(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラハウジングと複数の交換可能なレンズとを備え、像を撮影するためにいずれのレンズもカメラハウジングに取り付け可能である、カメラ組立品において、
各レンズは、レンズ本体と、物体までの距離である焦点距離を変えるためにレンズ本体に対して可動である少なくとも１つのレンズ要素を具備するレンズシステムとを有し、かつ、各レンズに固有の焦点長さは、他のいずれのレンズの焦点長さとも異なっており、
各レンズは、複数の焦点距離マークを具備する焦点スケールをレンズシステム及びレンズ本体のうち一方の上に有するとともに、焦点インデックスマークをレンズシステム及びレンズ本体のうち他方の上に有し、それによりレンズは、所望する焦点距離に対応する焦点スケール上の焦点距離マークに焦点インデックスマークを揃えるための、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動により所望する焦点距離に焦点合わせ可能であり、
焦点スケールは、遠焦点距離に対応する位置と近焦点距離に対応する位置の間に延在し、中間の焦点距離に対応する位置にて連結された少なくとも２つのサブ区間に分割され、サブ区間の１つは、無限大の焦点距離から２m（６フィート）の焦点距離まで延在する主サブ区間であり、主サブ区間内のいずれかの焦点距離にレンズを焦点合わせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、少なくとも２つのレンズにおいて実質的に同じであることを特徴とする、
カメラ組立品。
【請求項２】
主サブ区間内のいずれかの焦点距離にレンズを焦点合わせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、全てのレンズにおいて実質的に同じである、請求項１に記載のカメラ組立品。
【請求項３】
主サブ区間が、６m（２０フィート）の焦点距離から２m（６フィート）の焦点距離まで延在する、請求項１又は２に記載のカメラ組立品。
【請求項４】
中間の焦点距離に対応する焦点スケール上の位置が、焦点スケールのほぼ中点である、請求項１〜３のいずれかに記載のカメラ組立品。
【請求項５】
焦点スケールがレンズの周縁部分の周りに延在しており、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動は、焦点スケール及び焦点インデックスマークのうち一方の、レンズ本体の周りの回転により行われる、請求項１〜４のいずれかに記載のカメラ組立品。
【請求項６】
焦点スケール及び焦点インデックスマークのうち一方が、レンズ本体の周りで少なくとも２７０°回転可能である、請求項５に記載のカメラ組立品。
【請求項７】
レンズシステムの移動が、焦点スケールの主サブ区間内での焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転に比例する、請求項５又は６に記載のカメラ組立品。
【請求項８】
焦点スケールが、従サブ区間を有し、従サブ区間内でレンズを焦点距離に焦点あわせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、異なるレンズにおいては異なっている、請求項１〜７のいずれかに記載のカメラ組立品。
【請求項９】
焦点スケールが、従サブ区間を有し、従サブ区間内でレンズを焦点距離に焦点あわせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、異なるレンズにおいては異なっており、かつ、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動に対して比例しない、請求項５〜７のいずれかに記載のカメラ組立品。
【請求項１０】
１００mm未満の焦点長さをもついずれのレンズについても従サブ区間における焦点スケールが主サブ区間における焦点スケールと比べて圧縮されており、それにより、従サブ区間における焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動における変化に対するレンズシステムの移動距離が、主サブ区間におけるよりも大きい、請求項９に記載のカメラ組立品。
【請求項１１】
１００mmを超える焦点長さをもついずれのレンズについても従サブ区間における焦点スケールが主サブ区間における焦点スケールと比べて伸張されており、それにより、それにより、従サブ区間における焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動における変化に対するレンズシステムの移動距離が、主サブ区間におけるよりも小さい、請求項９に記載のカメラ組立品。
【請求項１２】
従サブ区間においてレンズを焦点合わせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、従サブ区間における焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転の指数関数に比例する、請求項９に記載のカメラ組立品。
【請求項１３】
