(57)【要約】【課題】  レンズ装置と撮像素子の間に配置された光学素子によって生じる収差量の変動およびピントずれを共に低減させることである。【解決手段】  交換レンズ１００は、フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を含む光学系１１０と、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の位置を制御するレンズ制御部１１２を有する。レンズ制御部１１２は、光学系１１０と撮像素子２０７の間に配置された光学素子に関する情報に応じて定められる第１フォーカスレンズ群１０３と第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置に基づいて、第１フォーカスレンズ群１０３と第２フォーカスレンズ群１０４の位置を制御することを特徴とするレンズ装置。【選択図】  図１
2019074671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有する撮像装置に着脱可能なレンズ装置であって、
フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する第１フォーカスレンズ群および第２フォーカスレンズ群を含む光学系と、
前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御するレンズ制御手段と、を備え、
前記レンズ制御手段は、前記光学系と前記撮像素子の間に配置された光学素子に関する情報に応じて定められる前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の目標位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記レンズ制御手段は、前記光学系と前記撮像素子の間における光学素子の配置状態が第１の状態である場合、前記光学系を第１の被写体距離に合焦させるために前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群が第１の配置となるように前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御し、
前記光学系と前記撮像素子の間における光学素子の配置状態が前記第１の状態とは異なる第２の状態である場合、前記光学系を前記第１の被写体距離に合焦させるために前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群が前記第１の配置とは異なる第２の配置となるように前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群が前記第１の配置である場合における前記光学系の収差量は、前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群が前記第２の配置である場合における前記光学系の収差量と異なることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第１の配置における前記第１フォーカスレンズ群の横倍率をβｉ１、前記第１の配置における前記第２フォーカスレンズ群の横倍率をβｉ２、前記第１の配置における前記第１フォーカスレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群の合成横倍率をβｉ１ｒ、前記第１の配置における前記第２フォーカスレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群の合成横倍率をβｉ２ｒ、前記第１の配置から前記第２の配置に変化させた際の前記第１フォーカスレンズ群の移動量をＸ１、前記第１の配置から前記第２の配置に変化させた際の前記第２フォーカスレンズ群の移動量をＸ２とし、
Ｓ１＝（１−βｉ１２）×βｉ１ｒ２
Ｓ２＝（１−βｉ２２）×βｉ２ｒ２
としたとき、
【数１】
2019074671.tif 000010
なる関係を満足することを特徴とする請求項２または３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第１の配置における前記第１フォーカスレンズ群の横倍率をβｉ１、前記第１の配置における前記第２フォーカスレンズ群の横倍率をβｉ２、前記第２の配置における前記第１フォーカスレンズ群の横倍率をβｊ１、前記第２の配置における前記第２フォーカスレンズ群の横倍率をβｊ２としたとき、
０．９５＜（βｉ１×βｉ２）／（βｊ１×βｊ２）＜１．１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第１の被写体距離は、前記光学系が合焦可能な距離の範囲のうち最至近距離であり、
前記最至近距離における前記光学系の横倍率をβとしたとき、
β＜−０．１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第１の状態は、前記光学系と前記撮像素子の間に光学素子が配置されていない状態であり、
前記第２の状態は、前記光学系と前記撮像素子の間に光学素子が配置されている状態であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記第１の状態は、前記光学系と前記撮像素子の間に第１の光学素子が配置されている状態であり、
前記第２の状態は、前記光学系と前記撮像素子の間に前記第１の光学素子とは異なる第２の光学素子が配置されている状態であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記光学素子に関する情報は、前記光学素子の厚みを識別可能な情報であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記光学素子に関する情報は、前記光学素子の屈折率を識別可能な情報であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記撮像装置は、前記光学素子に関する情報に応じて前記目標位置を定め、
前記レンズ制御手段は、前記撮像装置によって定められた前記目標位置に基づいて前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記レンズ制御手段は前記光学素子に関する情報に応じて前記目標位置を定めることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
前記レンズ装置は、被写体距離に応じた前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置に関する位置情報を記憶する記憶手段を有し、
前記目標位置は、前記位置情報を用いて定められることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する第１フォーカスレンズ群および第２フォーカスレンズ群を含む光学系を有するレンズ装置が着脱可能な撮像装置であって、
撮像素子と、
前記光学系と前記撮像素子の間に配置された光学素子に関する情報に応じて前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群の目標位置を定めるカメラ制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する第１フォーカスレンズ群および第２フォーカスレンズ群を含む光学系を有し、撮像素子を備える撮像装置に着脱可能なレンズ装置を制御する制御方法であって、
前記光学系と前記撮像素子の間に配置された光学素子に関する情報に応じて前記第１フォーカスレンズ群および前記第２フォーカスレンズ群の目標位置を定める第１のステップと、
前記第１のステップにおいて定められた前記目標位置に基づいて前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御する第２のステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ交換式の撮像装置およびそれに装着可能なレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ交換式の撮像装置において、レンズ装置と撮像素子の間に光学素子（例えばコンバージョンレンズ、撮像素子を保護するカバーガラス等）が配置される場合がある。このような光学素子によって、レンズ装置の光学系と光学素子を合わせた全系におけるピント位置や収差量が変化し得る。すなわち、レンズ装置と撮像素子の間に光学素子が配置されると、全系における結像性能が変化し得る。
【０００３】
