JPH10104519A - 小型の変倍光学系 - Google Patents

小型の変倍光学系

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JPH10104519A
JPH10104519A JP8255678A JP25567896A JPH10104519A JP H10104519 A JPH10104519 A JP H10104519A JP 8255678 A JP8255678 A JP 8255678A JP 25567896 A JP25567896 A JP 25567896A JP H10104519 A JPH10104519 A JP H10104519A
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JP
Japan
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lens
lens group
plastic
focal length
group
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JP8255678A
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Motoyuki Otake
基之 大竹
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Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化と低コスト化に適した変倍光学系を提供
する。 【解決手段】物体側より順に、正屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ１、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負屈
折力を有する第３レンズ群Ｇ３により構成され、第１レ
ンズ群はプラスチックレンズとガラスレンズとの２枚構
成で、第２レンズ群はプラスチックレンズを少なくとも
１枚以上含み、第３レンズ群はプラスチックレンズとガ
ラスレンズとの２枚構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型の変倍光学系
に関し、特に軽量化に適した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カメラ用の撮
影レンズにおいては、ズームレンズが一般的となり、変
倍比が２倍を超える高変倍ズームレンズを備えたカメラ
が主流となりつつある。従来より、正レンズ群と負レン
ズ群とで構成される２群ズームレンズが知られている。
この２群ズームレンズでは、変倍比を高めようとする
と、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好
に補正することが難しくなる問題や、あるいは、広角端
状態（焦点距離が最も短い状態）より望遠端状態（焦点
距離が最も長い状態）までレンズ位置状態が変化する際
の移動量が大きくなって、鏡筒構造の複雑化を招く等の
問題が起こってしまっていた。
【０００３】また、多群ズームレンズは、３つ以上の可
動レンズ群を有しており、広角端状態より望遠端状態ま
で各レンズ群の移動する移動軌跡（ズーム軌道）に選択
の自由度が生じるため、収差補正上の自由度が増加し、
また、各レンズ群のレンズ位置状態の変化に伴う横倍率
の変化が小さくなるため、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することが可能となり、高
変倍化を達成し易い。
【０００４】しかしながら、従来の多群ズームレンズで
は、ズームレンズを構成する各レンズ群ごとに収差補正
を施す必要があるため、各レンズ群において数枚以上の
レンズを必要とし、従って、可動レンズ群の増加に従
い、ズームレンズを構成するレンズ枚数が増えてしま
う。レンズ枚数が増えるほど、安価に製造ができないだ
けでなく、カメラ本体内に格納した際の厚みが大きくな
り、カメラ本体の小型化が困難となってしまう。
【０００５】さて、レンズシャッター式カメラは携帯性
の点で、一眼レフカメラに比べて優れ、小型・軽量であ
るほど携帯性に優れている。レンズシャッター式カメラ
は、撮影レンズがカメラ本体と一体であるため、撮影レ
ンズの小型化を図ることがカメラ本体の小型化・軽量化
につながる。また、レンズシャッター式カメラ用の撮影
レンズにおいては、カメラ本体の薄型化を図るために、
撮影レンズをカメラ本体内に格納する際に、隣合うレン
ズ群同士の間隔が最小となるような状態で格納してい
る。
【０００６】レンズシャッター式カメラではレンズ交換
が難しいため、一般的に標準ズームレンズ（焦点距離範
囲として、３５ｍｍ版フィルムで焦点距離５０ｍｍ相当
の画角を含むもの）が用いられてきたが、広角端状態に
おいて包括する画角が狭い方が、容易に高変倍化を実現
できるため、広角端状態において３５ｍｍ版フィルムで
焦点距離３８ｍｍ相当の画角である撮影レンズが多かっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、広角端
状態において包括する画角が狭い場合には、望遠端状態
におけるレンズ全長が画面対角長に対して大きくなり、
カメラの小型化を図ることができない。従って、小型で
且つ変倍比が高い変倍光学系を実現するには、より広角
域を包括することが望まれた。
【０００８】本発明の目的は、以上の問題点を解決し、
小型化と低コスト化に適した変倍光学系を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の一つの態様にかかる小型のズームレンズ
は、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群、
正屈折力を有する第２レンズ群、負屈折力を有する第３
レンズ群により構成され、第１レンズ群はプラスチック
レンズとガラスレンズとの２枚構成で、第２レンズ群は
プラスチックレンズを少なくとも１枚以上含み、第３レ
ンズ群はプラスチックレンズとガラスレンズとの２枚構
成である。
【００１０】また、本発明の好ましい態様においては、
第１レンズ群中のプラスチックレンズは負屈折力を有
し、第１レンズ群中の正屈折力を有しており、以下の条
