JP2001305427A

JP2001305427A - ズームレンズ及び撮像装置

Info

Publication number: JP2001305427A
Application number: JP2000117979A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nanjo; 雄介南條
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ズームレンズ及び該ズームレンズを使用した
撮像装置において、量産時における性能のバラツキが生
じにくい構成としながらも、ズームレンズの全長を短縮
し小型化する。【解決手段】ズームレンズは、所請４群インナーフォ
ーカス式のズームレンズであり、物体側から順に、正の
屈折力を有し位置が常時固定の第１レンズ群ＧＩと、負
の屈折力を有し変倍のために位置が可動とされた変倍系
の第２レンズ群ＧＩＩと、正の屈折力を有し位置が常時
固定の第３レンズ群ＧＩＩＩと、正の屈折力を有し変倍
時及び合焦時に焦点位置を調節するために位置が可動と
された第４レンズ群ＧＩＶとから成るものである。そし
て、第３レンズ群ＧIIIの最も物体側寄りの面と第４レ
ンズ群ＧIVを構成するレンズの各面のうち少なくとも１
面を非球面によって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、全長が短く小型の
４群構成のズームレンズ及び該ズームレンズを有する撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主として民生用のビデオカメラ及
び静止画ビデオカメラに用いられているズームレンズと
しては、例えば、特許公報第２７４６１５５号に記載さ
れた、物体側より順にそれぞれ正、負、正、正の屈折力
を有する第１乃至第４レンズ群を配置し、第２レンズ群
と第４レンズ群とが位置が可動とされた４群インナーフ
ォーカス式ズームレンズが一般的に採用されている。

【０００３】また、上記ズームレンズの方式である４群
インナーフォーカス式において、全長を短縮したものと
しては、特許公報第２９０９７６５号や特許公報第２９
６３５２０号に記載されたものがある。

【０００４】上記特許公報第２９０９７６５号や特許公
報第２９６３５２０号に記載されたズームレンズにおい
ては、第３レンズ群が物体側より順に、凸、凹又は凸、
凸、凹のレンズ構成とされ、凹レンズが像側に強い凹面
を向けていることを特徴とするものである。

【０００５】また、その実施例によると、第３レンズ群
は全て単レンズの組み合わせによって構成され接合レン
ズは使用されていない。第３レンズ群の主点を前（物体
側）寄りにするためには、凸レンズは物体側に位置する
面が強い正の屈折力を有するようにし、凹レンズは像側
に位置する面が強い負の屈折力を有するようにした構成
と成らざるを得ない。しかし、球面収差、コマ収差、非
点収差に関しては、屈折力の強い凸面と凹面との打ち消
し合いが強く、また、量産時における部品の製造誤差や
組み立て時のレンズの偏心等により、結像性能のバラツ
キが生じやすいという欠点があった。

【０００６】ただ、上記レンズの偏心による誤差を回避
するために、調心組み立てと称される方法、即ち、複数
のレンズの光軸を合わせながらレンズ鏡筒に接着等によ
って固定していく方法もあるが、これには手間とコスト
を要し、従って、第３レンズ群を構成するレンズの枚数
が多いほど、安定した量産性を得ることが困難となって
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、ズームレンズ及び撮像装置において、量産時に
おける性能のバラツキが生じにくい構成としながらも、
ズームレンズの全長を短縮して小型化することを課題と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、物体側から順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍の
ために位置が可動とされた変倍系の第２レンズ群と、正
の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正の
屈折力を有し変倍時及び合焦時に焦点位置を調節するた
めに位置が可動とされた第４レンズ群とから成るズーム
レンズ、又は、該ズームレンズを有する撮像装置におい
て、第１レンズ群を物体側より順に凹レンズの第１レン
ズと凸レンズの第２レンズとの接合レンズ及び物体側に
凸面を向けた凸メニスカスレンズの第３レンズとによっ
て構成し、第２レンズ群を物体側より順に凹レンズの第
４レンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レンズの第６
レンズとの接合レンズによって構成し、第３レンズ群を
物体側より順に両凸レンズの第７レンズと両凹レンズの
第８レンズとの２枚接合レンズ、又は、両凸レンズの第
７レンズ、像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第
８レンズ及び物体側に強い凹面を向けた凹レンズの第９
レンズとの３枚接合レンズによって構成し、第４レンズ
群を両凸レンズの第９レンズ、又は、両凸レンズの第１
０レンズによって構成し、第３レンズ群の最も物体側寄
りの面と第４レンズ群を構成するレンズの各面のうち少
なくとも１面を非球面によって構成し、ｈｆを広角端に
おいて光軸と平行に入射した近軸光線による第３レンズ
群の最も物体側に位置する面の光線高、ｈｒを広角端に
おいて光軸と平行に入射した近軸光線による第３レンズ
群の最も像側に位置する面の光線高、ｄｐを第３レンズ
群を構成する凸レンズの合成厚、ｄIII,IVを広角端で、
物体までの距離無限遠に合焦したときの第３レンズ群と
第４レンズ群及びその間の空気間隔との合成厚、νｎを
第３レンズ群の凹レンズのアッベ数とすると、１．２＜
ｈｆ／ｈｒ＜１．５、０．３３＜ｄｐ／ｄIII,IV＜０．
６５、νｎ＜３０の各条件をそれぞれ満足するようにし
たものである。

【０００９】従って、第３レンズ群の主点を前寄りとす
ることが可能になると共に、第４レンズ群の焦点距離を
短くしてバックフォーカスを短縮することが可能にな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して説明する。尚、以下の実施の
形態は、本発明を図１及び図８に示すビデオカメラ用又
は静止画ビデオカメラ用のズームレンズ１及び２と、図
１５に示す該ズームレンズ１及び２を使用したビデオカ
メラ１０に適用したものである。