特許文献１には、光軸に対して挿抜可能な光学フィルタを有する撮像装置において、光学フィルタの有無に応じてフォーカスレンズの位置を制御することが記載されている。これによって光学フィルタの有無によるピントのずれを低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２８５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、光学フィルタの有無による収差量の変動については考慮されていない。特許文献１において制御されるフォーカスレンズは１つのみであるため、光学フィルタ等の光学素子の有無による収差量の変動およびピントずれを共に低減させることが困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズ装置は、撮像素子を有する撮像装置に着脱可能なレンズ装置であって、フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する第１フォーカスレンズ群および第２フォーカスレンズ群を含む光学系と、前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御するレンズ制御手段と、を備え、前記レンズ制御手段は、前記光学系と前記撮像素子の間に配置された光学素子に関する情報に応じて定められる前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の目標位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズ群と前記第２フォーカスレンズ群の位置を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レンズ装置と撮像素子の間に配置された光学素子によって生じる収差量の変動およびピントずれを共に低減できるレンズ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】撮像装置およびレンズ装置のブロック図である。
【図２】撮像装置およびアダプタ装置、レンズ装置のブロック図である。
【図３】実施例１におけるフローチャートである。
【図４】実施例２におけるフローチャートである。
【図５】像面の物体側に光学素子が配置されていない場合の実施例３の光学系の断面図である。
【図６】像面の物体側に光学素子が配置された場合の実施例３の光学系の断面図である。
【図７】像面の物体側に光学素子が配置されていない場合の実施例３の光学系の収差図である。
【図８】像面の物体側に光学素子が配置された場合の実施例３の光学系の収差図である。
【図９】像面の物体側に光学素子が配置されていない場合の実施例４の光学系の断面図である。
【図１０】像面の物体側に光学素子が配置された場合の実施例４の光学系の断面図である。
【図１１】像面の物体側に光学素子が配置されていない場合の広角端における実施例４の光学系の収差図である。
【図１２】像面の物体側に光学素子が配置された場合の広角端における実施例４の光学系の収差図である。
【図１３】像面の物体側に光学素子が配置されていない場合の中間ズーム位置における実施例４の光学系の収差図である。
【図１４】像面の物体側に光学素子が配置された場合の中間ズーム位置における実施例４の光学系の収差図である。
【図１５】像面の物体側に光学素子が配置されていない場合の望遠端における実施例４の光学系の収差図である。
【図１６】像面の物体側に光学素子が配置された場合の望遠端における実施例４の光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、レンズ装置としての交換レンズ１００が、撮像装置としてのカメラ本体２００に着脱可能に装着された状態でのブロック図である。
【００１１】
交換レンズ１００は、光学系１１０を有する。光学系１１０は、複数のレンズと開口絞り１０２を有する。光学系１１０は、フォーカシングに際して移動する第１フォーカスレンズ群１０３と、第２フォーカスレンズ群１０４を有する。第１フォーカスレンズ群１０３と第２フォーカスレンズ群１０４は、フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する。光学系１１０がズームレンズである場合、光学系１１０は変倍に際して移動するズームレンズ群１０１を有する。なお、図１において各レンズ群を正または負の単レンズで示しているが、各レンズ群は少なくとも１つのレンズを含んでいれば良く、複数のレンズで構成されていても良い。また、各レンズ群の屈折力は正であっても負であっても良い。また、光学系１１０はズーミングおよびフォーカシングに際して不動であるレンズ群（不図示）を含んでいても良い。
【００１２】
交換レンズ１００はレンズ制御部１１２を有する。レンズ制御部１１２は撮影光学系の各部を制御する。レンズ制御部１１２はＭＰＵ、マイクロコンピュータなどから構成される。
【００１３】
変倍駆動部１０５は、レンズ制御部１１２の制御のもと、ズームレンズ群１０１が所定の位置に位置するようにズームレンズ群１０１を駆動する。絞り駆動部１０６はレンズ制御部１１２の制御のもと、開口絞り１０２の開口が所定の径となるように開口絞り１０２を駆動する。Ｂ１駆動部１０７はレンズ制御部１１２の制御のもと、第１フォーカスレンズ群１０３が所定の位置に位置するように第１フォーカスレンズ群１０３を駆動する。Ｂ２駆動部１０８はレンズ制御部１１２の制御のもと、第２フォーカスレンズ群１０４が所定の位置に位置するように第２フォーカスレンズ群１０４を駆動する。
【００１４】
レンズ制御部１１２は変倍位置検出部１０９を用いてズームレンズ群１０１の位置を検出する。レンズ制御部１１２はＢ１位置検出部１１５を用いて第１フォーカスレンズ群１０３の位置を検出する。レンズ制御部１１２はＢ２位置検出部１１６を用いて第２フォーカスレンズ群１０４の位置を検出する。
【００１５】
レンズ側記憶部１１３は、交換レンズ１００に固有の固有情報を記憶している。交換レンズ１００に固有の固有情報とは、交換レンズ１００の動作に必要なプログラムおよびＲＯＭ情報、交換レンズ１００の識別番号、交換レンズ１００の仕様、特定の機能に対する対応可否に関する情報を含む。
【００１６】
交換レンズ１００が、光学系１１０の光軸に対して挿抜可能な光学素子（不図示）を有する場合、固有情報は交換レンズ１００の固有情報が光学素子に関する情報を含む。このような光学素子としては、例えばレンズの倍率を上げるためのエクステンダや、透過率を調整するためのＮＤフィルタなどの光学フィルタがある。交換レンズ１００の固有情報に含まれる光学素子に関する情報には、光学素子の厚み、屈折率、配置される位置、焦点距離、光学素子の識別番号、光学素子の挿抜状態等に関する情報を含む。なお、光学素子に関する情報は光学素子の厚みなどの特性を直接示している必要はなく、光学素子の特性が一義的に定義された情報であれば良い。
【００１７】
レンズ制御部１１２は、通信端子部１１４を介してカメラ本体２００と通信することができる。
【００１８】
カメラ本体２００は撮像素子２０１と、カメラ制御部２０２と、カメラ側記憶部２０３と、焦点検出部２０６と、を有する。
【００１９】
撮像素子２０１はＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。撮像素子２０１の受光面側には光学素子２０７が設けられている。光学素子２０７は、例えば光学ローパスフィルタや撮像素子２０１を保護するカバーガラスである。
【００２０】
カメラ制御部２０２は、カメラ本体２００の各部を制御する。カメラ制御部２０２は通信端子部１１４を介してレンズ制御部１１２と通信することができる。なお、カメラ制御部２０２は、ＭＰＵ、マイクロコンピュータなどから構成される。
【００２１】
カメラ側記憶部２０３はカメラ本体２００に固有の固有情報を記憶している。カメラ本体２００に固有の固有情報とは、カメラ本体２００の動作に必要なプログラムおよびＲＯＭ情報、カメラ本体２００の識別番号、カメラ本体２００の仕様、特定の機能に対する対応可否に関する情報を含む。また、カメラ本体２００の固有情報は、光学素子２０７に関する情報を含む。光学素子２０７に関する情報には、光学素子２０７の識別番号、仕様、厚み、屈折率、配置される位置等に関する情報を含む。なお、カメラ本体２００の固有情報に含まれる光学素子２０７に関する情報は、光学素子２０７の厚みなどの特性を直接示している必要はなく、光学素子２０７の特性が一義的に定義された情報であれば良い。例えば、カメラ本体の種類毎に光学素子の特性が異なる場合、カメラ本体２００の種類を特定するカメラＩＤを光学素子２０７に関する情報として用いても良い。
【００２２】
交換レンズ１００は通信端子部１１４を介した通信によりカメラ本体２００の固有情報を取得することができる。また、カメラ本体２００は、通信端子部１１４を介した通信により交換レンズ１００の固有情報を取得することができる。
【００２３】
また、カメラ本体２００は、シャッタースイッチ２０４を有する。本実施形態のシャッタースイッチ２０４は、ユーザによって２段階に押下可能に構成されている。シャッタースイッチ２０４が浅く押下（半押し）された場合、カメラ本体２００は撮影準備動作を行う。撮影準備動作は、自動焦点調節（ＡＦ）や測光を含む。
【００２４】
ＡＦが開始されると、カメラ制御部２０２は、焦点検出部２０６による焦点検出結果を用いて現在のデフォーカス量を取得する。Ｂ１駆動部１０７およびＢ２駆動部１０８は、レンズ制御部１１２の制御の下、デフォーカス量を用いて定められる位置に第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４をそれぞれ駆動する。第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の定め方の詳細については、後述する。
【００２５】
なお、本実施形態におけるＡＦ方式は、位相差ＡＦ方式、像面位相差ＡＦ方式、コントラストＡＦ方式のいずれでも良い。したがって、図１では撮像素子２０１とは別体に設けられた焦点検出部２０６によって焦点検出（デフォーカス量の検出）を行う例について示しているが、撮像素子２０１が焦点検出を行っても良い。
【００２６】
また、ユーザによってシャッタースイッチ２０４を深く押下（全押し）された場合、撮影が開始される。
