JPH11183801A

JPH11183801A - ズーム光学系

Info

Publication number: JPH11183801A
Application number: JP9355190A
Authority: JP
Inventors: Masaru Morooka; 優諸岡
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: US6025960A; JP3647237B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ズーム変倍比が３倍以上でありながら、沈胴
時のレンズ全長を短くできる小型なズーム光学系。【解決手段】正第１群Ｇ１、正第２群Ｇ２、負第３群
Ｇ３とから構成され、広角端から望遠端への変倍の際
に、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増加し、第２群Ｇ
２と第３群Ｇ３の間隔は減少するように、各レンズ群が
物体側に移動するズーム光学系であり、第２群Ｇ２は、
負の前方レンズ群Ｇ_2A、正の後方レンズ群Ｇ_2Bより構成
され、開口絞りＳが、第２群の前方レンズ群Ｇ_2Aと後方
レンズ群Ｇ_2Bの間に配置され、第２群の後方レンズ群Ｇ
_2Bの少なくとも１面に非球面を有し、ｆ_Wを広角端の全
系の焦点距離、ｆ_1Gを第１群Ｇ１の焦点距離とすると
き、０．４＜ｆ_W／ｆ_1G＜１．０
・・・（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、ズーム光学系に関
するもので、写真用カメラ、特に、レンズシャッターカ
メラに用いられるズーム光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズシャッターカメラはズーム
レンズを備えたカメラが一般的となり、特に、変倍比が
３倍を超えるカメラが望まれるようになっている。

【０００３】また、レンズシャッター式のカメラは、撮
影レンズの変倍比が高くても、カメラが小型で軽量であ
ることが望まれるので、レンズ径の小型化や、それぞれ
隣接するズームレンズ群同士の空気間隔を挟めてカメラ
本体内にレンズを収納する、所謂沈胴を行ったときのレ
ンズ全長の短縮化が、レンズ系の開発にとって重要な課
題となっている。

【０００４】レンズシャッターカメラ用のズームレンズ
としては、様々なタイプのものが知られているが、３倍
以上のズームレンズにおいては、正・正・負の屈折力を
持つ３群ズーム構成のものが多く提案されている。

【０００５】このような変倍比が３を超える正・正・負
の３群ズーム構成において、ある程度の広角化を達成し
ようとすると、広角端での正第１レンズ群、正第２レン
ズ群の合成屈折力を大きくしなければならず、特に、第
２レンズ群における軸外収差の補正のため、第２レンズ
群のレンズ枚数を多くせねばならなかった。

【０００６】また、広角端から望遠端でのズーム全域で
良好な性能を得るためには、各ズームレンズ群における
収差の発生量を小さくする必要がある。特に、望遠端に
おける第３レンズ群の収差発生量が大きくなるため、第
３レンズ群のレンズ枚数は２枚以上必要であった。

【０００７】このため、第２、第３レンズ群のレンズ枚
数が多く、光軸上のレンズ全長が長くなるので、沈胴時
のレンズ全長を短縮化することが困難であった。

【０００８】これらの課題を解決するために、例えば、
特開平６−２６５７８７号、特開平８−１３６８０９
号、特開平８−１５２５５９号、特開平８−１７９２１
５号、特開平８−２６２３２５号等のものが提案されて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−２６５７８７号、特開平８−１３６８０９号、特開
平８−１５２５５９号、特開平８−１７９２１５号のも
のは、各レンズ群の光軸上の厚さは小さいが、隣接する
レンズ群間に絞りが配置してあるので、沈胴時に絞り部
材とレンズが干渉しないよう、それぞれのレンズ群間隔
を十分に確保せねばならないため、沈胴時のレンズ全長
が大きくなり、カメラ本体の厚さが大きくなってしま
う。

【００１０】また、特開平８−２６２３２５号のもの
は、非球面レンズを効果的に配置することにより、各レ
ンズ群のレンズ枚数を少なくしているが、他の従来技術
と比べてイメージサークル径が小さいことを考慮する
と、各レンズ群の光軸上のレンズ全長が長く、沈胴した
ときのレンズ全長を十分に小さくすることができないの
で、沈胴時のカメラ本体の厚さが大きくなってしまう。

【００１１】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、ズーム変倍比が
３倍以上でありながら、沈胴時のレンズ全長を短くでき
る小型なズーム光学系を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１のズーム光学系は、物体側より順に、正の屈折
力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レ
ンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とから構成
され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群
と第２レンズ群の間隔は増加し、第２レンズ群と第３レ
ンズ群の間隔は減少するように、各レンズ群が物体側に
移動するズーム光学系において、前群第２レンズ群は、
物体側より順に、負の屈折力を有する前方レンズ群、正
の屈折力を有する後方レンズ群より構成され、開口絞り
が、前記第２レンズ群の前方レンズ群と後方レンズ群の
間に配置され、前記第２レンズ群の後方レンズ群の少な
くとも１面に非球面を有し、以下の条件式を満足するこ
とを特徴とするものである。０．４＜ｆ_W／ｆ_1G＜１．０・・・（１）ただし、ｆ_Wは広角端の全系の焦点距離、ｆ_1Gは第１レ
ンズ群の焦点距離である。

【００１３】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第１レンズ群が、物体側より順に、物体側に凹面を
向けた負レンズ、正レンズより構成されているものとす
ることができる。

【００１４】また、その第１レンズ群の負レンズを物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、第１レンズ群の
正レンズを両凸レンズとすることができる。

【００１５】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第２レンズ群の前方レンズ群の最も物体側のレンズ
面が、物体側に凹面を向けているものとすることができ
る。

