JPH0961703A - 焦点位置補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラに搭載されたズームレンズの焦点距離
範囲の全体に亘って、絞り径の変化に伴う最良像面の位
置ずれを補正することのできる焦点位置補正装置を提供
すること。 【解決手段】 ズームレンズを備えたカメラの焦点位置
補正装置において、レンズ全系の焦点距離に対応する変
化量を規定する焦点距離情報と開口絞りの絞り径に対応
する変化量を規定する絞り情報と予め記憶された所定の
補正係数とに基づく演算式により、ズームレンズの少な
くとも１つのレンズ群Ｇｈの調整量δｈを算出するため
の調整量演算手段と、絞り径の変化に伴う最良像面のフ
ィルム面に対する焦点位置ずれを変倍領域の全体に亘っ
て補正するように、各焦点距離状態においてレンズ群Ｇ
ｈを調整量δｈだけ光軸に沿って移動させるための駆動
手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は焦点位置補正装置に
関し、特にズームレンズを備えたカメラにおいて撮影レ
ンズの絞り込みによる最良像面のずれを補正する焦点位
置補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、レンズには収差補正後におい
ても残存収差が存在する。撮影レンズでは、球面収差や
軸上色収差が残存するので、最良像面とガウス像面とが
光軸方向にずれて存在する。そして、レンズ鏡筒は、最
も性能の高くなる最良像面がフィルム面と一致するよう
に設計される。

【０００３】カメラ等に用いられる撮影レンズでは、絞
りが開放の状態だけでなく、絞り込んだ状態でも用いら
れる。そして、通常は、絞りの開放状態における最良像
面がフィルム面と一致するように設計される。したがっ
て、絞り込むことにより画面全体での性能が向上する
が、前述のように撮影レンズには球面収差が残存するの
で、絞り込んだ時には最良像面位置が光軸方向に移動し
てフィルム面からずれてしまう。

【０００４】撮影レンズの球面収差が充分に補正されて
いない場合、最良像面位置とフィルム面位置とのずれ量
が大きくなる。従って、絞り込んだ時に、ピントずれ
（焦点ずれ）が生じてしまう。このため、撮影レンズで
は、球面収差の発生を抑えて、絞り込んだ時の最良像面
位置の移動を小さく抑える必要がある。

【０００５】ところで、近年、ズームレンズを備えたカ
メラが一般的になりつつある。ズームレンズでは、ズー
ムレンズを構成するレンズ群のうち全部のレンズ群また
は一部のレンズ群の使用倍率が変倍に伴って変化し、各
レンズ群を通過する光線の高さが変倍に伴って変化し、
各レンズ群に残存収差がある。したがって、ズームレン
ズでは、使用倍率の変化、光線の高さの変化および残存
収差に起因して、球面収差や軸上色収差の補正状態に変
倍に伴う変動が生じる。

【０００６】なお、ズームレンズでは、広角端から望遠
端までの焦点距離範囲の全体に亘って、ガウス像面位置
ではなく最良像面位置が一定となるようにレンズ鏡筒が
設計される。しかしながら、上述したように、変倍に伴
って球面収差や軸上色収差の補正状態に変動が生じるの
で、絞り込んだ時の最良像面位置の移動量は変倍に伴っ
て変化してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、絞り込んだ時
の最良像面位置の移動を抑えることは、収差補正を行う
上で過度の拘束をもたらす。特に、ズームレンズの場
合、焦点距離範囲の全体に亘って絞り込んだ時の最良像
面位置の移動を抑えるには、球面収差および軸上色収差
の変動を極端に小さく抑えなければならならず、その結
果レンズ構成枚数の増大やレンズ系の大型化を引き起こ
さざるを得なかった。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、カメラに搭載されたズームレンズの焦点距離
範囲の全体に亘って、絞り径の変化に伴う最良像面の位
置ずれを補正することのできる焦点位置補正装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、ズームレンズを備えたカメラの
焦点位置補正装置において、レンズ全系の焦点距離に対
応する変化量を規定する焦点距離情報と開口絞りの絞り
径に対応する変化量を規定する絞り情報と予め記憶され
た所定の補正係数とに基づく演算式により、前記ズーム
レンズの少なくとも１つのレンズ群Ｇｈの調整量δｈを
算出するための調整量演算手段と、前記絞り径の変化に
伴う最良像面のフィルム面に対する焦点位置ずれを変倍
領域の全体に亘って補正するように、各焦点距離状態に
おいて前記レンズ群Ｇｈを前記調整量δｈだけ光軸に沿
って移動させるための駆動手段とを備えていることを特
徴とする焦点位置補正装置を提供する。

