JP2002365553A

JP2002365553A - ズームレンズ及びそれを有する光学機器

Info

Publication number: JP2002365553A
Application number: JP2001175883A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishimura; 威志西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】全体として４つのレンズ群を有し、各レンズ
群の屈折力、変倍に伴う移動条件等を適切に設定し、全
変倍範囲及び物体距離全般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有する光学機器を得ること。【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第１レン
ズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力
の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を
有し、広角端に対し望遠端で、第１レンズ群Ｌ１と第２
レンズ群Ｌ２の間隔が大きく、第３レンズ群Ｌ３と第４
レンズ群Ｌ４の間隔が小さくなるようにレンズ群を移動
させて変倍を行うズームレンズにおいて、各レンズ群の
焦点距離や広角端における第１レンズ群Ｌ１と第２レン
ズ群Ｌ２の間隔、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群の間
隔Ｌ３Ｄ２３ｗを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】本発明はズームレンズ及びそ
れを有する光学機器に関し、特にビデオカメラ、デジタ
ルカメラ、フィルムカメラ、そして放送用カメラ等に好
適に用いられる構成レンズ枚数が比較的少ないレンズ系
全体の小型化を図ったズームレンズ及びそれを有する光
学機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等
のうち、レンズシャッターカメラには比較的バッフォー
カスが短く、小型化で高変倍化のズームレンズが望まれ
ている。

【０００３】バックフォーカスの短いズームレンズとし
ては正、負の屈折力のレンズ群より成る２群ズームレン
ズが一般的に多く用いられている。この２群ズームレン
ズはメカ構成が簡素であるが、高変倍に伴う色収差変動
の補正、あるいは変倍による像面変動の補正に対して
は、レンズ群が２つしかない為、自由度か小さく、ある
程度の小型化と高い光学性能を両立させるには変倍比３
〜３．５程度が限界である。

【０００４】変倍比４〜５程度を達成するには２群ズー
ムレンズでは自由度が小さく、少なくとも３つのレンズ
群が必要となってくる。

【０００５】従来より比較的バックフォーカスが短く、
また、高変倍に適したズームレンズとして正、正、負の
屈折力の３つのレンズ群より成る３群ズームレンズが知
られている。

【０００６】また、３群ズームレンズに比較的屈折力の
弱いレンズ群を像面側に追加した４群ズームレンズが知
られている。

【０００７】本出願人は特開平６−２１４１５７号公
報、特開平６−２１４１５８号公報、特開平６−２２２
２６７号公報、特開平６−２５００８７号公報、特開平
６―２５００８８号公報、特開平６−２９４９３２号公
報等で３群ズームレンズ又は４群ズームレンズを提案し
ている。これらで提案しているのはいずれも正の屈折力
の第１レンズ群、正又は負の屈折力の第２レンズ群、正
の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群の
４つのレンズ群を有する４群ズームレンズであるか、又
は正の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ
群そして負の屈折力の第３レンズ群の３つのレンズ群よ
り成る３群ズームレンズである。

【０００８】又、正、負、正そして負の屈折力のレンズ
群の４つのレンズ群より成る４群ズームレンズが、特公
平１−１８０１８０号公報、特開平１０−３０１０２７
号公報、ＵＳＰ４８２２１５２、ＵＳＰ５２７２５６
６、ＵＳＰ５１７２２７３、ＵＳＰ５１７０２９２等で
提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズの
変倍比を高変倍にすると変倍にともなう収差変動が大と
なり、これを抑制しようとするとレンズ群の数が増大
し、又レンズ構成が複雑になってくる。このとき光学系
を無理に小型化しようとすると、光学性能を良好に維持
することが難しくなってくる。

【００１０】特に正、負、正そして負の屈折力のレンズ
群の４つのレンズ群より成る４群ズームレンズにおい
て、高変倍比で小型のレンズ系を達成するには変倍に伴
う各レンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力等を適切
に設定する必要がある。これらが満足されないと諸収差
の発生が増大し、全変倍範囲にわたり良好なる画質の映
像を得るのが難しくなってくる。

【００１１】本発明は、変倍に伴う各レンズ群の移動条
件や、各レンズ群の屈折力等を適切に設定することによ
り高変倍比で全変倍範囲にわたり、しかも全画面にわた
り高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する
光学機器の提供を目的とする。