【００１６】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第２レンズ群の後方レンズ群は、物体側より順に、
負レンズ、正レンズの接合レンズより構成されているも
のとすることができる。

【００１７】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第３レンズ群が、物体側より順に、正レンズ、両凹
レンズより構成されているものとすることができる。

【００１８】また、その第３レンズ群の正レンズを物体
側に凹面を向けた正メニスカスレンズとすることができ
る。

【００１９】本発明の第２のズーム光学系は、物体側よ
り順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折
力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レ
ンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍の際
に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増加し、第２
レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少するように、各レ
ンズ群が物体側に移動するズーム光学系において、前記
第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凹面を向け
た負レンズ、正レンズより構成され、前記第２レンズ群
は、物体側より順に、負の屈折力を有する前方レンズ
群、正の屈折力を有する後方レンズ群より構成され、前
記第２レンズ群の前方レンズ群の最も物体側のレンズ面
が、物体側に凹面を向けており、前記第３レンズ群は、
物体側より順に、正レンズと両凹レンズより構成され、
開口絞りが、前記第２レンズ群の前方レンズ群と後方レ
ンズ群の間に配置されていることを特徴とするものであ
る。

【００２０】また、本発明の第２のズーム光学系におい
て、第２レンズ群の後方レンズ群が少なくとも１面の非
球面を有するものとすることができる。

【００２１】また、本発明の第１、第２のズーム光学系
において、第２レンズ群の前方レンズ群は、物体側より
順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、両凸レンズより
構成されているものとすることができる。

【００２２】また、上記本発明の全てのズーム光学系に
おいて、第３レンズ群が少なくとも１面の非球面を有す
るものとすることができる。

【００２３】また、第２レンズ群を物体側に移動させる
ことで、近距離物体へのフォーカシングをするものとす
ることができる。

【００２４】さらに、以下の条件式を満足するものとす
ることができる。３．５＜β_3GT ・・・（２）ただし、β_3GTは第３レンズ群の望遠端の横倍率であ
る。

【００２５】以下に、本発明において上記構成をとる理
由と作用を説明する。本発明の第１のズーム光学系は、
物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有す
る第３レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への
変倍の際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増加
し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少するよう
に、各レンズ群が物体側に移動する３群ズーム方式であ
る。

【００２６】そして、第２レンズ群は、物体側より順
に、負の屈折力を有する前方レンズ群Ｇ_2A、正の屈折力
を有する後方レンズ群Ｇ_2Bのレトロフォーカスタイプに
より構成することで、第２レンズ群の主点位置を像面寄
りにすることが可能となり、広角端において十分なバッ
クフォーカスが確保でき、かつ、正の歪曲収差を良好に
補正することが可能となる。

【００２７】また、この３群ズーム方式では、第１レン
ズ群単独での色収差の発生は少なく、第２レンズ群と第
３レンズ群で逆の色収差を発生させ、レンズ全系での色
収差の発生は小さくしている。しかしながら、ズーム変
倍比を大きくしようとすると、各レンズ群の屈折力を強
くせねばならず、特に、第２レンズ群で発生する色収差
が大きくなってしまう。

【００２８】そこで、本発明は、開口絞りを第２レンズ
群の前方レンズ群Ｇ_2Aと後方レンズ群Ｇ_2Bの間に配置す
ることにより、第２レンズ群の開口絞り前後の軸外光束
が光軸から余り離れないレンズ配置としたことで、絞り
前後で発生する色収差の発生を小さくしている。そのた
め、第２レンズ群で発生する色収差の発生が小さいの
で、第３レンズ群の色収差補正の負担を小さくすること
ができるため、第３レンズ群のレンズ枚数を少なく構成
することが可能となった。

【００２９】また、本発明では、第２レンズ群の前方レ
ンズ群Ｇ_2Aにおいて、正の球面収差と負のコマ収差、第
２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bにおいて負の球面収差と
正のコマ収差をそれぞれ発生させることで、第２レンズ
群で発生する球面収差、コマ収差を小さくしている。し
かしながら、ズーム変倍比を大きくしようとすると、第
２レンズ群の屈折力を強くせねばならず、特に、第２レ
ンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bで発生する望遠端での負の球
面収差、ズーム全域での正のコマ収差が大きくなってし
まい、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bの収差補正の負
担が大きくなってしまう。そこで、ズーム変倍比が大き
い場合には、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bのレンズ
枚数を多くすることで、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ
_2Bの収差補正を良好に行い、第２レンズ群内で発生する
球面収差、コマ収差を小さくすることが可能であるが、
レンズ枚数が多くなってしまうため、第２レンズ群の光
軸上のレンズ全長が長くなり、沈胴時のレンズ全長を小
さくするには不利となった。

【００３０】そこで、本発明では、第２レンズ群の後方
レンズ群Ｇ_2Bの少なくとも１つのレンズ面に非球面を用
いて、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bに対する収差補
正を良好に行っているため、ズーム変倍比を大きくして
も、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bの収差補正の負担
を小さくできるので、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2B
のレンズ枚数を少なく構成することを可能にした。

【００３１】このように、本発明の構成では、ズーム変
倍比を３以上の高変倍としても、広角端から望遠端への
変倍時の収差変動が少なく、レンズ全系の収差を良好に
補正しているため、各レンズ群のレンズ枚数を少なく構
成することが容易となっている。また、レンズ枚数を少
なく構成することで、光軸上のレンズ全長が小さくな
り、かつ、開口絞りを第２レンズ群の中に配置する構成
によって、沈胴時に絞り部材とレンズ群の干渉を避ける
ことができるため、沈胴時のレンズ全長を小さくするこ
とが可能となった。

