JP2002014284A

JP2002014284A - ズームレンズ及びそれを用いた光学機器

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Publication number: JP2002014284A
Application number: JP2000194149A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Nanba; 則広難波
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP4612766B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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、小径化を達成した高
変倍比で、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得ること。【解決手段】物体側より順に負の屈折力の第１群、正の
屈折力の第２群、正の屈折力の第３群を有し、広角瑞か
ら望遠瑞への変倍に際して第１群と第２群との間隔が縮
まり、第２群と第３群との間隔は広がるようにしたズー
ムレンズにおいて、該第１群は像側に凹面を向けたメニ
スカス状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズを有し、該第２群は物体側より順に、物体
側に凸面を向けた正の第２１レンズ、像側に凹面を向け
たメニスカス状の負の第２２レンズを有することを特徴
とするズームレンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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の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、そしてデジタルスチルカメラ等
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、光学機器（カメラ）高機
能化にともない、それに用いる光学系には高性能化と小
型化のズームレンズが求められている。

【０００３】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。

【０００４】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
群を移動することで変倍を行い、負の屈折力の第１群を
移動することで変倍に伴う像点位置の補正を行ってい
る。

【０００５】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。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。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。

【０００６】

【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。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、レンズ全長が長くなる傾向があった。

【０００７】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群のもっとも物体側に凸レ
ンズ（正レンズ）が配置されており、特に広角化した場
合、レンズ外径が増大する傾向があった。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
フオ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傾向があった。

【０００８】また、米国特許第4,999,007号公報には、
負、正、正の屈折力の３つのレンズ群より成る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。
ところが、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
傾向があった。また、第１群と、第２群は構成レンズ枚
数が1枚のためレンズ群内における収差補正が難しい。
特に変倍時の倍率色収差の変動は軸外光線の光紬からの
高さの変動が大きい第１群内にて発生しやすいが、第１
群を凹レンズ1枚としているのでレンズ群内での補正が
十分でなく、全系においても倍率色収差の変動が増加す
る傾向があった。

【０００９】さらに、ズーム広角端での画角を大きくし
た場合の特有な問題として歪曲収差の補正不足の問題が
ある。また、比較的感度の低い高画素の撮影素子で用い
るためには更なる大口径比化が求められる。

【００１０】また、米国特許第4,824,223号公報には負
一正一正の３群構成のプロジェクター用光学系が開示さ
れている。このレンズでは第１群が負レンズ１枚のため
レンズ群内の収差補正が必ずしも十分でなく、変倍比が
１．７程度であった。

【００１１】本出願人は特願平10−301684号において負
一正一正の屈折力の３つのレンズ群を有した３群ズーム
レンズを提案した。このズームレンズではレンズ群の後
方にフィルター等を挿入するために必要な長さのバック
フォーカスの確保と、固体撮像素子用として必要なテレ
セントリック特性の双方を両立した上で、変倍比２以上
としながら極力レンズ全長を短縮しコンパクトなズーム
レンズを達成している。

【００１２】本発明は、特願平10−301684号で提案した
ズームレンズを更に改良し、特に第２群の小型化、およ
び第２群と第３群の空気間隔の短縮を図り、よリー層の
小型化を達成し、かつ諸収差が良好に補正された高い光
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。

【００１３】

【課題を解決するための手投】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群、正の屈
折力の第２群、正の屈折力の第３群を有し、広角瑞から
望遠瑞への変倍に際して第１群と第２群との間隔が縮ま
り、第２群と第３群との間隔は広がるようにしたズーム
レンズにおいて、該第１群は像側に凹面を向けたメニス
カス状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状
の正レンズを有し、該第２群は物体側より順に、物体側
に凸面を向けた正の第２１レンズ、像側に凹面を向けた
メニスカス状の負の第２２レンズを有することを特徴と
している。

【００１４】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第２２レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR22
a、像側のレンズ面の曲率半径をR22b、前記第２群の焦
点距離をｆ２，該第２２レンズの焦点距離をｆ２２とし
たとき −６．５＜（R22b＋R22a）／（R22b−R22a）＜−１．２・・・（１ａ）０．５＜｜f22｜/f２＜２．２・・・（２ａ）の条件式を満足することを特徴としている。

