JPH11271614A

JPH11271614A - 可変焦点距離レンズ系

Info

Publication number: JPH11271614A
Application number: JP10076380A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-08
Also published as: US6249389B1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で高性能を維持しながら、高い変倍比を得
る。【解決手段】物体側より順に、正の第１レンズ群、負の
第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群、
負の第５レンズ群を有し、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及び第２レンズ
群のの間隔が増大し、第２及び第３レンズ群の間隔が減
少し、第３及び第４レンズ群の間隔が増大し、第４及び
第５レンズ群の間隔が減少するように、全てのレンズ群
が物体側へ移動する。このとき、第２レンズ群と第４レ
ンズ群とがレンズ位置状態が変化する際に一体的に移動
して、第２及び第３レンズ群の間に開口絞りが配置さ
れ、近距離合焦時に前記第３レンズ群が移動する。条件
式により第２〜第４レンズ群の厚みを好適な範囲に規定
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可変焦点距離レンズ
系に関し、特に小型で変倍比の高い可変焦点距離レンズ
系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スチルカメラや、ビデオカメラ等
に用いられる撮影光学系では、ズームレンズが一般的と
なり、特に変倍比が３倍を越える、所謂高変倍ズームレ
ンズを備えたカメラが主流となりつつある。特に、撮影
光学系とカメラ本体とが一体のレンズ一体型カメラで
は、携帯性が重視され、従って、小型化や軽量化に適し
たズームレンズに関する提案が種々なされてきた。

【０００３】具体的に、小型で且つ高変倍化に適した変
倍光学系として、正正負３群タイプ（物体側より順に、
正レンズ群、正レンズ群、負レンズ群で構成される）
や、正負正負４群タイプ（物体側より順に、正レンズ
群、負レンズ群、正レンズ群、負レンズ群で構成され
る）が知られている。例えば、正正負３群タイプでは、
特開平２−７３２１１号公報等が、また正負正負４群タ
イプでは、特開平２−２０７２１０号公報、特開平６―
２６５７８８号公報等が知られている。

【０００４】また、特開平７−２７９７９号公報で開示
される、正負正正負５群タイプが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変倍比
を高めることは、長焦点化を伴うため、レンズ全長の大
型化を引き起こし、携帯性を損ねてしまう問題点があっ
た。また、正正負３群タイプは変倍比が３倍を超える
と、望遠端状態で負レンズ群の横倍率が大きくなるた
め、各レンズ群の位置精度を非常に高める必要があ
り、、結果的に停止精度の影響でレンズ性能が著しく劣
化してしまう。特に、小型化を図るには負レンズ群の横
倍率を大きくする必要があるので、小型化と高性能化と
の両立化が難しかった。

【０００６】正負正負４群タイプは可動レンズ群が増え
るため、望遠端状態で最も像面寄りに配置される負レン
ズ群の横倍率が緩和され、高い変倍比であっても小型化
と高性能化が実現できるが、広角化が充分図れなかっ
た。正負正正負５群タイプは上記４群タイプに比べて、
高性能を維持しながら小型化や高変倍化が達成できる
が、各レンズ群の光軸方向に沿った長さが厚いため、カ
メラの携帯性をより向上させることが難しかった。

【０００７】本発明の目的は上記問題点を解決し、小型
で高性能を維持しながら、高い変倍比に適した可変焦点
距離レンズ系を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系は、物体側よ
り順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有
する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正
屈折力を有する第４レンズ群、負屈折力を有する第５レ
ンズ群を有し、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、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し、前記第３レンズ群と前記第
４レンズ群との間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記
第５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する構成を基本とし、前記第２レン
ズ群と前記第４レンズ群とがレンズ位置状態が変化する
際に一体的に移動して、前記第２レンズ群と前記第３レ
ンズ群との間に開口絞りが配置され、近距離合焦時に前
記第３レンズ群が移動して、以下の条件式（１）を満足
するものである。