【００１０】本発明の好ましい態様によれば、前記レン
ズ群Ｇｈは、変倍時に使用倍率が可変で且つ合焦時に可
動である。また、前記調整量演算手段は、前記補正係数
ａ_ijと、前記焦点距離情報ｆと、前記絞り情報φとに基
づく次の演算式 δｈ＝Σａ_ijｆⁱ φ^j (i=0,1,2...,j=0,1,2...) により前記調整量δｈを算出することが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】ズームレンズでは、鏡筒構造の簡
略化を図るために、フォーカシング（合焦）時にレンズ
系の一部のレンズ群を光軸に沿って移動させるものが主
流である。また、近年、オートフォーカス機能を備えた
カメラが主流となっている。特に、フォーカシングの高
速化が進むにつれて、最も物体側に配置された第１レン
ズ群を駆動して合焦を行うフロント・フォーカス（Ｆ
Ｆ）方式に比べて、第１レンズ群よりも像側に配置され
たレンズ群を駆動して合焦を行うインナー・フォーカス
（ＩＦ）方式やリヤ・フォーカス（ＲＦ）方式が主流と
なりつつある。

【００１２】ＦＦ方式よりもＩＦ方式やＲＦ方式の方が
主流となりつつあるのは、ＦＦ方式ではレンズ径が大き
い第１レンズ群を駆動するのに対して、ＩＦ方式やＲＦ
方式の方がレンズ径の小さいレンズ群を駆動するからで
ある。すなわち、ＦＦ方式よりもＩＦ方式やＲＦ方式の
方が、少ない仕事量（＝重量×駆動量）でフォーカシン
グを行うことができ、高速化に適しているからである。

【００１３】非ＴＴＬ−ＡＦ方式のカメラでは、撮影レ
ンズとは別に設けられた測距光学系により被写体の位置
を検出する。そして、検出した被写体の位置に応じて、
フォーカシングレンズ群を駆動して合焦を行う。この
際、各被写***置に対応したフォーカシングレンズ群の
所要駆動量は、予めカメラ本体内に記憶された所定の記
憶係数と被写***置情報とに基づき所定の演算式により
算出される。そして、算出された所要駆動量すなわちフ
ォーカシング駆動量だけフォーカシングレンズ群を駆動
して、被写体に対する合焦を行う。

【００１４】特に、ＩＦ方式やＲＦ方式のズームレンズ
では、同じ被写***置に対するフォーカシングレンズ群
のフォーカシング駆動量が変倍に伴って変化してしま
う。したがって、焦点距離情報と被写***置情報との双
方に基づいて、フォーカシング駆動量を算出する。そし
て、算出したフォーカシング駆動量だけフォーカシング
レンズ群を駆動して、被写体に対する合焦を行う。

【００１５】ところで、前述のように、撮影レンズには
収差補正後においても球面収差や軸上色収差が残存して
いるので、最良像面とガウス像面とが光軸方向にずれて
いる。ここで、最良像面位置とは、絞りの開放状態で最
も光学性能が高くなる位置であり、通常は画面中心部に
おいて光学性能が最良となる位置を示す。また、前述の
ように、ズームレンズでは、球面収差や軸上色収差の補
正状態が変倍に伴って変化する。したがって、最良像面
とガウス像面とのずれ量が変倍に伴って変化し、絞り込
みによる最良像面の移動量も変倍に伴って変化してしま
う。

【００１６】本明細書では、絞りの開放状態における最
良像面位置を基準し、絞り込んだ状態における最良像面
位置の光軸に沿ったずれ量をディフォーカス量と定義す
る。そして、絞り込んだ時の最良像面位置が光線の進行
方向にずれた場合、ディフォーカス量の符号を正とす
る。

【００１７】図１は、球面収差の補正状態（ａ）〜
（ｄ）を示す図である。図１において、補正状態（ａ）
は、明るくなるにつれて負の球面収差が増大する状態
を、補正状態（ｂ）は、明るくなるにしたがって一旦負
の球面収差が増大した後に正の球面収差が増大する状態
をそれぞれ示している。また、補正状態（ｃ）は、明る
くなるにつれて正の球面収差が増大する状態を、補正状
態（ｄ）は、明るくなるにしたがって一旦正の球面収差
が増大した後に負の球面収差が増大する状態をそれぞれ
示している。

【００１８】補正状態（ａ）の場合、絞りを絞り込むに
つれてディフォーカス量が正側に変化する。補正状態
（ｂ）の場合、絞りを絞り込むにしたがってデイフォー
カス量が一旦さらに負側に変化した後、正側に変化す
る。また、補正状態（ｃ）の場合、絞りを絞り込むにつ
れてディフォーカス量が負側に変化する。補正状態
（ｄ）の場合、絞りを絞り込むにしたがってデイフォー
カス量が一旦さらに正側に変化した後、負側に変化す
る。

【００１９】次に、軸上色収差の補正が不足したり、軸
上色収差を過剰に補正した場合、最良像面とガウス像面
との位置は一致しないが、そのずれ量は絞り径に依存す
ることなくほぼ一定となる。また、球面収差の補正状態
が光の波長に依存して変化する場合も、基準波長におけ
る球面収差の補正状態の影響を受ける。したがって、結
果的には、基準波長での球面収差の補正状態に基づい
て、絞り径が変化した際のディフォーカス量の変化が決
定されるものと考えられる。

