JPH10206732A

JPH10206732A - 切換式変倍光学系

Info

Publication number: JPH10206732A
Application number: JP9024555A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】切換式変倍光学系であって、小型であり、か
つレンズ位置制御が容易に行える。【解決手段】物体側より順に、負屈折力の第１レンズ
群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レン
ズ群からなる切換式変倍光学系であって、前記第２レン
ズ群を光軸方向に沿って所定の２つのレンズ位置に選択
的に移動させることにより、像面位置を一定に保ちなが
ら、短焦点距離状態と長焦点距離状態との２つの焦点距
離状態の切り換えが可能であり、ｆ３を前記第３レンズ
群の焦点距離とし、ｆ２を前記第２レンズ群の焦点距離
としたとき、０．５＜ｆ２／ｆ３＜１．０の条件を満足
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切換え式の変倍光
学系に関し、特に光学系を構成するレンズ群のうち、１
つのレンズ群のみを光軸方向に沿って駆動することによ
り、像面位置を一定に保ったまま、焦点距離が切り換え
可能な切換式変倍光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて
画像を記録する光学系では、微細加工技術の進歩に伴う
ＣＣＤの高集積化により、ＣＣＤの撮像面積が小さくな
り、光学系の小型化も進んできている。また、従来の記
録カメラは、撮影倍率が一定である固定焦点式が主流で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＣＣＤカメラ等の光学
系の小型化に伴い、光学系を保持する鏡筒も小型化する
ため、製造時に所定の光学性能を得るには、光学系、鏡
筒等に非常に高い加工精度が要求されるという問題点が
生じてきた。

【０００４】また、ＣＣＤ等の固体撮像素子を撮像素子
に用いる光学系、例えば、電子スチルカメラ用光学系等
では、以下に述べる理由によりレンズ系の射出瞳位置が
像面から離れていなければならないという光学設計上の
制約がある。

【０００５】ＣＣＤは２次元的に配置された受光素子
が、受光した光量に応じて発生する電位差を検出するこ
とで、光電変換を行い、各受光素子で検出された電位差
に基づいて、２次元的な画像を形成するものである。し
かし、各受光素子の面積が微小であるため、各受光素子
に到達する光量が少なく、ノイズの影響を受けやすいと
いう問題がある。このため、受光素子の直前にマイクロ
レンズアレイを配置することで、各受光素子で検出され
る光量を増大させている。このマイクロレンズアレイの
集光作用により、レンズ系の射出瞳位置がＣＣＤから近
い位置にある場合、画面周辺部に到達する光束が受光素
子上に達せず、光量不足を引き起こしてしまう。従っ
て、このような光量不足を防止するために、レンズ系の
射出瞳位置を受光素子から離す必要がある。

【０００６】また、従来の固定焦点式カメラよりも、撮
影倍率が可変である変倍光学系では、被写体により近づ
いた迫力のある撮影を行うことが可能である。特に、切
換式変倍光学系では、一般的に（１）光学系の一部のレ
ンズ群を交換・着脱するか、あるいは、（２）光学系に
含まれるレンズ群のうち、一部のレンズ群を光軸方向に
移動することによって撮影倍率を切り換える方法が知ら
れている。

【０００７】（１）の場合、特にレンズを交換する場合
には、光軸に垂直な方向にレンズ群を移動させる必要が
生じるため、レンズ群を高い位置精度で停止することが
困難である。このため、撮像範囲が狭い固体撮像素子を
用いる場合、レンズ停止誤差による光学性能の劣化、及
び被写体像が本来できるべき位置からのシフト（ずれ）
を抑えることができず、所定の光学性能を得ることが困
難である。レンズを着脱する方法の場合は、例えばフロ
ントコンバータのように光学系の前方にアフォーカル系
を取り付けるが、かかる場合もレンズを高い精度で取り
付けることが困難であるので、レンズ交換式の場合と同
様に所定の光学性能を得ることが難しい。

【０００８】（２）のレンズを移動する切換式変倍光学
系は、ズームレンズにおいて、２つの撮影倍率状態、即
ち広角端状態と望遠端状態においてのみ、無限遠物体に
対する被写体像が一定の位置となるような光学系であ
る。

