JP4560745B2 - 可変焦点距離レンズ系 - Google Patents

Description

本発明は可変焦点距離レンズ系に関する。詳しくは、特に、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に用いられ、ズーム比が２０倍を超える可変焦点距離レンズ系の技術分野に関する。

従来より、カメラにおける記録手段としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementtary Metal Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を用いた撮像素子が使用され、撮像素子面上に形成された被写体像を、該被写体像の光量を電気的出力に変換して記録する方法が知られている。

また、近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（Central Processing Unit）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られ、従来は取り扱えなかったような大容量の画像データの高速処理を行うことが可能になった。

さらに、受光素子の高集積化や小型化が図られ、高集積化によって、より高い空間周波数の記録が可能となり、小型化によって、カメラ全体の小型化が図られた。

ところが、上記した受光素子の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が小さくなってしまい、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなると言う問題が生じることとなった。

このような電気出力の低下に伴うノイズの影響を防止するために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させたり、各受光素子の直前に微小なレンズ素子である所謂マイクロレンズアレイを配置することが行われている。

マイクロレンズアレイは、隣接する受光素子同士の間に至る光束を受光素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。レンズ系の射出瞳位置が受光素子に近付くと、即ち、受光素子に到達する主光線の光軸と為す角度が大きくなると、画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度を為し、その結果、光束が受光素子上に到達せず光量不足を招いてしまうからである。

近年、デジタルカメラの普及に伴ってユーザーのニーズが多様化してきた。特に、小型化を確保した上で大きな変倍比を有するズームレンズが搭載されたカメラの要求が高まってきた。

従来から使用されているズームタイプとしては、正負正正の４群構成の可変焦点距離レンズ系のズームレンズが知られている。

この４群構成のズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群が物体側より順に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

ズームレンズにおいては、一般に、可動レンズ群の数が増えるに従って広角端状態から望遠端状態まで各レンズ群のズーム軌跡に選択の自由度が増えるため、高変倍比であっても、高性能化を実現できることが知られている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。特許文献２及び特許文献３に記載されたズームレンズは、従来から知られている正負正正の４群構成のズームレンズの像側に、光軸方向に固定されたレンズ群が配置されている。

また、交換レンズ用ではあるが、高変倍比かつ高性能化を実現したズームレンズも知られている（例えば、特許文献４参照）。

特許文献４に記載されたズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群の６つのレンズ群が物体側より順に配置されている。このズームレンズにあっては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が増大し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が増大し、第５レンズ群と第６レンズ群の間隔が減少するように、各レンズ群が光軸方向へ移動する。

特開２００６−１８９５９８号公報 特開２００７−７９１９４号公報 特開２００７−２９２９９４号公報 特開２００８−１５２５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような正負正正の４群構成のズームレンズにおいては、２０倍を超える変倍比を確保しようとすると、以下のように、十分な小型化を図ることが困難になると言う問題があった。

一般に、ズームレンズにおいては、各レンズ群の屈折力を強めることにより、光学全長を長くすることなく変倍比を高めることができる。

ところが、各レンズ群の屈折力を強めてしまうと、焦点距離が変化する際に生じる諸収差の変動を補正することができず、所定の光学性能を得ることができなくなる。従って、所定の光学性能を得るためには小型化を図ることができず、大型化を避けることができなかった。

また、正負正正の４群構成のズームレンズにおいては、第３レンズ群と第４レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化が、レンズ位置状態が変化しても小さいため、第１レンズ群と第２レンズ群における変倍作用及び収差補正作用を高くする必要があり、小型化かつ高変倍化を確保することが困難であった。

これに対して、可動レンズ群の数を増やした場合には、上記したように、各レンズ群のズーム軌跡に選択の自由度が増えるため、焦点距離が変化する際に生じる諸収差の変動をより良好に補正することが可能となり、高変倍比でも小型化を図ることができる。

しかしながら、特許文献２や特許文献３に記載されたズームレンズのように、正負正正の４群構成のズームレンズの像側に固定群を配置した場合には、変倍に寄与するレンズ群の数が増える訳ではないので、一層の高変倍化と小型化の両立が困難であった。

また、特許文献４に記載されたズームレンズのように、レンズ群の数を増やすことにより、変倍比が高くなっても小型化を確保することが可能であるが、光軸方向へ移動するレンズ群の数が五つになって従来よりも増えてしまうため、鏡筒構造が複雑化してしまうと言う問題点があった。

さらに、特許文献４に記載されたズームレンズは、第３レンズ群と第６レンズ群を一体に移動させる構成とされているが、近距離合焦時に第６レンズ群を移動させる場合には、第６レンズ群を第３レンズ群とは独立して移動させる必要が生じることとなる。従って、この場合には、６つのレンズ群を独立して移動させる構成となり、やはり、鏡筒構造が複雑化してしまう。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系は、上記した問題点を克服し、鏡筒構造の複雑化を生じることなく、高変倍化と小型化を図ることを課題とする。

