JP3476668B2 - ズームレンズ及びこれを用いたビデオカメラと電子スチルカメラ - Google Patents

ズームレンズ及びこれを用いたビデオカメラと電子スチルカメラ

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JP3476668B2
JP3476668B2 JP00588998A JP588998A JP3476668B2 JP 3476668 B2 JP3476668 B2 JP 3476668B2 JP 00588998 A JP00588998 A JP 00588998A JP 588998 A JP588998 A JP 588998A JP 3476668 B2 JP3476668 B2 JP 3476668B2
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    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
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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６０゜以上の広画角を有し、ズーム比
が１０倍程度と高倍率でかつ全長の短いズームレンズに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のズームレンズには、例えば特願平
８−１１４０９２号公報に提案されているものがある。
以下、図面を用いて前記のようなズームレンズの一例に
ついて説明する。図３５は、従来のビデオカメラ用ズー
ムレンズの構成図である。
【０００３】本図に示したズームレンズは、集光部とし
ての第１レンズ群３５１、変倍部としての第２レンズ群
３５２、集光部としての第３レンズ群３５３、フォーカ
ス部としての第４レンズ群３５４、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
３５５、及び結像面３５６によって構成されている。
【０００４】結像面３５６に対して固定された第１レン
ズ群３５１は結像作用を有する。光軸上を前後に移動す
る第２レンズ群３５２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３５
３は、第２レンズ群によって生じる発散光を集光する作
用を有する。光軸上を前後に移動する第４レンズ群３２
４はフォーカス作用を有する。
【０００５】また、ズーミング時の第２レンズ群３５２
の移動によって生じる像面位置の変動を、第４レンズ群
３５４の移動により一定の位置に結像するように補正す
ることにより、常に像面を一定に保っている。
【０００６】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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
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倍と高倍率であるものの、ズームレン
ズの最も物体側のレンズの有効径に対して全長が比較的
長く、コンパクトさに欠けるため、前記のような小型化
かつ高性能化の要望に応じられないという問題があっ
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、及び高解像度化のすべて満足させ
ることは困難であった。
【０００８】本発明は、前記のような問題を解決するも
のであり、レンズ枚数が少なく、ズーム比が約１０倍、
画角ほぼ６０゜以上のコンパクトで広角なズームレンズ
及びこれを用いたビデオカメラと電子スチルカメラを提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の第１のズームレンズは、被写体である物体側
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レンズ群とを備えた
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、前記第３レンズ群は、物体側から順に
正の屈折力を有し両面が非球面に形成された両凸レン
ズ、正の屈折力を有し前記物体側に凸面を向けたレン
ズ、及び負の屈折力を有するレンズにより構成され、前
記第４レンズ群は両凸で物体面側が非球面の１枚のレン
ズで構成され、前記第２、第３及び第４レンズ群の各レ
ンズ群にはそれぞれ少なくとも１面の非球面を含み、前
記第１レンズ群の最も物体側のレンズの有効径をＣＬ
１、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの光軸上の
物体側の面から像面までの距離をＬ、前記第４レンズ群
の焦点距離をｆ４、広角端における焦点距離をｆｗとす
ると、 ２．０＜Ｌ／ＣＬ１＜２．３ ０．２＜ｆ４／Ｌ＜０．３５ ０．３＜ｆｗ／ｆ４＜０．４ の関係を満足することを特徴とする。
【００１０】前記のようなズームレンズによれば、各レ
ンズ群の相互作用により、収差が十分に補正され、高倍
率でかつコンパクトで広角なズームレンズが簡単な構成
で得られる。この構成において、０．２＜ｆ４／Ｌ＜
０．３５の関係を満足しているので、十分なバックフォ
ーカスと広い画角が得られる。さらに、０．３＜ｆｗ／
ｆ４＜０．４の関係を満足しているので、十分なバック
フォーカスが得られ、かつレンズ全長を短くできる。
【００１１】前記ズームレンズにおいては、前記第３レ
ンズ群の負の屈折力を有するレンズは、前記第３レンズ
群の正の屈折力を有し前記物体側に凸面を向けたレンズ
に接合され、前記第３レンズ群の負の屈折力を有するレ
ンズは像面側の面が凹面で、前記接合されたレンズは全
体として負の屈折力を有することが好ましい。
