JPH1062688A

JPH1062688A - 変倍光学系

Info

Publication number: JPH1062688A
Application number: JP8239791A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で高変倍化に適した変倍光学系。【解決手段】物体側から順に、正屈折力の第１レンズ
群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力の第３レンズ
群Ｇ３とを少なくとも備えている。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、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
は変化するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１は物体
側へ移動し、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、
特に高変倍化に好適な小型の変倍光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スチルカメラやビデオカメラなど
に用いられる撮影光学系では、ズームレンズが一般的と
なっている。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。

【０００３】この種のカメラでは、３５ｍｍ判で焦点距
離が５０ｍｍ程度の画角を焦点距離範囲に含むズームレ
ンズが一般的に用いられている。特に、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
いられている。また、撮影光学系とカメラ本体とが一体
的に構成された一体型カメラでは、携帯性が重視され、
小型化や軽量化が要求される。このため、小型化や軽量
化に適したズームレンズに関する提案が種々なされてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高変倍ズームレンズでは、高変倍化を図る際に、望遠端
状態の焦点距離を長くすると、レンズ全長が大きくなっ
たり、絞り径が大きくなったりする。その結果、レンズ
系の大型化、ひいてはカメラの大型化を招き、携帯性も
悪化してしまう。

【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、小型で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。

【０００６】

【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、物体側から順に、正の屈折力を
有する第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、負の
屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを少なくとも備え、
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、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２
との空気間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第
３レンズ群Ｇ３との空気間隔は変化するように、少なく
とも前記第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、前記第２
レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズ群
Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、 −０．２＜ｆ３／ｆ２＜０．２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。

【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、広角端状態におけ
る光学系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態におけ
る光学系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜１．５の条件を満足する。また、前記第３レンズ群Ｇ３の像側
に配置された正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４をさ
らに備え、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、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レ
ンズ群Ｇ４との空気間隔は減少することが好ましい。さ
らに、前記第４レンズ群Ｇ４の像側に配置された負の屈
折力を有する第５レンズ群Ｇ５をさらに備え、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、
前記第４レンズ群Ｇ４と前記第５レンズ群Ｇ５との空気
間隔は減少するように、少なくとも第５レンズ群Ｇ５は
物体側へ移動し、広角端状態における光学系全体の焦点
距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点
距離をｆｔとし、広角端状態におけるバックフォーカス
をＢｆｗ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、０．３＜（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．６の条件を満足することが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、レンズシャッター式カメラ
のように撮影光学系をカメラ本体内に組み込んだレンズ
一体型カメラに適した変倍光学系について一般論を述べ
る。これらレンズ一体型カメラに用いられる変倍光学系
では、バックフォーカスに制約がない。したがって、小
型化に適した望遠タイプの屈折力配置が用いられ、光学
系の最も像面寄りに負レンズ群が配置されている。

【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（焦点距離の
最も短い状態）から望遠端状態（焦点距離の最も長い状
態）へ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且つ負レンズ群を物体側へ移動さ
せている。開口絞りと負レンズ群との間隔を狭めること
によって、負レンズ群を通過する軸外光束が広角端状態
では光軸から離れ、望遠端状態では光軸に近づく。ま
た、負レンズ群を物体側へ移動させることにより、負レ
ンズ群を増倍（負レンズ群の横倍率の大きさが広角端状
態よりも望遠端状態で増大する）に用いることができ
る。こうして、開口絞りと負レンズ群との間隔を狭め且
つ負レンズ群を物体側へ移動させることにより、レンズ
位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好
に補正するとともに、ある程度の高変倍化を実現するこ
とができる。

【００１０】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。そこで、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
が望ましく、負レンズ群の横倍率が広角端状態でほぼ一
定となっている。さらに、変倍光学系の最も物体側に正
レンズ群を配置し、広角端状態では正レンズ群を像側に
近づけて、正レンズ群のレンズ径を小さくしている。逆
に、望遠端状態では正レンズ群とその像側に配置される
レンズ群との間隔を広げて正レンズ群により光束を強く
収斂させることにより、レンズ全長の短縮化をある程度
図っている。

【００１１】小型で且つ高変倍化に適した多群タイプの
ズームレンズとして、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、正
負正正負５群タイプのズームレンズ、正負負正負５群
タイプのズームレンズが知られている。いづれのタイプ
のズームレンズにおいても、上述のように、光学系の最
も物体側には正レンズ群が、最も像側には負レンズ群が
それぞれ配置されている。そして、正レンズ群と負レン
ズ群との間には、１つの正レンズ群（のタイプのズー
ムレンズの場合）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（〜のタイプのズーム
レンズの場合）が配置されている。

【００１２】但し、レンズ群が光軸に沿って微小量だけ
移動すると、その横倍率の２乗に関係して像面位置が移
動する。したがって、のタイプのズームレンズの場
合、変倍比が３倍を超えて大きくなると、望遠端状態に
おける負レンズ群の横倍率が非常に大きくなり、所定の
光学性能を確保するのが難しくなる。また、〜のタ
イプのズームレンズの場合、広角端状態に比べて望遠端
状態で正レンズ群と負レンズ群との間に配置されるレン
ズ群の合成焦点距離が正に大きくなり、且つその合成主
点位置が物体側に移動するため、望遠端状態における負
レンズ群の横倍率の増大が緩和される。