件式（１）を満足するものである。 （１） ０．５＜｜ｆ１／ｆ1P｜＜１．０ 但し、 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、 ｆ1P：第１レンズ群中に配置されるプラスチックレンズ
の焦点距離、 である。
【００１１】また、本発明においては、第３レンズ群中
のプラスチックレンズは正屈折力を有し、第３レンズ群
中のガラスレンズは負屈折力を有することが好ましく、
以下の条件式（２）を満足することが好ましい。 （２） ０＜｜ｆ３／ｆ3P｜＜０．３ 但し、 ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、 ｆ3p：第３レンズ群中のプラスチックレンズの焦点距
離、 である。
【００１２】上述の目的を達成するために、本発明の別
の態様にかかる小型のズームレンズは、物体側より順
に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群
および負屈折力の第３レンズ群が配置されるものであっ
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、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増
大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少する
ように、第１乃至第３レンズ群の各レンズ群が物体側へ
移動して、第３レンズ群は１枚のプラスチックレンズを
含み、以下の条件式（２）乃至（３）を満足するもので
ある。 （２） ０＜｜ｆ３／ｆ3P｜＜０．３ （３） ０．７５＜（β3T／β3W）／（ｆｔ／ｆｗ）＜
０．９５ 但し、 ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、 ｆ3p：第３レンズ群中のプラスチックレンズの焦点距
離、 β3T：第３レンズ群の望遠端状態における横倍率、 β3W：第３レンズ群の広角端状態における横倍率、 ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離、 ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系の焦点距離、 である。
【００１３】また、本発明の好ましい態様によれば、第
１および第２レンズ群の間に配置される開口絞りをさら
に有し、第２レンズ群は、最も物体側に配置される負レ
ンズを有し、以下の条件式（４）を満足するものであ
る。 （４） −０．２５＜（ｒ21−ｒ22）／（ｒ21＋ｒ22）
＜−０．０５ 但し、 ｒ21：第２レンズ群中の負レンズの物体側の面の曲率半
径、 ｒ22：第２レンズ群中の負レンズの像側の面の曲率半
径、 である。
【００１４】また、本発明においては、以下の条件式
（５）を満足することが好ましい。 （５） ０．２＜Ｄ／ｆ２＜０．３５ 但し、 Ｄ ：第２レンズ群の最も物体側のレンズ面より最も像
側のレンズ面までの光軸に沿った距離、 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、 である。
【００１５】
【発明の実施の形態】まず、本発明にかかる変倍光学系
の基本的な構成について説明する。本発明にかかる変倍
光学系は、例えば図２に示す如く、物体側より順に、正
屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群お
よび負屈折力の第３レンズ群を有し、広角端状態より望
遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レン
ズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レ
ンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するよう
に、３つのレンズ群すべてが物体側へ移動するものであ
る。
【００１６】本発明において、開口絞りＳは第１レンズ
群と第３レンズ群との間に配置されることが好ましく、
レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群と一体的
か、もしくは独立に移動する。次に、各レンズ群の機能
について説明する。負屈折力の第３レンズ群は、第１レ
ンズ群と第２レンズ群とにより形成される被写体像を拡
大し、広角端状態から望遠端状態へとレンズ位置状態が
変化するに従い、拡大率（つまり横倍率）が大きくな
る。
【００１７】広角端状態では、バックフォーカスを短く
することにより軸外光束の第３レンズ群を通過する位置
が光軸から離れて、軸上収差と軸外収差とを独立に補正
でき、バックフォーカスが大きくなる（つまり広角端状
態から望遠端状態へとレンズ位置状態が変化する）に従
い、軸外光束の第３レンズ群を通過する位置が光軸に近
づき、従って、変倍に伴う軸外収差の変動を容易に抑え
ることができる。
【００１８】但し、広角端状態においてバックフォーカ
スを極端に短くしすぎると、第３レンズ群の最も像側の
レンズ面上に付着したゴミの影がフィルム面上に写り込
む問題が生じやすくなったり、あるいは、所定の周辺光
量を確保するには、レンズ径が大きくなってしまう等の
問題も発生するため、適切なバックフォーカスとするこ
とが望ましい。
【００１９】正屈折力の第２レンズ群では、開口絞りＳ
が近くに配置されており、軸上光束と軸外光束の第２レ
ンズ群を通過する位置に差が少ない。従って、主に軸上
収差の補正を行っている。ここで、開口絞りを第２レン
ズ群の物体側や、あるいは像側に隣接して配置した場
合、開口絞りから最も離れたレンズ面を非球面とするこ
とが望ましい。この第２レンズ群中の開口絞りからもっ
とも離れたレンズ面を通過する軸外光束が広角端状態に
おいて光軸から離れるため、このレンズ面を非球面とす
れば、軸上収差と軸外収差とを独立に補正でき、少ない
レンズ枚数で良好な結像性能が得られる。
【００２０】また、本発明において、広角端状態におい
て充分なバックフォーカスを確保するためには、第２レ
ンズ群を物体側に配置される負部分群と像側に配置され
る正部分群とで構成することが好ましい。さて、正屈折
力の第１レンズ群は、物体側に配置される負部分群と像
側に配置される正部分群で構成することが好ましい。こ
