JP3311584B2 - ズームレンズ - Google Patents

ズームレンズ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単板式ビデオカメ
ラ等に用いられる、画角が広く（５９゜以上）、ズーム
比が高倍率（１０倍）で、かつコンパクトなズームレン
ズに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３２は、例えば特開平６−１０９９７
５号公報に記載された従来のビデオカメラ用ズームレン
ズの構成を示す図である。図に示すズームレンズは、集
光部としての第１レンズ群３２１、変倍部としての第２
レンズ群３２２、集光部としての第３レンズ群３２３、
フォーカス部としての第４レンズ群３２４、水晶フィル
タや撮像素子のフェースプレート等に相当する等価的な
ガラス板３２５、及び結像面３２６によって構成されて
いる。
【０００３】結像面３２６に対して固定された第１レン
ズ群３２１は結像作用を有し、光軸上を前後に移動する
第２レンズ群３２２は倍率を変えて、レンズ系全体の焦
点距離を変化させる。固定群である第３レンズ群３２３
は、第２レンズ群３２２によって生じる発散光を集光す
る作用を有し、光軸上を前後に移動する第４レンズ群３
２４はフォーカス作用を有する。また、ズーミング時の
第２レンズ群３２２の移動によって生じる像面位置の変
動を、第４レンズ群３２４が移動することによって一定
の位置に結像するように補正し、常に像面を一定に保っ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】撮像デバイスの小
型化と、レンズ系の小型化とは昨今のビデオカメラ市場
からの強い要望である。また、近年、マルチメディアパ
ソコンの普及に伴って登場してきた電子スチルカメラも
安価で小型であることが重要な要素である。一方、メー
カー側においては、市場競争力をつけるためコスト低減
を図らなければならない。レンズ系においてコスト低減
を図るためには必要最小限のレンズ枚数で従来と同等以
上の性能を維持し得る構成を提供しなければならない。
このような理由から、最小限のレンズ枚数でいかにして
小型、かつ高解像度のズームレンズを提供するかは従来
からの課題である。
【０００５】しかしながら、上述のような従来のズーム
レンズでは、レンズ枚数が１０枚、ズーム比は約１０倍
であるものの、いわゆるＦナンバーが１.６以上であ
る。従ってイメージサイズの小型化の際に問題となる感
度不足に対応できない。また、レンズ枚数は少ないが、
全長が比較的長くてコンパクトさに欠けるという問題点
があった。そのため、近年のビデオカメラ用ズームレン
ズに対する小型化、高性能化の厳しい要求には応じられ
ないという問題点を有していた。また、従来のズームレ
ンズの設計手法では、大口径、高倍率、小型化、かつ、
高解像度化をすべて満足させることは困難であるという
問題も有していた。
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、最適なレンズ構成及び最適な非
球面形状を採用することにより、１０枚のレンズから成
る簡単なレンズ構成でありながらも、Ｆナンバーが約
１.４、ズーム比が１０倍程度で非常にコンパクトなズ
ームレンズを提供することを目的とする。また、併せ
て、当該ズームレンズを用いたビデオカメラおよび電子
スチルカメラ等を提供することを目的とする。
【０００７】本発明のズームレンズは、被写体たる物体
側から順に、正の屈折力を有し像面に対して固定された
第１レンズ郡と、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及ぼす第２レンズ群と、像面に対
して固定され集光作用を担う正の屈折力を有する第３レ
ンズ群と、前記第２レンズ群の移動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正の屈折力を有する第４レ
ンズ群とを具備したズームレンズであって、 前記第１レ
ンズ群は、前記物体側から順に負の屈折力を有するレン
ズ、正の屈折力を有するレンズ、及び正の屈折力を有し
前記物体側が凸面のメニスカスレンズにより構成され、
前記第２レンズ群は、前記物体側から順に負の屈折力を
有するレンズ、負の屈折力を有する両凹レンズ、及び前
記両凹レンズに接合された物体側が凸面である正の屈折
力を有するレンズにより構成され、それらのレンズの表
面の少なくとも１面は非球面であり、前記第３レンズ群
は、物体側から順に正の屈折力を有するレンズ、正の屈
折力を有するレンズ、及び負の屈折力を有するレンズに
より構成され、それらのレンズの表面の少なくとも１面
は非球面であり、前記第４レンズ群は、少なくとも１枚
のレンズにより構成され、そのレンズの少なくとも１面
は非球面であり、このズームレンズの広角端における焦
点距離をｆｗ、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ（ｉ＝
１、２、３、４）、前記広角端における半画角をω、前
記第３レンズ群の像面側の面の屈折力をｐ３ｃとして、 ０．２５５＜（ｆｗ・ｔａｎω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ ＜０.３０１、 ０．６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０．７９９、 ０．２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０．２３２、 １．０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１．２０５、 ０．４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０．４５３、及び ０．３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０．４２１ を満足することを特徴とする。
【０００８】以上のような、各レンズ群の相互作用によ
り、収差が十分に補正され、かつ、広角端における画角
がほぼ５９゜でズーム比が１０倍程度でコンパクトなズ
ームレンズが簡単な構成で得られる。また、このように
構成したズームレンズを用いてビデオカメラや電子スチ
ルカメラを実現する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のズームレンズは、被写体
たる物体側から順に、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及ぼす第２レンズ群と、
像面に対して固定され集光作用を担う正の屈折力を有す
る第３レンズ群と、前記第２レンズ群の移動及び被写体
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正の屈折力を有す
る第４レンズ群とを具備したズームレンズであって、前
記第１レンズ群は、前記物体側から順に負の屈折力を有
するレンズ１ａ、正の屈折力を有するレンズ１ｂ、及び
正の屈折力を有し前記物体側が凸面のメニスカスレンズ
１ｃにより構成され、前記第２レンズ群は、前記物体側
から順に負の屈折力を有するレンズ２ａ、負の屈折力を
有する両凹レンズ２ｂ、及び前記両凹レンズに接合され
た物体側が凸面である正の屈折力を有するレンズ２ｃに
より構成され、それらのレンズの表面の少なくとも１面
は非球面であり、前記第３レンズ群は、物体側から順に
正の屈折力を有するレンズ３ａ、正の屈折力を有するレ
ンズ３ｂ、及び負の屈折力を有するレンズ３ｃにより構
成され、それらのレンズの表面の少なくとも１面は非球
面であり、前記第４レンズ群は、少なくとも１枚のレン
ズ４により構成され、そのレンズの少なくとも１面は非
球面であり、広角端における焦点距離をｆｗ、広角端に
おける半画角をω、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第
２レンズ群の焦点距離をｆ２とすると、 ０.１７＜（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）１／２＜０.３９ ...（１ ） を満足し、広角端において５９゜以上の画角を有する。
条件式（１）は、バックフォーカス及び画角に関する式
であり、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２
の値が、条件式（１）の下限を下回ると画角は広くなる
が、十分なバックフォーカスが得られない。一方、（ｆ
ｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ の値が、条件
式（１）の上限を越えると十分なバックフォーカスは得
られるものの、広い画角が得られない。すなわち、条件
式（１）を満たすように設定することにより、十分なバ
ックフォーカスと広い画角（５９°以上）が得られる。
【００１０】上記構成において、第３レンズ群の最も像
面側のレンズ３ｃは、ｐ３ｃをレンズ３ｃの像面側の面
の屈折力、ｆｗをズームレンズ全系の広角端の焦点距離
として、 ０.４０＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜１.０４ ...（２） を満足することが好ましい。ここで、面の屈折力とは、
その面への入射側の媒質の屈折率をｎ１、出射側の媒質
の屈折率をｎ２、面の曲率半径をｒとしたとき、（ｎ２
−ｎ１）／ｒで求められる値である。条件式（２）はＦ
ナンバー及びバックフォーカスに関する式であり、ズー
ムレンズのコンパクトさに密接な関係を有する。ｆｗ・
｜ｐ３ｃ｜の値が、条件式（２）の下限を下回ると、小
