JP3170787B2 - カメラシステム - Google Patents
カメラシステムInfo
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- JP3170787B2 JP3170787B2 JP12360290A JP12360290A JP3170787B2 JP 3170787 B2 JP3170787 B2 JP 3170787B2 JP 12360290 A JP12360290 A JP 12360290A JP 12360290 A JP12360290 A JP 12360290A JP 3170787 B2 JP3170787 B2 JP 3170787B2
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- lens component
- lens
- refractive power
- image
- camera system
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
- G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/95—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems
- H04N23/958—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging
- H04N23/959—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging by adjusting depth of field during image capture, e.g. maximising or setting range based on scene characteristics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カメラシステムに関するものであり、バリ
フォーカルレンズ等の光学系を小型化できるカメラシス
テムに関するものである。
フォーカルレンズ等の光学系を小型化できるカメラシス
テムに関するものである。
従来の技術 従来のビデオカメラ用の光学系としては、一般にズー
ム比６倍程度の４成分ズームレンズが多く用いられてい
る。これらのズームレンズは、一般に正の屈折力を有
し、フォーカシング時に繰り出される前玉、負の屈折力
を有するバリエータ，負又は正の屈折力を有するコンペ
ンセータ及びマスターの各群で構成されている。
ム比６倍程度の４成分ズームレンズが多く用いられてい
る。これらのズームレンズは、一般に正の屈折力を有
し、フォーカシング時に繰り出される前玉、負の屈折力
を有するバリエータ，負又は正の屈折力を有するコンペ
ンセータ及びマスターの各群で構成されている。
ところで、近年、ビデオカメラのズームレンズについ
てはコンパクト化の要請が強くなってきているため、前
玉でフォーカシングを行なう代わりにインナーフォーカ
ス方式やリアフォーカス方式のズームレンズも提案され
ている。例えば、特開昭63−44614号，特開昭63−44615
号では、コンペンセータでフォーカシングを行なってお
り、また特開昭59−28120号，特開昭59−28121号ではマ
スターの最後のレンズでフォーカシングを行なってい
る。これらのズームレンズでは、前玉でフォーカシング
を行なう場合よりも前玉径を小さくすることができる。
従って、前玉径を小さくするに伴い、全長及び重量を小
さくすることが可能である。
てはコンパクト化の要請が強くなってきているため、前
玉でフォーカシングを行なう代わりにインナーフォーカ
ス方式やリアフォーカス方式のズームレンズも提案され
ている。例えば、特開昭63−44614号，特開昭63−44615
号では、コンペンセータでフォーカシングを行なってお
り、また特開昭59−28120号，特開昭59−28121号ではマ
スターの最後のレンズでフォーカシングを行なってい
る。これらのズームレンズでは、前玉でフォーカシング
を行なう場合よりも前玉径を小さくすることができる。
従って、前玉径を小さくするに伴い、全長及び重量を小
さくすることが可能である。
しかし、フォーカシングするために必要なレンズ成分
の移動量を確保するために、フォーカシングレンズ成分
の前側又は後ろ側に充分な空気間隔をとってやる必要が
あるので、充分に小さいズームレンズは得られない。
の移動量を確保するために、フォーカシングレンズ成分
の前側又は後ろ側に充分な空気間隔をとってやる必要が
あるので、充分に小さいズームレンズは得られない。
一方、正の屈折力を有する固定の前玉，負の屈折力を
有するバリエータ，正の屈折力の固定レンズ成分及び正
の屈折力のコンペンセータ兼フォーカシングレンズ成分
で構成されたズームレンズも提案されている。例えば、
特開昭63−123009号では、従来の４成分タイプの負又は
正の屈折力を有するコンペンセータの役割をしているレ
ンズ成分を省略し、マスター部分の中ほどにある比較的
大きな空気間隔を用いて、マスターの後群にコンペンセ
ータ兼フォーカシングレンズ成分の役割をさせるズーム
レンズが提案されている。このタイプでは、従来のコン
ペンセータレンズを省略した分（１又は２枚分）のレン
ズ枚数を減らすことができる。また、マスター部分の空
気間隔を利用しているため、余分な空気間隔をとる必要
