(57)【要約】【課題】大型化することなく、かつコストを増加させずに、どのズーム領域であっても、カメラ本体に入射されるフレア成分光を除去することができるレンズ機構を提供すること。【解決手段】制御回路２０１は、たとえば、カメラ本体から送信された情報に基づいて、ズーム駆動モータ２０２の駆動を制御する。その結果、ズーム位置センサ２０３から送信された第二レンズ群位置を示す情報を受信する。そして、制御回路２０１は、第二レンズ群の位置を示す情報に基づいて、絞り機構（絞り羽根）の最大絞り口径を算出、または、設定テーブルから取得する。そのうえ、制御回路２０１は、絞り機構（絞り羽根）の絞り径が、算出または取得された最大絞り口径を超えない範囲で、絞り開閉モータ２０４の駆動を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒の内部に、光軸方向に往復移動する変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の像面側において、絞りを開閉する絞り機構と、前記絞り機構を制御し、絞り径を調整する制御手段と、前記変倍レンズ群の位置を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記検出手段によって検出された前記変倍レンズ群の位置が、所定のズーム位置にあるときに、前記絞り機構の最大絞り口径が軸上光線束と略同一径となるように、前記絞り機構を制御することを特徴とするレンズ機構。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記検出手段によって検出された前記変倍レンズ群の位置が、軸上光線束径よりも最大軸外光線の下光線が大きくなるズーム位置にあるときに、前記絞り機構の最大絞り口径が軸上光線束と略同一径となるように、前記絞り機構を制御することを特徴とする請求項１に記載のレンズ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入射光をカメラ本体に入射させるレンズ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絞り羽根を開閉させることによって絞り径を変化させ、カメラ本体への入射光の光量を調整する絞り機構と、この絞り機構の絞り径を自動的に制御する制御手段とが備えられているカメラまたはレンズが多く存在する。そして、このようなカメラまたはレンズを用いることにより、撮影時における入射光の光量を常に最適に保つことができるとされている。
【０００３】
しかしながら、上記従来技術、特に、高倍率のズームレンズにあっては、絞り径が最大となったとき（開放時）に、絞りと軸上光線束との隙間からフレアの原因となる余分な軸外光線（以下、「フレア成分光」という）がカメラ本体に入射されてしまうズーム領域が発生するといった問題が生じていた。そこで、上記問題を解決するため、たとえば、従来の絞り機構に加えて、フレア成分光を除去するフレアカッターを備えたレンズ機構が考案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２９４８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術にあっては、従来のレンズ機構に加えて、フレアカッターを駆動させるための駆動モータなどを別途設ける必要があるため、大型化する、開発・製造・保守などにかかるコストが増加する、電力消費が増加するなど、多くの問題が生じていた。そこで、多くのユーザからは、上記問題を生じさせることなく、どのズーム領域であっても、カメラ本体に入射されるフレア成分光を除去することができるレンズ機構が望まれていた。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、大型化することなく、かつコストを増加させずに、どのズーム領域であっても、カメラ本体に入射されるフレア成分光を除去することができるレンズ機構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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるレンズ機構は、レンズ鏡筒の内部に、光軸方向に往復移動する変倍レンズ群と、前記変倍レンズ群の像面側において、絞りを開閉する絞り機構と、前記絞り機構を制御し、絞り径を調整する制御手段と、前記変倍レンズ群の位置を検出する検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記変倍レンズ群の位置が、所定のズーム位置にあるときに、前記絞り機構の最大絞り口径が軸上光線束と略同一径となるように、前記絞り機構を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかるレンズ機構は、上記に記載の発明において、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記変倍レンズ群の位置が、軸上光線束径よりも最大軸外光線の下光線が大きくなるズーム位置にあるときに、前記絞り機構の最大絞り口径が軸上光線束と略同一径となるように、前記絞り機構を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大型化することなく、かつコストを増加させずに、どのズーム領域であっても、カメラ本体に入射されるフレア成分光を除去することができるレンズ機構を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレンズ機構の好適な実施の形態をビデオカメラ用の四群ズームレンズを一例に詳細に説明する。なお、この発明にかかるレンズ機構は、四群ズームレンズへの適用に限らず、たとえば、二群、三群、五群ズームレンズなどにも適用することができる。また、カメラ本体と別体式のズームレンズへの適用に限らず、カメラ本体と一体式のズームレンズにも適用することができる。また、ビデオカメラ用に限らず、デジタルカメラ、フィルムカメラなど、種々のカメラ用のズームレンズにも適用することができる。
