JP3743362B2 - 可変焦点距離レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適した可変焦点距離レンズに関し、特に変倍比が６倍以上、広角端状態における画角が６０°以上で、優れた結像性能を有する可変焦点距離レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１１−５２２４６号公報等によって、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適した可変焦点距離レンズ（ズームレンズ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−５２２４６号公報に開示のズームレンズは、変倍比が３倍程度であるため、十分に高変倍化が図られたものではないという問題がある。
【０００４】
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、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適し、変倍比が６倍以上、広角端状態における画角が６０°以上で、優れた結像性能を有する可変焦点距離レンズを提供することを目的とする。
【０００５】
【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、
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、
正の屈折力を有する第５レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、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変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側方向に移動し、
以下の条件式（１）〜（５）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズを提供する。
（１） ４．５＜ ｆ１／ｆｗ ＜８．０
（２） ０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．８
（３） ２．３＜ ｆ３／ｆｗ ＜４．５
（４） ２．０＜ ｆ４／ｆｗ ＜５．２
（５） ０．２＜（Ｄ３４ｗ−Ｄ３４ｔ）／ｆｗ＜１．０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離，
ｆ１ ：前記第１レンズ群の焦点距離，
ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆ３ ：前記第３レンズ群の焦点距離，
ｆ４ ：前記第４レンズの焦点距離，
Ｄ３４ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔，
Ｄ３４ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔．
【０００６】
上記特開平１１−５２２４６号公報に開示のズームレンズは、物体側から順に負正正の３つのレンズ群を有する。これに対して本発明の可変焦点距離レンズは、負レンズ群の前（物体側）に正レンズ群を配置し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を増大させ、第３レンズ群と第４レンズ群を物体側方向に移動させる構成としている。この構成により、本発明の可変焦点距離レンズの高変倍化を達成している。
また、本発明の可変焦点距離レンズは、第２レンズ群よりも像面側に３つの正レンズ群（第３レンズ群、第４レンズ群、及び第５レンズ群）を配置し、それぞれの間隔を変化させる構成としている。この構成により、高変倍化に伴って増大する収差変動を良好に補正することができる。
【０００７】
次に、上記条件式（１）〜（５）について説明する。条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、軸上色収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群の働きが弱くなる。このため、高変倍化を達成することが困難となってしまう。
【０００８】
条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、コマ収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ群の焦点距離が長くなる。このため、第１レンズ群の有効径の大型化を招いてしまい好ましくない。
【０００９】
条件式（３）は、第３レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（３）の下限値を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、コマ収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、第３レンズ群の働きが弱くなる。このため、高変倍化を達成することが困難となってしまう。
【００１０】
条件式（４）は、第４レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（４）の下限値を下回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、非点収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第４レンズ群の働きが弱くなる。このため、変倍の際の諸収差の変動を良好に補正することが困難となってしまう。
【００１１】
条件式（５）は、変倍に伴う第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔の変化（変化量）の適切な範囲を示すものである。本発明の可変焦点距離レンズにおいて、第３レンズ群と第４レンズ群とには、それぞれ反対方向の収差を残存させている。そして、この互いの残存した収差を相殺させることによって収差の補正を行っている。また、変倍の際に第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔を変化させることによって像面湾曲収差の良好な補正を達成している。
条件式（５）の下限値を下回ると、第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔の変化が小さくなる。このため、像面湾曲収差の変動を十分に補正することが困難となってしまう、或いは各レンズ群（第３レンズ群と第４レンズ群）で発生する収差が大きくなり偏心公差の悪化を招くことになってしまう。一方、条件式（５）の上限値を上回ると、第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔の変化が過大となる。このため、可変焦点距離レンズ全長の大型化を招いてしまう。
【００１２】
本発明の好ましい態様では、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、
望遠端状態における前記第１レンズ群の位置が広角端状態における前記第１レンズ群の位置よりも物体側となるように前記第１レンズ群は移動し、
前記第５レンズ群は固定であり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（６） ０．４＜Ｍ１／ｆｗ＜３．０
但し、
Ｍ１：広角端状態から望遠端状態へ変倍する際の前記第１レンズ群の移動量，
ｆｗ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離．
【００１３】
