JP3822268B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特にビデオカメラに適した広画角のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、民生用のビデオカメラ用のズームレンズの従来例としては、例えば、特開昭６２−１７８９１７号公報に記載されているような物体側から正、負、正、正の４群構成で、第２群が変倍作用を有し、又第４群が変倍による像位置の補正とフォーカシングを行うタイプのレンズ系が主流となっている。このタイプのズームレンズの多くは、広角端の画角（２ω）が５０°程度である。又他の従来例として特開平５−７２４７５号あるいは特開平５−１３４１７８号に記載されているレンズ系のように画角が６０°程度のレンズ系も知られている。前者の従来例は第１群の構成を工夫することにより、後者の従来例は絞りを移動することにより、広角化を実現したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来例の場合、第１群の構成が複雑であり、第１群のレンズ枚数が多くなってしまう。又、後者の従来例の場合鏡枠構成が複雑になる。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズ構成及び鏡枠構成を複雑にすることなしにビデオカメラに適した広画角のズームレンズを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の従来の４群構成のズームレンズでは、第２群が主として変倍作用を持ち、一方、第４群は変倍に伴う像位置の補正を行い、変倍作用をほとんど持たない。そのため、広角端から望遠端に変倍する際、第４群は一旦物体側に移動した後、像側に移動し、広角端と望遠端でほぼ同じ位置にある。このタイプのズームレンズにおいては、第２群で効率よく変倍するために、第１群の正の屈折力を強くする必要があり、そのため、広角側で第１群を通る軸外光線高が高くなり、広画角化が困難であった。
【０００６】
本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正または負の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群にて構成し、変倍の際、第２群と第４群を移動し、第４群は広角端から望遠端にかけて物体側へ単調に移動し、かつ、以下の条件を満足することを特徴とする広い角面のレンズ系である。
【０００７】
（１） ０＜ｆ4 ／ｆ1 ＜０．４５
（２） −１．６＜β4T＜−０．５
但し、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。
【０００８】
本発明のズームレンズは、第４群を広角端から望遠端にかけて物体側へ単調に移動し、第４群に主な変倍作用を持たせている。そのため、第２群での変倍作用を軽減できるので、第１群の屈折力を小さくでき、広画角化が可能となる。さらに、第４群で効率の良い変倍作用を持たせるために、第１群に比べ十分に強い屈折力、及び適切な結像倍率を持たせている。
【０００９】
条件（１）は、第１群と第４群の屈折力の比を規定したものである。条件（１）の上限値の０．４５を越えると、第１群を通る軸外光線高が高くなり、第１群が増大し、広画角化が困難になる。条件（１）の下限値の０を越えると、第２群での変倍の効率が悪くなり、レンズの全長が大きくなる。
【００１０】
条件（２）は、第４群の望遠端での倍率を規定したものである。条件（２）の上限値の−０．５を越えると、第４群での変倍の効率が悪くなり、レンズの全長が大きくなる。条件（２）の下限値の−１．６を越えると、第１群から第３群までの合成の屈折力が過度に強くなり、広角化が困難である。
以上のように本発明では第２群と第４群で効率良く変倍を行うことが出来る。そのため変倍の際に前記第１群と前記第３群は固定にすることが可能であり、機構上望ましい。
【００１１】
本発明のように、広画角のレンズ系であって、特に小さな撮像素子を用いる場合は、被写界深度が深くフォーカシングを行わなくても通常の撮影が可能である。しかし、より近距離まで撮影する場合は、フォーカシングを行なう必要がある。
【００１２】
本発明のズームレンズにおいては、第２群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行なうのが望ましい。本発明のズームレンズでは第２群が比較的結像倍率の絶対値が小さく、第２群でフォーカシングすることに適している。さらに、広角端に対し、望遠端では、第２群は像側へ位置するので、望遠側に於て２群でフォーカシングを行うための間隔が十分確保でき、より近距離まで撮影することに適している。第２群でフォーカシングする場合、下記条件（３）を満足することが好ましい。
【００１３】
（３） −０．６＜β2T＜０
但し、β2Tは第２群の望遠端での倍率である。
【００１４】
条件（３）の、下限値の−０．６を越えるとフォーカシングの繰り出し量が大きくなり好ましくない。又、上限値の０を越えた場合、第２群の変倍効率が悪くなり、レンズ全長が増大する。
【００１５】
次に、絞りの位置に関して、絞りを第２群と第４群の間に配置し、光軸上に固定することが望ましい。広画角化とレンズ構成及び鏡枠構成の簡素化を両立するためには、絞り位置が重要である。広画角化に際して絞りをほぼ光学系の中心に配置することにより、第１群及び第４群の小型化に有利である。そのため、本発明のレンズ系では、絞りを第２群と第４群の間に配置することが望ましく、さらに、光軸上で、固定とすれば鏡枠構成が複雑になることがない。
【００１６】
次にレンズ系を小型化にするためには、下記条件（４）を満足することが好ましい。
【００１７】
（４） １．２Ｘβ2T／β2W＜β4T／β4W＜５．６Ｘβ2T／β2W
但し、β2Wは第２群の広角端での倍率、β2Tは第２群の望遠端での倍率、β4Wは第４群の広角端での倍率、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。
【００１８】
条件（４）は、第２群と第４群の変倍の分担を定めたものである。条件（４）の下限を越えると、第２群の変倍の分担量が大きくなり、広角側で第１群を通る軸外光線が高くなり第１群の大きさが増大する。上限を越えると、広角側で第４群を通る軸外光線が高くなり第４群の径が大になり大型化する。
【００１９】
又、レンズ系を小型化しかつ性能を確保するためには、次の条件（５），（６），（７）を満足することが好ましい。
【００２０】
（５） ０＜ｆW ／ｆ1 ＜０．２
（６） ０．２＜ｆW ／ｆ4 ＜０．７
（７） −０．２＜ｆ4 ／ｆ3 ＜０．６
但し、ｆW は広角端での全系の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
【００２１】
条件（５）は、第１群の焦点距離を規定したものである。この条件（５）の上限値の０．２を越えると、第１群の大きさが増大し、広画角化には不利である。条件（５）の下限値の０を越えると、広角側で、負の歪曲収差の補正に不利である。
【００２２】
条件（６）は、第４群の焦点距離を規定したものである。この条件（６）の上限値０．７を越えると、変倍による収差の変動が大きくなる。又条件（６）の下限値の０．２を越えると、第４群の移動量が大きくなり、全長が増大する。
【００２３】
条件（７）は、第３群と第４群の焦点距離の比を規定したものである。条件（７）の上限値の０．６を越えるとバックフォーカスの確保にとって不利であり、光学フィルターなどの配置に不利になる。下限値の−０．２を越えると、第４群での軸上光線が高くなり、大口径化に不利である。
【００２４】
次に、前記の本発明のズームレンズにおいて、第４群に非球面を導入する場合、非球面の位置に応じて以下のようにすることが好ましい。
【００２５】
第４群を物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、最も物体側の正レンズが非球面を含む構成の場合は、負のメニスカスレンズが下記条件（８）を満足することが望ましい。
