JPH09146001A - 変倍光学系 - Google Patents

変倍光学系

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JPH09146001A
JPH09146001A JP7329865A JP32986595A JPH09146001A JP H09146001 A JPH09146001 A JP H09146001A JP 7329865 A JP7329865 A JP 7329865A JP 32986595 A JP32986595 A JP 32986595A JP H09146001 A JPH09146001 A JP H09146001A
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JP
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lens
lens group
positive
negative
optical system
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JP7329865A
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Inventor
Motoyuki Otake
基之 大竹
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Original Assignee
Nikon Corp
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    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変倍に伴うレンズ全長の変化の小さい変倍光
学系。 【解決手段】 物体側より順に、第１レンズ成分Ｌ１
と、第２レンズ成分Ｌ２と、第３レンズ成分Ｌ３と、第
４レンズ成分Ｌ４とを備え、第１レンズ成分Ｌ１と第２
レンズ成分Ｌ２との第１空気間隔、第２レンズ成分Ｌ２
と第３レンズ成分Ｌ３との第２空気間隔、および第３レ
ンズ成分Ｌ３と第４レンズ成分Ｌ４との第３空気間隔の
うち、少なくとも２つの空気間隔は変倍に際して変化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は変倍光学系に関し、
特にレンズシャッター式のカメラに好適な小型の変倍光
学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のレンズシャッター式のカメラに用
いられる撮影レンズにおいては、ズームレンズが主流と
なりつつある。
【０００３】レンズシャッター式のカメラでは、バック
フォーカスに制約がない。このため、最も像側に負レン
ズ群を配置し、広角端でのバックフォーカスを短くし、
望遠端でのバックフォーカスが大きくなるように構成し
ている。こうして、変倍時において負レンズ群を通過す
る軸外光束の高さの変化を大きくして、レンズ径の小型
化を図るとともに、変倍時に発生する軸外収差の変動を
抑えている。
【０００４】また、レンズシャッター式カメラでは、カ
メラ本体の小型化を図るために、沈胴式と呼ばれる格納
方法を用いている。沈胴式の格納方法によれば、各レン
ズ群同士の変倍時に可変の空気間隔が変倍中においてそ
れぞれ最小となるようにして格納する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
レンズシャッター式のカメラに用いられる撮影レンズ
（ズームレンズ）では、最も像側に負レンズ群を配置
し、負レンズ群よりも物体側に配置されたレンズ群全体
による像を負レンズ群により拡大している。特に、負レ
ンズ群の使用倍率は変倍範囲全体で常に１より大きく、
広角端から望遠端への変倍時に負レンズ群の使用倍率が
正に大きくなるので、広角端から望遠端への変倍時にレ
ンズ全長の変化が大きかった。
【０００６】また、沈胴式のカメラでは、撮影レンズの
レンズ全長の短縮化よりも、沈胴時のレンズ全厚（最も
物体側の面から最も像側の面までの光軸に沿った長さ）
を小さくすることがカメラ本体の厚みの低減につなが
る。ところで、前述のように、レンズシャッター式のカ
メラでは、沈胴式を採用している。したがって、広角端
から望遠端への変倍に伴うレンズ全長の変化が大きい
と、鏡筒の長さの変化も大きくなり、レンズ全厚を小さ
くしてもカメラ本体の厚みを低減することが難しかっ
た。
【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、変倍に伴うレンズ全長の変化の小さい変倍光
学系を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明においては、物体側より順に、第
１レンズ成分Ｌ１と、第２レンズ成分Ｌ２と、第３レン
ズ成分Ｌ３と、第４レンズ成分Ｌ４とを備え、前記第１
レンズ成分Ｌ１と前記第２レンズ成分Ｌ２との第１空気
間隔、前記第２レンズ成分Ｌ２と前記第３レンズ成分Ｌ
３との第２空気間隔、および前記第３レンズ成分Ｌ３と
前記第４レンズ成分Ｌ４との第３空気間隔のうち、少な
くとも２つの空気間隔は変倍に際して変化することを特
徴とする変倍光学系を提供する。
【０００９】第１発明の好ましい態様によれば、前記第
１レンズ成分Ｌ１は負の屈折力を有し、前記第２レンズ
成分Ｌ２は正の屈折力を有し、前記第３レンズ成分Ｌ３
は正の屈折力を有し、前記第４レンズ成分Ｌ４は負の屈
折力を有し、前記第３レンズ成分Ｌ３と前記第４レンズ
成分Ｌ４とは、変倍に際して一体的に移動する。
【００１０】本発明の第２発明においては、最も像側に
配置された正レンズ群を備え、前記正レンズ群は、正屈
折力の正部分レンズ群と、該正部分レンズ群の像側に配
置された負屈折力の負部分レンズ群とを有し、広角端に
おける前記正レンズ群の使用倍率βａは、 −１．５＜βａ＜０．５ の条件を満足することを特徴とする変倍光学系を提供す
る。
【００１１】第２発明の好ましい態様によれば、前記正
部分レンズ群は１枚の正レンズＬ３からなり、前記負部
分レンズ群は１枚の負レンズＬ４からなる。この場合、
最も物体側に配置された負レンズ群をさらに備え、前記
正レンズＬ３の屈折力をφｂとし、前記負レンズＬ４の
屈折力をφｃとしたとき、 １．１＜φｂ／｜φｃ｜＜１．９ の条件を満足することが好ましい。
【００１２】本発明の第３発明においては、最も像側に
配置された正レンズ群を備え、前記正レンズ群は、正屈
折力の正部分レンズ群と、該正部分レンズ群の像側に配
置された負屈折力の負部分レンズ群とを有し、前記正部
分レンズ群は１枚の正レンズＬ３からなり、前記負部分
レンズ群は１枚の負レンズＬ４からなることを特徴とす
る変倍光学系を提供する。
【００１３】第３発明の好ましい態様によれば、最も物
体側に配置された負レンズ群をさらに備え、前記正レン
ズＬ３の屈折力をφｂとし、前記負レンズＬ４の屈折力
をφｃとしたとき、 １．１＜φｂ／｜φｃ｜＜１．９ の条件を満足する。