【００１２】
【００１３】
【００１４】 次に、本発明の第２のズームレンズは、
被写体である物体側から順に、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
レンズ群とを備え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、前記第３レンズ群
は、物体側から順に正の屈折力を有し両面が非球面に形
成された両凸レンズ、正の屈折力を有し前記物体側に凸
面を向けたレンズ、及び負の屈折力を有するレンズによ
り構成され、前記第３レンズ群の負の屈折力を有するレ
ンズは、物体側の面が前記第３レンズ群の正の屈折力を
有し前記物体側に凸面を向けたレンズと空気間隔を置い
て配置されており、前記第４レンズ群は両凸で物体面側
が非球面の１枚のレンズで構成され、前記第２、第３及
び第４レンズ群の各レンズ群にはそれぞれ少なくとも１
面の非球面を含み、前記第１レンズ群の最も物体側のレ
ンズの有効径をＣＬ１、前記第１レンズ群の最も物体側
のレンズの光軸上の物体側の面から像面までの距離を
Ｌ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端におけ
る焦点距離をｆｗとすると、 １．８＜Ｌ／ＣＬ１＜２．３ ０．２＜ｆ４／Ｌ＜０．３５ ０．２５＜ｆｗ／ｆ４＜０．４ の関係を満足することを特徴とする。前記のようなズー
ムレンズによれば、十分なバックフォーカスを得られる
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。この構成において、０．２＜ｆ
４／Ｌ＜０．３５の関係を満足しているので、十分なバ
ックフォーカスと広い画角が得られる。さらに、０．２
５＜ｆｗ／ｆ４＜０．４の関係を満足しているので、十
分なバックフォーカスが得られ、かつレンズ全長を短く
できる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】また、前記各ズームレンズにおいては、ズ
ーム比が１０倍程度であることが好ましい。前記のよう
なズームレンズによれば、前記のようなズームレンズに
よれば、高倍率でかつコンパクトで広角なズームレンズ
が得られる。
【００１８】次に、本発明のビデオカメラは、前記各ズ
ームレンズのいずれかを用いたことを特徴とする。前記
のようなビデオカメラによれば、本発明のズームレンズ
を用いているので小型・軽量かつ高性能なビデオカメラ
を実現できる。
【００１９】次に、本発明の電子スチルカメラは、前記
各ズームレンズのいずれかを用いたことを特徴とする。
前記のような電子スチルカメラによれば、本発明のズー
ムレンズを用いているので小型・軽量かつ高性能な電子
スチルカメラを実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、実施形
態１に係るズームレンズの構成図である。本図に示した
ズームレンズは、物体側から順に、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と、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と、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と、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レンズ群とを備えている。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。
【００２１】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。
【００２２】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、前記各レン
ズの少なくとも１面は非球面である。
【００２３】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３
ａ、物体側に凸面を向けた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
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。
【００２４】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。
【００２５】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している。第１レンズ群
の最も物体側のレンズ１ａの有効径をＣＬ１、ズームレ
ンズの第１レンズ群の最も物体側のレンズ１ａから像面
までの距離をＬ、第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角
端における焦点距離をｆｗとすると、本実施形態のズー
ムレンズは、以下の式（１）〜（３）の関係を満足して
いる。
【００２６】 式（１） ２．０＜Ｌ／ＣＬ１＜２．３ 式（２） ０．２＜ｆ４／Ｌ＜０．３５ 式（３） ０．３＜ｆｗ／ｆ４＜０.４ 式（１）は全長と画角に関する式である。Ｌ／ＣＬ１が
下限を下回ると、コンパクトなズームレンズの構成に必
要な第１レンズ群の焦点距離及び後側主点位置の条件を
満たすためには、有効径確保に必要となる第１レンズ群
の厚さが厚くなり十分な収差補正が困難となる。このた
め、コンパクトで十分な画角を確保できるにもかかわら
ず、ズームレンズ全系としての十分な収差性能を確保す
ることができなくなる。
【００２７】コンパクトなズームレンズの構成に必要な
第１レンズ群に要求される焦点距離及び後側主点位置の
条件は、焦点距離に関してはコンパクトなズームレンズ
を構成するため、ペッツバール和を考慮し決定した第２
