JPH1195105A

JPH1195105A - 変倍光学系の合焦方式

Info

Publication number: JPH1195105A
Application number: JP10138196A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kohama; 昭彦小濱
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-04-09
Also published as: US6014266A

Abstract

(57)【要約】【課題】広角端状態から望遠端状態の全ての焦点距離状
態において、合焦時の収差変動を低く押さえることによ
って高い結像性能を維持する。【解決手段】本発明は、物体側より順に、正屈折力を有
する第１レンズ群Ｇ１、正屈折力を有する第２レンズ群
Ｇ２、及び負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３により構
成され、広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態
が変化する際に、所定の軌道に従ってすべてのレンズ群
が移動する変倍光学系であって、無限遠から近距離への
合焦を、すべての群のレンズ位置状態を変化させること
によって行う際の、第１および第２レンズ群Ｇ１，Ｇ２
の移動方向および移動量の比、第２および第３レンズ群
Ｇ２，Ｇ３の移動量の比を定めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に小型のレンズ
シャッター式カメラや小型のデジタルスチルカメラなど
に好適な小型の変倍光学系における合焦方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズシャッター式カメラ用の撮
影レンズにおいては、ズームレンズが一般的となり、特
に変倍比が２倍を超える高変倍ズームを備えたカメラが
主流となりつつある。高変倍ズームにおいては、３つ以
上の可動レンズ群を有する多群ズームレンズが用いられ
ることが多い。その理由として、２つの可動群のみを有
するズームレンズに比べ、広角端状態から望遠端状態へ
の各レンズ群の移動する軌跡の自由度が大きくなるため
収差補正上の自由度が増し、また各レンズ群のレンズ位
置状態の変化に伴う横倍率の変化が相対的に小さくなる
ことからレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を
良好に補正できることなどがあげられる。従来から、比
較的レンズ枚数が少なく、且つ小型化に適したズームレ
ンズとして、正正負３群タイプが知られている。

【０００３】この正正負３群タイプの合焦方式では、レ
ンズ系全体あるいは一部を移動することによって行うこ
とが出来ることが知られている。レンズ系の一部を移動
して合焦を行うものとしては、例えば特開平１−２０４
０１３号公報、特開平２−１６５１５号公報などがあげ
られる。また、合焦時レンズ系全体を移動する場合に
は、レンズ系全体を一体的に移動する方式と、各レンズ
群が異なる移動比で移動する方式がある。しかしなが
ら、各レンズ群が異なる移動比で移動する方式では、広
角端状態から望遠端状態まですべての領域で、各レンズ
群の移動比を一定に保ったまま合焦を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平１−２０４０１３号公報や、特開平２−１６５１
５号公報に開示の合焦方法では１群よりも後ろの群で合
焦するため、合焦時に、第１レンズ群を通る軸外光束の
位置が大きく変化するため、広角端状態から望遠端状態
までの全ての焦点距離状態において、合焦時の収差変動
を低く抑え、結像性能を高く維持できない問題点があっ
た。

【０００５】また、レンズ系全体を一体的に移動する方
式では、合焦時、絞りをはさむ前後のレンズ群において
通過する軸外光束の位置が大きく変化するため、収差変
動を低く抑え、結像性能を高く維持できない問題点があ
った。さらに、合焦時に各レンズ群が異なる移動比で移
動する方式では、広角端状態から望遠端状態まですべて
の領域で、各レンズ群の移動比は一定であったため、絞
りをはさむ前後のレンズ群において通過する軸外光束の
位置が、広角端状態から望遠端状態までのレンズ系全体
の変倍に伴って大きく変化するため、全ての変倍領域に
おいて合焦時の収差変動を低く抑え、結像性能を高く維
持できない問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、以上の問題点を解決し、
広角端状態から望遠端状態の全ての焦点距離状態におい
て、合焦時の収差変動を低く抑えることによって高い結
像性能を維持できる変倍光学系の合焦方式を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示す如く、物体側より順に、正屈折力を有する第１レン
ズ群Ｇ１、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、及び負
屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３により構成され、広角
端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際
に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変
空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３との間の可変空気間隔が減少するように、すべてのレ
ンズ群が物体側へ移動する変倍光学系において、無限遠
から近距離への合焦を、すべての群のレンズ位置状態を
変化させることによって行うとき、第１レンズ群Ｇ１と
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とのそれぞれの移
動量の比を前記変倍光学系全系の焦点距離に応じて変化
させ、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を
満足するような変倍光学系の合焦方式を提供することに
より、目的の達成を図るものである。（１）Δ１＞０（２）Δ２＞０（３）Δ２Ｗ／Δ１Ｗ≦１．０（４） Δ３Ｔ／Δ２Ｔ≦１．０但し、 Δ１：前記変倍光学系の任意の焦点距離における、無
限遠から近距離への合焦時の、前記第１レンズ群の移動
量（物体側への移動を正とする） Δ２：前記変倍光学系の任意の焦点距離における、無
限遠から近距離への合焦時の、前記第２レンズ群の移動
量（物体側への移動を正とする） Δ１Ｗ：前記変倍光学系の広角端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第１レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする） Δ２Ｗ：前記変倍光学系の広角端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第２レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする） Δ２Ｔ：前記変倍光学系の望遠端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第２レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする） Δ３Ｔ：前記変倍光学系の望遠端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第３レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする）