【００１１】ズームレンズ１及び２は、所謂４群インナ
ーフォーカス式のズームレンズであり、図１及び図８に
レンズ構成を示すように、物体側から順に、正の屈折力
を有し位置が常時固定の第１レンズ群ＧIと、負の屈折
力を有し変倍のために位置が可動とされた変倍系の第２
レンズ群ＧIIと、正の屈折力を有し位置が常時固定の第
３レンズ群ＧIIIと、正の屈折力を有し変倍時及び合焦
時に焦点位置を調節するために位置が可動とされた第４
レンズ群ＧIVとから成るものである。

【００１２】第１レンズ群ＧIは物体側より順に、凹レ
ンズの第１レンズＬ１と凸レンズの第２レンズＬ２との
接合レンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズ
の第３レンズＬ３とによって構成されている。

【００１３】第２レンズ群ＧIIは物体側より順に、凹レ
ンズの第４レンズＬ４及び両凹レンズの第５レンズＬ５
と凸レンズの第６レンズＬ６との接合レンズによって構
成されている。

【００１４】第３レンズ群ＧIIIは物体側より順に、両
凸レンズの第７レンズＬ７と両凹レンズの第８レンズＬ
８との２枚接合レンズによって構成されるか、又は、両
凸レンズの第７レンズＬ７、像側に凸面を向けた凸メニ
スカスレンズの第８レンズＬ８及び物体側に強い凹面を
向けた凹レンズの第９レンズＬ９との３枚接合レンズに
よって構成されている。

【００１５】第４レンズ群ＧIVは、第３レンズ群ＧIII
が第７レンズＬ７と第８レンズＬ８との２枚接合レンズ
によって構成されている場合には、両凸レンズの第９レ
ンズＬ９によって構成され、第３レンズ群ＧIIIが、第
７レンズＬ７、第８レンズＬ８及び第９レンズＬ９との
３枚接合レンズによって構成されている場合には、両凸
レンズの第１０レンズによって構成されている。

【００１６】また、第３レンズ群ＧIIIの最も物体側寄
りの面と第４レンズ群ＧIVを構成するレンズの各面のう
ち少なくとも１面が非球面によって構成されている。

【００１７】また、本発明ズームレンズ１及び２は、ｈ
ｆを広角端において光軸と平行に入射した近軸光線によ
る第３レンズ群ＧIIIの最も物体側に位置する面の光線
高、ｈｒを広角端において光軸と平行に入射した近軸光
線による第３レンズ群ＧIIIの最も像側に位置する面の
光線高、ｄｐを第３レンズ群ＧIIIを構成する凸レンズ
の合成厚、ｄIII,IVを広角端で、物体までの距離無限遠
に合焦したときの第３レンズ群ＧIIIと第４レンズ群ＧI
V及びその間の空気間隔との合成厚、νｎを第３レンズ
群ＧIIIの凹レンズのアッベ数とすると、１．２＜ｈｆ／ｈｒ＜１．５（条件式１）、０．３３＜ｄｐ／ｄIII,IV＜０．６５（条件式２）、 νｎ＜３０（条件式３）の各条件を満足するようにされている。

【００１８】ズームレンズ１において、主としてズーム
比が１２倍以下で、製造コストの低減を目的とする場合
には、上記に加えて、第３レンズ群ＧIIIを物体側より
順に、両凸レンズの第７レンズＬ７と両凹レンズの第８
レンズＬ８との２枚接合レンズによって構成し、ｒ１３
を第３レンズ群ＧIIIの凹レンズ（第８レンズ）の物体
側に位置する面の曲率半径、ｒ１４を第３レンズ群ＧII
Iの凹レンズ（第８レンズ）の像側に位置する面の曲率
半径、ｒ１５を第４レンズ群ＧIVの凸レンズ（第９レン
ズ）の物体側に位置する面の曲率半径、ｎ７を第３レン
ズ群ＧIIIの凸レンズ（第７レンズ）のｄ線における屈
折率、ｎ８を第３レンズ群ＧIIIの凹レンズ（第８レン
ズ）のｄ線における屈折率とすると、 −２＜ｒ１３／ｒ１４＜−０．５（条件式４）、０．７５＜ｒ１４／ｒ１５＜１．５（条件式５）、１．６９＜ｎ７＜ｎ８（条件式６）の各条件を満足させることが望ましい。

【００１９】また、ズームレンズ２において、主として
ズーム比が６倍以上で、ズーム全域における色収差をバ
ランス良く補正することで高画質化を目的とする場合に
は、上記（条件式４乃至６を除く。）に加えて、第３レ
ンズ群ＧIIIを物体側より順に、両凸レンズの第７レン
ズＬ７、像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第８
レンズＬ８及び物体側に強い凹面を向けた凹レンズの第
９レンズＬ９との３枚接合レンズによって構成し、ｎ７
を第３レンズ群ＧIIIの最も物体側に位置するレンズ
（第７レンズ）のｄ線における屈折率、ｎ８を第３レン
ズ群ＧIIIの間に挟まれた凸レンズ（第８レンズ）のｄ
線における屈折率、ｎ９を第３レンズ群ＧIVの最も像側
に位置するレンズ（第９レンズ）のｄ線における屈折
率、ｒ１３を第３レンズ群ＧIIIの間に挟まれた凸レン
ズ（第８レンズ）の物体側に位置する面の曲率半径、ｒ
１４を第３レンズ群ＧIIIの間に挟まれた凸レンズ（第
８レンズ）の像側に位置する面の曲率半径とすると、０．２５＜ｎ７−ｎ８（条件式７）、０．３０＜ｎ９−ｎ８（条件式８）、１．５＜ｒ１３／ｒ１４＜５．５（条件式９）の各条件を満足させることが望ましい。