がない。従って、更に全長及び重量を小さくすることが
できる。
有するバリエータ，正の屈折力の固定レンズ成分及び正
の屈折力のコンペンセータ兼フォーカシングレンズ成分
で構成されたズームレンズも提案されている。例えば、
特開昭63−123009号では、従来の４成分タイプの負又は
正の屈折力を有するコンペンセータの役割をしているレ
ンズ成分を省略し、マスター部分の中ほどにある比較的
大きな空気間隔を用いて、マスターの後群にコンペンセ
ータ兼フォーカシングレンズ成分の役割をさせるズーム
レンズが提案されている。このタイプでは、従来のコン
ペンセータレンズを省略した分（１又は２枚分）のレン
ズ枚数を減らすことができる。また、マスター部分の空
気間隔を利用しているため、余分な空気間隔をとる必要
がない。従って、更に全長及び重量を小さくすることが
できる。
しかし、マスターの後群のレンズ成分が３又は４枚の
レンズで構成されているため、移動群としては比較的重
く（従来タイプのコンペンセータの２倍以上の重量）、
制御系の負担が大きくなる。従って、ビデオカメラ等で
AF（オートフォーカス）により高速で駆動するには、あ
まり適当とはいえない。
レンズで構成されているため、移動群としては比較的重
く（従来タイプのコンペンセータの２倍以上の重量）、
制御系の負担が大きくなる。従って、ビデオカメラ等で
AF（オートフォーカス）により高速で駆動するには、あ
まり適当とはいえない。
発明が解決しようとする課題 本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであっ
て、コンペンセータとして可動なレンズ成分の省略によ
り、バリフォーカルレンズ等の光学系を全長，重量共に
充分小さくすることができるカメラシステムを提供する
ことを目的とする。
て、コンペンセータとして可動なレンズ成分の省略によ
り、バリフォーカルレンズ等の光学系を全長，重量共に
充分小さくすることができるカメラシステムを提供する
ことを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のカメラシステム
は、物体側より順に、正の屈折力を有する固定の第１レ
ンズ成分と，変倍のために光軸上を前後に可動な負の屈
折力を有する第２レンズ成分と，正の屈折力を有する固
定の第３レンズ成分と，の３成分から成る光学系と、該
光学系によって形成される像を記録する撮像手段と、該
撮像手段を前記光軸に沿って移動させる駆動手段と、前
記像の像面位置に前記撮像手段が位置するように前記駆
動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴と
している。
は、物体側より順に、正の屈折力を有する固定の第１レ
ンズ成分と，変倍のために光軸上を前後に可動な負の屈
折力を有する第２レンズ成分と，正の屈折力を有する固
定の第３レンズ成分と，の３成分から成る光学系と、該
光学系によって形成される像を記録する撮像手段と、該
撮像手段を前記光軸に沿って移動させる駆動手段と、前
記像の像面位置に前記撮像手段が位置するように前記駆
動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴と
している。
ビデオカメラは一般に像面にCCD等の撮像手段を有し
ている。通常ズームレンズでは撮像手段は固定されてい
て、光学系はズーミング中、常に像面が撮像手段の撮像
面上にあるように、２群以上のレンズ成分を移動させる
ことにより補正している。
ている。通常ズームレンズでは撮像手段は固定されてい
て、光学系はズーミング中、常に像面が撮像手段の撮像
面上にあるように、２群以上のレンズ成分を移動させる
ことにより補正している。
しかしながら、コンペンセータの移動はそれほど大き
くはない。従って、コンペンセータの役割をしているレ
ンズ成分を止めておいても、光軸方向の像面位置の変化
量は数mm以内となる場合が多い。
くはない。従って、コンペンセータの役割をしているレ
ンズ成分を止めておいても、光軸方向の像面位置の変化
量は数mm以内となる場合が多い。
このような場合、コンペンセータのレンズ成分を移動
させて像面位置の補正を行なう代わりに、撮像手段を像
面の位置まで移動させても、移動部品の重量及び移動量
はほぼ同じである。また、コンペンセータのレンズ成分
の屈折力は比較的弱いため、像面位置の補正にこのレン
ズ成分を必要としなければ、省略することは可能であ
る。
させて像面位置の補正を行なう代わりに、撮像手段を像
面の位置まで移動させても、移動部品の重量及び移動量
はほぼ同じである。また、コンペンセータのレンズ成分
の屈折力は比較的弱いため、像面位置の補正にこのレン
ズ成分を必要としなければ、省略することは可能であ
る。
従って、撮像手段と像面位置まで移動させる方が有利
である。本発明では、撮像手段を像面位置まで移動させ
ることによって像面位置を補正し、コンペンセータのよ
うな変倍に伴う像面位置の変動を補正するために可動な
レンズ成分を光学系に有していないので、その分レンズ
全長が短くなると共に軽量化するので制御系の負担が軽
くなり、高速で駆動制御が可能になる。
である。本発明では、撮像手段を像面位置まで移動させ
ることによって像面位置を補正し、コンペンセータのよ
うな変倍に伴う像面位置の変動を補正するために可動な
レンズ成分を光学系に有していないので、その分レンズ
全長が短くなると共に軽量化するので制御系の負担が軽
くなり、高速で駆動制御が可能になる。
また、本発明では前記撮像手段が更に近接物体撮影時