【０００９】ズームレンズとは、複数のレンズ群が光軸
方向に移動可能であり、各レンズ群のレンズ位置に関わ
らず、無限遠物体に対する被写体像が連続してほぼ一定
となる光学系をいう。像面位置をほぼ一定に保つため
に、ズームレンズでは、少なくとも２つ以上の可動レン
ズ群を有し、１つ以上のレンズ群の移動に伴う像面位置
の変動を補償するように他のレンズ群が移動する。従っ
てズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態までの
任意のレンズ位置状態において、像面位置をほぼ一定に
保つように高いレンズ位置精度が必要である。

【００１０】レンズ位置決め精度の観点から見ると、切
換式変倍光学系では、ズームレンズと異なり、広角端状
態と望遠端状態だけの２つの限られたレンズ位置状態だ
けでレンズ群が所定の位置に停止すれば良いため、ズー
ムレンズに比べてレンズ位置制御が容易である。

【００１１】しかし、ズームレンズは複数の可動レンズ
群を有するため、レンズ駆動時に各可動レンズ群同士に
よる相互偏心が発生しやすい。特にＣＣＤを用いた電子
スチルカメラのようにレンズ系が小型であるほど、可動
レンズ群を駆動する駆動機構も小型化するため、レンズ
群の倒れを抑えることが難しいという問題がある。

【００１２】このように変倍光学系では、所定の光学性
能を確保するには、複数の可動レンズ群を独立、かつ高
精度に位置制御しなければならない。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、小型でありながらも、レンズ位置制御が容易に
行える切換式変倍光学系を提供することを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の切換式変倍光学系は、物体側より順に、負
屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、
正屈折力の第３レンズ群により構成され、前記第２レン
ズ群を光軸方向に沿って所定の２つのレンズ位置に選択
的に移動させることにより、像面位置を一定に保ちなが
ら、短焦点距離状態と長焦点距離状態との２つの焦点距
離状態を切り換えることが可能であり、ｆ３を前記第３
レンズ群の焦点距離とし、ｆ２を前記第２レンズ群の焦
点距離としたとき、（１）０．５＜ｆ２／ｆ３＜１．０の条件を満足することを特徴としている。

【００１５】本発明においては、物体側より順に、負屈
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、正屈折力を有する第３レンズ群を配置して、第２
レンズ群の位置を光軸方向に切り換えることにより、像
面位置の変化を生ずることなく、焦点距離を変化させる
ことにより、小型でありながら、且つレンズ位置制御が
容易に行える切換式変倍光学系を達成することができ
る。

【００１６】第２レンズ群の焦点距離が正側に小さい
と、レンズ全長の短縮化を図ることはできるが、射出瞳
位置が像面位置に近づいてしまい、前述のように電子ス
チルカメラでは望ましいものではない。このため、第２
レンズ群の焦点距離を大きくし、且つ短焦点距離状態に
おける射出瞳位置を像面位置から離すために、第３レン
ズ群の焦点距離を正側に小さくする必要がある。

【００１７】従って、本発明においては、以下の条件式
（１）（１）０．５＜ｆ２／ｆ３＜１．０を満足することが望ましい。ここで、ｆ３は前記第３
レンズ群の焦点距離、ｆ２は記第２レンズ群の焦点距離
である。

【００１８】条件式（１）は、第２レンズ群と第３レン
ズ群の適切な焦点距離比を規定している。条件式（１）
の上限値を上回ると、第２レンズ群による光束の収斂作
用が弱まるため、レンズ全長を十分に短縮することがで
きない。逆に、条件式（１）の下限値を下回ると、第３
レンズ群による光束の収斂作用が弱まってしまうため、
短焦点距離状態における射出瞳位置が像面に近づきすぎ
て、マイクロレンズアレイによる光束のケラレが大きく
発生してい、受光面で十分な光量を得ることができな
い。