本発明の可変焦点距離レンズは、上述のように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、望遠端状態における第１レンズ群の位置が広角端状態における第１レンズ群の位置よりも物体側となるように第１レンズ群が移動し、条件式（６）を満足するように構成することによって、小型化を図ることができる。
また本発明の可変焦点距離レンズは、上述のように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第５レンズ群が固定である構成にすることによって、簡素化を図ることができる。
【００１４】
条件式（６）は、広角端状態から望遠端状態へ変倍する際の第１レンズ群の移動量の適切な範囲を示すものである。条件式（６）の上限値を上回ると、変倍に伴う第１レンズ群の移動量が過大となる。このため、鏡筒の構造が複雑化してしまい好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を下回ると、変倍に伴う第１レンズ群の移動量が小さくなる。このため、第１レンズ群の有効径の大型化を招いてしまい好ましくない。
【００１５】
本発明の好ましい態様では、
前記第４レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（７） ０．２＜Ｎ４ｎ−Ｎ４ｐ
但し、
Ｎ４ｎ：前記第４レンズ群中の前記負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率，
Ｎ４ｐ：前記第４レンズ群中の前記正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率．
【００１６】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、球面収差、コマ収差、及び非点収差を良好に補正することができる。
条件式（７）は、第４レンズ群中の負レンズの屈折率と第４レンズ群中の正レンズの屈折率との差の適切な範囲を示すものである。条件式（７）の下限値を下回ると、球面収差、コマ収差、及び非点収差等の諸収差を良好に補正することが困難となってしまう。
【００１７】
本発明の好ましい態様では、
前記第５レンズ群を物体側方向に移動させることにより、遠距離から近距離へのフォーカシングを行い、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（８） ３．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．０
但し、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離，
ｆｗ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離．
【００１８】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、近距離撮影時の良好な光学性能を維持すること、及びフォーカシング機構の簡素化を図ることができる。
条件式（８）は、第５レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（８）の上限値を上回ると、最短の撮影距離を短縮することが困難となってしまう。一方、条件式（８）の下限値を下回ると、可変焦点距離レンズ全体の大型化を招いてしまい好ましくない。
【００１９】
本発明の好ましい態様では、
前記第５レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（９） １５．０＜ν５ｐ−ν５ｎ
但し、
ν５ｐ：前記第５レンズ群中の前記正レンズのアッベ数，
ν５ｎ：前記第５レンズ群中の前記負レンズのアッベ数．
【００２０】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、望遠端状態におけるフォーカシングに伴う軸上色収差の変動を良好に抑えることができる。
条件式（９）は、第５レンズ群中の正レンズのアッベ数と第５レンズ群中の負レンズのアッベ数との差の適切な範囲を示すものである。条件式（９）の下限値を下回ると、望遠端状態におけるフォーカシングに伴う軸上色収差の変動が増大してしまい好ましくない。
【００２１】
本発明の好ましい態様では、
前記第５レンズ群は、単一の正レンズからなり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（１０） ０．７＜（ｒＲ＋ｒＦ）／（ｒＲ−ｒＦ）＜２．０
但し、
ｒＦ：前記第５レンズ群中の前記単一の正レンズの物体側レンズ面の曲率半径，
ｒＲ：前記第５レンズ群中の前記単一の正レンズの像面側レンズ面の曲率半径．
【００２２】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、該可変焦点距離レンズを構成するレンズの枚数を減らすことができる。
条件式（１０）は、第５レンズ群中の単一の正レンズの曲率半径の適切な範囲を示すものである。条件式（１０）の上限値を上回る、又は条件式（１０）の下限値を下回ると、フォーカシングに伴う諸収差の変動が増大してしまい好ましくない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズについて説明する。図１乃至図５は、それぞれ本発明の実施例１乃至５に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。また、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーム軌跡を矢印で示す。
まず、全ての実施例に係る可変焦点距離レンズについて、共通なレンズ構成を説明する。
各実施例に係る可変焦点距離レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成される。また、第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳを有する。
そして、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との空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は物体側方向に移動する。
また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、望遠端状態における第２レンズ群Ｇ２の位置が広角端状態における第２レンズ群Ｇ２の位置よりも像面側となるように第２レンズ群Ｇ２は移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定である。
さらに、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第５レンズ群Ｇ５を物体側方向に移動させることにより、遠距離から近距離へのフォーカシングを行う。
また、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタＰ１と、カバーガラスＰ２とを有する。ローパスフィルタＰ１は、像面Ｉに配設されたＣＣＤ等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのフィルタである。またカバーガラスＰ２は、固体撮像素子を保護するガラスである。
【００２４】
次に、第１レンズ群Ｇ１について実施例毎に説明する。
実施例１乃至４に係る可変焦点距離レンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
実施例５に係る可変焦点距離レンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
【００２５】
次に、第２レンズ群Ｇ２について実施例毎に説明する。
実施例１，４，５に係る可変焦点距離レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４とからなる。