【００２６】
（８） １．１＜（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）＜４．０
但し、ｒF は第４群の負のメニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負のメニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。
【００２７】
前記のように第４群の最も物体側の正レンズに非球面を導入する場合は、非球面により主に球面収差を補正できるので、負レンズは非点収差などの軸外収差の補正に有利な物体側に凸面を向けたメニスカス形状にするのが好ましく、その場合、３枚と簡単な構成とすることができる。条件（８）の下限値の１．１を越えると軸外収差が補正不足となり、上限値の４．０を越えると軸外収差が補正過剰となる。
【００２８】
一方、第４群のもっとも像側の正レンズに非球面を導入する場合は、以下のようにするのが望ましい。つまり、第４群を物体側から順に、正レンズ、両凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、最も像側の正レンズが非球面を含む構成とし、負レンズが下記条件（９）を満足することが望ましい。
【００２９】
（９） −０．９＜（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）＜０．９
但し、ｒF は第４群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負レンズの像側の面の曲率半径である。
【００３０】
前記のように第４群のもっとも像側の正レンズに非球面を導入する場合は、非球面により、非点収差などの軸外収差の補正の効果が強くなるので、負レンズは、球面収差の補正にも有利な両凹形状にするのが好ましく、この場合も３枚と簡単な構成とすることができる。条件（９）の下限値の−０．９を越えると軸外収差が補正不足となり、上限値の０．９を越えると軸外収差が補正過剰となる。
【００３１】
以上、第４群に非球面を用いる場合について述べたが、第４群以外の群に、非球面を用いても、小型化やレンズ枚数を削減し得ることは言うまでもない。第４群以外で正の屈折力を持つ群に非球面を用いる場合は、この非球面を光軸から離れるにつれて、正の屈折力が弱くなるか、負の屈折力が強くなるような形状とするのがよい。また、負の屈折力を持つ群に非球面を用いる場合は、この非球面を光軸から離れるにつれて、負の屈折力が弱くなるか、正の屈折力が強くなるような形状とするのがよい。
【００３２】
次に、レンズの低価格化のためには、第１群を１枚の正レンズで構成するとよい。本発明のズームレンズは、広画角であるために、焦点距離が短く、さらに第１群の屈折力が比較的弱いため、第１群で発生する色収差は小さい。そのため、第１群は１枚の正レンズで構成することが可能である。同様の理由により、第３群を１枚の単レンズで構成しても良い。又、第１群あるいは第３群にプラスチックレンズを用いても良い。第１群及び第３群は屈折力が弱いため温度、湿度の変化による焦点位置の変動が小さいので、プラスチックレンズを用いるのに有利である。
【００３３】
尚、本発明のズームレンズにおいてフォーカシングを行う場合は、第２群で行うことが好ましいことはすでに述べたが、それ以外に、レンズ全体を移動させるかあるいは、撮像素子を移動させてフォーカシングを行なってもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に本発明のズームレンズの実施の形態を各実施例をもとに説明する。
【００３５】
本発明のズームレンズの実施の形態は、図１乃至図１０に示す実施例のように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群と、正又は負の屈折力を有する第３群と、正の屈折力を有する第４群とよりなり、変倍の際に第２群と第４群が夫々図面に示すように移動するものである。又絞りは第２群と第３群又は第３群と第４群の間に配置され光軸上に固定されている。又フォーカシングは、実施例ではすべて第２群の移動により行なわれるが、レンズ系全体を移動させて行なってもよく又撮像素子を移動させて行なってもよい。
【００３６】
尚図面には、第４群の像側に平行平面板が描かれているが、これらは光学フィルター等の光学部材を想定している。
【００３７】
次に各実施例について述べる。下記のデーターは、夫々の実施例を示している。
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2 ，・・・ は各レンズのアッベ数である。尚焦点距離等の長さの単位はｍｍである。
【００４７】
実施例１は図１に示す通りの構成で第１群は正レンズ１枚よりなり低価格化に有利であり、第２群は負レンズと負と正を接合した接合レンズよりなり、第３群は正と負の接合レンズよりなり、第４群は正レンズと負のメニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズよりなる。この実施例は、データーに示す通りｆ4／ｆ3＞０であり、したがって第３群は正の屈折力を有する。実際にはｆ3＝108.93である。
【００４８】
変倍時ワイド端からテレ端にかけ第２群と第４群を図示するように移動させ、第１群と第３群は固定である。又絞りは第２群と第３群の間に固定されている。
【００４９】
又フォーカシングは第２群を移動させて行なっている。その時の第１群と第２群、第２群と第３群の間隔の変化は、データー中に示す通りである。
【００５０】
この実施例では第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面とに非球面を用いている。
【００５１】
実施例１の無限遠物体に対する収差状況は図１１乃至図１３又近距離までフォーカシングした時の収差状況は図１４乃至図１６に示す通りである。
【００５２】
実施例２は、図２に示す通りの構成で、第２群が負レンズと負と正の接合レズよりなり、接合レンズの負レンズが物体側に凸の負のメニスカスレンズである。その他の構成は、実施例１と実質上同じである。尚非球面も同様に第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面に用いている。又ｆ3＝83.62で第３群は正の屈折力を有す。
【００５３】
この実施例２の収差状況は、図１７乃至図１９に示す通りである。
【００５４】
実施例３は、図３に示す通りの構成で、第１群が負レンズと正レンズの２枚よりなり、第２群が負レンズと正レンズの２枚よりなり、第３群が正レンズ１枚よりなり、低価格化にとって有利な構成であり、又第４群が正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚よりなる。この実施例はｆ3＝650.71で第３群は正の屈折力を有す。
【００５５】
変倍時ワイド端からテレ端へ第２群と第４群が図示するように移動し又第１群と第３群は固定である。又フォーカシングは第２群を移動させて行なっている。
【００５６】
この実施例３の収差状況は、図２０乃至図２２に示す通りである。
【００５７】
実施例４は図４に示す構成のレンズ系で、第３群が正レンズ１枚よりなる点で実施例１と異なるが他は実施例１と同様の構成である。又非球面は第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面に用いている。この実施例はｆ3＝530.38で第３群は正の屈折力を有す。
【００５８】
この実施例４の収差状況は図２３乃至図２５に示す通りである。
【００５９】
実施例５は図５に示す通りのレンズ系である。この実施例は実施例４のレンズ系と同様の構成である。非球面も同じ面に用いている。この実施例はｆ3＝84.27で、第３群は正の屈折力を有する。
【００６０】