の合焦を行なうためにも光軸上を前後に可動であること
が望ましい。
の合焦を行なうためにも光軸上を前後に可動であること
が望ましい。
従来より多く用いられている前玉を使ってフォーカシ
ングを行なう方式では、軸外光の照度比を充分とるため
に前玉が大きくならざるをえない。４成分タイプのズー
ムレンズでは全レンズ重量の約半分が前玉の重量で占め
られているため、軽量化をするには、前玉の大きさをで
きるだけ小さくすることが必要である。このためインナ
ーフォーカス方式やリアフォーカス方式が提案されてい
るが鏡胴構成を簡単にするには移動レンズ成分の数が少
ない方がよく、且つ移動レンズ成分が移動するのに伴う
収差の変動が少ないものがよい。これらを考慮すると撮
像手段を移動させてフォーカシングを行なうのが有利で
ある。
ングを行なう方式では、軸外光の照度比を充分とるため
に前玉が大きくならざるをえない。４成分タイプのズー
ムレンズでは全レンズ重量の約半分が前玉の重量で占め
られているため、軽量化をするには、前玉の大きさをで
きるだけ小さくすることが必要である。このためインナ
ーフォーカス方式やリアフォーカス方式が提案されてい
るが鏡胴構成を簡単にするには移動レンズ成分の数が少
ない方がよく、且つ移動レンズ成分が移動するのに伴う
収差の変動が少ないものがよい。これらを考慮すると撮
像手段を移動させてフォーカシングを行なうのが有利で
ある。
また、前玉の重量は大きいため高速でAFを行なうには
制御系の負担が大きく軽量な撮像手段を移動させる方が
有利と言える。
制御系の負担が大きく軽量な撮像手段を移動させる方が
有利と言える。
さらに、前記光学系（バリフォーカルレンズ）は、物
体側より順に、固定で正の屈折力を有する第１レンズ成
分と，変倍のために光軸上を前後に可動な負の屈折力を
有する第２レンズ成分と，固定で正の屈折力を有する第
３レンズ成分と，の３成分で構成されているのが望まし
い。このような構成にすることで、光学系の前玉径を小
さくするとともに全長も短くすることができる。したが
って、光学系の軽量小型化により、軽量小型のカメラシ
ステムを実現することができる。
体側より順に、固定で正の屈折力を有する第１レンズ成
分と，変倍のために光軸上を前後に可動な負の屈折力を
有する第２レンズ成分と，固定で正の屈折力を有する第
３レンズ成分と，の３成分で構成されているのが望まし
い。このような構成にすることで、光学系の前玉径を小
さくするとともに全長も短くすることができる。したが
って、光学系の軽量小型化により、軽量小型のカメラシ
ステムを実現することができる。
本発明では、前記第２レンズ成分及び第３レンズ成分
は以下の条件式及び条件式を満足するのが望まし
い。
は以下の条件式及び条件式を満足するのが望まし
い。
｛１−（Ｚ1/2/10）｝×0.9＜｜φII/φS|＜｛１＋（Ｚ1/2/100）｝×0.9…… 0.3＜φIII/φＳ＜1.2 …… 但し、Z:ズーム比 φII :第２レンズ成分の屈折力 φIII:第３レンズ成分の屈折力 φS :全系の広角端における屈折力 である。
条件式の下限をこえて第２レンズ成分の屈折力の絶
対値が弱くなると、広角端における撮像手段を動かすス
ペースがなくなり、近接物点に合焦ができなくなる。条
件式の上限をこえて第２レンズ成分の屈折力の絶対値
が強くなると、ズーミングに伴う収差変動が大きくな
り、特に広角端では著しく負の歪曲が現われたり、像面
が倒れたりする。
対値が弱くなると、広角端における撮像手段を動かすス
ペースがなくなり、近接物点に合焦ができなくなる。条
件式の上限をこえて第２レンズ成分の屈折力の絶対値
が強くなると、ズーミングに伴う収差変動が大きくな
り、特に広角端では著しく負の歪曲が現われたり、像面
が倒れたりする。
条件式の下限をこえて第３レンズ成分の屈折力が弱
くなると、やはり広角端におけるレンズバックが短くな
り、撮像手段を動かすスペースがなく、近接物点に合焦
できなくなる。条件式の上限をこえて第３レンズ成分
の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う収差変動が大
きくなり、やはり広角端で負の歪曲が著しく現われる。
くなると、やはり広角端におけるレンズバックが短くな
り、撮像手段を動かすスペースがなく、近接物点に合焦
できなくなる。条件式の上限をこえて第３レンズ成分
の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う収差変動が大
きくなり、やはり広角端で負の歪曲が著しく現われる。
また、前記第１レンズ成分は少なくとも１枚の負レン
ズを含む３枚のレンズより成り、 前記第２レンズ成分は少なくとも１枚の正レンズを含
む３枚のレンズより成り、 前記第３レンズ成分は少なくとも１枚の正レンズと少
なくとも１枚の負レンズ成分とを含む ことが望ましい。
ズを含む３枚のレンズより成り、 前記第２レンズ成分は少なくとも１枚の正レンズを含
む３枚のレンズより成り、 前記第３レンズ成分は少なくとも１枚の正レンズと少
なくとも１枚の負レンズ成分とを含む ことが望ましい。
前記第３レンズ成分の最も物体側のレンズ及び最も像
側のレンズは共に正レンズであり、以下の条件式及び
条件式を満足することが望ましい； −1.00＜rb/ra＜0.25 …… −0.30＜rc/rd＜0.60 …… ここで、 ra:第３レンズ成分の最も物体側の正レンズの物体側の
面の近軸曲率半径 rb:第３レンズ成分の最も物体側の正レンズの像側の面
の近軸曲率半径 rc:第３レンズ成分の最も像側の正レンズの物体側の面