実施例２に係る可変焦点距離レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側のレンズ面が非球面である両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３とからなる。
実施例３に係る可変焦点距離レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。
【００２６】
次に、第３レンズ群Ｇ３について実施例毎に説明する。
実施例１乃至５に係る可変焦点距離レンズの第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３２と、両凹形状の負レンズＬ３３とからなる。
【００２７】
次に、第４レンズ群Ｇ４について実施例毎に説明する。
実施例１，４に係る可変焦点距離レンズの第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と両凸形状の正レンズＬ４２との接合レンズからなる。
実施例２に係る可変焦点距離レンズの第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ４１と、物体側のレンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４２とからなる。
実施例３，５に係る可変焦点距離レンズの第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と像面側のレンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４２との接合レンズからなる。
【００２８】
次に、第５レンズ群Ｇ５について実施例毎に説明する。
実施例１に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２との接合レンズからなる。
実施例２，３に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。
実施例４に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。さらに、この物体側のレンズ面は非球面である。
実施例５に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズＬ５１からなる。
【００２９】
尚、各実施例に係る可変焦点距離レンズおいて、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５中の任意のレンズ面を非球面、又は回折面としてもよい。
また、各実施例に係る可変焦点距離レンズおいて、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５中の任意のレンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）、又はプラスチックレンズとしてもよい。
また、上述のように各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第５レンズ群Ｇ５を移動させることによってフォーカシングを行う。しかしこれに限られず、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第１レンズ群Ｇ１を移動させる、第２レンズ群Ｇ２を移動させる、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を同時に移動させる、又は可変焦点距離レンズ全体を移動させることによってフォーカシングを行う構成とすることも可能である。
また、各実施例に係る可変焦点距離レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５のいずれかのレンズ群、又はレンズ群中の一部のレンズを光軸に対して垂直な方向に移動させることによって、手ブレ等に起因する像ブレを補正する構成とすることも可能である。
【００３０】
以下の表１乃至５に、実施例１乃至５に係る可変焦点距離レンズの諸元の値をそれぞれ掲げる。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２Ａは最大画角（単位：度）をそれぞれ示している。また［レンズデータ］において、第１カラム面番号は物体側からのレンズ面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面の間隔、第４カラムνはアッベ数をそれぞれ示している。また、第５カラムｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する媒質の屈折率を示し、空気の屈折率1.000000は省略してある。さらに［非球面データ］には、以下の式で非球面を表した場合の非球面係数を示している。
【００３１】
【数１】
Ｘ（ｙ）＝ｙ2／［ｒ・｛１＋（１−κ・ｙ2／ｒ2）1/2｝］＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10
【００３２】
但し、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離、ｒは近軸の曲率半径、κは円錐定数、Ｃiは第ｉ次の非球面係数をそれぞれ示す。
また［非球面データ］において、「E-n」は「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-5は1.234×10-5を示す。
［可変間隔データ］は、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態における焦点距離ｆ及び可変間隔の値と、近距離撮影時の各状態における撮影倍率β及び可変間隔の値をそれぞれ示す。尚、Ｒは物体から像面までの撮影距離を示す。
【００３３】
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ｒ、レンズ面の間隔ｄ、その他の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。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
以下の表６に、各実施例に係る可変焦点距離レンズの条件式（１）乃至（１０）の値をそれぞれ示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】
図６，８，１０，１２，及び１４はそれぞれ、実施例１，２，３，４，及び５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
図７，９，１１，１３，及び１５はそれぞれ、実施例１，２，３，４，及び５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【００４２】
全実施例の諸収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ａは半画角、Ｈ０は物体高を示し、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図ではその最大値を示し、コマ収差図では各半画角又は各物体高の値を示している。またｄ，ｇは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ），ｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）の収差曲線をそれぞれ示す。さらに非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。
【００４３】