さなＦナンバーが確保できるものの、十分なバックフォ
ーカスが得られない。一方、ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜の値が、
条件式（２）の上限を越えると、十分なＦナンバーを確
保するためには、バックフォーカスが長くなり、レンズ
系のコンパクトさが損なわれる。すなわち、条件式
（２）を満たすように設定することにより、十分なＦナ
ンバーとバックフォーカスとを確保しながら非常にコン
パクトなズームレンズが得られる。
【００１１】前記第３レンズ群において、レンズ３ａは
両凸レンズであり、レンズ３ｂは前記物体側に凸面を向
けて配置され、レンズ３ｃは前記物体側の面がレンズ３
ｂに接合され、前記像面側の面が凹面であるように構成
され、互いに接合された前記レンズ３ｂ及び３ｃが全体
として負の屈折力を有することが好ましい。
【００１２】また、前記第３レンズ群において、レンズ
３ａは両凸レンズであり、レンズ３ｂは前記物体側に凸
面を向けて配置され、レンズ３ｃは前記像面側の面が凹
面であり、これらのレンズは互いに空間をおいて配置さ
れても良い。
【００１３】上記各構成において、ｆｗを広角端におけ
る焦点距離、ｆｉ（ｉ＝１，２，３，４）を第ｉレンズ
群の焦点距離として、次の条件式（３）〜（６）を満足
することが好ましい。 ０.１４＜ｆｗ／ｆ１＜０.３１ ...（３） ０.７６＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１.５７ ...（４） ０.３０＜ｆｗ／ｆ３＜０.５９ ...（５） ０.２６＜ｆｗ／ｆ４＜０.５５ ...（６）条件 式（３）〜（６）は各レンズ群の屈折力を規定する
条件式であるが、この条件式を満足させることによりズ
ームレンズのコンパクトさを実現する強い屈折力が得ら
れる。
【００１４】また、ｆｗを広角端における焦点距離、ｆ
ｉ（ｉ＝１，２，３，４）を第ｉレンズ群の焦点距離、
ωを広角端における半画角、ｐ３ｃを第３レンズ群のレ
ンズ３ｃの像面側の面の屈折力として、次の条件式
（７）〜（１２）を満足することがより好ましい。 ０.２５５＜（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）１／２＜０.３０１ ...（ ７） ０.６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０.７９９ ...（８） ０.２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０.２３２ ...（９） １.０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１.２０５ ...（１０） ０.４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０.４５３ ...（１１） ０.３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０.４２１ ...（１２）
【００１５】また、第３レンズ群は、レンズ３ａ、３ｂ
及び３ｃにおいて、レンズ３ａの焦点距離をｆ３１、レ
ンズ３ｂ及び３ｃの合成焦点距離をｆ３２３として、 ０.３４＜ｆ３１／｜ｆ３２３｜＜１.０５ ...（１３） を満足することが望ましい。条件式（１３）はバックフ
ォーカス及びＦナンバーに関する条件式であり、ｆ３１
／｜ｆ３２３｜の値が、条件式（１３）の下限を下回る
と、十分なＦナンバーを確保するために、第３群のレン
ズ径が大きくなり、また、バックフォーカスが長くなる
ため、コンパクトなズームレンズが実現できない。ま
た、ｆ３１／｜ｆ３２３｜の値が、条件式（１３）の上
限を越えると、十分なＦナンバーを確保できるものの、
十分なバックフォーカスが得られない。すなわち、条件
式（１３）を満たすように構成すればコンパクトな構成
ながら十分なバックフォーカスを得ることができる。
【００１６】第３レンズ群の第１レンズの物体側の非球
面のレンズの有効径の１割の径における局所的な曲率半
径をｒ３１１、有効径の９割の径における局所的な曲率
半径をｒ３１９、第３レンズ群のレンズ３ａの像面側の
非球面のレンズの有効径の１割の径における局所的な曲
率半径をｒ３２１、有効径の９割の径における局所的な
曲率半径をｒ３２９、第２レンズ群の両凹レンズ２ｂの
物体側の面の非球面のレンズの有効径の１割の径におけ
る曲率半径をｒ２１１、有効径の９割の径における局所
的な曲率半径をｒ２１９、第４レンズ群のレンズが物体
側の面に非球面を有しており、レンズの有効径の１割の
径における局所的な曲率半径をｒ４１１、有効径の９割
の径における局所的な曲率半径をｒ４１９、また、第４
レンズ群のレンズが像面側の面に非球面を有しており、
レンズの有効径の１割の径における局所的な曲率半径を
ｒ４２１、有効径の９割の径における局所的な曲率半径
をｒ４２９として、次の条件式（１４）〜（１８）を満
足することが望ましい。 ０.２９＜ｒ３１１／ｒ３１９＜１.００ ...（１４） ０.１４＜ｒ３２１／ｒ３２９＜０.７２ ...（１５） ０.７４＜ｒ２１１／ｒ２１９＜１.５２ ...（１６） 及び ０.３４＜ｒ４１１／ｒ４１９＜１.０３ ...（１７） 又は ０.６４＜ｒ４２１／ｒ４２９＜１.９１ ...（１８） なお、ここで言う、局所的な曲率半径は、面形状のサグ
量（基準面からのずれ量）から割り出した非球面係数に
基づき代数的に計算して得られた値である。条件式（１
４）〜（１８）は、非球面量を規定する条件式であり、
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
補正能力を得る条件である。
【００１７】また、第３レンズ群の第１レンズの物体側
の非球面のレンズの有効径の１割の径における局所的な
曲率半径をｒ３１１、有効径の９割の径における局所的
な曲率半径をｒ３１９、第３レンズ群のレンズ３ａの像
面側の非球面のレンズの有効径の１割の径における局所
的な曲率半径をｒ３２１、有効径の９割の径における局
所的な曲率半径をｒ３２９、第２レンズ群の両凹レンズ
２ｂの物体側の面の非球面の、レンズの有効径の１割の
径における曲率半径をｒ２１１、有効径の９割の径にお
ける局所的な曲率半径をｒ２１９、第４レンズ群のレン
ズ４が物体側の面に非球面を有しており、レンズの有効
径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ４１１、有
効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ４１９、
また、第４レンズ群のレンズが像面側の面に非球面を有
しており、レンズの有効径の１割の径における局所的な
曲率半径をｒ４２１、有効径の９割の径における局所的
な曲率半径をｒ４２９として、次の条件式（２０）〜
（２５）を満足することがより好ましい。 ０.４９２＜ｆ３１／｜ｆ３２３｜＜０.８２７ ...（２０） ０.４１２＜ｒ３１１／ｒ３１９＜０.７６７ ...（２１） ０.１９３＜ｒ３２１／ｒ３２９＜０.５５１ ...（２２） １.０５９＜ｒ２１１／ｒ２１９＜１.１７０ ...（２３） 及び ０.４９０＜ｒ４１１／ｒ４１９＜０.７８７ ...（２４） 又は ０.９１５＜ｒ４２１／ｒ４２９＜１.４７０ ...（２５） を満足することがより好ましい。（なお、式（１９）は
欠番である。）
【００１８】本発明のビデオカメラ又は電子スチルカメ
ラは、上記構成のいずれかを有するズームレンズを用い
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明のズームレンズの実施例につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。 《実施例１》 図１は実施例１によるズームレンズの構成を示す図であ
る。図１に示すズームレンズは、物体側（図の左側）か
ら順に、正の屈折力を有し像面６に対して固定された第
１レンズ群１、負の屈折力を有し光軸上を移動すること
により変倍作用を及ぼす第２レンズ群２、像面に対して
固定され集光作用を担う正の屈折力の第３レンズ群３、
及び、第２レンズ群２の移動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正の屈折力の第４レンズ群４から
構成されている。また、第４レンズ群４と撮像面６との
間には、光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェース
プレート等と等価な平板５が設けられている。
【００２０】第１レンズ群１は、物体側から順に、負の
屈折力を有するレンズ１ａ、正の屈折力を有するレンズ
１ｂ、及び物体側が凸面であって正の屈折力を有するメ
ニスカスレンズ１ｃにより構成されている。第２レンズ
群２は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ２
ａ、両凹レンズ２ｂ、及び正の屈折力を有するレンズ２
ｃにより構成され、前記各レンズの少なくとも１面以上
は非球面である。第３レンズ群３は、物体側から順に、
正の屈折力を持ち両面が非球面に形成された両凸レンズ
３ａ、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズ
３ｂ、及び負の屈折力を有するレンズ３ｃにより構成さ
れている。特に、正の屈折力を有するレンズ３ｂと負の
屈折力を有するレンズ３ｃとは互いに接合されており、
両凸レンズ３ａの正の屈折力は、接合されたレンズ３ｂ
及び３ｃの合成焦点距離に相当する屈折力よりも比較的
強く設定されている。このような設定により、十分なバ
