JPH1184241A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
立に移動させて行い、物体距離全般にわたり高い光学性
能を有したズームレンズを得ること。 【解決手段】 変倍によって移動する複数のレンズ群と
フォーカスの際に移動する少なくとも2つのフォーカス
レンズ群とを有するズームレンズにおいて、該2つのフ
ォーカスレンズ群のうち一方のフォーカスレンズ群A
は、変倍の際に移動するレンズ群であり、該レンズ群A
は同一距離物体に対するフォーカスの際の移動量がズー
ム位置によって異なり、他方のフォーカスレンズ群Bは
同一距離物体に対するフォーカスの際の移動量がズーム
位置によらず一定であり、該フォーカスレンズ群Aは異
なる2つの曲線を用いて設定される曲線に沿って移動し
ていること。
Description
し、特に、フォーカスの際に2つのレンズ群を独立に移
動させる、所謂フローティングフォーカスを用いたステ
ィルカメラやビデオカメラ等の撮影系として好適なもの
である。
のうち単焦点レンズ、特に広角レンズやマクロレンズ等
では、近距離撮影での光学性能の劣化を防止する目的で
フォーカシングの際に2つのレンズ群を独立に移動させ
る方式、所謂フローティングフォーカスと呼ばれるフォ
ーカス方式を利用したものが多く提案されている。
メラ等におけるズームレンズのフォーカス方式としては
物体側第1群でフォーカシングを行う、所謂前玉フォー
カス方式が一般的である。この方式は、同一物体距離に
対するフォーカスレンズの繰り出し量がズーム位置によ
らず一定であるため鏡筒構造を簡単にできるという利点
がある。しかしながら、前玉フォーカス方式を、高変倍
のズームレンズに用いたときには、近距離撮影時の周辺
光量を確保するために前玉のレンズ外径を大きくする必
要がありレンズ系全体が大型化してくる傾向があった。
フォーカス方式やインナーフォーカス方式の撮影レンズ
が種々提案されている。
小型軽量に構成することができるため、オートフォーカ
スカメラに用いると迅速なフォーカシングが可能となる
等の利点があり、またレンズ系全体を小型化出来るとい
った利点がある。しかしながら、このフォーカス方式は
特定の物体にフォーカスしても多くの場合ズーミングを
行うと各ズーム位置毎にピントの合うフォーカスレンズ
の光軸上の位置が異なるために、ピント移動を起こすと
いう問題点があった。このためズーミングに応じてフォ
ーカスレンズの位置を移動させてフォーカス調整しなけ
ればならない。
は光学的にフォーカスレンズの移動量が全ズーム範囲に
わたり一定となるように近軸屈折力配置を設定してズー
ミングに伴うピント移動を補正したズームレンズを提案
している。
配置の制約が厳しいため、レンズ系全体の大型化を招く
傾向があった。又、特開平3-235908号公報ではフォーカ
スレンズ群の移動に関しフォーカスカムと補正カムの2
つのカムを用意し、任意の距離物体に合焦している状態
からズーミングする際には前記フォーカスカムと補正カ
ムとを用いて設定した曲線上を移動することでピント移
動の発生を実用上問題のない大きさに押さえることを可
能としたフォーカス方式が提案されている。この方式
は、メカ的にズーミングによるピント移動を補正してい
るため、光学的には近軸屈折力配置の自由度が増しレン
ズ系の小型化が達成可能であったが、撮影レンズのスペ
ックおよび近軸屈折力配置、レンズタイプによっては近
接撮影の際に光学性能が劣化してしまう場合があった。
レンズ群のうち2つのレンズ群を独立に移動させて、フ
ォーカスを行うフローティングを用いるとき、各要素を
適切に設定することにより、無限遠物体から至近距離物
体まで良好な光学性能を達成し、かつ簡単な鏡筒構造で
変倍及びフォーカスを良好に行ったズームレンズの提供
を目的とする。
(1−1) 変倍によって移動する複数のレンズ群とフ
ォーカスの際に移動する少なくとも2つのフォーカスレ
ンズ群とを有するズームレンズにおいて、該2つのフォ
ーカスレンズ群のうち一方のフォーカスレンズ群Aは、
変倍の際に移動するレンズ群であり、該レンズ群Aは同
