JP2001272602A - ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ全長の短縮化を図った携帯性に優れた
電子スチルカメラに好適な３群よりなるズームレンズ及
びそれを用いた光学機器を得ること。 【解決手段】 物体側より順に、負の屈折力の第１レン
ズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の
第３レンズ群の３つのレンズ群を有し、各レンズ群の間
隔を変化させて変倍を行うズームレンズにおいて、該第
１レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、
該第２レンズ群は一組の接合レンズと１枚の正レンズに
て構成し、該第３レンズ群は少なくとも１枚の正レンズ
を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスチルカメラやビデ
オカメラ、そしてデジタルスチルカメラ等に好適なズー
ムレンズ及びそれを用いた光学機器に関し、特に負の屈
折力のレンズ群が先行する全体として３つのレンズ群を
有し、これらの各レンズ群のレンズ構成を適切に設定す
ることにより、レンズ系全体の小型化を図ったフィルム
用のスチルカメラやビデオカメラ、そしてデジタルカメ
ラ等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、固体撮像素子を用いたビデオカメ
ラ、デジタルスチルカメラ等、撮像装置（カメラ）の高
機能化にともない、それに用いる光学系には広い画角を
包含した大口径比のズームレンズが求められている。こ
の種のカメラには、レンズ最後部と撮像素子との間に、
ローパスフィルターや色補正フィルターなどの各種光学
部材を配置する為、それに用いる光学系には、比較的バ
ックフォーカスの長いレンズ系が要求される。さらに、
カラー画像用の撮像素子を用いたカラーカメラの場合、
色シェーディングを避けるため、それに用いる光学系に
は像側のテレセントリック特性の良いものが望まれてい
る。

【０００３】従来より、負の屈折力の第１群と正の屈折
力の第２群の２つのレンズ群より成り、双方のレンズ間
隔を変えて変倍を行う。所謂ショートズームタイプの広
角の２群ズームレンズが種々提案されている。これらの
ショートズームタイプの光学系では、正の屈折力の第２
群を移動する事で変倍を行い、負の屈折力の第１群を移
動する事で変倍に伴う像点位置の補正を行っている。こ
れらの２つのレンズ群よりなるレンズ構成においては、
ズーム倍率は２倍程度である。

【０００４】さらに２倍以上の高い変倍比を有しつつレ
ンズ全体をコンパクトな形状にまとめるため、例えば特
公平７−３５０７号公報や、特公平６−４０１７０号公
報等には２群ズームレンズの像側に負または正の屈折力
の第３群を配置し、高倍化に伴って発生する諸収差の補
正を行っている、所謂３群ズームレンズが提案されてい
る。

【０００５】また、米国特許第４８２８３７２号や第５
２６２８９７号公報には、負，正，正の３群ズームレン
ズの第２群を接合レンズ２組を含み、第２群が６枚のレ
ンズで構成されたものも開示されている。

【０００６】しかしながら、これらの３群ズームレンズ
は主として３５ｍｍフィルム写真用に設計されているた
め、固体撮像素子を用いた光学系に求められるバックフ
ォーカスの長さと、良好なテレセントリック特性を両立
したものとは言い難かった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】バックフォーカスとテ
レセントリック特性を満足する広角の３群ズームレンズ
系が、例えば、特開昭６３−１３５９１３号公報や、特
開平７−２６１０８３号公報等で提案されている。ま
た、特開平３−２８８１１３号公報には、３群ズームレ
ンズにおいて負の屈折力の第１群を固定とし、正の屈折
力の第２群と正の屈折力の第３群を移動させて変倍を行
う光学系も開示されている。

【０００８】ところが、これらの従来例においては、各
レンズ群の構成枚数が比較的多く、レンズ全長が長い、
製造コストが高いなどの欠点を有していた。

【０００９】さらに近年、カメラのコンパクト化とレン
ズの高倍化を両立する為に、非撮影時に各レンズ群の間
隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体から
のレンズの突出量を少なくした所謂沈胴ズームレンズが
広く用いられているが、上記従来例の様に各群の構成枚
数が多く、結果的に各レンズ群の光軸上の長さが長くな
る場合や、各レンズ群のズーミング及びフォーカシング
における移動量が大きく、レンズ全長が長くなる場合に
おいては、所望の沈胴長が達成出来ない場合がある。