の近軸曲率半径 rd:第３レンズ成分の最も像側の正レンズの像側の面の
近軸曲率半径 である。
側のレンズは共に正レンズであり、以下の条件式及び
条件式を満足することが望ましい； −1.00＜rb/ra＜0.25 …… −0.30＜rc/rd＜0.60 …… ここで、 ra:第３レンズ成分の最も物体側の正レンズの物体側の
面の近軸曲率半径 rb:第３レンズ成分の最も物体側の正レンズの像側の面
の近軸曲率半径 rc:第３レンズ成分の最も像側の正レンズの物体側の面
の近軸曲率半径 rd:第３レンズ成分の最も像側の正レンズの像側の面の
近軸曲率半径 である。
条件式の下限をこえて第３レンズ成分の最も物体側
の正レンズが両凸になると、球面収差は著しくオーバー
となり良好な軸上性能が得られない。条件式の上限を
こえて正レンズがメニスカスになると、球面収差は著し
くアンダーになり良好な軸上性能が得られない。
の正レンズが両凸になると、球面収差は著しくオーバー
となり良好な軸上性能が得られない。条件式の上限を
こえて正レンズがメニスカスになると、球面収差は著し
くアンダーになり良好な軸上性能が得られない。
条件式の下限をこえて第３レンズ成分の最も像側の
正レンズが両凸になると、内方のコマが出るか又は像面
湾曲が著しく大きくなってしまう。条件式の上限をこ
えて正レンズがメニスカスになると、外方のコマが出る
か又は像面湾曲が著しく大きくなってしまう。いずれの
場合も軸上性能に対する軸外の性能の劣化が目立ち、画
面中帯付近で満足の性能が得られない。
正レンズが両凸になると、内方のコマが出るか又は像面
湾曲が著しく大きくなってしまう。条件式の上限をこ
えて正レンズがメニスカスになると、外方のコマが出る
か又は像面湾曲が著しく大きくなってしまう。いずれの
場合も軸上性能に対する軸外の性能の劣化が目立ち、画
面中帯付近で満足の性能が得られない。
このようなレンズ構成をとることにより、少ないレン
ズ枚数で且つズーミングにより収差変動の少ないカメラ
システムを実現することが可能である。
ズ枚数で且つズーミングにより収差変動の少ないカメラ
システムを実現することが可能である。
さらには、前記第３レンズ成分は、物体側より１枚又
は２枚の正レンズ,1枚の負レンズ，大きな空気間隔をあ
けて、１枚又は２枚の正レンズ,1枚の負レンズ及び１枚
又は２枚の正レンズで構成されていることが望ましい。
上記のように大きな空気間隔をあけるのは、歪曲と像面
湾曲を同時に補正するためであり、この空気間隔が小さ
いと負の歪曲が出て像面がアンダーに倒れる。
は２枚の正レンズ,1枚の負レンズ，大きな空気間隔をあ
けて、１枚又は２枚の正レンズ,1枚の負レンズ及び１枚
又は２枚の正レンズで構成されていることが望ましい。
上記のように大きな空気間隔をあけるのは、歪曲と像面
湾曲を同時に補正するためであり、この空気間隔が小さ
いと負の歪曲が出て像面がアンダーに倒れる。
このようなレンズ構成をとることにより、大口径で像
面湾曲，コマ収差共に充分補正可能なカメラシステムを
実現することが可能である。
面湾曲，コマ収差共に充分補正可能なカメラシステムを
実現することが可能である。
また、さらには第３レンズ成分は以下の条件式を満
足するのが望ましい。
足するのが望ましい。
但し、 TL III:第３レンズ成分の最も物体側のレンズの面頂点
から最も像側のレンズの面頂点までの長さ fs:バリフォーカルレンズの広角側の全系の焦点距離 条件式は第３レンズ成分の全長に関する式である。
条件式の下限をこえて第３レンズ成分が短くなると、
バリフォーカルレンズの歪曲と像面湾曲とコマ収差をす
べて同様に良好に補正することができなくなる。また、
条件式の上限をこえて第３レンズ成分が長くなると、
収差は良好に補正することができるが、全長が著しく長
くなり、小型のカメラシステムを実現することができな
くなる。
から最も像側のレンズの面頂点までの長さ fs:バリフォーカルレンズの広角側の全系の焦点距離 条件式は第３レンズ成分の全長に関する式である。
条件式の下限をこえて第３レンズ成分が短くなると、
バリフォーカルレンズの歪曲と像面湾曲とコマ収差をす
べて同様に良好に補正することができなくなる。また、
条件式の上限をこえて第３レンズ成分が長くなると、
収差は良好に補正することができるが、全長が著しく長
くなり、小型のカメラシステムを実現することができな
くなる。
実施例 以下、本発明の実施例について図面に基いて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の概略構成を示している。
本実施例の光学系は、第１レンズ成分（Ｉ），第２レン
ズ成分（バリエータ）（II），絞り（８）及び第３レン
ズ成分（III）から成っている。光学系によって形成さ
れる像の像面と合わせるように、撮像手段（４）を移動
させることによって合焦が行なわれる。尚、第２レンズ
成分（II）は、変倍のために光軸上を前後に移動可能な
移動群となっている。第１図中、第２レンズ成分（II）
及び撮像手段（４）のテレ端（Ｌ）からワイド端（Ｓ）
にかけての移動を矢印で示す。
本実施例の光学系は、第１レンズ成分（Ｉ），第２レン
ズ成分（バリエータ）（II），絞り（８）及び第３レン
ズ成分（III）から成っている。光学系によって形成さ
れる像の像面と合わせるように、撮像手段（４）を移動
させることによって合焦が行なわれる。尚、第２レンズ
成分（II）は、変倍のために光軸上を前後に移動可能な
移動群となっている。第１図中、第２レンズ成分（II）
及び撮像手段（４）のテレ端（Ｌ）からワイド端（Ｓ）
