JP4228091B2

JP4228091B2 - Variable focal length lens system

Info

Publication number: JP4228091B2
Application number: JP22802298A
Authority: JP
Inventors: 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP2000056224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の可変焦点距離レンズ系に関し、特に少ないレンズ枚数で高変倍比の可変焦点距離レンズ系に関する。
【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である。レンズシャッター式カメラは、携帯性（小型・軽量に優れること）が重視され、カメラ本体の小型化・軽量化に従って、撮影レンズも小型化・軽量化が図られてきた。
【０００３】
ズームレンズが一般的になるに従って、望遠端状態での焦点距離が大きく（つまり被写体により近づいた撮影が行える）、変倍比（望遠端状態での焦点距離を広角端状態での焦点距離で割った値）が大きな（つまり撮影の自由度が高い）ズームレンズに関する提案が種々なされてきた。
これらのズームレンズは、望遠端状態での焦点距離が大きく、従って望遠端状態でのレンズ全長も大きく、携帯性に不都合が生じてしまうので、携帯時には隣合うレンズ群同士の間隔が最小となるような状態でカメラ本体内に格納して、使用時以外は携帯性を向上させていた。
【０００４】
鏡筒は多重構造とし、各部分鏡筒がほぼ完全に重なるように格納することで、携帯性を向上させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、望遠端状態での焦点距離が大きくなるに従って、鏡筒も望遠端状態で大きくなるため、鏡筒を構成する各部分鏡筒も大きくなり、結果的に携帯性に不都合が生じてしまった。
部分鏡筒の数を増やし、各部分鏡筒の長さを小さくして、格納状態でカメラ本体の厚みを減らすことも考えられるが、逆に、鏡筒径が太くなりカメラ本体の高さと幅の増大を招くので好ましくない。
【０００６】
また、光学設計上、望遠端状態でのレンズ全長を短縮することで、上記不都合の回避も考えられるが、従来のズームレンズでレンズ全長を短くするには、各レンズ群の屈折力を強めるか、あるいは可動レンズ群を増やすことが必要であり、いずれの場合もレンズ枚数の増大を引き起こすので、軽量化に不都合であった。
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、小型で高変倍化に適した可変焦点距離レンズ系を提供することである。
【０００７】
【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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、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し、第２レンズ群が、両凹レンズと正レンズからなる接合負レンズを含む負部分群と、その像側に配置され、正レンズ成分だけで構成される正部分群とで構成され、開口絞りが負部分群と正部分群との間に配置され、第１レンズ群が、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が物体側より順に配置された接合レンズからなり、以下の条件式（４）を満足することにより問題点の解決を図るものである。
（４）２．５＜｜ｒａ｜／Ｄｃ
但し、
ｒａ：前記第１レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
（ｒａ＜０）
Ｄｃ：広角端状態における前記第１レンズ群を構成する接合レンズの、接合面から開口絞りまでの軸上距離
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明による可変焦点距離レンズ系の構成について説明する。
本発明による可変焦点距離レンズ系は、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レンズ群を有し、広角端状態（焦点距離がもっとも短いレンズ位置状態）から望遠端状態（焦点距離がもっとも長いレンズ位置状態）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、３つのレンズ群すべてが物体側へ移動する。その結果、レンズ系全体での焦点距離が大きくなる。
【０００９】
次に、各レンズ群の機能について説明する。
最も像側に配置される第３レンズ群は負屈折力を有し、第１レンズ群と第２レンズ群により形成される被写体像を拡大し、レンズ全長を短縮する。
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、第３レンズ群が物体側へ移動する。これにより、第３レンズ群による上記被写体像の拡大率（これは第３レンズ群の横倍率に相当する）が増大する。
【００１０】
第１レンズ群と第２レンズ群は光束を収斂させる機能を有し、特に第１レンズ群は望遠端状態で収斂作用を強める。
本発明では、正屈折力を有する第１レンズ群と第２レンズ群が、広角端状態では隣接するように配置され、望遠端状態に向ってレンズ位置状態が変化する際に、それらレンズ群の間隔が増大するように移動する。また、広角端状態で、第２レンズ群と第３レンズ群とが間隔を広げて配置され、望遠端状態までレンズ位置状態が変化するにつれ、その間隔が減少するように移動する。
【００１１】
このように移動させることにより、広角端状態では軸外光束が第３レンズ群の光軸から離れた位置を通過するので、広角端状態で発生する軸外収差を第３レンズ群により補正することができ、望遠端状態では軸外光束が第１レンズ群の光軸から離れた位置を通過するので、望遠端状態で発生する軸外収差を第１レンズ群により補正することができる。
【００１２】
また、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、第１レンズ群を通過する軸外光束の位置が光軸から離れ、同時に第３レンズ群を通過する軸外光束の位置が光軸に近づくことを利用して、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に補正した。
次に、第２レンズ群の構成について説明する。
【００１３】
本発明では少ないレンズ枚数で高変倍化を達成するために、第２レンズ群の中央付近、すなわち第２レンズ群を構成する負部分群と正部分群との間に開口絞りを配置する。
従来から、正正負３群タイプでは、開口絞りは第２レンズ群の物体側や像側に隣接して配置するか、あるいは第２レンズ群中に配置して、レンズ位置状態が変化する際に第２レンズ群と一体的に移動させるのが一般的であった。これは、絞り径が小さく、シャッターユニットの小型化に適切であると同時に、収差補正上、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を補正するのに適しているからであった。
【００１４】
しかし、開口絞りが第２レンズ群の物体側に隣接して配置される場合、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という不都合が生じる。逆に、開口絞りが第２レンズ群の像側に配置される場合、望遠端状態で第２レンズ群と第３レンズ群との間に、シャッターを配置するスペースが必要となるため、レンズ全長の短縮化が困難である。
【００１５】
広角端状態で充分なバックフォーカスを確保するために、第２レンズ群の構成として、開口絞りの物体側に負部分群を配置し、像側に正部分群を配置した。また、第２レンズ群で発生する色収差を補正するために、負部分群中に両凹レンズと正レンズとの接合負レンズを配置した。正部分群中に負レンズ成分を配置すると、第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて、レンズ径の小型化が充分達成できないので、正部分群を正レンズ成分だけで構成した。
【００１６】
以下、各条件式について説明する．
本発明の可変焦点距離光学系は、次の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）０．０５＜Ｄａ／ｆ２＜０．１５
