JPH06186477A - フレアー絞りを有したズームレンズ - Google Patents
フレアー絞りを有したズームレンズInfo
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- JPH06186477A JPH06186477A JP35596792A JP35596792A JPH06186477A JP H06186477 A JPH06186477 A JP H06186477A JP 35596792 A JP35596792 A JP 35596792A JP 35596792 A JP35596792 A JP 35596792A JP H06186477 A JPH06186477 A JP H06186477A
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Abstract
3との間に設けたフレアー絞りを適切な位置及び開口径
に設定し、変倍の際に所定の条件を満すように光軸上を
移動させることにより、機械的干渉を避け、フレアーを
効果的に除去し、全変倍範囲にわたり高い光学性能が容
易に得られ、全体として小型で簡易な構成のフレアー絞
りを有したズームレンズの提供をすること。 【構成】 物体側より順に正,負,正,正の屈折力の第
1,第2,第3,第4群の4つのレンズ群を有し、広角
端から望遠端への変倍の際、該第2群と第3群の結像倍
率が同時に−1倍の点を通り、該移動絞りは広角端から
Fドロップ開始点近傍への変倍に際しては、該第3群の
移動に関連した移動機構を用いて該第2群との間隔が小
さくなるように移動し、Fドロップ開始点近傍から望遠
端への変倍に際しては第3群との間隔が小さくなるよう
な機構手段を利用して移動していること。
Description
ラ、そしてビデオカメラ等に好適なフレアー絞りを有し
たズームレンズに関し、特に変倍に際してフレアーやハ
ロー等の原因となる軸外光束の一部を遮光するフレアー
絞り(移動絞り)をレンズ系中に配置し、変倍に伴い適
切に移動させることにより全変倍範囲にわたり良好なる
光学性能を得るようにしたフレアー絞りを有したズーム
レンズに関するものである。
物体側より順に、正のパワー(屈折力)を有し、焦点調
節を行なう第1群、負のパワーを有し、変倍作用のため
に光軸方向に移動する第2群(バリエーター)、正のパ
ワーを有し変倍作用と像面補償のために光軸方向に移動
する第3群(コンペンセーター)、そして正のパワーを
有し固定され結像を行なう第4群の4つのレンズ群を有
し、広角端から望遠端への変倍に際して、該バリエータ
ーとコンペンセーターとが同時に−1倍の結像倍率を有
するように設定した所謂4群タイプのズームレンズが種
々と提案されている。
ら望遠端への変倍に際し、広角端よりやや望遠側のズー
ムポジションから中間のズームポジションにかけて、軸
外光線にコマフレアーが多く発生し結像性能が低下する
という性質がある。
においてコマフレアーが多く発生し易い、ワイド側のズ
ームポジションでの各光学要素と光路状態とを示した概
略図である。
高に至る軸外光線とを光線追跡している。
の下側の光線を下線と呼ぶことにすると、該主光線はF
ナンバーを決める絞り面J上でレンズの光軸より、かな
り下側を通っており、第1群及びコンペンセーター(第
3群)内で、下線は光軸からの高さが高い位置を通過す
ることになる。このため、強い正屈折力を受け、上方に
跳ね上げられることになり、この結果コマフレアの収差
が多く発生していた。
ンズが例えば、特公昭51−21794号公報、特公昭
56−52291号公報で提案されている。
ーターとコンペンセーターとの間に鏡筒に固定された、
径可変の絞りを設定し、ズーミングに応じて径の大きさ
を変えることにより下線のフレア成分をカットしてい
る。
エーターとコンペンセーターとの間に径不変の移動絞り
を設け、バリエーターに関連して移動させることによ
り、ズーム全域にて画面中間部での下線の一部をカット
したズームレンズが提案されている。
う収差変動、特にフレアーの変動を効果的に除去するに
