(57)【要約】【課題】少ない構成レンズ枚数でありながら、小型で高変倍比の可変焦点距離レンズ系を提供すること。【解決手段】物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、前記第１レンズ群Ｇ１は最も物体側に正レンズＬ１１を有し、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔまでレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、各レンズ群（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）が物体側へ移動し、所定の条件式を満足すること。【選択図】  図３
2004226563.tif 000002
【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レンズ群と、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レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、各レンズ群が物体側へ移動するとともに、
前記第１レンズ群は最も物体側に正レンズを配置して、
以下の条件式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
０．０７＜Ｄｗ／Ｒａ＜０．４５
０．２５＜ｆｗ／ｆ１＜０．７５
但し、
Ｄｗ：広角端状態における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から開口絞りまでの距離、
Ｒａ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離。
【請求項２】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系において、
前記第２レンズ群は物体側より順に、負屈折力を有する第１部分群と、開口絞りと、正屈折力を有する第２部分群とで構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
０．４＜│ｆａ│／ｆｗ＜１．２
但し、
ｆａ：前記第１部分群の焦点距離。
【請求項３】
請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
前記第１部分群は物体側に凹面を向けた負レンズと、その像側に配置される正レンズで構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
２＜Ｄｂ／│Ｒｂ│＜５
但し、
Ｒｂ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｄｂ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの距離。
【請求項４】
請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
前記第２部分群はメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合レンズで構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
０．３５＜ｆｂ／ｆｗ＜０．６
但し、
ｆｂ：前記第２部分群の焦点距離。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の可変焦点距離レンズ系において、
前記第３レンズ群は正レンズとその物体側に空気間隔を隔てて配置される負レンズで構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
０．５＜│ｆ３│／ｆｗ＜０．７５
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変焦点距離レンズ系に関し、特に広角端状態における画角が７０度を超える広い画角を包括し、且つ、３倍を超える高変倍比に適した可変焦点距離レンズ系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズシャッター式カメラに対する市場のニーズは携帯性が優れていることにある。携帯性は主に軽量化と小型化に分類されるが、これら軽量化・小型化に優れたカメラを達成するには、特に撮影光学系のレンズ全長の短縮化、各レンズの薄肉化、レンズ径の小径化が重要である。
【０００３】
これまで、レンズシャッター式カメラに用いられるズームレンズでは最も像面側に負レンズ群を配置した、所謂、望遠型の屈折力配置を用いており、それよりも物体側に配置されるレンズ群により形成される像を拡大していた。そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、広角端状態では拡大率が小さく、望遠端状態では拡大率が大きくなるように、上記負レンズ群を光軸方向に移動させることで所定の変倍比を実現していた。
【０００４】
同時に、開口絞りと上記負レンズ群との間隔が広角端状態では広く、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、徐々に狭まって望遠端状態で最も狭くなるように開口絞りを配置することで、広角端状態では軸外光束が光軸から離れ、望遠端状態に近づくに従って軸外光束が光軸に近づくように構成している。このようにレンズ系を構成することで、レンズ位置状態の変化に従って発生する軸外収差の変動を良好に補正している。
【０００５】
これら撮影光学系では、広角端状態で負レンズ群と開口絞りとの間隔が広いため、負レンズ群のレンズ径が大きくなりやすい。鏡筒径を小さくし、カメラ本体の高さ、横幅をより小型化するには、負レンズ群のレンズ径を小径化することが重要であった。
【０００６】
高変倍比を実現したズームレンズとしては、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群と、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レンズ群とを配置した、所謂、正正負３レンズ群を用いた光学系が知られている。
【０００７】