但し、
Ｄａ：前記第２レンズ群中の、前記負部分群と前記正部分群との軸上空気間隔
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
条件式（１）は、第２レンズ群の負部分群と正部分群との間に形成される空気間隔を規定する条件式である。
【００１７】
条件式（１）の上限値を上回った場合、望遠端状態でレンズ全長が大型化して、携帯性を損ねてしまう。逆に、下限値を下回った場合、負部分群と正部分群の屈折力がそれぞれ強くなるため、広角端状態において、第２レンズ群単独で発生する軸外収差が良好に補正できず、所定の光学性能が得られない。
本発明においては、より小型化を図るために、第２レンズ群の正部分群中に非球面レンズを配置することが望ましい。第２レンズ群の負部分群と正部分群のそれぞれで発生する球面収差が良好に補正できていないと、全系でのコマ収差が発生しやすくなる。しかし、小型化を図るために負部分群と正部分群との間隔を狭めると、負部分群と正部分群の屈折力がそれぞれ強くなり、特に正部分群で発生する負の球面収差が良好に補正できなくなるため、非球面レンズを導入して負の球面収差を良好に補正することが望ましい。
【００１８】
ところで、本発明においては、広角端状態で、より高性能化を図るために以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）２＜｜ｒｂ｜／Ｄｂ＜３
条件式（２）は、第２レンズ群の最もも物体側に位置するレンズ面の曲率半径を規定する条件式である。
【００１９】
本発明では、広角端状態で充分なバックフォーカスを得るために、第２レンズ群の負部分群は強い負屈折力を有する。このため、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面が物体側に強い曲率の凹レンズ面となっており、特に広角端状態で軸外収差が発生しやすい。
条件式（２）の上限値を上回った場合、広角端状態で充分なバックフォーカスが確保できず、第３レンズ群のレンズ径が大型化してしまう。
【００２０】
逆に、条件式（２）の下限値を下回った場合、広角端状態で発生する軸外収差を充分に補正しきれず、高性能化が図れない。
なお、望遠端状態でのレンズ全長の短縮化を同時に図るには、条件式（２）の上限値を２．７とすることがより望ましい。さらに、広角端状態で、より高性能化を図るには条件式（２）の下限値を２．２とすることがより好ましい。
【００２１】
高変倍化と高性能化の両立を図るには、各レンズ群毎に発生する球面収差を良好に補正することが肝要である。
一般的に、球面収差を補正するには正レンズと負レンズを組み合せて用いることが望ましく、本発明においては、第１レンズ群と第３レンズ群がそれぞれ少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されることが望ましい。
【００２２】
特に、小型化を重視するには、第３レンズ群が少なくとも正レンズとその像側に配置される負レンズの２枚で構成されることが望ましく、より小型化を図るには、第１レンズ群が少なくとも正レンズとその像側に配置される負レンズで構成されることが望ましい。
本発明においては、レンズ径の小型化と高性能化とのバランスを取るために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．６＜ｆ3N／ｆ３＜０．９
条件式（３）の上限値を上回った場合、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が大型化してしまう。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、広角端状態で画角によるコマ収差の変動が良好に補正できず、高性能化が図れない。
【００２３】
本発明において、構成の簡易化と高性能化を同時に図るには、第１レンズ群が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の接合正レンズだけで構成されることが望ましく、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）２．５＜｜ｒａ｜／Ｄｃ
条件式（４）の下限値を下回った場合、広角端状態でコマ収差の補正状態が波長によって大きく変化してしまうので、所定の光学性能が得られない。
【００２４】
なお、本発明では、第１レンズ群で発生する負の球面収差を良好に補正して、高性能化を図るには、条件式（４）の上限値を６とすることがより望ましい。
本発明においては、レンズの材料としてプラスチック材料を導入することにより、軽量化や低コスト化を図ることも可能である。
プラスチック材料は、ガラス材料に比べて低温での成型が可能であり、加工が行いやすく、低コスト化に適している。また、ズームレンズを保持する鏡筒がプラスチック材料で作られている場合には、温度の変化によって鏡筒の長さが変化するため、プラスチック材料で成形されたレンズを用いることで、温度の変化による鏡筒の長さの変化に伴う像面位置の変動を緩和させることも可能である。
【００２５】
本発明では、第３レンズ群中に配置される正レンズをプラスチック材料とした場合に、低コスト化と高性能化が同時に達成できるので、最も好ましい。
これは、ガラス非球面レンズに比べて、プラスチック非球面レンズの方が軽量であり、且つ低コスト化が図れ、望遠端状態でレンズ径に比べて光束の通過する範囲が小さいため、面精度が極めて高い状態でなくても、所定の光学性能が達成できるからである。
【００２６】
本発明においては、別の観点によれば、撮影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、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、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏心させることにより、ブレをブレ検出系により検出し、検出されたブレを補正するように駆動手段により偏心レンズ群を偏心させ像をシフトさせて、像ブレを補正することで防振光学系とすることが可能である。
【００２７】
【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、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、及び負屈折力の第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群で構成され、広角端状態より望遠端状態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。
【００２８】
非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙのおける光軸方向の変位量をｘ、基準の曲率をｃ、円錐定数をκ、非球面係数をＣ4、Ｃ6、Ｃ8、Ｃ10 としたとき、以下の数式（ａ）で表わされる。
（ａ）ｘ＝ｃ・ｙ2／｛１＋（１−κ・ｃ2・ｙ2）1/2｝
＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10
数式（ａ）中のｃ2、ｙ2、ｙ4、ｙ6、ｙ8、ｙ10 の各数字は累乗を表わす指数であり、1/2は（１−κ・ｃ2・ｙ2）の平方根を表わす。
〔第１実施例〕
図２は、本発明の第１実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【００２９】
図２の可変焦点距離レンズ系において、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズ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。開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２との間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
【００３０】
第１実施例ではレンズ成分Ｌ２１が負部分群、レンズ成分Ｌ２２とＬ２３とが正部分群を形成する。
以下の表１に、本発明における第１実施例の諸元の値を掲げる。表１において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。
【００３１】
【表１】

