JPS6238687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の技術分野） 本発明はズームレンズであつて焦点距離を調整
するために光軸方向で移動可能に配置されている
少なくとも２つのレンズ群を有し、前記レンズ群
の間隔を調整することによりノーマルな距離の焦
点距離調整とマクロ距離の焦点距離調整を可能と
するズームレンズを提供する。 （先行技術の記載） 米国特許第3655271号公報により、ノーマルな
距離範囲内での撮影並びにマクロ範囲内での撮
影、即ち極端に短い被写体距離での撮影を実施す
ることができ、しかもその場合にアタツチメント
レンズ等を装置する必要がない写真用レンズが公
知である。これは、ノーマルな距離、場合により
無限遠に調節されたレンズ系焦点距離調節の際に
移動可能な２つのレンズ成分の１つをマクロ範囲
に調節する際に一定の位置で移動装置から解除し
て、１つのレンズ成分だけを移動させることによ
り可能である。この運動によりレンズ系を固定焦
点距離調節において極端に短い距離にピントを合
せることができる。 西ドイツ国特許公開公報第2222411号明細書に
は上記米国特許明細書記載と類似した装置が記載
されている。同種課題、即ち固定焦点距離でマク
ロ範囲内に在る被写体をアタツチメントレンズを
装置することなく鮮鋭な結像を達成するという課
題から出発して、前記西ドイツ国特許公開公報か
ら公知になつた構造においてはレンズ系の、焦点
距離調節の際に移動可能なレンズ成分がもう１つ
の制御カムに切換えられる。この制御カムは、レ
ンズ成分をマクロ範囲内でのフオーカシングがで
きるように調節する。 即ち、両構造においては、レンズ系のマクロ調
節を行うことが比較的簡単な手段で可能である。
このような構造の著しい欠点は、マクロ距離に調
節されたレンズ系で焦点距離を変え、その場合に
画像面を一定に保つことが不可能なことである。 アマチユアカメラマンに対しフイルムの構成に
多種多様な興味ある可能性を提供するような構造
は、西ドイツ国特許出願公告第1101793号明細書
から公知である。この構造は、複雑なレバー装置
によつて３つの全ての方向（次元）でトレースさ
れるカム体を有している。レバーロツドは焦点距
離を変える際に可動な両レンズ成分と結合されて
いる。この構造はなかんずく３つの著しい欠点を
有している。その第１の欠点は、カム体の形体を
接知しかつその運動をレンズ系の１つに伝達する
トレーサがガイドされずにカム体上に浮遊しかつ
それに対して具体的な触知装置が設けられていな
いことである。従つて、焦点距離調節の際に良好
な結像を得るために必要である。1/1000mmに制限
されるべきレンズ系運動を自由に支承された触知
レバーの作動の際に、それがカム体上に設けられ
た無限に多くの曲面の具体的な１つ上に触知運動
の際に接続された状態を保持しようとすることに
より達成することは不可能である。第２の欠点
は、実際にこのようなカム体は個別製作として労
して製造することは可能であるとしても、要求さ
れる精度で経済的に流れ作業によつて製造するこ
とは実現不可能である。第３の、むしろ最も顕著
な欠点は、この種の構造は妥当な寸法を有するカ
メラ内には殆んど場所的余裕がなく、この場合に
付加的になお敏感なレバー作動のために複雑な振
動を行わない支承が確実に必要であることにあ
る。 機械的側から西ドイツ国特許出願公告第
1272580号からの装置は著しく簡単であるが、こ
の文献はレンズ系の工業的実現に関しては何ら開
示されていない。この公報に記載されたレンズ系
は前群、焦点距離調節のために移動可能な２つの
中間成分及び最後に定位置の第４成分から成つて
いる。フオーカシングは前群の後方に配置された
