(57)【要約】【課題】　広角フォーマットと望遠フォーマットとの間を切り換え可能な、少ない数の個々のレンズ部品を有する可変焦点距離レンズシステムを提供する。【解決手段】　２位置可変焦点距離レンズは、光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子を含む。また、広角レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能である。望遠レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能である。倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われる。２位置可変焦点距離レンズは、さらに、共通レンズ素子の焦点距離ｆｃ、望遠位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｔ、広角位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｗについて以下の条件｜ｆｃ−ｆｚｔ｜＜｜ｆｃ−ｆｚｗ｜を満足する。【選択図】図１Ａ
2004086215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子と、
　共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能な広角レンズ素子と、
　共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能な望遠レンズ素子とからなる２位置可変焦点距離レンズであって、
　倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われ、
　共通レンズ素子の焦点距離ｆｃ、望遠位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｔ、及び、広角位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｗについて以下の条件
｜ｆｃ−ｆｚｔ｜＜｜ｆｃ−ｆｚｗ｜
を満足する２位置可変焦点距離レンズ。
【請求項２】
光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子と、
　共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能な広角レンズ素子と、
　共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能な望遠レンズ素子とからなる２位置可変焦点距離レンズであって、
　共通レンズ素子は、曲率ｃをもつ像側表面を備え、この曲率ｃは、−（１／２０．８）≦ｃ≦（１／５）の条件を満たし、
　倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われる
　２位置可変焦点距離レンズ。
【請求項３】
光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子と、
　光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能な広角レンズ素子と、
　広角レンズ素子の物体側に広角レンズ素子とともに移動可能に位置される第１開口絞りと、
　光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能な望遠レンズ素子と、
　望遠レンズ素子の物体側に望遠レンズ素子とともに移動可能に位置される第２開口絞りとからなる２位置可変焦点距離レンズであって、
　倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、共通レンズ素子と第１開口絞りとの距離が共通レンズ素子と第２開口絞りとの距離に等しいようにして光軸上の第１位置に位置される第１開口絞り及び広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子及び第２開口絞りとの間で切り換えることにより行われる
　２位置可変焦点距離レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　この発明は、一般にレンズ設計に関し、より詳細にはカメラで使用される可変焦点距離レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
　よく知られているように、ズームレンズシステムでは、後側すなわち像側のレンズユニットが光軸から離れ、また、光軸に入るように切り換えられる。たとえば、１９８９年１０月３日に発行されたSatoらの米国特許第４８７１２３８号に記載された撮影光学装置は、正の屈折力のマスターレンズユニット、光学軸にまたは光学軸から離れて置かれる正の屈折力の第１副レンズユニット、及び、光学軸にまたは光学軸から離れて置かれる負の屈折力の第２副レンズユニットを含む。第１副レンズユニットは、マスターレンズユニットの像面（image plane）側に取り付けられて、低倍率比の撮影ユニットを形成する。第２副レンズユニットは、マスターレンズユニットの像面側に取り付けられて、高倍率比の別の撮影ユニットを形成する。第１と第２の副レンズユニットは、光路の外側に置かれて、中間倍率比の他の撮影ユニットを形成する。米国特許第４８７１２３８号に記載されたズームレンズシステムの不利な点は、各レンズユニットが多くの個々のレンズ部品からなっているので、ズームレンズを組み立てるときの製造コストが増加すること、また、ズームレンズシステムの複雑性が増すことである。さらに、米国特許第４８７１２３８号公報に記載されたズームレンズシステムは、レンズ駆動機構に関連するコストと複雑さを増加する広角・中間距離・望遠フォーマット（レンズ位置）を含む。