ズームレンズは、上記した課題を解決するために、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群とが物体側より順に配置され、広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態の変化に伴い、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が減少し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔が変化すると共に、前記第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、前記第３レンズ群と前記第５レンズ群が一体に物体側へ移動し、前記第２レンズ群が広角端状態に比べて望遠端状態において像側に位置され、開口絞りが前記第３レンズ群に近接して配置され、被写体位置の変化に伴い前記第６レンズ群が光軸方向へ移動し、以下の条件式（１）を満足するように構成されたものである。
（１）１．２＜ｆ１４ｗ／ｆｗ＜３
但し、
ｆ１４ｗ：広角端状態における第１レンズ群乃至第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

従って、ズームレンズにあっては、レンズ位置状態の変化に伴い固定群とされた第４レンズ群を挟んだ両側において第３レンズ群と第５レンズ群が一体に光軸方向へ移動される。また、可変焦点距離レンズ系が条件式（１）を満足するように構成することにより、第５レンズ群及び第６レンズ群を通過する軸外光束が光軸から大きく離れない。

また、上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（２）及び条件式（３）を満足するように構成することが望ましい。
（２）−１＜β２ｗ＜０
（３）β２ｔ＜−１
但し、
β２ｗ：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
β２ｔ：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
とする。

可変焦点距離レンズ系が条件式（２）及び条件式（３）を満足するように構成することにより、第１レンズ群のレンズ径が大きくなり過ぎないと共にレンズ位置状態が変化する際に必要な第６レンズ群の移動量が増加する。

さらに、上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（４）及び条件式（５）を満足するように構成することが望ましい。
（４）０．８＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１
（５）０．８＜ＴＬｗ／ＴＬｔ＜１
但し、
ＴＬｔ：望遠端状態における光学全長（前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離）
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
ＴＬｗ：広角端状態における光学全長（前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離）
とする。

可変焦点距離レンズ系が条件式（４）及び条件式（５）を満足するように構成することにより、第１レンズ群及び第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎないと共に望遠端状態におけるレンズ全長が適正化される。

さらにまた、上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（６）を満足するように構成することが望ましい。
（６）１．５＜Ｂｆｗ／Ｙｍａｘ＜４
但し、
Ｂｆｗ：広角端状態におけるバックフォーカス（前記第６レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離）
Ｙｍａｘ：最大像高
とする。

可変焦点距離レンズ系が条件式（６）を満足するように構成することにより、第６レンズ群のレンズ径が大きくなり過ぎないと共に軸上光束及び軸外光束の径が小さくなり過ぎない。

加えて、上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（７）を満足するように構成することが望ましい。
（７）０．７＜|ｆ１２ｔ|／ｆｔ＜１
但し、
ｆ１２ｔ：望遠端状態における第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
とする。

可変焦点距離レンズ系が条件式（７）を満足するように構成することにより、第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が適正化される。

本発明可変焦点距離レンズ系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群とが物体側より順に配置され、広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態の変化に伴い、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が減少し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔が変化すると共に、前記第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、前記第３レンズ群と前記第５レンズ群が一体に物体側へ移動し、前記第２レンズ群が広角端状態に比べて望遠端状態において像側に位置され、開口絞りが前記第３レンズ群に近接して配置され、被写体位置の変化に伴い前記第６レンズ群が光軸方向へ移動し、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
（１）１．２＜ｆ１４ｗ／ｆｗ＜３
但し、
ｆ１４ｗ：広角端状態における第１レンズ群乃至第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

従って、本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、鏡筒構造の複雑化を生じることなく、高変倍化と小型化を実現することができる。

以下に、本発明可変焦点距離レンズ系を実施するための最良の形態について説明する。

本発明可変焦点距離レンズ系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群とが物体側より順に配置されている。

また、本発明可変焦点距離レンズ系は、広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態の変化に伴い、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が減少し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔が変化する。

さらに、本発明可変焦点距離レンズ系は、広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態の変化に伴い、前記第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、前記第３レンズ群と前記第５レンズ群が一体に物体側へ移動する。

加えて、本発明可変焦点距離レンズ系は、前記第２レンズ群が広角端状態に比べて望遠端状態において像側に位置され、開口絞りが前記第３レンズ群に近接して配置され、被写体位置の変化に伴い前記第６レンズ群が光軸方向へ移動する。

以下に、第１レンズ群乃至第６レンズ群の各レンズ群の位置関係及び役割を具体的に説明する。

第１レンズ群と第２レンズ群は、広角端状態において近接して配置され、第１レンズ群を通過する軸外光束が極端に光軸から離れないようにしている。また、広角端状態において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広がった状態とすることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から稍離れた位置を通過するようにしている。

広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際には、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を広げることにより、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れる。同時に、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を狭めることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近付く。