この実施例５の収差状況は、図２６乃至図２８に示す通りである。
【００６１】
実施例６は図６に示す構成で、第３群が負のメニスカスレンズで物体側に凹面を向けている点で実施例４と異なるが他は実施例４，５と同様の構成である。尚非球面は第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面に用いている。この実施例はｆ3＝−100.00で第３群は負の屈折力を有す。
【００６２】
この実施例の収差状況は、図２６乃至図２８に示す通りである。
【００６３】
実施例７は、図７に示す通りで第３群が物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズである点を除き、実施例６と同様の様式である。非球面は第３群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面とに用いている。この実施例はｆ3＝103.33で、第３群は正の屈折力を有す。
【００６４】
この実施例７の収差状況は図２９乃至図３１に示す通りである。
【００６５】
実施例８は、図８に示す通りの構成で、第３群が物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ１枚にて構成され又絞りが第３群と第４群の間に固定されている点で実施例１や実施例５，６，７と異なっているが他はこれら実施例と同様の構成である。又非球面は第４群の最も物体側の面の１面のみである。この実施例はｆ3＝67.67で、第３群は正の屈折力を有す。
【００６６】
この実施例８の収差状況は、図２２乃至図２４に示す通りである。
【００６７】
実施例９は図９に示す通りの構成である。この実施例は、第２群がいずれも空気間隔を設けて配置された負のメニスカスレンズと負レンズと正のメニスカスレンズよりなる３枚のレンズにて構成された点で相違するが他は実施例７と同様の構成である。非球面は第４群の最も物体側の面１面のみである。この実施例はｆ3＝33.87で、第３群は正の屈折力を有す。
【００６８】
この実施例９の収差状況は図３５乃至図３７に示す通りである。
【００６９】
実施例１０は図１０に示す通りで、第４群が正レンズと負レンズ（両凹レンズ）と正レンズとよりなり、絞りが第２群と第３群の間に配置されている点で異なるが、他は実施例８と同様の構成である。非球面は第４群の像側の正レンズの物体側の面に用いている。この実施例はｆ3＝56.93で、第３群は正の屈折力を有す。
【００７０】
この実施例１０の収差状況は、図３８乃至図４０に示す通りである。
【００７１】
以上各実施例について述べたが、これらのうち実施例１，２，４〜１０は、いずれも第１群が１枚のレンズよりなり低価格化に有利な構成である。又実施例３〜１０は第３群が１枚のレンズで低価格化に有利な構成である。したがって実施例４〜１０は第１群，第３群共に１枚のレンズにて構成されている。更に実施例６は、第１群，第３群が１枚のプラスチックレンズにて構成され一層低価格であり又軽量なズームレンズになっている。
【００７２】
上記各実施例にて用いられている非球面の形状は、光軸方向をｘ、光軸に垂直な方向をｙとした時に下記の式にて表わされる。
【００７３】
ただし、ｐは円錐定数、Ａ4 ，Ａ6 ，・・・は４次，６次，・・・の非球面係数である。
【００７４】
又各実施例の変倍時およびフォーカシング時におけるレンズ群の移動による間隔Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ4 の変化はデーター中に示してある。この間隔の変化の値は、夫々無限遠物体（∞）におけるワイド端Ｗ、スタンダードＳ（中間焦点距離）、テレ端Ｔおよび有限距離の物体（例えば５００mm）にフォーカシングした時のワイド端Ｗ、スタンダードＳ、テレ端Ｔでの値をデーター中に示してある。
【００７５】
本発明のズームレンズは、特許請求の範囲の各請求項に記載したレンズ系のほか、次の各項に記載するレンズ系もその目的を達成し得るものである。
【００７６】
（１） 特許請求の範囲の請求項３に記載されているレンズ系で、下記条件（３）を満足するズームレンズ。
（３） −０．６＜β２Ｔ＜０
【００７７】
（２） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、絞りを第２群と第４群の間に配置し光軸上に固定したズームレンズ。
【００７８】
（３） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、下記条件（４）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（４） １．２×（β2T／β2W）＜β4T／β4W＜５．６×（β2T／β2W）
【００７９】
（４） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、下記の条件（５），（６），（７）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（５） ０＜ｆＷ／ｆ１＜０．２
（６） ０．２＜ｆＷ／ｆ４＜０．７
（７） −０．２＜ｆ４／ｆ３＜０．６
【００８０】
（５） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（８）を満足するズームレンズ。
（８） １．１＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜４．０
【００８１】
（６） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、両凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も像側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（９）を満足するズームレンズ。
（９） −０．９＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜０．９
【００８２】
（７） 特許請求の範囲の請求項３に記載されているレンズ系で、絞りが第２群と第４群の間に配置され光軸上に固定されており、下記条件（３）を満足するズームレンズ。
（３） −０．６＜β２Ｔ＜０
【００８３】
（８） 前記（７）の項に記載されているレンズ系で、下記条件（４）を満足するズームレンズ。
（４） １．２×（β2T／β2W）＜β4T／β4W＜５．６×（β2T／β2W）
【００８４】
（９） 前記（８）の項に記載されているレンズ系で、下記条件（５），（６），（７）を満足するズームレンズ。
（５） ０＜ｆＷ／ｆ１＜０．２
（６） ０．２＜ｆＷ／ｆ４＜０．７
（７） −０．２＜ｆ４／ｆ３＜０．６
【００８５】
（１０） 前記（９）の項に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（８）を満足するズームレンズ。
（８） １．１＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜４．０
【００８６】
（１１） 前記（９）の項に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（９）を満足するズームレンズ。
（９） −０．９＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜０．９
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、４群ズームレンズでレンズ構成および鏡枠構成を複雑にすることなしに広角端の画角が７０°程度であって、変倍比が３乃至４で高性能なビデオカメラに適したレンズ系を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の実施例２の断面図
【図３】本発明の実施例３の断面図
【図４】本発明の実施例４の断面図