れにより、光学系全体での屈折力配置が不対称であるた
めに、広角端状態において発生しがちな正の歪曲収差を
良好に補正することができる。このような構成とするこ
とにより、負の球面収差も良好に補正可能であるが、特
に負部分群と正部分群とをそれぞれ１枚のレンズで構成
すれば、軽量化や簡易構成化が図れる。
【００２１】本発明においては、開口絞りを第１および
第２レンズ群の間に配置することが望ましい。ここで、
開口絞りを第２レンズ群の像側か、あるいは第２レンズ
群を構成する負部分群と正部分群との間に開口絞りを配
置する場合には、広角端状態において発生する軸外収差
を良好に補正するために、第２レンズ群のもっとも物体
側に配置される負レンズが物体側に凸面を向けたメニス
カス形状かあるいは、物体側に曲率の緩い凹面を向けた
両凹形状とせざるを得ない。このような形状では、より
広角化を図るための発散作用が弱く、充分なバックフォ
ーカスが得られないため好ましくない。
【００２２】従って、開口絞りを第２レンズ群の物体側
に配置すれば、第２レンズ群のもっとも物体側に配置さ
れる負レンズが物体側に強い凹面を向けた際にも軸外収
差の発生が抑えられ、広角端状態においても充分なバッ
クフォーカスが得られる。本発明において、広角端状態
より望遠端状態まで開口絞りを第２レンズ群とは独立の
移動量で駆動することが好ましい。この場合、レンズ位
置状態により軸外光束の第２レンズ群を通過する高さが
変化するようになって、レンズ位置状態の変化に伴う軸
外収差の変動を良好に補正できる。
【００２３】特に、広角端状態では開口絞りが第２レン
ズ群の近傍に配置され、望遠端状態へレンズ位置状態が
変化するに従い、開口絞りが第２レンズ群から離れるよ
うに移動させることが望ましい。これは、広角端状態に
おいては画角の大きな光束が入射するため、開口絞りを
第２レンズ群から離すと、第２レンズ群を通過する軸外
光束が極端に光軸から離れてしまい、少ないレンズ枚数
で良好な収差補正を行うことが困難になるからである。
【００２４】さて、本発明の一つの態様にかかる変倍光
学系においては、第１レンズ群をプラスチックレンズと
ガラスレンズとで構成しており、第２レンズ群を少なく
とも１枚のプラスチックレンズを含むように構成してお
り、そして第３レンズ群をプラスチックレンズとガラス
レンズとで構成している。ここで、プラスチック材料
は、ガラス材料に比べて軽量であるため、このプラスチ
ック材料を多用することで撮影レンズ全体の軽量化を図
ることができる。さらに、プラスチック材料は、転写性
に優れており、特にガラス材料に比べて結晶化する温度
が低く低温での成型が可能であるため、金型の耐久性に
優れ、非球面成形が容易である利点がある。
【００２５】また、プラスチック材料は、温度変化によ
る屈折率の変化が大きく、温度変化によりレンズ全系に
よる像面位置の変動が生じるため、この像面位置の変動
を抑えることが好ましい。ここで、屈折率変化による像
面位置の変動は、プラスチックレンズ自体の屈折力を
弱める、屈折力の異なる複数のプラスチックレンズと
配置することにより、温度変動が生じた際においてもそ
れぞれのプラスチックレンズの屈折力の変化を打ち消し
あう、ことにより補償することが考えられる。
【００２６】上記の場合には、収差補正上、プラスチ
ックレンズを積極的に用いることができず、レンズ構成
枚数を削減することが困難である。上記の場合には、
プラスチックレンズの屈折力に自由度が生じるため、収
差補正上プラスチックレンズを積極的に利用でき、レン
ズ構成枚数の削減を図ることができる。従って、本発明
では、第１レンズ群中のプラスチックレンズと第３レン
ズ群中のプラスチックレンズとの屈折力が互いに異なる
符号であることが望ましい。
【００２７】また、プラスチック材料は、温度変化によ
り密度が変化してその体積が変化する。この体積の変化
により面形状が変化するため、レンズ全系の像面位置の
変動をもたらす。そこで、本発明では、プラスチックレ
ンズのレンズ形状をメニスカス形状とすることが好まし
い。ここで、プラスチックレンズが両凸形状あるいは両
凹形状の場合には、レンズ中心部の厚みと周辺部の厚み
との差が大きく、温度変化に伴う体積の膨張率が中心部
と周辺部とで同じであるため、レンズの厚みが厚いレン
ズ中心部の方が膨張する量が多くなり、結果的に面形状
の変化を引き起こすため好ましくない。
【００２８】以下、各条件式について説明する。条件式
（１）は、第１レンズ群中に配置されるプラスチックレ
ンズの焦点距離を規定する条件式である。条件式（１）
の上限値を上回った場合、プラスチックレンズの焦点距
離が負に大きくなり、中央部と周辺部とでのレンズ厚の
差が大きくなるため、曲率半径の変化による軸外収差の
変動を良好に抑えることが難しくなる。
【００２９】一方、条件式（１）の下限値を下回った場
合、第１レンズ群単独での色収差補正が不十分となり、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化し
た際の軸上色収差の変動を抑えることが困難になる。さ
て、本発明においては、温度変化に伴う色収差の変動を
良好に抑えるために、以下の条件式（２）を満足するこ
とが好ましい。 （２） ０＜｜ｆ３／ｆ3P｜＜０．３ 但し、 ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、 ｆ3p：第３レンズ群中のプラスチックレンズの焦点距
離、 である。
【００３０】この条件式（２）は、第３レンズ群中に配
置されるプラスチックレンズの焦点距離を規定する条件
式である。条件式（２）の上限値を上回った場合、プラ
スチックレンズの焦点距離が短くなり、広角端状態にお
いて温度が変化した際の像面湾曲の変動が抑えられなく
なる。
【００３１】条件式（２）の下限値を下回った場合、第
３レンズ群単独で発生する軸上色収差を良好に補正でき
なくなるため、所定の光学性能を得ることができない。
また、本発明において、レンズ位置状態の変化に伴う軸
外収差の変動を良好に補正するために、以下の条件式
（３）を満足することが望ましい。 （３） ０．７５＜（β3T／β3W）／（ｆｔ／ｆｗ）＜
０．９５ 但し、 β3T：第３レンズ群の望遠端状態における横倍率、 β3W：第３レンズ群の広角端状態における横倍率、 ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離、 ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系の焦点距離、 である。