【００２０】一般的に、所定位置にある被写体に対し
て、レンズ系の一部または全体からなるフォーカシング
レンズ群を光軸方向に移動させると、像面位置が光軸方
向に移動する。この時の、フォーカシングレンズ群の駆
動量に対する像面位置の移動量の比を、像面移動係数と
呼ぶ。像面移動係数は、フォーカシングレンズ群よりも
像側に配置されたレンズ群の使用倍率に依存する。した
がって、ズームレンズの場合、像面移動係数は変倍に伴
って変化する。

【００２１】ところで、フォーカシングレンズ群は、遠
距離物体から近距離物体までの各撮影距離に亘って駆動
しても良好な結像性能が得られるように設計されてい
る。このため、フォーカシングレンズ群を光軸方向に駆
動しても、駆動に伴う収差変動は小さい。また、フォー
カシングレンズ群は、駆動機構により光軸方向に連続的
に駆動可能である。したがって、フォーカシングレンズ
群を所定量だけ駆動することにより、絞り径の変化に伴
う最良像面位置の変動を補正し、最良像面とフィルム面
とを一致させることができる。

【００２２】ズームレンズでは、前述のように、変倍に
伴って像面移動係数が変化する。このため、絞り径の変
化に伴うディフォーカス量の変化が変倍に依存すること
なく各焦点距離状態に亘って一定であっても、一定のデ
ィフォーカス量を補正するためのフォーカシングレンズ
群の駆動量すなわち調整量は変倍に伴って変化する。従
って、本発明においては、焦点距離情報と絞り情報とに
応じた調整量だけフォーカシングレンズ群を駆動するこ
とにより、各焦点距離状態および各絞り状態に亘って最
良像面とフィルム面とが一致するように制御する。

【００２３】特に、本発明においては、焦点距離情報と
絞り情報とに応じて、予めカメラ本体内に記憶した所定
の補正係数および演算式に基づき、フォーカシングレン
ズ群の調整量を決定する。こうして、求めた調整量だけ
フォーカシング群を駆動することにより、各焦点距離状
態および各絞り状態に亘って最良像面とフィルム面とが
一致するように制御することができる。

【００２４】具体的には、本発明において、絞り径の変
化に伴うディフォーカス量を補正するための調整量δｈ
を求める演算式として、以下の多項式（１）を用いるこ
とにより、簡便に且つ少ない記憶容量でディフォーカス
量を補正することができる。 δｈ＝Σａ_ijｆⁱ φ^j (i=0,1,2...,j=0,1,2...) （１）

【００２５】ここで、 δｈ：フォーカシングレンズ群の調整量 ａ_ij：補正係数 ｆ ：焦点距離情報 φ ：絞り情報 なお、補正係数ａ_ijがカメラ本体内に予め記憶されてい
ることは上述したとおりである。

【００２６】焦点距離情報として、たとえば１つのレン
ズ群の変倍に際する駆動量の他に、変倍に際する鏡筒の
回転角情報などを用いることができる。すなわち、変倍
時に変化し且つその変化に基づいて焦点距離を一義的に
算出することのできる量であれば、焦点距離情報として
用いることができる。

【００２７】上述したように、フォーカシングレンズ群
は、光軸の沿って連続的に移動可能であり且つ電気的な
制御による駆動が容易である。このため、以上の説明で
は、フォーカシングレンズ群を調整量だけ駆動すること
によってディフォーカス量を補正する方式に限って議論
を進めてきた。しかしながら、連続的に移動可能で且つ
電気的な制御による駆動が可能なレンズ群であれば、本
発明の調整方法を適用することができるのは自明であ
る。

【００２８】一般に、同じ焦点距離状態であっても、被
写体の位置が変化すると、球面収差の補正状態が変化し
てしまう。したがって、被写***置（すなわち撮影距
離）の変化に伴う球面収差の補正状態の変化が大きい場
合、上述の多項式（１）の代えて以下の多項式（２）を
用いることができる。すなわち、多項式（２）によれ
ば、被写***置情報（撮影距離情報）、焦点距離情報お
よび絞り情報の変化に応じた調整量δｈを求め、絞り径
の変化に伴うディフォーカス量を良好に調節することが
可能である。

【００２９】 δｈ＝Σａ_ijk ｆⁱ φ^j Ｒ^-k (i=0,1,2...,j=0,1,2...,k=0,1,2...) （２） ここで、 ａ_ijk ：補正係数 ｆ ：焦点距離情報 φ ：絞り情報 Ｒ ：撮影距離情報 なお、補正係数ａ_ijk は、予めカメラ本体内に記憶され
ている。