【００１１】
（実施の形態）
（ズームレンズの構成）
まず、本実施の形態にかかるズームレンズの構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかるズームレンズの光学系の構成を示す説明図である。図２は、本実施の形態にかかるズームレンズの制御系の構成を示す説明図である。
【００１２】
図１は、ズームレンズ１００を構成するレンズ鏡筒に形成された開口部（図示省略）の内部構成を示したものであり、図１に示すように、ズームレンズ１００は、光軸１０１方向の物体側（被写体）から順に、第一レンズ群１１１、第二レンズ群１１２、絞り機構１１５、第三レンズ群１１３、第四レンズ群１１４、を備えて構成されている。また、図１において、符号１０２は軸上光線束を、符号１０３は、最大軸外光線を示す。そして、図１において、符号Ｎはフレアが生じやすいズーム領域を、符号Ｎ１はそのＷｉｄｅ側の境界線を、符号Ｎ２はＴｅｌｅ側の境界線を示す。さらに、Ｄ１は絞り機構１１５の最大絞り口径を示す。
【００１３】
第一レンズ群１１１は、正屈折力を有し、図示を省略する駆動モータの駆動により、光軸１０１方向に移動することによって、写体に対する焦点位置を決定するいわゆるフォーカスレンズ群（フォーカス系）である。
【００１４】
第二レンズ群１１２は、負屈折力を有し、図２を用いて後述するズーム駆動モータ２０２の駆動により、図示を省略するドライブギヤ、ドライブベルト、ドライブシャフトなどを介して、光軸１０１方向に往復移動することによって、焦点距離を変えるいわゆる変倍レンズ群（バリエータ）である。
【００１５】
第三レンズ群１１３は、正屈折力を有し、図示を省略する駆動モータの駆動により、光軸１０１方向に移動することによって、第二レンズ群１１２の移動によって生じた焦点位置のズレを補正するいわゆる補正レンズ群（コンペンセータ）である。第四レンズ群１１４は、正屈折力を有し、前群の虚像を実像に戻すいわゆるマスターレンズ群（リレー系）である。
【００１６】
絞り機構１１５は、第二レンズ群１１２と第三レンズ群１１３との間に設けられ、レンズ鏡筒に形成された開口部を光軸１０１から周方向に向かって開閉する複数枚の絞り羽根を備える。この絞り羽根が、図２を用いて後述する絞り開閉モータ２０４の駆動によって、上記開口部を開閉することにより、上記開口部を通過してカメラ本体に入射される入射光の光量を調整する。
【００１７】
図２は、ズームレンズ１００の各部を制御する制御系の構成を示したものであり、図２に示すように、ズームレンズ１００は、制御回路（制御手段）２０１、ズーム駆動モータ２０２、ズーム位置センサ２０３、絞り開閉モータ２０４、絞り開度センサ２０５、を備えて構成されている。
【００１８】
制御回路２０１は、ズームレンズ１００の制御系の全体を司るＣＰＵ、各種処理プログラムや各種設定情報などを記憶するＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、ズーム駆動モータ２０２や絞り開閉モータ２０４を作動させるための各種ドライバ、カメラ本体やズームレンズ１００を構成する各構成部（ズーム駆動モータ２０２、ズーム位置センサ２０３、絞り開閉モータ２０４、および絞り開度センサ２０５）とのデータの入出力を制御する各種Ｉ／Ｆ（インターフェース）などを備えて構成される。
【００１９】
このように構成された制御回路２０１は、たとえば、カメラ本体から送信された情報に基づいて、ズーム駆動モータ２０２の駆動を制御する。その結果、ズーム位置センサ２０３から送信された第二レンズ群１１２の位置を示す情報を受信する。
【００２０】
そして、制御回路２０１は、第二レンズ群１１２の位置を示す情報に基づいて、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径を算出、または、設定テーブルから取得する。そのうえ、制御回路２０１は、絞り機構１１５（絞り羽根）の絞り径が、算出または取得された最大絞り口径を超えない範囲で、絞り開閉モータ２０４の駆動を制御する。
【００２１】
ズーム駆動モータ２０２は、制御回路２０１の制御によって作動し、ドライブギヤ、ドライブベルト、ドライブシャフトなどを介して、第二レンズ群１１２を光軸１０１方向に往復移動させる。このズーム駆動モータ２０２には、たとえば、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータ、超音波モータなどを採用することができる。
【００２２】
ズーム位置センサ２０３は、検出手段として機能し、第二レンズ群１１２の位置を検出する。そして、ズーム位置センサ２０３は、検出した第二レンズ群１１２の位置を示す情報を、制御回路２０１へ送信する。このズーム位置センサ２０３には、たとえば、光センサ、赤外線センサ、測距センサ、ホールセンサなどを採用することができる。
【００２３】
絞り開閉モータ２０４は、制御回路２０１の制御によって作動し、ドライブギヤ、ドライブベルト、ドライブシャフトなどを介して、絞り機構１１５に備えられた絞り羽根を駆動し、レンズ鏡筒に形成された開口部を開閉する。この絞り開閉モータ２０４には、たとえば、ズーム駆動モータ２０２と同様に、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータ、超音波モータなどを採用することができる。
【００２４】
絞り開度センサ２０５は、絞り機構１１５（絞り羽根）の開度、すなわち、絞り径を検出する。そして、絞り開度センサ２０５は、検出した絞り機構１１５（絞り羽根）の開度を示す情報を、制御回路２０１へ送信する。この絞り開度センサ２０５には、たとえば、ズーム位置センサ２０３と同様に、光センサ、赤外線センサ、測距センサ、ホールセンサなどを採用することができる。
【００２５】
（制御回路２０１による設定初期化処理の手順）