にかけての移動を矢印で示す。
撮像手段（４）から出力された信号は信号分岐回路
（10）に送られる。そのうち合焦に必要な信号が取り出
されてAF演算回路（11）に送られ、その他の信号は映像
回路に送られる。AF演算回路（11）では撮像手段（４）
を移動させる量等が算出され、撮像手段駆動モータ（1
2）を介して撮像手段（４）を駆動させる。尚、撮像手
段駆動モータ（12）の駆動力は、駆動ギア（６）及びシ
ャフト（５）を介して撮像手段（５）に伝えられる。
（10）に送られる。そのうち合焦に必要な信号が取り出
されてAF演算回路（11）に送られ、その他の信号は映像
回路に送られる。AF演算回路（11）では撮像手段（４）
を移動させる量等が算出され、撮像手段駆動モータ（1
2）を介して撮像手段（４）を駆動させる。尚、撮像手
段駆動モータ（12）の駆動力は、駆動ギア（６）及びシ
ャフト（５）を介して撮像手段（５）に伝えられる。
ズーミングに伴って起かる像点移動の補正も基本的に
は合焦と同様に行なえばよいが、より精度よく像点移動
補正を行なうには第２レンズ成分（II）の位置を検出し
て光学系の焦点距離を求め、これによって撮像手段を移
動させてやる方が望ましい。そのため本実施例では、第
２レンズ成分（II）の位置をバリエータ位置検出装置
（７）によって検出し、その検出された位置を焦点距離
計算回路（13）に入力し、算出された焦点距離をAF演算
回路（11）に送っている。バリエータ位置検出装置
（７）は具体的には、例えば第２レンズ成分（II）を保
持する保持部材に摺動子を取り付け、その摺動子が位置
デコーダパターンを摺動する構成で実施される。
は合焦と同様に行なえばよいが、より精度よく像点移動
補正を行なうには第２レンズ成分（II）の位置を検出し
て光学系の焦点距離を求め、これによって撮像手段を移
動させてやる方が望ましい。そのため本実施例では、第
２レンズ成分（II）の位置をバリエータ位置検出装置
（７）によって検出し、その検出された位置を焦点距離
計算回路（13）に入力し、算出された焦点距離をAF演算
回路（11）に送っている。バリエータ位置検出装置
（７）は具体的には、例えば第２レンズ成分（II）を保
持する保持部材に摺動子を取り付け、その摺動子が位置
デコーダパターンを摺動する構成で実施される。
また、撮像手段（４）を移動する間に起こる光軸ずれ
によって画面が上下や左右に振動する場合が考えられ
る。このような場合、手ぶれ防止機構等を利用すればよ
い。例えば、ある像の微少移動を相殺するように映像と
して出力される画面の範囲を回路側で調整すればよい。
尚、撮像手段（４），信号分岐回路（10）及びAF演算回
路（11）は、像面位置検出手段を構成している。
によって画面が上下や左右に振動する場合が考えられ
る。このような場合、手ぶれ防止機構等を利用すればよ
い。例えば、ある像の微少移動を相殺するように映像と
して出力される画面の範囲を回路側で調整すればよい。
尚、撮像手段（４），信号分岐回路（10）及びAF演算回
路（11）は、像面位置検出手段を構成している。
このように撮像手段（４）を移動させる方法により合
焦を行なった場合には、光学系に関係なくAFを行なうこ
とができる。つまり、レンズを交換してもAFが可能なの
で、民生用のビデオカメラについても従来のように備え
付けられたレンズだけでなく種々のレンズを使って撮影
することが可能となる。
焦を行なった場合には、光学系に関係なくAFを行なうこ
とができる。つまり、レンズを交換してもAFが可能なの
で、民生用のビデオカメラについても従来のように備え
付けられたレンズだけでなく種々のレンズを使って撮影
することが可能となる。
以下、光学系について本発明に係るカメラシステムの
実施例を示す。
実施例を示す。
但し、各実施例において、r1〜r27は物体側から数え
た面の曲率半径、d1〜d26は物体側から数えた軸上面間
隔を示し、N1〜N14,ν１〜ν14は物体側から数えた各レ
ンズのｄ線に対する屈折率，アッベ数を示す。また、ｆ
は全系の焦点距離、FNOはＦナンバーを示す。
た面の曲率半径、d1〜d26は物体側から数えた軸上面間
隔を示し、N1〜N14,ν１〜ν14は物体側から数えた各レ
ンズのｄ線に対する屈折率，アッベ数を示す。また、ｆ
は全系の焦点距離、FNOはＦナンバーを示す。
尚、実施例中、曲率半径に＊印を付した面は非球面で
構成された面であることを示し、非球面の面形状を表わ
す次式で定義するものとする。
構成された面であることを示し、非球面の面形状を表わ
す次式で定義するものとする。
ここで、X0:光軸方向の基準面からの偏移量 r :近軸曲率半径 h :光軸と垂直な方向の高さ Ai:i次の非球面係数 ε：円錐定数 である。
また、各実施例について、条件式中の｜φII/φS
|、条件式中のφIII/φＳ、条件式中のrb/ra、条件
式中のrc/rd及び条件式中の の値をそれぞれ示す。
|、条件式中のφIII/φＳ、条件式中のrb/ra、条件
式中のrc/rd及び条件式中の の値をそれぞれ示す。
＜実施例１＞ 非球面係数 r21:ε＝0.10000×10 A4＝0.54133×10-4 A6＝0.10062×10-6 A8＝0.57395×10-9 条件式 ｜φII/φS|＝0.889 φIII/φＳ＝0.401 rb/ra＝−0.449 rc/rd＝−0.205 ＜実施例２＞ 条件式 ｜φII/φS|＝0.890 φIII/φＳ＝0.399 rb/ra＝−0.376 rc/rd＝−0.517 第２図及び第３図は、前記実施例１及び２にそれぞれ