【００１０】また、特開平７−２６１０８３号公報に記
載される例では、負の屈折力の第１群の最も物体側に凸
レンズ（正レンズ）が配置されており、特に広角化した
場合のレンズ外径の増大が避けられない欠点を有してい
た。さらに、この例では負の屈折力の第１群を移動させ
て近距離物体へのフォーカシングを行うため、ズーミン
グでの移動とあいまってメカ構造が複雑化する欠点があ
った。

【００１１】また、米国特許第４９９９００７号には、
３群ズームレンズにおいて、第１レンズ群、第２レンズ
群をそれぞれ１枚の単レンズで構成したものも開示され
ているが、広角端でのレンズ全長が比較的大きく、さら
に広角端での第１群と絞りが大きく離れているため軸外
光線の入射高が大きく第１群を構成するレンズの径が増
大してしまうため、レンズ系全体が大きくなってしまう
欠点を有していた。

【００１２】本発明では、これら従来例の欠点に鑑み、
特に固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ
枚数の少ない、コンパクトで、優れた光学性能を有する
ズームレンズ及びそれを用いた光学機器の提供を目的と
する。

【００１３】さらに、本発明では、次の事項のうち少な
くとも１つを満足するズームレンズを得る事を目的とし
ている。

【００１４】即ち、 ・特に広角側での非点収差や歪曲収差を良好に補正する
事。 ・最小のレンズ構成を取りつつ、移動するレンズ群の収
差分担を減らし、製造誤差によるレンズ群相互の偏心等
での性能劣化を少なくし、製造の容易なものとする事。 ・感度の低い高画素撮像素子に好適な大口径比化を図る
事。 ・構成枚数を最小としながら、固体撮像素子を用いた撮
影系に好適な良好な像側テレセントリック結像をもたせ
る事。 ・沈胴ズームレンズに要求される各レンズ群の光軸上の
長さや各レンズ群のズーミング及びフォーカシングによ
る光軸上の移動量を短くする事。 ・広角端のみならずズーム全域で歪曲収差を良好に補正
する事。 ・像側テレセントリック結像のズームによる変動を小さ
くする事。 ・テレセントリック結像を保ったまま変倍レンズ群の移
動量を減らし、さらなる小型化を達成する事。 ・近距離物体へのフォーカシング機構を簡素化する事。 等である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ
群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第
３レンズ群の３つのレンズ群を有し、各レンズ群の間隔
を変化させて変倍を行うズームレンズにおいて、該第１
レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、該
第２レンズ群は一組の接合レンズと１枚の正レンズにて
構成し、該第３レンズ群は少なくとも１枚の正レンズを
有することを特徴としている。

【００１６】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚のレ
ンズにて構成したことを特徴としている。

【００１７】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記第２レンズ群を物体側より順に、正レンズ
と負レンズの接合レンズ、正レンズにて構成したことを
特徴としている。

【００１８】請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記第２レンズ群を物体側より順に、正レン
ズ、正レンズと負レンズの接合レンズにて構成したこと
を特徴としている。

【００１９】請求項５の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記第２レンズ群を物体側より順に、正レン
ズ、負レンズと正レンズの接合レンズにて構成したこと
を特徴としている。

【００２０】請求項６の発明は請求項１から５のいずれ
か１項の発明において、前記第３レンズ群を単一の正レ
ンズにて構成したことを特徴としている。

【００２１】請求項７の発明は請求項１から６のいずれ
か１項の発明において、前記第２レンズ群中の負レンズ
の材質の屈折率及びアッベ数を各々ｎｄ，νｄとすると
き、 ｎｄ＜１．８…（１） νｄ＜４０…（２） の条件を満足することを特徴としている。

【００２２】請求項８の発明は請求項１から７のいずれ
か１項の発明において、広角端から望遠端への変倍に際
して、前記第１レンズ群が最も物体側に配置された状態
と最も像側に配置された状態との光軸上の距離をＸ１、
物体距離無限遠時に広角端からの望遠端への変倍に際し
て、第３レンズ群が最も物体側に配置された状態と最も
像側に配置された状態との光軸上の距離をＸ３とした時
に、 ０．１＜｜Ｘ１／Ｘ３｜＜７．０…（３） の条件を満足することを特徴としている。

【００２３】請求項９の発明は請求項１から８のいずれ
か１項の発明において、望遠端における前記第１レンズ
群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、
像面までの距離をＤＬ、前記第１レンズ群の最も物体側
に配置されたレンズの物体側頂点から、該第１レンズ群
の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離を
ＤＬ１、前記第２レンズ群の最も物体側に配置されたレ
ンズの物体側頂点から、該第２レンズ群の最も像側に配
置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、前記第
３レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂
点から、該第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズ
の像側頂点までの距離をＤＬ３とした時に、 ０．２５＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ＤＬ＜０．４５…（４） の条件を満足することを特徴としている。

