JPH11174310A - ズームレンズの調整方法 - Google Patents
ズームレンズの調整方法Info
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- JPH11174310A JPH11174310A JP9352239A JP35223997A JPH11174310A JP H11174310 A JPH11174310 A JP H11174310A JP 9352239 A JP9352239 A JP 9352239A JP 35223997 A JP35223997 A JP 35223997A JP H11174310 A JPH11174310 A JP H11174310A
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- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 広角端での基準状態から第１レンズ群Ｇ
１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、一体
的な移動量δ１と追加的な移動量δ２とに基づいて、第
１レンズ群Ｇ１の基準位置からの位置補正量Ｐ１および
第２レンズ群Ｇ２の基準位置からの位置補正量Ｐ２を求
める。
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。 【解決手段】 広角端での基準状態から第１レンズ群Ｇ
１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、一体
的な移動量δ１と追加的な移動量δ２とに基づいて、第
１レンズ群Ｇ１の基準位置からの位置補正量Ｐ１および
第２レンズ群Ｇ２の基準位置からの位置補正量Ｐ２を求
める。
Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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Ｇ
１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。
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Ｇ
１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。
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６
５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。
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６
５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。
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。
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）
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）
（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）
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。
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。
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）
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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Ｇ
３は変倍に際して光軸方向に固定である。
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Ｇ
３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（＝β
2w・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）
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（＝β
2w・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）
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。
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）
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）
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）
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）
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）
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。
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。
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。
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】 Ｐ１＝Δｂ＋Δｚ ＝δ１＋｛１−（Ｋ1w／Ｋ12）｝｛Ｋ1t／（Ｋ1t−Ｋ1w）｝δ２ （26） Ｐ２＝Δｂ ＝δ１−（Ｋ1w／Ｋ12）｛Ｋ1t／（Ｋ1t−Ｋ1w）｝δ２ （27）
【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）
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。
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ＣＣ
Ｄ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。
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ＣＣ
Ｄ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δ
１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。
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δ
１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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ある。
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
Claims (4)
- 【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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35223997A JP3818346B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | ズームレンズの調整方法 |
| US09/198,936 US5973855A (en) | 1997-12-05 | 1998-11-24 | Zoom lens adjustment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35223997A JP3818346B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | ズームレンズの調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174310A true JPH11174310A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3818346B2 JP3818346B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=18422717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35223997A Expired - Lifetime JP3818346B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | ズームレンズの調整方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5973855A (ja) |
| JP (1) | JP3818346B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6710934B2 (en) | 2001-09-18 | 2004-03-23 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Compact zoom lens system |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1197222A (zh) * | 1997-04-18 | 1998-10-28 | 株式会社尼康 | 变焦距透镜镜筒和可变放大率光学系统 |
| JP2000199865A (ja) * | 1998-12-30 | 2000-07-18 | Canon Inc | ファインダ光学系 |
| US8760563B2 (en) | 2010-10-19 | 2014-06-24 | Hand Held Products, Inc. | Autofocusing optical imaging device |
| US8692927B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-04-08 | Hand Held Products, Inc. | Imaging terminal having focus control |
| RU2650435C2 (ru) * | 2011-11-11 | 2018-04-13 | Никон Корпорейшн | Устройство регулировки фокуса, устройство формирования изображения и объектив |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5751366Y2 (ja) * | 1978-08-21 | 1982-11-09 | ||
| JPS60218636A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-01 | Asahi Optical Co Ltd | ズ−ムレンズを用いた小型変倍複写機の焦点位置調整装置 |
| JP2775012B2 (ja) * | 1989-10-18 | 1998-07-09 | チノン株式会社 | カメラズームレンズ自動変倍装置 |
| US5867217A (en) * | 1992-01-08 | 1999-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Photographing apparatus and lens position control device |
| JPH05210039A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Nikon Corp | ズームレンズカメラ |
| JPH08211277A (ja) * | 1995-02-06 | 1996-08-20 | Nikon Corp | ズームレンズ鏡筒、及びズームレンズ鏡筒のフランジバックの調整方法 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP35223997A patent/JP3818346B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-24 US US09/198,936 patent/US5973855A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6710934B2 (en) | 2001-09-18 | 2004-03-23 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Compact zoom lens system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5973855A (en) | 1999-10-26 |
| JP3818346B2 (ja) | 2006-09-06 |
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