【００１５】請求項３の発明は請求項２の発明において
前記第２群は正の第２１レンズとメニスカス状の負の第
２２レンズのみで構成されることを特徴としている。

【００１６】請求項４の発明は請求項２の発明において
前記第２群は物体側から順に物体側に凸面を向けた正の
第２１レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス状の負の
第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２３レンズで
構成されることを特徴としている。

【００１７】請求項５の発明は請求項２の発明において
前記第２群は物体側から順に物体側に凸面を向けた正の
第２１レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス状の負の
第２２レンズ、負の第２３レンズと正の第２４レンズを
融合した全体として正の接合レンズで構成されることを
特徴としている。

【００１８】請求項６の発明は請求項３、４又は５の発
明において前記第２１レンズは光軸から周辺に向かって
収斂作用が弱まるような形状の非球面を有することを特
徴としている。

【００１９】請求項７の発明は請求項６の発明において
前記第２１レンズは両レンズ面とも非球面であることを
特徴としている。

【００２０】請求項８の発明のズームレンズは、物体側
より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正
の屈折力の第３群そして正の屈折力の第４群を有し、広
角端から望遠瑞への変倍に際して第２群と第３群との間
隔が縮まり、第３群と第４群との間隔が広がり、第３群
が移動するズームレンズにおいて、第２群は像側に凹面
を向けたメニスカス状の負レンズ、物体側に凸面を向け
たメニスカス状の正レンズを有し、第３群は物体側より
順に、開口絞り、物体側に凸面を向けた正の第３１レン
ズ、像側に凹面を向けたメニスカス状の負の第３２レン
ズを有することを特徴としている。

【００２１】請求項９の発明は請求項８の発明において
前記第３２レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR32
a、像側のレンズ面の曲率半径をR32b、該第３群の焦点
距離をｆ３、該３２レンズの焦点距離をｆ３２としたと
き、 −６．５＜（R32b＋R32a）／（R32b−R32a）＜−１．２・・・（１ｂ）０．５＜｜f３２｜／f３＜２．２・・・（２ｂ）の条件式を満足することを特徴としている。

【００２２】請求項１０の発明は請求項９の発明におい
て広角端から望遠瑞への変倍時、前記第１群は像側へ凸
の軌跡、もしくは凸状の軌跡のうちの一部の軌跡にて移
動することを特徴としている。

【００２３】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて前記第１群は物体側に凸面を向けた正の第１１レン
ズのみで構成されることを特徴としている。

【００２４】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。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は第１発明の後述する数値実
施例１のレンズ断面図である。図２〜図４は第１発明の
数値実施例１の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００２６】図５は第１発明の後述する数値実施例２の
レンズ断面図である。図６〜図８は第１発明の数値実施
例２の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００２７】図９は第１発明の後述する数値実施例３の
レンズ断面図である。図１０〜図１２は第１発明の数値
実施例３の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００２８】図１３は第１発明の後述する数値実施例４
のレンズ断面図である。図１４〜図１６は第１発明の数
値実施例４の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００２９】図１７は第１発明の後述する数値実施例５
のレンズ断面図である。図１８〜図２０は第１発明の数
値実施例５の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００３０】図２１は第２発明の後述する数値実施例６
のレンズ断面図である。図２２〜図２４は第２発明の数
値実施例６の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００３１】図１、図５、図９、図１３、図１７のレン
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
リズム等のガラスロックである。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。

【００３２】図１、図５のズームレンズでは広角端から
望遠端への変倍に際し、第１群と、第２群の間隔が減少
し、第２群と第３群の間隔が増大するように、第２群と
第３群を物体側へ移動させて行い、変倍に伴う像面変動
の補正を第１群を像面側に凸状の軌跡で又は、その軌跡
の一部に沿って非直線的に移動させて行っている。

【００３３】図７、図１３、図１７のズームレンズでは
広角端から望遠端への変倍に際して第１群と、第２群の
間隔が減少し、第２群と第３群間隔が増大するように、
第２群を物体側へ移動させ、変倍に伴う像面変動の補正
を該第１群を像面側に凸状の軌跡又はその一部に沿って
非直線的に移動させて行っている。

