JP2003043358A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカス敏感度を従来よりも高め、かつ射
出瞳を像面から十分に離し、固体撮像素子を用いた撮像
装置に好適なズームレンズを得ること。 【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、負の屈折力の
第４群の４つの群を有し、広角端から望遠端への変倍時
に第１群と第２群との間隔は狭まり、第２群と第３群と
の間隔は広がるズームレンズにおいて、該第１群は像側
に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、物体側に凸面を
向けた正のメニスカスレンズを有し、該第２群は少なく
とも一つの正レンズと少なくとも一つの負レンズを有
し、さらに該第３群を物体側方向に移動させて遠距離物
体から近距離物体へのフォーカシングを行うこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子等を
用いた撮影装置に好適なズームレンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子を用いたビデオカメラ、電
子スチルカメラ等の高機能化に伴い、高性能と小型化の
両立が求められている。

【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必要があるため、比較的
バックフォーカスの長いレンズが要求される。さらに、
カラーの撮像素子を用いたカメラの場合、色シェーディ
ングを避けるため、像側のテレセントリック特性の良い
ものが望まれる。

【０００４】従来から、コンパクトなズーム構成として
負−正の２つの群を有した所謂ショートズームタイプの
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、正の第２群を移動すること
で変倍を行い、負の第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】さらに高性能化、小型化のために、特公平
７−３５０７号、特公平６−４０１７０号公報等に記載
されているように、像側に負または正の第３群を配置し
て収差補正を行っている例が挙げられる。しかしなが
ら、これらのレンズ系は主として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い。

【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ズームレンズ系として
は、特開昭６３−１３５９１３号公報や、特開平７−２
６１０８３号公報等に記載される負−正−正の３群構成
の光学系が挙げられる。また、特開平３−２８８１１３
号公報には、負−正−正の３群構成で負の１群を固定と
し、正の第２群、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。ところが、これらの従来例において
は、各群の構成枚数が比較的多く、レンズ全長が長い、
製造コストが高いなどの欠点を有していた。

【０００７】また、特開平７−２６１０８３号公報に記
載される例では、負の第１群のもっとも物体側に凸レン
ズが配置されており、特に広角化した場合のレンズ外径
の増大が避けられない欠点を有していた。さらに、この
例では負の第１群を移動させて近距離物体へのフォーカ
シングを行うため、ズーミングでの移動とあいまってメ
カ構造の複雑化する欠点があった。

【０００８】また、米国特許第４，９９９，００７号公
報には、負−正−正の３群構成で、第１群、第２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
まう欠点を有していた。

【０００９】また、第１群、第２群は構成枚数が１枚の
ため群内における収差補正が不十分であった。特に変倍
時の倍率色収差変動は軸外光線の光軸からの高さの変動
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枚としているので群内での補正がされておらず、全
系においても倍率色収差変動が大きいという課題を有す
る。

【００１０】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。

【００１１】また、米国特許第４，８２４，２２３号公
報には負−正−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
枚のため群内の収差補正がなされておらず、変倍比が
１．７程度である。

【００１２】そこで、本出願人は特願平１０−３０１６
８４号公報において負−正−正の３群構成の撮影レンズ
を開示している。この撮影レンズではフィルター等を挿
入するために必要なレンズバックの確保と、固体撮像素
子用として必要なテレセントリック特性を両立した上
で、変倍比２以上としながら極力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。

【００１３】特願平１０−３０１６８４号公報において
はフォーカシング方式としては、第３群を物体側に繰出
して遠距離から近距離へのフォーカシングを行う所謂リ
アフォーカス式とすることが可能である。リアフォーカ
ス式およびインナーフォーカス式は前玉フォーカスと比
べると第１レンズ群の光学有効径が小さくなるのでレン
ズ系全体の小型化が図れるという利点を有する。また、
比較的小型軽量のレンズ群を移動させてフォーカスを行
うため、オートフォーカス式のカメラにおいては迅速な
フォーカシングが可能となる利点も有している。

【００１４】しかしながら、負−正−正の３群構成の場
合、第３レンズ群のフォーカス敏感度が比較的低いとい
う課題を有する。フォーカス敏感度が低いと合焦のため
のフォーカスレンズの移動量が大きくなるため、合焦ま
での時間を短縮するにはフォーカスレンズの移動速度を
速める必要がある。しかしながら駆動装置の大型化や消
費電力の増大を招くため問題である。

