JP2002072086A

JP2002072086A - 非球面ズームレンズ及びこれを用いたビデオカメラ

Info

Publication number: JP2002072086A
Application number: JP2000252668A
Authority: JP
Inventors: Keizo Ishiguro; 敬三石黒; Shusuke Ono; 周佑小野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】絞りやフィルタを挿入するための絞り間隔が
広く、かつ手ぶれ補正機能を有する非球面ズームレンズ
及びこれを用いたビデオカメラを提供する。【解決手段】正屈折力の第１レンズ群（１１）と、負
屈折力で変倍作用を有する第２レンズ群（１２）と、正
屈折力の第３レンズ群（１３）と、変動する像面を基準
面から一定の位置に保つように光軸上を移動する正の屈
折力の第４レンズ群（１４）とを備え、第３レンズ群
（１３）は、４枚のレンズの間に絞り（１５）を有し、
絞り（１５）は、絞り（１５）に対して物体側のレンズ
により収束した光束が入射するように配置されている。
このことにより、第２レンズ群（１２）で発散した光束
は、第３レンズ群（１３）の第１の正レンズでやや収束
して絞りに入射するため、小型・高画質を維持しなが
ら、透過率を制御する機構が組み込める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラなど
に用いられる高画質の非球面ズームレンズ、及び手振れ
補正機能付き非球面ズームレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の民生用ビデオカメラには、ＤＶフ
ォーマットの普及及びＣＣＤのメガピクセル化により、
小型化と高画質を両立させることが必須となっている。
したがって、これに搭載されるズームレンズも、高画質
を有しながら、光学全長が短いものが強く求められてい
る。

【０００３】また、ＣＣＤの画素ピッチの微細化によ
り、回折限界による画質劣化を防止するため開口を絞ら
ずに透過率を変化させるＮＤフィルタなどを組み込むこ
とが必要となってきている。さらに望遠側での手ぶれに
よる画質劣化を防止するため手ぶれ補正機能も必須にな
っており、ズームレンズにも手振れ補正機能が組み込ま
れるようになってきた。例えば、特開平１１−３１１７
４２号公報では高画質でズーム比１０倍かつ手振れ補正
機能を備えたズームレンズが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−３１１７４２号公報に提案されたズームレンズ
は、１０枚という少ない構成枚数で小型化と高画質とを
実現しているが、絞りを挟むレンズの間隔が狭く、絞り
機構と独立してＮＤフィルタなどで透過率を制御する機
構が組み込めないという問題があった。

【０００５】本発明は、前記のような従来の問題を解決
するものであり、４群ズームレンズにおいて、第３レン
ズ群の間に絞りを配置することにより、小型・高画質を
維持しながら、透過率を制御する機構が組み込める非球
面ズームレンズ及びこれを用いたビデオカメラを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前期目的を達成するため
に、本発明の非球面ズームレンズは、物体側より順に、
正の屈折力を持ち像面に対して固定された第１レンズ群
と、負の屈折力を持ち光軸上を移動することにより変倍
作用を有する第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ
群と、前記第２レンズ群の移動、及び物体の移動によっ
て変動する像面を基準面から一定の位置に保つように光
軸上を移動する正の屈折力の第４レンズ群とを備えた非
球面ズームレンズであって、前記第２レンズ群は、物体
側より、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ
の順に配置された３枚のレンズで構成され、かつ第２レ
ンズ群は少なくとも１面の非球面を含み、前記第３レン
ズ群は、４枚のレンズで構成され、前記４枚のレンズの
間に絞りを有し、前記絞りは、前記絞りに対して物体側
のレンズにより前記第３レンズ群に入射する光束よりも
収束した光束が入射するように配置され、前記第４レン
ズ群は、正レンズで構成されていることを特徴とする。

【０００７】前記のような非球面ズームレンズによれ
ば、第２レンズ群で発散した光束が、第３レンズ群の絞
りに対して物体側のレンズにより、やや収束して入射す
るように絞りを配置するため、第３レンズ群の絞りに対
して物体側のレンズの収差補正の負担が軽くなり、絞り
の入るスペースを大きくとっても、大きな性能劣化をも
たらすことなく光学全長を短く構成できる。さらに、レ
ンズタイプと非球面の配置、非球面の形状を最適にする
ことにより、少ない構成枚数で、色収差を含む諸収差を
良好に補正することができる。

【０００８】前記非球面ズームレンズにおいては、前記
第３レンズ群は、物体側より、正レンズ、正レンズ、正
レンズと負レンズとの接合レンズの順に配置され、物体
側からみて第１番目の正レンズと第２番目の正レンズと
の間に絞りが配置されていることが好ましい。

【０００９】また、前記第３レンズ群は、物体側より、
負レンズと正レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レン
ズの順に配置され、前記接合レンズと物体側からみて第
３番目の正レンズとの間に絞りが配置されていることが
好ましい。

【００１０】また、前記第３レンズ群は、物体側より、
正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レン
ズの順に配置され、前記接合レンズと物体側からみて第
３番目の正レンズとの間に絞りが配置されていることが
好ましい。