【００１３】以上の考察に基づき、本発明の典型的な構
成においては、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ
群Ｇ１と、弱い屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力
の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４
と、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５とからなる５群タイプ
となる。そして、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との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レ
ンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５
レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、少なくとも第
１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動
する。以上の構成により、３．５倍を超える変倍比を有
する小型の変倍光学系を達成することができる。

【００１４】本発明においては、特に、以下の条件
〔Ｉ〕〜〔IV〕を満足するように各レンズ群を機能させ
て、高性能化や高変倍化を図っている。〔Ｉ〕望遠端状態における第５レンズ群Ｇ５の横倍率を
適切な値に設定する。〔II〕第１レンズ群Ｇ１の主点位置および第２レンズ群
Ｇ２の主点位置を適切に設定する。〔III 〕第４レンズ群Ｇ４の近くに開口絞りを配置す
る。〔IV〕第２レンズ群Ｇ２の収差補正上の機能および第３
レンズ群Ｇ３の収差補正上の機能を明確にする。

【００１５】従来の多群タイプのズームレンズと同様
に、本発明の典型的な構成においても、負屈折力の第５
レンズ群Ｇ５を最も像側に配置している。そして、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５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。望遠端状態
での第５レンズ群Ｇ５の横倍率が大きくなりすぎると、
広角端状態から望遠端状態への第５レンズ群Ｇ５の横倍
率の変化が大きくなる。その結果、レンズ位置状態の変
化に伴う軸外収差の変動を良好に抑えることができず、
所定の光学性能を得ることができなくなってしまう。

【００１６】逆に、望遠端状態での第５レンズ群Ｇ５の
横倍率が小さくなりすぎると、レンズ位置状態の変化に
伴って第５レンズ群Ｇ５よりも物体側に配置されるレン
ズ群で発生する諸収差の変動が大きくなり、所定の光学
性能を得ることができなくなってしまう。いづれの場合
も、非球面を多用したりレンズ枚数を増やすことによ
り、所定の光学性能を確保することが可能であるが、低
コスト化や軽量化を達成することができなくなってしま
う。したがって、望遠端状態での第５レンズ群Ｇ５の横
倍率を適切な値とすることが望ましく、〔Ｉ〕の条件が
必要となる。

【００１７】なお、広角端状態では、バックフォーカス
が短いため、第５レンズ群Ｇ５において正の歪曲収差が
強く発生する。本発明においては、広角端状態における
第１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離
を負の値にすることにより、光学系全体の屈折力配置を
対称型に近づけて、正の歪曲収差を良好に補正すること
ができる。特に、本発明では、第２レンズ群Ｇ２を負部
分群とその像側に配置される正部分群とで構成すること
により、第２レンズ群Ｇ２の主点位置（物体側から光束
を入射させた際の主点位置）を第１レンズ群Ｇ１よりも
物体側に位置させ、負の歪曲収差を効果的に発生させる
ことができる。

【００１８】また、望遠端状態において、第１レンズ群
Ｇ１の主点位置（物体側から光束を入射させた際の主点
位置）を第１レンズ群Ｇ１中か、あるいは第１レンズ群
Ｇ１よりも物体側に位置させることにより、レンズ全長
の短縮化を図ることができる。したがって、第１レンズ
群Ｇ１の最も物体側に正レンズを配置することが望まし
い。但し、第１レンズ群Ｇ１の主点位置を第１レンズ群
Ｇ１よりも極端に物体側へ離すと、望遠端状態において
第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸から離れ、
レンズ径が大型化してしまう。逆に、第１レンズ群Ｇ１
の主点位置を第１レンズ群Ｇ１よりも像側に位置させる
と、レンズ全長の大型化を引き起こすのはいうまでもな
い。以上より、条件〔II〕が肝要となる。

【００１９】前述のように、本発明の基本構成において
は、広角端状態において、第１レンズ群Ｇ１乃至第３レ
ンズ群Ｇ３が負の合成屈折力を、第４レンズ群Ｇ４が正
屈折力を、第５レンズ群Ｇ５が負屈折力をそれぞれ有
し、全体として負正負の対称型の屈折力配置を構成す
る。したがって、第４レンズ群Ｇ４は非常に強い正屈折
力を有し、大口径化に有利な形状とすることが望まし
い。そこで、条件〔III 〕を満足するように開口絞りを
配置することにより、第４レンズ群Ｇ４を通過する軸外
光束が光軸から離れることなく、少ないレンズ枚数で第
４レンズ群Ｇ４を構成することができる。

【００２０】なお、条件〔III 〕を満足するように開口
絞りを配置する場合、軸外光束が第３レンズ群Ｇ３では
光軸の付近を通過するのに対して、第２レンズ群Ｇ２で
はその周縁部を通過する。このため、第３レンズ群Ｇ３
は軸上収差の補正を行い、第２レンズ群Ｇ２は軸外収差
の補正を行うことにより、第２レンズ群Ｇ２および第３
レンズ群Ｇ３を少ないレンズ枚数で構成することができ
る。その結果、軽量化や、レンズ厚の薄肉化によるレン
ズ径の小型化を図ることができるので、条件〔IV〕が重
要となる。こうして、本発明においては、第４レンズ群
Ｇ４中か、あるいは第４レンズ群Ｇ４に隣接して開口絞
りを配置することが好ましい。

【００２１】以下、本発明の各条件式に関して説明す
る。本発明においては、次の条件式（１）を満足する。 −０．２＜ｆ３／ｆ２＜０．２（１）ここで、ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離