【図５】本発明の実施例５の断面図
【図６】本発明の実施例６の断面図
【図７】本発明の実施例７の断面図
【図８】本発明の実施例８の断面図
【図９】本発明の実施例９の断面図
【図１０】本発明の実施例１０の断面図
【図１１】本発明の実施例１の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図１２】本発明の実施例１の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１３】本発明の実施例１の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図１４】本発明の実施例１の近距離物体に対するワイド端における収差曲線図
【図１５】本発明の実施例１の近距離物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１６】本発明の実施例１の近距離物体に対するテレ端における収差曲線図
【図１７】本発明の実施例２の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図１８】本発明の実施例２の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１９】本発明の実施例２の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２０】本発明の実施例３の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図２１】本発明の実施例３の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２２】本発明の実施例３の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２３】本発明の実施例４の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図２４】本発明の実施例４の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２５】本発明の実施例４の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２６】本発明の実施例５の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図２７】本発明の実施例５の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２８】本発明の実施例５の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２９】本発明の実施例６の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３０】本発明の実施例６の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３１】本発明の実施例６の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図３２】本発明の実施例７の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３３】本発明の実施例７の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３４】本発明の実施例７の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図３５】本発明の実施例８の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３６】本発明の実施例８の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３７】本発明の実施例８の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図３８】本発明の実施例９の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３９】本発明の実施例９の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図４０】本発明の実施例９の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図４１】本発明の実施例１０の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図４２】本発明の実施例１０の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図４３】本発明の実施例１０の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特にビデオカメラに適した広画角のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、民生用のビデオカメラ用のズームレンズの従来例としては、例えば、特開昭６２−１７８９１７号公報に記載されているような物体側から正、負、正、正の４群構成で、第２群が変倍作用を有し、又第４群が変倍による像位置の補正とフォーカシングを行うタイプのレンズ系が主流となっている。このタイプのズームレンズの多くは、広角端の画角（２ω）が５０°程度である。又他の従来例として特開平５−７２４７５号あるいは特開平５−１３４１７８号に記載されているレンズ系のように画角が６０°程度のレンズ系も知られている。前者の従来例は第１群の構成を工夫することにより、後者の従来例は絞りを移動することにより、広角化を実現したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来例の場合、第１群の構成が複雑であり、第１群のレンズ枚数が多くなってしまう。又、後者の従来例の場合鏡枠構成が複雑になる。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズ構成及び鏡枠構成を複雑にすることなしにビデオカメラに適した広画角のズームレンズを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の従来の４群構成のズームレンズでは、第２群が主として変倍作用を持ち、一方、第４群は変倍に伴う像位置の補正を行い、変倍作用をほとんど持たない。そのため、広角端から望遠端に変倍する際、第４群は一旦物体側に移動した後、像側に移動し、広角端と望遠端でほぼ同じ位置にある。このタイプのズームレンズにおいては、第２群で効率よく変倍するために、第１群の正の屈折力を強くする必要があり、そのため、広角側で第１群を通る軸外光線高が高くなり、広画角化が困難であった。
【０００６】
本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、正または負の屈折力を有する第３群、正の屈折力を有する第４群にて構成し、変倍の際、第２群と第４群を移動し、第４群は広角端から望遠端にかけて物体側へ単調に移動し、かつ、以下の条件を満足することを特徴とする広い角面のレンズ系である。
【０００７】
（１） ０＜ｆ4 ／ｆ1 ＜０．４５
（２） −１．６＜β4T＜−０．５
但し、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。
【０００８】
本発明のズームレンズは、第４群を広角端から望遠端にかけて物体側へ単調に移動し、第４群に主な変倍作用を持たせている。そのため、第２群での変倍作用を軽減できるので、第１群の屈折力を小さくでき、広画角化が可能となる。さらに、第４群で効率の良い変倍作用を持たせるために、第１群に比べ十分に強い屈折力、及び適切な結像倍率を持たせている。
【０００９】