【００１４】本発明の第４発明においては、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、正の屈折力を有する
第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第３レンズ群Ｇ３は、
正屈折力の正部分レンズ群と、該正部分レンズ群の像側
に配置された負屈折力の負部分レンズ群とを有し、前記
正部分レンズ群と前記負部分レンズ群との軸上空気間隔
をＤPNとし、前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３と
したとき、 ０．０３＜ＤPN／ｆ３＜０．２５ の条件を満足することを特徴とする変倍光学系を提供す
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明による変倍光学系の
構成の特徴について説明する。前述のように、最も像側
に負レンズ群を配置した場合、広角端（最短焦点距離状
態）と望遠端（最長焦点距離状態）とではレンズ全長の
変化が大きい。逆に、最も像側に正レンズ群を配置した
場合、ＳＬＲカメラ等に用いられる正負正正タイプのよ
うに、変倍によるレンズ全長の変化は小さい。しかしな
がら、バックフォーカスが大きくなり、その結果レンズ
全長が大きくなる。
【００１６】本発明では、最も像側に正レンズ群を配置
するとともに、その正レンズ群を正部分レンズ群とその
像側に配置された負部分レンズ群とで構成している。こ
の構成により、バックフォーカスを短くして、レンズ全
長の短縮化と変倍によるレンズ全長の変化の低減との両
立を可能にしている。
【００１７】レンズシャッター式のカメラでは、小型化
や軽量化が市場から要求されている。したがって、レン
ズシャッター式のカメラに用いられるレンズ系にも、小
型化や軽量化が要求されている。レンズ系の軽量化を図
る上で、レンズ構成枚数の低減が重要な課題である。ま
た、レンズ系を構成する可動レンズ群の数が増えると、
レンズ位置の制御が難しくなり、鏡筒構造の複雑化を招
く。その結果、軽量化を図ることができなくなるので、
可動レンズ群の数を極端に増やすことはできない。
【００１８】収差補正上、像面湾曲を補正するための１
つの目安として、ペッツバール和が知られている。ペッ
ツバール和は、各レンズ面の屈折力を屈折率で除した値
の総和である。ペッツバール和が正に大きいほど負の像
面湾曲が、ペッツバール和が負に大きいほど正の像面湾
曲が発生する傾向を示す。また、ペッツバール和は、ズ
ームレンズを構成するレンズ群の屈折力配置を決定する
ための目安の１つである。各レンズ群の屈折力の総和が
０から極端に離れてしまうと、像面湾曲の補正が難しく
なってしまう。
【００１９】また、各レンズ群の屈折力が強まると、１
つのレンズ群を構成するのに必要なレンズ枚数が多くな
ってしまう。従って、本発明においては、レンズ系の最
も像側に配置された正レンズ群よりも物体側に、正レン
ズ群と負レンズ群とを１つずつ配置している。
【００２０】広角端の焦点距離が大きい場合には、物体
側に正レンズ群を像側に負レンズ群を配置し、広角端よ
りも望遠端において正レンズ群と負レンズ群との間隔を
広げることによって、レンズ全長の短縮化を図ることが
できる。逆に、広角端の焦点距離が小さい場合には、物
体側に負レンズ群を像側に正レンズ群を配置し、広角端
よりも望遠端において正レンズ群と負レンズ群との間隔
を狭めることによって、広角端において各レンズ群を通
過する軸外光束を光軸に近づけてレンズ径の小型化を図
ることができる。
【００２１】さらに、絞りはレンズ系の中央付近に配置
することが望ましい。すなわち、最も物体側に配置され
たレンズよりも像側で且つ最も像側に配置されたレンズ
よりも物体側に、絞りを配置することが望ましい。特
に、従来のレンズシャッター式カメラに用いられる変倍
光学系では、絞りとシャッターとが兼用されている。し
たがって、シャッター機構はレンズ系中に配置され、変
倍時に可動のレンズ群と一体的に移動する。
【００２２】本発明では、変倍時にレンズ全長があまり
変化しないので、レンズ系の焦点距離の変化に際してシ
ャッター機構を固定することも可能であり、鏡筒構造の
簡略化を図ることも可能である。そして、絞りを一部の
レンズ群と一体的に移動させることや、レンズ系の焦点
距離の変化に際してシャッター機構に合わせて一部のレ
ンズ群を固定することも可能である。
【００２３】以上のように、本発明においては、物体側
より順に、第１レンズ群、第２レンズ群、および第３レ
ンズ群の３つのレンズ群を備えている。第１レンズ群と
第２レンズ群とは屈折力の符号が互いの異なるように構
成され、第３レンズ群は正屈折力を有する。そして、レ
ンズ系全体の焦点距離の変化（変倍）に際して、互いに
隣り合うレンズ群同士により形成される空気間隔が変化
するように、少なくとも２つのレンズ群を移動させるこ
とにより、各レンズ群の屈折力を弱めることができる。
その結果、各レンズ群を構成するレンズ枚数の低減を可
能とし、軽量化を達成することができる。
【００２４】本発明においては、各レンズ群の屈折力を
弱めるように構成しており、レンズ構成枚数の低減を図
ることができる。すなわち、第１レンズ群および第２レ
ンズ群を、それぞれ１枚のレンズで構成することができ
る。特に、非球面を導入することにより、大口径化や高
性能化を図ることや、高屈折率ガラスを用いることによ
りさらに広角化を図ることもできる。また、本発明にお
いては、より軽量化を図るために、レンズ系を構成する
一部のレンズをプラスチックレンズで構成することも可
能である。
【００２５】プラスチック材料は、ガラス材料に比べて
軽量であるばかりでなく、低い温度での成型が可能で、
加工性においても優れている。このため、一部のレンズ
をプラスチックレンズで構成することが好ましいが、そ
の反面プラスチック材料は温度や湿度等の環境変化によ
り屈折率等の変化を受けやすい。従って、本発明におい
ては、複数のプラスチックレンズを配置し、各プラスチ
ックレンズの屈折力の総和を０に近づけることによっ
て、環境変化による性能の変化が起こり難いようにして
いる。本発明の好ましい実施形態によれば、プラスチッ
クレンズに非球面を導入することにより、軽量化と高性
能化とを同時に達成することも容易に可能である。
【００２６】なお、前述のように、物体側に配置された
正部分レンズ群とその像側に配置された負部分レンズ群
とで第３レンズ群を構成し、各部分レンズ群を少なくと
も１枚のレンズで、第３レンズ群を２枚以上のレンズで
構成することが望ましい。特に、正部分レンズ群と負部
分レンズ群との空気間隔を適切な値に設定することによ
って、小型化および軽量化を図ることができる。本発明
においては、望遠端におけるレンズ全長の短縮化を図
り、広角端における軸外収差を良好に補正するために、
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群を像
側へ移動させることが好ましい。また、鏡筒構造の簡略
化を図るには、第１レンズ群を変倍時に光軸方向に固定
することが望ましい。
【００２７】以下、本発明の各条件式を説明する。本発