【００２２】条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点
距離と第３レンズ群Ｇ３の焦点距離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、第２レンズ群Ｇ２による発散作用が強まり、望
遠端状態においてレンズ全長の大型化を招いてしまう。
逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、第２レン
ズ群Ｇ２の収斂作用が強まり、広角端状態で充分なバッ
クフォーカスを得ることができなくなってしまう。

【００２３】なお、特開平７−９２３９０号公報に開示
された変倍光学系では、第２レンズ群Ｇ２による発散作
用が強い。その結果、望遠端状態における光学系全体の
焦点距離を長くして変倍比を高める際に、レンズ全長の
短縮化が難しく、小型化の点で不十分であった。本発明
においては、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化を
図るために、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＜１．５（２）ここで、ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆｗ：広角端状態における光学系全体の焦点距離ｆｔ：望遠端状態における光学系全体の焦点距離

【００２４】条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点
距離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、第１レンズ群Ｇ１による収斂
作用が弱まり、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化
が困難になるので好ましくない。逆に、条件式（２）の
下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１による収斂作用が
強まる。その結果、望遠端状態において第１レンズ群Ｇ
１を通過する軸外光束が光軸から離れ過ぎて、レンズ径
の小型化が困難となってしまうので好ましくない。

【００２５】前述のように、本発明においては、高変倍
化を図る際に望遠端状態における第５レンズ群Ｇ５の横
倍率の増大を緩和することにより、第５レンズ群Ｇ５の
制御誤差に起因する性能劣化を抑えることができる。し
たがって、高変倍化および制御誤差による性能劣化の抑
制のために、次の条件式（３）を満足することが望まし
い。０．３＜（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．６（３）ここで、Ｂｆｗ：広角端状態におけるバックフォーカスＢｆｔ：望遠端状態におけるバックフォーカス

【００２６】条件式（３）は、第５レンズ群Ｇ５の広角
端状態における横倍率に対する望遠端状態における横倍
率の変化を抑えて、望遠端状態における第５レンズ群Ｇ
５の横倍率の増大を緩和するための条件式である。第５
レンズ群Ｇ５は光学系の最も像側に配置されており、第
１レンズ群Ｇ１乃至第４レンズ群Ｇ４は正の合成屈折力
を有し、第５レンズ群Ｇ５は負屈折力を有する。このた
め、バックフォーカスが長いことは、第５レンズ群Ｇ５
の横倍率が正に大きいことを示す。従って、バックフォ
ーカスの変化量を規定する条件式（３）は、レンズ位置
状態の変化に伴う第５レンズ群Ｇ５の横倍率の変化を規
定することになる。

【００２７】高変倍化と高性能化とを両立させるには、
レンズ位置状態の変化による各レンズ群の横倍率の変化
を抑えることが肝要である。条件式（３）の下限値を下
回ると、レンズ位置状態の変化に伴う第２レンズ群Ｇ２
と第３レンズ群Ｇ３との横倍率の変化が大きくなり、少
ないレンズ枚数で高性能化を図ることが困難となってし
まう。逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、望遠端
状態における第５レンズ群Ｇ５の横倍率が正に大きくな
りすぎて、望遠端状態において制御誤差により発生する
結像性能の劣化を抑えることができなくなってしまう。

【００２８】また、本発明においては、広角端状態にお
いて発生する正の歪曲収差を良好に補正して高性能化を
図るために、第２レンズ群Ｇ２は両凹レンズと該両凹レ
ンズの像側に配置された正レンズとを有し、以下の条件
式（４）を満足することが望ましい。 −２＜ｒ21／ｆｗ＜−０．５（４）ここで、ｒ21：第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面の曲率
半径

【００２９】広角端状態においては、光学系全体の屈折
力配置が対称型に近づくので、正の歪曲収差を良好に補
正することが可能である。この場合、第１レンズ群Ｇ１
により収斂された光束を発散させて負の歪曲収差を発生
するために、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面
の曲率半径を適切な値に設定することが望ましい。条件
式（４）の上限値を上回った場合、第２レンズ群Ｇ２の
最も物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなり、第２レ
ンズ群Ｇ２で発生する正の球面収差を良好に補正するこ
とができず、レンズ位置状態の変化に伴う軸上収差の変
動を抑えることができない。一方、条件式（４）の下限
値を下回ると、望遠端状態でのレンズ全長の短縮化を図
りながら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。

【００３０】ところで、本発明においては、第２レンズ
群Ｇ２乃至第５レンズ群Ｇ５のうちの少なくとも１つの
レンズ群を光軸に沿って移動させることにより、近距離
物体への合焦が可能である。特に、第３レンズ群Ｇ３を
フォーカシング群（合焦に際して移動するレンズ群）と
することが望ましい。この場合、第３レンズ群Ｇ３の横
倍率は、以下の条件式（５）を満足することが望まし
い。０．２＜（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７（５）ここで、 β3w：広角端状態における第３レンズ群Ｇ３の横倍率 β3t：望遠端状態における第３レンズ群Ｇ３の横倍率

【００３１】条件式（５）は、レンズ位置状態の変化に
伴う第３レンズ群Ｇ３の横倍率の変化を規定する条件式
である。一般的に、広角端状態における被写界深度より
も望遠端状態における被写界深度の方が狭い。したがっ
て、フォーカシング群のレンズ位置は、広角端状態に比
べて望遠端状態の方が高い精度で制御される必要があ
る。本発明においては、無限遠合焦状態から所定の近距
離物体に対して合焦させるのに必要なフォーカシング群
の移動量を広角端状態よりも望遠端状態で大きくするこ
とにより、光軸方向のレンズ位置制御精度が広角端状態
に対して望遠端状態で極端に高くならないようにしてい
る。

