(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒内に複数のレンズ群を保持する保持部材と、
前記複数のレンズ群のうち少なくとも３つの移動レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動するそれぞれ独立した駆動手段と、
焦点距離を変更するための操作部と、
前記操作部で変更された前記焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
前記移動レンズ群のうちの少なくとも２つの移動レンズ群それぞれの広角端状態での前記光軸上の設計値の位置を基準とした位置変化を前記焦点距離毎に記憶した記憶手段と、
前記焦点距離検出手段で検出された前記焦点距離の情報に基き、前記少なくとも２つの移動レンズ群をそれぞれの前記位置変化に基づきそれぞれの前記駆動手段を介して前記光軸上の位置に前記移動レンズ群それぞれを位置決めする制御手段と、
を有することを特徴とする可変焦点距離レンズ装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、それぞれの前記焦点距離において結像性能が最良となる前記少なくとも２つの前記移動レンズ群それぞれの前記位置変化を記憶していることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、書き換え可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項４】
前記操作部は、前記独立した駆動手段を介して前記移動レンズ群のうち少なくとも１つの移動レンズ群を光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項５】
前記操作部は、前記レンズ鏡筒の外周部に配置され前記光軸回りに回転可能な操作環であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項６】
前記操作部は、前記レンズ鏡筒の外周部に配置されたスイッチであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項７】
前記レンズ鏡筒の一方の端部にカメラに着脱するためのマウント部材を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項８】
前記複数のレンズ群は、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、
前記少なくとも３つの移動レンズ群は、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群を含み、
前記少なくとも２つの移動レンズ群は、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項９】
前記操作部は、前記独立した駆動手段を介して前記第２レンズ群、前記第４レンズ群，および前記第５レンズ群の少なくとも１つを移動することを特徴とする請求項８に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項１０】
前記操作部は、レンズ鏡筒の外周部に配置され光軸回りに回転可能な操作環であり、前記駆動手段を介して前記第２レンズ群を移動することを特徴とする請求項８に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項１１】
前記操作部は、レンズ鏡筒の外周部に配置されたスイッチであり、前記駆動手段を介して前記第２レンズ群、前記第４レンズ群、および前記第５レンズ群を移動することを特徴とする請求項８に記載の可変焦点距離レンズ装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ装置を具備することを特徴とする撮像機器。
【請求項１３】
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒内に複数のレンズ群を保持する保持部材と、
前記複数のレンズ群のうち少なくとも３つの移動レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動するそれぞれ独立した駆動手段と、
焦点距離を変更するための操作部と、
前記操作部で変更された前記焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
前記移動レンズ群のうちの少なくとも２つの移動レンズ群それぞれの広角端状態での前記光軸上の設計値の位置を基準とした位置変化を前記焦点距離毎に記憶した記憶手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、前記焦点距離検出手段で検出された前記焦点距離の情報に基き、前記少なくとも２つの移動レンズ群をそれぞれの前記位置変化に基づきそれぞれの前記駆動手段を介して前記光軸上の位置に前記移動レンズ群それぞれを位置決めすることを特徴とする可変焦点距離レンズ装置の調整方法。
【請求項１４】
前記複数のレンズ群は、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、
前記少なくとも３つの移動レンズ群は、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群を含み、
前記少なくとも２つの移動レンズ群は、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群を含むことを特徴とする請求項１３に記載の可変焦点距離レンズ装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点距離レンズ装置、撮像機器と、可変焦点距離レンズ装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した各種の撮影レンズが提案されている。（例えば、特許文献１を参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第4466028号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の可変焦点距離レンズ装置は、レンズ中心厚・レンズ間隔・レンズ面の曲率・レンズの屈折率などの製造誤差が生じると球面収差あるいは非点収差が設計値から変化して結像性能の劣化を生じるという問題があった。そしてこれらの結像性能の劣化を防ぐために所定のレンズ間隔あるいは、レンズ群間隔を意図的に設計値からずらして結像性能の劣化を補正することがなされているが、可変焦点距離レンズの全焦点距離領域で結像性能を良好に補正するのは困難であった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、可変焦点距離レンズの全焦点距離領域で、良好な光学性能を達成可能な可変焦点距離レンズ装置、可変焦点距離レンズ装置を具備する撮像機器、可変焦点距離レンズ装置の調整方法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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒内に複数のレンズ群を保持する保持部材と、