ックフォーカスが得られると同時に、非常にコンパクト
でありながら十分な収差補正を行うことができる。第４
レンズ群４は、両凸の１枚のレンズで構成されており、
物体面側が非球面に形成されている。
【００２１】図１中、ｒｉ（ｉ＝１〜１７）はレンズの
曲率半径を表し、ｄｋ（ｋ＝１〜１８）はレンズの肉厚
または、レンズ間の空気間隔を表す。なお、２枚のレン
ズが接合された面の番号、曲率半径には同一番号を与え
ている。広角端における焦点距離をｆｗ、第１レンズ群
の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広
角端における画角をωとしたとき、 ０.２５５＜（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）１／２＜０.３０１ ...（ ７） を満足するように設定されている。条件式(7)はバック
フォーカスと画角に関する式であって、仮に（ｆｗ・ta
nω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）１／２ の値が条件式（７）
の下限を下回ると画角は広くなるが十分なバックフォー
カスが得られない。一方、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・
｜ｆ２｜） １／２ の値が条件式（７）の上限を越えると
十分なバックフォーカスは得られるものの、広い画角が
得られない。
【００２２】《実施例２》図２は実施例２によるズーム
レンズの構成を示す図である。図２に示すズームレンズ
は、物体側から順に、正の屈折力を有する像面６に対し
て固定された第１レンズ群１、負の屈折力を有し光軸上
を前後に移動することにより変倍作用を及ぼす第２レン
ズ群２、像面に対して固定され集光作用を担う正の屈折
力の第３レンズ群３、第２レンズ群２の移動及び被写体
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正の屈折力の第４
レンズ群により構成されている。また、第４レンズ群４
と撮像面６との間には、光学的ローパスフィルタや撮像
素子のフェースプレート等と等価な平板５が設けられて
いる。
【００２３】第１レンズ群１は、物体側から順に負の屈
折力を有するレンズ１ａ、正の屈折力を有するレンズ１
ｂ及び正の屈折力を有する物体側が凸面のメニスカスレ
ンズ１ｃにより構成されている。第２レンズ群２は、物
体側から順に負の屈折力を有するレンズ２ａ、両凹レン
ズ２ｂ及び正の屈折力を有するレンズ２ｃにより構成さ
れている。第２レンズ群２の各レンズの少なくとも１面
以上は非球面である。第３レンズ群３は、物体側から順
に、正の屈折力を持ち両面が非球面に形成された両凸レ
ンズ３ａ、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレ
ンズ３ｂ及び負の屈折力を有するレンズ３ｃにより構成
されている。正の屈折力を有するレンズ３ｂと負の屈折
力を有するレンズ３ｃとは互いに微少な空気間隔を置い
て配置されている。両凸レンズ３ａの屈折力はレンズ３
ｂ及び３ｃの合成の屈折力よりも比較的強く設定されて
いる。このような設定により、十分なバックフォーカス
が得られると同時に、非常にコンパクトでありながら十
分な収差補正を行うことができる。第４レンズ群４は、
両凸の１枚のレンズ４ａで構成されており、物体側が非
球面に形成されている。
【００２４】図２中、ｒｉ（ｉ＝１〜１８）はレンズの
曲率半径を表し、ｄｋ（ｋ＝１〜１９）はレンズの肉厚
または、レンズ間の空気間隔を表す。なお、２枚のレン
ズが接合された面の番号、曲率半径には同一番号を与え
ている。広角端における焦点距離をｆｗ、第１レンズ群
の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広
角端における画角をωとすると、 ０.２５５＜（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）１／２＜０.３０１ ...（ ７） の関係を満足するように設定されている。条件式(7)は
バックフォーカスと画角とに関する式であって、（ｆｗ
・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）１／２の値が条件式
（７）の下限を下回ると画角は広くなるが十分なバック
フォーカスが得られない。一方、（ｆｗ・tanω）／
（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ の値が条件式（７）の上限を
越えると十分なバックフォーカスは得られるものの、広
い画角が得られない。
【００２５】《実施例１及び２の共通補足事項》 上記実施例１及び実施例２は、共通して以下の条件式を
満足している。 ０.６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０.７９９ ...（８）条件 式(8)は、Ｆナンバー及びバックフォーカスに関す
る式であり、ズームレンズのコンパクトさに密接な関係
を有する。仮にｆｗ・｜ｐ３ｃ｜の値が条件式（８）の
下限を下回ると、小さなＦナンバーが確保できるもの
の、十分なバックフォーカスが得られない。一方、ｆｗ
・｜ｐ３ｃ｜の値が条件式（８）の上限を越えると、十
分なＦナンバーを確保するためには、バックフォーカス
が長くなり、レンズ系のコンパクトさが損なわれる。し
かしながら、本実施例では、条件式(8)の条件を満足す
るようにｆｗ・｜ｐ３ｃ｜が設定されているので、十分
なＦナンバーとバックフォーカスを確保しながら非常に
コンパクトなズームレンズが得られる。
【００２６】上記第１〜第４の各レンズ群の焦点距離ｆ
ｉ（ｉ＝１〜４）は、広角端における焦点距離をｆｗと
して、下記条件により設定される。 ０.２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０.２３２ ...（９） １.０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１.２０５ ...（１０） ０.４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０.４５３ ...（１１） ０.３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０.４２１ ...（１２） 上記条件式（９）〜（１２）は各レンズ群の屈折力を規
定する条件式であって、ズームレンズのコンパクトさを
実現する強い屈折力を与えるための条件式である。
【００２７】第１レンズ群１の屈折力に関する条件式
（９）において、ｆｗ／ｆ１の値が条件式（９）の下限
を下回ると、第１レンズ群１の屈折力が大きくなり過ぎ
る。このため、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になる。一方、ｆｗ／ｆ１の
値が条件式（９）の上限を越えると、レンズ長が大きく
なり、コンパクトなズームレンズが実現できない。第２
レンズ群２の屈折力に関する条件式（１０）において、
ｆｗ／｜ｆ２｜の値が条件式（１０）の下限を下回る場
合には、第２レンズ群２をコンパクトにできる。しか
し、全系のペッツバール和が負の大きな値になり、硝材
の選択のみでは像面湾曲の補正ができない。一方、ｆｗ
／｜ｆ２｜の値が条件式（１０）の上限を越えると、収
差補正は容易であるが、変倍系が長くなり、全系のコン
パクト化が達成できない。
【００２８】第３レンズ群３の屈折力に関する条件式
（１１）において、ｆｗ／ｆ３の値が条件式（１１）の
下限を下回ると、第３レンズ群３の屈折力が大きくなり
過ぎる。このため、水晶等を挿入するバックフォーカス
を得ることができない。さらに球面収差の補正も困難に
なる。一方、ｆｗ／ｆ３の値が条件式（１１）の上限を
越えると、第１レンズ群１、第２レンズ群２及び第３レ
ンズ群３の合成焦点距離が発散系となるため、第４レン
ズ群４のレンズ外径が大きくなる。また、全系のペッツ
バール和を小さくすることができない。第４レンズ群４
の屈折力に関する条件式（１２）において、ｆｗ／ｆ４
の値が条件式（１２）の下限を下回ると、画面包括範囲
が狭くなる。このような場合、所望の範囲を得るために
は、第１レンズ群１のレンズ径を十分大きくする必要が
あり、小型・軽量化が実現できない。一方、ｆｗ／ｆ４
の値が条件式（１２）の上限を越えると収差補正は容易
であるが、近距離撮影時と遠距離撮影時との軸外収差の
アンバランスの補正が困難となる。
【００２９】また、物体側から順に、第３レンズ群３を
構成する正の屈折力を有するレンズ３ａ、正の屈折力を
有するレンズ３ｂ及び負の屈折力を有するレンズ３ｃに
おいて、レンズ３ａの焦点距離ｆ３１と、レンズ３ｂ及
びレンズ３ｃの合成焦点距離ｆ３２３は次の条件式によ
って設定される。 ０.３４＜ｆ３１／｜ｆ３２３｜＜１.０５ ...（１３） この第３レンズ群３を構成するレンズ３ａ、３ｂ及び３
ｃは、上記の条件式（１３）において、ｆ３１／｜ｆ３
２３｜が下限を下回ると十分なＦナンバーを確保するた
めに第３レンズ群３のレンズ径が大きくなる。また、バ
ックフォーカスが長くなるため、コンパクトなズームレ
ンズが実現できない。一方、上限を越えると、十分なＦ
ナンバーを確保できるものの、十分なバックフォーカス
が得られない。
【００３０】以下の式は非球面量を規定する条件式であ
る。 ０.４１２＜ｒ３１１／ｒ３１９＜０.７６７ ...（２１） ０.１９３＜ｒ３２１／ｒ３２９＜０.５５１ ...（２２） １.０５９＜ｒ２１１／ｒ２１９＜１.１７０ ...（２３） 及び ０.４９０＜ｒ４１１／ｒ４１９＜０.７８７ ...（２４） または、 ０.９１５＜ｒ４２１／ｒ４２９＜１.４７０ ...（２５） 上記の条件式を満足するようにレンズ形状を決定するこ
