JPH0611650A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最も物体側に負屈折力のレンズ群を有するズ
ームレンズにおいて、歪曲収差をより良好に補正し、結
像性能を向上する。 【構成】 最も物体側に負の屈折力を有する負レンズ群
を有するズームレンズにおいて、その負屈折力を有する
負レンズ群Ｇ₁ 中に、像側の空気に接する面が凹面で形
成された負レンズＬ₁ を設ける。負レンズＬ₁ の凹面の
形状を曲率が光軸から離れるに従って単調に減少するよ
うな非球面とし、その非球面の円錐定数κの値を、-5＜
κ＜0.75の範囲に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば一眼レフカメ
ラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるズ
ームレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば一眼レフカメラ、電子スチルカメ
ラ、ビデオカメラ等においては、負の屈折力を有するレ
ンズ群が先行するズームレンズが使用されている。この
ような負の屈折力を有するレンズ群が先行するズームレ
ンズの中には、比較的大きな画角を有するものがある。
この前方の負の屈折力は大きなバックフォーカスを得る
ため、また後方のレンズ群に対する画角を減少させて像
面湾曲の補正やペッツヴァール和を負に向かわせる作用
があり、広画角の収差補正に適している。このため、広
画角用のレンズとして、負屈折力のレンズ群を最も物体
側に配置したレンズ構成が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの場合、最も
物体側の負屈折力のレンズ群により負の歪曲収差が発生
し、画角が増大すると共にその悪影響がより顕著に現れ
る。このため、最も物体側の負レンズ群中において、負
レンズの近くに正レンズを配置して歪曲収差が負に向か
うのを軽減して歪曲収差を補正する手法が用いられてい
る。この手法は収差補正のためにはかなり有効ではある
ものの、正レンズが追加されるためレンズ枚数が増える
と共にレンズの容積が増大し、レンズの構成も複雑にな
り、さらに製作コストの上昇を招くという不都合があっ
た。また、超広角ズームレンズにおいては、上記の補正
手法をもってしてもなお歪曲収差の補正が不十分とな
り、その設計は困難を極め、良好な結像性能を維持する
ことが難しかった。

【０００４】本発明は斯かる点に鑑み、最も物体側に負
屈折力のレンズ群を有するズームレンズにおいて、歪曲
収差をより良好に補正して、結像性能を向上することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるズームレン
ズは、最も物体側に負屈折力を有する負レンズ群とその
像側に配置された正屈折力を有する正レンズ群とを有す
るズームレンズであって、全系の焦点距離を変化させる
際に、その正レンズ群とその負レンズ群とが光軸に沿っ
て相対的に移動する。そして、その負レンズ群は像側の
空気に接する面が凹面で形成された負レンズを有し、こ
の負レンズの凹面の形状は、この負レンズの凹面の曲率
が光軸から離れるに従って単調に減少するように構成さ
れている。具体的には、曲面上の光軸からの距離ｙにお
ける点に対する曲面の頂点から光軸方向への距離をｘ、
この曲面の頂点での曲率をＣとして、Ｃ₄ ，Ｃ₆ ，‥‥
を定数、κを円錐定数として、その負レンズの像側の凹
面の形状を次のように表現する。

【０００６】ｘ＝Ｃｙ² ／｛１＋（１−κＣ² ｙ² ）
^1/2 ｝＋Ｃ₄ ｙ⁴＋Ｃ₆ ｙ⁶ ＋‥‥ (1) この場合、本発明では円錐定数κの範囲を次のように設
定する。 -5＜κ＜0.75 (2)

【０００７】また、全系の広角端での焦点距離をｆｗと
し、その負レンズの像側の凹面の光軸上での屈折力の逆
数をｆａｓｐとするとき、次の条件を満足することが望
ましい。 0.5 ＜｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜＜2.0 (3) 更に、その負レンズの焦点距離をｆＡとするとき、次の
条件を満足することが望ましい。 0.5 ＜｜ｆＡ／ｆｗ｜＜2.5 (4)

【０００８】

【作用】最も物体側のレンズ群中の負レンズの像側の凹
面の非球面形状を、上記の如く構成することによって、
広画角に対しても歪曲収差を良好に補正することが容易
となる。歪曲収差が画角の増大に伴って急激に増大する
のは、球面の曲率が一定であることに起因する。従来、
歪曲収差の補正を目的として最も物体側の負レンズ群中
に導入されていた非球面は、その曲面の基本形状として
は球面を採用しつつこの球面からの変位が小さいもので
あった。このため、球面のみで構成された系に対して、
非球面によって補助的な収差補正を行う程度の意味しか
持っていなかったのである。

【０００９】これに対し、本発明においては、負レンズ
の凹面の形状について、前記(2) 式の条件で表現される
ように、基本形状を球面ではなくしたものである。以下
に本発明における非球面形状の作用について述べるが、
レンズは光軸に対して回転対称であるから、メリジオナ
ル断面における２次元の曲線について規定するだけでよ
い。従って、以下の説明においてはメリジオナル断面の
曲線についての考察によって回転対称非球面の形状を評
価するものとする。

