JPH1048525A - 変倍光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化および高変倍化に適した変倍光学系。 【解決手段】 最も物体側に配置された正の屈折力を有
する正レンズ群Ｇ１と、最も像側に配置された最終レン
ズ群Ｇｅとを備えている。そして、広角端状態から望遠
端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、正レンズ群
Ｇ１および最終レンズ群Ｇｅは物体側へ移動する。この
場合、広角端状態を基準とした任意の所定レンズ位置状
態までの正レンズ群Ｇ１の移動量と最終レンズ群Ｇｅの
移動量との比は、条件式（１）を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変倍光学系に関し、
特に３つ以上の可動レンズ群を備えた変倍光学系に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラに用いられる撮影光学系で
は、ズームレンズが主流である。特に、変倍比が３倍を
超える、いわゆ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。また、レンズシャッター式のカメ
ラや電子スチルカメラでは、小型で且つ軽量のカメラの
方が携帯性に優れるため、小型で且つ高変倍化に適した
ズームレンズに関して種々の提案がなされている。これ
ら高変倍ズームレンズには、変倍に際して３つ以上のレ
ンズ群が移動するように構成された、いわゆる多群ズー
ムレンズが主に用いられており、多群ズームレンズに関
しても種々の提案がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、少ない
可動レンズ群で構成されたズームレンズにおいて高変倍
化を図る場合、変倍に伴う各レンズ群の横倍率の変化が
大きくなる。その結果、製造時に所要の光学性能を得る
には、高精度のレンズ位置制御が不可欠とされたり、レ
ンズ全長の短縮化が難しいなどという不都合があった。
また、従来のズームレンズでは、望遠端状態においてレ
ンズ全長に対するバックフォーカスの割合が大きい。そ
の結果、望遠端状態においてレンズ鏡筒が倒れ易くなる
ので、被写体像が傾いて、いわゆる像の片ボケが起こり
易いという不都合があった。

【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、小型化および高変倍化に適した変倍光学系を
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】前記課題を解決するため
に、本発明においては、最も物体側に配置された正の屈
折力を有する正レンズ群Ｇ１と、最も像側に配置された
最終レンズ群Ｇｅとを備え、広角端状態から望遠端状態
へのレンズ位置状態の変化に際して、前記正レンズ群Ｇ
１および前記最終レンズ群Ｇｅは物体側へ移動し、広角
端状態を基準とした任意の所定レンズ位置状態までの前
記正レンズ群Ｇ１の移動量をΔＧ１とし、広角端状態を
基準とした前記所定レンズ位置状態までの前記最終レン
ズ群Ｇｅの移動量をΔＧｅとしたとき、広角端状態から
望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して常に、 ０．３＜｜ΔＧｅ／ΔＧ１｜＜０．６ 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。

【０００６】本発明の好ましい態様によれば、前記最終
レンズ群Ｇｅは負の屈折力を有し、前記最終レンズ群Ｇ
ｅの物体側に隣接して配置された負の屈折力を有する負
レンズ群Ｇｎをさらに備えている。この場合、広角端状
態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、
前記負レンズ群Ｇｎと前記最終レンズ群Ｇｅとの空気間
隔は増大することが好ましい。

【０００７】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記正レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、広角端状態に
おけるレンズ系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態
におけるレンズ系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、 ０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＜１．４ の条件を満足する。さらに、望遠端状態におけるレンズ
全長をTLt とし、望遠端状態におけるバックフォーカス
をBft としたとき、 Bft ／TLt ＜０．５ の条件を満足することが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】レンズシャッター式のカメラのよ
うに撮影レンズ系をカメラ本体内に組み込んだレンズ一
体型カメラでは、撮影レンズ系のバックフォーカスに制
約がない。したがって、この種のカメラに用いられる撮
影レンズ系には、最も像側に負レンズ群を配置した望遠
型のズームレンズが用いられる。最も像側に負レンズ群
を配置した望遠型のズームレンズでは、広角端状態（最
も焦点距離の短い状態）から望遠端状態（最も焦点距離
の長い状態）までレンズ位置状態が変化する際に、負レ
ンズ群を増倍（広角端状態よりも望遠端状態の方が負レ
ンズ群の横倍率の大きさが増大する）に用いている。

【０００９】また、開口絞りは、負レンズ群よりも物体
側に配置されている。そして、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、開口絞りと負レ
ンズ群との間隔を狭めている。こうして、軸外光束が負
レンズ群を通過するとき、広角端状態では光軸から離れ
て通過し、望遠端状態では光軸の近くを通過する。した
がって、変倍による軸外収差の変動を良好に補正し、高
性能化を達成することができる。但し、広角端状態での
バックフォーカスが短すぎると、負レンズ群の像面寄り
の面に付着したゴミの影がフィルム面上に写り込んでし
まう。したがって、広角端状態におけるバックフォーカ
スを適切な値とすることが望ましい。

