JPS6052814A

JPS6052814A - ズ−ムレンズ

Info

Publication number: JPS6052814A
Application number: JP16038183A
Authority: JP
Inventors: Takesuke Maruyama; 竹介丸山; Takaki Hisada; 隆紀久田; Takashi Azumi; 安積　隆史
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1985-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、ビデオカメラや８ミリカメラなどに好適なズ
ームレンズに関する。

〔発明の背景〕

近年、ポリメチルメタクリレートなどの有機材料による
プラスチックレンズが実用化されるようになり、レンズ
の軽量化ｌ″低コスト化が可能となった。しかしながら
、プラスチックレンズは、ガラスを素材とする従来のレ
ンズに比べ、材料定数の屈折率や形状の温度による変化
率が夫々１０倍、１００倍にもなり、たとえば、２０謁
程度の焦点距離をもつレンズを構成した場合、３０°Ｃ
の温度変化に対して、像点の移動が０．１鶏近（にもな
り、撮像面を一定位置に設定した場合、完全にピントズ
レ状態となってしまう。

このため、そのままでは、プラスチックレンズは、実用
に供せられるものではなかった。

そこで、プラスチックレンズ欠実用に供するためには、
温度変化によって像点が移動しないように、温度補償を
行なう必要がある。ビデオカメラや８ミリカメラなどの
ズームレンズニオいて、従来用いられている温度補償方
法としては、各組合わせレンズを、プラスチックレンズ
のみで構成するのではな（、ガラスレンズと併用して構
成しプラスチックレンズのパワーを大略零にして組み合
わせレンズのノ（ワーをガラスレンズに負担させる方法
が一般的であった。たとえば、６枚のレンズで構成され
る組み合わせレンズでは、そのうち、の少な（とも１枚
はガラスレンズとしている。

ビデオカメラや８ミリカメラにおいて、一般的に用いら
れるズームレンズは、従来、４つの組み合わせレンズで
ある４群構成がとられ、そのうちの最後の組み合わせレ
ンズ（以下レンズ群という）は、結像用で、他の３つの
レンズ群が可動の群であって変倍作用乞有する変倍系を
構成している。

かかるズームレンズにおいてプラスチックレンズを導入
する場合、可動のレンズ群、夫々に対し温度変化があっ
ても、バックフォーカスが変動しないように、温度補償
を行なう必要がある。このことは、ズームレンズの色収
差を補正するために、個々のレンズ群で色収差補正をす
る必要があることから、容易に類推することがテｔｔル
。ズームレンズの可動レンズ群を構成するレンズの枚数
は、通常４〜６倍程度のズーム比のズームレンズでは、
約３枝であり、特に、コンペンセータレンズは、通常１
枚である。

以上の点から、各レンズ群の温度補償を実現するために
は、各レンズ群に少なくとも、１枚のガラスレンズＹ用
いることが必要であり、通常の変倍率を構成する７枚の
レンズのうち、少なくとも、３枚はガラスレンズにする
必要があった。

このように、従来のズームレンズは、温度補償をガラス
レンズに頼っているために、このことが阻害要因となっ
て構成レンズの完全なプラスチック化ビ実現することが
できなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、レンズ群
の位置調節により、温度補償を行なうことができ、構成
レンズの完全なプラスチック化が可能なズームレンズを
提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、ズームレンズの
内部に焦点位置検出装置、レンズ位置、制御装置を設け
ることによって、かかる温度変化による焦点位置の変化
ビ無（したことに特徴がある。

〔発明の実施例〕

以゛下、本発明の実施例を図面により説明する。

矛１図は、本発明によるズームレンズの一実施例〉示す
構成図であって、１は、前玉群、２はバリエータ群、３
はコンペンセータ群、４はマスター群、５は撮像素子、
６は、発光素子、７は発光素子より発する光束、８は集
光レンズ、９はピンホール標板、１０は前置レンズ、１
１゜１２は、反射ミラー、１３は結像レンズ、１４は受
光素子、１５は検出回路、１６は、コンペンセータ駆動
モータ、１７は、コンペンセータ１駆動装置、である。

同図において、前玉群１．バリエータ群２゜コンペンセ
ータ群３．マスター群４は、すべてプラスチックレンズ
により構成されており、撮゛　像素子５に像Ｙ結像して
いる。発光素子６から光束７が発射され、集光レンズ８
により、ピンホール標板９上に集光される。゛入ピンホ
ール標板９からの光束は、前置レンズ１０を経た後、前
玉群１の像面側に配置された反射ミラー１１により光束
の方向を変え、バリエータ群２のズームレンズ光軸より
偏芯した点に入射する。バリエータ群２に入射された光
束は、バリエータ群２、コンペンセータ群３を通過した
後、コンベンセータ群乙の像面側に配置された反射ミラ
ー１２により、進路を変え、結像レンズ１３により受光
素子１４に入射する。