第１レンズ群と第２レンズ群を上記のように構成することにより、第１レンズ群は広角端状態において収差の発生が少なく、望遠端状態において画角の変化に伴って発生するコマ収差の変動が良好に補正される。第２レンズ群は広角端状態において軸上光束と軸外光束が離れた位置を通過するため、主に、画角の変化に伴って発生するコマ収差の変動が良好に補正されると共にレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動が良好に補正される。

尚、本発明においては、第１レンズ群の最も物体側のレンズの有効径を小さくするために、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動するようにしている。

このように第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動することにより、広角端状態において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔をより広げることができる。従って、各レンズ群の屈折力を小さくすることが可能となり、製造時に発生する微少な偏芯による性能低下を軽減することができる。

また、第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動することにより、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がって画角が小さくなっても、第１レンズ群を通過する軸外光束が急激に光軸から離れてしまうことを防止することができる。

第２レンズ群は、上記したように、広角端状態に比べて望遠端状態において像側に位置されるため、望遠端状態において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がる。従って、第２レンズ群は変倍作用を担っている。

第３レンズ群は正の屈折力を有し、近傍に開口絞りが配置されることにより、主に、軸上収差を補正する役割を果たす。

開口絞りがレンズ系の中央付近（レンズ全長の中央付近）に配置される場合には、各レンズ群を通過する軸外光束が極端に光軸から離れず、収差の発生を抑制できると言う利点がある。また、開口絞りを挟んで物体側と像側にそれぞれ少なくとも１つ以上の可動レンズ群を配置することにより、レンズ位置状態の変化に伴って、これらの可動レンズ群を通過する軸外光束の高さが変化するので、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することができる。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、第３レンズ群の近傍に開口絞りを配置することにより、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を抑制すると共にレンズ径の小型化を図ることができる。

第３レンズ群は第２レンズ群によって強く発散された光束を収斂させるために、屈折力が強くなり易い。開口絞りを第３レンズ群の近傍に配置することにより、第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸付近を通過するので、第３レンズ群は軸外収差の発生が少なく、結果的に軸上収差の補正に最適である。

また、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群が物体側へ移動することにより、レンズ全長を短縮化することができる。

さらに、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が大きく変化することにより、第３レンズ群の横倍率が変化して変倍比を高めることが可能となる。

さらにまた、第３レンズ群を光軸方向へ移動させることにより、第２レンズ群の光軸方向への移動量を小さくして変倍作用を軽減させることが可能となり、変倍作用に関するバランスを確保することができる。

第４レンズ群と第５レンズ群は、上記したように、何れも負の屈折力を有する。

このように開口絞りより像側に二つの負レンズ群（第４レンズ群及び第５レンズ群）を配置することにより、レンズ系全体での屈折力配置が対称型に近付き、歪曲収差と倍率色収差の補正を簡単に行うことができる。

即ち、第４レンズ群と第５レンズ群は変倍作用を担うレンズ群ではなく、両者を一つのレンズ群として見なし得ることができ、物体側から順に、正、負、正、負（第４レンズ群と第５レンズ群）、正の対称型となり、歪曲収差と倍率色収差の補正を簡単に行うことができる。

特に、広角端状態において第４レンズ群と第５レンズ群の間隔を広げて配置することにより、合成した負の屈折力を強めて、広角端状態において発生し易い負の歪曲収差を良好に補正することができる。

また、望遠端状態において第４レンズ群と第５レンズ群の間隔を狭めることにより、合成した負の屈折力を弱めて、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化を図ることができる。

広角端状態において第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を狭めることにより、第５レンズ群を通過する軸外収差を光軸から離し、主に、第５レンズ群によって負の歪曲収差を良好に補正することができる。

望遠端状態において第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を広げることにより、第３レンズ群による収斂作用を高めてレンズ全長の短縮化を図ることができる。

第６レンズ群は像面位置を一定に保つ補償機能を担う他、被写体位置の変化に伴う像面位置の変化を抑えて像面位置を一定に保つフォーカス機能を担う。

第６レンズ群は像面位置の近くに配置されるため、軸外光束が軸上光束と離れて通過し、軸外収差の補正に適している。また、第６レンズ群は開口絞りから離れて配置されるため、像側テレセントリック系に近付け易く、フォーカス時に移動したときに通過する軸外光線の高さの変化が少ないので、被写体距離による収差変動も抑制することができる。

本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、第３レンズ群以降での変倍作用と収差補正作用を高めることにより、従来の正負正正の４群構成のズームレンズより小型で高い変倍比を実現している。また、特に、以下の（Ａ）及び（Ｂ）の２点の構成を採用することにより、鏡筒構造の複雑化を生じることなく、高変倍化と小型化を実現することができる。