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、本発明にかかる変倍光学系
の構成について説明する。本発明における変倍光学系
は、図１に示す通り、物体側より順に、正屈折力を有す
る第１レンズ群Ｇ１、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３により構成さ
れ、広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変
化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との
間の可変空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レ
ンズ群Ｇ３との間の可変空気間隔が減少するように、す
べてのレンズ群が物体側へ移動する。

【０００９】次に、合焦方式について考える。まず、変
倍光学系においてある一つの焦点距離状態における合焦
を考えたとき、合焦時に収差が大きく変化しない条件と
して、各レンズ群を通過する光束の位置が合焦によって
大きく変化しないことが考えられる。そのためには、合
焦方式として、すべての群のレンズ位置状態を変化さ
せ、さらに、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前
記第３レンズ群のそれぞれの移動量比を適当に選んでや
ることで合焦時の収差変動を少なくすることが必要であ
る。

【００１０】しかしながら、変倍光学系には焦点距離状
態が少なくとも２つ以上あるため、一定のレンズ群移動
比で合焦を行おうとすると、適切な移動比を選んだ焦点
距離以外の焦点距離領域においては合焦時の収差変動を
抑えることができなくなっしまう。したがって、広角端
状態から望遠端状態までの各焦点距離において、それぞ
れに適当なレンズ群の移動比を与えて、合焦を行うこと
が望ましい。

【００１１】また、合焦時の収差変動が少ないことを利
用して、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状
態で高い結像性能を達成することで、合焦時にも高い結
像性能を維持することができる。したがって、本発明に
おいて、無限遠から近距離への合焦を、すべての群のレ
ンズ位置状態を変化させ、前記第１レンズ群と前記第２
レンズ群と前記第３レンズ群のそれぞれの移動量の比を
変倍光学系全系の焦点距離に応じて変化させることによ
って、高い結像性能を維持することが可能になる。

【００１２】本発明による合焦方式では、以下の条件式
（１）、（２）を満足することが望ましい。（１） Δ１＞０（２） Δ２＞０上記条件式（１）、（２）は、それぞれ第１レンズ群、
第２レンズ群の移動方向を規定する式である。

【００１３】条件式（１）の下限値を下回った場合、無
限遠から近距離への合焦時、第１レンズ群を通る軸外光
束の位置が大きく変化するため、収差変動が大きく発生
し、したがって合焦時の高い結像性能の維持が困難とな
ってしまう。また、条件式（２）の下限値を下回った場
合、無限遠から近距離への合焦時、第１レンズ群を大き
く物体側へ移動するか、第３レンズ群を像側へ移動する
必要がある。第１レンズ群を大きく物体側へ移動させる
場合、第１レンズ群を通る軸外光束の位置が大きく変化
するため、収差変動が大きく発生し、したがって合焦時
の高い結像性能の維持が困難となってしまう。また、第
３レンズ群を像側へ移動する場合には、特に広角端にお
いて、第３レンズ群を通過する軸外光束の位置が大きく
変化するため、収差変動が大きく発生し、したがって合
焦時の高い結像性能の維持が困難となってしまう。

