(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に第１レンズ群と第２レンズ群とを備えたズームレンズの調整方法において、
前記第１レンズ群を第１焦点距離状態の基準位置に位置決めし且つ前記第２レンズ群を前記第１焦点距離状態の基準位置に位置決めした状態から、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを一体的に移動させることによって前記ズームレンズの実際の結像面と前記ズームレンズの基準の結像面とを一致させ、前記実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させるのに必要な前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との一体的な移動量δ１を求める工程と、
前記第１レンズ群を第２焦点距離状態の基準位置に位置決めし且つ前記第２レンズ群を前記第２焦点距離状態の基準位置に位置決めした状態から、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを前記移動量δ１だけ一体的に移動させた後に、前記第１レンズ群のみを追加的に移動させて前記ズームレンズの実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させ、前記実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させるのに必要な前記第１レンズ群の追加的な移動量δ２を求める工程と、
前記第１焦点距離状態および前記第２焦点距離状態において前記実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させるために必要な前記第１レンズ群の基準位置からの位置補正量Ｐ１および前記第２レンズ群の基準位置からの位置補正量Ｐ２を、前記一体的な移動量δ１と前記追加的な移動量δ２とに基づいて求める工程とを備え、
広角端から望遠端までの各焦点距離状態において前記第１レンズ群の基準位置を前記位置補正量Ｐ１だけ補正し且つ前記第２レンズ群の基準位置を前記位置補正量Ｐ２だけ補正することによって、製造誤差などに起因する前記実際の結像面と前記基準の結像面との間の位置ずれを調整することを特徴とするズームレンズの調整方法。
【請求項２】
前記第１焦点距離状態は広角端状態であり、前記第２焦点距離状態は望遠端状態であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズの調整方法。
【請求項３】
前記ズームレンズは、物体側から順に、前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群とから構成され、
前記第１レンズ群の位置補正量Ｐ１および前記第２レンズ群の位置補正量Ｐ２は、前記ズームレンズに固有の定数であるＸおよびＹを用いて、
Ｐ１＝δ１＋Ｘ・δ２
Ｐ２＝δ１＋Ｙ・δ２
の式でそれぞれ表されることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズの調整方法。
【請求項４】
前記ズームレンズは、物体側から順に、前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、変倍に際して固定の第３レンズ群とから構成され、
前記第１レンズ群の位置補正量Ｐ１および前記第２レンズ群の位置補正量Ｐ２は、前記ズームレンズに固有の定数であるＸおよびＹを用いて、
Ｐ１＝δ１＋Ｘ・δ２
Ｐ２＝δ１＋Ｙ・δ２
の式でそれぞれ表されることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズの調整方法。
【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の調整方法に関し、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズにおいて実際の結像面と基準の結像面との間の位置ずれを調整する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば一眼レフカメラ用のズームレンズでは、機械的なカム方式を用いて変倍レンズ群（変倍に際して光軸に沿って移動するレンズ群）の位置決めを行っている。
図３は、機械的なカム方式を用いて変倍レンズ群の位置決めを行うズーム機構を示す図である。また、図４は、図３のズーム機構を有するズームレンズにおいて製造誤差などに起因する結像面の位置ずれが無い状態を示す図である。さらに、図５は、図３のズーム機構を有するズームレンズにおいて製造誤差などに起因する結像面の位置ずれが有る状態を示す図である。
【０００３】