とによりズームレンズの高解像度を実現する十分な収差
補正能力が得られる。
【００３１】第３レンズ群３の最も物体側のレンズの非
球面に関する条件式（２１）及び（２２）において、ｒ
３１１／ｒ３１９及びｒ３２１／ｒ３２９の値がそれぞ
れ条件式（２１）及び（２２）の下限を下回ると、球面
収差の補正量が少なすぎる結果となる。一方、ｒ３１１
／ｒ３１９及びｒ３２１／ｒ３２９の値がそれぞれ条件
式（２１）及び（２２）の上限を超えると、球面収差の
補正量が大きすぎて、十分な収差性能が得られない。第
２レンズ群２の物体側から２番目の両凹レンズ２ｂの物
体側の面の非球面に関する条件式（２３）において、ｒ
２１１／ｒ２１９の値が条件式（２３）の下限および上
限からはずれると、広角と望遠の中間位置でのコマ収差
が大きく発生し、フレアの原因となる。第４レンズ群４
の単レンズ４ａの物体側の非球面に関する条件式（２
４）において、ｒ４１１／ｒ４１９の値が条件式（２
４）の下限及び上限を外れると像面湾曲や球面収差が大
きく発生し、十分な性能が得られない。
【００３２】《実施例１の数値例１》 次に、上記図１に示す実施例１での具体的な数値例を表
１に示す。この数値例１では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ
１・｜ｆ２｜）１／２の値は０.２８９６に設定され
た。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜の値は、０.７０８に設定
された。同表１においては、ｒはレンズの曲率半径、ｄ
はレンズの肉厚またはレンズ間の空気間隔、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
アッベ数を表す。以上の各定義は、表４、表７、表１
０、表１３、表１６、表１９、及び表２２において、同
じである。
【００３３】
【表１】
【００３４】また、非球面形状は次の式（２６）で定義
している。
【００３５】
【数１】
【００３６】ここで、Ｚは光軸からの高さがＹにおける
非球面上の点の非球面頂点からの距離、Ｙは光軸からの
高さ、Ｃは非球面頂点の曲率（＝１／ｒ）、Ｋは円錐定
数、Ｄ、Ｅ及びＦは非球面係数である。なお、第８、第
１１、第１２及び第１６面は非球面であって、その非球
面係数を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表３に示す。この表か
ら標準位置は第２レンズ群２の負担する倍率が１となる
ズーム位置である。なお、ｆ、Ｆ／ＮＯ及びωは、それ
ぞれ広角端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナ
ンバー及び入射半画角である。
【００３９】
【表３】
【００４０】続いて、本数値例１についての発明の実施
の形態における条件式（３）〜（６）、（１３）〜（１
７）の具体的数値を下に示す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２２２条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.１３６条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４３６条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３９９条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.６９２条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.５１８条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.４３７条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.０７７条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.６９０
【００４１】《実施例１の数値例２》次に、実施例１に
ついての第２の具体的数値例を表４に示す。この数値例
２では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2の値
は０.２９０に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜の
値は、０.６４３に設定された。同表においては、ｒは
レンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ間の
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表す。
【００４２】
【表４】
【００４３】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１、第１２及び第１６面は非
球面であって、その非球面係数を表５に示す。
【００４４】
【表５】
【００４５】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表６に示す。この表か
ら標準位置は第２群の負担する倍率が１となるズーム位
置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ、及びωは、各々広角端
と標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバー及び
入射半画角である。
【００４６】
【表６】
【００４７】続いて、数値例２についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１７）の具体的数値を次に示
す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２２６条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.１５５条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４４２条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.４０１条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.８２１条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.４１２条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.１９３条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.０５９条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.４９０
【００４８】《実施例１の数値例３》続いて、実施例１
についての第３の具体的数値例を表７に示す。この数値
例３では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2の
値は０.２８９に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜
の値は、０.７９９に設定された。同表においては、ｒ
はレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ間
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表す。
【００４９】
【表７】
【００５０】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１、第１２及び第１６面は非
球面であって、その非球面係数を表８に示す。
【００５１】
【表８】
【００５２】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表９に示す。この表か
ら標準位置は第２レンズ群２の負担する倍率が１となる
ズーム位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ、及びωは、各
々広角端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナン
バー及び入射半画角である。
【００５３】
【表９】
【００５４】続いて、数値例３についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１７）の具体的数値を次に示
す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２２２条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.１３６条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４３８条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３９８条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.４９２条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.７６７条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.２０６条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.１３０条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.６８７