一距離物体に対するフォーカスの際の移動量がズーム位
置によって異なり、他方のフォーカスレンズ群Bは同一
距離物体に対するフォーカスの際の移動量がズーム位置
によらず一定であり、該フォーカスレンズ群Aは異なる
2つの曲線を用いて設定される曲線に沿って移動してい
ることを特徴としている。
ズAの無限遠物体から至近距離物体までの撮影に関する
焦点合わせに関する移動を全変倍範囲にわたり所定の関
数gで定義された1つの曲線を利用して行い、このとき
任意のズーム位置での該フォーカスレンズAの移動量Δ
は全物体距離をフォーカスパラメータx、全ズーム範囲
をズームパラメータzで表わしたとき Δ=g(z+x)−g(z) なる式を利用して行い、該関数gに対して全変倍範囲に
対応させて曲線の関数gzを定義し任意の物体距離にフ
ォーカスしている状態において変倍を行う際に該フォー
カスレンズ群Aを移動させるために用いる曲線の関数を
F(z)としたとき該関数F(z)を F(z)=g(z+x)−gz(z) なる式で表わされることを特徴としている。
例1の広角端におけるレンズ断面図、図2は図1の数値
実施例1の近軸屈折力配置を表す図である。図9、図1
0は本発明の後述する数値実施例2、3の広角端のレン
ズ断面図である。
ある。Sは絞りである。図2、図9、図10中実線は広
角端から望遠端へズーミングする際の各レンズ群の移動
軌跡示し、点線はズーミング中に固定であるレンズ群を
示している。
へのズーミングに際し第1群L1、第3群L3、第5群
L5、第6群L6が各々物体側へ移動し、第2群L2、
第4群L4は固定である。図10では変倍の際に第1群
L1〜第5群L5を全て物体側へ移動させている。
るズームレンズにおいては、無限遠物体から至近距離物
体までの撮影に関する焦点合わせを少なくとも2つのレ
ンズ群を独立に移動させることで行うズームレンズであ
り、前記少なくとも1つのレンズ群は、ズーミングまた
は、焦点合わせの際、異なる2つの曲線を用いて、形成
される軌跡で表される曲線に沿って移動することを特徴
としている。
カスする際の繰り出し量がズーム位置によらず一定であ
ることを特徴としている。
距離物体のフォーカシングは第6群L6と第4群L4を
各々別々に移動させて行うフローティングを利用してい
る。このとき、同一物体距離へのフォーカシングのため
の移動量は、第4群L4はフォーカスレンズ群Bとして
のズーム位置によらず一定であり、第6群L6はフォー
カスレンズ群Aとしてのズーム位置により移動量が変化
する。
グを行うように各要素(各レンズ群の屈折力、近軸屈折
力配置、ズーム軌跡等)を設定している。
にはAを、又、フォーカスレンズ群Bに係る要素にはB
を付している。
ための第6群L6の繰り出し量Δ6を表した説明図であ
る。横軸はフォーカスパラメータ(物体距離に相当)O
D、縦軸は第6群の繰り出し量Δ6である。
繰り出し量Δ6はワイド(広角端)Wからテレ(望遠
端)Tに行くに従って増大している。
距離に対応した数値であり、本実施形態では0は無限
遠、0.5は至近1.5メーターとしている。また本実
施形態においてはズームパラメータはフォーカスキーの
回転量に比例した値を用いている。
ための第4群L4の繰り出し量x4を表した説明図であ
る。横軸はフォーカスパラメータ、縦軸は第4群の繰り
出し量Δ4である。グラフから明らかのように、同一物
体距離への第4群の繰り出し量Δ4はズーム位置によら
す一定となっている。これにより、第4群のフォーカス
移動を前玉フォーカスの場合と同様に、フォーカスカム
等の簡単な機構で実現可能としている。
カス移動、ズーム移動の具体的な移動方法を説明する。
図5は第6群L6のフォーカスカム曲線の説明図であ
る。横軸はズームパラメータとフォーカスパラメータと
を加えたものである。縦軸は繰り出し量Δ6である。図
5の曲線gは図3で示した繰り出し曲線をフォーカスパ
ラメータ方向、繰り出し方向に、各々ズーム位置ごとに
シフトして重ね合わせた後、一つの曲線で近似すること
で実現している。
第6群L6の無限遠物体から至近距離物体までの撮影に
関する焦点合わせに関する移動軌跡を全変倍範囲にわた