【００１０】さらに、ズームレンズの最も物体側に正レ
ンズ群を配置し、広角端状態ではレンズ全長を短くする
構成にすることにより、正レンズ群を通過する軸外光束
が光軸に近づく。また、望遠端状態では、正レンズ群と
その像側のレンズ群（広角端状態では正レンズ群の像側
に近接して配置される）との間隔を広げ、正レンズ群を
介して光束を強く収斂させることによって、レンズ全長
の短縮化を図っている。なお、小型で且つ高変倍化に適
した多群ズームレンズの具体的な構成として、例えば正
正負３群タイプのズームレンズ、正負正負４群タイプの
ズームレンズ、および正負正正負５群タイプのズームレ
ンズが知られている。

【００１１】いづれのタイプのズームレンズにおいて
も、レンズ系の最も物体側に正レンズ群が配置され、最
も像側に負レンズ群が配置されている。そして、最も物
体側の正レンズ群と最も像側の負レンズ群との間に、１
つの正レンズ群を配置するか、あるいは全体として正の
合成屈折力を有する複数のレンズ群を配置し、広角端状
態から望遠端状態への変倍時にすべてのレンズ群を物体
側へ移動させている。ところで、前述のように、広角端
状態でのバックフォーカスを適切な値とした場合、広角
端状態での負レンズ群の横倍率はほぼ同じ値であり、変
倍比の増大にしたがって望遠端状態における負レンズ群
の横倍率が増大するので、より高いレンズ位置制御が要
求される。このように、変倍比が増大すると望遠端状態
において要求されるレンズ位置精度が非常に高くなるの
で、望遠端状態における負レンズ群の横倍率を抑える必
要がある。

【００１２】例えば、特開平７−１３０８０号公報や特
開平７−７２３９２号公報に開示のズームレンズでは、
負レンズ群の像面寄りにさらに負屈折力のレンズ群を追
加することにより、望遠端状態における負レンズ群の横
倍率を小さくしている。しかしながら、広角端状態を基
準とした任意のレンズ位置状態までの最も像側の負レン
ズ群の移動量がレンズ全長の変化に比べて大きいため、
望遠端状態におけるバックフォーカスが大きく、レンズ
鏡筒の倒れが発生し易かった。

【００１３】そこで、本発明においては、次の条件か
らを満足するようにレンズ系を構成することにより、
本発明の課題を解決している。 レンズ系の最も像側に２つの負レンズ群を配置して、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に
際して、２つの負レンズ群をその間隔が広がるように物
体側へ移動させる。 レンズ系の最も物体側に、正レンズ群を配置する。 正レンズ群と２つの負レンズ群との間に、少なくとも
１つのレンズ群を配置する。

【００１４】従来より、レンズ系の小型化の目安とし
て、望遠比が知られている。望遠比とは、レンズ全長
（レンズ系の最も物体側の面と像面との間の軸上距離）
を焦点距離で割った値である。正レンズ群と負レンズ群
とが所定の間隔を隔てて配置されている場合、レンズ系
全体の焦点距離および望遠比が一定とすると、負レンズ
群の屈折力が強まるにつれて正レンズ群と負レンズ群と
の間隔が広がる。また、２つの負レンズ群が所定の間隔
を隔てて配置されている場合、その間隔が広がるにつれ
てその合成屈折力は負に強まる。従って、本発明におい
ては、の条件を満足することにより、望遠端状態にお
いて２つの負レンズ群の合成屈折力を負に強めて、望遠
端状態における負レンズ群の位置を像側へ移動させ、レ
ンズ全長に占めるバックフォーカスの割合を小さくして
レンズ鏡筒の倒れを抑えることができる。

【００１５】前述の通り、レンズ全長の短縮化を図るに
は、望遠型の屈折力配置が効果的である。従って、本発
明においても、レンズ系の最も物体側に正レンズ群を配
置することによりレンズ全長の短縮化を図っているの
で、の条件が必要となる。ところで、正負２群タイプ
のズームレンズでは、正レンズ群と負レンズ群との間隔
が広角端状態よりも望遠端状態で狭くなる。特に、変倍
比が高まると、レンズ全長に対してバックフォーカスが
極端に増大して、レンズ鏡筒の倒れが発生してしまう。
このため、本発明においては、正レンズ群と負レンズ群
との間に１つのレンズ群あるいは複数のレンズ群を配置
することにより、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮
化を図ってレンズ鏡筒の倒れの発生を抑えているので、
条件が必要となる。

【００１６】以下、本発明の各条件式について説明す
る。本発明においては、次の条件式（１）を満足する。 ０．３＜｜ΔＧｅ／ΔＧ１｜＜０．６ （１） ここで、 ΔＧ１：広角端状態を基準とした任意の所定レンズ位置
状態までの正レンズ群Ｇ１の移動量 ΔＧｅ：広角端状態を基準とした所定レンズ位置状態ま
での最終レンズ群Ｇｅの移動量

【００１７】条件式（１）は、広角端状態を基準とした
広角端状態から望遠端状態までのレンズ位置状態のうち
任意のレンズ位置状態までの正レンズ群Ｇ１の移動量と
最終レンズ群Ｇｅの移動量との比について適切な範囲を
規定している。条件式（１）の上限値を上回った場合、
望遠端状態においてレンズ全長に対するバックフォーカ
スの割合が大きくなる。その結果、レンズ鏡筒が倒れ易
くなり、片ボケが発生し易くなってしまう。