【００１１】次に、本発明の別の非球面ズームレンズ
は、物体側より順に、正の屈折力を持ち像面に対して固
定された第１レンズ群と、負の屈折力を持ち光軸上を移
動することにより変倍作用を有する第２レンズ群と、正
の屈折力の第３レンズ群と、前記第２レンズ群の移動、
及び物体の移動によって変動する像面を基準面から一定
の位置に保つように光軸上を移動する正の屈折力の第４
レンズ群とを備えた非球面ズームレンズであって、第２
レンズ群は、物体側より、負レンズ、負レンズと正レン
ズとの接合レンズの順に配置された３枚のレンズより構
成され、かつ第２レンズ群は少なくとも１面以上の非球
面を含み、前記第３レンズ群は、物体側より、正レン
ズ、正レンズ、負レンズの順に配置された３枚のレンズ
より構成され、かつ前記２つの正レンズの間に絞りが配
置され、前記第４レンズ群は、物体側から負レンズ、正
レンズの順に配置された２枚のレンズの接合レンズであ
ることを特徴とする。

【００１２】前記各非球面ズームレンズにおいては、前
記第２レンズ群は、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ
２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとすると、０．７＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．５の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満足することにより、広角にもかかわらず像面湾曲を小
さく補正し、かつ小型のズームレンズが実現できる。

【００１３】また、前記第２レンズ群のうち、物体側か
らみて第２番目の負レンズの物体側面が非球面であり、
光軸近傍の局所的曲率半径をＲ１０、外周部の局所的曲
率半径をＲ１１とすると、０．８＜｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＜２．０の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満足することにより、広角側ではコマ収差を、望遠側で
は球面収差を良好に補正することができる。

【００１４】また、第３レンズ群は、前記第３レンズ群
に配置される絞りの間隔をＬ３、広角端における全系の
焦点距離をｆｗとすると、０．８＜Ｌ３／ｆｗの関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満足することにより、透過率を制御する機構の組み込み
ができ、かつ小型のズームレンズを実現できる。

【００１５】また、前記第３レンズ群は、前記絞りに対
して物体側のレンズの合成焦点距離をｆ３ａ、前記絞り
に対して像面側のレンズの合成焦点距離をｆ３ｂとする
と、０．６＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．５の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満たすことにより、第３レンズ群のうち、絞りに対して
像面側のレンズを光軸に対して垂直に移動させることに
より、手振れ時の像移動を画質劣化なく補正することが
できる。

【００１６】前記０．６＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．５の関
係を満足する非球面ズームレンズにおいては、手振れ量
の検出器から得られた振れ量に応じて、前記第３レンズ
群のうち、前記絞りに対して像面側のレンズ全体を光軸
に対して垂直に移動させることにより、手振れ時の像の
移動を補正することが好ましい。

【００１７】また、前記第３レンズ群は、前記絞りに対
して物体側のレンズの合成焦点距離をｆ３ａ、前記絞り
に対して像面側のレンズの合成焦点距離をｆ３ｂとする
と、１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１０の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満たすことにより、第３レンズ群全体を光軸に対して垂
直に移動させて手振れ時の像の移動を補正することによ
り、手振れ時の像移動を画質劣化なく補正することがで
き、光学全長も短くすることができる。

【００１８】前記１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１０の関係
を満足する非球面ズームレンズにおいては、手振れ量の
検出器から得られた振れ量に応じて、前記第３レンズ群
全体を光軸に対して垂直に移動させることにより、手振
れ時の像の移動を補正することが好ましい。

【００１９】また、前記各非球面ズームレンズにおいて
は、前記第３レンズ群のうち、前記絞りに対して像面側
のレンズのうち、最も物体側レンズの物体側面が非球面
であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ２０、外周部の
局所的曲率半径をＲ２１とすると、１．０５＜Ｒ２１／Ｒ２０＜２．０の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満足することにより、ズーム全域の球面収差を良好に補
正することができる。

【００２０】また、前記第４レンズ群は、前記第４レン
ズ群の焦点距離をｆ４、広角端における全系の焦点距離
をｆｗとすると、２．３＜ｆ４／ｆｗ＜４．０の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満足することにより、水晶フィルターやＩＲカットフィ
ルターなどを挿入することのできるバックフォーカスを
持つことができ、かつ小型のズームレンズが実現でき
る。

【００２１】また、前記第４レンズ群のレンズの物体側
面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４
０、外周部の局所的曲率半径をＲ４１とすると、１．０５＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．８の関係を満足することが好ましい。前記のような関係を
満足することにより、軸外光の主光線よりも内側の光束
のコマ収差を良好に補正することができる。

【００２２】次に、本発明のビデオカメラは、前記各非
球面ズームレンズを用いたことを特徴とする。前記のよ
うなビデオカメラによれば、小型で高画質の手ぶれ補正
機能付きビデオカメラを実現できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を用いて説明する。

【００２４】（実施の形態１）図１は、実施形態１に係
る非球面ズームレンズの構成図を示している。物体位置
から像面１７に向かって、第１レンズ群１１、第２レン
ズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４が配置
されており、第３レンズ群１３内には絞り１５が配置さ
れている。さらに、第４レンズ群１４の後には、光学ロ
ーパスフィルターとＣＣＤのフェースプレートに等価な
平板１６が配置されている。

【００２５】第１レンズ群１１は、正の屈折力を持ち、
像面１７に対して変倍、フォーカス時も固定されてい
る。第２レンズ群１２は、物体側より順に、負レンズ、
及び負レンズと正レンズとの接合レンズよりなる３枚の
レンズから構成され、全体として負の屈折力を持ち光軸
を移動することにより変倍作用を有する。