【００３４】ここで第３群は移動させても良く、又、固
定であっても良い。

【００３５】図２１のレンズ断面図において、Ｌ１は、
正の屈折力の第１群、Ｌ２は負の屈折力の第２群、Ｌ３
は正の屈折力の第３群、Ｌ４は正の屈折力の第４群であ
る。

【００３６】ＳＰは絞り、ＩＰは像面、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。

【００３７】広角端から望遠瑞への変倍に際して該第１
群と第２群の間隔が増大し第２群と第３群の間隔が減少
し、該第３群と第４群の間隔が増大するように矢印の如
く各レンズ群を光軸上移動させている。

【００３８】ここで第１、第２群は像側に凸状の軌跡
で、又はその一部の軌跡で移動している。

【００３９】次に第１、第２発明について順次説明す
る。

【００４０】第１発明では、物体側より順に、負の屈折
力の第１群、正の屈折力の第２群そして正の屈折力の第
３群の３つの群を有しており、広角端から望遠端へのズ
ーミングに際して、第１群は像側に凸の往復運動もしく
はこの一部の運動、第２群は物体側に移動し、第３群は
移動もしくは固定である。

【００４１】第１発明のズームレンズは、基本的には負
の屈折力の第１群と正の屈折力の第２群とで所謂広角シ
ョートズーム系を構成しており、第２群の移動により変
倍を行い、第１群を往復移動によって変倍に伴う像点の
移動を補正している。

【００４２】第３群はズーミング中固定の場合、変倍に
は寄与しないが、撮像素子の小型化に伴うズームレンズ
の屈折力の増大を分担し、第１、第２群で構成されるシ
ョートズーム系の屈折力を減らすことで特に第１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。

【００４３】また、特に固体撮像素子等を用いた光学機
器に必要な像側のテレセントリックな結像を正の屈折力
の第３群をフィールドレンズの役割を持たせることで達
成している。

【００４４】また、第３群がズーミング中移動する場合
は第３群に入射する軸外光線の光軸からの高さをコント
ロールできるため軸外諸収差に対する補正能力が高ま
り、変倍全域に渡ってさらに良好な性能を実現してい
る。

【００４５】また、絞りＳＰを第２群内の物体側に置
き、広角側での入射瞳と第１群との距離を縮めることで
第１群を構成するレンズの外径の増大をおさえるととも
に、正の屈折力の第２群の物体側に配置した絞りを挟ん
で第１群と第３群とで軸外の諸収差を打ち消すことで構
成レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。

【００４６】さらに、負の屈折力の第１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、物体
側に凸面を向けたメニスカス状の正のレンズの２枚で構
成し、又は、像側に凹面を向けたメニスカス状の負レン
ズ、像側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズそして
物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズの３枚の
レンズで構成している。正の屈折力の第２群を物体側か
ら順に、物体側に凸面を向けた正の第２１レンズ、像側
に凹面を向けたメニスカス状の負の第２２レンズで構成
し、又は、物体側に凸面を向けた正の第２１レンズ、像
側に凹面を向けたメニスカス状の負の第２２レンズそし
て正の第２３レンズで構成している。

【００４７】又は物体側に凸面を向けた正の第２１レン
ズ、像側に凹面を向けたメニスカス状の負の第２２レン
ズ、負の第２３レンズと正の第２４レンズとを接合した
接合レンズで構成している。正の屈折力の第３群を正の
第３１レンズで構成している。

【００４８】負の屈折力の第１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もっとも物体側のレンズ径の増大が
抑えられる凹−凸（負−正）の構成としている。

【００４９】第１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
り中心を中心とする同心球面に近い形状をとっている。
すなわち、負レンズは像側に凹面を向けたメニスカス形
状とし、正レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形
状としている。

【００５０】図１、図５において第２群は物体側から順
に物体側に凸面を向けた正の第２１レンズ、像側に凹面
を向けたメニスカス状の第２２レンズで構成し、第２群
を所謂望遠レンズタイプとして第２群の主点位置を物体
側に移動させて第２群と第３群の実距離間隔を短くして
小型化を図っている。