【００３０】ところで、別の観点によれば、撮影レンズ
には、ある一定以上の解像本数が要求されるが、解像本
数の要求を満足するための焦点深度が考えられる。例え
ば、人間の眼の分解能はθ＝１’（分）と言われるが、
サービス判サイズに引き伸ばす場合、引き伸ばし倍率β
は約３倍となる。この写真を明視の距離Ｌ（２５０ｍ
ｍ）で観察することを考えると、フィルム面上での解像
力Ｋは、次の式（ａ）で表される。

【００３１】

【数１】 Ｋ＝θ・Ｌ＝｛２πＬ／（３６０・６０）｝／β ＝０．０２４２４［ｍｍ］ （ａ） したがって、観察する上で必要な解像本数ｋは、次の式
（ｂ）で与えられる。 ｋ＝１／Ｋ＝４１．２５［本／ｍｍ］ （ｂ）

【００３２】また、この際の口径比をＦNOとするとき、
光軸方向の焦点深度Ｓは、次の式（ｃ）で表される。 Ｓ＝±Ｋ・ＦNO＝±０．０２４２４・ＦNO （ｃ） したがって、フィルム面位置に対して焦点位置がこの焦
点深度Ｓ内でずれたとしても、ピントずれ（焦点ずれ）
として観察されない。

【００３３】以上の議論に基づく焦点深度は、ピントず
れを許容するというものではなく、あくまでもカメラの
焦点位置精度に関するものである。また、フィルム面の
サイズや、引き伸ばし倍率によっても必要とされる焦点
深度が変化する。さらに、ピントずれは観察者の主観的
な判断による部分が多いため、明視の距離や解像本数な
ども主観的に変化してしまう。このため、上述の具体的
な数値は、あくまでも非限定的な数値例にすぎない。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。本発明の各実施例において、非球面は、
光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向
の変位量をＳ（ｙ）、基準の曲率半径すなわち非球面の
頂点曲率半径をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数を
Ｃn としたとき、以下の数式（ｄ）で表される。

【数２】 Ｓ（ｙ）＝（ｒ／κ）／〔１−（１−κ・ｙ² ／ｒ² ）^1/2 〕 ＋Ｃ₄ ・ｙ⁴ ＋Ｃ₆ ・ｙ⁶ ＋Ｃ₈ ・ｙ⁸ ＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋・・・ （ｄ） 各実施例の諸元表中の非球面には、面番号の右側に＊印
を付している

【００３５】〔第１実施例〕図２は、本発明の第１実施
例にかかる焦点位置補正装置が適用されるズームレンズ
の広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における屈折力配置
図である。図２のズームレンズは、物体側から順に、正
屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群
Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第
４レンズ群Ｇ４と、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５とから
構成されている。

【００３６】そして、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔
が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空
気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４
との空気間隔は増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ
群Ｇ５との空気間隔は減少するように、各レンズ群が物
体側に移動する。なお、変倍時には、第２レンズ群Ｇ２
と第４レンズ群Ｇ４とが一体的に移動し、第３レンズ群
Ｇ３は第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とに対して
相対的に移動する。また、近距離物体へのフォーカシン
グ時には、第３レンズ群Ｇ３だけが光軸に沿って像側に
移動する。

【００３７】図３は、図２のズームレンズのレンズ構成
を示す図である。図３のズームレンズは、物体側から順
に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレ
ンズとの接合正レンズＬ１からなる第１レンズ群Ｇ１
と、両凹レンズＬ２１、両凸レンズＬ２２、および物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３からなる第
２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズＬ３からなる第３レンズ
群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
４１、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとの接合正レンズＬ４２、および物体側に凹面を
向けた正メニスカスレンズＬ４３からなる第４レンズ群
Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５
１、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５２、
および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ５３か
らなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。

【００３８】また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。図３は、広
角端における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠
端への変倍時には図２に矢印で示すズーム軌道に沿って
光軸上を移動する。

【００３９】次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元
の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを、Δは焦点距離情報として広角端を基準とした第
１レンズ群Ｇ１の繰り出し量をそれぞれ表している。さ
らに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側から
のレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれ
ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示している。

