JP2004333572A - 可変焦点距離レンズ系 - Google Patents
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Abstract
【課題】広角端状態において歪曲収差が少なく、レンズ位置状態にかかわらず高い光学性能を有する高変倍の可変焦点距離レンズ系を提供する。
【解決手段】物体側から順に、負屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されており、広角端状態から望遠端状態へ向かって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との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、少なくとも第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動するとともに、第３レンズ群Ｇ３も移動し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群Ｇ３ｎと、正の屈折力を有する正部分群Ｇ３ｐとの２つの部分群を有し、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されており、所定の条件式を満足する。
【選択図】図２
【解決手段】物体側から順に、負屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されており、広角端状態から望遠端状態へ向かって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との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、少なくとも第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動するとともに、第３レンズ群Ｇ３も移動し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群Ｇ３ｎと、正の屈折力を有する正部分群Ｇ３ｐとの２つの部分群を有し、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されており、所定の条件式を満足する。
【選択図】図２
Description
【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する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラにおいて被写体像を記録する方法として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の光電変換素子を利用した撮像素子を用いる方法が知られている。この方法による被写体像の記録は、ズームレンズ等の光学系を介して撮像素子面上に被写体像を形成し、該被写体像の光量を光電変換素子によって電気出力に変換して記憶媒体に記録することで行われる。
【０００３】
近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られている。これにより、これまで取り扱えなかった大容量の画像データを高速に処理できるようになってきている。また、撮像素子においても高集積化や小型化が図られている。この撮像素子の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、撮像素子の小型化によってカメラ全体の小型化を図ることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、撮像素子の高集積化と小型化により、撮像素子における個々の光電変換素子の受光面積が小さくなる。このため、電気出力が低下し、この低下に伴ってノイズの影響が大きくなってしまう。これを防ぐため、光学系の大口径比化を図ることによって、撮像素子へ到達する光の光量を増大させることが行われている。また、個々の光電変換素子の直前に微小なレンズ素子、いわゆるマイクロレンズアレイを配置することも行われている。
【０００５】
光電変換素子の直前に配置されたマイクロレンズアレイは、隣り合う光電変換素子どうしの間へ入射する光束を光電変換素子へ導くことができる。しかしここで、光学系の射出瞳位置が撮像素子に近づく場合、即ち撮像素子に入射する主光線と光軸とのなす角が大きくなる場合、画面周辺部へ向かう軸外光束は光軸に対して大きな角をなし撮像素子へ入射せず、光量不足を招くことになってしまう。したがって、光電変換素子の直前にマイクロレンズアレイを配置することで、上述のように隣り合う光電変換素子どうしの間へ入射する光束を光電変換素子へ導く代わりに、光学系の射出瞳位置に制約を与えることとなってしまう。
【０００６】
光電変換素子を利用した撮像素子を用いて被写体像を記録するカメラ、いわゆるデジタルスチルカメラは、現像作業が不要であるため撮影結果を容易に確認できる等、データの取扱いが容易である。しかしこの反面、画質に関して銀塩カメラに劣っていたり、データの処理を行うためのパーソナルコンピュータ等の機器との接続が必要となる。このため、デジタルスチルカメラの普及率は向上していなかった。しかし近年の画質の向上や機器の普及により、デジタルスチルカメラはより一般的に使われるようになってきている。
【０００７】
画質の向上を図るためには、上述の撮像素子の高集積化と併せて、光学系の高性能化が必要不可欠である。これに加えて光学系の変倍比を高めることは、撮影者の撮影の自由度を高め、例えば被写体により近づいた撮影が可能となることや、室内等のように被写体の位置が近い場合においても広範囲の撮影が可能となること等の利点がある。
【０００８】
光電変換素子を利用した撮像素子を用いて被写体像を記録するカメラに好適なズームレンズとして、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とを備えたいわゆる負正正３群タイプのズームレンズであって、変倍比を４倍程度まで高めたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えたいわゆる１群固定の正負正正４群タイプのズームレンズであって、第１レンズ群と第４レンズ群とが固定で、第２レンズ群を移動させることによって焦点距離を変化させ、該第２レンズ群の移動により引き起こされる焦点位置の変化を第４レンズ群の移動によって補償するものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
また、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えたいわゆる１群可動の正負正正４群タイプのズームレンズであって、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、全てのレンズ群が可動であり、第１レンズ群と第３レンズ群とが物体側へ移動するものも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１１】
特に、デジタルスチルカメラの一般化に伴い、携帯性の向上というユーザーニーズが高まっている。このため、カメラ本体の小型化や軽量化を図ったカメラ、あるいはカメラ非使用時に鏡筒を縮めてレンズをカメラ本体内に収納する、いわゆる沈胴式鏡筒を採用したカメラが増えている。したがって、斯かるユーザーニーズに対応するように、レンズ系の小径化や短縮化、あるいは沈胴式鏡筒に適切なズームレンズが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２６７９３０号公報
【特許文献２】
特開平６−３０８３８８号公報
【特許文献３】
特開平７−５３６１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のズームレンズは、それぞれ次のような問題を有している。
従来の負正正３群タイプのズームレンズは、開口絞りが第２レンズ群近傍に配置されているため、レンズ系全体の屈折力配分が特に広角端状態において極端に不対称であり、負の歪曲収差の補正が困難である。このため、この屈折力配分の不対称を緩和し、負の歪曲収差を補正するために、物体側に配置される正部分群と像側に配置される負部分群とによって第２レンズ群は構成されていた。しかしながら、変倍比を高めれば、第２レンズ群の屈折力が正に大きくなるため、第２レンズ群における各レンズ面の曲率半径が小さくなり、微小な偏心によっても著しくレンズ性能が劣化してしまうという問題がある。このため、レンズ系を大型化する、あるいはレンズ枚数を極端に増やすなどすることにより、携帯性の向上という上述のユーザーニーズに反するものであった。
【００１４】
また、１群固定の正負正正４群タイプのズームレンズは、可動群が少なく、変倍群が１つのみであるため、第２レンズ群の移動スペースを大きく確保しなければならず、その結果レンズ全長の短縮化を図ることが困難であるという問題がある。
また、１群可動の正負正正４群タイプのズームレンズは、可動レンズ群が多いため、鏡筒の構造が複雑化してしまうため、鏡筒の径を小さくする、あるいは鏡筒の厚みを小さくすることが十分にできないという問題がある。
【００１５】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、広角端状態において歪曲収差が少なく、レンズ位置状態にかかわらず高い光学性能を有する高変倍の可変焦点距離レンズ系を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、
広角端状態から望遠端状態へ向かって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減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第３レンズ群も移動し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、正の屈折力を有する正部分群との２つの部分群を有し、
開口絞りは、前記第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されており、
以下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を提供する。
１．４＜ΣＤ／Ｙｍａｘ
ただし、
ΣＤ：前記第３レンズ群中の最も物体側の前記レンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離，
Ｙｍａｘ：最大像高．
【００１７】
【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、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、レンズ系全体の焦点距離が最も短くなる広角端状態から最も長くなる望遠端状態へ向かって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減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大するように、第２レンズ群が物体側へ移動し、該第２レンズ群の移動に合わせて第１レンズ群および第３レンズ群も移動するように構成されている。
【００１８】
斯かる構成の下、本発明の可変焦点距離レンズ系は、第３レンズ群を少なくとも２つの部分群で構成し、以下のように機能させることによって、レンズ系の高変倍化と小型化との両立を図っている。