【００１０】円錐定数κを用いると、一般に２次曲線は
円（κ＝1 ）、楕円（1 ＜κ，0 ＜κ＜1 ）、放物線
（κ＝0 ）、双曲線（κ＜0 ）の４つに大別される。こ
れらのうち、光軸から離れるに従って曲率が単調に減少
するのは円を除いた３つであるが、楕円の場合は長軸と
光軸とが一致していなければならない。また、双曲線は
直線の漸近線を持ち光軸から十分離れたところでは曲率
の変化が少ないため、この傾向が強くなると異なる画角
の主光線の偏角がほぼ同じとなる。つまり、このような
直線を断面形状に持つ曲面では中心部と周辺部との曲率
の差が大きすぎ且つ中間部と周辺部との差が少なく、そ
の結果像面湾曲や歪曲収差が大きくなり、その補正が困
難になる。但し、漸近線に余り近くない領域においては
実用上良好な補正が可能である。従って、本発明に導入
すべき非球面に適した曲線は長軸が光軸と一致した楕円
又は放物線であり、更に双曲線の光軸に比較的近い領域
となる。更に、楕円においても円に近い領域では効果が
小さい。

【００１１】このような観点から、本発明においては円
錐定数κの範囲として(2) 式の条件を満たすことによ
り、歪曲収差の良好な補正が可能となることを見いだし
たものである。この条件の上限を超える場合には、基準
面が球面に近くなるため本願発明の効果が小さくなって
歪曲収差の良好な補正が難しくなる。他方、下限を外れ
る場合には双曲線として漸近線に接近した直線に近くな
るため、広い画角範囲に亘って斜光束を適宜屈折するこ
とが難しくなり、歪曲収差、像面湾曲及びコマ収差の適
度な補正が難しくなる。

【００１２】なお、上記非球面表現式(1) における第２
項以降の高次項が入ると２次曲線ではなくなるが、条件
式(2) によるκの値の上限及び下限から定まる２つの曲
線の間に含まれ、且つ曲率が光軸からの距離ｙに対して
単調に減少するという条件のもとでは、ｙに関する高次
の項を加えて必要に応じて曲線を修正するようにしても
よく、収差補正の自由度が高まるためより良好な収差補
正が可能であることは言うまでもない。この場合、より
実用的には、0 ≦κ＜0.75の範囲とすることが好まし
い。そして、その他ズームレンズとしての基本構成や各
レンズ群の具体的レンズ構成については、従来知られて
いる種々の手段を用いることが可能である。

【００１３】以上の如き本発明の基本構成において、画
角が９０゜を越えるような超広角ズームレンズでは、前
方の群により強い負屈折力を必要とするが、このとき歪
曲収差を十分に補正することは一層困難となる。しか
し、上記の条件の如き非球面を導入することにより必要
な負の屈折力を有し、且つ歪曲収差の発生を抑えること
ができる。最も物体側に負屈折力のレンズ群を有するズ
ームレンズとしては、物体側から順に、負・正の２群構
成からなるズームレンズや、負・正・負・正の群構成を
有する４群ズームレンズ又は負・正・負の３群構成から
なるズームレンズが実用的であり、これらにおいては、
次の条件を更に満足することが望ましい。 0.5＜｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜＜ 2.0 (5) 但し、ｆｗ：広角側での全系の焦点距離 ｆａｓｐ：負レンズの非球面の軸上の屈折力の逆数

【００１４】この条件は上述の(3) 式の条件と同じであ
る。この上限を超えると、非球面の曲率が小さくなって
球面との差が小さくなるため、本発明による非球面の効
果が小さくなり、歪曲収差の良好な補正が難しくなる。
またこの下限より小さくなると、収差補正上適切なベン
ディングを得られなくなる。

【００１５】そして、負の屈折力を有する第１レンズ群
は、特に一眼レフカメラ用として長いバックフォーカス
を得るために有効であり、画角が大きくなるほど、即ち
全系の焦点距離がバックフォーカスに対して小さくなる
ほど前方に大きな負の屈折力を必要とする。この傾向は
明るさや構成により多少異なるものではあるが、最も物
体側の負レンズ群中に含まれる上記の如き非球面を有す
る負レンズとしては、次の条件を更に満足することが好
ましい。 0.5 ＜｜ｆＡ／ｆｗ｜＜2.5 (6)

【００１６】但し、ｆＡ：非球面を持つ負レンズの焦点
距離 この条件は上述の(4) 式の条件と同じである。この上限
を超えると大きなバックフォーカスを得るための十分な
負の屈折力を得られなかったり、従来技術との差が少な
くなってしまう。またこの下限より小さくなると、この
非球面を有するレンズから発生する諸収差が大きくなり
その補正が困難となる。

【００１７】また、本発明における非球面を有する負レ
ンズによる歪曲収差の補正効果は、画角が大きくなる程
有効であり、特に物体側から順に、負・正・負・正の４
群構成ズームレンズが超広角化に有効であり、後述の実
施例に示す如く、画角９０゜を超えるズームレンズが可
能となる。このような４群構成ズームレンズにおいて
は、負屈折力の第１レンズ群Ｇ₁ の最も物体側に、物体
側へ凸面を向けた負メニスカスレンズを配置し、その像
側の凹面に上述した如く非球面を設け、その像側にもう
１つの負レンズと正レンズとを配置した３枚構成とする
ことが好適である。そして、この構成において、以下の
如き条件を満足することが望ましい。 3.5 ＜ｆｐ／ｆｗ＜4.5 (7) 2.5 ＜｜ｆｎ｜／ｆｗ＜4.5 (8) 但し、ｆｐ：第１レンズ群中の正レンズの焦点距離 ｆｎ：第１レンズ群中の像側の負レンズの焦点距離