第９面と第１２面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
１０の後の負数は、指数を表わす。

図３より図６は本発明の第１実施例の諸収差図を示し、図３より図６はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.50）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝64.69）、第２中間焦点距離状態（ｆ＝88.59 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。
【００３２】
図３より図６の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディション（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、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。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．８、１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角を表わす。
【００３３】
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がわかる。
〔第２実施例〕
図７は、本発明の第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【００３４】
図７の可変焦点距離レンズ系において、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズ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。開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２との間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
【００３５】
第２実施例ではレンズ成分Ｌ２１が負部分群、レンズ成分Ｌ２２が正部分群を形成する。
以下の表２に、本発明における第２実施例の諸元の値を掲げる。表２において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。
【００３６】
【表２】

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。
１０の後の負数は、指数を表わす。

図８より図１１は本発明の第２実施例の諸収差図を示し、図８より図１１はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.50）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝56.26）、第２中間焦点距離状態（ｆ＝79.99 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。
【００３７】
図８より図１１の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディション（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、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。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．８、１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角を表わす。
【００３８】
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がわかる。
〔第３実施例〕
図１２は、本発明の第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【００３９】
図１２の可変焦点距離レンズ系において、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズ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、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。
【００４０】
開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２との間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
第３実施例ではレンズ成分Ｌ２１が負部分群、レンズ成分Ｌ２２が正部分群を形成する。
以下の表３に、本発明における第３実施例の諸元の値を掲げる。表３において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。
【００４１】
【表３】

図１３より図１６は本発明の第３実施例の諸収差図を示し、図１３より図１６はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.50）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝64.73）、第２中間焦点距離状態（ｆ＝88.62 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。
【００４２】
図１３より図１６の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディション（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、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。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．８、１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角を表わす。
【００４３】
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がわかる。
〔第４実施例〕
図１７は、本発明の第４実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【００４４】
図１７の可変焦点距離レンズ系において、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズ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、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。
【００４５】
開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２との間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。
第４実施例ではレンズ成分Ｌ２１が負部分群、レンズ成分Ｌ２２が正部分群を形成する。
以下の表４に、本発明における第４実施例の諸元の値を掲げる。表４において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。
【００４６】
【表４】

