JP5117272B2 - ズームレンズの調整方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズの組立（製造）時の調整方法に関する。
一般的にズームレンズでは、加工誤差や組立誤差により各レンズ群が基準位置（設計値）の状態では撮像素子上に合焦しない状態（ピントズレ）が発生するため、ピント調整（ズーム調整）を行うことで短焦点距離端から長焦点距離端にかけてのピントズレ量を光学的に問題がないレベルまで追い込んでいる。ズームレンズのピント調整法としては、一般的には変倍時に像面位置が移動せず、かつその像面位置を実際の撮像素子の撮像面に一致させる必要があり、従来、２つ以上のレンズ群の相対位置を変えることでこれらの調整が行われている。
例えば、特開平11‐30740号公報では、加工誤差や組立誤差によるピントズレを調整する手段として、主にピント調整に寄与するレンズ群を動かすことで各焦点距離でのピントズレ量を検出し、各焦点距離毎の調整量を求め、各レンズ群の位置を制御するズームテーブルデータに補正データを書き込み、撮影時にこのデータに基づきレンズ群を移動させピント調整を可能としている。
機械的なズーム調整法としては、例えば特開2000‐352649号公報では、少なくとも３つのレンズ群の基準位置を組立調整時に変更して中間焦点距離でのピントズレを小さくする方法が示されている。
特開平11‐30740号公報 特開2000‐352649号公報
近年、電子部品の小型化によりデジタルカメラの小型化が進んでおり、撮影光学系（ズームレンズ）に対しても一層の小型化が要望されている。小型化の観点から従来の調整方法を見ると、従来の調整法は主に変倍に寄与する各レンズ群を光軸上に動かす機構が必要で構成が複雑になることに加えて、光学設計上もレンズ群間隔に調整量分の余裕がなくてはならず、ズームレンズの小型化の障害となっていた。
本発明は従って、ズームレンズを大型化することがなく、ピント調整を容易に行うことができるズームレンズの調整方法を得ることを目的とする。
本発明によるズームレンズの調整方法は、少なくとも３つ以上の可動のレンズ群を備え、２つ以上のレンズ群を移動させて変倍を行い、撮像素子上に結像させること；有限個数の離散した焦点距離を持ち、各焦点距離でピント調整が可能であること；３つ以上の可動のレンズ群のうち、最も撮像素子に近い可動のレンズ群がフォーカスレンズ群であること；及び該フォーカスレンズ群はステッピングモータで光軸方向の位置が制御されること；を満足するズームレンズの製造誤差によるピント位置のずれを補正するピント調整方法であって、フォーカスレンズ群のステッピングモータのパルス管理による光軸方向の位置調整と、撮像素子の機械的な光軸方向の位置調整との双方を組み合わせてピント調整を行い、かつこのピント調整方法は、短焦点距離端と長焦点距離端におけるフォーカスレンズ群の基準位置から合焦位置までの移動量から撮像素子の光軸方向の調整量を決定し移動させる第１調整段階と、短焦点距離端と長焦点距離端を含む少なくとも３つ以上の離散的な焦点距離において、フォーカスレンズ群を基準位置から第１調整後の撮像素子に合焦する位置まで移動させ、各焦点距離についてのフォーカスレンズ群によるピント調整量を決定し、この調整量をステッピングモータのパルス数として記憶させる第２調整段階と、を含むことを特徴としている。
さらに、短焦点距離端と長焦点距離端のピントズレ量をそれぞれΔFB(W)、ΔFB(T)とし、短焦点距離端での全系の焦点距離をｆｗとしたとき，前記撮像素子の光軸方向の調整量ΔX2は，次の条件式（１）及び（２）を満足することが望ましい。
（１）｜ΔFB(W)｜≦｜ΔX2｜≦｜ΔFB(T)｜
（２）｜ΔX2｜／ｆｗ≦０．１
撮像素子の調整量は、短焦点距離端と長焦点距離端のフォーカスレンズ群によるピント調整量が異符号となるように設定するのが好ましい。
また、本発明によるズームレンズの調整方法は、短焦点距離端と長焦点距離端のフォーカスレンズ群によるピント調整量をそれぞれΔX1(W)、ΔX1(T)、短焦点距離端の焦点距離をｆｗとしたとき, 次の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）｜ΔX1(W)+ΔX1(T)｜／ｆｗ＜０．１５
本発明の調整方法は、例えば、物体側から順に、負の屈折率を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有し、フォーカスレンズ群である第３レンズ群と、フィルターを含む撮像素子群で構成されているズームレンズに対して適用できる。
本発明は、別の態様によると、以上のズームレンズの調整方法によって調整されたズームレンズを有する電子撮像装置である。
本発明のズームレンズの調整方法によれば、ズームレンズを大型化することなく、ピント調整を容易に行うことができる。