【００３２】また、高変倍ズームレンズにすると、広角
端から望遠端までの第１レンズ群の移動量が大きくな
る。しかしならがら、沈胴時のレンズ全長を小さくする
ためには、ズームレンズ群同士の隣接する空気間隔を狭
めたレンズ全長以上に鏡枠の全長を長くできないので、
複数段の沈胴鏡枠を使用する必要があった。そのため、
光軸方向のカメラ厚は小さくなるが、鏡枠の径が大きく
なってしまい、カメラのコンパクト化に反することにな
るので、変倍時の第１レンズ群の移動量を小さくする必
要があった。

【００３３】そこで、本発明では、前記条件式（１）に
て第１レンズ群の屈折力を規定することで、第１レンズ
群の移動量を適度に小さくしても、全系で良好な光学性
能を得ることを可能としている。

【００３４】（１）式の上限の１．０を越えると、第１
レンズ群の屈折力が弱くなるので、収差補正上は有利だ
が、広角端から望遠端までのズーミング移動量が大きく
なってしまい、カメラのコンパクト化に反する。また、
（１）式の下限の０．４を越えると、第１レンズ群の屈
折力が強くなるので、広角端から望遠端までのズーミン
グ移動量が小さくなるため望ましいが、望遠端での色収
差、像面湾曲が大きくなり、これを補正するために第１
レンズ群のレンズ枚数を増やさなければならないので、
沈胴時のレンズ全長が大きくなり、カメラの薄型化に反
する。

【００３５】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第１レンズ群が、物体側より順に、物体側に凹面を
向けた負レンズ、正レンズより構成されていることが望
ましい。

【００３６】本発明の３群ズーム方式においては、前述
のように、第１レンズ群での色収差の発生が小さい。そ
れは、第１レンズ群の負レンズと正レンズにそれぞれ逆
の色収差が発生するためで、お互いの色収差をキャンセ
ルすることによる。このため、第１レンズ群の負レンズ
と正レンズは、レンズ単体での色収差を余り小さくする
必要がない。したがって、レンズ単体における色収差の
補正が緩和されるため、色収差以外の補正が容易とな
り、第１レンズ群を、負レンズと正レンズそれぞれ１枚
で構成することが可能となった。

【００３７】また、高倍率ズームレンズとすると、第１
レンズ群のパワーをある程度強めなければならない。そ
のため、第１レンズ群のレンズ配置を、物体より順に、
負レンズ、正レンズの順に配置したレトロフォーカスタ
イプとすることで、第１レンズ群の屈折力をある程度に
強めても、バックフォーカスを確保できる構成とした。

【００３８】さらに、広角端におけるバックフォーカス
を十分に確保するためには、第１レンズ群の主点位置を
像寄りにする必要があった。そのためには、負レンズを
物体側に凹面を向けた形状とすることが望ましいのだ
が、負レンズ単体での収差発生が大きくなってしまう。
そこで、本発明においては、第１レンズ群の負レンズを
比較的弱い屈折力としている。このため、負レンズを物
体側に凹面を向けた形状としても、負レンズ単体の球面
収差、コマ収差は小さく、その像側の正レンズにおいて
球面収差、コマ収差を適度に発生させることで、全系で
の収差補正を良好に行っているので、広角端において十
分なバックフォーカスを確保することを可能としてい
る。また、負レンズの屈折力を弱くできるので、負レン
ズ単体の偏心や面精度と行った製造誤差の効きを軽減す
ることができる。

【００３９】さらに、この場合、第１レンズ群を、物体
側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズ、両凸レンズとすることが、収差補正のために望まし
い。

【００４０】したがって、以上のように第１レンス群を
負レンズと正レンズの２枚で構成できるため、第１レン
ズ群の光軸上で全長が短く、沈胴時のレンズ全長を短く
することを可能としている。

【００４１】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第２レンズ群の前方レンズ群の最も物体側のレンズ
面が、物体側に凹面を向けていることが望ましい。

【００４２】本発明の３群ズーム方式は、第１レンズ群
と第３レンズ群で負の像面湾曲を、第２レンズ群で正の
像面湾曲を発生させ、お互いにキャンセルさせることで
全系での像面湾曲を良好に補正している。特に、第１レ
ンズ群で発生した負の像面湾曲を良好に補正するには、
第１レンズ群に最も近い第２レンズ群の前方レンズ群Ｇ
_2Aの最も物体側の面を、物体側に凹面を向けたレンズ面
とした方がよい。

【００４３】また、本発明の第１のズーム光学系におい
て、第２レンズ群の後方レンズ群は、物体側より順に、
負レンズ、正レンズの接合レンズより構成されているこ
とが望ましい。

【００４４】前述のように、本発明は、第２レンズ群に
おける正の像面湾曲を適度に発生させて、全系での収差
補正を良好に行っている。しかしながら、第２レンズ群
は開口絞りを前方レンズ群Ｇ_2Aと後方レンズ群Ｇ_2Bの間
に配置しているため、負の屈折力の前方レンズ群Ｇ_2Aで
正の像面湾曲、正の屈折力の後方レンズ群Ｇ_2Bで負の像
面湾曲が発生する。このため、全系における像面湾曲を
良好に補正するためには、第２レンズ群の後方レンズ群
Ｇ_2Bにおける負の像面湾曲をなるべく小さくしなければ
ならない。そこで、本発明は、第２レンズ群の後方レン
ズ群Ｇ_2Bを、物体側より順に、負レンズ、正レンズの順
に配置し、その接合面を物体側に凸を向けた面とするこ
とで、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bでの像面湾曲を
小さくすることを可能とした。