図１８より図２１は本発明の第４実施例の諸収差図を示し、図１８より図２１はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.50）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝63.30）、第２中間焦点距離状態（ｆ＝86.15 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。
【００４７】
図１８より図２１の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディション（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、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。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．８、１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角を表わす。
【００４８】
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がわかる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない構成枚数でありながら、小型で高変倍比の可変焦点距離レンズ系が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例のかかる可変焦点距離レンズ系の屈折力配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（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実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【図３】第１実施例の広角端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図４】第１実施例の第１中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図５】第１実施例の第２中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図６】第１実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図７】本発明の第２実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【図８】第２実施例の広角端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図９】第２実施例の第１中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１０】第２実施例の第２中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１１】第２実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１２】本発明の第３実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【図１３】第３実施例の広角端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１４】第３実施例の第１中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１５】第３実施例の第２中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１６】第３実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１７】本発明の第４実施例にかかる可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。
【図１８】第４実施例の広角端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１９】第４実施例の第１中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図２０】第４実施例の第２中間焦点距離状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図２１】第４実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態における諸収差図である。
【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
Ｌｉ各レンズ成分
Ｓ開口絞り[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small variable focal length lens system, and more particularly to a variable focal length lens system having a high zoom ratio with a small number of lenses.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a camera equipped with a zoom lens is generally used as a lens shutter type camera. In the lens shutter type camera, portability (excellent in size and weight) is emphasized, and as the camera body becomes smaller and lighter, the taking lens has been made smaller and lighter.
[0003]
As zoom lenses become more common, the focal length in the telephoto end state increases (that is, it allows shooting closer to the subject), and the zoom ratio (divides the focal length in the telephoto end state by the focal length in the wide-angle end state). Various proposals have been made regarding zoom lenses having a large value (that is, a high degree of freedom in photographing).
These zoom lenses have a large focal length in the telephoto end state, and therefore a large total lens length in the telephoto end state, which causes inconvenience in portability, and therefore, the distance between adjacent lens groups is minimized when being carried. In such a state, it was stored in the camera body, and the portability was improved except during use.
[0004]
The lens barrel has a multiple structure, and the partial barrels are stored so that they are almost completely overlapped, thereby improving portability.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as the focal length in the telephoto end state increases, the lens barrel also increases in the telephoto end state, so that each partial barrel constituting the lens barrel also increases, resulting in inconvenience in portability. .
Although it is possible to increase the number of partial barrels and reduce the length of each partial barrel to reduce the thickness of the camera body in the retracted state, conversely, the barrel diameter increases and the camera body height and width are reduced. This is not preferable because it causes an increase in
[0006]
In terms of optical design, it is possible to avoid the above disadvantages by shortening the total lens length in the telephoto end state, but in order to shorten the total lens length with a conventional zoom lens, is it necessary to increase the refractive power of each lens group? Alternatively, it is necessary to increase the number of movable lens groups. In either case, the number of lenses increases, which is inconvenient for weight reduction.
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a variable focal length lens system that is small and suitable for high zooming.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To accomplish the above object, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having positive refractive power, a third lens group having negative refractive power Thus , when the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group and the second lens group increases and the distance between the second lens group and the third lens group decreases. In this way, all the lens groups move to the object side, and the second lens group is arranged on the image side with a negative sub-group including a cemented negative lens composed of a biconcave lens and a positive lens, and is composed of only a positive lens component. The first lens unit is composed of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side. It consists of cemented lenses arranged in order, and the following conditional expression (4) Satisfaction in which we attempt to resolve problems by.
(4) 2.5 <| ra | / Dc
However,
ra: radius of curvature of the cemented surface of the cemented lens of the first lens group
(Ra <0)
Dc: On-axis distance from the cemented surface to the aperture stop of the cemented lens constituting the first lens group in the wide-angle end state
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the configuration of the variable focal length lens system according to the present invention will be described.
The variable focal length lens system according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having positive refractive power, and a third lens group having negative refractive power, When the lens position state changes from the wide-angle end state (lens position with the shortest focal length) to the telephoto end state (lens position with the longest focal length), the distance between the first lens group and the second lens group is All three lens groups move toward the object side so that the distance between the second lens group and the third lens group decreases and increases. As a result, the focal length of the entire lens system increases.
[0009]
Next, the function of each lens group will be described.
The third lens group arranged closest to the image side has negative refractive power, enlarges the subject image formed by the first lens group and the second lens group, and shortens the total lens length.
Then, when the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the third lens group moves to the object side. Thereby, the magnification ratio of the subject image by the third lens group (this corresponds to the lateral magnification of the third lens group) is increased.
[0010]
The first lens group and the second lens group have a function of converging the luminous flux. In particular, the first lens group enhances the converging action in the telephoto end state.
In the present invention, the first lens group and the second lens group having positive refractive power are arranged so as to be adjacent in the wide-angle end state, and when the lens position state changes toward the telephoto end state, Move to increase the interval. Further, in the wide-angle end state, the second lens group and the third lens group are arranged with an increased interval, and as the lens position state changes to the telephoto end state, the interval moves.
[0011]
By moving in this way, the off-axis light beam passes through a position away from the optical axis of the third lens group in the wide-angle end state, so that off-axis aberrations occurring in the wide-angle end state are corrected by the third lens group. In the telephoto end state, the off-axis light beam passes through a position away from the optical axis of the first lens group, so that the off-axis aberration generated in the telephoto end state can be corrected by the first lens group.
[0012]
Further, when the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the position of the off-axis light beam passing through the first lens group is separated from the optical axis, and at the same time, the position of the off-axis light beam passing through the third lens group. Taking advantage of the fact that the lens approaches the optical axis, the fluctuation of the off-axis aberration caused by the change in the lens position state was corrected satisfactorily.
Next, the configuration of the second lens group will be described.
[0013]
In the present invention, in order to achieve high zooming with a small number of lenses, an aperture stop is disposed near the center of the second lens group, that is, between the negative and positive subgroups constituting the second lens group.
Conventionally, in the positive / negative 3 group type, the aperture stop is disposed adjacent to the object side or the image side of the second lens group or disposed in the second lens group, and the lens position state changes. In general, the second lens unit is moved together. This is because the aperture diameter is small and suitable for downsizing the shutter unit, and at the same time, it is suitable for correcting fluctuations in off-axis aberrations that occur when the lens position changes in terms of aberration correction. It was.
[0014]
However, when the aperture stop is disposed adjacent to the object side of the second lens group, there arises a disadvantage that off-axis light beams passing through the third lens group in the wide-angle end state are separated from the optical axis. Conversely, when the aperture stop is disposed on the image side of the second lens group, a space for disposing the shutter is required between the second lens group and the third lens group in the telephoto end state. Is difficult to shorten.
