JP2000305018A - Zoom lens - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化のために第3レンズ群の直後にNDフ
ィルタを含む絞り装置を配置することと、そのNDフィ
ルタと撮像素子とで生じる強度の強いゴーストを実用上
有害にならないようにすることを同時に達成し、更に、
小絞り時の周辺光量の上下のアンバランスも改善する。
【解決手段】 物体側より順に、位置が固定で正の屈折
力を有する第1レンズ群L1と、位置が可動で負の屈折
力を有する第2レンズ群L2と、位置が固定で正の屈折
力を有する第3レンズ群L3と、位置が可動で正の屈折
力を有する第4レンズ群L4及び撮像素子IMGから成
り、第1レンズ群から第3レンズ群で略アフォーカル系
を構成するズームレンズ1において、第3レンズ群と第
4レンズ群との間にNDフィルタを含む絞り装置2を配
置し、NDフィルタを含む絞り装置を、一端を物体寄り
に、他端を像面寄りになるように全体的に傾斜させた。
(57) [Problem] To dispose an aperture device including an ND filter immediately after a third lens group for miniaturization, and harmful ghost generated by the ND filter and the image sensor is practically harmful. At the same time,
The imbalance between the upper and lower peripheral light amounts at the time of a small aperture is also improved. SOLUTION: In order from an object side, a first lens group L1 having a fixed position and a positive refractive power, a second lens group L2 having a movable position and a negative refractive power, and a positive refraction having a fixed position. The zoom lens includes a third lens unit L3 having a power, a fourth lens unit L4 having a movable position and a positive refractive power, and an image pickup device IMG. The first to third lens units constitute a substantially afocal system. In the lens 1, a diaphragm device 2 including an ND filter is arranged between the third lens group and the fourth lens group, and the diaphragm device including the ND filter is arranged such that one end is closer to the object and the other end is closer to the image plane. As a whole.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主にビデオカメラ
及び静止画ビデオカメラ用のズームレンズのレンズ構成
とNDフィルタを含む絞り装置の配置に関し、ズームレ
ンズの小型化に適した絞り装置の配置と、その副作用で
生じる画質劣化の問題の解決手段を提供するためのもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens structure of a zoom lens for a video camera and a still picture video camera and an arrangement of an aperture device including an ND filter, and more particularly to an arrangement of an aperture device suitable for downsizing the zoom lens. The purpose of the present invention is to provide means for solving the problem of image quality degradation caused by the side effect.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の民生用ビデオカメラ用のズームレ
ンズは、図3にその一例aの屈折力配置を概略的に示す
ように、物体側より順に、位置が固定で正の屈折力を有
する第1レンズ群L1、位置が可動で負の屈折力を有す
る第2レンズ群L2、位置が固定で正の屈折力を有する
第3レンズ群L3、位置が可動で正の屈折力を有する第
4レンズ群L4及び撮像素子IMGから成るものが一般
的である。2. Description of the Related Art A conventional zoom lens for a consumer video camera has a fixed refractive power and a positive refractive power in order from the object side, as schematically shown in FIG. A first lens group L1, a second lens group L2 having a movable position and a negative refractive power, a third lens group L3 having a fixed position and a positive refractive power, and a fourth lens group having a movable position and a positive refractive power. Generally, the lens group includes a lens group L4 and an image sensor IMG.
【0003】尚、第2レンズ群L2が光軸上を像面側に
移動して、広角側から望遠側へとズーミングした時は、
図3中の実線及び破線の矢印で示すように、物点が無限
遠の時には第4レンズ群L4は、実線で示すように、第
2レンズ群L2と連動して像位置を一定に保つように作
用し、物点が近づいた時は第4レンズ群L4は、破線で
示すように上記実線とは違う第2レンズ群との連動位置
関係によって像位置を一定に保つ役割を為す。When the second lens unit L2 moves on the optical axis to the image plane side and zooms from the wide-angle side to the telephoto side,
As shown by the solid and broken arrows in FIG. 3, when the object point is at infinity, the fourth lens unit L4 interlocks with the second lens unit L2 to keep the image position constant as shown by the solid line. When the object point approaches, the fourth lens unit L4 serves to keep the image position constant by the interlocking positional relationship with the second lens unit different from the solid line as shown by the broken line.
【0004】ところで、絞り装置の絞り羽根は、第3レ
ンズ群L3の直前、直後、又は、第3レンズ群L3の構
成の中などに配置した実施例がある。絞り羽根は2枚構
成で略菱形の開口形状を形成し、一方の絞り羽根には光
量の可変範囲を広くすることと、被写体が明るいときに
小絞りになって、回折現象により画質が劣化するのを緩
和する目的でNDフィルタが接着してあるものが多い。There are embodiments in which the diaphragm blades of the diaphragm device are disposed immediately before, immediately after, or in the configuration of the third lens unit L3. The aperture blades have a two-piece configuration and form a substantially rhombic opening shape. One of the aperture blades has a wide variable range of light amount, and the aperture becomes small when the subject is bright, and the image quality is deteriorated due to a diffraction phenomenon. In many cases, an ND filter is adhered to alleviate the problem.
