JP2002182109A - 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】 高変倍比２５程度の高変倍比で、広角端のＦ
ナンバーが１．６程度の明るく、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得ること。 【解決手段】 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、正の屈折力
の第４群を有し、前記第２群を像面側へ移動させて広角
端から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を前
記第４群を移動させて補正するズームレンズであって、
広角端及び望遠端における第２群の結像倍率をβ２ｗ、
β２Ｔとするとき、 ５．９＜ ｜β２Ｔ｜ ＜ １０．０ ０．１＜ ｜β２ｗ｜ ＜ ０．２２ ２７ ＜ ｜β２Ｔ／β２ｗ｜ ＜ ３５ の条件式のうちの１つ以上を満足すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズ及び
それを用いた光学機器に関し、特に、ビデオカメラやデ
ジタルスチルカメラ等の電子カメラやフィルム用カメラ
に好適に用いられるものである。この他本発明は、ズー
ムレンズで、ズーム比が２５倍程度と高変倍比でありな
がら構成レンズ枚数が少なく、広角端のＦナンバーが
１．６程度と大口径な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、写真用カメラや電子カメラな
どの光学機器に使われるズームレンズにおいて、物体側
の第１群より後方のレンズ群を移動させてフォーカスを
行う、いわゆるリアフォーカス方式を採用した例が種々
と提案されている。これは、リアフォーカス方式がフォ
ーカスに際して比較的小型軽量のレンズ群を移動させる
ことになるので、駆動力が小さくて済み、且つ迅速な焦
点合わせができるのでオートフォーカスシステムとの相
性が良い等の特長があるためである。

【０００３】このようなリアフォーカス式のズームレン
ズとして、例えば、特開昭６３−４４６１４号公報で
は、物体側より順に、正の屈折力の第１群と、変倍用の
負の屈折力の第２群と、変倍に伴う像面変動を補正する
ための負の屈折力の第３群と、そして正の屈折力の第４
群より成るいわゆる４群ズームレンズにおいて、第３群
を移動させてフォーカスを行っている。しかしながら、
この構成は第３群の移動空間をレンズ系中に多く確保し
なければならず、レンズ全長が増大する傾向がある。特
開昭６３−２７８０１３号公報では、正の屈折力の第１
群、負の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、正の屈
折力の第４群で構成され、第２群で変倍、第４群で変倍
に伴う像面補正とフォーカシングを行ったズームレンズ
を開示している。しかしながら、負の屈折力の第３群を
用いたこれらのズーム方式では、第２群からの発散光を
第３群で更に発散することになるため、第４群のレンズ
径が大きくなって、全系が大型化する要因になると共
に、フォーカスによる収差変動が大きくなる傾向があ
る。

【０００４】これを改良したズームタイプとして、特開
昭６２−２４２１３号公報や特開昭６３−２４７３１６
号公報では、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、正の屈折力の第
４群の４つのレンズ群を有し、第２群を移動させて変倍
を行い、変倍に伴う像面変動を第４群を移動させて補正
すると共にフォーカスを行ったズームレンズを開示して
いる。

【０００５】特開昭６３−２９７１８号公報は、物体側
より順に、正の屈折力の第１群と、負レンズ、負レン
ズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され全体として負
の屈折力で、変倍時に可動であって主として変倍をつか
さどる第２群と、正の屈折力を有し、非球面を含む第３
群と、空気間隔を開けて正の屈折力を有し変倍に伴う像
面変動を補正し、合焦のために移動する第４群より構成
したズームレンズを開示している。

【０００６】特開平５−７２４７２号公報は、物体側よ
り順に、正の屈折力を持ち固定の第１群、負の屈折力を
持ち変倍のため移動する第２群、固定で集光作用を有し
正の屈折力の第３群、変倍に伴って変動する像面位置を
維持するために光軸上を移動する正の屈折力の第４群を
有するズームレンズを開示している。この公報に開示さ
れたズームレンズは、第２群をメニスカス状の負レンズ
と、両レンズ面が凹面の負レンズと、正レンズで構成
し、第３群を１面以上の非球面である単レンズで構成
し、第４群を１面以上の非球面を有するレンズで構成し
ている。