【００３２】上記条件式（３）は、第３レンズ群の使用
倍率の変化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、広角端状態から望遠端状態までレ
ンズ位置状態が変化した際に、第３レンズ群の使用倍率
の変化が大きくなりすぎて第３レンズ群において発生す
るレンズ位置状態の変化による軸上収差の変動を良好に
抑えることが難しくなる。
【００３３】条件式（３）の下限値を下回った場合、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化し
た際の第１レンズ群と第２レンズ軍都の間隔の変化量が
大きくなるか、第１レンズ群と第２レンズ群との屈折
力が正に強まる。の場合、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に従い、第１レンズ群を
通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、所定の周辺
光量を確保するには第１レンズ群のレンズ径を非常に大
きくする必要があり、コンパクト化の観点から好ましく
ない。また、の場合、第１レンズ群と第２レンズ群と
で発生する諸収差を少ないレンズ群で良好に補正するこ
とができない。
【００３４】ところで、ズームレンズにおいては、被写
体位置が無限遠状態より近距離へ移動した際に合焦を行
う場合（近距離合焦を行う場合）、ズームレンズを構成
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
させる方法が用いられている。ここで、本発明において
は、レンズ径の比較的小さな第２レンズ群を近距離合焦
のためのフォーカシング群とすることが好ましい。
【００３５】そして、第２レンズ群をフォーカシング群
とする場合には、近距離合焦時に発生する軸外収差の変
動を良好に補正するために、以下の条件式（４）を満足
することが望ましい。また、本発明の好ましい態様によ
れば、第１および第２レンズ群の間に配置される開口絞
りをさらに有し、第２レンズ群中の最も物体側に配置さ
れる負レンズが、以下の条件式（４）を満足するもので
ある。 （４） −０．２５＜（ｒ21−ｒ22）／（ｒ21＋ｒ22）
＜−０．０５ 但し、 ｒ21：第２レンズ群中の負レンズの物体側の面の曲率半
径、 ｒ22：第２レンズ群中の負レンズの像側の面の曲率半
径、 である。
【００３６】この条件式（４）は、第２レンズ群中の最
も物体側に配置される負レンズのレンズ形状を規定する
条件式である。条件式（４）の上限値を上回った場合、
近距離合焦時に発生する負の像面湾曲を良好に補正する
ことができなくなるため好ましくない。また、条件式
（４）の下限値を下回った場合、広角端状態において十
分なバックフォーカスを得ることができす、第３レンズ
群のレンズ径が大型化するため好ましくない。
【００３７】さて、各レンズ群の構成枚数を減らすため
には、各レンズ群単独で発生する軸上収差と軸外収差と
をそれぞれ独立に補正することが肝要である。本発明に
おいては、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、軸外光束の通過する高さがあまり変
化しない第２レンズ群において発生する諸収差を良好に
補正するために、以下の条件式（５）を満足することが
望ましい。 （５） ０．２＜Ｄ／ｆ２＜０．３５ 但し、 Ｄ ：第２レンズ群の最も物体側のレンズ面より最も像
側のレンズ面までの光軸に沿った距離、 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、 である。
【００３８】条件式（５）の上限値を上回った場合、第
２レンズ群のレンズ厚が大きくなりすぎて、レンズ系の
大型化を招くだけではなく、第２レンズ群中の開口絞り
から最も離れたレンズ面を通過する軸外光束が光軸から
離れてしまうため、レンズ径の大型化を招いてしまう。
一方、条件式（５）の下限値を下回った場合、第２レン
ズ群中の開口絞りから最も離れたレンズ面を通過する軸
外光束が光軸に近づきすぎて、軸上収差と軸外収差とを
独立に補正できず、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収
差の変動を抑えられない。
【００３９】さて、本発明の別の観点に従えば、正屈折
力を有する第２レンズ群を複数の部分系で構成し、レン
ズ位置状態の変化に従い、隣合う部分系同士の間隔を変
化させることにより、高変倍化を達成することもでき
る。具体的には、第２レンズ群を物体側から順に、負屈
折力の第２ａレンズ群、正屈折力の第２ｂレンズ群で構
成し、広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が
変化する際に、第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群との間
隔を狭めるように、それぞれ物体側へ移動させる正負正
負の４群タイプや、あるいは第２レンズ群を物体側から
順に、負屈折力の第２ａレンズ群、正屈折力の第２ｂレ
ンズ群および正屈折力の第２ｃレンズ群で構成し、広角
端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際
に、第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群との間隔を狭め、
第２ｂレンズ群と第２ｃレンズ群との間隔を広げるよう
にそれぞれ物体側へ移動させる正負正正負の５群タイプ
が考えられる。
【００４０】また、本発明においては、少ないレンズ枚
数で光学系を構成するために、非球面を導入することが
望ましい。特に広角端状態における軸外収差を良好に補
正するためには、第３レンズ群を正レンズと負レンズで
構成し、正レンズの物体側のレンズ面を非球面化するこ
とが好ましく、第２レンズ群において発生する軸上収差
と軸外収差とを効果的に補正するためには、第２レンズ
群の開口絞りから最も離れたレンズ面を非球面化するこ
とが望ましい。
【００４１】さて、本発明における別の観点によれば、
撮影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手
