(57)【要約】【目的】３群以上のレンズ群を有するズームレンズ系及びそのピント調整方法であって、ピント調整群の場所及びそのピント調整方向を考慮してピント調整群間の間隔もまた縮めることができるズームレンズ系及びピント調整方法を得る。【構成】物体側から順に位置する、第１レンズ群と第２レンズ群がそれぞれ、組立調整時にピント位置調整のために光軸方向位置を調整するピント調整群であり、これらのピント調整群が次の条件式（１）を満足するズームレンズ系。（１）０．４＜｛Ｋ１（Ｌ）−Ｋ１（Ｓ）｝／｛Ｋ２（Ｌ）−Ｋ２（Ｓ）｝＜１．６但し、Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度。【選択図】      図１
2004294976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３群以上のレンズ群を備え、２群以上のレンズ群を移動させることでズーミングを行うズームレンズ系において、
物体側から順に位置する、第１レンズ群と第２レンズ群がそれぞれ、組立調整時にピント位置調整のために光軸方向位置を調整するピント調整群であり、かつ、これらのピント調整群が次の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）０．４＜｛Ｋ１（Ｌ）−Ｋ１（Ｓ）｝／｛Ｋ２（Ｌ）−Ｋ２（Ｓ）｝＜１．６
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度。
【請求項２】
請求項１記載のズームレンズ系において、さらに、第３レンズ群以降のいずれかのレンズ群が組立調整時に光軸方向位置を調整するピント調整群であるズームレンズ系。
【請求項３】
請求項１記載のズームレンズ系において、さらに、全レンズ群が組立調整時に光軸方向位置を調整するピント調整群であるズームレンズ系。
【請求項４】
３群以上のレンズ群を備え、２群以上のレンズ群を移動させることでズーミングを行うズームレンズ系において、
物体側から順に位置する、第１レンズ群と第２レンズ群がそれぞれ、次の条件式（１）を満足するピント調整群であり、組立調整時には、ピント位置調整のためにこの第１レンズ群と第２レンズ群を光軸方向位置を調整することを特徴とするズームレンズ系のピント調整方法。
（１）０．４＜｛Ｋ１（Ｌ）−Ｋ１（Ｓ）｝／｛Ｋ２（Ｌ）−Ｋ２（Ｓ）｝＜１．６
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度。
【請求項５】
請求項４記載のズームレンズ系のピント調整方法において、さらに次の条件式（２）を満足するズームレンズ系のピント調整方法。
（２）０．２＜Ｘ１／Ｘ２＜１．０
但し、
Ｘ１；第１レンズ群の調整移動量、
Ｘ２；第２レンズ群の調整移動量。
【請求項６】
請求項４または５記載のズームレンズ系のピント調整方法において、さらに、第３レンズ群以降のいずれかのレンズ群を第３のピント調整群とし、組立調整時にこの第３のピント調整群の光軸方向の位置を調整してピント調整するズームレンズ系のピント調整方法。
【請求項７】
請求項６記載のズームレンズ系のピント調整方法において、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端の各焦点距離における焦点移動量Δｆｂ（Ｓ）、Δｆｂ（Ｍ）及びΔｆｂ（Ｌ）を測定し、式１及び式２を用いて、各ピント調整レンズ群の調整量Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を求めるズームレンズ系のピント調整方法。
【式１】
2004294976.tif 000013
【式２】
2004294976.tif 000014
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｍ）；第１レンズ群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｍ）；第２レンズ群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｌ）；第３のピント調整群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｍ）；第３のピント調整群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｓ）；第３のピント調整群の短焦点距離端におけるピント感度。
【請求項８】
請求項４または５記載のズームレンズ系のピント調整方法において、ピント調整群が、第１レンズ群、第２レンズ群を含んでｎ個存在し、これらの各ピント調整レンズ群の調整量Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘｎを、ｎ個の各焦点距離における焦点移動量Δｆｂ（ｆ１）、Δｆｂ（ｆ２）・・・Δｆｂ（ｆｎ）を測定し、式３及び式４を用いて求めるズームレンズ系のピント調整方法。
【式３】
2004294976.tif 000015
【式４】
2004294976.tif 000016
但し、
Ｋ１（ｆ１）；第１レンズ群の焦点距離ｆ１におけるピント感度、
Ｋ１（ｆ２）；第１レンズ群の焦点距離ｆ２におけるピント感度、