【００５５】《実施例１の数値例４》続いて、実施例１
についての第４の具体的数値例を表１０に示す。この数
値例４では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2
の値は０.２８９に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ
｜の値は、０.７５４に設定された。同表においては、
ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ
間の空気間隔、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表す。
【００５６】
【表１０】
【００５７】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１、第１２及び第１６面は非
球面であって、その非球面係数を表１１に示す。
【００５８】
【表１１】
【００５９】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表１２に示す。この表
から標準位置は第２群の負担する倍率が１となるズーム
位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ及びωは、各々広角
端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバー及
び入射半画角である。
【００６０】
【表１２】
【００６１】続いて、数値例４についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１７）の具体的数値を次に示
す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２２２条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.１３６条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４３８条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３９８条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.５２８条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.７１８条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.２７７条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.１７０条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.６８７
【００６２】《実施例１の数値例５》続いて、実施例１
についての第５の具体的数値例を表１３に示す。この数
値例５では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2
の値は０.２５５に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ
｜の値は、０.７２９に設定された。同表においては、
ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ
間の空気間隔、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表す。
【００６３】
【表１３】
【００６４】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１、第１２及び第１６面は非
球面であって、その非球面係数を表１４に示す。
【００６５】
【表１４】
【００６６】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表１５に示す。この表
から標準位置は第２群の負担する倍率が１となるズーム
位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ及びωは、各々広角端
と標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバー及び
入射半画角である。
【００６７】
【表１５】
【００６８】続いて、数値例５についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１７）の具体的数値を次に示
す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２１３条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.０８２条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４３４条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３７６条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.７６４条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.４９１条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.５５１条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.０８０条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.７８７
【００６９】《実施例１の数値例６》続いて、実施例１
についての第６の具体的数値例を表１６に示す。この数
値例６では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2
の値は０.３０１に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ
｜の値は、０.６７１に設定された。同表においては、
ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ
間の空気間隔、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表す。
【００７０】
【表１６】
【００７１】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１、第１２及び第１６面は非
球面であって、その非球面係数を表１７に示す。
【００７２】
【表１７】
【００７３】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表１８に示す。この表
から標準位置は第２群の負担する倍率が１となるズーム
位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ及びωは、各々広角端
と標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバー及び
入射半画角である。
【００７４】
【表１８】
【００７５】続いて、数値例６についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１７）の具体的数値を次に示
す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２３２条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.２０５条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４５３条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.４０１条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.７６４条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.４７０条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.２７８条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.０８４条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.６８８
【００７６】《実施例１の数値例７》続いて、実施例１
についての第７の具体的数値例を表１９に示す。この数
値例７では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2
の値は０.３０２に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ
｜の値は、０.６８８に設定された。同表においては、
ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ
間の空気間隔、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表す。
【００７７】
【表１９】
【００７８】また、非球面形状は前述の式（２６）で定
義される。ここで、Ｚは光軸からの高さがＹにおける非
球面上の点の非球面頂点からの距離、Ｙは光軸からの高
さ、Ｃは非球面頂点の曲率（＝１／ｒ）、Ｋは円錐定
数、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは非球面係数である。なお、第８、
第１１、第１２及び第１６面は非球面であって、その非
球面係数を表２０に示す。
【００７９】
【表２０】
【００８０】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表２１に示す。この表
から標準位置は第２群の負担する倍率が１となるズーム
位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ及びωは、各々広角
端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバー及
び入射半画角である。
【００８１】
【表２１】
【００８２】続いて、数値例７についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１７）の具体的数値を次に示
す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２３２条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.２０５条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４４８条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３９８条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.６９６条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.５０４条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.４３４条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.１２８条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.６７６
【００８３】《実施例１の数値例８》続いて、実施例１
についての第８の具体的数値例を表２２に示す。この数
値例８では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ２｜）1/2
の値は０.２９０に設定された。また、ｆｗ・｜ｐ３ｃ
｜の値は、０.７０８に設定された。同表においては、
ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚またはレンズ
間の空気間隔、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表す。
【００８４】
【表２２】
【００８５】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１、第１２及び第１７面は非
球面であって、その非球面係数を表２３に示す。
【００８６】
【表２３】
【００８７】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表２４に示す。この表
から標準位置は第２群の負担する倍率が１となるズーム
位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ及びωは、各々広角
端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバー及
び入射半画角である。
【００８８】
【表２４】
【００８９】続いて、数値例８についての条件式（３）
〜（６）、（１３）〜（１６）および（１８）の具体的
数値を次に示す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２２２条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.１３６条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４３６条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３９９条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.６９１条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.５２９条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.４１３条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.０７８条件 式（１８）ｒ４２１／ｒ４２９＝１.０７８
【００９０】《実施例１の各数値例における収差性能》
図３、図４及び図５は、各々上記表１に示した実施例１
の数値例１における非球面ズームレンズの収差性能を示
す収差曲線図である。同様に図６、図７及び図８は上記
実施例１の数値例２における非球面ズームレンズの収差
性能を示す。同様に図９、図１０及び図１１は上記実施
例１の数値例３における非球面ズームレンズの収差性能
を示す。同様に図１２、図１３及び図１４は上記実施例
１の数値例４における非球面ズームレンズの収差性能を
示す。同様に図１５、図１６及び図１７は上記実施例１
の数値例５における非球面ズームレンズの収差性能を示
す。同様に図１８、図１９及び図２０は上記実施例１の
数値例６における非球面ズームレンズの収差性能を示
す。同様に図２１、図２２及び図２３は上記実施例１の
数値例７における非球面ズームレンズの収差性能を示
す。同様に図２４、図２５及び図２６は上記実施例１の
数値例８における非球面ズームレンズの収差性能を示
す。
【００９１】なお、上記各図において、（ａ）は球面収
差の図であって、実線はｄ線に対する値、点線は正弦条
件を示す。また、（ｂ）は非点収差の図であって、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
示す。さらに、（ｃ）は歪曲収差を示す図、（ｄ）は軸
上収差の図であって、実線はｄ線、点線はＦ線、破線は
Ｃ線に対する値を示す。（ｅ）は倍率色収差の図であっ
て、点線はＦ線、破線はＣ線に対する値を示す。これら
の図から、上記実施例の８つの具体的数値に基づくズー
ムレンズが良好な光学性能を有していることがわかる。
【００９２】《実施例２の数値例》 続いて、実施例２についての具体的数値例を表２５に示
す。この数値例では、（ｆｗ・tanω）／（ｆ１・｜ｆ
２｜）１／２の値は０.２８９に設定された。また、ｆ
ｗ・｜ｐ３ｃ｜の値は、０.６５２に設定された。表２
５において、ｒはレンズの曲率半径、ｄはレンズの肉厚
またはレンズ間の空気間隔、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表
す。
【００９３】
【表２５】
【００９４】非球面形状は前述の式（２６）により定義
される。なお、第８、第１１，第１２及び第１６面は非
球面であって、その非球面係数を表２６に示す。
【００９５】
【表２６】
【００９６】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例として、２ｍ物点の時の値を表２７に示す。この表
から標準位置は第２レンズ群２の負担する倍率が１とな
るズーム位置である。なお、ｆ、Ｆ／Ｎｏ及びωは、各
々広角端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナン
バー及び入射半画角である。
【００９７】
【表２７】
【００９８】続いて、上記実施例２の具体的数値例につ
いての条件式（３）〜（６）、（１３）〜（１７）の具
体的数値を次に示す。条件 式（３） ｆｗ／ｆ１＝０.２２５条件 式（４） ｆｗ／｜ｆ２｜＝１.１５１条件 式（５） ｆｗ／ｆ３＝０.４４１条件 式（６） ｆｗ／ｆ４＝０.３９９条件 式（１３） ｆ３１／｜ｆ３２３｜＝０.７４７条件 式（１４） ｒ３１１／ｒ３１９＝０.５２９条件 式（１５） ｒ３２１／ｒ３２９＝０.２９０条件 式（１６） ｒ２１１／ｒ２１９＝１.１０８条件 式（１７） ｒ４１１／ｒ４１９＝０.６８１
【００９９】図２７、図２８及び図２９は、各々上記表
１に示した実施例１の第１の具体的数値における非球面
ズームレンズの収差性能を示す。なお、上記各図におい
て、（ａ）は球面収差の図であって、実線はｄ線に対す
る値、点線は正弦条件を示す。また、（ｂ）は非点収差
の図であって、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す。さらに、（ｃ）は歪曲収差を
示す図、（ｄ）は軸上収差の図であって、実線はｄ線、
点線はＦ線、破線はＣ線に対する値を示す。（ｅ）は倍
率色収差の図であって、点線はＦ線、破線はＣ線に対す
る値を示す。これらの図から、上記実施例の具体的数値
に基づくズームレンズが良好な光学性能を有しているこ
とがわかる。
【０１００】《ビデオカメラ等の実施例》図３０は、本
発明のズームレンズを使用したビデオカメラの構成を示
す図である。図において、ズームレンズ３０１は上記実
施例のように構成されたものであり、他にローパスフィ