【００４５】また、さらに、本発明のズーム光学系にお
いて、第３レンズ群が、物体側より順に、正レンズ、両
凹レンズより構成されていることが望ましい。

【００４６】本発明は、前述のように、第２レンズ群に
おける球面収差、コマ収差の発生が小さいので、第１レ
ンズ群で発生した球面収差、コマ収差は、第３レンズ群
で補正している。そこで、本発明は、特に、第１レンズ
群で発生した正のコマ収差を良好に補正するのに、第３
レンズ群の最も像側の面を像側に凹面のレンズ面とし、
第３レンズ群に負のコマ収差を適度に発生させ、全系で
のコマ収差を良好に補正している。また、望遠端におけ
る第１レンズ群で発生した負の球面収差をも良好に補正
するためには、第３レンズ群を物体側より順に、正レン
ズ、負レンズの配置とする方が望ましい。

【００４７】また、この場合、第３レンズ群の光軸上の
レンズ全長を小さくし、沈胴時の第２レンズ群と第３レ
ンズ群を最も近づけるには、第３レンズ群の正レンズを
物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとすることが
望ましい。

【００４８】また、本発明の第２のズーム光学系は、物
体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正
の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する
第３レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変
倍の際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増加
し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少するよう
に、各レンズ群が物体側に移動するズーム光学系におい
て、前記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凹
面を向けた負レンズ、正レンズより構成され、前記第２
レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する前方
レンズ群、正の屈折力を有する後方レンズ群より構成さ
れ、前記第２レンズ群の前方レンズ群の最も物体側のレ
ンズ面が、物体側に凹面を向けており、前記第３レンズ
群は、物体側より順に、正レンズと両凹レンズより構成
され、開口絞りが、前記第２レンズ群の前方レンズ群と
後方レンズ群の間に配置されていることを特徴とするズ
ーム光学系である。

【００４９】本発明の３群ズーム方式においては、前述
のように、第２レンズ群の開口絞り前後の軸外光束が光
軸から余り離れないレンズ配置としたことで、絞り前後
で発生する色収差を小さくしている。そのため、第２レ
ンズ群で発生する色収差の発生が小さいので、第３レン
ズ群の色収差補正の負担を小さくするとが可能となっ
た。これにより、第３レンズ群のレンズ枚数を少なく構
成することが容易となった。

【００５０】また、本発明の３群ズーム方式において
は、前述のように、第１レンズ群での色収差の発生が小
さいので、第１レンズ群を、負レンズと正レンズそれぞ
れ１枚で構成することが可能となった。

【００５１】また、前述のように、第１レンズ群のレン
ズ配置を、物体側より順に、負レンズ、正レンズの順に
配置したレトロフォーカスタイプとすることで、第１レ
ンズ群の屈折力をある程度に強めても、バックフォーカ
スを確保できる構成とした。さらに、広角端におけるバ
ックフォーカスを十分に確保するためには、第１レンズ
群の主点位置を像寄りにする必要があった。そのために
は、負レンズを物体側に凹面を向けた形状とすることが
望ましいのだが、負レンズ単体での収差発生が大きくな
っししまう。そこで、本発明においては、第１レンズ群
の負レンズを比較的弱い屈折力としている。

【００５２】また、本発明の３群ズーム方式において
は、前述のように、第１レンズ群と第３レンズ群で負の
像面湾曲を、第２レンズ群で正の像面湾曲を発生させ、
お互いにキャンセルさせることで、全系での像面湾曲を
良好に補正している。特に、第１レンズ群で発生した負
の像面湾曲を良好に補正するには、第１レンズ群に最も
近い第２レンズ群の前方レンズ群Ｇ_2Aの最も物体側の面
を、物体側に凹面を向けたレンズ面とした方がよい。

【００５３】また、本発明の３群ズーム方式において
は、前述のように、第２レンズ群における球面収差、コ
マ収差の発生が小さいので、第１レンズ群で発生した球
面収差、コマ収差は、第３レンズ群で補正している。そ
こで、本発明は、特に、第１レンズ群で発生した正のコ
マ収差を良好に補正するために、第３レンズ群の最も像
側の面を像側に凹のレンズ面とし、第３レンズ群に負の
コマ収差を適度に発生させ、全系でのコマ収差を良好に
補正している。また、望遠端における第１レンズ群で発
生した負の球面収差をも良好に補正するためには、第３
レンズ群を、物体側より順に、正レンズ、両凹レンズの
配置とする方が望ましい。

【００５４】このように、この発明の構成では、ズーム
変倍比を３以上の高変倍としても、広角端から望遠端へ
の変倍時の収差変動が少なく、レンズ全系の収差を良好
に補正しているため、各レンズ群のレンズ枚数を少なく
構成することが容易となっている。また、レンズ枚数を
少なく構成することで、光軸上のレンズ全長が小さくな
り、かつ、開口絞りを第２レンズ群の中に配置する構成
によって、沈胴時に絞り部材とレンズ群の干渉を避ける
ことができるため、沈胴時のレンズ全長を小さくするこ
とが可能となった。

【００５５】また、本発明の第１、第２のズーム光学系
においては、第２レンズ群の前方レンズ群は、物体側よ
り順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、両凸レンズよ
り構成されていることが望ましい。