【００１５】リアフォーカス式のフォーカス敏感度はフ
ォーカス群の横倍率をβとすると（１−β²）で表され
る。このフォーカス敏感度を大きくするには、フォーカ
ス群の物点位置を無限遠側にすることとフォーカス群の
像点位置をフォーカス群側に近づけることが有効であ
る。前者を実現するにはフォーカス群に入射する光束を
アフォーカルに近づけることが有効である。後者を実現
するには加えてフォーカス群の屈折力を大きくすること
が有効である。

【００１６】しかしながら、負−正−正の３群構成の場
合は主たる変倍作用を有する第２群の屈折力が比較的強
いため、第３群に収斂光束が入射しがちである。さら
に、第３群はフィールドレンズとしての役割があるため
屈折力を強めすぎると軸外光線の屈曲する度合いが強ま
りすぎ、少ないレンズ枚数で良好な光学性能が得られな
くなる。よって、従来、負−正−正の３群構成で３群に
てフォーカスしたときの敏感度は０．５前後とあまり大
きくなかった。

【００１７】また、負−正−正−負の４群構成のズーム
レンズは特開平６−１７５０２６号公報、特開平６−２
１４１５６号公報に開示されているが、第４群の負の屈
折力が大きいため、射出瞳が像面に近すぎ、ＣＣＤ等の
固体撮像素子を用いた撮像装置には不適であった。

【００１８】また、負−正−正−負の４群構成のズーム
レンズとして特開平８−２４８３１２号公報には正の第
２群でフォーカスする構成が開示されている。これは第
４群の屈折力は比較的弱いが、変倍時に第２群と第３群
が同程度のストロークで移動するため第２群と第３群の
合成系が実質変倍作用を担っている。よって特に望遠側
では第３群が物体側に位置するためフィールドレンズと
しての作用が弱く、射出瞳を像面から遠ざけることがで
きず、やはりＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮像装置
には不適である。

【００１９】そこで本発明はインナーフォーカス式のネ
ガティブリードタイプのズームレンズにおいて、フォー
カス敏感度を従来よりも高め、かつ射出瞳を像面から十
分に離し、固体撮像素子を用いた撮像装置に好適なズー
ムレンズの提供を目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明では以下の構成を
もって上記課題を解決している。

【００２１】（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、負の屈
折力の第４群の４つの群を有し、広角端から望遠端への
変倍時に第１群と第２群との間隔は狭まり、第２群と第
３群との間隔は広がるズームレンズにおいて、第１群は
像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、物体側に凸
面を向けた正のメニスカスレンズを有し、第２群は少な
くとも一つの正レンズと少なくとも一つの負レンズを有
し、さらに第３群を物体側方向に移動させて遠距離物体
から近距離物体へのフォーカシングを行うよう横成され
たズームレンズ。

【００２２】（２） 第３群の焦点距離をｆ３、前記第
４群の焦点距離をｆ４、広角端における第３群と第４群
の合成系の焦点距離をｆ３４ｗ、広角端における全系の
焦点距離をｆｗとしたとき、下記の条件式を満足するよ
う構成されたズームレンズ。

【００２３】３．０＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜５．２ ｌ．５＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１０．０ （３） 第３群と第４群の間隔は広角端より望遠端の方
が広くなるよう構成されたズームレンズ。

【００２４】（４） 第３群と第４群の間隔は広角端よ
り望遠端の方が狭くなるよう構成されたズームレンズ。

【００２５】（５） 第４群は変倍中固定であるズーム
レンズ。

【００２６】（６） 第３群の最も物体側に位置するレ
ンズ面の曲率半径をＲ３１、前記第３群の最も像側に位
置するレンズ面の曲率半径をＲ３２、前記第４群の最も
物体側に位置するレンズ面の曲率半径をＲ４１としたと
き、下記の条件式を満足するよう構成されたズームレン
ズ。