ブレ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、ブレを
検出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わ
せ、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ
群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏
心させることにより、ブレをブレ検出系により検出し、
検出されたブレを補正するように駆動手段により偏心レ
ンズ群を偏心させ像をシフトさせて、像ブレを補正する
ことで防振光学系とすることが可能である。
【００４２】
【実施例】以下に、本発明による各実施例について説明
する。図１は、本発明の各実施例による変倍光学系の屈
折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第
１レンズ群Ｇ１，正屈折力の第２レンズ群Ｇ２および負
屈折力の第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群で構成さ
れ、広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変
化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との
間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と
の間隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ
移動する。
【００４３】以下の各実施例において非球面形状は以下
の式で表される。
【００４４】
【数１】
【００４５】［第１実施例］図２は、本発明の第１実施
例によるレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１
は両凹形状の負レンズＬ１１、両凸形状の正レンズＬ１
２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ凹面を向け
たメニスカス形状の負レンズＬ２１と両凸形状の正レン
ズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側へ凸面を
向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１と物体側に凹面
を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２で構成され
る。開口絞りは負レンズＬ２１の物体側に配置され、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。
【００４６】第１実施例においては、第２レンズ群Ｇ２
を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が行え
る。以下の表１に、本発明における第１実施例の諸元の
値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOは
Ｆナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=58
7.6nm）に対する値である。
【００４７】
【表１】［第１実施例］ ｆ 30.90 〜 55.22 〜 78.75 ＦNO 4.38 〜 7.14 〜 9.42 ２ω 67.26 〜 41.36 〜 29.98゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 -65.8746 1.000 1.58518 30.24 (プラスチック) 2 91.9335 1.000 1.0 3 20.8697 2.500 1.58913 61.24 4 -257.8081 (D4) 1.0 5 0.0000 2.500 1.0 (開口絞り) 6 -8.0154 1.625 1.74950 35.19 7 -10.6878 0.250 1.0 8 158.2584 5.000 1.49108 57.57 (プラスチック) 9 -10.6889 (D9) 1.0 10 -31.2500 2.375 1.58518 30.24 (プラスチック) 11 -25.8540 2.750 1.0 12 -12.6185 1.250 1.78590 43.93 13 -116.9559 (Bf) 1.0 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。
【００４８】
【表２】
【００４９】［可変間隔表］ ｆ 30.9007 55.2224 78.7486 D4 1.7500 7.2672 11.0000 D9 11.2827 5.3356 2.7500 BF 7.7414 26.4296 43.0152 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 30.9007 55.2224 78.7486 D0 931.1594 1655.0891 2356.3120 δ２ 0.5409 0.3573 0.2828 （なお、物体側への移動量を正とする） ［条件式対応値］ ｆ１＝+64.340 ｆ1P＝-65.427 ｆ３＝-19.377 ｆ3P＝+220.105 β3T＝3.277 β3W＝1.456 ｆ２＝+26.062 （１）｜ｆ１／ｆ1P｜＝０．９８３ （２）｜ｆ３／ｆ3P｜＝０．０８８ （３）（β3T／β3W）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．８８３ （４）（ｒ21−ｒ22）／（ｒ21＋ｒ22）＝−０．１４３ （５）Ｄ／ｆ２＝０．２６４ 図３より図８は本発明の第１実施例の諸収差図を示し、
図３乃至図５はそれぞれ広角端、中間焦点距離状態、望
遠端での無限遠合焦状態における諸収差図を表し、図６
乃至図８はそれぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端
での撮影倍率−１／３０倍状態における諸収差図を表
す。
【００５０】図３より図８の各収差図において、球面収
差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディショ
