JPH1090600A - 変倍光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化と低コスト化に適した変倍光学系を提供
する。 【解決手段】 物体側より順に、正屈折力を有する第１
レンズ群Ｇ１、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２およ
び負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３により構成され、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化す
る際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔
が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間
隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動
し、前記第２レンズ群は物体側へ凹面を向けた負レンズ
成分と像側へ凸面を向けた正レンズ成分だけで構成さ
れ、第１レンズ群の好適な焦点距離の範囲を規定したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型の変倍光学系
に関し、特に広角端状態において６５度を超える画角を
包括する変倍光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のレンズシャッター式カメラ用の撮
影レンズにおいては、ズームレンズが一般的となり、変
倍比が２倍を超える高変倍ズームレンズを備えたカメラ
が主流となりつつある。従来より、正レンズ群と負レン
ズ群とで構成される２群ズームレンズが知られている。
この２群ズームレンズでは、変倍比を高めようとする
と、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好
に補正することが難しくなる問題や、あるいは、広角端
状態（焦点距離が最も短い状態）より望遠端状態（焦点
距離が最も長い状態）までレンズ位置状態が変化する際
の移動量が大きくなって、鏡筒構造の複雑化を招く等の
問題が起こってしまっていた。

【０００３】また、多群ズームレンズは、３つ以上の可
動レンズ群を有しており、広角端状態より望遠端状態ま
で各レンズ群の移動する移動軌跡（ズーム軌道）に選択
の自由度が生じるため、収差補正上の自由度が増加し、
また、各レンズ群のレンズ位置状態の変化に伴う横倍率
の変化が小さくなるため、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可能となり、高
変倍化を達成し易い。

【０００４】しかしながら、従来の多群ズームレンズで
は、ズームレンズを構成する各レンズ群ごとに収差補正
を施す必要があるため、各レンズ群において数枚以上の
レンズを必要とし、従って、可動レンズ群の増加に従
い、ズームレンズを構成するレンズ枚数が増えてしま
う。レンズ枚数が増えるほど、安価に製造ができないだ
けでなく、カメラ本体内に格納した際の厚みが大きくな
り、カメラ本体の小型化が困難となってしまう。

【０００５】従来において、比較的レンズ枚数が少な
く、且つ小型化に適したズームレンズとして、正正負３
群タイプが知られている。このような正正負３群タイプ
のズームレンズとしては、例えば、特開平６−６７０９
３号公報や、特開平６−２３０２８４号公報、あるいは
特開平８−１０１３４１号公報等に開示されている。さ
て、レンズシャッター式カメラは携帯性の点で一眼レフ
カメラに比べて優れ、また小型・軽量であるほど携帯性
に優れている。さらにレンズシャッター式カメラは、撮
影レンズがカメラ本体と一体であるため、撮影レンズの
小型化を図ることがカメラ本体の小型化・軽量化につな
がる。

【０００６】また、レンズシャッター式カメラ用の撮影
レンズは、未使用時の携帯性を高めるために、撮影レン
ズをカメラ本体内に格納する際に、隣合うレンズ群同士
の間隔が最小となるような状態で格納している。一般的
に、ズームレンズにおいては、広角端状態において包括
する画角が狭い方が、容易に高変倍化を実現できるが、
このときには望遠端状態におけるレンズ全長が画面対角
長に対して大きくなり、カメラの小型化を図ることがで
きない。従って、小型で且つ変倍比が高い変倍光学系を
実現するには、より広角域を包括することが望まれた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６−６７０９３号公報、特開平６−２３０２８
４号公報、特開平８−１０１３４１号公報に開示される
従来の正正負３群タイプのズームレンズでは、広角端状
態において軸外光束が第３レンズ群における光軸からか
なり離れた位置を通過しており、より広角域を包括しよ
うとすると、バックフォーカスが極端に短くなり、結果
的にレンズ径が非常に大きくなってしまい、レンズ系の
小型化が図れない問題点がある。

【０００８】前述した通り、カメラ本体の携帯性を高め
る上で、レンズ系の小型化が肝要であり、所定の変倍比
を維持しながら、焦点距離変化の範囲を短焦点側へ移行
させる方がレンズ系の小型化に効果的であるが、従来の
正正負３群タイプでは広角域を包括できない、即ち焦点
距離変化の範囲を短焦点側へ移行できないために、レン
ズ系の小型化が不十分であった。