条件（１）は、第１群と第４群の屈折力の比を規定したものである。条件（１）の上限値の０．４５を越えると、第１群を通る軸外光線高が高くなり、第１群が増大し、広画角化が困難になる。条件（１）の下限値の０を越えると、第２群での変倍の効率が悪くなり、レンズの全長が大きくなる。
【００１０】
条件（２）は、第４群の望遠端での倍率を規定したものである。条件（２）の上限値の−０．５を越えると、第４群での変倍の効率が悪くなり、レンズの全長が大きくなる。条件（２）の下限値の−１．６を越えると、第１群から第３群までの合成の屈折力が過度に強くなり、広角化が困難である。
以上のように本発明では第２群と第４群で効率良く変倍を行うことが出来る。そのため変倍の際に前記第１群と前記第３群は固定にすることが可能であり、機構上望ましい。
【００１１】
本発明のように、広画角のレンズ系であって、特に小さな撮像素子を用いる場合は、被写界深度が深くフォーカシングを行わなくても通常の撮影が可能である。しかし、より近距離まで撮影する場合は、フォーカシングを行なう必要がある。
【００１２】
本発明のズームレンズにおいては、第２群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行なうのが望ましい。本発明のズームレンズでは第２群が比較的結像倍率の絶対値が小さく、第２群でフォーカシングすることに適している。さらに、広角端に対し、望遠端では、第２群は像側へ位置するので、望遠側に於て２群でフォーカシングを行うための間隔が十分確保でき、より近距離まで撮影することに適している。第２群でフォーカシングする場合、下記条件（３）を満足することが好ましい。
【００１３】
（３） −０．６＜β2T＜０
但し、β2Tは第２群の望遠端での倍率である。
【００１４】
条件（３）の、下限値の−０．６を越えるとフォーカシングの繰り出し量が大きくなり好ましくない。又、上限値の０を越えた場合、第２群の変倍効率が悪くなり、レンズ全長が増大する。
【００１５】
次に、絞りの位置に関して、絞りを第２群と第４群の間に配置し、光軸上に固定することが望ましい。広画角化とレンズ構成及び鏡枠構成の簡素化を両立するためには、絞り位置が重要である。広画角化に際して絞りをほぼ光学系の中心に配置することにより、第１群及び第４群の小型化に有利である。そのため、本発明のレンズ系では、絞りを第２群と第４群の間に配置することが望ましく、さらに、光軸上で、固定とすれば鏡枠構成が複雑になることがない。
【００１６】
次にレンズ系を小型化にするためには、下記条件（４）を満足することが好ましい。
【００１７】
（４） １．２Ｘβ2T／β2W＜β4T／β4W＜５．６Ｘβ2T／β2W
但し、β2Wは第２群の広角端での倍率、β2Tは第２群の望遠端での倍率、β4Wは第４群の広角端での倍率、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。
【００１８】
条件（４）は、第２群と第４群の変倍の分担を定めたものである。条件（４）の下限を越えると、第２群の変倍の分担量が大きくなり、広角側で第１群を通る軸外光線が高くなり第１群の大きさが増大する。上限を越えると、広角側で第４群を通る軸外光線が高くなり第４群の径が大になり大型化する。
【００１９】
又、レンズ系を小型化しかつ性能を確保するためには、次の条件（５），（６），（７）を満足することが好ましい。
【００２０】
（５） ０＜ｆW ／ｆ1 ＜０．２
（６） ０．２＜ｆW ／ｆ4 ＜０．７
（７） −０．２＜ｆ4 ／ｆ3 ＜０．６
但し、ｆW は広角端での全系の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。
【００２１】
条件（５）は、第１群の焦点距離を規定したものである。この条件（５）の上限値の０．２を越えると、第１群の大きさが増大し、広画角化には不利である。条件（５）の下限値の０を越えると、広角側で、負の歪曲収差の補正に不利である。
【００２２】
条件（６）は、第４群の焦点距離を規定したものである。この条件（６）の上限値０．７を越えると、変倍による収差の変動が大きくなる。又条件（６）の下限値の０．２を越えると、第４群の移動量が大きくなり、全長が増大する。
【００２３】
条件（７）は、第３群と第４群の焦点距離の比を規定したものである。条件（７）の上限値の０．６を越えるとバックフォーカスの確保にとって不利であり、光学フィルターなどの配置に不利になる。下限値の−０．２を越えると、第４群での軸上光線が高くなり、大口径化に不利である。
【００２４】
次に、前記の本発明のズームレンズにおいて、第４群に非球面を導入する場合、非球面の位置に応じて以下のようにすることが好ましい。
【００２５】
第４群を物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、最も物体側の正レンズが非球面を含む構成の場合は、負のメニスカスレンズが下記条件（８）を満足することが望ましい。
【００２６】
（８） １．１＜（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）＜４．０
但し、ｒF は第４群の負のメニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負のメニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。
【００２７】
前記のように第４群の最も物体側の正レンズに非球面を導入する場合は、非球面により主に球面収差を補正できるので、負レンズは非点収差などの軸外収差の補正に有利な物体側に凸面を向けたメニスカス形状にするのが好ましく、その場合、３枚と簡単な構成とすることができる。条件（８）の下限値の１．１を越えると軸外収差が補正不足となり、上限値の４．０を越えると軸外収差が補正過剰となる。
【００２８】
一方、第４群のもっとも像側の正レンズに非球面を導入する場合は、以下のようにするのが望ましい。つまり、第４群を物体側から順に、正レンズ、両凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、最も像側の正レンズが非球面を含む構成とし、負レンズが下記条件（９）を満足することが望ましい。
【００２９】
（９） −０．９＜（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）＜０．９
但し、ｒF は第４群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負レンズの像側の面の曲率半径である。
【００３０】
前記のように第４群のもっとも像側の正レンズに非球面を導入する場合は、非球面により、非点収差などの軸外収差の補正の効果が強くなるので、負レンズは、球面収差の補正にも有利な両凹形状にするのが好ましく、この場合も３枚と簡単な構成とすることができる。条件（９）の下限値の−０．９を越えると軸外収差が補正不足となり、上限値の０．９を越えると軸外収差が補正過剰となる。
【００３１】
以上、第４群に非球面を用いる場合について述べたが、第４群以外の群に、非球面を用いても、小型化やレンズ枚数を削減し得ることは言うまでもない。第４群以外で正の屈折力を持つ群に非球面を用いる場合は、この非球面を光軸から離れるにつれて、正の屈折力が弱くなるか、負の屈折力が強くなるような形状とするのがよい。また、負の屈折力を持つ群に非球面を用いる場合は、この非球面を光軸から離れるにつれて、負の屈折力が弱くなるか、正の屈折力が強くなるような形状とするのがよい。
【００３２】
次に、レンズの低価格化のためには、第１群を１枚の正レンズで構成するとよい。本発明のズームレンズは、広画角であるために、焦点距離が短く、さらに第１群の屈折力が比較的弱いため、第１群で発生する色収差は小さい。そのため、第１群は１枚の正レンズで構成することが可能である。同様の理由により、第３群を１枚の単レンズで構成しても良い。又、第１群あるいは第３群にプラスチックレンズを用いても良い。第１群及び第３群は屈折力が弱いため温度、湿度の変化による焦点位置の変動が小さいので、プラスチックレンズを用いるのに有利である。