明では、最も像側に配置された正レンズ群の広角端にお
ける使用倍率βａが、以下の条件式（１）を満足する。 −１．５＜βａ＜０．５ （１）
【００２８】条件式（１）の上限値を上回った場合、正
レンズ群よりも物体側に配置されたレンズ群全体の合成
屈折力が正に強まるので、レンズ全長の短縮化につなが
る。しかしながら、正レンズ群の屈折力が極端に正に
弱まってしまうか、あるいはバックフォーカスが極端
に短くなってしまう。の正レンズ群の屈折力が極端に
正に弱まってしまう場合、正レンズ群が変倍にほとんど
寄与しなくなり、レンズ系の簡易構成化が困難となって
しまう。
【００２９】また、のバックフォーカスが極端に短く
なってしまう場合、正レンズ群を通過する軸外光束が光
軸から極端に離れてしまうため、レンズ径の小型化を図
ることができなくなってしまう。逆に、条件式（１）の
下限値を下回った場合、バックフォーカスが大きくなり
すぎて、レンズ全長が極端に大きくなってしまう。
【００３０】また、本発明においては、最も像側に配置
された正レンズ群が正部分レンズ群（正レンズＬ３）と
その像側に配置された負部分レンズ群（負レンズＬ４）
とを有し、次の条件式（２）を満足することが望まし
い。 １．１＜φｂ／｜φｃ｜＜１．９ （２） ここで、 φｂ：正部分レンズ群（正レンズＬ３）の屈折力 φｃ：負部分レンズ群（負レンズＬ４）の屈折力
【００３１】条件式（２）は、レンズ系の最も像側に配
置された正レンズ群を構成する正部分レンズ群の屈折力
と負部分レンズ群の屈折力との比を規定する条件式であ
る。条件式（２）の上限値を上回った場合、正部分レン
ズ群による収斂作用が強くなり、正部分レンズ群におい
て発生する負の球面収差を良好に補正することができな
くなってしまう。逆に、条件式（２）の下限値を下回っ
た場合、負部分レンズ群による発散作用が強まる。その
結果、負部分レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づ
いて、軸上収差と軸外収差とを同時に補正することが困
難となり、画角によるコマ収差の変動が発生してしま
う。
【００３２】また、本発明においては、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、正の屈折力を有する第
３レンズ群Ｇ３とを備え、第３レンズ群Ｇ３が正部分レ
ンズ群とその像側に配置された負部分レンズ群とを有
し、以下の条件式（３）を満足する。 ０．０３＜ＤPN／ｆ３＜０．２５ （３）
【００３３】ここで、 ＤPN：正部分レンズ群と負部分レンズ群との軸上空気間
隔 ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
【００３４】条件式（３）は、レンズ系の最も像側に配
置された正レンズ群Ｇ３を構成する正部分レンズ群と負
部分レンズ群との軸上空気間隔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、負部分レン
ズ群を通過する軸外光束が光軸から離れる。その結果、
所定の周辺光量を確保するには、負部分レンズ群のレン
ズ径が大きくなりすぎてしまう。一方、条件式（３）の
下限値を下回った場合、正部分レンズ群の屈折力および
負部分レンズ群の屈折力がそれぞれ強まるので、相互偏
心による性能劣化が著しくなり、製造が困難となる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の各実施例にかかる変倍
光学系の屈折力配分および広角端（Ｗ）から望遠端
（Ｔ）への変倍時における各レンズ群の移動の様子を示
す図である。図１に示すように、本発明の各実施例にか
かる変倍光学系は、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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備
えている。そして、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔
は減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空
気間隔は増大するように、少なくとも第３レンズ群Ｇ３
が物体側に移動する。
【００３６】各実施例において、非球面は、光軸に垂直
な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量
（サグ量）をＳ（ｙ）、基準の曲率半径をＲ、円錐係数
をκ、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式
（ａ）で表される。
【数１】 Ｓ（ｙ）＝（ｙ2 ／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2 ／Ｒ2 ）1/2 〕 ＋Ｃ4 ・ｙ4 ＋Ｃ6 ・ｙ6 ＋Ｃ8 ・ｙ8 ＋Ｃ10・ｙ10＋・・・ （ａ） 各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付
している。
【００３７】〔実施例１〕図２は、本発明の第１実施例
にかかる変倍光学系のレンズ構成を示す図である。図２
の変倍光学系は、物体側から順に、両凹レンズＬ１から
なる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズＬ２からなる第２レンズ群Ｇ２と、両凸レ
ンズＬ３および両凹レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ
３とから構成されている。このように、第３レンズ群Ｇ
３は、正部分レンズ群として両凸レンズＬ３を、負部分
レンズ群として両凹レンズＬ４を有する。
【００３８】また、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、広角端から望遠端
への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動す
る。図２は、広角端における各レンズ群の位置関係を示
している。そして、望遠端への変倍時には、第１レンズ
群Ｇ１は移動することなく固定され、第２レンズ群Ｇ２
は像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動す
る。
【００３９】次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元
の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進
行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈
折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。
【００４０】