図１は、本発明によるピント調整方法を適用するズームレンズとして、変倍比３〜４倍程度のデジタルカメラ用の３群ズームレンズを示しており、図の上段にレンズ構成を示し、下段に移動軌跡の一例を示している。この３群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群１１、正の屈折力の第２レンズ群１２及び正の屈折力の第３レンズ群１３、フィルター類１４を含む撮像素子１５を有する。短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）への変倍（ズーミング）に際し、第１レンズ１１、第２レンズ群１２及び第３レンズ群１３の全てが移動し、撮像素子１５上に結像する。より具体的には、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍（ズーミング）に際し、第１レンズ群１１は一旦像側に移動してから物体側に移動し、第２レンズ群１２は単調に物体側に移動し、第３レンズ群１３は単調に像側に移動する。絞りＳは第１レンズ群１１と第２レンズ群１２の間に配置されていて、第２レンズ群１２と一緒に移動する。
より具体的には、第１レンズ群１１と第レンズ群１２は、カム機構によって光軸方向位置を変化させ、第３レンズ群１３はステッピングモータで光軸方向位置を変化させる。第３レンズ群１３はフォーカスレンズ群である。第３レンズ群１３の光軸方向の位置制御は、初期位置（ピント調整位置）、ズーム位置及びフォーカス位置の全てがステッピングモータのパルス管理によって行われる。撮像素子１５の光軸方向の位置変更は、機械的な調整機構やスペーサを用いて機械的に行う。
図２は、以上の３群ズームレンズの各レンズ群が基準位置にいる状態において、製造誤差によって短焦点距離端（Ｗ）及び長焦点距離端（Ｔ）でピントズレが生じた状態を模式的に（誇張して）示している。同図では、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）でのピント位置（所定の距離の物体に対する実際の結像位置）をそれぞれ１７、１８とし、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）での撮像素子１５からのピントズレ量をそれぞれΔFB(W)とΔFB(T)で表している。ピントズレ量は、設計上の像面位置１６（図４、図５。図２においては撮像素子１５の位置と一致していると考える）より前方をマイナス、後方をプラスとする。
この短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）での撮像素子１５からのピントズレ量ΔFB(W)とΔFB(T)は、具体的には、図３に示すように、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）において、それぞれ第３レンズ群１３を光軸方向に移動させてピント位置を撮像素子１５に一致させる調整を行い、そのときの第３レンズ群１３の基準位置からの移動量（パルス数）として検出する。
本実施形態では、このピントズレ量ΔFB(W)とΔFB(T)を検出（測定）し、それを基に撮像素子１５の移動量を決定し、図４に示すように撮像素子１５を所望の位置に移動させる。これが撮像素子１５の光軸方向の移動量を決定する第１調整である。つまり、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）におけるフォーカスレンズ群１３の基準位置から合焦位置までの移動量から撮像素子１５の調整量ΔX2を決定し、第１調整を実行する。
以上の第１調整の終了後、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）を含む少なくとも３つ以上の離散的な焦点距離において、図５に示すように、フォーカスレンズ群１３を基準位置から合焦位置まで移動させ、各焦点距離についてのピント調整量ΔX1を決定し、この調整量を記憶させる（調整量に対応するステッピングモータのパルス数を記憶させる）第２調整を行う。
以上の撮像素子１５の光軸方向の位置調整（第１調整）と、ステッピングモータのパルス管理によって位置制御される最も像面に近い可動のフォーカスレンズ群１３の光軸方向の位置調整（第２調整）とで、ピント調整を行うことにより、主に変倍に寄与するレンズ群（第１レンズ群と第２レンズ群）の機構を簡略化でき（第１レンズ群または第２レンズ群にピント調整のための可動機構を不要とすることができ）、各レンズ群の間隔を近づけることが可能となるため、光学系の小型化が可能となる。
第１調整の撮像素子１５の光軸方向の調整量ΔX2は、短焦点距離端（Ｗ）での全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（１）及び（２）を満足することが望ましい。
（１）｜ΔFB(W)｜≦｜ΔX2｜≦｜ΔFB(T)｜
（２）｜ΔX2｜／ｆｗ≦０．１
一般的に製造誤差によるピントズレ量の絶対値は焦点距離に略比例する。すなわち｜ΔFB(W)｜＜｜ΔFB(T)｜の関係が成り立つ。このとき、撮像素子の調整量ΔX2は条件式（１）｜ΔFB(W)｜≦｜ΔX2｜≦｜ΔFB(T)｜を満足する位置に調整する（第１調整）ことにより短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）までの各焦点距離でのフォーカスレンズ群でのピント調整量ΔX1i(i=1・・・n)（第２調整）を小さくすることが可能となる。ΔX2の値は、種々の光学系の性能および調整量の余裕量から各々決めればよい。