レンズ群の焦点距離に合わせて決定する必要があり、後
側主点位置に関しては第２レンズ群及び第４レンズ群の
移動量を最小にし、かつ第１レンズ群と第２レンズ群の
最至近間隔を十分短くするように決定する必要がある。
【００２８】一方、Ｌ／ＣＬ１が上限を超えると、コン
パクトなズームレンズを実現するための全長Ｌの制約条
件に対して、レンズ１ａの有効径が小さいため十分な画
角が得られない。
【００２９】式（２）はバックフォーカスと画角に関す
る式であって、ｆ４／Ｌが下限を下回ると、第３レンズ
群まででほぼアフォーカルにされた光線に対して、第４
レンズ群の焦点距離が短くなることにより、ズームレン
ズ全系の焦点距離が短くなると同時にバックフォーカス
も短くなるため、画角が十分に確保できるが、十分なバ
ックフォーカスが得られなくなる。
【００３０】一方、ｆ４／Ｌが上限を超えると、第３レ
ンズ群まででほぼアフォーカルにされた光線に対して第
４レンズ群の焦点距離が長くなることにより、バックフ
ォーカスも長くなるが、同時にズームレンズ全系の焦点
距離が長くなるため、十分に広い画角が得られない。
【００３１】式（３）はレンズ全長と画角に関する式で
あって、ｆｗ／ｆ４が下限を下回ると、広角端の焦点距
離に対して第４レンズ群の焦点距離が長くなるため、第
３レンズ群まででほぼアフォーカルにされた光線に対し
て第４レンズ群からの結像面までの距離が長くなるた
め、バックフォーカスも長くなり、全長が長くなる。
【００３２】一方、ｆｗ／ｆ４が上限を超えると、広角
端の焦点距離に対して、第４レンズ群の焦点距離が短く
なり、第３レンズ群まででほぼアフォーカルにされた光
線に対して、第４レンズ群から結像面までの距離が短く
なるため、バックフォーカスも短くなり、ズームレンズ
全長は短くなるが、十分なバックフォーカスが得られな
くなる。
【００３３】前記式（１）〜（３）の各範囲は、それぞ
れ以下の式（４）〜（６）の範囲とすることがより好ま
しい。 式（４） ２．１６＜Ｌ／ＣＬ１＜２．１７ 式（５） ０．２５＜ｆ４／Ｌ＜０．３０ 式（６） ０．３１３＜ｆｗ／ｆ４＜０.３７６ （実施の形態２）図２は、実施形態２に係るズームレン
ズの構成図である。図２に示したズームレンズは、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と、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
と、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と、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
ンズ群とを備えている。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。
【００３４】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、正屈折力を有するレンズ１ｂ
及び正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。
【００３５】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及び正屈折力
を有するレンズ２ｃ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。
【００３６】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３
ａ、物体側に凸面を向けた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３ｂ及び
３ｃの合成の屈折力よりも比較的強くできている。この
ような構成は、十分なバックフォーカスを得られると同
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。
【００３７】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、物体側が非球面に形成されている。図
２中、ｒｉ（ｉ＝１〜１８）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。
【００３８】第１レンズ群の最も物体側のレンズ１ａの
有効径をＣＬ１、ズームレンズの第１レンズ群の最も物
体側のレンズ１ａから像面までの距離をＬ、第４レンズ
群の焦点距離をｆ４、広角端における焦点距離をｆｗと
すると、本実施形態のズームレンズは、以下の式（７）
〜（９）の関係を満足している。
【００３９】 式（７） １．８＜Ｌ／ＣＬ１＜２．３ 式（８） ０．２＜ｆ４／Ｌ＜０．３５ 式（９） ０.２５＜ｆｗ／ｆ４＜０.４ 式（７）は全長と画角に関する式であって、Ｌ／ＣＬ１
が下限を下回ると、コンパクトなズームレンズの構成に
必要な第１レンズ群の焦点距離及び後側主点位置の条件
を満たすためには、有効径確保に必要となる第１レンズ
群の厚さ厚くなり十分な収差補正が困難となる。このた
め、コンパクトで十分な画角を確保できるにも関わら
ず、ズームレンズ全系としての十分な収差性能を確保す
ることができなくなる。
【００４０】コンパクトなズームレンズを構成するため
に必要な第１レンズ群に要求される焦点距離及び後側主
点位置の条件は、焦点距離に関しては、コンパクトなズ
ームレンズを構成するため、ペッツバール和を考慮し決
定した第２レンズ群の焦点距離に合わせて決定する必要
があり、後側主点位置に関しては、第２レンズ群及び第
４レンズ群の移動量を最小にし、かつ第１レンズ群と第
２レンズ群の最至近間隔を十分短くするように決定する
必要がある。
【００４１】一方、Ｌ／ＣＬ１が上限を超えると、コン
パクトなズームレンズ実現のための全長Ｌの制約条件に