【００２７】 −０．６＜（Ｒ３２＋Ｒ３１）／（Ｒ３２−Ｒ３１）＜０．８ ０．８＜Ｒ４１／Ｒ３２＜２０．０ （７） 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、負の屈折力の第４群
の４つの群を有し、広角端から望遠端への変倍時に第１
群と第２群との間隔は狭まり、第２群と第３群との間隔
は広がるズームレンズにおいて、第１群は像側に凹面を
向けた負のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正
のメニスカスレンズを有し、第２群は少なくとも一つの
正レンズと少なくとも一つの負レンズを有し、第３群は
正レンズ１枚のみで構成され、第４群は負レンズ１枚の
みで構成されるズームレンズ。

【００２８】（８） 第３群の焦点距離をｆ３、第４群
の焦点距離をｆ４、広角端における第３群と第４群の合
成系の焦点距離をｆ３４ｗ、広角端における全系の焦点
距離をｆｗとしたとき、下記の条件式を満足するよう構
成されたズームレンズ。

【００２９】３．０＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜５．２ １．５＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１０．０ （９） 第３群は両凸レンズ、第４群は物体側に凹面を
向けた負レンズで構成されたズームレンズ。

【００３０】（１０） 第３群の最も物体側に位置する
レンズ面の曲率半径をＲ３１、第３群の最も像側に位置
するレンズ面の曲率半径をＲ３２、第４群の最も物体側
に位置するレンズ面の曲率半径をＲ４１としたとき、下
記の条件式を満足すよう構成されたズームレンズ。

【００３１】 −０．６＜（Ｒ３２＋Ｒ３１）／（Ｒ３２−Ｒ３１）＜０．８ ０．８＜Ｒ４１／Ｒ３２＜２０．０ （１１） 第１群中の負レンズ中の少なくとも一つのレ
ンズ面は非球面であり、非球面は光軸から周辺に向かっ
てしだいに発散作用が弱まる形状で構成されたズームレ
ンズ。

【００３２】（１２） 第２群中の正レンズ中の少なく
とも一つのレンズ面は非球面であり、非球面は光軸から
周辺に向かってしだいに収斂作用が弱まる形状で構成さ
れたズームレンズ。

【００３３】（１３） 第３群中の正レンズ中の少なく
とも一つのレンズ面は非球面であり、非球面は光軸から
周辺に向かってしだいに収斂作用が弱まる形状で構成さ
れたズームレンズ。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１に本発明のズームレンズの基
本構成を示す。

【００３５】本実施例では、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、正の屈折力の第３
群、そして負の屈折力の第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
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、第４群
は固定である。よって、広角端から望遠端に向かって、
第１群と第２群間は狭まり、第２群と第３群間は広がる
よう構成される。

【００３６】本発明のズームレンズは、基本的には負の
第１群と正の第２群とで所謂広角ショートズーム系を構
成しており、正の第２群の移動により変倍を行い、負の
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。

【００３７】Ｓは開口絞り、Ｇはガラスプレート、ＩＰ
は像面である。

【００３８】本発明のズームレンズの第３群と第４群の
合成系は正の屈折力を有する。これにより、特に固体撮
像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリ
ックな結像を、第３群と第４群の合成系にフィールドレ
ンズの役割を持たせることで達成している。すなわち、
従来の負−正−正の３群ズームレンズの３群にあたるの
が本発明の第３群と第４群の合成系である。

【００３９】本発明のズームレンズが負−正−正３群タ
イプと異なるのは、従来の正の第３群を正の第３群と負
の第４群に分割し、第３群にてフォーカスを行っている
点である。

【００４０】本発明のズームレンズにおける第３群のフ
ォーカス敏感度ＥＳは、第３群の横倍率をβ３、第４群
の横倍率をβ４としたとき次式で表される。

【００４１】ＥＳ＝（１−β３²）×β４² また、従来の負−正−正３群タイプにおける第３群のフ
ォーカス敏感度は次式で表される。

【００４２】ＥＳ＝（１−β３²） 上記式のＥＳはいずれもβ３の絶対値が１のとき０とな
り、１から離れるに従って大きくなる。

【００４３】第２群にて主たる変倍作用を分担すると第
２群の屈折力はある程度大きくなるため、第３群へは収
斂光束が入射しやすい。正の屈折力である第３群へ収斂
光束が入射する場合は上記式のβ３はいずれも下記範囲
となる。