【０００７】しかしながら、上記３つの公報には、変倍
比が２５倍を超える高変倍比のズームレンズではない。

【０００８】一方、米国特許明細書第４２９９４５４号
では、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負
の屈折力の第２レンズ群、そして、正の屈折力の後方レ
ンズ群より構成され、負の屈折力のレンズ群を含む２つ
以上のレンズ群を移動させて変倍を行い、第２レンズ群
を物体側から第１、第２の負レンズと正のダブレットに
よって構成したズームレンズを開示している。しかしな
がら、このズームレンズは変倍において第３レンズ群が
移動しているためにメカ機構が複雑になってくる。米国
再発行特許明細書第３２９２３号には、物体側より順
に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レン
ズ群、絞り、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の
第４レンズ群を配し、第１、第４レンズ群は変倍の際、
同じ方向に動き、絞りは変倍の際に固定のズームレンズ
を開示しているが、変倍比が２５倍を超えるズームレン
ズではない。

【０００９】特開平７−２７０６８４号公報と特開平７
−３１８８０４号公報は、物体側より順に、正の屈折力
で固定の第１群、負の屈折力で変倍のため移動する第２
群、正の屈折力で固定の第３群、変倍に伴って変動する
像面位置を維持するためとフォーカシングを行うために
光軸上を移動する正の屈折力の第４群を有し、第２群を
４枚の単レンズで構成したズームレンズを開示してい
る。しかしながら同公報のズームレンズは、変倍比が２
５倍を超えるズームレンズは開示されていない。

【００１０】特開平５−０６０９７４号公報は、物体側
より順に、正の屈折力で固定の第１群、負の屈折力で変
倍のために移動する第２群、正の屈折力で固定の第３
群、変倍に伴って変動する像面位置を維持するためと、
フォーカシングを行うために光軸上を移動する正の屈折
力の第４群を有する全長の短いズームレンズを開示して
いるが、変倍比が２５倍以下である。

【００１１】特開平１１−３０５１２４号公報は、物体
側より順に、正の屈折力で固定の第１群、負の屈折力で
変倍のため移動する第２群、正の屈折力で固定の第３
群、変倍に伴って変動する像面位置を維持するためと、
フォーカシングを行うために光軸上を移動する正の屈折
力の第４群を有する全長の短いズームレンズを開示して
いるが、変倍比が２５倍以下であり、第２群のテレ端に
おける倍率｜β２Ｔ｜は約５．５近傍である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】近年、電子カメラやフ
ィルム用カメラに用いる撮影系には高い変倍比を有し、
かつレンズ全長の短い小型のズームレンズが要望されて
いる。

【００１３】一般にズームレンズにおいて、各レンズ群
の屈折力を強めれば所定の変倍比を得る為の各レンズ群
の移動量が少なくなり、レンズ全長の短縮化を図りつつ
高変倍化が可能となる。

【００１４】しかしながら単に各レンズ群の屈折力を強
めると変倍に伴う収差変動が大きくなり、特に高変倍化
を図る際には全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を得
るのが難しくなってくるという問題点がある。

【００１５】又、ズームレンズにおいてリヤーフォーカ
ス方式を採用するとレンズ系全体が小型化され又迅速な
るフォーカスが可能となる等の特長が得られる。

【００１６】しかしながら反面、高変倍化が難しくな
り、又フォーカスの際の収差変動が大きくなり、無限遠
物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり高い光
学性能を得るのが大変難しくなってくる。

【００１７】特に高変倍化を図ろうとすると全変倍範囲
にわたり、又物体距離全般にわたり高い光学性能を得る
のが大変難しくなってくる。

【００１８】本発明は、レンズ系全体を小型化し、高変
倍比であるにもかかわらず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。

【００１９】この他本発明は、リヤーフォーカス方式を
採用しつつ、変倍比２５と高変倍でかつ広角端から望遠
端に至る全変倍範囲にわたり、又無限遠物体から超至近
物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を
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。

