JPH11352401A - 可変焦点距離レンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、且つ高変倍化に適した広角ズームレ
ンズを提供すること。 【解決手段】 物体側より順に、正第１レンズ群Ｇ１
と、負第２レンズ群Ｇ２と、正第３レンズ群Ｇ３と、負
第４レンズ群Ｇ４とを有し、第１レンズ群Ｇ１と第２レ
ンズ群Ｇ２との間に第１可変間隔Ｄ１が形成され、第２
レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に第２可変間隔
Ｄ２が形成され、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４
との間に第３可変間隔Ｄ３が形成され、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可
変間隔Ｄ１が増大し、第２可変間隔Ｄ２が減少し、第３
可変間隔Ｄ３が減少するように、前記全てのレンズ群が
物体側へ移動し、Ｄ２、Ｄ３が所定の条件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変焦点距離レン
ズ系、特に小型、高変倍比で、かつ高い光学性能を有す
る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
用いられる撮影レンズ系は、ズームレンズが一般的に用
いられ、変倍比が３倍を超える、いわゆる高変倍ズーム
レンズが主流となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】変倍比が高くなるにし
たがって、３つ以上の可動レンズ群で構成される多群ズ
ームレンズが多く用いられている。物体側より順に、正
レンズ群と負レンズ群とで構成され、互いのレンズ群間
隔を変化させて焦点距離を変化させる正負２群タイプの
ズームレンズでは、レンズ系を構成するレンズ群の数が
少ないため、変倍比が高まると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発生する軸外収差
の変動が良好に補正できず、結果的に所定の光学性能を
得ることが困難である。

【０００４】一般に、多群ズームレンズは、レンズ系を
構成する各レンズ群のズーム軌道の選択の自由度が増え
るため、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態
が変化する際に発生する軸外収差の変動が良好に補正で
き、変倍比を高くすることができる。特に、撮影光学系
とカメラ本体とが一体になっている一体型カメラでは、
携帯性が重視され、小型化や軽量化が要求されるため、
小型化や軽量化に適した高変倍比ズームレンズに関する
提案が種々なされている。かかる小型化や軽量化に適し
た高変倍比ズームレンズの代表的なものとして、物体側
より順に、２つの正レンズ群と１つの負レンズ群で構成
される正正負３群構成タイプ、又は物体側より順に、正
レンズ群、負レンズ群、正レンズ群、負レンズ群で構成
される正負正負４群構成タイプが挙げられる。

【０００５】しかし、従来の正正負３群構成タイプで変
倍比を４倍程度まで高めようとすると、第３レンズ群の
横倍率が望遠端状態で４倍以上となってしまうので、各
レンズ群の停止精度が非常に高くなってしまい、所定の
光学性能を得ることが困難となり問題である。また、従
来の正負正負４群タイプでは、広角端状態で第２レンズ
群と第３レンズ群との間隔が大きく、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
ズ群の横倍率が大きく変化するため、高性能を維持した
まま高変倍化を達成することが困難であり問題である。
ここで、両側非球面レンズを導入することで高性能化と
高変倍化を両立することも可能だが、両側非球面レンズ
を安定して製造することが難しく、また製造コストも高
くなってしまうため、実現が難しい。

【０００６】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、小型で、且つ高変倍化に適した広角ズームレン
ズを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では物体側より順に、正屈折力を有する第１
レンズ群と、負屈折力を有する第２レンズ群と、正屈折
力を有する第３レンズ群と、負屈折力を有する第４レン
ズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と
の間に第１可変間隔が形成され、前記第２レンズ群と前
記第３レンズ群との間に第２可変間隔が形成され、前記
第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に第３可変間隔
が形成されて、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、前記第１可変間隔が増大し、前
記第２可変間隔が減少し、前記第３可変間隔が減少する
ように、前記すべてのレンズ群が物体側へ移動して、開
口絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に
配置され、広角端状態での前記第２可変間隔をＤ２、広
角端状態での前記第３可変間隔をＤ３としたとき、 ０．２５＜Ｄ２／Ｄ３＜０．５ （１） の条件を満足することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施例に示した各図面に基
づいて本発明の基本的な構成について説明する。本発明
によ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Ｇ１と、負屈折力を有する第
２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３
と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレン
ズ群で構成され、レンズ系全体の焦点距離がもっとも短
い状態である広角端状態からレンズ系全体の焦点距離が
もっとも長い状態である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
との間に形成される第１可変間隔が増大し、第２レンズ
群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に形成される第２可変
間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４と
の間に形成される第３可変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、各レンズ群が以下に
述べる機能を有することで小型で、かつ高変倍比の可変
焦点距離レンズ系を達成している。