【００４０】

【表１】 ｆ＝38.79 〜153.22 ＦNO＝3.89〜10.00 ２ω＝58.7〜15.6 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 73.3723 4.02 1.48749 70.41 2 -41.3728 1.38 1.86074 23.01 3 -63.5060 (d3= 可変) 4 -40.8258 1.13 1.79668 45.37 5 21.8873 0.88 6 18.8014 3.14 1.78472 25.80 7 -125.2349 1.00 8 -20.9542 1.13 1.79668 45.37 9 -221.6481 (d9= 可変) 10 437.8482 2.13 1.51680 64.10 11 -20.1039 (d11=可変) 12 ∞ 2.26 （開口絞りＳ） 13* -44.4771 1.26 1.58518 30.24 14 -62.7167 0.38 15 28.0309 3.39 1.48749 70.41 16 -14.9351 1.26 1.86074 23.01 17 -24.7823 2.01 18 -24.3656 1.63 1.49108 57.57 19 -20.8520 (d19=可変) 20 -62.9139 3.14 1.80458 25.50 21 -22.4198 0.25 22 -53.4113 1.26 1.79668 45.37 23 -214.2797 4.27 24 -15.0687 1.50 1.77279 49.45 25 -828.1507 (Bf) （非球面データ） κ Ｃ₄ 13面 1.0000 -0.2141 ×10^-4 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -0.4131 ×10^-7 -0.1680 ×10^-8 0.1023 ×10^-10 （変倍における可変間隔） Δ 焦点距離 d3 d9 d11 d19 Bf ＦNO （Ａ） 0.000 38.794 2.135 4.406 3.129 16.801 9.059 3.89 （Ｂ） 8.789 50.738 7.237 3.686 3.849 13.134 16.462 4.68 （Ｃ） 17.579 64.003 11.049 2.965 4.570 10.496 24.124 5.50 （Ｄ） 26.363 78.314 14.272 2.245 5.290 8.586 31.635 6.30 （Ｅ） 34.889 91.993 17.179 2.047 5.488 6.731 39.110 7.03 （Ｆ） 43.412 106.381 19.984 1.849 5.686 5.172 46.377 7.71 （Ｇ） 51.944 121.461 21.698 1.651 5.883 3.905 54.446 8.51 （Ｈ） 60.467 137.092 23.463 1.454 6.081 2.813 62.267 9.25 （Ｉ） 67.989 153.220 24.996 1.256 6.279 1.877 70.131 10.00

【００４１】図４乃至図８に示す各収差図は、それぞれ
表（１）の各焦点距離状態（Ａ）乃至（Ｉ）における球
面収差図である。各収差図において、ＦＮはＦナンバー
を、Ｈは入射光の高さを、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示
している。

【００４２】一方、図９乃至図１１に示す各図は、それ
ぞれ表（１）の各焦点距離状態（Ａ）乃至（Ｉ）におけ
るＭＴＦ図である。各ＭＴＦ図は、白色での空間周波数
３０本／ｍｍに対する画面中心部におけるディフォーカ
ス方向のＭＴＦを示し、横軸はガウス像面を基準にした
最良像面のディフォーカス量を、縦軸はコントラストを
それぞれ示している。なお、前述したように、ディフォ
ーカス量の符号は、物体側への移動が負であり、像側へ
の移動が正である。

【００４３】図中、ｍ１は開口絞りＳの開放状態を、ｍ
２は−０．５ＥＶ状態を、ｍ３は−１ＥＶ状態を、ｍ４
は−１．５ＥＶ状態をそれぞれ示している。また、ＤＦ
１、ＤＦ２、ＤＦ３およびＤＦ４は、それぞれ開放状
態、−０．５ＥＶ状態、−１ＥＶ状態および−１．５Ｅ
Ｖ状態における最良像面（コントラストが最も高くなる
像面）のガウス像面に対するディフォーカス量を示して
いる。図９乃至図１１を参照すると、各焦点距離状態
（Ａ）〜（Ｉ）において、絞り径の変化に伴って、最良
像面の位置が変動することがわかる。

【００４４】次の表（２）に、各焦点距離状態における
像面移動係数、各焦点距離状態および各絞り状態におけ
るディフォーカス量、並びに各焦点距離状態および各絞
り状態におけるディフォーカス量を対応する像面移動係
数で除して得られる厳密調整量δｈ0 を示す。

【００４５】

【表２】 ディフォーカス量 厳密調整量δｈ0 Δ -1/2EV -1EV -1.5EV 移動係数 -1/2EV -1EV -1.5EV 0.000 -0.025 +0.000 +0.020 1.23 -0.0203 0.0000 +0.0163 8.789 -0.025 +0.015 +0.045 1.77 -0.0141 +0.0085 +0.0254 17.579 -0.025 +0.030 +0.070 2.44 -0.0102 +0.0123 +0.0287 26.363 -0.010 +0.055 +0.095 3.21 -0.0031 +0.0171 +0.0296 34.889 -0.010 +0.055 +0.090 3.91 -0.0026 +0.0141 +0.0230 43.412 0.000 +0.060 +0.085 4.59 0.0000 +0.0131 +0.0185 51.944 +0.015 +0.070 +0.085 5.50 +0.0027 +0.0127 +0.0155 60.467 +0.060 +0.085 +0.080 6.40 +0.0094 +0.0133 +0.0125 67.989 +0.095 +0.090 +0.060 7.36 +0.0129 +0.0122 +0.0082

【００４６】開口絞りＳの開放時の絞り径をφ0 とし、
絞り込んだ時の絞り径をφ1 とすると、絞り込み値Ｆは
次の式（３）で与えられる。 Ｆ＝log₂（φ0 ／φ1 ） （３） 第１実施例では、広角端を基準とした第１レンズ群Ｇ１
の繰り出し量Δを焦点距離情報とし、絞り込み値Ｆを絞
り情報として、フォーカシングレンズ群である第３レン
ズ群Ｇ３の調整量δｈを、式（１）に対応する次の式
（４）で求めている。こうして、第１実施例では、上述
の多項式（４）に基づいて、調整量δｈを厳密調整量δ
ｈ0 に対して高精度に近似することができる。 δｈ＝Σａ_ijΔⁱ Ｆ^j （i=0,1,2,3 j=1,2,3 ) （４） ただし、各補正係数は次の表（３）に示す通りである。