【００１９】また、本発明においては、高い光学性能を
維持しながら、レンズ全長を短縮するために、以下の条
件式（２）（２）１．１＜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜１．７を満足することが望ましい。ここで、ｆｗは記短焦点距
離状態における全系の焦点距離、ｆｔは前記長焦点距離
状態における全系の焦点距離である。

【００２０】式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ
群の移動量が大きくなるため、第１レンズ群と第３レン
ズ群との間隔を充分に広げる必要が生じ、レンズ全長が
長くなってしまい、短縮化が充分図れない。逆に、下限
値を下回ると、第２レンズ群の移動量が少なくなりレン
ズ全長の短縮化は達成することができる。しかし、第２
レンズ群の焦点距離が小さくなるため、第２レンズ群に
おいて発生するコマ収差を良好に補正することができ
ず、短焦点距離状態における画面周辺部の光学性能が著
しく劣化してしまう。

【００２１】また、本発明においては、小型化を図り、
且つ射出瞳位置を適切な位置とするために、以下の条件
式（３）（３）０．６＜Ｄ／｜ｒ｜＜１．１を満足することが望ましい。ここで、Ｄは記開口絞りか
ら前記負レンズ部分群の前記凹面までの光軸に沿った長
さ、ｒは前記凹面の曲率半径である。

【００２２】条件式（３）の上限値を上回った場合、レ
ンズ全長が長くなり、系全体が大型化してしまう。逆に
下限値を下回った場合、主光線が光軸に近づくように進
むので、長焦点距離状態における射出瞳位置が像面に近
づきすぎてしまい好ましくない。

【００２３】また、本発明においては、短焦点距離状態
における光学性能を高めるために、以下の条件式（４）（４）０．１＜ｆ２／（ｆ２Ａ＋｜ｆ２Ｂ｜）＜０．６を満足することが望ましい。ここで、ｆ２Ａは第２レン
ズ群の正レンズ部分群の焦点距離、ｆ２Ｂは第２レンズ
群の負レンズ部分群の焦点距離である。

【００２４】条件式（４）の上限値を上回った場合、第
２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づくので、軸
上収差と軸外収差とを独立に補正ができなくなる。逆
に、下限値を下回った場合、第２レンズ群の主点位置が
像側に移動するので、レンズ全長が大型化してしまい好
ましくない。

【００２５】また、本発明においては、第２レンズ群を
より容易に制御するために、以下の条件式（５）（５）Δ／ＴＬ＜０．３を満足することが望ましい。ここでＴＬは第１レンズ群
の最物体側のレンズ面から像面位置までの光軸に沿った
長さである。

【００２６】条件式（５）の上限値を上回った場合、移
動量が大きくなるため、レンズ位置制御が難しくなり望
ましいものではない。

【００２７】また、本発明では、開口絞りを第２レンズ
群中かあるいは、第２レンズ群の物体側に配置すること
が望ましい。前述の通り、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用
いて画像を記録する光学系では、射出瞳位置が像面位置
に近いと光束がマイクロレンズアレイによってケラレて
しまうという問題が生ずる。開口絞りを、変倍によって
レンズ位置状態が変化する際に、固定して位置が変わら
ない第３レンズ群に配置すると、レンズ位置状態の変化
に伴う射出瞳位置の変動はないが、レンズ全長の大型化
を招いてしまう。そのため、本発明においては、第２レ
ンズ群中か、あるいは物体側に開口絞りを配置すること
により、射出瞳位置の変化を抑えながら、レンズ全長の
小型化が可能である。

【００２８】また、本発明では、レンズ全長を効率的に
短縮するために、第２レンズ群を正レンズ部分群とその
像側に配置される負レンズ部分群で構成し、第２レンズ
群の主点位置を物体側に移動させている。

【００２９】さらに、本発明においては、各レンズ群を
少ない構成枚数で構成しているが、レンズ枚数を増やす
ことにより、高変倍化やあるいは高性能化を図るのは容
易であり、あるいは非球面の面数を増やすことにより、
高変倍化・高性能化を図れるのはいうまでもない。