【0005】ズームレンズaは、上記したように、物体
側より順に固定で正の屈折力の第1レンズ群L1、可動
で負の屈折力の第2レンズ群L2、絞り装置IR、固定
で正の屈折力の第3レンズ群L3、可動で正の屈折力の
第4レンズ群L4及び撮像素子IMGから成るズームレ
ンズであり、第1レンズ群L1から第3レンズ群L3ま
での距離は、第2レンズ群L2の厚みと第2レンズ群L
2の移動量及び絞り装置の厚みの総和で決まる。尚、絞
り装置IRは、絞り羽根b1、b2及びNDフィルタN
Dを有する。[0005] As described above, the zoom lens a has a fixed first lens unit L1 having a positive refractive power, a movable second lens unit L2 having a negative refractive power, a diaphragm device IR, and a fixed positive lens unit. Is a zoom lens composed of a third lens unit L3 having a refractive power of 4, a movable fourth lens unit L4 having a positive refractive power, and an image sensor IMG. The distance from the first lens unit L1 to the third lens unit L3 is The thickness of the second lens unit L2 and the second lens unit L
2 and the total thickness of the diaphragm device. The aperture device IR includes aperture blades b1, b2 and an ND filter N.
D.
【0006】図3は、ズームレンズaの広角端における
レンズ群の配置を示すものである。即ち、ズームレンズ
aにおいては、第2レンズ群L2を射出した発散光束は
第3レンズ群L3に入射するまで広がり続ける。第3レ
ンズ群L3で略アフォーカルにすると、第4レンズ群L
4の焦点距離は、広角端の焦点距離を第1レンズ群L1
から第3レンズ群L3までの角倍率で割ることで決定さ
れる。そして、上記の角倍率が小さくなると第4レンズ
群L4の焦点距離が長くなって小型化が困難となる。FIG. 3 shows the arrangement of lens groups at the wide-angle end of the zoom lens a. That is, in the zoom lens a, the divergent light beam emitted from the second lens unit L2 continues to spread until it enters the third lens unit L3. If the third lens unit L3 is made substantially afocal, the fourth lens unit L
The focal length of the first lens unit L1 is the focal length at the wide-angle end.
Is determined by dividing by the angular magnification from to the third lens unit L3. When the angular magnification is reduced, the focal length of the fourth lens unit L4 is increased, and it is difficult to reduce the size.
【0007】図4は、上記ズームレンズaと同様の屈折
率配置の光学系を有し、絞り装置を、後述する本発明ズ
ームレンズに用いられるものと同様の配置としたズーム
レンズcを示すものである。FIG. 4 shows a zoom lens c having an optical system having the same refractive index arrangement as that of the above-mentioned zoom lens a, and having a diaphragm device arranged similarly to that used for a zoom lens of the present invention described later. It is.
【0008】上記ズームレンズcにおいては、第3レン
ズ群L3の直後に絞り装置IRを配置することで第1レ
ンズ群L1から第3レンズ群L3までの距離を短縮でき
るため、図3のズームレンズaに比べて第1レンズ群L
1から第3レンズ群L3までの略アフォーカルな光学系
の角倍率を大きくすることができ、必然的に第4レンズ
群L4の焦点距離を短縮することができて、小型化に極
めて有利になっている。In the zoom lens c, the distance from the first lens unit L1 to the third lens unit L3 can be shortened by disposing the diaphragm device IR immediately after the third lens unit L3. the first lens unit L
The angular magnification of the substantially afocal optical system from the first lens unit L3 to the third lens unit L3 can be increased, and the focal length of the fourth lens unit L4 can be reduced inevitably, which is extremely advantageous for miniaturization. Has become.
【0009】しかしながら、上記ズームレンズcの構成
では、図5に示すように、撮像素子IMGに結像して反
射した光が逆行してNDフィルタNDに平行光束として
入射し、再び平行光束として第4レンズ群L4に戻るた
め、光源のゴースト像が撮像素子IMGの近くに結像し
てしまうという問題があった。However, in the configuration of the zoom lens c, as shown in FIG. 5, the light which is imaged and reflected on the image pickup device IMG goes backward, enters the ND filter ND as a parallel light beam, and again as a parallel light beam. Since the light returns to the four-lens group L4, there is a problem that a ghost image of the light source is formed near the image sensor IMG.