【００４７】

【表３】 ａ₀₁＝-0.6066 ×10^-1 ａ₀₂＝ 0.4693 ×10^-1 ａ₀₃＝-0.8298 ×10^-2 ａ₁₁＝ 0.1273 ×10^-2 ａ₁₂＝-0.4534 ×10^-3 ａ₁₃＝ 0.5978 ×10^-4 ａ₂₁＝-0.1595 ×10^-4 ａ₂₂＝ 0.3002 ×10^-6 ａ₂₃＝ 0.7207 ×10^-7 ａ₃₁＝ 0.2110 ×10^-6 ａ₃₂＝-0.8067 ×10^-7 ａ₃₃＝ 0.1529 ×10^-7

【００４８】このように、第１実施例では、合計１２個
の補正係数と第１レンズ群の変倍による移動量Δと絞り
込み値Ｆとに基づいて、広角端から望遠端までの変倍領
域の全体に亘ってフォーカシングレンズ群の調整量δｈ
を良好に近似することができる。そして、良好に近似し
た調整量δｈだけフォーカシングレンズ群を駆動するこ
とにより、変倍領域の全体に亘って絞り径の変化に伴う
ディフォーカス量を良好に補正することができる。

【００４９】〔第２実施例〕図１２は、本発明の第２実
施例にかかる焦点位置補正装置が適用されるズームレン
ズの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における屈折力配
置図である。図１２のズームレンズは、物体側から順
に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レ
ンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負屈折
力の第４レンズ群Ｇ４と、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５
とから構成されている。

【００５０】そして、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔
が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空
気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４
との空気間隔は増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ
群Ｇ５との空気間隔は減少するように、各レンズ群が移
動する。すなわち、第２レンズ群Ｇ２乃至第５レンズ群
Ｇ５が物体側に移動し、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に
移動した後、物体側に移動する。なお、変倍時には、第
２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とが一体的に移動
し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ
群Ｇ４とに対して相対的に移動する。また、近距離物体
へのフォーカシング時には、第３レンズ群Ｇ３だけが光
軸に沿って物体側に移動する。

【００５１】図１３は、図１２のズームレンズのレンズ
構成を示す図である。図１３のズームレンズは、物体側
から順に、両凹レンズＬ１１、および物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズＬ１２からなる第１レンズ群Ｇ
１と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズとの接合正レンズＬ２からなる第２レンズ群Ｇ２
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１、
両凹レンズＬ３２、および両凸レンズと物体側に凹面を
向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ３３から
なる第３レンズ群Ｇ３と、両凹レンズＬ４からなる第４
レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ５１、および物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズ５２からなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されて
いる。

【００５２】また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。図１３は、
広角端における各レンズ群の位置関係を示しており、望
遠端への変倍時には図１２に矢印で示すズーム軌道に沿
って光軸上を移動する。

【００５３】次の表（４）に、本発明の実施例２の諸元
の値を掲げる。表（４）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを、θは焦点距離情報として鏡筒の回転角情報（広
角端において０で望遠端において１となる）をそれぞれ
表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿
った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッ
ベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値
を示している。

【００５４】

【表４】 ｆ＝28.8〜80.8 ＦNO＝3.59〜7.01 ２ω＝76.7〜30.8 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 -133.0401 1.41 1.83500 42.97 2 19.6778 3.84 3 23.4223 3.84 1.80518 25.46 4 53.7405 (d4= 可変) 5 23.9419 5.25 1.58913 61.24 6 -29.9494 1.02 1.84666 23.83 7 -45.7211 (d7= 可変) 8 15.7761 2.88 1.65160 58.44 9 715.7299 0.51 10 -46.8535 1.15 1.80610 33.27 11 17.4909 0.58 12 31.9319 3.84 1.59551 39.23 13 -16.6912 1.28 1.80610 40.73 14 -25.7689 (d14=可変) 15 ∞ 3.07 （開口絞りＳ） 16 -245.1548 1.02 1.83500 42.97 17 44.4955 (d17=可変) 18 -76.8134 2.69 1.67270 32.17 19 -22.5339 2.82 20 -11.5314 1.28 1.77250 49.65 21 -24.1342 (Bf) （変倍における可変間隔） θ 焦点距離 d4 d7 d14 d17 Bf ＦNO （Ａ） 0.00 28.801 19.634 1.968 1.104 7.394 12.611 3.59 （Ｂ） 0.20 35.396 14.487 1.946 1.126 5.449 18.705 4.03 （Ｃ） 0.40 43.504 10.036 1.923 1.149 4.246 25.081 4.55 （Ｄ） 0.60 53.468 6.423 2.016 1.056 3.466 32.427 5.21 （Ｅ） 0.80 65.715 3.572 2.224 0.848 2.844 41.394 6.03 （Ｆ） 1.00 80.767 1.277 2.433 0.639 2.127 52.544 7.01