【００２０】また、ズームレンズ１及び２においては、
前玉径を小さくするためには絞りを前（物体側）寄りに
配置すると有利となるので、絞りＩＲは第３レンズ群Ｇ
IIIから僅かに物体側に寄った位置に配置されている。
更に、第４レンズ群ＧIVと像面ＩＭＧとの間には、ロー
パスフィルタ等から成るフィルタＦＬが配置されてい
る。

【００２１】ところで、本発明の主目的は、光束を第３
レンズ群ＧIIIで細くしてからアフォーカルに近い状態
で第４レンズ群ＧIVへ送るようにすることで、第３レン
ズ群ＧIII及び第４レンズ群ＧIVから成る結像系を主点
が前（物体側）寄りとなる望遠タイプとすると共に、第
４レンズ群ＧIVの焦点距離を短くすることができるよう
にして、バックフォーカスを短くすることと、第４レン
ズ群ＧIVの移動空間を狭くすることにより、ズームレン
ズの全長の短縮を達成することである。

【００２２】上述のように、第３レンズ群ＧIIIの構成
は、図１に示すように、凸レンズと凹レンズとの２枚接
合レンズ、又は、図８に示すように、２枚の凸レンズと
凹レンズとの３枚接合レンズから成るものである。レン
ズ同士を接合して接合レンズを製造するときは、収差補
正上重要な面同士の反射光を利用して光軸を一致させる
方法か、又は、中心を透過する光線を無くするように各
レンズの光軸を一致させる方法によって、偏心がないよ
うに各レンズの位置関係を調整して接合する。従って、
第３レンズ群ＧIIIのレンズ面の偏心のバラツキは、極
めて微少な量に抑えられている。

【００２３】第３レンズ群ＧIIIは、物体側に強い正の
屈折力と像側に強い負の屈折力とが存在するため、球面
収差をはじめとする諸収差の打ち消し合いが強く、偏心
誤差が結像性能に及ぼすＥ今日が極めて強いレンズ群と
なってしまうが、上記のように、これを接合レンズとす
ることで調心組み立てが用にできるようになると共に、
調心後に外力等によって各レンズ面の位置関係がずれて
しまうこともないので、量産時に安定した高性能を維持
することが可能となる。

【００２４】また、全長の短縮には、レンズ枚数を削減
することも効果がある。即ち、例えば、色収差を部分系
毎に補正するためには、第３レンズ群ＧIIIと第４レン
ズ群ＧIVとにそれぞれ１枚ずつの凸レンズと凹レンズと
を配置することが条件となるが、本発明においては、高
分散ガラスを凹レンズに使用して、これを第３レンズ群
ＧIIIと第４レンズ群ＧIVから成る結像系の略中央に配
置することで、軸上色収差と倍率色収差とをバランス良
く補正することができるようにしたものである。他の収
差も、上記高分散ガラスから成る凹レンズと、第３レン
ズ群ＧIIIと第４レンズ群ＧIVそれぞれに配置された非
球面による効果で、前ズーム域で無限遠から近距離まで
効果的に補正するできると共に第４レンズ群ＧIVを両凸
の単レンズによって構成することができるようになり、
全長の短縮化にも貢献している。

【００２５】以下に上記条件式１乃至９について説明す
る。

【００２６】条件式１は、ズームレンズ１及び２の全長
を短縮するための条件を規定したものである。

【００２７】即ち、ｈｆ／ｈｒの値が下限値以下になる
と、第２レンズ群ＧIIで広げられた光束を第３レンズ群
ＧIIIで細く絞ってから第４レンズ群ＧIVに送ることが
できなくなり、従って、これに対処するために各レンズ
面を構成すると、全長短縮の目的を達成できなくなる。
反対に、ｈｆ／ｈｒの値が上限値以上になると、第３レ
ンズ群ＧIIIの最も物体側に位置する面に強い正の屈折
力が集中するようになり、従って、この面で発生する球
面収差、コマ収差及び非点収差をそれ以降の面で十分補
正することができなくなってしまう。

【００２８】条件式２は、第３レンズ群ＧIIIと第４レ
ンズ群ＧIVから成る結像系の中で唯一の凹レンズの配置
を決めるための条件を規定したものである。

【００２９】即ち、ｄｐ／ｄIII,IVの値が下限値以下と
なって凹レンズが物体側（前）寄りに配置されると負の
屈折力を有する接合面から発生するオーバー側の球面収
差と、これに伴うｇ線の球面収差曲線の曲がりが大きく
なって補正できなくなってしまう。逆に、ｄｐ／ｄIII,
IVの値が上限値以上となることは、第３レンズ群ＧIII
と第４レンズ群ＧIVから成る結像系の全長が長くなって
しまうことを意味するので、収差補正の点では有利であ
っても本発明の目的であるズームレンズの全長を短縮し
て小型化することができなくなってしまう。

【００３０】条件式３は、条件式２で規定された条件に
よって配置が決まった凹レンズで軸上色収差と倍率色収
差とを補正するための条件である。

【００３１】即ち、この条件を満足させないと第４レン
ズ群ＧIVが単玉で色収差を補正しない構成のままとな
り、従って、全体の色消しを行うことも不可能となる。

【００３２】また、条件式４乃至６は、図１に示すよう
に、第３レンズ群ＧIIIを物体側より順に、両凸レンズ
の第７レンズＬ７と両凹レンズの第８レンズＬ８との２
枚接合レンズによって構成した場合に適用されるもので
ある。

【００３３】条件式４は、上記両凹レンズの形状を規定
するための条件である。

【００３４】即ち、接合面は負の屈折力を有し、また、
両凹レンズの負の屈折力は色消し条件から略決まってい
るので、ｒ１３／ｒ１４の値が下限値以下となると接合
面の曲率が緩くなって、接合面で補正している球面収差
が補正不足になるのと、像側に位置する面から発生する
コマ収差や非点収差が大きくなって補正が困難になって
しまう。逆に、ｒ１３／ｒ１４の値が上限値以上になる
と、接合面の影響で球面収差が補正過剰となってしま
い、特に、ｇ線での球面収差曲線のオーバー側への曲が
りが大きくなってしまって、補正が困難となってしま
う。

