JPH10293252A

JPH10293252A - ズームレンズ鏡筒

Info

Publication number: JPH10293252A
Application number: JP9115086A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: JP3799738B2

Abstract

(57)【要約】【課題】望遠端状態から近距離合焦した場合でも小型
化を図れるズームレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】複数の可動レンズ群を有する変倍光学系
と前記複数の可動レンズ群を光軸方向に駆動する案内手
段とを備え、案内手段は、少なくとも広角端状態、中間
焦点距離状態及び望遠端状態の３つのレンズ位置状態に
可動レンズ群を停止可能であり、中間焦点距離状態は広
角端状態と望遠端状態の間に存在し、いずれのレンズ位
置状態においても、無限遠に位置する被写体の像が所定
の位置に保たれ、少なくとも望遠端状態において、無限
遠に位置する被写体から近距離に位置する被写体へ焦点
調節を行う場合に、複数の可動レンズ群が所定の位置の
被写体像の方向へ移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズ鏡
筒、特に広角端状態より望遠端状態までに所定のレンズ
焦点距離状態のみ存在するステップズーム（バリフォー
カルズーム）用のズームレンズ鏡筒に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のレンズシャッター式カメラ用の撮
影レンズでは、ズームレンズが一般的となっている。

【０００３】ズームレンズを制御するズームレンズ鏡筒
では、可動レンズ群がズームレンズ鏡筒内に設けられた
カムに従って光軸方向に移動することにより焦点距離が
変化する。そして、被写体位置の検出系からの出力に従
って、合焦駆動系を駆動することによりフォーカシング
レンズ群を光軸方向に移動させ、近距離合焦を行う方法
が広く知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６０−１０２４
３７号公報に開示されたズームレンズ鏡筒は、広角端状
態より望遠端状態の間の所定の焦点距離状態のみ可動レ
ンズ群が停止可能である。ここでは、広角端状態から焦
点距離が大きくなる方向に可動レンズ群を移動させた場
合に、フィルム面上に結像する被写体位置が近距離に移
動するようにカム軌道を設定し、合焦駆動系を省くこと
で制御機構を簡素化している。

【０００５】しかしながら、特開昭６０−１０２４３７
号公報に開示されたズームレンズ鏡筒では、望遠端状態
において近距離合焦を行う際に、望遠端状態よりもレン
ズ全長が大きくなってしまい、カメラ本体の小型化に適
しておらず問題であった。

【０００６】図１３に特開昭６０−１０２４３７号公報
に開示されているズームレンズ鏡筒のカム軌道の概略を
示す。図１３において、Ａは第１レンズ群の移動軌跡、
Ｂは第２レンズ群の移動軌跡をそれぞれ示し、ａ乃至ｇ
はそれぞれの焦点距離における無限遠合焦状態（∞）の
レンズ位置状態を、ａ’乃至ｇ’は前記各無限遠合焦状
態ａ乃至ｇから近距離合焦（ＭＯＤ）を行った場合のレ
ンズ位置状態を示している。

【０００７】図１３から明らかなように、望遠端状態で
近距離合焦を行う際に、望遠端状態に比べてレンズ全長
がかなり大きくなる傾向にある。したがって、より被写
体に近づいた迫力のある写真を撮ろうとすると、レンズ
全長がより大きくなってしまい問題である。

【０００８】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、小型化と低コスト化に適したズームレンズ
鏡筒及び変倍光学系を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のズームレンズ鏡筒は、複数の可動レンズ群を
有する変倍光学系と前記複数の可動レンズ群を光軸方向
に駆動する案内手段とを備えたズームレンズ鏡筒であっ
て、前記案内手段は、少なくとも広角端状態、中間焦点
距離状態及び望遠端状態の３つのレンズ位置状態に前記
可動レンズ群を停止可能であり、前記中間焦点距離状態
は前記広角端状態と前記望遠端状態の間に存在し、いず
れのレンズ位置状態においても、無限遠に位置する被写
体の像が所定の位置に保たれ、少なくとも望遠端状態に
おいて、前記無限遠に位置する被写体から近距離に位置
する被写体へ焦点調節を行う場合に、前記複数の可動レ
ンズ群が前記所定の位置の前記被写体像の方向へ移動す
ることを特徴としている。

【００１０】かかる構成により、望遠端状態において近
距離の被写体（物体）に合焦した場合でも、可動レンズ
群が像側へ動くので、レンズ全長が長くならず、全系の
小型化を図ることが出来る。

【００１１】通常、カメラ等に用いられる光学系では、
焦点距離ｆと像高ｙと画角θがｙ＝ｆ・ｔａｎθ となる射影方式を用いている。

【００１２】従って、焦点距離が長い場合よりも焦点距
離が短い場合のほうが、焦点距離の変化による画角の変
化が大きい。撮影範囲は画角によって決まるため、本発
明においては、画角の変化がほぼ一定となるようなレン
ズ位置状態で変倍光学系が停止するようにズームレンズ
鏡筒を構成している。

【００１３】以上のことから、本発明では、広角端状態
（レンズが停止可能な位置状態のうち、焦点距離が最も
短いレンズ位置状態）から望遠端状態（レンズが停止可
能な位置状態のうち、焦点距離が最も長いレンズ位置状
態）までレンズ位置状態が変化する際に、隣接するレン
ズ位置状態同士の焦点距離変化が次第に大きくなってい
る。