【００２７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００２８】
図２は、交換レンズ１００とカメラ本体２５０の間にアダプタ装置３００が配置された状態におけるブロック図である。アダプタ装置３００は、交換レンズおとびカメラ本体２５０の間に装着可能に構成されている。交換レンズ１００は図１に示したものと同様である。カメラ本体２５０は、撮像素子２０１の前面に設けられた光学素子２５７の厚みを除き、図１に示したカメラ本体２００と同様である。光学素子２５７は図１に示す光学素子２０７よりも厚くなっている。光学素子２５７に関する情報は、カメラ側記憶部２０３に記憶されている。
【００２９】
アダプタ装置３００は、光学素子３０１を有する。光学素子３０１はレンズのように屈折力を有していても良いし、光学フィルタのように実質的に屈折力を有していなくても良い。
【００３０】
また、アダプタ装置３００はアダプタ制御部３０２を有する。アダプタ制御部３０２は、通信端子部１１４ａを介してカメラ制御部２０２と通信することができる。また、アダプタ制御部３０２は、通信端子部１１４ｂを介してレンズ制御部１１２と通信することができる。
【００３１】
アダプタ側記憶部３０３は、アダプタ装置３００に固有の固有情報を記憶している。アダプタ装置３００に固有の固有情報とは、アダプタ装置３００の動作に必要なプログラムおよびＲＯＭ情報、アダプタ装置３００の識別番号、アダプタ装置３００の仕様、特定の機能に対する対応可否に関する情報を含む。
【００３２】
また、固有情報はアダプタ装置が有する光学素子３０１に関する情報を含む。光学素子３０１に関する情報としては、例えば光学素子の厚み、屈折率、焦点距離、光学素子３０１の識別番号、配置された位置等に関する情報がある。なお、アダプタ装置３００の固有情報に含まれる光学素子３０１に関する情報は、光学素子３０１の厚みなどの特性を直接示している必要はなく、光学素子３０１の特性が一義的に定義された情報であれば良い。例えば、アダプタ装置の種類毎に光学素子の特性が異なる場合、アダプタ装置３００の種類を特定するアダプタＩＤを光学素子３０１に関する情報として用いても良い。
【００３３】
アダプタ制御部３０２は、光学素子３０１に関する情報をレンズ制御部１１２またはカメラ制御部２０２に送信することができる。
【００３４】
図１、２で述べたように、交換レンズ１００の使用状況に応じて、光学系１１０と撮像素子の間には種々の光学素子が配置され得る。すなわち、光学系１１０と撮像素子の間に第１の光学素子が配置される場合や、第１の光学素子とは異なる第２の光学素子が配置される場合等があり得る。第２の光学素子は、第１の光学素子とは屈折率、厚み、焦点距離、配置される位置等が異なる光学素子である。また、光学系１１０と撮像素子の間に光学素子が配置されていない場合もあり得る。
【００３５】
光学系１１０と撮像素子の間に配置される光学素子が変化すると、光学系１１０の結像性能が変化し得る。具体的には、光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子の焦点距離、厚み、屈折率などが変化すると、特定の被写体距離に合焦するためのフォーカスレンズの位置が変化する。換言すると、フォーカスレンズの位置を固定した状態で光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子の焦点距離、厚み、屈折率などを変化させると、ピントずれが生じ得る。
【００３６】
また、光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子の焦点距離、厚み、屈折率などが変化すると、光学系１１０および光学素子を含めた全系において生じる収差量が変化してしまう。
【００３７】
光学系１１０の一部のレンズ群の位置を変化させることで、光学系１１０および光学素子を含めた全系において生じる収差量を変化させることができる。ゆえに、光学系１１０の一部のレンズ群の位置を変化させることで、光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子よる収差変動を補償することができる。しかしながら、１つのレンズ群のみを移動させて光学系１１０における収差量を変化させると、焦点位置が変化してしまい、ピントずれが生じてしまう。
【００３８】
そこで、交換レンズ１００では、光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子による結像性能の変化を低減させるために、第１フォーカスレンズ群１０３と第２フォーカスレンズ群１０４を用いる。また、第１フォーカスレンズ群１０３と第２フォーカスレンズ群１０４の配置を、光学系１１０と撮像素子の間に配置される光学素子に応じて異ならせる。
【００３９】
換言すると、光学系１１０と撮像素子の間における光学素子の配置状態が第１の状態である場合と、第１の状態とは異なる第２の状態である場合とで、特定の被写体距離（第１の被写体距離）に合焦するための各フォーカスレンズ群の配置を異ならせる。これは、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の移動軌跡を、光学系１１０と撮像素子の間における光学素子の配置状態に応じて異ならせることに相当する。これによって、収差量の変動の抑制とピントずれの低減を両立することができる。
【００４０】
なお、ここで言う光学系１１０と撮像素子の間における光学素子の配置状態とは、光学系１１０と撮像素子の間における光学素子の有無や、光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子の種類に関する状態である。例えば、光学系１１０と撮像素子の間に光学素子２０７が配置されている状態が第１の状態（図１）であり、光学系１１０と撮像素子の間に光学素子２５７および光学素子３０１が配置されている状態が第２の状態（図２）である。
【００４１】
次に、第１フォーカスレンズ群１０３と第２フォーカスレンズ群１０４を用いて収差量の変動およびピントずれを共に低減する具体的な実施例について説明する。
【００４２】
［実施例１］
本実施例では、カメラ制御部２０２が、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置を、光学系１１０および撮像素子２０１の間に配置された光学素子に関する情報に基づいて算出する。
【００４３】
このため、本実施例において、カメラ制御部２０２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置の算出に先だって光学系１１０および撮像素子２０１の間に配置された光学素子に関する情報を取得する。
【００４４】
具体的には、カメラ制御部２０２は、カメラ本体２００の有する光学素子２０７に関する情報を取得するために、カメラ側記憶部２０３に記憶されたカメラ本体２００の固有情報を取得する。また、交換レンズ１００とカメラ本体の間に、光学素子３０１を有するアダプタ装置３００が装着されている場合、光学素子３０１に関する情報を取得するために、カメラ制御部２０２はアダプタ制御部３０２からアダプタ装置３００の固有情報を取得する。
【００４５】
また、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２から交換レンズ１００の固有情報を取得する。本実施例において、交換レンズ１００の固有情報の一部であるＲＯＭ情報には、合焦距離およびズーム位置に応じた第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の位置に関する位置情報が含まれる。本実施例の位置情報は、光学系１１０と撮像素子の間に配置された光学素子に関する情報に対応して記憶されている。
【００４６】
なお、位置情報は、光学素子に関する情報に基づいて第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の位置を算出できるように記憶されていれば良い。例えば、光学素子に関する厚みや屈折率などの情報と、ズーム位置、合焦距離等を変数とした関数の係数として記憶されていても良い。また、光学素子に関する情報に対応づけて、テーブルデータとして記憶されていても良い。
【００４７】
さらに、交換レンズ１００が光路に挿抜可能な光学素子を有する場合、交換レンズ１００の固有情報には光学素子に関する情報が含まれる。
【００４８】
カメラ制御部２０２は、このようにして取得されたカメラ本体２００、アダプタ装置３００、交換レンズ１００の固有情報を用いて、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置を算出する。算出された目標位置に関する情報はレンズ制御部１１２に送信される。
【００４９】
図３のフローチャートを用いて、本実施例のカメラ制御部２０２で行われる第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の制御方法の流れについて説明する。なお、フローチャートにおいて、「Ｓ」はステップを表す。また、以下で説明するフローは、コンピュータに各ステップの機能を実現させるためのプログラムとして具現化できる。
【００５０】
図３のフローチャートは、カメラ本体２００の電源がＯＮにされた状態から開始する。
【００５１】
Ｓ４０１において、カメラ制御部２０２は、カメラ本体２００に交換レンズ１００が装着されたか否か判定する。カメラ本体２００に交換レンズ１００が装着されていない場合（Ｓ４０１がＮｏだった場合）、Ｓ４０１を繰り返す。
【００５２】