第２調整を行うフォーカスレンズ群１３のピント感度は、本実施形態では短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）まで同符号である。そこで、第１調整において撮像素子を短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）のピントズレ量の間のある値に調整することで、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）のフォーカスレンズ群によるピント調整量は異符号となり、それぞれの焦点距離での調整量を小さくすることが可能となる。条件式（２）を超えると、撮像素子を機械的に調整するための余裕分を大きく確保した構成にしなければならず、ズームレンズが大型化してしまうため好ましくない。
短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）を含む複数の焦点距離ステップにおけるフォーカスレンズ群１３によるピント調整量（第２調整）は、光学仕様および結像性能の面から少ないことが好ましく、短焦点距離端（Ｗ）と長焦点距離端（Ｔ）のフォーカスレンズ群１３によるピント調整量をそれぞれΔX1(W)、ΔX1(T)とし、短焦点距離端（Ｗ）の全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）｜ΔX1(W)+ΔX1(T)｜／ｆｗ＜０．１５
条件式（３）の下限または上限を超えると、長焦点距離端（Ｔ）での調整量ΔX1(T)または短焦点距離端（Ｗ）での調整量ΔX1(W)が大きくなり、小型化が不能になるのに加え、調整したことによる焦点距離の変化及び軸外収差が悪化し、所望の光学仕様を満足できなくなる。
次に具体的な数値実施例を示す。全系の数値データを示す以下の表において、FNO.はＦナンバー、fは全系の焦点距離、Aは半画角（゜）、fB はバックフォーカス（最も像側のカバーガラスの像側の面から撮像面までの距離）、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。FNO.、f、A、fB、及び変倍に伴って間隔が変化するレンズ間隔の値（ｄ値）は、短焦点距離端(W) ‐中間焦点距離(M) ‐長焦点距離端(T)‐の順に示している。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1‐(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
［数値実施例１］
表１は、本発明の調整方法を適用した３群ズームレンズ全系の数値データ、表２は、各群の無限遠撮影時のデータ及び調整量データである。絞りＳは、第２レンズ群２０（第７面）の前方（物体側）0.60の位置にある。
ピントズレ量、ピント調整量（プラスは光軸方向後方、マイナスは前方を意味する）は、具体的にはステッピングモータのパルス数によって設定される。
またK3(Ｗ)、K3(M)、K3(T)は、短焦点距離端(W) 、中間焦点距離(M) 、長焦点距離端(T)における第３レンズ群のピント感度である。
（表１）全系のデータ
FNO. = 1: 2.6 ‐ 3.7 ‐ 6.1
f = 5.00(W) ‐ 9.80(M) ‐ 20.04(T)
A = 41.4 ‐ 22.6 ‐ 11.5
fB = 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59
面No. r d Nd ν
1 62.312 0.70 1.77250 49.6
2 7.598 3.38
3* 73.041 0.80 1.54358 55.7
4* 20.704 0.10
5 18.876 1.40 1.92286 18.9
6 50.960 17.02 ‐ 7.06 ‐ 1.83
7* 6.688 2.10 1.49700 81.6
8* ‐15.776 0.10
9 5.620 1.80 1.75700 47.8
10 ‐14.180 0.90 1.80610 33.3
11 3.484 4.17 ‐ 9.83 ‐ 20.87
12* 33.208 2.00 1.54358 55.7
13* ‐11.311 2.43 ‐ 2.09 ‐ 1.20
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1
15 ∞ 0.51
16 ∞ 0.50 1.51633 64.1
17 ∞ ‐
＊は回転対称非球面を表す。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. K A4 A6 A8 A10
NO.3 ‐1.00 ‐0.12295×10‐2 0.48935×10‐4 ‐0.60367×10‐6
NO.4 ‐1.00 ‐0.13418×10‐2 0.52036×10‐4 ‐0.76764×10‐6 0.92200×10‐9
NO.7 ‐1.00 0.13222×10‐4 0.13088×10‐4 ‐0.12846×10‐5
NO.8 ‐1.00 0.12167×10‐3 0.14282×10‐4 ‐0.15874×10‐5
NO.12 ‐1.00 ‐0.84756×10‐4 0.48311×10‐4 ‐0.44751×10‐6
NO.13 ‐1.00 0.24053×10‐3 0.34834×10‐4 0.80658×10‐6 ‐0.32142×10‐7
（表２）各群のデータ（無限遠撮影時）
群Ｎｏ． 各群倍率
Ｗ Ｍ Ｔ
１群 0.000 0.000 0.000
２群 ‐0.514 ‐0.979 ‐1.858
３群 0.713 0.735 0.791