前記複数のレンズ群のうち少なくとも３つの移動レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動するそれぞれ独立した駆動手段と、
焦点距離を変更するための操作部と、
前記操作部で変更された前記焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
前記移動レンズ群のうちの少なくとも２つの移動レンズ群それぞれの広角端状態での前記光軸上の設計値の位置を基準とした位置変化を前記焦点距離毎に記憶した記憶手段と、
前記焦点距離検出手段で検出された前記焦点距離の情報に基き、前記少なくとも２つの移動レンズ群をそれぞれの前記位置変化に基づきそれぞれの前記駆動手段を介して前記光軸上の位置に前記移動レンズ群それぞれを位置決めする制御手段と、
を有することを特徴とする可変焦点距離レンズ装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、前記可変焦点距離レンズ装置を具備することを特徴とする撮像機器を提供する。
【０００８】
また、本発明は、
レンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒内に複数のレンズ群を保持する保持部材と、
前記複数のレンズ群のうち少なくとも３つの移動レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動するそれぞれ独立した駆動手段と、
焦点距離を変更するための操作部と、
前記操作部で変更された前記焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
前記移動レンズ群のうちの少なくとも２つの移動レンズ群それぞれの広角端状態での前記光軸上の設計値の位置を基準とした位置変化を前記焦点距離毎に記憶した記憶手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、前記焦点距離検出手段で検出された前記焦点距離の情報に基き、前記少なくとも２つの移動レンズ群をそれぞれの前記位置変化に基づきそれぞれの前記駆動手段を介して前記光軸上の位置に前記移動レンズ群それぞれを位置決めすることを特徴とする可変焦点距離レンズ装置の調整方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可変焦点距離レンズの全焦点距離領域で、良好な光学性能を達成可能な可変焦点距離レンズ装置、可変焦点距離レンズ装置を具備する撮像機器、可変焦点距離レンズの調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の断面構成図。
【図２】第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の情報・制御の伝達関係を示す図。
【図３】第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置のレンズ構成を示す断面図。
【図４】第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の設計値に基く無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図５】第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置を設計値に従って組立てたにもかかわらず製造誤差が発生した場合の無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図の一例を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図６】第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置に製造誤差が発生した状態から、第４レンズ群と第５レンズ群の位置を焦点距離ごとに設計値の値からずらすことによって諸収差を補正した結果である無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図７】第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の断面構成図。
【図８】第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の情報・制御の伝達関係を示す図。
【図９】第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置のレンズ構成を示す断面図。
【図１０】第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の設計値に基く無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１１】第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置を設計値に従って組立てたにもかかわらず製造誤差が発生した場合の無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図の一例を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１２】第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置に製造誤差が発生した状態から、第４レンズ群と第５レンズ群の位置を焦点距離ごとに設計値の値からずらすことによって諸収差を補正した結果である無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１３】本実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置を搭載する撮像機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願の実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
【００１２】
（第１実施形態）
第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置の構成について図１、図２を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１において、第１実施形態の可変焦点距離レンズ装置１０は、鏡筒部材１に第１レンズ群固定部１ａを介して第１レンズ群Ｇ１が光軸上に固定され、第３レンズ群固定部１ｂを介して第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３との間に第２レンズ群Ｇ２が、第３レンズ群Ｇ３の像側に第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５が、光軸に沿ってそれぞれ独立に移動可能に鏡筒部材１内に後述する部材にて保持されている。