実質的に１００mmの焦点長さをもつレンズを有し、そのレンズの移動は、実質的に焦点スケール全体に亘って焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転に比例する、請求項５に記載のカメラ組立品。
【請求項１４】
一組の交換可能なカメラレンズを形成する方法において、
複数のレンズを形成することを含み、
各レンズは、レンズ本体と、レンズ本体に対して可動である少なくとも１つのレンズ要素を具備するレンズシステムとを有し、かつ、各レンズに固有の焦点長さは、他のいずれのレンズの焦点長さとも異なっており、
複数の焦点距離マークを具備する焦点スケールをレンズシステム及びレンズ本体のうち一方の上に形成するとともに、焦点インデックスマークをレンズシステム及びレンズ本体のうち他方の上に形成し、それによりレンズは、物体までの距離である所望する焦点距離に対応する焦点スケール上の焦点距離マークに焦点インデックスマークを揃えるための、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動により所望する焦点距離に焦点合わせ可能であり、
焦点スケールは、遠焦点距離に対応する位置と近焦点距離に対応する位置の間に延在し、中間の焦点距離に対応する位置にて連結された少なくとも２つのサブ区間に分割され、サブ区間の１つは、無限大の焦点距離から２m（６フィート）の焦点距離まで延在する主サブ区間であり、主サブ区間内のいずれかの焦点距離にレンズを焦点合わせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、少なくとも２つのレンズにおいて実質的に同じであることを特徴とする、
カメラレンズの形成方法。
【請求項１５】
主サブ区間内にていずれかの焦点距離にレンズを焦点合わせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、全てのレンズについて実質的に同じである、請求項１４に記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項１６】
主サブ区間が、６m（２０フィート）の焦点距離から２m（６フィート）の焦点距離まで延在する、請求項１４又は１５に記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項１７】
中間の焦点距離に対応する焦点スケール上の位置が、焦点スケールのほぼ中点である、請求項１４〜１６のいずれかに記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項１８】
焦点スケールが、レンズの周縁部分の周りに延在し、かつ、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、焦点スケール及び焦点インデックスマークの一方の、レンズ本体周りの回転により行われる、請求項１４〜１７のいずれかに記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項１９】
焦点スケール及び焦点インデックスマークの一方が、少なくとも２７０°だけレンズ本体の周りで回転可能である、請求項１８に記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項２０】
レンズシステムの移動が、焦点スケールの主サブ区間における焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転に比例する、請求項１８又は１９に記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項２１】
焦点スケールが、従サブ区間を有し、従サブ区間において焦点距離にレンズを焦点あわせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、異なるレンズにおいては異なっている、請求項１４〜２０のいずれかに記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項２２】
焦点スケールが、従サブ区間を有し、従サブ区間において焦点距離にレンズを焦点あわせするために必要な焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、異なるレンズにおいては異なっており、かつ、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転に比例しない、請求項１８〜２０のいずれかに記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項２３】
１００mm未満の焦点長さをもついずれのレンズにおいても従サブ区間における焦点スケールが主サブ区間における焦点スケールと比べて圧縮されており、それにより、従サブ区間における焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的位置の変化に対するレンズシステムの移動距離が、主サブ区間におけるよりも大きい、請求項２２に記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項２４】