この正正負３レンズ群を用いたズームレンズでは被写体により近づいた写真が写せるように、望遠端状態における焦点距離を長くしたズームレンズに関する発明が多く開示されている（特許文献１参照。）。これに対して、広角端状態において７０度を越える広い画角を包括し、広がりある撮影を可能としたズームレンズが開示されている（特許文献２参照。）。また、本願出願人と同じ出願人により、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化を図った開示例がある（特許文献３参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−８２７６９号公報
【特許文献２】
特開平５−８８０８５号公報
【特許文献３】
特開２０００−３０５０１９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献２で開示されている、従来の正正負３レンズ群を用いたズームレンズでは、第１レンズ群の最も物体側に負レンズが配置され、この負レンズの物体側レンズ面が物体側に凹面を向けて配置されたために、広角端状態において、画面周縁部に向かう光束が強く屈折され、コマ収差を良好に補正するのが難しかった。
【００１０】
更に、上記ズームレンズでは、レンズ系の最も物体側に負レンズを配置するため、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化が難しく、携帯性の向上が図れなかった。
【００１１】
また、特許文献３の開示例では、最も物体側に正レンズを配置することによって、望遠端状態におけるレンズ全長の短縮化を図ったが、広角端状態における画角を広げようとすると、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、画面周縁部において著しく大きなコマ収差が発生して所定の光学性能が得られなかった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、少ない構成レンズ枚数でありながら、小型で高変倍比の可変焦点距離レンズ系を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群と、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、各レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第１レンズ群は最も物体側に正レンズを配置して、以下の条件式を満足する可変焦点距離レンズ系を提供する。
０．０７＜Ｄｗ／Ｒａ＜０．４５
０・２５＜ｆｗ／ｆ１＜０．７１
但し、
Ｄｗ：広角端状態における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から開口絞りまでの距離、
Ｒａ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離。
【００１４】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系では、前記第２レンズ群は物体側より順に、負屈折力を有する第１部分群と、開口絞りと、正屈折力を有する第２部分群とで構成され、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．４＜│ｆａ│／ｆｗ＜１．２
但し、
ｆａ：前記第１部分群の焦点距離。
【００１５】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系では、前記第１部分群は物体側に凹面を向けた負レンズとその像側に配置される正レンズで構成され、
以下の条件式を満足することが望ましい。
２＜Ｄｂ／│Ｒｂ│＜５
但し、
Ｒｂ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｄｂ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの距離。
【００１６】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系では、前記第２部分群はメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合レンズで構成され、
以下の条件式を満足することが望ましい。
０．３５＜ｆｂ／ｆｗ＜０．６
但し、
ｆｂ：前記第２部分群の焦点距離。
【００１７】
また、本発明の可変焦点距離レンズ系では、前記第３レンズ群は正レンズとその物体側に空気間隔を隔てて配置される負レンズで構成され、
以下の条件式を満足することが望ましい。
０．５＜│ｆ３│／ｆｗ＜０．７５
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の構成について説明する。
【００１９】
ズームレンズとはレンズ位置状態の変化によらず、無限遠位置物体に対する像位置が一定であるのに対して、可変焦点距離レンズとはレンズ位置状態の変化にあわせて焦点距離が変化するが、無限遠位置物体に対する像位置が一定であるとは限らない。本発明による可変焦点距離レンズ系とは少なくとも３つ以上のレンズ位置状態において、無限遠位置物体に対する像位置が一定となるレンズ系である。
【００２０】
本発明による可変焦点距離レンズ系では、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、負屈折力を有する第３レンズ群を配置し、レンズ系全体での焦点距離が最も短い広角端状態からレンズ系全体での焦点距離が最も長い望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との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と共に、第１レンズ群の最も物体側に正レンズを配置して、以下の条件式（１）、（２）を満足している。
（１）  ０．０７＜Ｄｗ／Ｒａ＜０．４５
（２）  ０．２５＜ｆｗ／ｆ１＜０．７５
但し、
Ｄｗ：広角端状態における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から開口絞りまでの距離、
Ｒａ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離である。