【０００３】
　また、個々のレンズ部品の数を減らしたレンズシステムも知られている。たとえば、１９９７年１０月１４日に発行されたHiranoらの米国特許第５６７７７９８号は、撮影される物体からの順序で、正（positive）の前側レンズグループ、絞り(diaphragm)及び後側レンズグループを含む像形成用レンズシステムを記載する。この前側レンズグループは、光学ガラスからなる。後側レンズグループは、絞りに近接した凹状表面を持つ複数の対向する非球面レンズ表面を有する単独のメニスカスプラスチックレンズからなる。さらに、１９９１年１１月２６日に発行されたOhnoの米国特許第５０６７８０３号は、物体側から、物体側で凸表面を持つ正メニスカスの第１レンズと、物体側で凹表面を持つ正メニスカスの第２レンズとからなる広角撮影レンズを記載する。この広角レンズは、非球面表面を、少なくとも第１レンズと第２レンズにより与えられる４つのレンズ表面の少なくとも１つの上に備える。米国特許第５６７７７９８号と米国特許第５０６７８０３号との記載されたレンズシステムは、個々のレンズ素子の数は減少しているが、各レンズシステムは、その倍率の比が変化できないという短所がある。
【特許文献１】米国特許第４８７１２３８号
【特許文献２】米国特許第５６７７７９８号
【特許文献３】米国特許第５０６７８０３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　最近の調査が示すところでは、ズームレンズを用いて写真を撮る人々は、９０％以上の写真を広角フォーマットまたは望遠フォーマットで撮っている。したがって、広角フォーマットと望遠フォーマットとの間を切り換え可能な、少ない数の個々のレンズ部品を有する可変焦点距離レンズシステムが要望されている。
【０００５】
　本発明の目的は、広角フォーマットと望遠フォーマットとの間を切り換え可能な、少ない数の個々のレンズ部品を有する可変焦点距離レンズシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　本発明の１つの特徴によれば、２位置可変焦点距離レンズは、光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子を含む。また、広角レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置（location）と光軸上の第１位置の間で移動可能である。望遠レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能である。倍率比(magnification ratio)の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われる。２位置可変焦点距離レンズは、さらに、共通レンズ素子の焦点距離ｆｃ、望遠位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｔ、及び、広角位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｗについて以下の条件｜ｆｃ−ｆｚｔ｜＜｜ｆｃ−ｆｚｗ｜を満足する。
【０００７】
　本発明の他の１つの特徴によれば、２位置可変焦点距離レンズは、光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子を含む。共通レンズ素子は、曲率をもつ像側表面を備える。像側表面の曲率ｃは、−（１／２０．８）≦ｃ≦（１／５）の条件を満たす。広角レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能である。望遠レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能である。倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われる。
【０００８】
　本発明の他の１つの特徴によれば、２位置可変焦点距離レンズは、光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子を含む。広角レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能である。第１開口絞りは、広角レンズ素子の物体側に、広角レンズ素子とともに移動可能に位置される。望遠レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能である。第２開口絞りは、望遠レンズ素子の物体側に、望遠レンズ素子とともに移動可能に位置される。倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、共通レンズ素子と第１開口絞りとの距離が第１レンズ素子と第２開口絞りとの距離に等しいようにして、光軸上の第１位置に位置される第１開口絞り及び広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子及び第２開口絞りとの間で切り換えることにより行われる。
【０００９】