拡散作用する第２成分により行われる。前群は小
さな構成の現代のレンズ系のためには大きすぎる
焦点距離を有しているので、第２成分は距離が無
限遠に調節される位置に接続するか又は距離調節
が10cmに制限される位置に移動せしめられる。こ
れらの位置で全レンズ系の焦点距離を変えること
ができ、この場合にカムのトレースは、第２成分
の調節が行われるに応じて、両距離調節において
同じであるべきである。しかし、このことは第１
の両レンズ成分の特定の構成の際においてのみ可
能である、これらは既述のように現代の構成方式
には相反するものである。また、マクロ範囲内で
の焦点距離調節は特定の限定された最短距離のた
めにのみ可能である。この種レンズ系の技術的実
施に関する具体的な記載は前記文献には見られな
い。 最後に、西ドイツ特許出願公告第2029254号公
報には、付加的装置を必要とせずにノーマル距離
範囲内でもまたマクロ範囲内でもズーミングがで
きる前述のレンズ系が記載されているが、しかし
ながらこの構造は画像状態が焦点距離調節の際に
マクロ範囲内では一定に保たれないという欠点を
有している。このことは、例えばマクロ範囲内で
シーンのフエードアウト効果のために意図的に所
望される鮮鋭な画像を断念するかさもなければ画
像状態をもう１つの移動可能な部材で苦労して手
動で補正しなければならない。 本発明の課題は、前記公知構造の利点を有し、
更にしかも最も簡単な形式であらゆる任意の距
離、即ちノーマルな範囲内でもまたマクロ範囲内
でも焦点距離調節が可能である冒頭に述べた形式
のレンズ系を提供することである。 （実施例の説明） 次に図示した実施例につき本発明を詳説する。 第１図には特にスーパー８方式用に設計された
ズームレンズ系が図示されている。下記表にその
レンズ系の１実施例を記載する。この場合ｒは半
径、ｄは頂点間距離、ｎ_dは屈折率及びｖ_dはアツ
ペ数を表わす。

【表】 このレンズ系は被写体に向つた定置の正の第１
成分と、第１成分に隣接し、光軸に沿つて合成焦
点距離を変えるために移動可能な負の第２成分
と、更に第２成分に隣接し、光軸に沿つて画像面
を一定に保持するために移動可能な第３成分と、
定置の正の第４成分と、同様に定置の正のマスタ
ーレンズ系５とが構成されており、前記第４成分
は第３成分の後方で拡散する光束を、それから絞
り空間内において第４成分とマスターレンズ系５
との間を光軸と平行に進行させるように集光す
る。 第２Ａ図はレンズ系の広角調節状態を示し、第
２Ｄ及び第２Ｅ図に中間焦点距離調節状態が、第
２Ｆ図には最大焦点距離調節状態が示されてお
り、これらの場合に個々の成分は無限に薄いレン
ズとして示されている。最小の合成焦点距離に調
節した状態（但し、あらゆる他の焦点距離調節状
態であつてよい）で、第３成分を他の成分の位置
は同じ状態に保つて、位置3′に移動させることに
より極端なマクロ範囲内に在る被写体にピントを
合せることができる。従つて、このレンズ系は公
知技術水準に基く構造に相応しかつ例えばオース
トリア特許第317576号明細書に記載されている。
本発明では、冒頭に述べたように、このマクロ範
囲内で付加的に焦点距離を変えることができ、し
かも画像状態を一定に保つことができるようにす
ることを目的とする。このことは、まず第３成分
を第２成分の方向、例えば位置3aに調節すること
によつて可能である。この状態で、全レンズ系は
マクロ範囲内に在る被写体面６にピントを合せら
れかつｆ＝0.28の焦点距離を有している。今や面
６に在る被写体の結像尺度を拡大したい場合に
は、第２成分と第３成分を第２Ｂ図及び第２Ｃ図
に符号ｂ，ｃで示した位置に移動させる、この場
合に第２成分はノーマルな焦点距離調節の場合と
同じ行程の一部を戻される。マクロ撮影のための