対して、第１レンズ群の最も物体側のレンズ１ａの有効
径が小さいため十分な画角が得られない。
【００４２】式（８）はバックフォーカスと画角に関す
る式であって、ｆ４／Ｌが下限を下回ると、第３レンズ
群まででほぼアフォーカルにされた光線に対して、第４
レンズ群の焦点距離が短くなることにより、ズームレン
ズ全系の焦点距離が短くなると同時にバックフォーカス
も短くなるため、画角が十分に確保できるが、十分なバ
ックフォーカスが得られない。
【００４３】一方、ｆ４／Ｌが上限を超えると、第３レ
ンズ群まででほぼアフォーカルにされた光線に対して第
４レンズ群の焦点距離が長くなることにより、バックフ
ォーカスも長くなるが、同時にズームレンズ全系の焦点
距離が長くなるため、十分に広い画角が得られない。
【００４４】式（９）はレンズ全長と画角に関する式で
ある。ｆｗ／ｆ４が下限を下回ると、広角端の焦点距離
に対して第４レンズ群の焦点距離が長くなるため、第３
レンズ群まででほぼアフォーカルにされた光線に対して
第４レンズ群からの結像面までの距離が長くなり、バッ
クフォーカスも長くなるため、全長が長くなる。
【００４５】一方、ｆｗ／ｆ４が上限を超えると、広角
端の焦点距離に対して、第４レンズ群の焦点距離が短く
なり、第３レンズ群まででほぼアフォーカルにされた光
線に対して、第４レンズ群から結像面までの距離が短く
なるため、バックフォーカスも短くなる。このため、ズ
ームレンズ全長は短くなるが、十分なバックフォーカス
が得られない。
【００４６】前記式（７）〜（９）の各範囲は、それぞ
れ以下の式（１０）〜（１２）の範囲とすることがより
好ましい。 式（１０） ２．０６＜Ｌ／ＣＬ１＜２．２５ 式（１１） ０．２５＜ｆ４／Ｌ＜０．３０ 式（１２） ０.２９９＜ｆｗ／ｆ４＜０．３７６ （実施の形態３）図３３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図である。本図に示したビデ
オカメラのズームレンズ３３１は、前記実施形態１、２
に係るものであり、他にローパスフィルタ３３２、撮像
素子３３３、マイクロホン３３４、信号処理回路３３
５、ビューファインダ３３６、音声モニタ３３７及び記
録系３３８によって基本構成されている。さらに、付加
機能を追加することも可能である。
【００４７】図３４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図である。本図に示した電子
スチルカメラのズームレンズ３４１は、前記実施形態
１、２に係るものであり、他にローパスフィルタ３４
２、撮像素子３４３、信号処理回路３４４、液晶モニタ
３４５及び記録系３４６によって基本構成されている。
記録系３４６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。
【００４８】
【実施例】（実施例１）実施例１〜５は、前記実施形態
１に係る実施例である。実施例１では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２３ ｆ４／Ｌ＝０．２５９ ｆｗ／ｆ４＝０．３６３ と設定した。以下の表１に、実施例１の具体的な数値を
示す。表１において、ｒはレンズの曲率半径（ｍｍ）、
ｄはレンズの肉厚（ｍｍ）またはレンズ間の空気間隔
（ｍｍ）、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、ＣＬ１は有効径（直
径）（ｍｍ）を示している（以下の表４、７、１０、１
３、１６、１９、２２、２５、２８についても同
じ。）。なお、有効径は、本ズームレンズの最も物体側
のレンズ１ａの前面から物体までの距離を１ｍから∞ま
での間の全てのズーム位置で保証している像高に到達す
る光線の全てが絞り位置で、絞りの中心をはさんで両側
に存在するように設定されている。ただし、本データで
は、最も物体側のレンズ１ａの有効径を決定する際に関
係する部分だけを表示した。
【００４９】
【表１】
【００５０】また、非球面形状は次の（数１）で定義し
ている。以下の実施例２〜１０も同じ。
【００５１】
【数１】
【００５２】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
面係数を以下の表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を以下の表３に示す。表３に示した値は、∞物点の
場合の値である。また、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り、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。これら表
３の説明は、以下の表６、９、１２、１５、１８、２
１、２４、２７、３０についても同じである。
【００５５】
【表３】
【００５６】図３〜５は、前記表１に示した実施例１に
係る非球面ズームレンズの収差性能を示す。各図におい
て、（ａ）は球面収差の図で、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、実線はサジタル像面湾曲、点線はメリディオナル像
面和曲を示す。さらに、（ｃ）は歪曲収差を示す図、
（ｄ）は軸上収差の図で、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、点線はＦ線、破線はＣ線に対する値を示す。これら
（ａ）〜（ｅ）の説明は、以下の図６〜３２についても
同じである。
【００５７】図３〜５より、実施例１に係るズームレン
ズが良好な光学性能を有していることがわかる。 （実施例２）実施例２では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２７７ ｆ４／Ｌ＝０．２７６ ｆｗ／ｆ４＝０．３４２ と設定した。以下の表４に、実施例２の具体的な数値を
示す。