ンを示し、ｙは像高を示し、非点収差図中の実線はサジ
タル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差
図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．８，１５．１２，２
１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角、Ｈは物体高を
表す。
【００５１】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。 ［第２実施例］図９は、本発明の第２実施例によるレン
ズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ凹
面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１、両凸形状
の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体
側へ凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と像
側へ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は像側へ凸面を向けたメニス
カス形状の正レンズＬ３１と物体側に凹面を向けたメニ
スカス形状の負レンズＬ３２で構成される。開口絞りは
負レンズＬ２１の物体側に配置され、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。
【００５２】第２実施例においては、第２レンズ群Ｇ２
を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が行え
る。以下の表３に、本発明における第２実施例の諸元の
値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOは
Ｆナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=58
7.6nm）に対する値である。
【００５３】
【表３】［第２実施例］ ｆ 30.90 〜 55.22 〜 78.75 ＦNO 4.38 〜 7.14 〜 9.42 ２ω 67.26 〜 41.36 〜 29.98゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 -26.1615 1.000 1.58518 30.24 (プラスチック) 2 -73.5377 0.375 1.0 3 24.5863 2.125 1.48749 70.45 4 -41.2631 (D4) 1.0 5 0.0000 3.125 1.0 (開口絞り) 6 -8.1784 1.625 1.49108 57.57 (プラスチック) 7 -11.5442 0.250 1.0 8 -103.6704 5.000 1.58913 61.24 9 -11.8719 (D9) 1.0 10 -31.2500 2.500 1.58518 30.24 (プラスチック) 11 -23.9639 2.774 1.0 12 -12.9834 1.250 1.83500 42.97 13 -96.7542 (Bf) 1.0 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。
【００５４】
【表４】
【００５５】［可変間隔表］ ｆ 30.8996 55.9471 78.7445 D4 1.3048 6.3943 10.2903 D9 11.1691 4.6402 1.8750 BF 7.7029 27.5007 43.4269 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 30.8996 55.9471 78.7445 D0 930.1731 1676.2537 2355.2409 δ２ 0.5829 0.3832 0.3146 （なお、物体側への移動量を正とする） ［条件式対応値］ ｆ１＝+55.991 ｆ1P＝-69.939 ｆ３＝-20.171 ｆ3P＝+155.894 β3T＝3.205 β3W＝1.434 ｆ２＝+28.167 （１）｜ｆ１／ｆ1P｜＝０．８０１ （２）｜ｆ３／ｆ3P｜＝０．１２９ （３）（β3T／β3W）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．８７７ （４）（ｒ21−ｒ22）／（ｒ21＋ｒ22）＝−０．１７１ （５）Ｄ／ｆ２＝０．２４４ 図１０より図１５は本発明の第２実施例の諸収差図を示
し、図１０乃至図１２はそれぞれ広角端、中間焦点距離
状態、望遠端での無限遠合焦状態における諸収差図を表
し、図１３乃至図１５はそれぞれ広角端、中間焦点距離
状態、望遠端での撮影倍率−１／３０倍状態における諸
収差図を表す。図１０より図１５の各収差図において、
球面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンデ
ィションを示し、ｙは像高を示し、非点収差図中の実線
はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コ
マ収差図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．８，１５．１
２，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角、Ｈは物
体高を表す。
【００５６】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。 ［第３実施例］図１６は、本発明の第３実施例によるレ
ンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ
凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１、両凸形
状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は物
体側へ凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と
両凸形状の正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ
３は像側へ凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３
１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ
３２で構成される。開口絞りは負レンズＬ２１の物体側
に配置され、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。
【００５７】第３実施例においては、第２レンズ群Ｇ２
を光軸方向に移動させることにより、近距離合焦が行え
る。以下の表５に、本発明における第３実施例の諸元の
値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOは
Ｆナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=58
7.6nm）に対する値である。
【００５８】
【表５】［第３実施例］ ｆ 30.90 〜 55.25 〜 78.75 ＦNO 4.47 〜 7.30 〜 9.49 ２ω 67.31 〜 41.80 〜 30.01゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 -34.0764 1.000 1.58518 30.24 (プラスチック) 2 -229.7931 0.375 1.0 3 20.7819 2.125 1.48749 70.45 4 -64.8076 (D4) 1.0 5 0.0000 3.125 1.0 (開口絞り) 6 -8.0841 1.625 1.56883 50.04 7 -11.0864 0.250 1.0 8 132.9746 5.000 1.49108 57.57 (プラスチック) 9 -10.9868 (D9) 1.0 10 -26.1030 2.500 1.58518 30.24 (プラスチック) 11 -25.2255 2.875 1.0 12 -12.2149 1.250 1.74400 44.87 13 -97.2258 (Bf) 1.0 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。
【００５９】
【表６】
【００６０】［可変間隔表］ ｆ 30.8957 55.2087 78.7391 D4 1.2166 7.0629 10.6495 D9 10.1522 4.2766 1.8750 BF 7.8814 26.9546 43.4473 ［撮影倍率−１／３０倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量
δ２］ ｆ 30.8957 56.2087 78.7391 D0 930.2918 1683.5643 2354.9504 δ２ 0.5221 0.3469 0.2810 （なお、物体側への移動量を正とする） ［条件式対応値］ ｆ１＝+59.570 ｆ1P＝-68.500 ｆ３＝-18.882 ｆ3P＝+625.000 β3T＝3.323 β3W＝1.492 ｆ２＝+25.983 （１）｜ｆ１／ｆ1P｜＝０．８７０ （２）｜ｆ３／ｆ3P｜＝０．０３０ （３）（β3T／β3W）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．８７４ （４）（ｒ21−ｒ22）／（ｒ21＋ｒ22）＝−０．１５７ （５）Ｄ／ｆ２＝０．２６５ 図１７より図２２は本発明の第３実施例の諸収差図を示
し、図１７乃至図１９はそれぞれ広角端、中間焦点距離
状態、望遠端での無限遠合焦状態における諸収差図を表
し、図２０乃至図２２はそれぞれ広角端、中間焦点距離
状態、望遠端での撮影倍率−１／３０倍状態における諸
収差図を表す。
【００６１】図１７より図２２の各収差図において、球
面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディ
ションを示し、ｙは像高を示し、非点収差図中の実線は
サジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ
収差図は、像高ｙ＝０，５．４，１０．８，１５．１
２，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角、Ｈは物
体高を表す。
【００６２】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることは明らかで
ある。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、小型で且つ高変倍化が
可能な変倍光学系を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変倍光学系の屈折力配置を示す概
念図
【図２】第１実施例の構成を示すレンズ断面図
【図３】第１実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸収
差図
【図４】第１実施例の中間焦点距離状態での無限遠合焦
状態の諸収差図
【図５】第１実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸収
差図
【図６】第１実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の諸
収差図
【図７】第１実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率-1
/30倍の諸収差図
【図８】第１実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の諸
収差図
【図９】第２実施例の構成を示すレンズ断面図
【図１０】第２実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸
収差図
【図１１】第２実施例の中間焦点距離状態での無限遠合
焦状態の諸収差図
【図１２】第２実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸
収差図
【図１３】第２実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図
【図１４】第２実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率