つぎに、制御回路２０１による設定初期化処理の手順について説明する。図３は、制御回路２０１による設定初期化処理の手順を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）のＷｉｄｅ側の境界位置（Ｎ１）を取得する（ステップＳ３０１）。つぎに、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）のＴｅｌｅ側の境界位置（Ｎ２）を取得する（ステップＳ３０２）。そして、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）以外の領域に第二レンズ群１１２が位置したときの絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径（Ｄ１）を取得する（ステップＳ３０３）。さらに、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群１１２が位置したときの絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径（Ｄ２）を取得して（ステップＳ３０４）、一連の処理を終了する。
【００２７】
ここで、上述した設定初期化処理によって取得される各種設定値は、たとえば制御回路２０１に備えられたメモリなどにあらかじめ記録されており、ズームレンズ１００固有の値を有する。なお、上記各種設定値は、カメラ本体や、カメラ本体に挿入されたメモリーカードなどから取得するようにしてもよい。さらに、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）が複数の区間に分割されていてもよく、この場合、区間ごとに、最大絞り口径（Ｄ２）を取得するようにしてもよい。
【００２８】
（制御回路２０１による絞り機構１１５の制御処理の手順）
つぎに、制御回路２０１による絞り機構１１５の最大絞り口径の制御処理の手順について説明する。図４は、制御回路２０１による絞り機構１１５の最大絞り口径の制御処理の手順を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、カメラ本体から送信された情報などに基づいて、ズーム操作がおこなわれたか否かを判断する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１において、ズーム操作がおこなわれていないと判断した場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）は、繰り返しステップＳ４０１をおこなう。
【００３０】
一方、ステップＳ４０１において、ズーム操作がおこなわれたと判断した場合は、カメラ本体から送信された情報などに基づいて、ズーム操作に応じた方向に第二レンズ群１１２が移動するように、ズーム駆動モータ２０２の駆動を制御して（ステップＳ４０２）、その結果、ズーム位置センサ２０３から送信された第二レンズ群１１２の位置を示す情報を受信する（ステップＳ４０３）。
【００３１】
続いて、図３を用いて上述した設定初期化処理によって取得されたＮ１（フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）のＷｉｄｅ側の境界位置）およびＮ２（フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）のＴｅｌｅ側の境界位置）と、ステップＳ４０３で受信された第二レンズ群１１２の位置を示す情報と、に基づいて、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群１１２が位置したか否かを判断する（ステップＳ４０４）。
【００３２】
ステップＳ４０４において、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群１１２が位置していないと判断した場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）は、絞り機構１１５（絞り羽根）の開度＜＝Ｄ１（フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）以外の領域に第二レンズ群１１２が位置したときの絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径）となるように、絞り開閉モータ２０４の駆動を制御して（ステップＳ４０５）、ステップＳ４０１へ戻り、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０６を繰り返しおこなう。
【００３３】
一方、ステップＳ４０４において、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群１１２が位置したと判断した場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）は、絞り機構１１５（絞り羽根）の開度＜＝Ｄ２（フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群１１２が位置したときの絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径）となるように、絞り開閉モータ２０４の駆動を制御して（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０１へ戻り、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０６を繰り返しおこなう。
【００３４】
（ズーム操作後のズームレンズ１００の状態）
つぎに、ズーム操作後のズームレンズ１００の状態について説明する。図５および図６は、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群１１２が位置したときのズームレンズ１００の状態を示す説明図である。
【００３５】