【００３５】条件式５は、第３レンズ群ＧIIIと第４レ
ンズ群ＧIVとをできるだけ接近させて小型化を図るため
の条件を規定したものである。

【００３６】即ち、至近距離において第２レンズ群ＧII
の横倍率が−１となるとき、第４レンズ群ＧIV第３レン
ズ群ＧIIIに最も接近する。その際、ｒ１４／ｒ１５の
値が下限値以下であるときは、第３レンズ群ＧIIIと第
４レンズ群ＧIVはレンズの縁の部分でレンズを保持して
いる鏡筒が最も接近することとなるので、鏡筒が緩衝す
るのを防止するために光軸上の空気間隙を広く取る必要
性が生じて小型化に不利となる。第３レンズ群ＧIIIの
最も像側に位置する面よりも第４レンズ群ＧIVの最も物
体側に位置する面の曲率を強くすると、上記したレンズ
が接近したときに縁が当たることを防いで小型化に有利
となるが、ｒ１４／ｒ１５の値が上限値を越えると、第
４レンズ群ＧIVの最も物体側に位置する面から発生する
アンダー側の像面湾曲と歪曲収差が補正困難となってし
まう。

【００３７】条件式６は、主として、第３レンズ群ＧII
Iの最も物体側に位置する面が小型化のために強い正の
屈折力を有するため、これによって発生するアンダー側
の球面収差の補正に関する条件を規定するものである。

【００３８】即ち、ｎ７の値が下限値を超えると、上記
アンダー側の球面収差が補正困難なほど大きく発生する
と共に、ペッツバール和がプラス側に大きくなって像面
湾曲の補正が困難になってしまう。上記アンダー側の球
面収差発生の要因を打ち消すためには、アンダー側球面
収差が発生した面のすぐ近くの面でオーバー側の球面数
差を発生させると効果的であり、その為に、接合面の屈
折力は負でなければならず、しかも、屈折率も上限値で
ある第３レンズ群のＧIIIの凹レンズの屈折率ｎ８の値
以下である必要がある。

【００３９】更に、条件式７乃至９は、図８に示すよう
に、第３レンズ群ＧIIIを物体側より順に、第３レンズ
群ＧIIIを物体側より順に、両凸レンズの第７レンズＬ
７、像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第８レン
ズＬ８及び物体側に強い凹面を向けた凹レンズの第９レ
ンズＬ９との３枚接合レンズによって構成した場合に適
用されるものである。

【００４０】尚、ズームレンズ１のように第３レンズ群
ＧIIIが２枚接合の構成では、小型化のために強い屈折
力を有する面が最も舞台側に位置する１面だけに集中
し、この面の偏心や非球面形状の誤差の影響を受け易く
なる傾向がある。従って、上記傾向を、屈折力を分散し
て偏心の敏感度の軽減を図るために、第３レンズ群ＧII
Iを３枚接合の構成とすることによって緩和することを
目的とした。

【００４１】条件式７及び８は、条件式１で規定された
条件で全長の短縮を行いながら、上記偏心の敏感度の低
減を図るための条件を規定するものである。

【００４２】即ち、物体側に屈折力の高い即ち、条件式
で規定された条件を満足するだけであれば、第３レンズ
群ＧIIIを、屈折力の強い凸レンズ及び凹レンズとを間
に空気間隔を隔てて配置した構成とするだけでよいが、
凸レンズと凹レンズとをレンズ鏡筒に別々に保持させる
ようにすると、偏心誤差が生じ易くなる。従って、上記
空気間隔を屈折率が低いガラスに置き換え、条件式７と
条件式８に規定された条件を満足させることで、正の屈
折力を２面に分散させることと、量産時の調心組み立て
に適した接合レンズとして性能の安定化を図ることがで
きるようになる。

【００４３】条件式９は、第３レンズ群ＧIIIの３枚接
合レンズの間に挟まれる屈折率の低い凸レンズの形状を
規定するための条件である。

【００４４】即ち、ｒ１３／ｒ１４の値が下限値以下と
なると、上記凸レンズの心取り行程において、Ｚ値が小
さいために自動心取り機を用いて心取りできない可能性
が生じる。民生用のビデオカメラのレンズでは、コスト
を低く抑える必要性があり、また、一日当たりの生産量
が多いので、自動心取り機が使えない形状のレンズは実
用的ではない。ｒ１３／ｒ１４の値が上限値以上になる
と、物体側に位置する接合面で正の屈折力が弱くなっ
て、３枚接合レンズの各面の屈折力配置が前記２枚接合
レンズの構成に近くなって、正の屈折力を２面に分散す
るために第３レンズ群ＧIIIを３枚接合レンズによって
構成した目的が達成できなくなってしまう。また、像側
の接合面の曲率が強くなると、球面収差のｇ線でのオー
バー側への曲がりが大きくなって、その補正が困難にな
ってしまう。

【００４５】次に、上記ズームレンズを使用したビデオ
カメラ１０について説明する。

【００４６】即ち、ビデオカメラ１０は、図１５に示す
ように、上記ズームレンズ１又は２、撮像素子１１、ビ
ューファインダ１２、記録部１３、画面表示部１４、電
池１５及び回路基板１６等を外筐１７内の適宜な位置に
レイアウトして成るものである。

【００４７】ビデオカメラ１０においては、全体の奥行
き（前後）方向がズームレンズ１又は２とビューファイ
ンダ１２の長さによって決定される配置であり、従っ
て、全長を短縮し、小型化されたズームレンズ１を使用
することによって、コンパクトな外筐１７を使用するこ
とが可能になり、装置全体を小型かすることに貢献す
る。