【００４４】０＜β３＜１この場合、β３が小さいほど
フォーカス敏感度ＥＳは大きくなる。本発明のズームレ
ンズでは従来の３群構成の第３群の屈折力に相当する分
を第３群と第４群の合成系で置き換えており、本発明の
ズームレンズの第３群の屈折力は従来よりも大きく設定
できる。よって、第３群の屈折力を強めた分第３群の像
点をより第３群側に近づけることができる。結果として
β３が小さくなるためフォーカス敏感度ＥＳを大きくす
ることが可能である。

【００４５】さらに、本発明のズームレンズの負の第４
群には収斂光束が入射するが、このときβ４は下記範囲
となる。

【００４６】１＜β４ よって本発明のズームレンズはさらにβ４²倍だけフォ
ーカス敏感度ＥＳが大きくなる。

【００４７】また、本発明のズームレンズは変倍中、第
３群を移動させてもよい。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
コントロ一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が実現でき
る。

【００４８】また、第３群が広角端から望遠端に向かっ
て像側に移動する場合は、第３群の横倍率β３は望遠側
で増大する。よって第３群に変倍分担できる分、第２群
の移動量が短縮できるためレンズ系全体の小型化に寄与
する。

【００４９】また、第３群が広角端から望遠端に向かっ
て物体側に移動する場合は、フォーカス敏感度が望遠側
にて大きくなる。特定の被写体距離に対してフォーカス
繰出し量は広角側より望遠側で増大するため、同じ速度
でフォーカスレンズを駆動した場合は望遠側の方が合焦
時間が長くなるが、このように構成すると望遠側でのフ
ォーカシングをさらに迅速にさせる効果がある。

【００５０】また、本発明のズームレンズは第３群と第
４群をレンズ１枚で構成している。第３群を１枚で構成
するとフォーカス群が軽量なため、フォーカシングにお
いて高速化と省電力化が図れる。さらに第４群は凹レン
ズ１枚で構成しており従来の負−正−正の３群構成に対
してレンズ全長の増大を最低限に抑えている。

【００５１】本発明のズームレンズは絞りを第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
構成枚数を増やさずに良好な光学性能が得られる。

【００５２】負の第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−凸の構成としている。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１１、負レンズ１２
は像側に凹面を向けたメニスカス形状とし、正レンズ１
３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状としている。

【００５３】第２群中のもっとも物体側の凸レンズ２１
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凸レンズ２１は物体側に
凸の形状が好ましい。

【００５４】さらに凹レンズ２２は物体側、像側ともに
凹面とし、前後の凸レンズ２１と正の接合レンズ２３と
ともに負の空気レンズを形成し、大口径化に伴って発生
する球面収差、コマ収差の補正を行っている。

【００５５】さらに凹レンズ２２の像面側に接合レンズ
２３を配置して色収差を良好に補正している。

【００５６】また、各群を少ない枚数で構成しつつ、更
なる光学性能の向上を達成するため、本実施例では非球
面を効果的に導入している。

【００５７】図１に示す実施例においては、第１群を構
成する凹レンズ１１の像側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群を構成する凸レンズ２１の物
体側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行って
いる。

【００５９】また、第３群を構成する凸レンズ３１の物
体側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
果的に行っている。

【００６０】さらに、本発明のズームレンズは以下の条
件式を満足するのが好ましい。

【００６１】 ３．０＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜５．２ （１） １．５＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ （２） ２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１０．０ （３） 但し、第３群の焦点距離をｆ３、第４群の焦点距離をｆ
４、広角端における第３群と第４群の合成系の焦点距離
をｆ３４ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとす
る。

【００６２】条件式（１）は第３群と第４群の合成系の
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フィールドレンズ系として射出瞳
を像面から遠ざける作用が弱まるため、ＣＣＤ等の固体
撮像素子を用いた場合シェーディングの発生が顕著とな
るため良くない。

【００６３】下限を超えて屈折力が強まると、フィルタ
ーを挿入するために必要なバックフォーカスを確保する
ことが困難となるため良くない。

【００６４】条件式（２）は第３群の焦点距離すなわち
屈折力を規定している式である。上限を超えて第３群の
屈折力が弱まると、第３群の倍率が大きくなるため第３
群のフォーカス敏感度が小さくなり、従来の負−正−正
３群構成の第３群を正の第３群と負の第４群に分割した
効果が薄れるためよくない。