各群ピント感度
Ｗ Ｍ Ｔ
１群 0.134 0.518 2.160
２群 0.374 0.022 ‐1.534
３群 0.492 0.460 0.374

製造誤差によってＷ、Ｍ、Ｔにおいて発生したピントズレ量（設計上の像面位置からのズレ）
ΔFB(W) ＝ 0.099
ΔFB(M) ＝ 0.193
ΔFB(T) ＝ 0.488

撮像素子の調整量（第１調整）
ΔX２ = 0.30
Ｗ、Ｍ、Ｔにおいて、第1調整後に残存しているピントズレ量
ΔFB(W) ‐ ΔX2 ＝‐0.201
ΔFB(M) ‐ ΔX2 ＝‐0.107
ΔFB(T)‐ ΔX2 ＝0.188

Ｗ、Ｍ、Ｔにおけるフォーカスレンズ群によるピント調整量
ΔX1(W) =‐(ΔFB(W) ‐ ΔX2)／K3(W) ＝0.409
ΔX1(M) =‐(ΔFB(M) ‐ ΔX2)／K3(M) ＝0.233
ΔX1(T)=‐(ΔFB(T)‐ ΔX2)／K3(T)＝‐0.502
［数値実施例２］
表3は、本発明の調整方法を適用した３群ズームレンズ全系の数値データ、表4は、各群の無限遠撮影時のデータ及び調整量データである。絞りＳは、第２レンズ群２０（第７面）の前方（物体側）0.60の位置にある。
またK3(Ｗ)、K3(M)、K3(T)は、短焦点距離端(W) 、中間焦点距離(M) 、長焦点距離端(T)における第３レンズ群のピント感度である。
（表３）
FNO. = 1: 2.6 ‐ 3.7 ‐ 6.1
f = 5.00 ‐ 9.80 ‐ 20.00
A = 42.0 ‐ 22.9 ‐ 11.5
fB = 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59
面No. r d Nd ν
1 47.746 0.70 1.83481 42.7
2 7.228 3.25
3* 122.138 0.80 1.52538 56.3
4* 17.567 0.10
5 20.355 1.40 1.92286 18.9
6 153.831 16.46 ‐ 6.98 ‐ 1.93
7* 7.612 2.10 1.48749 70.2
8* ‐14.548 0.10
9 5.034 1.80 1.75700 47.8
10 ‐9.244 0.90 1.80610 33.3
11 3.347 4.43 ‐ 10.28 ‐ 21.75
12* 23.098 2.00 1.54358 55.7
13* ‐15.713 2.42 ‐ 2.08 ‐ 1.40
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1
15 ∞ 0.51
16 ∞ 0.50 1.51633 64.1
17 ∞ ‐
＊は回転対称非球面を表す。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. K A4 A6 A8 A10
NO.3 ‐1.00 ‐0.12427×10‐2 0.47297×10‐4 ‐0.59826×10‐6
NO.4 ‐1.00 ‐0.13841×10‐2 0.51363×10‐4 ‐0.80877×10‐6 0.12108×10‐8
NO.7 ‐1.00 0.33563×10‐4 0.10440×10‐4 ‐0.18565×10‐5
NO.8 ‐1.00 0.95556×10‐4 0.89799×10‐5 ‐0.21914×10‐5 0.39014×10‐7
NO.12 ‐1.00 ‐0.11761×10‐3 0.53847×10‐4 ‐0.19107×10‐5
NO.13 ‐1.00 0.26787×10‐3 0.20924×10‐4
（表４）
各群のデータ（無限遠撮影時）
群Ｎｏ． 各群倍率
Ｗ Ｍ Ｔ
１群 0.000 0.000 0.000
２群 ‐0.537 ‐1.026 ‐1.992
３群 0.731 0.751 0.789

各群ピント感度
Ｗ Ｍ Ｔ
１群 0.154 0.594 2.470
２群 0.380 ‐0.030 ‐1.848
３群 0.466 0.436 0.377

製造誤差によってＷ、Ｍ、Ｔにおいて発生したピントズレ量（設計上の像面位置からのズレ）
ΔFB(W) ＝0.114
ΔFB(M) ＝0.225
ΔFB(T) ＝0.565

撮像素子の調整量
ΔX２ =0.40

Ｗ、Ｍ、Ｔにおいて、第1調整後に残存しているピントズレ量
ΔFB(W) ‐ ΔX2 ＝‐0.286
ΔFB(M) ‐ ΔX2 ＝‐0.175
ΔFB(T) ‐ ΔX2 ＝0.165