【0010】このゴーストの結像を防止する目的で、上
記の絞り羽根b1、b2にNDフィルタNDを傾けて貼
り付ける方法が実施された例もある。しかし、高解像度
化によって撮像素子IMGの画素ピッチが細かくなる
と、絞り羽根の開口とNDフィルタNDの影響による回
折現象が問題になる。また、NDフィルタNDの濃度を
2段階、3段階等多段階にして、開口部に薄い濃度のも
のから濃い濃度のものへ徐々に挿入する手段が実施され
るようになると、NDフィルタが2枚重ねて使用された
り、面積も大きくなるなどして、上記のように絞り羽根
b1、b2に単純に傾けて貼り付けることが困難になる
場合も生じてきた。In order to prevent the ghost image from being formed, there is an example in which a method of attaching an ND filter ND to the aperture blades b1 and b2 at an angle is performed. However, when the pixel pitch of the image pickup device IMG becomes finer due to higher resolution, a diffraction phenomenon caused by the influence of the aperture of the aperture blade and the ND filter ND becomes a problem. Further, when the density of the ND filter ND is set to two levels, three levels, or the like, and a means for gradually inserting the density from the low density to the high density in the opening is implemented, the number of the ND filters becomes two. In some cases, it becomes difficult to simply tilt and attach the diaphragm blades b1 and b2 to the diaphragm blades b1 and b2 as described above due to repeated use and an increase in area.
【0011】次に小絞りの状態での周辺光量不足につい
て、図6を参照して説明する。Next, a description will be given, with reference to FIG. 6, of insufficient peripheral light quantity in the state of a small aperture.
【0012】即ち、2枚の絞り羽根b1、b2は図示し
ていない絞り装置の地板で形成された空間の中で、接触
したり、僅かに隙間を開けたりして移動できるように構
成されている。絞り羽根b1、b2は剛性を保つため適
度な厚みが必要なため、開口面積が小さくなると、画面
中心部へ向かう光束と、画面上部へ向かう光束と、画面
下部へ向かう光束とで、絞り羽根を通り得る光束断面積
に差が生じ、これが画面の上と下で光量のアンバランス
が生じる原因となってしまうことがある。That is, the two diaphragm blades b1 and b2 are configured to be able to move in contact with each other or with a slight gap in a space formed by the base plate of the diaphragm device (not shown). I have. Since the aperture blades b1 and b2 need an appropriate thickness in order to maintain rigidity, when the aperture area is reduced, the aperture blades are divided into a beam toward the center of the screen, a beam toward the top of the screen, and a beam toward the bottom of the screen. There is a difference in the cross-sectional area of the light beam that can pass through, and this may cause an imbalance in the light amount between the upper and lower parts of the screen.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上記
問題に鑑み、小型化のために第3レンズ群の直後にND
フィルタを含む絞り装置を配置することと、そのNDフ
ィルタと撮像素子とで生じる強度の強いゴーストを実用
上有害にならないようにすることを同時に達成し、更
に、小絞り時の周辺光量の上下のアンバランスも改善す
ることを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has been described in view of the above.
At the same time, a diaphragm device including a filter is arranged, and a strong ghost generated by the ND filter and the image sensor is prevented from becoming practically harmful. The task is to improve imbalance.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】物体側より順に、位置が
固定で正の屈折力を有する第1レンズ群と、位置が可動
で負の屈折力を有する第2レンズ群と、位置が固定で正
の屈折力を有する第3レンズ群と、位置が可動で正の屈
折力を有する第4レンズ群及び撮像素子から成り、第1
レンズ群から第3レンズ群で略アフォーカル系を構成す
るズームレンズにおいて、第3レンズ群と第4レンズ群
との間にNDフィルタを含む絞り装置を配置し、NDフ
ィルタを含む絞り装置を、一端を物体寄りに、他端を像
面寄りになるように全体的に傾斜させたものである。In order from the object side, a first lens group having a fixed position and a positive refractive power, a second lens group having a movable position and a negative refractive power, and a fixed lens position having a negative refractive power. A third lens group having a positive refractive power, a fourth lens group having a movable position and a positive refractive power, and an image sensor;
In a zoom lens that forms a substantially afocal system from a lens group to a third lens group, a diaphragm device including an ND filter is disposed between the third lens group and the fourth lens group, and the diaphragm device including the ND filter is The whole is inclined so that one end is closer to the object and the other end is closer to the image plane.
【0015】従って、小型化に適した光学系の屈折力配
置の実現と、その屈折力配置に伴うNDフィルタの配置
が原因で生じる有害なゴーストを事実上問題ないものと
することが同時に可能となると共に、小絞り時の周辺光
量の上下のアンバランスも改善することが可能となる。Accordingly, it is possible to simultaneously realize the refractive power arrangement of the optical system suitable for miniaturization and to make the harmful ghost caused by the arrangement of the ND filter accompanying the refractive power arrangement practically no problem. At the same time, it is possible to improve the vertical imbalance of the peripheral light amount at the time of the small aperture.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下に、本発明ズームレンズの実
施の形態について、添付図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0017】最初に、本発明の概略を説明する。First, the outline of the present invention will be described.