　本発明の他の１つの特徴によれば、２位置可変焦点距離レンズは、光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子を含む。また、非球面状の表面(複数)を備える広角レンズ素子は、共通レンズ素子の像側に、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能である。非球面状の表面(複数)を備える望遠レンズ素子は、共通レンズ素子の像側に、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能である。倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われる。望遠レンズの非球面状の表面(複数)の基本(base)半径は、広角レンズ素子の非球面状の表面の基本半径より大きい。
【００１０】
　本発明の他の１つの特徴によれば、２位置可変焦点距離レンズは、光軸上に移動可能に位置される共通レンズ素子を含む。また、広角レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第１配置と光軸上の第１位置の間で移動可能であり、望遠レンズ素子は、共通レンズ素子の像側で、光軸から離れた第２配置と光軸上の第２位置の間で移動可能である。倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子との間で切り換えることにより行われる。２位置可変焦点距離レンズは、さらに、共通レンズ素子の焦点距離ｆｃ、広角位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｗ、及び、望遠位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｔについて以下の条件ｆｃ＞((ｆZW＋ｆZT)／２)を満足する。
【００１１】
　本発明の他の１つの特徴によれば、広角位置から望遠角位置への倍率比変化方法では、光軸上の第１位置に共通レンズ素子を位置させ、共通レンズ素子の像側で光軸上の第１位置に広角レンズ素子を位置させ、光軸から離れた位置に望遠レンズ素子を位置させ、共通レンズ素子を物体面の方に移動し、共通レンズ素子の像側で光軸上の第２位置に望遠レンズを移動し、広角レンズを光軸から離す。
【発明の効果】
【００１２】
　広角フォーマットと望遠フォーマットとの間を切り換え可能である２位置可変焦点距離レンズは、少ない数のレンズ部品を用いて構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　本発明は、以下に、特に本発明の装置を形成する部分について、添付の図面を参照して説明される。なお特に説明されない部分は当業者に周知の種々の形態をとる。
【００１４】
　図１Ａと図２Ｂは、２位置可変焦点距離レンズ２０を示す。この２位置可変焦点距離レンズ２０は、その物体側から見た第１レンズユニット２２と第２レンズユニット２４を含む。図１Ａに示されるように、第１レンズユニット２２は、共通レンズ素子２６を含み、第２レンズユニット２４は、広角レンズ素子２８を含む。開口絞り（stop）３０は、共通レンズ素子２６と広角レンズ素子２８の間に位置される。図１Ｂに示されるように、第１レンズユニット２２は、共通レンズ素子２６を含み、第２レンズユニット２４は、望遠レンズ素子３２を含む。第２広角絞り３４は、共通レンズ素子２６と望遠レンズ素子３２の間に位置される。像面（image plane）３６は円筒状に湾曲している。
【００１５】
　倍率比の変化であるズームインとズームアウトは、共通レンズ素子２６を光軸３８にそって移動して、かつ、広角レンズ素子２８と望遠レンズ素子３２の間で切り換えることにより達成される。たとえば、図１Ａに示されるように、２位置可変焦点距離レンズ２０は広角位置にある。ここで、２位置可変焦点距離レンズ２０は、共通レンズ素子２６と広角レンズ素子２８の間に位置される開口絞り３０を含む。望遠位置が要望されるとき、共通レンズ素子２６は、矢印４２で示される方向に物体面４０のほうに動き、広角レンズ２８は、矢印４４で示される方向に光軸３８から離れて動く。これが起こるとき、望遠レンズ素子３２（図１Ａに影線で示される）は、共通レンズ素子２６が望遠レンズ素子３２の物体側に位置された後で、矢印４６で示される方向に光軸３８の方に動く。これでズームイン処理が完成し、これにより、２位置可変焦点距離レンズ２０は、図１Ｂに示されるように、望遠位置にある。
【００１６】
　広角位置が要望されるとき、望遠レンズ素子３２は、矢印４８で示される方向に光軸３８から離れて動き、共通レンズ素子２６は、矢印５０で示される方向に像面３６の方に動く。広角レンズ２８は、矢印５２で示される方向に光軸３８のほうに動くので、共通レンズ素子２６は、広角レンズ素子３２の物体側にある。これでズームアウト処理が完成し、これにより、２位置可変焦点距離レンズ２０は、図１Ａに示されるように、望遠位置にある。このように、倍率比の変化は、共通レンズ素子を光軸にそって動かし、かつ、光軸上の第１位置に位置される広角レンズ素子２８と光軸上の第２位置に位置される望遠レンズ素子２６との間で切り換えることにより行われる。
【００１７】
　広角レンズ２８と望遠レンズ素子３２の運動は一般に光軸に垂直であり、他の運動角度は実質的に同様な結果と組み合わすことができる。共通レンズ素子２６の運動は一般に光軸に平行である。さらに、開口絞り３０は、広角レンズ２８とともに光軸３８から離れて、または光軸３８の方へ動き、第２の開口絞り３４は、望遠レンズ素子３２とともに光軸３８から離れて、または光軸３８の方へ動く。最後に、共通レンズ素子２６は、中間距離位置には止まらない。２位置可変焦点距離レンズ２０の動きは、広角位置から直接に望遠位置へ、または、望遠位置から直接に広角位置へ、である。
【００１８】