【００５１】図９、図１３において第２群を物体側から
順に物体側に凸面を向けた正の第２１レンズ、像側に凹
面を向けたメニスカス状の第２２レンズ、正の第２３レ
ンズのトリプレットで構成すると第２群内での収差補正
能力が高まるためより高解像なズームレンズが提供でき
る。この場合は物体側から順に正レンズ、両レンズ面が
凹面の負レンズ、正レンズを用いたトリプレットの構成
と比べるとメニスカス状の負レンズを用いている分、主
点位置を物体側に移動させて第２群と第３群の実距離間
隔を短縮させている。

【００５２】また両レンズ面が凹面の負レンズよりもメ
ニスカス状の負レンズを用いた方が第２群の全長が短縮
されるため、撮影を行わないときに各レンズ群を沈胴さ
せて薄型化を図った光学機器を構成する場合は有利とな
る。

【００５３】さらに図１７に示すように上記トリプレッ
トの像側の正レンズを負レンズと正レンズからなる接合
レンズで置き換えると色収差補正能力が増すので好まし
い。

【００５４】なお、第２群中のもっとも物体側の第２１
レンズは第１群を射出した軸外主光線が大きく屈折して
軸外諸収差が発生しないよう物体側に凸の形状にしてい
る。また、第１群を発散状態で射出した軸上光束に対し
て球面収差の発生量を抑えるためにも第２１レンズは物
体側に凸の形状が好ましい。

【００５５】正の屈折力の第３群は、物体側に凸面を設
けた形状の正の第３１レンズを有し、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も有し
ている。

【００５６】また、各レンズ群を少ないレンズ枚数で構
成しつつ、更なる光学性能の向上を達成するため、第１
発明では非球面を効果的に導入している。

【００５７】図1に示す実施例１においては、第１群を
構成する第１１レンズの像側のレンズ面を周辺で発散作
用が弱くなる形状の非球面とし、特に広角側での像面彎
曲、非点収差および歪曲収差の補正を行い変倍に伴う収
差変動を低減している。

【００５８】また、第２群を構成する第２１レンズの物
体側のレンズ面を周辺で収斂作用が弱くなる非球面とし
ており、大口径化で顕著になる球面収差の補正を効果的
におこなっている。さらに第２１レンズの像側のレンズ
面を非球面とすると球面収差とコマ収差の補正が両立し
やすくなるため図１に示すように第２群の構成枚数が少
ない場合には特に有効である。

【００５９】また、第３群を構成する第３１レンズの物
体側のレンズ面を周辺で収斂作用が弱くなる非球面とし
ており、変倍全域での像面彎曲、非点収差、歪曲収差の
補正を効果的におこなっている。

【００６０】同様な理由により、図５に示す実施例２で
は第１群の第１１レンズの像面側のレンズ面、第２１レ
ンズの物体側と像面側のレンズ面、第３１レンズの物体
側のレンズ面に非球面を用いている。

【００６１】図９に示す実施例３では第１群の第１１レ
ンズの像面側のレンズ面、第２１レンズの物体側のレン
ズ面、第３１レンズの像面側のレンズ面に非球面を用い
ている。

【００６２】図１３に示す実施例４では第１群の第１１
レンズの像面側のレンズ面、第２１レンズの物体側のレ
ンズ面、第３１レンズの像面側のレンズ面に非球面を用
いている。

【００６３】図１７に示す実施例５では第１群の第１１
レンズの像面側のレンズ面、第２１レンズの物体側のレ
ンズ面、第３１レンズの像面側のレンズ面に非球面を用
いている。

【００６４】これによって図１のズームレンズと同様の
光学性能を得ている。

【００６５】第１発明のズームレンズを用いて無限遠物
体から近距離物体への撮影をする場合には、第１群を物
体側へ移動することで良好な性能を得られるが、第３群
を一体で物体側に移動するとリアフォーカス式となるた
め、フオーカシングによる前玉経の増大が防げること
や、最短撮像距難が短縮できること、そしてフォーカス
群が軽量化できるといったメリットが得られる。

【００６６】尚、第１発明において更に収差補正上好ま
しくは（ア−１）前記第２２レンズの物体側のレンズ面
の曲率半径をR22a、像側のレンズ面の曲率半径をR22b、
前記第２群の焦点距離をｆ２，該第２２レンズの焦点距
離をｆ２２としたとき −６．５＜（R22b＋R22a）／（R22b−R22a）＜−１．２・・・（１ａ）０．５＜｜f22｜/f２＜２．２・・・（２ａ）の条件式を満足させるのが良い。