Ｋ１（ｆｎ）；第１レンズ群の焦点距離ｆｎにおけるピント感度、
Ｋ２（ｆ１）；第２レンズ群の焦点距離ｆ１におけるピント感度、
Ｋ２（ｆ２）；第２レンズ群の焦点距離ｆ２におけるピント感度、
Ｋ２（ｆｎ）；第２レンズ群の焦点距離ｆｎにおけるピント感度、
Ｋｎ（ｆ１）；第ｎレンズ群の焦点距離ｆ１におけるピント感度、
Ｋｎ（ｆ２）；第ｎレンズ群の焦点距離ｆ２におけるピント感度、
Ｋｎ（ｆｎ）；第ｎレンズ群の焦点距離ｆｎにおけるピント感度、
Ｘｎ；第ｎレンズ群の調整移動量。
【請求項９】
請求項４または５記載のズームレンズ系のピント調整方法において、さらに、組立調整時に全レンズ群の光軸方向位置を調整してピント調整するズームレンズ系のピント調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、３群以上のレンズ群を有するズームレンズ系及びそのピント調整方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
ズームレンズ系では、ズーミングによっても像面が移動せず、かつその像面をフィルム面（撮像面）に一致させる（許容できるずれ量に収めるの意）ズーム調整を不可欠とする。厳密には、ズーミングによって像面移動が生じないようにする調整を狭義のズーム調整、その像面位置をフィルム面（撮像面）に一致させる調整をバック調整と呼び、両者を含む概念をピント調整（広義のズーム調整）と呼んでいる。従来、この広義のズーム調整は、ズームレンズ系の組立調整時に、構成レンズ群（ピント調整群）の位置を機械的に調整して行ってきた。
【０００３】
また、このピント調整は従来、短焦点距離端と長焦点距離端の両端の焦点距離における焦点移動を、機械的な２カ所のピント調整レンズ群を用いて補正することで行われてきたが、中間の焦点距離での焦点移動を良好に補正することはできなかった。特に、高解像度が必要とされるズームレンズ系では、中間焦点距離での焦点移動が問題になる。
【０００４】
一方、近年のデジタルカメラ等に用いられる光学系では、フォーカスレンズ群の移動重量が小さいリアフォーカスあるいはインナフォーカス方式が採用されることが多く、そのフォーカスレンズ群の移動位置はパルス制御されている。パルス管理では、焦点距離変化に伴い焦点位置が変化するバリフォーカルレンズであっても、各焦点距離毎に合焦被写体距離をメモリしておくことにより、ズームレンズと同様に用いることができる。
【０００５】
しかし、バリフォーカルレンズのフォーカスレンズ群に、フォーカシングの機能と焦点移動補正の機能を与えると、その移動量が増大し、レンズ全系の全長が長くなるという問題がある。また、１つのピント調整群でズーム調整を行うと、調整量を確保するために、ズーム調整をするピント調整群とその前後のレンズ群との間隔を大きくとらざるを得ず、小型化の障害になる。特に第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなると前玉径が大きくなってしまうため好ましくない。
【０００６】
本出願人は、中間焦点距離でのピントずれを小さくするピント調整方法として、少なくとも３つのレンズ群の位置を機械的に調節可能とし、少なくとも３つの焦点距離における焦点移動量から補正量を演算する方法を提案した（特開２０００−３５２６４９号公報）。この先行出願のピント調整方法によると、ズーム調整後のピントずれを小さくできる。しかし、この先行出願では、ズーム調整時のピント調整群の移動量（移動方向）については考慮されておらず、ピント調整群どうしの干渉を防ぐためにレンズ群間隔を大きくせざるを得ず、その結果、レンズ全長が長くなる可能性があった。
【０００７】
【特許文献】
特開平５−３２３１７７号公報
特開２０００−３５２６４９号公報
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、特に３群以上のレンズ群を有するズームレンズ系及びそのピント調整方法であって、ピント調整群の場所及びそのピント調整方向を考慮してピント調整群間の間隔もまた縮めることができるズームレンズ系及びピント調整方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【発明の概要】
本発明は、３群以上のレンズ群を備え、２群以上のレンズ群を移動させることでズーミングを行うズームレンズ系の態様では、物体側から順に位置する、第１レンズ群と第２レンズ群がそれぞれ、組立調整時にピント位置調整のために光軸方向位置を調整するピント調整群であり、かつ、これらのピント調整群が次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）０．４＜｛Ｋ１（Ｌ）−Ｋ１（Ｓ）｝／｛Ｋ２（Ｌ）−Ｋ２（Ｓ）｝＜１．６
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
である。
【００１０】
本発明のズームレンズ系においては、第３レンズ群以降のいずれかのレンズ群、または全レンズ群を組立調整時に光軸方向位置を調整するピント調整群とすることができる。
【００１１】
本発明は、３群以上のレンズ群を備え、２群以上のレンズ群を移動させることでズーミングを行うズームレンズ系のピント調整方法の態様では、物体側から順に位置する、第１レンズ群と第２レンズ群がそれぞれ、次の条件式（１）を満足するピント調整群であり、組立調整時には、ピント位置調整のためにこの第１レンズ群と第２レンズ群を光軸方向位置を調整することを特徴としている。