１００mmを超えるの焦点長さをもついずれのレンズにおいても従サブ区間における焦点スケールが主サブ区間における焦点スケールと比べて伸張されており、それにより、従サブ区間における焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的位置の変化に対するレンズシステムの移動距離が、主サブ区間におけるよりも小さい、請求項２２に記載のカメラレンズの形成方法。
【請求項２５】
従サブ区間におけるレンズシステムの移動が、従サブ区間における焦点スケールの回転の指数関数に比例する、請求項２３に記載のカメラレンズの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ及びそのカメラに用いるレンズに関する。特に、専門家を対象として用いられる高性能カメラ及びレンズに関するが、その他を排除するものではない。特に注目すべき点は、銀塩エマルジョン又はデジタル電子の画像システムのいずれかを採用する映画撮影用カメラ、高解像度テレビ（HDTV：high definition television）及び高品位テレビ（ATV：advanced television）である。
【背景技術】
【０００２】
長年、携帯用のフィルムカメラ及びビデオカメラは、個人用又は"ホームムービー"用に利用されてきた。焦点合わせは、レンズを介して自動焦点合わせをすることにより、又は、例えばレンズ上の焦点リングに配置された焦点距離番号を焦点インデックスマークに揃えることにより、実行可能である。このような機構は軽量でありかつ非常に携帯性があるが、低品質用途においてのみ満足できるものである。もう一方の究極においては、最高性能カメラ装具が、専門家的な動画を撮るために専門家の映画撮影に用いられてきた。この用途においては、カメラ操作者は、通常、カメラをパニング及びティルティングすることにより、ときにはズーミングすることにより撮影ショットの構成を制御することになるが、その一方、カメラアシスタント、いわゆる"フォーカスプラー(focus puller)"は、撮影中にカメラが焦点内にあることを確保するよう努めることとなる。これは、レンズ上に位置する焦点スケール上の焦点距離マークを、通常レンズ上に固定配置された焦点インデックスマークに揃えるために、レンズ上の焦点リングを回転することにより行うことができる。別の方法として、レンズの焦点を変えるために"フォローフォーカス（follow focus)"モーター駆動を用いることができる。このようなレンズでは、焦点スケールは、アマチュア装具におけるような番号の有限の大きさに起因する必然的エラーを伴う単なる焦点距離番号の配列ではなく、通常、横方向寸法の小さい焦点距離マークの配列となっており、各焦点距離マークには、フィート又はメートルでの焦点距離を示す番号が付されている。これらの焦点距離マークは、焦点距離番号の近くに直線で表されることもある。焦点距離マークを焦点インデックスマークに揃えることにより、焦点距離を格段に正確に設定することになる。これらのスケールは、通常、出荷前に較正されるが、そのようにするにしても、場合によっては、製造後又はレンズを貸し出した後にはレンズ上にブランクの焦点距離リングを配置して、異なる距離で物体上に焦点合わせして物体の距離に対応するリング上にマークを描くことにより、較正することが望ましい。
【０００３】
さらに最近では、高性能画像アプリケーションに使用可能なコンパクトなフィルムカメラ及びビデオカメラのシステムが利用できるようになってきた。普通はホームムービーカメラほど小さくないが、このような装具は例えば、フィルム作製において用いられ、"電子的ニュース取材（electronic news gathering）"（ＥＮＧ）のアプリケーションにおいても用いられており、その場合おそらくオペレータが一人だけで写真を撮りかつカメラを焦点合わせし、装具はそのオペレータの肩に掛けられているであろう。このことから、これまでは専門家的な動画に特化されてきたものと同様の一般性能を備えたコンパクトかつ軽量な対物レンズに対する要望が導出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交換可能なレンズを用いるシステムの場合、焦点合わせが手動又はモータにより行われるとき、レンズを替えて焦点を合わせることを容易に行えるようにすることが望ましい。しかしながら、これは多くの理由から困難である。例えば、コンパクトなレンズシステムを用いる場合、レンズの周縁部分が比較的狭く、その結果、所定の焦点距離については焦点距離マークが圧縮されてしまうこととなる。
【０００５】
本発明は、カメラ及びレンズの機構を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、本発明は、カメラハウジングと複数の交換可能なレンズとを備えたカメラ組立品を提供する。それらのレンズはいずれも、像を撮るためにカメラハウジングに取り付けることができる。
各レンズは、レンズ本体とレンズシステムを有し、レンズシステムは、レンズの焦点距離を変更するためにレンズ本体に対して可動である少なくとも１つのレンズ要素を具備し、レンズは他の１又は複数のレンズの焦点長さとは異なる焦点長さをもっている。