【００１４】さらに本発明においては、以下の条件式
（３）を満足することが望ましい。（３） Δ２Ｗ／Δ１Ｗ≦１．０条件式（３）は、広角端状態における近距離合焦時の第
１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を規定する式で
ある。条件式（３）の上限値を上回った場合、すなわち
近距離合焦時に第２レンズ群の移動量が第１レンズ群の
移動量を上回った場合、広角端状態において、第１レン
ズ群と第２レンズ群が近距離合焦時に干渉しないよう、
無限遠合焦状態で第１レンズ群と第２レンズ群の可変空
気間隔を空けておかなければならない。しかし、広角端
において可変空気間隔を空けておくことは、各レンズ群
の屈折力を増大させることになる。屈折力の増大はすな
わち収差の増大を意味するため、高い結像性能を実現で
きなくなってしまう。

【００１５】さらに本発明においては、以下の条件式
（４）を満足することが望ましい。（４）Δ３Ｔ／Δ２Ｔ≦１．０条件式（４）は、望遠端状態における近距離合焦時の第
２レンズ群と第３レンズ群の移動量の比を規定する式で
ある。条件式(４)の上限値を上回った場合、すなわち近
距離合焦時に第３レンズ群の移動量が第２レンズ群の移
動量を上回った場合、望遠端状態において、第２レンズ
群と第３レンズ群が近距離合焦時に干渉しないよう、無
限遠合焦状態で第２レンズ群と第３レンズ群の可変空気
間隔を空けておかなければならない。しかし、望遠端に
おいて可変空気間隔を空けておくことは、各レンズ群の
屈折力を増大させることになる。屈折力の増大はすなわ
ち収差の増大を意味するため、高い結像性能を実現でき
なくなってしまう。

【００１６】さらに、近距離合焦時の収差変動を抑え高
い結像性能を維持するために、以下の条件式（７）、
（８）を満足することが望ましい。（７）−０．２＜Δ３Ｌ／Δ２Ｌ＜０．７５（８）０．４＜Δ３Ｈ／Δ２Ｈ＜０．９８但し、 Δ２Ｌ：前記広角側焦点距離範囲（５）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第２レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする） Δ３Ｌ：前記広角側焦点距離範囲（５）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第３レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする） Δ２Ｈ：前記望遠側焦点距離範囲（６）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第２レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする） Δ３Ｈ：前記望遠側焦点距離範囲（６）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第３レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする）上記条件式（７）、（８）は、それぞれ広角側焦点距離
範囲（５）、望遠側焦点距離範囲（６）における近距離
合焦時の第２レンズ群の移動量と第３レンズ群の移動量
の比を規定する式である。

【００１７】ここで、上記広角側焦点距離範囲（５）及
び望遠側焦点距離範囲（６）は、

【００１８】

【数２】

【００１９】但し、ｆ：前記変倍光学系全系の焦点距離ｆＷ：前記変倍光学系全系の広角端における焦点距離ｆＴ：前記変倍光学系全系の望遠端における焦点距離
で表わされる。

【００２０】上記条件式（７）の下限値を下回った場
合、無限遠から近距離への合焦時、第３レンズ群を通る
軸外光束の位置が大きく変化するため、収差変動が大き
く発生し、したがって合焦時の高い結像性能の維持が困
難となってしまう。逆に、条件式（７）の上限値を上回
った場合、無限遠から近距離への合焦を行うための第２
レンズ群と第３レンズ群の移動量が急激に大きくなり、
結果として第１レンズ群を通過する軸外光束が合焦によ
り大きく変化するため、収差変動が大きく発生し、した
がって合焦時の高い結像性能を維持が困難となってしま
う。

【００２１】また、条件式（８）の下限値を下回った場
合、無限遠から近距離への合焦時、第３レンズ群を通る
軸外光束の位置が大きく変化するため、収差変動が大き
く発生し、したがって合焦時の高い結像性能の維持が困
難となってしまう。逆に、条件式（８）の上限値を上回
った場合、無限遠から近距離への合焦を行うための第２
レンズ群と第３レンズ群の移動量が急激に大きくなり、
結果として第１レンズ群を通過する軸外光束の位置が合
焦により大きく変化するため収差変動が大きく発生し、
したがって合焦時に高い結像性能を維持することが困難
となってしまう。