Ｗ、Ｍ、Ｔにおけるフォーカスレンズ群によるピント調整量
ΔX1(W) =‐(ΔFB(W) ‐ ΔX2)／K3(W) ＝0.614
ΔX1(M) =‐(ΔFB(M) ‐ ΔX2)／K3(M) ＝0.401
ΔX1(T) =‐(ΔFB(T) ‐ ΔX2)／K3(T)＝‐0.437
［数値実施例３］
表５は、本発明の調整方法を適用した３群ズームレンズ全系の数値データ、表６は、各群の無限遠撮影時のデータ及び調整量データである。絞りＳは、第２レンズ群２０（第７面）の前方（物体側）0.60の位置にある。
またK3(Ｗ)、K3(M1)、K3(M2)、K3(M3)、K3(T)は、短焦点距離端(W) 、中間焦点距離1(M1) 、中間焦点距離2(M2)、中間焦点距離3(M3)、長焦点距離端(T)における第３レンズ群のピント感度である。
（表５）
FNO. = 1: 2.6 ‐ 3.0 ‐ 3.7 ‐ 4.6 ‐ 6.1
f = 5.0(W) ‐ 6.6(M1) ‐ 9.8(M2) ‐13.7(M3) ‐20.0(T)
A = 42.0 ‐ 33.6 ‐ 22.9 ‐ 16.6 ‐ 11.5
fB = 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59
面No. r d Nd ν
1 47.394 0.70 1.80400 46.6
2 7.400 3.38
3* 223.682 0.80 1.54358 55.7
4* 16.967 0.10
5 19.406 1.40 1.92286 21.3
6 137.807 17.01 ‐11.99 ‐ 7.31 ‐ 4.30 ‐ 2.11
7* 6.990 2.10 1.48749 70.2
8* ‐15.633 0.10
9 5.387 1.80 1.75700 47.8
10 ‐9.999 0.90 1.80610 33.3
11 3.470 4.00 ‐5.83 ‐ 10.06 ‐ 14.54 ‐ 21.62
12* 20.574 2.00 1.54358 55.7
13* ‐17.565 2.74 ‐ 2.77 ‐ 2.28 ‐ 2.13 ‐ 1.40
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1
15 ∞ 0.51
16 ∞ 0.50 1.51633 64.1
17 ∞ ‐
＊は回転対称非球面を表す。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. K A4 A6 A8 A10
NO.3 ‐1.00 ‐0.12323×10‐2 0.48364×10‐4 ‐0.60286×10‐6
NO.4 ‐1.00 ‐0.13532×10‐2 0.52526×10‐4 ‐0.77701×10‐6 0.56087×10‐9
NO.7 ‐1.00 0.46934×10‐4 0.11922×10‐4 ‐0.15609×10‐5
NO.8 ‐1.00 0.11327×10‐3 0.11977×10‐4 ‐0.19142×10‐5
NO.12 ‐1.00 ‐0.57587×10‐4 0.53800×10‐4 ‐0.16353×10‐5 0.34332×10‐7
NO.13 ‐1.00 0.22116×10‐3 0.29557×10‐4
（表６）
群Ｎｏ． 各群倍率
Ｗ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ
１群 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
２群 0.532 ‐0.703 ‐1.005 ‐1.389 ‐1.922
３群 0.712 0.711 0.738 0.747 0.788

各群ピント感度
Ｗ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ
１群 0.143 0.250 0.550 1.077 2.294
２群 0.363 0.256 ‐0.005 ‐0.519 ‐1.673
３群 0.493 0.494 0.455 0.442 0.379

製造誤差によってＷ、M１、Ｍ２、M３、Ｔにおいて発生したピントズレ量（設計上の像面位置からのズレ）
ΔFB(W) ＝‐0.120
ΔFB(M１)＝‐0.153
ΔFB(M２)＝‐0.240
ΔFB(M３)＝‐0.362
ΔFB(T) ＝‐0.625

撮像素子の調整量。
ΔX２ =‐0.45

Ｗ、M1、M2、M3、Ｔにおいて、第1調整後に残存しているピントズレ量
ΔFB(W) ‐ ΔX2 ＝0.330
ΔFB(M1) ‐ ΔX2 ＝0.297
ΔFB(M2) ‐ ΔX2 ＝0.210
ΔFB(M3) ‐ ΔX2 ＝0.088
ΔFB(T) ‐ ΔX2 ＝‐0.17