（１）０．４＜｛Ｋ１（Ｌ）−Ｋ１（Ｓ）｝／｛Ｋ２（Ｌ）−Ｋ２（Ｓ）｝＜１．６
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
である。
【００１２】
本発明のズームレンズ系のピント調整方法は、さらに次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）０．２＜Ｘ１／Ｘ２＜１．０
但し、
Ｘ１；第１レンズ群の調整移動量、
Ｘ２；第２レンズ群の調整移動量、
である。
【００１３】
本発明方法では、第３レンズ群以降のいずれかのレンズ群を第３のピント調整群とし、これを組立調整時に光軸方向に位置調整してピント調整することができる。
【００１４】
各ピント調整群の移動量Ｘ１、Ｘ２及びＸ３は、例えば、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端の各焦点距離における焦点移動量Δｆｂ（Ｓ）、Δｆｂ（Ｍ）及びΔｆｂ（Ｌ）を測定し、式１及び式２を用いて、求めることができる。
【式１】
2004294976.tif 000003
【式２】
2004294976.tif 000004
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｍ）；第１レンズ群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｍ）；第２レンズ群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｌ）；第３のピント調整群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｍ）；第３のピント調整群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｓ）；第３のピント調整群の短焦点距離端におけるピント感度、
である。
【００１５】
本発明方法ではまた、全レンズ群を組立調整時に光軸方向位置を調整してピント調整することができる。
【００１６】
さらに、より一般的に、ピント調整群が、第１レンズ群、第２レンズ群を含んでｎ個存在する態様では、ｎ個の各ピント調整レンズ群の調整量Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘｎを、ｎ個の焦点距離における焦点移動量Δｆｂ（ｆ１）、Δｆｂ（ｆ２）・・・Δｆｂ（ｆｎ）を測定し、式３及び式４を用いて求めることができる。
【式３】
2004294976.tif 000005
【式４】
2004294976.tif 000006
但し、
Ｋ１（ｆ１）；第１レンズ群の焦点距離ｆ１におけるピント感度、
Ｋ１（ｆ２）；第１レンズ群の焦点距離ｆ２におけるピント感度、
Ｋ１（ｆｎ）；第１レンズ群の焦点距離ｆｎにおけるピント感度、
Ｋ２（ｆ１）；第２レンズ群の焦点距離ｆ１におけるピント感度、
Ｋ２（ｆ２）；第２レンズ群の焦点距離ｆ２におけるピント感度、
Ｋ２（ｆｎ）；第２レンズ群の焦点距離ｆｎにおけるピント感度、
Ｋｎ（ｆ１）；第ｎレンズ群の焦点距離ｆ１におけるピント感度、
Ｋｎ（ｆ２）；第ｎレンズ群の焦点距離ｆ２におけるピント感度、
Ｋｎ（ｆｎ）；第ｎレンズ群の焦点距離ｆｎにおけるピント感度、
Ｘｎ；第ｎレンズ群の調整移動量、
である。
【００１７】
【発明の実施形態】
図１は、本発明によるズームレンズ系及びピント調整方法を適用するズームレンズ系（またはバリフォーカルレンズ系）の光学構成図及び移動軌跡図である。このズームレンズ系は、物体側から順に、正のパワーの第１レンズ群１１、負のパワーの第２レンズ群１２、正のパワーの第３レンズ群１３及び正のパワーの第４レンズ群１４からなっている。短焦点距離端Ｓから長焦点距離端Ｌへのズーミングに際し、第１レンズ群１１と第３レンズ群１３は物体側に移動し、第２レンズ群１２は像側に移動し、第４レンズ群１４は移動しない。第４レンズ群はフォーカシングレンズであり、フォーカシング時に移動する。また、バリフォーカルレンズ系の場合には、ズーミング（変倍）に伴う焦点移動を補償するべく移動量が設定される。１５はカメラのピント面位置（設計上の像面位置、ＣＣＤ撮像面）、１６はその前のフィルター類を示す。
【００１８】
本実施形態では、組立調整時に、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２の光軸方向位置を調整することで、狭義のズーム調整（ズーミングしても焦点位置が１５と平行に保たれる（許容できるずれに保たれる）調整）を行う。このとき、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２は、そのピント感度が条件式（１）を満足している。条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群の短焦点距離端と長焦点距離端におけるピント感度の差が小さくなるため、第１レンズ群の補正量が増大し、全系の全長が長くなってしまう。上限を超えると、第２レンズ群の短焦点距離端と長焦点距離端におけるピント感度の差が小さくなるため、第２レンズ群の補正量が増大し、同様に全系の全長が長くなってしまう。光学系によっては、この調整だけで、広義のズーム調整（ピント調整）を修了させることができる。図２の破線は設計上の像面位置１５、実線はピント位置を示している。