[0015]
In order to ensure a sufficient back focus in the wide-angle end state, as the configuration of the second lens group, a negative subgroup is disposed on the object side of the aperture stop, and a positive subgroup is disposed on the image side. In addition, in order to correct chromatic aberration generated in the second lens group, a cemented negative lens of a biconcave lens and a positive lens is disposed in the negative subgroup. If a negative lens component is arranged in the positive subgroup, the off-axis light beam passing through the third lens group is separated from the optical axis, and the lens diameter cannot be sufficiently reduced. Therefore, the positive subgroup is composed of only the positive lens component. did.
[0016]
Each conditional expression is explained below.
It is desirable that the variable focal length optical system of the present invention satisfies the following conditional expression (1).
(1) 0.05 <Da / f2 <0.15
However,
Da: On-axis air space between the negative part group and the positive part group in the second lens group f2: The focal length conditional expression (1) of the second lens group is the negative part group of the second lens group. It is a conditional expression which prescribes | regulates the air space | interval formed between a positive subgroup.
[0017]
If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the total lens length increases in the telephoto end state, and portability is impaired. On the other hand, when the value is below the lower limit, the refractive power of the negative subgroup and the positive subgroup increases, so that off-axis aberrations generated by the second lens group alone cannot be corrected well in the wide-angle end state. The optical performance is not obtained.
In the present invention, it is desirable to dispose an aspheric lens in the positive subgroup of the second lens group in order to further reduce the size. If the spherical aberration generated in each of the negative and positive subgroups of the second lens group cannot be corrected satisfactorily, coma aberration is likely to occur in the entire system. However, if the distance between the negative subgroup and the positive subgroup is reduced in order to reduce the size, the refractive power of the negative subgroup and the positive subgroup increases, and particularly negative spherical aberration that occurs in the positive subgroup is good. Therefore, it is desirable to introduce an aspheric lens to correct negative spherical aberration satisfactorily.
[0018]
Incidentally, in the present invention, it is desirable to satisfy the following conditional expression (2) in order to achieve higher performance in the wide-angle end state.
(2) 2 <| rb | / Db <3
Conditional expression (2) defines the radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the second lens group.
[0019]
In the present invention, the negative subgroup of the second lens group has a strong negative refractive power in order to obtain a sufficient back focus in the wide-angle end state. For this reason, the lens surface closest to the object side of the second lens group is a concave lens surface with a strong curvature toward the object side, and off-axis aberrations are likely to occur particularly in the wide-angle end state.
If the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, sufficient back focus cannot be secured in the wide-angle end state, and the lens diameter of the third lens group becomes large.
[0020]
On the other hand, if the lower limit of conditional expression (2) is not reached, off-axis aberrations that occur in the wide-angle end state cannot be corrected sufficiently, and high performance cannot be achieved.
In order to simultaneously shorten the total lens length in the telephoto end state, it is more desirable to set the upper limit value of conditional expression (2) to 2.7. Furthermore, in order to achieve higher performance in the wide-angle end state, it is more preferable to set the lower limit of conditional expression (2) to 2.2.
[0021]
In order to achieve both high zoom ratio and high performance, it is important to satisfactorily correct spherical aberration generated in each lens group.
In general, it is desirable to use a combination of a positive lens and a negative lens for correcting spherical aberration. In the present invention, the first lens group and the third lens group each include at least one positive lens and one lens. It is desirable to be composed of a negative lens.
[0022]
In particular, in order to attach importance to miniaturization, it is desirable that the third lens group is composed of at least a positive lens and a negative lens arranged on the image side thereof. It is desirable that the group is composed of at least a positive lens and a negative lens disposed on the image side thereof.
In the present invention, it is desirable to satisfy the following conditional expression (3) in order to balance the reduction in lens diameter and the improvement in performance.
(3) 0.6 <f3N / f3 <0.9
If the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the off-axis light beam that passes through the third lens group is separated from the optical axis, and the lens diameter is increased. On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, fluctuations in coma due to the angle of view cannot be corrected well in the wide-angle end state, and high performance cannot be achieved.
[0023]
In the present invention, in order to simplify the configuration and improve the performance at the same time, it is desirable that the first lens unit is composed only of a biconvex lens and a cemented positive lens of a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side. It is desirable to satisfy the conditional expression (4).
(4) 2.5 <| ra | / Dc
If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the coma aberration correction state varies greatly depending on the wavelength in the wide-angle end state, so that predetermined optical performance cannot be obtained.
[0024]
In the present invention, it is more desirable to set the upper limit value of conditional expression (4) to 6 in order to satisfactorily correct the negative spherical aberration generated in the first lens group and achieve high performance.
In the present invention, it is possible to reduce the weight and cost by introducing a plastic material as a lens material.
Plastic materials can be molded at a lower temperature than glass materials, are easy to process, and are suitable for cost reduction. In addition, when the lens barrel that holds the zoom lens is made of plastic material, the length of the lens barrel changes depending on the temperature change. It is also possible to mitigate fluctuations in the image plane position due to the change in the length of the lens barrel due to.
[0025]
In the present invention, when the positive lens arranged in the third lens group is made of a plastic material, it is most preferable because cost reduction and high performance can be achieved at the same time.
This is because the plastic aspherical lens is lighter and less expensive than the glass aspherical lens, and the cost of the plastic aspherical lens can be reduced. This is because a predetermined optical performance can be achieved even if the state is not extremely high.
[0026]
According to another aspect of the present invention, there is provided a blur detection system for detecting blur in order to prevent image blur caused by camera shake or the like that is likely to occur in a high-magnification zoom lens. Combining the driving means with the lens system, out of the lens groups constituting the lens system, by decentering one lens group as a whole or a part thereof as an eccentric lens group, blur is detected by the blur detection system, It is possible to make an anti-vibration optical system by correcting the image blur by decentering the decentering lens group by the drive means so as to correct the detected blur and shifting the image.
[0027]
【Example】
Each example according to the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a refractive power distribution of a variable focal length lens system according to each embodiment of the present invention. In order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, And when the focal length changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is All the lens groups move to the object side so that the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases and increases.
[0028]
An aspherical surface has a height in the direction perpendicular to the optical axis y, a displacement amount in the optical axis direction at height y, x, a reference curvature c, a conic constant κ, and an aspheric coefficient C4, C6, C8. , C10, it is expressed by the following formula (a).
(A) x = c · y 2 / {1+ (1−κ · c 2 · y 2) 1/2}
+ C4 ・ y4 + C6 ・ y6 + C8 ・ y8 + C10 ・ y10
The numbers c2, y2, y4, y6, y8, and y10 in the formula (a) are exponents representing powers, and 1/2 represents the square root of (1-κ · c2 · y2).
[First embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a lens configuration of the variable focal length lens system according to the first embodiment of the present invention.
[0029]
In the variable focal length lens system of FIG. 2, in order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens L1 of a biconvex lens and a meniscus negative lens having a concave surface facing the object side. The group G2 includes a cemented negative lens L21 composed of a biconcave lens and a biconvex lens, a biconvex positive lens L22, and a meniscus positive lens L23 having a convex surface facing the image side. The third lens group G3 includes: The lens includes a biconvex positive lens L31 and a meniscus negative lens L32 having a concave surface facing the object side. The aperture stop S is disposed between the lens components L21 and L22, and moves integrally with the second lens group G2 when the lens position state changes.
[0030]
In the first embodiment, the lens component L21 forms a negative subgroup, and the lens components L22 and L23 form a positive subgroup.
Table 1 below lists values of specifications of the first embodiment of the present invention. In Table 1, f represents the focal length, FNO represents the F number, 2ω represents the angle of view, and the refractive index is a value for the d line (λ = 587.6 nm).
[0031]
[Table 1]