このうち、図５は、第二レンズ群１１２がＮ１（フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）のＷｉｄｅ側の境界位置）に位置し、かつ、絞り機構１１５の最大絞り口径の制御がおこなわれる前のズームレンズ１００の状態を示す。一方、図６は第二レンズ群１１２がＮ２（フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）のＴｅｌｅ側の境界位置）に位置し、かつ、絞り機構１１５の最大絞り口径の制御がおこなわれる前のズームレンズ１００の状態を示す。
【００３６】
図５および図６に示すように、第二レンズ群１１２が、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に位置しているときは、最大軸外光線１０３が、軸上光線束１０２外部に位置しており、この差分から領域Ｆが生じている。この場合、図５および図６に示すように、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径がＤ１のままであると、フレアの原因となるフレア成分光が領域Ｆを通過して、カメラ本体に入射されてしまう。
【００３７】
一方、図７は、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）以外の領域に第二レンズ群１１２が位置したときのズームレンズ１００の状態を示す説明図である。図７に示すように、第二レンズ群１１２が、フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）以外の領域に位置しているときは、最大軸外光線１０３が、第三レンズ群１１３の位置において軸上光線束１０２内に収束する方向に向かっている。この場合は、図７に示すように、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径がＤ１のままであっても、フレアの原因となるフレア成分光がカメラ本体に入射されるようなことはない。
【００３８】
そして、図８は、図５に示したズームレンズ１００の状態から、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径が制御された後のズームレンズ１００の状態を示す説明図である。図８に示すように、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径が制御されたことによって、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径＝Ｄ２となっている。これにより、絞り位置における最大軸外光線１０３と軸上光線束１０２との差分から生じていた領域Ｆが解消され、この結果、軸上光線束１０２よりも外部を通過するフレア成分光を除去しつつ、撮影を継続することができる。
【００３９】
以上説明したように、この実施の形態にかかるズームレンズ１００によれば、第二レンズ群１１２の位置が、フレアが発生する（軸上光線束径よりも最大軸外光線の下光線が大きくなる）ズーム位置にあるときに、絞り機構１１５（絞り羽根）の最大絞り口径が軸上光線束と略同一径となるように、絞り機構１１５（絞り羽根）を制御する構成とした。
【００４０】
これにより、カメラ本体に入射されるフレア成分光を常に除去しつつ撮影を継続させることができる。また、フレア成分光を除去するための駆動モータなどの特別な機構を必要としないため、ズームレンズ１００が大型化するようなことや、電力消費が増加するようなことがないうえ、ズームレンズ１００の開発・製造・保守などにかかるコストを抑えることができる。そのうえ、絞り機構１１５（絞り羽根）によって軸上光線束がカットされることがないため、最大絞り口径時（開放時）のＦ値に悪影響を及ぼすこともない。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、制御回路２０１をズームレンズ１００側に設けられている例を用いて説明したが、これに限らず、たとえば、制御回路２０１が、ズームレンズ１００が装着されたカメラ本体側に設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかるレンズ機構は、ズーム機能および絞り機構を備えたあらゆるカメラ・レンズへの利用が可能であり、特に、高倍率・高精度のズームレンズやこれを備えたカメラ本体への利用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態にかかるズームレンズの光学系の構成を示す説明図である。
【図２】本実施の形態にかかるズームレンズの制御系の構成を示す説明図である。
【図３】制御回路による設定初期化処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】制御回路による絞り機構の最大絞り口径の制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群が位置したときのズームレンズの状態を示す説明図である。
【図６】フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）に第二レンズ群が位置したときのズームレンズの状態を示す説明図である。
【図７】フレアが生じやすいズーム領域（Ｎ）以外の領域に第二レンズ群が位置したときのズームレンズの状態を示す説明図である。
【図８】絞り機構（絞り羽根）の最大絞り口径が制御された後のズームレンズの状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  ズームレンズ
１０１  光軸
１０２  軸上光線束
１０３  最大軸外光線
１１１  第一レンズ群
１１２  第二レンズ群
１１３  第三レンズ群
１１４  第四レンズ群
１１５  絞り機構
２０１  制御回路
２０２  ズーム駆動モータ
２０３  ズーム位置センサ
２０４  絞り開閉モータ
２０５  絞り開度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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