JP2001318314A - 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】全体として４つ又は５つのレンズ群を有し、各
レンズ群の屈折力や変倍に伴う各レンズ群の移動条件を
適切に設定し、広画角でしかも高変倍比のズームレンズ
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前群と正の屈
折力の後群とから成り、該前群は負の屈折力の第１群の
１つのレンズ群より成り、該後群は正の屈折力の第２
群、負の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群、
第５群の４つのレンズ群を有し、各レンズ群の空気間隔
を変えて変倍を行い、該第４群は正の屈折力の両凸の正
レンズを含み、該第５群が物体側から順に凹面を物体側
に向けた負レンズ、凸面を像側にむけた正レンズを含
み、広角端と望遠端における第ｉ群と第ｉ＋１群の間隔
ＤｉＷ，ＤｉＴ、広角端における光学全長と全系の焦点
距離ＴＬＷ，ｆＷを各々適切に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は３５ｍｍフィルム用
の写真カメラや電子記録方式のビデオカメラ、デジタル
カメラ、そしてＳＶ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４つ又は５つのレンズ群を有
し、これら４つ又は５つの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ネ
ガティブリード型のズームレンズ及びそれを用いた光学
機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より負の屈折力のレンズ群が先行す
る所謂ネガティブリード型のズームレンズは広画角化が
比較的容易であるため撮影画角９０°以上を有する広画
角のズームレンズには多く用いられている。

【０００３】このような広画角用のズームレンズが例え
ば特開平２−２０１３１０号公報，特開平２−２９６２
０８号公報，特開平４−２３５５１４号公報，特開平４
−２３５５１５号公報で提案されている。これらに提案
されているズームレンズは、物体側から順に負，正，
負，そして正の屈折力の４つのレンズ群より構成してい
る。

【０００４】しかし、このタイプでは絞り径が増大し、
また、レンズ系を小型化しようとすると、望遠端での絞
り開放状態での球面収差と非点収差の補正が難しく、同
時に広角端での倍率色収差が大きくなるため、広い波長
域にわたって使用される写真用のズームレンズとして
は、全変倍域にわたって良好な結像性能を維持すること
が困難であった。

【０００５】又、特開平５−３１３０６６号公報や特開
平８−１１０４７０号公報では物体側より順に負，負，
正，負そして正の屈折力の５つのレンズ群より成り、各
レンズ群を移動させて変倍を行なったズームレンズを提
案している。

【０００６】又、特開平３−８０２１０号公報や特開平
４−２６４４１２号公報では物体側より順に負，正，
負，正そして正の屈折力の５つのレンズ群より成る変倍
比２．５〜４の５群ズームレンズを開示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、一眼レフカメラ
やビデオカメラ等には広画角のズームレンズが要望され
ている。

【０００８】一般にネガティブリード型のズームレンズ
において、所定のバックフォーカスを確保しつつ、例え
ば光学全長が１２０ｍｍ以下で、広角端の撮影画角１０
４°程度、変倍比２〜２．６程度、広角端のＦナンバー
４程度を確保しつつ、全変倍範囲にわたり良好なる光学
性能を得るには各レンズ群の屈折力配置を適切に設定す
る必要がある。各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が
不適切であるとレンズ枚数を増加させても変倍に伴う収
差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能
を得るのが難しくなってくる。

【０００９】例えば広角端での撮影画角が１００°程
度、変倍比２．５程度の変倍比を有したズームレンズに
おいてレンズ系全体の小型化を図ろうとすると、変倍に
伴う諸収差の変動が大きくなり、この諸収差を良好に補
正するのが大変難しくなってくる。

【００１０】本発明は、負の屈折力のレンズ群が先行す
るネガティブリード型の全体として４つ又は５つのレン
ズ群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折
力やレンズ構成を適切に設定することにより、所定のバ
ックフォーカスを有しつつ、広画角で全変倍範囲にわた
り高い光学性能を有した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。

【００１１】この他本発明は、負の屈折力のレンズ群が
先行するネガティブリード型の全体として４つ又は５つ
のレンズ群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群
の屈折力やレンズ構成を適切に設定することにより、所
定のバックフォーカスを有しつつ、広角端の撮影画角１
０４°、変倍比２〜２．６、Ｆナンバー４程度の全変倍
範囲にわたり高い光学性能を有した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。