交換レンズ１００が装着されると、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２と初期通信を開始する（Ｓ４０２）。交換レンズ１００とカメラ本体２００の間にアダプタ装置３００が装着されている場合、カメラ制御部２０２はアダプタ制御部３０２とも初期通信を行なう。
【００５３】
初期通信において、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２から交換レンズ１００の固有情報を取得する。また、カメラ制御部２０２はアダプタ制御部３０２からアダプタ装置３００の固有情報を取得する。すなわち、Ｓ４０２においてカメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２およびアダプタ制御部３０２に対してそれぞれの固有情報を送信させる命令を送信し、命令に応じて送信された固有情報を取得する。
【００５４】
Ｓ４０３において、カメラ制御部２０２はシャッタースイッチ２０４が半押しされたか否か判定する。ユーザの操作によりシャッタースイッチ２０４が半押しされた場合、撮影準備動作としてのＡＦ動作が開始される。シャッタースイッチ２０４が半押しされていない場合（Ｓ４０３がＮｏだった場合）、Ｓ４０３を繰り返す。
【００５５】
なお、交換レンズ１００が光路に対して挿抜可能な光学素子を有する場合、カメラ制御部２０２は、Ｓ４０３の前または後に、レンズ制御部１１２から、交換レンズ１００にける光学素子の挿抜状況に関する情報を取得しても良い。これによって初期通信からＡＦ動作を行うまでの間に交換レンズ１００内の光学素子が挿抜されたか否かを判別することができる。
【００５６】
Ｓ４０４において、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２から現在のズームレンズ群１０１の位置、Ｆナンバーを取得する。すなわち、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２に対してズームレンズ群１０１の位置およびＦナンバーを送信させる命令を送信し、命令に応じて送信されたズームレンズ群１０１の位置、Ｆナンバーに関する情報を受信する。ズームレンズ群１０１の位置およびＦナンバーは、後に行われる合焦判定に用いられる。なお、ここでいうＦナンバーは開放Ｆナンバーまたは現在のＦナンバーである。
【００５７】
Ｓ４０５において、カメラ制御部２０２は焦点検出部２０６の出力に基づいてデフォーカス量を算出する。
【００５８】
Ｓ４０６において、カメラ制御部２０２は合焦判定を行う。合焦判定は、Ｓ４０５で算出されたデフォーカス量が、閾値Ｔよりも大きいか否かで判定する。合焦判定に用いられる閾値Ｔは、例えば以下の式（Ａ）で設定される。
Ｔ＝ＦＮＯ×δ  （Ａ）
【００５９】
式（Ａ）において、ＦＮＯはＦナンバー、δは最小錯乱円径である。
【００６０】
デフォーカス量が、閾値Ｔよりも小さい場合（Ｓ４０６がＹｅｓだった場合）、合焦しているため処理を完了する。
【００６１】
一方、Ｓ４０６がＮｏだった場合、Ｓ４０７に進む。Ｓ４０７では、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２から第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の現在の位置を取得する。すなわち、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２に対して第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の現在の位置を送信するよう命令し、命令に応じて送信された情報を取得する。
【００６２】
Ｓ４０８において、カメラ制御部２０２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の現在の位置と、デフォーカス量と、固有情報に基づいて第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置を算出する。なお目標位置として、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の駆動後の位置が算出されても良いし、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の駆動量が算出されても良い。
【００６３】
Ｓ４０９において、カメラ制御部２０２はレンズ制御部１１２に対してＳ４０８で算出した第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置に関する情報を送信する。
【００６４】
レンズ制御部１１２は、カメラ制御部２０２から第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置に関する情報を取得すると、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を駆動させる。すなわち、Ｂ１駆動部１０７およびＢ２駆動部１０８に第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を駆動させるための信号を送信する。
【００６５】
Ｓ４１０では、カメラ制御部２０２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の駆動が完了したか否か判定する。駆動が完了していない場合、Ｓ４１０を繰り返す。駆動が完了した場合、Ｓ４０５に戻る。
【００６６】
このように、Ｓ４０５からＳ４１０を、Ｓ４０６がＹｅｓとなるまで繰り返すことにより、ＡＦ動作を行う。
【００６７】
このように、交換レンズ１００と撮像素子の間に配置された光学素子の情報に基づいて２つのフォーカスレンズ群の目標位置を決定することで、収差量の変動およびピントずれを共に低減させることができる。
【００６８】
［実施例２］
次に実施例２について説明する。
【００６９】
本実施例では、実施例１と異なり、レンズ制御部１１２が第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置を、光学系１１０および撮像素子２０１の間に配置された光学素子に関する情報に基づいて算出する。
【００７０】
このため、本実施例において、レンズ制御部１１２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置の算出に先だって光学系１１０および撮像素子２０１の間に配置された光学素子に関する情報を取得する。
【００７１】
レンズ制御部１１２は、レンズ側記憶部１１３に記憶された交換レンズの固有情報を取得する。交換レンズ１００の固有情報には、実施例１と同様に、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の位置に関する情報が含まれる。また、交換レンズ１００が光路に挿抜可能な光学素子を有する場合、交換レンズ１００の固有情報には光学素子に関する情報が含まれる。
【００７２】
また、レンズ制御部１１２は、カメラ本体２００の有する光学素子２０７に関する情報を取得するために、カメラ側記憶部２０３に記憶されたカメラ本体２００の固有情報を取得する。また、交換レンズ１００とカメラ本体の間に、光学素子３０１を有するアダプタ装置３００が装着されている場合、光学素子３０１に関する情報を取得するために、レンズ制御部１１２はアダプタ制御部３０２からアダプタ装置３００の固有情報を取得する。
【００７３】
レンズ制御部１１２は、このようにして取得されたカメラ本体２００、アダプタ装置３００、交換レンズ１００の固有情報のうち少なくとも１つを用いて、第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置を算出する。また、レンズ制御部１１２は、算出した第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置に関する情報に基づいて第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を駆動する。
【００７４】
図４のフローチャートを用いて、本実施例のレンズ制御部１１２で行われる第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の制御方法の流れについて説明する。
【００７５】
図４のフローチャートは、交換レンズ１００がカメラ本体２００（またはカメラ本体２００に装着されたアダプタ装置３００）に装着された状態から開始する。
【００７６】
Ｓ５０１において、レンズ制御部１１２はカメラ本体２００からの初期通信を開始する要求に応じて、初期通信を行なう。交換レンズ１００とカメラ本体２００の間にアダプタ装置３００が装着されている場合、レンズ制御部１１２はアダプタ制御部３０２とも初期通信を行なう。初期通信において、レンズ制御部１１２はカメラ制御部２０２からカメラ本体２００の固有情報を取得する。また、レンズ制御部１１２はアダプタ制御部３０２からアダプタ装置３００の固有情報を取得する。
【００７７】
Ｓ５０２において、レンズ制御部１１２はカメラ制御部２０２からＡＦ動作を開始する命令を受信したか否かを判定する。ＡＦ動作を開始する命令を受信した場合（Ｓ５０２がＹｅｓの場合）はＳ５０３に進み、そうでない場合（Ｓ５０２がＮｏの場合）はＳ５０２を繰り返し行う。
【００７８】