条件［Ａ］：第３レンズ群を、物体側から順に負の屈折力を有する負部分群と正の屈折力を有する正部分群とで構成し、これらの部分群を空気間隔を隔てて配置する。
条件［Ｂ］：開口絞りを第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置する。
【００１９】
上述のように本発明の可変焦点距離レンズ系において、第３レンズ群は、負部分群と正部分群とによって構成されている。これにより、レンズ系全体の屈折力配置を負正負正とし、広角端状態において発生しやすい負の歪曲収差を良好に補正することができる。ここで、この２つの部分群は、互いの間隔を小さくすればそれぞれの屈折力が大きくなり、特に広角端状態において画面周辺部で発生するコマ収差が大きくなってしまう。このため、第３レンズ群の厚みを大きくすることが望ましいが、これはレンズ系の小型化を図ることに反してしまう。したがって、条件［Ａ］を満足することが必要となる。
本発明の可変焦点距離レンズ系はさらに、第３レンズ群における負部分群の最も物体側に負レンズが配置されており、正部分群の最も像側に正レンズが配置されている。これにより、２つの部分群の主点位置を互いに離すことが可能となり、屈折力が弱められ、特に軸外収差の発生を減少させることができる。
【００２０】
本発明の可変焦点距離レンズ系では、条件［Ａ］に加え、開口絞りの配置についての条件［Ｂ］を満足することが肝要である。
本発明の可変焦点距離レンズ系では、開口絞りが第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されている。これにより、画面周辺部に向かう軸外光束は、光軸から離れるように負部分群によって屈折された後、光軸に近づくように正部分群によって屈折される。このため、射出瞳位置を像面位置から遠ざけることが可能となり、第２レンズ群から射出される軸外光束を光軸から大きく離す必要がなくなる。したがって、第２レンズ群を正負構造とする必要がなくなり、その結果ズーム比を高めた際に発生する軸外収差の変動を減らすことや、レンズ構成の簡略化を図ることが可能となる。
以上のような構成によって本発明の可変焦点距離レンズ系は、レンズ系全体の屈折力配分を対称型に近づけて歪曲収差を良好に補正し、かつ高変倍化を実現している。
【００２１】
以下、本発明の可変焦点距離レンズ系の各条件式について説明する。
上記条件式（１）は、第３レンズ群の厚みを規定するための条件式である。上述のように、本発明の可変焦点距離レンズ系では、第３レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、正の屈折力を有する正部分群とから構成されている。しかしながら、第３レンズ群を薄型化しようとすれば、第３レンズ群中に配置される各レンズ成分の屈折力がそれぞれ大きくなってしまう。このため、本発明の可変焦点距離レンズ系では、第３レンズ群の厚みを適切に設定することが肝要である。
【００２２】
本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群を構成する各レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、微小の偏心によって光学性能が著しく劣化し、安定した光学品質を確保することができなくなってしまう。
尚、本発明の可変焦点距離レンズ系では、小型化を図ることが重要であるため、条件式（１）の上限値を３．２とすることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、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し、さらなる高性能化を図るために、開口絞りを第１レンズ群よりも像側に配置し、かつ広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と開口絞りとの間隔を変化させ、以下の条件式（２）を満足する構成とすることが望ましい。
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＜２．４
ただし、
Ｄａｗ：広角端状態における開口絞りから第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離，
ｆｗ ：広角端状態における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
【００２４】
上述のように本発明の可変焦点距離レンズ系において、開口絞りを第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置することは肝要であるが、第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側であればどこでも良い訳ではない。ズームレンズにおいて、高変倍化と高性能化との両立を図るためには、開口絞りの配置が重要である。
そこで本発明の可変焦点距離レンズ系は、開口絞りが第１レンズ群よりも像側に配置されており、かつ広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に第１レンズ群と開口絞りとの間隔を変化させるように構成されている。これにより、第１レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることができる。
【００２５】
以上に述べた第１レンズ群と開口絞りとの位置関係に加え、開口絞りと、第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面との位置関係も重要である。
本発明の可変焦点距離レンズ系は、第３レンズ群における負部分群が主に軸上収差の補正を行い、正部分群が主に軸外収差の補正を行うように機能を分離することによって高性能化が図られている。
本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（２）の上限値を上回り、開口絞りと、第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面との間隔が大きくなると、第３レンズ群における負部分群を通過する軸外光束が光軸から離れ、画角の変化に伴うコマ収差を負部分群によって補正することができなくなってしまう。
尚、本発明の可変焦点距離レンズ系では、広角端状態における射出瞳をより適切な位置とするために、条件式（２）の下限値を０．２とすることが望ましい。
【００２６】
一方、本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（２）の下限値を下回ると、広角端状態における射出瞳位置が像面に近づき過ぎることとなってしまう。尚、第３レンズ群における負部分群と正部分群の屈折力を大きくすることによって射出瞳位置を像面から遠ざけることも可能であるが、各部分群の屈折力が極端に大きくなり、軸外収差の発生を良好に補正することができなくなってしまう。
【００２７】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、さらなる高性能化を図るために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．８＜｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＜２．０
ただし、
ｆ３ｎ：第３レンズ群における負部分群の焦点距離．
ｆｗ ：広角端状態における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
【００２８】
上記条件式（３）は、第３レンズ群の構成を規定する条件式である。
上述のように第３レンズ群において、負部分群は、最も物体側に配置されており、軸外光束が該負部分群を光軸から離れずに通過することによって主に軸上収差の補正を担っている。このため、本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（３）の下限値を下回り、屈折力が大きくなるように上記負部分群の焦点距離が変化すると、正の球面収差を良好に補正することができず、高性能化を十分に図ることができなくなってしまう。
一方、本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（３）の上限値を上回り、屈折力が小さくなるように上記負部分群の焦点距離が変化すると、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。
【００２９】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、望遠端状態におけるレンズ全長を短縮するために、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）−０．８＜ｆｔ／ｆ３＜０．４
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離，
ｆｔ：望遠端状態における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
【００３０】
本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（４）の上限値を上回ると、第３レンズ群の正の屈折力が大きくなる。このため、第３レンズ群から射出される軸外光束の射出角は、広角端状態における射出角に対して望遠端状態における射出角が大きく変動してしまう。尚、射出瞳位置は、（ｉ）軸外光束が光軸から離れるように像面に達する場合と、（ｉｉ）軸外光束が光軸と平行な状態で像面に達する場合と、（ｉｉｉ）軸外光束が光軸に近づくように像面に達する場合とに分かれる。（ｉ）と（ｉｉｉ）は、射出瞳位置が像面を基準に物体側に存在する場合と像側に存在する場合に対応する。射出瞳位置の変化として考えれば、（ｉｉ）の状態が無限遠となるため、３つの状態は不連続となってしまう。このため、像高を射出瞳位置で割った射出角を、レンズ位置状態の変化による射出瞳位置の変化の代わりに射出角の変化として捉えている。
一方、本発明の可変焦点距離レンズにおいて条件式（４）の下限値を下回ると、望遠端状態におけるレンズ全長が大きくなり過ぎてしまうため好ましくない。
【００３１】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、レンズ系を構成するレンズ群のうちの１つのレンズ群を光軸方向へ移動させることによって、良好な光学性能を得ることができる。特に、本発明の可変焦点距離レンズ系では、第２レンズ群を物体側から順に第１部分群と第２部分群との２つの部分群で構成し、該２つの部分群のうちのいずれか一方を移動させることによって、良好な光学性能を得ることができる。また、第３レンズ群を構成する負部分群と正部分群のうち、正部分群を光軸方向へ移動させることによって、無限遠状態から近距離状態にわたって良好な光学性能を得ることができる。
特に、第２レンズ群を物体側から順に第１部分群と第２部分群との２つの部分群で構成し、該２つの部分群のうちのいずれか一方を移動させることによって近距離合焦を行う場合、上記２つの部分群の両方が正の屈折力を有する構成とすることが望ましく、さらに開口絞りを第２レンズ群中または第２レンズ群近傍に配置することが望ましい。
また、近年のオートフォーカス機能の一般化に伴い、オートフォーカス動作の高速化が図られてきている。オートフォーカス動作の高速化を図る場合には、仕事量（＝重量×移動量）を減らすことが最適である。本発明の可変焦点距離レンズ系は、特にこの移動量を減らすことに着目している。