【0018】物体側より順に、位置が固定で正の屈折力
を有する第1レンズ群L1と、位置が可動で負の屈折力
を有する第2レンズ群L2と、位置が固定で正の屈折力
を有する第3レンズ群L3と、位置が可動で正の屈折力
を有する第4レンズ群L4及び撮像素子IMGから成
り、第2レンズ群L2が光軸上を像面側に移動して、広
角側から望遠側へとズーミングした時は、図1中の実線
及び破線の矢印で示すように、物点が無限遠の時には第
4レンズ群L4は、実線で示すように、第2レンズ群L
2と連動して像位置を一定に保つように作用し、物点が
近づいた時は第4レンズ群L4は、破線で示すように上
記実線とは違う第2レンズ群との連動位置関係によって
像位置を一定に保つ役割を為すものであり、第1レンズ
群L1から第3レンズ群L3で略アフォーカル系を構成
するズームレンズ1において、第3レンズ群L3と第4
レンズ群L4との間にNDフィルタNDを含む絞り装置
2を配置し、NDフィルタNDを含む絞り装置2を、一
端を物体寄りに、他端を像面寄りになるように全体的に
傾斜させたことを特徴とする。In order from the object side, a first lens unit L1 having a fixed position and a positive refractive power, a second lens unit L2 having a movable position and a negative refractive power, and a positive lens having a fixed position and a positive refractive power. , A fourth lens group L4 having a movable position and a positive refracting power, and an image sensor IMG. The second lens group L2 moves on the optical axis to the image plane side and has a wide angle. When zooming from the side to the telephoto side, as shown by the solid and broken arrows in FIG. 1, when the object point is at infinity, the fourth lens unit L4 becomes the second lens unit L4 as shown by the solid line.
The fourth lens unit L4 acts to keep the image position constant in conjunction with the second lens unit L4 when the object point approaches, as shown by the broken line, due to the interlocking positional relationship with the second lens unit different from the solid line. The first lens unit L1 to the third lens unit L3 form a substantially afocal system in the zoom lens 1, and the third lens unit L3 and the fourth lens unit L3 serve to keep the image position constant.
A diaphragm device 2 including an ND filter ND is arranged between the lens unit L4 and the diaphragm device 2 including the ND filter ND is entirely inclined such that one end is closer to the object and the other end is closer to the image plane. It is characterized by having.
【0019】また、ズームレンズ1は、絞り装置2の傾
き角が、θを光軸と直交する平面に対するNDフィルタ
NDの傾き角、Yを画面対角線の長さの1/2、f4を
第4レンズ群L4の焦点距離とすると、(tan-10.
6Y/f4)/2<θの条件を満足するようにしたこと
を特徴とする。In the zoom lens 1, the inclination angle of the diaphragm device 2 is represented by θ, the inclination angle of the ND filter ND with respect to a plane perpendicular to the optical axis, Y is の of the length of the screen diagonal, and f4 is the fourth. When the focal length of the lens unit L4, (tan -1 0.
6Y / f4) / 2 <θ.
【0020】更に、ズームレンズ1は、絞り装置2の絞
り開口形状は、対向して移動する2枚の絞り羽根3a、
3bによって略菱形に形成されると共に、菱形の開口形
状の一方の切り欠き部を形成する羽根3aは、これに対
向した他方の切り欠き部を形成する羽根3bよりも光軸
方向で像面側(撮像素子IMGの側)に配置されている
ことを特徴とする。Further, in the zoom lens 1, the aperture opening shape of the aperture device 2 is such that two aperture blades 3a moving opposite to each other,
3b, the blade 3a forming one notch of the rhombic opening shape is closer to the image plane in the optical axis direction than the blade 3b forming the other notch opposed thereto. (On the side of the imaging element IMG).
【0021】更にまた、ズームレンズ1は、2枚の絞り
羽根3a、3bを駆動する図示しない第1の駆動装置
と、NDフィルタNDを駆動する第2の駆動装置を有
し、2枚の絞り羽根3a、3bは、第1の駆動装置によ
り絞り開口を急速に閉じられるようにしてシャッタの働
きを兼用できるように構成されていることを特徴とす
る。Further, the zoom lens 1 has a first driving device (not shown) for driving the two diaphragm blades 3a and 3b and a second driving device for driving the ND filter ND. The blades 3a and 3b are characterized in that the apertures can be rapidly closed by the first driving device so that they can also function as a shutter.
【0022】次に、上記構成の詳細について説明する。Next, details of the above configuration will be described.
