JP3527130B2 - ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ - Google Patents

ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ

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    • G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
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    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

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
それを用いたビデオカメラに関する。さらに詳細には、
１４倍以上の高倍率で、かつ、光学全長の短い小型の非
球面ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近の民生用ビデオカメラにおいては、
ＤＶフォーマットの普及に伴って、小型化と高画質化を
両立させることが必須となっている。従って、それに搭
載されるズームレンズも、高画質を有しながら、光学全
長の短い小型のもの、さらにズーム比の大きいものが強
く求められている。
【０００３】例えば、特開平９−２８１３９２号公報に
は、高画質でズーム比が約１０倍のズームレンズが開示
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平９−２
８１３９２号公報に開示されたズームレンズは、１０枚
という少ないレンズ構成で小型化と高画質化を実現して
いるが、ズーム比は約１０倍であった。
【０００５】高画質を維持しつつ、より大きなズーム比
を実現するためには、１０枚以上のレンズを使用する
か、光学全長をより大きくする必要があり、小型のズー
ムレンズを実現することができないという問題があっ
た。
【０００６】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、少ないレンズ構成
で、１４倍以上のズーム比を有するズームレンズを提供
し、併せてこのズームレンズを用いた小型かつ高画質の
ビデオカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るズームレンズの構成は、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、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よ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であって、前記第２レンズ群は少
なくとも１面の非球面を含み、前記第３レンズ群は、物
体側から順に配置された両凸レンズ、両凹レンズ、像面
側に凸面を向けた正メニスカスレンズの３枚のレンズか
らなると共に、少なくとも１面の非球面を含み、前記第
４レンズ群は少なくとも１面の非球面を含む１枚の正レ
ンズからなり、前記第３レンズ群に含まれる凹レンズの
小さい方の曲率半径の絶対値をＲ３０、前記第３レンズ
群の焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（４）を満
足することを特徴とする。 ０．３５＜Ｒ３０／ｆ３＜０．８ ・・・（４） このズームレンズの構成によれば、第３レンズ群が物体
側から順に配置された両凸レンズ、両凹レンズ、像面側
に凸面を向けた正メニスカスレンズの３枚のレンズから
なることにより、小型で、かつ、広角端から標準位置に
かけての球面収差が良好に補正されたズームレンズが実
現される。また、レンズ径の小さい第２レンズ群、第３
レンズ群、第４レンズ群の各群に少なくとも１面の非球
面を配置し、最適な非球面形状とレンズタイプを採用す
ることにより、少ないレンズ構成で、１４倍以上のズー
ム比を有し、かつ、収差が良好に補正された小型のズー
ムレンズを実現することができる。また、上記条件式
（４）を満足することにより、軸外光よりも外側の光束
のコマ収差が良好に補正されたズームレンズが実現され
る。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
（２）を満足するのが好ましい。
【００１５】 ２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（２） この好ましい例によれば、水晶フィルターやＩＲカット
フィルターなどを挿入することのできるバックフォーカ
スが確保され、かつ、小型のズームレンズが実現され
る。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
（５）を満足するのが好ましい。
【００２１】 ２．５＜ｆ４／ｆｗ＜６．０ ・・・（５） この好ましい例によれば、水晶フィルターやＩＲカット
フィルターなどを挿入することのできるバックフォーカ
スが確保され、かつ、小型のズームレンズが実現され
る。
【００２２】
【００２３】
【００２４】また、本発明に係る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に係るズームレンズを用
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、小型かつ高画質で高倍率のビデオカメラが実現され
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて、本発
明をさらに具体的に説明する。
【００２６】〈第１の実施の形態〉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を示す配置図
である。
【００２７】図１に示すように、物体側（図１では、左
側）から像面１６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、第３レンズ群１３、
第４レンズ群１４、光学ローパスフィルターとＣＣＤの
フェースプレートに等価な平板１５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。
【００２８】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１６に対して固
定された状態にある。第２レンズ群１２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レ
ンズの３枚のレンズからなり、全体として負の屈折力を
有し、光軸を移動することによって変倍作用を行う。第
３レンズ群１３は、物体側から順に配置された正レン
ズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズからなり、変倍
時及びフォーカス時においては、像面１６に対して固定
された状態にある。第４レンズ群１４は、１枚の正レン
ズからなり、第２レンズ群１２及び物体の移動によって
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。
【００２９】第２レンズ群１２が物体側から順に配置さ
れた第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レンズの３枚
のレンズからなり、かつ、第２の負レンズの物体側の面
が非球面であり、さらに、光軸近傍の局所的曲率半径を
Ｒ１０、外周部の局所的曲率半径をＲ１１としたとき、
下記条件式（１）を満足するのが望ましい。
【００３０】 ０．５＜Ｒ１１／Ｒ１０＜０．９５ ・・・（１） Ｒ１１／Ｒ１０が０．９５以上になると、広角側では軸
外光の主光線よりも外側の光線のコマ収差が大きく発生
し、望遠側では球面収差が補正不足となる。Ｒ１１／Ｒ
１０が０．５以下になると、特に望遠側での球面収差が
補正過剰となり、良好な収差補正を得ることができな
い。
【００３１】また、第３レンズ群１３の焦点距離をｆ
３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
下記条件式（２）を満足するのが望ましい。
【００３２】 ２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（２） 上記条件式（２）は、第３レンズ群１３のパワーに関す
る式である。ｆ３／ｆｗが２．５以下になると、水晶フ
ィルターやＩＲカットフィルターなどを挿入することの
できるバックフォーカスを確保することができない。ま
た、ｆ３／ｆｗが４．０以上になると、全長が長くなっ
て、小型のズームレンズを実現することができない。
【００３３】第３レンズ群１３は、２枚の正レンズと１
枚の負レンズの３枚のレンズからなるのが望ましい。こ
のレンズ構成により、小型で、かつ、広角端から標準位
置にかけての球面収差が良好に補正されたズームレンズ
を実現することができる。
【００３４】さらに、第３レンズ群１３の最も物体側に
配置されたレンズの物体側の面が非球面であり、光軸近
傍の局所的曲率半径をＲ２０、外周部の局所的曲率半径
をＲ２１としたとき、下記条件式（３）を満足するのが
望ましい。
【００３５】 １．０５＜Ｒ２１／Ｒ２０＜３．５ ・・・（３） 上記条件式（３）は、第３レンズ群１３の最も物体側に
配置されたレンズの物体側の面の非球面に関する式であ
り、球面収差が良好に補正される範囲を規定したもので
ある。Ｒ２１／Ｒ２０が１．０５以下になると、負の球
面収差が発生し、３．５以上になると、補正過剰となっ
て正の球面収差が発生する。
【００３６】さらに、第３レンズ群１３に含まれる凹レ
ンズの小さい方の曲率半径の絶対値をＲ３０、第３レン
ズ群１３の焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式
（４）を満足するのが望ましい。
【００３７】 ０．３５＜Ｒ３０／ｆ３＜０．８ ・・・（４） 上記条件式（４）は、軸外光の主光線よりも外側の光束
のコマ収差が良好に補正される範囲を規定したものであ
る。Ｒ３０／ｆ３が０．８以上になると、ズーミング中
間位置での内向きのコマが発生し、Ｒ３０／ｆ３が０．
３５以下になると、外向きのコマが発生する。
【００３８】また、第４レンズ群１４の焦点距離をｆ
４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
下記条件式（５）を満足するのが望ましい。
【００３９】 ２．５＜ｆ４／ｆｗ＜６．０ ・・・（５） 上記条件式（５）は、第４レンズ群１４のパワーに関す
る式である。ｆ４／ｆｗが２．５以下になると、水晶フ
ィルターやＩＲカットフィルターなどを挿入するバック
フォーカスを確保することができない。また、ｆ４／ｆ
ｗが６．０以上になると、フォーカス時における第４レ
ンズ群１４の移動量が大きくなって、小型のズームレン
ズを実現することができない。
【００４０】また、第４レンズ群１４のレンズの物体側
の面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４
０、外周部の局所的曲率半径をＲ４１としたとき、下記
条件式（６）を満足するのが望ましい。
【００４１】 １．０５＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．７５ ・・・（６） 上記条件式（６）は、第４レンズ群１４のレンズの物体
側の面の非球面に関する式であり、軸外光の主光線より
も内側の光束のコマ収差が良好に補正される範囲を規定
したものである。Ｒ４１／Ｒ４０が１．０５以下になる
と、内向きのコマが発生し、Ｒ４１／Ｒ４０が１．７５
以上になると、外向きのコマが発生する。
【００４２】〈第２の実施の形態〉図２は本発明の第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
である。
【００４３】図２に示すように、物体側（図２では、左
側）から像面２６側（図２では、右側）に向かって第１
レンズ群２１、第２レンズ群２２、第３レンズ群２３、
第４レンズ群２４、光学ローパスフィルターとＣＣＤの
フェースプレートに等価な平板２５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。
【００４４】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２６に対して固
定された状態にある。第２レンズ群２２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レ
ンズの３枚のレンズからなり、全体として負の屈折力を
有し、光軸を移動することによって変倍作用を行う。第
３レンズ群２３は、物体側から順に配置された正レン
ズ、正レンズと負レンズとの接合レンズの３枚のレンズ
からなり、変倍時及びフォーカス時においては、像面２
６に対して固定された状態にある。第４レンズ群２４
は、１枚の正レンズからなり、第２レンズ群２２及び物
体の移動によ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。
【００４５】本実施の形態のズームレンズにおいても、
上記第１の実施の形態と同様に、上記条件式（１）〜
（６）を満足するのが望ましい。
【００４６】〈第３の実施の形態〉図３は本発明の第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
である。
【００４７】図３に示すように、物体側（図３では、左
側）から像面３６側（図３では、右側）に向かって第１
レンズ群３１、第２レンズ群３２、第３レンズ群３３、