【００１４】次に、レンズシャッター式カメラに好適な
撮影光学系について述べる。レンズシャッター式カメラ
は携帯性が重要視されるため、カメラ本体の小型化が重
要である。従って、撮影光学系はレンズ径が小型である
ことと、レンズ全長が短いことが必要とされる。具体的
な変倍光学系としては、例えば特開昭６１−１５１１５
号公報に開示された正負２群ズームレンズが知られてい
る。

【００１５】正負２群ズームレンズは正屈折力を有する
第１レンズ群と負屈折力を有する第２レンズ群で構成さ
れ、第１レンズ群により形成される被写体像を第２レン
ズ群により拡大する光学系である。広角端状態より望遠
端状態まで第１レンズ群と第２レンズ群は、両群の間隔
を狭めるように物体側へ移動する。また、開口絞りは第
１レンズ群の最も像側に配置され、レンズ位置状態が変
化する際に第１レンズ群と一体的に移動する。

【００１６】さらに、例えば特開平２−１３５３１２号
公報に開示された正正負３群ズームレンズや特開平３−
３９９２０号公報に開示された正負正負４群ズームレン
ズ等も知られている。いずれも最も像側に負レンズ群を
配置し、負レンズ群よりも物体側に開口絞りを配置し
て、広角端状態より望遠端状態まで変倍する際に、開口
絞りと負レンズ群の間隔が減少するように、開口絞り及
び負レンズ群が物体側に移動している。

【００１７】これらのレンズでは、レンズ系全体の屈折
力配置を正負とすることでレンズ全長の短縮化を図って
いる。また、広角端状態ではバックフォーカスを短く
し、負レンズ群を通過する軸外光束を光軸から離すこと
で、射出瞳位置を像面に近づけて負レンズ群のレンズ径
を小さくし、且つ軸上収差と軸外収差とを独立に補正し
ており、バックフォーカスの変化を大きくすることで、
負レンズ群を通過する軸外光束の高さを変倍時に大きく
変化させて、変倍時に発生する軸外収差の変動を良好に
補正している。

【００１８】本発明においても、変倍光学系は最も像側
に負レンズ群を配置して、広角端状態より望遠端状態ま
ですべてのレンズ群を物体側に移動させている。かかる
構成により、レンズ全体の小型化を図り、収差を良好に
補正することが可能である。

【００１９】また、本発明によるズームレンズ鏡筒は、
以下の条件式（１）、０．１＜（ｆａ・｜ｆｂ｜）^1/2／ｆｔ＜１．０（１）を満足する変倍光学系を備えることが望ましい。

【００２０】条件式（１）は、望遠端状態における負レ
ンズ群と負レンズ群より物体側に配置されるレンズ群の
焦点距離の適切な範囲を定めている。ここで、ｆａは望
遠端状態における前記負レンズ群より物体側に配置され
るレンズ群全体の合成焦点距離を、ｆｂは前記負レンズ
群の焦点距離を、ｆｔは望遠端状態におけるレンズ系全
体での焦点距離を表している。条件式（１）の上限値を
上回った場合、近距離合焦時に負レンズ群を像側に移動
させることができなくなってしまう。

【００２１】逆に、下限値を下回った場合、負レンズ群
の横倍率が正に大きくなり過ぎて、負レンズ群のレンズ
位置精度が極端に大きくなって、レンズ停止精度によっ
て光学性能が著しく劣化してしまう。

【００２２】レンズ系の小型化を図るには、負レンズ群
と負レンズ群より物体側に配置されるレンズ群の焦点距
離を小さくすることが肝要であり、条件式（１）の上限
値を０．５とすることが望ましい。

【００２３】また、レンズ鏡筒には円筒状の鏡筒が一般
的に用いられ、モーターの回転力に従ってレンズ鏡筒の
一部が回転して、結果的に各レンズ群が光軸方向に移動
するが、本発明においては、各レンズ群の制御を容易に
行うために、所定のレンズ群がモーターの所定の回転量
に対して常にほぼ一定量だけ光軸方向に移動することが
望ましい。

【００２４】ところで、本発明によるズームレンズ鏡筒
においては、上述の通り隣接するレンズ位置状態（無限
遠合焦）同士の焦点距離変化量が広角端状態より望遠端
状態へレンズ位置状態が変化するに従って大きくなって
おり、結果的にレンズ鏡筒に伝達されるモーターの駆動
量が大きくなる。

【００２５】例えば、正負２群ズームレンズでは第１群
の像側に開口絞りが配置され、変倍時に第１群と一体的
に移動するので、開口絞りの最大径が同じである場合、
像面上の深度はレンズ位置状態によらずほぼ一定とな
る。

【００２６】しかしながら、可動レンズ群を３つ以上有
する多群ズームレンズでは、焦点距離の変化よりもＦナ
ンバーの変化が小さく、像面上の深度が広角端状態に比
べて望遠端状態で狭まる傾向にある。

【００２７】レンズシャッター式カメラでは、被写体位
置を検出する検出系の出力に従い、レンズを駆動する
が、連続的にレンズ位置を位置決めするのではなく、階
段式に位置決めするため、所定の光学性能を得るのに必
要なステップ数が像面上の深度に基づき決定される。

【００２８】従って、多群ズームレンズでは望遠端状態
の方が必要となるステップ数が多い分、近距離合焦時の
モーターの駆動量が大きいことが望ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて説明する。