【０００９】

【数３】

【００１０】但し、Ｄｃ：第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から第４レ
ンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸に沿った長さｆｗ：広角端状態での焦点距離ｆｔ：望遠端状態での焦点距離Ｚ：ズーム比（＝ｆｔ／ｆｗ）である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による可変焦点距離レンズ
系は、例えば図１に示すように、物体側より順に、正屈
折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レン
ズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有す
る第４レンズ群、負屈折力を有する第５レンズ群を有
し、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レンズ群との間隔が増
大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、
第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大し、第４レ
ンズ群と第５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する構成を基本とするもの
である。

【００１２】この構成において、開口絞りを第２レンズ
群と第３レンズ群との間に配置している。まず、開口絞
りの配置について説明する。高変倍化を実現する上で、
レンズ位置状態によらず所定の光学性能を達成するため
には、レンズ位置状態の変化に従って発生する軸上収差
と軸外収差の変動をそれぞれ補正することが必要であ
る。軸上収差の変動は、各レンズ群で発生する軸上収差
を良好に補正することによって達成できるが、軸外収差
の変動を補正するには、開口絞りの配置が肝要である。

【００１３】一般的に開口絞りから離れたレンズ群では
軸外光束が光軸から離れて通過するため、軸外収差が発
生しやすく、逆に適切な形状とすることにより、軸外収
差の補正が適切に行える特徴を持つ。レンズ位置状態が
変化する際に、各レンズ群を通過する軸外光束の高さが
大きく変化する時、レンズ位置状態の変化に従って発生
する軸外収差の変動を良好に補正できる。

【００１４】特に、開口絞りより像側に配置されるレン
ズ群は、上方光束（光軸より上方に到達する軸外光束の
うち主光線よりも上方を通過する光束）に対するコマ収
差の補正に適し、開口絞りより物体側に配置されるレン
ズ群は、下方光束（光軸より上方に到達する軸外光束の
うち主光線よりも下側を通過する光束）に対するコマ収
差の補正に適している。

【００１５】従って、開口絞りの両側に少なくとも１つ
以上のレンズ群を配置し、レンズ位置状態が変化する
時、複数のレンズ群が開口絞りとの間隔を大きく変化す
るように移動させることで、レンズ位置状態の変化に伴
って発生する軸外収差の変動を良好に補正できる。そこ
で、本発明においては、開口絞りの両側にそれぞれ少な
くとも１つ以上のレンズ群を配置する、つまり、光学系
の中央付近に開口絞りを配置することで高変倍化と高性
能化を両立している。

【００１６】特に、本発明においては、第２レンズ群と
第３レンズ群との間に開口絞りを配置して、レンズ位置
状態が変化する際に、第２レンズ群と一体的に移動させ
ることが望ましい。これは、負屈折力を有する第２レン
ズ群が強い発散作用を有するため、第２レンズ群から離
れた位置に開口絞りを配置すると、広角端状態において
第２レンズ群で発生する軸外収差を良好に補正できず、
また、第２レンズ群の物体側に開口絞りを配置すると、
第２レンズ群で発散された軸外光束が光軸から大きく離
れ、第３レンズ群と第４レンズ群を通過するので、第３
レンズ群と第４レンズ群で発生する軸外収差を良好に補
正できないからである。

【００１７】一般的に、レンズ一体型カメラでは複数の
鏡筒を入れ子状につないだ鏡筒構造が用いられ、携帯時
にはコンパクトに収まるように鏡筒を格納させている。
従って、カメラ本体の携帯性を向上させるには、望遠端
状態でのレンズ全長を短縮化すること、各レンズ群のレ
ンズ径とレンズ厚を小さくすることが重要である。

【００１８】レンズ全長の短縮化は、各レンズ群の屈折
力を強めると容易に達成できるが、所定の焦点距離範囲
を維持した場合、特に望遠端状態でレンズ停止精度が急
激に高まり、鏡筒構造の複雑化を引き起こして結果的に
携帯性を損ねてしまう。本発明では、所定の変倍比を維
持しながら望遠端状態の焦点距離を短くすること、すな
わち焦点距離範囲を短い焦点距離側へシフトさせること
により、レンズ全長を短縮して、各レンズ群のレンズ停
止精度を緩和している。