【００５８】
【表４】
【００５９】第８、第１１、第１２及び第１６面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表５に示す。
【００６０】
【表５】
【００６１】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を以下の表６に示す。
【００６２】
【表６】
【００６３】図６〜８は、表１に示した実施例２に係る
非球面ズームレンズの収差性能を示している。これら各
図より、実施例２に係る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。
【００６４】（実施例３）実施例３では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２７７ ｆ４／Ｌ＝０．２７６ ｆｗ／ｆ４＝０．３４１ と設定した。以下の表７に、実施例３の具体的な数値を
示す。
【００６５】
【表７】
【００６６】第８、第１１、第１２及び第１６面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表８に示す。
【００６７】
【表８】
【００６８】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を、以下の表９に示す。
【００６９】
【表９】
【００７０】図９〜１１は、表７に示した実施例３に係
る非球面ズームレンズの収差性能を示している。これら
各図より、実施例３に係る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。
【００７１】（実施例４）実施例４では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．１６６ ｆ４／Ｌ＝０．２５０ ｆｗ／ｆ４＝０．３７６ と設定した。以下の表１０に、実施例４の具体的な数値
を示す。
【００７２】
【表１０】
【００７３】第８、第１１、第１２及び第１６面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表１１に示す。
【００７４】
【表１１】
【００７５】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を、以下の表１２に示す。
【００７６】
【表１２】
【００７７】図１２〜１４は、表１０に示した実施例４
に係る非球面ズームレンズの収差性能を示す。これら各
図より、実施例４に係る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。
【００７８】（実施例５）実施例５では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２３９ ｆ４／Ｌ＝０．３０１ ｆｗ／ｆ４＝０．３１３ と設定した。以下の表１３に、実施例５の具体的な数値
を示す。
【００７９】
【表１３】
【００８０】第８、第１１、第１２及び第１６面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表１４に示す。
【００８１】
【表１４】
【００８２】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を、以下の表１５に示す。
【００８３】
【表１５】
【００８４】図１５〜１７は、表１３に示した実施例５
に係る非球面ズームレンズの収差性能を示す。これら各
図より、実施例５に係る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。
【００８５】（実施例６）実施例６〜１０は、前記実施
形態２に係る実施例である。実施例６では、実施例６で
は、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２３８ ｆ４／Ｌ＝０．２５８ ｆｗ／ｆ４＝０．３６３ と設定した。以下の表１６に、実施例６の具体的な数値
を示す。
【００８６】
【表１６】
【００８７】第８、第１１、第１２及び第１６面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表１７に示す。
【００８８】
【表１７】
【００８９】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を、以下の表１８に示す。
【００９０】
【表１８】
【００９１】図１８〜２０は、表１６に示した実施例６
に係る非球面ズームレンズの収差性能を示す。これら各
図より、実施例６に係る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７）実施例７では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．０６６ ｆ４／Ｌ＝０．２８８ ｆｗ／ｆ４＝０．３２７ と設定した。以下の表１９に、実施例７の具体的な数値
を示す。
【００９３】
【表１９】
【００９４】第８、第１１、第１２及び第１７面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表２０に示す。
【００９５】
【表２０】
【００９６】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を以下の表２１に示す。
【００９７】
【表２１】
【００９８】図２１〜２３は、表１９に示した実施例７
に係る非球面ズームレンズの収差性能を示している。こ
れら各図より、実施例７に係る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。
【００９９】（実施例８）実施例８では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２０６ ｆ４／Ｌ＝０．２９９ ｆｗ／ｆ４＝０．３０２ と設定した。以下の表２２に、実施例８の具体的な数値
