JPH09281303A

JPH09281303A - 多面レンズ部品

Info

Publication number: JPH09281303A
Application number: JP8550996A
Authority: JP
Inventors: Kantaku Ho; 鑒托彭
Original assignee: KOKO SEIMITSU KOGYO KOFUN YUGENKOSHI; KOUKOU SEIMITSU KOGYO KOFUN YU; KOUKOU SEIMITSU KOGYO KOFUN YUUGENKOUSHI
Current assignee: KOKO SEIMITSU KOGYO KOFUN YUGENKOSHI; KOUKOU SEIMITSU KOGYO KOFUN YU; KOUKOU SEIMITSU KOGYO KOFUN YUUGENKOUSHI
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、光学レンズ部材に関し、レンズの
交換を必要とすることなく焦点距離を広範囲に変化させ
ることが可能な光学レンズ部材を提供することを目的と
する。【解決手段】（ａ）少なくとも２つの対に配置された
少なくとも４つの光学面を有する多面光学レンズであっ
て、各対は光路内での所定の実効焦点距離を供するよう
に適合された多面光学レンズと、（ｂ）前記多面光学レ
ンズを回転させることにより、前記光学面の所望の対を
前記光路内に位置させ、光学装置の所要の実効焦点距離
を実現する回転手段とを備える、通常のカメラやビデオ
カメラ等の光学装置に用いられる多面レンズ部材。多面
光学レンズ部材は最適の効果が得られるように、単独
で、または、他の従来の光学レンズと共に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単一のレンズ部品
あるいは複数のレンズ部品を備え、レンズ部品を交換す
ることなく焦点距離を大きく変化させる任意の光学シス
テムに用いられる多面レンズ部品に係わる。より詳細に
は、本発明は、少なくとも４つの光学面を有し、単独
で、あるいは、他の光学レンズ部品と共にカメラ等の光
学装置で用いられることにより、レンズ部品を交換する
ことなく、焦点距離をより広範囲で調整することを可能
とする多面レンズ部品に関する。本発明はまた、光学レ
ンズの交換を必要とすることなく、広角機能や望遠機能
を含む非常に広範囲の焦点距離を供する通常のカメラや
ビデオカメラ等の光学装置にも関する。

【０００２】

【従来の技術】これまでに知られている伝統的なレンズ
部品は全て、ただ２つの光学面、即ち、前面と後面とを
備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この構成では、焦点距
離の可変範囲が制限される。かかる問題は、ズームレン
ズ群製品や組み合わせレンズ製品の開発によりある程度
は改善されているが、いずれの製品も大型であるか、あ
るいは、僅かな焦点距離の変化量しか得られない。従っ
て、現在でも、焦点距離を広範囲で変化させるために
は、交換可能なレンズシステムに大きく依存している。
例えば、カメラのユーザは、典型的には、広角写真を撮
るためには広角レンズに交換しなければならない。同様
に、典型的には、遠方の対象を大写しするためには望遠
レンズが必要となる。最近では、広角から望遠まで焦点
距離が可変のカメラが市場に出回っている。これらのカ
メラは非常に大型であり、性能が余り良好でないことも
ある。

【０００４】通常のカメラやビデオカメラの人気、及
び、同一の光学装置に光学レンズ部品の交換を要するこ
となく組み込まれた広角機能及び望遠機能への要求の絶
えることのない上昇により、単独で、あるいは、他の光
学レンズ部品と組み合わせて用いられ、同一のレンズ
で、広角機能や望遠機能を含む広範囲の焦点距離を実現
できる光学レンズ部品の実現が強く望まれるようになっ
ている。

【０００５】本発明の主な目的は、通常のカメラやビデ
オカメラ等、回転による単純な調整により種々の焦点距
離を実現できる光学装置に用いられる、新規なレンズ部
品を提供することである。この新規なレンズ部品は、単
独で、あるいは、他の光学レンズ部品と共に用いること
ができる。より詳細には、本発明の主な目的は、少なく
とも２対の光学面を有する多面光学レンズを提供するこ
とである。光学面の各対は通常のレンズ部品を構成す
る。本発明の多面光学レンズ部品を単に回転させるだけ
で、光学面の異なる対が光路に配置され、これにより、
カメラ内で異なるレンズが用いられたかのように、異な
る焦点距離が実現される。また、本発明の主な目的は、
小型でありながら、本発明に開示される多面光学レンズ
部品を用いることにより、広範囲の焦点距離を実現でき
るカメラを提供することである。

