JPH0980309A

JPH0980309A - 変倍光学系

Info

Publication number: JPH0980309A
Application number: JP7263581A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-28
Also published as: US5630181A

Abstract

(57)【要約】【課題】高変倍化が可能で、望遠端におけるレンズ全
長の短い小型の変倍光学系。【解決手段】最も物体側に正の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ１を有し、最も像側に負の屈折力を有する最終
レンズ群Ｇｂを有し、最短焦点距離状態から最長焦点距
離状態へレンズ系全体の焦点距離が変化する際に、第１
レンズ群Ｇ１および最終レンズ群Ｇｂは物体側へ移動
し、第１レンズ群Ｇ１よりも像側で且つ最終レンズ群Ｇ
ｂよりも物体側には開口絞りが設けられ、所定の条件式
（１）〜（４）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、
特に高変倍化が可能で、且つ望遠端（最長焦点距離状
態）におけるレンズ全長の短い小型の変倍光学系に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズシャッター式カメラでは、
ズームレンズを備えたカメラが一般的になりつつある。
特に、変倍比が３倍を越える、いわゆる高変倍ズームレ
ンズを備えたカメラが一般的になりつつある。レンズシ
ャッター式のカメラの場合、撮影レンズの変倍比が高く
ても、カメラが小型で且つ軽量であることが要求され
る。従って、レンズ系の小型化やレンズ全長の短縮化に
適したレンズ系の開発が重要である。

【０００３】レンズシャッター式のカメラでは、一眼レ
フカメラとは異なり、撮影レンズ系のバックフォーカス
に制約がない。従って、レンズ径の小型化やレンズ全長
の短縮化を図るために、多くの撮影レンズ系では、レン
ズ系の最も像側に負レンズ群を配置している。そして、
広角端（最短焦点距離状態）ではバックフォーカスを短
くし、負レンズ群を通過する軸外光束が画角の変化に伴
って光軸から離れるようにすることにより、軸上収差と
軸外収差とを独立に補正している。また、広角端から望
遠端への変倍時にバックフォーカスを大きくすることに
より、負レンズ群を通過する軸外光束の高さを変倍に伴
って変化させて変倍による軸外収差の変動を抑え、良好
な結像性能が得られるようにしている。

【０００４】従来より、変倍比が２倍程度のズームレン
ズでは、物体側より順に、正レンズ群と負レンズ群とか
ら構成され、変倍に際して正レンズ群と負レンズ群との
間隔を変化させるように各レンズ群を移動させる正負２
群タイプが主流であった。この正負２群タイプのズーム
レンズでは、第２レンズ群だけが変倍を担っていた。従
って、２倍を越える変倍比を実現しようとすると、変倍
による第２レンズ群の使用倍率の変化が大きくなってし
まうため、変倍時に発生する軸外収差の変動を良好に補
正することができなかった。

【０００５】また、広角端では屈折力配置がかなり非対
称となり、正の歪曲収差を補正するために、第１レンズ
群を負正の構成としている。その結果、望遠端における
レンズ全長の短縮化が困難であった。従って、３つ以上
の可動レンズ群により構成される、いわゆる多群ズーム
レンズを用いて、各レンズ群の変倍を担う割合を軽減
し、高変倍化や小型化を達成したズームレンズに関して
様々な提案がなされている。これらの提案は、たとえば
特開平６−２６５７８８号公報や、本出願人の出願によ
る特開平７−２７９７９号公報等に開示されている。

【０００６】特開平６−２６５７８８号公報に開示のズ
ームレンズは、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ
群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ
群、および負屈折力の第４レンズ群により構成されてい
る。また、特開平７−２７９７９号公報に開示のズーム
レンズは、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、
負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正
屈折力の第４レンズ群、および負屈折力の第５レンズ群
により構成されている。双方のレンズ系において、最も
像側に負レンズ群を配置している点、および広角端から
望遠端への変倍に際して全てのレンズ群が物体側へ移動
している点が共通している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−２６５７８８号公報に開示のズームレンズでは、第
４レンズ群の変倍を担う割合が小さいが、第２レンズ群
の変倍を担う割合が非常に大きい。その結果、変倍に際
して、第２レンズ群を通過する軸外光束の入射角度が大
きく変化するのに高さがほとんど変化しないので、変倍
時に発生する軸外収差の変動を抑えることが難しかっ
た。

【０００８】確かに、非球面を多用することにより、広
角端や中間焦点距離状態や望遠端のような限定された焦
点距離範囲においては収差を補正することも可能である
が、広角端から望遠端に至る焦点距離範囲全体に亘って
軸外収差の変動を抑えることは難しかった。また、別の
観点によれば、現在では非球面レンズの製造技術は向上
してはいるが、非球面を多用しすぎると製造時に発生す
る偏心により性能が著しく劣化する。また、製造時に発
生する設計値に対する面精度の誤差の影響により、高い
空間周波数成分のコントラストが低下してしまう。その
結果、特開平６−２６５７８８号公報に開示のズームレ
ンズは、高性能化の点で充分であるとはいえなかった。

【０００９】特開平７−２７９７９号公報に開示のズー
ムレンズにおいても、第１レンズ群の焦点距離が望遠端
における全系の焦点距離に対して大きく、収斂作用が弱
いため、望遠端におけるレンズ全長の短縮化にはあまり
適していなかった。