図３に示すズーム機構においては、第１レンズ群Ｇ１を保持する部材から突出したピンＡがズームカム溝１および直進カム溝３を貫通している。また、第２レンズ群Ｇ２を保持する部材から突出したピンＢがズームカム溝２および直進カム溝３を貫通している。ここで、ズームカム溝１は第１レンズ群Ｇ１のズーム軌道に対応して形成され、ズームカム溝２は第２レンズ群Ｇ２のズーム軌道に対応して形成されている。一方、直進カム溝３はズームレンズの光軸と平行に延びるように形成され、図３中矢印で示すように破線３１で示す広角端位置と破線３２で示す望遠端位置との間で平行移動するように構成されている。
【０００４】
したがって、図３に示す中間焦点距離状態において、ピンＡの位置が第１レンズ群Ｇ１の位置に対応し、ピンＢの位置が第２レンズ群Ｇ２の位置に対応している。
図３のズーム機構を有するズームレンズにおいて、各レンズ群の焦点距離、各レンズ群の間隔、および各カム溝の形状がいずれも設計値通りである場合には、図４に示すように、広角端（Ｗ）における実際の結像面Ｉw1と、望遠端（Ｔ）における実際の結像面Ｉt1と、基準の結像面Ｉ（設計において想定された結像面すなわちフィルムやＣＣＤなどの受光面）とが互いに一致する。
【０００５】
しかしながら、実際に製造されるズームレンズでは、レンズ面の曲率半径、レンズ面間隔、レンズ厚、レンズ材料の屈折率等の誤差のために各レンズ群の焦点距離や各レンズ群の間隔が設計値と異なるだけでなく、各カム溝の形状にも加工誤差が生じる。したがって、レンズを組み立てただけで調整を行っていない状態では、図５に示すように、広角端（Ｗ）における実際の結像面Ｉw2と、望遠端（Ｔ）における実際の結像面Ｉt2と、基準の結像面Ｉとが互いに一致しない。
【０００６】
なお、従来の一般的なズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１を光軸に沿って移動させてフォーカシング（合焦）を行う。このフォーカシング方式の場合、第１レンズ群Ｇ１に対してヘリコイド機構が設けられ、ヘリコイドの回転角度を適宜変化させて第１レンズ群Ｇ１のフォーカシング移動量を制御することによって、無限遠合焦状態から近距離合焦状態までの各撮影距離状態に対応する構造となっている。また、基準の結像面Ｉの位置は、レンズ鏡筒に設けられた取付け基準面に基づいて規定される。そして、ズームレンズの主要構造物（カムなど）に対する取付け基準面の位置は、ワッシャにより調整することができるように構成されている。
【０００７】
図６は、ズームレンズの従来の調整方法に際して被検レンズであるズームレンズの結像面位置を測定する様子を説明する図である。
ズームレンズの従来の調整方法に際してその結像面位置を測定するには、図６に示すように、コリメーター６１とミラー６２とを用いる。コリメーター６１では、スリット６３を介した光源６４からの光がハーフミラー６５に入射する。ハーフミラー６５を透過した光は、コリメーターレンズ６６を介して平行光束となる。
【０００８】
コリメーター６１から射出された平行光束、すなわち無限遠の物体からの光と等価な平行光束は、被検レンズ６７に入射する。被検レンズ６７を介した光は、その結像面近傍に配置されたミラー６２に入射する。
ミラー６２で反射された光は、被検レンズ６７およびコリメーターレンズ６６を介して、ハーフミラー６５に入射する。ハーフミラー６５で反射された光は、スリット６３と光学的に共役な位置に配置されたレチクル６８に入射する。レチクル６８を介した光は、接眼レンズ６９を介して観察される。
【０００９】
被検レンズ６７の結像面位置の測定に際しては、ミラー６２の位置を光軸ＡＸに沿って前後移動させる。このとき、ミラー６２の反射面の位置が被検レンズ６７の結像面位置に一致すると、ミラー６２で反射された光が被検レンズ６７を介して再び平行光束となり、コリメーター６１に入射する。コリメーター６１に入射した平行光束は、コリメーターレンズ６６およびハーフミラー６５を介してレチクル６８上に結像する。一方、ミラー６２の反射面の位置が被検レンズ６７の結像面位置から光軸ＡＸに沿って前後に位置ずれした状態では、ミラー６２で反射された光が被検レンズ６７を介して発散光束または収れん光束となり、レチクル６８上に形成される像はピンぼけ状態となって観察される。
【００１０】
こうして、コリメーター６１とミラー６２とを用いて被検レンズ６７であるズームレンズの結像面位置を測定することができる。すなわち、ズームレンズの各レンズ群を広角端の基準位置に位置決めした状態で、広角端（Ｗ）における実際の結像面Ｉw2を測定することができる。また、ズームレンズの各レンズ群を望遠端の基準位置に位置決めした状態で、望遠端（Ｔ）における実際の結像面Ｉt2を測定することができる。その結果、広角端（Ｗ）における実際の結像面Ｉw2と望遠端（Ｔ）における実際の結像面Ｉt2との位置ずれｄ（図５参照）を求めることができる。