【００２４】請求項１０の発明は請求項１から９のいず
れか１項の発明において、前記第２レンズ群を構成する
レンズの光軸上の厚みの合計をＤＤ２、第２レンズ群中
の空気間隔の合計をＤＡ２としたときに、 ０．０２＜ＤＡ２／ＤＤ２＜０．２５…（５） の条件を満足することを特徴としている。

【００２５】請求項１１の発明は請求項１から１０のい
ずれか１項の発明において、前記第３群を物体側に移動
させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを
行うことを特徴としている。

【００２６】請求項１２の発明の光学機器は請求項１か
ら１１のいずれか１項のズームレンズを有していること
を特徴としている。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の数値実
施例の数値実施例１のレンズ断面図である。図２〜図４
は本発明の実施形態の数値実施例１の広角端，中間，望
遠端の収差図である。

【００２８】図５は本発明の実施形態の数値実施例２の
レンズ断面図である。図６〜図８は本発明の実施形態の
数値実施例２の広角端，中間，望遠端の収差図である。

【００２９】図９は本発明の実施形態の数値実施例３の
レンズ断面図である。図１０〜図１２は本発明の実施形
態の数値実施例３の広角端，中間，望遠端の収差図であ
る。

【００３０】図１３は本発明の光学機器の要部概略図で
ある。

【００３１】レンズ断面図においてＬ１は負の屈折力の
第１群（第１レンズ群）、Ｌ２は正の屈折力の第２群
（第２レンズ群）、Ｌ３は正の屈折力の第３群（第３レ
ンズ群）、ＳＰは開口絞り、ＩＰは像面である。Ｇはフ
ィルターや色分解プリズム等のガラスブロックである。

【００３２】次に本発明のズームレンズのレンズ構成に
ついて説明する。

【００３３】本発明のズームレンズでは、物体側より順
に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２
レンズ群Ｌ２、そして正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３の
３つのレンズ群を有しており、広角端から望遠端へのズ
ーミングに際して、第１レンズ群が像側に凸の往復移
動、第２レンズ群が物体側に移動し、第３レンズ群は像
側に移動若しくは、像側に凸の軌跡で移動している。

【００３４】本発明のズームレンズは、第２レンズ群の
移動により主な変倍を行い、第１レンズ群の往復移動及
び第３レンズ群による像側方向への移動若しくは、像側
に凸の軌跡で移動によって変倍に伴う像点の移動を補正
している。

【００３５】第３レンズ群は、撮像素子の小型化に伴う
撮影レンズの屈折力の増大を分担し、第１、第２レンズ
群で構成されるショートズーム系の屈折力を減らす事で
特に第１レンズ群を構成するレンズでの収差の発生を抑
え良好な光学性能を達成している。また、特に固体撮像
素子等を用いた撮影装置（光学機器）に必要な像側のテ
レセントリックな結像を第３レンズ群にフィールドレン
ズの役割を持たせる事で達成している。

【００３６】また、絞りＳＰを第２レンズ群の最も物体
側に置き、広角側での入射瞳と第１レンズ群との距離を
縮める事で第１レンズ群を構成するレンズの外径の増大
を抑えると共に、第２レンズ群の物体側に配置した絞り
を挟んで第１レンズ群と第３レンズ群とで軸外の諸収差
を打ち消す事で構成レンズ枚数を増やさずに良好な光学
性能を得ている。

【００３７】本発明のズームレンズは、第１レンズ群が
１枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、第２レンズ群
が１組の接合レンズと正レンズにて構成し、第３レンズ
群が少なくとも１枚の正レンズを有することを特徴とし
ている。

【００３８】以上のように、本実施形態においては負の
屈折力の第１レンズ群を物体側から順に像側に凹面を向
けた負レンズ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス状
の正レンズ１２の２枚のレンズで構成し、正の屈折力の
第２レンズ群を、両レンズ面が凸面の正レンズ、物体側
に凹面を向けた負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ
を有し、これらのレンズのうちから１組の接合レンズを
有するようにし、全体として３枚のレンズで構成し、正
の屈折力の第３レンズ群を物体側に凸面を向けた単一の
正レンズ３１で構成している。