【００１２】

【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前群と正の屈折
力の後群とから成り、該前群は負の屈折力の第１群の１
つのレンズ群より成り、該後群は正の屈折力の第２群、
負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、そして第５
群を有し、各レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行い、
該第４群は両レンズ面が凸面の正レンズを含み、該第５
群は物体側から順に凹面を物体側に向けた負レンズと凸
面を像側にむけた正レンズを含み、広角端と望遠端にお
ける第ｉ群と第ｉ＋１群の間隔を各々ＤｉＷ，ＤｉＴ、
広角端における光学全長と全系の焦点距離を各々ＴＬ
Ｗ，ｆＷとするとき、 Ｄ１Ｗ＞Ｄ１Ｔ ‥‥‥（１ａ） Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ ‥‥‥（２ａ） Ｄ３Ｗ＞Ｄ３Ｔ ‥‥‥（３ａ） Ｄ４Ｗ＜Ｄ４Ｔ ‥‥‥（４ａ） ６＜ＴＬＷ／ｆＷ＜１０ ‥‥‥（５ａ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１３】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、広角端と望遠端における第ｉ群の倍率を各々Ｂｉ
Ｗ，ＢｉＴ、ズーム比をＺとすると、 ｜Ｂ３Ｗ／Ｂ３Ｔ｜／Ｚ＞４ ‥‥‥（６ａ） ｜Ｂ４Ｔ／Ｂ４Ｗ｜／Ｚ＞２ ‥‥‥（７ａ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１４】請求項３の発明は請求項１又は２のズーム
レンズにおいて、広角端において、第ｉ群の倍率をＢｉ
Ｗとするとき Ｂ３Ｗ／Ｂ４Ｗ＞１００ ‥‥‥（８ａ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１５】請求項４の発明は請求項１，２又は３の発
明において、前記第５群は物体側から順に凹面を物体側
に向けた負レンズと、凸面を像側にむけた正レンズを含
み、該負レンズの物体側のレンズ面のパワーをφ１、該
正レンズの像側のレンズ面のパワーをφ２、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆＷとすると、 ０．１＜｜φ１×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥‥（９ａ） ０．１＜｜φ２×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥（１０ａ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１６】請求項５の発明のズームレンズは、物体側
より順に負の屈折力の前群と正の屈折力の後群とから成
り、該前群は負の屈折力の第１群の１つのレンズ群より
成り、該後群は正の屈折力の第２群、負の屈折力の第３
群、そして正の屈折力の第４群を有し、各レンズ群の空
気間隔を変えて変倍を行い、該第４群は物体側から順に
両レンズ面が凸面の正レンズ、凹面を物体側に向けた負
レンズ、凸面を像側にむけた正レンズを含み、広角端と
望遠端における第ｉ群と第ｉ＋１群の間隔を各々Ｄｉ
Ｗ，ＤｉＴ、広角端における光学全長と全系の焦点距離
を各々ＴＬＷ，ｆＷとするとき、 Ｄ１Ｗ＞Ｄ１Ｔ ‥‥‥（１ｂ） Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ ‥‥‥（２ｂ） Ｄ３Ｗ＞Ｄ３Ｔ ‥‥‥（３ｂ） ６＜ＴＬＷ／ｆＷ＜１０ ‥‥‥（５ｂ） なる条件を満足し、広角端と望遠端における第ｉ群の倍
率を各々ＢｉＷ，ＢｉＴ，ズーム比をＺとすると、 ｜Ｂ３Ｗ／Ｂ３Ｔ｜／Ｚ＞４ ‥‥‥（６ｂ） ｜Ｂ４Ｔ／Ｂ４Ｗ｜／Ｚ＞２ ‥‥‥（７ｂ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１７】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、 Ｂ３Ｗ／Ｂ４Ｗ＞１００ ‥‥‥（８ｂ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１８】請求項７の発明は請求項５又は６の発明に
おいて、前記第４群は物体側から順に両レンズ面が凸面
の正レンズ、凹面を物体側に向けた負レンズ、凸面を像
側にむけた正レンズを含み、該凹面を物体側に向けた負
レンズの物体側のレンズ面のパワーをφ１、該凸面を像
側にむけた正レンズの像側のレンズ面のパワーをφ２と
すると、 ０．１＜｜φ１×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥‥（９ｂ） ０．１＜｜φ２×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥（１０ｂ） なる条件を満足することを特徴としている。