【００１８】一方、条件式（１）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最終レンズ群Ｇｅが
移動する際に、最終レンズ群Ｇｅを通過する軸外光束の
高さがあまり変化しなくなる。その結果、変倍時に伴う
軸外収差の変動を抑えることができなくなってしまう。
なお、レンズ鏡筒の倒れをさらに抑えるには、条件式
（１）の上限値を０．５５に設定することが望ましい。
また、製造時に発生するレンズ位置誤差を抑えるには、
広角端状態から望遠端状態までの任意のレンズ位置状態
において条件式（１）の値がほぼ一定になるように構成
することが望ましい。

【００１９】また、本発明においては、望遠端状態にお
けるレンズ全長を短縮化するために、以下の条件式
（２）を満足することが望ましい。 ０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＜１．４ （２） ここで、 ｆ１：正レンズ群Ｇ１の焦点距離 ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離 ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離

【００２０】条件式（２）は、レンズ系の最も物体側に
配置される正レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１について適切
な範囲を規定している。条件式（２）の上限値を上回っ
た場合、正レンズ群Ｇ１による収斂作用が弱まり、レン
ズ系が大型化してしまうので好ましくない。一方、条件
式（２）の下限値を下回った場合、正レンズ群Ｇ１によ
る収斂作用が強まる。その結果、特に望遠端状態におい
て正レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸から離れて
しまい、レンズ系の大型化を招いてしまうので好ましく
ない。

【００２１】また、本発明においては、望遠端状態にお
いて発生し易いレンズ鏡筒の倒れをさらに確実に防ぐた
めに、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。 Bft ／TLt ＜０．５ （３） ここで、 TLt ：望遠端状態におけるレンズ全長 Bft ：望遠端状態におけるバックフォーカス 条件式（３）は、望遠端状態におけるレンズ全長に占め
るバックフォーカスの割合について適切な範囲を規定し
ている。条件式（３）の上限値を上回った場合、望遠端
状態においてレンズ鏡筒の倒れが起こり易く、片ボケが
発生し易くなるので好ましくない。

【００２２】また、本発明においては、レンズ全長の短
縮化を図るために、最終レンズ群Ｇｅが負屈折力を有
し、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。 −５＜ｆｅ／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＜−１ （４） ここで、 ｆｅ：最終レンズ群Ｇｅの焦点距離

【００２３】条件式（４）は、最終レンズ群Ｇｅの屈折
力について適切な範囲を規定している。条件式（４）の
上限値を上回った場合、望遠端状態における屈折力配置
の非対称性が強まり、正の歪曲収差を良好に補正するこ
とが困難となってしまう。逆に、条件式（４）の下限値
を下回った場合、最終レンズ群Ｇｅによる発散作用が弱
まるので、レンズ全長の短縮化が難しくなってしまう。

【００２４】本発明において、レンズ系の最も物体側に
配置された正レンズ群Ｇ１とレンズ系の最も像側に配置
された２つの負レンズ群ＧｎおよびＧｅとの間に１つの
可動レンズ群Ｇａを配置する場合、可動レンズ群Ｇａは
負部分群とその像側に隣接して配置された正部分群とで
構成されることが望ましい。以下、この理由について説
明する。まず、広角端状態において適切なバックフォー
カスを得るには、可動レンズ群Ｇａ中の負部分群によっ
て正レンズ群Ｇ１で収斂された光束を発散させることが
望ましい。また、負部分群を配置することにより、広角
端状態において２つの負レンズ群ＧｎおよびＧｅで発生
する正の歪曲収差を良好に補正することができる。さら
に、負部分群を通過する光束は発散作用を受けるので、
負部分群の像側に正部分群を配置することが望ましい。

【００２５】また、本発明において、レンズ系の最も物
体側に配置された正レンズ群Ｇ１とレンズ系の最も像側
に配置された２つの負レンズ群ＧｎおよびＧｅとの間に
複数の可動レンズ群を配置する場合、複数の可動レンズ
群は、正レンズ群Ｇ１の像側に隣接して配置された負屈
折力のレンズ群Ｇａと、２つの負レンズ群ＧｎおよびＧ
ｅの物体側に隣接して配置された正屈折力のレンズ群Ｇ
ｂとを含み、複数の可動レンズ群の合成屈折力は変倍中
常に正であることが望ましい。以下、この理由について
説明する。

【００２６】まず、前述の通り、広角端状態において適
切なバックフォーカスを得るには、負屈折力のレンズ群
Ｇａによって正レンズ群Ｇ１で収斂された光束を発散さ
せることが望ましい。また、負屈折力のレンズ群Ｇａを
配置することにより、広角端状態において２つの負レン
ズ群ＧｎおよびＧｅで発生する正の歪曲収差を良好に補
正することができる。さらに、レンズ群Ｇａを通過する
光束は、発散作用を受けるので、レンズ群Ｇａの像側に
正屈折力のレンズ群Ｇｂを配置することが望ましい。

【００２７】また、本発明において、広角端状態を基準
とした任意のレンズ位置状態までの正レンズ群Ｇ１の移
動量と最終レンズ群Ｇｅの移動量との比をほぼ一定にす
ることが望ましい。この場合、レンズ鏡筒の構造上、正
レンズ群Ｇ１と最終レンズ群Ｇｅとを線形カムで移動さ
せることが可能となり、レンズ位置制御の精度を高める
ことができる。