【００１０】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、高変倍化が可能で、望遠端におけるレンズ全
長の短い小型の変倍光学系を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【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、最も物体側に正の屈折力を有す
る第１レンズ群Ｇ１を有し、最も像側に負の屈折力を有
する最終レンズ群Ｇｂを有し、最短焦点距離状態から最
長焦点距離状態へレンズ系全体の焦点距離が変化する際
に、前記第１レンズ群Ｇ１および前記最終レンズ群Ｇｂ
は物体側へ移動し、前記第１レンズ群Ｇ１よりも像側で
且つ前記最終レンズ群Ｇｂよりも物体側には開口絞りが
設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１と
し、前記最終レンズ群Ｇｂの焦点距離をｆｂとし、最短
焦点距離状態から最長焦点距離状態までレンズ系全体の
焦点距離が変化する際に前記第１レンズ群Ｇ１の物体側
へ移動する移動量をＭ１とし、最短焦点距離状態から最
長焦点距離状態までレンズ系全体の焦点距離が変化する
際に前記最終レンズ群Ｇｂの物体側へ移動する移動量を
Ｍｂとし、最短焦点距離状態においてレンズ系の最も物
体側の面と前記開口絞りとの間の光軸に沿った距離をＤ
とし、最短焦点距離状態におけるレンズ系全体の焦点距
離をｆｗとしたとき、０．２５＜｜ｆｂ｜／ｆ１＜０．４５０．７＜Ｍ１／ｆ１＜０．９０．４＜｜ｆｂ｜／Ｍｂ＜０．５Ｄ／ｆｗ＜０．７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。

【００１２】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
レンズ群Ｇ１の像側に隣接して、負の屈折力を有する第
２レンズ群Ｇ２が配置され、前記第２レンズ群Ｇ２は、
物体側より順に互いに空気間隔を隔てて配置された、両
凹レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２
２と、物体側に凹面を向けた負レンズＬ２３とを有し、
前記両凹レンズＬ２１と前記正レンズＬ２２との軸上空
気間隔をＤ23とし、前記負レンズＬ２３の物体側の面の
曲率半径をｒ23としたとき、０．０３＜Ｄ23／｜ｒ23｜＜０．０７の条件を満足する。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、望遠端におけるレンズ全長
の小型化に関して述べる。ズームレンズは、最も物体側
に正レンズ群を配置した正先行型と、最も物体側に負レ
ンズ群を配置した負先行型とに分類される。一般的に、
負先行型のズームレンズは広角化に有利である反面、レ
ンズ全長の短縮化には適していない。一方、正先行型の
ズームレンズでは、主に、正負正正タイプと正負正負タ
イプとが知られている。

【００１４】正負正正タイプの場合、負屈折力を有する
第２レンズ群の使用倍率β２を−１＜β２＜０に設定
し、その屈折力を強めることにより、広角端において第
１レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけている。
その結果、レンズ径の小型化を達成して、標準域を挟ん
で広角域から望遠域まで変倍可能としている。しかしな
がら、望遠端における屈折力配置が望遠型とならないの
で、望遠端でのレンズ全長をレンズ全系の焦点距離より
も短縮化するまでには至らなかった。

【００１５】一方、正負正負タイプの場合、負屈折力を
有する第２レンズ群の使用倍率β２を１＜｜β２｜に設
定し、その屈折力を緩めることにより、望遠端における
レンズ全長の短縮化を可能としている。しかしながら、
広角化を図ろうとすると、第１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
型化が困難であった。

【００１６】確かに、前述の特開平６−２６５７８８号
公報に開示のズームレンズのように広角域を含むような
正負正負タイプのズームレンズでは、第２レンズ群の使
用倍率β２が広角端において１＞｜β２｜となってい
る。しかしながら、変倍に際する第２レンズ群の使用倍
率の変化が大きいため、変倍時に第２レンズ群において
発生する軸外収差の変動を抑えることができなかった。
また、広角端において開口絞りから最も物体側の面まで
の光軸に沿った距離が大きいので、レンズ径の小型化を
図ることができなかった。

【００１７】次に、本発明による変倍光学系を構成する
各レンズ群の機能について説明する。従来技術による多
群構成のズームレンズと同様に、本発明においても、レ
ンズ系の最も像側に負レンズ群として最終レンズ群Ｇｂ
を配置している。そして、最短焦点距離状態（広角端）
ではバックフォーカスを短くすることにより、最終レン
ズ群Ｇｂを通過する軸外光束の高さを画角により変化さ
せて、軸上収差と軸外収差とをそれぞれ独立に補正する
ようにしている。

【００１８】但し、極端にバックフォーカスを短くしす
ぎると、最終レンズ群Ｇｂを通過する軸外光束が光軸か
ら離れすぎてしまうので、レンズ径の小型化を図ること
ができなくなってしまう。また、最も像側のレンズ面に
はゴミが付着し易いが、バックフォーカスが短くなりす
ぎると、レンズ面に付着したゴミが写真に写り込んでし
まう。したがって、広角端におけるバックフォーカスを
適切な値に設定することが肝要となる。

【００１９】逆に、最長焦点距離状態（望遠端）におい
ては、バックフォーカスを大きくする。すなわち、最短
焦点距離状態から最長焦点距離状態へレンズ系の焦点距
離が変化する際に、最終レンズ群Ｇｂを物体側に移動さ
せる。こうして、最短焦点距離状態よりも最長焦点距離
状態において最終レンズ群Ｇｂを通過する軸外光束の高
さを光軸に近づけ、レンズ系の焦点距離が変化する際に
発生する軸外収差の変動を極力抑えている。

【００２０】そして、本発明においては、広角化を図り
ながら望遠端におけるレンズ全長の短縮化も同時に達成
するために、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群
Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、レンズ系の焦
点距離が変化する際に互いの空気間隔が変化する複数の
正レンズ群と、最も像側に配置された負屈折力の最終レ
ンズ群Ｇｂとを有し、以下の５つの条件〜を満足す
るようにしている。