【００２０】

【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、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、正の屈折力の第４
群を有し、前記第２群を像面側へ移動させて広角端から
望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を前記第４
群を移動させて補正するズームレンズであって、広角端
及び望遠端における第２群の結像倍率をβ２ｗ、β２Ｔ
とするとき、 ５．９＜ ｜β２Ｔ｜ ＜ １０．０ ０．１＜ ｜β２ｗ｜ ＜ ０．２２ ２７ ＜ ｜β２Ｔ／β２ｗ｜ ＜ ３５ の条件式のうちの１つ以上を満足することを特徴として
いる。

【００２１】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記第２群は、３枚以上の負レンズと、１枚以上の正レ
ンズを有していることを特徴としている。

【００２２】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群は、３枚の負レンズと、１枚の正レン
ズの４つの単レンズより成っていることを特徴としてい
る。

【００２３】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群は、１以上の接合レンズを有すること
を特徴としている。

【００２４】請求項５の発明は請求項１から４いずれか
１項の発明において前記第３群は非球面を有する正レン
ズを１枚以上有することを特徴としている。

【００２５】請求項６の発明は請求項５の発明において
前記第３群は両面が非球面の正レンズを１枚以上有する
ことを特徴としている。

【００２６】請求項７の発明は請求項１から６いずれか
１項の発明において広角端及び望遠端における全系の焦
点距離をそれぞれｆｗ，ｆｔ、前記第ｉ群の焦点距離を
ｆｉとするとき、 ０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆＡ｜ ＜ ０．２６ １．７２ ＜ ｆ１／ｆＡ ＜ １．７７ ０．９ ＜ ｆ３／ｆＡ ＜ １．３ ただし、

【００２７】

【数２】

【００２８】なる条件式のうちの１つ以上を満足するこ
とを特徴としている。

【００２９】請求項８の発明は請求項１から７いずれか
１項の発明において前記第４群を移動させてフォーカス
を行うことを特徴としている。

【００３０】請求項９の発明は請求項１から８いずれか
１項の発明において前記第３群の全体または一部のレン
ズを光軸方向に略垂直に移動させて、被写体像の像面移
動を補正することを特徴としている。

【００３１】請求項１０の発明は請求項１の発明におい
て前記第２群は、物体側より順に像面側に凹面を向けた
メニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凹面の負レン
ズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、両レンズ面が凹面の
負レンズの４つの単レンズより成ることを特徴としてい
る。

【００３２】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて第３群は、物体側より順に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、該正レンズの両レンズ面は非球面であり、該
非球面のうち、少なくとも１つはレンズ中心からレンズ
周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる形状より成る
ことを特徴としている。

【００３３】請求項１２の発明の光学機器は請求項１か
ら１１いずれか１項に記載のズームレンズを有すること
を特徴としている。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態１のズ
ームレンズの要部断面図、図２〜図４は実施形態１のズ
ームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収
差図である。

【００３５】図５は、本発明の実施形態２のズームレン
ズの要部断面図、図６〜図８は実施形態２のズームレン
ズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図であ
る。

【００３６】図９は、本発明の実施形態３のズームレン
ズの要部断面図、図１０〜図１２は実施形態３のズーム
レンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図
である。

【００３７】各レンズ断面中、Ｌ１は正の屈折力の第１
群(第１レンズ群)、Ｌ２は負の屈折力の第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)、
Ｌ４は正の屈折力の第４群(第４レンズ群)である。ＳＰ
は開口絞りであり、第３群Ｌ３の前方に配置しており、
変倍に際し固定である。。Ｐは色分解プリズムやフェー
スプレートやフィルター等のガラスブロックである。Ｉ
Ｐは像面であり、ＣＣＤ等の撮像素子やフィルム等の感
光材料が配置されている。

【００３８】収差図において、ｄ，ｇはｄ線及びｇ線、
ΔＭ，ΔＳはメリジオナル像面、サジタル像面、倍率色
収差はｇ線によって表している。

【００３９】本実施形態では広角端から望遠端への変倍
に際して矢印のように第２群を像面側へ移動させると共
に、変倍に伴う像面変動を第４群を物体側に凸状の軌跡
の一部を有しつつ移動させて補正している。