普通、第２レンズ群は広角端状態と望遠端状態との間に使用倍率が等倍となる位置を挟む場合が多く、仮にこの等倍となる位置を挟まないとしても等倍付近では近距離合焦時の移動量が多くなってしまう。
まず、近距離合焦時の移動量は以下のように算出できる。近距離合焦はフォーカス群による像位置を被写体位置にかかわらず一定に維持する動作であるため、フォーカス群に対する物点位置がδだけ移動する際のフォーカス群の移動量Δは、フォーカス群の横倍率をβｆとするとき、次式（ｅ）のように表わされる。
（ｅ）Δ＝｛βｆ２／（βｆ２−１）｝・δ
ここで、式（ｅ）においてｋ＝βｆ２／（βｆ２−１）とすると、以下のようになる。
１≦ｋ （βｆ２＞１）
０＞ｋ （βｆ２＜１）
このため、できるだけΔの絶対値を小さくするためには、βｆ２＞１の場合にｋをできるだけ１に近づける、つまり１／βｆを０に近づけること、あるいは、βｆ２＜１の場合にｋをできるだけ０に近づける、つまりβｆを０に近づけることが必要とされる。このことは具体的には、βｆ２＞１の場合、フォーカス群から射出される光束を平行光に近づけること、βｆ２＜１の場合、フォーカス群に入射する光束を平行光に近づけることを意味する。
本発明の可変焦点距離レンズ系では、第２レンズ群を２つの正部分群で構成することにより、物体側の部分群から射出される軸上光束が平行光束に近い状態、つまり上記１／βｆを０に近づける状態として物体側の正部分群をフォーカス群とする構成、または像側の部分群に入射する軸上光束が平行光束に近い状態、つまり上記βｆを０に近づける状態として像側の正部分群をフォーカス群とする構成としている。また、第２レンズ群中または第２レンズ群近傍に開口絞りを配置することにより、広角端状態において、各部分群を通過する軸外光束が光軸付近を通過するように構成することによって、近距離合焦時に発生する軸外収差の変動を抑えている。
【００３２】
本発明の可変焦点距離レンズ系は、非球面レンズを用いることによって、より高い光学性能を実現することができる。特に、第１レンズ群における負レンズ成分を非球面レンズとして構成することにより、広角端状態において発生する軸外収差をより良く補正することが可能である。また、第３レンズ群に非球面レンズを導入することにより、広角端状態において画面周縁部で発生するコマ収差を良好に補正することが可能である。さらに、好ましくは複数の非球面を１つの光学系に用いることでより高い光学性能を実現することができる。
【００３３】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、該レンズ系を構成するレンズ群のうちの１つのレンズ群全体、またはレンズ群中の一部のレンズを光軸に対して略垂直な方向にシフトさせることによって、像をシフトさせることが可能である。これにより、本発明の可変焦点距離レンズ系は、カメラのブレを検出するためのブレ検出系と、上記１つのレンズ群全体、またはレンズ群中の一部のレンズをシフトさせるための駆動系と、ブレ検出系で検出されたブレを補正するように駆動系を制御するための制御系と組み合わせることで、防振光学系として機能させることができる。
特に、第３レンズ群を構成する正部分群、あるいは第２レンズ群を構成する一部のレンズを移動させる際に、近距離合焦時にも諸収差の変動を少なくすることが可能であり、より被写体に近づいた撮影を行った際にも高い描写性を得ることができる。
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、該レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐため、ローパスフィルタを配置することや、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ことも可能である。
さらに、本発明の可変焦点距離レンズ系（変倍光学系）は、焦点距離状態が連続的に存在しない、いわゆるバリフォーカルズームレンズに適用することもできる。
【００３４】
以下、本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズ系を添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、非球面の形状は以下の非球面式で表される。尚、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは基準曲率（近軸曲率）、κは円錐定数、Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０は各々４，６，８，１０次の非球面係数とする。
【００３５】
【数１】
【００３６】
図１は、本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示す図であり、Ｗは広角端状態、Ｔは望遠端状態を示す。
本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されており、広角端状態から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との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大するように、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する。このとき第１レンズ群Ｇ１は、像側へ移動するか、または一旦像側へ移動した後に物体側へ移動する。さらに、後述の第１実施例では第３レンズ群Ｇ３が物体側へ移動し、第７実施例では第３レンズ群Ｇ３が一旦物体側へ移動した後に像側へ移動する。
【００３７】
（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。尚、図２および以下に示す各実施例のレンズ構成を示す図は、広角端状態を示している。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第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Ｌ１１で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズ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とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と、像側に凹面を向けた負レンズＬ３３と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３４とから構成されている。
【００３８】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中で最も物体側に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３４によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２２によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３における正部分群が物体側へ移動する。
【００３９】
以下の表１に、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
（全体諸元）において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角の最大値（単位：度）をそれぞれ示す。
（レンズデータ）において、面は物体側からのレンズ面の順序、間隔はレンズ面の間隔をそれぞれ示す。また、屈折率はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。さらに、曲率半径０．００００は平面を示し、Ｂｆはバックフォーカスを示す。
【００４０】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、間隔、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
尚、以下の全実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００４１】
【表１】
【００４２】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１５）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【００４３】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角をそれぞれ示す。また、Ｙは像高を示し、非点収差図及び歪曲収差図においてはその最大値を示す。
球面収差図において、ＦＮＯは最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、実線は球面収差、点線はサイン・コンディションをそれぞれ示す。
非点収差図において、実線はサジタル像面、点線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
コマ収差図は、像高Ｙ＝０．０，２．３５，３．２９，３．９９５，４．７０でのコマ収差をそれぞれ表している。
尚、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００４４】
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００４５】
（第２実施例）
図４は、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００４６】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中で最も物体側に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３における正部分群が物体側へ移動する。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００４７】
【表２】
（非球面係数）
第２レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
（可変間隔データ）
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
（条件式対応値）
ｆ３ｎ＝−１０．０９７８
ｆ３ ＝−５２．２３２４
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝２．０１
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝０．３６
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．４０
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．５２
【００４８】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１８）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００４９】
（第３実施例）
図６は、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズＬとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００５０】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中で最も物体側に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３における正部分群が物体側へ移動する。