第４レンズ群３４、光学ローパスフィルターとＣＣＤの
フェースプレートに等価な平板３５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。
【００４８】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３６に対して固
定された状態にある。第２レンズ群３２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レ
ンズの３枚のレンズからなり、全体として負の屈折力を
有し、光軸を移動することによって変倍作用を行う。第
３レンズ群３３は、物体側から順に配置された正レン
ズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズからなり、変倍
時及びフォーカス時においては、像面３６に対して固定
された状態にある。第４レンズ群３４は、１枚の正レン
ズからなり、第２レンズ群３２及び物体の移動によって
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。
【００４９】本実施の形態のズームレンズにおいても、
上記第１及び第２の実施の形態と同様に、上記条件式
（１）〜（６）を満足するのが望ましい。
【００５０】〈第４の実施の形態〉図４は本発明の第４
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
である。
【００５１】図４に示すように、物体側（図４では、左
側）から像面４６側（図４では、右側）に向かって第１
レンズ群４１、第２レンズ群４２、第３レンズ群４３、
第４レンズ群４４、光学ローパスフィルターとＣＣＤの
フェースプレートに等価な平板４５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。
【００５２】第１レンズ群４１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４６に対して固
定された状態にある。第２レンズ群４２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レ
ンズの３枚のレンズからなり、全体として負の屈折力を
有し、光軸を移動することによって変倍作用を行う。第
３レンズ群４３は、物体側から順に配置された正レン
ズ、負レンズと正レンズとの接合レンズの３枚のレンズ
からなり、変倍時及びフォーカス時においては、像面４
６に対して固定された状態にある。第４レンズ群４４
は、１枚の正レンズからなり、第２レンズ群４２及び物
体の移動によ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。
【００５３】本実施の形態のズームレンズにおいても、
上記第１〜第３の実施の形態と同様に、上記条件式
（１）〜（６）を満足するのが望ましい。
【００５４】〈第５の実施の形態〉図５は本発明の第５
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
である。
【００５５】図５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５１と、撮像素子５２
と、信号処理回路５３とにより構成されている。ここ
で、ズームレンズ５１としては、上記第１〜第４の実施
の形態のズームレンズが用いられており、これにより小
型かつ高画質で高倍率のビデオカメラが実現されてい
る。
【００５６】
【実施例】以下、具体的実施例を挙げて、本発明をさら
に詳細に説明する。
【００５７】（実施例１）下記（表１）に、上記第１の
実施の形態におけるズームレンズの具体的実施例を示
す。
【００５８】
【表１】
【００５９】上記（表１）において、ｒ（ｍｍ）はレン
ズの曲率半径、ｄ（ｍｍ）はレンズの肉厚又はレンズの
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示している（以下の実
施例２〜５についても同様である）。
【００６０】また、非球面形状は、下記（数１）で定義
している（以下の実施例２〜５についても同様であ
る）。
【００６１】
【数１】
【００６２】但し、上記（数１）中、Ｈは光軸からの高
さ、ＳＡＧは光軸からの高さがＨの非球面上の点の非球
面頂点からの距離、Ｒは非球面頂点の曲率半径、Ｋは円
錐常数、Ｄ、Ｅ、Ｆは非球面係数を表している。
【００６３】下記（表２）に、本実施例におけるズーム
レンズの非球面係数を示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】また、下記（表３）に、物点がレンズ先端
から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって可
変な空気間隔（ｍｍ）を示す。下記（表３）における標
準位置は、第３レンズ群１３と第４レンズ群１４とが最
接近する位置である。下記（表３）中、ｆ（ｍｍ）、Ｆ
／ＮＯ、ω（゜）は、上記（表１）のズームレンズの広
角端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆナンバ
ー、入射半画角である。
【００６６】
【表３】
【００６７】上記（表３）から分かるように、本実施例
におけるズームレンズのズーム比は約１４倍である。
【００６８】本実施例におけるズームレンズは、第２レ
ンズ群１２が物体側から順に配置された第１の負レン
ズ、第２の負レンズ、正レンズの３枚のレンズからな
り、かつ、第２の負レンズの物体側の面が非球面であ
り、さらに、光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ１０と外周部
の局所的曲率半径Ｒ１１が下記（表４）に示す値を有し
ている。
【００６９】
【表４】
【００７０】すなわち、上記条件式（１）が満たされて
おり、広角側でのコマ収差と望遠側での球面収差の良好
な補正が実現されている。
【００７１】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３の焦点距離ｆ３と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表５）に示す値を有している。
【００７２】
【表５】
【００７３】すなわち、上記条件式（２）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【００７４】本実施例においては、第３レンズ群１３が
２枚の正レンズと１枚の負レンズの３枚のレンズからな
っており、これにより小型で、かつ、広角端から標準位
置にかけての球面収差が良好に補正されたズームレンズ
が実現されている。
【００７５】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３の最も物体側に配置されたレンズの物
