(57)【要約】【課題】単一の光量比変更光学素子を使用して、焦点距離に応じた光量補正効果が得られる像面照度変更装置を提供する。【解決手段】光軸Ｏと直交方向に透過率が変化している光量比変更部材を、ズームレンズの光路途中に配置して像面の照度差を低減する像面照度変更装置であって、前記ズームレンズの光路途中に設けられた、ズーミングに伴い光軸に沿って移動する絞り２１との間隔が変動する他の第３レンズ群１３を構成するレンズの一つを、光量変更部材である透過率変更レンズ１３２とした。【選択図】  図１
2006201511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学要素間の相対位置変化により変倍可能な変倍光学系を有し、この変倍光学系の光軸と直交方向に透過率が変化している光量比変更部材を、前記変倍光学系の光路途中に配置して像面の照度差を低減する像面照度変更装置であって、
前記光量比変更部材を、前記変倍光学系の光路途中に設けられた、変倍に伴い光軸に沿って移動する絞りまたはシャッターとの間隔が変動する光学要素に配置したことを特徴とする像面照度変更装置。
【請求項２】
前記光量比変更部材は、光軸から光軸と直交する放射方向に透過率が高くなる請求項１記載の像面照度変更装置。
【請求項３】
前記光量比変更部材は、長焦点距離側に変倍されたときは絞りまたはシャッターの近傍位置に移動し、短焦点距離側に変倍されたときは絞りまたはシャッターから離反する位置に移動し、変倍に連動してこれらの位置間を移動する請求項１または２記載の像面照度変更装置。
【請求項４】
前記光量比変更部材は、変倍に応じて、絞りまたはシャッターの前側直近の光学要素と共に移動し、前記光量比変更部材が配置される光学要素は、絞りまたはシャッターと共に移動する光学要素とは異なる移動軌跡で移動する光学要素である請求項１乃至３のいずれか一項記載の像面照度変更装置。
【請求項５】
前記光量比変更部材は、前記変倍光学系を構成するレンズの一枚である請求項１乃至４のいずれか一項記載の像面照度変更装置。
【請求項６】
像面の中央に形成される中心像を形成する被写体光束は前記光量比変更部材の近軸領域を透過し、像面の周辺に形成される周辺像を形成する被写体光束は前記光量比変更部材の周辺領域を透過するように配置され、さらに前記周辺像を形成する被写体光束は、短焦点距離側では近軸領域から離反した周辺領域を通り、前記長焦点距離側では近軸領域に近い周辺領域を通ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の像面照度変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラなど撮影装置における像面照度変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラのレンズは、一般にワイド(広角、短焦点距離)になるほど像面の中央部と周辺部との光量比(照度比、比像面照度)が大きくなる。超広角レンズと呼ばれるワイドレンズとなると、前記光量比が非常におおきなものとなるため、光量比を小さくするための補正フィルターが知られている。
その構成は、フィルターの光軸近傍（中央部）から周辺部にかけて、透過率を連続的に変化せしめた（グラディエーション）もので、光軸近傍の透過率は周辺部の透過率より低くなっており、超広角レンズに使用したとき、像面において、中央部と周辺部との光量比が低減されるようになっている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２５８４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような補正フィルターをズームレンズに適用することを考えると、カメラのズームレンズは、一般に、ワイド（広角、短焦点距離）のときには像面の中央部と周辺部との光量比（照度差）が大きく、テレ（望遠、長焦点距離）になるに従って光量比（照度差）が小さくなる。よって、従来の光量比変更手段は、ズーミングにより焦点距離が変動すると、焦点距離によって光量補正効果が大きく異なってしまう、という問題があった。
【０００４】
本発明は、焦点距離の変化に対応して適切な光量補正効果が得られる像面照度変更装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成する本発明は、光軸と直交方向に透過率が変化している光量比変更部材を、変倍光学系の光路途中に配置して像面の照度差を低減する像面照度変更装置であって、前記光量比変更部材を、前記変倍光学系の光路途中に設けられた、変倍に伴い光軸に沿って移動する絞りまたはシャッターとの間隔が変動するレンズ群に配置したことに特徴を有する。
【０００６】
より実際的には、前記光量比変更部材は、光軸から光軸と直交する放射方向に透過率が高くなるように形成する。そうして前記光量比変更部材は、長焦点距離側に変倍されたときは絞りまたはシャッターの近傍位置に移動し、短焦点距離側に変倍されたときは絞りまたはシャッターから離反する位置に移動し、変倍に連動してこれらの位置間を移動するように形成する。
【０００７】