【００１８】上記(7) の条件式の上限を超える場合に
は、全系の焦点距離に比較して第１レンズ群中の正レン
ズの焦点距離が大きくなり過ぎるため、ペッツバール和
が負方向に増大するばかりではなく、主光線より下側の
光線束において内向性コマ収差が発生し易くなり、良好
な補正が困難となる。また、この条件の下限を外れる場
合には逆に全系の焦点距離に対してこの正レンズの焦点
距離が小さくなり過ぎてペッツバール和が正に過大とな
るのみならず、広角端において主光線よりも下側の光線
束に外向性コマ収差が発生するため良好な補正が困難と
なる。

【００１９】また、上記(8) の条件式の上限を超える場
合には、全系の屈折力に対して第１レンズ群中の像側の
正レンズの屈折力が小さくなってペッツバール和が正に
大きくなると共に、広角端において主光線より下側の光
線束に外向性コマ収差が発生する。逆にこの条件の下限
を外れる場合には、全系に対して像側負レンズの屈折力
が強くなり過ぎてペッツバール和が負に大きくなると共
に、広角端において主光線より下側の光線束に内向性コ
マ収差が発生する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照して
説明する。以下の実施例においては、物体側から第ｉ面
（ｉ＝1,2,3,‥‥）の曲率半径をｒ_i 、第ｉ面と第（ｉ
＋１）面との光軸上の画間隔をｄ_i 、第ｉ面と第（ｉ＋
１）面との間の媒質のｄ線に対する屈折率をｎ_di、第ｉ
面と第（ｉ＋１）面との間の媒質のアッベ数をν_di（但
し、空気のアッベ数ν_diは空欄とする）として表す。ま
た、記号＊を付した面が非球面を表わす。

【００２１】また、以下の実施例では、非球面を表す関
数としては、曲面上の光軸からの距離ｙにおける点に対
するその曲面の頂点から光軸方向への距離（即ち曲面上
の光軸からの距離ｙにおける点とその曲面の頂点の接平
面との光軸方向の距離）をｘ、その曲面の頂点での曲率
をＣ、Ｃ₄,Ｃ₆,Ｃ₈,Ｃ₁₀を定数、κを円錐定数として、
次のように定義される関数を使用する。

【００２２】 ｘ＝Ｃｙ² ／｛１＋（１−κＣ² ｙ² ）^1/2 ｝＋Ｃ₄ ｙ
⁴＋Ｃ₆ ｙ⁶ ＋Ｃ₈ ｙ⁸ ＋Ｃ₁₀ｙ¹⁰ (9)

【００２３】［第１実施例］図１はこの第１実施例のレ
ンズ構成とズーミングによる各レンズ群の移動軌跡を合
わせて示す。また、図２はこの第１実施例の広角側及び
望遠側の収差図である。図１に示すように、本例のズー
ムレンズは、物体側より負の屈折力の第１レンズ群
Ｇ₁ 、絞りＳを含む正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ₂
を有する。ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ₁ と第
２レンズ群Ｇ₂ との間隔ｄ₄ が変化する２群構成のズー
ムレンズである。第１レンズ群Ｇ₁ は物体側から順に、
物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₁ と、同
じく物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ₂ と
より構成されている。また、第２レンズ群Ｇ₂ は物体側
から順に、両凸レンズＬ₃ 、両凸レンズＬ₄₁と両凹レン
ズＬ₄₂との接合からなる貼り合わせレンズＬ₄ 、両凹レ
ンズＬ₅ 及び両凸レンズＬ₆ を配置して構成する。

【００２４】この図１の実施例における全系の焦点距離
ｆ、明るさを示すＦ値、画角２ω、曲率半径ｒ_i、面間
隔ｄ_i、屈折率ｎ_di及びアッベ数ν_diの各値は以下の表
１のように設定される。表中、記号＊を付した第２面が
非球面であり、その曲率半径であるｒ₂ の値は光軸上で
の曲率半径を意味する。

【００２５】

【表１】（第１実施例の諸元） 焦点距離ｆ＝36〜68 ＦNO. ＝3.3 〜4.7 ２ω＝63.5°〜35.0° i ｒ_i ｄ_i ｎ_di ν_di 1 161.395 1.700 1.77279 49.45 *2 17.499 5.000 1.00000 3 25.389 3.000 1.75520 27.61 4 55.617 可変 1.00000 5 52.870 2.5000 1.62041 60.14 6 -98.697 0.100 1.00000 7 19.159 4.100 1.65160 58.50 8 -120.000 1.100 1.64831 33.75 9 67.006 3.100 1.00000 10 -59.885 2.800 1.78250 28.34 11 18.799 2.400 1.00000 12 137.320 2.600 1.61293 36.98 13 -23.437

【００２６】また、非球面である第２面を(9) 式で表し
た場合の、円錐定数κ及び定数Ｃ₄〜Ｃ₁₀の値は次のよ
うに設定されている。 κ＝ 0.3481， Ｃ₄ ＝ 6.281×10^-6， Ｃ₆ ＝ 2.631×10^-8， Ｃ₈ ＝-1.075×10^-10， Ｃ₁₀＝ 3.079×10^-13