体側の面が非球面であり、物体側の面の光軸近傍の局所
的曲率半径Ｒ２０と外周部の局所的曲率半径Ｒ２１が下
記（表６）に示す値を有している。
【００７６】
【表６】
【００７７】すなわち、上記条件式（３）が満たされて
おり、ズーム全域の球面収差が良好に補正されたズーム
レンズが実現されている。
【００７８】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３に含まれる凹レンズの小さい方の曲率
半径の絶対値Ｒ３０と第３レンズ群１３の焦点距離をｆ
３が下記（表７）に示す値を有している。
【００７９】
【表７】
【００８０】すなわち、上記条件式（４）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも外側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【００８１】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群１４の焦点距離ｆ４と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表８）に示す値を有している。
【００８２】
【表８】
【００８３】すなわち、上記条件式（５）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【００８４】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群１４のレンズの物体側の面が非球面であ
り、光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ４０と外周部の局所的
曲率半径をＲ４１が下記（表９）に示す値を有してい
る。
【００８５】
【表９】
【００８６】すなわち、上記条件式（６）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも内側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【００８７】図６〜図８に、上記（表１）に示したズー
ムレンズの広角端、標準位置、望遠端における収差性能
図を示す。尚、各図において、（ａ）はｄ線に対する球
面収差の図である。（ｂ）は、非点収差の図であって、
実線はサジタル像面湾曲、破線はメリディオナル像面湾
曲を示している。（ｃ）は歪曲収差を示す図、（ｄ）は
軸上色収差の図であって、実線はｄ線、短い破線はＦ
線、長い破線はＣ線に対する値を示している。（ｅ）は
倍率色収差の図であって、短い破線はＦ線、長い破線は
Ｃ線に対する値を示している。これらは、図９〜図２０
についても同じである。
【００８８】図６〜図８から分かるように、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。
【００８９】（実施例２）下記（表１０）に、上記第２
の実施の形態におけるズームレンズの具体的実施例を示
す。
【００９０】
【表１０】
【００９１】下記（表１１）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面係数を示す。
【００９２】
【表１１】
【００９３】また、下記（表１２）に、物点がレンズ先
端から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって
可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。
【００９４】
【表１２】
【００９５】上記（表１２）から分かるように、本実施
例におけるズームレンズのズーム比は約１４倍である。
【００９６】本実施例におけるズームレンズは、第２レ
ンズ群２２の第２の負レンズの物体側の面が非球面であ
り、特に光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ１０と外周部の局
所的曲率半径Ｒ１１が下記（表１３）に示す値を有して
いる。
【００９７】
【表１３】
【００９８】すなわち、上記条件式（１）が満たされて
おり、広角側でのコマ収差と望遠側での球面収差の良好
な補正が実現されている。
【００９９】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群２３の焦点距離ｆ３と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表１４）に示す値を有してい
る。
【０１００】
【表１４】
【０１０１】すなわち、上記条件式（２）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１０２】本実施例においては、第３レンズ群２３が
物体側から順に配置された正レンズ、正レンズと負レン
ズとの接合レンズの３枚のレンズからなっており、これ
により小型で、かつ、広角端から標準位置にかけての球
面収差が良好に補正されたズームレンズが実現されてい
る。
【０１０３】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群２３の最も物体側に配置されたレンズの物
体側の面が非球面であり、物体側の面の光軸近傍の局所
的曲率半径Ｒ２０と外周部の局所的曲率半径Ｒ２１が下
記（表１５）に示す値を有している。
【０１０４】
【表１５】
【０１０５】すなわち、上記条件式（３）が満たされて
おり、ズーム全域の球面収差が良好に補正されたズーム
レンズが実現されている。
【０１０６】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群２３に含まれる凹レンズの小さい方の曲率
半径の絶対値Ｒ３０と第３レンズ群２３の焦点距離をｆ
３が下記（表１６）に示す値を有している。
【０１０７】
【表１６】
【０１０８】すなわち、上記条件式（４）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも外側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１０９】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群２４の焦点距離ｆ４と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表１７）に示す値を有してい
る。
【０１１０】
【表１７】
【０１１１】すなわち、上記条件式（５）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１１２】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群２４のレンズの物体側の面が非球面であ
り、光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ４０と外周部の局所的