【００３２】フォーカシング移動量（フォーカシング群
が合焦に際して移動する量）は、特開平７−９２３９０
号公報に示すように、フォーカシング群の横倍率を適切
な値とする場合に小さく抑えることができる。本発明に
おいては、フォーカシング群である第３レンズ群Ｇ３の
横倍率を０に近づけることが望ましいが、広角端状態に
比べて望遠端状態で第３レンズ群Ｇ３の横倍率を０から
遠ざけている。条件式（５）の上限値を上回った場合、
望遠端状態におけるフォーカシング移動量が大きくな
り、フォーカシング群を駆動する駆動機構の複雑化を招
いてしまう。逆に、条件式（５）の下限値を下回ると、
所定の光学性能を得るのに必要なレンズ位置制御精度が
広角端状態に比べて望遠端状態で高くなり、望遠端状態
におけるフォーカシング群の微小の変位量に対して光学
系の合焦する位置が大きく変化してしまうので好ましく
ない。

【００３３】別の観点によれば、本発明においては、高
変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等に起因する像
ブレによる撮影の失敗を防ぐために、光学系のブレを検
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
ることができる。そして、光学系を構成するレンズ群の
うち１つのレンズ群の全体または一部をシフトレンズ群
として偏心させることにより像をシフトさせて、ブレ検
出系により検出された光学系のブレに起因する像ブレ
（像位置の変動）を補正することにより、本発明の変倍
光学系をいわゆる防振光学系とすることが可能である。

【００３４】特に、本発明においては、第４レンズ群Ｇ
４を２つの部分群で構成し、一方の部分群を光軸に対し
てほぼ垂直な方向に移動させることにより、像のシフト
に伴って発生する諸収差の変動を良好に補正することが
可能である。通常、シフトレンズ群（光軸に対してほぼ
垂直な方向に移動させるレンズ群）には、像シフト時に
も良好な結像が得られるような収差補正状態が要求され
る。具体的には、球面収差およびサインコンディショ
ン（正弦条件）が良好に補正されていること、および
適切なペッツバール和であることが要求される。の球
面収差およびサインコンディション（正弦条件）が良好
に補正されていることは、シフトレンズ群により像をシ
フトさせた際に画面中心部で発生する偏心コマ収差を抑
えるための条件である。また、の適切なペッツバール
和であることは、シフトレンズ群により像をシフトさせ
た際に画面周辺部で発生する像面湾曲を抑えるための条
件である。

【００３５】ズームレンズを構成する１つのレンズ群全
体をシフトレンズ群とした場合、変倍時に要求される収
差補正状態と像シフト時の性能劣化を抑えるために要求
される収差補正状態とが一致するとは限らない。特に、
高い光学性能を維持しながら、より大きなブレを補正す
ることは困難である。本発明においては、１つのレンズ
群を３つの部分群で構成し、中央の部分群をシフトレン
ズ群とすることにより、高い光学性能を維持しながら、
より大きなブレを補正することが可能である。特に、本
発明においては、像シフト時にも良好な結像性能を得る
ために、以下の条件式（６）を満足することが望まし
い。Ｄｂ／ｆｗ＜０．２（６）ここで、Ｄｂ：シフトレンズ群のレンズ面のうち開口絞りに最も
近いレンズ面と開口絞りとの間の軸上距離

【００３６】条件式（６）の上限値を上回った場合、シ
フトレンズ群を通過する軸上光束と軸外光束との高さの
差が大きくなる。その結果、シフトレンズ群を大口径化
させなければ、シフトレンズ群により像をシフトさせた
際に発生する諸収差の変動を抑えることができなくなっ
てしまう。なお、シフトレンズ群をより多くのレンズ枚
数で構成することにより、像シフト時の諸収差の変動を
抑えることも可能ではある。しかしながら、この場合、
光学系が大型化するばかりでなく、シフトレンズ群を駆
動する駆動機構の複雑化も招いてしまうので、好ましく
ない。

【００３７】したがって、広角端状態から望遠端状態へ
の任意のレンズ位置状態において、シフトレンズ群と開
口絞りとの軸上距離が短いことが望ましい。本発明にお
いては、開口絞りが第４レンズ群Ｇ４の近傍に配置され
るため、第４レンズ群Ｇ４の全体か、あるいは第４レン
ズ群Ｇ４の一部のレンズ群を光軸にほぼ垂直な方向に移
動させることにより、像シフトに伴う光学性能の変動を
良好に抑えることができる。

【００３８】以上のように、本発明においては、光学系
を構成するレンズ群のうちの適当なレンズ群の全体か、
あるいはその一部を光軸に対してほぼ垂直な方向に移動
させることにより、手ブレ等による像位置の変動を補正
する、いわゆる防振光学系を達成することができる。こ
のように、像シフトが可能な光学系に本発明を適用する
ことが可能であることに加えて、通常の光学系としても
充分に高い光学性能を達成することができることは言う
までもない。以下の各実施例では、第４レンズ群Ｇ４の
一部をシフトレンズ群としているが、シフトレンズ群は
第４レンズ群Ｇ４に限定されるものではなく、他のレン
ズ群の全部または一部をシフトレンズ群にすることもで
きる。また、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。