【００２７】更に、ズーミングによって変化する面間隔
ｄ₄ 及びバックフォーカスｄ₁₃の値を全系の焦点距離ｆ
との関係で次の表中に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】また、本発明では(3) 式及び(4) 式の条件
を満足することが望ましいとされているが、それらの条
件に対応する本例の特性を以下に示す。即ち、本例の全
系の広角端での焦点距離ｆｗ、非球面を持つレンズＬ₁
の像側の凹面の光軸上での屈折力の逆数ｆａｓｐ、その
非球面を持つレンズの焦点距離ｆＡ及びそれらの比の値
は次のようになる。

【００３０】ｆｗ＝36，ｆＡ＝-25.53，｜ｆＡ／ｆｗ｜
＝0.709 ，ｆａｓｐ＝-23.17，｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜＝0.
643

【００３１】［第２実施例］図３はこの第２実施例のレ
ンズ構成とズーミングによる各レンズ群の移動軌跡とを
合わせて示す。また、図４はこの第２実施例の広角側及
び望遠側の収差図である。図３に示すように、本例のズ
ームレンズは、物体側より順に負の屈折力の第１レンズ
群Ｇ₁ 、絞りＳを含む正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ
₂ を配置して構成する。ズーミングに際して、第１レン
ズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ との間隔ｄ₄ が変化する凹
凸２群ズームである。第１レンズ郡Ｇ₁ は物体側から順
に、両凸レンズＬ₁ 及び両凹レンズＬ₂ より構成されて
いる。また、第２レンズ群Ｇ₂は物体側から順に、物体
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₃ 、両凸レン
ズＬ₄ 、両凸レンズＬ₅₁と両凹レンズＬ₅₂との接合から
なる貼り合わせレンズＬ ₅ 、両凹レンズＬ₆ 、物体側に
凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ₇₁と同じく物体側
に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ₇₂との接合から
なる貼り合わせレンズＬ₇ 、そして両凸レンズＬ₈₁と物
体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ₈₂との接合
からなる貼り合わせレンズＬ₈ を配置して構成する。

【００３２】この図３の実施例における全系の焦点距離
ｆ、明るさを示すＦ値、画角２ω、曲率半径ｒ_i、面間
隔ｄ_i、屈折率ｎ_di、アッベ数ν_diは次のように設定さ
れる。ここで、記号＊を付した第４面が非球面であり、
その曲率半径であるｒ₄ の値は光軸上での曲率半径を意
味する。

【００３３】

【表３】（第２実施例の諸元） 焦点距離ｆ＝36〜68 ＦNO. ＝3.3〜4.5 ２ω＝62.6°〜35.2° i ｒ_i ｄ_i ｎ_di ν_di 1 230.342 7.000 1.69895 30.04 2 -202.742 1.500 1.0000 3 -194.411 1.493 1.74810 52.30 *4 37.731 可変 1.00000 5 59.250 1.200 1.74090 52.30 6 32.104 3.600 1.00000 7 31.990 7.000 1.62041 60.14 8 -66.819 0.500 1.00000 9 22.906 5.000 1.62041 60.14 10 -54.140 1.200 1.74400 45.00 11 47.588 10.048 1.00000 12 -50.947 1.500 1.74950 35.19 13 26.694 4.000 1.00000 14 -151.830 2.000 1.79504 28.57 15 -35.000 1.000 1.80411 46.55 16 -41.303 0.200 1.00000 17 99.411 4.500 1.77279 49.45 18 -14.213 1.700 1.72342 37.90 19 -133.381

【００３４】また、非球面である第４面を(9) 式で表し
た場合の、円錐定数κ及び定数Ｃ₄〜Ｃ₁₀の値は次のよ
うに設定されている。 κ＝ 0.45， Ｃ₄ ＝ 0.000， Ｃ₆ ＝ 8.078×10^-10， Ｃ₈ ＝ 0.000， Ｃ₁₀＝ 6.000×10^-16

【００３５】更に、ズーミングによって変化する面間隔
ｄ₄ 及びバックフォーカスｄ₁₉の値を全系の焦点距離ｆ
との関係で次の表中に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】また、本例の全系の広角端での焦点距離ｆ
ｗ、非球面を持つレンズレンズＬ₂の像側の凹面の光軸
上での屈折力の逆数ｆａｓｐ、その非球面を持つレンズ
の焦点距離ｆＡ及びそれらの比の値は次のようになる。 ｆｗ＝36，ｆＡ＝-42.12，｜ｆＡ／ｆｗ｜＝1.170 ，ｆ
ａｓｐ＝-50.44，｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜＝1.401

【００３８】［第３実施例］図５はこの第３実施例のレ
ンズ構成とズーミングによる各レンズ群の移動軌跡とを
合わせて示す。また、図６はこの第３実施例のズームレ
ンズの広角側及び望遠側の収差図である。図５に示すよ
うに、本例のズームレンズは物体側より順に、負の屈折
力の第１レンズ群Ｇ₁ と、絞りＳを含む正の屈折力を持
つ第２レンズ群Ｇ₂ とが配置されており、ズーミングに
際して、第１レンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ との間隔
ｄ₃ が変化する凹凸２群ズームである。第１レンズ群Ｇ
₁ は物体側から順に、両凸レンズＬ₁₁と両凹レンズＬ₁₂
との接合からなる貼り合わせレンズＬ₁ のみより構成す
る。また、第２レンズ群Ｇ₂ は物体側から順に、物体側
に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₃ 、両凸レンズ
Ｌ₄₁と両凹レンズＬ₄₂との接合からなる貼り合わせレン
ズＬ₄ 、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ
₅ 、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₆ 、
両凸レンズＬ₇ 及び物体側に凹面を向けた負のメニスカ
スレンズＬ₈ を配置して構成する。