はフレアー絞りをレンズ群中に配置する際、軸上光束を
遮光せずフレアーのみを効果的に除去することができる
位置に移動可能に配置する必要がある。
案されているズームレンズでは、ズーミングに応じてメ
カ的、又は電気的に絞り径を制御しなければならず機構
的に複雑化、大型化し、又、テレ端にて絞り機構とバリ
エーター及びコンペンセーターが干渉しないようにメカ
的なスペースを確保する必要があり、ズームレンズが大
型化し、コスト的にも高いものになってしまうという問
題点があった。
されているズームレンズでは、収差の変化に応じて収差
の悪化する部分の光線のみをカットするための必要な条
件及び手段が開示されておらず、同公報で示されている
実施例では、移動絞りにてズーム全域にわたり下線の一
部をカットしているために、収差が良好に補正された有
用な光線までもカットしてしまう場合が生じてくるとい
う問題点があった。
いて、変倍に際して移動するバリエーターとコンペンセ
ーターとの間に設けたフレアー絞り(移動絞り)を適切
な位置及び開口径に設定し、変倍の際に所定の条件を満
すように光軸上を移動させることにより、機械的干渉を
避け、フレアーを効果的に除去して、全変倍範囲にわた
り高い光学性能が容易に得られ、全体として小型で簡易
な構成のフレアー絞りを有したズームレンズの提供を目
的とする。
有したズームレンズは、物体側より順に正の屈折力の第
1群、変倍作用を有する負の屈折力の第2群、開口径不
変の移動絞り、変倍作用及び変倍により変動する像面を
補正する正の屈折力の第3群、結像作用を有する正の屈
折力の第4群の4つのレンズ群を有し、広角端から望遠
端への変倍の際、該第2群と第3群の結像倍率が同時に
−1倍の点を通り、該移動絞りは広角端からFドロップ
開始点への変倍に際しては、該第3群の移動に関連した
移動機構を用いて該第2群との間隔が小さくなるように
移動し、Fドロップ開始点近傍から望遠端への変倍に際
しては第3群との間隔が小さくなるような機構手段を利
用して移動していることを特徴としている。
2群の最終レンズ面の有効径をDv、前記第3群の物体
側の第1レンズ面の有効径をDc、Fドロップ開始点で
の該第2群の最終レンズ面と該第3レンズ群の物体側の
第1レンズ面との距離をS、Fドロップ開始点での該移
動絞りと該第3群の物体側の第1レンズ面との距離をX
oとするとき、 Dv<D<Dc 1/3*S≦Xo としていることを特徴としている。
実施例1の光学系の要部断面図、図14,図15は本発
明の光学作用を示すための図1の一部分のレンズ断面図
であり、図14はワイド側、図15はFドロップ開始点
(広角端から望遠端への変倍を行う際にFナンバーが大
きくなるズーム位置)を示している。
で、被写体へのフォーカシングに際し光軸方向に移動
し、ズーミングに際しては固定である。L2は負のパワ
ーを有する第2群(バリエーター)で、ズーミングに際
して光軸方向に移動する。
ンセーター)で、変倍作用及び像面補償をするためにズ
ーミングに際して光軸方向に移動する。L4は正のパワ
ーを有する第4群(リレーレンズ)で結像作用をする。
Pは色分解光学系としての3Pプリズムであり、光学ブ
ロックとして示している。
決める開口径可変の絞りであり、Iは本発明に係る開口
径一定のフレアー絞り(移動絞り)である。
ついて説明する。本発明は図1に示すような4つのレン
ズ群を有する4群タイプのズームレンズであって広角端
から望遠端までの変倍範囲の内、特に中間のズーム域
(ワイド端よりややテレ側にズームしたポジションから
Fドロップ開始点にかけてのズーム域)において、下線
の収差の増大する部分のみを変倍動作に伴い移動するフ
レアー絞りにてカットすることを特徴としている。
ットせず、又Fドロップ開始点からテレ端におけるズー
ム域も軸上Fナンバーの光線をカットしないようにして
いる。
ロップ開始点でのFナンバー光線をカットしない径と
し、下線の収差の増大する中間のズーム域では、このフ
レアー絞りIにより下線のみを効果的にカットできる位
置に移動せしめている。
ー絞りIをワイド側からFドロップ開始点にかけて、コ
ンペンセーターL3の移動に関連して一体的に前方(物