【００３９】

【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状態（Ｗ）から望遠端
状態（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、物体側から順に、正の屈折力を
有する第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、負の
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とを備えている。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との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レン
ズ群Ｇ３との間隔は増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レ
ンズ群Ｇ４との間隔は減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５
レンズ群Ｇ５との間隔は減少するように、各レンズ群が
物体側へ移動する。

【００４０】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。

【００４１】〔第１実施例〕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
倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１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から構成されている。また、
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ2
1、および両凸レンズＬ22から構成されている。さら
に、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成され
ている。

【００４２】また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順
に、両凸レンズＬ41、および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Ｌ42から
構成されている。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側
から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ53から構成されている。

【００４３】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
遠端状態への変倍に際して第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、望遠端状態への変倍時には図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４レンズ群Ｇ４を構成する２つのレンズ成分のう
ち接合正レンズＬ42を光軸にほぼ垂直な方向に移動させ
て像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を
補正している。さらに、第３レンズ群Ｇ３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。

【００４４】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、ωは半画角を、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。

【００４５】

【表１】ｆ＝38.81 〜 75.35〜125.59〜183.37 ＦNO＝ 3.88 〜 6.13〜 8.54〜 11.00 ２ω＝29.44 〜 15.51〜 9.51〜 6.60° 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 76.4846 4.270 1.48749 70.45 2 -37.9065 1.381 1.84666 23.83 3 -62.8064 (D3= 可変) 4 -38.7725 1.000 1.83500 42.97 5 25.8577 1.000 6 21.8269 3.767 1.76182 26.55 7 -50.9382 (D7= 可変) 8 -21.0028 1.000 1.80420 46.51 9 305.6880 (D9= 可変) 10 ∞ 1.758 （開口絞りＳ） 11 59.6582 2.512 1.51450 63.05 12* -24.2827 1.381 13 44.8563 3.767 1.48749 70.45 14 -14.7566 1.000 1.84666 23.83 15 -23.6485 (D15=可変) 16 -409.2955 3.391 1.75520 27.53 17 -30.3185 0.984 18 -84.3775 1.256 1.83500 42.97 19 88.8380 5.729 20 -15.2948 1.507 1.80420 46.51 21 -84.9742 (Bf) （非球面データ）Ｒ κ Ｃ₄ 12面 -24.2827 1.0000 +1.41918×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -3.06586×10^-8 +5.44479×10^-10 0.00000 （変倍における可変間隔）ｆ 38.8052 75.3505 125.5854 183.3709 D3 1.5070 13.7188 22.8284 28.1015 D7 2.9290 4.2541 5.3555 6.2791 D9 4.6059 3.2808 2.1794 1.2558 D15 19.9499 11.5156 6.7485 3.8930 Bf 7.9120 28.7151 52.0648 76.3388 （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 38.8052 75.3505 125.5854 183.3709 Ｄ0 1111.3183 2163.1144 3610.6094 5282.6782 移動量 0.8858 0.7362 0.7061 0.6938 ただし、移動量の符号は物体側への移動を正とする（0.01[rad] だけ像シフトする際の接合正レンズＬ42の移動量）焦点距離ｆ 38.8052 75.3505 125.5854 183.3709 レンズの移動量 0.3613 0.4447 0.5335 0.6062 像のシフト量 0.3881 0.7535 1.2560 1.8339 （条件対応値）ｆ１＝＋９６．７５６２ｆ２＝−１９８５．６２８４ｆ３＝ −２４．４０３９ β3w＝ −０．２７６３ β3t＝ −０．４９１０（１）ｆ３／ｆ２＝０．０１２（２）ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．１４７（３）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．４７３（４）ｒ21／ｆｗ＝−０．９９９（５）（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．３７６（６）Ｄｂ／ｆｗ＝０．１４６

【００４６】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。

【００４７】さらに、図１１乃至図１４は、第１実施例
において光軸に対して０．０１rad（ラジアン）だけ像
シフトさせたときのコマ収差図である。図１１は、広角
端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、
図１２は第１中間焦点距離状態における無限遠合焦状態
でのコマ収差図であり、図１３は第２中間焦点距離状態
における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図１４
は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図で
ある。図１１乃至図１４の各収差図は、像高Ｙの正方向
に接合正レンズＬ42を移動させたときのＹ＝１５．０，
０，−１５．０でのコマ収差を示している。

【００４８】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像シフト時にも諸収差が
良好に補正されていることがわかる。

【００４９】〔第２実施例〕図１５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１５
の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１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から構成されている。ま
た、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ
Ｌ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。さら
に、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成され
ている。

【００５０】また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順
に、両凸レンズＬ41、および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Ｌ42から
構成されている。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側
から順に、両凸レンズＬ51、両凹レンズＬ52、および物
体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ53から構成さ
れている。

【００５１】また、開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４中
に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し
て第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。図１５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、
望遠端状態への変倍時には図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４レンズ群Ｇ４を
構成する２つのレンズ成分のうち接合正レンズＬ42を光
軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶ
れ等に起因する像位置の変動を補正している。さらに、
第３レンズ群Ｇ３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。

【００５２】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、ωは半画角を、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。

