(57)【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、
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、広角端状態においては被写体の方向へ移動し、望遠端状態においては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。
【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６０−１０２４３７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、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、広角端状態においては被写体の方向へ移動し、望遠端状態においては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Ｇ２との間の空気間隔を変化させるように第２レンズ群Ｇ２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４５−３９８７５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】
0003799738.tif 000002
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＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。
【００６３】
【表１】
0003799738.tif 000003
0003799738.tif 000004
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＝＋１．７０４０
ｆｂ＝−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１２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１５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】
0003799738.tif 000005
0003799738.tif 000006
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＝１７．５１６４
ｆｂ＝−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Ｇ３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１０５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１０８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】
0003799738.tif 000007
【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
【図１】
0003799738.tif 000008
【図２】
0003799738.tif 000009
【図３】
0003799738.tif 000010
【図４】
0003799738.tif 000011
【図５】
0003799738.tif 000012
【図６】
0003799738.tif 000013
【図７】
0003799738.tif 000014
【図８】
0003799738.tif 000015
【図９】
0003799738.tif 000016
【図１０】
0003799738.tif 000017
【図１１】
0003799738.tif 000018
【図１２】
0003799738.tif 000019
【図１３】
0003799738.tif 000020