【００１４】
鏡筒部材１の像側端部１ｃには、マウント部材２が固定されており、マウント部材２によって後述する撮像機器に固定する。
【００１５】
第２レンズ群Ｇ２を保持するレンズ枠２ａから径方向に延在するピン２ｂは、鏡筒部材１に開けられた長孔３を通して焦点距離を変化させるための操作部材３１に形成されたカム溝３１ａに係合される。このピン２ｂは、操作部材３１を回転させると操作部材３１の内壁に形成されたカム溝３１ａに沿って移動し、これにより第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って移動する。
【００１６】
操作部材３１は、連動手段３２ａを介して鏡筒部材１に配置された焦点距離検知手段３２に接続されている。焦点距離検知手段３２は、操作部材３１が操作されると連動手段３２ａを介してそれを検出して、操作部材３１によって変更された焦点距離の値を検知する。
【００１７】
第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群レンズ枠４ａに保持され、このレンズ枠４ａが第３レンズ群固定部１ｂと像側端部１ｃとの間に配置された第１の支持部材２３に摺動可能に支持され、図２に示す後述する制御手段３５からの制御信号に基き第１の駆動機構２１によって光軸に沿って移動するように構成されている。
【００１８】
第５レンズ群Ｇ５は、第５レンズ群レンズ枠５ａに保持され、このレンズ枠５ａが第３レンズ群固定部１ｂと像側端部１ｃとの間に配置された第２の支持部材２４に摺動可能に支持され、制御手段３５からの制御信号に基き第２の駆動機構２２によって光軸に沿って移動するように構成されている。
【００１９】
また、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ１０は、本可変焦点距離レンズ１０の製造時に、レンズ中心厚・レンズ間隔・レンズ面の曲率・レンズの屈折率がこのレンズの設計値からのズレによる焦点距離毎の諸収差を良好に補正したときの第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５それぞれの光軸上の位置情報を記憶手段３４に記憶する。第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５それぞれの位置情報は、広角端状態での設計値を基準として光軸上の位置変化が記憶されている。また可変焦点距離レンズ装置１０の全焦点距離領域中の複数の焦点距離位置において取得され記憶手段３４に記憶される。なお、記憶されていない焦点距離位置の第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置情報は、記憶されている位置情報に基き制御手段３５が補間処理等の処理をすることで設定することができる。このようにして、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０が構成されている。
【００２０】
そして、本第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０では、図２に示すように、操作部材３１を操作して変更された焦点距離は、連動部材３２ａを介して焦点距離検知手段３２によって検知されて制御手段３５に伝達される。制御手段３５は、伝達された焦点距離に対応する第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置情報を記憶手段３４から読み出し、第１の駆動機構２１を介して第４レンズ群を、第２の駆動機構２２を介して第５レンズ群Ｇ５をそれぞれ独立に所定の光軸位置に移動させる。
【００２１】
この結果、本第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０は、操作部材３１を操作したことによる各焦点距離において、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置を制御手段３５が記憶手段３４に記憶されている位置情報に基づき補正することで、全焦点距離領域にわたって諸収差を良好に補正することができる。
【００２２】
次に、本第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ１０の設計時の諸収差と製造誤差を補正するように第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置を変更したときの諸収差の比較結果について説明する。
【００２３】
図３は、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０のレンズ構成を示す断面図である。
【００２４】
図３に示すように、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０の各レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、絞りＳと、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５からなる。
【００２５】
像面Ｉは不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成される。
【００２６】
以下の表１に第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０の緒元値を掲げる。表中の（面データー）において、物面は物体面、面番号は物体側からの面の番号、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、（絞り）は虹彩絞りＳ、像面は像面Iをそれぞれ表している。「ｒ＝∞」は、平面を示す。
【００２７】
（非球面データー）において、非球面は以下の式で表される。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ２／ｒ２）｝(１／２)］＋A4・ｙ４＋A6・ｙ６＋A8・ｙ８＋A10・ｙ１０
なお、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量（各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離）をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐定数をκ、ｎ次の非球面係数をAnとする。
【００２８】
（各種データー）において、ｆは焦点距離、FNOはFナンバー、２ωは画角、Yは像高、TLはレンズ全長、d5,d13,d22,d27は可変間隔、Bfはバックフォーカスを示している。
【００２９】
（レンズ群データー）は、各レンズ群の始面番号、終面番号とレンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
【００３０】
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されることなく他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施形態においても同様とし説明を省略する。