【００５５】図１４乃至図１６の各収差図は、それぞれ
表（４）の各焦点距離状態（Ａ）乃至（Ｆ）における球
面収差図である。各収差図において、ＦＮはＦナンバー
を、Ｈは入射光の高さを、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示
している。

【００５６】図１７および図１８の各図は、それぞれ表
（４）の各焦点距離状態（Ａ）乃至（Ｆ）におけるＭＴ
Ｆ図である。各ＭＴＦ図は、白色での空間周波数３０本
／ｍｍに対する画面中心部におけるディフォーカス方向
のＭＴＦを示し、横軸はガウス像面を基準にした最良像
面のディフォーカス量を、縦軸はコントラストをそれぞ
れ示している。なお、前述したように、ディフォーカス
量の符号は、物体側への移動が負であり、像側への移動
が正である。

【００５７】図中、ｍ１は開口絞りＳの開放状態を、ｍ
２は−０．５ＥＶ状態を、ｍ３は−１ＥＶ状態を、ｍ４
は−１．５ＥＶ状態をそれぞれ示している。また、ＤＦ
１、ＤＦ２、ＤＦ３およびＤＦ４は、それぞれ開放状
態、−０．５ＥＶ状態、−１ＥＶ状態および−１．５Ｅ
Ｖ状態における最良像面（コントラストが最も高くなる
像面）のガウス像面に対するディフォーカス量を示して
いる。図１７および図１８を参照すると、各焦点距離状
態（Ａ）〜（Ｆ）において、絞り径の変化に伴って、最
良像面の位置が変動することがわかる。

【００５８】次の表（５）に、各焦点距離状態における
像面移動係数、各焦点距離状態および各絞り状態におけ
るディフォーカス量、並びに各焦点距離状態および各絞
り状態におけるディフォーカス量を対応する像面移動係
数で除して得られる厳密調整量δｈ0 を示す。

【００５９】

【表５】 ディフォーカス量 厳密調整量δｈ0 θ -1/2EV -1EV -1.5EV 移動係数 -1/2EV -1EV -1.5EV 0.000 +0.030 +0.105 +0.160 2.09 +0.0144 +0.0502 +0.0766 0.200 +0.010 +0.085 +0.145 2.60 +0.0038 +0.0327 +0.0558 0.400 -0.010 +0.065 +0.125 3.26 -0.0031 +0.0199 +0.0383 0.600 -0.020 +0.060 +0.125 4.17 -0.0048 +0.0144 +0.0300 0.800 -0.010 +0.080 +0.150 5.43 -0.0018 +0.0147 +0.0276 1.000 +0.005 +0.075 +0.100 7.23 +0.0007 +0.0104 +0.0138

【００６０】第１実施例と同様に、開口絞りＳの開放時
の絞り径をφ0 とし、絞り込んだ時の絞り径をφ1 とす
ると、絞り込み値Ｆは次の式（３）で与えられる。 Ｆ＝log₂（φ0 ／φ1 ） （３） 第２実施例では、広角端において０で望遠端において１
となる鏡筒の回転角情報θを焦点距離情報とし、絞り込
み値Ｆを絞り情報として、フォーカシングレンズ群であ
る第３レンズ群Ｇ３の調整量δｈを、式（１）に対応す
る次の式（５）で求めている。こうして、第１実施例で
は、上述の多項式（５）に基づいて、調整量δｈを厳密
調整量δｈ0 に対して高精度に近似することができる。 δｈ＝Σａ_ijθⁱ Ｆ^j （i=0,1,4,7 j=1,2,3 ) （５） ただし、各補正係数は次の表（６）に示す通りである。

【００６１】

【表６】 ａ₀₁＝-0.1417 ×10^-1 ａ₀₂＝ 0.5500 ×10^-1 ａ₀₃＝-0.1083 ×10^-1 ａ₁₁＝-0.1907 ａ₁₂＝ 0.9573 ×10^-1 ａ₁₃＝-0.1469 ×10^-1 ａ₄₁＝ 0.9814 ×10^-1 ａ₄₂＝ 0.2946 ×10^-1 ａ₄₃＝-0.8952 ×10^-2 ａ₇₁＝-0.3993 ×10^-1 ａ₇₂＝-0.2392 ×10^-1 ａ₇₃＝ 0.2394 ×10^-2

【００６２】このように、第２実施例では、合計１２個
の補正係数と鏡筒の回転角情報θとと絞り込み値Ｆとに
基づいて、広角端から望遠端までの変倍領域の全体に亘
ってフォーカシングレンズ群の調整量δｈを良好に近似
することができる。そして、良好に近似した調整量δｈ
だけフォーカシングレンズ群を駆動することにより、変
倍領域の全体に亘って絞り径の変化に伴うディフォーカ
ス量を良好に補正することができる。