焦点距離調節範囲は、第３成分の運動が前方に向
つて急に増大することにより第３成分が第２成分
の軌道に入り込むために位置ｃで断念された。第
２成分及び第３成分の運動の交差は、被写体が最
も極端なマクロ距離に調節される場合（第３成分
の位置3′）より以前に起ると思われる。しかしな
がら、第３成分のためのカムの斜度は専らレンズ
成分の固有焦点距離に左右されかつ特別な選択に
おいて最適な焦点距離範囲にすることができる。
具体例においては故意に、本発明があらゆる任意
のかつ特殊でなく実施されるレンズ系において有
利に適用できることを示すために実際に立証され
たレンズ系が選択されている。 位置ｃにおけるレンズ系の焦点距離は0.43であ
りかつそれによつて接続部なくノーマルな距離調
節の際のレンズ系の最小合成焦点距離に連続され
る。下記に第４図について説明するように、第３
成分のための移動の急激な高まりにもかかわらず
マクロ撮影のために焦点距離を拡大する解決策が
ある。 第２Ａ図には本発明の最も有利な実施例が示さ
れている。即ちこの場合には点線で示された負の
第７成分が設置されている。この第７成分は全レ
ンズ系の前方に設置することができ、この場合に
レンズ系の面６へのマクロ調節において第７成分
を設置することによりノーマルな距離範囲のため
の極端な広角効果を達成することができる。この
効果は、中間画像面が面６と一致すべきである第
７成分の特殊な構造に関係する。第２Ａ図に示さ
れた実施例において、第７成分の焦点距離はレン
ズ系１〜５の中間合成焦点距離1.0に対して−
3.48である。 第３図は同様にズームレンズ系を示すが、しか
しながら第１図のとは異つたタイプのものであ
る。このレンズ系は正の前方成分10（第４図参
照）、２番目の個所にある移動可能な負の第11成
分、３番目の移動可能な正の第12成分及び負の第
13成分を有している。第13成分の後方には正のマ
スターレンズ系１４が配置されている。この種の
レンズ系に関するデータを次の表に示すが、この
場合にｒは再び半径、ｄは頂点間隔、ｎ_dは屈折
率及びｖ_dはアツペ数を表わす。

【表】

【表】 このオーストリア特許第291619号明細書から公
知になつたレンズ系は第４図に無限に薄いレンズ
によつて図示されており、この場合にノーマルな
距離範囲において、第４Ａ図は広角調節状態を、
第４Ｇ図はレンズ系の望遠調節状態を、第４Ｄ図
及び第４Ｆ図は中間焦点距離調節状態を示す。 第12成分を位置12aに移動させることにより、
レンズ系はマクロ範囲内に在る面６′にピントが
合せられる。鮮鋭なピント調整から出発して、焦
点距離を一定の画像状態で調節したい場合には調
節度が増大するに伴い第11成分は位置11b、11c
をかつ第12成分は位置12b及び12cを取る。第４
ｃ図における第12成分による結像尺度は１：１で
ある。焦点距離範囲を更に拡大するためには、移
動せしめられた第11レンズ成分及び第12成分の保
持及び案内において機械的難点を伴うことなく、
第11成分の運動方向が逆転され、一方第12成分は
急激に前方に押出される（第４Ｅ図参照）、この
調節位置で焦点距離は12.07である。即ち7.28か
ら55.46に至るノーマルな焦点距離範囲内に入り
込む。12.07の焦点距離は例えば２つの異つた保
持体上の、第11及び12成分のための制御カムの熟
考された構成により更に拡大することができる、
この場合に前記第11及び12成分は前方成分10の方
向に運動せしめられる。 このレンズ系においても、マクロ範囲内でのズ
ーミングだけでなく、第２図の説明で既述したと
同様に負の第15成分を前置することにより広角範
囲を極端に高めることもできる。この第15成分は
−28.38の所定の焦点距離を有する。具体的な実
施例では本発明により達成可能な焦点距離範囲は