各レンズは、レンズシステムすなわち可動レンズ要素及びレンズ本体のうち一方の上に複数の焦点距離マークを具備する焦点スケールを有し、レンズシステムすなわち可動レンズ要素及びレンズ本体のうち他方の上に焦点インデックスマークを有する。それにより、焦点インデックスマークを、所望する焦点距離に対応する焦点スケール上の焦点距離マークに揃えるように、焦点スケールと焦点インデックスマークを相対的に移動させることにより、レンズを所望する焦点距離に焦点合わせすることができる。
焦点スケールは、遠焦点距離に対応する位置と近焦点距離に対応する位置の間に延在し、かつ、中間の焦点距離に対応する位置で連結された少なくとも２つのサブ区間に分割されている。１つのサブ区間は主サブ区間であり、レンズを任意の焦点距離に焦点合わせするために必要な、主サブ区間内の焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的位置は、カメラ組立品内の少なくとも２つのレンズについて、特別な場合には全てのレンズについて、実質的に同じである。
【０００７】
このようなカメラ組立品は、主サブ区間内の焦点距離にレンズを焦点合わせする際に全てのレンズが類似の人間工学的特性（エルゴノミクス）を有するという利点を備えている。例えば、レンズを手動で焦点合わせする場合、レンズすなわちレンズの焦点リングを回転させる必要のある角度、すなわちオペレータの手の動きが、異なるレンズにおいて同じとなる。あるいは、レンズを、フォローフォーカスギア等の機械装置により焦点合わせする場合、異なる焦点長さをもつレンズにおいて同じギア機構又はアルゴリズムを用いることができる。
【０００８】
上述のように、レンズシステムは、レンズの焦点距離を変えるためにレンズ本体に対して可動である少なくとも１つのレンズ要素を有する。よって、例えば、レンズシステムは、１つのレンズ要素のみを有してもよく、あるいは、多数のレンズ要素を有してもよく、1又は複数のレンズ要素のいずれも、レンズを焦点合わせするために、レンズハウジング及び／又は他の１又は複数のレンズ要素に対して可動であってもよい。通常、しかし必須ではないが、レンズシステムは多数のレンズ要素を有し、それらのうち１又は複数が、内側であれ外側であれ、焦点合わせのためにレンズ軸に沿って動いてもよい。他のレンズ要素は、内側であれ外側であれ、静止していてもよい。レンズが像に焦点を合わせる正確な方法は、本発明において本質ではないことを理解されたい。そして、ここで、像に焦点合わせするために動くレンズシステムすなわちレンズ群という場合は、複数のレンズ要素を有するレンズシステムすなわちレンズ群が、全体として動いても、又は、一部が動いてもよく、また、一部は焦点合わせ中に必ずしも動かなくともよいという意味であることを理解されたい。
【０００９】
当然であるが、一般的には、焦点距離の全範囲が同じ焦点スケールにより包括されることは、可能でもなく望ましくもない。別々のレンズの焦点長さは、著しい度合いで変わる場合がある。例えば、広角レンズの１６mm、通常は２０mmから、望遠レンズの１００mm、通常は３００mm又はそれ以上まで変わる。本発明によれば、異なる焦点長さをもつレンズにおける、レンズの焦点合わせ操作が、主サブ区間全体に亘って同じとなることが好適である。主サブ区間は、最も普通に用いられる焦点距離、例えば２０フィートから６フィートまでの焦点距離であるが、これは、無限大の焦点距離から６フィートの焦点距離に対応するサブ区間に拡大させてもよい。しかしながら、本発明によるカメラ組立品は、別の焦点距離に広がる主サブ区間を採用してもよい。このことは、ある程度は芸術上の要請の問題だからである。
【００１０】
さらに、通常は焦点スケールがレンズの周縁部分に延在しており、焦点スケールと焦点インデックスマークとの相対的移動は、レンズ本体に対する焦点スケール及び焦点インデックスマークのうちいずれか一方の回転により行われる。
【００１１】
従って、本発明の別の態様においては、像を撮るためにカメラハウジングに取り付け可能なレンズを提供する。
【００１２】
このレンズは、レンズシステム及びレンズ本体のうち一方の周縁部分に延在する複数の焦点距離マークを有する焦点スケールと、レンズシステム及びレンズ本体のうち他方の上の焦点インデックスマークと、を備えている。それにより、レンズシステムは、焦点インデックスマークを、所望する焦点距離に対応する焦点スケール上の焦点距離マークに揃えるための、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転により、所望する焦点距離にレンズを焦点合わせするために、レンズシステムの軸に沿って動かされることが可能である。
焦点スケールは、遠焦点距離に対応する位置と近焦点距離に対応する位置の間に延在し、中間の焦点距離に対応する位置にて連結された少なくとも２つのサブ区間に分割されている。一方のサブ区間は、主サブ区間であり、レンズシステムの位置は焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的角度位置に比例して変化する。他方のサブ区間は、従サブ区間であり、レンズシステムの位置は焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的回転に必ずしも比例しない。サブ区間におけるレンズの位置が、その長さの一部に亘って焦点スケールの相対的回転に比例することも可能であるが、中間の焦点距離に対応する焦点スケールの領域において、主サブ区間と従サブ区間の間で円滑に移行することが、好ましい。