【００２１】
特に、本発明においては、広角端状態では画角が広いために、軸外光束が光軸と大きな角度をなして入射するので、第１レンズ群と第２レンズ群とを近接させ、第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけて、軸外収差の発生を抑え、望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を大きく変化させ、第１レンズ群による収斂作用を強めてレンズ全長の短縮化を図ると同時に、第１レンズ群を通過する軸外光束の高さを大きく変化させることで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している。
【００２２】
また、広角端状態では第２レンズ群と第３レンズ群とをできるだけ離して配置して、画角の変化に従って第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるようにすることで画角による軸外収差の変動を良好に補正し、望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を狭め、第３レンズ群を通過する軸外光束の高さを大きく変化させることでレンズ位置状態の変化に伴う、軸外収差の変動をより良好に補正している。
【００２３】
上記構成の基で、本発明においては、第１レンズ群の構成に着目した。
【００２４】
例えば、特許文献２に開示されたズームレンズでは、第１レンズ群が物体側に凹面を向けた負レンズと、その像側に配置され、物体側に凸面を向けた正レンズで構成されたため、上述のような、レンズ全長の短縮化が難しい、あるいは、上記負レンズが物体側に凹面と向けるために、上記負レンズと上記正レンズとの相互偏心による性能劣化が大きく、製造時に安定した光学品質の確保が難しいという問題点があった。本願出願人による特許文献３に開示されたズームレンズでは、第１レンズ群が両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合正レンズで構成することにより、上記問題点を解決しているが、広角端状態における画角が６０度前後であり、画角を広げると画面周辺部においてコマ収差が良好に補正できなかった。
【００２５】
そこで、本発明においては軸外光束の主光線に対する入射瞳位置Ｐと第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の球心位置Ｏとの関係に着目した。
【００２６】
図１は、本発明に係る可変焦点距離レンズ系の軸外光束の主光軸に対する入射瞳位置と第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の球心位置との関係を示す図である。
【００２７】
図１（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）において、Ｅｐを第１レンズ群の最も物体側のレンズ面Ｒ１から入射瞳位置Ｐまでの距離（光軸に沿って光が進む方向を＋とする）、Ｒａを第１レンズ群の最も物体側のレンズ面Ｒ１の曲率半径とする時、（Ａ）はＲａ＜０である時、（Ｂ）はＲａ＞Ｅｐである時、（Ｃ）はＲａ＜Ｅｐである時をそれぞれ示す。物体側のレンズ面Ｒ１が（Ａ）の状態では軸上光束も軸外光束も発散作用をなし、（Ｂ）の状態では軸上光束も軸外光束も収斂作用をなすのに対して、（Ｃ）の状態では軸上光束は収斂作用をなすのに対して、軸外光束は、Ｓ像面（サジタル像面）には収斂作用をなすのに対して、Ｍ像面（メリディオナル像面）には発散作用をなす。これにより高次の非点隔差が発生してしまう。
【００２８】
上述の特許文献２に開示されているズームレンズは、図１（Ａ）に相当する。また、特許文献３に開示されているズームレンズは画角を広げると図１（Ｃ）の状態となり、高次の非点隔差の発生原因となってしまい、軸外収差の補正が良好に行えなくなる問題がある。
【００２９】
そこで、本発明においては第１レンズ群の屈折作用が比較的弱いため、入射瞳位置Ｐと第１レンズ群の最も物体側のレンズ面Ｒ１との間隔Ｅｐと、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面Ｒ１から開口絞りまでの長さＤｗが比較的近いことを利用して、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面Ｒ１から開口絞りまでの長さＤｗに対する第１レンズ群の最も物体側のレンズ面Ｒ１の曲率半径Ｒａを規定することにより、上記問題点の解決を図っている。
【００３０】
条件式（１）はこのＤｗとＲａとの関係を具体的に数値規定する条件式である。
【００３１】
条件式（１）の上限値を上回った場合、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面に入射する軸外光束が強く屈折されるため、入射高さが光軸からより離れてしまい、この結果、画面周辺部においてコマ収差が多大に発生してしまう。
【００３２】
条件式（１）の下限値を下回った場合、画面周辺部において非点隔差が大きく発生してしまい、この結果、所定の光学性能を得ることが難しい。
【００３３】
なお、上述の通り、本発明においては第１レンズ群の屈折作用が比較的弱い。
【００３４】
これは第１レンズ群の屈折力が強まると、第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れるために画面周辺部においてコマ収差が多大に発生するからであり、条件式（２）を満足するように構成することが必要である。
【００３５】
条件式（２）の上限値を上回った場合、第１レンズ群の屈折力が強まって、広角端状態において第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてコマ収差が多大に発生してしまう。
【００３６】
条件式（２）の下限値を下回った場合、第１レンズ群の屈折力が弱まって、望遠端状態におけるレンズ全長が大型化してしまう。
【００３７】
一般的に広角端状態における画角が広いズームレンズではレンズ系全体の屈折力配置が肝要である。特に、レンズシャッター式カメラに用いるズームレンズでは、レンズ系の最も像側に負レンズ群を配置するため、正の歪曲収差の補正が難しかった。
【００３８】