【００２２】また、条件式（７）と条件式（８）の範囲
が異なるのは、無限遠合焦時における、第１レンズ群と
第２レンズ群との間隔および第２レンズ群と第３レンズ
群との間隔が、広角側と望遠側とで大きく異なるため、
近距離合焦時の軸外光束の収差変動を押さえるための最
適値が変化するためである。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明による各実施例について説明
する。図１は、本発明の各実施例による変倍光学系の屈
折力配置を示しており、物体側より順に、正屈折力を有
する第１レンズ群Ｇ１、正屈折力を有する第２レンズ群
Ｇ２、および負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３により
構成され、広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状
態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ
２との可変空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３
レンズ群Ｇ３との可変空気間隔が減少するように、すべ
てのレンズ群が物体側へ移動している。

【００２４】また、各実施例において、非球面は以下の
式で表される。

【００２５】

【数３】

【００２６】［第１実施例］図２は、本発明の第１実施
例のレンズ構成を示す断面図である。第１レンズ群Ｇ１
は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ
１１と、両凸レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ
２は、開口絞りＳ、物体側に凹面を向けたメニスカス形
状の負レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２で構成され、
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けたメニスカス
形状の正レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けたメニス
カス形状の負レンズＬ３２で構成される。

【００２７】第１実施例における近距離合焦は、第１レ
ンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を光
軸方向に移動させることによって行い、且つその移動比
は変倍光学系全系の焦点距離によって変化する。以下の
表１〜６に本発明における第１実施例の諸元の値を掲げ
る。実施例の諸元表中のｆはレンズ系全体の焦点距離、
ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線
（λ=587nm）に対する値である。

【００２８】また、広角端から望遠端までのうち、広角
端と望遠端とを含めて６箇所の焦点距離を選択し、それ
ぞれをレンズ状態Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６
と呼ぶこととする。（表１） f 23.10 〜 28.18 〜 33.89 〜 42.33 〜 53.09 〜 66.08 ＦNO 5.64 〜 6.59 〜 6.29 〜 6.39 〜 7.73 〜 8.56 ２ω 71.90 〜 61.02 〜 52.19 〜 42.98 〜 35.04 〜 28.62° （表２）面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数 1 -14.6478 0.900 1.74950 35.19 2 -26.5152 0.400 1.0 3 36.1394 2.100 1.48749 70.45 4 -18.9401 (D4) 1.0 5 ∞ 2.000 1.0 （開口絞り） 6 -5.8986 0.900 1.74400 45.00 7 -9.5712 0.100 1.0 8 79.3344 3.100 1.51450 63.05 9 -6.8265 (D9) 1.0 10 -28.6500 2.000 1.66547 55.18 11 -21.3549 2.400 1.0 12 -8.9870 0.900 1.69350 53.75 13 -583.7150 (Bf) 1.0 （表３）第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数
は以下に示す通りである。［第９面］ κ＝0.5000 Ｃ４＝+1.46070E-4 Ｃ６＝+1.76610E-6 Ｃ８＝-1.57060E-7 Ｃ１０＝+4.43300E-9 ［第１０面］κ＝1.5000 Ｃ４＝+1.43800E-4 Ｃ６＝+7.40000E-7 Ｃ８＝-1.70000E-8 Ｃ１０＝+2.56000E-10 （表４）［可変間隔表無限遠合焦状態］レンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 f 23.100 28.177 33.888 42.333 53.090 66.078 D4 1.200 3.477 6.395 8.027 9.620 10.800 D9 8.958 7.221 5.825 4.327 3.041 2.001 Bf 6.241 10.118 13.929 20.290 28.198 37.794 １群移動量 0.000 4.415 9.750 16.245 24.460 34.195 ２群移動量 0.000 2.140 4.555 9.418 16.040 24.596 ３群移動量 0.000 3.877 7.688 14.049 21.956 31.552 なお、各群移動量は、レンズ状態Ｐ１（広角端状態）に
おける無限遠合焦時に対する各群の移動量で、像側から
物体側へ向かう方向を正とする。（表５）［可変間隔表近距離合焦状態］撮影距離０．４５ｍレンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 D4 1.380 4.020 5.982 7.644 9.091 9.844 D9 9.427 7.749 6.030 4.638 3.382 2.734 Bf 6.507 10.370 16.267 23.422 33.451 41.026 １群移動量 0.915 5.740 11.880 19.305 29.525 37.205 ２群移動量 0.735 2.920 7.098 12.861 21.634 28.561 ３群移動量 0.266 4.128 10.026 17.181 27.210 34.785 ２群移動量比 0.804 0.588 1.194 1.125 1.104 1.317 ３群移動量比 0.291 0.190 1.098 1.024 1.037 1.074 なお、各群移動量は、レンズ状態Ｐ１（広角端状態）に
おける無限遠合焦時に対する各群の移動量で、像側から
物体側へ向かう方向を正とする。また、各群移動量比は
各レンズ状態において、無限遠から近距離への１群移動
量に対する各群移動量の比を表す。（表６）［条件式対応値］