【００１３】
本発明のさらに別の態様においては、一組の交換可能なカメラレンズを形成する方法を提供する。この方法は、多数のレンズを形成することを含み、各レンズは、レンズ本体とレンズシステムとを有し、レンズシステムはレンズの焦点距離を変えるためにレンズ本体に対して可動であり、各レンズは他の１又は複数のレンズの焦点長さとは異なる焦点長さを有している。
そして、複数の焦点距離マークを具備するレンズシステム及びレンズ本体のうちの一方の上の焦点スケールと、複数の焦点インデックスマークを具備するレンズシステム及びレンズ本体のうちの他方とを形成する。それにより、焦点インデックスマークを、所望する焦点距離に対応する焦点スケール上の焦点距離マークに揃えるための、焦点スケールと焦点インデックスマークとの相対的移動により、レンズを所望する焦点距離に合わせることができる。
焦点スケールは、遠焦点距離に対応する位置と近焦点距離に対応する位置の間に延在し、中間の焦点距離に対応する位置で連結された少なくとも２つのサブ区間に分割されている。サブ区間のうちの１つは主サブ区間であり、主サブ区間内のいずれかの焦点距離にレンズを焦点合わせするために必要な、焦点スケールと焦点インデックスマークの相対的移動が、少なくとも２つのレンズにおいて実質的に同じである。
【００１４】
本発明によるレンズ及びレンズ組立品は、専門家の使用を意図しているが、アマチュアの使用にも利用可能である。例えば、交換可能なレンズが必要な、いわゆるビデオカメラにおける使用である。
【００１５】
ここで、本発明は、添付の図面を参照しつつその具体例に関連した例示により説明される。しかしながら、多様な変更及び修正は当業者には自明のことであることを注記する。そのような変更及び修正は、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲内に含まれるものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、カメラハウジングと複数の交換可能なレンズとを備えた本発明によるカメラ組立品の概略的な立側面図である。
【図２】図２は、図１に示したカメラ組立品に使用可能な１つのレンズの立側面図である。
【図３】図３は、本発明によるカメラ組立品における２つの異なるレンズとともに使用可能な一対の焦点スケールの平面図である。
【図４】図４は、レンズに用いたカムの横に示された、本発明によるカメラ組立品に使用可能な２１mmの１つの焦点スケールの外観図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明によるカメラ組立品に用いたレンズの焦点リングの回転角度と、対応するレンズの焦点距離との関係を示したグラフである。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明によるカメラ組立品に用いたレンズの焦点リングの回転角度と、対応するレンズの焦点距離との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明によるカメラ組立品を概略的に示した図である。カメラ組立品は、専門家的な動画像の制作又は高性能の電子ニュース取材に使用可能である高品質の映画撮影用カメラ又はビデオカメラにおけるカメラ本体１とともに、カメラ本体１に取付可能である交換可能なレンズ２を有する。各レンズ２は、他のレンズの焦点長さとは異なる焦点長さを有しており、図１では３つのレンズのみが示されているが、目的に応じて多数のレンズを使用可能である。レンズの通常の焦点長さは、１６mm、１８mm、２１mm、２５mm、３５mm、４０mm、５０mm、７５mm、１００mm、２００mm、又は他の値である。
【００１８】
図２は、このようなレンズの１つを詳細に示した図である。このレンズは、その内部にレンズ群（図示せず）を収容するレンズ本体１０と、レンズをカメラ本体上の対応する装着部に取り付けるための装着機構１２とを有する。レンズは、焦点リング１４を有し、焦点リング１４は、レンズ本体内のレンズ群又は特定の１又は複数のレンズ要素をレンズ本体内でレンズ群の光学軸に沿って前方又は後方に動かすために、レンズ軸の周りで手動にて回転可能である。焦点リング１４は、リングの周縁にギア歯を形成するために切削されており、これは、レンズ本体の周りにおけるリングの手動回転のために、又は、フォローフォーカスギア等の機械的焦点合わせ機構（図示せず）のギア歯と噛み合うために、ギザギザのある表面を実現する。アパーチャリング１６も、レンズの開口を変えるために設けられている。アパーチャリング１６は、焦点リング１４と同様の方法でギアとして形成可能であり、アパーチャスケール１８が、アパーチャリング１６の隣に設けられている。
【００１９】