【００４０】又、第４群を光軸上移動させてフォーカス
を行うリヤーフォーカス式を採用している。

【００４１】第４群の変倍に伴う移動軌跡は物体距離に
よって異なっている。

【００４２】レンズ断面図に示す第４群の実線の曲線４
ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフ
ォーカスしているときの広角端から望遠端への変倍に伴
う際の像面変動を補正するための移動軌跡を示してい
る。尚、第１群と第３群は変倍及びフォーカスの際固定
であるが必要に応じて移動させてもよい。

【００４３】本実施形態においては、第４群を移動させ
て変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動
させてフォーカスを行うようにしている。特にレンズ断
面図の曲線４ａ、４ｂに示すように広角端から望遠端へ
の変倍に際して物体側へ凸状の軌跡を有するように移動
させている。これにより第３群と第４群との空間の有効
利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成してい
る。

【００４４】本実施形態において、例えば望遠端におい
て無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は
レンズ断面図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰
り出すことにより行っている。

【００４５】そして、高変倍化を図るために、広角端及
び望遠端における第２群の結像倍率をβ２ｗ、β２Ｔと
するとき、 ５．９＜ ｜β２Ｔ｜ ＜ １０．０ ・・・（１） ０．１＜ ｜β２ｗ｜ ＜ ０．２２ ・・・（２） ２７ ＜ ｜β２Ｔ／β２ｗ｜ ＜ ３５ ・・・（３） の条件式のうちの１つ以上を満足するようにしている。

【００４６】これによって本発明は、従来にない変倍比
２５程度と高変倍比であって、しかも広角端のＦナンバ
ーが１．６程度の明るいズームレンズを達成している。

【００４７】次に条件式（１）〜（３）の技術的意味に
ついて説明する。

【００４８】条件式(１)〜(３)は第２群の倍率(結像倍
率)を適正にするための条件式である。

【００４９】条件式(１)の上限値を超えて第２群のテレ
端(望遠端)の倍率が大きくなると、高倍率化には有利だ
が第２群のかかる収差負担が大きくなり、良好な光学性
能を保つのが困難になる。また、同じ倍率の状態で上限
値を超えると、変倍に伴う像面変動を補正する第４群の
動きに影響し、特に、望遠端で前記第４群が像面側に大
きく移動し、十分なバックフォーカスを確保するのが困
難になってくる。逆に下限値を超えると、所望のズーム
比を得るためには第２群の移動量を広角端側に大きくし
なくてはならず、レンズ全長の長大化を招き好ましくな
い。条件式（２）の上限値を超えて、第２群のワイド端
の倍率が大きくなると、レンズ全系の焦点距離が望遠端
側により、所望の変倍比を得るのが困難になる。逆に、
下限値を超えると高倍率化には有利だが、レンズ全系の
焦点距離が広角端側にシフトし、第１群のレンズ径が大
きくなり、レンズ系全体の大型化や重量化が発生し好ま
しくない。

【００５０】条件式（３）は、条件式（１）と（２）に
も関わり、第２群が変倍時において必要な倍率の変動範
囲を適切に設定している。上限値を超えると、高倍率化
には有利だが収差補正が困難になってくる。逆に下限値
を越えると、所望の倍率を確保できなくなり好ましくな
い。

【００５１】条件式（１）〜（３）については、それぞ
れの条件式を満足することでそれぞれの作用効果を得る
ことができるが、全ての条件式を満足することがより高
倍率化上望ましい。

【００５２】尚、条件式（１）〜（３）の数値範囲を次
の如く設定するのが更に光学性能上好ましい。

【００５３】 ６ ＜ ｜β２Ｔ｜ ＜ ７ ・・・（１ａ） ０．１７ ＜ ｜β２ｗ｜ ＜ ０．２２ ・・・（２ａ） ２７．５ ＜ ｜β２Ｔ／β２ｗ｜ ＜ ３１ ・・・（３ａ） 本発明のズームレンズは以上のような条件を満足するこ
とにより実現されるが、更に良好な光学性能を達成する
為には、以下の条件のうち少なくとも１つを満足するこ
とが望ましい。