曲率半径をＲ４１が下記（表１８）に示す値を有してい
る。
【０１１３】
【表１８】
【０１１４】すなわち、上記条件式（６）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも内側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１１５】図９〜図１１に、上記（表１０）に示した
ズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収差
性能図を示す。
【０１１６】図９〜図１１から分かるように、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。
【０１１７】（実施例３）下記（表１９）に、上記第２
の実施の形態におけるズームレンズの他の具体的実施例
を示す。
【０１１８】
【表１９】
【０１１９】下記（表２０）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面係数を示す。
【０１２０】
【表２０】
【０１２１】また、下記（表２１）に、物点がレンズ先
端から測って無限遠の位置の場合の、ズーミングによっ
て可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。
【０１２２】
【表２１】
【０１２３】上記（表２１）から分かるように、本実施
例におけるズームレンズのズーム比は約１８倍である。
【０１２４】本実施例におけるズームレンズは、第２レ
ンズ群２２の第２の負レンズの物体側の面が非球面であ
り、特に光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ１０と外周部の局
所的曲率半径Ｒ１１が下記（表２２）に示す値を有して
いる。
【０１２５】
【表２２】
【０１２６】すなわち、上記条件式（１）が満たされて
おり、広角側でのコマ収差と望遠側での球面収差の良好
な補正が実現されている。
【０１２７】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群２３の焦点距離ｆ３と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表２３）に示す値を有してい
る。
【０１２８】
【表２３】
【０１２９】すなわち、上記条件式（２）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１３０】本実施例においては、第３レンズ群２３が
物体側から順に配置された正レンズ、正レンズと負レン
ズとの接合レンズの３枚のレンズからなっており、これ
により小型で、かつ、広角端から標準位置にかけての球
面収差が良好に補正されたズームレンズが実現されてい
る。
【０１３１】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群２３の最も物体側に配置されたレンズの物
体側の面が非球面であり、物体側の面の光軸近傍の局所
的曲率半径Ｒ２０と外周部の局所的曲率半径Ｒ２１が下
記（表２４）に示す値を有している。
【０１３２】
【表２４】
【０１３３】すなわち、上記条件式（３）が満たされて
おり、ズーム全域の球面収差が良好に補正されたズーム
レンズが実現されている。
【０１３４】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群２３に含まれる凹レンズの小さい方の曲率
半径の絶対値Ｒ３０と第３レンズ群２３の焦点距離をｆ
３が下記（表２５）に示す値を有している。
【０１３５】
【表２５】
【０１３６】すなわち、上記条件式（４）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも外側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１３７】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群２４の焦点距離ｆ４と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表２６）に示す値を有してい
る。
【０１３８】
【表２６】
【０１３９】すなわち、上記条件式（５）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１４０】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群２４のレンズの物体側の面が非球面であ
り、光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ４０と外周部の局所的
曲率半径をＲ４１が下記（表２７）に示す値を有してい
る。
【０１４１】
【表２７】
【０１４２】すなわち、上記条件式（６）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも内側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１４３】図１２〜図１４に、上記（表１９）に示し
たズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収
差性能図を示す。
【０１４４】図１２〜図１４から分かるように、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。
【０１４５】（実施例４）下記（表２８）に、上記第３
の実施の形態におけるズームレンズの他の具体的実施例
を示す。
【０１４６】
【表２８】
【０１４７】尚、本実施例の第１レンズ群３１と第２レ
ンズ群３２は上記（表１）に示した上記実施例１のもの
と同じである。
【０１４８】下記（表２９）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面係数を示す。
【０１４９】
【表２９】
【０１５０】また、下記（表３０）に、物点がレンズ先
端から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって
可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。
【０１５１】
【表３０】
【０１５２】上記（表３０）から分かるように、本実施
例におけるズームレンズのズーム比は約１４倍である。
【０１５３】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群３３の焦点距離ｆ３と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表３１）に示す値を有してい
る。
【０１５４】
【表３１】