Ｓ５０３において、レンズ制御部１１２は現在のズームレンズ群１０１の位置およびＦナンバーを取得する。ズームレンズ群１０１の位置および開放Ｆナンバーは、後に行われる合焦判定に用いられる。
【００７９】
Ｓ５０４において、レンズ制御部１１２はカメラ制御部２０２から現在のデフォーカス量を取得する。
【００８０】
Ｓ５０５において、レンズ制御部１１２は合焦判定を行う。合焦判定は、Ｓ５０４において取得したデフォーカス量が実施例１で述べた閾値Ｔよりも大きいか否かを判定することによって行われる。なお、本実施例において合焦判定はカメラ制御部２０２が行ってもよい。その場合、Ｓ５０５でレンズ制御部はカメラ制御部２０２から合焦判定結果を取得する。
【００８１】
Ｓ５０５において合焦していると判定された場合（Ｓ５０５がＹｅｓだった場合）には処理を完了する。
【００８２】
一方、Ｓ５０５がＮｏだった場合、Ｓ５０６に進む。Ｓ５０６では、レンズ制御部１１２はＢ１位置検出部１１５およびＢ２位置検出部１１６から第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の現在の位置を取得する。
【００８３】
Ｓ５０７において、レンズ制御部１１２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の現在の位置と、デフォーカス量と、固有情報に基づいて第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置を算出する。
【００８４】
Ｓ５０８において、レンズ制御部１１２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を駆動する。すなわち、レンズ制御部１１２はＢ１駆動部１０７およびＢ２駆動部１０８を用い、Ｓ５０７で算出した目標位置に基づいて第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を駆動させる。
【００８５】
Ｓ５０９では、レンズ制御部１１２は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の駆動が完了したか否か判定する。駆動が完了していない場合、Ｓ５０９を繰り返す。駆動が完了した場合、Ｓ５０４に戻る。なお、Ｓ５０９は第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の駆動を開始してから所定時間経過したか否かを判断することによって行っても良い。
【００８６】
このように、Ｓ５０４からＳ５０９を、Ｓ５０５がＹｅｓとなるまで繰り返すことにより、ＡＦ動作を行う。
【００８７】
このように、交換レンズ１００と撮像素子の間に配置された光学素子の情報に基づいて２つのフォーカスレンズ群の目標位置を決定することで、収差量の変動およびピントずれを共に低減させることができる。
【００８８】
なお、上述した実施例１，２において、光学素子に関する情報は、光学系１１０と撮像素子２０１の間に配置された光学素子の厚みと屈折率の少なくとも一方を識別可能な情報であることが好ましい。すなわち、光学素子に関する情報は、レンズ制御部１１２またはカメラ制御部２０２が光学素子の厚みと屈折率の少なくとも一方を識別できるような情報であることが好ましい。
【００８９】
これによって、光学素子によって生じる収差量の変動およびピントずれを補正するための第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の目標位置の算出をより高精度に行うことができるようになる。
【００９０】
次に、各実施例の交換レンズ１００が有する光学系１１０に関して、好ましい条件について述べる。
【００９１】
光学系１１０は、以下の式（１）に示される関係を満たすことが好ましい。
【００９２】
【数１】
2019074671.tif 000003
【００９３】
ここで、第１の状態において特定の被写体距離（第１の被写体距離）に合焦するための第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の配置を第１の配置とする。また、第２の状態において第１の被写体距離に合焦するための第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の配置を第２の配置とする。
【００９４】
このとき、Ｓ１およびＳ２はそれぞれ、第１の配置における第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の位置敏感度である。位置敏感度とは、フォーカスレンズ群の移動距離に対する像面ＩＰの移動距離の比である。Ｘ１およびＸ２はそれぞれ、第１の配置から第２の配置に変化する際の第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の移動量である。また、Ｘ１およびＸ２の符号は、像側に移動する場合を正、物体側に移動する場合を負とする。
【００９５】
なお、Ｓ１およびＳ２は以下の式（１ａ）および（１ｂ）で与えられる。
Ｓ１＝（１−βｉ１２）×βｉ１ｒ２  （１ａ）
Ｓ２＝（１−βｉ２２）×βｉ２ｒ２  （１ｂ）
【００９６】
式（１ａ）および（１ｂ）において、βｉ１およびβｉ２は第１の配置における第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の横倍率である。βｉ１ｒおよびβｉ２ｒは、第１の配置におけるレンズ群Ｂ１の像側およびレンズ群Ｂ２の像側に配置されたレンズ群の合成横倍率である。
【００９７】
式（１）の左辺の第１項と第２項の和が０になるように第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４を移動させることで、第１の配置および第２の配置の間で焦点位置を略一定に保つに保つことができる。また、このように２つのレンズ群を移動させることで、第１の配置および第２の配置の間での球面収差および像面湾曲の変動を低減させることができる。
【００９８】
また、光学系１１０は、以下の式（２）を満足することが好ましい。
０．９５＜（βｉ１×βｉ２）／（βｊ１×βｊ２）＜１．１５  （２）
【００９９】
ここで、βｊ１およびβｊ２は、第２の配置における第１フォーカスレンズ群１０３および第２フォーカスレンズ群１０４の横倍率である。
【０１００】
βｉ１×βｉ２とβｊ１×βｊ２の比は、第１の配置から第２の配置に変化する際の倍率の変化を表している。式（２）の上限値または下限値を超えると、第１の配置と第２の配置の間での画角の変化量を低減させることが困難となる。
【０１０１】
また、光学系１１０は、最至近距離において各フォーカスレンズ群の配置を第１の配置と第２の配置の間で変化させられるように構成されていることが好ましい。このとき、最至近距離における光学系１１０の横倍率（像倍率）βは以下の式（３）を満足することが好ましい。なお、最至近距離とは光学系１１０が合焦可能な距離の範囲のうち最も短い距離を言う。
β＜−０．１  （３）
【０１０２】
式（３）は、最至近距離に合焦した場合の像倍率（横倍率）を規定した条件式であり、最至近における像倍率の絶対値が十分に大きいことを表している。式（３）を満たすことで、最至近距離を十分短くすることができ、さらに光学素子による結像性能の変化を低減させることができる。最至近距離における像倍率は、電子ズーム等による拡大により補ってもよいが、高精度な収差補正を要求されるとともに、光学系の大型化を招く。
【０１０３】
次に、本発明のレンズ装置が有する光学系に関する実施例３，４について述べる。実施例３，４に係る光学系ＬＡは、いずれも図１，２に示す光学系１１０として適用可能な光学系である。以下で説明する実施例３，４に係る光学系は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、放送用カメラなどの撮像装置に用いられる撮影光学系である。
【０１０４】
［実施例３］
図５は、実施例３の光学系ＬＡの無限遠合焦時における断面図である。
【０１０５】
光学系ＬＡは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は図１における第１フォーカスレンズ群１０３に相当する。第３レンズ群Ｇ３は図１における第２フォーカスレンズ群１０４に相当する。
【０１０６】
開口絞りＳＰは、開放Ｆナンバーの光束を決定（制限）する。像面ＩＰには、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面またはフィルムが配置される。
【０１０７】
図５に示す断面図において、光学系ＬＡと撮像素子ＩＰの間に光学素子は配置されていない。本実施例において、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に光学素子が配置されていない配置状態を第１の状態とする。また、第１の状態において無限遠に合焦する第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の配置を第１の配置とする。
【０１０８】
図６は、本実施例の光学系ＬＡと像面ＩＰの間に光学素子ＦＬが配置された場合の、無限遠合焦時の断面図を示している。光学素子ＦＬは図１における光学素子２０７に相当する。光学素子ＦＬは、例えばＮＤフィルタや光学ローパスフィルタである。本実施例において、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に光学素子ＦＬが配置されている配置状態を第２の状態とする。また、第２の状態において無限遠に合焦する第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の配置を第２の配置とする。