本発明においては、第２レンズ群が空気間隔を隔てて配置される２つの部分群で構成され、物体側に配置される第１部分群が負屈折力、像側に配置される第２部分群が正屈折力を有することで、レンズ系全体の屈折力配置を整えた。
【００３９】
ところで、一般的に変倍比を高める場合、開口絞りをできるだけレンズ系の中央付近に配置することが望ましい。これは絞りから離れたレンズ群を通過する軸外光束は光軸から離れやすく、レンズ径の大型化や画面周辺部におけるコマ収差の発生を引き起こすからである。
【００４０】
本発明では、レンズ系の中央付近となる、第２レンズ群を構成する第１部分群と第２部分群との間に開口絞りを配置することにより、変倍比を高めながら高性能化を図り、且つ、開口絞りの物体側に正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第１部分群を配置し、開口絞りの像側に正屈折力を有する第２部分群、負屈折力を有する第３レンズ群を配置することにより、開口絞りを挟んだ屈折力配置を対称型に近づけて歪曲収差の発生を抑えている。
【００４１】
以上のように、本発明においては、第２レンズ群を物体側より順に、負屈折力を有する第１部分群、開口絞り、正屈折力を有する第２部分群で構成すると共に、以下の条件式（３）を満足するように構成することにより、より良好なる結像性能が得られる。
（３）０．４＜│ｆａ│／ｆｗ＜１．２
但し、ｆａは第２レンズ群中に配置される第１部分群の焦点距離である。
【００４２】
条件式（３）は第２レンズ群中に配置される第１部分群の焦点距離を規定する条件式である。
【００４３】
条件式（３）の上限値を上回った場合、広角端状態で第１部分群による発散作用が小さくなって、その結果、広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるだけでなく、同時にバックフォーカスが短くなり、第３レンズ群を通過する軸外光束も光軸から離れてしまうため、画面周辺部においてコマ収差が多大に発生してしまう。
【００４４】
条件式（３）の下限値を下回った場合、第１部分群の屈折力が強まると、第２レンズ群全体での屈折力を維持するように第２部分群の屈折力が強まって、第１部分群と第２部分群との相互偏心による軸外性能の劣化が著しく大きくなって、製造時に安定した光学品質を得ることができなくなってしまう。
【００４５】
更に、本発明においては、前記第１部分群を物体側に凹面を向けた負レンズとその像側に配置される正レンズで構成することが望ましい。これは第１部分群での主点位置をできるだけ物体側に位置させて広角端状態で充分なるバックフォーカスを確保するためである。
【００４６】
特に、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）２＜Ｄｂ／│Ｒｂ│＜５
但し、Ｒｂは第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径、Ｄｂは第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から開口絞りまでの距離である。
【００４７】
条件式（４）は第１部分群の最も物体側のレンズ面の曲率半径を規定する条件式である。
【００４８】
条件式（４）の上限値を上回った場合、広角端状態で上記レンズ面に入射する軸外光束が強く屈折されるため、画角によるコマ収差の変動が大きくなってしまう。
【００４９】
条件式（４）の下限値を下回った場合、広角端状態において開口絞り位置を通過する主光線が光軸となす角度が大きくなって、第１部分群と第２部分群との相互偏心による性能劣化が大きくなってしまう。
【００５０】
更に、本発明においては、広角端状態における軸外収差をより良好に補正するために、第２部分群をメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズで構成することが望ましく、より良好なる結像性能を得るためには、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．３５＜ｆｂ／ｆｗ＜０．６
但し、ｆｂは第２部分群の焦点距離である。
【００５１】
条件式（５）は第２部分群の屈折力を規定する条件式である。
【００５２】
条件式（５）の上限値を上回った場合、広角端状態で第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、レンズ径の小径化が充分図れない。
【００５３】
条件式（５）の下限値を下回った場合、第２部分群で発生する軸上収差と軸外収差とを同時に良好に補正できなくなってしまう。
【００５４】
また、本発明においては、レンズ保持機構の簡略化を図り、製造時に安定した光学品質を実現するために、少なくとも、第１部分群を物体側に凹面を向けた負レンズとその像側に配置される正レンズとの接合負レンズで構成するか、あるいは、第２部分群をメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズで構成することが望ましく、より安定した光学品質を得るためには、前記両部分群を接合レンズとすることが望ましい。
【００５５】
ところで、本発明においては、広角端状態における焦点距離が短いために、広角端状態で充分なバックフォーカスを得るのが難しい。特に、バックフォーカスが短くなると、フィルム面に最も近い第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてレンズ径の小径化が図れないだけでなく、レンズ面上に付着したゴミの像がフィルム面上に記録されてしまう問題が起こってしまう。
【００５６】
従って、本発明においては広角端状態において充分なるバックフォーカスを得るために、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．５＜│ｆ３│／ｆｗ＜０．７５
但し、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
【００５７】
条件式（６）は第３レンズ群の屈折力を規定する条件式である。
【００５８】
条件式（６）の上限値を上回った場合、広角端状態におけるバックフォーカスが短くなるため、上記問題が発生しやすくなってしまう。
【００５９】
条件式（６）の下限値を下回った場合、望遠端状態におけるレンズ全長が極端に大きくなってしまうため、レンズ系の小径化が充分図れない。
【００６０】
【実施例】