【００２９】

【数４】

【００３０】レンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 （１）Δ１ 0.915 1.325 2.130 3.060 5.065 3.010 （２）Δ２ 0.735 0.780 2.543 3.443 5.594 3.965 （３）Δ２Ｗ／Δ１Ｗ 0.804 （４）Δ３Ｔ／Δ２Ｔ 0.815 （７）Δ３Ｌ／Δ２Ｌ 0.323 （８）Δ３Ｈ／Δ２Ｈ 0.920 0.910 0.939 図３乃至図１４は本発明の第１実施例の諸収差図を示
し、図３乃至図８は各レンズ状態における無限遠合焦状
態での諸収差図を表し、図９乃至図１４は各レンズ状態
における撮影距離０．４５ｍでの近距離合焦状態の諸収
差図を表す。

【００３１】また、図３乃至図１４の各収差図におい
て、球面収差図中のＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数
を表す。また、非点収差図中の実線はサジタル像面、破
線はメリディオナル像面を示す。Ａは入射角［°］、Ｈ
０は物体高［ｍｍ］を表し、コマ収差図は、各入射角あ
るいは各物体高でのコマ収差を表す。各収差図から、本
実施例は近距離合焦時の収差変動が少なく、諸収差が良
好に補正され、高い結像性能を有していることは明らか
である。［第２実施例］本発明の第２実施例のレンズ構成は、第
１実施例と同じであるため、ここでは説明を省略する。

【００３２】第２実施例では、近距離合焦は、第１レン
ズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を光軸
方向に移動させることによって行い、且つその移動比は
変倍光学系全系の焦点距離によって変化する。以下の表
７〜１０に本発明における第２実施例の諸元の値を掲げ
る。実施例の諸元表中のｆはレンズ系全体の焦点距離、
ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線
（λ=587nm）に対する値である。

【００３３】また、広角端から望遠端までのうち、広角
端と望遠端とを含めて６箇所の焦点距離を選択し、それ
ぞれをレンズ状態Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６
と呼ぶこととする。（表７） f 23.10 〜 26.61 〜 32.17 〜 41.44 〜 50.06 〜 66.01 ＦNO 5.64 〜 6.29 〜 6.60 〜 6.42 〜 6.81 〜 8.55 ２ω 71.90 〜 63.96 〜 54.60 〜 43.88 〜 37.01 〜 28.65° （表８）［可変間隔表無限遠合焦状態］レンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 f 23.100 26.608 32.173 41.437 50.056 66.014 D4 1.200 2.960 5.040 6.800 8.628 10.800 D9 8.958 7.709 6.191 4.466 3.369 2.005 Bf 6.241 8.885 13.046 20.236 26.390 37.742 １群移動量 0.000 3.149 7.878 15.103 21.988 34.147 ２群移動量 0.000 1.389 4.038 9.503 14.560 24.548 ３群移動量 0.000 2.644 6.806 13.995 20.149 31.500 なお、各群移動量はレンズ状態Ｐ１（広角端状態）にお
ける無限遠合焦時に対する各群の移動量で、像側から物
体側へ向かう方向を正とする。（表９）［可変間隔表近距離合焦状態］撮影距離０．４５ｍレンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 D4 1.344 3.168 5.392 7.280 9.428 11.935 D9 9.485 8.329 6.665 4.926 3.643 2.742 Bf 6.385 8.880 13.761 21.696 30.421 38.266 １群移動量 0.815 3.978 9.418 17.503 27.094 36.544 ２群移動量 0.671 2.010 5.226 11.423 18.865 25.809 ３群移動量 0.143 2.638 7.519 15.454 24.180 32.025 ２群移動量比 0.823 0.749 0.771 0.800 0.843 0.526 ３群移動量比 0.176 -0.007 0.464 0.608 0.790 0.219 なお、各群移動量はレンズ状態Ｐ１（広角端状態）にお
ける無限遠合焦時に対する各群の移動量で、像側から物
体側へ向かう方向を正とする。また、各群移動量比は各
レンズ状態において、無限遠から近距離への１群移動量
に対する各群移動量の比を表す。（表１０）［条件式対応値］