【００１９】請求項８の発明のズームレンズは、物体側
より順に負の屈折力の前群と正の屈折力の後群とから成
り、該後群は正の屈折力の第２群、負の屈折力の第３
群、正の屈折力の第４群、そして第５群を有し、各レン
ズ群の空気間隔を変えて変倍を行い、広角端において最
軸外の光束の主光線が光軸と交わる位置より、物体側に
２面、像側に１面の非球面を有し、広角端と望遠端にお
ける第ｉ群と第ｉ＋１群の間隔を各々ＤｉＷ，ＤｉＴ、
広角端における光学全長と全系の焦点距離を各々ＴＬ
Ｗ、ｆＷとするとき、 Ｄ１Ｗ＞ＤＩＴ ‥‥‥（１ｃ） Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ ‥‥‥（２ｃ） Ｄ３Ｗ＞Ｄ３Ｔ ‥‥‥（３ｃ） Ｄ４Ｗ＜Ｄ４Ｔ ‥‥‥（４ｃ） ６＜ＴＬＷ／ｆＷ＜１０ ‥‥‥（５ｃ） る条件を満足することを特徴としている。

【００２０】請求項９の発明は請求項８の発明におい
て、前記複数の非球面のうち少なくとも１つの非球面
は、広角端において最軸外の光束の主光線が光軸と交わ
る位置より物体側にあり、かつ、軸上光束と最軸外光束
が交わらないことを特徴としている。

【００２１】請求項１０の発明は請求項８又は９の発明
において、前記複数の非球面のうち少なくとも１つの非
球面は、レンズ中心からレンズ周辺部の間に屈折力の変
化に極値を有することを特徴としている。

【００２２】請求項１１の発明は請求項８，９又は１０
の発明において、広角端において最軸外の光束の主光線
が光軸と交わる位置より像側にアッベ数が７０以上の光
学材料を用いた正レンズが少なくとも１枚有することを
特徴としている。

【００２３】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用いているこ
とを特徴としている。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の後述する数値実施
例１のレンズ断面図、図２，図３は本発明の後述する数
値実施例１の広角端と望遠端の収差図である。

【００２５】図４は本発明の後述する数値実施例２のレ
ンズ断面図、図５，図６は本発明の後述する数値実施例
２の広角端と望遠端の収差図である。

【００２６】図７は本発明の後述する数値実施例３のレ
ンズ断面図、図８，図９は本発明の後述する数値実施例
３の広角端と望遠端の収差図である。

【００２７】図１０は本発明の後述する数値実施例４の
レンズ断面図、図１１，図１２は本発明の後述する数値
実施例４の広角端と望遠端の収差図である。

【００２８】図１３は本発明の後述する数値実施例５の
レンズ断面図、図１４，図１５は本発明の後述する数値
実施例５の広角端と望遠端の収差図である。

【００２９】レンズ断面図において、ＬＦは負の屈折力
の前群、ＬＲは正の屈折力の後群、ＳＰは開口絞り、Ｉ
Ｐは像面である。図中矢印は広角端から望遠端への変倍
に際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。

【００３０】本発明のズームレンズは、物体側より順に
負の屈折力の前群ＬＦと正の屈折力の後群ＬＲとから成
り、該前群ＬＦは負の屈折力の第１群の１つのレンズ群
Ｌ１より成り、該後群ＬＲは正の屈折力の第２群Ｌ２、
負の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈折力の第４群Ｌ４の３
つのレンズ群を有し、又は後群ＬＲは正の屈折力の第２
群Ｌ２、負の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈折力の第４群
Ｌ４そして第５群Ｌ５の４つのレンズ群を有している。
そして各レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行なうこと
を基本構成としている。