【0023】ズームレンズ1は、4群方式の光学系の小
型化の手段として、第3レンズ群L3の直後にNDフィ
ルタ(以下、単に、「フィルタ」と略記)NDを含む絞
り装置2を配置することで、第1レンズ群L1から第3
レンズ群L3までの距離を短縮するとともに、第4レン
ズ群L4の焦点距離を短くしたときに、副作用として生
じるフィルタNDと撮像素子IMGとの相互反射による
ゴーストを、実用上有害にならないようにすることを主
な目的とするものであり、実用上有害なゴーストを発生
させる光源としては、太陽を前提としているものであ
る。In the zoom lens 1, a stop device 2 including an ND filter (hereinafter simply abbreviated as "filter") ND is disposed immediately after the third lens unit L3 as a means for reducing the size of the four-group optical system. By doing so, the first lens unit L1
When the distance to the lens unit L3 is shortened and the focal length of the fourth lens unit L4 is shortened, ghost due to mutual reflection between the filter ND and the image pickup device IMG, which occurs as a side effect, is not practically harmful. The main purpose is to use the sun as a light source for generating a harmful ghost in practical use.
【0024】即ち、第1レンズ群L1から第3レンズ群
L3までがアフォーカルであると、画面内に結像した太
陽の像は反射して逆行し、フィルタNDに平行光束とし
て入射して、再びアフォーカルのまま戻って撮像素子I
MGに結像するため、極めて明るいゴーストとなる。
尚、ゴーストと太陽の位置関係は光軸に対して略点対称
となる。That is, when the first lens unit L1 to the third lens unit L3 are afocal, the image of the sun formed on the screen is reflected and goes backward, and enters the filter ND as a parallel light beam. Return to the image sensor I
Since the image is formed on the MG, an extremely bright ghost is formed.
Note that the positional relationship between the ghost and the sun is substantially point-symmetric with respect to the optical axis.
【0025】逆光の条件で極一般的な撮影姿勢として、
ビデオカメラを水平に構えて撮影すると、太陽は上方画
面外か、画面に映り込んでも画面の中央よりも上側に位
置することが圧倒的に多い。As an extremely general photographing posture under backlight conditions,
When taking a picture with the video camera held horizontally, the sun is predominantly located outside the upper screen or above the center of the screen even if it is reflected on the screen.
【0026】従って、太陽の像が画面の中央よりも上側
に位置するときに、ゴーストの位置が下側の画面外に外
れれば、すなわち実用上有害ではないと言える。Therefore, when the sun image is located above the center of the screen, if the ghost position deviates outside the lower screen, it can be said that it is not harmful in practical use.
【0027】また、太陽の像が画面の中央よりも下側に
あるときは、上記のゴースト像が画面内に現れて実用上
有害となり、反射面としてのフィルタNDの面積が大き
いとゴーストの強度はよりも明るくなる。When the image of the sun is lower than the center of the screen, the above-mentioned ghost image appears in the screen and is harmful for practical use. When the area of the filter ND as the reflection surface is large, the intensity of the ghost is reduced. Becomes brighter than
【0028】フィルタNDは絞り開口を覆うように、絞
り羽根3bまたは絞り羽根とは別のNDフィルタ保持部
材等に接着剤で固着されているのが一般的で、絞り開口
面積よりはフィルタNDの接着代を含む面積の方が大き
い。そして、絞り羽根3a、3bよりも撮像素子IMG
に近い位置にフィルタNDを配置すると、ゴーストに関
与する面積は接着代を含む面積になるが、絞り羽根3
a、3bよりも物体側に配置すれば、ゴーストに関与す
るのは撮像素子IMGから見て開口部を通して見える範
囲だけとなり、実用上有害なゴーストの強度を弱くする
ことが可能となる。The filter ND is generally fixed to the diaphragm blade 3b or an ND filter holding member separate from the diaphragm blade with an adhesive so as to cover the diaphragm opening. The area including the bonding allowance is larger. Further, the image pickup device IMG is more than the aperture blades 3a and 3b.
When the filter ND is arranged at a position close to the aperture, the area related to the ghost becomes the area including the bonding allowance.
If the ghost is disposed closer to the object side than a and 3b, the ghost only affects the range seen through the opening when viewed from the image sensor IMG, and it is possible to reduce the intensity of the ghost that is harmful in practical use.
【0029】画面中央の光軸上に太陽の像が結像してい
るときの、フィルタNDでの反射によるゴーストの位置
を説明する。The position of a ghost due to reflection on the filter ND when an image of the sun is formed on the optical axis at the center of the screen will be described.
【0030】即ち、図1に示すように、フィルタNDの
光軸と直交する平面4に対する傾き角をθとすると、撮
像素子IMGで反射して光軸上を逆光してきた光線は、
光軸と直交する平面4とθの傾きをなすフィルタNDに
よって反射して光軸と2θの傾きを持って第4レンズ群
L4に入射する。光束は略アフォーカルの状態で第4レ
ンズ群L4に入射するので、ゴーストの像高は略f・t
an2θで、撮像素子の近傍に結像するようになる。That is, as shown in FIG. 1, assuming that the inclination angle of the filter ND with respect to the plane 4 orthogonal to the optical axis is θ, the light beam reflected by the image pickup device IMG and reflected on the optical axis is:
The light is reflected by the filter ND having an inclination of θ with respect to the plane 4 orthogonal to the optical axis, and enters the fourth lens unit L4 with an inclination of 2θ with the optical axis. Since the light beam enters the fourth lens unit L4 in a substantially afocal state, the image height of the ghost is substantially ft
At an2θ, an image is formed near the image sensor.