【００３９】このように各レンズ群を所望の屈折力配置
と収差補正とを両立するレンズ構成とすることにより、
良好な光学性能を保ちつつ、レンズ系のコンパクト化を
達成している。負の屈折力の第１レンズ群は、軸外主光
線を絞り中心に瞳結像させる役割を持っており、特に広
角側においては軸外主光線の屈折量が大きいために軸外
諸収差、とくに非点収差と歪曲収差が発生し易い。そこ
で、通常の広角レンズと同様、最も物体側のレンズ径の
増大が抑えられる負レンズと正レンズの構成としてい
る。尚、負レンズ１１の像側のレンズ面をレンズ周辺で
負の屈折力が弱くなる非球面とするのが良く、これによ
れば、非点収差と歪曲収差をバランス良く補正すると共
に、２枚と言う少ない枚数で第１レンズ群を構成し、レ
ンズ全体のコンパクト化が容易となる。また第１レンズ
群を構成する各レンズは、軸外主光線の屈折によって生
じる軸外収差の発生を抑えるために絞りと光軸が交差す
る点を中心とする同心球面に近い形状をとっている。

【００４０】次に正の屈折力の第２レンズ群は、そのレ
ンズ群中の最も物体側に両レンズ面が凸面の正レンズ２
１を配置し、第１レンズ群を射出した軸外主光線の屈折
角を少なくし、軸外諸収差が発生しない様な形状として
いる。また、正レンズ２１は、最も軸上光線の通る高さ
が高いレンズであり、主に球面収差、コマ収差の補正に
関与しているレンズである。本実施形態においては、正
レンズ２１の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折
力が弱くなる非球面とするのが良い。これによれば、球
面収差、コマ収差を良好に補正することが容易となる。

【００４１】次に、図１の実施形態では、正レンズ２１
の像面側に配置された負レンズには物体側に凹面をもた
せる事により、正レンズ２１の像側の面と、負レンズの
物体側の凹面とにより負の空気レンズを形成し、大口径
比化に伴って発生する球面収差の補正を行っている。

【００４２】また、図１，図５の実施形態では最も像面
側に配置した正レンズの像側のレンズ面には周辺で正の
屈折力が強くなる非球面を設けるのが良い。これは、大
口径化で顕著になる球面収差の補正を効果的に行うこと
ができる。

【００４３】さらに本実施例においては、ＣＣＤ等の固
体撮像素子の高画素化及びセルピッチの微細化に伴って
要求される、色収差量の縮小化に対応する為に、第２レ
ンズ群に負レンズと正レンズとを接合した接合レンズを
配置する事により、軸上色収差及び倍率色収差を良好に
補正している。

【００４４】次に正の屈折力の第３レンズ群は、物体側
に凸面を設けた形状の凸レンズ（正レンズ）３１を有
し、像側テレセントリックにするためのフィールドレン
ズとしての役割をも有している。また、凸レンズ３１の
像側面には周辺で正の屈折力が弱くなる非球面を設けて
おり、ズーム全域での軸外諸収差の補正に寄与してい
る。いま、バックフォーカスをｓｋ’、第３レンズ群の
焦点距離をｆ３、第３レンズ群の結像倍率をβ３とする
と、 ｓｋ’＝ｆ３（１−β３） の関係が成り立っている。ただし、 ０＜β３＜１．０ である。ここで、広角から望遠への変倍に際して第３レ
ンズ群を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減
少することになり、第３レンズ群の結像倍率β３は望遠
側で増大する。すると、結果的に第３レンズ群で変倍を
分担できて第２レンズ群の移動量が減少し、そのための
スペースが節約できるためにレンズ系の小型化に寄与す
る。

【００４５】本実施形態のズームレンズを用いて近距離
物体を撮影する場合には、第１レンズ群を物体側へ移動
することで良好な性能を得られるが、さらに望ましく
は、第３レンズ群を物体側に移動した方が良い。これ
は、最も物体側に配置した第１レンズ群をフォーカシン
グさせた場合に生じる、前玉径の増大、レンズ重量が最
も重い第１レンズ群を移動させる事によるアクチュエー
ターの負荷の増大を防ぎ、さらに第１レンズ群と第２レ
ンズ群とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動
させることが可能となり、メカ構造の簡素化及び精度向
上を達成できるためである。