【００３４】

【数５】

【００３５】レンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 （１）Δ１ 0.815 0.829 1.540 2.400 5.106 2.397 （２）Δ２ 0.671 0.621 1.188 1.920 4.305 1.261 （３）Δ２Ｗ／Δ１Ｗ 0.823 （４）Δ３Ｔ／Δ２Ｔ 0.416 （７）Δ３Ｌ／Δ２Ｌ -0.009 （８）Δ３Ｈ／Δ２Ｈ 0.602 0.760 0.937 図１５乃至図２６は本発明の第１実施例の諸収差図を示
し、図１５乃至図２０は各レンズ状態における無限遠合
焦状態での諸収差図を表し、図２１乃至図２６は各レン
ズ状態における撮影距離０．４５ｍでの近距離合焦状態
の諸収差図を表す。

【００３６】また、図１５乃至図２６の各収差図におい
て、球面収差図中のＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数
を表す。また、非点収差図中の実線はサジタル像面、破
線はメリディオナル像面を示す。Ａは入射角［°］、Ｈ
０は物体高［ｍｍ］を表し、コマ収差図は、各入射角あ
るいは各物体高でのコマ収差を表す。各収差図から、本
実施例は近距離合焦時の収差変動が少なく、諸収差が良
好に補正され、高い結像性能を有していることは明らか
である。［第３実施例］本発明の第３実施例のレンズ構成は、第
１実施例と同じであるため、ここでは説明を省略する。

【００３７】第３実施例では、近距離合焦は、第１レン
ズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を光軸
方向に移動させることによって行い、且つその移動比は
変倍光学系全系の焦点距離によって変化する。以下の表
１１〜１４に本発明における第３実施例の諸元の値を掲
げる。実施例の諸元表中のｆはレンズ系全体の焦点距
離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ
線（λ=587nm）に対する値である。

【００３８】また、広角端から望遠端までのうち、広角
端と望遠端とを含めて６箇所の焦点距離を選択し、それ
ぞれをレンズ状態Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６
と呼ぶこととする。（表１１） f 23.10 〜 26.36 〜 31.01 〜 38.87 〜 48.65 〜 64.10 ＦNO 5.64 〜 6.23 〜 6.41 〜 6.08 〜 6.70 〜 8.36 ２ω 71.90 〜 64.44 〜 56.33 〜 46.41 〜 38.00 〜 29.46° （表１２）［可変間隔表無限遠合焦状態］レンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 f 23.101 26.357 31.008 38.874 48.649 64.100 D4 1.200 2.982 4.641 6.346 8.175 10.500 D9 8.958 7.790 6.470 4.870 3.530 2.142 Bf 6.242 8.647 12.185 18.274 25.519 36.466 １群移動量 0.000 3.020 6.896 13.091 20.824 32.708 ２群移動量 0.000 1.237 3.455 7.945 13.849 23.408 ３群移動量 0.000 2.405 5.943 12.033 19.277 30.224 なお、各群移動量はレンズ状態Ｐ１（広角端状態）にお
ける無限遠合焦時に対する各群の移動量で、像側から物
体側へ向かう方向を正とする。（表１３）［可変間隔表近距離合焦状態］撮影距離０．４５ｍレンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 D4 1.355 3.184 4.982 6.842 8.950 11.600 D9 9.480 8.320 6.830 5.140 3.798 2.824 Bf 6.395 8.903 13.247 20.596 29.331 37.575 １群移動量 0.831 4.007 8.659 16.179 25.680 35.599 ２群移動量 0.676 2.023 4.877 10.537 17.930 25.199 ３群移動量 0.153 2.661 7.005 14.354 23.090 31.333 ２群移動量比 0.813 0.888 0.807 0.839 0.840 0.620 ３群移動量比 0.184 0.259 0.602 0.752 0.785 0.384 なお、各群移動量はレンズ状態Ｐ１（広角端状態）にお
ける無限遠合焦時に対する各群の移動量で、像側から物
体側へ向かう方向を正とする。また、各群移動量比は各
レンズ状態において、無限遠から近距離への１群移動量
に対する各群移動量の比を表す。（表１４）［条件式対応値］