レンズ本体１０は、焦点リング１４の隣に一般的に長方形である開口２０を有し、カメラ操作者が視認できるように焦点スケール２２を露出させている。焦点スケール２２は、レンズのレンズ群に取り付けられ、少なくとも周縁部分の動きに関する限りレンズ群に固定されている（レンズ群又は１又は複数のレンズ要素は、レンズの光学軸に沿って焦点スケールに関連して可動である）。焦点スケール２２は、細い直線状の焦点距離マーク２４の配列を有しており、これらは焦点距離を示す数字２６に関連づけられている。さらに、焦点インデックスマーク２８が、焦点距離マーク２４と同じ又はほぼ同じ幅でレンズ本体１０上に設けられている。それにより、焦点リング１４を回転することにより、焦点インデックスマーク２８を、焦点距離マーク２４のいずれか１つに揃えることが可能である。焦点インデックスマーク２８は、図示の場合、無限大の焦点距離マークに揃えられている。周方向において焦点距離番号２６よりも格段に小さいスペースを占める焦点距離マーク２４を用いることにより、所望の焦点距離に対する焦点スケール２２の位置合わせを、焦点スケールが単に焦点距離番号２６のみから構成される場合に比べて遙かに正確に行うことが可能である。
【００２０】
もちろん、焦点スケール２２がレンズ群に固定されかつ焦点インデックスマーク２８がレンズ本体上に配置されることは、本発明にとって本質ではない。焦点スケールがレンズ本体に固定されかつ焦点インデックスマークがレンズ群に固定されることも全く可能であり、その場合は、レンズの焦点合わせをするために、焦点スケールではなく焦点インデックスマークを回転する。
【００２１】
図３は、本発明のカメラ組立品の２つの異なるレンズに使用できる一対の焦点スケールを示している。図の右側に示された一方の焦点スケール３０は、焦点長さ１００mmのレンズに用いることを想定しており、他方の焦点スケール３２は、より短い焦点長さ２１mmのレンズに用いることを想定している。各焦点スケールは、焦点インデックスマーク２８（図２に図示）に揃えられる焦点距離マーク２４の配列を有し、焦点距離マーク２４に関連付けられた焦点距離番号２６の配列（図２に図示）を有している。これにより、１つの焦点距離マーク２４がレンズ本体上の焦点インデックスマークに揃えられたとき、焦点距離の設定を読み取ることができる。ほとんどの焦点距離マークは、焦点距離を示す数字と関連付けられているが、各焦点距離マークにそれ独自の焦点距離番号を付する必要はない。（図３に示した周縁寸法すなわち縦寸法において）焦点距離マークに比べて焦点距離番号の寸法が極めて大きいことを考慮すると、例えば７1/2フィート及び８1/2フィートに対応するそれらの焦点距離マーク２４’のように幾つかの焦点距離マークについては、焦点スケールの混み合い過ぎを避けるために焦点距離番号に関連付けなくともよい。
【００２２】
焦点スケール３０は、焦点長さ１００mmのレンズに用いるためであり、本実施例においては、焦点スケール全体に亘って線形である、すなわち、基準位置（例えば無限大の焦点位置に対応する位置）からのレンズ群の軸移動は、焦点リングが焦点スケール全体に対して回転した角度に比例する。従ってレンズは、レンズ本体内の螺旋形状のカムと噛み合う螺子すなわちカム従動子を用いてレンズ本体内のレンズ群を支持するように構成することができる。よって、焦点リングが無限大に対応する位置から３フィートの位置まで回転するにつれて、レンズの焦点距離は、焦点スケールに沿った焦点インデックスマークの位置の逆数に従って実質的に変化する。
【００２３】
図３は、本発明のカメラ組立品に用いられる、別のレンズの焦点スケール３２も示している。この場合は、より短い焦点長さ２１mmであり、焦点長さ１００mmの焦点スケール３０と実質的に同じ全体長さで延在している（すなわち、焦点長さ１００mmのレンズと回転角度が同じである）。もちろん、いずれかのレンズが焦点長さ１００mmのレンズとは異なる直径を有する場合は、焦点スケールの物理的長さを、レンズの周縁の差を収容するために変更する必要があるであろう。１００mmレンズの焦点範囲は無限大から３フィートまで延在するのに対し、２１mmレンズの焦点範囲は無限大から１フィートまで延在する。２１mmレンズにおける焦点スケール３２は、１００mmレンズにおけるそれのように焦点スケール全体に亘って線形とはなっていない。その替わりに、２つのサブ区間に分割されている。第１のサブ区間は、無限大の焦点距離３４から中間の焦点距離３６まで延在し、そして、第２のサブ区間は、中間の焦点距離である６フィートから１フィートの近焦点距離まで延在する。無限大から６フィートまで延在するサブ区間は、主サブ区間と称され、線形であり、かつ、焦点長さ１００mmのレンズの焦点スケール３０において同じく無限大から６フィートまで延在する部分と実質的に同じである。これにより、６フィートから無限大までの範囲の焦点距離でレンズを焦点合わせするために、レンズの焦点長さに関わりなく、全く同じ焦点リングの手動操作を必要とし、又は、自動焦点を用いる場合は全く同じ焦点合わせの機械的駆動を必要とすることとなる。
【００２４】