【００２１】一般的な正先行型と同様に、広角端から
望遠端へレンズ系の焦点距離が変化する際に、第１レン
ズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増大するよ
うに第１レンズ群Ｇ１を物体側へ移動させる。第２レンズ群Ｇ２の屈折力を強い負屈折力とし、第２
レンズ群Ｇ２の使用倍率β２を−１＜β２＜０に設定す
る。

【００２２】最も像側に最終レンズ群Ｇｂを配置し、
広角端から望遠端へレンズ系の焦点距離が変化する際
に、最終レンズ群Ｇｂとその物体側に隣接して配置され
るレンズ群との間隔が減少するように最終レンズ群Ｇｂ
を物体側へ移動させる。第２レンズ群Ｇ２の像側に配置される複数の正レンズ
群の合成屈折力を強い正屈折力とし、広角端から望遠端
へレンズ系の焦点距離が変化する際に合成屈折力が正に
弱くなるように、複数の正レンズ群の互いの空気間隔を
変化させる。開口絞りを、レンズ系の中央付近に設ける。

【００２３】本発明においては、正屈折力の第１レンズ
群Ｇ１と負屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを広角端では近
接させることにより、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外
光束を光軸に近づけている。また、第１レンズ群Ｇ１と
第２レンズ群Ｇ２との合成屈折力を負に強くすることに
より、屈折力配置を対称型に近づけて歪曲収差の発生を
抑えたり、レンズ径の小型化および軸外収差の補正に対
して適切なバックフォーカスが得られるようにしてい
る。逆に、広角端から望遠端へレンズ全系の焦点距離が
変化するにつれて第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２
との間隔を広げることにより、レンズ系全体での屈折力
配置を望遠型に移行させてレンズ全長の短縮化につなげ
ている。

【００２４】つまり、広角端において、第１レンズ群Ｇ
１、第２レンズ群Ｇ２および最終レンズ群Ｇｂを通過す
る軸外光束を光軸に近づけることは、結果的にレンズ系
全体でのレンズ全長がレンズ全系の焦点距離よりも大き
くなることになる。望遠端では、レンズ系全体の焦点距
離に比べてレンズ全長を小さくすることにより、レンズ
系の小型化を達成している。特に、広角端から望遠端へ
レンズ系全体の焦点距離が変化するにつれて第１レンズ
群Ｇ１を物体側に移動させることにより、第１レンズ群
Ｇ１を通過する軸外光束の高さが光軸から極端に離れな
いようにしている。以上のことから、の条件が必要と
なる。

【００２５】また、前述のように、広角端においては、
正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを近
接させ、その合成屈折力を強い負屈折力とすることによ
り、充分なバックフォーカスが得られるようにしてい
る。従って、の条件が肝要である。

【００２６】従来より、レンズシャッター式のように、
バックフォーカスに制約のないレンズ系では、広角端か
ら望遠端へレンズ全系の焦点距離が変化する際に、最終
レンズ群Ｇｂよりも物体側に配置されるレンズ群全体の
主点位置と最終レンズ群Ｇｂとの間隔を狭めるように最
終レンズ群Ｇｂを物体側に移動させることにより、最終
レンズ群Ｇｂを増倍に用いて、前述の変倍による軸外収
差の変動を良好に抑えるだけでなく、変倍作用を有効に
行っている。本発明においても同様であり、の条件が
必要である。

【００２７】特に、例えば正正負３群タイプでは最も像
面寄りの負レンズ群が変倍作用のほとんどを担っていた
のに対して、本発明においてはレンズ系全体での変倍に
占める最終レンズ群Ｇｂの変倍作用の負担を弱めること
により、高変倍化と高性能化とを両立させている。

【００２８】これは、広角端から望遠端までレンズ系全
体の焦点距離が変化する際に、１つのレンズ群の使用倍
率が大きく変化すると、変倍による諸収差の変動が大き
くなって、高性能化を図ることができないからである。
加えて、最終レンズ群Ｇｂの場合、広角端では使用倍率
が１より大きく且つ望遠端では使用倍率が非常に大きく
なってしまうので、所定の変倍比を得ようとすると、最
終レンズ群Ｇｂが微小に移動しただけでも焦点位置がフ
ィルム面からずれてしまい、制御や製造が難しくなって
しまうためである。

【００２９】ところで、レンズ全長の短縮化の１つの目
安として、望遠比が知られている。望遠比とはレンズ全
長をレンズ全系の焦点距離で除した値であり、望遠比を
小さくするには、物体側に配置される正レンズ群の屈折
力、像側に配置される負レンズ群の屈折力、およびこれ
ら２つのレンズ群の主点間隔を適切に設定することが重
要である。

【００３０】本発明においては、広角端よりも望遠端に
おいて第２レンズ群Ｇ２の像側に配置される複数の正レ
ンズ群を含む正部分レンズ系の収斂作用を弱めている。
すなわち、正部分レンズ系の合成屈折力を正に弱めてお
り、第２レンズ群Ｇ２乃至最終レンズ群Ｇｂの合成屈折
力を負屈折力にすることにより、屈折力配置を望遠型と
して望遠比を１以下にしている。

【００３１】また、広角端では、第１レンズ群Ｇ１と第
２レンズ群Ｇ２とによる負部分レンズ系と、複数の正レ
ンズ群を含む正部分レンズ系と、最終レンズ群Ｇｂとで
屈折力配置を構成している。したがって、正部分レンズ
系が強い正屈折力を有していなければ、所定の焦点距離
を得ることができず、望遠端よりも広角端において正部
分レンズ系の屈折力を正に強める構成にしている。以上
のことにより、の条件が肝要となる。

【００３２】本発明においては、各レンズ群のレンズ径
を小さくするために、第１レンズ群Ｇ１よりも像側で且
つ最終レンズ群Ｇｂよりも物体側のレンズ系の中央付近
に開口絞りを配置することが望ましい。そして、開口絞
りは、変倍に際して、可動のレンズ群と一体的に移動す
るか、あるいは可動のレンズ群と独立して移動すること
が好ましい。特に、第２レンズ群Ｇ２よりも像側に、開
口絞りを配置することが望ましい。従って、条件が必
要となる。