【００３９】この図５の実施例における全系の焦点距離
ｆ、明るさを示すＦ値、画角２ω、曲率半径ｒ_i、面間
隔ｄ_i、屈折率ｎ_di、アッベ数ν_diは次のように設定さ
れる。ここで、記号＊を付した第３面が非球面であり、
その曲率半径であるｒ₃ の値は光軸上での曲率半径を意
味する。

【００４０】

【表５】（第３実施例の諸元） 焦点距離ｆ＝36〜68 ＦNO. ＝3.5〜4.7 ２ω＝61.5°〜35.1° i ｒ_i ｄ_i ｎ_di ν_di 1 99.130 8.700 1.64831 33.75 2 -130.000 1.500 1.74810 52.30 *3 37.557 可変 1.00000 4 86.539 1.200 1.72000 50.19 5 34.235 3.500 1.00000 6 28.784 13.000 1.62041 60.14 7 -17.000 2.000 1.79668 45.37 8 -199.985 0.200 1.00000 9 18.820 5.537 1.62041 60.14 10 68.588 5.000 1.00000 11 50.417 1.500 1.74950 35.19 12 22.630 2.000 1.00000 13 90.000 6.626 1.74443 49.52 14 -32.382 5.000 1.00000 15 -12.350 1.700 1.62041 60.14 16 -30.384

【００４１】また、非球面である第３面を(9) 式で表し
た場合の、円錐定数κ及び定数Ｃ₄〜Ｃ₁₀の値は次のよ
うに設定されている。 κ＝ 0.34， Ｃ₄ ＝-1.760×10^-7， Ｃ₆ ＝ 6.515×10^-10， Ｃ₈ ＝-6.500×10^-13， Ｃ₁₀＝ 0.000

【００４２】更に、ズーミングによって変化する面間隔
ｄ₃ 及びバックフォーカスｄ₁₆の値を全系の焦点距離ｆ
との関係で次の表中に示す。

【００４３】

【表６】

【００４４】また、本例の全系の広角端での焦点距離ｆ
ｗ、非球面を持つレンズＬ₁₂の像側の凹面の光軸上での
屈折力の逆数ｆａｓｐ、その非球面を持つレンズの焦点
距離ｆＡ及びそれらの比の値は次のようになる。 ｆｗ＝36，ｆＡ＝-39.00，｜ｆＡ／ｆｗ｜=1.083，ｆａ
ｓｐ＝-50.20，｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜=1.394

【００４５】［第４実施例］図７はこの第４実施例のレ
ンズ構成とズーミングによる各レンズ群の移動軌跡とを
合わせて示す。また、図８はこの第４実施例の広角側と
望遠側の収差図である。図７に示すように、本例のズー
ムレンズは物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群
Ｇ₁ 、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ₂ 、絞りＳを含
む負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ₃ 及び正の屈折力を
持つ第４レンズ群Ｇ₄ を配置して構成する。ズーミング
に際して、第１レンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ との間
隔ｄ₆、第２レンズ群Ｇ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ との間隔
ｄ₁₁、第３レンズ群Ｇ₃ と第４レンズ群Ｇ₄ との間隔ｄ
₁₆が変化する４群ズームである。また、このとき第２群
Ｇ₂ と第４群Ｇ₄ とは一体となって移動する。

【００４６】図７に示すように、第１レンズ群Ｇ₁ は物
体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレ
ンズＬ₁ 、両凹レンズＬ₂ 及び物体側に凸面を向けた正
のメニスカスレンズＬ₃ より構成する。また、第２レン
ズ群Ｇ₂ は物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の
メニスカスレンズＬ₄₁と両凸レンズＬ₄₂との接合からな
る貼り合わせレンズＬ₄ 、及び物体側に凸面を向けた正
のメニスカスレンズＬ ₅ より構成する。第３レンズ群Ｇ
₃ は、両凹レンズＬ₆₁と両凸レンズＬ₆₂との接合からな
る貼り合わせレンズＬ₆ と物体側に凸面を向けた正のメ
ニスカスレンズＬ₇ とを配置して構成する。そして、第
４レンズ群Ｇ₄ は物体側から順に、両凸レンズＬ₈ 、両
凹レンズＬ₉ 、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレ
ンズＬ₁₀及び両凸レンズＬ₁₁₁ と物体側に凹面を向けた
負のメニスカスレンズＬ₁₁₂ との接合からなる貼り合わ
せレンズＬ₁₁より構成する。

【００４７】この図７の第４実施例における全系の焦点
距離ｆ、明るさを示すＦ値、画角２ω、曲率半径ｒ_i、
面間隔ｄ_i、屈折率ｎ_di、アッベ数ν_diは次のように設
定される。ここで、記号＊を付した第２面が非球面であ
り、その曲率半径であるｒ₂ の値は光軸上での曲率半径
を意味する。

