JP2002365544A - ズームレンズ及びそれを組み込んだビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｆナンバーが１．８程度と明るく、ズーム比が
１８倍程度と高倍率でありながら小型で高機能を達成す
ることのできるズームレンズおよびこれを組み込んだビ
デオカメラを提供する。 【解決手段】物体側から順に、正レンズからなる固定さ
れた第１レンズ群と、レンズ群の少なくとも１面以上が
非球面であり変倍作用を行う第２レンズ群と、レンズ群
の少なくとも１面以上が非球面であり固定された絞りと
正の屈折力を有し固定された第３レンズ群と、被写体と
する物体の移動に伴い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第４レンズ群とを備
え、特定の条件式を満足するズームレンズとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズに関
し、特にビデオカメラに好適な、ズーム比が１８倍程度
と高倍率であり、Ｆナンバーが１．８程度と明るく、か
つ低コストでバックフォーカスの長い高倍率非球面ズー
ムレンズ及びこれを組み込んだビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ズームレンズの開発においては、
その市場競争力強化のために、高変倍でありながら、高
解像力を有するズームレンズを小型、低コストで実現す
ることが強く望まれている。すなわち、できるだけ少な
い枚数で高倍率、高解像力のズームレンズを実現する必
要がある。高倍率ズームとしては、例えば特開平８−１
０６０４６号、特開平９−３１１２７２号の各公報に開
示されている。特開平８−１０６０４６号公報には、１
０枚構成の内４枚をプラスチックレンズとしたズームレ
ンズが記載されており、これにより１２倍のズーム比が
達成されている。また、特開平９−３１１２７２号公報
には、１０枚構成の内５枚をプラスチックレンズとした
ズームレンズが記載されており、これにより１８倍程度
のズーム比が達成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ズーム
比が１８倍程度の高倍率ズームレンズにおいて、プラス
チックレンズ採り入れると、プラスチック材料の温度変
化に伴う屈折率変化を補正するために、光学全長が大き
くなってしまうという問題が発生してしまう。

【０００４】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、適正なパワー配置及
び適切な非球面効果をレンズ面に与えることにより、Ｆ
ナンバーが約１．８程度と明るく、ズーム比が約１８倍
程度と高倍率でありながら、小型で高機能を達成するこ
とのできるズームレンズおよびこれを組み込んだビデオ
カメラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈
折力を有し、固定された第１レンズ群と、負の屈折力を
有し、光軸上を移動することによって変倍作用を行う第
２レンズ群と、固定された絞りと、正の屈折力を有し、
固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し、前記第
２レンズ群及び被写体とする物体の移動に伴い変動する
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
する第４レンズ群とを備えているズームレンズにおい
て、前記第１レンズ群は物体側から順に、負レンズと正
レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとで構成され、
前記第２レンズ群は物体側から順に、負レンズと接合さ
れた負レンズと正レンズとで構成され、前記レンズ群の
少なくとも１面以上が非球面であり、前記第３レンズ群
は物体側から順に、正レンズと負レンズとで構成され、
前記レンズ群の少なくとも１面以上が非球面であり、前
記第４レンズ群は物体側から順に、接合された負レンズ
と正レンズとで構成され、前記レンズ群の少なくとも１
面以上が非球面であり、固定された絞りは、その絞り径
がワイド端からテレ端へズーミングする際、可変であ
り、さらに下記条件式(数１２〜１６)、（但し、ｆ１：
第１レンズ群の合成焦点距離、ｆ２：第２レンズ群の合
成焦点距離、ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離、ｆ
４：第４レンズ群の合成焦点距離、ｆｗ：ワイド端にお
ける全系の合成焦点距離、Ｄｗ：ワイド端における絞り
径、Ｄｔ：テレ端における絞り径を示す。）を満足する
ことを特徴とする。

【０００６】

【数１２】

【０００７】

【数１３】

【０００８】

【数１４】

【０００９】

【数１５】

【００１０】

【数１６】

【００１１】前記本発明においては、前記第３レンズ群
は、正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとで構成
（第１の構成）されているか、または正レンズと物体側
に凸面を向けた負メニスカスレンズとで構成（第２の構
成）されているか、または正レンズ２枚と物体側に凹面
を向けた負レンズとで構成（第３の構成）されているこ
とが好ましい。

【００１２】次に本発明のビデオカメラは、前記ズーム
レンズとして前記のいずれかに記載のズームレンズを用
いることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】前記本発明によれば、Ｆナンバー
が１．８と明るく、ズーム比が１８倍程度と高倍率であ
りながら、小型で高機能を達成することのできるズーム
レンズおよびこれを組み込んだビデオカメラを提供でき
る。

【００１４】また、前記本発明のズームレンズの第１の
構成においては、前記絞り径は、ワイド端から任意のズ
ームポジションまでは徐々に小さくなっていき、前記位
置からテレ端までは逆に徐々に大きくなっていくことが
好ましい。さらに、ズーミング領域において最小となる
絞り径をＤｃｈ、テレ端における絞り径をＤｔとしたと
き前記絞り径が下記条件式を満足するのが好ましい。

【００１５】

【数１７】

【００１６】この好ましい例によれば、テレ端付近の実
効Ｆナンバーが、ＮＤフィルターによって絞り径により
決定されるＦナンバーよりもさらに大きくなってしま
い、画像が暗くなってしまう現象を緩和し、ワイド端か
らテレ端にかけてスムーズなＦナンバー値を得ることが
できる。

【００１７】また、前記発明のズームレンズの第１の構
成においては、前記第２レンズ群の非球面レンズにおい
て、レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径
をｒ２１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲
率半径をｒ２９、前記第３レンズ群の非球面レンズにお
いて、レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半
径をｒ３１、レンズ有効径の９割の径における局所的な
曲率半径をｒ３９、前記第４レンズ群の非球面レンズに
おいて、レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率
半径をｒ４１、レンズ有効径の９割の径における局所的
な曲率半径をｒ４９としたとき、下記条件式を満足する
のが好ましい。

【００１８】

【数１８】

【００１９】

【数１９】

【００２０】

【数２０】

【００２１】この好ましい例によれば、ズームレンズの
高い解像度を実現するために十分な収差性能を得ること
ができる。

【００２２】また、前記本発明のズームレンズの第１の
構成においては、ワイド端における全系の合成焦点距離
をｆｗ、空気中におけるレンズ最終面から像面までの間
隔をＢＦとしたとき、下記条件式を満足するのが好まし
い。

【００２３】

【数２１】

【００２４】この好ましい例によれば、赤外カットフィ
ルターや水晶などのローパスフィルターを挿入するため
の十分なバックフォーカスを確保することができる。ま
た、必要以上にバックフォーカスが大きくならないの
で、小型のズームレンズを実現することができる。

【００２５】また、前記第１の構成においては、第１レ
ンズ群の最も像面側に位置する面の曲率半径と、第２レ
ンズ群の最も物体側に位置する面の曲率半径とが同一で
あることが好ましい。この好ましい例によれば、前記第
１レンズ群の最も像面側の面と前記第２レンズ群の最も
物体側の面とが、レンズ周辺部にいく従って、面間隔が
小さくなっていくことを防ぐことができるので、鏡筒作
成を容易にすることができる。