【００４８】以下に、本発明ズームレンズ１及び２を具
体化した各数値実施例について説明する。

【００４９】尚、以下の説明において、「ｒｉ」は物体
側から数えてｉ番目の面の曲率半径、「ｄｉ」は物体側
から数えてｉ番目の面とｉ＋１番目の面との面間隔、
「ｄＦＬ」はフィルタＦＬの面間隔、「ｎｉ」は第ｉレ
ンズを構成する材質のｄ線における屈折率、「ｎＦＬ」
はフィルタＦＬを構成する材質のｄ線における屈折率、
「νｉ」は第ｉレンズを構成する材質のアッベ数、「ν
ＦＬ」はフィルタＦＬを構成する材質のアッベ数をそれ
ぞれ示すものとする。

【００５０】また、非球面形状は、「ｘｉ」を非球面の
深さ、「Ｈ」を光軸からの高さとすると、ｘｉ＝Ｈ²／ｒｉ｛１＋√（１−Ｈ²／ｒｉ²）｝＋ΣＡ
ｊＨ^j にて定義されるものとする。

【００５１】以下に、第３レンズ群ＧIIIを物体側より
順に、両凸レンズの第７レンズＬ７と両凹レンズの第８
レンズＬ８との２枚接合レンズによって構成したズーム
レンズ１に関する数値実施例１及び２を示す。

【００５２】表１に数値実施例１におけるズームレンズ
１の各数値を示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】また、表２に上記数値実施例１の広角端、
中間焦点位置及び望遠端における焦点距離、Ｆナンバ
ー、画角（２ω）及びズーミング動作に伴って数値が変
化する（variable）面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１４、ｄ１
６の各数値を示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】表３に非球面によって構成された面ｒ１２
及びｒ１５の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数
Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０をそれぞれ示す。尚、表３
中の「Ｅ」は、１０を底とする指数表現を意味するもの
とし、例えば、「Ｅ−０３」は「×１０^-3」を示す（以
下の非球面係数を示す同様の表においても同じ）。

【００５７】

【表３】

【００５８】図２乃至図４にそれぞれ、ズームレンズ１
の数値実施例１における広角端、中間焦点位置及び望遠
端における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ
示す。

【００５９】尚、球面収差図において実線はｄ線（波長
587.6nm）における値、破線はｇ線（波長435.8nm）にお
ける値、一点鎖線はＣ線（波長656.3nm）における値を
それぞれ示し、非点収差図において、実線はサジタル像
面、破線はメリディオナル像面における値を示すもので
ある（以下の各収差図においても同じ）。

【００６０】また、表４に上記数値実施例１におけるズ
ームレンズ１の前記各条件式１乃至６の数値及びそれら
に関連ずる数値を示す。

【００６１】

【表４】

【００６２】表５に数値実施例２におけるズームレンズ
１の各数値を示す。

【００６３】

【表５】

【００６４】また、表６に上記数値実施例２の広角端、
中間焦点位置及び望遠端における焦点距離、Ｆナンバ
ー、画角（２ω）及びズーミング動作に伴って数値が変
化する（variable）面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１４、ｄ１
６の各数値を示す。

【００６５】

【表６】

【００６６】表７に非球面によって構成された面ｒ１２
及びｒ１５の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数
Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０をそれぞれ示す。

【００６７】

【表７】

【００６８】図５乃至図７にそれぞれ、数値実施例２に
おけるズームレンズ１の広角端、中間焦点位置及び望遠
端における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ
示す。

【００６９】また、表８に上記数値実施例２におけるズ
ームレンズ１の前記各条件式１乃至６の数値及びそれら
に関連する数値を示す。

【００７０】

【表８】

【００７１】以下に、第３レンズ群ＧIIIを物体側より
順に、両凸レンズの第７レンズＬ７、像側に凸面を向け
た凸メニスカスレンズの第８レンズＬ８及び物体側に強
い凹面を向けた凹レンズの第９レンズＬ９との３枚接合
レンズによって構成したズームレンズ２に関する数値実
施例３及び４を示す。

【００７２】表９に数値実施例３におけるズームレンズ
２の各数値を示す。

【００７３】

【表９】

【００７４】また、表１０に上記数値実施例３の広角
端、中間焦点位置及び望遠端における焦点距離、Ｆナン
バー、画角（２ω）及びズーミング動作に伴って数値が
変化する（variable）面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１５、ｄ
１７の各数値を示す。

【００７５】

【表１０】

【００７６】表１１に非球面によって構成された面ｒ１
２及びｒ１６の４次、６次、８次及び１０次の非球面係
数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０をそれぞれ示す。

【００７７】

【表１１】

【００７８】図９乃至図１１にそれぞれ、数値実施例３
におけるズームレンズ２の広角端、中間焦点位置及び望
遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞ
れ示す。

【００７９】また、表１２に上記数値実施例３における
ズームレンズ２の前記各条件式１乃至３及び条件式７乃
至９の数値及びそれらに関連ずる数値を示す。

【００８０】

【表１２】

【００８１】表１３に数値実施例４におけるズームレン
ズ２の各数値を示す。

【００８２】

【表１３】

【００８３】また、表１４に上記数値実施例４の広角
端、中間焦点位置及び望遠端における焦点距離、Ｆナン
バー、画角（２ω）及びズーミング動作に伴って数値が
変化する（variable）面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１５、ｄ
１７の各数値を示す。

【００８４】

【表１４】

【００８５】表１５に非球面によって構成された面ｒ１
２及びｒ１６の４次、６次、８次及び１０次の非球面係
数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０をそれぞれ示す。

【００８６】

【表１５】

【００８７】図１２乃至図１４にそれぞれ、数値実施例
４におけるズームレンズ２の広角端、中間焦点位置及び
望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれ
ぞれ示す。