ルタ３０２、撮像素子３０３、マイクロホン３０４、信
号処理回路３０５、ビューファインダ３０６、音声モニ
タ３０７及び記録系３０８によって基本的に構成されて
いる。さらに、付加機能を追加することも可能である。
図３１は、本発明のズームレンズを使用した電子スチル
カメラの構成を示す図である。図において、ズームレン
ズ３１１は上記実施例のように構成されたものであり、
他にローパスフィルタ３１２、撮像素子３１３、信号処
理回路３１４、液晶モニタ３１５及び記録系３１６によ
って構成されている。記録系３１６には、被写体映像の
他に撮影条件等を記録する機能を兼ね備えている。さら
に、付加機能を追加することも可能である。
【０１０１】
【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、請求項１に記載した一定の構成により、
Ｆナンバーが約１.４、画角が５９゜以上、ズーム比が
約１０倍でコンパクトかつ高性能な非球面ズームレンズ
を、１０枚という最小限のレンズ枚数により実現するこ
とができるという効果がある。
【０１０２】このようなズームレンズをビデオカメラや
電子スチルカメラに用いれば、小型・軽量・高性能な製
品を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの構成を示す
図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの構成を示す
図である。
【図３】実施例の第１の具体的数値例におけるズームレ
ンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図４】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す図
である。
【図５】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図で
ある。
【図６】実施例１の第２の具体的数値例におけるズーム
レンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図７】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す図
である。
【図８】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図で
ある。
【図９】実施例１の第３の具体的数値例におけるズーム
レンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図１０】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図１１】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図１２】実施例１の第４の具体的数値例における非球
面ズームレンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図１３】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図１４】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図１５】実施例１の第５の具体的数値例におけるズー
ムレンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図１６】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図１７】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図１８】実施例１の第６の具体的数値例におけるズー
ムレンズの広角端での収差性能を示すである。
【図１９】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図２０】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図２１】実施例１の第７の具体的数値例におけるズー
ムレンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図２２】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図２３】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図２４】実施例１の第８の具体的数値例におけるズー
ムレンズの広角端での収差性能を示す図である。
【図２５】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図２６】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図２７】実施例２の具体的数値例におけるズームレン
ズの広角端での収差性能を示すである。
【図２８】同ズームレンズの標準位置での収差図を示す
図である。
【図２９】同ズームレンズの望遠端での収差図を示す図
である。
【図３０】実施例１のズームレンズを用いて構成したビ
デオカメラの構成を示す図である。
【図３１】実施例１のズームレンズを用いて構成した電
子スチルカメラの構成を示す図である。
【図３２】従来のズームレンズの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 第１レンズ群 １ａ、１ｂ、１ｃ レンズ ２ 第２レンズ群 ２ａ、２ｂ、２ｃ レンズ ３ 第３レンズ群 ３ａ、３ｂ、３ｃ レンズ ４ 第４レンズ群 ６ 像面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿本 剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−134178（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66348（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−27167（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−43311（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20381（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−94997（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 15/16

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体たる物体側から順に、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（１）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
    用を及ぼす第２レンズ群（２）と、像面に対して固定さ
    れ集光作用を担う正の屈折力を有する第３レンズ群
    （３）と、前記第２レンズ群の移動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正の屈折力を有する第４レ
    ンズ群（４）とを具備したズームレンズであって、 前記第１レンズ群は、前記物体側から順に負の屈折力を
    有するレンズ（１ａ）、正の屈折力を有するレンズ（１
    ｂ）、及び正の屈折力を有し前記物体側が凸面のメニス
    カスレンズ（１ｃ）により構成され、 前記第２レンズ群は、前記物体側から順に負の屈折力を
    有するレンズ（２ａ）、負の屈折力を有する両凹レンズ
    （２ｂ）、及び前記両凹レンズに接合された物体側が凸
    面である正の屈折力を有するレンズ（２ｃ）により構成
    され、それらのレンズの表面の少なくとも１面は非球面
    であり、 前記第３レンズ群は、物体側から順に正の屈折力を有す
    るレンズ（３ａ）、正の屈折力を有するレンズ（３
    ｂ）、及び負の屈折力を有するレンズ（３ｃ）により構
    成され、それらのレンズの表面の少なくとも１面は非球
    面であり、 前記第４レンズ群は、少なくとも１枚のレンズ（４）に
    より構成され、そのレンズの少なくとも１面は非球面で
    あり、 このズームレンズの広角端における焦点距離をｆｗ、第ｉレンズ群の焦点距離をｆｉ（ｉ＝１、２、３、
    ４）、前記広角端における半画角をω、前記第３レンズ
    群のレンズ（３ｃ）の像面側の面の屈折力をｐ３ｃとし
    て、 ０．２５５＜（ｆｗ・ｔａｎω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ ＜０.３０１、 ０．６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０．７９９、 ０．２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０．２３２、 １．０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１．２０５、 ０．４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０．４５３、及び ０．３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０．４２１ 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３レンズ群において、前記レンズ