体側)に移動させている。
は、バリエーターL2との機械的干渉を避けるためにコ
ンペンセーターL3との間隔を狭める様に像面側へ移動
させている。
の特徴について説明する。図15において、バリエータ
ーL2〜コンペンセーターL3間では軸上Fナンバー光
線15aは、ほぼ軸外光線の下線15bの外側を通って
おり、一方図14においては、逆に軸外光線の下線15
bが軸上Fナンバー光線15aの外側を通っている。
開始点では軸上Fナンバー光線15aをカットすること
なく、ワイド側では軸外光線のうちの下線15bを効果
的にカットするようにフレアー絞りIの位置を設定して
いる。図14に示す斜線部分は軸外光線のうちフレアー
絞りIによりカットしている部分である。
り推察される如く、軸上Fナンバー光線15aをカット
しないという条件のもとに、コンペンセーターL3から
前方に配置するほどフレアー絞りIの径は小さくでき下
線のカットする効果も大きくできる。しかし、フレアー
絞りIの径には、図15における軸上Fナンバー光線1
5aをカットしないための制限が生ずる。
バー光線(図15の光線15a)が、バリエーターL2
の最終レンズ面とコンペンセーターL3の第1レンズ面
の有効径を決めている。そこでワイド側の軸上Fナンバ
ー光線(図14の光線15a)は軸外光線15bの内側
を通っているので、フレアー絞りIの径をD、バリエー
ターL2の最終レンズ面の有効径をDv、そして、コン
ペンセーターL3の第1レンズ面の有効径をDcとした
とき Dv<D<Dc・・・・・・・(1) としている。
アー絞りIは軸上Fナンバー光線15aをカットしてし
まう、又D>Dcでは、下線15bをカットすることが
できなってしまう。そこで、Fドロップ開始点での軸上
Fナンバー光線15aに基づいてフレアー絞りの径Dを
決めるのが良い。今、Fドロップ開始点でのバリエータ
ーL2の最終レンズ面とコンペンセーターL3の第1レ
ンズ面との距離をS、Fドロップ開始点での絞りとコン
ペンセーターL3との距離をXoとしたとき D=(Dv−Dc)/S*Xo+Dc である。又、Fドロップ開始点でのフレアー絞りの位置
については、 1/3*S≦Xo・・・・・・(2) とするのが望ましく、Xo<1/3*SではFドロップ
開始点の軸上Fナンバー光線15aと、ワイド側の下線
との高さの差が小さくなってしまうため下線を効果的に
カットすることができなくなる。又、ワイド側のズーム
ポジション(図14)ではバリエーターL2〜コンペン
セーターL3間にて軸上Fナンバー光線15aと下線1
5bの光軸からの高さの差が、バリエーターL2側に近
付くほど大きく、且つこのズームポジションの下線15
bの傾角(図14)と、Fドロップ開始点の軸上Fナン
バー光線15aの傾角(図15)を比較すると、後者の
方が大きいため、やはりバリエーターL2側に行くほど
光軸からの高さの差が大きくなるので、Fドロップ開始
点のフレアー絞りの位置はバリエーターL2に近付けた
方が良い。
ド側のズーム域では、コンペンセーターL3からフレア
ー絞りまでの距離Xを X≦S ・・・・・・・・(3) としている。該条件を外れてX>Sとすると下線の光軸
からの高さが低くなってしまうため下線をカットする効
果が小さくなってしまう。
をカットするためにフレアー絞りの開口径及び移動条件
を適切に設定している。これにより高い光学性能のズー
ムレンズを得ている。
て説明する。後述する数値実施例ではフレアー絞りI
を、コンペンセーターL3に連動した移動手段にて、ワ
イド端からFドロップ開始点まではコンペンセーターL
3と一定間隔32mmを保って物体側へ移動している。
そして、それ以降のテレ端まではバリエーターL2と一
定間隔2.87mmを保ってコンペンセーターL3との
間隔を狭めるように像面側へ移動している。
り、Xo=0.918Sである。
15とコンペンセーターL3の第1レンズ面r17の有
効径はそれぞれ、Dv=34.6mm,Dc=55.3
mmであり、これはFドロップ開始点の軸上Fナンバー
光線15aにて決定している。フレアー絞りIの径Dは
このFドロップ開始点の軸上Fナンバー光線径より小さ
くできないので、バリエーターL2〜コンペンセーター