【０００９】一般に撮影レンズ系がカメラ本体に取付け
られる構成のレンズ一体型カメラでは、撮影レンズ系の
バックフォーカスに制約がないため、レンズ系のもっと
も像側に負レンズ群を配置した、望遠型の屈折力配置を
用いて光学系の小型化を実現している。本発明において
も、第４レンズ群Ｇ４を負屈折力とすることで、レンズ
全長を短縮している。

【００１０】また、開口絞りＳが第４レンズ群Ｇ４より
も物体側に配置され、焦点距離のもっとも短い状態であ
る広角端状態から焦点距離のもっとも長い状態でる望遠
端状態までレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りと
負レンズ群との間隔を狭め、且つ、負レンズ群を物体側
へ移動させている。開口絞りと負レンズ群との間隔を狭
めることによって、負レンズ群を通過する軸外光束が広
角端状態では光軸から離れ、望遠端状態では光軸に近づ
くこととなる。また、負レンズ群を物体側へ移動させる
ことにより、負レンズ群が増倍、即ち広角端状態に対し
て望遠端状態で横倍率の大きさが増大することになる。
このため、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収
差の変動を良好に補正し、且つ所定の変倍化が実現する
ことができる。

【００１１】また、広角端状態でのバックフォーカスが
長くなると、画角の変化による軸外収差の変動が良好に
補正できない。逆に、バックフォーカスが短かすぎる
と、負レンズ群の像面寄りの面に付着したゴミの影がフ
ィルムに被写体像と一緒に記録されてしまう。したがっ
て、広角端状態におけるバックフォーカスを適切な値と
することが望ましい。本発明では望遠端状態でのレンズ
全長を短縮するために、レンズ系のもっとも物体側に配
置される第１レンズ群Ｇ１が正屈折力を有し、望遠端状
態で第１可変間隔Ｄ１を広げている。逆に、広角端状態
では第１可変間隔Ｄ１を狭め、かつ望遠端状態に比べて
像面よりに配置することで、第１レンズ群を通過する軸
外光束を光軸に近づけて、第１レンズ群で発生する負の
像面湾曲を抑えている。さらに、広角端状態において充
分なバックフォーカスを確保し、かつ正の歪曲収差を良
好に補正するために、第２可変間隔Ｄ２を広げている。
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可変間隔Ｄ２を狭めることで、第
２レンズ群Ｇ２による発散作用を弱めてレンズ全長を短
縮している。

【００１２】また、レンズ一体型カメラでは、鏡筒を複
数の部分鏡筒をいわゆる入れ子状につなげた鏡筒構造が
一般的に用いられている。そして、カメラの携帯性を向
上するために、携帯時には鏡筒の厚みがもっとも薄くな
るような状態で鏡筒がカメラ本体内に格納される。この
ため、カメラ本体の厚みを薄くして、携帯性を向上させ
るためには、撮影レンズ系のレンズ厚を薄くすることが
望ましい。このためには、少ないレンズ枚数でレンズ系
を構成することが望ましい。

【００１３】また、高い変倍比を実現するには、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
変動をそれぞれ良好に補正することが重要となる。軸上
収差の変動を良好に補正するには、各レンズ群毎に発生
する軸上収差を良好に補正する必要がある。そして、軸
外収差の変動を良好に補正するには、開口絞りの配置が
重要である。開口絞り付近に配置されるレンズ群は軸外
光束が光軸付近を通過するため、軸外収差の発生が少な
いので、軸上収差の補正を行なう機能を有する。逆に、
開口絞りから離れたレンズ群は軸外光束が光軸から離れ
て通過するため、軸上収差に比べて軸外収差が大きく発
生しやすく、軸上収差の補正を行う機能を有する。

【００１４】本発明においては、第２レンズ群Ｇ２と第
３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置し、第１レン
ズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４はレンズ位置状態が変化
する際に発生する軸外収差の変動を補正する。同時に、
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は主にレンズ位置
状態が変化する際に発生する軸上収差の変動を補正す
る。

【００１５】また、本発明では以下の条件式（１）、 ０．２５＜Ｄ２／Ｄ３＜０．５ （１） を満足することが望ましい。ここで、Ｄ２は広角端状態
での前記第２可変間隔、Ｄ３は広角端状態での前記第３
可変間隔をそれぞれ表している。