以下の表３に、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００５１】
【表３】
（非球面係数）
第２レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
（可変間隔データ）
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
（条件式対応値）
ｆ３ｎ＝−１１．６８８７
ｆ３ ＝−８８．３７１１
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝２．４１
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝１．７０
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．６２
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．３１
【００５２】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１８）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００５３】
（第４実施例）
図８は、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、像側に凸面を向けたレンズＬ３２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００５４】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第２部分群が物体側へ移動する。
以下の表４に、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００５５】
【表４】
（非球面係数）
第２レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
（可変間隔データ）
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
（条件式対応値）
ｆ３ｎ＝−１１．５１５１
ｆ３ ＝−１１７．４６２３
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝２．２２
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝０．９５
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．６０
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．２３
【００５６】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１７）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００５７】
（第５実施例）
図１０は、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００５８】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第２部分群が物体側へ移動する。
以下の表５に、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００５９】
【表５】
（非球面係数）
第２レンズ面と第１０レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
（可変間隔データ）
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
（条件式対応値）
ｆ３ｎ＝−９．１１９１
ｆ３ ＝−９５．９９３９
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝１．８４
（２）Ｄａｗ／ｆｗ ＝０．５５
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．２６
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．２８
【００６０】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１７）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６１】
（第６実施例）
図１２は、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３２とから構成されている。
【００６２】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３２によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第２部分群が物体側へ移動する。
以下の表６に、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００６３】
【表６】
（非球面係数）
第２レンズ面と第１０レンズ面と第１４レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
（可変間隔データ）
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
（条件式対応値）
ｆ３ｎ＝−９．６４１９
ｆ３ ＝２２３８１．０９６５
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝１．８５
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝０．９９
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．３４
（４）ｆｔ／ｆ３＝０．００
【００６４】
図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１７）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６５】
（第７実施例）
図１４は、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３２とから構成されている。
【００６６】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３２によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第１部分群が物体側へ移動する。
以下の表７に、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００６７】
【表７】
（非球面係数）
第２レンズ面と第１０レンズ面と第１４レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
（可変間隔データ）
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
（条件式対応値）
ｆ３ｎ＝−８．７５７９
ｆ３ ＝−４４９．２３４３
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝１．８５
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝１．０９
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．２２
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．０６
【００６８】
図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、広角端状態において歪曲収差が少なく、レンズ位置状態にかかわらず高い光学性能を有する高変倍の可変焦点距離レンズ系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図４】本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図６】本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図８】本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図１０】本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図１２】本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図１４】本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【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
Ｇ３ｎ 第３レンズ群における負部分群
Ｇ３ｐ 第３レンズ群における正部分群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
【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する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラにおいて被写体像を記録する方法として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の光電変換素子を利用した撮像素子を用いる方法が知られている。この方法による被写体像の記録は、ズームレンズ等の光学系を介して撮像素子面上に被写体像を形成し、該被写体像の光量を光電変換素子によって電気出力に変換して記憶媒体に記録することで行われる。
【０００３】
近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られている。これにより、これまで取り扱えなかった大容量の画像データを高速に処理できるようになってきている。また、撮像素子においても高集積化や小型化が図られている。この撮像素子の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、撮像素子の小型化によってカメラ全体の小型化を図ることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、撮像素子の高集積化と小型化により、撮像素子における個々の光電変換素子の受光面積が小さくなる。このため、電気出力が低下し、この低下に伴ってノイズの影響が大きくなってしまう。これを防ぐため、光学系の大口径比化を図ることによって、撮像素子へ到達する光の光量を増大させることが行われている。また、個々の光電変換素子の直前に微小なレンズ素子、いわゆるマイクロレンズアレイを配置することも行われている。
【０００５】