　図２Ａと図２Ｂは、２位置可変焦点距離レンズ２０の第１例を示す。図２Ａは、広角フォーマットまたは広角位置にある２位置可変焦点距離レンズ２０を示し、図２Ｂは、望遠フォーマットまたは広角位置にある２位置可変焦点距離レンズ２０を示す。共通レンズ素子２６は、ガラス製であり、表面Ｓ１を含む。表面Ｓ１は、球面状であり、物体面４０の方に球状であり凸であるが、表面Ｓ２は、平面状である。広角レンズ素子２８は、プラスチック製（たとえばアクリルプラスチックまたはＰＭＭＡ）であり、ともに非球面状である表面Ｓ３とＳ４を含む。望遠レンズ素子３２は、プラスチック製（スチレン）であり、ともに非球面状である表面Ｓ５ＡとＳ６Ａを含む。
【００１９】
　第２例は、また、図２Ａと図２Ｂに示される。この例では、共通レンズ素子２６は、ガラス製であり、表面Ｓ１を含む。表面Ｓ１は、球面状であり、物体面４０の方に球状であり凸であるが、表面Ｓ２は、平面状である。広角レンズ素子２８は、プラスチック製（たとえばアクリルプラスチックまたはＰＭＭＡ）であり、ともに非球面状である表面Ｓ３とＳ４を含む。望遠レンズ素子３２は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）であり、ともに非球面状である表面Ｓ５ＢとＳ６Ｂを含む。
【００２０】
　第１例及び第２例（図２Ａと図２Ｂ）
【表１】
2004086215.tif 000003
【００２１】
　表面Ｓ３〜Ｓ５Ａのための非球面方程式は以下のとおりである。
【数１】
2004086215.tif 000004
【００２２】
表面Ｓ３についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.15429764、k=0、D=-0.6102268E-03、E=0.1320045E-03、F=-0.5459696E-04、G=0.5290771E-05、H=0.2136513E-05、I=-0.4709130E-06、J=0.2424784E-07。
表面Ｓ4についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.16406247、k=0、D=0.4134610E-04、E=-0.1706174E-04、F=0.5126819E-05、G=-0.4149921E-06、H=-0.1939498E-08、I=0.2729591E-08、J=-0.1170938E-09。
表面Ｓ5Aについての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.1122254、k=0、D=0.3331735E-03、E=-0.2999852E-04、F=0.2060900E-04、G=-0.3665477E-05、H=-0.1077000E-06、I=0.1144493E-06、J=-0.9815623E-08。
表面Ｓ6Aについての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.0995002、k=0、D=0.2473666E-03、E=-0.5835636E-05、F=0.3904813E-05、G=-0.4983947E-06、H=0.2350041E-07、I=0.5129185E-09、J=-0.5786020E-10。
【００２３】
　また、表面Ｓ5B〜Ｓ6Bのための非球面方程式は以下のとおりである。
【数２】
2004086215.tif 000005
【００２４】
表面Ｓ5Bについての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.11651826、k=0、D=0.3604447E-03、E=-0.1543348E-06、F=0.4622370E-05、G=-0.2947564E-06。
表面Ｓ6Bについての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.10340955、k=0、D=0.2667438E-03、E=0.1049829E-04、F=0.0、G=0.0。
【００２５】
【表２】
2004086215.tif 000006
【００２６】
　広角フォーマットでは、第１例と第２例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、３６．４５°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線（semi-diagonal）を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、６５．８３４ｍｍの焦点距離を有する。
【００２７】
　望遠１フォーマットでは、第１例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、２４．６６°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、−７２７．００７ｍｍの焦点距離を有する。
【００２８】
　望遠２フォーマットでは、第２例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、２４．６４°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、−６４２．６２５ｍｍの焦点距離を有する。
【００２９】