【００４６】また、第３レンズ群にてフォーカシングを
行う場合、広角端から望遠端への変倍に際して第３レン
ズ群を像側に移動する事により、フォーカシング移動量
の大きい望遠端を像面側に配置する事が出来る為、ズー
ミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群ト
ータルの移動量を最小とする事が可能となり、これによ
ってレンズ系のコンパクト化を達成している。

【００４７】尚、本発明において更に好ましくは次の条
件のうち少なくとも１つを満足させるのが良い。

【００４８】(ア-1)前記第２レンズ群中の負レンズの材
質の屈折率及びアッベ数を各々ｎｄ，νｄとするとき、 ｎｄ＜１．８…（１） νｄ＜４０…（２） の条件を満足することである。

【００４９】条件式（１）の上限値を超えるとペッツバ
ール和が正の方向に増大し像面湾曲補正が困難となる。
また条件式（２）の上限値を超えると望遠端での軸上色
収差補正が困難となり好ましくない。

【００５０】(ア-2)広角端から望遠端への変倍に際し
て、前記第１レンズ群が最も物体側に配置された状態と
最も像側に配置された状態との光軸上の距離をＸ１、物
体距離無限遠時に広角端からの望遠端への変倍に際し
て、第３レンズ群が最も物体側に配置された状態と最も
像側に配置された状態との光軸上の距離をＸ３とした時
に、 ０．１＜｜Ｘ１／Ｘ３｜＜７．０…（３） の条件を満足することである。

【００５１】条件式（３）は光学系の全長の短縮及び沈
胴時のレンズ全長短縮の為のものである。

【００５２】ここで、Ｘ１は広角端から望遠端への変倍
に際しての第１レンズ群の総ストロークであり、Ｘ３は
物体距離無限遠時に広角端からの望遠端への変倍に際し
ての第３レンズ群の総ストロークである。

【００５３】条件式（３）の下限値を超えると、第３レ
ンズ群の光軸上の移動量が増大し、第３レンズ群を移動
させる為のモーターシャフト長が長く必要となり、沈胴
全長を短くする事が難しくなり好ましくない。条件式
（３）の上限値を超えると、第１レンズ群の像側に向け
た凸の軌跡がきつくなり、第１レンズ群の広角端から望
遠端に至るカム軌跡の角度が大きくなる為、これも沈胴
全長を長くする要因となる為好ましくない。

【００５４】(ア-3)望遠端における前記第１レンズ群の
最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、像面
までの距離をＤＬ、前記第１レンズ群の最も物体側に配
置されたレンズの物体側頂点から、該第１レンズ群の最
も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ
１、前記第２レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ
の物体側頂点から、該第２レンズ群の最も像側に配置さ
れたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、前記第３レ
ンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点か
ら、該第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像
側頂点までの距離をＤＬ３とした時に、 ０．２５＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ＤＬ＜０．４５…（４） の条件を満足することである。

【００５５】条件式（４）は、光学系の全長の短縮及び
沈胴時のレンズ全長短縮の為のものである。

【００５６】条件式（４）の上限値を超えると、望遠端
での光学全長は短くなるが各レンズ群の光軸上の長さの
合計が大きくなる為、沈胴全長が長くなり好ましくな
い。条件式（４）の下限値を超えると、各レンズ群の光
軸上の長さの合計が小さくなるが、望遠端での光学全長
が長く、必然的に各レンズ群の光軸上の移動量が増大す
る為、各レンズ群を移動させる為のカム環等の長さが長
くなり、結果的に沈胴全長が短くならず好ましくない。

【００５７】(ア-4)前記第２レンズ群を構成するレンズ
の光軸上の厚みの合計をＤＤ２、第２レンズ群中の空気
間隔の合計をＤＡ２としたときに、 ０．０２＜ＤＡ２／ＤＤ２＜０．２５…（５） の条件を満足することである。

【００５８】条件式（５）は光学系のコンパクト化と良
好な結像性能の達成を両立させる為のものである。

【００５９】条件式（５）の上限値を超えると、第２レ
ンズ群の光軸上の長さが長くなりコンパクト化が達成困
難となり好ましくない。条件式（５）の下限値を超える
と、空気レンズのパワーが小さくなり球面収差補正が困
難となり好ましくない。

【００６０】次に各実施形態の具体的なレンズ構成につ
いて説明する。

【００６１】［数値実施例１］本数値実施例は変倍比約
２倍、開口比２．９〜４．０程度のズームレンズであ
る。図１に光学断面図を示す。

【００６２】図１の実施形態においては負の屈折力の第
１レンズ群を物体側から順に像側に凹面を向けたメニス
カス状の負レンズ１１、物体側に凸面を向けたメニスカ
ス状の正レンズ１２の２枚のレンズで構成している。