各収差図から、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、広角端状態から望遠端状態にわたって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明らかである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適し、変倍比が６倍以上、広角端状態における画角が６０°以上で、優れた結像性能を有する可変焦点距離レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例３に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例４に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例５に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図８】本発明の実施例２に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図９】本発明の実施例２に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図１３】本発明の実施例４に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図１４】本発明の実施例５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図１５】本発明の実施例５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時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
Ｇ５ ・・・ 第５レンズ群
Ｓ ・・・ 開口絞り
Ｐ１ ・・・ ローパスフィルタ
Ｐ２ ・・・ カバーガラス
Ｉ ・・・ 像面
Ｗ ・・・ 広角端状態
Ｔ ・・・ 望遠端状態
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適した可変焦点距離レンズに関し、特に変倍比が６倍以上、広角端状態における画角が６０°以上で、優れた結像性能を有する可変焦点距離レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１１−５２２４６号公報等によって、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適した可変焦点距離レンズ（ズームレンズ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−５２２４６号公報に開示のズームレンズは、変倍比が３倍程度であるため、十分に高変倍化が図られたものではないという問題がある。
【０００４】
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、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適し、変倍比が６倍以上、広角端状態における画角が６０°以上で、優れた結像性能を有する可変焦点距離レンズを提供することを目的とする。
【０００５】
【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、
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、
正の屈折力を有する第５レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、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変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側方向に移動し、
以下の条件式（１）〜（５）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズを提供する。
（１） ４．５＜ ｆ１／ｆｗ ＜８．０
（２） ０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．８
（３） ２．３＜ ｆ３／ｆｗ ＜４．５
（４） ２．０＜ ｆ４／ｆｗ ＜５．２
（５） ０．２＜（Ｄ３４ｗ−Ｄ３４ｔ）／ｆｗ＜１．０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離，
ｆ１ ：前記第１レンズ群の焦点距離，
ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆ３ ：前記第３レンズ群の焦点距離，
ｆ４ ：前記第４レンズの焦点距離，
Ｄ３４ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔，
Ｄ３４ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔．
【０００６】
上記特開平１１−５２２４６号公報に開示のズームレンズは、物体側から順に負正正の３つのレンズ群を有する。これに対して本発明の可変焦点距離レンズは、負レンズ群の前（物体側）に正レンズ群を配置し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を増大させ、第３レンズ群と第４レンズ群を物体側方向に移動させる構成としている。この構成により、本発明の可変焦点距離レンズの高変倍化を達成している。
また、本発明の可変焦点距離レンズは、第２レンズ群よりも像面側に３つの正レンズ群（第３レンズ群、第４レンズ群、及び第５レンズ群）を配置し、それぞれの間隔を変化させる構成としている。この構成により、高変倍化に伴って増大する収差変動を良好に補正することができる。
【０００７】
次に、上記条件式（１）〜（５）について説明する。条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、軸上色収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群の働きが弱くなる。このため、高変倍化を達成することが困難となってしまう。
【０００８】
条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、コマ収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ群の焦点距離が長くなる。このため、第１レンズ群の有効径の大型化を招いてしまい好ましくない。
【０００９】
条件式（３）は、第３レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（３）の下限値を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、コマ収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、第３レンズ群の働きが弱くなる。このため、高変倍化を達成することが困難となってしまう。
【００１０】
条件式（４）は、第４レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（４）の下限値を下回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなる。このため、球面収差、非点収差等を十分に補正することが困難となってしまう。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第４レンズ群の働きが弱くなる。このため、変倍の際の諸収差の変動を良好に補正することが困難となってしまう。
【００１１】
