT′への変倍に際して矢印の如く第1,第4群を
物体側へ直線的に、又第2群2を階段状に移動させ、第
3群を第2群と連結させて第3群との間隔が各ズーム位
置において変化するように階段状に移動させている。
ーム位置XW′までの広角端領域をZW、ズーム位置X
Mからズーム位置XM′までの中間領域をZM、そして
ズーム位置XTからズーム位置XT′までの望遠端領域
ZT、の3つの離散的なズーム位置領域(ズーム位置近
傍)において許容し得る範囲でピントの合った(像面変
動のない)撮影可能となるズームレンズを構成してい
る。
を3つの場合について示したが、数は限らず複数のズー
ム位置をとるようにしてもよい。
群3とは連結して移動しており、各ズーム位置領域Z
W,ZM,ZTが変わることに伴い(領域外では)第2
群と第3群の相対間隔が互いに変化している。各ズーム
位置領域ZW,ZM,ZT内においては前述した通り第
2群と第3群とは像面変動がなく、ピントが合った状態
となるように略一定にして平行に移動しており、双方の
間隔が一定となっている。
同じである。即ち第1,第2,第4群は広角端から望遠
端への変倍に際して各々の機械的なカムによって、互い
に相対的間隔を変えて移動している。第3群は第2群の
保持枠に設けたヘリコイドバーによって連結されて変倍
に際し、光軸Lに沿って動き、第2群との相対間隔を変
えながら移動している。
に対して階段状の機械的なカムとなっており、図1の実
線に示されるとおりズーミングに際し階段状に移動す
る。更に図中のズーム位置XW〜XW′間(広角端領域
ZW),ズーム位置XM〜XM′間(中間領域ZM),
ズーム位置XT〜XT′間(望遠端領域ZT)において
は第3群は第2群に対し略一体で動き、不図示のズーム
位置検知手段からの出力により各ポジション間では予め
データとして記憶されている定められた量だけヘリコイ
ドバーによって第2群との相対間隔を変えるよう駆動制
御されている。
のうち破線は従来例のズームレンズの基準物体距離(無
限遠物体)に対する動きを示している。従来例では前述
したように第3群がコンペンセーターの役割を果たして
いたが、本実施形態の各ズーム位置領域ZW,ZM,Z
T内では第2群と第3群とが略一体で図示せぬ像面の位
置を一定に保つべく移動している。
においては第2群と第3群とが略一体でコンペンセータ
ーの役割を果たしている。従って各ズーム位置領域Z
W,ZM,ZT、即ち図中のズーム位置XW〜XW′
間,ズーム位置XM〜XM′間,ズーム位置XT〜X
T′間においては夫々そのポジション近傍内であれば第
2群がどのズーム位置に止まっていようが第3群との間
隔は一定となり、ピントの合った状態となる。
T′であるにもかかわらずズーム位置検出手段がポジシ
ョンXTであると誤検出しても、第2群と第3群との間
隔はズーム位置XT′とズーム位置XTの間ZTでは略
一定であるのでピント位置は一定となり、ピントに関し
て何んら支障をきたさない。
るくしても、あるいは相対的に電子カムとなっている第
3群の他群に対する相対位置敏感度が高くても高精度の
ピントを保証することができる。
は第3群の移動は階段状ではなくとも第2群のみを階段
状に移動させることによって上記効果を達成することが
できる。
ナーフォーカス式のズームレンズについても同様に適用
することが可能である。
置の概略図である。同図において21は負の屈折力の第
1群、22は正の屈折力の第2群、23は負の屈折力の
第3群である。矢印は広角端XWから望遠端XTへの変
倍の際の移動軌跡を示している。像面方向へ繰り込むこ
とによって無限遠物体から至近へのフォーカシングを行
っている。第3群は第2群に対してヘリコイドバーによ
り連結されている。第1,第2群はカムによりズーミン
グ中、移動する。他の符号は前述の図1のものと同じで
あり、やはりズーム位置XW〜XW′間、ズーム位置X
M〜XM′間,ズーム位置XT〜XT′間のズーム位置
領域ZW,ZM,ZT内においては第2,第3群は略一
体となっていて移動している。
ム位置を特定して第3群23の光軸上の位置を規定する
ときにズーム位置検出手段がズーム領域ZW,ZM,Z
T内において誤検出しても、この領域内では第2群と第
3群との相対的位置は変わらない。
22,23の移動範囲ZW,ZM,ZTを設けることに
よりズーム位置検出手段がズーム位置を誤検出してもピ
ントずれの発生を効果的に防止し、各ズーム位置領域に
おいて良好なる画像を得ている。
レンズ群を光軸上階段状に移動させて離散的な複数のズ
ーム位置において撮影可能とする構成のズームレンズに
おいて、変倍用のレンズ群の光軸上の位置をズーム位置
検出手段で検出し、ズーム位置を特定して該変倍用のレ
ンズ群と連結したフォーカス用のレンズ群の光軸上の位
置を電子カムで制御する際、ズーム位置検出手段による
ズーム位置の誤検出があってもピントずれの発生を防止
し、各ズーム位置でピントずれがなく良好なる画像が得
られるズームレンズを達成することができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 少なくとも2つのレンズ群A,Bを連結
させて光軸上移動させて複数のズーム位置で撮影可能と
したズームレンズにおいて、該レンズ群Aは該レンズ群
Bとは各ズーム位置において双方の相対的間隔が変化す
るように連結されており、少なくとも1つのズーム位置
近傍において、全系の像面を一定位置に維持しつつ該レ
ンズ群Aとレンズ群Bとを略一体的に移動させているこ
とを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項2】 前記複数のズーム位置は離散的であり、
前記レンズ群Aは変倍に際して階段状に移動しているこ
とを特徴とする請求項1のズームレンズ。 - 【請求項3】 前記レンズ群Bはフォーカス機能を有し
ていることを特徴とする請求項1又は2のズームレン
ズ。 - 【請求項4】 前記レンズ群Aは変倍に際して階段状の
機械的なカムを利用して移動していることを特徴とする
請求項2のズームレンズ。 - 【請求項5】 前記レンズ群Bは電子カムを利用して移
動させていることを特徴とする請求項1,2,3又は4
のズームレンズ。 - 【請求項6】 ズーム位置検出手段で前記レンズ群Aの
光軸方向の位置を読み取ることによりズーム位置を検出
し、この検出結果に基づいて前記レンズ群Bの光軸上の
位置を設定していることを特徴とする請求項1から5の
いずれか1項記載のズームレンズ。 - 【請求項7】 離散的な複数のズーム位置において撮影
可能とした変倍用のレンズ群Aとフォーカス用のレンズ
群Bとを有し、同一物体にフォーカスする際の該レンズ
群Bの光軸上の位置が離散的な複数のズーム位置によっ
て異なる構成のズームレンズにおいて変倍に伴い、該レ
ンズ群Aは階段状の機械的なカムを利用して移動させて
おり、該レンズ群Bは該レンズ群Aと各ズーム位置にお
いて双方の相対的間隔が変化するように電子カムを利用
して移動しており、少なくとも1つのズーム位置近傍に
おいて、全系の像面を一定位置に維持しつつ該レンズ群
Aとレンズ群Bとを略一体的に移動させていることを特
徴とするズームレンズ。 - 【請求項8】 ズーム位置検出手段で前記レンズ群Aの
光軸方向の位置を読み取ることによりズーム位置を検出
し、この検出結果に基づいて前記レンズ群Bの光軸上の
位置を設定していることを特徴とする請求項7のズーム
レンズ。
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