以下に、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の各実施例について説明する。
各実施例において、非球面は以下の式で表される。
【００６１】
【数１】
ｘ＝ｃｙ２／｛１＋（１−κｃ２ｙ２）１／２｝＋Ｃ４ｙ４＋Ｃ６ｙ６＋Ｃ８ｙ８＋Ｃ１０ｙ１０
なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは基準曲率（近軸曲率）、κは円錐定数、Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８、Ｃ１０は、それぞれ４、６、８、１０次の非球面係数である。
【００６２】
図２は、本発明の各実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、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、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群で構成され、広角端状態Ｗより望遠端状態Ｔまで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との間隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動する。
【００６３】
（第１実施例）
図３は、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第１実施例のレンズ構成図を示す。
【００６４】
図３において、可変焦点距離レンズ系は、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は両凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２との接合正レンズで構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とからなる負屈折力を有する第１部分群Ｇ２１と、開口絞りＳと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２３と両凸レンズＬ２４との接合正レンズからなる正屈折力を有する第２部分群Ｇ２２とで構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を向けた正レンズＬ３１とその像側に空気間隔を隔てて配置され、物体側に凹面を向けた負レンズＬ３２で構成されている。
【００６５】
以下の表１に、本発明における第１実施例の諸元値を掲げる。実施例の諸元値中のｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：度）を表し、屈折率はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。また、曲率半径０．００００は平面を表す。
【００６６】
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、面間隔その他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
【００６７】
【表１】
2004226563.tif 000003
【００６８】
第１１面，第１２面，第１３面の各レンズ面は非球面であり、それぞれの非球面係数は表２に示す通りである。
【００６９】
【表２】
2004226563.tif 000004
【００７０】
焦点距離を変化させる際の可変間隔を以下の表３に示す。
【００７１】
【表３】
2004226563.tif 000005
【００７２】
以下の表４に第１実施例の条件式対応値を示す。
【００７３】
【表４】
2004226563.tif 000006
【００７４】
図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第１実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、（ａ）は広角端状態（ｆ＝２８．９０）、（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝５４．７２）、（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝９９．７５）における諸収差図を示す。
【００７５】
各収差図において、ｄ線の収差を示し、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位：度）、Ｙは像高をそれぞれ示している。球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非球面収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各半画角と各像高０、１０．８、１５．１２、２１．６の値を示す。
【００７６】
また、非点収差図では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。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様である。
【００７７】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００７８】
（第２実施例）
図５は、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第２実施例のレンズ構成図を示す。
【００７９】
図５において、可変焦点距離レンズ系は、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は両凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２との接合正レンズで構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とからなる負屈折力を有する第１部分群Ｇ２１と、開口絞りＳと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２３と両凸レンズＬ２４との接合正レンズからなる正屈折力を有する第２部分群Ｇ２２とで構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を向けた正レンズＬ３１とその像側に空気間隔を隔てて配置され、物体側に凹面を向けた負レンズＬ３２で構成されている。