【０００６】これまで知られている従来のレンズシステ
ムにおいては、焦点距離を可変とするため、少なくとも
２つのレンズ群の組み合わせが必要とされる。各レンズ
群は１つ以上のレンズ部品を含んでおり、レンズ群の少
なくとも２つは軸方向に調整可能な空間により分離され
ている。ズーミングは軸方向に調整可能な空間を調整す
ることにより実現される。焦点距離をより大幅に変化さ
せるためには、異なるレンズシステム、例えば、光学レ
ンズや望遠レンズ等が必要とされることが多い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、広範囲の用途
に用いることができる。例えば、単純なカメラ、あるい
は、典型的には使い捨てカメラを、本発明に開示される
多面レンズ部品をただ一つ備えるように構成することが
できる。かかるカメラのユーザは、光学面の異なる対が
光路内に配置されるように、多面レンズ部品を単に回転
調整するだけで、種々の焦点距離を得ることができる。
本発明の多面光学レンズ部品は、複数のレンズ群と、該
レンズ群間の調整可能な空間とを有するズームカメラに
も用いることができる。本発明の多面レンズ部品を回転
させることにより、全く異なるレンズ構成が実現され、
これにより、光学レンズを交換することなく、カメラの
実効焦点距離を更に大幅に変化させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、通常のカメラやビデオ
カメラ等の光学装置の実効焦点距離を調整するために、
回転調整手段を備える多面レンズ部品を開示する。本発
明に開示される多面レンズ部品は、実効焦点距離を更に
大幅に変化させるズーミング動作において、単独で、あ
るいは、他のレンズ群と共に用いられる。

【０００９】本発明で開示される多面レンズ部品は、少
なくとも２対の光学面を備える。本発明において用いる
「光学面」という語は、光線が入射及び出射し得るよう
に、通常のカメラ等の光学装置内の光路上に配置される
面を意味する。本発明の特定の多面光学レンズの光学面
の各対は、互いに等しい曲率を有していてもよく、また
は、互いに異なる曲率を有していてもよい。あるいは、
一方が凸面で、他方が凹面であってもよい。本発明の多
面レンズ部品の１つ以上の光学面を非球面としてもよ
い。

【００１０】図１〜図１２は、本発明に開示される多面
光学レンズ部品の種々の実施例を示す。レンズ部品の４
つの光学面の各々は凸面であっても凹面であってもよ
い。また、光学面の対のそれぞれ、または両方を、両
凸、両凹、凹凸、平凸、又は平凹とすることができる。
更に、１つ以上の光学面を非球面とすることもできる。
図１〜図１２において、光学面の対はそれぞれ、両凸−
両凸、両凹−両凹、両凹−両凸、両凸−凹凸、両凹−凹
凸、凹凸−凹凸、両平−両凹、両平−両凸、両平−凹
凸、平凸−平凹、平凹−平凹、及び、平凸−平凸であ
る。他の構成も可能である。

【００１１】図１３は、図１に示すレンズ部品の回転調
整を行う好ましい操作機構を示す。３６０°回転し、９
０°毎の回転調整を行うように、ＸＹ光学面方向以外の
Ｚ方向に配置された突起部は、４つの光学面を有するレ
ンズ部品において、最大４つの異なる焦点距離が実現さ
れるように構成されている。以下の実施例を参照して、
本発明について更に詳しく説明する。本発明の好ましい
実施例を含む以下の実施例の記述は、例示及び説明を目
的とするものであって、網羅的であることを意図するも
のではなく、また、本発明を開示された通りに限定する
ことを意図するものでもないことに留意されたい。例１Ａ図１４には、４つの光学面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４
を備える本発明の多面光学レンズ部品の側面図を示す。
Ｓ１、Ｓ２、及びＳ４は凸面であり、Ｓ３は凹面であ
る。光学面のパラメータを表１に示す。更に、Ｓ１及び
Ｓ３は、非球面であり、そのパラメータを表２に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】表１において、屈折率ｎ及びアッベ数ｖ
は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。

