WO2001092941A1 - Objectif à focale variable et caméra vidéo équipée de cet objectif - Google Patents

Objectif à focale variable et caméra vidéo équipée de cet objectif Download PDF

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WO2001092941A1
WO2001092941A1 PCT/JP2001/004513 JP0104513W WO0192941A1 WO 2001092941 A1 WO2001092941 A1 WO 2001092941A1 JP 0104513 W JP0104513 W JP 0104513W WO 0192941 A1 WO0192941 A1 WO 0192941A1
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lens
lens group
focal length
equation
positive
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PCT/JP2001/004513
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Kazutake Boku
Shuusuke Ono
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—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
    • G02B15/16—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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
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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
    • G02B15/144113—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 arranged +-++

Definitions

  • the present invention relates to a zoom lens and a video camera using the same. More specifically, a high-magnification aspherical zoom lens with a high zoom ratio of 23 times, a high F-number of 1.6, a low cost and a long back focus, and a high-magnification zoom lens were used. For video cameras. Background art
  • plastic materials are often used as lens materials in order to reduce the cost of zoom lenses.
  • plastic materials are often used as lens materials in order to reduce the cost of zoom lenses.
  • Zoom lenses incorporating a plastic lens are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 8-11046 and Hei 9-311272.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-106046 proposes a zoom lens in which four of the ten lens elements are made of plastic lenses, thereby achieving a zoom ratio of 12 times. I have.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-131112 proposes a zoom lens in which five of the ten lens elements are plastic lenses, thereby achieving a zoom ratio of 18 times. Have been.
  • plastic lenses for zoom lenses with a zoom ratio of 20x or more If this is adopted, the change in the refractive index due to the change in the temperature of the plastic material will increase. As described above, it is difficult to apply a plastic lens to a high-magnification zoom lens, and at present, most of the lenses are composed of glass lenses. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and by adopting an optimal power arrangement and an optimal plastic lens arrangement, the F-number is as bright as 1.6 and the zoom ratio is high. It is an object of the present invention to provide a zoom lens capable of achieving high performance and low cost while having a high magnification of 23 times, and a video camera using the same.
  • a first configuration of a zoom lens according to the present invention has a positive refractive power, which is arranged in order from the object side to the image plane side, and is fixed to the image plane.
  • the first lens group includes: a negative lens, a positive lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, which are arranged in order from the object side.
  • the two lens groups consist of a negative lens, a cemented biconcave lens
  • the third lens group includes a positive lens and a negative plastic lens, which are arranged in order from the object side, and includes a positive lens, and at least one surface of the lens group is aspheric. At least one surface is aspherical
  • the fourth lens group includes a cemented negative plastic lens and a positive plastic lens which are arranged in order from the object side.
  • the focal length of the negative plastic lens of the third lens group is fp1
  • the focal length of the negative plastic lens of the fourth lens group is fp2
  • the focal length of the positive plastic lens is f P 3
  • the combined focal length of the entire system at the wide-angle end is fw
  • the zoom lens it is possible to realize a high-magnification zoom lens with a magnification of 20 times or more while adjusting the balance of various aberrations.
  • a change in the refractive index of each plastic lens material caused by a change in temperature can be offset, and the positional deviation of the image plane can be reduced.
  • the combined focal length of the first lens group is f1
  • the combined focal length of the second lens group is f2
  • the combined focal length of the third lens group is f3
  • the fourth lens is Assuming that the combined focal length of the group is f4, it is preferable to satisfy the following (Equation 38) to (Equation 41).
  • the zoom lens can be made compact while satisfactorily adjusting various aberration performances.
  • the distance between the positive lens and the negative plastic lens in the third lens group is d 12, it is preferable that the following expression (42) is satisfied.
  • chromatic aberration can be favorably corrected in the zooming region from the wide end to the tele end.
  • the biconcave lens of the second lens group may include a negative lens closest to the object side of the entrance surface and the second lens group from a lens center on the entrance surface.
  • sag (rl) is the sag amount up to the contact position with the emission surface
  • sag (r2) is the sag amount from the center of the lens to the outermost part on the emission surface
  • d8 is the lens thickness
  • the yield can be improved.
  • a radius of curvature of a lens surface closest to the image plane of the first lens group and a radius of curvature of a lens surface closest to the object side of the second lens group are provided.