【００１９】また、焦点距離を短くすると、第１レンズ
群や第５レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて
レンズ径の大型化を引き起こすため、本発明では各レン
ズ群のレンズ枚数を減らし、各レンズ群のレンズ径を小
さくし、またレンズ厚も薄くすることが好ましい。本発
明では、少ないレンズ枚数で高変倍化を達成するため
に、各レンズ群の収差補正上の機能を分離している。

【００２０】そこで、本発明によるレンズ系を構成する
各レンズ群の機能について説明する。本発明において
は、最も像側に配置される第５レンズ群が負屈折力を有
しており、望遠型の屈折力配置とし、レンズ全長を短縮
している。これにより、携帯性を向上させることができ
る。

【００２１】また、広角端状態ではバックフォーカスを
短くすることで、第５レンズ群を通過する軸外光束を光
軸から離して、第５レンズ群で画角の変化に従って発生
する軸外収差の変動を良好に補正している。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、第
５レンズ群を物体側へ移動させることで、第５レンズ群
を通過する軸外光束が光軸に近づいて、レンズ位置状態
の変化に従って発生する軸外収差を良好に補正してい
る。

【００２２】但し、広角端状態でバックフォーカスを短
くしすぎると、第５レンズ群を通過する軸外光束が光軸
から離れすぎ、レンズ径が大型化してしまうので、適切
な値とすることが望ましい。本発明では、広角端状態で
発生しやすい正の歪曲収差を良好に補正するため、第１
レンズ群と第２レンズ群との合成屈折力を負とすること
が好ましい。

【００２３】特に、広角端状態では大きな入射角度（軸
外光束と光軸とのなす角度）で軸外光束が入射するの
で、第１レンズ群と第２レンズ群とを近づけて配置する
ことで、第１レンズ群で発生する軸外収差を良好に補正
している。また、第１レンズ群を望遠端状態に比べて広
角端状態で像側に位置させることで、広角端状態で第１
レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけて、画面周
辺部で発生するコマ収差の発生を良好に補正している。
望遠端状態では、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔
を広げることで、第１レンズ群による収斂作用を強め
て、レンズ全長を短縮している。

【００２４】本発明では、開口絞りの近傍に配置される
第２レンズ群から第４レンズ群までのレンズ群が主に軸
上収差の補正を行う。特に、第２レンズ群は広角端状態
で十分なバックフォーカスを確保するため、強い負屈折
力を有しており、軸外収差が発生しやすい。このため、
第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れないよ
うに、開口絞りを近くに配置している。

【００２５】開口絞りの像側に正屈折力を有する第３レ
ンズ群と第４レンズ群とを配置することで、第５レンズ
群を通過する軸外光束を光軸に近づけてレンズ径を小型
化している。特に、広角端状態では第３レンズ群と第４
レンズ群とを隣接して配置して強い正屈折力を得て、望
遠端状態では第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を広
げてレンズ位置状態の変化に従って発生する軸外収差の
変動を良好に補正している。

【００２６】ところで、ズームレンズでは１つのレンズ
群を移動させることで近距離合焦を行うのが一般的で、
以下の３つの方式に大別される。（Ａ）ＦＦ（前群フォーカス）方式（Ｂ）ＩＦ（インナー・フォーカス）方式（Ｃ）ＲＦ（リア・フォーカス）方式（Ａ）のＦＦ方式の場合、所定の被写体に合焦するのに
必要な第１レンズ群のフォーカシング移動量がレンズ位
置状態に関らずほとんど一定となるため、マニュアルフ
ォーカスに適していた。

【００２７】近年、オートフォーカス機能が一般的にな
るに従って、オートフォーカス機能の高速化が図られて
きた。オートフォーカス機能の高速化には、フォーカス
群の仕事量（＝重量×移動量）が少ないことが肝要であ
るが、（Ａ）のＦＦ方式の場合、レンズ径が非常に大き
く、オートフォーカスに適していなかった。（Ｂ）のＩ
Ｆ方式や（Ｃ）のＲＦ方式の場合、レンズ径が小さなレ
ンズ群をフォーカシング群に選択できるので、オートフ
ォーカス機能の高速化に適しており、本発明において
は、オートフォーカス機能に適切なＩＦ方式か、あるい
はＲＦ方式を採用することが望ましい。