り所定の関数g(図5参照)で定義された1つの曲線
(図8のフォーカスカム77)を利用して行う。このと
き任意のズーム位置での該第6群L6の移動量Δ6は全
物体距離をフォーカスパラメータx、全ズーム範囲をズ
ームパラメータzで表したとき Δ=g(z+x)−g(z) なる式を利用して行っている。そして、前記関数gに対
して全変倍範囲に対応させて曲線の関数gz(図8の補
正カム79)を定義し、任意の物体距離にフォーカスし
ている状態において変倍を行う際に、該第6群L6を移
動させるために用いる曲線の関数をF(z)としたと
き、該関数F(z)を2つの曲線g、gzを用いて設定
している。例えば F(z)=g(z+x)−gz(z) なる式で表している。
のフォーカスレンズとしての第4群は同一物体距離にフ
ォーカスする際の繰り出し量がズーム位置によらず一定
としている。
で近似して移動させているが、この近似の誤差を少なく
する為に、フォーカスパラメータと物体距離の関係、ズ
ームパラメータと焦点距離の関係を変化させている。こ
こで、ズームパラメータとは、広角端から望遠端までの
各焦点距離に対応した数値であり、本実施例では0は広
角端、1は望遠端としている。
範囲Z1は広角端での無限遠物体から至近物体までのフ
ォーカスカムの使用範囲、範囲Z2は中間焦点距離での
無限遠物体から至近物体までのフォーカスカムの使用範
囲、範囲Z3は望遠端での無限遠物体から至近物体まで
のフォーカスカムの使用範囲を示している。このように
フォーカスカムの使用範囲をズーム位置によって変える
ことで同一物体距離にたいしてズーム位置に応じて繰り
出し量を変化させている。
曲線を示した説明図である。横軸はズームパラメータ、
縦軸は補正移動量である。補正移動の説明は図7、図8
の説明の中でする。
ための鏡筒構造を模式的に示した断面図である。図8は
本発明のフォーカス方式を実現するための鏡筒の展開図
を模式的に示した説明図である。図7においてL6は第
6群、L4は第4群である。
る。第4群L4はズーミング時は像面にたいし固定であ
る。第4群L4はフォーカスキー8の回転による光軸方
向の移動により図8のフォーカスカム筒73のフォーカ
スカム74に沿って矢印Faで示す光軸方向に移動す
る。
任意のズーム位置においてフォーカシングを行う場合
は、図8に示したフォーカスカム(関数g)77に沿っ
てフォーカスキー82の回転に伴いフォーカスキー82
が光軸方向に移動するとフォーカスピン78に連結した
第6群L6が光軸方向に移動する。このときフォーカス
カム筒76は固定されている。
ーミングする場合を順を追って説明する。図8のズーム
カム筒71を回転することでズームカム筒71に植設し
た連結ピン72にて連結されたフォーカスカム筒76を
回転させながら補正カム(関数gz)79に沿って光軸
方向にくりだす。このとき連結ピン72はフォーカスカ
ム筒76に固定されており、固定ピン80は固定筒81
に固定されている。そしてフォーカスカム筒76の移動
にともなってフォーカスピン78に連結された第6群L
6がフォーカスカム77の曲線(関数g)と補正カム7
9の曲線(関数gz)を用いて設定される曲線(関数F
(z))上を光軸方向に移動する。このときフォーカス
キー82は固定されている。
許容できる大きさになるように前記フォーカスカム77
の曲線(関数g)と前記補正カム79の曲線(関数g
z)が計算されている。
る無限遠物体からのフォーカス繰り出し量を計算した表
であり、DXは近軸計算による繰り出し量、DXCはフ
ォーカスカムAで近似された繰り出し量である。
においては第1群L1と第2群L2を用いてフローティ
ングを行っている。
フォーカスの際にズーム位置によらず、移動量が一定の
図1、図9の第4群に相当し、第2群L2は同一距離物
体へのフォーカスの際にズーム位置によって移動量が変
化する図1、図9の第6群に相当するものである。
同じである。
番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より第i番目
のレンズ厚または空気間隔、niとviは第i番目のレ