【００１２】この他、本発明は全変倍範囲において高い
光学性能を有し、比較的バックフォーカスが短く、光学
全長の短い、高変倍で小型のズームレンズ及びそれを有
する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段】請求項１の発明のズーム
レンズは物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、
負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ
群、負の屈折力の第４レンズ群を有し、広角端に対し望
遠端で、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きく、
第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が小さくなるように
レンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズであっ
て、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、広角端における全
系の焦点距離をｆｗ、広角端における第１レンズ群と第
２レンズ群の間隔をＤ１２ｗ、第２レンズ群と第３レン
ズ群の間隔をＤ２３ｗとするとき、１．０＜ｆ１／ｆｗ＜２．０２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１２０．５＜ｆ３／ｆｗ＜０．８０．３＜｜ｆ４／ｆｗ｜＜０．５００．０５＜Ｄ１２ｗ／Ｄ２３ｗ＜０．３なる条件式のうち１以上を満足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３レンズ群の最も物体側には負レンズが配置さ
れ、該負レンズの１つのレンズ面を非球面とし、非球面
の形状をレンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸方
向をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸とし、Ｋを円錐定
数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ非球面係数とし、

【００１５】

【数２】

【００１６】で表し、広角端における全系の焦点距離を
ｆｗとするとき、 −１００＜Ｂ・ｆｗ³ ＜０．０１なる条件を満足することを特徴としている。

【００１７】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３レンズ群の最も像面側には正レンズＧ３
４が配置され、該正レンズＧ３４の材質の屈折率をＮｄ
３４とするとき、１．６＜Ｎｄ３４＜１．９なる条件を満足することを特徴としている。

【００１８】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３レンズ群は物体側より順に、物体側へ凹
面を向けた非球面を有する負メニスカスレンズＧ３１、
物体側へ凹面を向けた正メニスカスレンズＧ３２、負レ
ンズＧ３３、正レンズＧ３４を有し、該負メニスカスレ
ンズＧ３１の材質の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ３１、
νｄ３１、該正レンズＧ３４の屈折率をＮｄ３４、該正
レンズＧ３４の物体側のレンズ面と像面側のレンズ面の
曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとするとき、１．６＜Ｎｄ３１＜１．９４０＜ νｄ３１＜６０１．４５＜Ｎｄ３４＜１．５６ ―４＜Ｒｂ／Ｒａ＜ ―１．３なる条件式のうち１以上を満足することを特徴としてい
る。

【００１９】請求項５の発明のズームレンズは物体側か
ら順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２
レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第
４レンズ群を有し、広角端に対して望遠端で、第１レン
ズ群と第２レンズ群との間隔が大きく、第３レンズ群と
第４レンズ群の間隔が小さくなるようにレンズ群を移動
させて変倍を行うズームレンズにおいて、該第３レンズ
群は物体側より順に、物体側へ凹面を向けた非球面を有
する負メニスカスレンズＧ３１、物体側へ凹面を向けた
正メニスカスレンズＧ３２、負レンズＧ３３、正レンズ
Ｇ３４を有し、該負メニスカスレンズＧ３１の屈折率と
アッベ数を各々Ｎｄ３１、νｄ３１、該正レンズＧ３４
の屈折率をＮｄ３４、該正レンズＧ３４の物体側のレン
ズ面と像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂと
するとき、１．６＜Ｎｄ３１＜１．９４０＜ νｄ３１＜６０１．４５＜Ｎｄ３４＜１．５６ −４＜Ｒｂ／Ｒａ＜ −１．３なる条件式のうち１以上を満足することを特徴としてい
る。

【００２０】請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれ
か１項の発明において前記第２レンズ群は、物体から順
に、負レンズＧ２１、正レンズＧ２２を有し、該負レン
ズＧ２１と正レンズＧ２２の材料のアッべ数を各々ν２
１、ν２２とするとき、１５＜ ν２１−ν２２＜３５なる条件を満足することを特徴としている。

【００２１】請求項７の発明は請求項１乃至５のいずれ
か１項の発明において第２レンズ群と第３レンズ群の広
角端と望遠端における間隔を各々Ｄ２３ｗ、Ｄ２３ｔと
するとき、０．３＜Ｄ２３ｗ／Ｄ２３ｔ＜０．９なる条件を満足することを特徴としている。