【００３０】まず、本発明では、望遠端状態において
は、ズームレンズの各レンズ群を像側に移動させること
で近距離合焦を行っている。このように各レンズ群を像
側へ移動させても近距離合焦が出来る点について説明す
る。

【００３１】従来、近距離合焦方法としては、（１）レ
ンズ系全体を一体的に移動する全体移動方式、（２）レ
ンズ系を構成するレンズ群のうち１つのレンズ群だけを
移動させる１群移動方式、（３）レンズ系を構成するレ
ンズ群のうち複数のレンズ群が異なる移動量で移動する
近距離補正方式の３つの方式が知られている。

【００３２】一般的に、全体移動方式及び近距離補正方
式は単焦点レンズで用いられることが多く、１群移動方
式はズームレンズに適用されることが多い。

【００３３】このうち、近距離補正方式は米国特許第
２，５３７．９１２号公報や特公昭４５−３９８７５号
公報において開示された方式であり、複数のレンズ群を
異なる移動量で移動させることにより、近距離合焦に発
生する収差の変動を良好に補正する方法である。

【００３４】近距離補正方式では、一般的に各レンズ群
を物体側へ移動させている。通常撮影レンズは正の屈折
力を有しており、物体距離が短くなると像面位置は後側
へ移動するため、全体繰り出し方式ではレンズ系全体を
物体側へ移動させている。

【００３５】しかしながら、本発明は、例えば異なる移
動量で移動するレンズ群の焦点距離を適切に設定するこ
とにより、各レンズ群を物体側ではなく像側に移動させ
た場合にも近距離合焦が行えることに着眼したものであ
る。

【００３６】以下、各レンズ群を像側に移動させた際に
も近距離合焦が行える条件について説明する。

【００３７】図１（ａ），（ｂ）に本発明によるズーム
レンズ鏡筒に保持される変倍光学系の概念を示す。図１
（ａ），（ｂ）に示す変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１
が正の屈折力、第２レンズ群Ｇ２が負の屈折力を有し、
広角端状態（ａ）より望遠端状態（ｂ）まで、第１レン
ズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を狭めるように各レ
ンズ群を物体側に移動させることにより焦点距離が大き
くなる。

【００３８】また、光学系全体の屈折力φは、 φ＝φ１＋φ２−ｄφ１φ２で表される。ここで、φ１は第１レンズ群Ｇ１の屈折
力、φ２は第２レンズ群Ｇ２の屈折力、ｄは主点間隔を
それぞれ表している。

【００３９】従って、微小量だけ空気間隔が変化した際
の屈折力の変化Δφ／Δｄは、 Δφ／Δｄ＝−φ１φ２である。空気間隔の変化が比較的小さい場合、焦点距離
の変化は像面位置の変化と大体同じであることから、第
１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の屈折力が大きい場
合に、像面位置の変化が大きい。

【００４０】本発明に係る鏡筒に支持される変倍光学系
は、φ１＞φ、｜φ２｜＞φであり像面位置の変化が大
きため、第１レンズ群Ｇ１が像側に移動した際に発生す
る像面位置の変化を第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ
２との間の空気間隔を変化させるように第２レンズ群Ｇ
２を移動させて打ち消すことが可能である。また、物体
側に移動させた際にも同様のことが言える。

【００４１】これに対して、例えば、特公昭４５−３９
８７５号公報に開示されたレンズ系では、負レンズ群の
後方に置かれた正レンズ群内に、光束が平行に近くなる
適当な空気間隔を設定し、物体距離に応じてこの空気間
隔を変化させて近距離合焦時に発生する収差の変化を打
ち消すようにしている。従って、可変の空気間隔より物
体側に配置される部分群の屈折力はほぼ０であり、空気
間隔の変化に伴い発生する像面位置の変動は非常に小さ
い。このため、特公昭４５−３９８７５号公報に開示さ
れたレンズ系は物体側へ移動させた際にのみ、近距離合
焦が可能であった。

【００４２】以上のことから、像側に移動させた際にも
近距離合焦可能とするには、屈折力の符号が異なるよう
な２つの部分群にレンズ系を分割して、近距離合焦時に
異なる移動量で移動させることが望ましいことがわか
る。

【００４３】また、本発明によるズームレンズ鏡筒に保
持される他の変倍光学系を図２（ａ），（ｂ）を用いて
説明する。

【００４４】図２（ａ），（ｂ）に示す変倍光学系は、
第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力、第２レンズ群Ｇ２は正
の屈折力、第３レンズ群Ｇ３が負の屈折力を有してい
る。そして、広角端状態（ａ）より望遠端状態（ｂ）ま
で、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増
大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が
減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動す
る。

【００４５】この変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１と第
２レンズ群Ｇ２との合成屈折力が強い正の屈折力であ
り、第３レンズ群Ｇ３が強い負屈折力であり、第２レン
ズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を変化させること
で、無限遠位置から近距離物体まで各レンズ群を像側に
移動させて近距離合焦で行っている。

【００４６】また、特公昭４５―３９８７５号公報で開
示されるように、光束が平行に近くなる空気間隔、具体
的には第１群と第２群との間に形成される空気間隔を変
化させることにより、近距離合焦時に発生する軸外収差
の変動を良好に補正している。