【００２６】また、前記第１の構成においては、前記第
４レンズ群と像面との間に配置された赤外カットフィル
ターが、光軸上から任意に待避することができることが
好ましい。この好ましい例によれば、夜間などの低照度
時においても補助灯等を必要とせず、十分撮影可能な明
るさを得ることができる。

【００２７】また、前記第１の構成においては、前記第
２レンズ群の接合された負レンズの、入射面におけるレ
ンズ中心から前記入射面と第２レンズ群の最も物体側に
ある負レンズの出射面との接触位置までのサグ量をｓａ
ｇ（ｒ１）、出射面におけるレンズ中心から最も周辺部
までのサグ量をｓａｇ（ｒ２）、前記レンズ厚みをｄ８
としたとき、下記条件式を満足するのが好ましい。

【００２８】

【数２２】

【００２９】この好ましい例によれば、両凹レンズを容
易に成形することができるので、歩留まり向上に適して
いる。

【００３０】次に本発明の前記第２の構成によれば、収
差性能を良好に整えつつ、１８倍程度の高倍率なズーム
レンズをコンパクトに構成できる。

【００３１】また、前記第２の構成においては、前記絞
り径は、ワイド端から任意のズームポジションまでは徐
々に小さくなっていき、前記位置からテレ端までは逆に
徐々に大きくなっていくことが好ましい。さらに、ズー
ミング領域において最小となる絞り径をＤｃｈ、テレ端
における絞り径をＤｔとしたとき前記絞り径が前記条件
式（数１７）を満足するのが好ましい。

【００３２】この好ましい例によれば、テレ端付近の実
効Ｆナンバーが、ＮＤフィルターによって絞り径により
決定されるＦナンバーよりもさらに大きくなってしま
い、画像が暗くなってしまう現象を緩和し、ワイド端か
らテレ端にかけてスムーズなＦナンバー値を得ることが
できる。

【００３３】また、前記第２の構成においては、前記第
２レンズ群の非球面レンズにおいて、レンズ有効径の１
割の径における局所的な曲率半径をｒ２１、レンズ有効
径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ２９、前記
第３レンズ群の非球面レンズにおいて、レンズ有効径の
１割の径における局所的な曲率半径をｒ３１、レンズ有
効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ３９、前
記第４レンズ群の非球面レンズにおいて、レンズ有効径
の１割の径における局所的な曲率半径をｒ４１、レンズ
有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ４９と
したとき、前記条件式（数１８〜２０）を満足するのが
好ましい。

【００３４】この好ましい例によれば、ズームレンズの
高い解像度を実現するために十分な収差性能を得ること
ができる。

【００３５】また、前記第２の構成においては、ワイド
端における全系の合成焦点距離をｆｗ、空気中における
レンズ最終面から像面までの間隔をＢＦとしたとき、前
記条件式（数２１）を満足するのが好ましい。

【００３６】この好ましい例によれば、赤外カットフィ
ルターや水晶などのローパスフィルターを挿入するため
の十分なバックフォーカスを確保することができる。ま
た、必要以上にバックフォーカスが大きくならないの
で、小型のズームレンズを実現することができる。

【００３７】また、前記第２の構成においては、前記第
４レンズ群と像面との間に配置された赤外カットフィル
ターが、光軸上から任意に待避することができることが
好ましい。この好ましい例によれば、夜間などの低照度
時においても補助灯等を必要とせず、十分撮影可能な明
るさを得ることができる。

【００３８】また、前記第２の構成においては、前記第
２レンズ群の接合された負レンズの、入射面におけるレ
ンズ中心から前記入射面と第２レンズ群の最も物体側に
ある負レンズの出射面との接触位置までのサグ量をｓａ
ｇ（ｒ１）、出射面におけるレンズ中心から最も周辺部
までのサグ量をｓａｇ（ｒ２）、前記レンズ厚みをｄ８
としたとき、前記条件式（数２２）を満足するのが好ま
しい。

【００３９】この好ましい例によれば、両凹レンズを容
易に成形することができるので、歩留まり向上に適して
いる。

【００４０】次に前記第３の構成によれば、収差性能を
良好に整えつつ、１８倍程度の高倍率なズームレンズを
コンパクトに構成できる。

【００４１】また、前記第３の構成においては、前記絞
り径は、ワイド端から任意のズームポジションまでは徐
々に小さくなっていき、前記位置からテレ端までは逆に
徐々に大きくなっていくことが好ましい。さらに、ズー
ミング領域において最小となる絞り径をＤｃｈ、テレ端
における絞り径をＤｔとしたとき前記絞り径が前記条件
式（数１７）を満足するのが好ましい。

【００４２】この好ましい例によれば、テレ端付近の実
効Ｆナンバーが、ＮＤフィルターによって絞り径により
決定されるＦナンバーよりもさらに大きくなってしま
い、画像が暗くなってしまう現象を緩和し、ワイド端か
らテレ端にかけてスムーズなＦナンバー値を得ることが
できる。

【００４３】また、前記第３の構成においては、前記第
２レンズ群の非球面レンズにおいて、レンズ有効径の１
割の径における局所的な曲率半径をｒ２１、レンズ有効
径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ２９、前記
第３レンズ群の非球面レンズにおいて、レンズ有効径の
１割の径における局所的な曲率半径をｒ３１、レンズ有
効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ３９、前
記第４レンズ群の非球面レンズにおいて、レンズ有効径
の１割の径における局所的な曲率半径をｒ４１、レンズ
有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ４９と
したとき、前記条件式（数１８〜２０）を満足するのが
好ましい。

【００４４】この好ましい例によれば、ズームレンズの
高い解像度を実現するために十分な収差性能を得ること
ができる。

【００４５】また、前記第３の構成においては、ワイド
端における全系の合成焦点距離をｆｗ、空気中における
レンズ最終面から像面までの間隔をＢＦとしたとき、前
記条件式（数２１）を満足するのが好ましい。

【００４６】この好ましい例によれば、赤外カットフィ
ルターや水晶などのローパスフィルターを挿入するため
の十分なバックフォーカスを確保することができる。ま
た、必要以上にバックフォーカスが大きくならないの
で、小型のズームレンズを実現することができる。

【００４７】また、前記第３の構成においては、前記第
４レンズ群と像面との間に配置された赤外カットフィル
ターが、光軸上から任意に待避することができることが
好ましい。この好ましい例によれば、夜間などの低照度
時においても補助灯等を必要とせず、十分撮影可能な明
るさを得ることができる。

【００４８】また、前記発明のズームレンズの第３の構
成においては、前記第２レンズ群の接合された負レンズ
の、入射面におけるレンズ中心から前記入射面と第２レ
ンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面との接触位
置までのサグ量をｓａｇ（ｒ１）、出射面におけるレン
ズ中心から最も周辺部までのサグ量をｓａｇ（ｒ２）、
前記レンズ厚みをｄ８としたとき、前記条件式（数２
２）を満足するのが好ましい。