条件式（５）は、変倍に伴う第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔の変化（変化量）の適切な範囲を示すものである。本発明の可変焦点距離レンズにおいて、第３レンズ群と第４レンズ群とには、それぞれ反対方向の収差を残存させている。そして、この互いの残存した収差を相殺させることによって収差の補正を行っている。また、変倍の際に第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔を変化させることによって像面湾曲収差の良好な補正を達成している。
条件式（５）の下限値を下回ると、第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔の変化が小さくなる。このため、像面湾曲収差の変動を十分に補正することが困難となってしまう、或いは各レンズ群（第３レンズ群と第４レンズ群）で発生する収差が大きくなり偏心公差の悪化を招くことになってしまう。一方、条件式（５）の上限値を上回ると、第３レンズ群と第４レンズ群との空気間隔の変化が過大となる。このため、可変焦点距離レンズ全長の大型化を招いてしまう。
【００１２】
本発明の好ましい態様では、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、
望遠端状態における前記第１レンズ群の位置が広角端状態における前記第１レンズ群の位置よりも物体側となるように前記第１レンズ群は移動し、
前記第５レンズ群は固定であり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（６） ０．４＜Ｍ１／ｆｗ＜３．０
但し、
Ｍ１：広角端状態から望遠端状態へ変倍する際の前記第１レンズ群の移動量，
ｆｗ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離．
【００１３】
本発明の可変焦点距離レンズは、上述のように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、望遠端状態における第１レンズ群の位置が広角端状態における第１レンズ群の位置よりも物体側となるように第１レンズ群が移動し、条件式（６）を満足するように構成することによって、小型化を図ることができる。
また本発明の可変焦点距離レンズは、上述のように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第５レンズ群が固定である構成にすることによって、簡素化を図ることができる。
【００１４】
条件式（６）は、広角端状態から望遠端状態へ変倍する際の第１レンズ群の移動量の適切な範囲を示すものである。条件式（６）の上限値を上回ると、変倍に伴う第１レンズ群の移動量が過大となる。このため、鏡筒の構造が複雑化してしまい好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を下回ると、変倍に伴う第１レンズ群の移動量が小さくなる。このため、第１レンズ群の有効径の大型化を招いてしまい好ましくない。
【００１５】
本発明の好ましい態様では、
前記第４レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（７） ０．２＜Ｎ４ｎ−Ｎ４ｐ
但し、
Ｎ４ｎ：前記第４レンズ群中の前記負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率，
Ｎ４ｐ：前記第４レンズ群中の前記正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率．
【００１６】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、球面収差、コマ収差、及び非点収差を良好に補正することができる。
条件式（７）は、第４レンズ群中の負レンズの屈折率と第４レンズ群中の正レンズの屈折率との差の適切な範囲を示すものである。条件式（７）の下限値を下回ると、球面収差、コマ収差、及び非点収差等の諸収差を良好に補正することが困難となってしまう。
【００１７】
本発明の好ましい態様では、
前記第５レンズ群を物体側方向に移動させることにより、遠距離から近距離へのフォーカシングを行い、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（８） ３．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．０
但し、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離，
ｆｗ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離．
【００１８】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、近距離撮影時の良好な光学性能を維持すること、及びフォーカシング機構の簡素化を図ることができる。
条件式（８）は、第５レンズ群の焦点距離の適切な範囲を示すものである。条件式（８）の上限値を上回ると、最短の撮影距離を短縮することが困難となってしまう。一方、条件式（８）の下限値を下回ると、可変焦点距離レンズ全体の大型化を招いてしまい好ましくない。
【００１９】
本発明の好ましい態様では、
前記第５レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（９） １５．０＜ν５ｐ−ν５ｎ
但し、
ν５ｐ：前記第５レンズ群中の前記正レンズのアッベ数，
ν５ｎ：前記第５レンズ群中の前記負レンズのアッベ数．
【００２０】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、望遠端状態におけるフォーカシングに伴う軸上色収差の変動を良好に抑えることができる。
条件式（９）は、第５レンズ群中の正レンズのアッベ数と第５レンズ群中の負レンズのアッベ数との差の適切な範囲を示すものである。条件式（９）の下限値を下回ると、望遠端状態におけるフォーカシングに伴う軸上色収差の変動が増大してしまい好ましくない。
【００２１】
本発明の好ましい態様では、
前記第５レンズ群は、単一の正レンズからなり、
以下の条件式を満足することが望ましい。
（１０） ０．７＜（ｒＲ＋ｒＦ）／（ｒＲ−ｒＦ）＜２．０
但し、
ｒＦ：前記第５レンズ群中の前記単一の正レンズの物体側レンズ面の曲率半径，
ｒＲ：前記第５レンズ群中の前記単一の正レンズの像面側レンズ面の曲率半径．
【００２２】
本発明の可変焦点距離レンズは、このような構成とすることによって、該可変焦点距離レンズを構成するレンズの枚数を減らすことができる。
条件式（１０）は、第５レンズ群中の単一の正レンズの曲率半径の適切な範囲を示すものである。条件式（１０）の上限値を上回る、又は条件式（１０）の下限値を下回ると、フォーカシングに伴う諸収差の変動が増大してしまい好ましくない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の各実施例に係る可変焦点距離レンズについて説明する。図１乃至図５は、それぞれ本発明の実施例１乃至５に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。また、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーム軌跡を矢印で示す。
まず、全ての実施例に係る可変焦点距離レンズについて、共通なレンズ構成を説明する。
各実施例に係る可変焦点距離レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成される。また、第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳを有する。