【０００９】このように特開平６−６７０９３号公報、
特開平６−２３０２８４号公報、特開平８−１０１３４
１号公報の何れもが、少ないレンズ構成枚数で高変倍化
を達成しているが、広角化が十分でなく、所定の変倍比
を維持しながら小型化と高変倍化との両立化が困難だっ
た。本発明の目的は、以上の問題点を解決し、小型化と
低コスト化に適した変倍光学系を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる変倍光学
系は、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ
群、正屈折力を有する第２レンズ群および負屈折力を有
する第３レンズ群により構成され、広角端状態より望遠
端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レ
ンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２
レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するよう
に、すべてのレンズ群が物体側へ移動し、前記第２レン
ズ群は物体側へ凹面を向けた負レンズ成分と像側へ凸面
を向けた正レンズ成分だけで構成され、以下の条件式
（１）を満足することにより目的の達成を図るものであ
る。

【００１１】

【数２】

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、本発明にかかる変倍光学系
の構成について説明する。本発明にかかる変倍光学系
は、例えば図２に示す如く、物体側より順に、正屈折力
の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２およ
び負屈折力の第３レンズ群Ｇ３を有し、広角端状態より
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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２
レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するよ
うに、３つのレンズ群すべてが物体側へ移動するもので
ある。

【００１３】本発明において、開口絞りＳは第１レンズ
群と第３レンズ群との間に配置されることが好ましく、
レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群と一体的
か、もしくは独立に移動する。次に、各レンズ群の機能
について説明する。負屈折力の第３レンズ群は、第１レ
ンズ群と第２レンズ群とにより形成される被写体像を拡
大し、広角端状態から望遠端状態へとレンズ位置状態が
変化するに従い、拡大率（つまり横倍率）が大きくな
る。

【００１４】広角端状態では、バックフォーカスを短く
することにより軸外光束の第３レンズ群を通過する位置
が光軸から離れて、軸上収差と軸外収差とを独立に補正
でき、バックフォーカスが大きくなる（つまり広角端状
態から望遠端状態へとレンズ位置状態が変化する）に従
い、軸外光束の第３レンズ群を通過する位置が光軸に近
づき、従って、変倍に伴う軸外収差の変動を容易に抑え
ることができる。

【００１５】但し、広角端状態においてバックフォーカ
スを極端に短くしすぎると、第３レンズ群の最も像側の
レンズ面上に付着したゴミの影がフィルム面上に写り込
む問題が生じやすくなったり、あるいは、所定の周辺光
量を確保するには、レンズ径が大きくなってしまう等の
問題も発生するため、適切なバックフォーカスとするこ
とが望ましい。

【００１６】正屈折力の第２レンズ群は、開口絞りが近
くに配置されており、軸上光束と軸外光束の第２レンズ
群を通過する位置に差が少ない。従って、主に軸上収差
の補正を行っている。ここで、開口絞りを第２レンズ群
の物体側や、あるいは像側に隣接して配置した場合、開
口絞りから最も離れたレンズ面を非球面とすることが望
ましい。この第２レンズ群中の開口絞りからもっとも離
れたレンズ面を通過する軸外光束が広角端状態において
光軸から離れるため、このレンズ面を非球面とすれば、
軸上収差と軸外収差とを独立に補正でき、少ないレンズ
枚数で良好な結像性能が得られる。

【００１７】また、本発明においては、広角端状態にお
いて十分なバックフォーカスを確保するために、第２レ
ンズ群を物体側に配置される負部分群（物体側へ凹面を
向けた負レンズ成分）と像側に配置される正部分群（像
側へ凸面を向けた正レンズ成分）とで構成している。さ
て、正屈折力の第１レンズ群は、物体側に配置される負
部分群と像側に配置される正部分群で構成することが好
ましい。これにより、光学系全体での屈折力配置が不対
称であるために、広角端状態において発生しがちな正の
歪曲収差を良好に補正することができる。このような構
成とすることにより、負の球面収差も良好に補正可能で
あるが、特に負部分群と正部分群とをそれぞれ１枚のレ
ンズで構成することにより、軽量化や簡易構成化が図れ
る。