（Ａ）レンズ系に固定レンズ群を配置し、該固定群が変倍に寄与するように構成する。

（Ｂ）２つの可動レンズ群を一体に移動する構成とし、鏡筒構造の複雑化を抑制する。

上記（Ａ）については、固定レンズ群とした第４レンズ群の物体側と像側に可動レンズ群を配置することにより横倍率が変化することに着目し、固定レンズ群が変倍作用を有するようにした。

このように固定レンズ群を設けるに際しては、第３レンズ群を物体側へ移動させることが必要となり、第６レンズ群はフォーカス時に可動であるため、第４レンズ群又は第５レンズ群を固定レンズ群として設けることが可能である。しかしながら、上記（Ｂ）の２つの可動レンズ群を一体に移動させる構成を採用する場合に、第４レンズ群を固定レンズ群とする方が、最終的に可動レンズ群を減らすことができるため、第４レンズ群を固定レンズ群として設けている。

また、固定レンズ群は光軸方向へ移動しないため、カム駆動が不要となり、鏡筒構造に与える影響が少ない上に、製造時に発生する偏心を抑制することが可能である。

上記（Ｂ）については、可動レンズ群とした第３レンズ群と第５レンズ群を一体に移動させるようにした。

可動レンズ群に関しては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が増大し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が減少し、元々、第３レンズ群と第５レンズ群は両者の間隔が一定値に近い特性を有している。

また、第４レンズ群を固定レンズ群とすることにより、第３レンズ群と第５レンズ群との一体駆動を行うための両者を連結する連結部材があっても、鏡筒構造の複雑化を最小限に抑えることができる。

加えて、６群構成の可変焦点距離レンズ系において、二つのレンズ群を一体駆動とし、一つのレンズ群を固定レンズ群とすることにより、独立して移動するブロックが四つとなり、鏡筒構造の複雑化を生じることなく、高変倍化と小型化を実現することができる。

以上のように構成された可変焦点距離レンズ系において、第４レンズ群と第５レンズ群は屈折力の符号が同じであるため、第４レンズ群を射出する軸上光束の収斂度に着目することにより、一層の小型化と高性能化を図ることが可能である。

特に、広角端状態における第４レンズ群を射出する軸上光束の収斂度、即ち、第１レンズ群から第４レンズ群の合成焦点距離が歪曲収差とレンズ径の小型化に影響する点から、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の条件式（１）を満足するように構成することが好ましい。
（１）１．２＜ｆ１４ｗ／ｆｗ＜３
但し、
ｆ１４ｗ：広角端状態における第１レンズ群乃至第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

条件式（１）は、第１レンズ群から第４レンズ群の合成焦点距離を規定する条件式である。

条件式（１）の上限値を上回った場合には、第５レンズ群及び第６レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまう。従って、画面サイズに対して第６レンズ群のレンズ径が極端に大きくなってしまうため、駆動機構の大型化や鏡筒の大型化を引き起こしてしまう。

逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合には、広角端状態において発生する負の歪曲収差を良好に補正することが困難になってしまう。

従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（１）を満足することにより、駆動機構及び鏡筒の小型化を図ることができると共に広角端状態において発生する負の歪曲収差を良好に補正することができる。

また、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の条件式（２）及び条件式（３）を満足するように構成することが好ましい。
（２）−１＜β２ｗ＜０
（３）β２ｔ＜−１
但し、
β２ｗ：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
β２ｔ：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
とする。

条件式（２）及び条件式（３）は、第２レンズ群の横倍率を規定する条件式である。

広角端状態においては、画角が広いため像面位置から離れた第１レンズ群や第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ易く、レンズ径が大型化し易い。この大型化は、第１レンズ群と第２レンズ群との合成屈折力を強い負の屈折力とすることにより改善することが可能である。このとき、第２レンズ群の横倍率が−１から０の範囲となる。

条件式（２）の下限値を下回った場合には、第１レンズ群のレンズ径が非常に大型化してしまう。

逆に、条件式（２）の上限値を上回った場合には、第１レンズ群の屈折力が負の屈折力になってしまうため、十分な小型化を図ることができない。

条件式（３）の上限値を上回った場合には、レンズ位置状態が変化する際に必要な第６レンズ群の移動量を少なくすることができず、駆動機構の大型化や第５レンズ群と第６レンズ群とのスペース干渉等の問題を引き起こしてしまう。

第２レンズ群の広角端状態における横倍率β２ｗが−１から０の範囲において、望遠端状態における横倍率β２ｔが−１より小さい場合には、広角端状態と望遠端状態の途中に第２レンズ群の横倍率が−１となる位置がある。この−１（倍）となる位置を境界に第６レンズ群の移動方向が逆転するため、第６レンズ群の移動範囲を狭めることが可能となる。

従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（２）及び条件式（３）を満足することにより、鏡筒の内部の省スペース化による小型化を図ることができる。