W、M1、M2、M3、Ｔにおけるフォーカスレンズ群によるピント調整量
ΔX1(W)＝‐(ΔFB(W) ‐ ΔX2)／K3(W) ＝‐0.669
ΔX1(M1)＝‐(ΔFB(M1) ‐ ΔX2)／K3(M1)＝‐0.601
ΔX1(M2)＝‐(ΔFB(M2) ‐ ΔX2)／K3(M2)＝‐0.461
ΔX1(M3)＝‐(ΔFB(M3) ‐ ΔX2)／K3(M3)＝‐0.199
ΔX1(T)＝‐(ΔFB(T) ‐ ΔX2)／K3(T)＝0.462
［数値実施例４］
表７は、本発明の調整方法を適用した３群ズームレンズ全系の数値データ、表８は、各群の無限遠撮影時のデータ及び調整量データである。絞りＳは、第２レンズ群２０（第７面）の前方（物体側）0.60の位置にある。
またK3(Ｗ)、K3(M1)、K3(M2)、K3(M3)、K3(T)は、短焦点距離端(W) 、中間焦点距離1(M1) 、中間焦点距離2(M2)、中間焦点距離3(M3)、長焦点距離端(T)における第３レンズ群のピント感度である。
（表７）
FNO. = 1: 2.6 ‐ 2.9 ‐ 3.5 ‐ 4.4 ‐ 5.9
f = 5.1(W) ‐ 6.6(M1) ‐ 9.2(M2) ‐12.9(M3) ‐ 19.7(T)
A = 40.5 ‐ 33.3 ‐ 24.4 ‐ 17.7 ‐ 11.8
fB = 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59
面No. r d Nd ν
1 40.762 0.70 1.77250 49.6
2 6.964 3.00
3* 58.372 0.80 1.54358 55.7
4* 27.330 0.10
5 15.729 1.40 1.94595 18.0
6 27.891 17.77 ‐12.42 ‐ 8.37 ‐5.23 ‐ 2.36
7* 6.173 1.98 1.58989 66.8
8* ‐19.384 0.10
9 7.016 1.72 1.77250 49.6
10 ‐12.396 1.00 1.80610 33.3
11 3.537 3.73 ‐4.78 ‐ 8.09 ‐12.33 ‐ 19.15
12* 32.790 2.00 1.54358 55.7
13* ‐13.104 2.52 ‐2.90 ‐ 2.40 ‐1.87 ‐ 1.40
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1
15 ∞ 0.51
16 ∞ 0.50 1.51633 64.1
17 ∞ ‐
＊は回転対称非球面を表す。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. K A4 A6 A8 A10
NO.3 ‐1.00 ‐0.12253×10‐2 0.49370×10‐4 ‐0.65575×10‐6
NO.4 ‐1.00 ‐0.13716×10‐2 0.51331×10‐4 ‐0.79703×10‐6 ‐0.23075×10‐9
NO.7 ‐1.00 0.13698×10‐5 0.96980×10‐5 ‐0.83521×10‐6
NO.8 ‐1.00 0.14378×10‐3 0.13208×10‐4 ‐0.14593×10‐5
NO.12 ‐1.00 ‐0.15810×10‐3 0.38927×10‐4 ‐0.11704×10‐5 0.84406×10‐8
NO.13 ‐1.00 0.32188×10‐4 0.11336×10‐4 0.67536×10‐6 ‐0.33338×10‐7
（表８）
各群のデータ（無限遠撮影時）
Ｗ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ
１群 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
２群 ‐0.497 ‐0.662 ‐0.884 ‐1.195 ‐1.764
３群 0.734 0.712 0.741 0.771 0.798

各群ピント感度
Ｗ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ
１群 0.133 0.222 0.429 0.849 1.982
２群 0.406 0.285 0.120 ‐0.254 ‐1.345
３群 0.461 0.493 0.451 0.406 0.363

製造誤差によってＷ、M１、Ｍ２、M３、Ｔにおいて発生したピントズレ量（設計上の像面位置からのズレ）
ΔFB(W) ＝0.050
ΔFB(M1)＝0.061
ΔFB(M2)＝0.088
ΔFB(M3)＝0.133
ΔFB(T) ＝0.233

撮像素子の調整量。本例では、短焦点距離端のピントズレ位置に撮像素子を調整する。
ΔX２ =0.05

W、M1、M2、M3、Ｔにおいて、第1調整後に残存しているピントズレ量
ΔFB(W) ‐ΔX2 ＝0.000
ΔFB(M1) ‐ΔX2 ＝0.011
ΔFB(M2) ‐ΔX2 ＝0.038
ΔFB(M3) ‐ΔX2 ＝0.083
ΔFB(T) ‐ΔX2 ＝0.183