【００３０】特に、開口絞りから離れた位置に配置され
ている第１レンズ群や第３レンズ群に非球面を導入する
ことにより、画角によるコマ収差の変動を良好に補正す
ることが可能であり、あるいは、開口絞りに近い位置に
配置される第２レンズ群中の正レンズ部分群かあるいは
負レンズ部分群に非球面を導入することで、大口径化を
図ることも可能である。加えて、プラスチック素材を用
いたレンズを用いることで、軽量化やさらなる低コスト
化の達成が可能である。

【００３１】ところで、レンズ系のうち１つのレンズ群
を光軸方向に駆動した場合、像面位置が光軸方向に移動
して、焦点距離もそれに従い変化する。前述したよう
に、一般的に、１つのレンズ群の移動に伴う像面位置の
変動を抑えるように、少なくとも１つの別のレンズ群を
光軸方向に移動させる光学系がズームレンズと呼ばれ
る。本発明においてはズームレンズに限らず、像面位置
が光軸方向に若干変動しても（バリフォーカルズームレ
ンズと呼ばれる）、例えば、撮像素子であるＣＣＤを光
軸方向に駆動させる、あるいは、フォーカス群を光軸方
向に駆動させることにより、レンズ系の像面位置を撮像
素子と合わせることも可能であり、変倍光学系であれば
適用可能である。

【００３２】さらに、本発明においては、撮影を行う際
に、高変倍ズームレンズで発生し易い手ブレ等が原因の
像ブレによる撮影の失敗を防ぐために、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ること
も可能である。レンズ系を構成するレンズ群のうち、１
つのレンズ群の全体か、あるいはその一部を偏心レンズ
群として偏心可能とし、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る。これにより、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。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による各実施例に
ついて説明する。

【００３４】図１は、本発明の各実施例による切替式変
倍光学系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、
負屈折力の第１レンズ群Ｇ１，正屈折力の第２レンズ群
Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３により構成され、短
焦点距離状態Ｗ（焦点距離が短いレンズ位置状態）と長
焦点距離状態Ｔ（焦点距離が長いレンズ位置状態）でレ
ンズ位置状態が切り替わる時に、第２レンズ群Ｇ２だけ
が光軸方向に第１レンズ群Ｇ１の方向へ移動する。

【００３５】各実施例における非球面は、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（各
非球面の頂点の接平面からの光軸に沿った距離：サグ
量）をｘ（ｙ＝０であるとき、ｘ＝０とする）としたと
き以下の式で表される。

【００３６】

【数１】ｘ＝ｃｙ／｛１＋（１―κｃ²ｙ²）^1/2｝＋Ｃ
４ｙ⁴＋Ｃ６ｙ⁶＋Ｃ８ｙ⁸＋Ｃ１０ｙ¹⁰ ここで、ｃは近軸曲率、κは円錐定数、Ｃ４乃至Ｃ１０
は非球面係数である。（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、それぞれ物体側より順に、第１
レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レンズＬ１で構成
され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、両凸レンズ
Ｌ２１、両凹レンズＬ２２、像側に凸面を向けた正レン
ズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を
向けた正レンズＬ３で構成されている。

【００３７】開口絞りＳは第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２との間に配置され、第２レンズ群Ｇ２が広角端
状態では第３レンズ群Ｇ３寄りに、望遠端状態では第１
レンズ群Ｇ１寄りに位置する。

【００３８】以下の表１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、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角を表し、ｙｍａｘ
は最大像高を示し、屈折率はｅ線（λ＝５４６．１ｎ
ｍ）に対する値である。

【００３９】

【表１】 f 4.08 7.85 FNO 4.45 5.90 2ω 64.32 35.25゜ ymax 2.40 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数ＲＤｎ ν 1 68.4465 0.60 1.48914 70.44 2 4.4961 (D2) 1.0 3 0.0000 0.10 1.0 （開口絞り） 4 5.2284 2.50 1.83962 42.98 5 −7.3964 0.80 1.0 6 −4.0896 0.50 1.85504 23.83 7 7.5750 0.35 1.0 8 80.1534 1.80 1.51642 63.10 9 −3.3333 (D9) 1.0 10 137.4384 1.80 1.69980 55.46 11 −7.0940 0.50 1.0 12 0.0000 2.62 1.46007 67.72 （ローパス・フィルター） 13 0.0000 0.10 1.0 14 0.0000 0.74 1.51872 64.20 （保護ガラス） 15 0.0000 (BF) 1.0