【００２８】特に、本発明においては、第３レンズ群を
フォーカシング群とすることが望ましい。前述の通り、
本発明においては第２レンズ群と第３レンズ群を通過す
る軸外光束が光軸に近い位置を通過する。従って、第２
レンズ群か第３レンズ群が光軸方向に移動しても軸外収
差の補正状態に変化が少なく、フォーカシング群とした
場合に、近距離合焦時に発生する軸外収差の変動が少な
く、高性能化に適する。

【００２９】特に本発明においては、第２レンズ群で軸
外収差が発生しやすく、近距離合焦時に軸外収差の変動
が大きくなってしまうため、第３レンズ群を近距離合焦
時に移動させることが好ましい。多群ズームレンズでは
可動レンズ群が多くなると、鏡筒構造の複雑化を引き起
こすため、本発明ではレンズ位置状態が変化する際に、
第２レンズ群と第４レンズ群とを一体的に移動させ、且
つ第３レンズ群をフォーカシング時に移動させることに
より、鏡筒構造の簡略化を図っている。

【００３０】以下に各条件式について説明する。第２レ
ンズ群と第４レンズ群とを一体的に移動させる場合、携
帯時にカメラ本体内に鏡筒を格納する際に、第２レンズ
群と第４レンズ群との間隔を変化させると、鏡筒構造の
複雑化を招いて、第２レンズ群と第４レンズ群とを一体
的に移動させる効果を充分引き出せない。

【００３１】条件式（１）の上限値を上回って第２レン
ズ群から第４レンズ群までの厚みが大きくなると、携帯
時にカメラ本体の厚みが大きくなってしまい、携帯性を
損ねてしまう。逆に、条件式（１）の下限値を下回った
場合、レンズ位置状態が変化する際に第５レンズ群の横
倍率の変化量が大きくなりすぎて、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ない。

【００３２】さて、一般的には、変倍に際して可動レン
ズ群のレンズ位置状態を変化させるズーミング駆動機構
と、フォーカシング群を近距離合焦時に駆動するフォー
カシング駆動機構とを別々に備える鏡筒構造が用いられ
る。本発明では、上述のように第２レンズ群と第４レン
ズ群とを一体的に移動させており、これら両レンズ群の
間にフォーカシング群（第３レンズ群）が位置するた
め、フォーカシング駆動機構の物体側に第２レンズ群を
保持するレンズ室、像側に第４レンズ群を保持するレン
ズ室をそれぞれ取付け、これらのフォーカシング駆動機
構及び両レンズ室を一体的に１つのズーミング機構によ
り光軸方向へ移動させ、フォーカシング時のみならず変
倍に際してレンズ位置状態を変化させる時にも第３レン
ズ群をフォーカシング駆動機構により光軸方向に移動さ
せることが好ましい。この場合には、駆動機構の複雑化
を招かずに、鏡筒を構成することができる利点がある。

【００３３】また、本発明では、小型化と高性能化を達
成するために、以下の条件式（２）と（３）のうち、少
なくともいずれか一方を満足することが望ましい。（２）０．４＜Ｄａ／|ｆ２|＜０．８（３）０．４＜ｆ４／ｆ１＜０．７但し、Ｄａ：広角端状態で第２レンズ群の最も物体側のレンズ
面より開口絞りまでの光軸に沿った距離ｆ２：第２レンズ群の焦点距離（ｆ２＜０）ｆ１：第１レンズ群の焦点距離（ｆ１＞０）ｆ４：第４レンズ群の焦点距離（ｆ４＞０）である。

【００３４】条件式（２）は、第２レンズ群の形状と屈
折力との関係を規定する条件式であり、広角端状態で発
生する軸外収差と第５レンズ群のレンズ径小型化とのバ
ランスを図るための条件式である。条件式（２）の上限
値を上回った場合、広角端状態で下方光束に対して発生
するコマ収差を良好に補正できない。逆に、下限値を下
回った場合、広角端状態で第５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。

【００３５】条件式（３）は、第１レンズ群と第４レン
ズ群との焦点距離比を規定する条件式である。条件式
（３）の上限値を上回った場合、望遠端状態でのレンズ
全長が大型化してしまうので、携帯性を損ねてしまう。
逆に、下限値を下回った場合、望遠端状態で第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。