【００２２】請求項８の発明は請求項１乃至５のいずれ
か１項の発明において全系の広角端と望遠端における焦
点距離を各々ｆｗ、ｆｔとするとき、３．７＜ｆｔ／ｆｗ＜６．０なる条件を満足することを特徴としている。

【００２３】請求項９の発明は請求項１乃至５のいずれ
か１項の発明において全系の広角端における焦点距離を
ｆｗ、広角端におけるバックフォーカスをｂｆｗとする
とき、０．２＜ｂｆｗ／ｆｗ＜０．４なる条件を満足することを特徴としている。

【００２４】請求項１０の発明は請求項１乃至５のいず
れか１項の発明において広角端と望遠端におけるバック
フォーカスを各々、ｂｆｗ、ｂｆｔとするとき、０．０５＜ｂｆｗ／ｂｆｔ＜０．２なる条件を満足することを特徴としている。

【００２５】請求項１１の発明の光学機器は請求項１か
ら１０のいずれか１項のズームレンズを有していること
を特徴としている。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は数値実施例１のズームレン
ズの広角端のレンズ断面図、図２、図３は数値実施例１
の広角端、望遠端のズーム位置における収差図である。

【００２７】図４は数値実施例２のズームレンズの広角
端のレンズ断面図、図５、図６は数値実施例２の広角
端、望遠端のズーム位置における収差図である。

【００２８】図７は数値実施例３のズームレンズの広角
端のレンズ断面図、図８、図９は数値実施例３の広角
端、望遠端のズーム位置における収差図である。

【００２９】図１０は数値実施例４のズームレンズの広
角端のレンズ断面図、図１１、図１２は数値実施例４の
広角端、望遠端のズーム位置における収差図である。

【００３０】図１３は数値実施例５のズームレンズの広
角端のレンズ断面図、図１４、図１５は数値実施例５の
広角端、望遠端のズーム位置における収差図である。

【００３１】レンズ断面図において、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は負の屈折力の第４群（第４レンズ群）
である。広角端に対して望遠端での、第１群と第２群の
間隔（軸上空気間隔）が大きく、第３群と第４群の間隔
（軸上空気間隔）が小さくなるように各レンズ群を矢印
の如く物体側へ移動させて変倍を行っている。

【００３２】ＳＰは絞りであり、ＩＰは像面である。

【００３３】フォーカスは第３群Ｌ３の全部又はその一
部を移動させて行っている。

【００３４】本実施形態では第ｉレンズ群の焦点距離を
ｆｉ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端に
おける第１レンズ群と第２レンズ群の間隔をＤ１２ｗ、
第２レンズ群と第３レンズ群の間隔をＤ２３ｗとすると
き、１．０＜ｆ１／ｆｗ＜２．０・・・（１）２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１２・・・（２）０．５＜ｆ３／ｆｗ＜０．８・・・（３）０．３＜｜ｆ４／ｆｗ｜＜０．５０・・・（４）０．０５＜Ｄ１２ｗ／Ｄ２３ｗ＜０．３・・・（５）なる条件式のうち1以上を満足している。

【００３５】本実施形態ではこのようなズーム方式及び
レンズ構成を採ることにより、小型にも関わらず色収差
が良好に補正されており、高い光学性能を有したズーム
レンズを実現している。

【００３６】特に本実施形態に係るズームレンズでは負
の屈折力の第４群に変倍作用を持たせている。そして第
１群、第２群、第３群の合成屈折力を正の屈折力として
おり、これによりレンズ系全体でテレフォトタイプを構
成することで特に望遠端における光学全長の短縮を図っ
ている。

【００３７】第３レンズ群は物体側より順に、物体側へ
凹面を向けた非球面を有する負メニスカスレンズＧ３
１、物体側へ凹面を向けた正メニスカスレンズＧ３２、
負レンズＧ３３、正レンズＧ３４を有し、該負メニスカ
スレンズＧ３１の材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ３
１、νｄ３１、該正レンズＧ３４の材料の屈折率をＮｄ
３４、該正レンズＧ３４の物体側のレンズ面と像面側の
レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとするとき、１．６＜Ｎｄ３１＜１．９・・・（６）４０＜ νｄ３１＜６０・・・（７）１．４５＜Ｎｄ３４＜１．５６・・・（８） −４＜Ｒｂ／Ｒａ＜ −１．３・・・（９）なる条件式を１以上を満足している。