【００３１】
（表１）
（面データー）
面番号     ｒ       ｄ        ｎｄ    νｄ
物面       ∞       ∞
1      74.1356   1.8000   1.850260  32.35  
2      36.0351   7.0000   1.497820  82.51  
3    3038.1597   0.1000             
4      36.3362   5.0000   1.729157  54.66  
5     170.0064   (d5)             
6     159.7676   1.0000   1.816000  46.62  
7      11.1111  ５.7573             
8     -57.3031   0.8000   1.816000  46.62  
9      32.0791   0.2020             
10      18.8298   4.0000   1.846660  23.78  
11    -127.9381   0.3170             
12     -90.0599   1.0000   1.816000  46.62  
13      41.7316   (d1３)             
14      22.5107   0.8000   1.834000  37.16  
15      12.0861   2.5000   1.603001  65.46  
16     -69.1710   1.0000             
17     864.1596   1.0000   1.850260  32.35  
18      16.8557   2.2000   1.603001  65.46  
19     -47.4738   0.1000             
20      24.2921  １.8000   1.729157  54.66  
21     -67.1681  １.0000             
22(絞り)  ∞      (d22)             
23     -43.6868   0.8000   1.834807  42.72  
24      22.6901   0.8000             
25     -25.0831   0.8000   1.834807  42.72  
26      11.7100   1.8000   1.846660  23.78  
27     -48.7106   (d27)             
28      24.1884   2.5000   1.497820  82.51  
29     -58.4609   0.2000             
30      40.9485   1.0000   1.834807  42.72  
31      15.4156   3.5000   1.497820  82.51  
32     -46.0872   8.5639             
33      28.3973   2.5000   1.497820  82.51  
34    -123.1319   3.7652             
35     -20.5259   1.0000   1.846660  23.78  
36     -54.7499   (Bf)
像面       ∞
（非球面データー）
第6面
κ ＝-20.0
A4 ＝ +4.26826E-06
A6 ＝ -9.97395E-09
A8 ＝ +1.52813E-11
A10＝ -3.70867E-14
（各種データー）
f        10.30000   45.00000   97.00000     
FNO         4.60       5.15       5.89    
２ω        78.28      19.65       9.16  
Y           8.00       8.00       8.00
TL        128.784    128.784    128.784
d5          0.80000   20.35470   28.02928
d13        28.05215    8.49747    0.82283
d22         0.80000    8.21034   13.11160
d27        16.13553    9.09292    6.83090
Bf         18.39100   18.02300   15.38400
（レンズ群データー）
群              始面  終面  焦点距離
第１レンズ群      1     5    57.577
第２レンズ群      6    13   -10.550
第３レンズ群     14    21   １6.309
第４レンズ群     23    27   -14.362
第５レンズ群     28    36    24.289
図４は、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０の設計値に基く無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施形態と同様の符号を用い、以降の説明を省略する。
【００３２】
第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０は、諸収差が良好に補正され高い結像性能を有する事がわかる。
【００３３】
一方、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０は、組立て製造時の製造誤差によって、レンズ中心厚・レンズ間隔・レンズ面の曲率・レンズの屈折率が前記の設計値からのズレが生じると、非点収差をはじめとする諸収差が増大し、結像性能の劣化をもたらす。
【００３４】
図５は、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０を設計値に従って組立てたにもかかわらず製造誤差が発生した場合の無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図の一例を示す。諸収差のうち主に非点収差が悪化していることが分かる。
【００３５】
そして、図６は、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０に製造誤差が発生した状態から、上記説明に従って制御手段３５が第１の駆動手段２１を介して第４レンズ群Ｇ４および第２の駆動手段２２を介して第５レンズ群Ｇ５の位置を焦点距離ごとに設計値の値からずらすことによって諸収差を補正した結果である無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示す。
【００３６】