【００５６】本発明は、前述のように、第１レンズ群で
発生した負の像面湾曲を良好に補正するのに、第１レン
ズ群に最も近い第２レンズ群の前方レンズ群Ｇ_2Aの最も
物体側の面を、物体側に凹面を向けたレンズ面としてい
る。また、バックフォーカスが小さくなりすぎないよう
にするには、第２レンズ群の前方レンズ群Ｇ_2Aを物体側
より順に、負レンズ、両凸レンズの順に配置した方が望
ましい。

【００５７】また、本発明の第２のズーム光学系におい
ては、第２レンズ群の後方レンズ群が少なくとも１面の
非球面を有することが望ましい。

【００５８】本発明は、前述のように、第２レンズ群の
前方レンズ群Ｇ_2Aにおいて正の球面収差と負のコマ収
差、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bにおいて負の球面
収差と正のコマ収差をそれぞれ発生させることで、第２
レンズ群で発生する球面収差、コマ収差を小さくしてい
る。しかしながら、ズーム変倍比を大きくしようとする
と、第２レンズ群の屈折力を強くせねばならず、特に、
第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bで発生する望遠端での
負の球面収差、ズーム全域での正のコマ収差が大きくな
ってしまい、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bの収差補
正の負担が大きくなってしまう。そこで、本発明では、
第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ_2Bの少なくとも１つのレ
ンズ面に非球面を用いて、第２レンズ群の後方レンズ群
Ｇ_2Bに対する収差補正を良好に行っているため、ズーム
変倍比を大きくしても、第２レンズ群の後方レンズ群Ｇ
_2Bの収差補正の負担を小さくできるので、第２レンズ群
の後方レンズ群Ｇ_2Bのレンズ枚数を少なく構成すること
を可能とした。

【００５９】また、本発明の３群ズーム方式において
は、第３レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有する
ことが望ましい。

【００６０】本発明は、前述のように、第２レンズ群に
おける球面収差、コマ収差の発生が小さいので、第１レ
ンズ群で発生した球面収差、コマ収差は、第３レンズ群
で補正している。しかしながら、高変倍ズームとする
と、第３レンズ群の屈折力を強めなければならず、望遠
端における球面収差、コマ収差が大きく発生しすぎて、
全系で良好な光学性能を得ることができなくなる。そこ
で、本発明は、第３レンズ群の物体側に凹の面に非球面
を用いて、第３レンズ群における球面収差とコマ収差を
適度に補正している。

【００６１】また、本発明の３群ズーム方式において
は、第２レンズ群を物体側に移動させることで、近距離
物体へのフォーカシングをすることが望ましい。

【００６２】本発明は、開口絞りを第２レンズ群の前方
レンズ群Ｇ_2Aと後方レンズ群Ｇ_2Bの間に配置し、開口絞
りを第２レンズ群と一体で移動させることでフォーカシ
ングを行っている。このような構成とすることで、フォ
ーカシング時に第２レンズ群を移動させても、第２レン
ズ群内を通る軸外光束の高さが絞り前後で余り変化しな
いため、フォーカシングによる軸外収差の変動が少な
く、近距離物体に対しても良好な光学性能を得ることが
可能となった。

【００６３】また、本発明の３群ズーム方式において
は、３倍以上の高変倍ズームを達成するために、前記の
条件式（２）を満足することが望ましい。

【００６４】条件式（２）はその下限の３．５を越える
と、変倍負担が第３レンズ群から第２レンズ群へ移り、
変倍時の各群移動量が多くなってしまうので、本発明の
カメラのコンパクト化の目的に反する。

【００６５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のズーム光学系の実
施例１〜４について説明する。図１、図２、図３にそれ
ぞれ実施例１、２、４のズーム光学系の広角端から標準
状態を介して望遠端に至るレンズ配置を示す断面図を示
す。実施例３については、図１と同様であるので、図示
は省く。各実施例の数値データは後記する。

【００６６】（実施例１）本実施例は、図１に示すよう
に、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズ、両凸レンズからなる第１レンズ群Ｇ１、両凹
レンズ、両凸レンズからなる前方レンズ群Ｇ_2Aと、開口
絞りＳと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと
両凸レンズの接合レンズからなる後方レンズ群Ｇ_2Bとか
らなる第２レンズ群Ｇ２、像側に凸面を向けた正メニス
カスレンズ、両凹レンズよりなる第３レンズ群Ｇ３で構
成されており、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面と、第
３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面に非球面が用いられて
いる。

【００６７】広角端から望遠端までの変倍に際して、第
１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２間隔が増加、第２レ
ンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３間隔が減少するように、
各レンズ群が物体側へ移動する。また、フォーカシング
時には、第２レンズ群Ｇ２を物体側に繰り出す。

【００６８】（実施例２）本実施例は、図２に示すよう
に、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズ、両凸レンズからなる第１レンズ群Ｇ１、両凹
レンズと両凸レンズの接合レンズからなる前方レンズ群
Ｇ_2Aと、開口絞りＳと、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズと両凸レンズの接合レンズからなる後方レン
ズ群Ｇ_2Bとからなる第２レンズ群Ｇ２、像側に凸面を向
けた正メニスカスレンズ、両凹レンズよりなる第３レン
ズ群Ｇ３で構成されており、第２レンズ群Ｇ２の最も像
側の面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面に非球面
が用いられている。

【００６９】広角端から望遠端までの変倍際して、第１
レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２間隔が増加、第２レン
ズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３間隔が減少するように、各
レンズ群が物体側へ移動する。また、フォーカシング時
には、第２レンズ群Ｇ２を物体側に繰り出す。