対応するレンズ構成図であり、第１レンズ成分（Ｉ），
第２レンズ成分（II）及び第３レンズ成分（III）のテ
レ状態を示している。各図中、第２レンズ成分（II）の
テレ端（Ｌ）からワイド端（Ｓ）にかけての移動を矢印
で示す。
対応するレンズ構成図であり、第１レンズ成分（Ｉ），
第２レンズ成分（II）及び第３レンズ成分（III）のテ
レ状態を示している。各図中、第２レンズ成分（II）の
テレ端（Ｌ）からワイド端（Ｓ）にかけての移動を矢印
で示す。
第２レンズ成分（II）と第３レンズ成分（III）との
間には絞り（８）が設けられている。また、第３レンズ
成分（III）の最後尾にIRカットガラス及びローパスフ
ィルター等に相当する平板（P1）やCCD面保護用のフェ
ースプレート等に相当する平板（P2）を挿入した状態で
収差補正してある。
間には絞り（８）が設けられている。また、第３レンズ
成分（III）の最後尾にIRカットガラス及びローパスフ
ィルター等に相当する平板（P1）やCCD面保護用のフェ
ースプレート等に相当する平板（P2）を挿入した状態で
収差補正してある。
実施例１は、物体側より負・正・負で構成された第１
レンズ成分（Ｉ），物体側より負・負・正で構成された
第２レンズ成分（II）及び正・負・正・負・正で構成さ
れた第３レンズ成分（III）から成っており、第３レン
ズ成分（III）中の物体側から５枚目の正レンズの像側
の面は非球面である。
レンズ成分（Ｉ），物体側より負・負・正で構成された
第２レンズ成分（II）及び正・負・正・負・正で構成さ
れた第３レンズ成分（III）から成っており、第３レン
ズ成分（III）中の物体側から５枚目の正レンズの像側
の面は非球面である。
また、実施例２は、物体側より負・正・負で構成され
た第１レンズ成分（Ｉ），物体側より負・負・正で構成
された第２レンズ成分（II）及び正・負・正・負・正・
正で構成された第３レンズ成分（III）から成ってい
る。
た第１レンズ成分（Ｉ），物体側より負・負・正で構成
された第２レンズ成分（II）及び正・負・正・負・正・
正で構成された第３レンズ成分（III）から成ってい
る。
第４図及び第５図は、前記実施例１及び２にそれぞれ
対応する収差図であり、図中、（Ｌ）はテレ端での焦点
距離，（Ｍ）は中間（ミドル）焦点距離，（Ｓ）はワイ
ド端での焦点距離での収差を示している。また、実線
（ｄ）はｄ線に対する収差を表わし、点線（SC）は正弦
条件を表わす。更に点線（DM）と実線（DS）はメリディ
オナル面とサジタル面での非点収差をそれぞれ表わして
いる。
対応する収差図であり、図中、（Ｌ）はテレ端での焦点
距離，（Ｍ）は中間（ミドル）焦点距離，（Ｓ）はワイ
ド端での焦点距離での収差を示している。また、実線
（ｄ）はｄ線に対する収差を表わし、点線（SC）は正弦
条件を表わす。更に点線（DM）と実線（DS）はメリディ
オナル面とサジタル面での非点収差をそれぞれ表わして
いる。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、物体側より順
に、正の屈折力を有する固定の第１レンズ成分と，変倍
のために光軸上を前後に可動な負の屈折力を有する第２
レンズ成分と，正の屈折力を有する固定の第３レンズ成
分と，の３成分から成る光学系と、該光学系によって形
成される像を記録する撮像手段と、該撮像手段を前記光
軸に沿って移動させる駆動手段と、前記像の像面位置に
前記撮像手段が位置するように前記駆動手段を制御する
制御手段と、を具備する構成になっているので、例えば
変倍に伴う像面位置の変動を補正するために可動なレン
ズ成分を光学系に有する必要がない。このため、バリフ
ォーカルレンズ等の光学系を全長，重量共に充分小さく
することができる。しかも、第２レンズ成分及び第３レ
ンズ成分が前記条件式及び条件式を満足する構成に
なっているので、ズーミングに伴う収差変動を抑えるこ
とができ、また、近接物点に対する合焦も可能となる。
に、正の屈折力を有する固定の第１レンズ成分と，変倍
のために光軸上を前後に可動な負の屈折力を有する第２
レンズ成分と，正の屈折力を有する固定の第３レンズ成
分と，の３成分から成る光学系と、該光学系によって形
成される像を記録する撮像手段と、該撮像手段を前記光
軸に沿って移動させる駆動手段と、前記像の像面位置に
前記撮像手段が位置するように前記駆動手段を制御する
制御手段と、を具備する構成になっているので、例えば
変倍に伴う像面位置の変動を補正するために可動なレン
ズ成分を光学系に有する必要がない。このため、バリフ
ォーカルレンズ等の光学系を全長，重量共に充分小さく
することができる。しかも、第２レンズ成分及び第３レ
ンズ成分が前記条件式及び条件式を満足する構成に
なっているので、ズーミングに伴う収差変動を抑えるこ
とができ、また、近接物点に対する合焦も可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図である。 第２図及び第３図は、それぞれ本発明の実施例１及び２
に対応する光学系のレンズ構成図である。 第４図及び第５図は、それぞれ本発明の実施例１及び２
に対応する光学系の収差図である。 （Ｉ）……第１レンズ成分， （II）……第２レンズ成分（バリエータ）， （III）……第３レンズ成分， （４）……撮像手段， （５）……シャフト， （６）……駆動ギア， （７）……バリエータ位置検出装置， （８）……絞り， （10）……信号分岐回路， （11）……AF演算回路， （12）……撮像手段駆動モータ， （13）……焦点距離計算回路。