【００３３】本発明においては、最も像側の最終レンズ
群Ｇｂの変倍を担う割合を軽減する代わりに、第２レン
ズ群Ｇ２の変倍を担う割合をある程度大きくすることに
より、高変倍化を実現している。また、第２レンズ群Ｇ
２を、物体側より順に、強い負屈折力の両凹レンズと、
両凸レンズと、物体側に凹面を向けた負レンズとで構成
することにより、変倍時に第２レンズ群Ｇ２において発
生する軸外収差の変動を良好に補正している。

【００３４】第２レンズ群Ｇ２を構成する上述のレンズ
のうち物体側に配置される両凹レンズには、広角端にお
いて軸外光束が通過する際に発生する軸外収差を抑え且
つ充分なバックフォーカスが得られるように、高屈折率
ガラスを用いている。また、像側のレンズ面の屈折力を
物体側のレンズ面の屈折力よりも強くしており、両凸レ
ンズと負レンズとの間に形成される空気間隔によって軸
上収差を良好に補正している。

【００３５】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、以下の条件式（１）乃至（４）を
満足する。０．２５＜｜ｆｂ｜／ｆ１＜０．４５（１）０．７＜Ｍ１／ｆ１＜０．９（２）０．４＜｜ｆｂ｜／Ｍｂ＜０．５（３）Ｄ／ｆｗ＜０．７（４）

【００３６】ここで、ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆｂ：最終レンズ群Ｇｂの焦点距離Ｍ１：最短焦点距離状態から最長焦点距離状態までレン
ズ系全体の焦点距離が変化する際に第１レンズ群Ｇ１の
物体側へ移動する移動量Ｍｂ：最短焦点距離状態から最長焦点距離状態までレン
ズ系全体の焦点距離が変化する際に最終レンズ群Ｇｂの
物体側へ移動する移動量Ｄ：最短焦点距離状態においてレンズ系の最も物体側
の面と開口絞りとの間の光軸に沿った距離ｆｗ：最短焦点距離状態におけるレンズ系全体の焦点距
離

【００３７】条件式（１）は、最も像側に配置される最
終レンズ群Ｇｂの焦点距離と第１レンズ群Ｇ１の焦点距
離との比を規定している。条件式（１）の上限値を上回
った場合、第１レンズ群Ｇ１による収斂作用が強まるの
で、レンズ全長の短縮化を図ることができる。しかしな
がら、広角端では充分なバックフォーカスを得ることが
できず、最もフィルム面寄りのレンズ面上のゴミがフィ
ルム面上に写り込むという不都合が発生してしまう。

【００３８】逆に、条件式（１）の下限値を下回った場
合、最も像側に配置される最終レンズ群Ｇｂによる発散
作用が強まるので、広角端で適切なバックフォーカスを
得ることができる。しかしながら、望遠端において、レ
ンズ全長の短縮化を図ることができなくなってしまう。

【００３９】条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の変倍
による移動量Ｍ１と第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１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、望遠端におけるレンズ全長が極端に大き
くなってしまう。一方、条件式（２）の下限値を下回っ
た場合、広角端において、第１レンズ群Ｇ１を通過する
軸外光束が光軸から離れてしまうので、前玉有効径の小
型化を図ることができず、レンズ系の小型化という本発
明の目的に反してしまう。

【００４０】条件式（３）は、最終レンズ群Ｇｂの焦点
距離ｆｂと最終レンズ群Ｇｂの変倍による移動量Ｍｂと
の比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、最終レンズ群Ｇｂの変倍を担う割合が小
さくなり、変倍を担う割合の均等化を図ることができな
くなる。その結果、所定の変倍を得る際に、変倍による
諸収差の変動を良好に抑えられなくなってしまう。逆
に、条件式（３）の下限値を下回った場合、最終レンズ
群Ｇｂの変倍を担う割合が大きくなりすぎて、変倍時に
最終レンズ群Ｇｂで発生する諸収差の変動を良好に補正
することができなくなってしまう。

【００４１】条件式（４）は、広角端においてレンズ系
の最も物体側の面と開口絞りとの間の光軸に沿った距離
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、広角端において、最も物体側の面を通過する
軸外光束が光軸から離れるので、レンズ径の小型化を図
ることができなくなってしまう。なお、さらに高性能化
を図るには、広角端において第１レンズ群Ｇ１および第
２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光束の高さを光軸からあ
る程度離すことにより、軸上収差と軸外収差とを独立に
補正することが望ましい。すなわち、さらに高性能化を
図るには、条件式（４）の下限値を０．５とすることが
望ましい。

【００４２】本発明においては、前述の通り、広角端に
おいて小型化および高性能化に対して適切なバックフォ
ーカスを得るために、第１レンズ群Ｇ１の像側に隣接し
て負屈折力の第２レンズ群Ｇ２を配置することが望まし
い。加えて、第２レンズ群Ｇ２で変倍時に発生する軸外
収差の変動を良好に補正するために、両凹レンズＬ２
１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２２、および物体
側に凹面を向けた負レンズＬ２３の３枚のレンズで第２
レンズ群Ｇ２を構成し、以下の条件式（５）を満足する
ことが望ましい。

【００４３】０．０３＜Ｄ23／｜ｒ23｜＜０．０７（５）ここで、Ｄ23：両凹レンズＬ２１と正レンズＬ２２との軸上空気
間隔ｒ23：負レンズＬ２３の物体側の面の曲率半径