【００７０】（実施例３）本実施例の構成は、実施例１
と同じである。

【００７１】（実施例４）本実施例は、図３に示すよう
に、物体側より順に、両凹レンズ、両凸レンズからなる
第１レンズ群Ｇ１、両凹レンズと両凸レンズの接合レン
ズからなる前方レンズ群Ｇ_2Aと、開口絞りＳと、物体側
に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合
レンズからなる後方レンズ群Ｇ_2Bとからなる第２レンズ
群Ｇ２、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凹
レンズよりなる第３レンズ群Ｇ３で構成されており、第
２レンズ群Ｇ２の最も像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の
最も物体側の面に非球面が用いられている。

【００７２】広角端から望遠端までの変倍際して、第１
レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２間隔が増加、第２レン
ズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３間隔が減少するように、各
レンズ群が物体側へ移動する。また、フォーカシング時
には、第２レンズ群Ｇ２を物体側に繰り出す。

【００７３】以下に、上記各実施例の数値データを示す
が、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナン
バー、ωは半画角、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面の曲率半
径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…
は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズの
ｄ線のアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の
進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直行する方向
にとると、下記の式にて表される。

【００７４】ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋
１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］＋A₄ｙ⁴＋A₆ｙ⁶＋A₈ｙ⁸＋
A₁₀ｙ¹⁰ ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A₄、A₆、
A₈、A₁₀はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面
係数である。

【００７５】実施例１ｆ＝ 28.1 〜 51.9 〜 96.7 Ｆ_NO＝ 4.6 〜 6.9 〜 10.2 ω ＝ 31.4 °〜 17.9 °〜 10.0 ° ｒ₁= -45.9439 ｄ₁= 1.5051 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= -158.3527 ｄ₂= 0.2059 ｒ₃= 18.8068 ｄ₃= 2.5887 ｎ_d2 =1.51823 ν_d2 =58.90 ｒ₄= -106.4175 ｄ₄= （可変）ｒ₅= -14.6617 ｄ₅= 1.2516 ｎ_d3 =1.70000 ν_d3 =48.08 ｒ₆= 18.6143 ｄ₆= 0.2316 ｒ₇= 18.6488 ｄ₇= 1.4565 ｎ_d4 =1.78472 ν_d4 =25.68 ｒ₈= -148.8422 ｄ₈= 0.7319 ｒ₉= ∞（絞り）ｄ₉= 0.9084 ｒ₁₀= 18.9592 ｄ₁₀= 2.6589 ｎ_d5 =1.78472 ν_d5 =25.68 ｒ₁₁= 9.6268 ｄ₁₁= 4.0922 ｎ_d6 =1.63246 ν_d6 =63.80 ｒ₁₂= -15.4897（非球面）ｄ₁₂= （可変）ｒ₁₃= -15.7416（非球面）ｄ₁₃= 2.6406 ｎ_d7 =1.71736 ν_d7 =29.51 ｒ₁₄= -13.0658 ｄ₁₄= 1.0895 ｒ₁₅= -11.3690 ｄ₁₅= 1.2559 ｎ_d8 =1.63246 ν_d8 =63.80 ｒ₁₆= 96.8487 非球面係数第１２面Ｋ =-0.0226 A₄ = 1.0370 ×10^-4 A₆ = 6.2929 ×10^-7 A₈ =-1.4207 ×10^-8 A₁₀= 1.9763 ×１０^−１１第１３面Ｋ＝１．３７２３ A₄ = 1.1318 ×10^-4 A₆ = 4.3172 ×10^-7 A₈ =-1.8990 ×10^-10 A₁₀= 5.9852 ×10^-11 ｆ_W／ｆ_1G＝0.557 β_3GT ＝4.014 。

【００７６】実施例２ｆ＝ 27.8 〜 52.0 〜 97.0 Ｆ_NO＝ 4.6 〜 6.85 〜 10.2 ω ＝ 31.5 °〜 18.0 °〜 10.0 ° ｒ₁= -43.8047 ｄ₁= 1.5186 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= -144.4699 ｄ₂= 0.3097 ｒ₃= 17.9849 ｄ₃= 2.8109 ｎ_d2 =1.51823 ν_d2 =58.90 ｒ₄= -85.1026 ｄ₄= （可変）ｒ₅= -14.9466 ｄ₅= 1.1656 ｎ_d3 =1.69700 ν_d3 =48.53 ｒ₆= 19.0291 ｄ₆= 1.6063 ｎ_d4 =1.78472 ν_d4 =25.68 ｒ₇= -116.7181 ｄ₇= 1.1472 ｒ₈= ∞（絞り）ｄ₈= 2.0352 ｒ₉= 19.8823 ｄ₉= 1.3056 ｎ_d5 =1.78472 ν_d5 =25.68 ｒ₁₀= 10.3368 ｄ₁₀= 3.8241 ｎ_d6 =1.63246 ν_d6 =63.81 ｒ₁₁= -16.4492（非球面）ｄ₁₁= （可変）ｒ₁₂= -15.6660（非球面）ｄ₁₂= 2.7307 ｎ_d7 =1.71736 ν_d7 =29.51 ｒ₁₃= -12.5066 ｄ₁₃= 0.8080 ｒ₁₄= -11.4608 ｄ₁₄= 1.2250 ｎ_d8 =1.63246 ν_d8 =63.81 ｒ₁₅= 65.7821 非球面係数第１１面Ｋ =-0.3240 A₄ = 8.6695 ×10^-5 A₆ =-2.0296 ×10^-8 A₈ =-3.1135 ×10^-9 A₁₀= 2.8285 ×10^-11 第１２面Ｋ = 0.4419 A₄ = 7.5982 ×10^-5 A₆ = 3.7884 ×10^-8 A₈ = 2.3063 ×10^-10 A₁₀= 0 ｆ_W／ｆ_1G＝0.614 β_3GT ＝4.113 。