【００４０】第９面は非球面であり、非球面形状を示す
非球面係数は以下の通りである。（第９面） κ=−2.0373 C4 =−7.8630×10^-3 C6 =＋4.6410×10^-4 C8 =0 C10=0 可変間隔の値と条件式対応値を以下の表２に掲げる。

【００４１】

【表２】可変間隔表 f 4.078 7.850 D2 5.865 1.024 D9 0.225 5.066 BF 1.200 1.200 条件式対応値 f2=＋7.260 f3=＋9.689 f2A=4.011 f2B=−12.450 (1)f2/f3=0.749 (2)f2/(fw・ft)^1/2=1.283 (3)D/|r|=0.831 (4)f2/(f2A+|f2B|)=0.441 (5)Δ/TL=0.246

【００４２】図３乃至図４は本発明の第１実施例の諸収
差図を示し、図３は広角端状態における諸収差図（無限
遠合焦状態）を示し、図４は望遠端状態における諸収差
図を示す。

【００４３】図３乃至図４の各収差図において、球面収
差図中の実線は球面収差、点線は正弦条件（サイン・コ
ンディション）、ｙは像高を表している。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
している。コマ収差図は、像高ｙ＝０，０．６，１．
２，１．８，２．４でのコマ収差を表している。各収差
図から明らかなように、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。

【００４４】（第２実施例）図５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、それぞれ物体側よ
り順に、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レン
ズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順
に、両凸レンズＬ２１、両凹レンズＬ２２、像側に凸面
を向けた正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３
は像側に凸面を向けた正レンズＬ３で構成されている。

【００４５】開口絞りＳは第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２との間に配置され、第２レンズ群Ｇ２が広角端
状態では第３レンズ群Ｇ３寄りに、望遠端状態では第１
レンズ群Ｇ１寄りに位置する。

【００４６】以下の表３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、ｙｍａｘ
は最大像高を示し、屈折率はｅ線（λ＝５４６．１ｎ
ｍ）に対する値である。

【００４７】

【表３】 f 4.09 7.85 FNO 4.39 5.89 2ω 64.17 34.65゜ ymax 2.40 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数ＲＤｎ ν 1 69.5995 0.60 1.48914 70.44 2 4.6281 (D2) 1.0 3 0.0000 0.10 1.0 （開口絞り） 4 5.4977 2.50 1.83962 42.98 5 −8.5401 1.15 1.0 6 −4.0000 0.50 1.85504 23.83 7 8.5311 0.35 1.0 8 −71.6953 1.80 1.51642 63.10 9 −3.3333 (D9) 1.0 10 26.3267 1.80 1.69980 55.48 11 −9.0625 0.50 1.0 12 0.0000 2.62 1.46070 67.72 （ローパス・フィルター） 13 0.0000 0.10 1.0 14 0.0000 0.74 1.51872 64.20 （保護ガラス） 15 0.0000 (BF) 1.0

【００４８】第９面は非球面であり、非球面形状を示す
非球面係数は以下の通りである。（第９面） κ=−2.2021 C4 =−8.4983×10^-3 C6 =＋3.7971×10^-4 C8 =0 C10=0 可変間隔の値と条件式対応値を以下の表４に掲げる。

【００４９】

【表４】可変間隔表 f 4.091 7.852 D2 7.495 2.229 D9 0.245 5.511 BF 1.195 1.195 条件式対応値 f2=＋7.936 f3=＋9.840 f2A=4.336 f2B=−11.542 (1)f2/f3=0.807 (2)f2/(fw・ft)^1/2=1.400 (3)D/|r|=0.938 (4)f2/(f2A+|f2B|)=0.500 (5)Δ/TL=0.243