3.48mmまで小さくなる。このことは前方の第10成
分の前における構造上簡単に実現される、第15成
分の接続により約90゜の画角をもたらす。 第５図は本発明によるレンズ系の第２及び３成
分の保持装置を示し、この場合に調節運動時の駆
動はカム保持体上で行われ、このカム保持体は円
筒体３３として形成されておりかつ例えば第２成
分のためには後で説明する第７Ａ図による制御ス
リツト２５′及び第３成分のためには第６図によ
る制御スリツト２３を保持している。焦点距離調
節の際には操作つまみ３４が回転せしめられる。
この筒状つまみにはカムトレーサ２２，２４が支
承されておりかつ回転する際に運動される、この
場合に第２及び３レンズ成分は制御カムの形状に
応じてレンズ系の光軸に沿つて移動せしめられ
る。 トレーサ２４がスリツト２３における、マクロ
範囲内で焦点距離を制御する第２カムに切換えら
れると、第３レンズ成分は同時に第２の焦点距離
調節カムのために設けられたマクロ範囲内の被写
体面へのピント合せ運動を行い、一方第２成分は
そのままの状態を保つ。このことは機械的には、
操作筒３４が２つの部材から構成されていること
により達成される、この場合に第２レンズ成分の
ためのトレーサ２２を支持する部材３４′はピン
―スリツト案内機構３５によつて不動状態に保持
される。つまみ３４を回転させた際に初めて、こ
の案内機構３５のピンは部材３４′を運動する。
トレーサ２４はその両位置で、トレーサに制御ス
リツト２３の側面の夫々の１つに負荷する切換可
能なばねによつて制御することができる。 第６図、第７Ａ図及び第７Ｂ図にはカム保持体
上の制御カムの配置形式に関する実施例が示され
ている。第６図に示された実施例は、例えば第１
図及び第２図に示されたレンズ系のための制御カ
ムを有するカム保持体２０を示す。このカム保持
体２０は、例えば円筒体として形成されていてよ
くかつ第６図には展開された状態が示されてい
る。制御スリツト２１は第２レンズ成分と結合さ
れたカムトレーサ２２に配属されており、制御ス
リツト２３は第３レンズ成分のカムトレーサ２４
のために設けられている。 ノーマルな距離範囲内で焦点距離調節を行う場
合には、カムトレーサ２２は第１のスリツト制限
曲面２５に、トレーサ２４は第２のカム曲面２６
に摩擦係合される。カムと係合する際のカムトレ
ーサに関する制御可能性についてはなお後で言及
する。 スリツト２１及び２３はレンズ系の広角調節の
際に、マクロ範囲内でのレンズ系のピント合せの
ために使用される長さｘの延長部２７，２８を有
している。カムトレーサ２２が延長部２７内でそ
の相対位置をレンズ系の光軸に沿つて変えない間
に、第３レンズ成分はトレーサ２８を介して光軸
に対して平行に“ｙ”だけ摺動せしめられる。こ
の長さ“ｙ”は第３レンズ成分の位置3′（第２Ａ
図参照）への移動行程に相応する。本発明に基き
マクロ範囲内でのズーミングを実施したい場合に
は、カムトレーサ２２，２３を制御スリツト２１
ないし２３の左側（第６図に関して）の側面に接
続する。即ち、前記第１カム曲面２５と第２カム
曲面２６の対向しているカム曲面に圧接する。こ
の側面はマクロ距離内に在る被写体のための焦点
距離調節カム２９，３０として形成されており、
これらはトレーサ２４の移動行程“ｚ”によつて
与えられている。カムトレーサ２４によつて制御
される第３レンズ成分は焦点距離調節の際に第２
成分の方向に向つて運動し、一方第２成分のため
のカム２９は焦点距離範囲を拡大する（第４図の
説明と同様に）ために運動方向において第３レン
ズ成分によつて拡大率ｐ＝１で逆転点を有してい
る。 第６図に示されたトレーサ２２及び２４は制御
されるべきレンズ成分の保持位置と同じ意味を有
していない、それというのもトレーサ及び保持部