　図３Ａ〜図３Ｃに示されるように、ＭＴＦ性能のプロットは、２０．５８ｍｍである全(full)フィールド（１００％）で４．４５サイクル／ｍｍの周波数で重み付け波長（１５％で４４０ｎｍ、５０％で５４６．１ｎｍ、３５％で６５０ｎｍ）を用いて、最良焦点で測定される。図３Ａは、広角フォーマットでの第１例と第２例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。図３Ｂは、望遠（望遠１）フォーマットでの第１例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。図３Ｃは、望遠（望遠２）フォーマットでの第２例のＭＴＦのプロット（複数）を示す。ＭＴＦのプロット(複数)は、フィルムの円筒の対角線にそって集まっている（２４×３６ｍｍ像フォーマットの長い寸法は、すべての試料において円筒の曲率半径にそって測定される）。
【００３０】
　図４Ａ〜図４Ｃは、第１例と第２例の可変焦点距離レンズ２０の他の性能の特徴を示す。図４Ａは、広角フォーマットでの第１例と第２例の横方向(lateral)色補正を示す。図４Ｂは、望遠（望遠１）フォーマットでの第１例のための横方向色補正を示す。図４Ｃは、望遠（望遠２）フォーマットでの第１例の横方向の色補正を示す。
【００３１】
　図５Ａと図５Ｂは、２位置可変焦点距離レンズ２０の第３例を示す。図５Ａは、広角フォーマットまたは広角位置での２位置可変焦点距離レンズ２０を示し、図５Ｂは、望遠フォーマットまたは望遠位置での２位置可変焦点距離レンズ２０を示す。共通レンズ素子２６は、メニスカスガラスレンズであり、球面状の表面Ｓ１とＳ２を含む。表面Ｓ１は、物体面の方に凸である。広角レンズ素子２８は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ３とＳ４を含む。望遠レンズ素子３２は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ５とＳ６を含む。
【００３２】
　第３例（図５Ａと図５Ｂ）
【表３】
2004086215.tif 000007
【００３３】
　表面Ｓ３〜Ｓ6のための非球面方程式は以下のとおりである。
【数３】
2004086215.tif 000008
【００３４】
表面Ｓ３についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.13847405、k=0、D=-0.428189E-03、E=0.426948E-04、F=-0.101596E-04、G=0.350162E-06。
表面Ｓ4についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.15511068、k=0、D=-0.113785E-03、E=0.358426E-06、F=-0.322740E-05、G=0.731355E-07。
表面Ｓ5についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.0597393、k=0、D=0.377504E-03、E=-0.123211E-04、F=0.383276E-06、G=-0.232214E-07。
表面Ｓ6についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.05134647、k=0、D=0.401549E-03、E=-0.123211E-04、F=0、G=0。
【００３５】
【表４】
2004086215.tif 000009
【００３６】
　広角フォーマットでは、第３例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、３６．５５°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、７０．１３１ｍｍの焦点距離を有する。
【００３７】
　望遠フォーマットでは、第３例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、２４．３８°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、−３０４．７８６ｍｍの焦点距離を有する。
【００３８】
　図６Ａと図６Ｂに示されるように、ＭＴＦ性能のプロット(複数)は、２０．５８ｍｍである全フィールド（１００％）で４．４５サイクル／ｍｍの周波数で重み付け波長（１５％で４４０ｎｍ、５０％で５４６．１ｎｍ、３５％で６５０ｎｍ）を用いて、最良焦点で測定される。図６Ａは、広角フォーマットでの第３例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。図６Ｂは、望遠フォーマットでの第３例のＭＴＦのグラフを示す。ＭＴＦのプロット(複数)は、フィルムの円筒の対角線にそって集まっている。
【００３９】
　図８Ａと図８Ｂは、第３例の可変焦点距離レンズ２０の追加の性能の特徴を示す。図８Ａは、広角フォーマットでの第３例のための横方向色補正を示す。図８Ｂは、望遠フォーマットでの第３例のための横方向色補正を示す。
【００４０】
　また、図５Ａと図５Ｂは、２位置可変焦点距離レンズ２０の第４例を示す。共通レンズ素子２６は、メニスカスガラスレンズであり、球面状の表面Ｓ１とＳ２を含む。表面Ｓ１は、物体面４０の方に凸である。広角レンズ素子２８は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ３、Ｓ４を含む。望遠レンズ素子３２は、プラスチック（スチレン）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ５とＳ６を含む。
【００４１】
　第４例（図５Ａと図５Ｂ）
【表５】
2004086215.tif 000010
【００４２】
　表面Ｓ３とＳ４のための非球面方程式は以下のとおりである。
【数４】
2004086215.tif 000011
【００４３】