【００５０】図６乃至図７は本発明の第２実施例の諸収
差図を示し、図６は広角端状態における諸収差図（無限
遠合焦状態）を示し、図７は望遠端状態における諸収差
図を示す。

【００５１】図６乃至図７の各収差図において、球面収
差図中の実線は球面収差、点線は正弦条件（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。

【００５２】コマ収差図は、像高ｙ＝０，０．６，１．
２，１．８，２．４でのコマ収差を表す。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。

【００５３】（第３実施例）図８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、それぞれ物体側よ
り順に、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レン
ズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順
に、両凸レンズＬ２１、両凹レンズＬ２２、像側に凸面
を向けた正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３
は像側に凸面を向けた正レンズＬ３で構成される。

【００５４】開口絞りＳは第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２との間に配置され、第２レンズ群Ｇ２が広角端
状態では第３レンズ群Ｇ３寄りに、望遠端状態では第１
レンズ群Ｇ１寄りに位置する。以下の表５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、ｙｍａｘは最大像高を示し、屈折率はｅ線（λ＝
５４６．１ｎｍ）に対する値である。

【００５５】

【表５】 f 3.58 6.85 FNO 4.63 5.93 2ω 71.36 38.87゜ ymax 2.40 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数ＲＤｎ ν 1 25.8159 0.60 1.48914 70.44 2 3.4106 (D2) 1.0 3 0.0000 0.10 1.0 （開口絞り） 4 8.7714 2.15 1.83962 42.98 5 −6.6016 1.95 1.0 6 −5.4245 0.50 1.85504 23.83 7 6.9631 0.35 1.0 8 −24.6934 1.90 1.65426 58.44 9 −3.3333 (D9) 1.0 10 0.0000 1.75 1.73234 54.67 11 −7.6736 0.50 1.0 12 0.0000 2.62 1.46070 67.72 （ローパス・フィルター） 13 0.0000 0.10 1.0 14 0.0000 0.74 1.51872 64.20 （保護ガラス） 15 0.0000 (BF) 1.0

【００５６】第９面は非球面であり、非球面形状を示す
非球面係数は以下の通りである。（第９面）κ=−1.0325 C4 =−4.6478×10^-3 C6 =−1.9113×10^-4 C8 =0 C10=0 可変間隔の値と条件式対応値を以下の表６に掲げる。

【００５７】

【表６】可変間隔表 f 3.577 6.850 D2 6.995 2.060 D9 0.245 5.180 BF 1.200 1.200 条件式対応値 f2=＋7.463 f3=＋10.483 f2A=4.792 f2B=−48.894 (1)f2/f3=0.712 (2)f2/(fw・ft)^1/2=1.508 (3)D/|r|=0.774 (4)f2/(f2A+|f2B|)=0.139 (5)Δ/TL=0.227

【００５８】図９乃至図１０は本発明の第３実施例の諸
収差図を示し、図９は広角端状態における諸収差図（無
限遠合焦状態）を示し、図１０は望遠端状態における諸
収差図を示す。

【００５９】図９乃至図１０の各収差図において、球面
収差図中の実線は球面収差、点線は正弦条件（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＝０，０．６，１．２，
１．８，２．４でのコマ収差を表す。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。

【００６０】（第４実施例）図１１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、それぞれ物体側
より順に、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レ
ンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順
に、両凸レンズＬ２１、両凹レンズＬ２２、像側に凸面
を向けた正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３
は像側に凸面を向けた正レンズＬ３で構成される。

【００６１】開口絞りＳは第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２との間に配置され、第２レンズ群Ｇ２が広角端
状態では第３レンズ群Ｇ３寄りに、望遠端状態では第１
レンズ群Ｇ１寄りに位置している。

【００６２】以下の表７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、ｙｍａｘ
は最大像高を示し、屈折率はｅ線（λ＝５４６．１ｎ
ｍ）に対する値である。