【００６５】下限を超えて第３群の屈折力が強まると第
３群のペッツバール量が正に大きくなるため第４群の屈
折力を強めてこれをキャンセルする必要が生じる。この
ようにすると特に軸外での高次収差が顕著に発生するた
め、非球面を用いても第３群、第４群を各レンズ１枚に
て構成した上で像面の平坦性を得るのが困難となる。

【００６６】条件式（３）は第４群の焦点距離すなわち
屈折力を規定している式である。上限を超えて第４群の
屈折力が弱まると、第４群の倍率が小さくなるため結果
的に第３群のフォーカス敏感度が小さくなり、従来の負
−正−正３群構成の第３群を正の第３群と負の第４群に
分割した効果が薄れるためよくない。

【００６７】下限を超えて第４群の屈折力が強まると第
４群のペッツバール量が負に大きくなるため第３群の屈
折力を強めてこれをキャンセルする必要が生じる。この
ようにすると特に軸外での高次収差が顕著に発生するた
め、非球面を用いても第３群、第４群を各レンズ１枚に
て構成した上で像面の平坦性を得るのが困難となる。

【００６８】さらに、好ましくは以下の条件式を満足す
るのが好ましい。

【００６９】 −０．６＜（Ｒ３２＋Ｒ３１）／（Ｒ３２−Ｒ３１）＜０．８ （４） ０．８＜Ｒ４１／Ｒ３２＜２０．０ （５） 但し、第３群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半
径をＲ３１、第３群の最も像側に位置するレンズ面の曲
率半径をＲ３２、第４群の最も物体側に位置するレンズ
面の曲率半径をＲ４１とする。

【００７０】条件式（４）は第３群を構成する正レンズ
の形状因子を規定する式であり、物体側からみて凸平レ
ンズの場合１、平凸レンズの場合−１、両凸レンズは−
１より大きく１より小さい値をとる。第３群を条件式
（２）で規定される屈折力を有するようにすると、条件
式（４）の上限をこえた場合、物体側レンズ面の曲率半
径が小さくなりすぎ、軸外光線の入射角が大きくなるた
め、過度の非点隔差が発生するためよくない。

【００７１】下限を超えると、像側レンズ面の曲率半径
が小さくなりすぎ、軸上ランド光線の像側面への入射角
が大きくなり、結果として球面収差が補正不足となるた
めよくない。また第３群を変倍時移動させる場合は、球
面収差変動が発生し非球面を用いても変倍全域での補正
が困難となる。

【００７２】条件式（５）は第３群の像側レンズ面と第
４群の物体側レンズ面との比を規定する式である。上限
を超えて曲率半径Ｒ４１がＲ３２に対して大きくなりす
ぎると、第４群が条件式（３）で規定される屈折力条件
を有するためには、第４群の負の屈折力を主に像側レン
ズ面に分担させる必要がある。このように第４群像側レ
ンズ面の負の屈折力が強まった状態で、射出瞳を像面か
ら十分遠ざけようとすると第３群および第４群物体側レ
ンズ面の有効径が増大しレンズ外径の増大を招くためコ
ンパクト化の点で良くない。また、光軸方向では第４群
の像側レンズ面の周辺部とその像側に配置するフィルタ
ーの干渉を防ぐためにバックフォーカスを長く設定する
必要がありレンズ全長が増大するため良くない。

【００７３】下限を超えて曲率半径Ｒ４１がＲ３２に対
して小さくなりすぎると、Ｒ３２で発生する球面収差に
対してＲ４１では補正過剰となる。さらにフォーカスの
際は特に繰出し量の大きいテレ側にて球面収差の変動成
分が発生するため良くない。

【００７４】以下本発明の実施例における各条件式の値
を示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】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はレンズ面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ十１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。

【００７７】非球面形状は光軸からの高さ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】(第１の実施例)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、図
３、図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、負の第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群は像側に凸の往
復運動、第２群は物体側へ移動、第３群、第４群は固定
であり、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。フォーカシン
グは第３群を物体側に繰出して遠距離から近距離への合
焦を行う。