【００３１】又、数値実施例１，２，５では物体側から
数えて第３面、第４面はレプリカによる非球面、第２２
面はガラスモールド、又は研削による非球面である。

【００３２】数値実施例４では、物体側から数えて第３
面，第４面はレプリカによる非球面、第２４面はガラス
モールド、又は研削による非球面である。

【００３３】そして第１発明（図１，図４，図１０，図
１３に示す数値実施例１，２，４，５）では第１群Ｌ１
を負の屈折力の第１１群Ｌ１１と負の屈折力の第１２群
Ｌ１２の２つのレンズ群より構成し、該第１２群Ｌ１２
を光軸上移動させてフォーカスを行っている。（尚、本
実施例においては第１群Ｌ１全体を移動させてフォーカ
スを行っても良い。）又、後群ＬＲを正の屈折力の第２
群Ｌ２、負の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈折力の第４群
Ｌ４、負の屈折力の第５群Ｌ５の４つのレンズ群より構
成している。

【００３４】そして広角端から望遠端への変倍は、前述
の条件式（１ａ），（２ａ），（３ａ），（４ａ）を満
足するように、第１群Ｌ１と第２群Ｌ２との間隔が減小
し、第２群Ｌ２と第３群Ｌ３との間隔が増大し、第３群
Ｌ３と第４群Ｌ４との間隔が減小し、第４群Ｌ４と第５
群Ｌ５との間隔が増大するように、各レンズ群を光軸上
移動させて行なっている。

【００３５】又、第１発明では、該第４群が両レンズ面
が凸面の正レンズを含み、該第５群が物体側から順に凹
面を物体側に向けた負レンズ、凸面を像側にむけた正レ
ンズを含んでいる。

【００３６】第１発明では以上のようにレンズ系全体を
５つのレンズ群で構成し、各レンズ群の間隔を変倍時に
変化させることで所定の変倍比を確保しつつ、又第４群
と第５群のレンズ構成を前述の如く構成して広画角化を
図りつつ、全変倍範囲で良好な光学性能を有したコンパ
クトなズームレンズを達成している。

【００３７】第１発明のズームレンズは、以上の諸条件
を満足することにより達成されるが、更に広画角化及び
高変倍化を図る際の収差変動を良好に補正し、全変倍範
囲にわたり高い光学性能を得るには次の諸条件のうちの
少なくとも１つを満足させるのが良い。

【００３８】（ア−１）広角端と望遠端における第ｉ群
の倍率を各々ＢｉＷ，ＢｉＴ、ズーム比をＺとすると、 ｜Ｂ３Ｗ／Ｂ３Ｔ｜／Ｚ＞４ ‥‥‥（６ａ） ｜Ｂ４Ｔ／Ｂ４Ｗ｜／Ｚ＞２ ‥‥‥（７ａ） なる条件を満足することである。

【００３９】（ア−２）広角端において、第ｉ群の倍率
をＢｉＷとするとき Ｂ３Ｗ／Ｂ４Ｗ＞１００ ‥‥‥（８ａ） なる条件を満足することである。

【００４０】（ア−３）前記第５群は物体側から順に凹
面を物体側に向けた負レンズと、凸面を像側にむけた正
レンズを含み、該負レンズの物体側のレンズ面のパワー
をφ１、該正レンズの像側のレンズ面のパワーをφ２、
広角端における全系の焦点距離をｆＷとすると、 ０．１＜｜φ１×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥‥（９ａ） ０．１＜｜φ２×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥（１０ａ） なる条件を満足することである。

【００４１】第２発明（図７に示す数値実施例３）では
第１群Ｌ１を負の屈折力の第１１群Ｌ１１と負の屈折力
の第１２群Ｌ１２の２つのレンズ群より構成し、該第１
２群Ｌ１２を光軸上移動させてフォーカスを行ってい
る。（尚、本実施例においては第１群Ｌ１全体を移動さ
せてフォーカスを行っても良い。）又、後群ＬＲを正の
屈折力の第２群Ｌ２、負の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈
折力の第４群Ｌ４の３つのレンズ群より構成している。

【００４２】そして広角端から望遠端への変倍は、前述
の条件式（１ｂ），（２ｂ），（３ｂ）を満足するよう
に、第１群Ｌ１と第２群Ｌ２との間隔が減小し、第２群
Ｌ２と第３群Ｌ３との間隔が増大し、第３群Ｌ３と第４
群Ｌ４との間隔が減少するように、各レンズ群を光軸上
移動させて行ない、又条件式（５ｂ）そして第ｉ群の広
角端と望遠端の倍率が条件式（６ｂ），（７ｂ）を満足
するように設定している。