【００３８】第３群の最も物体側には負レンズＧ３１が
配置され、該負レンズＧ３１の１つのレンズ面を非球面
とし、非球面の形状をレンズ面の中心部の曲率半径をＲ
とし、光軸方向をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸と
し、Ｋを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ非球
面係数とし、

【００３９】

【数３】

【００４０】で表し、広角端における全系の焦点距離を
ｆｗとするとき、 −１００＜Ｂ・ｆｗ³ ＜０．０１・・・（１０）なる条件を満足している。

【００４１】第３群の最も像面側には正レンズＧ３４が
配置され、該正レンズＧ３４の材料の屈折率をＮｄ３４
とするとき、１．６＜Ｎｄ３４＜１．９・・・（１１）なる条件を満足している。

【００４２】第２レンズ群は物体から順に、負レンズＧ
２１、正レンズＧ２２を有し、該負レンズＧ２１と正レ
ンズＧ２２のアッべ数を各々ν２１、ν２２とすると
き、１５＜ ν２１−ν２２＜３５・・・（１２）なる条件を満足している。

【００４３】第２レンズ群と第３レンズ群の広角端と望
遠端における間隔を各々Ｄ２３ｗ、Ｄ２３ｔとすると
き、０．３＜Ｄ２３ｗ／Ｄ２３ｔ＜０．９・・・（１３）なる条件を満足している。

【００４４】全系の広角端と望遠端における焦点距離を
各々ｆｗ、ｆｔとするとき、３．７＜ｆｔ／ｆｗ＜６．０・・・（１４）なる条件を満足している。

【００４５】全系の広角端における焦点距離をｆｗ、広
角端におけるバックフォーカス（最も像面側のレンズ面
から近軸像面までの距離）をｂｆｗとするとき、０．２＜ｂｆｗ／ｆｗ＜０．４・・・（１５）なる条件を満足している。

【００４６】広角端と望遠端におけるバックフォーカス
（最も像面側のレンズ面から近軸像面までの距離）を各
々、ｂｆｗ、ｂｆｔとするとき、０．０５＜ｂｆｗ／ｂｆｔ＜０．２・・・（１６）なる条件を満足している。

【００４７】次に上述した条件式（１）〜（１６）につ
いて技術的な意味について以下に述べる。

【００４８】条件式（１）は第１群と広角端における全
系の焦点距離の比を規定しており、主にレンズ系全体の
小型化と高性能化を図るためのものである。

【００４９】条件式（１）の下限値を超えて第１群の屈
折力が強くなり過ぎると、特に望遠端における球面収差
が補正困難となるため良くない。また、下限値を超えて
第１群の屈折力が弱くなり過ぎると負の屈折力を有する
最終レンズ群（第４群）の変倍分担が大きくなり十分な
変倍比を得ることが困難となり、レンズ全長も増大する
ので良くない。

【００５０】更にレンズ系全体の小型化と高性能化を両
立させるために好ましくは、条件式（１）の下限値を
１．２とすることが望ましい。また、上限値を１．８と
することが望ましい。

【００５１】条件式（２）は第２群と広角端における全
系の焦点距離の比を規定しており、主にレンズ系全体の
小型化と高性能化を図るためのものである。

【００５２】条件式（２）の下限値を越えて第２群の屈
折力が強くなり過ぎると第２群で発生する球面収差の補
正が困難になる為良くない。特にこれを良好に補正する
為にはレンズ枚数を多く必要とするので良くない。ま
た、第３群のレンズ径の増大を招く為良くない。また、
上限値を超えて第２群の屈折力が弱くなり過ぎると第１
群と第２群で構成しているテレフォトタイプの効果が弱
くなり、特に望遠端における光学全長が増大し、又広角
端における歪曲収差の補正も困難となるため良くない。

【００５３】更にレンズ系全体の小型化と高性能化を両
立させるために好ましくは、条件式（２）の下限値を
３．０とすることが望ましい。また、上限値を１１．０
とすることが望ましい。