【００２６】第３レンズ群１３は、物体側より順に、正
レンズ、正レンズ、及び正レンズと負レンズとの接合レ
ンズからなる４枚のレンズより構成されており、変倍及
びフォーカス時には像面１７に対して固定されている。

【００２７】絞り１５は、第３レンズ群１３のうち、物
体側からみて第１番目の正レンズと第２番目の正レンズ
との間に配置されている。第４レンズ群１４は１枚の正
レンズで構成され、光軸上を移動することにより変倍に
よる像の移動とフォーカス調整を同時に行っている。

【００２８】第２レンズ群１２の焦点距離をｆ２、広角
端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記の式
（１）を満足することが好ましい。

【００２９】式（１）０．７＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．５式（１）は第２レンズ群のパワーに関するものであり、
このような関係を満足することにより、広角にもかかわ
らず像面湾曲を小さく補正し、かつ小型のズームレンズ
が実現できる。しかしながら、下限を越えると、像面湾
曲の補正ができなくなる。また、上限を越えると、ズー
ミング時の第２レンズ群の移動量が大きくなる結果、全
長が長くなり小型のズームレンズが実現できなくなる。

【００３０】また、第２レンズ群１２のうち、物体側か
らみて第２番目の負レンズの物体側面が非球面であり、
この負レンズの光軸近傍の局所的曲率半径をＲ１０、外
周部の局所的曲率半径をＲ１１としたとき、下記の式
（２）を満足することが好ましい。

【００３１】式（２）０．８＜Ｒ１１／Ｒ１０＜２．０このような関係を満足することにより、広角側ではコマ
収差を、望遠側では球面収差を良好に補正することがで
きる。しかしながら、上限を越えると、広角側で軸外光
の主光線よりも外側の光線の外コマ収差が大きく発生
し、望遠側では球面収差が補正不足となる。また、下限
を越えると、特に望遠側での球面収差が補正過剰にな
り、また標準位置付近で大きな内コマ収差が発生し、良
好な収差補正が得られなくなる。

【００３２】また、第３レンズ群１３に配置される絞り
の間隔をＬ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗと
したとき、下記の式（３）を満足することが好ましい。

【００３３】式（３）０．８＜Ｌ３／ｆｗこのような関係を満足することにより、透過率を制御す
る機構を組み込みことができ、かつ小型のズームレンズ
が実現できる。

【００３４】また、第３レンズ群１３のうち、絞り１５
に対して物体側の正レンズの焦点距離をｆ３ａ、絞り１
５に対して像面１７側の正レンズ、及び正レンズと負レ
ンズとの接合レンズの合成焦点距離をｆ３ｂとしたと
き、下記の式（４）の関係を満足することが好ましい。

【００３５】式（４）０．６＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．５このような関係を満足することにより、第３レンズ群１
３のうち、絞り１５に対して像面１７側のレンズによ
り、手振れ時の像移動を画質劣化なく補正することがで
きる。

【００３６】さらに、第３レンズ群１３のうち、最も物
体側レンズの物体側面が非球面形状であり、このレンズ
の光軸近傍の局所的曲率半径をＲ２０、外周部の局所的
曲率半径をＲ２１とすると、下記の式（６）の関係を満
足することが好ましい。

【００３７】式（６）１．１＜Ｒ２１／Ｒ２０＜２．０式（６）は、非球面に関するものであり、このような関
係を満足することにより、ズーム全域の球面収差を良好
に補正することができる。しかしながら、下限を越える
と負の球面収差が発生し、上限を越えると補正過剰とな
り、正の球面収差が発生する。

【００３８】また、第４レンズ群１４の焦点距離をｆ
４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
下記の式（７）の関係を満足することが好ましい。

【００３９】式（７）２．３＜ｆ４／ｆｗ＜４．０式（７）は、第４レンズ群のパワーに関するものであ
り、このような関係を満足することにより、水晶フィル
ターやＩＲカットフィルターなどを挿入できるバックフ
ォーカスを確保でき、かつ小型のズームレンズを実現で
きる。しかしながら、下限を越えると、水晶フィルター
やＩＲカットフィルターなどを挿入するバックフォーカ
スが確保できななくなる。また、上限を越えるとフォー
カス時の４群の移動量が大きくなり、小型のズームレン
ズが実現できなくなる。

【００４０】また、第４レンズ群１４のレンズのうち、
物体側面が非球面形状であり、光軸近傍の局所的曲率半
径をＲ４０、外周部の局所的曲率半径をＲ４１とする
と、下記の式（８）を満足することが好ましい。

【００４１】式（８）１．０５＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．８式（８）は、非球面に関するものであり、このような関
係を満足することにより、軸外光の主光線よりも内側の
光束のコマ収差を良好に補正することができる。しかし
ながら、下限を越えると内向きのコマが発生し、逆に上
限を越えると外向きのコマが発生する。

【００４２】（実施の形態２）図２は、実施形態２に係
る非球面ズームレンズの構成図を示している。物体位置
から像面に向かって、第１レンズ群２１、第２レンズ群
２２、第３レンズ群２３、第４レンズ群２４が配置され
ており、第３レンズ群２３内には絞り２５が配置されて
いる。さらに、第４レンズ群２４の後には、光学ローパ
スフィルターとＣＣＤのフェースプレートに等価な平板
２６が配置されている。