【００４７】以上説明したように、正負２群ズームと正
正負３群ズームレンズにおいて、各レンズ群を像側に移
動させて近距離合焦を行うことができる。

【００４８】また、本発明は、正負２群ズームレンズと
正正負３群ズームレンズに限定されるものではなく、正
負正負４群ズームレンズや負正負３群ズームレンズ、正
負正正負５群ズームレンズ等のレンズ系の最も像側に負
レンズ群が配置され、広角端状態より望遠端状態まで負
レンズ群が物体側へ移動する変倍光学系であれば適用で
きる。

【００４９】以上のことに基づき、本発明においては、
上記構成の変倍光学系を組み込んだズームレンズ鏡筒に
おいて、近距離合焦時に、広角端状態では変倍光学系の
最も像側に配置される負レンズ群を物体側へ移動させる
ようにレンズ鏡筒を駆動し、望遠端状態では負レンズ群
を像側へ移動させるようにレンズ鏡筒を駆動させてい
る。これにより、所定量だけレンズ鏡筒が駆動された際
の負レンズ群の移動量を減らして、レンズ停止精度を高
め、且つ望遠端状態での近距離合焦時におけるレンズ全
長の短縮化を達成している。

【００５０】以下に、本発明による各実施例について説
明する。なお、各実施例において非球面は次式で表され
る。

【００５１】

【数１】ここで、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、
κは円錐定数、Ｃ４，Ｃ６，…Ｃ１０は非球面係数を表
している。

【００５２】（第１実施例）本発明の第１実施例に係る
ズームレンズ鏡筒に保持される変倍光学系の移動軌跡を
図３（ａ）乃至（ｃ）に示す。

【００５３】図３（ａ）および（ｃ）において、ＡＸは
光軸、Ｇ１は正屈折力の第１レンズ群、Ｇ２は負屈折力
の第２レンズ群、４は絞り兼用のシャッター羽根で、図
中（ａ）が広角端状態（焦点距離が最も小さいレンズ位
置状態）、（ｃ）が望遠端状態（焦点距離が最も大きい
レンズ位置状態）での第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群
Ｇ２とのレンズ位置関係を示している。同図（ｂ）は広
角端状態より望遠端状態までの第１レンズ群Ｇ１の移動
軌跡Ａ及び第２レンズ群Ｇ２の移動軌跡Ｂを示してい
る。

【００５４】図３（ｂ）で、ａ〜ｆは広角端状態から望
遠端状態までの停止可能な無限遠合焦状態におけるレン
ズ位置状態を示し、ａ’〜ｆ’は広角端状態から望遠端
状態までの停止可能な最短撮影距離（近距離）合焦状態
におけるレンズ位置状態を示している。ここで、広角端
状態ａより望遠端状態ｆまでレンズ位置状態が変化する
に従い、図４に示す第２レンズ鏡筒１５の回転角が増加
する。すなわち、ａ〜ａ’、ｂ〜ｂ’、…、ｆ〜ｆ’に
対応するレンズ位置状態は、各レンズ位置状態ａ、ｂ、
…、ｆにおいて近距離合焦した際に用いる範囲であり、
上述のようにａ’〜ｆ’が最短撮影距離状態である。

【００５５】焦点距離を変化させる際には、各レンズ位
置状態ａ〜ｆに対応する鏡筒の回転角位置で鏡筒を停止
させる。また、近距離合焦を行う際には、レンズ位置状
態ａ〜ｆよりレンズ位置状態ａ’〜ｆ’の方向に鏡筒を
回転させる。つまり、広角端状態ａでは望遠端状態ｆの
方向に、望遠端状態ｆでは広角端状態ａの方向にそれぞ
れ図４に示す第２レンズ鏡筒１５が回転する。

【００５６】第１実施例においては、第１レンズ群Ｇ１
の広角端状態からの移動量が図４に示す第２レンズ鏡筒
１５の回転角に比例している。

【００５７】図４（ａ）、（ｂ）は、第１実施例に係る
ズームレンズ鏡筒をカメラ本体に組み込んだ際の断面図
を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は望遠端状態をそ
れぞれ示している。

【００５８】図４（ａ）、（ｂ）において、ＡＸは光
軸、Ｇ１は正の屈折力を有する第１レンズ群、Ｇ２は負
の屈折力を有する第２レンズ群、４は絞り兼用のシャッ
ター羽根、５は撮影画面で、１１は第１レンズ群Ｇ１を
保持する第１レンズ室、１２は第２レンズ群Ｇ２を保持
する第２レンズ室、１３は第１レンズ室１１が取り付け
られシャッターを駆動するシャッター部、１４はシャッ
ター部１３が取り付けられる第１レンズ鏡筒、１５は内
部にヘリコイドが設けられ、第１レンズ鏡筒１３の外周
部に設けられたヘリコイドを介してヘリコイド嵌合する
第２レンズ鏡筒、１６は内部にヘリコイドが設けられ、
第２レンズ鏡筒１５の外周部に設けられたヘリコイドを
介してヘリコイド嵌合する暗箱、１７は直進筒、１８は
第２レンズ室１２の外周部に設けられた３本のフォロア
ーピンをそれぞれ示している。