【００４３】又、第２発明では、該第４群が両レンズ面
が凸面の正レンズ、凹面を物体側に向けた負レンズ、凸
面を像側にむけた正レンズを含んでいる。

【００４４】第２発明では以上のようにレンズ系全体を
４つのレンズ群で構成し、各レンズ群の間隔を変倍時に
変化させることで所定の変倍比を確保しつつ、又第４群
のレンズ構成を前述の如く構成して広画角化を図りつ
つ、全変倍範囲で良好な光学性能を有したコンパクトな
ズームレンズを達成している。

【００４５】第２発明のズームレンズは、以上の諸条件
を満足することにより達成されるが、更に広画角化及び
高変倍化を図る際の収差変動を良好に補正し、全変倍範
囲にわたり高い光学性能を得るには次の諸条件のうち少
なくとも１つを満足させるのが良い。

【００４６】 （イ−１） Ｂ３Ｗ／Ｂ４Ｗ＞１００ ‥‥‥（８ｂ） なる条件を満足することである。

【００４７】（イ−２）前記第４群は物体側から順に両
レンズ面が凸面の正レンズ、凹面を物体側に向けた負レ
ンズ、凸面を像側にむけた正レンズを含み、該凹面を物
体側に向けた負レンズの物体側のレンズ面のパワーをφ
１、該凸面を像側にむけた正レンズの像側のレンズ面の
パワーをφ２とすると、 ０．１＜｜φ１×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥‥（９ｂ） ０．１＜｜φ２×ｆｗ｜＜０．５ ‥‥（１０ｂ） なる条件を満足することである。

【００４８】第３発明（図１，図４，図１０，図１３に
示す数値実施例１，２，４，５）では第１群Ｌ１を負の
屈折力の第１１群Ｌ１１と負の屈折力の第１２群Ｌ１２
の２つのレンズ群より構成し、該第１２群Ｌ１２を光軸
上移動させてフォーカスを行っている。（尚、本実施例
においては第１群Ｌ１全体を移動させてフォーカスを行
っても良い。）又、後群ＬＲを正の屈折力の第２群Ｌ
２、負の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈折力の第４群Ｌ
４、負の屈折力の第５群Ｌ５の４つのレンズ群より構成
している。

【００４９】そして広角端から望遠端への変倍は、前述
の条件式（１ｃ），（２ｃ），（３ｃ），（４ｃ）を満
足するように、第１群Ｌ１と第２群Ｌ２との間隔が減小
し、第２群Ｌ２と第３群Ｌ３との間隔が増大し、第３群
Ｌ３と第４群Ｌ４との間隔が減小し、第４群Ｌ４と第５
群Ｌ５との間隔が増大するように、各レンズ群を光軸上
移動させて行なっている。

【００５０】又広角端において最軸外の光束の主光線が
光軸と交わる位置より物体側に２面、像面側に１面の非
球面を設けている。

【００５１】具体的には、第３面，第４面はレプリカに
よる非球面としている。数値実施例１，２，５では第２
２面を、又数値実施例４では第２４面はガラスモール
ド、又は研削による非球面である。

【００５２】又、第３面，第４面の非球面において、軸
上光束と最軸外光束が交わっていない。

【００５３】図１６，図１７，図１８，図１９に数値実
施例１，２，４，５における非球面のパワーを示してい
る。横軸は規格化された有効径であり、縦軸は面のパワ
ーである。当該図に示すとおり、第３面の非球面におい
て、パワーの変化に極値を有している。

【００５４】第３発明では以上のようにレンズ系全体を
５つのレンズ群で構成し、各レンズ群の間隔を変倍時に
変化させることで所定の変倍比を確保しつつ、非球面を
適切に用いるこにとより広画角化を図りつつ、全変倍範
囲で良好な光学性能を有したコンパクトなズームレンズ
を達成している。

【００５５】第３発明のズームレンズは、以上の諸条件
を満足することにより達成されるが、更に広画角化及び
高変倍化を図る際の収差変動を良好に補正し、全変倍範
囲にわたり高い光学性能を得るには次の諸条件のうち少
なくとも１つを満足させるのが良い。

【００５６】（ウ−１）前記複数の非球面のうち少なく
とも１つの非球面は、広角端において最軸外の光束の主
光線が光軸と交わる位置より物体側にあり、かつ、軸上
光束と最軸外光束が交わらないことである。