【００３３】
尚、本発明のズームレンズにおいてフォーカシングを行う場合は、第２群で行うことが好ましいことはすでに述べたが、それ以外に、レンズ全体を移動させるかあるいは、撮像素子を移動させてフォーカシングを行なってもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に本発明のズームレンズの実施の形態を各実施例をもとに説明する。
【００３５】
本発明のズームレンズの実施の形態は、図１乃至図１０に示す実施例のように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群と、正又は負の屈折力を有する第３群と、正の屈折力を有する第４群とよりなり、変倍の際に第２群と第４群が夫々図面に示すように移動するものである。又絞りは第２群と第３群又は第３群と第４群の間に配置され光軸上に固定されている。又フォーカシングは、実施例ではすべて第２群の移動により行なわれるが、レンズ系全体を移動させて行なってもよく又撮像素子を移動させて行なってもよい。
【００３６】
尚図面には、第４群の像側に平行平面板が描かれているが、これらは光学フィルター等の光学部材を想定している。
【００３７】
次に各実施例について述べる。下記のデーターは、夫々の実施例を示している。
【００４７】
実施例１は図１に示す通りの構成で第１群は正レンズ１枚よりなり低価格化に有利であり、第２群は負レンズと負と正を接合した接合レンズよりなり、第３群は正と負の接合レンズよりなり、第４群は正レンズと負のメニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズよりなる。この実施例は、データーに示す通りｆ4／ｆ3＞０であり、したがって第３群は正の屈折力を有する。実際にはｆ3＝108.93である。
【００４８】
変倍時ワイド端からテレ端にかけ第２群と第４群を図示するように移動させ、第１群と第３群は固定である。又絞りは第２群と第３群の間に固定されている。
【００４９】
又フォーカシングは第２群を移動させて行なっている。その時の第１群と第２群、第２群と第３群の間隔の変化は、データー中に示す通りである。
【００５０】
この実施例では第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面とに非球面を用いている。
【００５１】
実施例１の無限遠物体に対する収差状況は図１１乃至図１３又近距離までフォーカシングした時の収差状況は図１４乃至図１６に示す通りである。
【００５２】
実施例２は、図２に示す通りの構成で、第２群が負レンズと負と正の接合レズよりなり、接合レンズの負レンズが物体側に凸の負のメニスカスレンズである。その他の構成は、実施例１と実質上同じである。尚非球面も同様に第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面に用いている。又ｆ3＝83.62で第３群は正の屈折力を有す。
【００５３】
この実施例２の収差状況は、図１７乃至図１９に示す通りである。
【００５４】
実施例３は、図３に示す通りの構成で、第１群が負レンズと正レンズの２枚よりなり、第２群が負レンズと正レンズの２枚よりなり、第３群が正レンズ１枚よりなり、低価格化にとって有利な構成であり、又第４群が正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚よりなる。この実施例はｆ3＝650.71で第３群は正の屈折力を有す。
【００５５】
変倍時ワイド端からテレ端へ第２群と第４群が図示するように移動し又第１群と第３群は固定である。又フォーカシングは第２群を移動させて行なっている。
【００５６】
この実施例３の収差状況は、図２０乃至図２２に示す通りである。
【００５７】
実施例４は図４に示す構成のレンズ系で、第３群が正レンズ１枚よりなる点で実施例１と異なるが他は実施例１と同様の構成である。又非球面は第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面に用いている。この実施例はｆ3＝530.38で第３群は正の屈折力を有す。
【００５８】
この実施例４の収差状況は図２３乃至図２５に示す通りである。
【００５９】
実施例５は図５に示す通りのレンズ系である。この実施例は実施例４のレンズ系と同様の構成である。非球面も同じ面に用いている。この実施例はｆ3＝84.27で、第３群は正の屈折力を有する。
【００６０】
この実施例５の収差状況は、図２６乃至図２８に示す通りである。
【００６１】
実施例６は図６に示す構成で、第３群が負のメニスカスレンズで物体側に凹面を向けている点で実施例４と異なるが他は実施例４，５と同様の構成である。尚非球面は第２群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面に用いている。この実施例はｆ3＝−100.00で第３群は負の屈折力を有す。
【００６２】
この実施例の収差状況は、図２６乃至図２８に示す通りである。
【００６３】
実施例７は、図７に示す通りで第３群が物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズである点を除き、実施例６と同様の様式である。非球面は第３群の最も像側の面と第４群の最も物体側の面とに用いている。この実施例はｆ3＝103.33で、第３群は正の屈折力を有す。
【００６４】
この実施例７の収差状況は図２９乃至図３１に示す通りである。
【００６５】
実施例８は、図８に示す通りの構成で、第３群が物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ１枚にて構成され又絞りが第３群と第４群の間に固定されている点で実施例１や実施例５，６，７と異なっているが他はこれら実施例と同様の構成である。又非球面は第４群の最も物体側の面の１面のみである。この実施例はｆ3＝67.67で、第３群は正の屈折力を有す。
【００６６】
この実施例８の収差状況は、図２２乃至図２４に示す通りである。
【００６７】
実施例９は図９に示す通りの構成である。この実施例は、第２群がいずれも空気間隔を設けて配置された負のメニスカスレンズと負レンズと正のメニスカスレンズよりなる３枚のレンズにて構成された点で相違するが他は実施例７と同様の構成である。非球面は第４群の最も物体側の面１面のみである。この実施例はｆ3＝33.87で、第３群は正の屈折力を有す。
【００６８】
この実施例９の収差状況は図３５乃至図３７に示す通りである。
【００６９】
実施例１０は図１０に示す通りで、第４群が正レンズと負レンズ（両凹レンズ）と正レンズとよりなり、絞りが第２群と第３群の間に配置されている点で異なるが、他は実施例８と同様の構成である。非球面は第４群の像側の正レンズの物体側の面に用いている。この実施例はｆ3＝56.93で、第３群は正の屈折力を有す。
【００７０】
この実施例１０の収差状況は、図３８乃至図４０に示す通りである。
【００７１】
以上各実施例について述べたが、これらのうち実施例１，２，４〜１０は、いずれも第１群が１枚のレンズよりなり低価格化に有利な構成である。又実施例３〜１０は第３群が１枚のレンズで低価格化に有利な構成である。したがって実施例４〜１０は第１群，第３群共に１枚のレンズにて構成されている。更に実施例６は、第１群，第３群が１枚のプラスチックレンズにて構成され一層低価格であり又軽量なズームレンズになっている。
【００７２】
上記各実施例にて用いられている非球面の形状は、光軸方向をｘ、光軸に垂直な方向をｙとした時に下記の式にて表わされる。
ただし、ｐは円錐定数、Ａ4 ，Ａ6 ，・・・は４次，６次，・・・の非球面係数である。
【００７４】