光電変換素子の直前に配置されたマイクロレンズアレイは、隣り合う光電変換素子どうしの間へ入射する光束を光電変換素子へ導くことができる。しかしここで、光学系の射出瞳位置が撮像素子に近づく場合、即ち撮像素子に入射する主光線と光軸とのなす角が大きくなる場合、画面周辺部へ向かう軸外光束は光軸に対して大きな角をなし撮像素子へ入射せず、光量不足を招くことになってしまう。したがって、光電変換素子の直前にマイクロレンズアレイを配置することで、上述のように隣り合う光電変換素子どうしの間へ入射する光束を光電変換素子へ導く代わりに、光学系の射出瞳位置に制約を与えることとなってしまう。
【０００６】
光電変換素子を利用した撮像素子を用いて被写体像を記録するカメラ、いわゆるデジタルスチルカメラは、現像作業が不要であるため撮影結果を容易に確認できる等、データの取扱いが容易である。しかしこの反面、画質に関して銀塩カメラに劣っていたり、データの処理を行うためのパーソナルコンピュータ等の機器との接続が必要となる。このため、デジタルスチルカメラの普及率は向上していなかった。しかし近年の画質の向上や機器の普及により、デジタルスチルカメラはより一般的に使われるようになってきている。
【０００７】
画質の向上を図るためには、上述の撮像素子の高集積化と併せて、光学系の高性能化が必要不可欠である。これに加えて光学系の変倍比を高めることは、撮影者の撮影の自由度を高め、例えば被写体により近づいた撮影が可能となることや、室内等のように被写体の位置が近い場合においても広範囲の撮影が可能となること等の利点がある。
【０００８】
光電変換素子を利用した撮像素子を用いて被写体像を記録するカメラに好適なズームレンズとして、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とを備えたいわゆる負正正３群タイプのズームレンズであって、変倍比を４倍程度まで高めたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えたいわゆる１群固定の正負正正４群タイプのズームレンズであって、第１レンズ群と第４レンズ群とが固定で、第２レンズ群を移動させることによって焦点距離を変化させ、該第２レンズ群の移動により引き起こされる焦点位置の変化を第４レンズ群の移動によって補償するものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
また、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えたいわゆる１群可動の正負正正４群タイプのズームレンズであって、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、全てのレンズ群が可動であり、第１レンズ群と第３レンズ群とが物体側へ移動するものも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１１】
特に、デジタルスチルカメラの一般化に伴い、携帯性の向上というユーザーニーズが高まっている。このため、カメラ本体の小型化や軽量化を図ったカメラ、あるいはカメラ非使用時に鏡筒を縮めてレンズをカメラ本体内に収納する、いわゆる沈胴式鏡筒を採用したカメラが増えている。したがって、斯かるユーザーニーズに対応するように、レンズ系の小径化や短縮化、あるいは沈胴式鏡筒に適切なズームレンズが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２６７９３０号公報
【特許文献２】
特開平６−３０８３８８号公報
【特許文献３】
特開平７−５３６１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のズームレンズは、それぞれ次のような問題を有している。
従来の負正正３群タイプのズームレンズは、開口絞りが第２レンズ群近傍に配置されているため、レンズ系全体の屈折力配分が特に広角端状態において極端に不対称であり、負の歪曲収差の補正が困難である。このため、この屈折力配分の不対称を緩和し、負の歪曲収差を補正するために、物体側に配置される正部分群と像側に配置される負部分群とによって第２レンズ群は構成されていた。しかしながら、変倍比を高めれば、第２レンズ群の屈折力が正に大きくなるため、第２レンズ群における各レンズ面の曲率半径が小さくなり、微小な偏心によっても著しくレンズ性能が劣化してしまうという問題がある。このため、レンズ系を大型化する、あるいはレンズ枚数を極端に増やすなどすることにより、携帯性の向上という上述のユーザーニーズに反するものであった。
【００１４】
また、１群固定の正負正正４群タイプのズームレンズは、可動群が少なく、変倍群が１つのみであるため、第２レンズ群の移動スペースを大きく確保しなければならず、その結果レンズ全長の短縮化を図ることが困難であるという問題がある。
また、１群可動の正負正正４群タイプのズームレンズは、可動レンズ群が多いため、鏡筒の構造が複雑化してしまうため、鏡筒の径を小さくする、あるいは鏡筒の厚みを小さくすることが十分にできないという問題がある。
【００１５】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、広角端状態において歪曲収差が少なく、レンズ位置状態にかかわらず高い光学性能を有する高変倍の可変焦点距離レンズ系を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、
広角端状態から望遠端状態へ向かって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減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第３レンズ群も移動し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、正の屈折力を有する正部分群との２つの部分群を有し、
開口絞りは、前記第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されており、
以下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を提供する。
１．４＜ΣＤ／Ｙｍａｘ
ただし、
ΣＤ：前記第３レンズ群中の最も物体側の前記レンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離，
Ｙｍａｘ：最大像高．
【００１７】
【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、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、レンズ系全体の焦点距離が最も短くなる広角端状態から最も長くなる望遠端状態へ向かって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減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大するように、第２レンズ群が物体側へ移動し、該第２レンズ群の移動に合わせて第１レンズ群および第３レンズ群も移動するように構成されている。
【００１８】
斯かる構成の下、本発明の可変焦点距離レンズ系は、第３レンズ群を少なくとも２つの部分群で構成し、以下のように機能させることによって、レンズ系の高変倍化と小型化との両立を図っている。
条件［Ａ］：第３レンズ群を、物体側から順に負の屈折力を有する負部分群と正の屈折力を有する正部分群とで構成し、これらの部分群を空気間隔を隔てて配置する。
条件［Ｂ］：開口絞りを第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置する。
【００１９】
上述のように本発明の可変焦点距離レンズ系において、第３レンズ群は、負部分群と正部分群とによって構成されている。これにより、レンズ系全体の屈折力配置を負正負正とし、広角端状態において発生しやすい負の歪曲収差を良好に補正することができる。ここで、この２つの部分群は、互いの間隔を小さくすればそれぞれの屈折力が大きくなり、特に広角端状態において画面周辺部で発生するコマ収差が大きくなってしまう。このため、第３レンズ群の厚みを大きくすることが望ましいが、これはレンズ系の小型化を図ることに反してしまう。したがって、条件［Ａ］を満足することが必要となる。
本発明の可変焦点距離レンズ系はさらに、第３レンズ群における負部分群の最も物体側に負レンズが配置されており、正部分群の最も像側に正レンズが配置されている。これにより、２つの部分群の主点位置を互いに離すことが可能となり、屈折力が弱められ、特に軸外収差の発生を減少させることができる。
【００２０】
本発明の可変焦点距離レンズ系では、条件［Ａ］に加え、開口絞りの配置についての条件［Ｂ］を満足することが肝要である。
本発明の可変焦点距離レンズ系では、開口絞りが第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されている。これにより、画面周辺部に向かう軸外光束は、光軸から離れるように負部分群によって屈折された後、光軸に近づくように正部分群によって屈折される。このため、射出瞳位置を像面位置から遠ざけることが可能となり、第２レンズ群から射出される軸外光束を光軸から大きく離す必要がなくなる。したがって、第２レンズ群を正負構造とする必要がなくなり、その結果ズーム比を高めた際に発生する軸外収差の変動を減らすことや、レンズ構成の簡略化を図ることが可能となる。
以上のような構成によって本発明の可変焦点距離レンズ系は、レンズ系全体の屈折力配分を対称型に近づけて歪曲収差を良好に補正し、かつ高変倍化を実現している。
【００２１】
以下、本発明の可変焦点距離レンズ系の各条件式について説明する。
上記条件式（１）は、第３レンズ群の厚みを規定するための条件式である。上述のように、本発明の可変焦点距離レンズ系では、第３レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、正の屈折力を有する正部分群とから構成されている。しかしながら、第３レンズ群を薄型化しようとすれば、第３レンズ群中に配置される各レンズ成分の屈折力がそれぞれ大きくなってしまう。このため、本発明の可変焦点距離レンズ系では、第３レンズ群の厚みを適切に設定することが肝要である。
【００２２】
本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群を構成する各レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、微小の偏心によって光学性能が著しく劣化し、安定した光学品質を確保することができなくなってしまう。
尚、本発明の可変焦点距離レンズ系では、小型化を図ることが重要であるため、条件式（１）の上限値を３．２とすることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、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し、さらなる高性能化を図るために、開口絞りを第１レンズ群よりも像側に配置し、かつ広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と開口絞りとの間隔を変化させ、以下の条件式（２）を満足する構成とすることが望ましい。
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＜２．４
ただし、
Ｄａｗ：広角端状態における開口絞りから第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離，
ｆｗ ：広角端状態における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
【００２４】