【００１４】

【表２】

【００１５】非球面の特性は次式により与えられる。

【００１６】

【数１】

【００１７】ただし、Ｚ：Ｚ軸に平行な方向のレンズの
サグ（ｓａｇ）ＣＵＲＶ：面の極の曲率ｋ：コニック（Ｋｏｎｉｃ）係数Ｙ：レンズシステムの光軸からのレンズの高さＡ：４次変形係数Ｂ：６次変形係数Ｃ：８次変形係数Ｄ：１０次変形係数図１４に示す如く、レンズ部品は、光学面Ｓ１及びＳ２
が光路中に位置するように、カメラ内に設置される。本
構成の、実効焦点距離及び後側焦点距離はそれぞれ、２
５ｍｍ及び１９．１１ｍｍと計算される。本構成のレン
ズ部品は広角レンズの特徴を備えている。例１Ｂ図１５は、図１４の多面光学レンズ部品を９０°回転し
た状態の側面図である。図１５に示す如く、レンズ部品
は、光学面Ｓ３及びＳ４が光路中に位置するようにカメ
ラ内に設置されている。本構成における実効焦点距離及
び後側焦点距離はそれぞれ、６９．９８ｍｍ及び８０．
１２ｍｍと計算される。本構成のレンズ部品は望遠レン
ズの特徴を備えている。例１Ａと例１Ｂとを比較する
と、光学レンズ部品を単に回転させるだけで、実効焦点
距離が２．８：１の比で変化されている。例２Ａ図１６に示す如く、多面光学レンズ２０は他の従来のレ
ンズ３０及び４０と組み合わせて、異なるカメラで用い
られた。多面光学レンズは４つの光学面Ｓ1 ^'、Ｓ2
^'、Ｓ3 ^'、及びＳ4 ^'を有しており、これらの光学
面はすべて凸面である。多面レンズ２０及び従来のレン
ズ３０及び４０の光学面のパラメータを表３に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】表３において、屈折率ｎ及びアッベ数ｖ
は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値であり、ま
た、ｄは光学面の各対間の距離である。図１６に示す如
く、レンズ部品２０、３０、及び４０は、多面レンズ２
０の光学面Ｓ1 ^'及びＳ2 ^'が光路中に位置するよう
に、カメラ内に設置されている。本構成の実効焦点距離
及び後側焦点距離はそれぞれ、５５ｍｍ及び７１．４７
１２ｍｍと計算される。例２Ｂ図１７は、図１６のレンズ配置において多面光学レンズ
２０を９０°回転した状態の側面図である。図１７に示
す如く、多面レンズ部品２０は、光学面Ｓ3 ^'及びＳ4
^'が光路中に位置するようにカメラ内に設置されてい
る。本構成の実効焦点距離及び後側焦点距離はそれぞ
れ、９０ｍｍ及び１２７．６５２９ｍｍと計算される。
例２Ａと例２Ｂとを比較すると、光学レンズ部品を単に
回転させるだけで、多レンズシステムの実効焦点距離が
１．６３６：１の比で変化されている。

【００２０】上記した本発明の好ましい実施例は、例示
及び説明のために示されたものである。上記教示に鑑み
て明らかな修正や変更を加えることが可能である。例え
ば、本発明は４つの光学面を有するレンズ部品について
のみ述べたが、当業者によれば、本発明の範囲から逸脱
することなく、より多くの光学面を設けたり、凹面及び
凸面の曲率半径を修正するなどの変更を加えることが可
能である。上記実施例は、本発明の原理及びその実際的
な用途を最適に例示することにより、当業者が、本発明
を、種々の実施例において、企図される特定の用途に適
した種々の修正を加えた上で利用することを可能とする
ために選択され、記述されたものである。これらすべて
の修正や変更は、請求項に正当的、合法的、かつ、公正
に与えられる範囲に従って解釈された請求項により定め
られる本発明の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す図である。