【００３６】本発明においては、広角端状態でより良好
なる結像性能を得るために、以下の条件式（４）を満足
することが望ましい。（４）０．８＜Ｄｂ／|ｆ５|＜２．４但し、Ｄｂ：広角端状態で開口絞りから像面までの距離ｆ５：第５レンズ群の焦点距離（ｆ５＜０）である。

【００３７】条件式（４）の上限値を上回った場合、第
５レンズ群において発生する正の歪曲収差が極端に大き
くなってしまい、正の歪曲収差が良好に補正できない。
逆に、下限値を下回った場合、広角端状態で充分なバッ
クフォーカスが確保できない。本発明においては、近距
離合焦時に発生する近距離変動を良好に補正するために
以下の条件式（５）を満足することが望ましい。

【００３８】

【数４】

【００３９】但し、ｆ３：第３レンズ群の焦点距離ｆｗ：広角端状態での焦点距離ｆｔ：望遠端状態での焦点距離である。

【００４０】条件式（５）の上限値を上回った場合、近
距離合焦時の第３レンズ群の移動量が非常に大きくなっ
てしまい、フォーカシング駆動機構の複雑化を引き起こ
してしまう。逆に、下限値を下回った場合、近距離合焦
時に発生する軸上収差の変動が非常に大きくなってしま
う。第３レンズ群をフォーカシング時に駆動する駆動機
構を簡略化し、制御が容易に行えるようにするには、以
下の条件式（６）を満足することが望ましい。（６）０．１２＜（β3t／β3w）／Ｚ＜０．３但し、 β3t：望遠端状態での第３レンズ群の横倍率 β3w：広角端状態での第３レンズ群の横倍率Ｚ：ズーム比（＝ｆｔ／ｆｗ）ｆｗ：広角端状態での焦点距離ｆｔ：望遠端状態での焦点距離である。

【００４１】近距離合焦時に第３レンズ群を移動させる
場合、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離が
変化するために、移動量がレンズ位置状態によって変化
する。第３レンズ群の移動量とそれによって生じる像面
位置の移動量との比率に基づいて、所定の光学性能を得
るのに必要な第３レンズ群の位置制御精度が決定する。
この位置制御精度が広角端状態と望遠端状態で大きく異
なる場合、第３レンズ群の制御速度が遅くなったり、あ
るいは所定の光学性能が得られない等の不都合を生み出
す。

【００４２】フォーカシング移動量は横倍率に関係して
変化するため、条件式（６）の上限値を上回った場合、
望遠端状態で所定の光学性能を得るのに必要なレンズ位
置制御精度が広角端状態に比べて極端に高くなって、上
記不都合が生じてしまう。逆に、下限値を下回った場
合、広角端状態で必要な位置制御精度が非常に高くなっ
て、上記不都合が生じてしまう。

【００４３】本発明においては、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
心させることにより、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。

【００４４】また、本発明による可変焦点距離レンズ系
は、ズームレンズだけでなく、焦点距離状態が連続的に
存在しないバリフォーカルズームレンズに適用できるこ
とはいうまでもない。

【００４５】

【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，
負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群
Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４，負屈折力の第５レ
ンズ群Ｇ５により構成され、広角端状態より望遠端状態
まで焦点距離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、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少、第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大、第４レンズ群Ｇ４と
第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、各レンズ
群が物体側へ移動する。なお、第２レンズ群Ｇ２と第４
レンズ群Ｇ４が一体的に移動する。

【００４６】また、近距離合焦時に第３レンズ群Ｇ３が
像側へ移動する。各実施例において、非球面は以下の式
で表される。

【００４７】

【数５】

【００４８】なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、
ｃは曲率、κは円錐定数、Ｃ４，Ｃ６，…は非球面係数
である。また、以下において曲率半径が０とは平面を表
わす。［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、物体側より順に、第１レンズ群
Ｇ１は両凸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正レンズＬ１で構成され、第２レ
ンズ群Ｇ２は両凹レンズＬ２１と両凸レンズＬ２２で構
成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸レンズＬ３で構成さ
れ、第４レンズ群Ｇ４は両凸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正レンズＬ４で
構成され、第５レンズ群Ｇ５は物体側に凹面を向けたメ
ニスカス形状の正レンズＬ５１と物体側に凹面を向けた
メニスカス形状の負レンズＬ５２で構成される。