実施例の一つでは、前記光量比変更部材を、変倍に応じて、絞りまたはシャッターの前側直近の光学要素と共に移動し、前記光量比変更部材が配置される光学要素は、絞りまたはシャッターと共に移動する光学要素とは異なる移動軌跡で移動する光学要素とする。
他の実施例では、前記光量比変更部材を、ズーミングに応じて、絞りまたはシャッターの後側直近の光学要素と共に移動し、前記光量比変更部材が配置される光学要素は、絞りまたはシャッターと共に移動する光学要素とは異なる移動軌跡で移動するレンズ群とする。
【０００８】
前記変倍光学系を構成するレンズの一枚を前記光量比変更部材とすることが好ましい。
好ましい実施形態では、像面の中央に形成される中心像を形成する被写体光束は前記光量比変更部材の近軸領域を透過し、像面の周辺に形成される周辺像を形成する被写体光束は前記光量比変更部材の周辺領域を透過するように配置され、さらに前記周辺像を形成する被写体光束は、短焦点距離側では近軸領域から離反した周辺領域を通り、前記長焦点距離側では近軸領域に近い周辺領域を通るように形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光量比変更部材を、変倍光学系のズーミングに伴い、光路途中に配置された絞りまたはシャッターとの間隔が変動するように配置したので、ズーミングにかかわらず像面照度の均一化を図ることができる。
光量比変更部材を、光軸中心から光軸と直交する方向に透過率が高くなるように形成し、長焦点距離側にズーミングされたときは絞りまたはシャッターの近傍位置に移動し、短焦点距離側にズーミングされたときは絞りまたはシャッターから離反する位置に移動し、ズーミングに連動してこれらの位置間を移動するように構成することで、周辺像を形成する周辺像光束が、短焦点距離では光量変更部材の周辺領域を透過し、長焦点距離では光量変更部材の近軸領域を含む領域を透過するようになるので、長焦点距離から短焦点距離に亘って、像面中央部と像面周辺部の照射光量差を小さくする効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明について、添付の図面を参照してより詳細に説明する。図１は、本発明を、変倍光学系としての３群ズームレンズに適用した実施形態を光軸で縦断して示す図であって、図１（Ａ）はワイド端（最短焦点距離）の状態を、図１（Ｂ）はテレ端（最長焦点距離）の状態を示している。
【００１１】
このズームレンズは、被写体側から、負レンズ１１１および正レンズ１１２の貼り合わせレンズからなる全体として負の第１レンズ群１１、正レンズ１２１と正レンズ１２２の貼り合わせ正レンズおよび正レンズ１２３からなる全体として正の第２レンズ群１２、負レンズ１３１、正の透過率変更レンズ１３２、正レンズ１３３および負レンズ１３４からなる全体として正の第３レンズ群１３を備えている。
【００１２】
この実施形態では、第２レンズ群１２の最後端に位置する正レンズ１２３の後方に絞り２１が配置されている。この絞り２１は複数枚の羽根を備えていて、レリーズの際にマニュアルで、または自動絞り装置で設定された絞り値まで絞り込まれる構成である。
【００１３】
さらに第３レンズ群１３の負レンズ１３１に貼り合わせられたレンズを、光軸Ｏと直交する径方向外方に従って透過濃度が徐々に低く（可視光の透過率が徐々に高く）なる透過率変更レンズ１３２としてある。図１では、斜線を付した領域が透過濃度が中心から放射状に徐々に低く変化する領域である。つまり、透過率変更レンズ１３２の近軸領域に入射した光の透過率は低く、周辺領域に入射した光の透過率は高い。透過率変更レンズ１３２の透過濃度（透過率）は、中心から放射方向に連続的に透過濃度が低くなる構成が好ましいが、段階的同心円的に透過濃度が低くなる構成でもよい。
【００１４】
このズームレンズは、絞り２１が装着された第２レンズ群１２と透過率変更レンズ１３２が装着された第３レンズ群１３とは、ズーミングに際して異なる移動軌跡に沿って移動する構成である。そうして、絞り２１と透過率変更レンズ１３２とが、ワイド端（短焦点距離）では最も離反し（図１（Ａ））、テレ端（長焦点距離）では最も接近する（図１（Ｂ））。
【００１５】
このズームレンズによれば、ワイド端状態では、像面３１上の中心像３１ａを形成する光束は透過率変更レンズ１３２の透過率が低い近軸領域を透過し、像面３１上の周辺像３１ｂを形成する光束は、透過率変更レンズ１３２の透過率が高い周辺領域を透過する。一方、テレ端状態では、像面３１上の中心像３１ａを形成する光束は透過率変更レンズ１３２の近軸領域を透過するが、像面３１上の周辺像３１ｂを形成する光束も、中心像３１ａを形成する光束同様に、透過率変更レンズ１３２の近軸領域近傍を透過する。このようにこのズームレンズによれば、ズーミングに従って透過率変更レンズ１３２と絞り２１との間隔が変動して、周辺像光束はワイド端になるほど透過率の高い周辺領域を透過する比率が増える。
【００１６】
このように本実施形態のズームレンズは、中心像３１ａを形成する中心像光束はワイド端、テレ端にかかわらず透過率が低い領域を透過するが、周辺像３１ｂを形成する周辺像光束は、ワイド端になるほど透過率が高い周辺領域を透過する比率が高く、テレ端になるほど透過率が低い近軸領域を含む比率が高くなることにより、ワイド端からテレ端まで、焦点距離に応じて周辺光量が補正される。