L3間のどの位置にフレアー絞りIを配置するかで決定
される。
(3)よりコンペンセーターL3から32mmの位置に
開口径D=35.5mmのフレアー絞りを配置してい
る。これらの構成によりフレアーを効果的に除去してい
る。
明する。特に、本発明にかかるズームレンズでは変倍に
際し、フレアー絞りIをコンペンセーターの移動機構と
連動させて移動し、バリエーターL2との機械的干渉を
避けるためにFドロップ開始点から望遠側ではコンペン
セーターL3との間隔を狭めるように移動機構を構成し
ている。図7、図8は本実施例の移動機構を示すための
コンペンセーターL3周辺の縦断面図とズーミングによ
る各レンズ群の位置変化を表した作動図である。図8
(A)にてバリエーターL2〜コンペンセーターL3間
の光線は軸外光線を表わし、その斜線部分はフレアー絞
りによりカットされる光線を表わす。同図(B),
(C)にて示されている光線は軸上Fナンバー光線であ
る。
筒、2はバリエーターL2の保持鏡筒であり、その一端
には、円筒カム3に光学関係に基づいて設けられたカム
溝3a及びカム溝3bと係合する回転部材1a,2aを
有し、又他端には、レンズ本体(不図示)に設けられた
直線溝4と係合する回転部材1b,2bが取り付けら
れ、円筒カム3の回転に伴い直線溝4に沿って光軸方向
へ移動する。
は、強磁性材からなり固定径Dを有するフレアー絞りI
が鏡筒1より突出した支柱1cに係合する支持部材5を
介して支柱1c上を滑らかに直線運動するように取り付
けられている。更に、支柱1cの先端はL型に折れ曲が
りその絞り側及びバリエーターL2の保持鏡筒2の像側
の端部には、フレアー絞りIを吸着する永久磁石6,7
が取り付けられている。
び下方向きに成っても自重でフレアー絞りIが落下しな
いようにその重量を吸着するのに充分な磁力を有してい
る。
8(A)に示すワイド側から図8(B)のFドロップ開
始点のバリエーターL2と接触するまでは磁石6に吸着
されていて、コンペンセーターL3とXoの距離を保ち
ながら移動する。
すようにバリエーターL2の保持鏡筒2に押し出されコ
ンペンセーターL3側の磁石6より離れ、バリエーター
L2側の磁石7に吸着されコンペンセーターL3との距
離を縮めながら移動する。テレからワイド方向はこの逆
の動作と成る。
構を示すコンペンセーターL3の縦断面図、及びズーミ
ングによる各レンズ群の位置変化を表した作動図であ
る。
Iの移動機構にバネの押圧力を用いた点が異なりその他
の構成は略同じである。尚、同一の要素には同符番を付
して説明を省略する。
絞りIは、コンペンセーターL3の保持鏡筒1より突出
した支柱1cの外周面に設けた圧縮コイルバネ8によっ
て支柱1cの端部1dに押しつけられている。
0に示すようにワイド端からFドロップ開始点まではコ
ンペンセーターL3と一体的に移動し、Fドロップ開始
点からテレ側のズーム域では、バリエーターL2に押さ
れ圧縮コイルバネ8を縮めながらコンペンセーターL3
との距離Xを狭めるように移動する。
機構を表すコンペンセーターL3の縦断面図及びズーミ
ングによる各レンズ群の位置変化を表した作動図であ
る。
あり外周面にカム溝1dを有している。9は円筒部材で
ありフレアー絞りIを保持している。10は歯車であり
円筒カム3に固設され、円筒部材9の歯車部9aと噛合
して円筒カム3の回転に伴い円筒部材9を回転駆動す
る。
合する回転部材9bを有しており、変倍の際、カム溝1
dに規制されて前述の条件を満足するように光軸方向へ
の直線運動を行なう。
L2とコンペンセーターL3との間に、ズームレンズの
Fナンバーを決める絞りとは別に、径不変のフレアー絞
りIを設定したズームレンズにおいて、ワイド端よりや
やテレ側のズームポジションからFドロップ開始点近傍
のズームポジションにかけて、上記フレアー絞りIがコ
ンペンセーターL3に関連した移動機構により物体側へ
移動させ、Fドロップ開始点近傍よりテレ側ではバリエ
ーターL2との機械的干渉を避けるため、上記フレアー
絞りとコンペンセーターL3の間隔を狭めるための機構
手段を設けることにより、簡易な機構で低コストに、し