【００１８】本発明においては、特に開口絞りを第２レ
ンズ群の物体側に配置することが望ましい。従来技術に
挙げた特開平６−６７０９３号公報においては、第２レ
ンズ群の像側か、あるいは第２レンズ群を構成する負部
分群と正部分群との間に開口絞りを配置しているが、こ
の特開平６−６７０９３号公報のものでは、広角端状態
において発生する軸外収差を良好に補正するために、第
２レンズ群のもっとも物体側に配置される負レンズが物
体側に凸面を向けたメニスカス形状かあるいは、物体側
に曲率の緩い凹面を向けた両凹形状としており、このよ
うな形状では、より広角化を図るための発散作用が弱
く、十分なバックフォーカスが得られない。

【００１９】従って、開口絞りを第２レンズ群の物体側
に配置すれば、第２レンズ群のもっとも物体側に配置さ
れる負レンズが物体側に強い凹面を向けた際にも軸外収
差の発生が抑えられ、広角端状態においても十分なバッ
クフォーカスが得られる。本発明において、広角端状態
より望遠端状態まで開口絞りを第２レンズ群とは独立の
移動量で駆動することが好ましい。この場合、レンズ位
置状態により軸外光束の第２レンズ群を通過する高さが
変化するようになって、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できる。

【００２０】特に、広角端状態では開口絞りが第２レン
ズ群の近傍に配置され、望遠端状態へレンズ位置状態が
変化するに従い、開口絞りが第２レンズ群から離れるよ
うに移動させることが望ましい。これは、広角端状態に
おいては画角の大きな光束が入射するため、開口絞りを
第２レンズ群から離すと、第２レンズ群を通過する軸外
光束が極端に光軸から離れてしまい、少ないレンズ枚数
で良好な収差補正を行うことが困難になるからである。

【００２１】以下、各条件式について説明する。条件式
（１）は、第１レンズ群の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、第１レン
ズ群による収斂作用が弱まり、望遠端におけるレンズ全
長の短縮化が困難となってしまう。逆に、条件式（１）
の下限値を下回った場合、第１レンズ群による収斂作用
が強まり、第１レンズ群を通過する軸外光束が望遠端状
態において光軸から離れて、第１レンズ群を構成する各
レンズの周縁部を光束が通過するため、望遠端状態にお
いて軸外光束に対するコマ収差の発生を抑えられない。

【００２２】なお、より小型化を図るには、条件式
（１）の上限値を１．９とすることが望ましい。ところ
で、レンズ全長の短縮化はカメラ本体の小型化に直接的
に結びつくが、小型化の目安として望遠比が知られてい
る。望遠比Ｂは、焦点距離をｆ、レンズ全長をＴＬとす
るとき、 Ｂ＝ＴＬ／ｆ で定義される量であり、１を下回るほど小型であること
を示す。

【００２３】本発明において、望遠端状態において高性
能を得て且つ小型化を図るためには、条件式（１）を満
足し、且つ以下の条件式（５）を満足することが好まし
い。 （５）０．８＜ＴＬｔ／ｆｔ＜１ また、広角端状態においても良好な結像性能を得るに
は、以下の条件式（６）も条件式（１）および（５）と
同時に満足することが望ましい。 （６）ＴＬｗ／ｆｗ＞１．２ 条件式（５）は、望遠端状態における望遠比を規定する
条件式である。

【００２４】条件式（５）の上限値を上回って、望遠比
が大きくなると、レンズ系の大型化を生じてしまい、本
発明の主旨に反する。逆に、条件式（５）の下限値を下
回った場合、望遠端状態における屈折力配置が極端に不
対称となるので、正の歪曲収差を良好に補正できない。
条件式（６）は、広角端状態における望遠比を規定する
条件式である。

【００２５】広角端状態では、光学系に入射する軸外光
束の入射角が大きいため、軸外光束が光軸から離れやす
く、従って、軸外収差が発生しやすい。このため、レン
ズ径の小型化と高性能化を達成するには、軸外光束を光
軸に近づけることが肝要であり、屈折力の不対称性を緩
和することが重要である。広角端状態においては、正屈
折力を有する第１レンズ群と第２レンズ群とが一体化し
ており、光学系全体の屈折力配置は正負の配置となる。
屈折力の不対称性を緩和するには、光学系の物体寄りに
負屈折力を有するレンズ群を配置することにより、屈折
力配置を負正負の対称型に近づけることが望ましく、こ
のときにはレンズ全長が焦点距離に対して大きくなる。