【００５９】モーターの駆動力が伝達される歯車（不図
示）が、第２レンズ鏡筒１５の外周部に設けられたギア
と噛み合い、歯車の回転に従い暗箱１６内のヘリコイド
に沿って第２レンズ鏡筒１５が回転しながら、光軸方向
に移動する。直進筒１７は暗箱１６内に設けられた回転
止め（不図示）により回転が抑えられ、回転せずに第２
レンズ群Ｇ２とともに光軸方向に移動する。フォロアー
ピン１８は、直進筒１７に設けられた直進溝を介して第
２レンズ鏡筒１５内部のカム溝と嵌合しており、第２レ
ンズ室１２がカム溝に沿って光軸方向に回転せずに移動
する。第１レンズ鏡筒１４は内壁に設けられた直線状の
凹部と直進筒１７の外周部に設けられた直線状の凸部が
嵌合しており、第２レンズ鏡筒１５の回転に従い、回転
せずに光軸方向に移動する。

【００６０】図５は第２レンズ鏡筒１５の内壁の一部を
展開した簡略図であって、第２レンズ室１２を光軸方向
に案内するカム溝を示している。図５において、２１は
３本のフォロアーピン１８が嵌まるカム溝を示し、ａ〜
ｆがそれぞれレンズ位置状態ａ〜ｆに対応する。

【００６１】図６は、本発明の第１実施例に係るズーム
レンズ鏡筒に保持される変倍光学系の広角端状態におけ
るレンズ断面図を示している。図中ＡＸは光軸、６は像
面を示し、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹面を向けたメ
ニスカス形状の負レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた
メニスカス形状の負レンズＬ１２、両凸レンズＬ１３で
構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凸面を向けたメニ
スカス形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けたメ
ニスカス形状の負レンズＬ２２で構成される。開口絞り
４は両凸レンズＬ１３の像側に配置され、レンズ位置状
態が変化する際に第１レンズ群Ｇ１と一体的に移動す
る。

【００６２】表１に、本発明における第１実施例の諸元
の値を掲げる。実施例の表中のｆは焦点距離、ＦＮＯは
Ｆナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ＝５
８７．６ｎｍ）に対する値である。

【００６３】

【表１】 f 30.90 〜 41.39 〜 50.65 〜 59.16 〜 67.92 〜 82.38 FNO 4.00 〜 5.36 〜 6.56 〜 7.66 〜 8.79 〜 10.66 2ω 56.070 〜 44.154 〜 37.044 〜 32.172 〜 28.288 〜 23.532゜面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 -54.3647 1.00 1.77520 27.53 2 -244.1037 0.80 1.0 3 24.0722 1.50 1.58518 30.24 4 20.0351 2.80 1.0 5 59.3499 5.00 1.48749 70.45 6 -9.8674 1.00 1.0 7 0.0000 (D7) 1.0 8 -46.4513 3.00 1.58518 30.24 9 -19.1470 3.10 1.0 10 -8.8305 1.00 1.78590 43.93 11 -47.9595 (Bf) 1.0 第３面と第８面は非球面であり、非球面係数は以下に示
す通りである。［第３面］κ＝１．００００Ｃ４＝−２．１７７３０×１０^-4 Ｃ６＝−２．９６５１０×１０^-6 Ｃ８＝−２．６７７８０×１０^-8 Ｃ１０＝＋８．５３９７０×１０^-13 ［第８面］κ＝１．００００Ｃ４＝＋８．６２４７０×１０^-4 Ｃ６＝＋２．３３４７０×１０^-6 Ｃ８＝−４．７１９９０×１０^-8 Ｃ１０＝＋６．１１９２０×１０^-10 （可変間隔表）［無限遠合焦状態］レンズ位置状態 a b c d e f f 30.9000 41.3912 50.6476 59.1623 67.9160 82.3809 第2レンズ群筒回転角 0.000 25.750 31.813 49.875 68.250 99.750 １群移動量 0.0000 6.0000 12.5000 19.0000 26.0000 38.0000 ２群移動量 0.0000 9.5049 17.8917 25.6059 33.5368 46.6414 D7 10.8800 7.3750 5.4883 4.2741 3.3432 2.2385 Bf 8.2498 17.7549 26.1413 33.8556 41.7865 54.8918 ［近距離合焦状態］撮影距離１ｍに合焦時レンズ位置状態 a' b' c' d' e' f' 第2レンズ群筒回転角 13.125 28.875 45.938 63.000 81.375 86.625 １群移動量 5.0000 11.0000 17.5000 24.0000 31.0000 33.0000 ２群移動量 7.3870 16.0362 23.2780 30.7369 38.5070 40.6922 なお、回転角及び移動量は広角端状態ａで０とする。（条件式対応値）ｆａ＝＋１．７０４０ｆｂ＝−１９．６７５６（１）（ｆａ・｜ｆｂ｜）^1/2／ｆｔ＝０．２５１

【００６４】（第２実施例）本発明の第２実施例による
ズームレンズ鏡筒に保持される変倍光学系の移動軌跡を
図７（ａ）乃至（ｃ）に示す。

【００６５】図７（ａ）、（ｃ）において、ＡＸは光
軸、Ｇ１は正屈折力の第１レンズ群、Ｇ２は正屈折力の
第２レンズ群、Ｇ３は負屈折力の第３レンズ群、４は絞
り兼用のシャッター羽根を示している。図中（ａ）が広
角端状態（焦点距離が最も小さいレンズ位置状態）で、
（ｃ）が望遠端状態（焦点距離が最も大きいレンズ位置
状態）での第１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３のレ
ンズ位置関係を示している。同図（ｂ）は広角端状態よ
り望遠端状態までの第１レンズ群Ｇ１の移動軌跡Ａ、第
２レンズ群Ｇ２の移動軌跡Ｂ及び第３レンズ群Ｇ３の移
動軌跡Ｃを示す。