【００６７】条件式（１ａ）は第２群のメニスカス状の
負の第２２レンズの形状因子を規定する式である。上限
を超えてメニスカスの度合いが弱まり平凹レンズに近づ
くと第２群の後側主点を物体側に移動させて小型化する
効果が薄れレンズ全長の大型化を招くため良くない。ま
た、下限を超えてメニスカスの度合いが強まりすぎると
製造誤差に起因する偏芯時の性能劣化が大きくなるため
よくない。

【００６８】条件式（２ａ）は第２群のメニスカス状の
負の第２２レンズの焦点距離すなわち屈折力を規定する
式である。上限を超えて屈折力が弱まると第２群を望遠
タイプの屈折力配置とした効果が薄れ、条件式（１）を
満足しても後側主点を物体側に移動させる作用が弱まリ
レンズ全長の大型化を招くため良くない。また、下限を
超えて屈折力が強まるとペッツバール和が急に大きくな
り像面がオーバーとなり良くない。

【００６９】次に図２１の第２発明について説明する。

【００７０】第２発明では、物体側より順に、正の屈折
力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群
そして正の屈折力の第４群の４つの群を有しており、広
角端から望遠端へのズーミングに際して、第１群、第２
群は像側に凸状の往復運動もしくはこの一部の運動、第
３群は物体側に移動し、第４群は移動もしくは固定であ
る。

【００７１】第２発明が第１発明と異なるのは正の屈折
力の第１群を物体側に付加したことにより、変倍作用を
第２群と第３群にて分担している点である。これにより
変倍時の収差変動を低減できるため比較的変倍比の高い
ズームレンズが提供できるというメリットがある。第２
発明の第２、第３、第４群は第１発明の第１、第２、第
３群に相当し、各レンズ群の技術的な意味は互いに同じ
である。

【００７２】第２発明では変倍に伴い、第１群を像別に
凸の往復運動もしくはこの一部の移動を行うことにより
広角よりの中間位置の軸外光束により決まりがちな第１
群の径寸法を小さくする効果がある。

【００７３】第１群は物体的に凸面を向けた正レンズの
１つで構成している。第２群は像側に凹面を向けたメニ
スカス状の負レンズを２つと、物体側に凸面を向けた正
レンズより構成し、第３群は両レンズ面が凸面の正レン
ズと物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズより
構成している。

【００７４】また移動群をメカニカルなカム構成を用い
て非撮影時に像側に収納する所謂沈胴構成は周知であ
る。本実施例を沈胴構成として非撮影時に更なるコンパ
クト化を図る場合、カム構成を極力簡素化するために開
口絞りは第３群と一体で移動するのが好ましい。

【００７５】尚、第２発明おいて更に収差補正上好まし
くは次の条件式を満足させるのが良い。（イ−１）前記第３２レンズの物体側のレンズ面の曲率
半径をR32a、像側のレンズ面の曲率半径をR32b、該第３
群の焦点距離をｆ３、該３２レンズの焦点距離をｆ３２
としたとき、 −６．５＜（R32b＋R32a）／（R32b−R32a）＜−１．２・・・（１ｂ）０．５＜lf３２／f＜２．２・・・（２ｂ）の条件式を満足することである。

【００７６】ここで条件式（１ｂ）、（２ｂ）の技術的
な意味は第１発明における条件式（１ａ）、（２ａ）と
同じである。

【００７７】以下に、本発明の数値実施例を示す。各数
値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、
Ｒｉはレンズ面又は面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ
+1面との間のレンズ肉厚および空気間隔、Ｎｉ、νｉは
それぞれd線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、
もっとも像側の２面は水晶ローパスフィルター、赤外カ
ットフィルター等のフィルター部材である。また、B，
C，D，E，Fは非球面係数である。非球面形状は光紬から
の高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にし
てxとするとき

【００７８】

【数１】

【００７９】で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐
定数である。

【００８０】また、例えば「ｅ−ｚ」の表示は「１０−
^z」意味する。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 [数値実施例１]本数値実施例の断面図を図１に、広角
端、中間位置、望遠端での収差図を図２、３、４に示
す。