【００３９】

【数６】

【００４０】レンズ状態 P1 P2 P3 P4 P5 P6 （１）Δ１ 0.831 0.987 1.763 3.088 4.856 2.891 （２）Δ２ 0.676 0.876 1.422 2.592 4.081 1.791 （３）Δ２Ｗ／Δ１Ｗ 0.813 （４）Δ３Ｔ／Δ２Ｔ 0.619 （７）Δ３Ｌ／Δ２Ｌ 0.292 （８）Δ３Ｈ／Δ２Ｈ 0.747 0.895 0.934 図２７乃至図３８は本発明の第３実施例の諸収差図を示
し、図２７乃至図３２は各レンズ状態における無限遠合
焦状態での諸収差図を表し、図３３乃至図３８は各レン
ズ状態における撮影距離０．４５ｍでの近距離合焦状態
の諸収差図を表す。

【００４１】また、図２７乃至図３８の各収差図におい
て、球面収差図中のＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数
を表す。また、非点収差図中の実線はサジタル像面、破
線はメリディオナル像面を示す。Ａは入射角［°］、Ｈ
０は物体高［ｍｍ］を表し、コマ収差図は、各入射角あ
るいは各物体高でのコマ収差を表す。各収差図から、本
実施例は近距離合焦時の収差変動が少なく、諸収差が良
好に補正され、高い結像性能を有していることは明らか
である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によって、広角端状態から望遠端
状態の全ての焦点距離状態において、近距離合焦時の収
差変動が少なく高い結像性能を維持できる変倍光学系を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変倍光学系の屈折力配置を示す概
念図

【図２】第１実施例、第２実施例および第３実施例のレ
ンズ構成を示す断面図

【図３】第１実施例のレンズ状態Ｐ１（広角端状態）
で、無限遠に合焦した時の諸収差図

【図４】第１実施例のレンズ状態Ｐ２で無限遠に合焦し
た時の諸収差図

【図５】第１実施例のレンズ状態Ｐ３で無限遠に合焦し
た時の諸収差図

【図６】第１実施例のレンズ状態Ｐ４で無限遠に合焦し
た時の諸収差図

【図７】第１実施例のレンズ状態Ｐ５で無限遠に合焦し
た時の諸収差図

【図８】第１実施例のレンズ状態Ｐ６（望遠端状態）で
無限遠に合焦した時の諸収差図

【図９】第１実施例のレンズ状態Ｐ１（広角端状態）で
撮影距離０．４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図１０】第１実施例のレンズ状態Ｐ２で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図１１】第１実施例のレンズ状態Ｐ３で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図１２】第１実施例のレンズ状態Ｐ４で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図１３】第１実施例のレンズ状態Ｐ５で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図１４】第１実施例のレンズ状態Ｐ６（望遠端状態）
で撮影距離０．４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図１５】第２実施例のレンズ状態Ｐ１（広角端状態）
で無限遠に合焦した時の諸収差図

【図１６】第２実施例のレンズ状態Ｐ２で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図１７】第２実施例のレンズ状態Ｐ３で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図１８】第２実施例のレンズ状態Ｐ４で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図１９】第２実施例のレンズ状態Ｐ５で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図２０】第２実施例のレンズ状態Ｐ６（望遠端状態）
で無限遠に合焦した時の諸収差図