かも性能改善の効果も大きなズームレンズを得ている。
ップ開始点まで、フレアー絞りIをコンペンセーターL
3と一定間隔を保って移動しているが、必ずしもその必
要はなく間隔が変化しても良い。例えば実施例3におい
てカム溝を適切に設定し、前述の条件式(2),(3)
を満たすようにすれば下線を効果的にカットできるよう
な移動軌跡を与えることが可能である。
例においてRiは物体側より順に第i番目のレンズ面の
曲率半径、Diは物体側より第i番目のレンズ厚及び空
気間隔、Niとνiは各々物体側より順に第i番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
点距離と可変間隔との関係を示しており、表1はFドロ
ップ開始点でのフレアー絞りIの位置をXo=32mm
とし、表2はXo=16mmした場合を示している。
2(f=10mm),図3(f=19,49mm),図
4(f=69.78mm),図5(f=200.23m
m)図6(f=440mm)に示す。
トされる部分で、斜線部の上に付した数値は、数値1が
表1の場合に相当し、数値2が表2に相当する。該収差
図よりf=19.49mm,f=69.78mm近傍に
て最も下線のフレア成分をカットする効果の大きいこと
がわかる。 (数値例) f=10.00〜440.0 Fno=1:1.75 2ω=57.6° R 1= 376.21 D 1= 5.50 N 1=1.72311 ν 1= 29.5 R 2= 177.11 D 2= 0.70 R 3= 176.93 D 3= 23.10 N 2=1.43496 ν 2= 95.1 R 4= -669.49 D 4= 0.30 R 5= 176.40 D 5= 18.90 N 3=1.43496 ν 3= 95.1 R 6=-2349.39 D 6= 0.30 R 7= 132.49 D 7= 11.53 N 4=1.49845 ν 4= 81.6 R 8= 249.61 D 8= 可変 R 9= 654.82 D 9= 2.00 N 5=1.82017 ν 5= 46.6 R10= 66.97 D10= 3.79 R11=-2513.70 D11= 1.80 N 6=1.77621 ν 6= 49.6 R12= 53.55 D12= 6.67 R13= -64.98 D13= 1.80 N 7=1.82017 ν 7= 46.6 R14= 45.67 D14= 5.49 N 8=1.93306 ν 8= 21.3 R15= 353.68 D15= 可変 R16=∞(絞り) D16= 可変 R17=-1012.25 D17= 6.00 N 9=1.50014 ν 9= 65.0 R18= -101.88 D18= 0.30 R19= 198.87 D19= 2.50 N10=1.65223 ν10= 33.8 R20= 78.98 D20= 11.36 N11=1.59143 ν11= 61.2 R21= -139.10 D21= 0.20 R22= 158.86 D22= 9.85 N12=1.60548 ν12= 60.7 R23= -94.56 D23= 2.50 N13=1.85501 ν13= 23.9 R24= -202.34 D24= 0.20 R25= 88.25 D25= 6.31 N14=1.48915 ν14= 70.2 R26= 316.08 D26= 可変 R27=∞(絞り) D27= 4.11 R28= -55.89 D28= 1.80 N15=1.79013 ν15= 44.2 R29= 39.88 D29= 4.44 N16=1.81265 ν16= 25.4 R30= 176.36 D30= 5.84 R31= -34.79 D31= 1.60 N17=1.73234 ν17= 54.7 R32= 33.38 D32= 10.57 N18=1.59911 ν18= 39.2 R33= -29.57 D33= 24.00 R34= -625.77 D34= 6.26 N19=1.48915 ν19= 70.2 R35= -33.03 D35= 0.20 R36= -56.24 D36= 2.20 N20=1.79013 