【００４３】第１レンズ群２１は、正の屈折力を持ち、
像面２７に対して変倍、フォーカス時も固定されてい
る。第２レンズ群２２は、物体側より順に、負レンズ、
負レンズと正レンズとの接合レンズよりなる３枚のレン
ズから構成され、全体として負の屈折力を持ち光軸を移
動することにより変倍作用を有する。

【００４４】第３レンズ群２３は、物体側より順に、正
レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズか
らなる４枚のレンズより構成されており、変倍及びフォ
ーカス時には像面２７に対して固定されている。

【００４５】絞り２５は、第３レンズ群２３のうち、物
体側からみて第１番目の正レンズと第２番目の正レンズ
の間に配置されている。第４レンズ群２４は１枚の正レ
ンズで構成され、光軸上を移動することにより変倍によ
る像の移動とフォーカス調整を同時に行っている。

【００４６】第３レンズ群２３の絞り２５に対して物体
側の正レンズの焦点距離をｆ３ａ、絞り２５に対して像
面２７側の正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ
の合成焦点距離をｆ３ｂとしたとき、下記の式（５）を
満足することが好ましい。

【００４７】式（５）１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１０このような関係を満足することにより、第３レンズ群２
３全体を光軸に対して垂直に移動させて手振れ時の像の
移動を補正することにより、補正時の色収差の劣化を小
さくすることができ、かつ光学全長も短くすることがで
きる。

【００４８】また、前記実施形態１と同様に、式（１）
〜（３）、及び（６）〜（８）を満足することが好まし
い。

【００４９】（実施の形態３）図３は、実施形態３に係
る非球面ズームレンズの構成図を示している。物体位置
から像面に向かって、第１レンズ群３１、第２レンズ群
３２、第３レンズ群３３、第４レンズ群３４が配置され
ており、第３レンズ群３３内には絞り３５が配置されて
いる。さらに、第４レンズ群３４の後には、光学ローパ
スフィルターとＣＣＤのフェースプレートに等価な平板
３６が配置されている。

【００５０】第１レンズ群３１は、正の屈折力を持ち、
像面３７に対して変倍、フォーカス時も固定されてい
る。第２レンズ群３２は、物体側より順に、負レンズ、
及び負レンズと正レンズとの接合レンズよりなる３枚の
レンズから構成され、全体として負の屈折力を持ち光軸
を移動することにより変倍作用を有する。

【００５１】第３レンズ群３３は、物体側より順に、負
レンズと正レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レンズ
からなる４枚のレンズより構成されており、変倍及びフ
ォーカス時には像面３７に対して固定されている。

【００５２】絞り３５は、第３レンズ群３３のうち、物
体側に配置された負レンズと正レンズとの接合レンズ
と、物体側からみて第３番目に配置された正レンズとの
間に配置されている。第４レンズ群３４は、１枚の正レ
ンズで構成され、光軸上を移動することにより変倍によ
る像の移動とフォーカス調整を同時に行っている。

【００５３】本実施形態３についても、前記実施形態１
と同様に、式（１）〜（４）、及び（６）〜（７）を満
足することが好ましい。

【００５４】（実施の形態４）図４は、実施形態４に係
る非球面ズームレンズの構成図を示している。物体位置
から像面に向かって第１レンズ群４１、第２レンズ群４
２、第３レンズ群４３、第４レンズ群４４が配置されて
おり、第３レンズ群４３内には絞り４５が配置されてい
る。さらに、第４レンズ群４４の後には、光学ローパス
フィルターとＣＣＤのフェースプレートに等価な平板４
６が配置されている。

【００５５】第１レンズ群４１は、正の屈折力を持ち、
像面４７に対して変倍、フォーカス時も固定されてい
る。第２レンズ群４２は、物体側より順に、負レンズ、
及び負レンズと正レンズとの接合レンズよりなる３枚の
レンズから構成され、全体として負の屈折力を持ち光軸
を移動することにより変倍作用を有する。

【００５６】第３レンズ群４３は、物体側より順に、正
レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レンズ
からなる４枚のレンズより構成されており、変倍及びフ
ォーカス時には像面４７に対して固定されている。

【００５７】絞り４５は、第３レンズ群４３のうち、物
体側に配置された正レンズと負レンズとの接合レンズ
と、物体側からみて第３番目に配置された正レンズとの
間に配置されている。第４レンズ群４４は、１枚の正レ
ンズで構成され、光軸上を移動することにより変倍によ
る像の移動とフォーカス調整を同時に行っている。

【００５８】本実施形態４についても、前記実施形態１
と同様に、式（１）〜（４）、及び（６）〜（７）を満
足することが好ましい。

【００５９】（実施の形態５）図５は、実施形態５に係
る非球面ズームレンズの構成図を示している。物体位置
から像面に向かって第１レンズ群５１、第２レンズ群５
２、第３レンズ群５３、第４レンズ群５４が配置されて
おり、第３レンズ群５３内には絞り５５が配置されてい
る。さらに、第４レンズ群５４の後には、光学ローパス
フィルターとＣＣＤのフェースプレートに等価な平板５
６が配置されている。

【００６０】第１レンズ群５１は、正の屈折力を持ち、
像面５７に対して変倍、フォーカス時も固定されてい
る。第２レンズ群５２は、物体側より順に、負レンズ、
及び負レンズと正レンズとの接合レンズよりなる３枚の
レンズから構成され、全体として負の屈折力を持ち光軸
を移動することにより変倍作用を有する。