【００１６】条件式（１）は、広角端状態での第２可変
間隔と第３可変間隔との比を規定しており、広角端状態
で発生する軸上収差を良好に補正するための条件式であ
る。条件式（１）の上限値を上回った場合、各レンズ群
を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、画面
周辺部において発生するコマ収差が良好に補正できな
い。逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、第４
レンズ群Ｇ４において発生する正の歪曲収差を良好に補
正できない。加えて、第４レンズ群Ｇ４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。

【００１７】また、本発明では、近距離合焦に際して第
２レンズ群Ｇ２が物体側に移動することが望ましい。従
来からズームレンズでは、レンズ系を構成するレンズ群
のうち１つのレンズ群を移動させて近距離合焦を行う方
法が一般的である。また、近年においてオートフォーカ
ス機能が一般的になるにつれて、高速化に適した近距離
合焦方法が一般的になりつつある。具体的には、レンズ
径が小さく、少ない移動量で近距離合焦が可能なレンズ
群をフォーカシング群に選択することで高速なフォーカ
シングを行うことができる。本発明では、開口絞りから
離れたレンズ群の場合、軸外光束が光軸から離れた位置
を通過するため、レンズ径が大きくなり、フォーカシン
グ群として適切でない。このため、開口絞りに近接して
配置され、近距離合焦時に必要な移動量が少ない、第２
レンズ群Ｇ２をフォーカシング群としている。

【００１８】また、本発明においては、望遠端状態で近
距離合焦時に必要となる移動量を少なくし、かつ良好な
結像性能を得るために、以下の条件式（２）、 −０．６５＜β２ｔ＜−０．２５ （２） を満足することが望ましい。ここで、β２ｔは望遠端状
態での前記第２レンズ群Ｇ２の横倍率を表している。

【００１９】条件式（２）は、望遠端状態における第２
レンズ群Ｇ２の横倍率の適切な範囲を規定している。条
件式（２）の上限値を上回った場合、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うので、望遠端状
態で発生する負の像面湾曲が良好に補正できない。逆
に、条件式（２）の下限値を下回った場合、近距離合焦
時に必要な第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなって、
オートフォーカス機能の高速化が充分図れない。

【００２０】また、本発明では、以下の条件式（３）、 ０．３＜（β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＜０．４２ （３） を満足することが望ましい。ここで、β２ｗは広角端状
態での第２レンズ群Ｇ２の横倍率、Ｚは変倍比をそれぞ
れ表している。条件式（３）はフォーカシング群の制御
を効率的に行い、フォーカシング制御の高速化を図るた
めの条件を規定している。一般的に、近距離合焦に際す
るフォーカシング群の制御精度は焦点深度に比例し、焦
点深度は焦点距離の二乗の逆数に比例して変化する。し
たがって、例えば、変倍比が３倍のズームレンズでは、
開口絞りの開放状態での口径比が広角端状態から望遠端
状態まで一定の場合でも、広角端状態に比べて望遠端状
態での焦点深度は１／９となる。上述のように、近距離
合焦の際のフォーカシング群の制御精度は焦点深度に比
例するため、例えば近距離合焦時に必要な移動量を広角
端状態と望遠端状態とで比較した場合、望遠端状態にお
ける該移動量が極端に大きい場合、又は広角端状態にお
ける該移動量が極端に大きい場合はフォーカシング群の
制御を効率的に行うことができない。このように、条件
式（３）の上限値又は下限値を外れてしまうと、効率的
なフォーカシング群の制御を行うことができない。

【００２１】また、本発明においては、第２レンズ群Ｇ
２単独で発生する正の球面収差を良好に補正するため
に、第２レンズ群Ｇ２を少なくとも正屈折力を有する正
部分群と負屈折力を有する負部分群で構成し、広角端状
態で発生する正の歪曲収差を良好に補正するために、負
部分群の像側に正部分群を配置する構成とすることが望
ましい。

【００２２】また、本発明では、以下の条件式（４）、 ２．５＜｜ｒ２｜／Ｄｗ＜４．５ （４） の条件を満足することが望ましい。ここで、ｒ２は前記
負部分群の物体側レンズ面の曲率半径、Ｄｗは広角端状
態における前記負部分群の物体側レンズ面から前記開口
絞りまでの光軸に沿った長さをそれぞれ表している。

【００２３】条件式（４）は広角端状態で発生する軸外
収差を良好に補正するための条件を規定している。条件
式（４）の上限値を上回った場合、正の歪曲収差が良好
に補正することが困難である。逆に、条件式（４）の下
限値を下回った場合、コマ収差の補正が不足して、画面
周辺部で良好な結像性能を得ることができない。