【００８１】本実施例は物体側から順に負の第１群、正
の第２群、正の第３群で構成され、広角端から望遠端へ
のズーミングに際し、第１群は像側に凸の往復運動、第
２群は物体側へ移動、第３群は物体側に移動し、第１群
と第２群との間隔は狭まるよう、第２群と第３群の間隔
は広がるように変化する。

【００８２】以下レンズデータを示す。

【００８３】

【外１】

【００８４】[数値実施例２]本数値実施例の断面図を図
５に、広角端、中間位置、望遠端での収差図を図６、
７、８に示す。

【００８５】本実施例は物体側から順に負の第１群、正
の第２群、正の第３群で構成され、広角端から望遠端へ
のズーミングに際し、第１群は像側に凸の往復運動、第
２群は物体側へ移動、第３群は物体側に移動し、第１群
と第２群との間隔は狭まるよう、第２群と第３群の間隔
は広がるように変化する。

【００８６】以下レンズデータを示す。

【００８７】

【外２】

【００８８】[数値実施例３]本数値実施例の断面図を図
９に、広角端、中間位置、望遠端での収差図を図１０、
１１、１２に示す。

【００８９】本実施例は物体側から順に負の第１群、正
の第２群、正の第３群で構成され、広角端から望遠端へ
のズーミングに際し、第１群は像側に凸の往復運動、第
２群は物体側へ移動、第３群は固定で、第１群と第２群
との間隔は狭まるよう、第２群と第３群の間隔は広がる
ように変化する。

【００９０】以下レンズデータを示す。

【００９１】

【外３】

【００９２】[数値実施例４]本数値実施例の断面図を図
１３に、広角端、中間位置、望遠端での収差図を図１
４、１５、１６に示す。

【００９３】本実施例は物体側から順に負の第１群、正
の第２群、正の第３群で構成され、広角端から望遠端へ
のズーミングに際し、第１群は像側に凸の往復運動、第
２群は物体側へ移動、第３群は固定で、第１群と第２群
との間隔は狭まるよう、第２群と第３群の間隔は広がる
ように変化する。

【００９４】以下レンズデータを示す。

【００９５】

【外４】

【００９６】[数値実施例５]本数値実施例の断面図を図
１７に、広角端、中間位置、望遠端での収差図を図１
８、１９、２０に示す。

【００９７】本実施例は物体側から順に負の第１群、正
の第２群、正の第３群で構成され、広角端から望遠端へ
のズーミングに際し、第１群は像側に凸の往復運動、第
２群は物体側へ移動、第３群は固定で、第１群と第２群
との間隔は狭まるよう、第２群と第３群の間隔は広がる
ように変化する。

【００９８】以下レンズデータを示す。

【００９９】

【外５】

【０１００】[数値実施例６]本数値実施例の断面図を図
２１に、広角端、中間位置、望遠端での収差図を図２
２、２３、２４に示す。

【０１０１】本実施例は物体側から順に正の第１群、負
の第２群、正の第３群、正の第４群で構成され、広角端
から望遠端へのズーミングに際し、第１群、第２群は像
側に凸の往復運動、第３群、第４群は物体側へ移動で、
第１群と第２群との間隔は広がるよう、第２群と第３群
との間隔は狭まるよう、第３群と第４群の間隔は広がる
ように変化する。絞りは第３群中に位置し変倍中移動す
る。また、第３群は物体側より正レンズ、負の接合レン
ズで構成される。また、第１群は物体側に凸面を向けた
正レンズ１枚で構成される。

【０１０２】

【外６】

【０１０３】

【表１】

【０１０４】次に本発明のズームレンズを用いたビデオ
カメラ（光学機器）の実態形態を図２５を用いて説明す
る。

【０１０５】図２５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等の撮影素子、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。

【０１０６】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。

【０１０７】

【発明の効果】本発明によれば第２群の小型化、および
第２群と、第３群の空気間隔の短縮を図り、よリー層の
小型化を達成し、かつ諸収差が良好に補正された高い光
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。

【０１０８】この他、本発明によれば固体撮像素子を用
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、優れた光学性能を有するズームレンズが達成でき
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】本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図１４】本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図１５】本発明の数値実施例４の中間の収差図