ンズの屈折率とアッベ数である。各群移動係数、フォー
カスカムA、補正カム、フォーカスカムBの係数は各々
移動曲線の係数をa1〜a6とし、移動量をm、パラメ
ータをp(ズームパラメータまたは、ズームパラメータ
+フォーカスパラメータ)としたとき、 m=a1*p+a2*p^2 +a3*p^3+a4*p
^4+a5*p^5+a6*p^6 なる式で表される。
ズームレンズを構成する複数のレンズ群のうち2つのレ
ンズ群を独立に移動させて、フォーカスを行うフローテ
ィングを用いるとき、各要素を適切に設定することによ
り、無限遠物体から至近距離物体まで良好な光学性能を
達成し、かつ簡単な鏡筒構造で変倍及びフォーカスを良
好に行ったズームレンズを達成することができる。
でズームレンズのおけるフローティングフォーカス方式
を実現することができ、フォーカス方式としてフローテ
ィングを用いることで無限遠物体から至近距離物体まで
良好な光学性能を有したズームレンズを実現することが
できる。
ズ断面図
ーカス繰り出し量を表した説明図
した説明図
の説明図
の説明図
筒構造を模式的に示した断面図
筒の展開図を模式的に示した図
ズ断面図
ズ断面図
Claims (2)
- 【請求項1】 変倍によって移動する複数のレンズ群と
フォーカスの際に移動する少なくとも2つのフォーカス
レンズ群とを有するズームレンズにおいて、該2つのフ
ォーカスレンズ群のうち一方のフォーカスレンズ群A
は、変倍の際に移動するレンズ群であり、該レンズ群A
は同一距離物体に対するフォーカスの際の移動量がズー
ム位置によって異なり、他方のフォーカスレンズ群Bは
同一距離物体に対するフォーカスの際の移動量がズーム
位置によらず一定であり、該フォーカスレンズ群Aは異
なる2つの曲線を用いて設定される曲線に沿って移動し
ていることを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項2】 前記フォーカスレンズAの無限遠物体か
ら至近距離物体までの撮影に関する焦点合わせに関する
移動を全変倍範囲にわたり所定の関数gで定義された1
つの曲線を利用して行い、このとき任意のズーム位置で
の該フォーカスレンズAの移動量Δは全物体距離をフォ
ーカスパラメータx、全ズーム範囲をズームパラメータ
zで表わしたとき Δ=g(z+x)−g(z) なる式を利用して行い、該関数gに対して全変倍範囲に
対応させて曲線の関数gzを定義し任意の物体距離にフ
ォーカスしている状態において変倍を行う際に該フォー
カスレンズ群Aを移動させるために用いる曲線の関数を
F(z)としたとき該関数F(z)を F(z)=g(z+x)−gz(z) なる式で表わされることを特徴とする請求項1のズーム
レンズ。
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---|---|---|---|
JP25285597A JP3526182B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | ズームレンズ及びそれを有するカメラ |
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---|---|---|---|
JP25285597A JP3526182B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | ズームレンズ及びそれを有するカメラ |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1184241A true JPH1184241A (ja) | 1999-03-26 |
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ID=17243119
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP3526182B2 (ja) |
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