【００２４】また、本発明では、望遠端状態で発生する
軸上収差を良好に補正し、かつ小型化を図るために、第
１レンズ群Ｇ１は両凸レンズとメニスカス形状の負レン
ズとが接合されており、接合面が物体側に凹面を向けた
接合正レンズで構成されていることが望ましい。

【００２５】また、本発明では、以下の条件式（５）、 ２＜ｒ１／ｒ２＜５ （５） を満足することが望ましい。ここで、ｒ１は前記第１レ
ンズ群Ｇ１の最像側レンズ面の曲率半径、ｒ２は前記負
部分群の物体側レンズ面の曲率半径をそれぞれ表してい
る。

【００２６】条件式（５）は、第１可変間隔を挟んだ物
体側のレンズ面と像側のレンズ面との曲率半径の比率を
規定しており、より高性能化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、望遠端状態
で発生する内方性コマ収差を良好に補正できない。逆
に、条件式（５）の下限値を下回った場合、広角端状態
で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて、
コマ収差が大きく発生してしまう。

【００２７】また、本発明では、小型化と高性能化との
両立を図るために、以下の条件式（６）、（７）、 ０．１５＜｜ｆ４｜／ｆ１＜０．４ （６） ０．３＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜０．４５ （７） の少なくともいずれか一方を満足することが望ましい。
ここで、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆ４（ｆ
４＜０）は第４レンズ群の焦点距離、ｆ２（ｆ２＜０）
は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、ｆｗは広角端における
可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離、 ｆｔは望遠端
における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離をそれぞ
れ表している。

【００２８】条件式（６）は第１レンズ群Ｇ１と第４レ
ンズ群Ｇ４との焦点距離の適切な比の範囲を規定してい
る。条件式（６）の上限値を上回った場合、望遠端状態
でのレンズ全長が極端に大型化してしまう。逆に、条件
式（６）の下限値を下回った場合、第４レンズ群Ｇ４で
発生する正の球面収差が良好に補正することが困難とな
り、所定の光学性能を得ることができない。

【００２９】条件式（７）は第４レンズ群Ｇ４の適切な
焦点距離の範囲を規定している。条件式（７）の上限値
を上回った場合、広角端状態において第４レンズ群Ｇ４
を通過する軸外光束が光軸から離れて画面周辺部で発生
するコマ収差が良好に補正できない。逆に、条件式
（７）の下限値を下回った場合、望遠端状態でのレンズ
全長が極端に大型化してしまう。

【００３０】また、本発明の可変焦点距離レンズ系は像
ブレ防止機能を有する光学系とすることもできる。この
ためには、レンズ系を構成するレンズ群のうちの一のレ
ンズ群全体又はその一部を光軸にほぼ垂直な方向に移動
可能となるように構成することが望ましい。かかる構成
により、手ブレ等に起因するカメラ本体のブレによる像
ブレを打ち消すように、前記移動可能なレンズを動かす
ことで像ブレ防止光学系とすることができる。さらに好
ましくは、第３レンズ群Ｇ３全体又はその一部のレンズ
が光軸にほぼ垂直な方向に移動（シフト）可能とするこ
とが望ましい。第３レンズ群Ｇ３を像ブレ防止用移動レ
ンズ群とすることで、軸外光束が光軸付近を通過するた
めに、レンズ位置状態の変化にかかわりなくシフトした
際に発生する軸外収差の発生量を少なくすることができ
る。さらに、上述したように、第２レンズ群Ｇ２をフォ
ーカシング群とすることが望ましいため、第２レンズ群
Ｇ２よりも像側に配置される第３レンズ群Ｇ３を像ブレ
防止用にシフトさせることで、被写体位置に関らずカメ
ラブレに対するレンズのシフト量を一定とすることがで
きる。

【００３１】また、本発明では、比較的屈折力の弱いレ
ンズの硝材をプラスチック材料とすること、例えば、第
４レンズ群Ｇ４にプラスチック材料を用いることが望ま
しい。

【００３２】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の数値実施
例について説明する。図１は、本発明の実施例の可変焦
点距離レンズ系の屈折力配分を示す図である。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、負屈折力
の第４レンズ群Ｇ４により構成され、広角端状態Ｗより
望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第
２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ
２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との空気間隔は減少するよ
うに、すべてのレンズ群が移動する。