【００８８】また、表１６に上記数値実施例４における
ズームレンズ２の前記各条件式１乃至３及び条件式７乃
至９の数値及びそれらに関連ずる数値を示す。

【００８９】

【表１６】

【００９０】このように、本発明ズームレンズ１及び２
においては、第３レンズ群ＧIIIの主点を前（物体側）
寄りにすると共に、第４レンズ群ＧIVの焦点距離を短く
してバックフォーカスを短縮したので、全長を短縮して
小型化することが可能になった。

【００９１】そして、上記主点を前寄りにして全長を短
縮して小型化されるという効果を得るために、従来例の
ように第３レンズ群ＧIIIを、凸、凹又は凸、凸、凹の
単レンズを空気間隙を挟んで配置することによって生じ
る、各面の屈折力が強くなって偏心誤差が結像性能に与
える敏感度が極めて高くなってしまうという問題点を、
本発明では、凸、凹又は凸、凸、凹の２枚又は３枚の単
レンズを全て接合した接合レンズによって第３レンズ群
ＧIIIを構成するようにしたため、偏心に対する敏感度
を低くできるようになると共に、これらのレンズの接合
行程においてそれぞれの光軸を揃える（調心する）こと
が容易に行うことができるようになって、画像の所謂片
ボケを防止することが可能である。また、接合レンズ
は、接合後は外力によっても簡単に外れないという製造
上極めて有利な効果が得られる。

【００９２】更に、本発明ズームレンズ１又は２を使用
した撮像装置であるビデオカメラ１０においては、上記
した全長を短縮して小型化されると共に、第３レンズ群
ＧIIIを構成するレンズ相互の偏心誤差を極力抑制し
て、画像の所謂片ボケを防止することができるようにし
たズームレンズ１又は２の特徴を生かして、ズームレン
ズ１又は２とビューファインダ１２を配置することによ
り、奥行き方向の寸法が短いということを特徴とする小
型で画質の良い撮像装置を実現させることが可能とな
る。

【００９３】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。

【００９４】

【発明の効果】以上に説明したように本発明ズームレン
ズは、物体側から順に、正の屈折力を有し位置が常時固
定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために位
置が可動とされた変倍系の第２レンズ群と、正の屈折力
を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正の屈折力を
有し変倍時及び合焦時に焦点位置を調節するために位置
が可動とされた第４レンズ群とから成るズームレンズに
おいて、第１レンズ群を物体側より順に、凹レンズの第
１レンズと凸レンズの第２レンズとの接合レンズ及び物
体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第３レンズと
によって構成し、第２レンズ群を物体側より順に、凹レ
ンズの第４レンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レン
ズの第６レンズとの接合レンズによって構成し、第３レ
ンズ群を物体側より順に、両凸レンズの第７レンズと両
凹レンズの第８レンズとの２枚接合レンズによって構成
するか、又は、両凸レンズの第７レンズ、像側に凸面を
向けた凸メニスカスレンズの第８レンズ及び物体側に強
い凹面を向けた凹レンズの第９レンズとの３枚接合レン
ズによって構成し、第４レンズ群を、両凸レンズの第９
レンズによって構成するか、又は、両凸レンズの第１０
レンズによって構成し、第３レンズ群の最も物体側寄り
の面と第４レンズ群を構成するレンズの各面のうち少な
くとも１面を非球面によって構成し、ｈｆを広角端にお
いて光軸と平行に入射した近軸光線による第３レンズ群
の最も物体側に位置する面の光線高、ｈｒを広角端にお
いて光軸と平行に入射した近軸光線による第３レンズ群
の最も像側に位置する面の光線高、ｄｐを第３レンズ群
を構成する凸レンズの合成厚、ｄIII,IVを広角端で、物
体までの距離無限遠に合焦したときの第３レンズ群と第
４レンズ群及びその間の空気間隔との合成厚、νｎを第
３レンズ群の凹レンズのアッベ数とすると、１．２＜ｈ
ｆ／ｈｒ＜１．５、０．３３＜ｄｐ／ｄIII,IV＜０．６
５、νｎ＜３０の各条件をそれぞれ満足するようにした
ので、全長を短縮して小型化することができると共に、
第３レンズ群を構成するレンズ相互の偏心誤差を極力抑
制して画像の所謂片ボケを防止することができる。

【００９５】請求項２に記載した発明にあっては、第３
レンズ群を物体側より順に、両凸レンズの第７レンズと
両凹レンズの第８レンズとの２枚接合レンズによって構
成し、ｒ１３を第３レンズ群の凹レンズ（第８レンズ）
の物体側に位置する面の曲率半径、ｒ１４を第３レンズ
群の凹レンズ（第８レンズ）の像側に位置する面の曲率
半径、ｒ１５を第４レンズ群の凸レンズ（第９レンズ）
の物体側に位置する面の曲率半径、ｎ７を第３レンズ群
の凸レンズ（第７レンズ）のｄ線における屈折率、ｎ８
を第３レンズ群の凹レンズ（第８レンズ）のｄ線におけ
る屈折率とすると、−２＜ｒ１３／ｒ１４＜−０．５、
０．７５＜ｒ１４／ｒ１５＜１．５、１．６９＜ｎ７＜
ｎ８の各条件を満足するようにしたので、全長を短縮し
て小型化することができ、第３レンズ群を構成するレン
ズ相互の偏心誤差を極力抑制して画像の所謂片ボケを防
止することができと共に、諸収差を良好に補正して高画
質な画像を得ることができる。