【００４４】条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２が単独
で変倍時に発生する軸外収差の変動を良好に補正するた
めの条件式である。前述の通り、第２レンズ群Ｇ２は変
倍作用を比較的大きく担っており、第２レンズ群Ｇ２が
単独で発生する諸収差を抑え、且つ変倍時に発生する諸
収差の変動を抑えることが必要である。

【００４５】条件式（５）の上限値を上回った場合、
両凹レンズＬ２１と正レンズＬ２２との軸上空気間隔が
広がるか、あるいは負レンズＬ２３の物体側の面の曲
率半径が０に近づくことが考えられる。の両凹レンズ
Ｌ２１と正レンズＬ２２との軸上空気間隔が広がる場
合、広角端において充分なバックフォーカスを得ること
ができる。しかしながら、両凹レンズＬ２１および正レ
ンズＬ２２の屈折力が互いに弱まり、両凹レンズＬ２１
を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、軸外
収差の発生を抑えることができない。

【００４６】の負レンズＬ２３の物体側の面の曲率半
径が０に近づく場合、負レンズＬ２３において発生する
正の球面収差が極端に増加して、第２レンズ群Ｇ２が単
独で発生する正の球面収差を良好に補正することができ
ない。一方、条件式（５）の下限値を下回った場合、
両凹レンズＬ２１と正レンズＬ２２との軸上空気間隔が
狭まるか、あるいは負レンズＬ２３の物体側の面の曲
率半径が０から離れることが考えられる。

【００４７】の両凹レンズＬ２１と正レンズＬ２２と
の軸上空気間隔が狭まる場合、広角端において適切なバ
ックフォーカスを得るために、両凹レンズＬ２１と正レ
ンズＬ２２とが互いに屈折力を強めるので、製造時に発
生する偏心による性能劣化が大きくなってしまう。の
負レンズＬ２３の物体側の面の曲率半径が０から離れる
場合、負レンズＬ２３の屈折力が弱まり、両凹レンズＬ
２１の屈折力が強まるので、両凹レンズＬ２１を通過す
る軸外光束が光軸に近づき、軸上収差と軸外収差とを独
立に補正することができず、変倍時に発生する軸外収差
の変動を良好に補正することができない。

【００４８】なお、本発明においては、前述の通り、望
遠端におけるレンズ全長の短縮化を図るとともに変倍時
に発生する軸外収差の変動を良好に補正するために、第
２レンズ群Ｇ２と最終レンズ群Ｇｂとの間には、変倍時
に互いに独立に可動の少なくとも２つ以上のレンズ群に
より構成される正部分レンズ系が配置され、以下の条件
式（６）を満足することが望ましい。

【００４９】０．２＜（ｆst／ｆsw）／Ｚ＜０．３（６）ここで、ｆst：最長焦点距離状態における正部分レンズ系の合成
焦点距離ｆsw：最短焦点距離状態における正部分レンズ系の合成
焦点距離Ｚ：ズーム比（変倍比）

【００５０】条件式（６）は、広角端における正部分レ
ンズ系の焦点距離と望遠端における正部分レンズ系の焦
点距離との比を規定する条件式である。条件式（６）の
上限値を上回った場合、正部分レンズ系による変倍作用
が大きくなりすぎて、正部分レンズ系を構成する各レン
ズ群の屈折力が強まるか、あるいは望遠端における正部
分レンズ系の光軸に沿った長さが大きくなる。

【００５１】正部分レンズ系を構成する各レンズ群の屈
折力が強まる場合、各レンズ群を構成するレンズ枚数が
極端に増えるので、レンズ系の小型化を図るのが難しく
なってしまう。また、望遠端における正部分レンズ系の
光軸に沿った長さが大きくなる場合、望遠端において正
部分レンズ系を通過する軸外光束が光軸から離れて、レ
ンズ径が大型化してしまう。逆に、条件式（６）の下限
値を下回った場合、正部分レンズ系による変倍作用が弱
くなりすぎる。その結果、所定の変倍比を得ようとする
と、他のレンズ群の変倍作用を担う割合が大きくなり、
変倍時に発生する諸収差の変動が増大して高性能化が困
難になってしまう。

【００５２】前述の通り、最短焦点距離状態から最長焦
点距離状態へレンズ全系の焦点距離が変化する際に、第
１レンズ群Ｇ１および最終レンズ群Ｇｂがともに物体側
へ移動することが望ましい。特に、最長焦点距離状態に
おいて、第１レンズ群Ｇ１による収斂作用を有効に生か
してレンズ全長の短縮化を図るために、最短焦点距離状
態を基準として、最短焦点距離状態から最長焦点距離状
態へレンズ全系の焦点距離が変化する際の第１レンズ群
Ｇ１の移動量が最終レンズ群Ｇｂの移動量よりも大きい
ことが望ましい。

【００５３】本発明においては、従来技術と同様に、レ
ンズ系の最も像側に最終レンズ群Ｇｂを配置している。
なお、広角端において軸外収差を良好に補正するため
に、最も物体側には、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズＬ５１を配置することが望ましい。また、正メ
ニスカスレンズＬ５１と物体側に凹面を向けた負レンズ
Ｌ５２とを物体側より順に空気間隔を隔てて配置し、こ
の空気間隔により形成される空気レンズにより、最終レ
ンズ群Ｇｂにおいて発生する正の球面収差を良好に補正
することが望ましい。

【００５４】さらに、最終レンズ群Ｇｂのレンズ構成に
関する上述の諸条件に加えて、以下の条件式（７）を満
足することが望ましい。０．０３＜Ｄ５／｜ｆｂ｜＜０．１（７）ここで、Ｄ５：正メニスカスレンズＬ５１と負レンズＬ５２との
軸上空気間隔