【００２６】従って、条件式（６）の下限値を下回った
場合、広角端状態において正の歪曲収差を良好に補正で
きず、高性能化が図れない。本発明においては、レンズ
径の小型化と望遠端におけるレンズ全長の短縮化を図る
ために、以下の条件式（２）を満足することが望まし
い。 （２）０．６＜（ＴＬｔ−ＴＬｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜
０．９ 条件式（２）は、レンズ位置状態が変化した際の焦点距
離の変化に対するレンズ全長の変化を規定する条件式で
ある。

【００２７】条件式（２）の上限値を上回った場合、
広角端状態におけるバックフォーカスの短縮化か、ある
いは、望遠端状態におけるレンズ全長の大型化を引き
起こす。の場合、所定の周辺光量を維持するにはレン
ズ径の大型化を引き起こすため、何れの場合もレンズ系
の大型化につながり、本願の意図に反する。逆に、下限
値を下回った場合、レンズ系の小型化が図れるが、各レ
ンズ群の屈折力が強まるので製造時にレンズ群の偏心に
よる性能劣化が著しく、高い加工精度が必要となるので
低コスト化に反する。

【００２８】本発明においては、第３レンズ群のレンズ
径の小型化を図るために、以下の条件式（３）を満足す
ることが望ましい。 （３）β3w＞１．４０ 条件式（３）は、広角端状態における第３レンズ群の使
用倍率を規定する条件式である。

【００２９】条件式（３）の下限値を下回った場合、広
角端状態におけるバックフォーカスが短くなってしま
い、第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて
レンズ径が大型化してしまう。なお、広角端状態におけ
る横倍率β3wが大きくなると、望遠端状態における横倍
率β3tもそれに従い大きくなる傾向がある。望遠端状態
における第３レンズ群の像面移動係数

【００３０】

【数３】

【００３１】は第３レンズ群の横倍率の２乗に関係して
増大するため、所定の変倍比を維持しながら広角端状態
における第３レンズ群の横倍率を高めると、極端におけ
る第３レンズ群の像面移動係数が極端に大きくなり、停
止精度による像面位置の変動（所定の像面位置に対す
る）が生じて所定の光学性能が得られない問題が生じて
しまう。

【００３２】以上のことから、本発明においては、所定
の光学性能を得るには条件式（３）の上限値を１．６と
することが望ましい。ところで、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、光学系を構成
する各レンズ群のうち、最も物体側に配置される第１レ
ンズ群より像側に配置されるレンズ群の横倍率が変化す
ることが知られており、横倍率の変化量が大きいほどレ
ンズ位置状態の変化に伴って発生する諸収差の変動が大
きくなる傾向にある。

【００３３】従って、少ないレンズ群で高い変倍比を達
成するには、レンズ位置状態の変化に従う横倍率の変化
が極端に大きいレンズ群をなくすことが肝要である。レ
ンズ位置状態の変化に従う横倍率の変化は、基本的に隣
合うレンズ群同士の間隔の変化によって生じるため、所
定の変倍比を維持しながら高性能化が実現するために
は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。 （４）０．５＜(Ｄ1T−Ｄ1W)／(Ｄ2W−Ｄ2T)＜２ 条件式（４）は、第１レンズ群と第２レンズ群とにより
形成される第１可変間隔と第２レンズ群と第３レンズ群
とにより形成される第２可変間隔のレンズ位置状態の変
化による変化量の比を規定する条件式である。

【００３４】条件式（４）の上限値を上回った場合、レ
ンズ位置状態の変化に伴う第２レンズ群の横倍率の変化
が大きくなり、第２レンズ群において発生する軸外収差
の変動を良好に補正できない。逆に、条件式（４）の下
限値を下回った場合、レンズ位置状態の変化に伴う第３
レンズ群の横倍率の変化が大きくなり、第３レンズ群に
おいて発生する軸外収差の変動を良好に補正できない。

【００３５】特に、より高性能化を図るには、上限値を
１．８５とし、下限値を０．７５とすることが望まし
い。本発明においては、少ないレンズ枚数で光学系を構
成するために、非球面を導入することが望ましい。特
に、広角端状態における軸外収差を効果的に補正するに
は、第３レンズ群を正レンズと負レンズで構成し、正レ
ンズの物体側のレンズ面を非球面化することが好まし
く、第２レンズ群において発生する軸上収差と軸外収差
とを効果的に補正するには、第２レンズ群の開口絞りか
らもっとも離れたレンズ面を非球面化することが望まし
い。