W、M1、M2、M3、Ｔにおけるフォーカスレンズ群によるピント調整量
ΔX1(W) ＝‐(ΔFB(W) ‐ΔX2)／Ｋ３(W) ＝0.000
ΔX1(M1)＝‐(ΔFB(M1)‐ΔX2)／Ｋ３(M1)＝‐0.022
ΔX1(M2)＝‐(ΔFB(M2)‐ΔX2)／Ｋ３(M2)＝‐0.084
ΔX1(M3)＝‐(ΔFB(M3)‐ΔX2)／Ｋ３(M3)＝‐0.205
ΔX1(T) ＝‐(ΔFB(T)‐ΔX2)／Ｋ３(T)＝‐0.504
［数値実施例５］
表９は、本発明の調整方法を適用した３群ズームレンズ全系の数値データ、表１０は、各群の無限遠撮影時のデータ及び調整量データである。絞りＳは、第２レンズ群２０（第７面）の前方（物体側）0.60の位置にある。
またK3(Ｗ)、K3(M1)、K3(M2)、K3(M3)、K3(T)は、短焦点距離端(W) 、中間焦点距離1(M1) 、中間焦点距離2(M2)、中間焦点距離3(M3)、長焦点距離端(T)における第３レンズ群のピント感度である。
（表９）
FNO. = 1: 2.6 ‐ 3.0 ‐ 3.7 ‐ 4.6 ‐ 5.9
f = 5.0(W) ‐ 6.6(M1) ‐ 9.8(M2) ‐13.7(M3) ‐ 19.3(T)
A = 41.3 ‐ 33.3 ‐ 22.8 ‐ 16.5 ‐ 12.0
fB = 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59 ‐ 0.59
面No. r d Nd ν
1 49.757 0.70 1.77250 49.6
2 7.334 3.31
3* 342.560 0.80 1.54358 55.7
4* 24.928 0.10
5 19.159 1.40 1.92286 18.9
6 57.522 17.11 ‐12.05 ‐7.31 ‐4.14 ‐2.05
7* 6.314 2.10 1.48749 70.2
8* ‐15.433 0.10
9 5.920 1.80 1.77250 49.6
10 ‐13.346 0.90 1.80610 33.3
11 3.502 4.08 ‐5.86 ‐ 9.91 ‐14.08 ‐ 20.07
12* 30.458 2.00 1.54358 55.7
13* ‐12.239 2.49 ‐ 2.49 ‐ 1.98 ‐ 1.94 ‐ 1.40
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1
15 ∞ 0.51
16 ∞ 0.50 1.51633 64.1
17 ∞ ‐
＊は回転対称非球面を表す。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. K A4 A6 A8 A10
NO.3 ‐1.00 ‐0.12328×10‐2 0.49196×10‐4 ‐0.61129×10‐6
NO.4 ‐1.00 ‐0.13424×10‐2 0.51891×10‐4 ‐0.78426×10‐6 0.11619×10‐8
NO.7 ‐1.00 0.13758×10‐5 0.12745×10‐4 ‐0.97795×10‐6
NO.8 ‐1.00 0.13378×10‐3 0.16080×10‐4 ‐0.13847×10‐5
NO.12 ‐1.00 ‐0.31294×10‐4 0.43480×10‐4 ‐0.87106×10‐6 0.22679×10‐7
NO.13 ‐1.00 0.22250×10‐3 0.32313×10‐4 ‐0.15637×10‐6 0.11000×10‐7
（表１０）各群のデータ（無限遠撮影時）
Ｗ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ
１群 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
２群 ‐0.514 ‐0.678 ‐0.964 ‐1.343 ‐1.812
３群 0.716 0.717 0.748 0.751 0.783

各群ピント感度
Ｗ Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ
１群 0.135 0.236 0.520 1.017 2.013
２群 0.377 0.278 0.040 ‐0.453 ‐1.400
３群 0.487 0.486 0.440 0.436 0.387

製造誤差によってＷ、M１、Ｍ２、M３、Ｔにおいて発生したピントズレ量（設計上の像面位置からのズレ）
ΔFB(W) ＝‐0.054
ΔFB(M1)＝‐0.069
ΔFB(M2)＝‐0.108
ΔFB(M3)＝‐0.160
ΔFB(T) ＝‐0.260

撮像素子の調整量。本具体例では、長焦点距離端のピントズレ位置に撮像素子を調整する。
ΔX２ =‐0.260

W、M1、M2、M3、Ｔにおいて、第１調整後に残存しているピントズレ量
ΔFB(W) ‐ΔX2 ＝0.206
ΔFB(M1)‐ΔX2 ＝0.191
ΔFB(M2)‐ΔX2 ＝0.152
ΔFB(M3)‐ΔX2 ＝0.100
ΔFB(T) ‐ΔX2 ＝0.000