【００４９】この好ましい例によれば、両凹レンズを容
易に成形することができるので、歩留まり向上に適して
いる。

【００５０】また、本発明のビデオカメラの構成は、ズ
ームレンズを備えたビデオカメラであって、前記ズーム
レンズとして前記本発明のズームレンズを用いることを
特徴とする。このビデオカメラの構成によれば、小型
化、軽量化に優れ、且つ低コストなビデオカメラを実現
することができる。

【００５１】以下、実施の形態について、本発明をさら
に具体的に説明する。

【００５２】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施の形態におけるズームレンズの構成図を示す配置図
である。図１に示すように、物体側（図１では左側）か
ら像面１７側（図１では右側）に向かって第１レンズ群
１１、第２レンズ群１２、絞り１３、第３レンズ群１
４、第４レンズ群１５、水晶フィルターや撮像デバイス
のフェースプレート等に光学的に等価な平板ガラス１６
が順に配置されており、これによりズームレンズが構成
されている。

【００５３】第１レンズ群１１は、正の屈折力を有し、
変倍時、フォーカス時においても、像面１７に対して固
定された状態にある。第２レンズ群１２は負の屈折力を
有し、光軸上を移動することによって変倍作用を行う。
絞り１３は、変倍時、フォーカス時においても像面１７
に対して固定された状態にある。第３レンズ群１４は、
正の屈折力を有し、変倍時、フォーカス時においても、
像面１７に対して固定された状態にある。第４レンズ群
１５は、正の屈折力を有し、第２レンズ群１２及び被写
体となる物体の移動に伴って変動する像面１７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ことによ
り、変倍による像の移動とフォーカス調整とを同時に行
う。

【００５４】第１レンズ群１１は、物体側から順に配置
された負レンズ１ａと、正レンズ１ｂと、物体側に凸面
を向けた正レンズ１ｃとから構成されている。第２レン
ズ群１２は、物体側から順に配置された負レンズ２ａ
と、両凹レンズ２ｂと正レンズ２ｃとの接合レンズとか
ら構成されており、前記レンズ群の少なくとも一面が非
球面となっている。第３レンズ群１４は、物体側から順
に配置された正レンズ３ａと、物体側に凹面を向けた負
レンズ３ｂとから構成されており、前記レンズ群の少な
くとも一面が非球面となっている。第４レンズ群１５
は、物体側から順に配置された負レンズ４ａと、正レン
ズ４ｂとの接合レンズにより構成され、前記レンズ群の
少なくとも一面が非球面となっている。また、本実施の
形態のズームレンズは、第１レンズ群１１の合成焦点距
離をｆ１、第２レンズ群１２の合成焦点距離をｆ２，第
３レンズ群１４の合成焦点距離をｆ３、第４レンズ群１
５の合成焦点距離をｆ４、ワイド端における全系の合成
焦点距離をｆｗ、ワイド端における絞り径をＤｗ、テレ
端における絞り径をＤｔとしたとき、前記（数１２〜１
６）の条件式を満足している。

【００５５】前記（数１２）は、第１レンズ群１１の屈
折力に関する条件式である。前記（数１）の条件式の下
限を下回ると、第１レンズ群１１の屈折力が大きくな
り、長焦点側における球面収差、及び軸外におけるコマ
収差の補正が困難となってしまう。一方、前記（数１
２）の条件式の上限を越えると、レンズ全長が長くなっ
てしまってズームレンズのコンパクト化が困難となって
しまう。

【００５６】前記（数１３）は、第２レンズ群１２の屈
折力に関する条件式である。前記（数１３）の条件式の
下限を下回ると、全系のペッツバール和が大きくなり、
像面湾曲の補正が困難となってしまう。一方、前記（数
１３）の条件式の上限を越えると、ペッツバール和は小
さくなるが、全系が長くなってしまうため、ズームレン
ズのコンパクト化が困難となってしまう。

【００５７】前記（数１４）は、第３レンズ群１４の屈
折力に関する条件式である。前記（数１４）の条件式の
下限を下回ると、第３レンズ群１４の屈折力が大きくな
り、水晶フィルター等を挿入するためのバックフォーカ
スを確保することができなくなるとともに球面収差の補
正も困難となってしまう。一方、前記（数１４）の条件
式の上限を越えると、ペッツバール和が大きくなって、
像面湾曲の補正が困難となってしまう。

【００５８】前記（数１５）は、第４レンズ群１４の屈
折力に関する条件式である。前記（数１５）の条件式の
下限を下回ると、全系のレンズ系が大きくなって、小型
化が困難となってしまう。一方、前記（数１５）の条件
式の上限を越えると、近距離撮影時と遠距離撮影時の軸
外収差を同時に良好に補正することが困難となってしま
う。

【００５９】前記（数１６）は、絞り１３に関する条件
式である。前記（数１６）の条件式の上限を越えると、
ワイド端からテレ端にかけて、Ｆナンバーの変化度合い
が大きくなってしまい、ズーミング領域全般における明
るさのバランスが崩れてしまう。

【００６０】また、本実施の形態のズームレンズにおい
て、前記絞り径は、ワイド端から任意のズームポジショ
ンまでは徐々に小さくなっていき、前記位置からテレ端
までは徐々に大きくなっている。図１４に２群位置に対
する絞り径変化を図示したグラフを示す。これにより、
絞りに配置されているＮＤフィルターの影響でテレ端付
近の実効Ｆナンバーが急激に暗くなることを逓減するこ
とができる。

【００６１】また、本実施の形態のズームレンズは、ズ
ーミング領域において最小となる絞り径をＤｃｈ、テレ
端における絞り径をＤｔとしたとき、前記（数１７）の
条件式を満足している。

【００６２】前記（数１７）絞り径に関する条件式であ
る。前記（数１７）の上限を越えると、最小絞り径から
テレ端にかけて徐々に絞り径が大きくなっていく際、ズ
ーミングポジションに対する絞り径の変動量が大きくな
ってしまい、絞り径を制御するのが困難となってしま
う。

【００６３】また、本実施の形態のズームレンズは、第
２レンズ群１２の非球面レンズにおいて、レンズ有効径
の１割の径における局所的な曲率半径をｒ２１、レンズ
有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ２９、
前記第３レンズ群１４の非球面レンズにおいて、レンズ
有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ３１、
レンズ有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ
３９、前記第４レンズ群１５の非球面レンズにおいて、
レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ
４１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲率半
径をｒ４９としたとき、前記（数１８）〜（数２０）の
条件式を満足している。

【００６４】この条件式を満足することにより、ズーム
レンズの高い解像度を実現するために十分な性能を得る
ことができる。

【００６５】前記（数１８）は、第２レンズ群１２の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
１８）の条件式の下限を下回ると、球面収差が補正不足
となってしまい、十分な収差性能が得られなくなってし
まう。一方、前記条件式（数１８）の上限を越えると、
球面収差、特に近距離撮影時の球面収差が補正不足とな
ってしまい、十分な収差性能が得られなくなってしま
う。