  • the lens barrel can be easily manufactured.
  • the second configuration of the zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power and fixed to the image plane, which is arranged in order from the object side to the image plane side.
  • a lens, wherein the first lens group includes: a negative lens, a positive lens, and an object arranged in order from the object side.
  • the second lens group is composed of a negative lens, a cemented biconcave lens and a positive lens, which are arranged in order from the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the body side. At least one surface is aspherical, the third lens group is composed of a positive lens and a negative plastic lens arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens group is aspherical;
  • the fourth lens group includes a positive plastic lens and a negative plastic lens joined in order from the object side, at least one surface of the lens group is aspheric, and the negative lens of the third lens group is
  • the focal length of the plastic lens is fP1
  • the focal length of the positive plastic lens in the fourth lens group is fP2
  • the focal length of the negative plastic lens is fp3, wide When the combined focal length of the entire system at the end is fw, the following (Equation 45) is satisfied.
  • the zoom lens it is possible to realize a high-magnification zoom lens having a magnification of 20 times or more while adjusting various aberrations.
  • a change in the refractive index of each plastic lens material caused by a change in temperature can be offset, and the positional deviation of the image plane can be reduced.
  • the configuration is such that the change in the refractive index due to the temperature change of each plastic lens material is canceled out, and the positional shift of the image plane hardly occurs. can do.
  • the combined focal length of the first lens group is f1
  • the combined focal length of the second lens group is f2
  • the combined focal length of the third lens group is f3
  • the fourth lens is Assuming that the combined focal length of the group is f4, it is preferable to satisfy the following (Equation 47) to (Equation 50).
  • the zoom lens can be made compact while satisfactorily adjusting various aberration performances.
  • the distance between the positive lens and the negative plastic lens of the third lens group is d 12, it is preferable that the following (Equation 51) is satisfied.
  • chromatic aberration can be favorably corrected in the zooming region from the wide end to the tele end.
  • the biconcave lens of the second lens group may be configured such that: The sag amount from the center of the second lens group up to the contact surface with the exit surface of the negative lens closest to the object side is sag (rl), and the sag amount from the lens center to the most peripheral portion of the exit surface is sag (r2).
  • sag the sag amount from the center of the second lens group up to the contact surface with the exit surface of the negative lens closest to the object side
  • sag amount from the lens center to the most peripheral portion of the exit surface is sag (r2).
  • the biconcave lens can be easily formed, so that the yield can be improved.
  • a radius of curvature of a lens surface of the first lens group closest to the image plane and a radius of curvature of a lens surface of the second lens group closest to the object side are provided.
  • the lens barrel can be easily manufactured.
  • JW JW According to this preferred example, it is possible to secure a bag focus necessary for inserting an infrared cut filter or a low-pass filter such as crystal. Also, since the back focus does not increase more than necessary, a small zoom lens can be realized.
  • a third configuration of the zoom lens according to the present invention is as follows.
  • the first lens group which has positive refractive power and is fixed to the image plane, is arranged in order toward, and has a negative refractive power and moves on the optical axis to change the magnification.
  • a fourth lens group that moves on the optical axis so as to keep the image plane to be kept at a fixed position from the reference plane, wherein the first lens group is arranged in order from the object side
  • the second lens group includes a lens, a positive lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side.
  • the second lens group includes, in order from the object side, a negative lens, a cemented biconcave lens, and a positive lens. And at least one surface of the lens group is an aspheric surface;
  • the third lens group is composed of a positive lens and a negative plastic lens arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens group is aspherical, and the fourth lens group is arranged in order from the object side.
  • the lens group includes a negative plastic lens and a positive plastic lens, at least one surface of the lens group is aspheric, the focal length of the negative plastic lens of the third lens group is fP1, and the fourth lens is When the focal length of the negative plastic lens in the group is fp2, the focal length of the positive plastic lens is fp3, and the combined focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, the following (Equation 5 4) is satisfied. I do.
  • the zoom lens it is possible to realize a high-magnification zoom lens having a magnification of 20 times or more while adjusting various aberrations.
  • a change in the refractive index of each plastic lens material caused by a change in temperature can be offset, and the positional deviation of the image plane can be reduced.