The ninth surface and the twelfth surface are aspherical surfaces, and the aspherical coefficients are as shown below.
A negative number after 10 represents the exponent.

3 to 6 show various aberration diagrams of the first embodiment of the present invention. FIGS. 3 to 6 show a wide-angle end state (f = 39.50), a first intermediate focal length state (f = 64.69), and a second state, respectively. The aberration diagrams in the infinite focus state in the intermediate focal length state (f = 88.59) and the telephoto end state (f = 114.00) are shown.
[0032]
In each aberration diagram of FIGS. 3 to 6, the solid line in the spherical aberration diagram indicates the spherical aberration, and the broken line indicates the sine condition (sine condition). Y indicates the image height, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. The coma aberration diagram shows coma aberration at image heights Y = 0, 5.4, 10.8, 15.1, 21.6, and A represents an incident angle.
[0033]
From each aberration diagram, it can be seen that the present example has excellent imaging performance with various aberrations corrected satisfactorily.
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to the second embodiment of the present invention.
[0034]
In the variable focal length lens system of FIG. 7, in order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens L1 of a biconvex lens and a meniscus negative lens having a concave surface facing the object side. The group G2 includes a cemented negative lens L21 made of a biconcave lens and a biconvex lens, and a biconvex positive lens L22. The third lens group G3 includes a meniscus positive lens L31 having a concave surface facing the object side, and It is composed of a meniscus negative lens L32 having a concave surface facing the object side. The aperture stop S is disposed between the lens components L21 and L22, and moves integrally with the second lens group G2 when the lens position state changes.
[0035]
In the second embodiment, the lens component L21 forms a negative subgroup, and the lens component L22 forms a positive subgroup.
Table 2 below lists values of specifications of the second embodiment of the present invention. In Table 2, f represents the focal length, FNO represents the F number, 2ω represents the angle of view, and the refractive index is a value for the d line (λ = 587.6 nm).
[0036]
[Table 2]