また、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置情報の設計値と、補正後の値、製造誤差の発生した状態でのバックフォーカスと、補正後のバックフォーカスを次の表２に示す。表２において、ｆは焦点距離、M4Aは設計値での第４レンズ群Ｇ４の位置、M5Aは設計値での第５レンズ群Ｇ５の位置、M4Bは補正後の第４レンズ群Ｇ４の位置、M5Bは補正後の第５レンズ群Ｇ５の位置であり、それぞれの位置は広角端状態での設計値の位置を基準とし、像側への移動を正、物体側への移動を負として示す。Bf1は製造誤差の発生した状態でのバックフォーカス、Bf2は第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置を補正後のバックフォーカスの値をそれぞれ示す。dI1は設計値での結像位置に対する製造誤差の発生した状態での結像位置の値、dI2は設計値での結像位置に対する補正後の結像位置の値を、物体側へのズレを負として示す。上記符号の説明は、他の実施形態でも同様であり以降の説明を省略する。
【００３７】
（表２）
f        10.30000   45.00000   97.00000     
M4A       0.00000    7.41033   12.31159  
M5A       0.00000    0.36772    3.00696
M4B       0.13000    7.59000   12.60000
M5B       0.13000    0.73147    3.49047
Bf1      18.53660   18.21911   15.80965
Bf2      18.25865   17.66084   14.89724
dI1       0.14560    0.19611    0.42565
dI2       0.00235    0.00158   -0.00326
図４、図５、図６の各諸収差図を比較すると、図６では、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０は、製造誤差による結像性能の劣化が全焦点距離領域で良好に補正されて設計値と同程度であることがわかる。また、表２より、第１実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１０は、バックフォーカスＢｆのズレも良好に補正されていることがわかる。
【００３８】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る可変焦点距離レンズ装置の構成について図７、図８を参照しつつ説明する。
【００３９】
図７に示すように、第２実施形態の可変焦点距離レンズ装置１００は、鏡筒部材１０１に第１レンズ群固定部１０１ａを介して第１レンズ群Ｇ１が光軸上に固定され、第３レンズ群固定部１０１ｂを介して第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３との間に第２レンズ群Ｇ２が、第３レンズ群Ｇ３の像側に第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５が、光軸に沿ってそれぞれ独立に移動可能に鏡筒部材１０１内に後述する部材にて保持されている。
【００４０】
また、鏡筒部材１０１の外側に焦点距離を変更するためのスイッチ部材１３６が設けられている。そして鏡筒部材１０１には、スイッチ部材１３６で変更された焦点距離を検知する焦点距離検知手段１３２が配置されている。
【００４１】
また、鏡筒部材１０１の像側端部１０１ｃには、マウント部材１０２が固定されており、マウント部材１０２によって後述する撮像機器に固定する。
【００４２】
第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群レンズ枠１０２ａに保持され、このレンズ枠１０２ａが第１レンズ群固定部１０１ａと第３レンズ群固定部１０１ｂとの間に配置された第３の支持部材１２６に摺動可能に支持され、図８に示す制御手段１３５からの制御信号に基き第３の駆動機構１２５によって光軸に沿って移動するように構成されている。
【００４３】
第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群レンズ枠１０４ａに保持され、このレンズ枠１０４ａが第３レンズ群固定部１０１ｂと像側端部１０１ｃとの間に配置された第１の支持部材１２３に摺動可能に支持され、制御手段１３５からの制御信号に基き第１の駆動機構１２１によって光軸に沿って移動するように構成されている。
【００４４】
第５レンズ群Ｇ５は、第５レンズ群レンズ枠１０５ａに保持され、このレンズ枠５ａが第３レンズ群固定部１０１ｂと像側端部１０１ｃとの間に配置された第２の支持部材１２４に摺動可能に支持され、制御手段１３５からの制御信号に基き第２の駆動機構１２２によって光軸に沿って移動するように構成されている。
【００４５】
また、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ１００は、本可変焦点距離レンズ１００の製造時に、レンズ中心厚・レンズ間隔・レンズ面の曲率・レンズの屈折率がこのレンズの設計値からのズレによる焦点距離毎の諸収差を良好に補正したときの第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５それぞれの光軸上の位置情報を記憶手段１３４に記憶する。第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５それぞれの位置情報は、広角端状態での設計値を基準として光軸上の位置変化が記憶されている。また位置情報は、可変焦点距離レンズ装置１００の全焦点距離領域中の複数の焦点距離において取得され記憶手段１３４に記憶される。なお、記憶されていない焦点距離の第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置情報は、記憶されている位置情報に基き制御手段１３５が補間処理等の処理をすることで設定することができる。このようにして、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００が構成されている。
【００４６】
そして、本第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００では、図８に示すように、スイッチ部材１３６が操作され焦点距離検知手段１３２によって検知された焦点距離は、制御手段１３５に伝達される。制御手段１３５は、伝達された焦点距離に対応する第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置情報を記憶手段１３４から読み出し、第１の駆動機構１２１を介して第４レンズ群Ｇ４を、第２の駆動機構１２２を介して第５レンズ群Ｇ５を、および第３の駆動手段１２５を介して第２レンズ群Ｇ２をそれぞれ独立に所定の光軸位置に移動させる。
【００４７】
この結果、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００は、スイッチ部材１３６を操作して焦点距離を変更した際、各焦点距離において、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置を制御手段１３５が記憶手段１３４に記憶されている位置情報に基づき補正することで、全焦点距離領域にわたって諸収差を良好に補正することができる。