【００６３】

【表７】 f 4.45 8.80 FNO 4.29 5.90 2ω 59.95 31.23゜ ymax 2.40 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数ＲＤｎ ν 1 −61.9262 0.60 1.48914 70.45 2 6.2371 (D2) 1.0 3 0.0000 0.10 1.0 （開口絞り） 4 4.9457 2.25 1.83962 42.98 5 −13.7385 1.35 1.0 6 −4.0000 0.50 1.85504 23.83 7 7.4544 0.35 1.0 8 753.8723 1.90 1.65426 58.44 9 −4.0620 (D9) 1.0 10 24.5850 1.85 1.73234 54.67 11 −9.4885 0.50 1.0 12 0.0000 2.62 1.46070 67.72 （ローパス・フィルター） 13 0.0000 0.10 1.0 14 0.0000 0.74 1.51872 64.20 （保護ガラス） 15 0.0000 (BF) 1.0

【００６４】第９面は非球面であり、非球面形状を示す
非球面係数は以下の通りである。（第９面） κ=−2.9288 C4 =−6.2219×10^-3 C6 =＋3.0556×10^-4 C8 =0 C10=0 可変間隔の値と条件式対応値を以下の表８に掲げる。

【００６５】

【表８】可変間隔表 f 4.447 8.800 D2 7.530 1.747 D9 0.210 5.993 BF 1.200 1.200 条件式対応値 f2=＋8.311 f3=＋9.568 f2A=4.583 f2B=−11.592 (1)f2/f3=0.869 (2)f2/(fw・ft)^1/2=1.329 (3)D/|r|=0.925 (4)f2/(f2A＋|f2B|)=0.514 (5)Δ/TL=0.266

【００６６】図１２乃至図１３は本発明の第４実施例の
諸収差図を示し、図１２は広角端状態における諸収差図
（無限遠合焦状態）を示し、図１３は望遠端状態におけ
る諸収差図を示す。

【００６７】図１２乃至図１３の各収差図において、球
面収差図中の実線は球面収差、点線は正弦条件（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＝０，０．６，１．２，
１．８，２．４でのコマ収差を表す。

【００６８】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。

【００６９】（第５実施例）図１４は、本発明の第５実
施例によるレンズ構成図を示しており、それぞれ物体側
より順に、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レ
ンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順
に、両凸レンズＬ２１、両凹レンズＬ２２、像側に凸面
を向けた正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３
は像側に凸面を向けた正レンズＬ３で構成される。

【００７０】開口絞りＳは第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２との間に配置され、第２レンズ群Ｇ２が広角端
状態では第３レンズ群Ｇ３寄りに、望遠端状態では第１
レンズ群Ｇ１寄りに位置する。

【００７１】以下の表９に、本発明における第５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、ｙｍａｘ
は最大像高を示し、屈折率はｅ線（λ＝５４６．１ｎ
ｍ）に対する値である。

【００７２】

【表９】 f 4.04 7.85 FNO 4.50 5.91 2ω 64.90 34.52゜ ymax 2.40 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数ＲＤｎ ν 1 0.0000 0.60 1.48914 70.45 2 4.7618 (D2) 1.0 3 0.0000 0.10 1.0 （開口絞り） 4 4.7596 1.60 1.81995 37.03 5 −10.5655 1.15 1.0 6 −4.0000 0.50 1.85504 23.83 7 4.8555 0.30 1.0 8 47.4385 1.85 1.69660 53.31 9 −3.3333 (D9) 1.0 10 0.0000 1.70 1.69980 55.48 11 −7.6643 0.50 1.0 12 0.0000 2.62 1.46070 67.72 （ローパス・フィルター） 13 0.0000 0.10 1.0 14 0.0000 0.74 1.51872 64.20 （保護ガラス） 15 0.0000 (BF) 1.0

【００７３】第４面と第９面は非球面であり、非球面形
状を示す非球面係数は以下の通りである。（第４面） κ=＋3.1947 C4 =0 C6 =0 C8 =−1.3201×10^-2 C10=＋1.2906×10^-2 （第９面） κ=−1.7111 C4 =−7.7873×10^-3 C6 =−2.4413×10^-4 C8 =0 C10=0 可変間隔の値と条件式対応値を以下の表１０に掲げる。