【００６１】第３レンズ群５３は、物体側より順に、正
レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズより構成さ
れており、変倍及びフォーカス時には像面５７に対して
固定されている。絞り５５は、第３レンズ群５３のう
ち、物体側からみて第１番目の正レンズと第２番目の正
レンズとの間に配置されている。

【００６２】第４レンズ群５４は物体側より順に、負レ
ンズと正レンズとの接合レンズで構成され、光軸上を移
動することにより変倍による像の移動とフォーカス調整
を同時に行っている。

【００６３】本実施形態５についても、前記実施形態１
と同様に、式（１）〜（４）、及び（６）〜（７）を満
足することが好ましい。

【００６４】（実施の形態６）図６は、本発明に係る手
振れ補正機能付きズームレンズの一実施形態を示してい
る。本実施形態は、前記各実施形態１〜５に係るズーム
レンズを用いており、第１レンズ群６１、第２レンズ群
６２、第３レンズ群６３、第４レンズ群６４、絞り６
５、光学ローパスフィルターに等価な平板６６は、及び
撮像素子６７が配置されている。

【００６５】本実施形態では、手振れ量の検出器６８、
駆動回路及び光軸に垂直な２方向に第３レンズ群移動さ
せる駆動装置６９を有している。本実施形態によれば、
前記各実施形態１〜５に係るズームレンズのいずれかを
用いているので、小型・高精度の手振れ補正機能付きズ
ームレンズを実現できる。

【００６６】（実施の形態７）図７は、本発明に係るビ
デオカメラの一実施形態を示している。本実施形態は、
ズームレンズ７１、撮像素子７２、及び信号処理回路７
３を備えている。ズームレンズ７１は、前記各実施形態
１〜５に係るズームレンズのいずれかを用いているの
で、小型・広角のビデオカメラを実現できる。

【００６７】

【実施例】（実施例１）実施例１は、実施形態１に係る
実施例であり、以下の表１に数値例を示している。表１
において、Ｒ（ｍｍ）はレンズの曲率半径、ｄ（ｍｍ）
はレンズの肉厚又はレンズの空気間隔、ｎは各レンズの
ｄ線に対する屈折率、νは各レンズのｄ線に対するアッ
ベ数を示している（以下の表４、７、１０、１３、１
６、１９についても同じ）。

【００６８】

【表１】

【００６９】また、非球面形状は以下の数（１）で定義
している（以下の実施例２〜７についても同じ）。

【００７０】

【数１】

【００７１】数（１）において、ＳＡＧは光軸からの高
さがＨにおける非球面上の点の非球面頂点からの距離、
Ｃは局所的な曲率半径、Ｈは光軸からの高さ、Ｒは非球
面頂点の曲率半径、Ｋは円錐常数、Ｄ〜Ｇは非球面係数
である。非球面形状を、以下の表２に示す。

【００７２】

【表２】

【００７３】また、ズーミングにより可変な空気間隔の
実施例としてレンズ先端から無限遠位置の物点のときの
値を以下の表３に示す。表３において、標準位置は第３
レンズ群と第４レンズ群とが最接近する位置である（以
下の表６、９、１２、１５、１８、２１についても同
じ）。

【００７４】

【表３】

【００７５】実施形態１の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【００７６】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．７７｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝０．８７Ｌ３／ｆｗ＝１．３０ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝１．３６Ｒ２１／Ｒ２０＝１．２１ｆ４／ｆｗ＝２．５７Ｒ４１／Ｒ４０＝１．２９実施例１は、第２レンズ群の焦点距離ｆ２が式（１）を
満足し、広角にもかかわらず像面湾曲を小さく補正し、
かつ小型のズームレンズを実現している。

【００７７】また、本実施例は、第２レンズ群１２が物
体側より順に、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合
レンズよりなる３枚のレンズから構成され、かつ第２の
負レンズの物体側面が非球面である。特に、式（２）を
満足しており、広角側でのコマ収差と、望遠側での球面
収差の良好な補正を実現している。

【００７８】また、第３レンズ群の絞り間隔Ｌ３が式
（３）を満足しており、透過率を制御する機構を組み込
み、かつ小型のズームレンズが実現できる構成になって
いる。また、式（４）を満足しており、第３レンズ群の
絞りに対して像側のレンズで手振れ時の像移動を画質劣
化なく補正することが出来る。

【００７９】また、第３レンズ群のうち、最も物体側の
レンズの両面が非球面であり、特に式（６）を満足して
いるので、ズーム全域の球面収差を良好に補正してい
る。

【００８０】また、式（７）を満足しており、水晶フィ
ルターやＩＲカットフィルターなどを挿入することので
きるバックフォーカスを確保し、かつ小型のズームレン
ズを実現している。

【００８１】また、第４レンズ群１４のレンズの両面が
非球面であり、特に式（８）を満たしており、軸外光の
主光線よりも内側の光束のコマ収差を良好に補正してい
る。

【００８２】図８〜１０に、表１に示したズームレンズ
の広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能図を
示す。各図において、図（ａ）は、ｄ線に対する球面収
差の図である。図（ｂ）は、非点収差の図で、実線はサ
ジタル像面湾曲、点線はメリディオナル像面湾曲を示し
ている。図（ｃ）は、歪曲収差を示している。図（ｄ）
は、軸上色収差の図で、実線はｄ線、点線はＦ線、波線
はＣ線に対する値を示している。図（ｅ）は、倍率色収
差の図で、点線はＦ線、波線はＣ線に対する値を示して
いる。これら図（ａ）〜（ｅ）の説明は、以下の図１１
〜２８についても同じである。