【００６３】正の屈折力の第２レンズ群を物体側から順
に、両レンズ面が凸面の正レンズ２１、両レンズ面が凹
面の負レンズ２２、両レンズ面が凸面の正レンズ２３の
３枚のレンズを有し、負レンズ２２と正レンズ２３とを
接合レンズで構成している。又、正の屈折力の第３レン
ズ群を物体側に凸面を向けた正レンズ３１で構成してい
る。

【００６４】［数値実施例２］本数値実施例は変倍比２
倍、開口比２．７〜４．０程度のズームレンズである。
図５に光学断面図を示す。

【００６５】図５の実施形態においては負の屈折力の第
１レンズ群を物体側から順に像側に凹面を向けたメニス
カス状の負レンズ１１、物体側に凸面を向けたメニスカ
ス状の正レンズ１２の２枚のレンズで構成している。

【００６６】正の屈折力の第２レンズ群を物体側から順
に、両レンズ面が凸面の正レンズ２１、両レンズ面が凹
面の負レンズ２２、両レンズ面が凸面の正レンズ２３の
３枚のレンズを有し、正レンズ２１と負レンズ２２とを
接合レンズで構成している。又、正の屈折力の第３レン
ズ群を両レンズ面が凸面の正レンズ３１で構成してい
る。

【００６７】また、広角端から望遠端へのズーミングに
際して、第１レンズ群が像側に凸の往復移動、第２レン
ズ群が物体側に移動し、第３レンズ群は像側に凸の軌跡
で移動している。

【００６８】［数値実施例３］本数値実施例は変倍比約
２．０倍、開口比２．８〜４．０程度のズームレンズで
ある。図９に光学断面図を示す。

【００６９】図９の実施形態においては負の屈折力の第
１レンズ群を物体側から順に両レンズ面が凹面の負レン
ズ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズ
１２の２枚のレンズで構成している。

【００７０】正の屈折力の第２レンズ群を物体側から順
に、両レンズ面が凸面の正レンズ２１、両レンズ面が凸
面の正レンズ２２、両レンズ面が凹面の負レンズ２３の
３枚のレンズを有し、正レンズ２２と負レンズ２３とを
接合レンズで構成している。又、正の屈折力の第３レン
ズ群を両レンズ面が凸面の正レンズ３１で構成してい
る。

【００７１】また、広角端から望遠端へのズーミングに
際して、第１群が物体側に移動し、第２群も物体側に移
動し、第３群は像側に凸の軌跡で移動している。

【００７２】本実施形態によれば以上の様に各要素を設
定することにより、特に、 (イ-1)物体側より順に負の屈折力の第１レンズ群、正の
屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第３レンズ
群の３つのレンズ群を配し、各群の間隔を変化させて変
倍を行い、第１レンズ群を物体側から順に凹レンズと凸
レンズの２枚、第２レンズ群を物体側から順に単一の凸
レンズと凸レンズと凹レンズの接合レンズ、若しくは凸
レンズと凹レンズの接合レンズと単一の凸レンズ、若し
くは単一の凸レンズと凸レンズと凹レンズの接合レンズ
の合計３枚のレンズにて構成し、第３レンズ群を少なく
とも１枚の凸レンズで構成することで、特に固体撮像素
子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なくコ
ンパクトで、特に色収差を良好に補正した優れた光学性
能を有するズームレンズが達成出来る。

【００７３】(イ-2)各レンズ群中に効果的に非球面を導
入することによって軸外諸収差、特に非点収差・歪曲収
差および大口径比化した際の球面収差の補正が効果的に
行える。などの効果が得られる。

【００７４】次に本発明のズームレンズを撮影光学系と
して用いたビデオカメラの実施形態を図１３を用いて説
明する。

【００７５】図１３において、１０はビデオカメラ本
体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮
影光学系、１２は撮影光学系１１によって被写体像を受
光するＣＣＤ等の撮像素子、１３は撮像素子１２が受光
した被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の表示
素子に表示された被写体像を観察するためのファインダ
ーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成さ
れ、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示され
る。１５は、前記ファインダーと同等の機能を有する液
晶表示パネルである。

【００７６】このように本発明のズームレンズをビデオ
カメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い
光学性能を有する光学機器を実現している。