【００１１】
図７は、一般的なレンズの結像状態を示す図である。
図７において、Ｏは物点を、Ｉは像点を、Ｆは前側焦点を、Ｆ’は後側焦点を、ｆは焦点距離をそれぞれ示している。前側焦点Ｆから物点Ｏまでの距離をｘとし、後側焦点Ｆ’から像点Ｉまでの距離をｘ’とすると、レンズの結像関係において次の式（１）に示す関係が成立する（ニュートンの公式）。
ｘ・ｘ’＝−ｆ2     （１）
【００１２】
また、レンズの結像倍率βは、次の式（２）で定義される。
β＝（ｘ’＋ｆ）／（ｘ−ｆ）      （２）
上述の式（２）は、式（１）の関係を用いて、次の式（３）のように変形される。
β＝ｆ／ｘ      （３）
【００１３】
図７において、物点ＯがΔｘだけ移動すると、物点の移動に伴って像点ＩがΔｘ’だけ移動する。この場合、ニュートンの公式により、次の式（４）に示す関係が成立する。
（ｘ＋Δｘ）（ｘ’＋Δｘ’）＝−ｆ2     （４）
すなわち、像点Ｉの移動量Δｘ’は、次の式（５）で表される。
Δｘ’＝（ｆ2 ・Δｘ）／｛ｘ・（ｘ＋Δｘ）｝    （５）
したがって、レンズの縦倍率α＝Δｘ’／Δｘは、物点Ｏの移動量Δｘが微小である場合、次の式（６）で近似される。
α＝ｆ2 ／｛ｘ・（ｘ＋Δｘ）｝≒（ｆ／ｘ）2 ＝β2     （６）
【００１４】
図８は、ズームレンズの結像状態を示す図である。
図８においては、第１レンズ群Ｇ１の前側焦点位置が第２レンズ群Ｇ２の物点に相当し、第１レンズ群Ｇ１がΔｘだけ移動すると、第２レンズ群Ｇ２の物点も同じようにΔｘだけ移動する。したがって、第１レンズ群Ｇ１をΔｘだけ移動させたときのズームレンズの結像面の移動量Δｘ’は、次の式（７）で表される。また、ズームレンズ全体の焦点距離ｆは、次の式（８）で表される。
Δｘ’＝Δｘ・β2       （７）
ｆ＝ｆ１・β            （８）
ここで、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離であり、βは第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群による合成結像倍率（２群構成の場合は第２レンズ群Ｇ２の結像倍率）である。
【００１５】
ズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群による結像倍率βの値は焦点距離状態（ズームポジション）によって異なる。このため、第１レンズ群Ｇ１を一定量だけ移動させた場合でも、結像面の移動量は焦点距離状態によって異なることになる。そこで、広角端（Ｗ）における第１レンズ群Ｇ１の移動量Δｘに対する結像面の移動量Δｘ’の比Ｋ1w＝Δｘ’／Δｘを、広角端での第１レンズ群Ｇ１に対する像面移動係数という。また、望遠端（Ｔ）における第１レンズ群Ｇ１の移動量Δｘに対する結像面の移動量Δｘ’の比Ｋ1t＝Δｘ’／Δｘを、望遠端での第１レンズ群Ｇ１に対する像面移動係数という。
【００１６】
図９は、ズームレンズの従来の調整方法を説明する図である。
ズームレンズの従来の調整方法においては、広角端での第１レンズ群Ｇ１に対する像面移動係数Ｋ1wと望遠端での第１レンズ群Ｇ１に対する像面移動係数Ｋ1tとの差を利用して、ズーミング調整（ふりわけ調整）により広角端（Ｗ）における実際の結像面Ｉw2と望遠端（Ｔ）における実際の結像面Ｉt2との位置ずれｄの除去を行っている。すなわち、ズーミング調整では、次の式（９）に示す関係が成立するように第１レンズ群Ｇ１をΔｘだけ移動させる。
Δｘ・（Ｋ1t−Ｋ1w）＝ｄ      （９）
【００１７】
こうして、図９に示すように、第１レンズ群Ｇ１をΔｘだけ移動させるズーミング調整により、広角端（Ｗ）における実際の結像面Ｉw2と望遠端（Ｔ）における実際の結像面Ｉt2とを結像面Ｉ’に一致させることができる。しかしながら、この状態では、ズーミング調整後の結像面Ｉ’と、フィルムやＣＣＤなどの基準の結像面Ｉとの間に位置ずれＤが残存することになる。そこで、従来の調整方法では、取付け基準面を規定するワッシャー厚を変えることにより、ズーミング調整後の結像面Ｉ’と基準の結像面Ｉとの位置ずれＤを調整する（バック調整）。このバック調整は、ズームレンズ全体を光軸に沿って前後移動させることと等価である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ＣＣＤのような固体撮像素子を用いたビデオカメラや電子スチルカメラでは、ＣＣＤの小型化に伴ってズームレンズにも小型化が求められている。しかしながら、従来のズームレンズでは、上述のような機械的なカム機構を具備するためにレンズ鏡筒が大型化し、固体撮像素子を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適したズームレンズを実現することが困難であった。