【００６６】前記（数１９）は、第３レンズ群１４の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
１９）の条件式の下限を下回ると、球面収差が補正不足
となってしまい、十分な収差性能が得られなくなってし
まう。一方、前記条件式（数１９）の上限を越えると、
球面収差が補正過剰となるとともに、コマフレアが発生
しやすくなる。

【００６７】前記（数２０）は、第４レンズ群１５の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
２０）の条件式の下限、上限を越えると、ワイド端から
テレ端にかけたトータルな収差バランスが崩れてしま
い、十分な収差性能が得られなくなってしまう。

【００６８】また、本実施の形態のズームレンズは、ワ
イド端における全系の合成焦点距離をｆｗ、空気中にお
けるレンズ最終面から像面１７までの間隔をＢＦとした
とき、前記（数２１）の条件式を満足している。

【００６９】この条件式を満足することにより、赤外カ
ットフィルターや水晶などのローパスフィルターを挿入
するための十分なバックフォーカスを確保することがで
きる。前記（数２１）の条件式の下限を下回ると、赤外
カットフィルター水晶などのローパスフィルターを挿入
するための十分な間隔が確保できなくなってしまう。一
方、前記（数２１）の上限を越えると、必要以上にバッ
クフォーカスが大きくなってしまい、小型のズームレン
ズを実現することができなくなってしまう。

【００７０】また、本実施の形態のズームレンズは、第
１レンズ群１１の最も像面側に位置する面の曲率半径
と、第２レンズ群１２の最も物体側に位置する面の曲率
半径とが同一である。これにより、前記第１レンズ群１
１の最も像面側の面と前記第２レンズ群１２の最も物体
側の面とが、レンズ周辺部にいくに従って、面間隔が小
さくなっていくことを防ぐことができるので、鏡筒作成
を容易とすることができる。

【００７１】また、本実施の形態のズームレンズは、第
４レンズ群１５と像面１７との間に配置された赤外カッ
トフィルターが、光軸上から任意に待避することができ
る。これにより夜間などの低照度時においても補助灯等
を必要とせず、十分撮影可能な明るさを得ることができ
る。

【００７２】また、本実施の形態のズームレンズは、第
２レンズ群１２の接合された負レンズの、入射面におけ
るレンズ中心から前記入射面と第２レンズ群１２の最も
物体側にある負レンズの出射面との接触位置までのサグ
量をｓａｇ（ｒ１）、出射面におけるレンズ中心から最
も周辺部までのサグ量をｓａｇ（ｒ２）、前記レンズ厚
みをｄ８としたとき、前記（数２２）の条件式を満足し
ている。

【００７３】この条件式を満足することにより、両凹レ
ンズを容易に成形することができるので、歩留まり向上
に適している。

【００７４】前記（数２２）は、両凹レンズの偏肉比に
関する条件式である。前記（数２２）の条件式の上限を
越えると、レンズ中心肉厚と周辺部のコバ厚の比が大き
くなりレンズ成形が困難となるので、歩留まりが低下し
て低コスト化が困難となってしまう。

【００７５】（実施例１）以下に、本実施の形態におけ
るズームレンズの具体的な数値を下記表１に示す。

【表１】

【００７６】表１中、ｒｄ（ｍｍ）はレンズの曲率半
径、ｔｈ（ｍｍ）はレンズの肉厚あるいはレンズの空気
間隔、ndは各レンズのd線に対する屈折率、νはレンズ
のd線に対するアッベ数である。また、非球面を有する
面（実施例中の面番号の横に＊印で表示）については、
下記式（数２３）によって規定される。

【００７７】

【数２３】

【００７８】但し、上式において、 Ｚ：光軸からの高さがｙの非球面形状の非球面頂点の接
平面からの距離 ｙ：光軸からの高さ ｃ：非球面頂点の曲率 ｋ：円錐定数 Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ：非球面係数 下記表２に、具体的数値実施例として示した実施例１の
非球面係数を示す。

【００７９】

【表２】

【００８０】また、下記表３に物点が２ｍの位置の場合
における、ズーミングによって可変な空気間隔（ｍｍ）
を示す。ノーマル位置は、第３レンズ群１４と第４レン
ズ群１５とが再接近する位置である。下記中、ｆ（ｍ
ｍ）は焦点距離、ＦＮｏ．はＦナンバー、ω（度）は入
射半画角であり、それぞれズームレンズのワイド端、ノ
ーマル位置、テレ端における場合を示している。

【００８１】

【表３】

【００８２】図２〜図４に、本実施例のズームレンズの
ワイド端（図２）、ノーマル位置（図３）、テレ端（図
４）における諸収差を示す。この図２〜図４の各収差図
において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収
差（％）、軸上色収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を
示している。図２（ａ）の球面収差図において、実線は
球面収差であり、破線は正弦条件である。図２（ｂ）の
非点収差図において、実線はサジタル像面湾曲であり、
破線はメリジオナル像面湾曲である。図２（ｄ）の軸上
色収差図において、実線はｄ線、破線はＦ線、一点鎖線
はＣ線に対する値である。これらの収差図から明らかな
ように、本実施例のズームレンズは良好な収差性能を示
している。

【００８３】（第２の実施形態）図５は本発明の第１の
実施の形態におけるズームレンズの構成図を示す配置図
である。図５に示すように、物体側（図５では左側）か
ら像面２７側（図５では右側）に向かって第１レンズ群
２１、第２レンズ群２２、絞り２３、第３レンズ群２
４、第４レンズ群２５、水晶フィルターや撮像デバイス
のフェースプレート等に光学的に等価な平板ガラス２６
が順に配置されており、これによりズームレンズが構成
されている。第１レンズ群２１は、正の屈折力を有し、
変倍時、フォーカス時においても、像面２７に対して固
定された状態にある。第２レンズ群２２は負の屈折力を
有し、光軸上を移動することによって変倍作用を行う。
絞り２３は、変倍時、フォーカス時においても像面２７
に対して固定された状態にある。第３レンズ群２４は、
正の屈折力を有し、変倍時、フォーカス時においても、
像面２７に対して固定された状態にある。第４レンズ群
２５は、正の屈折力を有し、第２レンズ群２２及び被写
体となる物体の移動に伴って変動する像面２７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ことによ
り、変倍による像の移動とフォーカス調整とを同時に行
う。

【００８４】第１レンズ群２１は、物体側から順に配置
された負レンズ５ａと、正レンズ５ｂと、物体側に凸面
を向けた正レンズ５ｃとから構成されている。第２レン
ズ群２２は、物体側から順に配置された負レンズ６ａ
と、両凹レンズ６ｂと正レンズ６ｃとの接合レンズとか
ら構成されており、前記レンズ群の少なくとも一面が非
球面となっている。第３レンズ群２４は、物体側から順
に配置された正レンズ７ａと、物体側に凸面を向けた負
メニスカスレンズ７ｂとから構成されており、前記レン
ズ群の少なくとも一面が非球面となっている。第４レン
ズ群２５は、物体側から順に配置された負レンズ８ａ
と、正レンズ８ｂとの接合レンズにより構成され、前記
レンズ群の少なくとも一面が非球面となっている。ま
た、本実施の形態のズームレンズは、第１レンズ群２１
の合成焦点距離をｆ１、第２レンズ群２２の合成焦点距
離をｆ２，第３レンズ群２４の合成焦点距離をｆ３、第
４レンズ群２５の合成焦点距離をｆ４、ワイド端におけ
る全系の合成焦点距離をｆｗ、ワイド端における絞り径
をＤｗ、テレ端における絞り径をＤｔとしたとき、前記
（数１２〜１６）の条件式を満足している。