【0031】このとき、ゴーストを下側の画面外に回避
するためには、画面対角線長の1/2をYとすると、画
面短辺の像高は0.6Yとなるので、0.6Y<f・t
an2θとなることが必要な条件である。従って、フィ
ルタNDの傾き角θは上記の条件式を満足する必要があ
る。At this time, in order to avoid a ghost outside the lower screen, assuming that 1/2 of the screen diagonal length is Y, the image height on the short side of the screen is 0.6Y. f ・ t
It is a necessary condition that it becomes an2θ. Therefore, the inclination angle θ of the filter ND needs to satisfy the above conditional expression.
【0032】図6に示すように、2枚の絞り羽根で形成
される菱形の開口形状は、小絞りに絞ったとき、または
絞り羽根をシャッタとして高速で閉じる瞬間に開口面積
が極端に小さくなったとき、画面の上部へ向かう光束と
下部へ向かう光束とでは、光軸との傾き角が異なるの
で、絞りを通り得る光束の断面積が違ってしまい、画面
の上下で露光量に差がでるようになる。As shown in FIG. 6, the opening shape of the rhombus formed by the two diaphragm blades becomes extremely small when the diaphragm is stopped down to a small aperture or at the moment when the diaphragm blades are closed as a shutter at a high speed. When the light beam goes to the upper part of the screen and the light beam goes to the lower part of the screen, the cross-sectional area of the light beam that can pass through the aperture is different because the inclination angle with the optical axis is different, and the exposure amount is different between the upper and lower parts of the screen. Become like
【0033】また、図2に示すように、絞り装置2、す
なわち絞り羽根3a、3bの上側を物体寄りに、下側を
像面寄りになるように傾けると、図6に示すように、上
側の切り欠き部を形成する羽根b1が、対向する下側の
切り欠き部を形成する羽根b2よりも像面側に配置した
場合、傾けない状態では上下で露光量の差が出る場合で
あっても、上記の傾きを与えることで露光量のアンバラ
ンスを緩和することができるようになる。As shown in FIG. 2, when the upper side of the aperture device 2, that is, the aperture blades 3a and 3b is tilted toward the object and the lower side is tilted toward the image plane, as shown in FIG. When the blade b1 forming the notch portion is disposed closer to the image surface side than the blade b2 forming the notch portion on the lower side, a difference in the exposure amount may occur up and down when the blade is not tilted. Also, by giving the above inclination, the imbalance of the exposure amount can be alleviated.
【0034】このように、本発明は、4群ズームレンズ
において、小型化に適した屈折力配置を実施でき、その
屈折力配置に伴うNDフィルタの配置が原因で生じる有
害なゴーストを実用上問題ないものとし、さらにゴース
トの解決手段を応用して、2枚の絞り羽根の段差によっ
て生じる画面上下の光量差を緩和する効果も得ることが
できるようにしたものである。As described above, according to the present invention, in the four-unit zoom lens, a refractive power arrangement suitable for miniaturization can be implemented, and a harmful ghost caused by the arrangement of the ND filter accompanying the refractive power arrangement has a practical problem. In addition, it is possible to obtain the effect of reducing the difference in the amount of light between the upper and lower parts of the screen caused by the step between the two diaphragm blades by applying the ghost solution.
【0035】また、2枚の絞り羽根を駆動する第1の駆
動装置と、NDフィルタを駆動する第2の駆動装置を有
し、2枚の絞り羽根を、第1の駆動装置により絞り開口
を急速に閉じられるようにしてシャッタの働きを兼用で
きるように構成することによって、別部材としてのシャ
ッタを設けることが不要となって、ズームレンズ全体の
構造を簡素化することが可能となる。Further, the apparatus has a first driving device for driving the two aperture blades and a second driving device for driving the ND filter. The two aperture blades are used to open the aperture by the first driving device. By providing a structure in which the shutter can be quickly closed and can also serve as a shutter, it is not necessary to provide a shutter as a separate member, and the structure of the entire zoom lens can be simplified.