表面Ｓ３についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.12452800、k=0、D=-0.105809E-02、E=0.426807E-03、F=-0.880093E-04、G=-0.689681E-05、H=0.368912E-05、I=-0.395997E-06、J=0.142000E-07。
表面Ｓ4についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.14260139、k=0、D=0.333729E-03、E=-0.216354E-03、F=0.698542E-04、G=-0.115044E-04、H=0.957627E-06、I=-0.398302E-07、J=0.665202E-09。
【００４４】
　表面Ｓ5とＳ6のための非球面方程式は以下のとおりである。
【数５】
2004086215.tif 000012
【００４５】
表面Ｓ5についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.03705074、k=0、D=0.235494E-03、E=-0.765443E-06、F=0.360128E-06、G=-0.297079E-07。
表面Ｓ6についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.03041180、k=0、D=0.345056E-03、E=0.931367E-07、F=0.467614E-06、G=-0.395774E-07。
【００４６】
【表６】
2004086215.tif 000013
【００４７】
　広角フォーマットでは、第４例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、３６．５２°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、７２．５２１ｍｍの焦点距離を有する。
【００４８】
　望遠フォーマットでは、第４例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、２４．３５°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、−２８３．２７８ｍｍの焦点距離を有する。
【００４９】
　図７Ａと図７Ｂに示されるように、ＭＴＦ性能のプロット(複数)は、２０．５８ｍｍである全フィールド（１００％）で４．４５サイクル／ｍｍの周波数で重み付け波長（１５％で４４０ｎｍ、５０％で５４６．１ｎｍ、３５％で６５０ｎｍ）を用いて、最良焦点で測定される。図７Ａは、広角フォーマットでの第４例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。図７Ｂは、望遠フォーマットでの第４例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。ＭＴＦのプロット(複数)は、フィルムの円筒の対角線にそって集まっている（２４×３６ｍｍ像フォーマットの長い寸法は、すべての試料において円筒の曲率半径にそって測定される）。
【００５０】
　図９Ａと図９Ｂは、第４例の可変焦点距離レンズ２０の追加の性能の特徴を示す。図９Ａは、広角フォーマットでの第４例の横方向色補正を示す。図４Ｂは、望遠フォーマットでの第４例のための横方向色補正を示す。
【００５１】
　図１０Ａと図１０Ｂは、２位置可変焦点距離レンズ２０の第５例を示す。図１０Ａは、広角フォーマットまたは広角位置での２位置可変焦点距離レンズ２０を示し、図１０Ｂは、望遠フォーマットまたは望遠位置での２位置可変焦点距離レンズ２０を示す。共通レンズ素子２６は、ガラス製で、両凸であり、球面状の表面Ｓ１とＳ２を含む。広角レンズ素子２８は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ３とＳ４を含む。望遠レンズ素子３２は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ５とＳ６を含む。
【００５２】
　第５例（図１０Ａと図１０Ｂ）
【表７】
2004086215.tif 000014
　表面Ｓ３〜Ｓ6のための非球面方程式は以下のとおりである。
【数６】
2004086215.tif 000015
【００５３】
表面Ｓ３についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.16827865、k=0、D=-0.784385E-03、E=0.140733E-03、F=0.323412E-04、G=-0.506861E-05。
表面Ｓ4についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.17451256、k=0、D=0.127490E-03、E=-0.164813E-04、F=0.586203E-05、G=-0.177061E-06。
表面Ｓ5についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.13923392、k=0、D=0.450399E-03、E=-0.176693E-04、F=0.996882E-05、G=-0.660403E-06。
表面Ｓ6についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.12294855、k=0、D=0.275038E-03、E=0.133983E-04、F=0、G=0。
【００５４】
【表８】
2004086215.tif 000016
【００５５】