【００６６】図７（ｂ）で、ａ〜ｄは広角端状態から望
遠端状態までの停止可能な無限遠合焦状態におけるレン
ズ位置状態に対応し、ａ’〜ｄ’は広角端状態から望遠
端状態までの停止可能な最短撮影距離状態におけるレン
ズ位置状態に対応している。広角端状態ａより望遠端状
態ｄまでレンズ位置状態が変化するに従い、第２レンズ
鏡筒１５の回転角が増加する。すなわち、ａ〜ａ’、ｂ
〜ｂ’、ｃ〜ｃ’、ｄ〜ｄ’に対応するレンズ位置状態
は、レンズ位置状態ａ、ｂ、ｃ、ｄで近距離合焦した際
に用いる範囲であり、上述のようにａ’〜ｄ’が最短撮
影距離状態である。

【００６７】焦点距離を変化させる際には、レンズ位置
状態ａ〜ｄに対応する鏡筒の回転角位置で鏡筒を停止す
る。また、近距離合焦を行う際には、レンズ位置状態ａ
〜ｄよりレンズ位置状態ａ’〜ｄ’の方向に鏡筒を回転
させる。つまり、広角端状態ａでは望遠端状態ｄの方向
に、望遠端状態ｄでは広角端状態ａの方向にそれぞれ回
転レンズ鏡筒１５が回転する。

【００６８】図８は第２実施例によるズームレンズ鏡筒
の断面図を示し、（ａ）が広角端状態、（ｂ）が望遠端
状態、（ｃ）が格納状態をそれぞれ示している。

【００６９】図８において、１１は第１レンズ群Ｇ１を
保持する第１レンズ室、１２は第２レンズ群Ｇ２を保持
する第２レンズ室、１３は第１レンズ室１１が取り付け
られシャッターを駆動するシャッター部、１４はシャッ
ター部１３が取り付けられる可動レンズ鏡筒、１５は内
部にヘリコイドが設けられ、可動レンズ鏡筒１３の外周
部に設けられたヘリコイドを介してヘリコイド嵌合する
回転レンズ鏡筒、１６は内部にヘリコイドが設けられ、
回転レンズ鏡筒１５の外周部に設けられたヘリコイドを
介してヘリコイド嵌合する暗箱、１８は第２レンズ室１
２の外周部に設けられた３本のフォロアーピン、１９は
第３レンズ群Ｇ３を保持する第３レンズ室、２０は第３
レンズ室１９の外周部に設けられた３本のフォロアーピ
ンをそれぞれ示している。

【００７０】モーターの駆動力が伝達される歯車（不図
示）が、回転レンズ鏡筒１５の外周部に設けられたギア
と噛み合い、歯車の回転に従い回転レンズ鏡筒１５が回
転すると、可動レンズ鏡筒１４が回転レンズ鏡筒１５の
内壁に設けられたヘリコイドに沿って、且つ第２レンズ
室１３の外周部に設けられた直進溝により回転が抑えら
れ、光軸方向に直進する。フォロアーピン１８及び２０
は回転レンズ鏡筒１５に設けられたカム溝を介して暗箱
１６内に設けられた直進溝に嵌合し、回転レンズ鏡筒１
５の回転に従って、カム溝に従って光軸方向に移動す
る。

【００７１】図９は回転レンズ鏡筒の内壁の一部を展開
した簡略図であって、第２レンズ室１２及び第３レンズ
室１９を光軸方向に案内するカム溝の軌道を示してい
る。

【００７２】図９において、２１はフォロアーピン１８
が嵌まるカム溝を示し、２２はフォロアーピン２０が当
てはまるカム溝を示し、第２レンズ群Ｇ２はカム溝２１
によって光軸方向に案内され、図中ｚ１（格納状態）及
びａ１〜ｄ１がそれぞれ第２レンズ群Ｇ２のレンズ位置
状態ａ〜ｄに対応し、ｚ２（格納状態）及びａ２〜ｄ２
がそれぞれ第３レンズ群Ｇ３のレンズ位置状態ａ〜ｄに
対応している。

【００７３】図１０は、本発明の第２実施例による変倍
光学系の広角端状態におけるレンズ断面図を示し、図中
ＡＸは光軸、６は像面を示し、第１レンズ群Ｇ１は物体
側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と両
凸レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側
に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と像側
に凹面を向けた接合面を有し、メニスカス形状の負レン
ズと両凸レンズが接合された接合正レンズＬ２２で構成
され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を向けたメニスカ
ス形状の正レンズＬ３１と物体側に凹面を向けたメニス
カス形状の負レンズＬ３２で構成される。開口絞り４は
負レンズＬ２１の物体側に配置され、レンズ位置状態が
変化する際に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

【００７４】以下の表２に、本発明における第２実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距
離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率は
ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。