-1/30倍の諸収差図
【図１５】第２実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図
【図１６】第３実施例の構成を示すレンズ断面図
【図１７】第３実施例の広角端での無限遠合焦状態の諸
収差図
【図１８】第３実施例の中間焦点距離状態での無限遠合
焦状態の諸収差図
【図１９】第３実施例の望遠端での無限遠合焦状態の諸
収差図
【図２０】第３実施例の広角端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図
【図２１】第３実施例の中間焦点距離状態での撮影倍率
-1/30倍の諸収差図
【図２２】第３実施例の望遠端での撮影倍率-1/30倍の
諸収差図
【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、

Claims (9)

    【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、正屈折力を有する第２レンズ群、負屈折力を有
    する第３レンズ群により構成され、 前記第１レンズ群はプラスチックレンズとガラスレンズ
    との２枚構成で、 前記第２レンズ群はプラスチックレンズを少なくとも１
    枚以上含み、 前記第３レンズ群はプラスチックレンズとガラスレンズ
    との２枚構成であることを特徴とする小型の変倍光学
    系。
  2. 【請求項２】前記第１乃至第３レンズ群中のプラスチッ
    クレンズのうちの少なくとも１つのプラスチックレンズ
    は、メニスカス形状であることを特徴とする請求項１記
    載の小型の変倍光学系。
  3. 【請求項３】前記第１レンズ群中に配置される前記プラ
    スチックレンズと、前記第３レンズ群中に配置される前
    記プラスチックレンズとは、互いに異なる屈折力の符号
    を持つことを特徴とする請求項１または２記載の小型の
    変倍光学系。
  4. 【請求項４】前記第１レンズ群中の前記プラスチックレ
    ンズは負屈折力を有し、前記第１レンズ群中の前記ガラ
    スレンズは正屈折力を有しており、 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項
    １乃至３のいずれか一項記載の小型の変倍光学系。 （１） ０．５＜｜ｆ１／ｆ1P｜＜１．０ 但し、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ1P：前記第１レンズ群中に配置される前記プラスチッ
    クレンズの焦点距離、 である。
  5. 【請求項５】前記第３レンズ群中のプラスチックレンズ
    は正屈折力を有し、前記第３レンズ群中の前記ガラスレ
    ンズは負屈折力を有しており、 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項
    １乃至４のいずれか一項記載の小型の変倍光学系。 （２） ０＜｜ｆ３／ｆ3P｜＜０．３ 但し、 ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、 ｆ3p：前記第３レンズ群中の前記プラスチックレンズの
    焦点距離、 である。
  6. 【請求項６】前記第１レンズ群と前記第３レンズ群との
    間には、開口絞りが配置されることを特徴とする請求項
    １乃至５のいずれか一項記載の小型の変倍光学系。
  7. 【請求項７】物体側より順に、正屈折力の第１レンズ
    群、正屈折力の第２レンズ群および負屈折力の第３レン
    ズ群を配置し、 広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化す
    る際に、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
    隔が減少するように、前記第１乃至第３レンズ群の各レ
    ンズ群が物体側へ移動して、 前記第３レンズ群は１枚のプラスチックレンズを含み、 以下の条件式（２）乃至（３）を満足することを特徴と
    する小型の変倍光学系。 （２） ０＜｜ｆ３／ｆ3P｜＜０．３ （３） ０．７５＜（β3T／β3W）／（ｆｔ／ｆｗ）＜
    ０．９５ 但し、 ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、 ｆ3p：前記第３レンズ群中の前記プラスチックレンズの
    焦点距離、 β3T：前記第３レンズ群の望遠端状態における横倍率、 β3W：前記第３レンズ群の広角端状態における横倍率、 ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系の焦点距離、 ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系の焦点距離、 である。
  8. 【請求項８】前記第１および第２レンズ群の間に配置さ
    れる開口絞りをさらに有し、前記第２レンズ群中の最も
    物体側に配置される負レンズは、以下の条件式（４）を
    満足することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一
    項記載の小型の変倍光学系。 （４） −０．２５＜（ｒ21−ｒ22）／（ｒ21＋ｒ22）
    ＜−０．０５ 但し、 ｒ21：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側の面
    の曲率半径、 ｒ22：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側の面の
    曲率半径、 である。
  9. 【請求項９】以下の条件式（５）を満足することを特徴
    とする請求項８記載の小型の変倍光学系。 （５） ０．２＜Ｄ／ｆ２＜０．３５ 但し、 Ｄ ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面より最
    も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、 である。
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