【００５７】（ウ−２）前記複数の非球面のうち少なく
とも１つの非球面は、レンズ中心からレンズ周辺部の間
に屈折力の変化に極値を有することである。

【００５８】（ウ−３）広角端において最軸外の光束の
主光線が光軸と交わる位置より像側にアッベ数が７０以
上の光学材料を用いた正レンズが少なくとも１枚有する
ことである。

【００５９】構成要件（ウ−１），（ウ−２）は主に、
レンズ全長の短縮し、広角端での撮影画角が１０４°程
度と広画角化を図り、ズーム比を２〜２．６と高めなが
ら、全変倍範囲にわたり、かつ画面全体にわたり、高い
光学性能を確保する為の諸条件のうちの１つである。

【００６０】又構成要件（ウ−１），（ウ−２）は全ズ
ーム域において、ディストーションと像面湾曲を良好に
補正する為に必要な条件である。

【００６１】構成（ウ−３）は、全ズーム域において、
倍率色収差を良好に補正する為に必要な条件である。

【００６２】具体的には、数値実施例５において、材質
のアッベ数が８１．５４の硝材を第５群の正レンズに用
いている。

【００６３】又、第１，第３発明においては、次のうち
の少なくとも１つを満足させるのが収差補正上好まし
い。

【００６４】（エ−１）物体側より順に第１群は物体側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ（Ｒ１，Ｒ
２）、該負レンズにレプリカによって形成した厚さの薄
い非球面（第３面）、レプリカによる非球面（Ｒ４）、
両レンズ面が凹面の負レンズ（Ｒ５，Ｒ６）、物体側に
凸面を向けたメニスカス状の正レンズより構成すること
である。

【００６５】（エ−２）物体側より順に第２群は負レン
ズと正レンズとの接合レンズ、そして正レンズより構成
することである。

【００６６】（エ−３）物体側より順に第３群は負レン
ズと正レンズとの接合レンズより構成することである。

【００６７】第２発明においては次のうちの少なくとも
１つを満足させるのが良い。

【００６８】（オ−１）物体側より順に第１群は物体側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ（Ｒ１，Ｒ
２）、両レンズ面が凹面の負レンズ、そして正レンズよ
り構成することである。

【００６９】（オ−２）物体側より順に第２群は負レン
ズと正レンズとの接合レンズ、そして正レンズより構成
することである。

【００７０】（オ−３）物体側より順に第３群は負レン
ズと正レンズとの接合レンズより構成することである。

【００７１】次に前述の各条件式の技術的意味について
説明する。条件式（１ａ）〜（４ａ），（１ｂ）〜（３
ｂ），（１ｃ）〜（４ｃ）は変倍に伴う各レンズ群の移
動条件を適切に設定することにより、レンズ系全体の小
型化を図りつつ、所定の変倍比を効果的に得る為のもの
である。

【００７２】これらの条件式を外れると、レンズ系全体
の小型化を図りつつ、所定の変倍比を効果的に得るのが
難しくなってくる。

【００７３】条件式（５ａ），（５ｂ），（５ｃ）は広
角端での光学全長（第１レンズ面から像面までの距離）
と広角端での全系の焦点距離の比、所謂テレ比を規定す
るものであり、主に所望のＦナンバーと所定の長さのバ
ックフォーカスを確保する為のものである。

【００７４】条件式（５ａ），（５ｂ），（５ｃ）の下
限値を超えると所望のＦナンバーと所定の長さのバック
フォーカスの確保が困難となり、又上限値を超えると収
差補正には有利であるが光学全長が増大することになり
好ましくない。

【００７５】条件式（６ａ），（６ｂ），（７ａ），
（７ｂ）は第３群と第４群の変倍による倍率変動を規定
し、広角端におけるテレ比を短く抑えながら、像面湾曲
を補正するものである。下限値以下の倍率変動である
と、レンズ系が大きくなり好ましくない。

【００７６】条件式（８ａ），（８ｂ）は広角端におい
て、第３群の倍率と第４群の倍率の比を規定したもので
あり、広角端におけるテレ比を短く抑えながら、像面湾
曲を補正するものである。該下限値以下の倍率変動であ
ると、レンズ系が大きくなり好ましくない。