尚、より好ましくは、条件式（２）の上限値を−０．１、下限値を−０．３とすることが望ましい。上限値を−０．１とすることにより、広角端状態において、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸からある程度離れ、軸上収差と軸外収差とを独立して補正することができるため、画角の変化によるコマ収差の変動をより抑えることができ、一層の高性能化を図ることができる。下限値を−０．３とすることにより、第１レンズ群のレンズ径をより小さくすることができる。

また、より好ましくは、条件式（３）の上限値を−１．２とすることが望ましい。条件式（３）の上限値を−１．２とすることにより、より省スペース化を図ることができる。

さらに、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の条件式（４）及び条件式（５）を満足するように構成することが好ましい。
（４）０．８＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１
（５）０．８＜ＴＬｗ／ＴＬｔ＜１
但し、
ＴＬｔ：望遠端状態における光学全長（前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離）
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
ＴＬｗ：広角端状態における光学全長（前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離）
とする。

条件式（４）は望遠端状態におけるレンズ全長と焦点距離の比を規定する条件式であり、望遠端状態における軸外収差を良好に補正するための条件式である。

条件式（４）の下限値を下回った場合には、第１レンズ群の正の屈折力が強くなり過ぎ、望遠端状態において画角の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に補正することができず、十分な光学性能を確保することが困難になってしまう。

逆に、条件式（４）の上限値を上回った場合には、望遠端状態におけるレンズ全長が大きくなり過ぎるため、小型化を図ることができなくなる。

条件式（５）は小型化と高性能化のバランスを図るための条件式である。

条件式（５）の上限値を上回った場合には、広角端状態において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第２レンズ群の屈折力が強まるため、広角端状態において第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近付き、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正することが困難になってしまう。

逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合には、望遠端状態におけるレンズ全長が短くなるため、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、第１レンズ群のレンズ径が大きくなり過ぎてしまう。

従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（４）及び条件式（５）を満足することにより、十分な光学性能を確保することができると共に小型化を図ることができる。

さらにまた、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の条件式（６）を満足するように構成することが好ましい。
（６）１．５＜Ｂｆｗ／Ｙｍａｘ＜４
但し、
Ｂｆｗ：広角端状態におけるバックフォーカス（前記第６レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離）
Ｙｍａｘ：最大像高
とする。

条件式（６）は、広角端状態におけるバックフォーカスを規定する条件式である。

条件式（６）の上限値を上回った場合には、射出瞳位置を維持しようとすると、第６レンズ群のレンズ径が大型化してしまう。また、射出瞳位置を変化させると、第６レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近付くと共に軸上光束径が広がるため、軸上収差と軸外収差とを独立して補正することが困難になり、十分な高性能化を図ることができなくなってしまう。

逆に、条件式（６）の下限値を下回った場合には、軸上光束及び軸外光束の径が小さくなるため、第６レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側レンズ面上に付着した塵埃の影が被写体像に重なって記録されてしまうと言う問題点が生じてしまう。

従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（６）を満足することにより、十分な高性能化を図ることができると共に塵埃の影の被写体像に重なっての記録を防止することができる。

加えて、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の条件式（７）を満足するように構成することが好ましい。
（７）０．７＜|ｆ１２ｔ|／ｆｔ＜１
但し、
ｆ１２ｔ：望遠端状態における第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
とする。

条件式（７）は望遠端状態における第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離を規定する条件式であり、レンズ径の小型化とレンズ全長の短縮化とのバランス化を図るための条件式である。

条件式（７）の上限値を上回った場合には、第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が負に弱まるため、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、レンズ径の大型化を引き起こしてしまう。

逆に、条件式（７）の下限値を下回った場合には、第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が正に弱まるため、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化が困難になってしまう。

従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（７）を満足することにより、レンズ径の小型化及びレンズ全長の短縮化を図ることができる。

さらに加えて、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の（ａ）乃至（ｊ）を満足するように構成することが好ましい。

（ａ）高い光学性能と小型化との両立化を図るために、各レンズ群を以下の通り構成する。

第１レンズ群を、負レンズと正レンズとの接合レンズと、１枚の正レンズとを物体側より順に配置して３枚のレンズで構成する。

第１レンズ群には、特に、望遠端状態において軸上光束が広い光束径で入射するため、負の球面収差が発生し易い。また、第１レンズ群には、軸外光束が光軸から離れて入射するため、軸外収差が発生し易い。

従って、第１レンズ群の最も物体側に負レンズと正レンズとの接合レンズを配置することにより、負の球面収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。接合レンズの像側に配置する正レンズは、主に、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正する機能を有し、各レンズの機能を明確にすることにより、高い光学性能を実現することができる。

尚、一層の高性能化を図るために、第１レンズ群中の物体側に位置する２枚のレンズを、物体側から順に、接合されていない負レンズと正レンズによって構成してもよく、また、第１レンズ群を、負レンズと正レンズとの接合レンズと、２枚の正レンズとを物体側より順に配置して４枚のレンズで構成してもよい。