【００３３】（第１実施例）図２は、本発明の第１実施
例にかかる可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図で
ある。物体側より順に、第１レンズ群Ｇｌ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から
なる接合正レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は
物体側より順に、両凹レンズＬ２１と両凸レンズと両凹
レンズとの接合正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ
群Ｇ３が物体側より順に、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からなる接合正レンズ
Ｌ３１と両凸レンズＬ３２で構成され、第４レンズ群Ｇ
４が物体側より順に、物体側に凹面を向けたメニスカス
形状の正レンズＬ４１と物体側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の負レンズＬ４２とで構成される。また、開口絞
りＳは第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群との間に配置さ
れ、広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態が
変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
さらに、近距離合焦時に第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移
動する。

【００３４】表１に本実施例の諸元値を掲げる。表にお
いて、ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角
をそれぞれ表している。また、面番号は物体側から数え
たレンズ面の番号、ｒは曲率半径、Ｄは面間隔、ｎはｄ
線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νはアッベ
数をそれぞれ表している。さらに、非球面は次式、 で表される。ここで、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等は非球面係
数をそれぞれ示している。なお、以下全ての実施例の諸
元値及び非球面式において同様の符号を用いる。

【００３５】

【表１】 ｆ ２５．７５〜５０．００〜７５．００〜９７．００ ＦＮＯ ５．９０〜 ８．３５〜１０．６２〜１１．００ ２ω ６８．０７〜３６．７８〜２５．１９〜１９．７６° 絞り径 ４．５０〜 ５．４０〜 ６．００〜 ６．７２ 面番号 ｒ Ｄ ｎ ν 1 46.1077 2.300 1.51680 64.20 2 -39.1654 0.900 1.84666 23.83 3 -63.3126 (D3) 1.0 4 -15.7487 0.800 1.77250 49.61 5 50.5981 0.200 1.0 6 26.0168 1.400 1.84666 23.83 7 -34.6608 0.800 1.77250 49.61 8 28.1251 1.001 1.0 9 0.0000 (D9) 1.0 10 14.3974 2.500 1.60300 65.47 11 -15.9548 0.800 1.84666 23.38 12 -91.0048 2.000 1.0 13 28.7502 2.150 1.51680 64.20 14 -20.3108 (D14) 1.0 15 -29.8425 2.350 1.75520 27.53 16 -15.7773 2.600 1.0 17 -10.7393 1.000 1.77250 49.61 18 392.5533 (Bf) 1.0 第４面、第１４面、第１５面は非球面であり、各係数は以下の通りである。 （第４面） κ＝０．８６２５ Ｃ４＝−４．４５３６×１０^-5 Ｃ６＝−１．８３５５×１０^-6 Ｃ８＝＋４．６２１９×１０^-7 Ｃ１０＝−４．１５８９×１０^-9 （第１４面） κ＝７．６３６０ Ｃ４＝＋２．８３１０×１０^-4 Ｃ６＝−１．７１７２×１０^-7 Ｃ８＝＋５．９０５９×１０^-8 Ｃ１０＝０ （第１５面） κ＝１．００００ Ｃ４＝＋４．９２７２×１０^-5 Ｃ６＝−５．６４６５×１０^-7 Ｃ８＝＋５．９１５０×１０^-9 Ｃ１０＝０ （可変間隔表） ｆ 25.7493 49.9977 74.9950 96.9927 Ｄ３ 2.3885 10.2928 13.4734 18.8285 Ｄ９ 3.3998 2.4570 1.6417 1.0000 Ｄ１３ 12.2815 5.8248 3.3011 1.9107 Ｂｆ 6.7142 24.5252 41.2031 50.4552 （近距離合焦時（撮影倍率−１／４０倍）に必要な第２レンズ群のフォーカシン グ移動量Δ２ ） ｆ 25.7493 49.9977 74.9950 96.9927 Δ２ 0.6930 0.5558 0.4611 0.5536 （条件対応値） ｆ１＝６８．０４５０ ｆ２＝−１７．２００３ ｆ３＝１４．０３３６ ｆ４＝−２０．９９６７ β２ｗ＝−０．３８６２ β２ｔ＝−０．５６８０ （１） Ｄ２／Ｄ３＝０．３５８ （２） β２ｔ＝−０．５６８ （３） （β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＝０．３９０ （４） ｜ｒ２｜／Ｄｗ＝３．７４９ （５） ｒ１／ｒ２＝４．０２０ （６） ｜ｆ４｜／ｆ１＝０．３０９ （７） ｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＝０．３４４