【００２８】小型化に適したズームレンズ鏡筒として、
２段沈胴構造が知られている。２段沈胴構造は、第１鏡
筒と第２鏡筒と暗箱と駆動用モータとで構成され、第１
鏡筒と第２鏡筒とがヘリコイド嵌合し、第２鏡筒と暗箱
とがヘリコイド嵌合している。そして、駆動用モータに
より第２鏡筒が回転しながら光軸方向に移動し、第２鏡
筒の回転力により第１鏡筒が第２鏡筒に対して相対的に
光軸方向に移動する。また、正レンズＧ１は第１鏡筒に
直接固定されるか、あるいはレンズ室を介して第１鏡筒
に固定されている。したがって、第１鏡筒の光軸方向の
移動に従って正レンズ群Ｇ１が光軸方向に案内され、第
２鏡筒内に設けられたズームカムに沿って他のレンズ群
が光軸方向に案内される。

【００２９】２段沈胴構造では、第１鏡筒の光軸方向の
長さと第２鏡筒の光軸方向の長さと暗箱の光軸方向の長
さとが互いにほぼ等しくなるとき、カメラ本体の小型化
を効率的に図ることができる。この場合、第１鏡筒と第
２鏡筒との移動比率は、約２：１となる。従って、本発
明においては、広角端状態を基準した任意のレンズ位置
状態までの正レンズ群Ｇ１の移動量と最終レンズ群Ｇｅ
の移動量と比率を約２：１で常にほぼ一定にすることが
望ましい。これにより、正レンズ群Ｇ１を第１鏡筒に取
り付け、最終レンズ群Ｇｅを第２鏡筒に取り付けること
が可能となる。その結果、鏡筒構造の複雑化を招くこと
なく、高変倍化を達成することも可能となる。

【００３０】

【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。本発明の各実施例にかかる変倍光学系
は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する正レン
ズ群Ｇ１と、最も像側に配置された最終レンズ群Ｇｅと
を備えている。そして、広角端状態から望遠端状態への
レンズ位置状態の変化に際して、正レンズ群Ｇ１および
最終レンズ群Ｇｅは物体側へ移動する。

【００３１】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 ｝ ＋Ｃ₂ ・ｙ² ＋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。

【００３２】〔第１実施例〕図１は、本発明の第１実施
例にかかる変倍光学系の屈折力配分および広角端状態
（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのレンズ位置状態の変化
を示す図である。図１に示すように、本発明の第１実施
例にかかる変倍光学系は、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、負の屈折
力を有する第５レンズ群Ｇ５と、負の屈折力を有する第
６レンズ群Ｇ６とから構成されている。すなわち、第１
レンズ群Ｇ１が正レンズ群Ｇ１を、第６レンズ群Ｇ６が
最終レンズ群Ｇｅをそれぞれ構成している。

【００３３】そして、広角端状態から望遠端状態へのレ
ンズ位置状態の変化に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２
レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２
と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ
群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は増大し、第４
レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔は減少
し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔
は増大するように、各レンズ群が物体側へ移動する。な
お、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態へのレ
ンズ位置状態の変化に際して、第２レンズ群Ｇ２と第４
レンズ群Ｇ４との間隔は常に一定である。また、広角端
状態を基準とした任意のレンズ位置状態までの第１レン
ズ群Ｇ１の移動量と第６レンズ群Ｇ６の移動量とは、常
に２：１である。

【００３４】図２は、本発明の第１実施例にかかる変倍
光学系の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、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズとの接合正レンズＬ１からなる第１レン
ズ群Ｇ１と、両凹レンズＬ21、両凸レンズＬ22、および
物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ23からなる
第２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズＬ３からなる第３レン
ズ群Ｇ３と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズとの接合正レンズＬ４からなる第４レンズ
群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
51、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ52、お
よび物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ53から
なる第５レンズ群Ｇ５と、物体側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズＬ６からなる第６レンズ群Ｇ６とから構成
されている。

【００３５】また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間に配置され、広角端状態から望
遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して第４レンズ
群Ｇ４と一体的に移動する。図２は、広角端状態におけ
る各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への
レンズ位置状態の変化に際して図１に矢印で示すズーム
軌道に沿って光軸上を移動する。また、第３レンズ群Ｇ
３を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシン
グ（合焦）を行っている。

【００３６】次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸
元の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、
ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォ
ーカスを、Ｄ0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿っ
た距離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＝５８７．６
ｎｍ）に対する値を示している。