【図２１】第２実施例のレンズ状態Ｐ１（広角端状態）
で撮影距離０．４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図２２】第２実施例のレンズ状態Ｐ２で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図２３】第２実施例のレンズ状態Ｐ３で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図２４】第２実施例のレンズ状態Ｐ４で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図２５】第２実施例のレンズ状態Ｐ５で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図２６】第２実施例のレンズ状態Ｐ６（望遠端状態）
で撮影距離０．４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図２７】第３実施例のレンズ状態Ｐ１（広角端状態）
で無限遠に合焦した時の諸収差図

【図２８】第３実施例のレンズ状態Ｐ２で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図２９】第３実施例のレンズ状態Ｐ３で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図３０】第３実施例のレンズ状態Ｐ４で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図３１】第３実施例のレンズ状態Ｐ５で無限遠に合焦
した時の諸収差図

【図３２】第３実施例のレンズ状態Ｐ６（望遠端状態）
で無限遠に合焦した時の諸収差図

【図３３】第３実施例のレンズ状態Ｐ１（広角端状態）
で撮影距離０．４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図３４】第３実施例のレンズ状態Ｐ２で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図３５】第３実施例のレンズ状態Ｐ３で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図３６】第３実施例のレンズ状態Ｐ４で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図３７】第３実施例のレンズ状態Ｐ５で撮影距離０．
４５ｍに合焦した時の諸収差図

【図３８】第３実施例のレンズ状態Ｐ６（望遠端状態）
で撮影距離０．４５ｍに合焦した時の諸収差図

【符号の説明】

Ｇ１：第１レンズ群Ｇ２：第２レンズ群Ｇ３：第３レンズ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正屈折力を有する第１レ
ンズ群、正屈折力を有する第２レンズ群と、負屈折力を
有する第３レンズ群により構成され、広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化す
る際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との可変
空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ
群との可変空気間隔が減少するように、すべてのレンズ
群が物体側へ移動する変倍光学系において、無限遠から近距離への合焦を、すべての群のレンズ位置
状態を変化させることによって行うとき、前記第１レン
ズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群のそれぞれ
の移動量の比を前記変倍光学系全系の焦点距離に応じて
変化させ、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足す
ることを特徴とする変倍光学系の合焦方式。（１）Δ１＞０（２）Δ２＞０（３）Δ２Ｗ／Δ１Ｗ≦１．０（４）Δ３Ｔ／Δ２Ｔ≦１．０但し、 Δ１：前記変倍光学系の任意の焦点距離における、無
限遠から近距離への合焦時の、前記第１レンズ群の移動
量（物体側への移動を正とする） Δ２：前記変倍光学系の任意の焦点距離における、無
限遠から近距離への合焦時の、前記第２レンズ群の移動
量（物体側への移動を正とする） Δ１Ｗ：前記変倍光学系の広角端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第１レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする） Δ２Ｗ：前記変倍光学系の広角端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第２レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする） Δ２Ｔ：前記変倍光学系の望遠端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第２レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする） Δ３Ｔ：前記変倍光学系の望遠端における、無限遠から
近距離への合焦時の前記第３レンズ群の移動量（物体側
への移動を正とする）
【請求項２】請求項１記載の変倍光学系において、広角
側焦点距離範囲（５）及び望遠側焦点距離範囲（６）を【数１】で表すとき、以下の条件式（７）、（８）を満足することを特徴とす
る変倍光学系の合焦方式。（７）−０．２＜Δ３Ｌ／Δ２Ｌ＜０．７５（８）０．４＜Δ３Ｈ／Δ２Ｈ＜０．９８但し、ｆ：前記変倍光学系全系の焦点距離ｆＷ：前記変倍光学系全系の広角端における焦点距離ｆＴ：前記変倍光学系全系の望遠端における焦点距離 Δ２Ｌ：前記広角側焦点距離範囲（５）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第２レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする） Δ３Ｌ：前記広角側焦点距離範囲（５）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第３レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする） Δ２Ｈ：前記望遠側焦点距離範囲（６）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第２レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする） Δ３Ｈ：前記望遠側焦点距離範囲（６）における、無限
遠から近距離への合焦時の、前記第３レンズ群の移動量
（物体側への移動を正とする）