【0036】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。It should be noted that the specific shapes and structures of the respective parts shown in the above-described embodiment are merely examples for embodying the present invention, and the technical features of the present invention are not limited thereto. The scope should not be construed as limiting.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明ズームレンズは、物体側より順
に、位置が固定で正の屈折力を有する第1レンズ群と、
位置が可動で負の屈折力を有する第2レンズ群と、位置
が固定で正の屈折力を有する第3レンズ群と、位置が可
動で正の屈折力を有する第4レンズ群及び撮像素子から
成り、第1レンズ群から第3レンズ群で略アフォーカル
系を構成するズームレンズにおいて、第3レンズ群と第
4レンズ群との間にNDフィルタを含む絞り装置を配置
し、NDフィルタを含む絞り装置を、一端を物体寄り
に、他端を像面寄りになるように全体的に傾斜させたの
で、小型化に適した光学系の屈折力配置の実現と、その
屈折力配置に伴うNDフィルタの配置が原因で生じる有
害なゴーストを事実上問題ないものとすることが同時に
できるようになると共に、小絞り時の周辺光量の上下の
アンバランスも改善することができる。The zoom lens according to the present invention comprises, in order from the object side, a first lens group having a fixed position and a positive refractive power;
A second lens group having a movable position and a negative refractive power, a third lens group having a fixed position and a positive refractive power, and a fourth lens group having a movable position and a positive refractive power and an image sensor. In a zoom lens having a substantially afocal system composed of the first lens group to the third lens group, a diaphragm device including an ND filter is disposed between the third lens group and the fourth lens group, and the ND filter is included. Since the diaphragm device is entirely tilted so that one end is closer to the object and the other end is closer to the image plane, realization of the refractive power arrangement of the optical system suitable for miniaturization and ND associated with the refractive power arrangement Harmful ghosts caused by the arrangement of the filters can be made virtually harmless at the same time, and the imbalance of the peripheral light amount at the time of small aperture can be improved.
【0038】また、請求項2に記載した発明にあって
は、絞り装置の傾き角が、θを光軸と直交する平面に対
するNDフィルタの傾き角、Yを画面対角線の長さの1
/2、f4を第4レンズ群の焦点距離としたとき、(t
an-10.6Y/f4)/2<θの条件を満足するよう
にしたので、特に、画面中央の光軸上に太陽の像が結像
しているときに、有害なゴースト像を画面外に回避させ
て事実上問題のないものとすることができる。According to the second aspect of the present invention, the inclination angle of the diaphragm device is defined as: θ is the inclination angle of the ND filter with respect to a plane perpendicular to the optical axis, and Y is 1 of the screen diagonal length.
/ 2, f4 as the focal length of the fourth lens group, (t
An -1 0.6Y / f4) / 2 <θ is satisfied, so that a harmful ghost image is displayed on the screen especially when a sun image is formed on the optical axis at the center of the screen. It can be avoided outside to make it virtually harmless.
【0039】更に、請求項3に記載した発明にあって
は、絞り装置の絞り開口形状は、対向して移動する2枚
の絞り羽根によって略菱形に形成されると共に、菱形の
開口形状の一方の切り欠き部を形成する羽根を、これに
対向した他方の切り欠き部を形成する羽根よりも光軸方
向で像面側に配置したので、小絞りに絞ったときに生じ
る画面の上下での露光量のアンバランスを緩和すること
ができる。Further, according to the third aspect of the present invention, the aperture opening of the aperture device is formed in a substantially rhombic shape by two diaphragm blades moving in opposition to each other, and one of the rhombic aperture shapes is formed. The blades forming the notch portion are arranged closer to the image plane in the optical axis direction than the blades forming the other notch portion facing the same, so that the upper and lower portions of the screen that occur when the aperture is stopped down to the small aperture are reduced. The imbalance of the exposure amount can be reduced.
【0040】更にまた、請求項4に記載した発明にあっ
ては、2枚の絞り羽根を駆動する第1の駆動装置と、N
Dフィルタを駆動する第2の駆動装置を有し、2枚の絞
り羽根を、第1の駆動装置により絞り開口を急速に閉じ
られるようにしてシャッタの働きを兼用できるように構
成したので、ズームレンズ全体の構造を簡素化すること
ができるようになる。Further, according to the invention described in claim 4, a first driving device for driving two diaphragm blades,
Since a second driving device for driving the D filter is provided, and the two diaphragm blades are configured so that the aperture of the diaphragm can be rapidly closed by the first driving device so that they can also function as a shutter, the zooming is performed. The structure of the entire lens can be simplified.
【図1】図2と共に本発明ズームレンズの実施の形態を
示すものであり、本図は光学系の屈折力配置と絞りの配
置を概略的に示す図である。FIG. 1 shows an embodiment of a zoom lens according to the present invention together with FIG. 2, and is a view schematically showing a refractive power arrangement and an aperture arrangement of an optical system.
【図2】絞り装置を傾けることによって画面上下の光量
差の緩和を図る原理を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of reducing the difference in light amount between the top and bottom of a screen by tilting a diaphragm device.
【図3】図4及び図5と共に、従来の4群構成の光学系
を有するズームレンズの一例を示すものであり、本図は
光学系の屈折力配置と絞りの配置を概略的に示す図であ
る。3 shows an example of a conventional zoom lens having an optical system of a four-group configuration together with FIG. 4 and FIG. 5, and FIG. 3 schematically shows the arrangement of the refractive power of the optical system and the arrangement of the diaphragm. It is.