【００３６】さて、本発明における別の観点によれば、
撮影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手
ブレ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、ブレを
検出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わ
せ、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ
群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏
心させ、ブレをブレ検出系により検出し、検出されたブ
レを補正するように駆動手段により偏心レンズ群を偏心
させ像をシフトさせて、像ブレを補正することで防振光
学系とすることが可能である。

【００３７】

【実施例】以下に、本発明による各実施例について説明
する。図１は、本発明の各実施例による変倍光学系の屈
折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第
１レンズ群Ｇ１，正屈折力の第２レンズ群Ｇ２および負
屈折力の第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群で構成さ
れ、広角端状態より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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との
間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と
の間隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ
移動する。

【００３８】また、各実施例において、非球面は以下の
式で表される。

【００３９】

【数４】

【００４０】［第１実施例］図２は、本発明の第１実施
例によるレンズ構成図を示しており、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Ｌ１
１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ
１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ凹面を向
けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と両凸レンズＬ２
２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側へ凸面を向けた
メニスカス形状の正レンズＬ３１と物体側に凹面を向け
たメニスカス形状の負レンズＬ３２で構成される。開口
絞りＳは負レンズＬ２１の物体側に配置され、レンズ位
置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移
動する。

【００４１】第１実施例においては、第２レンズ群Ｇ２
を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が行え
る。以下の表１〜５に、本発明における第１実施例の諸
元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、Ｆ
NOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ
=587.6nm）に対する値である。

【００４２】

【表１】 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】 ［可変間隔表］ ｆ 30.9009 57.0144 78.1125 D4 2.8545 9.3372 12.7996 D9 9.8589 4.0023 1.8750 Bf 7.9227 27.4954 42.0802

【００４５】

【表４】 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 30.9009 57.0144 78.1125 D0 929.3189 1704.9695 2333.0302 δ２ 0.5098 0.3329 0.2706 （なお、物体側への移動量を正とする）

【００４６】

【表５】

【００４７】図３乃至図８は本発明の第１実施例の諸収
差図を示し、図３乃至図５はそれぞれ広角端、中間焦点
距離状態、望遠端での無限遠合焦状態における諸収差図
を表し、図６乃至図８はそれぞれ広角端、中間焦点距離
状態、望遠端での撮影倍率−１／３０倍状態における諸
収差図を表す。図３乃至図８の各収差図において、球面
収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディシ
ョンを示し、ｙは像高を示し、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を示す。コマ収
差図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．８，１５．１２，
２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角、Ｈは物体高
を表す。

【００４８】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。 ［第２実施例］図９は、本発明の第２実施例によるレン
ズ構成図を示しており、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
向けたメニスカス形状の正レンズとの接合正レンズＬ１
で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ凹面を向けた
メニスカス形状の負レンズＬ２１と両凸レンズＬ２２で
構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側へ凸面を向けたメニ
スカス形状の正レンズＬ３１と物体側に凹面を向けたメ
ニスカス形状の負レンズＬ３２で構成される。開口絞り
Ｓは負レンズＬ２１の物体側に配置され、レンズ位置状
態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群
Ｇ２とは別に移動する。

【００４９】この第２実施例においては、第２レンズ群
Ｇ２を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が
行える。以下の表６〜１０に、本発明における第２実施
例の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距
離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ
線（λ=587.6nm）に対する値である。

【００５０】

【表６】 第８面と第９面は非球面であり、非球面係数は以下に示
す通りである。

【００５１】

【表７】

【００５２】

【表８】 ［可変間隔表］ ｆ 32.1810 52.4033 82.4846 D3 2.1250 10.7122 17.2421 D4 2.2295 2.5000 2.5000 D8 10.2339 5.2523 1.8750 Bf 7.8722 21.7151 41.2521

【００５３】

【表９】 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 32.1810 52.4033 82.4846 D0 970.0358 1565.6369 2458.0212 δ２ 0.5363 0.4040 0.3030 （なお、物体側への移動量を正とする）