又各実施例の変倍時およびフォーカシング時におけるレンズ群の移動による間隔Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ4 の変化はデーター中に示してある。この間隔の変化の値は、夫々無限遠物体（∞）におけるワイド端Ｗ、スタンダードＳ（中間焦点距離）、テレ端Ｔおよび有限距離の物体（例えば５００mm）にフォーカシングした時のワイド端Ｗ、スタンダードＳ、テレ端Ｔでの値をデーター中に示してある。
【００７５】
本発明のズームレンズは、特許請求の範囲の各請求項に記載したレンズ系のほか、次の各項に記載するレンズ系もその目的を達成し得るものである。
【００７６】
（１） 特許請求の範囲の請求項３に記載されているレンズ系で、下記条件（３）を満足するズームレンズ。
（３） −０．６＜β２Ｔ＜０
【００７７】
（２） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、絞りを第２群と第４群の間に配置し光軸上に固定したズームレンズ。
【００７８】
（３） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、下記条件（４）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（４） １．２×（β2T／β2W）＜β4T／β4W＜５．６×（β2T／β2W）
【００７９】
（４） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、下記の条件（５），（６），（７）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（５） ０＜ｆＷ／ｆ１＜０．２
（６） ０．２＜ｆＷ／ｆ４＜０．７
（７） −０．２＜ｆ４／ｆ３＜０．６
【００８０】
（５） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（８）を満足するズームレンズ。
（８） １．１＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜４．０
【００８１】
（６） 特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、両凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も像側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（９）を満足するズームレンズ。
（９） −０．９＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜０．９
【００８２】
（７） 特許請求の範囲の請求項３に記載されているレンズ系で、絞りが第２群と第４群の間に配置され光軸上に固定されており、下記条件（３）を満足するズームレンズ。
（３） −０．６＜β２Ｔ＜０
【００８３】
（８） 前記（７）の項に記載されているレンズ系で、下記条件（４）を満足するズームレンズ。
（４） １．２×（β2T／β2W）＜β4T／β4W＜５．６×（β2T／β2W）
【００８４】
（９） 前記（８）の項に記載されているレンズ系で、下記条件（５），（６），（７）を満足するズームレンズ。
（５） ０＜ｆＷ／ｆ１＜０．２
（６） ０．２＜ｆＷ／ｆ４＜０．７
（７） −０．２＜ｆ４／ｆ３＜０．６
【００８５】
（１０） 前記（９）の項に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（８）を満足するズームレンズ。
（８） １．１＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜４．０
【００８６】
（１１） 前記（９）の項に記載されているレンズ系で、前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（９）を満足するズームレンズ。
（９） −０．９＜（ｒＦ＋ｒＲ）／（ｒＦ−ｒＲ）＜０．９
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、４群ズームレンズでレンズ構成および鏡枠構成を複雑にすることなしに広角端の画角が７０°程度であって、変倍比が３乃至４で高性能なビデオカメラに適したレンズ系を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の実施例２の断面図
【図３】本発明の実施例３の断面図
【図４】本発明の実施例４の断面図
【図５】本発明の実施例５の断面図
【図６】本発明の実施例６の断面図
【図７】本発明の実施例７の断面図
【図８】本発明の実施例８の断面図
【図９】本発明の実施例９の断面図
【図１０】本発明の実施例１０の断面図
【図１１】本発明の実施例１の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図１２】本発明の実施例１の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１３】本発明の実施例１の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図１４】本発明の実施例１の近距離物体に対するワイド端における収差曲線図
【図１５】本発明の実施例１の近距離物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１６】本発明の実施例１の近距離物体に対するテレ端における収差曲線図
【図１７】本発明の実施例２の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図１８】本発明の実施例２の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１９】本発明の実施例２の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２０】本発明の実施例３の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図２１】本発明の実施例３の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２２】本発明の実施例３の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２３】本発明の実施例４の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図２４】本発明の実施例４の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２５】本発明の実施例４の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２６】本発明の実施例５の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図２７】本発明の実施例５の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２８】本発明の実施例５の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図２９】本発明の実施例６の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３０】本発明の実施例６の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３１】本発明の実施例６の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図３２】本発明の実施例７の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３３】本発明の実施例７の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３４】本発明の実施例７の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図３５】本発明の実施例８の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３６】本発明の実施例８の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３７】本発明の実施例８の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図３８】本発明の実施例９の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図３９】本発明の実施例９の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図４０】本発明の実施例９の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