【００５４】条件式（３）は第３群と広角端における全
系の焦点距離の比を規定しており、主にレンズ系全体の
小型化と高性能化を図るためのものである。

【００５５】条件式（３）の下限値を超えて第３群の屈
折力が強くなり過ぎると第３群で発生する球面収差、非
点収差が増大し、全変倍範囲において良好な光学性能を
得ることが困難となるため良くない。また、上限値を超
えて第３群の屈折力が弱くなり過ぎると、特に望遠端に
おいて第３群と第４群の軸上空気間隔を所定量確保する
ことが困難となり、強いては第３群の変倍における移動
量が増大すると共にペッツバール和が負の方向に増大す
る傾向にあり、この結果像面特性が悪化するため良くな
い。

【００５６】更にレンズ系全体の小型化と高性能化を両
立させるために好ましくは、条件式（３）の下限値を
０．６とすることが望ましい。また、上限値を０．７６
とすることが望ましい。

【００５７】条件式（４）は負の屈折力を有する最終レ
ンズ群である第４群と広角端における全系の焦点距離の
比を規定しており、主にレンズ系全体の小型化と高性能
化を図るためのものである。

【００５８】条件式（４）の上限値を超えて最終レンズ
群の屈折力が弱くなり過ぎると特に第４群の変倍におけ
る移動量が増大し、望遠端における光学全長が増大する
ため良くない。また、下限値を超えると最終レンズ群の
屈折力が強くなり過ぎると特に広角端における歪曲収差
の補正が困難となり、また、像面特性が悪化するため良
くない。

【００５９】更にレンズ系全体の小型化と高性能化を両
立させるために好ましくは、条件式（４）の下限値を
０．３７とすることが望ましい。また、上限値を０．４
８とすることが望ましい。

【００６０】条件式（５）は広角端における第１群と第
２群の間隔に対する第２群と第３群の間隔の比であり、
特に高性能化を図るためのものである。

【００６１】条件式（５）の下限値を越えると、相対的
に第２群と第３群の間隔が大きくなり過ぎて広角端にお
いて第１群、第２群がより物体側へ位置するため第１群
のレンズ径が増大するため良くない。また、上限値を超
えて第１群と第２群間隔が大きくなり過ぎると、特に広
角端において正の屈折力の第１群で発生する歪曲収差を
負の屈折力の第２群で補正することが困難となるため良
くない。

【００６２】更に高性能化を図るためには、条件式
（５）の下限値を０．０７とすることが望ましい。ま
た、上限値を０．２とすることが望ましい。

【００６３】条件式（６）は非球面を有する負レンズＧ
３１の材質の屈折率を規定したものであり主に像面特性
を良好に補正するためのものである。

【００６４】条件式（６）の下限値を超えると、ぺッツ
バール和が負の方向に増大するため像面特性が悪化し、
また、非点収差の悪化にも繋がるため良くない。また、
上限値を超えると硝材の選択が難しくなるため良くな
い。

【００６５】条件式（７）は非球面を有する負レンズＧ
３１の材料のアッベ数を規定したものであり主に色収差
を良好に補正するためのものである。

【００６６】条件式（７）を下限値を超えると、特に変
倍における倍率色収差の変動が増大するため良くない。
また、上限値を超えると、軸上色収差の補正が困難とな
るため良くない。

【００６７】また、更に色収差補正に好ましくは、条件
式（７）の下限値を４５とすることが望ましい。

【００６８】条件式（８）は第３群の最も像面側の正レ
ンズＧ３４の材質の屈折力を規定したものである。この
正レンズＧ３４は第３群の正の屈折力を多く分担してお
り、第３群でレトロフォーカスタイプを形成し、第３群
単独のバックフォーカスを大きくすることで望遠端にお
いて第３群と第４群の主点間隔を小さくして変倍比を確
保している。

【００６９】条件式（８）の下限値を超えると特に広角
端における像面湾曲が増大し、また曲率が大きくなるた
めレンズの肉厚が増大し、望遠端において第３群と第４
群の軸上空気間隔の確保が困難となるため良くない。ま
た、上限値を超えるとペッツバール和が負の方向に増大
し像面特性が悪化するため良くない。