（ｂ）第２レンズ群において発生する諸収差をより良好に補正し、より高い光学性能を得るために、第２レンズ群を第１部分群と第２部分群の２つの部分群によって構成する。

第１部分群を像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズによって構成する。

第１部分群を像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズによって構成することにより、広角端状態において開口絞りから離れて配置されるため、画角の変化により通過する光線の高さが大きく変化し、軸外収差の補正を良好に行うことができる。

また、第２部分群を少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズによって構成し、例えば、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズが物体側より順に配置されるように構成する。

この場合に、第２部分群の正レンズと負レンズを接合レンズとすることにより簡易構成化を図ることが可能であり、また、正レンズを正レンズと負レンズとの接合レンズによって構成して一層の高性能化を図ることも可能である。

第２部分群は開口絞りの近くに配置されるため、主に、軸上収差を補正する機能を有する。従って、第２部分群は、上記したように、ダブレット構成又はトリプレット構成とすることが望ましい。

第２レンズ群を以上のように構成することにより、収差補正上の役割分担を明確化して、良好な結像性能を確保することができる。

（ｃ）第３レンズ群における最も物体側のレンズとして、物体側に凸面を向けた正レンズを配置する。

第３レンズ群における最も物体側のレンズとして、物体側に凸面を向けた正レンズを配置することにより、レンズ全長の短縮化を図ることができる。

また、最も物体側に配置した正レンズの像側に負レンズを配置してもよい。最も物体側に配置した正レンズの像側に負レンズを配置することにより、第３レンズ群で発生する負の球面収差を良好に補正することができる。特に、第３レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面とすることにより、強い屈折力であっても、負の球面収差を良好に補正することが可能となる。

（ｄ）第４レンズ群を少なくとも１枚の負レンズによって構成する。

特に、第４レンズ群を負レンズと正レンズとの接合レンズによって構成することにより、一層の高性能化を図ることができる。

（ｅ）第５レンズ群を少なくとも１枚の負レンズによって構成する。

特に、第５レンズ群を負レンズと正レンズとの接合レンズによって構成することにより、一層の高性能化を図ることができる。

（ｆ）第６レンズ群を、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凸面を向けた負レンズとが物体側より順に配置されるように構成する。

第６レンズ群を、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凸面を向けた負レンズから成るダブレット構成とすることにより、軸外収差と軸上収差とを同時に補正することが可能となり、被写体位置が変化した際に発生する諸収差の変動を良好に補正することができる。尚、分散の比較的少ないガラスであれば、第６レンズ群を１枚のレンズによって構成することも可能である。

（ｇ）第１レンズ群のレンズの材料として異常分散性の高い硝材を用いる。

第１レンズ群のレンズの材料として、異常分散性の高い硝材を用いることにより、色収差の発生をより良好に抑制することができる。特に、第１レンズ群を構成するレンズのうち、接合レンズ中の正レンズの材料として異常分散性の高い硝材を用いることにより、望遠端状態において画面中心部において発生する２次分散を良好に補正することができる。

（ｈ）第１レンズ群乃至第６レンズ群の所定のレンズとして非球面レンズを用いる。

レンズとして非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第２レンズ群に非球面レンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが可能である。

また、複数の非球面を１つの光学系に用いることにより、高い光学性能が得られることは言うまでもない。

（ｉ）第１レンズ群乃至第６レンズ群のうち、一つのレンズ群又は一つのレンズ群のうちの一部のレンズ成分を、光軸に略垂直な方向にシフトさせることにより、像位置をシフトさせる構成とする。

特に、第３レンズ群を光軸に略垂直な方向にシフトさせた際には、収差の変化が少なくなる。

また、シフトさせるレンズ群又はレンズ成分を検出系、演算系、駆動系と組み合わせることにより、シャッターレリーズの際に発生する手ブレ等による像ブレの補正を行う可変焦点距離レンズ系として機能させることが可能である。

この場合に、検出系はブレ角を検出して手ブレ情報を出力し、演算系は手ブレ情報に基づき手ブレの補正に必要なレンズ位置情報を出力し、駆動系はレンズ位置情報に基づきシフトさせるレンズ群又はレンズ成分に駆動量を与える。

尚、第４レンズ群をシフトさせる構成とした場合には、第４レンズ群が光軸方向に固定されたレンズ群であるため、シフト駆動するための駆動機構を簡略化することが可能である。

（ｊ）レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐために、ローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置する。

次に、本発明可変焦点距離レンズ系の具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。

尚、以下の説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。

「面番号」は物体側から数えて第ｉ番目の面の番号、「Ｒｉ」は物体側から数えて像側へ第ｉ番目の面（第ｉ面）の曲率半径、「Ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔、「Ｎｉ」はレンズを構成する材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」はレンズを構成する材質のｄ線におけるアッベ数である。面番号に関し「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、曲率半径に関し「０」は当該面が平面であることを示し、面間隔に関し「（Ｄｉ）」は当該面が可変間隔であることを示し、面間隔に関し「（Ｂｆ）」はバックフォーカスを示す。