【００１９】
また、ＣＣＤのような固体撮像素子では、固体撮像素子のパッケージ部材の取付け基準面と固体撮像素子自体の基準の結像面との距離に個体差があるので、ズームレンズにＣＣＤを固定的に配置した後にズームレンズの調整を行う必要がある。この場合、コリメーターとミラーとを用いた従来のズームレンズの調整方法では、ミラーを設置すべき位置にＣＣＤが固定的に配置されているので、広角端および望遠端における実際の結像面の位置を求めることができず、ズームレンズの調整を行うことができなかった。
【００２０】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、ズームレンズの大型化を招くことのない方式のズーム機構を用いるズームレンズの調整方法であって、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズに対しても適用可能なズームレンズの調整方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、物体側から順に第１レンズ群と第２レンズ群とを備えたズームレンズの調整方法において、
前記第１レンズ群を第１焦点距離状態の基準位置に位置決めし且つ前記第２レンズ群を前記第１焦点距離状態の基準位置に位置決めした状態から、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを一体的に移動させることによって前記ズームレンズの実際の結像面と前記ズームレンズの基準の結像面とを一致させ、前記実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させるのに必要な前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との一体的な移動量δ１を求める工程と、
前記第１レンズ群を第２焦点距離状態の基準位置に位置決めし且つ前記第２レンズ群を前記第２焦点距離状態の基準位置に位置決めした状態から、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを前記移動量δ１だけ一体的に移動させた後に、前記第１レンズ群のみを追加的に移動させて前記ズームレンズの実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させ、前記実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させるのに必要な前記第１レンズ群の追加的な移動量δ２を求める工程と、
前記第１焦点距離状態および前記第２焦点距離状態において前記実際の結像面と前記基準の結像面とを一致させるために必要な前記第１レンズ群の基準位置からの位置補正量Ｐ１および前記第２レンズ群の基準位置からの位置補正量Ｐ２を、前記一体的な移動量δ１と前記追加的な移動量δ２とに基づいて求める工程とを備え、
広角端から望遠端までの各焦点距離状態において前記第１レンズ群の基準位置を前記位置補正量Ｐ１だけ補正し且つ前記第２レンズ群の基準位置を前記位置補正量Ｐ２だけ補正することによって、製造誤差などに起因する前記実際の結像面と前記基準の結像面との間の位置ずれを調整することを特徴とするズームレンズの調整方法を提供する。
【００２２】
本発明の好ましい態様によれば、前記第１焦点距離状態は広角端状態であり、前記第２焦点距離状態は望遠端状態である。
また、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とから構成され、あるいは前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と変倍に際して固定の第３レンズ群とから構成され、前記第１レンズ群の位置補正量Ｐ１および前記第２レンズ群の位置補正量Ｐ２は、前記ズームレンズに固有の定数であるＸおよびＹを用いて、
Ｐ１＝δ１＋Ｘ・δ２
Ｐ２＝δ１＋Ｙ・δ２
の式でそれぞれ表されることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
本発明においては、各ズームカム溝と直進カム溝との作用によって変倍レンズ群を移動させる機械的なカム方式に代えて、電子カム方式を用いたズーム機構により変倍レンズ群を移動させる。電子カム方式を用いたズーム機構では、メモリーに記憶された値（電子カム）に基いて、たとえばステッピングモーターのような駆動手段によって、各レンズ群をそれぞれ移動させる。
【００２４】