【００８５】前記（数１２）は、第１レンズ群２１の屈
折力に関する条件式である。前記（数１２）の条件式の
下限を下回ると、第１レンズ群２１の屈折力が大きくな
り、長焦点側における球面収差、及び軸外におけるコマ
収差の補正が困難となってしまう。一方、前記（数１
２）の条件式の上限を越えると、レンズ全長が長くなっ
てしまってズームレンズのコンパクト化が困難となって
しまう。

【００８６】前記（数１３）は、第２レンズ群２２の屈
折力に関する条件式である。前記（数１３）の条件式の
下限を下回ると、全系のペッツバール和が大きくなり、
像面湾曲の補正が困難となってしまう。一方、前記（数
１３）の条件式の上限を越えると、ペッツバール和は小
さくなるが、全系が長くなってしまうため、ズームレン
ズのコンパクト化が困難となってしまう。

【００８７】前記（数１４）は、第３レンズ群２４の屈
折力に関する条件式である。前記（数１４）の条件式の
下限を下回ると、第３レンズ群２４の屈折力が大きくな
り、水晶フィルター等を挿入するためのバックフォーカ
スを確保することができなくなるとともに球面収差の補
正も困難となってしまう。一方、前記（数１４）の条件
式の上限を越えると、ペッツバール和が大きくなって、
像面湾曲の補正が困難となってしまう。

【００８８】前記（数１５）は、第４レンズ群２５の屈
折力に関する条件式である。前記（数１５）の条件式の
下限を下回ると、全系のレンズ系が大きくなって、小型
化が困難となってしまう。一方、前記（数１５）の条件
式の上限を越えると、近距離撮影時と遠距離撮影時の軸
外収差を同時に良好に補正することが困難となってしま
う。

【００８９】前記（数１６）は、絞り２３に関する条件
式である。前記（数１６）の条件式の上限を越えると、
ワイド端からテレ端にかけて、Ｆナンバーの変化度合い
が大きくなってしまい、ズーミング領域全般における明
るさのバランスが崩れてしまう。

【００９０】また、本実施の形態のズームレンズにおい
て、前記絞り径は、ワイド端から任意のズームポジショ
ンまでは徐々に小さくなっていき、前記位置からテレ端
までは徐々に大きくなっている。図１４に２群位置に対
する絞り径変化を図示したグラフを示す。これにより、
絞りに配置されているＮＤフィルターの影響でテレ端付
近の実効Ｆナンバーが急激に暗くなることを逓減するこ
とができる。

【００９１】また、本実施の形態のズームレンズは、ズ
ーミング領域において最小となる絞り径をＤｃｈ、テレ
端における絞り径をＤｔとしたとき、前記（数１７）の
条件式を満足している。

【００９２】前記（数１７）は、絞り径に関する条件式
である。前記（数１７）の上限を越えると、最小絞り径
からテレ端にかけて徐々に絞り径が大きくなっていく
際、ズーミングポジションに対する絞り径の変動量が大
きくなってしまい、絞り径を制御するのが困難となって
しまう。

【００９３】また、本実施の形態のズームレンズは、第
２レンズ群２２の非球面レンズにおいて、レンズ有効径
の１割の径における局所的な曲率半径をｒ２１、レンズ
有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ２９、
前記第３レンズ群２４の非球面レンズにおいて、レンズ
有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ３１、
レンズ有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ
３９、前記第４レンズ群２５の非球面レンズにおいて、
レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ
４１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲率半
径をｒ４９としたとき、前記（数１８）〜（数２０）の
条件式を満足している。

【００９４】この条件式を満足することにより、ズーム
レンズの高い解像度を実現するために十分な性能を得る
ことができる。

【００９５】前記（数１８）は、第２レンズ群２２の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
１８）の条件式の下限を下回ると、球面収差が補正不足
となってしまい、十分な収差性能が得られなくなってし
まう。一方、前記条件式（数１８）の上限を越えると、
球面収差、特に近距離撮影時の球面収差が補正不足とな
ってしまい、十分な収差性能が得られなくなってしま
う。

【００９６】前記（数１９）は、第３レンズ群２４の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
１９）の条件式の下限を下回ると、球面収差が補正不足
となってしまい、十分な収差性能が得られなくなってし
まう。一方、前記条件式（数１９）の上限を越えると、
球面収差が補正過剰となるとともに、コマフレアが発生
しやすくなる。

【００９７】前記（数２０）は、第４レンズ群２５の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
２０）の条件式の下限、上限を越えると、ワイド端から
テレ端にかけたトータルな収差バランスが崩れてしま
い、十分な収差性能が得られなくなってしまう。

【００９８】また、本実施の形態のズームレンズは、ワ
イド端における全系の合成焦点距離をｆｗ、空気中にお
けるレンズ最終面から像面１７までの間隔をＢＦとした
とき、前記（数２１）の条件式を満足している。

【００９９】この条件式を満足することにより、赤外カ
ットフィルターや水晶などのローパスフィルターを挿入
するための十分なバックフォーカスを確保することがで
きる。前記（数１０）の条件式の下限を下回ると、赤外
カットフィルター水晶などのローパスフィルターを挿入
するための十分な間隔が確保できなくなってしまう。一
方、前記（数２１）の上限を越えると、必要以上にバッ
クフォーカスが大きくなってしまい、小型のズームレン
ズを実現することができなくなってしまう。

【０１００】また、本実施の形態のズームレンズは、第
４レンズ群２５と像面２７との間に配置された赤外カッ
トフィルターが、光軸上から任意に待避することができ
る。これにより夜間などの低照度時においても補助灯等
を必要とせず、十分撮影可能な明るさを得ることができ
る。

【０１０１】また、本実施の形態のズームレンズは、第
２レンズ群２２の接合された負レンズの、入射面におけ
るレンズ中心から前記入射面と第２レンズ群２２の最も
物体側にある負レンズの出射面との接触位置までのサグ
量をｓａｇ（ｒ１）、出射面におけるレンズ中心から最
も周辺部までのサグ量をｓａｇ（ｒ２）、前記レンズ厚
みをｄ８としたとき、前記（数２２）の条件式を満足し
ている。

【０１０２】この条件式を満足することにより、両凹レ
ンズを容易に成形することができるので、歩留まり向上
に適している。

【０１０３】前記（数２２）は、両凹レンズの偏肉比に
関する条件式である。前記（数２２）の条件式の上限を
越えると、レンズ中心肉厚と周辺部のコバ厚の比が大き
くなりレンズ成形が困難となるので、歩留まりが低下し
て低コスト化が困難となってしまう。