【００７７】次に本発明の数値実施例を示す。

【００７８】各数値実施例においてｒｉは物体側より順
に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ
番目の面と第（ｉ＋１）番目の面の間隔、ｎｉとνｉは
各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材のガラスの屈折
率とアッベ数である。

【００７９】非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂
直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半
径、各非球面係数をＫ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆとしたと
き、

【００８０】

【数１】

【００８１】なる式で表している。また、例えば「Ｄ−
Ｚ」の表示は「１０^-Z」を意味する。

【００８２】又前述の各条件式と数値実施例における諸
数値との関係を表１に示す。

【００８３】 数値実施例１ f=5.50〜10.60mm FNo=2.9〜4.0 2ω=61.4°〜34.4° r1=20.453 d1=1.20 n1=1.77250 ν1=49.6 ＊r2=3.694 d2=0.90 r3=5.082 d3=2.10 n2=1.80518 ν2=25.4 r4=8.267 d4=可変 r5=(絞り) d5=0.50 ＊r6=13.292 d6=1.60 n3=1.73077 ν3=40.5 r7=-12.248 d7=0.95 r8=-4.673 d8=0.60 n4=1.76182 ν4=26.5 r9=23.052 d9=2.00 n5=1.77250 ν5=49.6 ＊r10=-5.042 d10=可変 ＊r11=19.454 d11=1.60 n6=1.60311 ν6=60.6 r12=-1267.560 d12=可変 r13=∞ d13=2.80 n7=1.51633 ν7=64.2 r14=∞

【００８４】

【表１】

【００８５】 非球面係数 r2 R=3.69429D+00 K=-9.73942D-01 B=1.43792D-03 C=2.73074D-05 D=1.56359D-06 r6 R=1.32924D+01 K=1.27994D+01 B=-7.85390D-04 C=-6.33445D-05 D=-9.01039D-07 r10 R=-5.04162D+00 K=8.47026D-01 B=1.28637D-03 C=2.36015D-05 D=7.54790D-06 r11 R=1.94539D+01 K=0.00000D+00 B=-4.37109D-04 C=1.62332D-05 D=-1.26788D-06 数値実施例２ f=5.20〜10.35mm FNo=2.8〜4.0 2ω=64.4°〜35.2° r1=110.720 d1=1.20 n1=1.77250 ν1=49.6 ＊r2=3.410 d2=1.02 r3=5.803 d3=2.00 n2=1.80518 ν2=25.4 r4=18.549 d4=可変 r5=(絞り) d5=0.50 ＊r6=4.856 d6=1.90 n3=1.77250 ν3=49.6 r7=-9.078 d7=0.50 n4=1.71736 ν4=29.5 r8=5.069 d8=0.42 r9=19.306 d9=1.60 n5=1.69680 ν5=55.5 ＊r10=-14.532 d10=可変 ＊r11=508.660 d11=1.50 n6=1.69680 ν6=55.5 r12=-13.714 d12=可変 r13=∞ d13=2.70 n7=1.51633 ν7=64.2 r14=∞

【００８６】

【表２】

【００８７】 非球面係数 r2 R=3.41014D+00 K=-9.99930D-01 B=1.00175D-03 C=1.62461D-05 D=-3.70217D-07 r6 R=4.85608D+00 K=7.96803D-01 B=-1.38408D-03 C=-4.51331D-05 D=-6.60254D-06 r10 R=-1.45325D+01 K=7.69796D+00 B=1.06613D-03 C=7.42392D-05 D=2.58556D-06 r11 R=5.08660D+02 K=0.00000D+00 B=-4.51399D-04 C=2.67697D-06 D=-3.21647D-07 数値実施例３ f=6.24〜11.97mm FNo=2.7〜4.0 2ω=55.4°〜30.6° r1=-408.296 d1=1.30 n1=1.77250 ν1=49.6 ＊r2=5.731 d2=1.11 r3=6.705 d3=2.00 n2=1.84666 ν2=23.8 r4=9.956 d4=可変 r5=(絞り) d5=0.70 ＊r6=37.724 d6=1.60 n3=1.69680 ν3=55.5 r7=-11.263 d7=0.15 ＊r8=4.068 d8=1.90 n4=1.69680 ν4=55.5 r9=-10.353 d9=0.50 n5=1.64769 ν5=33.8 r10=3.020 d10=可変 ＊r11=130.261 d11=1.80 n6=1.60311 ν6=60.6 r12=-8.133 d12=可変 r13=∞ d13=2.70 n7=1.51633 ν7=64.2 r14=∞