【００１７】
図２には、開放状態における、この透過率変更レンズ１３２による周辺光量特性をグラフ化して示した。この図において、縦軸は像面における光量比を示し、横軸は光軸からの距離を示し、中央の縦軸が光軸位置を示している。この透過率変更レンズ１３２が存在しない場合（ノーマル）の、テレ端周辺光量特性ラインＮＬ、ワイド端周辺光量特性ラインＮＳに比較して、本実施形態の、テレ端周辺光量特性ラインＣＬ、ワイド端周辺光量特性ラインＣＳと、対応するノーマルのテレ端、ワイド端周辺光量特性ラインＮＬ、ＭＳとを比較すると明らかなように、いずれの場合も本実施形態は、透過率変更レンズ１３２が存在しない従来の場合よりも周辺光量が多く、周辺光量低下が少なくなっていることが分かる。
【００１８】
以上の通り本実施形態のズームレンズによれば、ワイド端からテレ端まで、焦点距離に応じて周辺光量の補正量が変化し、焦点距離にかかわらず近軸領域と周辺領域の光量差（照射光量差）の変動が抑えられる。
【００１９】
透過率変更レンズ（フィルタ）を絞りまたはレンズシャッタよりも被写体側に配置した実施形態について、図３を参照して説明する。このズームレンズは４群ズームレンズであって、被写体側から順に、負レンズ４１１、負レンズ４１２、負レンズ４１３、正の透過率変更レンズ４１４および正レンズ４１５からなる全体として負の第１レンズ群４１と、正レンズ４２１および負レンズ４２２の貼り合わせレンズからなる全体として正の第２レンズ群４２と、正レンズ４３１、正レンズ４３２と負レンズ４３３の貼り合わせレンズからなる全体として正の第３レンズ群４３と、負レンズ４４１、正レンズ４４２および正レンズ４４３からなる全体として正の第４レンズ群４４を備えている。第３レンズ群４３および第４レンズ群４４は、一体として光軸Ｏに沿って移動する。
【００２０】
この第２のズームレンズでは、第１レンズ群４１の負レンズ４１３と正レンズ４１５との間に透過率変更レンズ４１４が配置され、第３レンズ群４３の一番目の正レンズ４３１の前方に絞り５１が配置されている。透過率変更レンズ４１４は第１レンズ群４１と一体に移動し、絞り５１は第３レンズ群４３と一体に移動する。
【００２１】
第２のズームレンズは、第１レンズ群４１と第３レンズ群４３とが、ワイド（短焦点距離）端では離反し、テレ（長焦点距離）端では最接近するレンズ構成なので、透過率変更レンズ４１４と絞り５１も、ワイド端では離反位置にあり、テレ端では最接近位置にある。ここで、ワイド端では、像面３３上の中心像３３ａを形成する中心像光束は、透過率変更レンズ４１４の光軸Ｏを中心とする近軸領域を透過し、像面３３上の周辺像３３ｂを形成する周辺像光束は、近軸領域を外れた周辺領域を透過している（図３（Ａ））。一方、テレ端では、像面３３上の中心像３３ａを形成する中心像光束は、透過率変更レンズ４１４の光軸Ｏを中心とする近軸領域を透過するが、像面３３上の周辺像３３ｂを形成する周辺像光束においても、近軸領域近傍を透過している（図３（Ｂ））。
【００２２】
この第２の実施形態も第１の実施形態と同様に、中心像３３ａを形成する中心像光束はワイド端、テレ端にかかわらず透過率が低い近軸領域を透過するが、周辺像３３ｂを形成する周辺像光束は、ワイド端になるほど透過率が高い周辺領域を透過する比率が高く、テレ端になるほど透過率が低い近軸領域を含む比率が高くなることにより、ワイド端からテレ端において、焦点距離に応じて周辺光量が調整され、焦点距離にかかわらず中央と周辺の光量差の変動が抑えられる。
【００２３】
以上の第１、第２の実施形態は絞りを備えたズームレンズに適用した例であるが、本発明は、いわゆるレンズシャッタを備えたズームレンズ、変倍光学系にも適用できる。さらに本発明は、ズームレンズ、変倍光学系のレンズ構成も図示実施形態に限定されない。
図示実施形態では、光量比変更部材をレンズ（透過率変更レンズ１３２、４１４）で形成したが、平行平面板、フィルターとして形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用したズームレンズの実施形態のレンズ構成を示す図であって、（Ａ）はワイド端、（Ｂ）はテレ端を示す図である。
【図２】同ズームレンズの中央光量および周辺光量特性をグラフで示す図である。
【図３】本発明を適用したズームレンズの第２の実施形態のレンズ構成を示す図であって、（Ａ）はワイド端、（Ｂ）はテレ端を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１  第１レンズ群
１２  第２レンズ群
１３  第３レンズ群
１３２  透過率変更レンズ
２１  絞り
３１  像面
３１ａ  中心像
３１ｂ  周辺像
３３  像面
３３ａ  中心像
３３ｂ  周辺像
４１  第１レンズ群
４１４  透過率変更レンズ
４２  第２レンズ群
４３  第３レンズ群
４４  第４レンズ群
５１  絞り
【図１】
2006201511.tif 000003
【図２】
2006201511.tif 000004
【図３】
2006201511.tif 000005