  • the following (Equation 55) it is preferable that the following (Equation 55) is satisfied. '
  • the combined focal length of the first lens group is f1
  • the combined focal length of the second lens group is f2
  • the combined focal length of the third lens group is f3
  • the fourth lens is Assuming that the combined focal length of the group is f4, it is preferable to satisfy the following (Equation 56) to (Equation 59).
  • the zoom lens can be made compact while satisfactorily adjusting various aberration performances.
  • the lens distance between the positive lens and the negative plastic lens of the third lens group is d 1 2 In this case, it is preferable to satisfy the following (Equation 60).
  • chromatic aberration can be favorably corrected in the zooming region from the wide end to the tele end.
  • the biconcave lens of the second lens group includes a negative lens located closest to the object side of the entrance surface and the second lens group from a lens center on the entrance surface.
  • sag (rl) is the amount of sag up to the contact position with the exit surface
  • sag (r2) is the sag amount from the center of the lens to the outermost part on the exit surface
  • d8 is the lens thickness
  • the yield can be improved.
  • the curvature radius of the lens surface closest to the image plane of the first lens group and the curvature radius of the lens surface closest to the object side of the second lens group are the same. According to this preferred example, it is possible to prevent the distance between the surface closest to the image plane of the first lens unit and the surface closest to the object side of the second lens unit from becoming smaller toward the periphery of the lens.
  • the lens barrel can be easily manufactured.
  • a fourth configuration of the zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power and fixed to the image plane, which is arranged in order from the object side to the image plane side.
  • a lens wherein the first lens group is composed of a negative lens, a positive lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, arranged in order from the object side, and the second lens group is an object From the negative lens, the cemented biconcave lens and the positive lens
  • at least one surface of the lens group is aspherical
  • the third lens group is composed of a cemented positive lens and a negative plastic lens arranged in order from the object side.
  • At least one surface is aspherical
  • the fourth lens group is composed of a cemented negative plastic lens and a positive plastic lens arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens group is aspherical.
  • the focal length of the negative plastic lens of the third lens group is ⁇ 1
  • the focal length of the negative plastic lens of the fourth lens group is f ⁇ 2
  • the focal length of the positive plastic lens is fp3
  • the zoom lens it is possible to realize a high-magnification zoom lens with a magnification of 20 times or more while adjusting the balance of various aberrations.
  • a change in the refractive index of each plastic lens material caused by a change in temperature can be offset, and the positional deviation of the image plane can be reduced.
  • the combined focal length of the first lens group is f1
  • the combined focal length of the second lens group is f2
  • the combined focal length of the third lens group is 3
  • the fourth lens is
  • the combined focal length of the group is ⁇ 4
  • the zoom lens can be compactly configured while satisfactorily adjusting various aberration performances.
  • the biconcave lens of the second lens group includes a negative lens located closest to the object side of the entrance surface and the second lens group from a lens center on the entrance surface.
  • sag (rl) is the sag amount up to the contact position with the emission surface
  • sag (r2) is the sag amount from the lens center to the outermost part on the emission surface
  • d8 is the lens thickness
  • a radius of curvature of a lens surface closest to the image plane of the first lens group and a radius of curvature of a lens surface closest to the object side of the second lens group are preferably the same. According to this preferred example, it is possible to prevent the distance between the surface closest to the image plane of the first lens unit and the surface closest to the object side of the second lens unit from becoming smaller toward the periphery of the lens.
  • the lens barrel can be easily manufactured.
  • the video camera according to the present invention is a video camera including a zoom lens, wherein the zoom lens according to the present invention is used as the zoom lens. According to the configuration of the video camera, it is possible to realize a low-cost video camera that is excellent in miniaturization and weight reduction.
  • FIG. 1 is a layout diagram showing a zoom lens according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an aberration performance diagram at a wide end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an aberration performance diagram at a normal position of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an aberration performance diagram at a tele end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a layout diagram showing a zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an aberration performance diagram at the wide end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an aberration performance diagram at a normal position of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention, and FIG.