【００５４】(ア−１）前記第２群は、３枚以上の負レ
ンズと、１枚以上の正レンズを有していることである。

【００５５】(ア−２）前記第２群は、３枚の負レンズ
と、１枚の正レンズの４つの単レンズより成っているこ
とである。

【００５６】本発明のズームレンズおいて、変倍に大き
く寄与する第２群を上記(ア−１）又は(ア−２）のよう
なレンズ構成にすることにより、各レンズのパワーの分
担を減らしペッツバール和の低減を図っている。又これ
によって、高変倍比にしたときのズーミングによる像面
の変動を少なくしている。

【００５７】(ア−３）前記第２群は、１以上の接合レ
ンズを有することである。

【００５８】第２群で発生する色収差を良好に補正する
には、少なくとも１組の接合レンズを有することが良
い。

【００５９】(ア−４）前記第３群は非球面を有する正
レンズを１枚以上有することである。

【００６０】該第２群から発散で入ってくる光束を受け
止める第３群に非球面を有する正レンズを１つ以上配す
れば光学性能の向上を容易に図ることができる。

【００６１】(ア−５）前記第３群は両面が非球面の正
レンズを１枚以上有することである。

【００６２】第３群の正レンズの両レンズ面を非球面と
すると収差補正効果がより良好に出てくる。これによれ
ば第４群に非球面を配する必要が無くなり第４群の製作
が容易になってくる。本実施形態においては、第３群を
構成する最も物体側の正レンズの両レンズ面を非球面と
している。

【００６３】(ア−６)広角端及び望遠端における全系の
焦点距離をそれぞれｆｗ，ｆｔ、前記第ｉ群の焦点距離
をｆｉとするとき、 ０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆＡ｜ ＜ ０．２６ ・・・（４） １．７２ ＜ ｆ１／ｆＡ ＜ １．７７ ・・・（５） ０．９ ＜ ｆ３／ｆＡ ＜ １．３ ・・・（６） ただし、

【００６４】

【数３】

【００６５】なる条件式のうちの１つ以上を満足するこ
とである。

【００６６】条件式（４）は第２群の焦点距離（換言す
ればパワー）を適正にするための条件式である。条件式
（４）の上限値を超えて第２群の焦点距離が長くなりす
ぎると、収差補正上は好ましいが、高いズーム比を得る
ために、第２群の移動量を大きくしなくてはならず、レ
ンズ系全体の長大化を招き好ましくない。逆に下限値を
超えるとペッツバール和が負の方向に大きくなり、像面
が倒れてくるので良好な光学性能を保つのが困難にな
る。

【００６７】条件式（５）は、第１群の焦点距離を適正
にするための条件式である。条件式（５）の上限値を超
えて第１群の焦点距離が長くなりすぎると、レンズ系全
体の焦点距離が長くなり、所望の焦点距離を確保するの
が困難となる。逆に下限値を超えると第１群の負担が大
きくなり、良好な光学性能、特にテレ端の球面収差や色
収差を悪化させて好ましくない。

【００６８】条件式（６）は、第３群の焦点距離を適正
にするための条件式である。条件式（６）の上限値を超
えて第３群の焦点距離が長くなりすぎると、第３群の正
の屈折力の負担が軽くなり収差補正上は好ましいが、バ
ックフォーカスが長くなり小型化が困難になってくる。
逆に下限値を超えると第３群の正の屈折力の負担が大き
くなり、良好な光学性能、特に広角端での球面収差を悪
化させて好ましくない。

【００６９】条件式（４）〜（６）については、それぞ
れの条件式を満足することでそれぞれの作用効果を得る
ことができるが、全ての条件式を満足することが小型化
や収差補正上望ましい。

【００７０】尚、条件式（４）〜（６）の数値範囲を次
の如く設定するのが光学性能上、更に好ましい。

【００７１】 ０．１５ ＜ ｜ｆ２／ｆＡ｜ ＜ ０．２６ ・・・（４ａ） １．７２ ＜ ｆ１／ｆＡ ＜ １．７５ ・・・（５ａ） ０．９５ ＜ ｆ３／ｆＡ ＜ １．１ ・・・（６ａ） (ア−７)前記第４群を移動させてフォーカスを行うこと
である。