上記構成で、発光素子６かも発した光束７は、上記光学
系を通過後、受光素子１４上にピンホール標板９の像を
結像するように設定する。かつ、光束７は、撮像素子５
に結像された画像を害さないように、赤外線などの不可
視波長の光を用いる。受光素子１４は、２つの受光部に
分割されており、それぞれの光量に応じた２つの電気信
号出力は、検出回路１５に入力される。

検出回路１５は、上記２つの電気信号出力の差に応じて
コンペンセータ群駆動モータ１７を駆動する。コンベン
セータ群駆動モータ１７は、コンペンセータ群駆動装置
１８ｉ介しコンベンセータ群３０光軸方向の位置を変化
させる。

かかる構成での動作について、第２図により、説明する
。矛２図において、１８は、ピンホール標板９上のピン
ホール穴、１９は、矛２図により動作原理を説明するた
めに便宜上設けた偏芯絞りであり、第１図でのバリエー
タ群２に対し光束の入射が偏芯していることに対応する
。

２０は、ピンホール穴１９の像である。前置レンズ１０
は、前玉群１と等価な焦点距離、および焦点距離の温度
変化率を有する。同様、結像レンズ１６は、マスター群
４と等価な焦点距離および焦点距離温度変化率を有する
。

かかる構成により、ピンチホール１８より発した光束７
は、偏芯絞り１９を通過後、上記レンズ群を通り、ピン
ホール像２０となり結像する。

結像後の光束は、受光素子１４上に到達する。

かかる構成で、光束７は、偏芯絞り１９によって矛２図
で下半分より小さな役の太さに制約される。このように
光束が制約された場合、受光素子１４上のピンホール像
の位置は、ピンホール像２０と受光素子１４の光軸方向
位置関係により変化することが類推できる。

矛３図は、受光素子１４上のピンホール像の位置を示し
ている。、１図において、２１は、受光素子１４０２分
割された受光部の上側２２は、下側受光部を示している
。矛３図の（ａ）は、ピンホール像２０と受光素子１４
の光軸方向の位置が一致した場合、（ｂ）は、ピンホー
ル像２０が被写体側の場合、（Ｃ）は、像面側の場合を
示している。かかるように、受光素子１ＡＩ）受光部２
１．２２の出力の差によりピンホール像の光軸方向位置
を検出することが、可能である。

上記原理により１，１７１図において、受光素子１４０
２つの信号差に応じて、コンベンセータ群４の位置を検
出回路１５．コンペンセータ群駆動モータ１６．コンベ
ンセータ群駆動装置１７により制御する。この際、ピン
ホール像２０と受光素子１４の位置ケ一致させるように
制御し、かつ、この場合、同時に、被写体像が撮像素子
５上に正確に結像するように受光素子１４の位置を設定
する。

上記のような構成、動作では、ズームレンズに温度変化
が生じた場合、前玉群１．マスター群４の各々と等価に
、前置レンズＩＱ、結像レンズ１６も焦点距離が変化し
、かつピンホール像２０の位置も、撮像素子に結像する
像の位置と等価となるため、上記のような制御を行えば
。

温度変化によるピントボケは防止することができる。

又、ズームレンズの被写体位置が変化した場合のフォー
カス操作は、受光素子１４の位置を変更するか、検出回
路１５０条件を変えることで対応することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ズームレンズを
構成するレンズ群の温度変化による焦点距離の変化によ
るバックヌオーカス変動を零とするため、ズームレンズ
内部に設けたフォーカス変動検出装置、レンズ位置制御
装置を設けたものであり、これにより、温度補償が可能
であるため、構成レンズ群を全てプラスチック化可能と
なり、軽量化低コスト化ができ、前記従来技術の欠点を
除いて優れた機能のズームレンズを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

牙１図は、本発明の一実施例の構成図、矛２図は、本発
明の原理図、矛３図は、像点と受光素子の位置関係を示
す説明図である。１・・・前玉群、２・・・バリエータ群、３・・・コン
ペンセータ群、４・・・マスター群、５・・・撮像素子
。６・・・発光素子、７・・・光束、８・・・集光Ｖンス
、９・・・ピンホール標板。１０・・・前置レンズ、１
１・・・反射ミラー、１２・・・反射ミラー、１３・・
・結像レンズ、１４・・・受光素子、１５・・・検出回
路。代理人弁理士　高　橋　明　芳；１′１　図ぐ第２（２）７１″３図（ＯＬ）（１７）（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

光軸方向、物体側より、矛１．矛２．；１−３゜矛４群
の順に構成し、かつ変倍時、光軸方向に第２．牙６群が
可動するズームレンズにおいて、発光素子、標板、レン
ズ系、反射ミラーから構成される光学系を矛１群の像側
に設け、かつ、該光学系から射出される光束な矛２．矛
３群の通過後、反射ミラーにて分岐し、かつ標板像を結
像レンズにより１対の受光部で構成される受光素子上に
結像し、かつ１対の受光部の光量差により牙３群レンズ
の光軸上の位置な移動する機構を有することを特徴とす
るズームレンズ。