に対応する光学系のレンズ構成図である。 第４図及び第５図は、それぞれ本発明の実施例１及び２
に対応する光学系の収差図である。 （Ｉ）……第１レンズ成分， （II）……第２レンズ成分（バリエータ）， （III）……第３レンズ成分， （４）……撮像手段， （５）……シャフト， （６）……駆動ギア， （７）……バリエータ位置検出装置， （８）……絞り， （10）……信号分岐回路， （11）……AF演算回路， （12）……撮像手段駆動モータ， （13）……焦点距離計算回路。
Claims (5)
- 【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を有する固定
の第１レンズ成分と，変倍のために光軸上を前後に可動
な負の屈折力を有する第２レンズ成分と，正の屈折力を
有する固定の第３レンズ成分と，の３成分から成る光学
系と、 該光学系によって形成される像を記録する撮像手段と、 該撮像手段を前記光軸に沿って移動させる駆動手段と、 前記像の像面位置に前記撮像手段が位置するように前記
駆動手段を制御する制御手段と、 を具備するとともに、前記第２レンズ成分及び第３レン
ズ成分が以下の条件式及び条件式を満足することを
特徴とするカメラシステム； ｛１−（Ｚ1/2/10）｝×0.9＜｜φII/φS|＜｛１＋（Ｚ1/2/100）｝×0.9 … 0.3＜φIII/φＳ＜1.2 … 但し、 Ｚ :ズーム比 φII :第２レンズ成分の屈折力 φIII:第３レンズ成分の屈折力 φS :全系の広角端における屈折力 である。 - 【請求項２】さらに前記第２レンズ成分の位置を検出す
る移動群位置検出手段を備え、その移動群位置検出手段
からの情報に基づいて、前記制御手段が制御を行うこと
を特徴とする請求項１記載のカメラシステム。 - 【請求項３】前記撮像手段が記録する映像情報に基づい
て、前記制御手段が制御を行うことを特徴とする請求項
１記載のカメラシステム。 - 【請求項４】前記第２レンズ成分の移動に伴い移動する
像の像面位置に前記撮像手段が移動するように、前記制
御手段が制御を行うことを特徴とする請求項１記載のカ
メラシステム。 - 【請求項５】前記撮像手段が近接物体撮影時の合焦を行
うために光軸上を移動するように、前記制御手段が制御
を行うことを特徴とする請求項１記載のカメラシステ
ム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12360290A JP3170787B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | カメラシステム |
| US08/171,851 US5398064A (en) | 1990-05-14 | 1993-12-21 | Camera system with automatic variator compensation in a zooming mode of operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12360290A JP3170787B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | カメラシステム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16508199A Division JP3214491B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | カメラシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0419605A JPH0419605A (ja) | 1992-01-23 |
| JP3170787B2 true JP3170787B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=14864676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12360290A Expired - Lifetime JP3170787B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | カメラシステム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5398064A (ja) |
| JP (1) | JP3170787B2 (ja) |
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| JPH11127376A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-05-11 | Fuji Photo Optical Co Ltd | テレビカメラのレンズ装置 |
| JPH11218854A (ja) * | 1998-02-04 | 1999-08-10 | Minolta Co Ltd | 画像取込装置 |
| EP1094350A3 (en) * | 1999-10-21 | 2001-08-16 | Carl Zeiss | Optical projection lens system |
| JP4933706B2 (ja) * | 2000-09-22 | 2012-05-16 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡 |
| US7154676B2 (en) | 2002-03-01 | 2006-12-26 | Carl Zeiss Smt A.G. | Very-high aperture projection objective |
| JP2005004181A (ja) * | 2003-05-21 | 2005-01-06 | Fujinon Corp | 可視光・赤外光撮影用レンズシステム |
| JP2005278133A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-10-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置および光学機器 |
| KR100713379B1 (ko) * | 2005-06-15 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 단말기의 카메라 렌즈 어셈블리 |
| JP5637776B2 (ja) * | 2010-08-19 | 2014-12-10 | キヤノン株式会社 | 光学機器 |
| JP2012222602A (ja) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像システム |
| CN105607212A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-25 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 焦距调整机构 |
| CN111093031B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-06-15 | 维沃移动通信有限公司 | 图像生成方法及电子设备 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149575A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-20 | Hitachi Ltd | Television camera unit |
| JPS5813075A (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | ビデオカメラ用自動焦点調節装置 |
| JPS5898719A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-11 | Olympus Optical Co Ltd | ズ−レンズ |
| JPS58123277A (ja) * | 1982-01-19 | 1983-07-22 | Asahi Optical Co Ltd | ビデオカメラの自動焦点整合装置 |
| JPS63121830A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点調節装置 |
| JPH0727115B2 (ja) * | 1986-12-27 | 1995-03-29 | 日東光学株式会社 | ２焦点距離光学系 |
| DE3850940T2 (de) * | 1987-10-08 | 1995-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Automatische Fokussierungsanlage für eine Videokamera. |
| JP2644530B2 (ja) * | 1988-06-01 | 1997-08-25 | キヤノン株式会社 | レンズ位置制御装置 |
| JPH0833526B2 (ja) * | 1988-11-28 | 1996-03-29 | キヤノン株式会社 | 光学的ローパスフィルターを有した撮影レンズ |
| JPH03143173A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-18 | Toshiba Corp | ビデオ・カメラの自動焦点調節装置 |
| US5148209A (en) * | 1990-07-12 | 1992-09-15 | The Research Foundation Of State University Of New York | Passive ranging and rapid autofocusing |
| US5185669A (en) * | 1990-10-01 | 1993-02-09 | Sony Corporation | Still video camera with white balance and image pickup lens adjustment |
-
1990
- 1990-05-14 JP JP12360290A patent/JP3170787B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-21 US US08/171,851 patent/US5398064A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5398064A (en) | 1995-03-14 |
| JPH0419605A (ja) | 1992-01-23 |
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