【００１９】
このズーム調整時の第１レンズ群１１と第２レンズ群１２の調整移動量は、条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の下限を超えると、ズーム調整箇所を第１レンズ群１１と第２レンズ群１２の２カ所にした効果が小さくなる。すなわち、第２レンズ群１２の調整移動量が相対的に増大し、第２レンズ群と、第１レンズ群及び第３レンズ群との最大空気間隔を確保する必要上、全系の全長が長くなってしまう。上限を超えると、逆に第１レンズ群の調整移動量が増大し、周辺光量を確保する必要性から前玉径が大きくなる。
【００２０】
以上の狭義のズーム調整の結果、ズーミング中の焦点位置が設計上の像面位置１５から許容できるずれ量に収まれば、広義のズーム調整は終了である。しかし一般的には、狭義のズーム調整では焦点位置が設計上の像面位置１５と一致しない。焦点位置を設計上の像面位置１５と一致させる調整を常に可能とするため、さらに、第３レンズ群１３以下のいずれかのレンズ群を第３のピント調整群とするか、全系を移動させることが望ましい。
【００２１】
いま、例えば４群構成の光学系において、第４レンズ群１４を移動させて、短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端の各焦点距離における焦点移動量Δｆｂ（Ｓ）、Δｆｂ（Ｍ）及びΔｆｂ（Ｌ）を測定すれば、式１及び式２を用いて、各ピント調整レンズ群の調整量Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を求めることができる。
【式１】
2004294976.tif 000007
【式２】
2004294976.tif 000008
但し、
Ｋ１（Ｌ）；第１レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｍ）；第１レンズ群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ１（Ｓ）；第１レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｌ）；第２レンズ群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｍ）；第２レンズ群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ２（Ｓ）；第２レンズ群の短焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｌ）；第３のピント調整群の長焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｍ）；第３のピント調整群の中間焦点距離端におけるピント感度、
Ｋ３（Ｓ）；第３のピント調整群の短焦点距離端におけるピント感度、
である。
【００２２】
次に第４レンズ群１４を第３の調整レンズ群とし、式１及び式２を用いて第１レンズ群１１、第２レンズ群１２及び第４レンズ群１４の調整量Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を求める具体例について説明する。
［具体例１］
表１は、図１のズームレンズ系に対応する具体例１のズームレンズデータである。Ｓ、Ｍ、Ｌはそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端、ｆは焦点距離、ＦＮｏ．はＦナンバーである。
【表１】
2004294976.tif 000009
【００２３】
［具体例２］
表２は、図１のズームレンズ系に対応する具体例２のズームレンズデータである。
【表２】
2004294976.tif 000010
【００２４】
［具体例３］
表３は、図１のズームレンズ系に対応する具体例３のズームレンズデータである。
【表３】
2004294976.tif 000011
【００２５】
各条件式の各実施形態に対する値を表４に示す。
【表４】
2004294976.tif 000012
各実施例は各条件式を満足している。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、３群以上のレンズ群を有するズームレンズ系のピント調整を簡単に行うことができ、全長を増大させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ系及びピント調整方法を適用するズームレンズ系（またはバリフォーカルレンズ系）の光学構成図及び移動軌跡図である。
【図２】ピント調整の概念を示すピント調整前と後の焦点位置を示す模式図である。
【符号の説明】
１１  第１レンズ群
１２  第２レンズ群
１３  第３レンズ群
１４  第４レンズ群
１５  設計上の像面位置（カメラのピント面位置）
１６  フィルター類
【図１】
2004294976.tif 000017
【図２】
2004294976.tif 000018