上述のように本発明の可変焦点距離レンズ系において、開口絞りを第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置することは肝要であるが、第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側であればどこでも良い訳ではない。ズームレンズにおいて、高変倍化と高性能化との両立を図るためには、開口絞りの配置が重要である。
そこで本発明の可変焦点距離レンズ系は、開口絞りが第１レンズ群よりも像側に配置されており、かつ広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に第１レンズ群と開口絞りとの間隔を変化させるように構成されている。これにより、第１レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることができる。
【００２５】
以上に述べた第１レンズ群と開口絞りとの位置関係に加え、開口絞りと、第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面との位置関係も重要である。
本発明の可変焦点距離レンズ系は、第３レンズ群における負部分群が主に軸上収差の補正を行い、正部分群が主に軸外収差の補正を行うように機能を分離することによって高性能化が図られている。
本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（２）の上限値を上回り、開口絞りと、第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面との間隔が大きくなると、第３レンズ群における負部分群を通過する軸外光束が光軸から離れ、画角の変化に伴うコマ収差を負部分群によって補正することができなくなってしまう。
尚、本発明の可変焦点距離レンズ系では、広角端状態における射出瞳をより適切な位置とするために、条件式（２）の下限値を０．２とすることが望ましい。
【００２６】
一方、本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（２）の下限値を下回ると、広角端状態における射出瞳位置が像面に近づき過ぎることとなってしまう。尚、第３レンズ群における負部分群と正部分群の屈折力を大きくすることによって射出瞳位置を像面から遠ざけることも可能であるが、各部分群の屈折力が極端に大きくなり、軸外収差の発生を良好に補正することができなくなってしまう。
【００２７】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、さらなる高性能化を図るために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．８＜｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＜２．０
ただし、
ｆ３ｎ：第３レンズ群における負部分群の焦点距離．
ｆｗ ：広角端状態における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
【００２８】
上記条件式（３）は、第３レンズ群の構成を規定する条件式である。
上述のように第３レンズ群において、負部分群は、最も物体側に配置されており、軸外光束が該負部分群を光軸から離れずに通過することによって主に軸上収差の補正を担っている。このため、本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（３）の下限値を下回り、屈折力が大きくなるように上記負部分群の焦点距離が変化すると、正の球面収差を良好に補正することができず、高性能化を十分に図ることができなくなってしまう。
一方、本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（３）の上限値を上回り、屈折力が小さくなるように上記負部分群の焦点距離が変化すると、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。
【００２９】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、望遠端状態におけるレンズ全長を短縮するために、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）−０．８＜ｆｔ／ｆ３＜０．４
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離，
ｆｔ：望遠端状態における可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
【００３０】
本発明の可変焦点距離レンズ系において条件式（４）の上限値を上回ると、第３レンズ群の正の屈折力が大きくなる。このため、第３レンズ群から射出される軸外光束の射出角は、広角端状態における射出角に対して望遠端状態における射出角が大きく変動してしまう。尚、射出瞳位置は、（ｉ）軸外光束が光軸から離れるように像面に達する場合と、（ｉｉ）軸外光束が光軸と平行な状態で像面に達する場合と、（ｉｉｉ）軸外光束が光軸に近づくように像面に達する場合とに分かれる。（ｉ）と（ｉｉｉ）は、射出瞳位置が像面を基準に物体側に存在する場合と像側に存在する場合に対応する。射出瞳位置の変化として考えれば、（ｉｉ）の状態が無限遠となるため、３つの状態は不連続となってしまう。このため、像高を射出瞳位置で割った射出角を、レンズ位置状態の変化による射出瞳位置の変化の代わりに射出角の変化として捉えている。
一方、本発明の可変焦点距離レンズにおいて条件式（４）の下限値を下回ると、望遠端状態におけるレンズ全長が大きくなり過ぎてしまうため好ましくない。
【００３１】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、レンズ系を構成するレンズ群のうちの１つのレンズ群を光軸方向へ移動させることによって、良好な光学性能を得ることができる。特に、本発明の可変焦点距離レンズ系では、第２レンズ群を物体側から順に第１部分群と第２部分群との２つの部分群で構成し、該２つの部分群のうちのいずれか一方を移動させることによって、良好な光学性能を得ることができる。また、第３レンズ群を構成する負部分群と正部分群のうち、正部分群を光軸方向へ移動させることによって、無限遠状態から近距離状態にわたって良好な光学性能を得ることができる。
特に、第２レンズ群を物体側から順に第１部分群と第２部分群との２つの部分群で構成し、該２つの部分群のうちのいずれか一方を移動させることによって近距離合焦を行う場合、上記２つの部分群の両方が正の屈折力を有する構成とすることが望ましく、さらに開口絞りを第２レンズ群中または第２レンズ群近傍に配置することが望ましい。
また、近年のオートフォーカス機能の一般化に伴い、オートフォーカス動作の高速化が図られてきている。オートフォーカス動作の高速化を図る場合には、仕事量（＝重量×移動量）を減らすことが最適である。本発明の可変焦点距離レンズ系は、特にこの移動量を減らすことに着目している。
普通、第２レンズ群は広角端状態と望遠端状態との間に使用倍率が等倍となる位置を挟む場合が多く、仮にこの等倍となる位置を挟まないとしても等倍付近では近距離合焦時の移動量が多くなってしまう。
まず、近距離合焦時の移動量は以下のように算出できる。近距離合焦はフォーカス群による像位置を被写体位置にかかわらず一定に維持する動作であるため、フォーカス群に対する物点位置がδだけ移動する際のフォーカス群の移動量Δは、フォーカス群の横倍率をβｆとするとき、次式（ｅ）のように表わされる。
（ｅ）Δ＝｛βｆ２／（βｆ２−１）｝・δ
ここで、式（ｅ）においてｋ＝βｆ２／（βｆ２−１）とすると、以下のようになる。
１≦ｋ （βｆ２＞１）
０＞ｋ （βｆ２＜１）
このため、できるだけΔの絶対値を小さくするためには、βｆ２＞１の場合にｋをできるだけ１に近づける、つまり１／βｆを０に近づけること、あるいは、βｆ２＜１の場合にｋをできるだけ０に近づける、つまりβｆを０に近づけることが必要とされる。このことは具体的には、βｆ２＞１の場合、フォーカス群から射出される光束を平行光に近づけること、βｆ２＜１の場合、フォーカス群に入射する光束を平行光に近づけることを意味する。
本発明の可変焦点距離レンズ系では、第２レンズ群を２つの正部分群で構成することにより、物体側の部分群から射出される軸上光束が平行光束に近い状態、つまり上記１／βｆを０に近づける状態として物体側の正部分群をフォーカス群とする構成、または像側の部分群に入射する軸上光束が平行光束に近い状態、つまり上記βｆを０に近づける状態として像側の正部分群をフォーカス群とする構成としている。また、第２レンズ群中または第２レンズ群近傍に開口絞りを配置することにより、広角端状態において、各部分群を通過する軸外光束が光軸付近を通過するように構成することによって、近距離合焦時に発生する軸外収差の変動を抑えている。
【００３２】
本発明の可変焦点距離レンズ系は、非球面レンズを用いることによって、より高い光学性能を実現することができる。特に、第１レンズ群における負レンズ成分を非球面レンズとして構成することにより、広角端状態において発生する軸外収差をより良く補正することが可能である。また、第３レンズ群に非球面レンズを導入することにより、広角端状態において画面周縁部で発生するコマ収差を良好に補正することが可能である。さらに、好ましくは複数の非球面を１つの光学系に用いることでより高い光学性能を実現することができる。
【００３３】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、該レンズ系を構成するレンズ群のうちの１つのレンズ群全体、またはレンズ群中の一部のレンズを光軸に対して略垂直な方向にシフトさせることによって、像をシフトさせることが可能である。これにより、本発明の可変焦点距離レンズ系は、カメラのブレを検出するためのブレ検出系と、上記１つのレンズ群全体、またはレンズ群中の一部のレンズをシフトさせるための駆動系と、ブレ検出系で検出されたブレを補正するように駆動系を制御するための制御系と組み合わせることで、防振光学系として機能させることができる。
特に、第３レンズ群を構成する正部分群、あるいは第２レンズ群を構成する一部のレンズを移動させる際に、近距離合焦時にも諸収差の変動を少なくすることが可能であり、より被写体に近づいた撮影を行った際にも高い描写性を得ることができる。
また、本発明の可変焦点距離レンズ系は、該レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐため、ローパスフィルタを配置することや、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ことも可能である。
さらに、本発明の可変焦点距離レンズ系（変倍光学系）は、焦点距離状態が連続的に存在しない、いわゆるバリフォーカルズームレンズに適用することもできる。
【００３４】
以下、本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズ系を添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、非球面の形状は以下の非球面式で表される。尚、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは基準曲率（近軸曲率）、κは円錐定数、Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０は各々４，６，８，１０次の非球面係数とする。
【００３５】
【数１】
図１は、本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示す図であり、Ｗは広角端状態、Ｔは望遠端状態を示す。