【００８３】図８〜１０から分かるように、実施例１に
係る非球面ズームレンズは良好な収差性能を示してい
る。

【００８４】（実施例２）実施例２は、実施形態１に係
る非球面ズームレンズのもう一つの実施例であり、以下
の表４に、数値例を示す。

【００８５】

【表４】

【００８６】非球面形状を、以下の表５に示す。

【００８７】

【表５】

【００８８】さらに、ズーミングにより可変な空気間隔
の実施例として、レンズ先端から測って無限遠位置の物
点のときの値を以下の表６に示す。

【００８９】

【表６】

【００９０】実施形態１の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【００９１】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．８２｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝０．９１Ｌ３／ｆｗ＝１．３０ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．６３Ｒ２１／Ｒ２０＝１．４８ｆ４／ｆｗ＝２．８４Ｒ４１／Ｒ４０＝１．０８このように、実施例２は式（１）〜（４）、及び式
（６）〜（８）を満たしている。

【００９２】図１１〜１３に、表４に示したズームレン
ズの広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能図
を示しており、実施例２に係る非球面ズームレンズは、
良好な収差性能を示していることが分かる。

【００９３】（実施例３）実施例３は、実施形態２に係
る非球面ズームレンズの実施例であり、以下の表７に、
数値例を示す。

【００９４】

【表７】

【００９５】非球面形状を、以下の表８に示す。

【００９６】

【表８】

【００９７】また、ズーミングにより可変な空気間隔の
実施例としてレンズ先端から測って無限遠位置の物点の
ときの値を以下の表９に示す。

【００９８】

【表９】

【００９９】実施形態２の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【０１００】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．７７｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝０．９０Ｌ３／ｆｗ＝１．３０ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝８．９３ｆ４／ｆｗ＝２．３３Ｒ４１／Ｒ４０＝１．２７実施例３では、式（５）を満足しており、第３レンズ群
全体を光軸に対して垂直に移動させて手振れ時の像の移
動を補正することで補正時の色収差の劣化を小さくする
ことができ、かつ光学全長も短くすることができる。ま
た、式（１）〜（３）、（５）、（７）、及び（８）を
満たしている。

【０１０１】図１４〜１６に、表７に示したズームレン
ズの広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能図
を示しており、実施例３に係る非球面ズームレンズは、
良好な収差性能を示していることが分かる。

【０１０２】（実施例４）実施例４は、実施形態１に係
る非球面ズームレンズのさらにもう一つの実施例であ
り、以下の表１０に、数値例を示す。

【０１０３】

【表１０】

【０１０４】非球面形状を、以下の表１１に示す。

【０１０５】

【表１１】

【０１０６】さらに、ズーミングにより可変な空気間隔
の実施例としてレンズ先端から測って無限遠位置の物点
のときの値を以下の表１２に示す。

【０１０７】

【表１２】

【０１０８】実施形態１の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【０１０９】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．７７｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝０．８７Ｌ３／ｆｗ＝１．３０ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝１．６７Ｒ２１／Ｒ２０＝１．１９ｆ４／ｆｗ＝２．８４このように、実施例４は式（１）〜（３）、及び（５）
〜（７）を満たしている。

【０１１０】図１７〜１９に、表１０に示したズームレ
ンズの広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能
図を示しており、実施例４に係る非球面ズームレンズ
は、良好な収差性能を示していることが分かる。

【０１１１】（実施例５）実施例５は、実施形態３に係
る非球面ズームレンズの実施例であり、以下の表１３
に、数値例を示す。

【０１１２】

【表１３】

【０１１３】非球面形状を以下の表１４に示す。

【０１１４】

【表１４】

【０１１５】また、ズーミングにより可変な空気間隔の
実施例としてレンズ先端から測って無限遠位置の物点の
時のときの値を以下の表１５に示す。

【０１１６】

【表１５】

【０１１７】実施形態３の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【０１１８】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．８７｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝１．０１Ｌ３／ｆｗ＝０．９７ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．８９Ｒ２１／Ｒ２０＝１．５３ｆ４／ｆｗ＝３．３５Ｒ４１／Ｒ４０＝１．７２実施例５は、表１３に示したように第３レンズ群の絞り
に対して物体側のレンズが物体側からみて負レンズと正
レンズの接合レンズであり、色収差がある程度補正され
ているため、第３レンズ群の像側の正レンズと負レンズ
を光軸に対して垂直に移動させて手振れ時の像の移動を
補正する時の色収差の劣化を小さくすることができる。

【０１１９】また、前記のように、実施例５は式（１）
〜（４）、及び（６）〜（８）を満たしている。

【０１２０】図２０〜２２に、表１３に示したズームレ
ンズの広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能
図を示しており、実施例３に係る非球面ズームレンズ
は、良好な収差性能を示していることが分かる。