【０１５５】すなわち、上記条件式（２）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１５６】本実施例においては、第３レンズ群３３が
物体側から順に配置された正レンズ、負レンズ、正レン
ズの３枚のレンズからなっており、これにより小型で、
かつ、広角端から標準位置にかけての球面収差が良好に
補正されたズームレンズが実現されている。
【０１５７】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群３３の最も物体側に配置されたレンズの物
体側の面が非球面であり、物体側の面の光軸近傍の局所
的曲率半径Ｒ２０と外周部の局所的曲率半径Ｒ２１が下
記（表３２）に示す値を有している。
【０１５８】
【表３２】
【０１５９】すなわち、上記条件式（３）が満たされて
おり、ズーム全域の球面収差が良好に補正されたズーム
レンズが実現されている。
【０１６０】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群３３に含まれる凹レンズの小さい方の曲率
半径の絶対値Ｒ３０と第３レンズ群３３の焦点距離をｆ
３が下記（表３３）に示す値を有している。
【０１６１】
【表３３】
【０１６２】すなわち、上記条件式（４）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも外側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１６３】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群３４の焦点距離ｆ４と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表３４）に示す値を有してい
る。
【０１６４】
【表３４】
【０１６５】すなわち、上記条件式（５）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１６６】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群３４のレンズの物体側の面が非球面であ
り、光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ４０と外周部の局所的
曲率半径をＲ４１が下記（表３５）に示す値を有してい
る。
【０１６７】
【表３５】
【０１６８】すなわち、上記条件式（６）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも内側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１６９】図１５〜図１７に、上記（表２８）に示し
たズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収
差性能図を示す。
【０１７０】図１５〜図１７から分かるように、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。
【０１７１】（実施例５）下記（表３６）に、上記第４
の実施の形態におけるズームレンズの他の具体的実施例
を示す。
【０１７２】
【表３６】
【０１７３】尚、本実施例の第１レンズ群４１と第２レ
ンズ群４２は上記（表１）に示した上記実施例１のもの
と同じである。
【０１７４】下記（表３７）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面係数を示す。
【０１７５】
【表３７】
【０１７６】また、下記（表３８）に、物点がレンズ先
端から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって
可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。
【０１７７】
【表３８】
【０１７８】上記（表３８）から分かるように、本実施
例におけるズームレンズのズーム比は約１４倍である。
【０１７９】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群４３の焦点距離ｆ３と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表３９）に示す値を有してい
る。
【０１８０】
【表３９】
【０１８１】すなわち、上記条件式（２）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１８２】本実施例においては、第３レンズ群４３が
物体側から順に配置された正レンズ、負レンズと正レン
ズとの接合レンズの３枚のレンズからなっており、これ
により小型で、かつ、広角端から標準位置にかけての球
面収差が良好に補正されたズームレンズが実現されてい
る。
【０１８３】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群４３の最も物体側に配置されたレンズの物
体側の面が非球面であり、物体側の面の光軸近傍の局所
的曲率半径Ｒ２０と外周部の局所的曲率半径Ｒ２１が下
記（表４０）に示す値を有している。
【０１８４】
【表４０】
【０１８５】すなわち、上記条件式（３）が満たされて
おり、ズーム全域の球面収差が良好に補正されたズーム
レンズが実現されている。
【０１８６】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群４３に含まれる凹レンズの小さい方の曲率
半径の絶対値Ｒ３０と第３レンズ群４３の焦点距離をｆ
３が下記（表４１）に示す値を有している。
【０１８７】
【表４１】
【０１８８】すなわち、上記条件式（４）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも外側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１８９】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群４４の焦点距離ｆ４と広角端における全系
の焦点距離ｆｗが下記（表４２）に示す値を有してい
る。
【０１９０】
【表４２】
【０１９１】すなわち、上記条件式（５）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。
【０１９２】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群４４のレンズの物体側の面が非球面であ
り、光軸近傍の局所的曲率半径Ｒ４０と外周部の局所的
曲率半径をＲ４１が下記（表４３）に示す値を有してい
る。
【０１９３】
【表４３】
【０１９４】すなわち、上記条件式（６）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも内側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。