The ninth and tenth surfaces are aspheric surfaces, and the aspheric coefficients are as shown below.
A negative number after 10 represents the exponent.

FIGS. 8 to 11 show aberration diagrams of the second embodiment of the present invention. FIGS. 8 to 11 show a wide-angle end state (f = 39.50), a first intermediate focal length state (f = 56.26), and a second state, respectively. The aberration diagrams in the infinite focus state in the intermediate focal length state (f = 79.99) and the telephoto end state (f = 114.00) are shown.
[0037]
8 to 11, the solid lines in the spherical aberration diagrams indicate spherical aberration, and the broken lines indicate sine condition (sine condition). Y indicates the image height, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. The coma aberration diagram shows coma aberration at image heights Y = 0, 5.4, 10.8, 15.1, 21.6, and A represents an incident angle.
[0038]
From each aberration diagram, it can be seen that the present example has excellent imaging performance with various aberrations corrected satisfactorily.
[Third embodiment]
FIG. 12 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to the third example of the present invention.
[0039]
In the variable focal length lens system of FIG. 12, in order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens L1 of a biconvex lens and a meniscus negative lens having a concave surface facing the object side. The group G2 includes a cemented negative lens L21 made of a biconcave lens and a biconvex lens, and a biconvex positive lens L22. The third lens group G3 includes a meniscus positive lens L31 having a concave surface facing the object side, an object It is composed of a negative meniscus lens L32 having a concave surface on the side.
[0040]
The aperture stop S is disposed between the lens components L21 and L22, and moves integrally with the second lens group G2 when the lens position state changes.
In the third embodiment, the lens component L21 forms a negative subgroup, and the lens component L22 forms a positive subgroup.
Table 3 below lists values of specifications of the third embodiment of the present invention. In Table 3, f represents the focal length, FNO represents the F number, 2ω represents the angle of view, and the refractive index is a value for the d-line (λ = 587.6 nm).
[0041]
[Table 3]

FIGS. 13 to 16 show aberration diagrams of the third embodiment of the present invention. FIGS. 13 to 16 show a wide-angle end state (f = 39.50), a first intermediate focal length state (f = 64.73), and a second state, respectively. The aberration diagrams in the infinite focus state in the intermediate focal length state (f = 88.62) and the telephoto end state (f = 114.00) are shown.
[0042]
In each aberration diagram of FIGS. 13 to 16, the solid line in the spherical aberration diagram indicates the spherical aberration, and the broken line indicates the sine condition (sine condition). Y indicates the image height, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. The coma aberration diagram shows coma aberration at image heights Y = 0, 5.4, 10.8, 15.1, 21.6, and A represents an incident angle.
[0043]
From each aberration diagram, it can be seen that the present example has excellent imaging performance with various aberrations corrected satisfactorily.
[Fourth embodiment]
FIG. 17 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to the fourth example of the present invention.
[0044]
In the variable focal length lens system of FIG. 17, in order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens L1 of a biconvex lens and a meniscus negative lens having a concave surface facing the object side. The group G2 includes a cemented negative lens L21 made of a biconcave lens and a biconvex lens, and a biconvex positive lens L22. The third lens group G3 includes a meniscus positive lens L31 having a concave surface facing the object side, an object It is composed of a negative meniscus lens L32 having a concave surface on the side.
[0045]
The aperture stop S is disposed between the lens components L21 and L22, and moves integrally with the second lens group G2 when the lens position state changes.
In the fourth embodiment, the lens component L21 forms a negative subgroup, and the lens component L22 forms a positive subgroup.
Table 4 below lists values of specifications of the fourth embodiment in the present invention. In Table 4, f represents the focal length, FNO represents the F number, 2ω represents the angle of view, and the refractive index is a value for the d-line (λ = 587.6 nm).
[0046]
[Table 4]