【００７０】更に、好ましくは条件式（８）の上限値を
１．５４とすることが望ましい。

【００７１】条件式（９）は第３群の最も像面側の正レ
ンズＧ３４の物体側と像面側のレンズ面の曲率半径の比
を規定したものである。

【００７２】条件式（９）の下限値を超えると、相対的
に物体側のレンズ面の曲率が強くなり過ぎて、後側主点
がより物体側へ位置するため第３群のバックフォーカス
が短くなり望遠端において第３群と第４群の軸上空気間
隔の確保が困難となるため良くない。また、上限値を超
えると、特に望遠端において球面収差が補正不足になる
傾向にあるため良くない。

【００７３】更に好ましくは、条件式（９）の下限値を
−３．０、上限値を−１．５とすることが望ましい。

【００７４】条件式（１０）は第３群中の負レンズの１
つの非球面の形状を規定したものであり、主に望遠端に
おける球面収差を良好に補正するためのものである。

【００７５】第３群は比較的強い正の屈折力を有してい
るため、特に望遠端において球面収差がアンダーに増大
する傾向がある。これはレンズ系全体の小型化のために
第３群の屈折力を強めたり、高変倍比を得ようとしたと
き顕著である。そこで、第３群の負レンズにレンズ中心
からレンズ周辺にかけて正の屈折力が弱くなる非球面形
状とすることで第３群で発生する球面収差を補正してい
る。

【００７６】条件式（１０）の下限値を超えて非球面量
が大きく成りすぎると特に望遠端における球面収差が補
正過剰となるため好ましくない。また、上限値を超える
と、特に望遠端における球面収差が補正不足となるため
好ましくない。

【００７７】条件式（１１）は前述した条件式（８）の
技術的意味と同様である。

【００７８】条件式（１２）は第２群を物体側から順に
負レンズ、正レンズを有した構成したときの材料のアッ
ベ数に関するものである。広角端における歪曲収差を補
正するためには物体側に負レンズを配置することが好ま
しい。また、負レンズの像面側へ正レンズを配置し、条
件式（１２）を満足させることで主に変倍における倍率
色収差の変動を効果的に補正している。

【００７９】条件式（１２）の下限値を超えると変倍に
おける倍率色収差変動の補正効果を得ることが困難とな
るため好ましくない。また、上限値を超えると特に望遠
端における軸上色収差が補正過剰となり、高い光学性能
を得ることが困難となるため好ましくない。

【００８０】更に好ましくは条件式（１２）の数値範囲
を２０＜ ν２１−ν２２＜３０・・・（１２ａ）とするのが良い。

【００８１】条件式（１３）は広角端と望遠端における
第２群と第３群との軸上空気間隔の比を規定したもので
ある。

【００８２】条件式（１３）の下限値を超えると望遠端
において第２群が相対的に物体側に位置するため第２群
の有効レンズ径が増大し、また、第２群の変倍における
移動量が増大するため好ましくない。また、上限値を超
えると望遠端において第２群が相対的に像面側に位置す
るため、十分な色収差補正効果が得られないため好まし
くない。

【００８３】更に好ましくは条件式（１３）の数値範囲
を０．５＜Ｄ２３ｗ／Ｄ２３ｔ＜０．８５・・・（１３ａ）とするのが良い。

【００８４】条件式（１４）は全系の広角端と望遠端に
おける焦点距離の比を規定したものであり、主に適切な
変倍比を得る為のものである。

【００８５】条件式（１４）の下限値を超えると本発明
の目的の一つである高変倍を達成するのが難しくなり良
くない。また、上限値を超えると変倍比が大きくなり過
ぎて、高い光学性能を得ることが困難となるため良くな
い。

【００８６】更に好ましくは、条件式（１４）の上限値
を５．０とすることが好ましい。

【００８７】又、下限値を３．８５とするのが良い。

【００８８】条件式（１５）は広角端におけるバックフ
ォーカスと広角端における全系の焦点距離の比に関し、
レンズ系全体の小型化と光学性能のバランスを図るため
のものである。

【００８９】条件式（１５）の下限値を超えると広角端
のバックフォーカスが小さくなり過ぎて第４群のレンズ
径が増大し、また、射出角が大きくなり過ぎて周辺光量
を確保することが困難となるため好ましくない。

【００９０】また、上限値を超えて広角端のバックフォ
ーカスが大きくなり過ぎると第４群の倍率が大きくな
り、強いては望遠端における第４群のピント敏感度が大
きくなるため好ましくない。