    （３ａ）は両凸レンズであり、前記レンズ（３ｃ）は像
    面側に凹面を向けて配置され、その凹面の屈折力をｐ３
    ｃとし、ズームレンズの広角端における全系の焦点距離
    をｆｗとすると、 ０.４０＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜１.０４ を満足するとともに、 ｆｗが、ズームレンズの広角端における焦点距離、ｆｉ
    （ｉ＝１、２、３、４）を第ｉレンズ群の焦点距離、ω
    を広角端における半画角、ｐ３ｃを前記第３レンズ群の
    レンズ（３ｃ）の像面側の面の屈折力として、 ０.２５５＜（ｆｗ・ｔａｎω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ ＜０.３０１、 ０.６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０.７９９、 ０.２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０.２３２、 １.０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１.２０５、 ０.４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０.４５３、及び ０.３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０.４２１ を満足することを特
    徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 【請求項３】 前記第３レンズ群において、前記レンズ
    （３ａ）は両凸レンズであり、前記レンズ（３ｂ）は前
    記物体側に凸面を向けて配置され、前記レンズ（３ｃ）
    は前記物体側の面が前記レンズ（３ｂ）に接合され、前
    記像面側の面が凹面であるように構成され、互いに接合
    された前記レンズ（３ｂ）及び（３ｃ）が全体として負
    の屈折力を有するとともに、 ｆｗが、ズームレンズの広角端における焦点距離、ｆｉ
    （ｉ＝１、２、３、４）を第ｉレンズ群の焦点距離、ω
    を広角端における半画角、ｐ３ｃを前記第３レンズ群の
    レンズ（３ｃ）の像面側の面の屈折力として、 ０.２５５＜（ｆｗ・ｔａｎω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ ＜０.３０１、 ０.６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０.７９９、 ０.２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０.２３２、 １.０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１.２０５、 ０.４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０.４５３、及び ０.３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０.４２１ を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズ
    ームレンズ。
  4. 【請求項４】 前記第３レンズ群において、前記レンズ
    （３ａ）は両凸レンズであり、前記レンズ（３ｂ）は前
    記物体側に凸面を向けて配置され、前記レンズ（３ｃ）
    は前記像面側の面が凹面であり、これらのレンズは互い
    に空間をおいて配置されているとともに、 ｆｗが、ズームレンズの広角端における焦点距離、ｆｉ
    （ｉ＝１、２、３、４）を第ｉレンズ群の焦点距離、ω
    を広角端における半画角、ｐ３ｃを前記第３レンズ群の
    レンズ（３ｃ）の像面側の面の屈折力として、 ０.２５５＜（ｆｗ・ｔａｎω）／（ｆ１・｜ｆ２｜） １／２ ＜０.３０１、 ０.６４３＜ｆｗ・｜ｐ３ｃ｜＜０.７９９、 ０.２１２＜ｆｗ／ｆ１＜０.２３２、 １.０８１＜ｆｗ／｜ｆ２｜＜１.２０５、 ０.４３４＜ｆｗ／ｆ３＜０.４５３、及び ０.３７６＜ｆｗ／ｆ４＜０.４２１ を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載のズームレンズ。
  5. 【請求項５】 前記第３レンズ群において、前記レンズ
    （３ａ）の焦点距離をｆ３１、前記レンズ（３ｂ）及び
    （３ｃ）の合成焦点距離をｆ３２３として、 ０.３４＜ｆ３１／｜ｆ３２３｜＜１.０５ を満足する請求項１〜４のいずれかに記載のズームレン
    ズ。
  6. 【請求項６】 前記第３レンズ群において、前記レンズ
    （３ａ）が前記物体側の面に非球面を形成しており、レ
    ンズの有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ
    ３１１、有効径の９割の径における局所的な曲率半径を
    ｒ３１９として、 ０.２９＜ｒ３１１／ｒ３１９＜１.００ 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。
  7. 【請求項７】 前記第３レンズ群において、前記レンズ
    （３ａ）が前記像面側の面に非球面を形成しており、レ
    ンズの有効径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ
    ３２１、有効径の９割の径における局所的な曲率半径を
    ｒ３２９として、 ０.１４＜ｒ３２１／ｒ３２９＜０.７２ 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。
  8. 【請求項８】 前記第２レンズ群において、前記両凹レ
    ンズ（２ｂ）が前記物体側の面に非球面を形成してお
    り、レンズの有効径の１割の径における局所的な曲率半
    径をｒ２１１、有効径の９割の径における局所的な曲率
    半径をｒ２１９として、 ０.７４＜ｒ２１１／ｒ２１９＜１.５２ 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。
  9. 【請求項９】 前記第４レンズ群のレンズ（４）が前記
    物体側の面に非球面を形成しており、レンズの有効径の
    １割の径における局所的な曲率半径をｒ４１１、有効径
    の９割の径における局所的な曲率半径をｒ４１９とし
    て、 ０.３４＜ｒ４１１／ｒ４１９＜１.０３ 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。
  10. 【請求項１０】 前記第４レンズ群のレンズ（４）が前
    記像面側の面に非球面を形成しており、レンズの有効径
    の１割の径における局所的な曲率半径をｒ４２１、有効
    径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ４２９とし
    て、 ０.６４＜ｒ４２１／ｒ４２９＜１.９１ 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。
  11. 【請求項１１】 前記第３レンズ群のレンズ（３ａ）が
    前記物体側の面に非球面を形成しており、レンズの有効
    径の１割の径における局所的な曲率半径をｒ３１１、有
    効径の９割の径における局所的な曲率半径をｒ３１９と
    し、 前記第３レンズ群のレンズ（３ａ）の前記像面側の非球
    面のレンズ有効径の１割の径における局所的な曲率半径
    をｒ３２１、有効径の９割の径における局所的な曲率半
    径をｒ３２９とし、 前記第２レンズ群の前記両凹レンズ（２ｂ）が前記物体
    側の面に非球面を形成しており、レンズの有効径の１割
    の径における曲率半径をｒ２１１、有効径の９割の径に
    おける局所的な曲率半径をｒ２１９とし、 前記第４レンズ群のレンズ（４）が前記物体側の面に非
    球面を形成しており、レンズの有効径の１割の径におけ
    る局所的な曲率半径をｒ４１１、有効径の９割の径にお
    ける局所的な曲率半径をｒ４１９、また、前記像面側の
    面に非球面を形成しており、レンズの有効径の１割の径
    における局所的な曲率半径をｒ４２１、有効径の９割の
    径における局所的な曲率半径をｒ４２９として、 ０.４９２＜ｆ３１／｜ｆ３２３｜＜０.８２７、 ０.４１２＜ｒ３１１／ｒ３１９＜０.７６７、 ０.１９３＜ｒ３２１／ｒ３２９＜０.５５１、 １.０５９＜ｒ２１１／ｒ２１９＜１.１７０、及び ０.４９０＜ｒ４１１／ｒ４１９＜０.７８７ 又は ０.９１５＜ｒ４２１／ｒ４２９＜１.４７０ を満足する請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレ
    ンズ。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載のズ
    ームレンズを用いたビデオカメラ。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載のズ
    ームレンズを用いた電子スチルカメラ。
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