【００５３】

【表２】ｆ＝38.81 〜 75.35〜125.59〜183.37 ＦNO＝ 3.93 〜 6.26〜 8.55〜 11.00 ２ω＝29.50 〜 15.48〜 9.48〜 6.58° 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 84.2784 4.270 1.48749 70.45 2 -36.5885 1.381 1.84666 23.83 3 -60.1436 (D3= 可変) 4 -32.9779 1.000 1.83500 42.97 5 28.5643 0.879 6 22.4693 3.767 1.76182 26.55 7 -40.8743 (D7= 可変) 8 -19.4738 1.000 1.83500 42.97 9 249.0346 (D9= 可変) 10 165.9035 2.512 1.51450 63.05 11* -19.0970 1.256 12 ∞ 1.884 （開口絞りＳ） 13 33.9949 3.767 1.48749 70.45 14 -15.7174 1.000 1.84666 23.83 15 -25.9351 (D15=可変) 16 1628.8734 3.391 1.75520 27.53 17 -32.9521 0.242 18 -194.3115 1.256 1.83500 42.97 19 84.9315 6.123 20 -16.7244 1.507 1.80420 46.51 21 -325.1428 (Bf) （非球面データ）Ｒ κ Ｃ₄ 11面 -19.0970 1.0000 +1.11017×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -9.75638×10^-9 +6.25157×10^-10 0.00000 （変倍における可変間隔）ｆ 38.8046 75.3471 125.5762 183.3269 D3 1.5070 13.1188 23.2186 28.7528 D7 2.7339 4.1630 5.4403 6.2791 D9 4.8010 3.3719 2.0946 1.2558 D15 21.1065 12.0517 7.1695 3.8930 Bf 7.9110 29.3939 51.6425 76.1403 （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 38.8046 75.3471 125.5762 183.3269 Ｄ0 1115.0445 2172.7614 3622.1547 5300.8103 移動量 0.7174 0.5702 0.5549 0.5358 ただし、移動量の符号は物体側への移動を正とする（0.01[rad] だけ像シフトする際の接合正レンズＬ42の移動量）焦点距離ｆ 38.8046 75.3471 125.5762 183.3269 レンズの移動量 0.3361 0.4110 0.5020 0.5706 像のシフト量 0.3881 0.7538 1.2558 1.8334 （条件対応値）ｆ１＝＋９９．８４９２ｆ２＝＋６２２．１０６２ｆ３＝ −２１．５９３８ β3w＝ −０．２９４１ β3t＝ −０．４２６４（１）ｆ３／ｆ２＝−０．０３５（２）ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．１８４（３）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．４７２（４）ｒ21／ｆｗ＝−０．８５０（５）（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．３０７（６）Ｄｂ／ｆｗ＝０．０４９

【００５４】図１６乃至図２３は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する第２実施例の諸収差図である。図１６
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１７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１８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１９
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２０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２１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２２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２３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。

【００５５】さらに、図２４乃至図２７は、第２実施例
において光軸に対して０．０１rad（ラジアン）だけ像
シフトさせたときのコマ収差図である。図２４は、広角
端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、
図２５は第１中間焦点距離状態における無限遠合焦状態
でのコマ収差図であり、図２６は第２中間焦点距離状態
における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図２７
は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図で
ある。図２４乃至図２７の各収差図は、像高Ｙの正方向
に接合正レンズＬ42を移動させたときのＹ＝１５．０，
０，−１５．０でのコマ収差を示している。

【００５６】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像シフト時にも諸収差が
良好に補正されていることがわかる。

【００５７】〔第３実施例〕図２８は、本発明の第３実
施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。図２８
の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１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から構成されている。ま
た、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ
Ｌ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。さら
に、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成され
ている。

【００５８】また、第４レンズ群Ｇ４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Ｌ41、および両凸レンズＬ42から
構成されている。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側
から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ53から構成されている。

【００５９】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
遠端状態への変倍に際して第４レンズ群Ｇ４と一体的に
移動する。図２８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、望遠端状態への変倍時には図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４レンズ群Ｇ４を構成する２つのレンズ成分のう
ち接合正レンズＬ41を光軸にほぼ垂直な方向に移動させ
て像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を
補正している。さらに、第３レンズ群Ｇ３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。

【００６０】次の表（３）に、本発明の第３実施例の諸
元の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離を、
ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角を、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。