【図４】本発明の第４実施例を示す図である。

【図５】本発明の第５実施例を示す図である。

【図６】本発明の第６実施例を示す図である。

【図７】本発明の第７実施例を示す図である。

【図８】本発明の第８実施例を示す図である。

【図９】本発明の第９実施例を示す図である。

【図１０】本発明の第１０実施例を示す図である。

【図１１】本発明の第１１実施例を示す図である。

【図１２】本発明の第１２実施例を示す図である。

【図１３】図１の多面レンズ部品と共に用いられる回転
機構の構成図である。

【図１４】４つの光学面を有する本発明の多面光学レン
ズ部品の側面図である。

【図１５】図１４に示す多面光学レンズを９０°回転さ
せた状態での側面図である。

【図１６】他の２つの従来のレンズと共に本発明の多面
光学レンズを備えるレンズ群の側面図である。

【図１７】図１６のレンズ群の多面光学レンズを９０°
回転させた状態の側面図である。

【符号の説明】

２０多面光学レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学装置に用いられる多面レンズ部材で
あって、（ａ）少なくとも２つの対で配置された少なく
とも４つの光学面を有する多面光学レンズであって、各
対は前記光学レンズの共通の長手軸の両側に配置された
２つの前記光学面から構成されて光路内で所定の実効焦
点距離を供し、前記光学面の少なくとも一つは曲面であ
る多面光学レンズと、（ｂ）前記多面光学レンズを前記
長手軸の周りに回転させることにより、前記光学面の所
望の対を前記光路に位置させ、所望の実効焦点距離を実
現する回転手段とよりなる多面レンズ部材。
【請求項２】前記多面光学レンズは２対の両凸光学面
を備える請求項１記載の多面レンズ部材。
【請求項３】前記多面光学レンズは２対の両凹光学面
を備える請求項１記載の多面レンズ部材。
【請求項４】前記多面光学レンズは一対の両凸光学面
と、一対の両凹光学面とを備える請求項１記載の多面レ
ンズ部材。
【請求項５】前記多面光学レンズは一対の両凸光学面
と、一対の凹凸光学面とを備える請求項１記載の多面レ
ンズ部材。
【請求項６】前記多面光学レンズは一対の両凹光学面
と、一対の凹凸光学面とを備える請求項１記載の多面レ
ンズ部材。
【請求項７】前記多面光学レンズは２対の凹凸光学面
を備える請求項１記載の多面レンズ部材。
【請求項８】前記多面光学レンズは１対の両平光学面
と、一対の両凹光学面、両凸光学面、又は、凹凸光学面
を備える請求項１記載の多面レンズ部材。
【請求項９】前記多面光学レンズは少なくとも１対の
平凸光学面又は平凹光学面を備える請求項１記載の多面
レンズ部材。
【請求項１０】前記多面光学レンズは２対の平凸光学
面を備える請求項１記載の多面レンズ部材。
【請求項１１】前記多面光学レンズは２対の平凹光学
面を備える請求項１記載の多面レンズ部材。
【請求項１２】前記多面光学レンズは少なくとも一つ
の非球面光学面を備える請求項１記載の多面レンズ部
材。
【請求項１３】前記多面光学レンズの各対は少なくと
も一つの非球面光学面を備える請求項１記載の多面レン
ズ部材。
【請求項１４】（ａ）少なくとも２つの対で配置さ
れた少なくとも４つの光学面を有する多面光学レンズで
あって、各対は共通の長手軸の両側に配置された２つの
前記光学面から構成されて光路内で所定の実効焦点距離
を供し、前記光学面の少なくとも一つは曲面である多面
光学レンズと、（ｂ）前記多面光学レンズを前記長手軸
の周りに回転させることにより、前記光学面の所望の対
を前記光路に位置させ、所要の実効焦点距離を実現する
回転手段とよりなる多面レンズ部材を備えた調整可能な
実効焦点距離を有する光学機器。
【請求項１５】前記多面光学レンズ部材と共同する２
面光学レンズ部品を更に備え、前記２面光学レンズ部品
のそれぞれは２つの光学面からなる請求項１４記載の調
整可能な実効焦点距離を有する光学機器。
【請求項１６】前記２面光学レンズ部品と前記多面光
学レンズ部材との間に調整可能な空隙を更に備え、ズー
ム動作が可能な請求項１５記載の調整可能な実効焦点距
離を有する光学機器。
【請求項１７】光学装置の焦点距離を調整する方法で
あって、（ａ）多面光学レンズと、該多面光学レンズを
長手軸の周りに回転させる回転手段とを有する多面レン
ズ部材を得、前記多面光学レンズは少なくとも２つの対
に配置された少なくとも４つの光学面を有し、各対は前
記共通長手軸の両側に配置された２つの前記光学面から
構成されて光路内で所定の実効焦点距離を供し、少なく
とも一つの前記光学面は曲面であり、（ｂ）前記回転手
段を用いて前記多面光学レンズを回転させることにより
前記光学面の所望の対を前記光路内に位置させ、所要の
焦点距離を実現する各段階よりなる調整方法。