【００７７】実施例３ｆ＝ 27.8 〜 54.5 〜106.8 Ｆ_NO＝ 4.6 〜 6.85 〜 10.2 ω ＝ 31.5 °〜 17.0 °〜 9.0 ° ｒ₁= -37.2683 ｄ₁= 1.5051 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= -82.5096 ｄ₂= 0.2059 ｒ₃= 22.4390 ｄ₃= 2.8063 ｎ_d2 =1.51823 ν_d2 =58.90 ｒ₄= -53.7689 ｄ₄= （可変）ｒ₅= -14.1245 ｄ₅= 1.2479 ｎ_d3 =1.81600 ν_d3 =46.62 ｒ₆= 17.3979 ｄ₆= 0.2316 ｒ₇= 16.2602 ｄ₇= 2.0254 ｎ_d4 =1.75520 ν_d4 =27.51 ｒ₈= -46.8538 ｄ₈= 0.7319 ｒ₉= ∞（絞り）ｄ₉= 1.8336 ｒ₁₀= 19.6204 ｄ₁₀= 1.4879 ｎ_d5 =1.80518 ν_d5 =25.42 ｒ₁₁= 9.9819 ｄ₁₁= 4.0126 ｎ_d6 =1.63246 ν_d6 =63.82 ｒ₁₂= -15.9375（非球面）ｄ₁₂= （可変）ｒ₁₃= -20.5049（非球面）ｄ₁₃= 2.6406 ｎ_d7 =1.71736 ν_d7 =29.51 ｒ₁₄= -15.2839 ｄ₁₄= 1.7478 ｒ₁₅= -11.3428 ｄ₁₅= 1.2559 ｎ_d8 =1.63246 ν_d8 =63.82 ｒ₁₆= 69.7644 非球面係数第１２面Ｋ =-0.0732 A₄ = 8.8528 ×10^-5 A₆ = 6.4277 ×10^-7 A₈ =-1.7012 ×10^-8 A₁₀= 1.6039 ×１０^−１０第１３面Ｋ＝３．２５９１ A₄ = 1.0705 ×10^-4 A₆ = 4.8272 ×10^-7 A₈ =-1.8945 ×10^-10 A₁₀= 6.0176 ×10^-11 ｆ_W／ｆ_1G＝0.583 β_3GT ＝4.365 。

【００７８】実施例４ｆ＝ 25.8 〜 50.0 〜 97.0 Ｆ_NO＝ 4.6 〜 6.85 〜 10.2 ω ＝ 32.8 °〜 18.6 °〜 10.0 ° ｒ₁= -66.2170 ｄ₁= 1.2823 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= 309.0936 ｄ₂= 0.2555 ｒ₃= 17.8461 ｄ₃= 2.7575 ｎ_d2 =1.53966 ν_d2 =47.32 ｒ₄= -230.6629 ｄ₄= （可変）ｒ₅= -13.5988 ｄ₅= 1.2322 ｎ_d3 =1.69622 ν_d3 =47.74 ｒ₆= 46.1499 ｄ₆= 1.5165 ｎ_d4 =1.78472 ν_d4 =25.68 ｒ₇= -36.5493 ｄ₇= 1.0972 ｒ₈= ∞（絞り）ｄ₈= 1.8987 ｒ₉= 18.7104 ｄ₉= 1.3551 ｎ_d5 =1.78472 ν_d5 =25.68 ｒ₁₀= 9.9930 ｄ₁₀= 4.9363 ｎ_d6 =1.63246 ν_d6 =63.82 ｒ₁₁= -16.5143（非球面）ｄ₁₁= （可変）ｒ₁₂= -14.2333（非球面）ｄ₁₂= 2.4867 ｎ_d7 =1.71736 ν_d7 =29.51 ｒ₁₃= -11.6116 ｄ₁₃= 1.1649 ｒ₁₄= -10.4652 ｄ₁₄= 1.2945 ｎ_d8 =1.65806 ν_d8 =63.70 ｒ₁₅= 72.4324 非球面係数第１１面Ｋ = 0.4894 A₄ = 1.1720 ×10^-4 A₆ = 2.0128 ×10^-7 A₈ = 2.9664 ×10^-11 A₁₀=-2.7017 ×10^-10 第１２面Ｋ = 1.2151 A₄ = 1.4039 ×10^-4 A₆ = 3.6289 ×10^-7 A₈ = 3.8524 ×10^-10 A₁₀= 9.0212 ×10^-11 ｆ_W／ｆ_1G＝0.448 β_3GT ＝4.512 。

【００７９】以上の実施例１〜４のズーム光学系を無限
遠物点に合焦したときの収差図をそれぞれ図４〜図７に
示す。これら図中、（ａ）は広角端、（ｂ）は標準状
態、（ｃ）は望遠端での収差図であり、ＳＡは球面収
差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＣＣは倍率色収
差である。

【００８０】以上の本発明のズーム光学系は例えば次の
ように構成することができる。〔１〕物体側より順に、正の屈折力を有する第１レン
ズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折
力を有する第３レンズ群とから構成され、広角端から望
遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間
隔は増加し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少
するように、各レンズ群が物体側に移動するズーム光学
系において、前群第２レンズ群は、物体側より順に、負
の屈折力を有する前方レンズ群、正の屈折力を有する後
方レンズ群より構成され、開口絞りが、前記第２レンズ
群の前方レンズ群と後方レンズ群の間に配置され、前記
第２レンズ群の後方レンズ群の少なくとも１面に非球面
を有し、以下の条件式を満足することを特徴とするズー
ム光学系。０．４＜ｆ_W／ｆ_1G＜１．０・・・（１）ただし、ｆ_Wは広角端の全系の焦点距離、ｆ_1Gは第１レ
ンズ群の焦点距離である。