材の間の伝達機構は図示されていないからであ
る。 第７Ａ図はトレーサ２２及び２４によるトレー
サが形状係合的に行われるカム保持体３１を示
す。カム２５′，２６′は保持体の第１の範囲上に
延びている。カムの端部にはカム区分３２が設け
られており、これはトレーサ２２，２４をノーマ
ルな距離範囲のための焦点距離調節カム２５′，
２６′からマクロ範囲における一定の被写体面の
ための焦点距離調節カム２９′，３０′に切換わ
る。 カム保持体３１Ａを形成するためのもう１つの
可能性が第７Ｂ図に示されている。この場合にカ
ム２５″，２９″ないしカム２６″，３０″は分離さ
れており、しかも第２及び第３レンズ成分のため
にカムトレーサ２２ａ，２２ｂないし２４ａ及び
２４ｂが設けられている。この実施例の場合に
は、カムトレーサ２２ａ，２４ａないし２２ｂ，
２４ｂは交番に第２及び第３レンズ成分に切換可
能である。 扁平に形成されたカム保持体４４は第８Ａ図に
図示されている。第２、３レンズ成分はロツド４
３に沿つて移動可能である保持部材４５ないし４
６に支承されている。保持部材ないしそのカムト
レーサ４９，５０は作用方向で切換可能な脚付ば
ね４７ないし４８の夫々１つによつて夫々に配属
された焦点距離調節カムに負荷されている。これ
らは制御スリツト５１，５２の制限面として形成
されている。制御スリツトを有する保持体４４は
光軸ｏに対して直角方向にピン―スリツト案内機
構５３に沿つて移動可能であり、この場合に同時
に制御スリツト内の制御曲面の形状により、この
移動運動は保持部材４５，４６の光軸に沿つた運
動に変えられる。ノーマルな範囲のための焦点距
離調節は保持体４４上のストツパ５４によつて制
限される。 この装置においてマクロ範囲内でのピント合せ
が望まれる場合には、保持体を調節する際にボー
ルノツチのばね力だけを上回るべきであり、その
後トレーサが等しく保たれたばねの作用方向４
７，４８でカム区分５６並びに５７に圧着され
る。 一定のマクロ距離で焦点距離を調節したい場合
には、トレーサはカム区分５８，５９に圧着され
ねばならない。このことは切換えレバー６０を
夫々の図示の矢印方向に移動させることにより行
われる。切換はノツチ５４，５５の嵌合後に行う
ことができる。マクロ範囲内でカムトレーサのマ
クロフオーカシングカムへの切換が行われるのを
阻止するために、第８Ｂ図に示した遮断部材が切
換えレバー６０を作動させるために設けられてい
る。簡略化のために、レバーの１つだけが図示さ
れている。このレバー６０ａは軸６３を中心とし
て旋回可能な爪６４が共働する２つの係止ノツチ
６１，６２を有している。軸６３を中心とした旋
回は保持体４４に設けられた軸方向カム６５を制
御する。 次に遮断機構の作動形式につき説明する。第８
Ｂ図に示された状態ではばね４８ａは保持部材４
６並びにそのトレーサ５０を制御スリツト５２の
カム面に圧着する。保持体４４に関して突出せる
軸方向カム６５は、ボール５５がノツチ５４に入
り込む場合に傾斜路を有する。このことはカムト
レーサ４９，５０が拡大された制御スリツト範囲
に移行する際に行われる。カム６５によつて制御
される爪６４は軸６３を中心として旋回しかつノ
ツチ６２に嵌合する。それによつて、レバー６０
ａはカム面５９の全接触範囲に対してばね４８ａ
の逆転に抗して遮断されている。 また、カム６５に相応する１つのカムによつて
制御される爪６４がノツチ６１内に嵌合できた後
に、（そのレバー位置ではトレーサ５０はカム面
５８（マクロフオーカシング）に圧着される）制
御スリツト５２の範囲でのばねの作用方向の切換
えは不可能である。 以上のように本発明によれば、ノーマルな撮影
のときの被写体距離を維持しながら焦点距離を調
整するために少なくとも２つのレンズ成分を光軸