【００５５】条件式（７）は、正メニスカスレンズＬ５
１と負レンズＬ５２との軸上空気間隔を規定する条件式
である。条件式（７）の上限値を上回った場合、広角端
において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。逆に、条件式（７）の下限値を下回った
場合、正メニスカスレンズＬ５１および負レンズＬ５２
の屈折力が互いに強まる。その結果、製造時に発生する
偏心により望遠端での性能が極端に劣化するので、高性
能化が困難になってしまう。

【００５６】本発明においては、前述のように、最終レ
ンズ群Ｇｂが変倍を担う割合が比較的大きい。従って、
高性能化のためには、最終レンズ群Ｇｂが単独でより良
く収差補正を行うことが必要である。また、球面収差の
発生を抑えるために、最終レンズ群Ｇｂを少なくとも１
枚の正レンズと２枚の負レンズとで構成することが望ま
しい。また、最も像面寄りのレンズ径を小さくするため
に、最終レンズ群Ｇｂの最も物体寄りに正レンズを、最
終レンズ群Ｇｂの最も像面寄りに負レンズをそれぞれ配
置することが望ましい。

【００５７】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。

【００５８】さらに、本発明においては、レンズ系を構
成する一部のレンズ群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）を行うことが可能であ
る。特に、シフトレンズ群よりも物体側に配置され且つ
第１レンズ群Ｇ１よりも像側に配置されるレンズ群を光
軸に沿って移動させてフォーカシングを行うことが好ま
しい。

【００５９】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。なお、以下の実施例
においては具体的な数値実施例を記載していないが、１
つのレンズ群あるいは複数のレンズ群にそれぞれ１面以
上の非球面を導入することにより、レンズ系のさらなる
小型化を図ることができることは明らかである。

【００６０】

【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、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す
るように、各レンズ群が物体側に移動している。なお、
変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４と
は一体的に移動している。このように、各実施例におい
て、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は正部分
レンズ系を構成し、第５レンズ群Ｇ５は最終レンズ群Ｇ
ｂを構成している。

【００６１】〔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Ｌ
１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Ｌ
３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Ｌ51、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とから構成さ
れている。

【００６２】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、広角端から望遠端
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、広角端における各レンズ群の位置関係を示
しており、望遠端への変倍時には図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。

【００６３】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、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＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。

【００６４】

【表１】（変倍における可変間隔）ｆ 39.0002 75.7290 153.9831 D3 2.1456 12.6969 24.6132 D9 4.3122 2.4055 1.8932 D11 2.6296 4.5363 5.0486 D15 17.4446 9.9322 2.3981 Ｂｆ 7.9516 27.6471 64.6725 （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 39.0002 75.7290 153.9831 Ｄ0 1121.1247 2186.9182 4443.4165 移動量 1.1574 0.9634 1.0296 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）ｆｂ＝-25.0977 ｆ１＝+78.3031 Ｍ１＝ 64.1418 Ｍｂ＝ 56.7208 ｆsw＝+20.8205 ｆst＝+21.5774 （１）｜ｆｂ｜／ｆ１＝０．３２１（２）Ｍ１／ｆ１＝０．８１９（３）｜ｆｂ｜／Ｍｂ＝０．４４２（４）Ｄ／ｆｗ＝０．５９２（５）Ｄ23／｜ｒ23｜＝０．０４０（６）（ｆst／ｆsw）／Ｚ＝０．２６２（７）Ｄ５／｜ｆｂ｜＝０．０４９

【００６５】図３乃至図８は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する実施例１の諸収差図である。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。
また、図６は広角端における撮影倍率−１／３０倍での
諸収差図であり、図７は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８は望遠端に
おける撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。

【００６６】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。

【００６７】〔実施例２〕図９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９
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Ｌ
１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Ｌ
３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Ｌ51、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とから構成さ
れている。

【００６８】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、広角端から望遠端
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９は、広角端における各レンズ群の位置関係を示
しており、望遠端への変倍時には図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。

【００６９】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、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＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。

【００７０】

【表２】（変倍における可変間隔）ｆ 39.0002 75.7300 153.9854 D3 2.1456 12.6466 24.0598 D9 4.2722 2.1564 1.8932 D11 2.6695 4.7854 5.0486 D15 17.7728 10.0913 2.0194 Ｂｆ 7.9519 27.5392 65.8801 （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 39.0002 75.7300 153.9854 Ｄ0 1121.6154 2186.3244 4439.6426 移動量 1.1901 1.0163 1.1101 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）ｆｂ＝-25.7129 ｆ１＝+75.5043 Ｍ１＝ 64.0891 Ｍｂ＝ 57.9282 ｆsw＝+21.2109 ｆst＝+21.9564 （１）｜ｆｂ｜／ｆ１＝０．３４１（２）Ｍ１／ｆ１＝０．８４９（３）｜ｆｂ｜／Ｍｂ＝０．４４４（４）Ｄ／ｆｗ＝０．５８９（５）Ｄ23／｜ｒ23｜＝０．０３８（６）（ｆst／ｆsw）／Ｚ＝０．２６２（７）Ｄ５／｜ｆｂ｜＝０．０６１

【００７１】図１０乃至図１５は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例２の諸収差図である。図１０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１１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１２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。また、図１３は広角端における撮影倍率−
１／３０倍での諸収差図であり、図１４は中間焦点距離
状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であ
り、図１５は望遠端における撮影倍率−１／３０倍での
諸収差図である。

【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諸収差が良好に補正され
ていることがわかる。

【００７３】〔実施例３〕図１６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
１６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、物体側に
凹面を向けた正メニスカスレンズ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とから構成されている。

【００７４】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、広角端から望遠端
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１６は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示しており、望遠端への変倍時には図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。

【００７５】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、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＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。