【００３６】また、図３から図１０は本実施例の諸収差
を示す図である。図３から図６は無限遠合焦状態、図７
から図１０は近距離合焦状態（撮影倍率：−１／４０
倍）における諸収差図をそれぞれ示し、図３及び図７は
広角端状態（ｆ＝２５．７５）、図４及び図８は第１中
間焦点距離状態（ｆ＝５０．０）、図５及び図９は第２
中間焦点距離状態（ｆ＝７５．０）、図６及び図１０は
望遠端状態（ｆ＝９７．０）における諸収差図をそれぞ
れ示している。また、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（正
弦条件）、ｙは像高、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それぞれ示している。
また、コマ収差図において、ｙは像高、Ａは画角、Ｈは
物体高をそれぞれ示している。なお、以下全ての実施例
の収差図において同様の符号を用いる。各収差図から明
らかなように、本実施例で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わかる。

【００３７】（第２実施例）図１１は、本発明の第２実
施例にかかる可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図
である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇｌ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か
らなる接合正レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２
は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を
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は物体側より順に、両凸正レンズＬ３１
と両凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の
負レンズとからなる接合正レンズＬ３２で構成され、第
４レンズ群Ｇ４は物体側より順に、物体側に凹面を向け
たメニスカス形状の正レンズＬ４１、両凹レンズＬ４２
で構成される。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と第３レ
ンズ群との間に配置され、広角端状態から望遠端状態ま
でのレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２
と一体的に移動する。また、近距離合焦時に第２レンズ
群Ｇ２が物体側へ移動する。以下、表２に本実施例の諸
元値を掲げる。

【００３８】

【表２】 ｆ ２５．７５〜５０．００〜７５．００〜９７．００ ＦＮＯ ５．８９〜 ８．６９〜１０．５０〜１１．００ ２ω ６６．１３〜３６．７７〜２５．１９〜１９．５９° 絞り径 ４．５４〜 ５．３６〜 ６．３６〜 ７．１６ 面番号 ｒ Ｄ ｎ ν 1 72.9966 2.10 1.51680 64.20 2 -32.4113 0.90 1.84666 23.83 3 -51.5701 (D3) 1.0 4 -18.5172 0.80 1.77250 49.61 5 22.3089 0.50 1.0 6 11.0272 2.60 1.92286 20.88 7 13.8079 1.20 1.0 8 0.0000 (D8) 1.0 9 19.6397 1.90 1.48749 70.44 10 -17.0419 0.10 1.0 11 -48.2304 2.55 1.48749 70.44 12 -6.8948 1.40 1.83400 37.35 13 -12.4647 (D13) 1.0 14 -41.2851 2.00 1.75520 27.53 15 -19.3344 4.30 1.0 16 -10.1671 1.00 1.77250 49.61 17 1476.4446 (Bf) 1.0 第４面、第１４面は非球面であり、各係数は以下の通りである。 （第４面） κ＝１１．００００ Ｃ４＝＋８．１５７１×１０^-5 Ｃ６＝＋８．００３６×１０^-6 Ｃ８＝−３．０２４３×１０^-8 Ｃ１０＝＋１．３０５３×１０^-8 （第１４面） κ＝１．００００ Ｃ４＝＋３．６５３７×１０^-5 Ｃ６＝＋１．９６８０×１０^-7 Ｃ８＝−７．０１８２×１０^-9 Ｃ１０＝＋７．２１０３×１０^-11 （可変間隔表） ｆ 25.7497 49.9992 74.9983 96.9976 Ｄ３ 2.2232 10.3927 13.8263 19.9832 Ｄ８ 2.5916 2.0022 1.3070 1.0000 Ｄ１３ 11.1814 4.9624 2.8190 1.5000 Ｂｆ 6.2999 23.5166 39.1947 49.1643 （近距離合焦時（撮影倍率−１／４０倍）に必要な第２レンズ群のフォーカシン グ移動量Δ２） ｆ 25.7497 49.9992 74.9983 96.9976 Δ２ 0.5595 0.3939 0.3050 0.3184 （条件式対応値） ｆ１＝８３．３４４７ ｆ２＝−１７．２０００ ｆ３＝１３．２３９４ ｆ４＝−１９．１０３６ β２ｗ＝−０．２７８０ β２ｔ＝−０．３９００ （１） Ｄ２／Ｄ３＝０．３３９ （２） β２ｔ＝−０．３９０ （３） （β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＝０．３７２ （４） ｜ｒ２｜／Ｄｗ＝３．６３１ （５） ｒ１／ｒ２＝２．７８５ （６） ｜ｆ４｜／ｆ１＝０．２２９ （７） ｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＝０．３４４