【００３７】

【表１】 ｆ＝38.80 〜75.35 〜113.02〜153.20 ＦNO＝ 4.30 〜 6.88 〜 8.99〜 11.01 ２ω＝58.29 〜31.01 〜 17.96〜 15.69° 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 59.4129 4.2698 1.48749 70.45 2 -37.9306 1.3814 1.84666 23.83 3 -63.2599 (D3= 可変) 4 -30.9582 1.0047 1.83500 42.97 5 20.5865 1.0047 6 18.8731 2.6372 1.78472 25.70 7 -47.1212 0.5023 8 -20.6854 1.0047 1.83500 42.97 9 -135.8101 (D9= 可変) 10 323.8179 2.0093 1.48749 70.45 11 -19.4306 (D11=可変) 12 ∞ 2.2605 （開口絞りＳ） 13 27.6565 4.3953 1.48749 70.45 14 -12.2958 1.2558 1.84666 23.83 15 -22.8266 (D15=可変) 16 -49.9703 3.0140 1.84666 23.83 17 -20.6312 1.2583 18 -26.6528 1.2583 1.78800 47.50 19 -65.6297 3.9296 20 -14.9671 1.5070 1.78800 47.50 21 -64.1269 (D21=可変) 22 -51.9711 1.0047 1.62041 60.35 23 -157.2480 (Bf) （変倍における可変間隔） ｆ 38.8039 75.3465 113.0189 153.2019 D3 1.6326 11.9215 19.1983 26.2823 D9 4.3754 2.8045 2.3398 1.8837 D11 2.5316 4.1025 4.5672 5.0233 D15 18.6826 9.6691 4.9215 1.8837 D21 2.5116 12.6690 20.5388 28.2532 Bf 5.0227 16.4559 26.8561 36.2226 （撮影倍率−１／３０倍時の第３レンズ群Ｇ３のフォーカシング移動量） 焦点距離ｆ 38.8039 75.3465 113.0189 153.2019 Ｄ0 1117.0386 2182.0510 3276.2251 4447.4776 移動量 1.0769 0.8390 0.8086 0.7919 ただし、移動量の符号は物体側から像側への移動を正とする （条件対応値） ｆ１＝ ８３．０７００ ｆｅ＝−１２５．５８１２ TLt ＝ １３０．８５２２ （１）｜ΔＧｅ／ΔＧ１｜ ＝０．５（常に一定） （２）ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．０７７ （３）Bft ／TLt ＝０．２７７ （４）ｆｅ／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．６２９

【００３８】図３乃至図１０は、ｄ線（λ＝５８７．６
ｎｍ）に対する第１実施例の諸収差図である。図３は広
角端状態（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は第１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は第２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６は望遠端状態（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。また、図７は広角
端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であ
り、図８は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１
／３０倍での諸収差図であり、図９は第２中間焦点距離
状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり
図１０は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での
諸収差図である。

【００３９】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画
角を、Ｈは各像高に対する物体高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、各撮影距離状態
および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。

【００４０】図１１は、第１実施例の変倍光学系を組み
込んだレンズ鏡筒の断面図であって、（ａ）は広角端状
態におけるレンズ鏡筒を、（ｂ）は望遠端状態における
レンズ鏡筒をそれぞれ示している。図１１のレンズ鏡筒
は、第１鏡筒６と、第２鏡筒７と、変倍光学系をカメラ
本体に取り付けるための暗箱５と、第２鏡筒７を回転駆
動するための駆動用モーター（不図示）とで構成されて
いる。そして、第１鏡筒６と第２鏡筒７とがヘリコイド
嵌合し、第２鏡筒７と暗箱５とがヘリコイド嵌合してお
り、モーターの回転にしたがって第２鏡筒７が回転しな
がら変倍光学系の光軸２に沿って繰り出される。第２鏡
筒７の回転力は第１鏡筒６に伝達され、第１鏡筒６は第
２鏡筒７の回転にしたがって光軸方向に直進する。直進
筒８は、第２鏡筒７に取り付けられている。したがっ
て、直進筒８は、第２鏡筒７が光軸方向に移動する際に
第２鏡筒７と一体的に繰り出されるが、暗箱５内に設け
られた直進溝の作用により回転することなく光軸方向に
直進する。

【００４１】撮影レンズ系を構成する第１レンズ群Ｇ１
は、第１鏡筒６に取り付けられ、第１鏡筒６の移動にし
たがって光軸方向に移動する。また、第２レンズ群Ｇ２
は第１レンズ室１０に保持され、第３レンズ群Ｇ３は第
２レンズ室１１に保持され、第４レンズ群Ｇ４は第３レ
ンズ室１２に保持され、第５レンズ群Ｇ５は第４レンズ
室１３に保持され、第６レンズ群Ｇ６は直進筒８に取り
付けられている。そして、第１レンズ室１０と第２レン
ズ室１１とはヘリコイド嵌合し、第１レンズ室１０およ
び第３レンズ室１２はシャッターユニット９に前後から
それぞれ取り付けられている。また、第３レンズ室１２
および第４レンズ室１３の外周部には、フォロアーピン
１４および１５がそれぞれ設けられている。フォロアー
ピン１４および１５は、直進筒８の内部に設けられた直
進溝を介して、第２鏡筒７内に設けられたズームカムに
達している。こうして、第３レンズ室１２および第４レ
ンズ室１３は、フォロアーピン１４および１５を介して
第２鏡筒７内に設けられたズームカムによりそれぞれ保
持されている。