【００４８】

【表７】（第４実施例の諸元） 焦点距離ｆ＝20.6〜34 ＦNO. ＝2.9 ２ω＝94.5°〜64.6° i ｒ_i ｄ_i ｎ_di ν_di 1 63.569 2.500 1.77279 49.45 *2 15.672 12.000 1.00000 3 528.969 2.200 1.84042 43.35 4 65.982 3.500 1.00000 5 43.826 6.000 1.80518 25.35 6 104.254 可変 1.00000 7 50.271 1.200 1.80518 25.41 8 23.800 5.500 1.61720 54.01 9 -70.110 1.913 1.00000 10 34.954 3.000 1.72300 53.93 11 83.652 可変 1.00000 12 -63.000 1.200 1.77279 49.45 13 33.400 4.000 1.80518 25.35 14 -467.820 0.200 1.00000 15 97.414 2.000 1.77279 49.45 16 43.068 可変 1.00000 17 46.500 3.500 1.67003 46.42 18 -66.364 0.500 1.00000 19 -530.788 2.000 1.80384 33.89 20 36.947 3.000 1.00000 21 -240.000 3.000 1.69350 53.72 22 -53.246 0.200 1.00000 23 62.000 9.000 1.59319 67.87 24 -19.800 1.700 1.80458 25.50 25 -49.454

【００４９】また、非球面である第２面を(9) 式で表し
た場合の、円錐定数κ及び定数Ｃ₄〜Ｃ₁₀の値は次のよ
うに設定されている。 κ＝ 0.45， Ｃ₄ ＝ 0.000， Ｃ₆ ＝ 0.000， Ｃ₈ ＝ 0.000， Ｃ₁₀＝ 0.000

【００５０】更に、ズーミングによって変化する面間隔
ｄ₆ ，ｄ₁₁，ｄ₁₆及びバックフォーカスｄ₂₅の値を全系
の焦点距離ｆとの関係で次の表中に示す。

【００５１】

【表８】

【００５２】また、本例の全系の広角端での焦点距離ｆ
ｗ、非球面を持つレンズＬ₁ の像側の凹面の光軸上での
屈折力の逆数ｆａｓｐ、その非球面を持つレンズの焦点
距離ｆＡ、第１レンズ群中の正レンズＬ₃ の焦点距離ｆ
ｐ、第１レンズ群中の像側の負レンズＬ₂ の焦点距離ｆ
ｎ及びそれらの比の値は次のようになる。 ｆｗ＝20.6，ｆＡ＝-27.54，｜ｆＡ／ｆｗ｜=0.765，ｆ
ａｓｐ＝-20.280，｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜=0.985，ｆｐ＝8
9.922， ｆｐ／ｆｗ＝4.365，ｆｎ＝-89.894
， ｜ｆｎ｜／ｆｗ＝4.364

【００５３】［第５実施例］図９はこの第５実施例のレ
ンズ構成とズーミングによる各レンズ群の移動軌跡とを
合わせて示す。また、図１０はこの第５実施例の広角側
と望遠側の収差図である。図９に示すように、本例のズ
ームレンズは物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ
群Ｇ₁ 、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ₂ 、絞りＳを
含む負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ₃ 及び正の屈折力
を持つ第４レンズ群Ｇ₄ を配置して構成される。ズーミ
ングに際して、第１レンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ と
の間隔ｄ₆ 、第２レンズ群Ｇ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ との
間隔ｄ₁₁、第３レンズ群Ｇ₃ と第４レンズ群Ｇ₄ との間
隔ｄ₁₄が変化する４群ズームである。また、このとき第
２レンズ群Ｇ₂ と第４レンズ群Ｇ₄ とは一体となって移
動する。

【００５４】第１レンズ群Ｇ₁ は物体側から順に、物体
側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₁ 、両凹レン
ズＬ₂ 、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ
₃ より構成する。また、第２レンズ群Ｇ₂ は物体側から
順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₄₁
と両凸レンズＬ₄₂との接合からなる貼り合わせレンズＬ
₄ 、及び両凸レンズＬ₅ より構成する。第３レンズ群Ｇ
₃ は、両凹レンズＬ₆₁と物体側に凸面を向けた正のメニ
スカスレンズＬ₆₂との接合からなる貼り合わせレンズＬ
₆ より構成する。そして、第４レンズ群Ｇ₄ は物体側か
ら順に、両凸レンズＬ₇ 、物体側に凸面を向けた負のメ
ニスカスレンズＬ₈ 物体側に凹面を向けた正のメニスカ
スレンズＬ₉ 、及び両凸レンズＬ₁₀₁ と物体側に凹面を
向けた負のメニスカスレンズＬ₁₀₂ との接合からなる貼
り合わせレンズＬ₁₀より構成する。

【００５５】この図９の実施例における全系の焦点距離
ｆ、明るさを示すＦ値、画角２ω、曲率半径ｒ_i、画間
隔ｄ_i、屈折率ｎ_di、アッベ数ν_diは次のように設定さ
れる。ここで、記号＊を付した第２面が非球面であり、
その曲率半径であるｒ₂ の値は光軸上での曲率半径を意
味する。