【００７４】

【表１０】可変間隔表 f 4.044 7.852 D2 6.060 1.000 D9 0.200 5.260 BF 1.200 1.200 条件式対応値 f2=＋7.487 f3=＋10.952 f2A=4.199 f2B=−20.243 (1)f2/f3=0.684 (2)f2/(fw・ft)^1/2=1.329 (3)D/|r|=0.738 (4)f2/(f2A＋|f2B|)=0.306 (5)Δ/TL=0.253

【００７５】図１５乃至図１６は本発明の第５実施例の
諸収差図を示し、図１５は広角端状態における諸収差図
（無限遠合焦状態）を示し、図１６は望遠端状態におけ
る諸収差図を示す。

【００７６】図１５乃至図１６の各収差図において、球
面収差図中の実線は球面収差、点線は正弦条件（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＝０，０．６，１．２，
１．８，２．４でのコマ収差を表す。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。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、小型で且つレンズ位置
制御が容易に行える切替式の変倍光学系を達成する事が
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図
である。

【図２】第１実施例のレンズ構成を示す図である。

【図３】第１実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の
収差図である。

【図４】第１実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態の
収差図である。

【図５】第２実施例のレンズ構成を示す図である。

【図６】第２実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の
収差図である。

【図７】第２実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態の
収差図である。

【図８】第３実施例のレンズ構成を示す図である。

【図９】第３実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の
収差図である。

【図１０】第３実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態
の収差図である。

【図１１】第４実施例のレンズ構成を示す図である。

【図１２】第４実施例の広角端状態での無限遠合焦状態
の収差図である。

【図１３】第４実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態
の収差図である。

【図１４】第５実施例のレンズ構成を示す図である。

【図１５】第５実施例の広角端状態での無限遠合焦状態
の収差図である。

【図１６】第５実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態
の収差図である。

【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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、負屈折力の第１レンズ
群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レン
ズ群からなる切換式変倍光学系であって、前記第２レン
ズ群を光軸方向に沿って所定の２つのレンズ位置に選択
的に移動させることにより、像面位置を一定に保ちなが
ら、短焦点距離状態と長焦点距離状態との２つの焦点距
離状態の切り換えが可能であり、ｆ３を前記第３レンズ
群の焦点距離とし、ｆ２を前記第２レンズ群の焦点距離
としたとき、（１）０．５＜ｆ２／ｆ３＜１．０の条件を満足することを特徴とする切換式変倍光学系。
【請求項２】ｆｗを前記短焦点距離状態における全系
の焦点距離とし、ｆｔを前記長焦点距離状態における全
系の焦点距離としたとき、（２）１．１＜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜１．７の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の切
換式変倍光学系。
【請求項３】前記第２レンズ群は、正レンズ部分群と
前記正レンズ部分群の像側に配置される負レンズ部分群
とからなり、開口絞りが前記負レンズ部分群よりも物体
側に配置され、前記負レンズ部分群の最物体側のレンズ面は、物体側に
凹面を向けたレンズ面であり、Ｄを前記開口絞りから前
記負レンズ部分群の前記凹面までの光軸に沿った長さと
し、ｒを前記凹面の曲率半径とし、ｆ２Ａを前記正レン
ズ部分群の焦点距離とし、ｆ２Ｂを前記負レンズ部分群
の焦点距離としたとき、（３）０．６＜Ｄ／｜ｒ｜＜１．１（４）０．１＜ｆ２／（ｆ２Ａ＋｜ｆ２Ｂ｜）＜０．６の条件の少なくともいづれか一方を満足することを特徴
とする請求項２に記載の切換式変倍光学系。
【請求項４】前記短焦点距離状態から前記長焦点距離
状態へ焦点距離状態が切り換わる際に、前記第２レンズ
群が物体側へ移動し、Δを前記第２レンズ群の光軸に沿
った移動量とし、ＴＬを前記第１レンズ群の最物体側の
レンズ面から像面位置までの光軸に沿った長さとしたと
き、（５） Δ／ＴＬ＜０．３の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の切
換式変倍光学系。