【００６１】

【表３】ｆ＝39.14 〜 76.00〜126.67〜184.96 ＦNO＝ 3.88 〜 6.18〜 8.71〜 11.03 ２ω＝28.93 〜 15.36〜 9.44〜 6.54° 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 69.1339 4.307 1.48749 70.45 2 -41.1481 1.393 1.84666 23.83 3 -68.2191 (D3= 可変) 4 -47.9179 1.013 1.83500 42.97 5 21.5600 0.887 6 19.7334 3.420 1.76182 26.55 7 -74.3293 (D7= 可変) 8 -21.2735 1.013 1.65160 58.44 9 190.9490 (D9= 可変) 10 ∞ 1.773 （開口絞りＳ） 11 37.1797 3.800 1.48749 70.45 12 -14.3026 1.013 1.84666 23.83 13 -25.2207 0.633 14 59.8053 2.533 1.51450 63.05 15* -25.4068 (D15=可変) 16 -128.2557 3.420 1.75520 27.53 17 -27.1041 0.613 18 -55.9699 1.267 1.80420 46.51 19 126.6667 6.623 20 -15.1206 1.520 1.80420 46.51 21 -67.9965 (Bf) （非球面データ）Ｒ κ Ｃ₄ 15面 -25.4068 1.0000 +2.46520×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -6.38440×10^-8 -5.80820×10^-10 0.00000 （変倍における可変間隔）ｆ 39.1407 76.0020 126.6715 184.9591 D3 1.5200 13.6352 22.0308 28.3806 D7 3.1879 4.4593 5.5276 6.3333 D9 4.4121 3.1407 2.0724 1.2667 D15 19.4714 11.4290 6.9182 3.9639 Bf 7.9845 29.0855 53.5611 77.7300 （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 39.1407 76.0020 126.6715 184.9591 Ｄ0 1119.8345 2179.5280 3641.9399 5312.4289 移動量 1.0935 0.9160 0.8585 0.9134 ただし、移動量の符号は物体側への移動を正とする（0.01[rad] だけ像シフトする際の接合正レンズＬ41の移動量）焦点距離ｆ 39.1407 76.0020 126.6715 184.9591 レンズの移動量 0.3744 0.4590 0.5425 0.6249 像のシフト量 0.3914 0.7602 1.2667 1.8497 （条件対応値）ｆ１＝＋９３．６９９４ｆ２＝−２２５．０７０４ｆ３＝ −２９．３２０２ β3w＝ −０．１９９２ β3t＝ −０．４４５２（１）ｆ３／ｆ２＝０．１３０（２）ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．１０１（３）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．４７８（４）ｒ21／ｆｗ＝−１．２２４（５）（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．４７３（６）Ｄｂ／ｆｗ＝０．０４５

【００６２】図２９乃至図３６は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する第３実施例の諸収差図である。図２９
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３０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３１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３２
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３３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３４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３５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３６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。

【００６３】さらに、図３７乃至図４０は、第３実施例
において光軸に対して０．０１rad（ラジアン）だけ像
シフトさせたときのコマ収差図である。図３７は、広角
端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、
図３８は第１中間焦点距離状態における無限遠合焦状態
でのコマ収差図であり、図３９は第２中間焦点距離状態
における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図４０
は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図で
ある。図３７乃至図４０の各収差図は、像高Ｙの正方向
に接合正レンズＬ41を移動させたときのＹ＝１５．０，
０，−１５．０でのコマ収差を示している。

【００６４】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像シフト時にも諸収差が
良好に補正されていることがわかる。

【００６５】〔第４実施例〕図４１は、本発明の第４実
施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。図４１
の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１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から構成されている。ま
た、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ
Ｌ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。さら
に、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成され
ている。

【００６６】また、第４レンズ群Ｇ４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Ｌ41、および両凸レンズＬ42から
構成されている。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側
から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ53から構成されている。

【００６７】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
遠端状態への変倍に際して第４レンズ群Ｇ４と一体的に
移動する。図４１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、望遠端状態への変倍時には図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４レンズ群Ｇ４を構成する２つのレンズ成分のう
ち接合正レンズＬ41を光軸にほぼ垂直な方向に移動させ
て像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を
補正している。さらに、第３レンズ群Ｇ３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。

【００６８】次の表（４）に、本発明の第４実施例の諸
元の値を掲げる。表（４）において、ｆは焦点距離を、
ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角を、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。

【００６９】

【表４】ｆ＝39.14 〜 76.00〜126.67〜185.60 ＦNO＝ 3.88 〜 6.18〜 8.71〜 11.03 ２ω＝28.90 〜 15.36〜 9.44〜 6.51° 面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 73.1567 4.307 1.48749 70.45 2 -39.1087 1.393 1.84666 23.83 3 -64.5503 (D3= 可変) 4 -46.5542 1.013 1.83500 42.97 5 21.4634 0.887 6 19.8299 3.420 1.76182 26.55 7 -73.2670 (D7= 可変) 8 -22.7369 1.013 1.77250 49.61 9 436.3215 (D9= 可変) 10 ∞ 1.773 （開口絞りＳ） 11 39.1568 3.800 1.48749 70.45 12 -14.4724 1.013 1.84666 23.83 13 -25.6533 0.633 14 60.5646 2.533 1.51450 63.05 15* -24.9534 (D15=可変) 16 -295.5822 3.420 1.72825 28.31 17 -27.7080 0.760 18 -57.5935 1.267 1.80420 46.51 19 126.6667 5.827 20 -15.4450 1.520 1.80420 46.51 21 -89.3643 (Bf) （非球面データ）Ｒ κ Ｃ₄ 15面 -24.9534 1.0000 +2.48433×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ +4.04532×10^-8 -2.85972×10^-10 0.00000 （変倍における可変間隔）ｆ 39.1404 76.0013 126.6695 185.6034 D3 1.5200 13.6819 22.0757 28.6921 D7 3.1692 4.2974 5.3942 6.3333 D9 4.4308 3.3026 2.2058 1.2667 D15 20.7598 11.9921 7.2574 4.1800 Bf 7.9804 29.6382 54.4074 78.3845 （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 39.1404 76.0013 126.6695 185.6034 Ｄ0 1118.3917 2177.3450 3638.1749 5319.9470 移動量 1.0788 0.9104 0.8502 0.9276 ただし、移動量の符号は物体側への移動を正とする（0.01[rad] だけ像シフトする際の接合正レンズＬ41の移動量）焦点距離ｆ 39.1404 76.0013 126.6695 185.6034 レンズの移動量 0.3907 0.4768 0.5636 0.6548 像のシフト量 0.3915 0.7600 1.2667 1.8563 （条件対応値）ｆ１＝＋９４．８４６６ｆ２＝−３１８．４１１５ｆ３＝ −２７．９４８３ β3w＝ −０．２３５３ β3t＝ −０．４８６６（１）ｆ３／ｆ２＝０．０８８（２）ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2 ＝１．１１３（３）（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＝０．４８１（４）ｒ21／ｆｗ＝−１．１８９（５）（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＝０．４３６（６）Ｄｂ／ｆｗ＝０．０４５