【０１０４】（実施例２）以下に、本実施の形態におけ
るズームレンズの具体的な数値例を表４に示す。

【０１０５】

【表４】

【０１０６】表４中、ｒｄ（ｍｍ）はレンズの曲率半
径、ｔｈ（ｍｍ）はレンズの肉厚あるいはレンズの空気
間隔、ndは各レンズのd線に対する屈折率、νはレンズ
のd線に対するアッベ数である。また、非球面を有する
面（実施例中の面番号の横に＊印で表示）については、
前記式（数２３）によって規定される。

【０１０７】下記表５に、具体的数値実施例として示し
た実施例１の非球面係数を示す。

【０１０８】

【表５】

【０１０９】また、下記表６に物点が２ｍの位置の場合
における、ズーミングによって可変な空気間隔（ｍｍ）
を示す。ノーマル位置は、第３レンズ群１４と第４レン
ズ群１５とが再接近する位置である。下記中、ｆ（ｍ
ｍ）は焦点距離、ＦＮｏ．はＦナンバー、ω（度）は入
射半画角であり、それぞれズームレンズのワイド端、ノ
ーマル位置、テレ端における場合を示している。

【０１１０】

【表６】

【０１１１】図６〜図８に、本実施例のズームレンズの
ワイド端（図６）、ノーマル位置（図７）、テレ端（図
８）における諸収差を示す。この図６〜図８の各収差図
において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収
差（％）、軸上色収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を
示している。図６（ａ）の球面収差図において、実線は
球面収差であり、破線は正弦条件である。図６（ｂ）の
非点収差図において、実線はサジタル像面湾曲であり、
破線はメリジオナル像面湾曲である。図６（ｄ）の軸上
色収差図において、実線はｄ線、破線はＦ線、一点鎖線
はＣ線に対する値である。これらの収差図から明らかな
ように、本実施例のズームレンズは良好な収差性能を示
している。

【０１１２】（第３の実施形態）図９は本発明の第１の
実施の形態におけるズームレンズの構成図を示す配置図
である。図９に示すように、物体側（図９では左側）か
ら像面３７側（図９では右側）に向かって第１レンズ群
３１、第２レンズ群３２、絞り３３、第３レンズ群３
４、第４レンズ群３５、水晶フィルターや撮像デバイス
のフェースプレート等に光学的に等価な平板ガラス３６
が順に配置されており、これによりズームレンズが構成
されている。第１レンズ群３１は、正の屈折力を有し、
変倍時、フォーカス時においても、像面３７に対して固
定された状態にある。第２レンズ群３２は負の屈折力を
有し、光軸上を移動することによって変倍作用を行う。
絞り３３は、変倍時、フォーカス時においても像面３７
に対して固定された状態にある。第３レンズ群３４は、
正の屈折力を有し、変倍時、フォーカス時においても、
像面３７に対して固定された状態にある。第４レンズ群
３５は、正の屈折力を有し、第２レンズ群３２及び被写
体となる物体の移動に伴って変動する像面３７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ことによ
り、変倍による像の移動とフォーカス調整とを同時に行
う。

【０１１３】第１レンズ群３１は、物体側から順に配置
された負レンズ９ａと、正レンズ９ｂと、物体側に凸面
を向けた正レンズ９ｃとから構成されている。第２レン
ズ群３２は、物体側から順に配置された負レンズ１０ａ
と、両凹レンズ１０ｂと正レンズ１０ｃとの接合レンズ
とから構成されており、前記レンズ群の少なくとも一面
が非球面となっている。第３レンズ群３４は、物体側か
ら順に配置された正レンズ２枚１１ａ、１１ｂと、物体
側に凹面を向けた負レンズ１１ｃとから構成されてお
り、前記レンズ群の少なくとも一面が非球面となってい
る。第４レンズ群３５は、物体側から順に配置された負
レンズ１２ａと、正レンズ１２ｂとの接合レンズにより
構成され、前記レンズ群の少なくとも一面が非球面とな
っている。また、本実施の形態のズームレンズは、第１
レンズ群３１の合成焦点距離をｆ１、第２レンズ群３２
の合成焦点距離をｆ２，第３レンズ群３４の合成焦点距
離をｆ３、第４レンズ群３５の合成焦点距離をｆ４、ワ
イド端における全系の合成焦点距離をｆｗ、ワイド端に
おける絞り径をＤｗ、テレ端における絞り径をＤｔとし
たとき、前記（数１２）〜（数１６）の条件式を満足し
ている。

【０１１４】前記（数１２）は、第１レンズ群３１の屈
折力に関する条件式である。前記（数１２）の条件式の
下限を下回ると、第１レンズ群３１の屈折力が大きくな
り、長焦点側における球面収差、及び軸外におけるコマ
収差の補正が困難となってしまう。一方、前記（数１
２）の条件式の上限を越えると、レンズ全長が長くなっ
てしまってズームレンズのコンパクト化が困難となって
しまう。

【０１１５】前記（数１３）は、第２レンズ群３２の屈
折力に関する条件式である。前記（数１３）の条件式の
下限を下回ると、全系のペッツバール和が大きくなり、
像面湾曲の補正が困難となってしまう。一方、前記（数
１３）の条件式の上限を越えると、ペッツバール和は小
さくなるが、全系が長くなってしまうため、ズームレン
ズのコンパクト化が困難となってしまう。

【０１１６】前記（数１４）は、第３レンズ群３４の屈
折力に関する条件式である。前記（数１４）の条件式の
下限を下回ると、第３レンズ群３４の屈折力が大きくな
り、水晶フィルター等を挿入するためのバックフォーカ
スを確保することができなくなるとともに球面収差の補
正も困難となってしまう。一方、前記（数１４）の条件
式の上限を越えると、ペッツバール和が大きくなって、
像面湾曲の補正が困難となってしまう。

【０１１７】前記（数１５）は、第４レンズ群２５の屈
折力に関する条件式である。前記（数１５）の条件式の
下限を下回ると、全系のレンズ系が大きくなって、小型
化が困難となってしまう。一方、前記（数１５）の条件
式の上限を越えると、近距離撮影時と遠距離撮影時の軸
外収差を同時に良好に補正することが困難となってしま
う。

【０１１８】前記（数１６）は、絞り３３に関する条件
式である。前記（数１６）の条件式の上限を越えると、
ワイド端からテレ端にかけて、Ｆナンバーの変化度合い
が大きくなってしまい、ズーミング領域全般における明
るさのバランスが崩れてしまう。

【０１１９】また、本実施の形態のズームレンズにおい
て、前記絞り径は、ワイド端から任意のズームポジショ
ンまでは徐々に小さくなっていき、前記位置からテレ端
までは徐々に大きくなっている。図１４に２群位置に対
する絞り径変化を図示したグラフを示す。これにより、
絞りに配置されているＮＤフィルターの影響でテレ端付
近の実効Ｆナンバーが急激に暗くなることを逓減するこ
とができる。また、本実施の形態のズームレンズは、ズ
ーミング領域において最小となる絞り径をＤｃｈ、テレ
端における絞り径をＤｔとしたとき、前記（数１７）の
条件式を満足している。