上移動させる第１の制御装置と、前記２つのレン
ズ成分のうち少なくとも１つのレンズ成分を移動
させてマクロ撮影を可能とし、更にマクロ撮影の
ときの被写体距離を維持しながら焦点距離を調整
するために少なくとも２つのレンズ成分を光軸上
移動させる第２の制御装置とを有し、ノーマル撮
影並びにマクロ撮影の際の焦点距離調整を可能と
したものである。そして更に具体的に述べれば、
ズーミング作用に寄与する少なくとも２つのレン
ズ成分と、前記２つのレンズ成分の焦点距離調整
を行なうカム部材と、前記２つのレンズ成分をズ
ーミング操作する操作部材を有し、前記カム部材
には前記２つのレンズ成分をノーマルな距離範囲
内にて焦点距離調整を行なう第１及び第２のカム
部と、前記２つのレンズ成分をマクロ範囲内で焦
点距離調整を行なう第３及び第４のカム部を設
け、前記カム部材の第１カム部と第３カム部及び
第２カム部と第４カム部はそれぞれ互いに対向し
て形成し、前記レンズ成分の２つ又は１つを光軸
平行方向に移動してノーマルな焦点距離からマク
ロ範囲内の焦点距離に調整可能としたズームレン
ズであり、ノーマルズームとマクロズームの切換
えがスムーズにかつ容易に行えるものであり、撮
影者の撮影領域の拡大に寄与し得ることができる
ものである。 又、本発明装置はシネカメラにおいて使用する
ことに限定されるものではなく、一般的に例えば
写真機、顕微鏡又は複写機用のあらゆるレンズ系
において使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図並びに第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図、
第２Ｄ図、第２Ｅ図及び第２Ｆ図並びに第３図、
第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図、第４
Ｅ図、第４Ｆ図及び第４Ｇ図は本発明構成を有利
に適用することができる２つのレンズ系の実施例
を示す図、第５図は移動装置の原理的実施例の断
面図、第６図、第７Ａ図及び第７Ｂ図はカム保持
体上の焦点距離調節カムの実施例を示す展開図、
第８Ａ図及び第８Ｂ図はズームレンズの２つの移
動可能なレンズ成分のための焦点距離調節装置を
示す図。 ２０，３１，３１Ａ，４４…カム保持体、２，
３…レンズ成分、２１，２３，５１，５２…制御
スリツト、２５，２６，２７，２８，２９，３
０，５６，５７，５８，５９…カム曲面、２２，
２４，４９，５０…カムトレーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常撮影領域の物点に焦点調節する際に光軸
   方向へ移動する前方レンズ成分とその像側に在つ
   て、通常のズーミングの際に光軸方向へ移動する
   複数のレンズ成分とを含む少なくとも３つのレン
   ズ成分を有する光学系と、像点の位置を維持しつ
   つ通常のズーミングをする為に予め定められた移
   動軌跡を満たす様に複数のレンズ成分を夫々移動
   させる複数の移動制御装置と、通常撮影領域より
   近いマクロ撮影領域内の物点の、前方レンズ成分
   で形成された少なくとも１つの像点に対して焦点
   を合わせる為に、通常のズーミングの際に移動す
   るレンズ成分の一部を光軸方向へ移動させるマク
   ロ焦点調節装置と、 前記マクロ撮影領域内の物点へ焦点を合わせた
   状態を維持するとともに像の位置を維持しつつズ
   ーミングする為に予め定められた前記移動軌跡と
   は別異の移動軌跡を満たす様に、マクロ焦点調節
   のために移動するレンズ成分とズーミングの際に
   移動する他のレンズ成分とを夫々移動させる複数
   の移動制御装置 とを具備するズームレンズ。