【００７２】リヤーフォーカス方式を採用すればレンズ
系全体が小型化され、又迅速なるフォーカスが可能とな
り、さらに近接撮影が容易となる等の特長が得られる。

【００７３】(ア−８)前記第３群の全体または一部のレ
ンズを光軸方向に略垂直に移動させて、被写体像の像面
移動を補正することである。

【００７４】撮影系の一部のレンズを光軸に対して垂直
方向に平行偏心させて防振を行えば、ズームレンズが防
振するとき、撮影画像のズレを防ぐための特別に余分な
光学系を必要とせず、容易に行うことができる。

【００７５】(ア−９）前記第２群は、物体側より順に
像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レン
ズ面が凹面の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、
両レンズ面が凹面の負レンズの４つの単レンズより構成
することである。

【００７６】本発明のようなズームタイプで変倍比を上
げる場合、変倍機能に大きく寄与する第２群の移動量を
大きくするか、第２群の焦点距離を短くする(屈折力を
強くする）必要がある。前者の方法は、ズームレンズの
大型化を招くため好ましくなく、後者の方法は大型化は
しないものの第２群に屈折力の負担が大きくかかり、光
学性能を良好に保つことが困難になってくる。そこで上
述のごとく第２群を構成することにより、系全体の大型
化を防ぎつつ光学性能も良好に保っている。又第２群に
関して、物体側から順に負レンズ、負レンズ、正レン
ズ、負レンズとほぼ対称の形で配置することにより色収
差の補正も良好に行っている。すなわち主点の色消しを
良好に行っている。

【００７７】(ア−１０)第３群は、物体側より順に両レ
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、該正レンズの両レンズ面
に非球面を施すことである。

【００７８】又、このときの非球面のうち、少なくとも
１つはレンズ中心からレンズ周辺に行くに従って正の屈
折力が弱くなる形状とするのが良い。

【００７９】本発明のズームレンズにおいて、第３群中
の正レンズに設ける両面の非球面は、前記第３群のなる
べく物体側のレンズ面に配置するのがより効果的に収差
を補正する事ができる。特に広角端における軸上の球面
収差を良好に補正することができる。そしてこのとき非
球面は、レンズの周辺部にいくにしたがって正の屈折力
が弱くなる形状となることが望ましい。

【００８０】レンズ系全体を更に小型化するには、正の
屈折力の第３群で十分に光束径を細くすることが重要で
ある。本発明のズームレンズのズームタイプではもとも
と第３群には第２群から発散光で入ってくるために、そ
の光束を細くして出すには、第３群の正の屈折力の負担
が大きかった。そこで、第３群の正レンズを両面が非球
面のレンズにすることによって、収差が更に良好な状態
を保ちつつ光束を細くする事を可能としている。それに
より、第３群と第４群の間隔を更に縮めることができ、
レンズ系全体の小型化がより効果的に達成できる。特
に、両レンズ面が非球面のレンズの物体側のレンズ面に
は発散光が入射し、該レンズ面で収斂して像面側のレン
ズ面には収斂光が入射するようにして、収差補正を良好
に行なっている。

【００８１】(ア−１１)第４群は両レンズ面が凸面の正
レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ
とを接合した貼合わせレンズより構成することができ
る。

【００８２】これによれば第４群でフォーカスするとき
の色収差の変動を少なくすることができる。

【００８３】以下に本発明の数値実施例を記載する。

【００８４】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は第ｉ番目の面と第ｉ
＋１番目の面の間隔（レンズ厚あるいは空気間隔）、Ｎ
ｉとνｉはそれぞれ第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率
とアッベ数である。

【００８５】又、Ｒ２２〜Ｒ２５は光学フィルターやフ
ェースプレート等の平行平板のガラスブロックの面の曲
率半径である。

【００８６】非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂
直方向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、

【００８７】

【数４】

【００８８】なる式で表している。

【００８９】また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１
０^-Z」を意味する。

【００９０】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。

【００９１】

【外１】

【００９２】

【外２】

【００９３】

【外３】

【００９４】

【表１】

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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、高変倍比で
大口径で、高い光学性能を有する光学機器を実現してい
る。

【００９８】

【発明の効果】本発明によればレンズ系全体を小型化
し、高変倍比であるにもかかわらず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。