【００６３】

【効果】以上説明したように、本発明の焦点位置補正装
置によれば、カメラに搭載されたズームレンズの焦点距
離範囲の全体に亘って、絞り径の変化に伴う最良像面の
位置ずれを補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】球面収差の補正状態（ａ）〜（ｄ）を示す図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例にかかる焦点位置補正装置
が適用されるズームレンズの広角端（Ｗ）および望遠端
（Ｔ）における屈折力配置図である。

【図３】図２のズームレンズのレンズ構成を示す図であ
る。

【図４】第１実施例の焦点距離状態（Ａ）および（Ｂ）
における球面収差図である。

【図５】第１実施例の焦点距離状態（Ｃ）および（Ｄ）
における球面収差図である。

【図６】第１実施例の焦点距離状態（Ｅ）および（Ｆ）
における球面収差図である。

【図７】第１実施例の焦点距離状態（Ｇ）および（Ｈ）
における球面収差図である。

【図８】第１実施例の焦点距離状態（Ｉ）における球面
収差図である。

【図９】第１実施例の焦点距離状態（Ａ）乃至（Ｃ）に
おけるＭＴＦ図である。

【図１０】第１実施例の焦点距離状態（Ｄ）乃至（Ｆ）
におけるＭＴＦ図である。

【図１１】第１実施例の焦点距離状態（Ｇ）乃至（Ｉ）
におけるＭＴＦ図である。

【図１２】本発明の第２実施例にかかる焦点位置補正装
置が適用されるズームレンズの広角端（Ｗ）および望遠
端（Ｔ）における屈折力配置図である。

【図１３】図１２のズームレンズのレンズ構成を示す図
である。

【図１４】第２実施例の焦点距離状態（Ａ）および
（Ｂ）における球面収差図である。

【図１５】第２実施例の焦点距離状態（Ｃ）および
（Ｄ）における球面収差図である。

【図１６】第２実施例の焦点距離状態（Ｅ）および
（Ｆ）における球面収差図である。

【図１７】第２実施例の焦点距離状態（Ａ）乃至（Ｃ）
におけるＭＴＦ図である。

【図１８】第２実施例の焦点距離状態（Ｄ）乃至（Ｆ）
におけるＭＴＦ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 Ｇ４ 第４レンズ群 Ｇ５ 第５レンズ群 Ｓ 開口絞り

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズームレンズを備えたカメラの焦点位置
   補正装置において、 レンズ全系の焦点距離に対応する変化量を規定する焦点
   距離情報と開口絞りの絞り径に対応する変化量を規定す
   る絞り情報と予め記憶された所定の補正係数とに基づく
   演算式により、前記ズームレンズの少なくとも１つのレ
   ンズ群Ｇｈの調整量δｈを算出するための調整量演算手
   段と、 前記絞り径の変化に伴う最良像面のフィルム面に対する
   焦点位置ずれを変倍領域の全体に亘って補正するよう
   に、各焦点距離状態において前記レンズ群Ｇｈを前記調
   整量δｈだけ光軸に沿って移動させるための駆動手段と
   を備えていることを特徴とする焦点位置補正装置。
2. 【請求項２】 前記レンズ群Ｇｈは、変倍時に使用倍率
   が可変で且つ合焦時に可動であることを特徴とする請求
   項１に記載の焦点位置補正装置。
3. 【請求項３】 前記調整量演算手段は、前記補正係数ａ
   _ijと、前記焦点距離情報ｆと、前記絞り情報φとに基づ
   く次の演算式 δｈ＝Σａ_ijｆⁱ φ^j (i=0,1,2...,j=0,1,2...) により前記調整量δｈを算出することを特徴とする請求
   項１または２に記載の焦点位置補正装置。
4. 【請求項４】 前記調整量演算手段は、前記補正係数ａ
   _ijと、前記焦点距離情報ｆと、前記絞り情報φと、被写
   体までの距離を規定する撮影距離情報Ｒとに基づく次の
   演算式 δｈ＝Σａ_ijk ｆⁱ φ^j Ｒ^-k (i=0,1,2...,j=0,1,
   2...,k=0,1,2...) により前記調整量δｈを算出することを特徴とする請求
   項１または２に記載の焦点位置補正装置。
5. 【請求項５】 前記レンズ群Ｇｈは、合焦時に可動のフ
   ォーカシングレンズ群であり、 前記駆動手段は、被写体までの距離を規定する撮影距離
   情報と前記焦点距離情報とに基づいて前記レンズ群Ｇｈ
   のフォーカシング移動量δｆを算出するためのフォーカ
   シング移動量演算手段をさらに備え、 前記駆動手段は、前記フォーカシング移動量δｆと前記
   調整量δｈとの総和で表される量だけ前記レンズ群Ｇｈ
   を光軸に沿って移動させることを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか１項に記載の焦点位置補正装置。