そして、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との空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は物体側方向に移動する。
また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、望遠端状態における第２レンズ群Ｇ２の位置が広角端状態における第２レンズ群Ｇ２の位置よりも像面側となるように第２レンズ群Ｇ２は移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定である。
さらに、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第５レンズ群Ｇ５を物体側方向に移動させることにより、遠距離から近距離へのフォーカシングを行う。
また、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタＰ１と、カバーガラスＰ２とを有する。ローパスフィルタＰ１は、像面Ｉに配設されたＣＣＤ等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのフィルタである。またカバーガラスＰ２は、固体撮像素子を保護するガラスである。
【００２４】
次に、第１レンズ群Ｇ１について実施例毎に説明する。
実施例１乃至４に係る可変焦点距離レンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
実施例５に係る可変焦点距離レンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
【００２５】
次に、第２レンズ群Ｇ２について実施例毎に説明する。
実施例１，４，５に係る可変焦点距離レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４とからなる。
実施例２に係る可変焦点距離レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側のレンズ面が非球面である両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３とからなる。
実施例３に係る可変焦点距離レンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。
【００２６】
次に、第３レンズ群Ｇ３について実施例毎に説明する。
実施例１乃至５に係る可変焦点距離レンズの第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３２と、両凹形状の負レンズＬ３３とからなる。
【００２７】
次に、第４レンズ群Ｇ４について実施例毎に説明する。
実施例１，４に係る可変焦点距離レンズの第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と両凸形状の正レンズＬ４２との接合レンズからなる。
実施例２に係る可変焦点距離レンズの第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ４１と、物体側のレンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４２とからなる。
実施例３，５に係る可変焦点距離レンズの第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と像面側のレンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４２との接合レンズからなる。
【００２８】
次に、第５レンズ群Ｇ５について実施例毎に説明する。
実施例１に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２との接合レンズからなる。
実施例２，３に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。
実施例４に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。さらに、この物体側のレンズ面は非球面である。
実施例５に係る可変焦点距離レンズの第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズＬ５１からなる。
【００２９】
尚、各実施例に係る可変焦点距離レンズおいて、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５中の任意のレンズ面を非球面、又は回折面としてもよい。
また、各実施例に係る可変焦点距離レンズおいて、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５中の任意のレンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）、又はプラスチックレンズとしてもよい。
また、上述のように各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第５レンズ群Ｇ５を移動させることによってフォーカシングを行う。しかしこれに限られず、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、第１レンズ群Ｇ１を移動させる、第２レンズ群Ｇ２を移動させる、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を同時に移動させる、又は可変焦点距離レンズ全体を移動させることによってフォーカシングを行う構成とすることも可能である。
また、各実施例に係る可変焦点距離レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５のいずれかのレンズ群、又はレンズ群中の一部のレンズを光軸に対して垂直な方向に移動させることによって、手ブレ等に起因する像ブレを補正する構成とすることも可能である。
【００３０】
以下の表１乃至５に、実施例１乃至５に係る可変焦点距離レンズの諸元の値をそれぞれ掲げる。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２Ａは最大画角（単位：度）をそれぞれ示している。また［レンズデータ］において、第１カラム面番号は物体側からのレンズ面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面の間隔、第４カラムνはアッベ数をそれぞれ示している。また、第５カラムｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する媒質の屈折率を示し、空気の屈折率1.000000は省略してある。さらに［非球面データ］には、以下の式で非球面を表した場合の非球面係数を示している。
【００３１】
【数１】
Ｘ（ｙ）＝ｙ2／［ｒ・｛１＋（１−κ・ｙ2／ｒ2）1/2｝］＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10
【００３２】
但し、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離、ｒは近軸の曲率半径、κは円錐定数、Ｃiは第ｉ次の非球面係数をそれぞれ示す。
また［非球面データ］において、「E-n」は「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-5は1.234×10-5を示す。
［可変間隔データ］は、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態における焦点距離ｆ及び可変間隔の値と、近距離撮影時の各状態における撮影倍率β及び可変間隔の値をそれぞれ示す。尚、Ｒは物体から像面までの撮影距離を示す。
【００３３】