【００８８】

【表３】

【００８９】 非球面係数 r2 R=5.73088D+00 K=-1.98834D+00 B=1.10448D-03 C=6.36136D-06 D=-1.55169D-07 r6 R=3.77245D+01 K=-1.10342D+02 B=-1.46479D-04 C=2.09594D-05 D=-3.06969D-06 r8 R=4.06784D+00 K=-3.30676D-01 B=4.58158D-04 C=3.25580D-06 D=2.67999D-06 r11 R=1.30261D+02 K=0.00000D+00 B=-9.13704D-04 C=2.07821D-05 D=-7.46835D-07

【００９０】

【表４】

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、特に固体撮像素子を用
いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数の少ない、コンパ
クトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれ
を用いた光学機器を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】 本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図３】 本発明の数値実施例１の中間の収差図

【図４】 本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図５】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図６】 本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図７】 本発明の数値実施例２の中間の収差図

【図８】 本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図９】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図１０】 本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１１】 本発明の数値実施例３の中間の収差図

【図１２】 本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図１３】 本発明の光学機器の要部概略図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA01 MA14 PA05 PA18 PB06 QA02 QA07 QA17 QA19 QA21 QA25 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 RA41 RA43 SA14 SA16 SA19 SA62 SA63 SA64 SB03 SB14 SB22

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に、負の屈折力の第１レン
   ズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の
   第３レンズ群の３つのレンズ群を有し、各レンズ群の間
   隔を変化させて変倍を行うズームレンズにおいて、該第
   １レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、
   該第２レンズ群は一組の接合レンズと１枚の正レンズに
   て構成し、該第３レンズ群は少なくとも１枚の正レンズ
   を有することを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 前記第１レンズ群を負レンズと正レンズ
   の２枚のレンズにて構成したことを特徹とする請求項１
   のズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記第２レンズ群を物体側より順に、正
   レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズにて構成した
   ことを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第２レンズ群を物体側より順に、正
   レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズにて構成した
   ことを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
5. 【請求項５】 前記第２レンズ群を物体側より順に、正
   レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズにて構成した
   ことを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
6. 【請求項６】 前記第３レンズ群を単一の正レンズにて
   構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１
   項のズームレンズ。
7. 【請求項７】 前記第２レンズ群中の負レンズの材質の
   屈折率及びアッベ数を各々ｎｄ，νｄとするとき、 ｎｄ＜１．８ νｄ＜４０ の条件を満足することを特徴とする請求項１から６のい
   ずれか１項のズームレンズ。
8. 【請求項８】 広角端から望遠端への変倍に際して、前
   記第１レンズ群が最も物体側に配置された状態と最も像
   側に配置された状態との光軸上の距離をＸ１、物体距離
   無限遠時に広角端からの望遠端への変倍に際して、第３
   レンズ群が最も物体側に配置された状態と最も像側に配
   置された状態との光軸上の距離をＸ３とした時に、 ０．１＜｜Ｘ１／Ｘ３｜＜７．０ の条件を満足することを特徴とする請求項１から７のい
   ずれか１項のズームレンズ。
9. 【請求項９】 望遠端における前記第１レンズ群の最も
   物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、像面まで
   の距離をＤＬ、前記第１レンズ群の最も物体側に配置さ
   れたレンズの物体側頂点から、該第１レンズ群の最も像
   側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ１、
   前記第２レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物
   体側頂点から、該第２レンズ群の最も像側に配置された
   レンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、前記第３レンズ
   群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、
   該第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂
   点までの距離をＤＬ３とした時に、 ０．２５＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ＤＬ＜０．４
   ５ の条件を満足することを特徴とする請求項１から８のい
   ずれか１項のズームレンズ。
10. 【請求項１０】 前記第２レンズ群を構成するレンズの
    光軸上の厚みの合計をＤＤ２、第２レンズ群中の空気間
    隔の合計をＤＡ２としたときに、 ０．０２＜ＤＡ２／ＤＤ２＜０．２５ の条件を満足することを特徴とする請求項１から９のい
    ずれか１項のズームレンズ。
11. 【請求項１１】 前記第３群を物体側に移動させて無限
    遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことを
    特徴とする請求項１から１０のいずれか１項のズームレ
    ンズ。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれか１項のズ
    ームレンズを有していることを特徴とするカメラ。