【図１６】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【図１７】本発明の数値実施例５のレンズ断面図

【図１８】本発明の数値実施例５の広角端の収差図

【図１９】本発明の数値実施例５の中間の収差図

【図２０】本発明の数値実施例５の望遠端の収差図

【図２１】本発明の数値実施例６のレンズ断面図

【図２２】本発明の数値実施例６の広角端の収差図

【図２３】本発明の数値実施例６の中間の収差図

【図２４】本発明の数値実施例６の望遠端の収差図

【図２５】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Ｌ４第４群ＳＰ絞りＩＰ像面ｄｄ線ｇｇ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 KA02 KA03 PA05 PA06 PA07 PA17 PA18 PB05 PB06 PB07 PB08 QA02 QA07 QA12 QA17 QA21 QA22 QA25 QA26 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 RA43 SA14 SA16 SA19 SA23 SA27 SA29 SA32 SA62 SA63 SA64 SA65 SA74 SB02 SB03 SB04 SB13 SB14 SB15 SB22 SB23 SB32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に負の屈折力の第１群、正の
屈折力の第２群、正の屈折力の第３群を有し、広角瑞か
ら望遠瑞への変倍に際して第１群と第２群との間隔が縮
まり、第２群と第３群との間隔は広がるようにしたズー
ムレンズにおいて、該第１群は像側に凹面を向けたメニ
スカス状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズを有し、該第２群は物体側より順に、物体
側に凸面を向けた正の第２１レンズ、像側に凹面を向け
たメニスカス状の負の第２２レンズを有することを特徴
とするズームレンズ。
【請求項２】前記第２２レンズの物体側のレンズ面の曲
率半径をR22a、像側のレンズ面の曲率半径をR22b、前記
第２群の焦点距離をｆ２，該第２２レンズの焦点距離を
ｆ２２としたとき −６．５＜（R22b＋R22a）／（R22b−R22a）＜−１．２０．５＜｜f２２｜／f２＜２．２の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載のズ
ームレンズ。
【請求項３】前記第２群は正の第２１レンズとメニスカ
ス状の負の第２２レンズのみで構成されることを特徴と
する請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】前記第２群は物体側から順に物体側に凸面
を向けた正の第２１レンズ、像側に凹面を向けたメニス
カス状の負の第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の第
２３レンズで構成されることを特徴とする請求項２記載
のズームレンズ。
【請求項５】前記第２群は物体側から順に物体側に凸面
を向けた正の第２１レンズ、像側に凹面を向けたメニス
カス状の負の第２２レンズ、負の第２３レンズと正の第
２４レンズを接合した全体として正の接合レンズで構成
されることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項６】前記第２１レンズは光軸から周辺に向かっ
て収斂作用が弱まるような形状の非球面を有することを
特徴とする請求項３、４又は５記載のズームレンズ。
【請求項７】前記第２１レンズは両レンズ面とも非球面
であることを特徴とする請求項６記載のズームレンズ。
【請求項８】物体側より順に正の屈折力の第１群、負の
屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして正の屈折
力の第４群を有し、広角端から望遠瑞への変倍に際して
第２群と第３群との間隔が縮まり、第３群と第４群との
間隔が広がり、第３群が移動するズームレンズにおい
て、第２群は像側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、
物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズを有し、
第３群は物体側より順に、開口絞り、物体側に凸面を向
けた正の第３１レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス
状の負の第３２レンズを有することを特徴とするズーム
レンズ。
【請求項９】前記第３２レンズの物体側のレンズ面の曲
率半径をR32a、像側のレンズ面の曲率半径をR32b、該第
３群の焦点距離をｆ３、該３２レンズの焦点距離をｆ３
２としたとき， −６．５＜（R32b＋R32a）／（R32b−R32a）＜−１．２０．５＜｜f３２｜／f＜２．２の条件式を満足することを特徴とする請求項８記載のズ
ームレンズ。
【請求項１０】広角端から望遠瑞への変倍時、前記第１
群は像側へ凸の軌跡、もしくは凸状の軌跡のうちの一部
の軌跡にて移動することを特徴とする請求項９記載のズ
ームレンズ。
【請求項１１】前記第１群は物体側に凸面を向けた正の
第１１レンズのみで構成されることを特徴とする請求項
１０記載のズームレンズ。
【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光学機器。