【０１２０】前記（数１７）は、絞り径に関する条件式
である。前記（数１７）の上限を越えると、最小絞り径
からテレ端にかけて徐々に絞り径が大きくなっていく
際、ズーミングポジションに対する絞り径の変動量が大
きくなってしまい、絞り径を制御するのが困難となって
しまう。

【０１２１】また、本実施の形態のズームレンズは、第
２レンズ群３２の非球面レンズにおいて、レンズ有効径
の１割の径における局所的な曲率半径をｒ２１、レンズ
有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ２９、
前記第３レンズ群３４の非球面レンズにおいて、レンズ
有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ３１、
レンズ有効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ
３９、前記第４レンズ群３５の非球面レンズにおいて、
レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ
４１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲率半
径をｒ４９としたとき、下記（数１８）〜（数２０）の
条件式を満足している。

【０１２２】この条件式を満足することにより、ズーム
レンズの高い解像度を実現するために十分な性能を得る
ことができる。

【０１２３】前記（数１８）は、第２レンズ群３２の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
１８）の条件式の下限を下回ると、球面収差が補正不足
となってしまい、十分な収差性能が得られなくなってし
まう。一方、前記条件式（数１８）の上限を越えると、
球面収差、特に近距離撮影時の球面収差が補正不足とな
ってしまい、十分な収差性能が得られなくなってしま
う。

【０１２４】前記（数１９）は、第３レンズ群３４の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
１９）の条件式の下限を下回ると、球面収差が補正不足
となってしまい、十分な収差性能が得られなくなってし
まう。一方、前記条件式（数１９）の上限を越えると、
球面収差が補正過剰となるとともに、コマフレアが発生
しやすくなる。

【０１２５】前記（数２０）は、第４レンズ群３５の非
球面レンズの非球面量に関する条件式である。前記（数
２０）の条件式の下限、上限を越えると、ワイド端から
テレ端にかけたトータルな収差バランスが崩れてしま
い、十分な収差性能が得られなくなってしまう。

【０１２６】また、本実施の形態のズームレンズは、ワ
イド端における全系の合成焦点距離をｆｗ、空気中にお
けるレンズ最終面から像面１７までの間隔をＢＦとした
とき、前記（数２１）の条件式を満足している。

【０１２７】この条件式を満足することにより、赤外カ
ットフィルターや水晶などのローパスフィルターを挿入
するための十分なバックフォーカスを確保することがで
きる。前記（数２１）の条件式の下限を下回ると、赤外
カットフィルター水晶などのローパスフィルターを挿入
するための十分な間隔が確保できなくなってしまう。一
方、前記（数２１）の上限を越えると、必要以上にバッ
クフォーカスが大きくなってしまい、小型のズームレン
ズを実現することができなくなってしまう。

【０１２８】また、本実施の形態のズームレンズは、第
４レンズ群３５と像面３７との間に配置された赤外カッ
トフィルターが、光軸上から任意に待避することができ
る。これにより夜間などの低照度時においても補助灯等
を必要とせず、十分撮影可能な明るさを得ることができ
る。

【０１２９】また、本実施の形態のズームレンズは、第
２レンズ群３２の接合された負レンズの、入射面におけ
るレンズ中心から前記入射面と第２レンズ群３２の最も
物体側にある負レンズの出射面との接触位置までのサグ
量をｓａｇ（ｒ１）、出射面におけるレンズ中心から最
も周辺部までのサグ量をｓａｇ（ｒ２）、前記レンズ厚
みをｄ８としたとき、前記（数２２）の条件式を満足し
ている。

【０１３０】この条件式を満足することにより、両凹レ
ンズを容易に成形することができるので、歩留まり向上
に適している。

【０１３１】前記（数２２）は、両凹レンズの偏肉比に
関する条件式である。前記（数２２）の条件式の上限を
越えると、レンズ中心肉厚と周辺部のコバ厚の比が大き
くなりレンズ成形が困難となるので、歩留まりが低下し
て低コスト化が困難となってしまう。

【０１３２】（実施例３）以下に、本実施の形態におけ
るズームレンズの具体的な数値例を表７に示す。

【０１３３】

【表７】

【０１３４】表７中、ｒｄ（ｍｍ）はレンズの曲率半
径、ｔｈ（ｍｍ）はレンズの肉厚あるいはレンズの空気
間隔、ndは各レンズのd線に対する屈折率、νはレンズ
のd線に対するアッベ数である。また、非球面を有する
面（実施例中の面番号の横に＊印で表示）については、
前記式（数２３）によって規定される。

【０１３５】下記表８に、具体的数値実施例として示し
た実施例１の非球面係数を示す。

【０１３６】

【表８】

【０１３７】また、下記表９に物点が２ｍの位置の場合
における、ズーミングによって可変な空気間隔（ｍｍ）
を示す。ノーマル位置は、第３レンズ群１４と第４レン
ズ群１５とが再接近する位置である。下記中、ｆ（ｍ
ｍ）は焦点距離、ＦＮｏ．はＦナンバー、ω（度）は入
射半画角であり、それぞれズームレンズのワイド端、ノ
ーマル位置、テレ端における場合を示している。

【０１３８】

【表９】

【０１３９】図１０〜図１２に、本実施例のズームレン
ズのワイド端（図１０）、ノーマル位置（図１１）、テ
レ端（図１２）における諸収差を示す。この図６〜図８
の各収差図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差
（ｍｍ）、歪曲収差（％）、軸上色収差（ｍｍ）、倍率
色収差（ｍｍ）を示している。図１０（ａ）の球面収差
図において、実線は球面収差であり、破線は正弦条件で
ある。図１０（ｂ）の非点収差図において、実線はサジ
タル像面湾曲であり、破線はメリジオナル像面湾曲であ
る。図１０（ｄ）の軸上色収差図において、実線はｄ
線、破線はＦ線、一点鎖線はＣ線に対する値である。こ
れらの収差図から明らかなように、本実施例のズームレ
ンズは良好な収差性能を示している。

【０１４０】（第４の実施の形態）図１３は本発明の第
４の実施の形態のビデオカメラの構成を示す配置図であ
る。図１３に示すように、本実施の形態におけるビデオ
カメラは、ズームレンズ１００と、赤外カットフィルタ
ー１０１と、ローパスフィルター１０２と、撮像素子１
０３と、信号処理回路１０４と、ビューファインダー１
０５と、記録系１０６とを備えている。ここで、ズーム
レンズ１００としては、前記第１の実施の形態のズーム
レンズが用いられている。尚、本ビデオカメラには、液
晶パネルなどの付加機能を追加することも可能である。

【０１４１】このように、本発明のズームレンズを用い
たビデオカメラを構成すれば、ズーム比が１８倍程度と
高倍率でありながら、小型で、高機能なビデオカメラを
実現することができる。尚、前記第２、３の実施の形態
のズームレンズを使用した場合であっても、同様に、ズ
ーム比が１８倍程度と高倍率でありながら、小型で、高
機能なビデオカメラを実現することができる。