【００９１】更に好ましくは条件式（１５）の数値範囲
を０．２１＜ｂｆｗ／ｆｗ＜０．３・・・（１５ａ）とするのが良い。

【００９２】条件式（１６）は広角端と望遠端における
バックフォーカスの比に関し、主にレンズ系全体の小型
化を図るためのものである。

【００９３】条件式（１６）の下限値を超えると第４群
の移動量が増大し過ぎるため好ましくない。また、上限
値を超えると第４群の変倍比が十分に得られなくなるた
め好ましくない。

【００９４】更に好ましくは条件式（１６）の数値範囲
を０．０１＜ｂｆｗ／ｂｆｔ＜０．１５・・・（１６ａ）とするのが良い。

【００９５】本発明は大別して、第１、第２発明を含ん
でいる。

【００９６】本発明は物体側から順に、正の屈折力の第
１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の
第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群を有し、広角
端に対し望遠端での、第１レンズ群と第２レンズ群の間
隔が大きく、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が小さ
くなるようにレンズ群を移動させて変倍を行うことを基
本構成とし、第１発明は条件式（１）〜（５）のうち１
以上を満足すること。

【００９７】第２発明は第３レンズ群のレンズ構成を前
述の如く、特定するとともに条件式（６）〜（９）のう
ち１以上を満足することを特徴としている。

【００９８】尚、第１、第２発明において、前述した構
成（条件式を含む）のうち、任意の構成を付加しても良
く、これによれば付加した構成の効果が得られる。

【００９９】本実施形態のズームレンズにおいてはズー
ミングの際に絞りを第２群と一体で移動しているが、別
々に移動しても良い。

【０１００】フォーカシングは第３群又はその一部を移
動させることにより行うことが好ましいが他のレンズ群
（第１群、第４群）で行っても良い。

【０１０１】ある１つのレンズ群または、該レンズ群の
一部を光軸と略垂直方向にシフトさせて手振れ補正を行
っても良い。

【０１０２】メカ構造の簡素化を図るために第１群と第
４群をズーミングにおいて一体的に移動するのが良い。

【０１０３】次に本発明のズームレンズを撮影光学系と
して用いたレンズシャッター形式のコンパクトカメラの
実施形態を図１６を用いて説明する。

【０１０４】図１６において、１０はコンパクトカメラ
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はカメラ本体に内蔵されたストロボ、
１３は外部式ファインダー、１４はシャッターボタンで
ある。

【０１０５】このように本発明のズームレンズをレンズ
シャッター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次
に本発明の数値実施例を示す。各数値実施例においてｉ
は物体側からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の
光学面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１
面との間の間隔、ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第
ｉ番目の光学部材の屈折率、アッベ数を示す。またｋを
離心率、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ・・・を非球面係数、光軸から
の高さＹ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、非球面形状は

【０１０６】

【数４】

【０１０７】で表示される。但しＲは曲率半径である。
又、各数値実施例における上述した条件式との対応を表
１に示す。

【０１０８】

【外１】

【０１０９】

【外２】

【０１１０】

【外３】

【０１１１】

【外４】

【０１１２】

【外５】

【０１１３】

【表１】

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く変倍に伴う各
レンズ群の移動条件や、各レンズ群の屈折力等を適切に
設定することにより高変倍比で全変倍範囲にわたり、し
かも全画面にわたり高い光学性能を有するズームレンズ
及びそれを有する光学機器を達成することができる。

【０１１５】この他本発明によれば全変倍範囲において
高い光学性能を有し、比較的バックフォーカスが短く、
光学全長の短い、高変倍で小型のズームレンズ及びそれ
を有する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の広角端における収差
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の広角端における収差
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の広角端における収差
図４