非球面形状は、「ｘ」をサグ量、「ｃ」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「ｙ」を光軸に垂直な方向における高さ、「κ」を円錐定数、「Ａ、Ｂ、・・・」を非球面係数とすると、以下の式によって定義される。

図１は、本発明の各実施の形態における可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示した図である。各実施の形態は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とが物体側より順に配置されて成る。

各実施の形態において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が変化する。このとき、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とは一体となって物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は光軸方向に固定され、第６レンズ群Ｇ６が一旦物体側へ移動した後に像側へ移動する。第６レンズ群Ｇ６は各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補正するように移動すると共に近距離合焦時に物体側へ移動する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における可変焦点距離レンズ系１のレンズ構成図を示しており、該可変焦点距離レンズ系１は１５枚のレンズを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とによって構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ２３とによって構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２とによって構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けた負レンズＬ４によって構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ５によって構成されている。

第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ６によって構成されている。

第３レンズ群の物体側には開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳは第３レンズ群と一体に移動する。

表１に、第１の実施の形態における可変焦点距離レンズ系１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを、広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝３．６４５）、第２中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１２．４８９）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１３５）におけるＦナンバーＦＮｏ及び画角２ωと共に示す。

可変焦点距離レンズ系１において、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３１の物体側の面（面番号１４）と、第４レンズ群Ｇ４の負レンズＬ４の像側の面（面番号２０）と、第６レンズ群Ｇ６の接合レンズＬ６の物体側の面（面番号２４）とは、非球面に形成されている。

数値実施例１における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表２に示す。

尚、表２及び後述する非球面係数を示す表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

数値実施例１において、レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を表３に示す。

数値実施例１における条件式（１）乃至条件式（７）の対応値を表４に示す。

表４から明らかなように、可変焦点距離レンズ系１は、前記条件式（１）乃至条件式（７）を満足するようにされている。

図３乃至図６に数値実施例１の無限遠合焦状態においての諸収差図を示す。図３は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図４は第１の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝３．６４５）、図５は第２の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１２．４８９）、図６は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１３５）における諸収差図である。

図３乃至図６の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示す。横収差図においてそれぞれｙは像高、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図７は、本発明の第２の実施の形態における可変焦点距離レンズ系２のレンズ構成図を示しており、該可変焦点距離レンズ系２は１５枚のレンズを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とによって構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ２３とによって構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２とによって構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けた負レンズＬ４によって構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ５によって構成されている。

第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ６によって構成されている。

第３レンズ群の物体側には開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳはレンズ位置状態によらず光軸方向に固定されている。

表５に、第２の実施の形態における可変焦点距離レンズ系２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを、広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝３．６４５）、第２中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１２．４８９）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１３５）におけるＦナンバーＦＮｏ及び画角２ωと共に示す。

可変焦点距離レンズ系２において、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３１の物体側の面（面番号１４）と、第４レンズ群Ｇ４の負レンズＬ４の像側の面（面番号２０）と、第６レンズ群Ｇ６の接合レンズＬ６の物体側の面（面番号２４）とは、非球面に形成されている。

数値実施例２における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表６に示す。

数値実施例２において、レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を表７に示す。

数値実施例２における条件式（１）乃至条件式（７）の対応値を表８に示す。

表８から明らかなように、可変焦点距離レンズ系２は、前記条件式（１）乃至条件式（７）を満足するようにされている。

図８乃至図１１に数値実施例２の無限遠合焦状態においての諸収差図を示す。図８は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図９は第１の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝３．６４５）、図１０は第２の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１２．４８９）、図１１は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１３５）における諸収差図である。

図８乃至図１１の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示す。横収差図においてそれぞれｙは像高、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図１２は、本発明の第３の実施の形態における可変焦点距離レンズ系３のレンズ構成図を示しており、該可変焦点距離レンズ系３は１２枚のレンズを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とによって構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズＬ２２とによって構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ３によって構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けた負レンズＬ４によって構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ５によって構成されている。

第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状の正レンズＬ６によって構成されている。

第３レンズ群の物体側には開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳは第３レンズ群と一体に移動する。

表９に、第３の実施の形態における可変焦点距離レンズ系３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを、広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝４．２８２）、第２中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１２．６４０）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１５５）におけるＦナンバーＦＮｏ及び画角２ωと共に示す。

可変焦点距離レンズ系３において、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２１の像側の面（面番号７）と、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３の物体側の面（面番号１２）と、第４レンズ群Ｇ４の負レンズＬ４の物体側の面（面番号１５）と、第４レンズ群Ｇ４の負レンズＬ４の像側の面（面番号１６）と、第６レンズ群Ｇ６の正レンズＬ６の物体側の面（面番号２０）と、第６レンズ群Ｇ６の正レンズＬ６の像側の面（面番号２１）とは、非球面に形成されている。