【００７７】条件式（９ａ），（９ｂ），（１０ａ），
（１０ｂ）は第５群の凹面を物体側に向けた負レンズの
物体側のレンズ面のパワー（屈折力）とφ１、凸面を像
側にむけた正レンズの像側のレンズ面のパワーφ２を規
定したものであり、広角端におけるテレ比を短く抑えな
がら、像面湾曲、コマ収差を補正するものである。

【００７８】次に本発明のズームレンズを用いた光学機
器の実施形態を図２０を用いて説明する。

【００７９】図２０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。

【００８０】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。

【００８１】次に本発明の数値実施例を示す。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
番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。又、
非球面形状はレンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光
軸方向（光の進行方向）をＸ軸とし、光軸と垂直方向を
Ｙ軸、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき

【００８２】

【数１】

【００８３】なる式で表している。又「ｅ−Ｘ」は「×
１０^-X」を意味している。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。

【００８４】

【外１】

【００８５】

【外２】

【００８６】

【外３】

【００８７】

【外４】

【００８８】

【外５】

【００８９】

【表１】

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く、負の屈折力
のレンズ群が先行するネガティブリード型の全体として
４つ又は５つのレンズ群より成るズームレンズにおい
て、各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定する
ことにより、所定のバックフォーカスを有しつつ、広画
角で全変倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレ
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。

【００９１】この他本発明によれば、負の屈折力のレン
ズ群が先行するネガティブリード型の全体として４つ又
は５つのレンズ群より成るズームレンズにおいて、各レ
ンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定することによ
り、所定のバックフォーカスを有しつつ、広角端の撮影
画角１０４°、変倍比２〜２．６、Ｆナンバー４程度の
全変倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズ
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の望遠端の収差図

【図４】本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図５】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図６】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図７】本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図８】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図９】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図１０】本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図１１】本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図１２】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【図１３】本発明の数値実施例５のレンズ断面図

【図１４】本発明の数値実施例５の広角端の収差図

【図１５】本発明の数値実施例５の望遠端の収差図

【図１６】本発明の数値実施例１に係る非球面のパワー
を示す説明図

【図１７】本発明の数値実施例２に係る非球面のパワー
を示す説明図

【図１８】本発明の数値実施例４に係る非球面のパワー
を示す説明図

【図１９】本発明の数値実施例５に係る非球面のパワー
を示す説明図

【図２０】本発明の光学機器の要部概略図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ１１ 第１１群 Ｌ１２ 第１２群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 第５群 ＳＰ 絞り ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ΔＭ メリディオナル像面 ΔＳ サジタル像面 ＩＰ 像面

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 MA12 MA18 PA08 PA09 PA16 PA20 PB11 PB12 PB13 QA02 QA07 QA17 QA22 QA25 QA26 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 SA24 SA26 SA30 SA32 SA44 SA46 SA50 SA52 SA54 SA62 SA63 SA64 SA65 SA66 SB04 SB05 SB14 SB23 SB32 SB34 SB43