【図4】図3に示すズームレンズを、より小型化に適し
た絞りの配置にした状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the zoom lens shown in FIG. 3 is arranged with a diaphragm suitable for further miniaturization.
【図5】図4の構成により、ゴーストが生じる原因を説
明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a cause of a ghost caused by the configuration of FIG. 4;
【図6】画面上下の光量差が生じる原因を説明するため
の図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a cause of a difference in light amount between the upper and lower portions of a screen.
1…ズームレンズ、2…絞り装置、3a…絞り羽根、3
b…絞り羽根、4…光軸と直交する平面、L1…第1レ
ンズ群、L2…第2レンズ群、L3…第3レンズ群、L
4…第4レンズ群、IMG…撮像素子、ND…NDフィ
ルタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Zoom lens, 2 ... Aperture device, 3a ... Aperture blade, 3
b: aperture blade, 4: plane orthogonal to the optical axis, L1: first lens group, L2: second lens group, L3: third lens group, L
4: Fourth lens group, IMG: Image sensor, ND: ND filter
Claims (4)
力を有する第1レンズ群と、位置が可動で負の屈折力を
有する第2レンズ群と、位置が固定で正の屈折力を有す
る第3レンズ群と、位置が可動で正の屈折力を有する第
4レンズ群及び撮像素子から成り、第1レンズ群から第
3レンズ群で略アフォーカル系を構成するズームレンズ
において、 上記第3レンズ群と第4レンズ群との間にNDフィルタ
を含む絞り装置を配置し、 上記NDフィルタを含む絞り装置を、一端を物体寄り
に、他端を像面寄りになるように全体的に傾斜させたこ
とを特徴とするズームレンズ。1. A first lens group having a fixed position and a positive refractive power, a second lens group having a movable position and a negative refractive power, and a positive position having a fixed position. And a fourth lens group having a movable refractive position and a positive refracting power, and an image sensor, and the first lens group to the third lens group constitute a substantially afocal system. An aperture device including an ND filter is disposed between the third lens group and the fourth lens group. The overall aperture device including the ND filter is arranged such that one end is closer to the object and the other end is closer to the image plane. A zoom lens characterized in that it is tilted at an angle.
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載のズーム
レンズ。 (tan-10.6Y/f4)/2<θ 但し、 θ:光軸と直交する平面に対するNDフィルタの傾き
角、 Y:画面対角線の長さの1/2、 f4:第4レンズ群の焦点距離、 とする。2. The zoom lens according to claim 1, wherein the inclination angle of the aperture device satisfies the following condition. (Tan −1 0.6Y / f4) / 2 <θ, where θ: the inclination angle of the ND filter with respect to a plane orthogonal to the optical axis, Y: の of the length of the screen diagonal, f4: the fourth lens group The focal length,
動する2枚の絞り羽根によって略菱形に形成されると共
に、 上記菱形の開口形状の一方の切り欠き部を形成する羽根
は、これに対向した他方の切り欠き部を形成する羽根よ
りも光軸方向で像面側に配置されていることを特徴とす
る請求項1に記載のズームレンズ。3. The diaphragm opening of the diaphragm device is formed in a substantially rhombic shape by two diaphragm blades moving in opposition to each other, and the blade forming one notch of the rhombic opening shape is 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is arranged on the image plane side in the optical axis direction with respect to the blade forming the other cutout portion facing the zoom lens.
置と、 NDフィルタを駆動する第2の駆動装置を有し、 2枚の絞り羽根は、第1の駆動装置により絞り開口を急
速に閉じられるようにしてシャッタの働きを兼用できる
ように構成されていることを特徴とする請求項1に記載
のズームレンズ。4. A first driving device for driving two aperture blades, and a second driving device for driving an ND filter, wherein the two aperture blades have an aperture opening by the first driving device. 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is configured to be quickly closed so as to be able to double as a shutter.
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|---|---|---|---|
| JP11111144A JP2000305018A (en) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Zoom lens |
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| JP11111144A JP2000305018A (en) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Zoom lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000305018A true JP2000305018A (en) | 2000-11-02 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000305018A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004053633A (en) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Olympus Corp | Imaging apparatus |
| US6754009B2 (en) | 2002-02-28 | 2004-06-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image taking apparatus having the same |
| EP2290440A1 (en) | 2009-08-25 | 2011-03-02 | Ricoh Company, Ltd. | Imaging optical system with a neutral density filter, camera and personal digital assistant |
| JP2012177729A (en) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Hoya Corp | Imaging unit |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11111144A patent/JP2000305018A/en active Pending
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| US8379329B2 (en) | 2009-08-25 | 2013-02-19 | Ricoh Company, Ltd. | Imaging optical system, camera and personal digital assistant |
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