【図４１】本発明の実施例１０の無限遠物体に対するワイド端における収差曲線図
【図４２】本発明の実施例１０の無限遠物体に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図４３】本発明の実施例１０の無限遠物体に対するテレ端における収差曲線図
Claims (18)
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群と、正または負の屈折力を有する第３群と、正の屈折力を有する第４群からなり、前記第４群が正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚よりなり、変倍の際、第２群と第４群を移動し、第４群は広角端から望遠端にかけて物体側へ単調に移動し、かつ以下の条件（１），（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１） ０＜ｆ4 ／ｆ1 ＜０．４５
（２） −１．６＜β4T＜−０．５
但し、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。 - 変倍の際に前記第１群と前記第３群とが固定である請求項１のズームレンズ。
- 前記第２群を移動してフォーカシングを行う請求項１又は２のズームレンズ。
- 下記条件（３）を満足することを特徴とする請求項３のズームレンズ。
（３） −０．６＜β2T＜０
但し、β2Tは第２群の望遠端での倍率である。 - 絞りを第２群と第４群の間に配置し光軸上に固定したことを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
- 下記条件（４）を満足することを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
（４） １．２×（β2T／β2W）＜β4T／β4W＜５．６×（β2T／β2W） 但し、β2Wは第２群の広角端での倍率、β2Tは第２群の望遠端での倍率、β4Wは第４群の広角端での倍率、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。 - 下記の条件（５），（６），（７）を満足することを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
（５） ０＜ｆW／ｆ1＜０．２
（６） ０．２＜ｆW／ｆ4＜０．７
（７） −０．２＜ｆ4／ｆ3＜０．６
但し、ｆW は広角端での全系の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。 - 前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（８）を満足することを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
（８） １．１＜（ｒF＋ｒR）／（ｒF−ｒR）＜４．０
但し、ｒF は第４群の負のメニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負のメニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。 - 前記第４群が物体側から順に、正レンズ、両凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も像側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（９）を満足することを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
（９） −０．９＜（ｒF＋ｒR）／（ｒF−ｒR）＜０．９
但し、ｒF は第４群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負レンズの像側の面の曲率半径である。 - 絞りが第２群と第４群の間に配置され光軸上に固定されており、下記条件（３）を満足することを特徴とする請求項３のズームレンズ。
（３） −０．６＜β2T＜０
但し、β2Tは第２群の望遠端での倍率である。 - 下記条件（４）を満足することを特徴とする請求項１０のズームレンズ。
（４） １．２×（β2T／β2W）＜β4T／β4W＜５．６×（β2T／β2W） 但し、β2Wは第２群の広角端での倍率、β2Tは第２群の望遠端での倍率、β4Wは第４群の広角端での倍率、β4Tは第４群の望遠端での倍率である。 - 下記条件（５），（６），（７）を満足することを特徴とする請求項１１のズームレンズ。
（５） ０＜ｆW／ｆ1＜０．２
（６） ０．２＜ｆW／ｆ4＜０．７
（７） −０．２＜ｆ4／ｆ3＜０．６
但し、ｆW は広角端での全系の焦点距離、ｆ4 は第４群の焦点距離、ｆ3 は第３群の焦点距離である。 - 前記第４群が物体側から順に、正レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（８）を満足することを特徴とする請求項１２のズームレンズ。
（８） １．１＜（ｒF＋ｒR）／（ｒF−ｒR）＜４．０
但し、ｒF は第４群の負のメニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負のメニスカスレンズの像側の面の曲率半径である。 - 前記第４群が物体側から順に、正レンズ、両凹負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され、最も物体側の正レンズが非球面を含み、下記の条件（９）を満足することを特徴とする請求項１２のズームレンズ。
（９） −０．９＜（ｒF＋ｒR）／（ｒF−ｒR）＜０．９
但し、ｒF は第４群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒR は第４群の負レンズの像側の面の曲率半径である。 - 第４群以外で正の屈折力を持つ群に非球面を用い、この非球面を光軸から離れるにつれて、正の屈折力が弱くなるか、負の屈折力が強くなるような形状にしたことを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
- 負の屈折力を持つ群に非球面を用い、この非球面を光軸から離れるにつれて、負の屈折力が弱くなるか、正の屈折力が強くなるような形状にしたことを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
- 第１群を１枚の正レンズで構成したことを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
- 第３群を１枚の単レンズで構成したことを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
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