【０１４２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のズーム
レンズによれば、物体側から像面側に向かって順に配置
された、正の屈折力を有し、像面に対して固定された第
１レンズ群と、負の屈折力を有し、光軸上を移動するこ
とによって変倍作用を行う第２レンズ群と、像面に対し
て固定された絞りと、正の屈折力を有し、像面に対して
固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し、前記第
２レンズ群及び物体の移動に伴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第４レ
ンズ群とを備えたズームレンズにおいて、適切なパワー
配置と最適な非球面形状を選択することによって、Ｆナ
ンバーが約１．８程度と明るく、ズーム比が約１８倍程
度と高倍率でありながら、小型で高機能なズームレンズ
を実現することができる。また、ズームレンズは、ビデ
オカメラを構成するのに適しているため、これを用いて
ビデオカメラを構成することにより、ズーム比が１８倍
程度と高倍率でありながら、小型で高機能なビデオカメ
ラを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるズームレン
ズの構成を示す配置図

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるズームレン
ズのワイド端における収差性能図

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるズームレン
ズのノーマル位置における収差性能図

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるズームレン
ズのテレ端における収差性能図

【図５】本発明の第２の実施の形態におけるズームレン
ズの構成を示す配置図

【図６】本発明の第２の実施の形態におけるズームレン
ズのワイド端における収差性能図

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるズームレン
ズのノーマル位置における収差性能図

【図８】本発明の第２の実施形態におけるズームレンズ
のテレ端における収差性能図

【図９】本発明の第３の実施の形態におけるズームレン
ズの構成を示す配置図

【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるズームレ
ンズのワイド端における収差性能図

【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるズームレ
ンズのノーマル位置における収差性能図

【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるズームレ
ンズのテレ端における収差性能図

【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるビデオカ
メラの構成を示す配置図

【図１４】本発明の第１〜３の実施の形態における２群
位置に対する絞り径の変化を示すグラフ

【符号の説明】

11,21,31,41 第１レンズ群 12,22,32,42 第２レンズ群 13,23,33,43 絞り 14,24,34,44 第３レンズ群 15,25,35,45 第４レンズ群 16,26,36,46 平板ガラス 17,27,37,47 像面 100 ズームレンズ 101 赤外カットフィルター 102 ローパスフィルター 103 撮像素子 104 信号処理回路 105 ビューファインダー 106 記録系

フロントページの続き (72)発明者 小野 周佑 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA03 PA07 PA08 PA20 PB10 PB11 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA42 QA46 RA05 RA12 RA13 RA32 RA42 RA43 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA65 SA72 SA74 SB04 SB14 SB23 SB24 SB33 5C022 AA11 AB66 AC54 AC69

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から順に、正の屈折力を有し、固
   定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し、光軸上を
   移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、
   固定された絞りと、正の屈折力を有し、固定された第３
   レンズ群と、正の屈折力を有し、前記第２レンズ群及び
   被写体とする物体の移動に伴い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第４レンズ
   群とを備えているズームレンズにおいて、 前記第１レンズ群は物体側から順に、負レンズと正レン
   ズと物体側に凸面を向けた正レンズとで構成され、 前記第２レンズ群は物体側から順に、負レンズと接合さ
   れた負レンズと正レンズとで構成され、前記レンズ群の
   少なくとも１面以上が非球面であり、 前記第３レンズ群は物体側から順に、正レンズと負レン
   ズとで構成され、前記レンズ群の少なくとも１面以上が
   非球面であり、 前記第４レンズ群は物体側から順に、接合された負レン
   ズと正レンズとで構成され、前記レンズ群の少なくとも
   １面以上が非球面であり、 固定された絞りは、その絞り径がワイド端からテレ端へ
   ズーミングする際、可変であり、 さらに下記条件式(数１〜５)、（但し、ｆ１：第１レン
   ズ群の合成焦点距離、ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距
   離、ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離、ｆ４：第４レ
   ンズ群の合成焦点距離、ｆｗ：ワイド端における全系の
   合成焦点距離、Ｄｗ：ワイド端における絞り径、Ｄｔ：
   テレ端における絞り径を示す。）を満足することを特徴
   とするズームレンズ。 【数１】 【数２】 【数３】 【数４】 【数５】
2. 【請求項２】 前記第３レンズ群は、正レンズと物体側
   に凹面を向けた負レンズとで構成される請求項１に記載
   のズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記第３レンズ群は、正レンズと物体側
   に凸面を向けた負メニスカスレンズとで構成される請求
   項１に記載のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第３レンズ群は、正レンズ２枚と物
   体側に凹面を向けた負レンズとで構成される請求項１に
   記載のズームレンズ。
5. 【請求項５】 前記絞り径は、ワイド端から任意のズー
   ムポジションまでは徐々に小さくなっていき、前記位置
   からテレ端までは徐々に大きくなっていく請求項１〜４
   のいずれかに記載のズームレンズ。
6. 【請求項６】 前記絞り径が下記条件式（数６）、（但
   し、Ｄｃｈ：ズーミング領域において最小となる絞り
   径、Ｄｔ：テレ端における絞り径を示す。）を満足する
   請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズ。 【数６】
7. 【請求項７】 前記第２レンズ群の非球面レンズにおい
   て、レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径
   をｒ２１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲
   率半径をｒ２９としたとき、下記条件式（数７）を満足
   する請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズ。 【数７】
8. 【請求項８】 前記第３レンズ群の非球面レンズにおい
   て、レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径
   をｒ３１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲
   率半径をｒ３９としたとき、下記条件式（数８）を満足
   する請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズ。 【数８】
9. 【請求項９】 前記第４レンズ群の非球面レンズにおい
   て、レンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径
   をｒ４１、レンズ有効径の９割の径における局所的な曲
   率半径をｒ４９としたとき、下記条件式（数９）を満足
   する請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズ。 【数９】
10. 【請求項１０】 前記ワイド端における全系の合成焦点
    距離をｆｗ、空気中におけるレンズ最終面から像面まで
    の間隔をＢＦとしたとき、下記条件式（数１０）を満足
    する請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズ。 【数１０】
11. 【請求項１１】 前記第１レンズ群の最も像面側に位置
    する面の曲率半径と、第２レンズ群の最も物体側に位置
    する面の曲率半径とが同一である請求項１〜１０のいず
    れかに記載のズームレンズ。
12. 【請求項１２】 前記第４レンズ群と像面との間に配置
    された赤外カットフィルターが、光軸上から任意に待避
    することができる請求項１〜１１のいずれかに記載のズ
    ームレンズ。
13. 【請求項１３】 前記第２レンズ群の接合された負レン
    ズの、入射面におけるレンズ中心から前記入射面と第２
    レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面との接触
    位置までのサグ量をｓａｇ（ｒ１）、出射面におけるレ
    ンズ中心から最も周辺部までのサグ量をｓａｇ（ｒ
    ２）、前記レンズ厚みをｄ８としたとき、下記条件式
    （数１１）を満足する請求項１〜１２のいずれかに記載
    のズームレンズ。 【数１１】
14. 【請求項１４】 ズームレンズとして請求項１〜１３の
    いずれかに記載のズームレンズを組み込んだことを特徴
    とするビデオカメラ。