【０１０９】
第２の配置において、第２レンズ群Ｇ２は、第１の配置の場合よりも物体側に配置されている。すなわち、第２の配置における第２レンズ群Ｇ２と第１レンズ群Ｇ１の間隔は、第１の配置よりも狭くなっている。
【０１１０】
また、第２の配置において、第３レンズ群Ｇ３は、第１の配置の場合よりも像側に配置されている。すなわち、第２の配置における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は、第１の配置よりも広くなっている。
【０１１１】
このように、同じ合焦距離であっても、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に配置された光学素子ＦＬに応じて第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の配置を変化させることで、光学系ＬＡの収差量が変化させることができる。これによって、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に配置された光学素子によって生じる収差量の変動およびピントずれを共に低減させることができる。
【０１１２】
なお、本実施例では、光学素子ＦＬの有無に関わらず、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の間隔が狭くなるように共に物体側に移動する。これによって。近距離での第３レンズ群Ｇ３における光線の入射高さを低くすることができる。また、本実施例によれば、フォーカシングに際して第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を一体で繰り出す場合と比較して第３レンズ群Ｇ３に入射する光線の入射角度を小さくすることが容易となるため、コマ収差を効率よく補正することができる。
【０１１３】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を一体で繰り出してフォーカシングを行う場合、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して球面収差がマイナス方向へ増大してしまう傾向がある。このため、近距離物体への合焦に関しては、良好な光学性能を得ることが困難になる。これに対して、本実施例によればフォーカシングに際して第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の間隔が変化するように、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を共に移動させている。これにより、第２レンズ群Ｇ２で発生する球面収差を、第３レンズ群Ｇ３によって効果的に補正することができる。
【０１１４】
本実施例の光学系ＬＡにおける収差図を図７、８に示す。収差図において、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。球面収差図において、実線はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、２点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）について示している。非点収差図において、実線はｄ線におけるサジタル像面、点線はｄ線におけるメリディオナル像面について示している。歪曲収差は、ｄ線について示している。倍率色収差図は、ｄ線に対するｇ線の色収差を示している。なお、このことは以下の収差図においても同様である。
【０１１５】
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１の状態において、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．１２倍である場合の本実施例の光学系ＬＡの収差図である。
【０１１６】
図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第２の状態において、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．１２倍である場合の本実施例の光学系ＬＡの収差図である。
【０１１７】
次に、本実施例の光学系ＬＡに関する数値実施例を示す。なお、数値実施例は、光学系ＬＡにおける第１の状態と第２の状態ついて示している。
【０１１８】
各数値実施例において、ｒは各面の曲率半径、ｄ及びｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面間の間隔である。なお、ｉは自然数であり、物体側から数えた面の順序を表す。面データで（可変）とした間隔は、表１にまとめて記した。
【０１１９】
また、ｎｄとνｄはそれぞれｄ線を基準とした光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。ＢＦはバックフォーカスである。
【０１２０】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、Ｒを光の進行方向を正とした近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４からＡ１２を各々非球面係数としたとき以下の式（４）で表される。
【０１２１】
【数２】
2019074671.tif 000004
【０１２２】
なお、非球面については、面データに＊を付している。
【０１２３】
非球面データにおいて、「ｅ−ｘ」は１０−ｘを意味している。
【０１２４】
ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバーである。また、ωは半画角である。ωについては近軸計算による値を示している。
【０１２５】
［第１の状態（実施例３）］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         65.463    8.89   1.83481    42.7
2        287.195    2.55
3        292.460    2.50   1.53172    48.8
4         36.503   15.80
5        -59.042    2.50   1.68948    31.0
6        100.395   10.02
7        135.925    9.83   1.77250    49.6
8        -74.480  (可変)
9        280.199    3.57   1.80810    22.8
10       -537.389    0.50
11         35.430   10.05   1.81600    46.6
12       1654.496    2.00   1.72047    34.7
13         28.181    9.85
14(絞り)    ∞     (可変)
15        -34.362    1.80   1.65412    39.7
16        126.775    0.00
17         52.735    7.33   1.81600    46.6
18        -62.749    1.40
19        -95.382    6.10   1.59522    67.7
20        -33.833    1.80   1.69895    30.1
21      -2643.237    5.11
22         95.305    5.54   1.77250    49.5
23*       -76.576  (可変)
像面        ∞
非球面データ
第23面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.72668e-006  A 6=-1.93156e-010  A 8= 3.88955e-012
焦点距離       57.79
Fナンバー      1.44
画角           20.52
像高           21.64
レンズ全長    163.89
BF             39.99
【０１２６】
［第２の状態（実施例３）］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         65.463    8.89   1.83481    42.7
2        287.195    2.55
3        292.460    2.50   1.53172    48.8
4         36.503   15.80
5        -59.042    2.50   1.68948    31.0
6        100.395   10.02
7        135.925    9.83   1.77250    49.6
8        -74.480  (可変)
9        280.199    3.57   1.80810    22.8
10       -537.389    0.50
11         35.430   10.05   1.81600    46.6
12       1654.496    2.00   1.72047    34.7