【００８２】以下レンズデータを示す。

【００８３】

【外１】

【００８４】(第２の実施例)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、図
７、図８に示す。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、負の第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群は像側
に凸の往復運動、第２群は物体側へ移動、第３群は像側
へ移動、第４群は固定であり、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、第
３群と第４群の間隔は狭まるように変化する。フォーカ
シングは第３群を物体側に繰出して遠距離から近距離へ
の合焦を行う。

【００８５】以下レンズデータを示す。

【００８６】

【外２】

【００８７】(第３の実施例)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、
図１１、図１２に示す。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、負の第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群は
像側に凸の往復運動、第２群は物体側へ移動、第３群は
像側へ移動、第４群は固定であり、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、第３群と第４群の間隔は狭まるように変化する。フ
ォーカシングは第３群を物体側に繰出して遠距離から近
距離への合焦を行う。

【００８８】以下レンズデータを示す。

【００８９】

【外３】

【００９０】(第４の実施例)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、図１５、図１６に示す。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、負の第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
群は像側に凸の往復運動、第２群は物体側へ移動、第３
群は像側へ移動、第４群は固定であり、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、第３群と第４群の間隔は狭まるように変化する。
フォーカシングは第３群を物体側に繰出して遠距離から
近距離への合焦を行う。

【００９１】以下レンズデータを示す。

【００９２】

【外４】

【００９３】(第５の実施例)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、図１９、図２０に示す。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、負の第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
群は像側に凸の往復運動、第２群は物体側へ移動、第３
群は像側へ移動、第４群は固定であり、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、第３群と第４群の間隔は広がるように変化する。
フォーカシングは第３群を物体側に繰出して遠距離から
近距離への合焦を行う。

【００９４】以下レンズデータを示す。

【００９５】

【外５】

【００９６】(第６の実施例)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、図２３、図２４に示す。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、負の第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
群は像側に凸の往復運動、第２群は物体側へ移動、第３
群は像側へ移動、第４群は固定であり、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、第３群と第４群の間隔は広がるように変化する。
フォーカシングは第３群を物体側に繰出して遠距離から
近距離への合焦を行う。

【００９７】以下レンズデータを示す。

【００９８】

【外６】

【００９９】

【発明の効果】本発明によれば、インナーフォーカス式
のネガティブリードタイプのズームレンズにおいて、フ
ォーカス群の構成枚数が少なく、かつフォーカスストロ
ークが短縮されるため、特にオートフォーカス式の撮像
装置において高速で低消費電力なフォーカスが可能とな
るとともに、射出瞳を像面から十分に離し、固体撮像素
子を用いた撮像装置に好適なズームレンズが提供できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の撮像装置の基本構成を示す図（数値
実施例１の光学断面図）。

【図２】 数値実施例１の広角端での収差図。

【図３】 数値実施例１の中間位置での収差図。

【図４】 数値実施例１の望遠端での収差図。

【図５】 数値実施例２の光学断面図

【図６】 数値実施例２の広角端での収差図。

【図７】 数値実施例２の中間位置での収差図。

【図８】 数値実施例２の望遠端での収差図。

【図９】 数値実施例３の光学断面図

【図１０】 数値実施例３の広角端での収差図。

【図１１】 数値実施例３の中間位置での収差図。

【図１２】 数値実施例３の望遠端での収差図。

【図１３】 数値実施例４の光学断面図

【図１４】 数値実施例４の広角端での収差図。

【図１５】 数値実施例４の中間位置での収差図。

【図１６】 数値実施例４の望遠端での収差図。

【図１７】 数値実施例５の光学断面図

【図１８】 数値実施例５の広角端での収差図。

【図１９】 数値実施例５の中間位置での収差図。

【図２０】 数値実施例５の望遠端での収差図。

【図２１】 数値実施例６の光学断面図

【図２２】 数値実施例６の広角端での収差図。

【図２３】 数値実施例６の中間位置での収差図。

【図２４】 数値実施例６の望遠端での収差図。

【符号の説明】

I 第１群 II 第２群 III 第３群 IV 第４群 Ｓ 絞り Ｇ ＣＣＤのフェースプレートやローパスフィルター等
のガラスブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 MA14 PA08 PA18 PB09 QA02 QA07 QA17 QA22 QA25 QA37 QA41 QA45 RA05 RA12 RA13 RA32 RA43 SA24 SA26 SA29 SA33 SA62 SA63 SA64 SA75 SB04 SB15 SB22 SB32