【００４８】
次に、本第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００の設計時の諸収差と製造誤差を補正するように第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置を変更したときの諸収差の比較結果について説明する。
【００４９】
図９は、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００のレンズ構成を示す断面図である。
【００５０】
図９に示すように、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００の各レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、絞りＳと、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５からなる。
【００５１】
像面Ｉは不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成される。
【００５２】
以下の表３に第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００の緒元値を掲げる。
（表３）
（面データー）
面番号     ｒ       ｄ        ｎｄ    νｄ
物面       ∞       ∞
1      74.1356   1.8000   1.850260  32.35  
2      36.0351   7.0000   1.497820  82.51  
3    3038.1597   0.1000             
4      36.3362   5.0000   1.729157  54.66  
5     170.0064   (d5)             
6     159.7676   1.0000   1.816000  46.62  
7      11.1111  ５.7573             
8     -57.3031   0.8000   1.816000  46.62  
9      32.0791   0.2020             
10      18.8298   4.0000   1.846660  23.78  
11    -127.9381   0.3170             
12     -90.0599   1.0000   1.816000  46.62  
13      41.7316   (d1３)             
14      22.5107   0.8000   1.834000  37.16  
15      12.0861   2.5000   1.603001  65.46  
16     -69.1710   1.0000             
17     864.1596   1.0000   1.850260  32.35  
18      16.8557   2.2000   1.603001  65.46  
19     -47.4738   0.1000             
20      24.2921  １.8000   1.729157  54.66  
21     -67.1681  １.0000             
22(絞り)  ∞      (d22)             
23     -43.6868   0.8000   1.834807  42.72  
24      22.6901   0.8000             
25     -25.0831   0.8000   1.834807  42.72  
26      11.7100   1.8000   1.846660  23.78  
27     -48.7106   (d27)             
28      24.1884   2.5000   1.497820  82.51  
29     -58.4609   0.2000             
30      40.9485   1.0000   1.834807  42.72  
31      15.4156   3.5000   1.497820  82.51  
32     -46.0872   8.5639             
33      28.3973   2.5000   1.497820  82.51  
34    -123.1319   3.7652             
35     -20.5259   1.0000   1.846660  23.78  
36     -54.7499   (Bf)
像面       ∞
（非球面データー）
第6面
κ ＝-20.0
A4 ＝ +4.26826E-06
A6 ＝ -9.97395E-09
A8 ＝ +1.52813E-11
A10＝ -3.70867E-14
（各種データー）
f        10.30000   45.00000   97.00000     
FNO         4.60       5.15       5.89    
２ω        78.28      19.65       9.16  
Y           8.00       8.00       8.00
TL        128.784    128.784    128.784
d5          0.80000   20.35470   28.02928
d13        28.05215    8.49747    0.82283
d22         0.80000    8.21034   13.11160
d27        16.13553    9.09292    6.83090
Bf         18.39100   18.02300   15.38400
（レンズ群データー）
群              始面  終面  焦点距離
第１レンズ群      1     5    57.577
第２レンズ群      6    13   -10.550
第３レンズ群     14    21   １6.309
第４レンズ群     23    27   -14.362
第５レンズ群     28    36    24.289
図１０は、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００の設計値に基く無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【００５３】
第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００は、諸収差が良好に補正され高い結像性能を有する事がわかる。
【００５４】