【００７５】

【表２】第１０面と第１１面は非球面であり、非球面係数は以下
に示す通りである。［第１０面］ κ ＝＋３．５６０３Ｃ４＝＋１．７８０１２×１０^-4 Ｃ６＝＋６．８２２１０×１０^-7 Ｃ８＝＋３．３７０４３×１０^-10 Ｃ１０＝＋８．１４５２１×１０^-11 ［第１１面］ κ ＝＋３．７８８２Ｃ４＝＋１．０６７６６×１０^-4 Ｃ６＝＋１．９６５２６×１０^-7 Ｃ８＝−１．９８５７７×１０^-9 Ｃ１０＝＋４．２８９００×１０^-11 （可変間隔表）［無限遠合焦状態］レンズ位置状態 a b c d f 23.1000 28.0000 35.0000 43.6500 回転レンズ鏡筒回転角 0.0000 11.3133 26.7759 46.3860 １群移動量 0.0000 3.7711 8.9253 15.4620 ２群移動量 0.0000 1.9089 5.7135 11.1720 ３群移動量 0.0000 3.7991 9.5199 16.5816 D4 1.2009 3.0630 4.4126 5.4909 D9 6.5334 4.6433 2.7270 1.1237 Bf 6.4276 10.2266 15.9475 23.0092 ［近距離合焦状態］撮影距離０．８ｍに合焦時レンズ位置状態 a' b' c' d' 回転レンズ鏡筒回転角 2.4000 7.7133 21.9759 40.3860 １群移動量 0.8000 2.5711 7.3253 13.4620 ２群移動量 0.4302 1.3788 4.9942 9.8370 ３群移動量 0.2919 2.1920 7.8321 14.3283 なお、回転角及び移動量は広角端状態ａで０とする。（条件式対応値）ｆａ＝１７．５１６４ｆｂ＝−１５．８７９２（１）（ｆａ・｜ｆｂ｜）^1/2／ｆｔ＝０．３８２

【００７６】（第３実施例）第３実施例に係るズームレ
ンズ鏡筒に保持される変倍光学系の移動軌跡を図１１
（ａ）乃至（ｃ）に示す。図１１（ａ）、（ｃ）におい
て、ＡＸは光軸、Ｇ１は正屈折力の第１レンズ群、Ｇ２
は正屈折力の第２レンズ群、Ｇ３は負屈折力の第３レン
ズ群、４は絞り兼用のシャッター羽根である。図中
（ａ）は広角端状態（焦点距離が最も小さいレンズ位置
状態）、（ｃ）は望遠端状態（焦点距離が最も大きいレ
ンズ位置状態）での第１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群
Ｇ３のレンズ位置関係を示している。（ｂ）は広角端状
態より望遠端状態までの第１レンズ群Ｇ１の移動軌跡
Ａ、第２レンズ群Ｇ２の移動軌跡Ｂ及び第３レンズ群Ｇ
３の移動軌跡Ｃを示している。

【００７７】図１１（ｂ）で、ｚは格納状態、ａ〜ｄは
広角端状態から望遠端状態までの無限遠合焦状態となる
レンズ位置状態に対応し、広角端状態ａより望遠端状態
ｄまでレンズ位置状態が変化するに従い、第２レンズ鏡
筒１５の回転角が増加して、ａ〜ａ’、ｂ〜ｂ’、ｃ〜
ｃ’、ｄ〜ｄ’に対応するレンズ位置状態は、レンズ位
置状態ａ、ｂ、ｃ、ｄで近距離合焦した際に用いる範囲
で、ａ’〜ｄ’は最短撮影距離状態である。

【００７８】変倍時（焦点距離が変化する）には、まず
ａ０〜ｄ０の基準位置状態にレンズ位置を位置決めす
る。次に、近距離合焦を行う際には、基準位置状態ａ０
〜ｄ０よりレンズ位置状態ａ’〜ｄ’の方向に鏡筒を回
転させる。つまり、広角端状態ａでは望遠端状態ｄの方
向に、望遠端状態ｄでは広角端状態ａの方向にそれぞれ
回転レンズ鏡筒１５が回転する。従って、第３実施例で
は無限遠合焦状態においても、基準位置状態ａ０〜ｄ０
よりレンズ位置状態ａ〜ｄへ移動する。なお、第３実施
例によるズームレンズ鏡筒の構成は、第２実施例と同じ
である。

【００７９】第３実施例に係るズームレンズ鏡筒の制御
系を図１２に示す。図１２において、１０１は撮影者の
変倍操作を検出するためのズーミング操作部材、１０２
は回転レンズ鏡筒１５の基準位置からの回転量を検出す
るためのレンズ位置検出部、１０３は被写体位置を検出
するための測距部、１０４は撮影者の撮影操作を検出す
るレリーズボタンである。また、変倍駆動量記憶部１０
５及び合焦駆動係数記憶部１０６は所定値を記憶し、制
御部１０７はズームレンズ鏡筒を制御し、モーター１０
８は回転レンズ鏡筒１５を駆動し、ギア１０９はモータ
ー１０８より伝達される駆動力を回転レンズ鏡筒１５に
伝達する。

【００８０】ズーム操作部材１０１を操作すると、制御
部１０７はレンズ位置検出部１０２より出力されるレン
ズ位置情報から、隣接する物体側か、像側か（ズーム操
作部材の操作によって決定）の基準レンズ位置状態まで
の移動量を変倍駆動量記憶部１０５から得て、モーター
１０８へ駆動量を与える。

【００８１】レリーズボタン１０４を操作すると、制御
部１０７はレンズ位置検出部１０２より出力されるレン
ズ位置情報から、合焦駆動係数記憶部１０６より合焦駆
動係数を得て、測距部１０３より出力される被写体位置
情報に基づき、駆動量を演算してモーター１０８へ駆動
量を与える。

【００８２】第３実施例のズームレンズ鏡筒に組み込む
変倍光学系の諸元の値は、第２実施例と同じである。但
し、基準位置状態ａ０〜ｄ０のレンズ位置状態を以下の
表３に示す。