  • FIG. 8 is a diagram at the tele end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a layout diagram showing a zoom lens according to a third embodiment of the present invention, and
  • FIG. 10 is a wide end view of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an aberration performance diagram at the normal position of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention, and
  • FIG. 12 is a graph showing the aberration performance at the normal position of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an aberration performance diagram at the telephoto end
  • FIG. 13 is a layout diagram illustrating a zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention, and
  • FIG. 14 is a wide-angle view of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an aberration performance diagram at the edge
  • FIG. 15 is an aberration performance diagram at the normal position of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a diagram illustrating the aberration performance according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is an aberration performance diagram
  • FIG. 17 is a layout diagram illustrating a configuration of a video camera according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a layout diagram showing a zoom lens according to a first embodiment of the present invention.
  • the first lens group 11, the second lens group 12, and the A third lens group 13, a fourth lens group 14, and a flat glass plate 15 are arranged, thereby forming a zoom lens.
  • the flat glass 15 is optically equivalent to a crystal filter, a face plate of an imaging device, and the like.
  • the first lens group 11 has a positive refractive power and is suitable for zooming and focusing. However, it is fixed with respect to the image plane 16.
  • the second lens group 12 has a negative refractive power, and performs a zooming action by moving on the optical axis.
  • the third lens group 13 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 16 even during zooming and focusing.
  • the fourth lens group 14 has a positive refractive power, and maintains the second lens group 12 and the image plane 16 that fluctuates with the movement of the object as a subject at a fixed position from the reference plane.
  • the first lens group 11 which simultaneously moves the image by zooming and adjusts the focus by moving on the optical axis, comprises a negative lens la, a positive lens 1 b, and an object arranged in order from the object side. And a positive meniscus lens 1 c having a convex surface facing the side.
  • the second lens group 12 includes a negative lens 2a and a cemented lens of a biconcave lens 2b and a positive lens 2c, which are arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is non- It is spherical.
  • the third lens group 13 includes a positive lens 3a and a negative plastic lens 3b arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is aspheric.
  • the fourth lens group 14 is composed of a cemented lens of a negative plastic lens 4a and a positive plastic lens 4b arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is aspheric. .
  • the focal length of the negative plastic lens 3b of the third lens group 13 is fp1
  • the focal length of the negative plastic lens 4a of the fourth lens group 14 is fp2
  • the focal length of lens 4b is fp3
  • the combined focal length of the entire system at the wide-angle end is fw
  • a change in the refractive index of each plastic lens material caused by a change in temperature can be offset, and the deviation of the image plane position can be reduced.
  • a plastic material has a characteristic that the refractive index decreases and the material expands as the temperature rises.
  • plastic materials have the property that the refractive index increases and the material shrinks as the temperature decreases.
  • the image plane can be kept constant within the movement range of the fourth lens group 14 that moves within a certain range on the optical axis so as to keep the image plane at a fixed position from the reference plane. It causes the phenomenon of disappearance, and as a result: As a result, a focus shift occurs.
  • the focal length fp 1 of the negative plastic lens 3 b of the third lens group 13 the focal length fp 2 of the negative plastic lens 4 a of the fourth lens group 14, and fp 2
  • the focal length of the positive plastic lens 4 b, the composite focal length of fp 3 increases the tendency of the positive lens.
  • the image plane position shifts most toward the image plane at the normal position. For this reason, the focus shift still occurs.
  • Equation 72 a change in the refractive index of each plastic lens material due to a change in temperature can be canceled out, and a configuration can be realized in which the image plane position hardly shifts.
  • the zoom lens according to the present embodiment has a combined focal length of the first lens group 11 of ⁇ 1, a combined focal length of the second lens group 12 of f2, and a combined focal length of the third lens group 13.
  • the distance is f 3 and the combined focal length of the fourth lens group 14 is f 4
  • a zoom lens can be compactly configured with excellent aberration performance.
  • the value falls below the lower limit of (Equation 73)
  • the refractive power of the first lens unit 11 becomes large. It becomes difficult to correct spherical aberration on the long focal length side and coma aberration off-axis. If the upper limit of the above (Equation 73) is exceeded, the overall length of the lens will be long, and it will be difficult to make the zoom lens compact.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 77) when the lens distance between the positive lens 3 a and the negative plastic lens 3 b of the third lens group 13 is d 12. Is desirable.
  • the zoom lens according to the present embodiment includes a biconcave lens 2 b of the second lens group 12, a position from the center of the lens on the entrance surface to the entrance surface and the negative lens 2 a closest to the object side of the second lens group 12.