【００９９】この他本発明によればリヤーフォーカス方
式を採用しつつ、変倍比２５と高変倍でかつ広角端から
望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又無限遠物体から超
至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性
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】 数値実施例１のズームレンズのレンズ断面図
である。

【図２】 数値実施例１のズームレンズの広角端の収差
図である。

【図３】 数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離
の収差図である。

【図４】 数値実施例１のズームレンズの望遠端の収差
図である。

【図５】 数値実施例２のズームレンズのレンズ断面図
である。

【図６】 数値実施例２のズームレンズの広角端の収差
図である。

【図７】 数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離
の収差図である。

【図８】 数値実施例２のズームレンズの望遠端の収差
図である。

【図９】 数値実施例３のズームレンズのレンズ断面図
である。

【図１０】 数値実施例３のズームレンズの広角端の収
差図である。

【図１１】 数値実施例３のズームレンズの中間焦点距
離の収差図である。

【図１２】 数値実施例３のズームレンズの望遠端の収
差図である。

【図１３】 本発明のズームレンズをビデオカメラに適
用した場合の実施形態を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 第１群 ２ 第２群 ３ 第３群 ４ 第４群 ＳＰ 絞り Ｐ ガラスブロック ＩＰ 像面

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、正の屈折力の
   第４群を有し、前記第２群を像面側へ移動させて広角端
   から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を前記
   第４群を移動させて補正するズームレンズであって、広
   角端及び望遠端における第２群の結像倍率をβ２ｗ、β
   ２Ｔとするとき、 ５．９ ＜ ｜β２Ｔ｜ ＜ １０．０ ０．１ ＜ ｜β２ｗ｜ ＜ ０．２２ ２７ ＜ ｜β２Ｔ／β２ｗ｜ ＜ ３５ の条件式のうちの１つ以上を満足することを特徴とする
   ズームレンズ。
2. 【請求項２】前記第２群は、３枚以上の負レンズと、１
   枚以上の正レンズを有していることを特徴とする請求項
   １記載のズームレンズ。
3. 【請求項３】前記第２群は、３枚の負レンズと、１枚の
   正レンズの４つの単レンズより成っていることを特徴と
   する請求項１又は２記載のズームレンズ。
4. 【請求項４】前記第２群は、１以上の接合レンズを有す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のズームレン
   ズ。
5. 【請求項５】前記第３群は非球面を有する正レンズを１
   枚以上有することを特徴とする請求項１から４いずれか
   １項に記載のズームレンズ。
6. 【請求項６】前記第３群は両面が非球面の正レンズを１
   枚以上有することを特徴とする請求項５に記載のズーム
   レンズ。
7. 【請求項７】広角端及び望遠端における全系の焦点距離
   をそれぞれｆｗ，ｆｔ、前記第ｉ群の焦点距離をｆｉと
   するとき、 ０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆＡ｜ ＜ ０．２６ １．７２ ＜ ｆ１／ｆＡ ＜ １．７７ ０．９ ＜ ｆ３／ｆＡ ＜ １．３ ただし、 【数１】 なる条件式のうちの１つ以上を満足することを特徴とす
   る請求項１から６いずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 【請求項８】前記第４群を移動させてフォーカスを行う
   ことを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載の
   ズームレンズ。
9. 【請求項９】前記第３群の全体または一部のレンズを光
   軸方向に略垂直に移動させて、被写体像の像面移動を補
   正することを特徴とする請求項１から８いずれか１項に
   記載のズームレンズ。
10. 【請求項１０】前記第２群は、物体側より順に像面側に
    凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凹
    面の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、両レンズ
    面が凹面の負レンズの４つの単レンズより成ることを特
    徴とする請求項１のズームレンズ。
11. 【請求項１１】第３群は、物体側より順に両レンズ面が
    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、該正レンズの両レンズ面は非球面
    であり、該非球面のうち、少なくとも１つはレンズ中心
    からレンズ周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる形
    状より成ることを特徴とする請求項１０のズームレン
    ズ。
12. 【請求項１２】請求項１から１１いずれか１項に記載の
    ズームレンズを有することを特徴とする光学機器。