【００９６】請求項３に記載した発明にあっては、第３
レンズ群を物体側より順に、両凸レンズの第７レンズ、
像側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第８レンズ及
び物体側に強い凹面を向けた凹レンズの第９レンズとの
３枚接合レンズによって構成し、ｎ７を第３レンズ群の
最も物体側に位置するレンズ（第７レンズ）のｄ線にお
ける屈折率、ｎ８を第３レンズ群の間に挟まれた凸レン
ズ（第８レンズ）のｄ線における屈折率、ｎ９：第３レ
ンズ群の最も像側に位置するレンズ（第９レンズ）のｄ
線における屈折率、ｒ１３を第３レンズ群の間に挟まれ
た凸レンズ（第８レンズ）の物体側に位置する面の曲率
半径、ｒ１４を第３レンズ群の間に挟まれた凸レンズ
（第８レンズ）の像側に位置する面の曲率半径とする
と、０．２５＜ｎ７−ｎ８、０．３０＜ｎ９−ｎ８、
１．５＜ｒ１３／ｒ１４＜５．５の各条件を満足するよ
うにしたので、全長を短縮して小型化することができ、
第３レンズ群を構成するレンズ相互の偏心誤差を極力抑
制して画像の所謂片ボケを防止することができと共に、
諸収差を良好に補正して高画質な画像を得ることができ
る。

【００９７】また、本発明撮像装置は、物体側から順
に、正の屈折力を有し位置が常時固定の第１レンズ群
と、負の屈折力を有し変倍のために位置が可動とされた
変倍系の第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時
固定の第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍時及び合
焦時に焦点位置を調節するために位置が可動とされた第
４レンズ群とから成るズームレンズを有する撮像装置に
おいて、第１レンズ群を物体側より順に、凹レンズの第
１レンズと凸レンズの第２レンズとの接合レンズ及び物
体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第３レンズと
によって構成し、第２レンズ群を物体側より順に、凹レ
ンズの第４レンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レン
ズの第６レンズとの接合レンズによって構成し、第３レ
ンズ群は物体側より順に、両凸レンズの第７レンズと両
凹レンズの第８レンズとの２枚接合レンズによって構成
するか、又は、両凸レンズの第７レンズ、像側に凸面を
向けた凸メニスカスレンズの第８レンズ及び物体側に強
い凹面を向けた凹レンズの第９レンズとの３枚接合レン
ズによって構成し、第４レンズ群を、両凸レンズの第９
レンズによって構成するか、又は、両凸レンズの第１０
レンズによって構成し、第３レンズ群の最も物体側寄り
の面と第４レンズ群を構成するレンズの各面のうち少な
くとも１面を非球面によって構成し、ｈｆを広角端にお
いて光軸と平行に入射した近軸光線による第３レンズ群
の最も物体側に位置する面の光線高、ｈｒを広角端にお
いて光軸と平行に入射した近軸光線による第３レンズ群
の最も像側に位置する面の光線高、ｄｐを第３レンズ群
を構成する凸レンズの合成厚、ｄIII,IVを広角端で、物
体までの距離無限遠に合焦したときの第３レンズ群と第
４レンズ群及びその間の空気間隔との合成厚、νｎを第
３レンズ群の凹レンズのアッベ数とすると、１．２＜ｈ
ｆ／ｈｒ＜１．５、０．３３＜ｄｐ／ｄIII,IV＜０．６
５、νｎ＜３０の各条件をそれぞれ満足するようにした
ので、全長が短く小型で、第３レンズ群を構成するレン
ズ相互の偏心誤差を極力抑制して、画像の所謂片ボケを
防止することができるようにしたズームレンズの特徴を
生かし、小型で画質の良い撮像装置を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至７と共に本発明ズームレンズの第１の
実施の形態を示すものであり、本図はレンズ構成を概略
的に示す図である。

【図２】数値実施例１の広角端における球面収差、非点
収差及び歪曲収差を示す図である。

【図３】数値実施例１の中間焦点距離における球面収
差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図４】数値実施例１の望遠端における球面収差、非点
収差及び歪曲収差を示す図である。

【図５】数値実施例２の広角端における球面収差、非点
収差及び歪曲収差を示す図である。

【図６】数値実施例２の中間焦点距離における球面収
差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図７】数値実施例２の望遠端における球面収差、非点
収差及び歪曲収差を示す図である。

【図８】図９乃至１４と共に本発明ズームレンズの第２
の実施の形態を示すものであり、本図はレンズ構成を概
略的に示す図である。

【図９】数値実施例３の広角端における球面収差、非点
収差及び歪曲収差を示す図である。

【図１０】数値実施例３の中間焦点距離における球面収
差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図１１】数値実施例３の望遠端における球面収差、非
点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図１２】数値実施例４の広角端における球面収差、非
点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図１３】数値実施例４の中間焦点距離における球面収
差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図１４】数値実施例４の望遠端における球面収差、非
点収差及び歪曲収差を示す図である。

【図１５】本発明ズームレンズを使用した撮像装置の構
成を概略的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、１０…撮像装
置、ＧI…第１レンズ群、ＧII…第２レンズ群、ＧIII…
第３レンズ群、ＧIV…第４レンズ群、Ｌ１…第１レン
ズ、Ｌ２…第２レンズ、Ｌ３…第３レンズ、Ｌ４…第４
レンズ、Ｌ５…第５レンズ、Ｌ６…第６レンズ、Ｌ７…
第７レンズ、Ｌ８…第８レンズ、Ｌ９…第９レンズ、Ｌ
１０…第１０レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA03 MA15 PA06 PA20 PB09 PB10 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA32 RA43 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA65 SA72 SA74 SB04 SB14 SB23 SB24 SB32 5C022 AA00 AA13 AB66 AC54 AC55 AC56 AC79