13         28.181    9.85
14(絞り)    ∞     (可変)
15        -34.362    1.80   1.65412    39.7
16        126.775    0.00
17         52.735    7.33   1.81600    46.6
18        -62.749    1.40
19        -95.382    6.10   1.59522    67.7
20        -33.833    1.80   1.69895    30.1
21      -2643.237    5.11
22         95.305    5.54   1.77250    49.5
23*       -76.576  (可変)
24          ∞       2.50   1.51633    64.1
25          ∞       0.85
像面        ∞
非球面データ
第23面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.72668e-006  A 6=-1.93156e-010  A 8= 3.88955e-012
焦点距離      58.00
Fナンバー      1.44
画角          20.46
像高          21.64
レンズ全長   164.63
BF             0.85
【０１２７】
【表１】
2019074671.tif 000005
【０１２８】
［実施例４］
次に、実施例４の光学系について説明する。
【０１２９】
図９は実施例４の光学系ＬＡの無限遠合焦時における断面図である。
【０１３０】
本実施例の光学系ＬＡは、物体側から像側へ順に配置された第１乃至第８レンズ群から構成されるズームレンズである。第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力を有する。第２レンズ群Ｇ２は負の屈折力を有する。第３レンズ群Ｇ３は正の屈折力を有する。第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を有する。第５レンズ群Ｇ５は負の屈折力を有する。第６レンズ群Ｇ６は正の屈折力を有する。第７レンズ群Ｇ７は正の屈折力を有する。第８レンズ群Ｇ８は負の屈折力を有する。
【０１３１】
本実施例において、第５レンズ群Ｇ５および第７レンズ群Ｇ７は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して移動する。第５レンズ群Ｇ５は図１における第１フォーカスレンズ群１０３に相当する。第７レンズ群Ｇ７は図１における第２フォーカスレンズ群１０４に相当する。
【０１３２】
図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１の状態における広角端、中間ズーム位置、望遠端での光学系ＬＡの断面図である。
【０１３３】
図９に示す断面図において、光学系ＬＡと撮像素子ＩＰの間に光学素子は配置されていない。本実施例において、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に光学素子が配置されていない状態を第１の状態とする。また、第１の状態において無限遠に合焦する第５レンズ群Ｇ５および第７レンズ群Ｇ７の配置を第１の配置とする。
【０１３４】
図１０は、本実施例の光学系ＬＡと像面ＩＰの間に光学素子ＦＬが配置された場合の、無限遠合焦時の断面図を示している。光学素子ＦＬは図１における光学素子２０７に相当する。本実施例において、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に光学素子ＦＬが配置されている状態を第２の状態とする。また、第２の状態において無限遠に合焦する第５レンズ群Ｇ５および第７レンズ群Ｇ７の配置を第２の配置とする。
【０１３５】
第２の配置において、第５レンズ群Ｇ５および第７レンズ群Ｇ７は、共に第１の配置の場合よりも物体側に配置されている。
【０１３６】
このように、同じ合焦距離であっても、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に配置された光学素子ＦＬに応じて第５レンズ群Ｇ５および第７レンズ群Ｇ７の配置を変化させることで、光学系ＬＡの収差量が変化させることができる。これによって、光学系ＬＡと像面ＩＰの間に配置された光学素子によって生じる収差量の変動およびピントずれを共に低減させることができる。
【０１３７】
図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第２の状態における広角端、中間ズーム位置、望遠端での光学系ＬＡの断面図である。
【０１３８】
なお、本実施例では、光学素子ＦＬの有無に関わらず、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第５レンズ群Ｇ５は像側へ移動し、第７レンズ群Ｇ７は物体側へ移動する。すなわち、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第５レンズ群Ｇ５と第７レンズ群Ｇ７は、第５レンズ群Ｇ５と第７レンズ群Ｇ７の間隔が狭くなるように移動する。
【０１３９】
本実施例の光学系ＬＡにおける収差図を図１１乃至１６に示す。
【０１４０】
図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．１２倍である場合の、第１の状態かつ広角端での光学系ＬＡの収差図である。
【０１４１】
図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．１２倍である場合の、第２の状態かつ広角端での光学系ＬＡの収差図である。
【０１４２】
図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．１６倍である場合の、第１の状態かつ中間ズーム位置での光学系ＬＡの収差図である。
【０１４３】
図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．１６倍である場合の、第２の状態かつ中間ズーム位置での光学系ＬＡの収差図である。
【０１４４】
図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．２５倍である場合の、第１の状態かつ望遠端での光学系ＬＡの収差図である。
【０１４５】
図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、無限遠合焦時、結像倍率が−０．０２倍である場合、結像倍率が−０．２５倍である場合の、第２の状態かつ望遠端での光学系ＬＡの収差図である。
【０１４６】
次に、本実施例の光学系ＬＡに関する数値実施例を示す。なお、数値実施例は、光学系ＬＡにおける第１の状態と第２の状態ついて示している。
【０１４７】
面データで（可変）とした間隔は、表２，３，４にまとめて記した。表２は広角端における面間隔データ、表３は中間ズーム位置における可変面間隔データ、表４は望遠端における可変面間隔データである。
【０１４８】
［第１の状態（実施例４）］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        113.024    2.40   1.72047    34.7
2         66.442    8.81   1.43875    94.7
3        757.319    0.15
4         71.175    7.36   1.49700    81.5
5        583.178  (可変)
6         49.469    1.50   1.73800    32.3
7         25.786    7.41
8       -123.349    1.30   1.49700    81.5
9         27.758    5.28   1.85478    24.8
10        145.829    2.84
11        -61.094    1.25   1.80100    35.0
12       1811.368  (可変)
13        228.227    4.50   1.69680    55.5
14        -33.026    1.40   1.83481    42.7
15        -99.451  (可変)
16(絞り)    ∞       1.40
17         59.754    4.48   1.69895    30.1
18        -91.806    0.20
19         45.190    2.47   1.69350    50.8
20        108.415    1.70
21       -103.468    1.60   1.80518    25.4
22         28.003    5.38   1.53775    74.7
23        -92.070  (可変)
24       1449.551    1.40   1.85478    24.8
25         38.266    1.22
26        117.731    1.40   1.62230    53.2