【表１】 ｆ＝ 38.934 〜 50.399 〜 61.109 ＦNO＝ 7.5 〜 8.6 〜 9.6 ２ω＝ 60.82〜 46.40〜 38.93° 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 -112.6286 1.512 49.61 1.77250 2 31.0834 (d2= 可変) 3* 23.3061 2.772 57.57 1.49108 （アクリル） 4 50.2256 (d4= 可変) 5 ∞ 1.260 (開口絞りＳ) 6 14.0516 2.772 63.38 1.61800 7 -162.6560 6.678 8* -101.6122 1.638 30.24 1.58518 （ポリカーボネイト） 9 26.8793 (Bf) （非球面データ） （３面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -1.16658×10-5 Ｃ6 = 5.26325 ×10-9 Ｃ8 = -4.50842×10-11 Ｃ10=-1.14219 ×10-12 （８面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -1.61040×10-4 Ｃ6 = 1.18909 ×10-6 Ｃ8 = -1.06506×10-7 Ｃ10= 1.56337 ×10-9 （変倍における可変間隔） ｆ 38.934 50.399 61.109 d2 6.557 5.346 5.493 d4 15.112 7.807 1.606 Bf 40.071 47.375 53.576 （条件対応値） １／φｂ＝+21.055 １／φｃ＝-36.154 ｆ３ ＝+31.486 （１）βａ ＝−０．７１１〜−１．１３９ （２）φｂ／｜φｃ｜＝ １．７１７ （３）ＤPN／ｆ３ ＝ ０．２１２
【００４１】図３乃至図５は、実施例１のｄ線（λ＝５
８７．６ｎｍ）に対する諸収差図である。図３は広角端
（最短焦点距離状態）における無限遠合焦状態での諸収
差図であり、図４は中間焦点距離状態における無限遠合
焦状態での諸収差図であり、図５は望遠端（最長焦点距
離状態）における無限遠合焦状態での諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、
Ａは各像高に対する半画角をそれぞれ示している。ま
た、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像
面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さ
らに、球面収差を示す収差図において、破線はサインコ
ンディション（正弦条件）を示している。各収差図から
明らかなように、本実施例では、各焦点距離状態におい
て諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４２】〔実施例２〕図６は、本発明の第２実施例
にかかる変倍光学系のレンズ構成を示す図である。図６
の変倍光学系は、物体側から順に、両凹レンズＬ１から
なる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズＬ２からなる第２
レンズ群Ｇ２と、両凸レンズＬ３および両凹レンズＬ４
からなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。この
ように、第３レンズ群Ｇ３は、正部分レンズ群として両
凸レンズＬ３を、負部分レンズ群として両凹レンズＬ４
を有する。
【００４３】また、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、広角端から望遠端
への変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動す
る。図６は、広角端における各レンズ群の位置関係を示
している。そして、望遠端への変倍時には、第１レンズ
群Ｇ１は像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は移動するこ
となく固定され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動す
る。
【００４４】次の表（２）に、本発明の実施例２の諸元
の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進
行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈
折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。
【００４５】
【表２】 ｆ＝ 38.934 〜 50.400 〜 61.109 ＦNO＝ 7.1 〜 8.3 〜 9.6 ２ω＝ 60.82〜46.04 〜38.02 ° 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 -38.8420 1.512 40.73 1.80610 2 81.2232 (d2= 可変) 3* 44.3813 2.520 57.57 1.49108 （アクリル） 4 -44.1559 1.260 5 ∞ (d5= 可変) (開口絞りＳ) 6 14.8357 5.040 70.45 1.48749 7 -88.5921 5.880 8* -205.7817 1.638 30.24 1.58518 （ポリカーボネイト） 9 21.4132 (Bf) （非球面データ） （３面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -2.56342×10-5 Ｃ6 = 2.81287 ×10-6 Ｃ8 = -1.57830×10-7 Ｃ10= 3.09176 ×10-9 （８面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -8.42142×10-5 Ｃ6 = -5.45375×10-7 Ｃ8 = 1.14280×10-10 Ｃ10= -9.56773×10-12 （変倍における可変間隔） ｆ 38.934 50.400 61.109 d2 11.269 6.921 4.753 d5 14.925 6.792 0.126 Bf 34.328 42.460 49.126 （条件対応値） １／φｂ＝+16.711 １／φｃ＝-28.694 ｆ３ ＝+53.627 （１）βａ ＝−０．０１０〜−０．２８６ （２）φｂ／｜φｃ｜＝ １．７１７ （３）ＤPN／ｆ３ ＝ ０．１１０
【００４６】図７乃至図９は、実施例２のｄ線（λ＝５
８７．６ｎｍ）に対する諸収差図である。図７は広角端
における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図８は中
間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図で
あり、図９は望遠端における無限遠合焦状態での諸収差
図である。各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙ
は像高を、Ａは各像高に対する半画角をそれぞれ示して