物体が主サブ区間の中間の焦点距離３６を超えてレンズに近づくと、焦点インデックスマーク２８（図２に図示）を、焦点スケールの従サブ区間を形成する中間の焦点距離３６と近焦点距離３８の間における関係する部分に揃えるようにレンズの焦点リングが回転させられる。従サブ区間は、本実施例では主サブ区間におけるような線形（すなわち、所与の点からのレンズ群の動きすなわち移動が焦点リングの回転角度に比例する）とはなっておらず、その替わりに圧縮されている。そのために、所与の角度での焦点リングの回転により、レンズ群は、主サブ区間において移動する距離よりも大きな距離を移動することとなる。よって、このレンズの焦点距離を、１００mmレンズの焦点距離よりも大きく短縮させることとなる。例えば、１００mmレンズの焦点距離を６フィートから４フィートまで短縮させる回転角度と同じ回転角度が、２１mmレンズの焦点距離を６フィートから約２フィート９インチまで短縮させる。そして、１００mmレンズにおける３フィートの焦点距離への回転が、２１mmレンズにおいては１フィートの焦点距離とする。
【００２５】
焦点リングの所与の回転に対して焦点長さ２１mmのレンズのレンズ群が移動する距離の変更は、レンズ本体内のカム表面のピッチを変更することにより実現可能であり、このカム表面により、焦点リングの回転中にレンズ群上のカム従動子とともにレンズ群自体がレンズの光軸に沿って移動させられる。
【００２６】
逆に、例えば１００mmよりも大きな焦点長さをもつレンズについては、従サブ区間を圧縮させる替わりに伸張させることが望ましい。これにより、所与の角度で焦点リングを回転させると、レンズ群は、主サブ区間において移動する距離よりも短い距離を移動することとなる。よって、レンズの焦点距離を、１００mmレンズの焦点距離よりも小さく短縮させることとなる。しかしながら、より長い焦点長さのレンズは、大きな近焦点距離を有する傾向があるので、これは必要な場合も不要な場合もある。
【００２７】
また、特に近焦点距離に対応する位置の近傍においても、付加的要素が導入されたり排除されたりする場合、すなわち、レンズにおける他の物理的変更の観点から、焦点リングの回転に伴うレンズシステムの移動の大きさは、大きく変化する。
【００２８】
図４は、図３に示した２１mmレンズにおける焦点スケールの図であり、同じ縮尺にて、その横に１つのカム４０が示されており、このカム４０はレンズハウジング内に組み込まれている。焦点スケールとカムは、通常、接続されていることにより、レンズの周りの焦点リングの回転（図の縦方向に焦点リングが移行することに相当する）が、カム従動子を動かす作用を及ぼし、それによりレンズ群を水平方向に動かす。通常、１以上の、そして普通は２つのカム及びカム従動子が、レンズの両端部に配置されて存在する。２つのカムの場合、第２のカムは、図示されたものと同様の形態にて垂直方向に１８０度ずれて、又は他の角度で存在する。例えば、ｎ個のカム及びカム従動子の場合、それらのカムは３６０／ｎの角度ずつずれている。
【００２９】
図示の通り、カムは２つの部分に分割されている。無限大焦点距離から６フィート焦点距離まで延在するカムの第１部分４２は、図示の通りほぼ直線状であり、焦点リングに対して一定の角度で延びているので、レンズハウジングを螺旋状に取り巻いて延在しており、よって、焦点リングの回転に比例する距離だけレンズ群を軸方向に移動させる。６フィート焦点距離から１フィート焦点距離まで延在するカムの第２部分４４は、ほぼ直線状（厳密にではなく、もう一方のカム部分との境界の一点のみにおいて直線状であって、その後直ちに傾斜が変化している）であり、中間の焦点距離（６フィート）に対応する焦点リングの中間点における領域（実際には領域ではなく、点である）ではカムの第１部分４２と同じ角度であるが、近焦点距離に対応するその末端領域４６ではカムが曲がることにより、カムにより描かれる螺旋のピッチは大きくなり、焦点リングの所与の回転に伴うレンズ軸に沿ったレンズ群の移動は大きくなる。
【００３０】
図５ａ及び図５ｂは、焦点リングの回転角度に対する、レンズのレンズ群の基準位置（この場合無限大焦点距離に対応する位置）からの移動距離を示すグラフである。図５ａは、焦点リングの回転の関数としての、焦点長さ１００mmのレンズにおけるレンズ群の移動を示している。このグラフでは、横軸は焦点リングの回転角度を示し、縦軸は焦点距離（無限大から３フィートまでの範囲）、及び、ゼロ（すなわち無限大焦点距離）から１．００００までの範囲の１／焦点距離（図を規格化するために実際には３／焦点距離）の双方を示す。焦点リングの回転角度に対する、任意単位におけるレンズ群の移動距離の値（ｙ）、及びフィートでの焦点距離の値（３／ｙ）は、以下の表１に示す。
【００３１】
【表１】
0005433019.tif 000002
【００３２】
表１に示すように、レンズ軸に沿ったレンズ群の移動距離は移動範囲全体に亘って焦点リングの２２．５°毎の回転に対して任意単位にて０．０８３３の一定値であるので、レンズは線形である。ここで、特定の値０．０８３３はレンズ群の屈折率及びレンズの物理的寸法等の多数の要因に依存するので、重要ではないことを理解されたい。重要な点は、移動距離が一定であり、故に、レンズ群を動かす螺旋カムにおいて螺子すなわちカム従動子を用いてレンズを形成できることである。
【００３３】