【００４９】開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と第３レン
ズ群Ｇ３との間に配置され、広角端状態より望遠端状態
までのレンズ位置状態の変化に従い、第２レンズ群Ｇ２
と一体的に移動する。以下の表１乃至表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、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１】ｆ 23.10 〜 55.00 〜 87.00 ＦNO 3.70 〜 7.57 〜 11.00 ２ω 73.23 〜 33.63 〜 11.87゜面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 64.2286 2.30 1.48749 70.45 2 -17.9039 0.80 1.92286 20.88 3 -26.0787 (D3) 1.0 4 -15.1749 0.80 1.83500 42.97 5 9.9388 0.80 1.0 6 12.0612 2.50 1.84666 23.83 7 -320.0405 0.60 1.0 8 0.0000 (D8) 1.0 （開口絞り） 9 55.5382 1.60 1.48749 70.45 10 -17.0876 (D10) 1.0 11 52.4449 3.25 1.55115 49.52 12 -7.1265 1.00 1.92286 20.88 13 -11.7799 (D13) 1.0 14 -41.3804 2.15 1.84666 23.83 15 -20.1567 4.00 1.0 16 -10.0607 1.10 1.83500 42.98 17 364.1431 (Bf) 第１４面は非球面であり、各係数は以下の表２の通りで
ある。

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】［可変間隔表］ｆ 23.1000 55.0000 86.9990 D3 1.3024 7.1006 10.3008 D8 3.0280 2.2228 2.0000 D10 1.9128 2.7180 2.9408 D13 11.0351 3.8728 1.4127 Bf 6.29999 30.8095 53.2162

【００５３】

【表４】［フォーカシング移動量］但し、無限遠合焦状
態から近距離合焦状態（撮影倍率−１／４０倍）までの
第３レンズ群の移動量Δ３であり、像側への移動を正と
するｆ 23.1000 55.0000 86.9990 Δ３ 0.7801 0.4754 0.3867

【００５４】

【表５】

【００５５】図３より図８は本発明の第１実施例の諸収
差図を示し、図３より図５は無限遠合焦状態における諸
収差図を、図６より図８は近距離合焦状態における諸収
差図をそれぞれ示し、図３及び図６、図４及び図７、図
５及び図８は、それぞれ広角端状態（ｆ＝23.1）、中間
焦点距離状態（ｆ＝55.0）、望遠端状態（ｆ＝87.0）に
おける諸収差図を示す。

【００５６】図３より図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しており、ｄ
はｄ線に対する収差を示す。コマ収差図は、像高ｙ＝
０，４．３，８．６，１２．０４，１７．２でのコマ収
差を表し、Ａは画角、Ｈは物体高を示す。

【００５７】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、物体側より順に、第１レ
ンズ群Ｇ１は両凸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正レンズＬ１で構成され、
第２レンズ群Ｇ２は両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を
向けた正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は
両凸レンズＬ３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸レ
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
との接合正レンズＬ４で構成され、第５レンズ群Ｇ５は
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５１
と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５
２で構成される。

【００５８】開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と第３レン
ズ群Ｇ３との間に配置され、広角端状態より望遠端状態
までのレンズ位置状態の変化に従い、第２レンズ群Ｇ２
と一体的に移動する。以下の表６乃至表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。

【００５９】

【表６】ｆ 25.75 〜 55.00 〜 97.00 ＦNO 4.39 〜 7.89 〜 12.00 ２ω 67.92 〜 33.62 〜 19.65゜面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 45.8743 2.30 1.48749 70.45 2 -20.9553 0.80 1.92286 20.88 3 -31.4943 (D3) 1.0 4 -15.5974 0.80 1.83500 42.97 5 10.8709 0.80 1.0 6 12.6655 1.55 1.84666 23.83 7 461.2313 0.60 1.0 8 0.0000 (D8) 1.0 （開口絞り） 9 89.4192 1.60 1.56732 42.85 10 -18.5392 (D10) 1.0 11 43.2651 3.30 1.48749 70.45 12 -7.4615 1.00 1.92286 20.88 13 -11.5146 (D13) 1.0 14 -53.8228 2.10 1.84666 23.83 15 -21.9850 4.00 1.0 16 -10.6981 1.10 1.83500 42.98 17 394.2978 (Bf) 第１４面は非球面であり、各係数は以下の表７の通りで
ある。