いる。また、非点収差を示す収差図において、実線はサ
ジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示して
いる。さらに、球面収差を示す収差図において、破線は
サインコンディション（正弦条件）を示している。各収
差図から明らかなように、本実施例では、各焦点距離状
態において諸収差が良好に補正されていることがわか
る。
【００４７】〔実施例３〕図１０は、本発明の第３実施
例にかかる変倍光学系のレンズ構成を示す図である。図
１０の変倍光学系は、物体側から順に、両凹レンズＬ１
からなる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズＬ２からなる
第２レンズ群Ｇ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズＬ３および物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されて
いる。このように、第３レンズ群Ｇ３は、正部分レンズ
群として正メニスカスレンズＬ３を、負部分レンズ群と
して負メニスカスレンズＬ４を有する。
【００４８】また、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、広角端から望遠端
への変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動す
る。図１０は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示している。そして、望遠端への変倍時には、第１レン
ズ群Ｇ１は像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は移動する
ことなく固定され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動す
る。
【００４９】次の表（３）に、本発明の実施例３の諸元
の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進
行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈
折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。
【００５０】
【表３】 ｆ＝ 32.082 〜 41.504 〜 49.038 ＦNO＝ 7.7 〜 8.6 〜 9.5 ２ω＝ 70.81〜 54.73〜 46.84° 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 -52.3461 1.512 56.93 1.62280 2 43.0960 (d2= 可変) 3 34.0673 2.520 63.38 1.61800 4 -95.4071 1.260 5 ∞ (d5= 可変) (開口絞りＳ) 6 14.5452 5.040 70.45 1.48749 7 95.3090 3.390 8* 35.8118 1.630 30.24 1.58518 （ポリカーボネイト） 9 14.9871 (Bf) （非球面データ） （８面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -8.54639×10-5 Ｃ6 = 4.11519×10-7 Ｃ8 = -9.25743×10-9 Ｃ10= 4.73695×10-11 （変倍における可変間隔） ｆ 32.082 41.504 49.038 d2 20.397 12.307 8.428 d5 17.101 8.657 2.785 Bf 28.991 37.407 43.256 （条件対応値） １／φｂ＝+34.505 １／φｃ＝-45.360 ｆ３ ＝+78.282 （１）βａ ＝０．３７５〜０．１９２ （２）φｂ／｜φｃ｜＝１．３１５ （３）ＤPN／ｆ３ ＝０．０４３
【００５１】図１１乃至図１３は、実施例３のｄ線（λ
＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図である。図１１は
広角端における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図
１２は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸
収差図であり、図１３は望遠端における無限遠合焦状態
での諸収差図である。各収差図において、ＦNOはＦナン
バーを、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角をそれ
ぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル
像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図にお
いて、破線はサインコンディション（正弦条件）を示し
ている。各収差図から明らかなように、本実施例では、
各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されている
ことがわかる。
【００５２】〔実施例４〕図１４は、本発明の第４実施
例にかかる変倍光学系のレンズ構成を示す図である。図
１４の変倍光学系は、物体側から順に、両凹レンズＬ１
からなる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズＬ２からなる
第２レンズ群Ｇ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズＬ３および物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されて
いる。このように、第３レンズ群Ｇ３は、正部分レンズ
群として正メニスカスレンズＬ３を、負部分レンズ群と
して負メニスカスレンズＬ４を有する。
【００５３】また、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、広角端から望遠端
への変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動す
る。図１４は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示している。そして、望遠端への変倍時には、第１レン
ズ群Ｇ１は像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は移動する
ことなく固定され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動す
る。
【００５４】次の表（４）に、本発明の実施例４の諸元
の値を掲げる。表（４）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進
行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈
折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。
【００５５】
【表４】 ｆ＝ 31.968 〜 41.358 〜 48.866 ＦNO＝ 7.7 〜 8.6 〜 9.5 ２ω＝ 70.81〜 54.73〜 46.84° 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 -68.4915 1.507 63.38 1.61800 2 37.3001 (d2= 可変) 3* 31.3519 2.512 57.57 1.49108 （アクリル） 4 -112.6607 1.256 5 ∞ (d5= 可変) (開口絞りＳ) 6 13.9286 5.023 70.41 1.48749 7 94.9568 4.735 8* 43.4515 1.633 30.24 1.58518 （ポリカーボネイト） 9 17.2904 (Bf) （非球面データ） （３面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -4.35909×10-5 Ｃ6 = 7.80273×10-6 Ｃ8 = -5.37476×10-7 Ｃ10= 1.26136×10-8 （８面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -1.05993×10-4 Ｃ6 = 2.31902×10-7 Ｃ8 = -1.16653×10-9 Ｃ10= 5.84360×10-11 （変倍における可変間隔） ｆ 31.970 41.358 48.866 d2 20.942 13.107 9.391 d5 12.637 5.693 0.708 Bf 31.318 38.236 43.200 （条件対応値） １／φｂ＝+32.817 １／φｃ＝-50.233 ｆ３ ＝+59.340 （１）βａ ＝０．１６８〜−０．０３２ （２）φｂ／｜φｃ｜＝１．５３１ （３）ＤPN／ｆ３ ＝０．０８０
【００５６】図１５乃至図１７は、実施例４のｄ線（λ
＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図である。図１５は
広角端における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図
１６は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸
収差図であり、図１７は望遠端における無限遠合焦状態
での諸収差図である。各収差図において、ＦNOはＦナン
バーを、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角をそれ
ぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル
像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図にお
いて、破線はサインコンディション（正弦条件）を示し
ている。各収差図から明らかなように、本実施例では、
各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されている
ことがわかる。
【００５７】〔実施例５〕図１８は、本発明の第５実施
例にかかる変倍光学系のレンズ構成を示す図である。図
１８の変倍光学系は、物体側から順に、両凹レンズＬ１
からなる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズＬ２からなる
第２レンズ群Ｇ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズＬ３および物体側に凸面を向けた負メニスカス
レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されて
いる。このように、第３レンズ群Ｇ３は、正部分レンズ
群として正メニスカスレンズＬ３を、負部分レンズ群と
して負メニスカスレンズＬ４を有する。
【００５８】また、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、広角端から望遠端
への変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動す
る。図１８は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示している。そして、望遠端への変倍時には、第１レン
ズ群Ｇ１は像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は移動する
ことなく固定され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動す
る。
【００５９】次の表（５）に、本発明の実施例５の諸元
の値を掲げる。表（５）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進
行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈
折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。
【００６０】
【表５】 ｆ＝ 31.875 〜 41.250 〜 48.750 ＦNO＝ 7.6 〜 8.6 〜 9.4 ２ω＝ 71.21〜 54.87〜 46.88° 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 -65.8088 1.500 63.38 1.61800 2 38.3621 (d2= 可変) 3* 30.5958 2.500 57.57 1.49108 （アクリル） 4 -129.2749 1.250 5 ∞ (d5= 可変) (開口絞りＳ) 6 13.6223 5.000 70.41 1.48749 7 118.6414 4.519 8* 45.4841 1.625 30.24 1.58518 （ポリカーボネイト） 9 16.4576 (Bf) （非球面データ） （３面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -4.41641×10-5 Ｃ6 = 7.80665×10-6 Ｃ8 = -5.38821×10-7 Ｃ10= 1.27981×10-8 （８面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -1.08278×10-4 Ｃ6 = 9.20355×10-8 Ｃ8 = -1.08018×10-8 Ｃ10= 5.90974×10-11 （変倍における可変間隔） ｆ 31.875 41.250 48.750 d2 21.649 13.805 10.092 d5 12.732 5.712 0.625 Bf 31.136 37.969 42.869 （条件対応値） １／φｂ＝+31.083 １／φｃ＝-45.000 ｆ３ ＝+58.735 （１）βａ ＝０．１６１〜−０．０３８ （２）φｂ／｜φｃ｜＝１．４４８ （３）ＤPN／ｆ３ ＝０．０７７