【００８１】〔２〕前記第１レンズ群が、物体側より
順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズより構
成されていることを特徴とする上記〔１〕記載のズーム
光学系。

【００８２】〔３〕前記第１レンズ群の前記負レンズ
が、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、第１レ
ンズ群の前記正レンズが、両凸レンズであることを特徴
とする上記〔２〕記載のズーム光学系。

【００８３】〔４〕前記第２レンズ群の前方レンズ群
の最も物体側のレンズ面が、物体側に凹面を向けている
ことを特徴とする上記〔１〕記載のズーム光学系。

【００８４】〔５〕前記第２レンズ群の後方レンズ群
は、物体側より順に、負レンズ、正レンズの接合レンズ
より構成されていることを特徴とする上記〔１〕記載の
ズーム光学系。

【００８５】〔６〕前記第３レンズ群が、物体側より
順に、正レンズ、両凹レンズより構成されていることを
特徴とする上記〔１〕記載のズーム光学系。

【００８６】〔７〕前記第３レンズ群の正レンズが、
物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズであることを
特徴とする上記〔６〕記載のズーム光学系。

【００８７】〔８〕物体側より順に、正の屈折力を有
する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群
と、負の屈折力を有する第３レンズ群とから構成され、
広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第２
レンズ群の間隔は増加し、第２レンズ群と第３レンズ群
の間隔は減少するように、各レンズ群が物体側に移動す
るズーム光学系において、前記第１レンズ群は、物体側
より順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズよ
り構成され、前記第２レンズ群は、物体側より順に、負
の屈折力を有する前方レンズ群、正の屈折力を有する後
方レンズ群より構成され、前記第２レンズ群の前方レン
ズ群の最も物体側のレンズ面が、物体側に凹面を向けて
おり、前記第３レンズ群は、物体側より順に、正レンズ
と両凹レンズより構成され、開口絞りが、前記第２レン
ズ群の前方レンズ群と後方レンズ群の間に配置されてい
ることを特徴とするズーム光学系。

【００８８】

〔９〕前記第２レンズ群の前方レンズ群
は、物体側より順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、
両凸レンズより構成されていることを特徴とする上記
〔１〕又は〔８〕記載のズーム光学系。

【００８９】〔１０〕前記第２レンズ群の後方レンズ
群が少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする
上記〔８〕記載のズーム光学系。

【００９０】〔１１〕前記第３レンズ群が、少なくと
も１面の非球面を有することを特徴とする上記〔１〕か
ら〔１０〕の何れか１項記載のズーム光学系。

【００９１】〔１２〕前記第２レンズ群を物体側に移
動させることで、近距離物体へのフォーカシングをする
ことを特徴とする上記〔１〕から〔１１〕の何れか１項
記載のズーム光学系。

【００９２】〔１３〕以下の条件式を満足することを
特徴とする上記〔１〕から〔１２〕の何れか１項記載の
ズーム光学系。３．５＜β_3GT ・・・（２）ただし、β_3GTは第３レンズ群の望遠端の横倍率であ
る。

【００９３】

【発明の効果】以上のように、本発明の３群ズーム方式
は、ズーム変倍比が３倍以上ありながら、各レンズ群の
レンズ枚数が少なく、沈胴時のレンズ全長が短く、小型
なズーム光学系を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のズーム光学系のレンズ配置
を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例２のズーム光学系のレンズ配置
を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例４のズーム光学系のレンズ配置
を示す断面図である。

【図４】実施例１の収差図である。

【図５】実施例２の収差図である。

【図６】実施例３の収差図である。

【図７】実施例４の収差図である。

【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Ｓ …開口絞りＧ_2A…第２レンズ群の前方レンズ群Ｇ_2B…第２レンズ群の後方レンズ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負
の屈折力を有する第３レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第２
レンズ群の間隔は増加し、第２レンズ群と第３レンズ群
の間隔は減少するように、各レンズ群が物体側に移動す
るズーム光学系において、前群第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有
する前方レンズ群、正の屈折力を有する後方レンズ群よ
り構成され、開口絞りが、前記第２レンズ群の前方レンズ群と後方レ
ンズ群の間に配置され、前記第２レンズ群の後方レンズ群の少なくとも１面に非
球面を有し、以下の条件式を満足することを特徴とするズーム光学
系。０．４＜ｆ_W／ｆ_1G＜１．０・・・（１）ただし、ｆ_Wは広角端の全系の焦点距離、ｆ_1Gは第１レ
ンズ群の焦点距離である。
【請求項２】物体側より順に、正の屈折力を有する第
１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負
の屈折力を有する第３レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第２
レンズ群の間隔は増加し、第２レンズ群と第３レンズ群
の間隔は減少するように、各レンズ群が物体側に移動す
るズーム光学系において、前記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凹面を
向けた負レンズ、正レンズより構成され、前記第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有
する前方レンズ群、正の屈折力を有する後方レンズ群よ
り構成され、前記第２レンズ群の前方レンズ群の最も物体側のレンズ
面が、物体側に凹面を向けており、前記第３レンズ群は、物体側より順に、正レンズと両凹
レンズより構成され、開口絞りが、前記第２レンズ群の前方レンズ群と後方レ
ンズ群の間に配置されていることを特徴とするズーム光
学系。