【００６０】

【表７】

【００６１】

【表８】［可変間隔表］ｆ 25.7501 55.0000 97.0004 D3 1.2000 7.6550 12.6176 D8 3.4250 2.6088 2.0000 D10 1.9071 2.7232 3.3321 D13 12.2854 4.9241 1.2000 Bf 7.3000 28.7169 54.9005

【００６２】

【表９】［フォーカシング移動量］但し、無限遠合焦状
態から近距離合焦状態（撮影倍率−１／４０倍）までの
第３レンズ群の移動量Δ３であり、像側への移動を正と
するｆ 25.7501 55.0000 97.0004 Δ３ 0.6934 0.5037 0.4409

【００６３】

【表１０】

【００６４】図１０より図１５は本発明の第２実施例の
諸収差図を示し、図１０より図１２は無限遠合焦状態に
おける諸収差図を、図１３より図１５は近距離合焦状態
における諸収差図をそれぞれ示し、図１０及び図１３、
図１１及び図１４、図１２及び図１５は、それぞれ広角
端状態（ｆ＝25.75）、中間焦点距離状態（ｆ＝55.
0）、望遠端状態（ｆ＝97.0）における諸収差図を示
す。

【００６５】図１０より図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してお
り、ｄはｄ線に対する収差を示す。コマ収差図は、像高
ｙ＝０，４．３，８．６，１２．０４，１７．２でのコ
マ収差を表し、Ａは画角、Ｈは物体高を示す。

【００６６】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、物体側より順に、第１レンズ
群Ｇ１は両凸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正レンズＬ１で構成され、第２
レンズ群Ｇ２は両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向け
た正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸
レンズＬ３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズ
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
接合正レンズＬ４で構成され、第５レンズ群Ｇ５は物体
側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５１と物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５２で
構成される。

【００６７】開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と第３レン
ズ群Ｇ３との間に配置され、広角端状態より望遠端状態
までのレンズ位置状態の変化に従い、第２レンズ群Ｇ２
と一体的に移動する。以下の表１１乃至表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。

【００６８】

【表１１】第１４面は非球面であり、各係数は以下の表１２の通り
である。

【００６９】

【表１２】

【００７０】

【表１３】［可変間隔表］ｆ 25.6995 54.9984 96.9958 D3 1.2048 7.6162 13.1849 D8 3.5816 2.5630 2.0000 D10 1.9334 2.9520 3.5151 D13 12.9689 5.2899 1.2000 Bf 7.0116 28.4777 54.3376

【００７１】

【表１４】［フォーカシング移動量］但し、無限遠合焦
状態から近距離合焦状態（撮影倍率−１／４０倍）まで
の第３レンズ群の移動量Δ３であり、像側への移動を正
とするｆ 25.6995 54.9984 96.9958 Δ３ 0.7138 0.5103 0.4682

【００７２】

【表１５】

【００７３】図１７より図２２は本発明の第３実施例の
諸収差図を示し、図１７より図１９は無限遠合焦状態に
おける諸収差図を、図２０より図２２は近距離合焦状態
における諸収差図をそれぞれ示し、図１７及び図２０、
図１８及び図２１、図１９及び図２２は、それぞれ広角
端状態（ｆ＝25.70）、中間焦点距離状態（ｆ＝55.
0）、望遠端状態（ｆ＝97.0）における諸収差図を示
す。

【００７４】図１７より図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してお
り、ｄはｄ線に対する収差を示す。コマ収差図は、像高
ｙ＝０，４．３，８．６，１２．０４，１７．２でのコ
マ収差を表し、Ａは画角、Ｈは物体高を示す。