【００８０】
以下の表５に、本発明における第２実施例の諸元値を掲げる。
【００８１】
【表５】
2004226563.tif 000007
【００８２】
第１１面，第１２面，第１３面の各レンズ面は非球面であり、それぞれの非球面係数は表６に示す通りである。
【００８３】
【表６】
2004226563.tif 000008
【００８４】
焦点距離を変化させる際の可変間隔を以下の表７に示す。
【００８５】
【表７】
2004226563.tif 000009
【００８６】
以下の表８に第２実施例の条件式対応値を示す。
【００８７】
【表８】
2004226563.tif 000010
【００８８】
図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第２実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、（ａ）は広角端状態（ｆ＝２９．４０）、（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝６７．６０）、（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝９９．７６）における諸収差図を示す。
【００８９】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００９０】
（第３実施例）
図７は、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第３実施例のレンズ構成図を示す。
【００９１】
図７において、可変焦点距離レンズ系は、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は両凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２との接合正レンズで構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とからなる負屈折力を有する第１部分群Ｇ２１と、開口絞りＳと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２３と両凸レンズＬ２４との接合正レンズからなる正屈折力を有する第２部分群Ｇ２２とで構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を向けた正レンズＬ３１とその像側に空気間隔を隔てて配置され、物体側に凹面を向けた負レンズＬ３２とで構成されている。
【００９２】
以下の表９に、本発明における第３実施例の諸元値を掲げる。
【００９３】
【表９】
2004226563.tif 000011
【００９４】
第１１面，第１２面，第１３面の各レンズ面は非球面であり、それぞれの非球面係数は表１０に示す通りである。
【００９５】
【表１０】
2004226563.tif 000012
【００９６】
焦点距離を変化させる際の可変間隔を以下の表１１に示す。
【００９７】
【表１１】
2004226563.tif 000013
【００９８】
以下の表１２に第３実施例の条件式対応値を示す。
【００９９】
【表１２】
2004226563.tif 000014
【０１００】
図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第３実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、（ａ）は広角端状態（ｆ＝２９．４０）、（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝５４．８９）、（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝９９．７５）における諸収差図を示す。
【０１０１】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【０１０２】
（第４実施例）
図９は、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第４実施例のレンズ構成図を示す。
【０１０３】
図９において、可変焦点距離レンズ系は、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は両凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２との接合正レンズで構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２とからなる負屈折力を有する第１部分群Ｇ２１と、開口絞りＳと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２３と両凸レンズＬ２４との接合正レンズからなる正屈折力を有する第２部分群Ｇ２２とで構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を向けた正レンズＬ３１とその像側に空気間隔を隔てて配置され、物体側に凹面を向けた負レンズＬ３２で構成されている。
【０１０４】
以下の表１３に、本発明における第４実施例の諸元値を掲げる。
【０１０５】
【表１３】
2004226563.tif 000015
【０１０６】
第１１面，第１２面，第１３面の各レンズ面は非球面であり、それぞれの非球面係数は表１４に示す通りである。
【０１０７】
【表１４】
2004226563.tif 000016
【０１０８】
焦点距離を変化させる際の可変間隔を以下の表１５に示す。
【０１０９】
【表１５】
2004226563.tif 000017
【０１１０】
以下の表１６に第４実施例の条件式対応値を示す。
【０１１１】
【表１６】
2004226563.tif 000018
【０１１２】