図５ｂは、本発明の本実施例による焦点長さ２１mmのレンズにおける焦点リングの回転に対するレンズ群の移動距離を示したグラフである。焦点リングの回転角度に対する、任意単位におけるレンズ群の移動距離の値（ｙ）、及びフィートでの焦点距離の値（３／ｙ）は、以下の表２に示す。
【００３４】
【表２】
0005433019.tif 000003
【００３５】
１００mmレンズと同様に、無限大焦点距離は、焦点リングの０°の回転に対応する。焦点リングが１３５°回転すると、レンズ群は１００mmレンズと同じ距離だけ移動し、それによりレンズは６フィートで焦点を合わせることになり、２つのレンズの焦点スケールは、これらの点の間において実質的に正確に同じである。しかしながら、焦点リングが１３５°を超えて回転されると、焦点リングの回転の増分に対するレンズ群の移動の度合いは、変わってくる。本実施例では、レンズ群のカム表面が変化することにより、レンズ群の移動が、この範囲の末端まで焦点リングの回転角度の多項式関数に比例し、この場合は二次関数である。レンズ軸に沿ったレンズ群の実際の直線移動は、本実施例は次の式により与えられる。
ｙ＝１．０９７４ｘ２−２．５９２６ｘ＋２
【００３６】
言い換えると、レンズ群を動かすために必要な焦点リングの回転は、レンズ群の移動の平方根の関数となる。よって、焦点リングが１３５°から１５７．５°まで回転すると、レンズ群の移動は、１００mmレンズの場合０．０８３３単位から０．１３８９単位までとなる。さらに２２．５°回転して１８０°になると、レンズ群の移動は０．２５単位だけ増すが、さらに２２．５°回転して２０２．５°になると、レンズ群の移動は０．３６１単位だけ増すことになる。
【００３７】
現時点では好適であるが、レンズ群の移動と焦点リングの回転の間の二次関係は、唯一可能な関係ではなく、いずれの関係も原理的に用いることができる。従って、レンズ群の移動が、中間の焦点距離を超えると焦点リングの回転の指数関数に比例するようにしてもよく、あるいは、焦点リングが中間の焦点距離を過ぎて回転するときに中間の焦点距離を超えると焦点リングの回転角度の三次関数で与えられるようにしてもよい。しかしながら、焦点リングの回転角度の関数としてのレンズ群の移動距離が、中間の焦点距離において線形関係から非線形関係へと円滑に移行することが、好適である。よって、中間の焦点距離においては、主サブ区間における焦点リングの回転に対するレンズ群の移動距離と、従サブ区間における焦点リングの回転に対するレンズ群の移動距離が、等しくなるべきである。言い換えるならば、図５ｂに示したグラフにおいて、主サブ区間における焦点リングの回転角度に対するレンズ群の移動距離の直線は、従サブ区間における焦点リングの回転角度に対するレンズ群の移動距離の曲線の接線となるべきである。
【００３８】
本実施例においては、線形の主サブ区間と非線形の従サブ区間を分割する中間の焦点距離に対応する焦点スケール上の位置（この場合６フィート）が、焦点スケール全体の中点であるが、別の実施例においては、異なる位置に配置されていてもよい。好適には、中間の焦点距離は、焦点スケールに沿った長さの１／３と２／３の間に配置され、そして特に、焦点スケールに沿った長さの４０％と６０％の間に配置される。一般的に、中間の焦点距離は、焦点スケールの中間にあることが好ましい。これは、短い距離での撮影は頻度が少ないだけでなく、中間の焦点距離から近焦点距離まで延在する従サブ区間における距離での撮影は、目又は自動焦点によりレンズを通して焦点合わせされるからである。主サブ区間に対応する距離での焦点合わせは、特に自動焦点の場合、焦点を合わせたくない物体が捕捉されてしまうので、一般的に目又は自動焦点ではなく手動で行わなければならない。さらに、焦点スケール全体をスパンするために２７０°回転させる必要のある焦点スケールにおいては、焦点スケールに沿った長さの中点に中間の焦点距離を設定することは、主サブ区間をスパンするために１３５°回転させることになる。これは、１回の手首操作による最大の快適な回転にほぼ対応する。
【００３９】
本実施例に記載したように、レンズの焦点スケールは、主サブ区間全体で線形である。しかしながら、このことは好適ではあるが、少なくとも本発明の最も広い態様においては本発明に本質的なものではない。従って、このサブ区間においてカムを適切に調節することにより、レンズ群の移動と焦点リングの回転の間に多様な異なる関係を持たせることも可能である。重要な点は、主サブ区間における関係が、異なるレンズ同士の間で同じとなることであり、特に、カメラ組立品における全てのレンズについて同じとなることである。
【符号の説明】
【００４０】
１  カメラ組立品
２  レンズ
１０  レンズ本体
１２  装着機構
１４  焦点リング
１６  アパーチャリング
１４  アパーチャスケール
２０  開口
２２  焦点スケール
２４  焦点距離マーク
２６  焦点距離番号
２８  焦点インデックスマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005433019.tif 000007
【図５ａ】
0005433019.tif 000008
【図５ｂ】
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