【０１２１】（実施例６）実施例６は、実施形態４に係
る非球面ズームレンズの実施例であり、以下の表１６
に、数値例を示す。

【０１２２】

【表１６】

【０１２３】非球面形状を以下の表１７に示す。

【０１２４】

【表１７】

【０１２５】また、ズーミングにより可変な空気間隔の
実施例としてレンズ先端から測って無限遠位置の物点の
ときの値を以下の表１８に示す。

【０１２６】

【表１８】

【０１２７】実施形態４の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【０１２８】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．８９｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝１．０９Ｌ３／ｆｗ＝０．９５ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．６３Ｒ２１／Ｒ２０＝１．５４ｆ４／ｆｗ＝３．８１実施例６は、表１６に示したように第３レンズ群の絞り
に対して物体側のレンズが物体側からみて正レンズと負
レンズの接合レンズであり、色収差がある程度補正され
ているため、第３レンズ群の像側の正レンズと負レンズ
を光軸に対して垂直に移動させて手振れ時の像の移動を
補正するときの色収差の劣化を小さくすることができ
る。

【０１２９】また、前記のように、実施例６は式（１）
〜（４）、及び（６）〜（７）を満たしている。

【０１３０】図２３〜２５に、表２１に示したズームレ
ンズの広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能
図を示しており、実施例６に係る非球面ズームレンズ
は、良好な収差性能を示していることが分かる。

【０１３１】（実施例７）実施例７は、実施形態５に係
る非球面ズームレンズの実施例であり、以下の表１９
に、数値例を示す。

【０１３２】

【表１９】

【０１３３】非球面形状を以下の表２０に示す。

【０１３４】

【表２０】

【０１３５】また、ズーミングにより可変な空気間隔の
実施例としてレンズ先端から測って無限遠位置の物点の
ときの値を以下の表２１に示す。

【０１３６】

【表２１】

【０１３７】実施形態５の各式に対応した値は、以下の
通りである。

【０１３８】｜ｆ２｜／ｆｗ＝０．８２｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＝０．９１Ｌ３／ｆｗ＝１．３０ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．６３Ｒ２１／Ｒ２０＝１．４８ｆ４／ｆｗ＝２．８４実施例７は、表１９に示したように第４レンズ群が物体
側より負レンズと正レンズの接合レンズであり、色収差
がある程度補正されているため、第３レンズ群の像側の
正レンズと負レンズを光軸に対して垂直に移動させて手
振れ時の像の移動を補正するときの色収差の劣化を小さ
くすることができる。

【０１３９】また、前記のように、実施例７は式（１）
〜（４）、及び（６）〜（７）を満たしている。

【０１４０】図２６〜２８に、表１９に示したズームレ
ンズの広角端、標準位置、及び望遠端における収差性能
図を示しており、実施例７に係る非球面ズームレンズ
は、良好な収差性能を示していることが分かる。

【０１４１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、４群ズ
ームレンズにおいて、第３レンズ群の間に絞りを配置す
ることにより、小型・高画質を維持しながらＮＤフィル
タなどで透過率を制御する機構が組み込むことができ
る。

【０１４２】また、第２レンズ群、第３レンズ群、第４
レンズ群の各群に少なくとも１面以上の非球面を配置す
ることにより、少ない構成枚数でズーム比１０倍のズー
ムレンズを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るレンズ構成図