【００４２】変倍時において、第２レンズ群Ｇ２〜第５
レンズ群Ｇ５は、ズームカムにしたがって第２鏡筒７に
対して相対移動するが、直進溝により回転が抑えられて
いるので回転することなく光軸方向に沿って直進移動す
る。また、第１レンズ群Ｇ１は第１鏡筒６と一体的に、
第６レンズ群Ｇ６は直進筒８と一体的にそれぞれ光軸方
向に移動する。変倍時およびフォーカシング時には、第
３レンズ群Ｇ３はシャッターユニット９に設けられた回
転レバー１６の作用により回転駆動され、ヘリコイドに
沿ってシャッターユニット９に対して相対移動する。な
お、図１１において、参照番号４はフィルム開口部を、
参照番号３はフィルム面をそれぞれ示している。

【００４３】〔第２実施例〕図１２は、本発明の第２実
施例にかかる変倍光学系の屈折力配分および広角端状態
（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのレンズ位置状態の変化
を示す図である。図１２に示すように、本発明の第２実
施例にかかる変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折
力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第
２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ
３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成
されている。すなわち、第１レンズ群Ｇ１が正レンズ群
Ｇ１を、第４レンズ群Ｇ４が最終レンズ群Ｇｅをそれぞ
れ構成している。

【００４４】そして、広角端状態から望遠端状態へのレ
ンズ位置状態の変化に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２
レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２
と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ
群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は増大するよう
に、各レンズ群が物体側へ移動する。なお、第１実施例
では、広角端状態を基準とした任意のレンズ位置状態ま
での第１レンズ群Ｇ１の移動量と第４レンズ群Ｇ４の移
動量とは、常に２：１である。

【００４５】図１３は、本発明の第２実施例にかかる変
倍光学系の構成を示す図である。図１３の変倍光学系
は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向け
た負メニスカスレンズとの接合正レンズＬ１からなる第
１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズと両凸レンズとの接合レ
ンズＬ21、および両凸Ｌ22からなる第２レンズ群Ｇ２
と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ31、お
よび物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ32から
なる第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズＬ４からなる第４レンズ群Ｇ４とから構成
されている。

【００４６】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、広角端状態から望
遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して第２レンズ
群Ｇ２と一体的に移動する。図１３は、広角端状態にお
ける各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態へ
のレンズ位置状態の変化に際して図１２に矢印で示すズ
ーム軌道に沿って光軸上を移動する。また、第２レンズ
群Ｇ２を光軸に沿って移動させることにより、フォーカ
シング（合焦）を行っている。

【００４７】次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸
元の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離を、
ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォ
ーカスを、Ｄ0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿っ
た距離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＝５８７．６
ｎｍ）に対する値を示している。

【００４８】

【表２】 ｆ＝38.80 〜62.79 〜110.50 ＦNO＝ 4.07 〜 6.00 〜 9.50 ２ω＝56.57 〜36.54 〜 21.65° 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 41.6230 4.3953 1.48749 70.45 2 -69.0932 1.5070 1.84666 23.83 3 -136.2375 (D3= 可変) 4* -19.4865 1.2558 1.77250 49.61 5 67.5145 2.5116 1.53172 48.83 6 -60.4669 3.1395 7 27.6463 5.0233 1.83500 42.97 8* -14.3801 1.8837 9 ∞ (D9= 可変) （開口絞りＳ） 10* -81.7577 3.2651 1.58518 30.24 11 -43.0504 5.4730 12 -11.8920 1.5070 1.77250 49.61 13 -47.8351 (D13=可変) 14 -155.8237 1.2558 1.62041 60.35 15 -10000.0000 (Bf) （非球面データ） κ Ｃ₂ Ｃ₄ 4 面 1.000 0.000 -2.3284×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -1.2577×10^-7 -2.3789×10^-10 1.3228×10^-11 κ Ｃ₂ Ｃ₄ 8 面 1.000 0.000 5.7157×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 5.6192×10^-7 -8.9851×10^-9 4.4291×10^-11 κ Ｃ₂ Ｃ₄ 10面 1.000 0.000 4.8605×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 1.3267×10^-7 2.2118×10^-10 9.3828×10^-12 （変倍における可変間隔） ｆ 38.8030 62.7872 110.5025 D3 2.6701 8.6645 14.7356 D9 14.0396 7.2512 1.7946 D13 0.6279 9.0954 23.3046 Bf 6.2782 13.9511 28.7785 （撮影倍率−１／４０倍時の第２レンズ群Ｇ２のフォーカシング移動量） 焦点距離ｆ 38.8030 62.7872 110.5025 Ｄ0 1554.2933 2506.5670 4406.4031 移動量 0.5913 0.4264 0.2875 ただし、移動量の符号は像側から物体側への移動を正とする （条件対応値） ｆ１＝ ７９．５９９５ ｆｅ＝−２５１．１６２４ TLt ＝ ９９．８３０５ （１）｜ΔＧｅ／ΔＧ１｜ ＝０．５（常に一定） （２）ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．２１６ （３）Bft ／TLt ＝０．２８８ （４）ｆｅ／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝３．８３６

【００４９】図１４乃至図１９は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する第２実施例の諸収差図である。図１４
は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であ
り、図１５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１６は望遠端状態における無限
遠合焦状態での諸収差図である。また、図１７は広角端
状態における撮影倍率−１／４０倍での諸収差図であ
り、図１８は中間焦点距離状態における撮影倍率−１／
４０倍での諸収差図であり、図１９は望遠端状態におけ
る撮影倍率−１／４０倍での諸収差図である。