【００３９】図１２から図１９は本発明の第２実施例の
諸収差図を示す図である。図１２から図１５は無限遠合
焦状態、図１６より図１９は近距離合焦状態（撮影倍率
−１／４０倍）における諸収差図をそれぞれ示し、図１
２及び図１６は広角端状態（ｆ＝２５．７５）、図１３
及び図１７は第１中間焦点距離状態（ｆ＝５０．０）、
図１４及び図１８は第２中間焦点距離状態（ｆ＝７５．
０）、図１５及び図１９は望遠端状態（ｆ＝９７．０）
における諸収差図をそれぞれ示している。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ことがわかる。

【００４０】（第３実施例）図２０は、本発明の第３実
施例にかかる可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図
である。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か
らなる接合正レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２
は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を
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は物体側より順に、両凸レンズ正レンズ
Ｌ３１と、両凸レンズと物体側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の負レンズからなる接合正レンズＬ３２とで構成
され、第４レンズ群Ｇ４は物体側より順に、物体側に凹
面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１と、物体側
に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４２とで構
成される。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、広角端状態から望遠端状態ま
でのレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群Ｇ３
と一体的に移動する。また、近距離合焦時に第２レンズ
群Ｇ２が物体側へ移動する。以下、表３に本発明におけ
る第３実施例の諸元値を掲げる。

【００４１】

【表３】 ｆ ２５．７５〜５０．００〜７５．００〜９７．００ ＦＮＯ ５．９０〜 ８．４３〜１０．１２〜１１．００ ２ω ６５．８４〜３６．９１〜２５．３８〜１９．８５° 絞り径 ５．１０〜 ６．００〜 ７．００〜 ７．９６ 面番号 ｒ Ｄ ｎ ν 1 80.2318 2.25 1.51742 52.16 2 -26.4562 0.80 1.80518 25.46 3 -56.6978 (D3) 1.0 4 -20.8567 0.80 1.74330 49.23 5 18.7060 0.50 1.0 6 12.1024 1.35 1.92286 20.88 7 17.7354 (D7) 1.0 8 0.0000 1.00 1.0 9 22.6645 3.05 1.48749 70.44 10 -19.7899 0.10 1.0 11 47.1877 2.10 1.48749 70.44 12 -7.8362 0.80 1.80610 33.27 13 -14.6009 (D13) 1.0 14 -117.1916 2.30 1.58518 30.24 15 -20.2164 4.75 1.0 16 -9.7401 1.00 1.80420 46.50 17 -228.4553 (Bf) 1.0 第４面、第１４面は非球面であり、各係数は以下の通りである。 （第４面） κ＝−１．９１０１ Ｃ４＝−１．１９３８×１０^-4 Ｃ６＝＋１．１１１８×１０^-7 Ｃ８＝＋３．２５０９×１０^-9 Ｃ１０＝＋１．１７７９×１０^-10 （第１４面） κ＝−９．００００ Ｃ４＝＋４．８６１６×１０^-5 Ｃ６＝−４．０６１６×１０^-7 Ｃ８＝＋９．７４０８×１０^-9 Ｃ１０＝−２．７８９７×１０^-11 （可変間隔表） ｆ 25.7498 49.9994 74.9987 96.9979 Ｄ３ 2.2774 10.7842 14.9366 18.0511 Ｄ７ 4.0244 2.4058 1.6664 1.2000 Ｄ１３ 12.0545 5.8637 3.1668 1.8808 Ｂｆ 6.2999 22.8986 39.1119 52.0667 （近距離合焦時（撮影倍率−１／４０倍）に必要な第２レンズ群のフォーカシン グ移動量Δ２） ｆ 25.7498 49.9994 74.9987 96.9979 Δ２ 0.6834 0.4511 0.3439 0.3184 （条件式対応値） ｆ１＝１０２．３６５８ ｆ２＝−１９．８６９５ ｆ３＝１４．７４２１ ｆ４＝−２１．６０４０ β２ｗ＝−０．２５２０ β２ｔ＝−０．３１５０ （１） Ｄ２／Ｄ３＝０．４１７ （２） β２ｔ＝−０．３１５ （３） （β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＝０．３３２ （４） ｜ｒ２｜／Ｄｗ＝３．１２５ （５） ｒ１／ｒ２＝２．７１８ （６） ｜ｆ４｜／ｆ１＝０．２１１ （７） ｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＝０．３９８