ν20= 44.2 R37= 36.97 D37= 7.66 N21=1.81265 ν21= 56.4 R38= -60.83 D38= 1.10 R39= 203.13 D39= 7.32 N22=1.55099 ν22= 45.8 R40= -29.08 D40= 2.20 N23=1.81265 ν23= 25.4 R41= -94.79 D41= 0.20 R42= 78.68 D42= 6.15 N24=1.51977 ν24= 52.4 R43= -61.86 D43= 5.00 R44= 0.00 D44= 50.00 N25=1.51825 ν25= 64.2 R45= 0.00
つのレンズ群の間に設けたフレアー絞り(移動絞り)を
変倍に際して、所定の条件を満たすように光軸上を移動
させることにより、機械的干渉を避け、フレアーを効果
的に除去して、全変倍範囲にわたり高い光学性能が容易
に得られる、全体として小型で簡易な構成のフレアー絞
りを有したズームレンズを達成することができる。
mm)の諸収差図
mm)の諸収差図
収差図
図
レンズ断面図
開始点のレンズ断面図
Claims (2)
- 【請求項1】 物体側より順に正の屈折力の第1群、変
倍作用を有する負の屈折力の第2群、開口径不変の移動
絞り、変倍作用及び変倍により変動する像面を補正する
正の屈折力の第3群、結像作用を有する正の屈折力の第
4群の4つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変
倍の際、該第2群と第3群の結像倍率が同時に−1倍の
点を通り、該移動絞りは広角端からFドロップ開始点近
傍への変倍に際しては、該第3群の移動に関連した移動
機構を用いて該第2群との間隔が小さくなるように移動
し、Fドロップ開始点近傍から望遠端への変倍に際して
は第3群との間隔が小さくなるような機構手段を利用し
て移動していることを特徴とするフレアー絞りを有した
ズームレンズ。 - 【請求項2】 前記移動絞りは開口径をD、前記第2群
の最終レンズ面の有効径をDv、前記第3群の物体側の
第1レンズ面の有効径をDc、Fドロップ開始点での該
第2群の最終レンズ面と該第3レンズ群の物体側の第1
レンズ面との距離をS、Fドロップ開始点での該移動絞
りと該第3群の物体側の第1レンズ面との距離をXoと
するとき、 Dv<D<Dc 1/3*S≦Xo としていることを特徴とする請求項1のフレアー絞りを
有したズームレンズ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP35596792A JP3334923B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | フレアー絞りを有したズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35596792A JP3334923B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | フレアー絞りを有したズームレンズ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06186477A true JPH06186477A (ja) | 1994-07-08 |
JP3334923B2 JP3334923B2 (ja) | 2002-10-15 |
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JP35596792A Expired - Fee Related JP3334923B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | フレアー絞りを有したズームレンズ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3334923B2 (ja) |
Cited By (9)
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