本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されており、広角端状態から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との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大するように、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する。このとき第１レンズ群Ｇ１は、像側へ移動するか、または一旦像側へ移動した後に物体側へ移動する。さらに、後述の第１実施例では第３レンズ群Ｇ３が物体側へ移動し、第７実施例では第３レンズ群Ｇ３が一旦物体側へ移動した後に像側へ移動する。
【００３７】
（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。尚、図２および以下に示す各実施例のレンズ構成を示す図は、広角端状態を示している。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第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Ｌ１１で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズ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とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と、像側に凹面を向けた負レンズＬ３３と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３４とから構成されている。
【００３８】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中で最も物体側に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３４によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２２によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３における正部分群が物体側へ移動する。
【００３９】
以下の表１に、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
（全体諸元）において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角の最大値（単位：度）をそれぞれ示す。
（レンズデータ）において、面は物体側からのレンズ面の順序、間隔はレンズ面の間隔をそれぞれ示す。また、屈折率はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。さらに、曲率半径０．００００は平面を示し、Ｂｆはバックフォーカスを示す。
【００４０】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、間隔、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
尚、以下の全実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００４１】
【表１】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１５）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【００４３】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角をそれぞれ示す。また、Ｙは像高を示し、非点収差図及び歪曲収差図においてはその最大値を示す。
球面収差図において、ＦＮＯは最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、実線は球面収差、点線はサイン・コンディションをそれぞれ示す。
非点収差図において、実線はサジタル像面、点線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
コマ収差図は、像高Ｙ＝０．０，２．３５，３．２９，３．９９５，４．７０でのコマ収差をそれぞれ表している。
尚、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００４４】
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００４５】
（第２実施例）
図４は、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００４６】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中で最も物体側に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３における正部分群が物体側へ移動する。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００４７】
【表２】
第２レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
ｆ３ｎ＝−１０．０９７８
ｆ３ ＝−５２．２３２４
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝２．０１
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝０．３６
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．４０
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．５２
【００４８】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１８）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００４９】
（第３実施例）
図６は、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズＬとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００５０】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中で最も物体側に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３における正部分群が物体側へ移動する。
以下の表３に、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００５１】
【表３】
第２レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
ｆ３ｎ＝−１１．６８８７
ｆ３ ＝−８８．３７１１
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝２．４１
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝１．７０
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．６２
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．３１
【００５２】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１８）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００５３】
（第４実施例）
図８は、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、像側に凸面を向けたレンズＬ３２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００５４】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第２部分群が物体側へ移動する。
以下の表４に、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００５５】
【表４】
第２レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
ｆ３ｎ＝−１１．５１５１
ｆ３ ＝−１１７．４６２３
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝２．２２
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝０．９５
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．６０
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．２３
【００５６】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１７）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００５７】
（第５実施例）
図１０は、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３３とから構成されている。
【００５８】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１，Ｌ３２によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３３によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第２部分群が物体側へ移動する。
以下の表５に、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００５９】
【表５】
第２レンズ面と第１０レンズ面と第１６レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
ｆ３ｎ＝−９．１１９１
ｆ３ ＝−９５．９９３９
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝１．８４
（２）Ｄａｗ／ｆｗ ＝０．５５
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．２６
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．２８
【００６０】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１７）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６１】
（第６実施例）
図１２は、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３２とから構成されている。