【００７０】図４２乃至図４９は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する第４実施例の諸収差図である。図４２
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４３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４４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４５
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４６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４７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４８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４９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。

【００７１】さらに、図５０乃至図５３は、第４実施例
において光軸に対して０．０１rad（ラジアン）だけ像
シフトさせたときのコマ収差図である。図５０は、広角
端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、
図５１は第１中間焦点距離状態における無限遠合焦状態
でのコマ収差図であり、図５２は第２中間焦点距離状態
における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図５３
は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図で
ある。図５０乃至図５３の各収差図は、像高Ｙの正方向
に接合正レンズＬ41を移動させたときのＹ＝１５．０，
０，−１５．０でのコマ収差を示している。

【００７２】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像シフト時にも諸収差が
良好に補正されていることがわかる。

【００７３】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、小型
で、高性能で、５倍程度の変倍比を有する高変倍化に適
した変倍光学系を実現することができる。なお、変倍光
学系のレンズ群中に複数の非球面を導入することにより
大口径化や高変倍化や小型化をさらに進めることができ
ることはいうまでもない。

【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
配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（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実施例の広角端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図１２】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像シフト時のコマ収差図である。

【図１３】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像シフト時のコマ収差図である。

【図１４】第１実施例の望遠端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図１５】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１６】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１７】第２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１８】第２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１９】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２０】第２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２１】第２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２２】第２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２３】第２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２４】第２実施例の広角端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図２５】第２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像シフト時のコマ収差図である。

【図２６】第２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像シフト時のコマ収差図である。

【図２７】第２実施例の望遠端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図２８】本発明の第３実施例にかかる変倍光学系の構
成を示す図である。

【図２９】第３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３０】第３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３１】第３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３２】第３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３３】第３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３４】第３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３５】第３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３６】第３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３７】第３実施例の広角端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図３８】第３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像シフト時のコマ収差図である。

【図３９】第３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像シフト時のコマ収差図である。

【図４０】第３実施例の望遠端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図４１】本発明の第４実施例にかかる変倍光学系の構
成を示す図である。

【図４２】第４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４３】第４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４４】第４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４５】第４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４６】第４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４７】第４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４８】第４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４９】第４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５０】第４実施例の広角端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図５１】第４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像シフト時のコマ収差図である。

【図５２】第４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像シフト時のコマ収差図である。

【図５３】第４実施例の望遠端状態における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【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Ｇ４第４レンズ群Ｇ５第５レンズ群Ｌｉ各レンズ成分Ｓ開口絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を
有する第３レンズ群Ｇ３とを少なくとも備え、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、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２
との空気間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第
３レンズ群Ｇ３との空気間隔は変化するように、少なく
とも前記第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、前記第３
レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、 −０．２＜ｆ３／ｆ２＜０．２の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
【請求項２】前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１
とし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗ
とし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔ
としたとき、０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜１．５の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の変
倍光学系。
【請求項３】前記第３レンズ群Ｇ３の像側に配置され
た正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４をさらに備え、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、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４
との空気間隔は減少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。
【請求項４】前記第４レンズ群Ｇ４の像側に配置され
た負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５をさらに備え、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、前記第４レンズ群Ｇ４と前記第５レンズ群Ｇ５
との空気間隔は減少するように、少なくとも第５レンズ
群Ｇ５は物体側へ移動し、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとし、
望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔとし、
広角端状態におけるバックフォーカスをＢｆｗ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、０．３＜（Ｂｆｔ−Ｂｆｗ）／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．６の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の変
倍光学系。
【請求項５】前記第４レンズ群Ｇ４中に、あるいは前
記第４レンズ群Ｇ４に隣接して、開口絞りが設けられて
い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。
【請求項６】前記第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズ
と、該両凹レンズの像側に配置された正レンズとを有
し、前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面の曲率半
径をｒ21とし、広角端状態における光学系全体の焦点距
離をｆｗとしたとき、 −２＜ｒ21／ｆｗ＜−０．５の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項７】前記第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移
動させることによって近距離物体への合焦を行い、広角端状態における前記第３レンズ群Ｇ３の横倍率をβ
3wとし、望遠端状態における前記第３レンズ群Ｇ３の横
倍率をβ3tとし、広角端状態における光学系全体の焦点
距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点
距離をｆｔとしたとき、０．２＜（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項８】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、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第
４レンズ群Ｇ４とは一体的に移動することを特徴とする
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項９】光軸にほぼ垂直な方向に移動可能なシフ
トレンズ群を少なくとも１つ有し、前記シフトレンズ群のレンズ面のうち開口絞りに最も近
いレンズ面と前記開口絞りとの間の軸上距離をＤｂと
し、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗと
したとき、Ｄｂ／ｆｗ＜０．２の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のい
ずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項１０】前記シフトレンズ群は、前記第４レン
ズ群Ｇ４中に含まれていることを特徴とする請求項９に
記載の変倍光学系。