を示す。
【０１００】
【表２２】
【０１０１】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。
【０１０２】
【表２３】
【０１０３】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を以下の表２４に示す。
【０１０４】
【表２４】
【０１０５】図２４〜２６は、表２２に示した実施例８
に係る非球面ズームレンズの収差性能を示している。こ
れら各図より、実施例８に係る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。
【０１０６】（実施例９）実施例９では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．０７８ ｆ４／Ｌ＝０．２９８ ｆｗ／ｆ４＝０．３ と設定した。
【０１０７】
【表２５】
【０１０８】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、その非球面係数を以下の表２６に示す。
【０１０９】
【表２６】
【０１１０】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を以下の表２７に示す。
【０１１１】
【表２７】
【０１１２】図２７〜２９は、表２５に示した実施例９
に係る非球面ズームレンズの収差性能を示す。これら各
図より、実施例９に係る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。
【０１１３】（実施例１０）実施例１０では、 Ｌ／ＣＬ１＝２．２３５ ｆ４／Ｌ＝０．２５０ ｆｗ／ｆ４＝０．３７６ と設定した。以下の表２８に実施例１０の具体的な数値
を示す。
【０１１４】
【表２８】
【０１１５】第８、第１１、第１２及び第１７面は非球
面であって、その非球面係数を以下の表２９に示す。
【０１１６】
【表２９】
【０１１７】次に、ズーミングにより可変な空気間隔の
一例を以下の表３０に示す。
【０１１８】
【表３０】
【０１１９】図３０〜３２は、表２８に示した実施例１
０に係る非球面ズームレンズの収差性能を示している。
これら各図より、実施例１０に係る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。
【０１２０】
【発明の効果】以上のように、本発明のズームレンズに
よれば、レンズ枚数が１０枚と少なく、ズーム比が約１
０倍、画角がほぼ６０゜以上のコンパクトで広角なズー
ムレンズを実現できる。
【０１２１】次に、本発明のビデオカメラによれば、本
発明のズームレンズを用いているので小型・軽量かつ高
性能なビデオカメラを実現できる。また、本発明の電子
スチルカメラによれば、本発明のズームレンズを用いて
いるので小型・軽量かつ高性能な電子スチルカメラを実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るズームレンズの構成
図
【図２】本発明の実施形態２に係るズームレンズの構成
図
【図３】実施例１に係るズームレンズの広角端での収差
性能を示す図
【図４】実施例１に係るズームレンズの標準位置での収
差図を示す図
【図５】実施例１に係るズームレンズの望遠端での収差
図を示す図
【図６】実施例２に係るズームレンズの広角端での収差
性能を示す図
【図７】実施例２に係るズームレンズの標準位置での収
差性能を示す図
【図８】実施例２に係るズームレンズの望遠端での収差
性能を示す図
【図９】実施例３に係るズームレンズの広角端での収差
性能を示す図
【図１０】実施例３に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図１１】実施例３に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図１２】実施例４に係るズームレンズの広角端での収
差性能を示す図
【図１３】実施例４に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図１４】実施例４に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図１５】実施例５に係るズームレンズの広角端での収
差性能を示す図
【図１６】実施例５に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図１７】実施例５に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図１８】実施例６に係るズームレンズの広角端での収
差性能を示す図
【図１９】実施例６に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図２０】実施例６に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図２１】実施例７に係るズームレンズの広角端での収
差性能を示す図
【図２２】実施例７に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図２３】実施例７に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図２４】実施例８に係るズームレンズの広角端での収
差性能を示す図
【図２５】実施例８に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図２６】実施例８に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図２７】実施例９に係るズームレンズの広角端での収