【００８３】

【表３】（可変間隔表）［基準位置状態］レンズ位置状態 a0 b0 c0 d0 f 23.1000 28.0000 35.0000 43.6500 回転レンズ鏡筒回転角 -2.2446 5.5365 19.6017 38.1561 １群移動量 -0.7482 1.8455 6.5339 12.7187 ２群移動量 -0.4033 1.0649 4.6364 7.3684 ３群移動量 -0.2737 1.2176 7.0126 13.5230 D4 0.8560 1.9814 3.0984 4.5512 D9 6.4437 6.3806 4.1571 2.3787 Bf 6.1539 7.6266 13.4402 19.9506

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ズ
ームレンズ鏡筒、特に広角端状態より望遠端状態までに
所定のレンズ焦点距離状態のみ存在するステップズーム
用のズームレンズ鏡筒であって、望遠端状態において近
距離物体に合焦してもレンズ全長が長くならず、レンズ
の停止位置精度が高く、小型、低コスト化な鏡筒を達成
する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明によるズームレンズ鏡
筒に組み込まれた変倍光学系（２群）の屈折力の配置を
示す図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は本発明によるズームレンズ鏡
筒に組み込まれた変倍光学系（３群）の屈折力の配置を
示す図である。

【図３】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１実施例による
ズームレンズ鏡筒に組み込まれた変倍光学系の移動軌跡
を示す図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は第１実施例に係るズームレン
ズ鏡筒の断面図である。

【図５】第１実施例に係るズームレンズ鏡筒の第２レン
ズ鏡筒内壁の展開図である。

【図６】第１実施例に係るズームレンズ鏡筒に組み込ま
れた変倍光学系のレンズ断面図である。

【図７】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２実施例に係る
ズームレンズ鏡筒に組み込まれた変倍光学系の移動軌跡
を示す図である。

【図８】（ａ）乃至（ｃ）は第２実施例に係るズームレ
ンズ鏡筒の断面図である。

【図９】第２実施例に係るズームレンズ鏡筒の第２レン
ズ鏡筒内壁の展開図である。

【図１０】第２実施例に係るズームレンズ鏡筒に組み込
まれた変倍光学系のレンズ断面図である。

【図１１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第３実施例に係
るズームレンズ鏡筒に組み込まれた変倍光学系の移動軌
跡を示す図である。

【図１２】第３実施例によるズームレンズ鏡筒の制御の
概略を示す図である。

【図１３】従来のズームレンズのレンズの移動軌跡を示
す図である。

【符号の簡単な説明】

ＡＸ光軸Ｇ１第１レンズ群Ｇ２第２レンズ群Ｇ３第３レンズ群Ｇ４第４レンズ群Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２メニスカス負レン
ズＬ１３両凸レンズＬ２１、Ｌ３１メニスカス正レンズ４シャッター羽根５撮影画面１１第１レンズ室１２第２レンズ室１３シャッター部１４第１（可動）レンズ鏡筒１５第２（回転）レンズ鏡筒１６暗箱１７直進筒１８、２０フォロアーピン１９第３レンズ室１０１ズーミング操作部材１０２レンズ位置検出部１０３測距部１０４レリーズボタン１０５変倍駆動量記憶部１０６合焦駆動係数記憶部１０７制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の可動レンズ群を有する変倍光学系
と前記複数の可動レンズ群を光軸方向に駆動する案内手
段とを備えたズームレンズ鏡筒であって、前記案内手段は、少なくとも広角端状態、中間焦点距離
状態及び望遠端状態の３つのレンズ位置状態に前記可動
レンズ群を停止可能であり、前記中間焦点距離状態は前
記広角端状態と前記望遠端状態の間に存在し、いずれの
レンズ位置状態においても、無限遠に位置する被写体の
像が所定の位置に保たれ、少なくとも望遠端状態において、前記無限遠に位置する
被写体から近距離に位置する被写体へ焦点調節を行う場
合に、前記複数の可動レンズ群が前記所定の位置の前記
被写体像の方向へ移動することを特徴とするズームレン
ズ鏡筒。
【請求項２】前記変倍光学系は最像側に負レンズ群を
有し、前記広角端状態より前記望遠端状態までレンズ位
置状態が変化する際に、前記負レンズ群が物体側へ移動
することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡
筒。
【請求項３】前記変倍光学系の前記負レンズ群より物
体側に配置されるレンズ群全体の合成屈折力は正であ
り、望遠端状態における前記負レンズ群より物体側に配置さ
れる前記レンズ群全体の合成焦点距離をｆａ、前記負レンズ群の焦点距離をｆｂ、望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離をｆｔと
するとき、０．１＜（ｆａ・｜ｆｂ｜）^1/2／ｆｔ＜１．０（１）の条件を満足することを特徴とする請求項２記載のズー
ムレンズ鏡筒。
【請求項４】前記複数の可動レンズ群は駆動系の駆動
力により光軸方向に移動し、前記変倍光学系は、前記駆
動系の所定の駆動量によるレンズ移動量がレンズ位置状
態に関わらず一定となるレンズ群を少なくとも１つ有す
ることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
【請求項５】無限遠より所定の有限距離まで近距離合
焦するために必要なレンズ駆動量が、前記広角端状態に
比べて前記望遠端状態の方が大きいことを特徴とする請
求項４記載のズームレンズ鏡筒。