【図２】本発明の実施形態２に係るレンズ構成図

【図３】本発明の実施形態３に係るレンズ構成図

【図４】本発明の実施形態４に係るレンズ構成図

【図５】本発明の実施形態５に係るレンズ構成図

【図６】本発明の実施形態６に係る手振れ補正機能付き
ズームレンズ構成図

【図７】本発明のビデオカメラの一実施形態の構成図

【図８】実施例１の広角端における収差図

【図９】実施例１の標準位置における収差図

【図１０】実施例１の望遠端における収差図

【図１１】実施例２の広角端における収差図

【図１２】実施例２の標準位置における収差図

【図１３】実施例２の望遠端における収差図

【図１４】実施例３の広角端における収差図

【図１５】実施例３の標準位置における収差図

【図１６】実施例３の望遠端における収差図

【図１７】実施例４の広角端における収差図

【図１８】実施例４の標準位置における収差図

【図１９】実施例４の望遠端における収差図

【図２０】実施例５の広角端における収差図

【図２１】実施例５の標準位置における収差図

【図２２】実施例５の望遠端における収差図

【図２３】実施例６の広角端における収差図

【図２４】実施例６の標準位置における収差図

【図２５】実施例６の望遠端における収差図

【図２６】実施例７の広角端における収差図

【図２７】実施例７の標準位置における収差図

【図２８】実施例７の望遠端における収差図

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１，５１，６１第１レンズ群１２，２２，３２，４２，５２，６２第２レンズ群１３，２３，３３，４３，５３，６３第３レンズ群１４，２４，３４，４４，５４，６４第４レンズ群１５，２５，３５，４５，５５，６５絞り１６，２６，３６，４６，５６，６６平板１７，２７，３７，４７，５７，６７像面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA03 MA15 NA07 PA08 PA16 PA20 PB11 PB12 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA42 QA45 QA46 RA12 RA13 RA32 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA65 SA72 SA74 SB04 SB14 SB24 SB25 SB32 SB33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を持ち像面
に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を持ち
光軸上を移動することにより変倍作用を有する第２レン
ズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、前記第２レンズ
群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を基準
面から一定の位置に保つように光軸上を移動する正の屈
折力の第４レンズ群とを備えた非球面ズームレンズであ
って、前記第２レンズ群は、物体側より、負レンズ、負レンズ
と正レンズとの接合レンズの順に配置された３枚のレン
ズで構成され、かつ第２レンズ群は少なくとも１面の非
球面を含み、前記第３レンズ群は、４枚のレンズで構成され、前記４
枚のレンズの間に絞りを有し、前記絞りは、前記絞りに
対して物体側のレンズにより前記第３レンズ群に入射す
る光束よりも収束した光束が入射するように配置され、前記第４レンズ群は、正レンズで構成されていることを
特徴とする非球面ズームレンズ。
【請求項２】前記第３レンズ群は、物体側より、正レ
ンズ、正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズの
順に配置され、物体側からみて第１番目の正レンズと第
２番目の正レンズとの間に絞りが配置されている請求項
１に記載の非球面ズームレンズ。
【請求項３】前記第３レンズ群は、物体側より、負レ
ンズと正レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レンズの
順に配置され、前記接合レンズと物体側からみて第３番
目の正レンズとの間に絞りが配置されている請求項１に
記載の非球面ズームレンズ。
【請求項４】前記第３レンズ群は、物体側より、正レ
ンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レンズの
順に配置され、前記接合レンズと物体側からみて第３番
目の正レンズとの間に絞りが配置されている請求項１に
記載の非球面ズームレンズ。
【請求項５】物体側より順に、正の屈折力を持ち像面
に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を持ち
光軸上を移動することにより変倍作用を有する第２レン
ズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、前記第２レンズ
群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を基準
面から一定の位置に保つように光軸上を移動する正の屈
折力の第４レンズ群とを備えた非球面ズームレンズであ
って、第２レンズ群は、物体側より、負レンズ、負レンズと正
レンズとの接合レンズの順に配置された３枚のレンズよ
り構成され、かつ第２レンズ群は少なくとも１面以上の
非球面を含み、前記第３レンズ群は、物体側より、正レンズ、正レン
ズ、負レンズの順に配置された３枚のレンズより構成さ
れ、かつ前記２つの正レンズの間に絞りが配置され、前記第４レンズ群は、物体側から負レンズ、正レンズの
順に配置された２枚のレンズの接合レンズであることを
特徴とする非球面ズームレンズ。
【請求項６】前記第２レンズ群は、前記第２レンズ群
の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆ
ｗとすると、０．７＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．５の関係を満足する請求項１から５のいずれかに記載の非
球面ズームレンズ。
【請求項７】前記第２レンズ群のうち、物体側からみ
て第２番目の負レンズの物体側面が非球面であり、光軸
近傍の局所的曲率半径をＲ１０、外周部の局所的曲率半
径をＲ１１とすると、０．８＜｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＜２．０の関係を満足する請求項１から６のいずれかに記載の非
球面ズームレンズ。
【請求項８】第３レンズ群は、前記第３レンズ群に配
置される絞りの間隔をＬ３、広角端における全系の焦点
距離をｆｗとすると、０．８＜Ｌ３／ｆｗの関係を満足する請求項１から７のいずれかに記載の非
球面ズームレンズ。
【請求項９】前記第３レンズ群は、前記絞りに対して
物体側のレンズの合成焦点距離をｆ３ａ、前記絞りに対
して像面側のレンズの合成焦点距離をｆ３ｂとすると、０．６＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．５の関係を満足する請求項１から８のいずれかに記載の非
球面ズームレンズ。
【請求項１０】手振れ量の検出器から得られた振れ量
に応じて、前記第３レンズ群のうち、前記絞りに対して
像面側のレンズ全体を光軸に対して垂直に移動させるこ
とにより、手振れ時の像の移動を補正する請求項９に記
載の非球面ズームレンズ。
【請求項１１】前記第３レンズ群は、前記絞りに対し
て物体側のレンズの合成焦点距離をｆ３ａ、前記絞りに
対して像面側のレンズの合成焦点距離をｆ３ｂとする
と、１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１０の関係を満足する請求項１から８のいずれかに記載の非
球面ズームレンズ。
【請求項１２】手振れ量の検出器から得られた振れ量
に応じて、前記第３レンズ群全体を光軸に対して垂直に
移動させることにより、手振れ時の像の移動を補正する
請求項１１に記載の非球面ズームレンズ。
【請求項１３】前記第３レンズ群のうち、前記絞りに
対して像面側のレンズのうち、最も物体側レンズの物体
側面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ２
０、外周部の局所的曲率半径をＲ２１とすると、１．０５＜Ｒ２１／Ｒ２０＜２．０の関係を満足する請求項１から１２のいずれかに記載の
非球面ズームレンズ。
【請求項１４】前記第４レンズ群は、前記第４レンズ
群の焦点距離をｆ４、広角端における全系の焦点距離を
ｆｗとすると、２．３＜ｆ４／ｆｗ＜４．０の関係を満足する請求項１から１３のいずれかに記載の
非球面ズームレンズ。
【請求項１５】前記第４レンズ群のレンズの物体側面
が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４０、
外周部の局所的曲率半径をＲ４１とすると、１．０５＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．８の関係を満足する請求項１から１４のいずれかに記載の
非球面ズームレンズ。
【請求項１６】請求項１から１５のいずれかに記載の
非球面ズームレンズを用いたことを特徴とするビデオカ
メラ。