差性能を示す図
【図２８】実施例９に係るズームレンズの標準位置での
収差図を示す図
【図２９】実施例９に係るズームレンズの望遠端での収
差性能を示す図
【図３０】実施例１０に係るズームレンズの広角端での
収差性能を示す図
【図３１】実施例１０に係るズームレンズの標準位置で
の収差図を示す図
【図３２】実施例１０に係るズームレンズの望遠端での
収差性能を示す図
【図３３】実施例１に係るズームレンズを用いたビデオ
カメラの構成図
【図３４】実施例１に係るズームレンズを用いた電子ス
チルカメラの構成図
【図３５】従来のズームレンズの一例の構成図
【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 (56)参考文献 特開 平９−281392（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−153615（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104114（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−308388（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134178（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−27167（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−43311（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66348（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−288236（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体である物体側から順に、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レンズ群とを備え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、前記
    第３レンズ群は、物体側から順に正の屈折力を有し両面
    が非球面に形成された両凸レンズ、正の屈折力を有し前
    記物体側に凸面を向けたレンズ、及び負の屈折力を有す
    るレンズにより構成され、前記第４レンズ群は両凸で物
    体面側が非球面の１枚のレンズで構成され、前記第２、
    第３及び第４レンズ群の各レンズ群にはそれぞれ少なく
    とも１面の非球面を含み、前記第１レンズ群の最も物体
    側のレンズの有効径をＣＬ１、前記第１レンズ群の最も
    物体側のレンズの光軸上の物体側の面から像面までの距
    離をＬ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端に
    おける焦点距離をｆｗとすると、 ２．０＜Ｌ／ＣＬ１＜２．３ ０．２＜ｆ４／Ｌ＜０．３５ ０．３＜ｆｗ／ｆ４＜０．４ の関係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レンズ群の負の屈折力を有する
    レンズは、前記第３レンズ群の正の屈折力を有し前記物
    体側に凸面を向けたレンズに接合され、前記第３レンズ
    群の負の屈折力を有するレンズは像面側の面が凹面で、
    前記接合されたレンズは全体として負の屈折力を有する
    請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 【請求項３】 被写体である物体側から順に、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レンズ群とを備え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、前記
    第３レンズ群は、物体側から順に正の屈折力を有し両面
    が非球面に形成された両凸レンズ、正の屈折力を有し前
    記物体側に凸面を向けたレンズ、及び負の屈折力を有す
    るレンズにより構成され、前記第３レンズ群の負の屈折
    力を有するレンズは、物体側の面が前記第３レンズ群の
    正の屈折力を有し前記物体側に凸面を向けたレンズと空
    気間隔を置いて配置されており、前記第４レンズ群は両
    凸で物体面側が非球面の１枚のレンズで構成され、前記
    第２、第３及び第４レンズ群の各レンズ群にはそれぞれ
    少なくとも１面の非球面を含み、前記第１レンズ群の最
    も物体側のレンズの有効径をＣＬ１、前記第１レンズ群
    の最も物体側のレンズの光軸上の物体側の面から像面ま
    での距離をＬ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広
    角端における焦点距離をｆｗとすると、 １．８＜Ｌ／ＣＬ１＜２．３ ０．２＜ｆ４／Ｌ＜０．３５ ０．２５＜ｆｗ／ｆ４＜０．４ の関係を満足することを特徴とするズームレンズ。
  4. 【請求項４】 ズーム比が１０倍程度の請求項１から３
    のいずれかに記載のズームレンズ。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４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。
  6. 【請求項６】 請求項１〜４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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