W、M1、M2、M3、Ｔにおけるフォーカスレンズ群によるピント調整量
ΔX1(W) ＝‐(ΔFB(W) ‐ΔX2)／K3(W) ＝‐0.423
ΔX1(M1)＝‐(ΔFB(M1)‐ΔX2)／K3(M1)＝‐0.393
ΔX1(M2)＝‐(ΔFB(M2)‐ΔX2)／K3(M2)＝‐0.345
ΔX1(M3)＝‐(ΔFB(M3)‐ΔX2)／K3(M3)＝‐0.229
ΔX1(T)＝‐(ΔFB(T)‐ΔX2)／K3(T)＝0.000
各条件式の各実施形態に対する値を表１１に示す。
（表１１）
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
条件式２ 0.06 0.08 0.09 0.01 0.05
条件式３ 0.02 0.04 0.04 0.10 0.08
表１１から明らかなように、実施例１ないし５は条件式（２）と（３）を満足している。条件式（１）については、各実施例において｜ΔFB(W)｜≦｜ΔX2｜≦｜ΔFB(T)｜を満足している。
本発明によるピント調整法を適用するズームレンズとして例示した、３群ズームレンズの光学構成図及び移動軌跡図である。 図１の３群ズームレンズにおいて、各レンズ群が基準位置にいる状態において、製造誤差によって短焦点距離端及び長焦点距離端でピントズレが生じた状態を示す模式図である。 同じく、フォーカスレンズ群を基準位置から合焦位置まで移動させ、基準位置からの移動量よりピントズレ量を検出する過程を示した模式図である。 同じく、各レンズ群が基準位置にいる状態において、短焦点距離端及び長焦点距離端のピントズレ位置の間に撮像素子を調整（第１調整）した場合の模式図である。 同じく、第１調整後に、フォーカスレンズ群によるピント調整（第２調整）を行っている模式図である。

Claims (6)

  1. 少なくとも３つ以上の可動のレンズ群を備え、２つ以上のレンズ群を移動させて変倍を行い、撮像素子上に結像させること；有限個数の離散した焦点距離を持ち、各焦点距離でピント調整が可能であること；３つ以上の可動のレンズ群のうち、最も撮像素子に近い可動のレンズ群がフォーカスレンズ群であること；及び該フォーカスレンズ群はステッピングモータで光軸方向の位置が制御されること；を満足するズームレンズの製造誤差によるピント位置のずれを補正するピント調整方法であって、フォーカスレンズ群のステッピングモータのパルス管理による光軸方向の位置調整と、撮像素子の機械的な光軸方向の位置調整との双方を組み合わせてピント調整を行い、かつこのピント調整方法は、
    短焦点距離端と長焦点距離端におけるフォーカスレンズ群の基準位置から合焦位置までの移動量から撮像素子の光軸方向の調整量を決定し移動させる第１調整段階と、短焦点距離端と長焦点距離端を含む少なくとも３つ以上の離散的な焦点距離において、フォーカスレンズ群を基準位置から第１調整後の撮像素子に合焦する位置まで移動させ、各焦点距離についてのフォーカスレンズ群によるピント調整量を決定し、この調整量をステッピングモータのパルス数として記憶させる第２調整段階と、を含むことを特徴とするズームレンズの調整方法。
  2. 請求項１記載のズームレンズの調整方法において、短焦点距離端と長焦点距離端のピントズレ量をそれぞれΔFB(W)、ΔFB(T)とし、短焦点距離端での全系の焦点距離をｆｗとしたとき、前記撮像素子の光軸方向の調整量ΔX2は、次の条件式（１）及び（２）を満足するズームレンズの調整方法。
    （１）｜ΔFB(W)｜≦｜ΔX2｜≦｜ΔFB(T)｜
    （２）｜ΔX2｜／ｆｗ≦０．１
  3. 請求項１または２記載のズームレンズの調整方法において、撮像素子の調整量は、短焦点距離端と長焦点距離端のフォーカスレンズ群によるピント調整量が異符号となるように設定されているズームレンズの調整方法。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のズームレンズの調整方法において、短焦点距離端と長焦点距離端のフォーカスレンズ群によるピント調整量をそれぞれΔX1(W)、ΔX1(T)、短焦点距離端の焦点距離をｆｗとしたとき、次の条件式（３）を満足するズームレンズの調整方法。
    （３）｜ΔX1(W)+ΔX1(T)｜／ｆｗ＜０．１５
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のズームレンズの調整方法において、ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折率を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有し、フォーカスレンズ群である第３レンズ群と、フィルターを含む撮像素子群で構成されているズームレンズの調整方法。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載のズームレンズの調整方法によって調整されたズームレンズを有する電子撮像装置。
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