【００７５】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。以上の通り、各実施例にかかる可変焦点距離レン
ズ系によれば、小型で高い変倍比を実現できる。また、
非球面を適切に用いることにより、レンズ径の小型化や
望遠端状態でのレンズ全長の短縮化も同時に達成してい
るが、非球面をさらに用いることで高変倍化や大口径化
を図ったり、あるいはレンズ系の小型化が図れることは
言うまでもない。

【００７６】

【発明の効果】以上の通り、本発明による可変焦点距離
レンズ系によれば、小型で高い変倍比の可変焦点距離レ
ンズ系が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるズームレンズの屈折力配置図

【図２】第１実施例によるズームレンズの構成を示す断
面図

【図３】第１実施例の広角端状態における収差図（無限
遠合焦状態）

【図４】第１実施例の中間焦点距離状態における収差図
（無限遠合焦状態）

【図５】第１実施例の望遠端状態における収差図（無限
遠合焦状態）

【図６】第１実施例の広角端状態における収差図（近距
離合焦状態）

【図７】第１実施例の中間焦点距離状態における収差図
（近距離合焦状態）

【図８】第１実施例の望遠端状態における収差図（近距
離合焦状態）

【図９】第２実施例によるズームレンズの構成を示す断
面図

【図１０】第２実施例の広角端状態における収差図（無
限遠合焦状態）

【図１１】第２実施例の中間焦点距離状態における収差
図（無限遠合焦状態）

【図１２】第２実施例の望遠端状態における収差図（無
限遠合焦状態）

【図１３】第２実施例の広角端状態における収差図（近
距離合焦状態）

【図１４】第２実施例の中間焦点距離状態における収差
図（近距離合焦状態）

【図１５】第２実施例の望遠端状態における収差図（近
距離合焦状態）

【図１６】第３実施例によるズームレンズの構成を示す
断面図

【図１７】第３実施例の広角端状態における収差図（無
限遠合焦状態）

【図１８】第３実施例の中間焦点距離状態における収差
図（無限遠合焦状態）

【図１９】第３実施例の望遠端状態における収差図（無
限遠合焦状態）

【図２０】第３実施例の広角端状態における収差図（近
距離合焦状態）

【図２１】第３実施例の中間焦点距離状態における収差
図（近距離合焦状態）

【図２２】第３実施例の望遠端状態における収差図（近
距離合焦状態）

【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

Claims

【特許請求の範囲】

【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、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有
する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群、及
び負屈折力を有する第５レンズ群を有し、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、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
隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との
間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５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レンズ群と前記第４レンズ群とは、レンズ位置
状態が変化する際に一体的に移動して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞り
が配置され、近距離合焦時に前記第３レンズ群が移動して、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする可変焦
点距離レンズ系。【数１】但し、Ｄｃ：第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から第４レ
ンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸に沿った長さｆｗ：広角端状態での焦点距離ｆｔ：望遠端状態での焦点距離Ｚ：ズーム比（＝ｆｔ／ｆｗ）である。
【請求項２】請求項１記載の可変焦点距離レンズ系にお
いて、以下の条件式（２）及び（３）のうち少なくとも一方の
条件式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ
系。（２）０．４＜Ｄａ／|ｆ２|＜０．８（３）０．４＜ｆ４／ｆ１＜０．７但し、Ｄａ：広角端状態で第２レンズ群の最も物体側のレンズ
面より開口絞りまでの光軸に沿った距離ｆ２：第２レンズ群の焦点距離（ｆ２＜０）ｆ１：第１レンズ群の焦点距離（ｆ１＞０）ｆ４：第４レンズ群の焦点距離（ｆ４＞０）である。
【請求項３】請求項１または２記載の可変焦点距離レン
ズ系において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする可変焦
点距離レンズ系。（４）０．８＜Ｄｂ／|ｆ５|＜２．４但し、Ｄｂ：広角端状態で開口絞りから像面までの距離ｆ５：第５レンズ群の焦点距離（ｆ５＜０）である。
【請求項４】請求項１乃至３の何れか一項記載の可変焦
点距離レンズ系において、以下の条件式（５）及び（６）の少なくとも一方の条件
式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。【数２】但し、ｆ３：第３レンズ群の焦点距離 β3t：望遠端状態での第３レンズ群の横倍率 β3w：広角端状態での第３レンズ群の横倍率である。