なお、電子カム方式では、変倍範囲を規定するためのメカ制限部材が存在しないため、フォトインタラプターセンサーあるいはエンコーダーによって、各変倍レンズ群の広角端での基準位置や望遠端での基準位置を検知する。電子カム方式では、フォトインタラプターセンサー（あるいはエンコーダー）と電子カムとを用いることにより、機械的なカム方式の場合と同様に、広角端から望遠端までの範囲に亘って変倍を行うことができ、あたかも機械的なカム方式におけるメカ制限部材があるかのように広角端状態や望遠端状態を一義的に規定することができる。
【００２５】
たとえば、ＣＣＤのような固体撮像素子を用いたビデオカメラや電子スチルカメラに使用されるズームレンズの調整方法に本発明を適用する場合、ズームレンズに対してＣＣＤが固定的に配置されるので、ズームレンズの実際の結像面の位置をコリメーターとミラーとを用いて従来の方法により求めることが不可能である。その代わりに、たとえばコリメーターで生成した平行光束（無限遠の物体からの光と等価な平行光束）をズームレンズに入射させ、ＣＣＤの受光面上に形成される像のコントラストが最大となる位置をＣＣＤの出力信号に基づいて検出することにより、ズームレンズの実際の結像面とＣＣＤの受光面（すなわち基準の結像面）とが一致しているか否かを判別することができる。
【００２６】
図１は、本発明のズームレンズの調整方法を説明する第１の図であって、光軸よりも上側は広角端での基準状態を、光軸よりも下側は広角端での合焦状態を示している。また、図２は、本発明のズームレンズの調整方法を説明する第２の図であって、光軸よりも上側は望遠端での基準状態を、光軸よりも下側は望遠端での合焦状態を示している。
図１および図２において、ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正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とから構成されている。なお、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は変倍に際して光軸方向に移動し、第３レンズ群Ｇ３は変倍に際して光軸方向に固定である。
【００２７】
上述のように、図１において光軸よりも上側は、広角端での基準状態を示している。広角端での基準状態とは、フォトインタラプターセンサー（あるいはエンコーダー）と電子カムとステッピングモーターとの作用により、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が広角端の基準位置に位置決めされた状態である。ここで、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、広角端での第２レンズ群Ｇ２の結像倍率をβ2wとし、第３レンズ群Ｇ３の結像倍率をβ３とし、広角端での第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成結像倍率をβｗ（＝β2w・β３）とすると、広角端におけるズームレンズ全体の焦点距離ｆｗは、次の式（10）で表される。
ｆｗ＝ｆ１・βｗ      （10）
【００２８】
これに対して、図１において光軸よりも下側は、広角端での合焦状態を示している。広角端での合焦状態とは、広角端での基準状態から第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とをδ１だけ一体的に移動させることによって、ズームレンズの実際の結像面をｄｗだけ移動させてＣＣＤの受光面（基準の結像面）に一致させた状態である。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを一体的に移動させる場合の像面移動係数をＫ12とすると、広角端での基準状態におけるデフォーカス量ｄｗは、次の式（11）で表される。
ｄｗ＝Ｋ12・δ１      （11）
【００２９】
また、像面移動係数Ｋ12は、次の式（12）で表される。
Ｋ12＝β３2           （12）
なお、上述したように、第３レンズ群Ｇ３は変倍に際して固定のレンズ群であり、その結像倍率β３は変倍に伴って変化することなく一定である。したがって、像面移動係数Ｋ12は、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において一定の値となる。
【００３０】
一方、図２において光軸よりも上側は、前述したように、望遠端での基準状態を示している。望遠端での基準状態とは、フォトインタラプターセンサー（あるいはエンコーダー）と電子カムとステッピングモーターとの作用により、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が望遠端の基準位置に位置決めされた状態である。ここで、望遠端での第２レンズ群Ｇ２の結像倍率をβ2tとし、望遠端での第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成結像倍率をβｔ（＝β2t・β３）とすると、望遠端におけるズームレンズ全体の焦点距離ｆｔは、次の式（13）で表される。