　広角フォーマットでは、第５例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、３６．５１°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、６６．３９５ｍｍの焦点距離を有する。
【００５６】
　望遠フォーマットでは、第５例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、２４．８３°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、−９４６．９２５ｍｍの焦点距離を有する。
【００５７】
　図１１Ａと図１１Ｂに示されるように、ＭＴＦ性能のプロット(複数)は、２０．５８ｍｍである全フィールド（１００％）で４．４５サイクル／ｍｍの周波数で重み付け波長（１５％で４４０ｎｍ、５０％で５４６．１ｎｍ、３５％で６５０ｎｍ）を用いて、最良焦点で測定される。図１１Ａは、広角フォーマットでの第５例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。図１１Ｂは、望遠フォーマットでの第５例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。ＭＴＦのプロット(複数)は、フィルムの円筒の対角線にそって集まっている（２４×３６ｍｍ像フォーマットの長い寸法は、すべての試料において円筒の曲率半径にそって測定される）。
【００５８】
　図１３Ａと図１３Ｂは、第５例の可変焦点距離レンズ２０の追加の性能の特徴を示す。図１３Ａは、広角フォーマットでの第５例の横方向色補正を示す。図１３Ｂは、望遠フォーマットでの第５例のための横方向色補正を示す。
【００５９】
　また、図１０Ａと図１０Ｂは、２位置可変焦点距離レンズ２０の第６例を示す。共通レンズ素子２６は、ガラス製で、両凸であり、球面状の表面Ｓ１とＳ２を含む。広角レンズ素子２８は、プラスチック（たとえばアクリルまたはＰＭＭＡ）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ３とＳ４を含む。望遠レンズ素子３２は、プラスチック（スチレン）製であり、ともに非球面状である表面Ｓ５とＳ６を含む。
【００６０】
　第６例（図１０Ａと図１０Ｂ）
【表９】
2004086215.tif 000017
【００６１】
　表面Ｓ３とＳ４のための非球面方程式は以下のとおりである。
【数７】
2004086215.tif 000018
【００６２】
表面Ｓ３についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.16514207、k=0、D=-0.141911E-03、E=0.125105E-02、F=-0.886266E-03、G=0.383751E-03、H=-0.885040E-04、I=0.105047E-04、J=-0.53105E-06。
表面Ｓ4についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.17251917、k=0、D=0.378557E-03、E=0.125105E-02、F=0.451695E-04、G=-0.481651E-05、H=0.157973E-06、I=0.115974E-07、J=-0.764399E-09。
【００６３】
　表面Ｓ5とＳ6のための非球面方程式は以下のとおりである。
【数８】
2004086215.tif 000019
【００６４】
表面Ｓ5についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.13066330、k=0、D=0.314620E-03、E=0.206307E-04、F=0.490785E-06、G=0.569552E-07。
表面Ｓ6についての係数の値は以下のとおりである。
C=-0.11505867、k=0、D=0.210325E-03、E=0.170648E-04、F=-0.864282E-06、G=0.394302E-07。
【００６５】
【表１０】
2004086215.tif 000020
【００６６】
　広角フォーマットでは、第６例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、３５．８７°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子２８は、６５．４９６ｍｍの焦点距離を有する。
【００６７】
　望遠フォーマットでは、第６例は、半径＝−１２０．０の円筒状に湾曲した像面と、２４．７０°の半フィールドと、２１．６３（Illum.）と２０．５８（Image）の半対角線を有する。第１レンズ素子２６は、４０．０００ｍｍの焦点距離を有し、第２レンズ素子３２は、−１０６０．６５５ｍｍの焦点距離を有する。
【００６８】
　図１２Ａと図１２Ｂに示されるように、ＭＴＦ性能のプロット(複数)は、２０．５８ｍｍである全フィールド（１００％）で４．４５サイクル／ｍｍの周波数で重み付け波長（１５％で４４０ｎｍ、５０％で５４６．１ｎｍ、３５％で６５０ｎｍ）を用いて、最良焦点で測定される。図１２Ａは、広角フォーマットでの第６例のＭＴＦのプロット(複数)を示す。図１２Ｂは、望遠フォーマットでの第６例のＭＴＦのグラフを示す。ＭＴＦのプロット(複数)は、フィルムの円筒の対角線にそって集まっている（２４×３６ｍｍ像フォーマットの長い寸法は、すべての試料において円筒の曲率半径にそって測定される）。
【００６９】
　図１４Ａと図１４Ｂは、第６例の可変焦点距離レンズ２０の追加の性能の特徴を示す。図１４Ａは、広角フォーマットでの第６例の横方向色補正を示す。図１４Ｂは、望遠フォーマットでの第６例のための横方向色補正を示す。