図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第４実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、（ａ）は広角端状態（ｆ＝２９．４０）、（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝５４．６３）、（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝９９．７５）における諸収差図を示す。
【０１１３】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【０１１４】
（第５実施例）
図１１は、本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第５実施例のレンズ構成図を示す。
【０１１５】
図１１において、可変焦点距離レンズ系は、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は両凸レンズＬ１１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２との接合正レンズで構成され、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２２との接合負レンズからなる負屈折力を有する第１部分群Ｇ２１と、開口絞りＳと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２３と両凸レンズＬ２４との接合正レンズからなる正屈折力を有する第２部分群Ｇ２２とで構成され、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸面を向けた正レンズＬ３１とその像側に空気間隔を隔てて配置され、物体側に凹面を向けた負レンズＬ３２で構成されている。
【０１１６】
以下の表１７に、本発明における第５実施例の諸元値を掲げる。
【０１１７】
【表１７】
2004226563.tif 000019
【０１１８】
第１０面，第１１面，第１２面の各レンズ面は非球面であり、それぞれの非球面係数は表１８に示す通りである。
【０１１９】
【表１８】
2004226563.tif 000020
【０１２０】
焦点距離を変化させる際の可変間隔を以下の表１９に示す。
【０１２１】
【表１９】
2004226563.tif 000021
【０１２２】
以下の表２０に第５実施例の条件式対応値を示す。
【０１２３】
【表２０】
2004226563.tif 000022
【０１２４】
図１２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の第５実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、（ａ）は広角端状態（ｆ＝２９．４０）、（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝５７．８３）、（ｃ）は望遠端状態（ｆ＝１１４．０１）における諸収差図を示す。
【０１２５】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない構成レンズ枚数でありながら、小型で高変倍比の可変焦点距離レンズ系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変焦点距離レンズ系の軸外光束の主光軸に対する入射瞳位置と第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の球心位置との関係を示す図。
【図２】本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図。
【図３】本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第１実施例のレンズ構成図を示す。
【図４】（ａ）は第１実施例の広角端状態における収差図、（ｂ）は第１実施例の中間焦点距離状態における収差図、（ｃ）は第１実施例の望遠端状態における収差図を示す。
【図５】本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第２実施例のレンズ構成図を示す。
【図６】（ａ）は第２実施例の広角端状態における収差図、（ｂ）は第２実施例の中間焦点距離状態における収差図、（ｃ）は第２実施例の望遠端状態における収差図を示す。
【図７】本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第３実施例のレンズ構成図を示す。
【図８】（ａ）は第３実施例の広角端状態における収差図、（ｂ）は第３実施例の中間焦点距離状態における収差図、（ｃ）は第３実施例の望遠端状態における収差図を示す。
【図９】本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第４実施例のレンズ構成図を示す。
【図１０】（ａ）は第４実施例の広角端状態における収差図、（ｂ）は第４実施例の中間焦点距離状態における収差図、（ｃ）は第４実施例の望遠端状態における収差図を示す。
【図１１】本発明にかかる可変焦点距離レンズ系の第５実施例のレンズ構成図を示す。
【図１２】（ａ）は第５実施例の広角端状態における収差図、（ｂ）は第５実施例の中間焦点距離状態における収差図、（ｃ）は第５実施例の望遠端状態における収差図を示す。
【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
Ｇ２１  ：第１部分群
Ｇ２２  ：第２部分群
Ｓ      ：開口絞り
Ｉ      ：像面
【図１】
2004226563.tif 000023
【図２】
2004226563.tif 000024
【図３】
2004226563.tif 000025
【図４】
2004226563.tif 000026
【図５】
2004226563.tif 000027
【図６】
2004226563.tif 000028
【図７】
2004226563.tif 000029
【図８】
2004226563.tif 000030
【図９】
2004226563.tif 000031
【図１０】
2004226563.tif 000032
【図１１】
2004226563.tif 000033
【図１２】
2004226563.tif 000034