数値実施例３における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表１０に示す。

数値実施例３において、レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を表１１に示す。

数値実施例３における条件式（１）乃至条件式（７）の対応値を表１２に示す。

表１２から明らかなように、可変焦点距離レンズ系３は、前記条件式（１）乃至条件式（７）を満足するようにされている。

図１３乃至図１６に数値実施例３の無限遠合焦状態においての諸収差図を示す。図１３は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図１４は第１の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝４．２８２）、図１５は第２の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１２．６４０）、図１６は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１５５）における諸収差図である。

図１３乃至図１６の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示す。横収差図においてそれぞれｙは像高、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図１７は、本発明の第４の実施の形態における可変焦点距離レンズ系４のレンズ構成図を示しており、該可変焦点距離レンズ系４は１３枚のレンズを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とによって構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とによって構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ３によって構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹面を向けた負レンズＬ４によって構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ５によって構成されている。

第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ６によって構成されている。

第３レンズ群の物体側には開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳはレンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群とは別に移動する。

表１３に、第４の実施の形態における可変焦点距離レンズ系４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを、広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、第１中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝３．８６０）、第２中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１１．８７６）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１７１）におけるＦナンバーＦＮｏ及び画角２ωと共に示す。

可変焦点距離レンズ系４において、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３の物体側の面（面番号１３）と、第４レンズ群Ｇ４の負レンズＬ４の像側の面（面番号１７）と、第６レンズ群Ｇ６の接合レンズＬ６の物体側の面（面番号２１）とは、非球面に形成されている。

数値実施例４における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表１４に示す。

数値実施例４において、レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を表１５に示す。

数値実施例４における条件式（１）乃至条件式（７）の対応値を表１６に示す。

表１６から明らかなように、可変焦点距離レンズ系４は、前記条件式（１）乃至条件式（７）を満足するようにされている。

図１８乃至図２１に数値実施例４の無限遠合焦状態においての諸収差図を示す。図１８は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図１９は第１の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝３．８６０）、図２０は第２の中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１１．８７６）、図２１は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２８．１７１）における諸収差図である。

図１８乃至図２１の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示す。横収差図においてそれぞれｙは像高、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

上記各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図２１と共に本発明可変焦点距離レンズ系を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、屈折力配置図である。 本発明可変焦点距離レンズ系の第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図４乃至図６と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第１の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第２の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図９乃至図１１と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第１の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第２の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 本発明可変焦点距離レンズ系の第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１４乃至図１６と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第１の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第２の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 本発明可変焦点距離レンズ系の第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１９乃至図２１と共に第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第１の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 第２の中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。

符号の説明

１…可変焦点距離レンズ系、２…可変焦点距離レンズ系、３…可変焦点距離レンズ系、４…可変焦点距離レンズ系、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、Ｇ６…第６レンズ群

Claims (5)

1. 正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群とが物体側より順に配置され、
   広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態の変化に伴い、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が減少し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔が変化すると共に、前記第１レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に固定され、前記第３レンズ群と前記第５レンズ群が一体に物体側へ移動し、
   前記第２レンズ群が広角端状態に比べて望遠端状態において像側に位置され、
   開口絞りが前記第３レンズ群に近接して配置され、
   被写体位置の変化に伴い前記第６レンズ群が光軸方向へ移動し、
   以下の条件式（１）を満足するように構成された
   可変焦点距離レンズ系。
   （１）１．２＜ｆ１４ｗ／ｆｗ＜３
   但し、
   ｆ１４ｗ：広角端状態における第１レンズ群乃至第４レンズ群の合成焦点距離
   ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
   とする。
2. 以下の条件式（２）及び条件式（３）を満足するように構成された
   請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （２）−１＜β２ｗ＜０
   （３）β２ｔ＜−１
   但し、
   β２ｗ：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
   β２ｔ：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
   とする。
3. 以下の条件式（４）及び条件式（５）を満足するように構成された
   請求項１又は請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （４）０．８＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１
   （５）０．８＜ＴＬｗ／ＴＬｔ＜１
   但し、
   ＴＬｔ：望遠端状態における光学全長（前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離）
   ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
   ＴＬｗ：広角端状態における光学全長（前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離）
   とする。
4. 以下の条件式（６）を満足するように構成された
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （６）１．５＜Ｂｆｗ／Ｙｍａｘ＜４
   但し、
   Ｂｆｗ：広角端状態におけるバックフォーカス（前記第６レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離）
   Ｙｍａｘ：最大像高
   とする。
5. 以下の条件式（７）を満足するように構成された
   請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （７）０．７＜|ｆ１２ｔ|／ｆｔ＜１
   但し、
   ｆ１２ｔ：望遠端状態における第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
   とする。

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