【０１９５】図１８〜図２０に、上記（表３６）に示し
たズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収
差性能図を示す。
【０１９６】図１８〜図２０から分かるように、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。
【０１９７】
【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、第３レンズ群が物体側から順に配置され
た両凸レンズ、両凹レンズ、像面側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズの３枚のレンズからなることにより、小
型で、かつ、広角端から標準位置にかけての球面収差が
良好に補正されたズームレンズが実現される。また、レ
ンズ径の小さい第２レンズ群、第３レンズ群、第４レン
ズ群の各群に少なくとも１面の非球面を配置し、最適な
非球面形状とレンズタイプを採用することにより、少な
いレンズ構成で、１４倍以上のズーム比を有し、かつ、
収差が良好に補正された小型のズームレンズを実現する
ことができる。また、上記条件式（４）を満足すること
により、軸外光よりも外側の光束のコマ収差が良好に補
正されたズームレンズが実現される。
【０１９８】また、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、小型かつ高画質
で高倍率の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３】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４】本発明の第４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５】本発明の第５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６】本発明の実施例１の広角端における収差図
【図７】本発明の実施例１の標準位置における収差図
【図８】本発明の実施例１の望遠端における収差図
【図９】本発明の実施例２の広角端における収差図
【図１０】本発明の実施例２の標準位置における収差図
【図１１】本発明の実施例２の望遠端における収差図
【図１２】本発明の実施例３の広角端における収差図
【図１３】本発明の実施例３の標準位置における収差図
【図１４】本発明の実施例３の望遠端における収差図
【図１５】本発明の実施例４の広角端における収差図
【図１６】本発明の実施例４の標準位置における収差図
【図１７】本発明の実施例４の望遠端における収差図
【図１８】本発明の実施例５の広角端における収差図
【図１９】本発明の実施例５の標準位置における収差図
【図２０】本発明の実施例５の望遠端における収差図
【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 第３レンズ群 １４、２４、３４、４４ 第４レンズ群 １５、２５，３５、４５ 平板 １６、２６、３６、４６ 像面 ５１ ズームレンズ ５２ 撮像素子 ５３ 信号処理回路
───────────────────────────────────────────────────── 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10−260356（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33808（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−15497（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−234107（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−307509（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 (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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、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よって
    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であ
    って、 前記第２レンズ群は少なくとも１面の非球面を含み、 前記第３レンズ群は、物体側から順に配置された両凸レ
    ンズ、両凹レンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカス
    レンズの３枚のレンズからなると共に、少なくとも１面
    の非球面を含み、 前記第４レンズ群は少なくとも１面の非球面を含む１枚
    の正レンズからなり、 前記第３レンズ群に含まれる凹レンズの小さい方の曲率
    半径の絶対値をＲ３０、前記第３レンズ群の焦点距離を
    ｆ３としたとき、下記条件式（４）を満足することを特
    徴とするズームレンズ。 ０．３５＜Ｒ３０／ｆ３＜０．８ ・・・（４）
  2. 【請求項２】 第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端
    における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
    （２）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 ２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（２）
  3. 【請求項３】 第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端
    における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
    （５）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 ２．５＜ｆ４／ｆｗ＜６．０ ・・・（５）
  4. 【請求項４】 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請求項１〜３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ビデオ
    カメラ。
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