一方、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００は、組立て製造時の製造誤差によって、レンズ中心厚・レンズ間隔・レンズ面の曲率・レンズの屈折率が前記の設計値からのズレが生じると、非点収差をはじめとする諸収差が増大し、結像性能の劣化をもたらす。
【００５５】
図１１は、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００を設計値に従って組立てたにもかかわらず製造誤差が発生した場合の無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図の一例を示す。諸収差のうち主に非点収差が悪化していることが分かる。
【００５６】
そして、図１２は、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００に製造誤差が発生した状態から、上記説明に従って制御手段１３５が第１の駆動手段１２１を介して第４レンズ群Ｇ４および第２の駆動手段１２２を介して第５レンズ群Ｇ５の位置を焦点距離ごとに設計値の値からそれぞれずらすことによって諸収差を補正した結果である無限遠合焦状態でのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図を示す。
【００５７】
また、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置情報の設計値と、補正後の値、製造誤差の発生した状態でのバックフォーカスと、補正後のバックフォーカスを次の表４に示す。
【００５８】
（表４）
f        10.30000   45.00000   97.00000     
M4A       0.00000    7.41033   12.31159  
M5A       0.00000    0.36772    3.00696
M4B       0.13000    7.59000   12.60000
M5B       0.13000    0.73147    3.49047
Bf1      18.53660   18.21911   15.80965
Bf2      18.25865   17.66084   14.89724
dI1       0.14560    0.19611    0.42565
dI2       0.00235    0.00158   -0.00326
図１０、図１１、図１２の各諸収差図を比較すると、図１２では、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００は、製造誤差による結像性能の劣化が全焦点距離域で良好に補正されて設計値と同程度であることがわかる。また、表４より、第２実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置１００は、バックフォーカスのズレも良好に補正されていることがわかる。
【００５９】
以上述べたように、本願実施形態にかかる可変焦点距離レンズ装置は、各焦点距離において諸収差を良好に補正する第４レンズ群と第５レンズ群の光軸上位置を記憶手段に予め記憶しておき、各焦点距離に応じて記憶してある位置情報に基づき制御手段が第４、第５レンズ群をそれぞれの駆動手段を介して独立に駆動して所定の光軸位置に配置することで、全焦点距離領域で諸収差を良好に補正することができる。
【００６０】
なお、前述の各実施形態では、５群構成の可変焦点距離レンズ装置について説明したが、６群以上の可変焦点距離レンズ装置にも適用可能である。また、６群以上の可変焦点距離レンズ装置では、移動レンズ群は３つに限らず４つ以上でも適用可能である。また、移動レンズ群が４つ以上の場合には、記憶手段は３つ又は４つの移動レンズ群の位置情報を記憶しておくことで、実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
次に、図１３を参照しつつ、本実施形態に係る可変焦点距離レンズ装置を搭載した撮像装置について説明する。図１３は、第１実施形態に係る可変焦点距離レンズ装置１０を搭載した撮像装置（一眼レフカメラ）の概略構成図である。
【００６２】
図１３において、不図示の被写体からの光は、本可変焦点距離レンズ装置１０で集光され、クイックリターンミラー４３で反射されて焦点板４４に結像される。焦点板４４に結像された被写体像は、ペンタプリズム４５で複数回反射されて接眼レンズ４６を介して撮影者に正立像として観察可能に構成されている。
【００６３】
撮影者は、不図示のレリーズ釦を半押ししながら接眼レンズ４６を介して被写体像を観察して撮影構図を決めた後、レリーズ釦を全押しする。レリーズ釦を全押しした時、クイックリターンミラー４３が上方に跳ね上げられ被写体からの光は撮像素子４７で受光され撮影画像が取得され、不図示のメモリに記録される。
【００６４】
このようにして、本実施形態に係る可変焦点距離レンズ装置１０を具備する撮像装置であるカメラ４１が構成されている。なお、図１３に記載のカメラ４１は、可変焦点距離レンズ装置１００を着脱可能に保持するものでも良く、可変焦点距離レンズ装置１０と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１０は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリターンミラー等を有さないコンパクトカメラでも良い。
【符号の説明】
【００６５】
１、１０１    鏡筒部材
２、１０２    マウント部材
３    長孔
１０、１００  可変焦点距離レンズ装置
２１、１２１  第１の駆動機構
２２、１２２  第２の駆動機構
２３、１２３  第１の支持部材
２４、１２４  第２の支持部材
３１  操作部材
３２、１３２  焦点距離検出手段
３４、１３４  記憶手段
３５、１３５  制御手段
４１      撮像装置（カメラ）
４３      クイックリターンミラー
４４      焦点板
４５      ペンタプリズム
４６      接眼レンズ
４７      撮像素子
１２５    第３の駆動機構
１２６    第３の支持部材
１３６    スイッチ部材
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
Ｇ５  第５レンズ群
Ｓ    絞り
Ｉ    像面
【図１】
0005914998.tif 000002
【図２】
0005914998.tif 000003
【図３】
0005914998.tif 000004
【図４】
0005914998.tif 000005
【図５】
0005914998.tif 000006
【図６】
0005914998.tif 000007
【図７】
0005914998.tif 000008
【図８】
0005914998.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005914998.tif 000011
【図１１】
0005914998.tif 000012
【図１２】
0005914998.tif 000013
【図１３】
0005914998.tif 000014