【００６１】図１９乃至図２１は、実施例５のｄ線（λ
＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図である。図１９は
広角端における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図
２０は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸
収差図であり、図２１は望遠端における無限遠合焦状態
での諸収差図である。各収差図において、ＦNOはＦナン
バーを、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角をそれ
ぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル
像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図にお
いて、破線はサインコンディション（正弦条件）を示し
ている。各収差図から明らかなように、本実施例では、
各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されている
ことがわかる。
【００６２】〔実施例６〕図２２は、本発明の第６実施
例にかかる変倍光学系のレンズ構成を示す図である。図
２２の変倍光学系は、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Ｌ１からなる第１レンズ群Ｇ
１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２か
らなる第２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズＬ３および両凹
レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ３とから構成されて
いる。このように、第３レンズ群Ｇ３は、正部分レンズ
群として両凸レンズＬ３を、負部分レンズ群として両凹
レンズＬ４を有する。
【００６３】また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。図１８は、
広角端における各レンズ群の位置関係を示している。そ
して、望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は移動
することなく固定され、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ
群Ｇ３とは互いの空気間隔が減少するように物体側に移
動する。
【００６４】次の表（６）に、本発明の実施例６の諸元
の値を掲げる。表（６）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進
行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈
折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。
【００６５】
【表６】 ｆ＝ 31.875 〜 41.250 〜 48.750 ＦNO＝ 7.8 〜 8.6 〜 9.5 ２ω＝ 71.43〜 55.77〜 47.54° 面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率 1 124.8390 1.500 50.84 1.65844 2 20.8333 7.500 3 ∞ (d3= 可変) （固定絞りＦＳ） 4* 17.2590 2.500 57.57 1.49108 （アクリル） 5 75.0479 (d5= 可変) 6 ∞ (d6= 可変) (開口絞りＳ) 7 17.4813 3.214 70.45 1.48749 8 -105.3704 5.281 9* -73.0714 1.625 30.24 1.58518 （ポリカーボネイト） 10 41.5076 (Bf) （非球面データ） （４面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -9.25747×10-6 Ｃ6 = -1.69397×10-7 Ｃ8 = 1.84503×10-9 Ｃ10= -6.20878×10-12 （９面） κ = 1.0000 Ｃ4 = -9.10285×10-5 Ｃ6 = 4.02260×10-7 Ｃ8 = -1.23310×10-8 Ｃ10= 8.83985×10-11 （変倍における可変間隔） ｆ 31.875 41.250 48.750 d3 13.866 6.282 2.235 d5 1.250 8.834 12.881 d6 13.407 6.406 0.625 Bf 31.107 37.919 43.513 （条件対応値） １／φｂ＝+31.023 １／φｃ＝-45.000 ｆ３ ＝+64.104 （１）βａ ＝０．２５７〜０．０６４ （２）φｂ／｜φｃ｜＝１．４５１ （３）ＤPN／ｆ３ ＝０．０８２
【００６６】図２３乃至図２５は、実施例６のｄ線（λ
＝５８７．６ｎｍ）に対する諸収差図である。図２３は
広角端における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図
２４は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸
収差図であり、図２５は望遠端における無限遠合焦状態
での諸収差図である。各収差図において、ＦNOはＦナン
バーを、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画角をそれ
ぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル
像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図にお
いて、破線はサインコンディション（正弦条件）を示し
ている。各収差図から明らかなように、本実施例では、
各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されている
ことがわかる。
【００６７】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、２倍を
越える変倍比を有し、簡易構成でコンパクトで高性能な
変倍光学系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例にかかる変倍光学系の屈折力
配分および広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に
おける各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例にかかる変倍光学系のレン
ズ構成を示す図である。
【図３】実施例１の無限遠合焦状態における広角端での
諸収差図である。