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【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、負の屈折力の
   第４群の４つの群を有し、広角端から望遠端への変倍時
   に第１群と第２群との間隔は狭まり、第２群と第３群と
   の間隔は広がるズームレンズにおいて、 該第１群は像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、
   物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを有し、該
   第２群は少なくとも一つの正レンズと少なくとも一つの
   負レンズを有し、さらに該第３群を物体側方向に移動さ
   せて遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングを行
   うことを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 前記第３群の焦点距離をｆ３、前記第４
   群の焦点距離をｆ４、広角端における第３群と第４群の
   合成系の焦点距離をｆ３４ｗ、広角端における全系の焦
   点距離をｆｗとしたとき、下記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。 ３．０＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜５．２ １．５＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１０．０
3. 【請求項３】 前記第３群と第４群の間隔は広角端より
   望遠端の方が広くなるように変化することを特徴とする
   請求項２記載のズームレンズ。
4. 【請求項４】 前記第３群と第４群の間隔は広角端より
   望遠端の方が狭くなるように変化することを特徴とする
   請求項２記載のズームレンズ。
5. 【請求項５】 前記第４群は変倍中固定であることを特
   徴とする請求項３又は４記載のズームレンズ。
6. 【請求項６】 前記第３群の最も物体側に位置するレン
   ズ面の曲率半径をＲ３１、前記第３群の最も像側に位置
   するレンズ面の曲率半径をＲ３２、前記第４群の最も物
   体側に位置するレンズ面の曲率半径をＲ４１としたと
   き、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項５
   記載のズームレンズ。 −０．６＜（Ｒ３２＋Ｒ３１）／（Ｒ３２−Ｒ３１）＜０．８ ０．８＜Ｒ４１／Ｒ３２＜２０．０
7. 【請求項７】 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、負の屈折力の
   第４群の４つの群を有し、広角端から望遠端への変倍時
   に第１群と第２群との間隔は狭まり、第２群と第３群と
   の間隔は広がるズームレンズにおいて、 該第１群は像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、
   物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズを有し、該
   第２群は少なくとも一つの正レンズと少なくとも一つの
   負レンズを有し、該第３群は正レンズ１枚のみで構成さ
   れ、該第４群は負レンズ１枚のみで構成されることを特
   徴とするズームレンズ。
8. 【請求項８】 前記第３群の焦点距離をｆ３、前記第４
   群の焦点距離をｆ４、広角端における第３群と第４群の
   合成系の焦点距離をｆ３４ｗ、広角端における全系の焦
   点距離をｆｗとしたとき、下記の条件式を満足すること
   を特徴とする請求項７記載のズームレンズ。 ３．０＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜５．２ １．５＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１０．０
9. 【請求項９】 前記第３群は両凸レンズ、前記第４群は
   物体側に凹面を向けた負レンズであることを特徴とする
   請求項８記載のズームレンズ。
10. 【請求項１０】 前記第３群の最も物体側に位置するレ
    ンズ面の曲率半径をＲ３１、前記第３群の最も像側に位
    置するレンズ面の曲率半径をＲ３２、前記第４群の最も
    物体側に位置するレンズ面の曲率半径をＲ４１としたと
    き、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項９
    記載のズームレンズ。 −０．６＜（Ｒ３２＋Ｒ３１）／（Ｒ３２−Ｒ３１）＜０．８ ０．８＜Ｒ４１／Ｒ３２＜２０．０
11. 【請求項１１】 前記第１群中の負レンズ中の少なくと
    も一つのレンズ面は非球面であり、該非球面は光軸から
    扁辺に向かってしだいに発散作用が弱まる形状であるこ
    とを特徴とする請求項６又は１０記載のズームレンズ。
12. 【請求項１２】 前記第２群中の正レンズ中の少なくと
    も一つのレンズ面は非球面であり、該非球面は光軸から
    周辺に向かってしだいに収斂作用が弱まる形状であるこ
    とを特徴とする請求項６又は１０記載のズームレンズ。
13. 【請求項１３】 前記第３群中の正レンズ中の少なくと
    も一つのレンズ面は非球面であり、該非球面は光軸から
    周辺に向かってしだいに収斂作用が弱まる形状であるこ
    とを特徴とする請求項６又は１０記載のズームレンズ。