ｆｔ＝ｆ１・βｔ      （13）
【００３１】
これに対して、図２において光軸よりも下側は、望遠端での合焦状態を示している。望遠端での合焦状態とは、望遠端での基準状態から第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とをδ１だけ一体的に移動させた後に、第１レンズ群Ｇ１のみをδ２だけ移動させることによって、ズームレンズの実際の結像面をｄｔだけ移動させてＣＣＤの受光面（基準の結像面）に一致させた状態である。望遠端での第１レンズ群Ｇ１に対する像面移動係数をＫ1tとすると、望遠端での基準状態におけるデフォーカス量ｄｔは、次の式（14）で表される。
ｄｔ＝Ｋ12・δ１＋Ｋ1t・δ２      （14）
【００３２】
ところで、広角端での基準状態におけるデフォーカス量ｄｗおよび望遠端での基準状態におけるデフォーカス量ｄｔは、第１レンズ群Ｇ１のみをΔｚだけ移動させるズーミング調整と、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とをΔｂだけ一体的に移動させるバック調整とによっても調整可能である。この場合、広角端においてズーミング調整によって調整されるデフォーカス調整量をｄwzとし、望遠端においてズーミング調整によって調整されるデフォーカス調整量をｄtzとし、広角端においてバック調整によって調整されるデフォーカス調整量をｄwbとし、望遠端においてバック調整によって調整されるデフォーカス調整量をｄtbとすると、ｄwb＝ｄtb＝ｄｂであり、次の式（15）および（16）に示す関係が成立する。
ｄｗ＝ｄwz＋ｄｂ        （15）
ｄｔ＝ｄtz＋ｄｂ        （16）
【００３３】
また、次の式（17）〜（19）に示す関係が成立する。
ｄwz＝Ｋ1w・Δｚ        （17）
ｄtz＝Ｋ1t・Δｚ        （18）
ｄｂ＝Ｋ12・Δｂ        （19）
以上より、次の式（20）および（21）に示す関係が得られる。
ｄｗ＝Ｋ1w・Δｚ＋Ｋ12・Δｂ＝Ｋ12・δ１          （20）
ｄｔ＝Ｋ1t・Δｚ＋Ｋ12・Δｂ＝Ｋ12・δ１＋Ｋ1t・δ２      （21）
【００３４】
式（20）より、バック調整量Δｂは、次の式（22）で表される。
Δｂ＝δ１−（Ｋ1w／Ｋ12）Δｚ      （22）
式（22）で表されるバック調整量Δｂを式（21）に代入することにより、次の式（23）に示す関係が得られる。
Ｋ1t・Δｚ＋Ｋ12・δ１−Ｋ1w・Δｚ＝Ｋ12・δ１＋Ｋ1t・δ２    （23）
こうして、ズーミング調整量Δｚは、次の式（24）で表される。
Δｚ＝｛Ｋ1t／（Ｋ1t−Ｋ1w）｝δ２        （24）
また、バック調整量Δｂは、最終的に次の式（25）で表される。
Δｂ＝δ１−（Ｋ1w／Ｋ12）・｛Ｋ1t／（Ｋ1t−Ｋ1w）｝δ２      （25）
【００３５】
このように、本発明では、広角端での基準状態から第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを一体的に移動させて実際の結像面と基準の結像面とを一致させるのに必要な一体的な移動量δ１を求める。次いで、望遠端での基準状態から第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とをδ１だけ一体的に移動させた後に、第１レンズ群Ｇ１のみを追加的に移動させて実際の結像面と基準の結像面とを一致させるのに必要な追加的な移動量δ２を求める。そして、上述の式（24）および（25）により、一体的な移動量δ１と追加的な移動量δ２とに基づいて、ズーミング調整量Δｚとバック調整量Δｂとを求める。
【００３６】
実際の変倍操作では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において、第１レンズ群Ｇ１の基準位置（フォトインタラプターセンサーと電子カムとによって設計上規定される位置）を、ズーミング調整量Δｚとバック調整量Δｂとの和からなる位置補正量Ｐ１（＝Δｚ＋Δｂ）だけ補正して位置決めするとともに、第２レンズ群Ｇ２の基準位置（フォトインタラプターセンサーと電子カムとによって設計上規定される位置）を、バック調整量Δｂからなる位置補正量Ｐ２（＝Δｂ）だけ補正して位置決めする。その結果、製造誤差などに起因する実際の結像面と基準の結像面との間の位置ずれを調整することことができる。
【００３７】
第１レンズ群Ｇ１の位置補正量Ｐ１および第２レンズ群Ｇ２の位置補正量Ｐ２は、次の式（26）および（27）でそれぞれ表される。
【数１】
0003818346.tif 000002
【００３８】