【００４２】図２１より図２８は本発明の第３実施例の
諸収差図を示し、図２１から図２４は無限遠合焦状態、
図２５より図２８は近距離合焦状態（撮影倍率−１／４
０倍）における諸収差図をそれぞれ示している。図２１
及び図２５は広角端状態（ｆ＝２５．７５）、図２２及
び図２６は第１中間焦点距離状態（ｆ＝５０．０）、図
２３及び図２７は第２中間焦点距離状態（ｆ＝７５．
０）、図２４及び図２８は望遠端状態（ｆ＝９７．０）
における諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から
明らかなように、本実施例で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わかる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ないレンズ枚数で、高変倍化が可能な可変焦点距離レ
ンズ系を実現することができる。また、各レンズ群中に
非球面を配置することにより、高性能化又はさらなる高
変倍化を図ることは容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による可変焦点距離レンズ系の屈折力配
置図である。

【図２】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の構
成を示す断面図である。

【図３】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の無
限遠合焦状態における広角端状態の諸収差を示す図であ
る。

【図４】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の無
限遠合焦状態における第１中間焦点距離状態の諸収差を
示す図である。

【図５】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の無
限遠合焦状態における第２中間焦点距離状態の諸収差を
示す図である。

【図６】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の無
限遠合焦状態における望遠端状態の諸収差を示す図であ
る。

【図７】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の近
距離合焦状態における広角端状態の諸収差を示す図であ
る。

【図８】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の近
距離合焦状態における第１中間焦点距離状態の諸収差を
示す図である。

【図９】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の近
距離合焦状態における第２中間焦点距離状態の諸収差を
示す図である。

【図１０】第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における望遠端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図１１】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
構成を示す断面図である。

【図１２】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における広角端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図１３】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における第１中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図１４】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における第２中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図１５】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における望遠端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図１６】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における広角端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図１７】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における第１中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図１８】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における第２中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図１９】第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における望遠端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図２０】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
構成を示す断面図である。

【図２１】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における広角端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図２２】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における第１中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図２３】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における第２中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図２４】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
無限遠合焦状態における望遠端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図２５】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における広角端状態の諸収差を示す図で
ある。

【図２６】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における第１中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図２７】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における第２中間焦点距離状態の諸収差
を示す図である。

【図２８】第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系の
近距離合焦状態における望遠端状態の諸収差を示す図で
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 Ｓ 開口絞り

Claims (6)

【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
   レンズ群と、負屈折力を有する第２レンズ群と、正屈折
   力を有する第３レンズ群と、負屈折力を有する第４レン
   ズ群とを有し、 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に第１可変
   間隔が形成され、 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に第２可変
   間隔が形成され、 前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に第３可変
   間隔が形成され、 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、前記第１可変間隔が増大し、前記第２可変間隔
   が減少し、前記第３可変間隔が減少するように、前記全
   てのレンズ群が物体側へ移動し、 開口絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間
   に配置され、 広角端状態での前記第２可変間隔をＤ２、 広角端状態での前記第３可変間隔をＤ３としたとき、 ０．２５＜Ｄ２／Ｄ３＜０．５ （１） の条件を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ
   系。
2. 【請求項２】 近距離合焦に際して前記第２レンズ群が
   物体側に移動し、望遠端状態での前記第２レンズ群の横
   倍率をβ２ｔとしたとき、 −０．６５＜β２ｔ＜−０．２５ （２） の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の可変
   焦点距離レンズ系。
3. 【請求項３】 広角端状態での第２レンズ群の横倍率を
   β２ｗ、変倍比をＺとしたとき、 ０．３＜（β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＜０．４２ （３） の条件を満足することを特徴とする請求項２記載の可変
   焦点距離レンズ系。
4. 【請求項４】 前記第２レンズ群は、負レンズと該負レ
   ンズの像側に空気間隔を隔てて配置される正レンズとか
   ら構成され、 前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径をｒ２、 広角端状態における前記負レンズの物体側レンズ面から
   前記開口絞りまでの光軸に沿った長さをＤｗとしたと
   き、 ２．５＜｜ｒ２｜／Ｄｗ＜４．５ （４） の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２記載
   の可変焦点距離レンズ系。
5. 【請求項５】 前記第１レンズ群は両凸レンズとメニス
   カス形状の負レンズとから構成され、 前記第１レンズ群の最像側レンズ面の曲率半径をｒ１と
   したとき、 ２＜ｒ１／ｒ２＜５ （５） の条件を満足することを特徴とする請求項４記載の可変
   焦点距離レンズ系。
6. 【請求項６】 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、 広角端における前記可変焦点距離レンズ系全体の焦点距
   離をｆｗ、 望遠端における前記可変焦点距離レンズ系全体の焦点距
   離をｆｔとしたとき、 ０．１５＜｜ｆ４｜／ｆ１＜０．４ （６） ０．３＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜０．４５ （７） の条件のうち少なくともいずれか一方を満足することを
   特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の可変焦点
   距離レンズ系。