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前群と正の
   屈折力の後群とから成り、該前群は負の屈折力の第１群
   の１つのレンズ群より成り、該後群は正の屈折力の第２
   群、負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、そして
   第５群を有し、各レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行
   い、該第４群は両レンズ面が凸面の正レンズを含み、該
   第５群は物体側から順に凹面を物体側に向けた負レンズ
   と凸面を像側にむけた正レンズを含み、 広角端と望遠端における第ｉ群と第ｉ＋１群の間隔を各
   々ＤｉＷ，ＤｉＴ、広角端における光学全長と全系の焦
   点距離を各々ＴＬＷ，ｆＷとするとき、 Ｄ１Ｗ＞Ｄ１Ｔ Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ Ｄ３Ｗ＞Ｄ３Ｔ Ｄ４Ｗ＜Ｄ４Ｔ ６＜ＴＬＷ／ｆＷ＜１０ なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 広角端と望遠端における第ｉ群の倍率を
   各々ＢｉＷ，ＢｉＴ、ズーム比をＺとすると、 ｜Ｂ３Ｗ／Ｂ３Ｔ｜／Ｚ＞４ ｜Ｂ４Ｔ／Ｂ４Ｗ｜／Ｚ＞２ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。
3. 【請求項３】 広角端において、第ｉ群の倍率をＢｉＷ
   とするとき Ｂ３Ｗ／Ｂ４Ｗ＞１００ なる条件を満足する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５群は物体側から順に凹面を物体
   側に向けた負レンズと、凸面を像側にむけた正レンズを
   含み、該負レンズの物体側のレンズ面のパワーをφ１、
   該正レンズの像側のレンズ面のパワーをφ２、広角端に
   おける全系の焦点距離をｆＷとすると、 ０．１＜｜φ１×ｆｗ｜＜０．５ ０．１＜｜φ２×ｆｗ｜＜０．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２又
   は３のズームレンズ。
5. 【請求項５】 物体側より順に負の屈折力の前群と正の
   屈折力の後群とから成り、該前群は負の屈折力の第１群
   の１つのレンズ群より成り、該後群は正の屈折力の第２
   群、負の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群を
   有し、各レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行い、該第
   ４群は物体側から順に両レンズ面が凸面の正レンズ、凹
   面を物体側に向けた負レンズ、凸面を像側にむけた正レ
   ンズを含み、広角端と望遠端における第ｉ群と第ｉ＋１
   群の間隔を各々ＤｉＷ，ＤｉＴ、広角端における光学全
   長と全系の焦点距離を各々ＴＬＷ，ｆＷとするとき、 Ｄ１Ｗ＞Ｄ１Ｔ Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ Ｄ３Ｗ＞Ｄ３Ｔ ６＜ＴＬＷ／ｆＷ＜１０ なる条件を満足し、広角端と望遠端における第ｉ群の倍
   率を各々ＢｉＷ，ＢｉＴ，ズーム比をＺとすると、 ｜Ｂ３Ｗ／Ｂ３Ｔ｜／Ｚ＞４ ｜Ｂ４Ｔ／Ｂ４Ｗ｜／Ｚ＞２ なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
6. 【請求項６】Ｂ３Ｗ／Ｂ４Ｗ＞１００ なる条件を満足することを特徴とする請求項５のズーム
   レンズ。
7. 【請求項７】 前記第４群は物体側から順に両レンズ面
   が凸面の正レンズ、凹面を物体側に向けた負レンズ、凸
   面を像側にむけた正レンズを含み、該凹面を物体側に向
   けた負レンズの物体側のレンズ面のパワーをφ１、該凸
   面を像側にむけた正レンズの像側のレンズ面のパワーを
   φ２とすると、 ０．１＜｜φ１×ｆｗ｜＜０．５ ０．１＜｜φ２×ｆｗ｜＜０．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項５又は６の
   ズームレンズ。
8. 【請求項８】 物体側より順に負の屈折力の前群と正の
   屈折力の後群とから成り、該後群は正の屈折力の第２
   群、負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、そして
   第５群を有し、各レンズ群の空気間隔を変えて変倍を行
   い、広角端において最軸外の光束の主光線が光軸と交わ
   る位置より、物体側に２面、像側に１面の非球面を有
   し、広角端と望遠端における第ｉ群と第ｉ＋１群の間隔
   を各々ＤｉＷ，ＤｉＴ、広角端における光学全長と全系
   の焦点距離を各々ＴＬＷ、ｆＷとするとき、 Ｄ１Ｗ＞ＤＩＴ Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ Ｄ３Ｗ＞Ｄ３Ｔ Ｄ４Ｗ＜Ｄ４Ｔ ６＜ＴＬＷ／ｆＷ＜１０ る条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
9. 【請求項９】 前記複数の非球面のうち少なくとも１つ
   の非球面は、広角端において最軸外の光束の主光線が光
   軸と交わる位置より物体側にあり、かつ、軸上光束と最
   軸外光束が交わらないことを特徴とする請求項８のズー
   ムレンズ。
10. 【請求項１０】 前記複数の非球面のうち少なくとも１
    つの非球面は、レンズ中心からレンズ周辺部の間に屈折
    力の変化に極値を有することを特徴とする請求項８又は
    ９のズームレンズ。
11. 【請求項１１】 広角端において最軸外の光束の主光線
    が光軸と交わる位置より像側にアッベ数が７０以上の光
    学材料を用いた正レンズが少なくとも１枚有することを
    特徴とする請求項８又は９又は１０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
    ームレンズを用いていることを特徴とする光学機器。