【００５６】

【表９】（第５実施例の諸元） 焦点距離ｆ＝15.5〜27.3 ＦNO. ＝2.9〜3.6 ２ω＝110.06°〜75.9° i ｒ_i ｄ_i ｎ_di ν_di 1 44.913 2.500 1.78797 47.47 *2 15.754 14.500 1.00000 3 -328.018 2.000 1.80218 44.70 4 34.778 4.500 1.00000 5 36.438 5.000 1.74950 35.19 6 174.054 可変 1.00000 7 30.163 1.200 1.80384 33.89 8 18.063 5.200 1.46450 65.77 9 -62.648 1.407 1.00000 10 53.843 2.200 1.72000 50.19 11 -2680.597 可変 1.00000 12 -43.632 1.500 1.71300 53.93 13 13.830 3.000 1.72825 28.34 14 93.325 可変 1.00000 15 34.869 4.500 1.50137 56.41 16 -61.169 0.500 1.00000 17 226.288 2.000 1.79504 28.57 18 31.935 2.500 1.00000 19 -495.542 3.000 1.59319 67.87 20 -39.358 0.200 1.00000 21 122.675 8.300 1.60300 65.42 22 -17.202 1.800 1.86074 23.01 23 -33.645

【００５７】また、非球面である第２面を(9) 式で表し
た場合の、円錐定数κ及び定数Ｃ₄〜Ｃ₁₀の値は次のよ
うに設定されている。 κ＝ 0.51， Ｃ₄ ＝-4.987×10^-7， Ｃ₆ ＝ 7.015×10^-9， Ｃ₈ ＝-2.808×10^-11， Ｃ₁₀＝ 5.384×10^-14

【００５８】更に、ズーミングによって変化する面間隔
ｄ₆，ｄ₁₁，ｄ₁₄及びバックフォーカスｄ₂₃の値を全系
の焦点距離ｆとの関係で次の表中に示す。

【００５９】

【表１０】

【００６０】また、本例の全系の広角端での焦点距離ｆ
ｗ、非球面を持つレンズＬ₁ の像側の凹面の光軸上での
屈折力の逆数ｆａｓｐ、その非球面を持つレンズの焦点
距離ｆＡ、第１レンズ群中の正レンズＬ₃ の焦点距離ｆ
ｐ、第１レンズ群中の像側の負レンズＬ₂ の焦点距離ｆ
ｎ及びそれらの比の値は次のようになる。 ｆｗ＝15.54 ，ｆＡ＝-32.00，｜ｆＡ／ｆｗ｜=0.889，
ｆａｓｐ＝-19.994 ，｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜=1.294，ｆｐ
＝60.546， ｆｐ／ｆｗ＝3.919，ｆｎ＝-3
9.103 ， ｜ｆｎ｜／ｆｗ＝2.531

【００６１】［第６実施例］図１１はこの第６実施例の
レンズ構成とズーミングによる各レンズ群の移動軌跡と
を合わせて示す。また、図１２はこの第６実施例の広角
側及び望遠側の収差図である。図１１に示すように、本
例のズームレンズは物体側より順に、負の屈折力を持つ
第１レンズ群Ｇ₁、正の屈折力を持つ第２レンズ群
Ｇ₂ 、及び絞りＳを含む負の屈折力を持つ第３レンズ群
Ｇ₃ を配置して構成する。ズーミングに際して、第１レ
ンズ群Ｇ₁ と第２レンズ群Ｇ₂ との間隔ｄ₆ 、及び第２
レンズ群Ｇ ₂ と第３レンズ群Ｇ₃ との間隔ｄ₁₃が変化す
る３群ズームである。

【００６２】第１レンズ群Ｇ₁ は物体から順に、物体側
に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₁ 、両凸レンズ
Ｌ₂ 及び両凹レンズＬ₃ より構成する。また、第２レン
ズ群Ｇ₂ は物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の
メニスカスレンズＬ₄₁と両凸レンズＬ₄₂との接合からな
る貼り合わせレンズＬ₄ 、両凹レンズＬ₅ 及び両凸レン
ズＬ₆ より構成する。第３レンズ群Ｇ₃ は、物体側に凹
面を向けた正のメニスカスレンズＬ₇ 、両凹レンズ
Ｌ₈ 、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ₉
及び両凸レンズＬ₁₀より構成する。

【００６３】この図１１の第６実施例における全系の焦
点距離ｆ，明るさを示すＦ値、画角２ω、曲率半径
ｒ_i、面間隔ｄ_i、屈折率ｎ_di、アッベ数ν_diは次のよう
に設定される。ここで、記号＊を付した第２面が非球面
であり、その曲率半径であるｒ₂の値は光軸上での曲率
半径を意味する。

【００６４】

【表１１】（第６実施例の諸元） 焦点距離ｆ＝35.7〜68.6 ＦNO. ＝3.5〜4.5 ２ω＝63°〜35° i ｒ_i ｄ_i ｎ_di ν_di 1 60.000 1.500 1.67025 46.44 *2 26.376 10.000 1.00000 3 157.982 5.000 1.86074 17.24 4 -169.173 1.500 1.00000 5 -101.291 1.800 1.64000 48.73 6 91.010 可変 1.00000 7 40.317 1.500 1.75692 24.34 8 18.766 4.500 1.58913 49.49 9 -168.123 3.000 1.00000 10 -390.738 1.500 1.79504 21.79 11 54.969 0.200 1.00000 12 27.489 4.000 1.80454 30.98 13 -508.325 可変 1.00000 14 -432.862 4.000 1.59319 54.69 15 -32.058 1.000 1.00000 16 -19.259 2.000 1.74443 39.59 17 45.990 2.500 1.00000 18 -119.823 2.500 1.74810 42.04 19 -60.302 0.200 1.00000 20 81.507 4.000 1.74810 42.04 21 -62.109