【００７０】
　２位置可変焦点距離レンズ２０の共通レンズ素子２６は、像側表面Ｓ２を有し、表面Ｓ２は、像側表面Ｓ２の曲率半径ｃについて、好ましくは（１／−２０．８）≦ｃ≦（１／５）という条件を満たす。より好ましくは、共通レンズ素子２６は、（１／−７６）≦ｃ≦（１／１８．７）という条件を満たす。さらに好ましくは、共通レンズ素子２６は、（１／−１００）≦ｃ≦（１／２５．５）という条件を満たし、より好ましくは、共通レンズ素子２６は、ｃ＝０という条件を満足する。
【００７１】
　また、２位置可変焦点距離レンズ２０は、共通レンズ素子の焦点距離ｆｃ、望遠位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｔ、及び、広角位置にある２位置可変焦点距離レンズの焦点距離ｆｚｗについて以下の条件
｜ｆｃ−ｆｚｔ｜＜｜ｆｃ−ｆｚｗ｜
を満足する。
【００７２】
　本発明は、好ましい実施の形態を参照して以上に詳細に説明されているが、その変形も発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１Ａ】広角ズーム位置での本発明の１実施形態の図式的な断面図
【図１Ｂ】望遠ズーム位置での本発明の１実施形態の図式的な断面図
【図２Ａ】広角ズーム位置での本発明による第１例の図式的な断面図
【図２Ｂ】望遠ズーム位置での本発明による第２例の図式的な断面図
【図３Ａ】広角フォーマットでの第１例と第２例のＭＴＦ性能のグラフ
【図３Ｂ】望遠１フォーマットでの第１例と第２例のＭＴＦ性能のグラフ
【図３Ｃ】望遠２フォーマットでの第１例と第２例のＭＴＦ性能のグラフ
【図４Ａ】広角フォーマットでの第１例と第２例の横方向色収差曲線のグラフ
【図４Ｂ】望遠１フォーマットでの第１例と第２例の横方向色収差曲線のグラフ
【図４Ｃ】望遠２フォーマットでの第１例と第２例の横方向色収差曲線のグラフ
【図５Ａ】広角フォーマットでの本発明の第３例と第４例の図式的な断面図
【図５Ｂ】望遠フォーマットでの本発明の第３例と第４例の図式的な断面図
【図６Ａ】広角フォーマットでの第３例のＭＴＦ性能のグラフ
【図６Ｂ】望遠フォーマットでの第３例のＭＴＦ性能のグラフ
【図７Ａ】広角フォーマットでの第４例のＭＴＦ性能のグラフ
【図７Ｂ】望遠フォーマットでの第４例のＭＴＦ性能のグラフ
【図８Ａ】広角フォーマットでの第３例の横方向色収差曲線のグラフ
【図８Ｂ】望遠フォーマットでの第３例の横方向色収差曲線のグラフ
【図９Ａ】広角フォーマットでの第４例の横方向色収差曲線のグラフ
【図９Ｂ】望遠フォーマットでの第４例の横方向色収差曲線のグラフ
【図１０Ａ】広角フォーマットでの本発明の第５例と第６例の図式的な断面図
【図１０Ｂ】望遠フォーマットでの本発明の第５例と第６例の図式的な断面図
【図１１Ａ】広角フォーマットでの第５例のＭＴＦ性能のグラフ
【図１１Ｂ】望遠フォーマットでの第５例のＭＴＦ性能のグラフ
【図１２Ａ】広角フォーマットでの第６例のＭＴＦ性能のグラフ
【図１２Ｂ】望遠フォーマットでの第６例のＭＴＦ性能のグラフ
【図１３Ａ】広角フォーマットでの第５例の横方向色収差曲線のグラフ
【図１３Ｂ】望遠フォーマットでの第５例の横方向色収差曲線のグラフ
【図１４Ａ】広角フォーマットでの第６例の横方向色収差曲線のグラフ
【図１４Ｂ】望遠フォーマットでの第６例の横方向色収差曲線のグラフ
【符号の説明】
【００７４】
　１　
　２０　２位置可変焦点距離レンズ、　　２２　第１レンズユニット、　　２４　第２レンズユニット、　　２６　共通レンズ素子、　　２８　広角レンズ素子、　　３０　開口絞り、　　３２　望遠レンズ素子ｍ　　３４　第２広角絞り、　　３６　像面、　　３８　光軸、　　４０　物体面。
【図１Ａ】
2004086215.tif 000021
【図１Ｂ】
2004086215.tif 000022
【図２Ａ】
2004086215.tif 000023
【図２Ｂ】
2004086215.tif 000024
【図３Ａ】
2004086215.tif 000025
【図３Ｂ】
2004086215.tif 000026
【図３Ｃ】
2004086215.tif 000027
【図４Ａ】
2004086215.tif 000028
【図４Ｂ】
2004086215.tif 000029
【図４Ｃ】
2004086215.tif 000030
【図５Ａ】
2004086215.tif 000031
【図５Ｂ】
2004086215.tif 000032
【図６Ａ】
2004086215.tif 000033
【図６Ｂ】
2004086215.tif 000034
【図７Ａ】
2004086215.tif 000035
【図７Ｂ】
2004086215.tif 000036
【図８Ａ】
2004086215.tif 000037
【図８Ｂ】
2004086215.tif 000038
【図９Ａ】
2004086215.tif 000039
【図９Ｂ】
2004086215.tif 000040
【図１０Ａ】
2004086215.tif 000041
【図１０Ｂ】
2004086215.tif 000042
【図１１Ａ】
2004086215.tif 000043
【図１１Ｂ】
2004086215.tif 000044
【図１２Ａ】
2004086215.tif 000045
【図１２Ｂ】
2004086215.tif 000046
【図１３Ａ】
2004086215.tif 000047
【図１３Ｂ】
2004086215.tif 000048
【図１４Ａ】
2004086215.tif 000049
【図１４Ｂ】
2004086215.tif 000050