【００５０】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ａは各像高に対する半画
角を、Ｈは各像高に対する物体高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、各撮影距離状態
および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。

【００５１】図２０は、第２実施例の変倍光学系を組み
込んだレンズ鏡筒の断面図であって、（ａ）は広角端状
態におけるレンズ鏡筒を、（ｂ）は望遠端状態における
レンズ鏡筒をそれぞれ示している。図２０のレンズ鏡筒
は、第１鏡筒６と、第２鏡筒７と、変倍光学系をカメラ
本体に取り付けるための暗箱５と、第２鏡筒７を回転駆
動するための駆動用モーター（不図示）とで構成されて
いる。そして、第１鏡筒６と第２鏡筒７とがヘリコイド
嵌合し、第２鏡筒７と暗箱５とがヘリコイド嵌合してお
り、モーターの回転にしたがって第２鏡筒７が回転しな
がら変倍光学系の光軸２に沿って繰り出される。第２鏡
筒７の回転力は第１鏡筒６に伝達され、第１鏡筒６は第
２鏡筒７の回転にしたがって光軸方向に直進する。直進
筒８は、第２鏡筒７に取り付けられている。したがっ
て、直進筒８は、第２鏡筒７が光軸方向に移動する際に
第２鏡筒７と一体的に繰り出されるが、暗箱５内に設け
られた直進溝の作用により回転することなく光軸方向に
直進する。

【００５２】撮影レンズ系を構成する第１レンズ群Ｇ１
は、第１鏡筒６に取り付けられ、第１鏡筒６の移動にし
たがって光軸方向に移動する。また、第２レンズ群Ｇ２
は第１レンズ室１０に保持され、第３レンズ群Ｇ３は第
２レンズ室１１に保持され、第４レンズ群Ｇ４は直進筒
８に取り付けられている。そして、第１レンズ室１０お
よび第２レンズ室１１の外周部には、フォロアーピン２
２および２３が設けられている。フォロアーピン２２お
よび２３は、直進筒８の内部に設けられた直進溝を介し
て、第２鏡筒７内に設けられたズームカムに達してい
る。こうして、第１レンズ室１０および第２レンズ室１
１は、フォロアーピン２２および２３を介して第２鏡筒
７内に設けられたズームカムにより保持されている。

【００５３】変倍時において、第２レンズ群Ｇ２および
第３レンズ群Ｇ３は、ズームカムにしたがって第２鏡筒
７に対して相対移動するが、直進溝により回転が抑えら
れているので回転することなく光軸方向に沿って直進移
動する。また、第１レンズ群Ｇ１は第１鏡筒６と一体的
に、第４レンズ群Ｇ４は直進筒８と一体的にそれぞれ光
軸方向に移動する。変倍時およびフォーカシング時に
は、第２レンズ群Ｇ２はシャッターユニット９に設けら
れた回転レバー（不図示）の作用により回転駆動され、
ヘリコイドに沿ってシャッターユニット９に対して相対
移動する。なお、図２０において、参照番号４はフィル
ム開口部を、参照番号３はフィルム面をそれぞれ示して
いる。

【００５４】なお、本発明による変倍光学系は、ズーム
レンズに限定されることなく、焦点距離状態が連続的に
存在しないバリフォーカルズームレンズにも適用するこ
とができることはいうまでもない。

【００５５】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、小型
で、高変倍化が可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】本発明の第１実施例にかかる変倍光学系の屈折
力配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へ
のレンズ位置状態の変化を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかる変倍光学系の構成
を示す図である。

【図３】第１実施例の広角端状態における無限遠合焦状
態での諸収差図である。

【図４】第１実施例の第１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る。

【図５】第１実施例の第２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る。

【図６】第１実施例の望遠端状態における無限遠合焦状
態での諸収差図である。

【図７】第１実施例の広角端状態における撮影倍率−１
／３０倍での諸収差図である。

【図８】第１実施例の第１中間焦点距離状態における撮
影倍率−１／３０倍での諸収差図である。

【図９】第１実施例の第２中間焦点距離状態における撮
影倍率−１／３０倍での諸収差図である。

【図１０】第１実施例の望遠端状態における撮影倍率−
１／３０倍での諸収差図である。

【図１１】第１実施例の変倍光学系を組み込んだレンズ
鏡筒の断面図であって、（ａ）は広角端状態におけるレ
ンズ鏡筒を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズ鏡筒を
それぞれ示している。

【図１２】本発明の第２実施例にかかる変倍光学系の屈
折力配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）
へのレンズ位置状態の変化を示す図である。