【００５４】

【表１０】

【００５５】図１０乃至図１５は本発明の第２実施例の
諸収差図を示し、図１０乃至図１２はそれぞれ広角端、
中間焦点距離状態、望遠端での無限遠合焦状態における
諸収差図を表し、図１３乃至図１５はそれぞれ広角端、
中間焦点距離状態、望遠端での撮影倍率−１／３０倍状
態における諸収差図を表す。図１０乃至図１５の各収差
図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサ
イン・コンディションを示し、ｙは像高を示し、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
面を示す。コマ収差図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．
８，１５．１２，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入
射角、Ｈは物体高を表す。

【００５６】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。 ［第３実施例］図１６は、本発明の第３実施例によるレ
ンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に
凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１、両凸形
状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物
体側へ凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と
両凸形状の正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ
３は像側へ凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３
１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ
３２で構成される。開口絞りは負レンズＬ２１の物体側
に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２レン
ズ群Ｇ２と一体的に移動する。

【００５７】第３実施例においては、第２レンズ群Ｇ２
を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が行え
る。以下の表１１〜１５に、本発明における第３実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距
離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ
線（λ=587.6nm）に対する値である。

【００５８】

【表１１】 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。

【００５９】

【表１２】

【００６０】

【表１３】 ［可変間隔表］ ｆ 30.9003 55.9441 78.7499 D4 2.2500 7.0157 10.7871 D9 10.9892 4.5518 1.8750 Bf 7.8438 28.1679 44.5921

【００６１】

【表１４】 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 30.9003 55.9441 78.7499 D0 929.9937 1676.3029 2355.8007 δ２ 0.5657 0.3660 0.2974 （なお、物体側への移動量を正とする）

【００６２】

【表１５】

【００６３】図１７乃至図２２は本発明の第３実施例の
諸収差図を示し、図１７乃至図１９はそれぞれ広角端、
中間焦点距離状態、望遠端での無限遠合焦状態における
諸収差図を表し、図２０乃至図２２はそれぞれ広角端、
中間焦点距離状態、望遠端での撮影倍率−１／３０倍状
態における諸収差図を表す。図１７乃至図２２の各収差
図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサ
イン・コンディションを示し、ｙは像高を示し、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
面を示す。コマ収差図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．
８，１５．１２，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入
射角、Ｈは物体高を表す。

【００６４】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。 ［第４実施例］図２３は、本発明の第４実施例によるレ
ンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は両凹形状
の負レンズＬ１１、両凸形状の正レンズＬ１２で構成さ
れ、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ凹面を向けたメニスカ
ス形状の負レンズＬ２１と像側に凸面を向けたメニスカ
ス形状の正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３
は像側へ凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１
と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３
２で構成される。開口絞りＳは負レンズＬ２１の物体側
に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２レン
ズ群Ｇ２と一体的に移動する。

【００６５】第４実施例においては、第２レンズ群Ｇ２
を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が行え
る。以下の表１６〜２０に、本発明における第４実施例
の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距
離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ
線（λ=587.6nm）に対する値である。

【００６６】

【表１６】 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。

【００６７】

【表１７】

【００６８】

【表１８】 ［可変間隔表］ ｆ 30.9001 56.0238 78.7484 D4 1.7500 7.2672 11.0000 D9 11.5327 5.3356 2.7500 Bf 7.9525 27.3167 43.0421

【００６９】

【表１９】 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 30.9001 56.0238 78.7484 D0 930.2685 1677.8917 2354.6307 δ２ 0.5504 0.3660 0.2988 （なお、物体側への移動量を正とする）

【００７０】

【表２０】

【００７１】図２４乃至図２９は本発明の第４実施例の
諸収差図を示し、図２４乃至図２６はそれぞれ広角端、
中間焦点距離状態、望遠端での無限遠合焦状態における
諸収差図を表し、図２７乃至図２９はそれぞれ広角端、
中間焦点距離状態、望遠端での撮影倍率−１／３０倍状
態における諸収差図を表す。図２４乃至図２９の各収差
図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサ
イン・コンディションを示し、ｙは像高を示し、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
面を示す。コマ収差図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．
８，１５．１２，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入
射角、Ｈは物体高を表す。

【００７２】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、小型で且つ高変倍化が
可能な変倍光学系を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変倍光学系の屈折力配置を示す概
念図