【図４】実施例１の無限遠合焦状態における中間焦点距
離状態での諸収差図である。
【図５】実施例１の無限遠合焦状態における望遠端での
諸収差図である。
【図６】本発明の第２実施例にかかる変倍光学系のレン
ズ構成を示す図である。
【図７】実施例２の無限遠合焦状態における広角端での
諸収差図である。
【図８】実施例２の無限遠合焦状態における中間焦点距
離状態での諸収差図である。
【図９】実施例２の無限遠合焦状態における望遠端での
諸収差図である。
【図１０】本発明の第３実施例にかかる変倍光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
【図１１】実施例３の無限遠合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図１２】実施例３の無限遠合焦状態における中間焦点
距離状態での諸収差図である。
【図１３】実施例３の無限遠合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【図１４】本発明の第４実施例にかかる変倍光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
【図１５】実施例４の無限遠合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図１６】実施例４の無限遠合焦状態における中間焦点
距離状態での諸収差図である。
【図１７】実施例４の無限遠合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【図１８】本発明の第５実施例にかかる変倍光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
【図１９】実施例５の無限遠合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図２０】実施例５の無限遠合焦状態における中間焦点
距離状態での諸収差図である。
【図２１】実施例５の無限遠合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【図２２】本発明の第６実施例にかかる変倍光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
【図２３】実施例６の無限遠合焦状態における広角端で
の諸収差図である。
【図２４】実施例６の無限遠合焦状態における中間焦点
距離状態での諸収差図である。
【図２５】実施例６の無限遠合焦状態における望遠端で
の諸収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｌｉ 各レンズ成分 Ｓ 開口絞り ＦＳ 固定絞り

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体側より順に、第１レンズ成分Ｌ１
    と、第２レンズ成分Ｌ２と、第３レンズ成分Ｌ３と、第
    ４レンズ成分Ｌ４とを備え、 前記第１レンズ成分Ｌ１と前記第２レンズ成分Ｌ２との
    第１空気間隔、前記第２レンズ成分Ｌ２と前記第３レン
    ズ成分Ｌ３との第２空気間隔、および前記第３レンズ成
    分Ｌ３と前記第４レンズ成分Ｌ４との第３空気間隔のう
    ち、少なくとも２つの空気間隔は変倍に際して変化する
    ことを特徴とする変倍光学系。
  2. 【請求項２】 前記第１レンズ成分Ｌ１は負の屈折力を
    有し、前記第２レンズ成分Ｌ２は正の屈折力を有し、前
    記第３レンズ成分Ｌ３は正の屈折力を有し、前記第４レ
    ンズ成分Ｌ４は負の屈折力を有し、 前記第３レンズ成分Ｌ３と前記第４レンズ成分Ｌ４と
    は、変倍に際して一体的に移動することを特徴とする請
    求項１に記載の変倍光学系。
  3. 【請求項３】 前記第１レンズ成分Ｌ１は、広角端から
    望遠端への変倍に際して、像側へ移動することを特徴と
    する請求項１または２に記載の変倍光学系。
  4. 【請求項４】 前記第１レンズ成分Ｌ１は、広角端から
    望遠端への変倍に際して、光軸方向に沿って固定である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の変倍光学
    系。
  5. 【請求項５】 最も像側に配置された正レンズ群を備
    え、 前記正レンズ群は、正屈折力の正部分レンズ群と、該正
    部分レンズ群の像側に配置された負屈折力の負部分レン
    ズ群とを有し、 広角端における前記正レンズ群の使用倍率βａは、 −１．５＜βａ＜０．５ の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
  6. 【請求項６】 前記正部分レンズ群は１枚の正レンズＬ
    ３からなり、 前記負部分レンズ群は１枚の負レンズＬ４からなること
    を特徴とする請求項５に記載の変倍光学系。
  7. 【請求項７】 最も物体側に配置された負レンズ群をさ
    らに備え、 前記正レンズＬ３の屈折力をφｂとし、前記負レンズＬ
    ４の屈折力をφｃとしたとき、 １．１＜φｂ／｜φｃ｜＜１．９ の条件を満足することを特徴とする請求項６に記載の変
    倍光学系。
  8. 【請求項８】 最も像側に配置された正レンズ群を備
    え、 前記正レンズ群は、正屈折力の正部分レンズ群と、該正
    部分レンズ群の像側に配置された負屈折力の負部分レン
    ズ群とを有し、 前記正部分レンズ群は１枚の正レンズＬ３からなり、前
    記負部分レンズ群は１枚の負レンズＬ４からなることを
    特徴とする変倍光学系。
  9. 【請求項９】 最も物体側に配置された負レンズ群をさ
    らに備え、 前記正レンズＬ３の屈折力をφｂとし、前記負レンズＬ
    ４の屈折力をφｃとしたとき、 １．１＜φｂ／｜φｃ｜＜１．９ の条件を満足することを特徴とする請求項８に記載の変
    倍光学系。
  10. 【請求項１０】 前記負レンズ群は変倍に際して固定で
    あることを特徴とする請求項９に記載の変倍光学系。
  11. 【請求項１１】 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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備
    え、 前記第３レンズ群Ｇ３は、正屈折力の正部分レンズ群
    と、該正部分レンズ群の像側に配置された負屈折力の負
    部分レンズ群とを有し、 前記正部分レンズ群と前記負部分レンズ群との軸上空気
    間隔をＤPNとし、前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ
    ３としたとき、 ０．０３＜ＤPN／ｆ３＜０．２５ の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
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