【００６２】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３２によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第２部分群が物体側へ移動する。
以下の表６に、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００６３】
【表６】
第２レンズ面と第１０レンズ面と第１４レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
ｆ３ｎ＝−９．６４１９
ｆ３ ＝２２３８１．０９６５
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝１．８５
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝０．９９
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．３４
（４）ｆｔ／ｆ３＝０．００
【００６４】
図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１７）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６５】
（第７実施例）
図１４は、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３との接合レンズとから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ３２とから構成されている。
【００６６】
本実施例に係る可変焦点距離レンズ系において、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との間に配置されており、レンズ位置状態の変化に合わせて、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
また、第３レンズ群Ｇ３は、負部分群Ｇ３ｎが上記レンズＬ３１によって構成されており、正部分群Ｇ３ｐがレンズＬ３２によって構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、第１部分群が上記レンズＬ２１，Ｌ２２によって構成されており、第２部分群がレンズＬ２３によって構成されている。
また、本実施例に係る可変焦点距離レンズ系では、近距離合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２における第１部分群が物体側へ移動する。
以下の表７に、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系の諸元の値を掲げる。
【００６７】
【表７】
第２レンズ面と第１０レンズ面と第１４レンズ面とは非球面であり、それぞれの非球面係数を以下に示す。
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下に示す。
ｆ３ｎ＝−８．７５７９
ｆ３ ＝−４４９．２３４３
（１）ΣＤ／Ｙｍａｘ＝１．８５
（２）Ｄａｗ／ｆｗ＝１．０９
（３）｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＝１．２２
（４）ｆｔ／ｆ３＝−０．０６
【００６８】
図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
各諸収差図より本実施例に係る可変焦点距離レンズ系は、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、広角端状態において歪曲収差が少なく、レンズ位置状態にかかわらず高い光学性能を有する高変倍の可変焦点距離レンズ系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図４】本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図６】本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第３実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図８】本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第４実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図１０】本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第５実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図１２】本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第６実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【図１４】本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第７実施例に係る可変焦点距離レンズ系の広角端状態（ｆ＝７．２２）、中間焦点距離状態（ｆ＝１２．５１）、望遠端状態（ｆ＝２７．１１）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【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
Ｇ３ｎ 第３レンズ群における負部分群
Ｇ３ｐ 第３レンズ群における正部分群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
Claims (7)
- 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、
広角端状態から望遠端状態へ向かって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減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第３レンズ群も移動し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、正の屈折力を有する正部分群との２つの部分群を有し、
開口絞りは、前記第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されており、
以下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。
１．４＜ΣＤ／Ｙｍａｘ
ただし、
ΣＤ：前記第３レンズ群中の最も物体側の前記レンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離，
Ｙｍａｘ：最大像高． - 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、
広角端状態から望遠端状態へ向かって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減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第３レンズ群も移動し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１部分群と、当該第１部分群に対して空気間隔を隔てて配置されている正の屈折力を有する第２部分群とから構成されており、
近距離合焦時には、前記第１部分群と前記第２部分群のうちのいずれか一方を光軸方向へ移動させ、もう一方は光軸方向に対して固定であり、
開口絞りは、前記第２レンズ群中または前記第２レンズ群近傍に配置されていることを特徴とする可変焦点距離レンズ系。 - 請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、当該負部分群に対して空気間隔を隔てて配置されている正の屈折力を有する正部分群とから構成されており、
以下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。
１．４＜ΣＤ／Ｙｍａｘ
ただし、
ΣＤ：前記第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離，
Ｙｍａｘ：最大像高． - 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから構成されており、
広角端状態から望遠端状態へ向かって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減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第３レンズ群も移動し、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する負部分群と、正の屈折力を有する正部分群とから構成されており、
近距離合焦時には、前記正部分群が光軸方向へ移動し、前記負部分群は光軸方向に対して固定であり、
開口絞りは、前記第３レンズ群中の最も物体側のレンズ面よりも物体側に配置されており、
以下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。
１．４＜ΣＤ／Ｙｍａｘ
ただし、
ΣＤ：前記第３レンズ群中の最も物体側の前記レンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離，
Ｙｍａｘ：最大像高． - 請求項１、請求項３、請求項４のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ系において、
前記開口絞りは、前記第１レンズ群よりも像側に配置されており、
広角端状態から望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記開口絞りとの間隔が変化し、
以下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。
Ｄａｗ／ｆｗ＜２．４
ただし、
Ｄａｗ：広角端状態における前記開口絞りから前記第３レンズ群中の最も物体側の前記レンズ面までの距離，
ｆｗ ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離． - 請求項１、または請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ系において、
以下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。
０．８＜｜ｆ３ｎ｜／ｆｗ＜２．０
ただし、
ｆ３ｎ：前記第３レンズ群における前記負部分群の焦点距離． - 請求項１、または請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ系において、
以下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。
−０．８＜ｆｔ／ｆ３＜０．４
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離，
ｆｔ：望遠端状態における前記可変焦点距離レンズ系全体の焦点距離．
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-
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