【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の広角端における収
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の広角端における収
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 ΔＳサジタル像面 ΔＭ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 PA10 PA18 PB11 QA03 QA07 QA17 QA21 QA26 QA37 QA42 QA45 RA05 RA13 SA23 SA27 SA29 SA33 SA62 SA63 SA64 SA65 SB03 SB13 SB25 SB34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正の屈折力の第１レン
ズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レ
ンズ群、負の屈折力の第４レンズ群を有し、広角端に対
し望遠端で、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大き
く、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が小さくなるよ
うにレンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズであ
って、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ、広角端における
全系の焦点距離をｆｗ、広角端における第１レンズ群と
第２レンズ群の間隔をＤ１２ｗ、第２レンズ群と第３レ
ンズ群の間隔をＤ２３ｗとするとき、１．０＜ｆ１／ｆｗ＜２．０２＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１２０．５＜ｆ３／ｆｗ＜０．８０．３＜｜ｆ４／ｆｗ｜＜０．５００．０５＜Ｄ１２ｗ／Ｄ２３ｗ＜０．３なる条件式のうち１以上を満足することを特徴とするズ
ームレンズ。
【請求項２】前記第３レンズ群の最も物体側には負レ
ンズが配置され、該負レンズの１つのレンズ面を非球面
とし、非球面の形状をレンズ面の中心部の曲率半径をＲ
とし、光軸方向をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸と
し、Ｋを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ非球
面係数とし、【数１】で表し、広角端における全系の焦点距離をｆｗとすると
き、 −１００＜Ｂ・ｆｗ³ ＜０．０１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。
【請求項３】前記第３レンズ群の最も像面側には正レ
ンズＧ３４が配置され、該正レンズＧ３４の材質の屈折
率をＮｄ３４とするとき、１．６＜Ｎｄ３４＜１．９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。
【請求項４】前記第３レンズ群は物体側より順に、物
体側へ凹面を向けた非球面を有する負メニスカスレンズ
Ｇ３１、物体側へ凹面を向けた正メニスカスレンズＧ３
２、負レンズＧ３３、正レンズＧ３４を有し、該負メニ
スカスレンズＧ３１の材質の屈折率とアッベ数を各々Ｎ
ｄ３１、νｄ３１、該正レンズＧ３４の屈折率をＮｄ３
４、該正レンズＧ３４の物体側のレンズ面と像面側のレ
ンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとするとき、１．６＜Ｎｄ３１＜１．９４０＜ νｄ３１＜６０１．４５＜Ｎｄ３４＜１．５６ ―４＜Ｒｂ／Ｒａ＜ ―１．３なる条件式のうち１以上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。
【請求項５】物体側から順に、正の屈折力の第１レン
ズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レ
ンズ群、負の屈折力の第４レンズ群を有し、広角端に対
して望遠端で、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が
大きく、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が小さくな
るようにレンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズ
において、該第３レンズ群は物体側より順に、物体側へ
凹面を向けた非球面を有する負メニスカスレンズＧ３
１、物体側へ凹面を向けた正メニスカスレンズＧ３２、
負レンズＧ３３、正レンズＧ３４を有し、該負メニスカ
スレンズＧ３１の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ３１、ν
ｄ３１、該正レンズＧ３４の屈折率をＮｄ３４、該正レ
ンズＧ３４の物体側のレンズ面と像面側のレンズ面の曲
率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとするとき、１．６＜Ｎｄ３１＜１．９４０＜ νｄ３１＜６０１．４５＜Ｎｄ３４＜１．５６ −４＜Ｒｂ／Ｒａ＜ −１．３なる条件式のうち１以上を満足することを特徴とするズ
ームレンズ。
【請求項６】前記第２レンズ群は、物体から順に、負
レンズＧ２１、正レンズＧ２２を有し、該負レンズＧ２
１と正レンズＧ２２の材料のアッべ数を各々ν２１、ν
２２とするとき、１５＜ ν２１−ν２２＜３５なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項のズームレンズ。
【請求項７】第２レンズ群と第３レンズ群の広角端と
望遠端における間隔を各々Ｄ２３ｗ、Ｄ２３ｔとすると
き、０．３＜Ｄ２３ｗ／Ｄ２３ｔ＜０．９なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項のズームレンズ。
【請求項８】全系の広角端と望遠端における焦点距離
を各々ｆｗ、ｆｔとするとき、３．７＜ｆｔ／ｆｗ＜６．０なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項のズームレンズ。
【請求項９】全系の広角端における焦点距離をｆｗ、
広角端におけるバックフォーカスをｂｆｗとするとき、０．２＜ｂｆｗ／ｆｗ＜０．４なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項のズームレンズ。
【請求項１０】広角端と望遠端におけるバックフォー
カスを各々、ｂｆｗ、ｂｆｔとするとき、０．０５＜ｂｆｗ／ｂｆｔ＜０．２なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項のズームレンズ。
【請求項１１】請求項１から１０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。