【図２】第１実施例の構成を示すレンズ断面図

【図３】第１実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸収
差図

【図４】第１実施例の中間焦点距離状態での無限遠合焦
状態の諸収差図

【図５】第１実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸収
差図

【図６】第１実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の諸
収差図

【図７】第１実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率-1
/30倍の諸収差図

【図８】第１実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の諸
収差図

【図９】第２実施例の構成を示すレンズ断面図

【図１０】第２実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸
収差図

【図１１】第２実施例の中間焦点距離状態での無限遠合
焦状態の諸収差図

【図１２】第２実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸
収差図

【図１３】第２実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図

【図１４】第２実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率
-1/30倍の諸収差図

【図１５】第２実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図

【図１６】第３実施例の構成を示すレンズ断面図

【図１７】第３実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸
収差図

【図１８】第３実施例の中間焦点距離状態での無限遠合
焦状態の諸収差図

【図１９】第３実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸
収差図

【図２０】第３実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図

【図２１】第３実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率
-1/30倍の諸収差図

【図２２】第３実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図

【図２３】第４実施例の構成を示すレンズ断面図

【図２４】第４実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸
収差図

【図２５】第４実施例の中間焦点距離状態での無限遠合
焦状態の諸収差図

【図２６】第４実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸
収差図

【図２７】第４実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図

【図２８】第４実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率
-1/30倍の諸収差図

【図２９】第４実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図

【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、

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体側より順に、正屈折力を有する第１レ
   ンズ群、正屈折力を有する第２レンズ群および負屈折力
   を有する第３レンズ群により構成され、 広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化す
   る際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔
   が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間
   隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動
   して、 前記第２レンズ群は物体側へ凹面を向けた負レンズ成分
   と像側へ凸面を向けた正レンズ成分だけで構成され、 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする変倍光
   学系。 【数１】 但し、 ｆ１： 前記第１レンズ群の焦点距離 ｆｗ： 前記変倍光学系の広角端状態における全系での
   焦点距離 ｆｔ： 前記変倍光学系の望遠端状態における全系での
   焦点距離 である。
2. 【請求項２】前記第２レンズ群に隣接して配置された開
   口絞りをさらに有し、 レンズ位置状態が変化する際に、前記開口絞りは前記第
   ２レンズ群と一体的に移動することを特徴とする請求項
   １記載の変倍光学系。
3. 【請求項３】前記第２レンズ群中のレンズ面のうち、前
   記開口絞りからもっとも離れて位置するレンズ面は非球
   面であることを特徴とする請求項２記載の変倍光学系。
4. 【請求項４】前記開口絞りは、前記第１レンズ群と前記
   第２レンズ群との間に配置されることを特徴とする請求
   項２または３記載の変倍光学系。
5. 【請求項５】前記第１レンズ群は、負レンズ成分とその
   像側に配置される正レンズ成分だけで構成されることを
   特徴とする請求項１または４記載の変倍光学系。
6. 【請求項６】以下の条件式（２）を満足することを特徴
   とする請求項１または５記載の変倍光学系。 （２）０．６＜（ＴＬｔ−ＴＬｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜
   ０．９ 但し、 ＴＬｔ：望遠端状態におけるレンズ全長 ＴＬｗ：広角端状態におけるレンズ全長 である。
7. 【請求項７】以下の条件式（３）を満足することを特徴
   とする請求項６記載の変倍光学系。 （３）β3w＞１．４０ 但し、 β3w： 広角端状態における前記第３レンズ群の横倍率 である
8. 【請求項８】前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との
   間に配置される開口絞りをさらに有し、 広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化す
   る際に、前記開口絞りは第２レンズ群とは異なる移動量
   比で移動することを特徴とする請求項１記載の変倍光学
   系。
9. 【請求項９】以下の条件式（４）を満足することを特徴
   とする請求項１または８記載の変倍光学系。 （４）０．５＜(Ｄ1T−Ｄ1W)／(Ｄ2W−Ｄ2T)＜２ 但し、 Ｄ1T： 望遠端状態における前記第１レンズ群のもっと
   も像側の面より前記第２レンズ群のもっとも物体側の面
   までの光軸に沿った長さ Ｄ1W： 広角端状態における前記第１レンズ群のもっと
   も像側の面より前記第２レンズ群のもっとも物体側の面
   までの光軸に沿った長さ Ｄ2T： 望遠端状態における前記第２レンズ群のもっと
   も像側の面より前記第３レンズ群のもっとも物体側の面
   までの光軸に沿った長さ Ｄ2W： 広角端状態における前記第２レンズ群のもっと
   も像側の面より前記第３レンズ群のもっとも物体側の面
   までの光軸に沿った長さ である。