27         24.933    3.77   1.80810    22.8
28        160.424  (可変)
29       -183.068    3.20   1.51633    64.1
30        -44.873  (可変)
31          ∞       0.70
32        340.273    2.89   1.67300    38.1
33       -122.021    1.50   1.85026    32.3
34       -145.605  (可変)
35        -46.118    1.50   1.83400    37.3
36         63.000    0.50
37         53.024    6.05   1.88300    40.8
38       -463.304  (可変)
像面        ∞
各種データ
ズーム比      2.69
焦点距離      72.20   130.45   194.20
Fナンバー      4.00     3.95     4.00
画角          16.68     9.42     6.36
像高          21.64    21.64    21.64
レンズ全長   215.54   215.54   215.54
BF            25.98    25.98    25.98
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離     構成長   前側主点位置  後側主点位置
1    1     130.99        18.72         4.32         -8.37
2    6     -39.24        19.58         8.28         -6.17
3   13     138.10         5.90         2.44         -1.00
4   16      56.01        17.22         0.74        -11.00
5   24     -71.98         7.78         0.70         -4.17
6   29     114.22         3.20         2.78          0.68
7   31     157.55         5.09         2.64         -0.61
8   35     -81.27         8.05        -1.61         -6.23
【０１４９】
［第２の状態（実施例４）］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        113.024    2.40   1.72047    34.7
2         66.442    8.81   1.43875    94.7
3        757.319    0.15
4         71.175    7.36   1.49700    81.5
5        583.178  (可変)
6         49.469    1.50   1.73800    32.3
7         25.786    7.41
8       -123.349    1.30   1.49700    81.5
9         27.758    5.28   1.85478    24.8
10        145.829    2.84
11        -61.094    1.25   1.80100    35.0
12       1811.368  (可変)
13        228.227    4.50   1.69680    55.5
14        -33.026    1.40   1.83481    42.7
15        -99.451  (可変)
16(絞り)    ∞       1.40
17         59.754    4.48   1.69895    30.1
18        -91.806    0.20
19         45.190    2.47   1.69350    50.8
20        108.415    1.70
21       -103.468    1.60   1.80518    25.4
22         28.003    5.38   1.53775    74.7
23        -92.070  (可変)
24       1449.551    1.40   1.85478    24.8
25         38.266    1.22
26        117.731    1.40   1.62230    53.2
27         24.933    3.77   1.80810    22.8
28        160.424  (可変)
29       -183.068    3.20   1.51633    64.1
30        -44.873  (可変)
31          ∞       0.70
32        340.273    2.89   1.67300    38.1
33       -122.021    1.50   1.85026    32.3
34       -145.605  (可変)
35        -46.118    1.50   1.83400    37.3
36         63.000    0.50
37         53.024    6.05   1.88300    40.8
38       -463.304   (可変)
39          ∞       3.00   1.51633    64.1
40          ∞       0.50
像面        ∞
各種データ
ズーム比      2.69
焦点距離      72.13   130.44   193.60
Fナンバー      3.99     3.95     4.00
画角          16.70     9.42     6.38
像高          21.64    21.64    21.64
レンズ全長   216.56   216.56   216.56
BF             0.50     0.50     0.50
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離      構成長   前側主点位置  後側主点位置
1    1     130.99        18.72         4.32         -8.37
2    6     -39.24        19.58         8.28         -6.17
3   13     138.10         5.90         2.44         -1.00
4   16      56.01        17.22         0.74        -11.00
5   24     -71.98         7.78         0.70         -4.17
6   29     114.22         3.20         2.78          0.68
7   31     157.55         5.09         2.64         -0.61
8   35     -81.27        34.55        -1.61        -31.71
【０１５０】
【表２】
2019074671.tif 000006
【０１５１】
【表３】
2019074671.tif 000007
【０１５２】
【表４】
2019074671.tif 000008
【０１５３】
また、表５に、上述した実施例３および４の光学系における種々の値をまとめて示す。
【０１５４】
【表５】
2019074671.tif 000009
【０１５５】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１５６】
１００  交換レンズ（レンズ装置）
１１２  レンズ制御部（レンズ制御手段）
１０３  第１フォーカスレンズ群
１０４  第２フォーカスレンズ群
１１０  光学系
【図１】
2019074671.tif 000011
【図２】
2019074671.tif 000012
【図３】
2019074671.tif 000013
【図４】
2019074671.tif 000014
【図５】
2019074671.tif 000015
【図６】
2019074671.tif 000016
【図７】
2019074671.tif 000017
【図８】
2019074671.tif 000018
【図９】
2019074671.tif 000019
【図１０】
2019074671.tif 000020
【図１１】
2019074671.tif 000021
【図１２】
2019074671.tif 000022
【図１３】
2019074671.tif 000023
【図１４】
2019074671.tif 000024
【図１５】
2019074671.tif 000025
【図１６】
2019074671.tif 000026