【００６５】また、非球面である第２面を(9) 式で表し
た場合の、円錐定数κ及び定数Ｃ₄〜Ｃ₁₀の値は次のよ
うに設定されている。 κ＝ 0.74， Ｃ₄ ＝ 3.644×10^-7， Ｃ₆ ＝ 5.873×10^-10， Ｃ₈ ＝-9.242×10^-13， Ｃ₁₀＝ 1.000×10^-30

【００６６】更に、ズーミングによって変化する面間隔
ｄ₆ ，ｄ₁₃及びバックフォーカスｄ ₂₁の値を全系の焦点
距離ｆとの関係で次の表中に示す。

【００６７】

【表１２】

【００６８】また、本例の全系の広角端での焦点距離ｆ
ｗ、非球面を持つレンズＬ₁ の像側の凹面の光軸上での
屈折力の逆数ｆａｓｐ、その非球面を持つレンズの焦点
距離ｆＡ及びそれらの比の値は次のようになる。 ｆｗ＝35.7，ｆＡ＝-71.502 ，｜ｆＡ／ｆｗ｜＝2.00
2，ｆａｓｐ＝-39.352 ，｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜＝1.102

【００６９】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、負レンズ群が先行する
比較的大きな画角を必要とするズームレンズにおいて、
２群構成及び４群構成を問わず、また各レンズ群の具体
的レンズ構成に拘らず種々の構成において、歪曲収差が
良好に補正されたズームレンズを得ることができる。ま
た、これにより最大画角が１００゜を超えるような超広
角ズームレンズを実現することが可能となる。また、負
の屈折力を持つ第１レンズ群内の負レンズの空気と接す
る像側の凹面が、光軸から離れるに従って曲率が単調に
減少するような非球面で形成されているので、歪曲収差
を補正するための正レンズの枚数を減らすことが可能と
なる。このため、レンズ系の構成が単純化され最も物体
側に配置される負メニスカスレンズの口径が小さくなる
と共に、レンズ系全体の容積がより小さくなるという利
点がある。

【００７１】また、条件(3) を満足する場合には、特
に、物体側から順に負・正の２群構成からなるズームレ
ンズ、負・正・負・正の４群構成を有する４群ズームレ
ンズ又は負・正・負の３群構成からなるズームレンズに
おいて、歪曲収差を良好に補正できると共に、収差補正
上で適切なベンディングを得ることができる。また、条
件(4) を満足する場合には、大きなバックフォーカスを
得るための十分な負の屈折力を得ることができると共
に、諸収差の補正が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるズームレンズの第１実施例のレン
ズ構成図である。

【図２】第１実施例の広角端及び望遠端における諸収差
図である。

【図３】本発明による第２実施例のレンズ構成図であ
る。

【図４】第２実施例の広角端及び望遠端における諸収差
図である。

【図５】本発明による第３実施例のレンズ構成図であ
る。

【図６】第３実施例の広角端及び望遠端における諸収差
図である。

【図７】本発明による第４実施例のレンズ構成図であ
る。

【図８】第４実施例の広角端及び望遠端における諸収差
図である。

【図９】本発明による第５実施例のレンズ構成図であ
る。

【図１０】第５実施例の広角端及び望遠端における諸収
差図である。

【図１１】本発明による第６実施例のレンズ構成図であ
る。

【図１２】第６実施例の広角端及び望遠端における諸収
差図である。

【符号の説明】

Ｇ₁ 第１レンズ群 Ｇ₂ 第２レンズ群 Ｇ₃ 第３レンズ群 Ｇ₄ 第４レンズ群

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最も物体側に配置された負屈折力を有す
   る負レンズ群と、該負レンズ群に対して像側に配置され
   た正屈折力を有する正レンズ群とを有し、全系の焦点距
   離を変換するときに前記負レンズ群と前記正レンズ群と
   が相対的に移動するズームレンズであって、 前記負レンズ群は、空気に接する像側の面が凹面で形成
   された負レンズ成分を有し、該負レンズ成分の像側の凹
   面は、光軸から離れるに従って曲率が単調に減少する非
   球面形状であり、曲面上の光軸からの距離ｙにおける点
   に対する該曲面の頂点から光軸方向への距離をｘ、該曲
   面の頂点での曲率をＣ、Ｃ₄ ，Ｃ₆ ，‥‥を定数、κを
   円錐定数として、前記負レンズ成分の像側の凹面を ｘ＝Ｃｙ² ／｛１＋（１−κＣ² ｙ² ）^1/2 ｝＋Ｃ₄ ｙ
   ⁴ ＋Ｃ₆ ｙ⁶ ＋‥‥と表現するとき、前記円錐定数κ
   を、 -5＜κ＜0.75 で表される範囲内に設定したことを特徴とするズームレ
   ンズ。
2. 【請求項２】 全系の広角端での焦点距離をｆｗとし、
   前記負レンズ成分の像側の凹面の光軸上での屈折力の逆
   数をｆａｓｐとするとき、 0.5 ＜｜ｆａｓｐ／ｆｗ｜＜2.0 の条件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. 【請求項３】 前記負レンズ成分の焦点距離をｆＡとす
   るとき、 0.5 ＜｜ｆＡ／ｆｗ｜＜2.5 の条件を満足することを特徴とする請求項２記載のズー
   ムレンズ。