すなわち、式（26）および（27）におけるδ２の係数部分をＸおよびＹでそれぞれ置換することにより、第１レンズ群Ｇ１の位置補正量Ｐ１および第２レンズ群Ｇ２の位置補正量Ｐ２は、次の式（28）および（29）で表される。
Ｐ１＝δ１＋Ｘ・δ２              （28）
Ｐ２＝δ１＋Ｙ・δ２              （29）
ここで、ＸおよびＹはズームレンズに固有の定数であり、次の式（30）および（31）でそれぞれ表される。
Ｘ＝｛１−（Ｋ1w／Ｋ12）｝｛Ｋ1t／（Ｋ1t−Ｋ1w）｝      （30）
Ｙ＝−（Ｋ1w／Ｋ12）｛Ｋ1t／（Ｋ1t−Ｋ1w）｝            （31）
【００３９】
以上のように、本発明では、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズに対しても、一般のズームレンズと同様に、製造誤差などに起因する実際の結像面と基準の結像面との間の位置ずれを調整することができる。また、本発明の調整方法では、電子カム方式を用いて調整するので、ズームレンズが大型化することなく、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズに好適である。
【００４０】
なお、上述の詳細な説明では、物体側から順に第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とから構成されたズームレンズを例にとって本発明を説明している。しかしながら、第３レンズ群Ｇ３のない場合、すなわちズームレンズが物体側から順に第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とから構成された場合には、上述の説明においてβ３＝１として考えればよい。
また、上述の詳細な説明では、撮像素子としてＣＣＤを用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズに対して本発明を適用しているが、他の一般のズームレンズに対しても本発明の調整方法を適用することができることは明らかである。
【００４１】
さらに、上述の詳細な説明では、広角端において一体的な移動量δ１を求め、望遠端において追加的な移動量δ２を求めている。しかしながら、望遠端において一体的な移動量δ１を求め、広角端において追加的な移動量δ２を求めることもできる。また、一般的に、所定の第１焦点距離状態において一体的な移動量δ１を求め、所定の第２焦点距離状態において追加的な移動量δ２を求めることもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズに対しても、製造誤差などに起因する実際の結像面と基準の結像面との間の位置ずれを調整することができる。また、本発明の調整方法では、電子カム方式を用いて調整するので、ズームレンズが大型化することなく、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用されるズームレンズに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズの調整方法を説明する第１の図であって、光軸よりも上側は広角端での基準状態を、光軸よりも下側は広角端での合焦状態を示している。
【図２】本発明のズームレンズの調整方法を説明する第２の図であって、光軸よりも上側は望遠端での基準状態を、光軸よりも下側は望遠端での合焦状態を示している。
【図３】機械的なカム方式を用いて変倍レンズ群の位置決めを行うズーム機構を示す図である。
【図４】図３のズーム機構を有するズームレンズにおいて製造誤差などに起因する結像面の位置ずれが無い状態を示す図である。
【図５】図３のズーム機構を有するズームレンズにおいて製造誤差などに起因する結像面の位置ずれが有る状態を示す図である。
【図６】ズームレンズの従来の調整方法に際して被検レンズであるズームレンズの結像面位置を測定する様子を説明する図である。
【図７】一般的なレンズの結像状態を示す図である。
【図８】ズームレンズの結像状態を示す図である。
【図９】ズームレンズの従来の調整方法を説明する図である。
【符号の説明】
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
１、２  ズームカム溝
３      直進カム溝
６１    コリメーター
６２    ミラー
６３    スリット
６４    光源
６５    ハーフミラー
６６    コリメーターレンズ
６７    被検レンズ
６８    レチクル
６９    接眼レンズ
【図１】
0003818346.tif 000003
【図２】
0003818346.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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