【００７６】

【表３】（変倍における可変間隔）ｆ 39.0084 75.6782 153.9789 D3 2.1456 12.7395 24.2747 D9 4.2449 2.3726 1.8932 D11 2.6968 4.5692 5.0485 D15 17.4965 9.7233 2.0194 Ｂｆ 7.9519 27.5392 65.8801 （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 39.0084 75.6782 153.9789 Ｄ0 1121.1334 2182.9498 4434.5217 移動量 1.2126 1.0409 1.1482 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）ｆｂ＝-25.4303 ｆ１＝+75.9925 Ｍ１＝ 64.2756 Ｍｂ＝ 57.6236 ｆsw＝+21.5741 ｆst＝+21.8937 （１）｜ｆｂ｜／ｆ１＝０．３３５（２）Ｍ１／ｆ１＝０．８４６（３）｜ｆｂ｜／Ｍｂ＝０．４４１（４）Ｄ／ｆｗ＝０．５８９（５）Ｄ23／｜ｒ23｜＝０．０４６（６）（ｆst／ｆsw）／Ｚ＝０．２５７（７）Ｄ５／｜ｆｂ｜＝０．０６７

【００７７】図１７乃至図２２は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例３の諸収差図である。図１７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１８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１９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。また、図２０は広角端における撮影倍率−
１／３０倍での諸収差図であり、図２１は中間焦点距離
状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であ
り、図２２は望遠端における撮影倍率−１／３０倍での
諸収差図である。

【００７８】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。

【００７９】〔実施例４〕図２３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
２３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Ｌ51、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とから構
成されている。

【００８０】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、広角端から望遠端
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２３は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示しており、望遠端への変倍時には図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。

【００８１】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、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＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。

【００８２】

【表４】（変倍における可変間隔）ｆ 38.9990 75.6161 153.9623 D3 2.1456 13.2084 25.8788 D9 4.3535 2.5478 1.8932 D11 2.5883 4.3939 5.0485 D15 17.1140 9.5066 2.0194 Ｂｆ 7.9514 27.8832 64.4781 （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 38.9990 75.6161 153.9623 Ｄ0 1121.6572 2183.8174 4442.5574 移動量 1.1208 0.9320 0.9971 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）ｆｂ＝-25.5325 ｆ１＝+81.1276 Ｍ１＝ 65.1653 Ｍｂ＝ 56.5268 ｆsw＝+20.7194 ｆst＝+21.4913 （１）｜ｆｂ｜／ｆ１＝０．３１５（２）Ｍ１／ｆ１＝０．８０３（３）｜ｆｂ｜／Ｍｂ＝０．４５２（４）Ｄ／ｆｗ＝０．５９２（５）Ｄ23／｜ｒ23｜＝０．０４６（６）（ｆst／ｆsw）／Ｚ＝０．２６３（７）Ｄ５／｜ｆｂ｜＝０．０４４

【００８３】図２４乃至図２９は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例４の諸収差図である。図２４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２５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２６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。また、図２７は広角端における撮影倍率−
１／３０倍での諸収差図であり、図２８は中間焦点距離
状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であ
り、図２９は望遠端における撮影倍率−１／３０倍での
諸収差図である。

【００８４】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。

【００８５】〔実施例５〕図３０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
３０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Ｌ51、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とから構
成されている。

【００８６】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、広角端から望遠端
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３０は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示しており、望遠端への変倍時には図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。

【００８７】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、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＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。

【００８８】

【表５】（変倍における可変間隔）ｆ 38.9997 75.7269 153.9760 D3 2.1456 12.6276 24.8463 D9 4.8110 3.0745 1.8932 D11 2.7619 4.4984 5.6796 D15 16.6231 9.0536 2.0194 Ｂｆ 7.9513 27.4254 60.9925 （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 38.9997 75.7269 153.9760 Ｄ0 1116.9847 2179.2192 4417.0494 移動量 1.2735 1.0762 1.2403 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）ｆｂ＝-24.2992 ｆ１＝+77.8836 Ｍ１＝ 61.1383 Ｍｂ＝ 53.0412 ｆsw＝+21.2265 ｆst＝+22.1418 （１）｜ｆｂ｜／ｆ１＝０．３１２（２）Ｍ１／ｆ１＝０．７８５（３）｜ｆｂ｜／Ｍｂ＝０．４５８（４）Ｄ／ｆｗ＝０．６８９（５）Ｄ23／｜ｒ23｜＝０．０４９（６）（ｆst／ｆsw）／Ｚ＝０．２６４（７）Ｄ５／｜ｆｂ｜＝０．０５２

【００８９】図３１乃至図３６は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例５の諸収差図である。図３１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３２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３３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。また、図３４は広角端における撮影倍率−
１／３０倍での諸収差図であり、図３５は中間焦点距離
状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であ
り、図３６は望遠端における撮影倍率−１／３０倍での
諸収差図である。

【００９０】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。

【００９１】〔実施例６〕図３７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
３７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、および両凹レンズＬ23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Ｌ51、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とから構
成されている。

【００９２】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、広角端から望遠端
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３７は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示しており、望遠端への変倍時には図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。

【００９３】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、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＝５８７．６ｎ
ｍ）に対する値を示している。

【００９４】

【表６】（変倍における可変間隔）ｆ 39.0000 75.6863 113.7126 154.4748 D3 1.5150 12.8299 19.7905 25.6744 D9 4.3642 2.6094 2.0340 1.8937 D11 2.5795 4.3343 4.9097 5.0500 D15 16.5814 9.0130 4.8237 1.6412 Ｂｆ 7.9576 27.9591 46.7499 64.9067 （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 39.0000 75.6863 113.7126 154.4
748 Ｄ0 1120.8286 2183.7963 3285.7963 4452.
1292 移動量 1.1167 0.9330 0.9084 1.
0050 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）ｆｂ＝-25.4143 ｆ１＝+81.9831 Ｍ１＝ 66.1683 Ｍｂ＝ 56.9491 ｆsw＝+19.9628 ｆst＝+20.6639 （１）｜ｆｂ｜／ｆ１＝０．３１０（２）Ｍ１／ｆ１＝０．８０７（３）｜ｆｂ｜／Ｍｂ＝０．４４６（４）Ｄ／ｆｗ＝０．５７９（５）Ｄ23／｜ｒ23｜＝０．０４７（６）（ｆst／ｆsw）／Ｚ＝０．２６１（７）Ｄ５／｜ｆｂ｜＝０．０４７