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍の
ために位置が可動とされた変倍系の第２レンズ群と、正
の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正の
屈折力を有し変倍時及び合焦時に焦点位置を調節するた
めに位置が可動とされた第４レンズ群とから成るズーム
レンズにおいて、上記第１レンズ群は物体側より順に、凹レンズの第１レ
ンズと凸レンズの第２レンズとの接合レンズ及び物体側
に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第３レンズとによ
って構成され、上記第２レンズ群は物体側より順に、凹レンズの第４レ
ンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レンズの第６レン
ズとの接合レンズによって構成され、上記第３レンズ群は物体側より順に、両凸レンズの第７
レンズと両凹レンズの第８レンズとの２枚接合レンズ、
又は、両凸レンズの第７レンズ、像側に凸面を向けた凸
メニスカスレンズの第８レンズ及び物体側に強い凹面を
向けた凹レンズの第９レンズとの３枚接合レンズによっ
て構成され、上記第４レンズ群は、両凸レンズの第９レンズ、又は、
両凸レンズの第１０レンズによって構成され、上記第３レンズ群の最も物体側寄りの面と第４レンズ群
を構成するレンズの各面のうち少なくとも１面が非球面
によって構成され、以下の各条件をそれぞれ満足するようにされたことを特
徴とするズームレンズ。１．２＜ｈｆ／ｈｒ＜１．５０．３３＜ｄｐ／ｄIII,IV＜０．６５ νｎ＜３０但し、ｈｆ：広角端において光軸と平行に入射した近軸光線に
よる第３レンズ群の最も物体側に位置する面の光線高、ｈｒ：広角端において光軸と平行に入射した近軸光線に
よる第３レンズ群の最も像側に位置する面の光線高、ｄｐ：第３レンズ群を構成する凸レンズの合成厚、ｄIII,IV：広角端で、物体までの距離無限遠に合焦した
ときの第３レンズ群と第４レンズ群及びその間の空気間
隔との合成厚、 νｎ：第３レンズ群の凹レンズのアッベ数とする。
【請求項２】第３レンズ群が物体側より順に、両凸レ
ンズの第７レンズと両凹レンズの第８レンズとの２枚接
合レンズによって構成され、以下の各条件を満足するようにされたことを特徴とする
請求項１に記載のズームレンズ。 −２＜ｒ１３／ｒ１４＜−０．５０．７５＜ｒ１４／ｒ１５＜１．５１．６９＜ｎ７＜ｎ８但し、ｒ１３：第３レンズ群の凹レンズ（第８レンズ）の物体
側に位置する面の曲率半径、ｒ１４：第３レンズ群の凹レンズ（第８レンズ）の像側
に位置する面の曲率半径、ｒ１５：第４レンズ群の凸レンズ（第９レンズ）の物体
側に位置する面の曲率半径、ｎ７：第３レンズ群の凸レンズ（第７レンズ）のｄ線に
おける屈折率、ｎ８：第３レンズ群の凹レンズ（第８レンズ）のｄ線に
おける屈折率とする。
【請求項３】第３レンズ群が物体側より順に、両凸レ
ンズの第７レンズ、像側に凸面を向けた凸メニスカスレ
ンズの第８レンズ及び物体側に強い凹面を向けた凹レン
ズの第９レンズとの３枚接合レンズによって構成され、以下の各条件を満足するようにされたことを特徴とする
請求項１に記載のズームレンズ。０．２５＜ｎ７−ｎ８０．３０＜ｎ９−ｎ８１．５＜ｒ１３／ｒ１４＜５．５但し、ｎ７：第３レンズ群の最も物体側に位置するレンズ（第
７レンズ）のｄ線における屈折率、ｎ８：第３レンズ群の間に挟まれた凸レンズ（第８レン
ズ）のｄ線における屈折率、ｎ９：第３レンズ群の最も像側に位置するレンズ（第９
レンズ）のｄ線における屈折率、ｒ１３：第３レンズ群の間に挟まれた凸レンズ（第８レ
ンズ）の物体側に位置する面の曲率半径、ｒ１４：第３レンズ群の間に挟まれた凸レンズ（第８レ
ンズ）の像側に位置する面の曲率半径とする。
【請求項４】物体側から順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍の
ために位置が可動とされた変倍系の第２レンズ群と、正
の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正の
屈折力を有し変倍時及び合焦時に焦点位置を調節するた
めに位置が可動とされた第４レンズ群とから成るズーム
レンズを有する撮像装置において、上記第１レンズ群は物体側より順に、凹レンズの第１レ
ンズと凸レンズの第２レンズとの接合レンズ及び物体側
に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第３レンズとによ
って構成され、上記第２レンズ群は物体側より順に、凹レンズの第４レ
ンズ及び両凹レンズの第５レンズと凸レンズの第６レン
ズとの接合レンズによって構成され、上記第３レンズ群は物体側より順に、両凸レンズの第７
レンズと両凹レンズの第８レンズとの２枚接合レンズ、
又は、両凸レンズの第７レンズ、像側に凸面を向けた凸
メニスカスレンズの第８レンズ及び物体側に強い凹面を
向けた凹レンズの第９レンズとの３枚接合レンズによっ
て構成され、上記第４レンズ群は、両凸レンズの第９レンズ、又は、
両凸レンズの第１０レンズによって構成され、上記第３レンズ群の最も物体側寄りの面と第４レンズ群
を構成するレンズの各面のうち少なくとも１面が非球面
によって構成され、以下の各条件をそれぞれ満足するようにされたことを特
徴とする撮像装置。１．２＜ｈｆ／ｈｒ＜１．５０．３３＜ｄｐ／ｄIII,IV＜０．６５ νｎ＜３０但し、ｈｆ：広角端において光軸と平行に入射した近軸光線に
よる第３レンズ群の最も物体側に位置する面の光線高、ｈｒ：広角端において光軸と平行に入射した近軸光線に
よる第３レンズ群の最も像側に位置する面の光線高、ｄｐ：第３レンズ群を構成する凸レンズの合成厚、ｄIII,IV：広角端で、物体までの距離無限遠に合焦した
ときの第３レンズ群と第４レンズ群及びその間の空気間
隔との合成厚、 νｎ：第３レンズ群の凹レンズのアッベ数とする。