【図１３】本発明の第２実施例にかかる変倍光学系の構
成を示す図である。

【図１４】第２実施例の広角端状態における無限遠合焦
状態での諸収差図である。

【図１５】第２実施例の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る。

【図１６】第２実施例の望遠端状態における無限遠合焦
状態での諸収差図である。

【図１７】第２実施例の広角端状態における撮影倍率−
１／４０倍での諸収差図である。

【図１８】第２実施例の中間焦点距離状態における撮影
倍率−１／４０倍での諸収差図である。

【図１９】第２実施例の望遠端状態における撮影倍率−
１／４０倍での諸収差図である。

【図２０】第２実施例の変倍光学系を組み込んだレンズ
鏡筒の断面図であって、（ａ）は広角端状態におけるレ
ンズ鏡筒を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズ鏡筒を
それぞれ示している。

【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 Ｇ６ 第６レンズ群 Ｌｉ 各レンズ成分 Ｓ 開口絞り

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最も物体側に配置された正の屈折力を有
   する正レンズ群Ｇ１と、最も像側に配置された最終レン
   ズ群Ｇｅとを備え、 広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に
   際して、前記正レンズ群Ｇ１および前記最終レンズ群Ｇ
   ｅは物体側へ移動し、 広角端状態を基準とした任意の所定レンズ位置状態まで
   の前記正レンズ群Ｇ１の移動量をΔＧ１とし、広角端状
   態を基準とした前記所定レンズ位置状態までの前記最終
   レンズ群Ｇｅの移動量をΔＧｅとしたとき、広角端状態
   から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して常
   に、 ０．３＜｜ΔＧｅ／ΔＧ１｜＜０．６ の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
2. 【請求項２】 前記最終レンズ群Ｇｅは負の屈折力を有
   し、 前記最終レンズ群Ｇｅの物体側に隣接して配置された負
   の屈折力を有する負レンズ群Ｇｎをさらに備えているこ
   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】 広角端状態から望遠端状態へのレンズ位
   置状態の変化に際して、前記負レンズ群Ｇｎと前記最終
   レンズ群Ｇｅとの空気間隔は増大することを特徴とする
   請求項２に記載の変倍光学系。
4. 【請求項４】 前記正レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１と
   し、広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離をｆｗ
   とし、望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離をｆ
   ｔとしたとき、 ０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＜１．４ の条件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１項に記載の変倍光学系。
5. 【請求項５】 望遠端状態におけるレンズ全長をTLt と
   し、望遠端状態におけるバックフォーカスをBft とした
   とき、 Bft ／TLt ＜０．５ の条件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１項に記載の変倍光学系。
6. 【請求項６】 前記正レンズ群Ｇ１と前記負レンズ群Ｇ
   ｎとの間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのレ
   ンズ位置状態の変化に際して光軸に沿って移動する少な
   くとも１つの可動レンズ群を有することを特徴とする請
   求項２乃至５のいずれか１項に記載の変倍光学系。
7. 【請求項７】 前記可動レンズ群のうち少なくとも１つ
   のレンズ群は、正の屈折力を有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】 前記可動レンズ群のうち最も像側に配置
   されたレンズ群は、正の屈折力を有することを特徴とす
   る請求項６に記載の変倍光学系。
9. 【請求項９】 前記正レンズ群Ｇ１と前記負レンズ群Ｇ
   ｎとの間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのレ
   ンズ位置状態の変化に際して光軸に沿って移動する少な
   くとも２つの可動レンズ群を有することを特徴とする請
   求項２乃至５のいずれか１項に記載の変倍光学系。
10. 【請求項１０】 前記可動レンズ群のうち最も物体側に
    配置されたレンズ群は負の屈折力を有し、最も像側に配
    置されたレンズ群は正の屈折力を有することを特徴とす
    る請求項９に記載の変倍光学系。
11. 【請求項１１】 広角端状態を基準とした任意のレンズ
    位置状態までの前記正レンズ群Ｇ１の移動量ΔＧ１と前
    記最終レンズ群Ｇｅの移動量ΔＧｅとの割合が常にほぼ
    一定であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれ
    か１項に記載の変倍光学系。
12. 【請求項１２】 前記最終レンズ群Ｇｅの焦点距離をｆ
    ｅとし、広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離を
    ｆｗとし、望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
    をｆｔとしたとき、 −５＜ｆｅ／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＜−１ の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１１の
    いずれか１項に記載の変倍光学系。
13. 【請求項１３】 広角端状態から望遠端状態へのレンズ
    位置状態の変化に際して前記正レンズ群Ｇ１を光軸に沿
    って駆動するための第１案内手段と、 広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に
    際して前記最終レンズ群Ｇｅを光軸に沿って駆動するた
    めの第２案内手段と有し、 前記第１案内手段と前記第２案内手段とは互いに連結さ
    れ、前記第２案内手段に付与された駆動力が前記第１案
    内手段に伝達されることを特徴とする請求項１乃至１２
    のいずれか１項に記載の変倍光学系。
14. 【請求項１４】 広角端状態を基準とした任意のレンズ
    位置状態までの前記第１案内手段の光軸に沿った移動量
    と前記第２案内手段の光軸に沿った移動量との割合が常
    にほぼ一定であることを特徴とする請求項１３に記載の
    変倍光学系。
15. 【請求項１５】 前記正レンズ群Ｇ１は前記第１案内手
    段によって直接保持され、前記最終レンズ群Ｇｅは前記
    第２案内手段によって直接保持されていることを特徴と
    する請求項１３または１４に記載の変倍光学系。