【００９５】図３８乃至図４５は、ｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）に対する実施例６の諸収差図である。図３８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３９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４０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４１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。また、図４２は広
角端における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であ
り、図４３は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−
１／３０倍での諸収差図であり、図４４は第２中間焦点
距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図で
あり、図４５は望遠端における撮影倍率−１／３０倍で
の諸収差図である。

【００９６】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。

【００９７】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、高変倍
化が可能で、望遠端におけるレンズ全長の短い小型の変
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の広角端における無限遠合焦状態での
諸収差図である。

【図４】実施例１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５】実施例１の望遠端における無限遠合焦状態での
諸収差図である。

【図６】実施例１の広角端における撮影倍率−１／３０
倍での諸収差図である。

【図７】実施例１の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８】実施例１の望遠端における撮影倍率−１／３０
倍での諸収差図である。

【図９】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１０】実施例２の広角端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図１１】実施例２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１２】実施例２の望遠端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図１３】実施例２の広角端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図１４】実施例２の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１５】実施例２の望遠端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図１６】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１７】実施例３の広角端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図１８】実施例３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１９】実施例３の望遠端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図２０】実施例３の広角端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図２１】実施例３の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】実施例３の望遠端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図２３】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２４】実施例４の広角端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図２５】実施例４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２６】実施例４の望遠端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図２７】実施例４の広角端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図２８】実施例４の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２９】実施例４の望遠端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図３０】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３１】実施例５の広角端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図３２】実施例５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３３】実施例５の望遠端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図３４】実施例５の広角端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図３５】実施例５の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】実施例５の望遠端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図３７】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３８】実施例６の広角端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図３９】実施例６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４０】実施例６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４１】実施例６の望遠端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図４２】実施例６の広角端における撮影倍率−１／３
０倍での諸収差図である。

【図４３】実施例６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４４】実施例６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４５】実施例６の望遠端における撮影倍率−１／３
０倍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】最も物体側に正の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ１を有し、最も像側に負の屈折力を有する最終
レンズ群Ｇｂを有し、最短焦点距離状態から最長焦点距離状態へレンズ系全体
の焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群Ｇ１およ
び前記最終レンズ群Ｇｂは物体側へ移動し、前記第１レンズ群Ｇ１よりも像側で且つ前記最終レンズ
群Ｇｂよりも物体側には開口絞りが設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、前記最終
レンズ群Ｇｂの焦点距離をｆｂとし、最短焦点距離状態
から最長焦点距離状態までレンズ系全体の焦点距離が変
化する際に前記第１レンズ群Ｇ１の物体側へ移動する移
動量をＭ１とし、最短焦点距離状態から最長焦点距離状
態までレンズ系全体の焦点距離が変化する際に前記最終
レンズ群Ｇｂの物体側へ移動する移動量をＭｂとし、最
短焦点距離状態においてレンズ系の最も物体側の面と前
記開口絞りとの間の光軸に沿った距離をＤとし、最短焦
点距離状態におけるレンズ系全体の焦点距離をｆｗとし
たとき、０．２５＜｜ｆｂ｜／ｆ１＜０．４５０．７＜Ｍ１／ｆ１＜０．９０．４＜｜ｆｂ｜／Ｍｂ＜０．５Ｄ／ｆｗ＜０．７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の像側に隣接し
て、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２が配置され、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に互いに空気間
隔を隔てて配置された、両凹レンズＬ２１と、物体側に
凸面を向けた正レンズＬ２２と、物体側に凹面を向けた
負レンズＬ２３とを有し、前記両凹レンズＬ２１と前記正レンズＬ２２との軸上空
気間隔をＤ23とし、前記負レンズＬ２３の物体側の面の
曲率半径をｒ23としたとき、０．０３＜Ｄ23／｜ｒ23｜＜０．０７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２レンズ群Ｇ２と前記最終レンズ
群Ｇｂとの間には、少なくとも２つの正レンズ群を含み
且つ正の合成焦点距離を有する正部分レンズ系が設けら
れ、最長焦点距離状態における前記正部分レンズ系の合成焦
点距離をｆstとし、最短焦点距離状態における前記正部
分レンズ系の合成焦点距離をｆswとし、ズーム比をＺと
したとき、０．２＜（ｆst／ｆsw）／Ｚ＜０．３の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の変
倍光学系。
【請求項４】最短焦点距離状態を基準とした場合、最
短焦点距離状態から最長焦点距離状態へレンズ系全体の
焦点距離が変化する際の前記第１レンズ群Ｇ１の移動量
よりも前記最終レンズ群Ｇｂの移動量の方が小さいこと
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。
【請求項５】前記最終レンズ群Ｇｂは、物体側より順
に互いに空気間隔を隔てて配置された、像側に凸面を向
けた正メニスカスレンズＬ５１と、物体側に凹面を向け
た負レンズＬ５２とを少なくとも有し、前記正メニスカスレンズＬ５１と前記負レンズＬ５２と
の軸上空気間隔をＤ５とし、前記最終レンズ群Ｇｂの焦
点距離をｆｂとしたとき、０．０３＜Ｄ５／｜ｆｂ｜＜０．１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。