FIGS. 18 to 21 show various aberration diagrams of the fourth embodiment of the present invention. FIGS. 18 to 21 show a wide-angle end state (f = 39.50), a first intermediate focal length state (f = 63.30), and a second state, respectively. The aberration diagrams in the infinite focus state in the intermediate focal length state (f = 86.15) and the telephoto end state (f = 114.00) are shown.
[0047]
In each aberration diagram of FIG. 18 to FIG. 21, the solid line in the spherical aberration diagram indicates the spherical aberration, and the broken line indicates the sine condition (sine condition). Y indicates the image height, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. The coma aberration diagram shows coma aberration at image heights Y = 0, 5.4, 10.8, 15.1, 21.6, and A represents an incident angle.
[0048]
From each aberration diagram, it can be seen that the present example has excellent imaging performance with various aberrations corrected satisfactorily.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, a variable focal length lens system having a small size and a high zoom ratio can be achieved with a small number of components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the state of movement of each lens unit during refractive power distribution and zooming from the wide-angle end state (W) to the telephoto end state (T) of the variable focal length lens system according to each embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to a first example of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the first example.
FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the first intermediate focal length state in the first example.
FIG. 5 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to a second example of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state according to the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to a third example of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the third example.
FIG. 14 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 15 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the second intermediate focal length state in the third example.
FIG. 16 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state according to the third example.
FIG. 17 is a diagram showing a lens configuration of a variable focal length lens system according to Example 4 of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the fourth embodiment.
FIG. 19 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the fourth example.
FIG. 20 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the second intermediate focal length state in the fourth example.
FIG. 21 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the telephoto end state according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
G1 First lens group G2 Second lens group G3 Third lens group Li Each lens component S Aperture stop

Claims

In order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having positive refractive power, a third lens group having negative refractive power,
When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group increases. All lens groups move to the object side to decrease,
The second lens group includes a negative partial group including a cemented negative lens composed of a biconcave lens and a positive lens, and a positive partial group that is disposed on the image side and includes only a positive lens component.
An aperture stop is disposed between the negative subgroup and the positive subgroup ;
The first lens group includes a cemented lens in which a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side are sequentially arranged from the object side,
A variable focal length lens system satisfying the following conditional expression (4):
(4) 2.5 <| ra | / Dc
However,
ra: radius of curvature of the cemented surface of the cemented lens of the first lens group
(Ra <0)
Dc: On-axis distance from the cemented surface to the aperture stop of the cemented lens constituting the first lens group in the wide-angle end state

The variable focal length lens system according to claim 1,
A variable focal length lens system satisfying the following conditional expression (1):
(1) 0.05 <Da / f2 <0.15
However,
Da: On-axis air gap between the negative part group and the positive part group in the second lens group f2: Focal length of the second lens group

The variable focal length lens system according to claim 1 or 2,
The variable focal length lens system, wherein the positive lens component disposed in the positive subgroup in the second lens group includes an aspherical surface.

The variable focal length lens system according to any one of claims 1 to 3,
A variable focal length lens system satisfying the following conditional expression (2):
(2) 2 <| rb | / Db <3
However,
rb: radius of curvature of the lens surface disposed closest to the object side in the second lens group Db: from the lens surface disposed closest to the object side to the aperture stop in the second lens group in the wide-angle end state On-axis distance

The variable focal length lens system according to any one of claims 1 to 4 ,
The variable focal length lens system, wherein the third lens group includes at least one positive lens and one negative lens .

The variable focal length lens system according to claim 5,
The variable focal length lens system, wherein the third lens group includes a positive lens and a negative lens arranged on the image side thereof.

The variable focal length lens system according to claim 6 ,
A variable focal length lens system satisfying the following conditional expression (3):
(3) 0.6 <f3N / f3 <0.9
However,
f3N: the focal length of the negative lens located closest to the image side in the third lens group (f3N <0)
f3: focal length of the third lens group (f3 <0)

The variable focal length lens system according to any one of claims 1 to 7,
The variable focal length lens system, wherein the positive subgroup in the second lens group includes only a positive single lens.

The variable focal length lens system according to any one of claims 1 to 8,
The variable focal length lens system, wherein the positive subgroup in the second lens group includes only one positive lens.

The variable focal length lens system according to any one of claims 1 to 9,
The negative subgroup in the second lens group is composed of only one cemented lens,
The variable focal length lens system, wherein the positive subgroup in the second lens group includes only one positive lens.