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ｒ、レンズ面の間隔ｄ、その他の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。
【００３４】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
以下の表６に、各実施例に係る可変焦点距離レンズの条件式（１）乃至（１０）の値をそれぞれ示す。
【００４０】
【表６】
図６，８，１０，１２，及び１４はそれぞれ、実施例１，２，３，４，及び５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
図７，９，１１，１３，及び１５はそれぞれ、実施例１，２，３，４，及び５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【００４２】
全実施例の諸収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ａは半画角、Ｈ０は物体高を示し、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図ではその最大値を示し、コマ収差図では各半画角又は各物体高の値を示している。またｄ，ｇは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ），ｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）の収差曲線をそれぞれ示す。さらに非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。
【００４３】
各収差図から、各実施例に係る可変焦点距離レンズは、広角端状態から望遠端状態にわたって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明らかである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適し、変倍比が６倍以上、広角端状態における画角が６０°以上で、優れた結像性能を有する可変焦点距離レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例３に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例４に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例５に係る可変焦点距離レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図８】本発明の実施例２に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図９】本発明の実施例２に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図１３】本発明の実施例４に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時の諸収差を示す図である。
【図１４】本発明の実施例５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における無限遠撮影時の諸収差を示す図である。
【図１５】本発明の実施例５に係る可変焦点距離レンズの広角端状態（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端状態（ｃ）における近距離撮影時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
Ｇ５ ・・・ 第５レンズ群
Ｓ ・・・ 開口絞り
Ｐ１ ・・・ ローパスフィルタ
Ｐ２ ・・・ カバーガラス
Ｉ ・・・ 像面
Ｗ ・・・ 広角端状態
Ｔ ・・・ 望遠端状態
Claims (6)
- 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、
正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、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変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側方向に移動し、
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。
４．５＜ ｆ１／ｆｗ ＜８．０
０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．８
２．７０８≦ ｆ３／ｆｗ ＜４．５
２．０＜ ｆ４／ｆｗ ＜５．２
０．２＜（Ｄ３４ｗ−Ｄ３４ｔ）／ｆｗ＜１．０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記可変焦点距離レンズ全系の焦点距離，
ｆ１ ：前記第１レンズ群の焦点距離，
ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆ３ ：前記第３レンズ群の焦点距離，
ｆ４ ：前記第４レンズの焦点距離，
Ｄ３４ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔，
Ｄ３４ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔． - 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、
望遠端状態における前記第１レンズ群の位置が広角端状態における前記第１レンズ群の位置よりも物体側となるように前記第１レンズ群は移動し、
前記第５レンズ群は固定であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ。
０．４＜Ｍ１／ｆｗ＜３．０
但し、
Ｍ１：広角端状態から望遠端状態へ変倍する際の前記第１レンズ群の移動量． - 前記第４レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変焦点距離レンズ。
０．２＜Ｎ４ｎ−Ｎ４ｐ
但し、
Ｎ４ｎ：前記第４レンズ群中の前記負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率，
Ｎ４ｐ：前記第４レンズ群中の前記正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率． - 前記第５レンズ群を物体側方向に移動させることにより、遠距離から近距離へのフォーカシングを行い、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
３．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．０
但し、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離． - 前記第５レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
１５．０＜ν５ｐ−ν５ｎ
但し、
ν５ｐ：前記第５レンズ群中の前記正レンズのアッベ数，
ν５ｎ：前記第５レンズ群中の前記負レンズのアッベ数． - 前記第５レンズ群は、単一の正レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
０．７＜（ｒＲ＋ｒＦ）／（ｒＲ−ｒＦ）＜２．０
但し、
ｒＦ：前記第５レンズ群中の前記単一の正レンズの物体側レンズ面の曲率半径，
ｒＲ：前記第５レンズ群中の前記単一の正レンズの像面側レンズ面の曲率半径．
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