  • sag (r 1) is the sag amount to the contact position with the exit surface
  • sag (r 2) is the sag amount from the center of the lens to the outermost part on the exit surface
  • d8 is the lens thickness, 8) should be satisfied.
  • the biconcave lens 2b can be easily formed, so that the yield can be improved.
  • Equation 78 If the value exceeds the upper limit of (Equation 78), the ratio of the thickness at the center of the lens to the edge thickness at the peripheral portion increases, and it becomes difficult to mold the lens.Therefore, the yield decreases, and cost reduction becomes difficult. I will.
  • the radius of curvature of the lens surface closest to the image plane of the first lens group 11 and the radius of curvature of the lens surface closest to the object side of the second lens group 12 are different. Desirably, they are the same. This prevents the distance between the surface closest to the image plane of the first lens unit 11 1 and the surface closest to the object of the second lens unit 12 from becoming smaller toward the periphery of the lens. This makes it easy to manufacture the lens barrel.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 79), where BF is the distance from the last lens surface to the image surface in the air.
  • Table 1 shows specific numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment.
  • rd (mm) is the radius of curvature of the lens
  • th (mm) is the thickness of the lens or the air gap of the lens
  • nd is the refractive index of each lens with respect to the d line
  • ri is the refractive index of each lens.
  • the Abbe number for the d line is shown.
  • the surface with an aspheric surface is indicated by an asterisk beside the surface number in (Table 1) above) is
  • y is the height from the optical axis
  • Z is the distance from the tangent plane of the aspherical vertex of the aspherical shape whose height from the optical axis is y
  • c is the height of the aspherical vertex.
  • the curvature, k is the conic constant, and D, E, F, and G are the aspheric coefficients.
  • Table 2 shows the aspherical coefficients of the zoom lens according to this embodiment t [Table 2].
  • Table 3 shows the variable air spacing (mm) depending on the zoom when the object point is at infinity.
  • the normal position in the above (Table 3) is a position where the third lens group 13 and the fourth lens group 14 are closest to each other.
  • the focal length (mm), FNo, and ⁇ (degree) are the focal length, the F-number, and the angle of incidence at the wide end, the normal position, and the tele end of the zoom lens of the present embodiment.
  • FIGS. 2 to 4 show aberration performance diagrams of the zoom lens of the present embodiment at the wide-angle end, the normal position, and the telephoto end. In each figure, (a), (b),
  • (c;), (d) and (e) indicate spherical aberration (mm), astigmatism (mm), distortion (%), axial chromatic aberration (mm), and lateral chromatic aberration (mm), respectively.
  • the solid line indicates sagittal field curvature
  • the broken line indicates meridional field curvature.
  • the zoom lens of the present example shows good aberration performance.
  • the amount of movement of the image plane position due to the change in the refractive index of the plastic lens material due to temperature change is 0.9 ⁇ m Z ° C.
  • FIG. 5 is a layout diagram showing a zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
  • the first lens group 21, the second lens group 22, and the third lens group 23, a fourth lens group 24, and a flat glass plate 25 are arranged to form a zoom lens.
  • the flat glass 25 is optically equivalent to a crystal filter, a face plate of an imaging device, and the like.
  • the first lens group 21 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 26 during zooming and focusing.
  • the second lens group 22 has a negative refractive power and performs a zooming action by moving on the optical axis.
  • the third lens group 23 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 26 during zooming and focusing.
  • the fourth lens group 24 has a positive refractive power, and maintains the second lens group 22 and the image plane 26 that fluctuates with the movement of the object as a subject at a fixed position from the reference plane.
  • the first lens group 21 that simultaneously moves the image by zooming and adjusts the focus by moving on the optical axis includes a negative lens 5a, a positive lens 5b, which are arranged in order from the object side.
  • a positive meniscus lens 5c having a convex surface facing the object side.
  • the second lens group 22 is composed of a negative lens 6a and a cemented lens of a biconcave lens 6b and a positive lens 6c arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is non- It is spherical.
  • the third lens group 23 includes a positive lens 7a and a negative plastic lens 7b arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is aspheric.
  • the fourth lens group 24 is composed of a cemented lens of a positive plastic lens 8a and a negative plastic lens 8b arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is aspheric. .
  • the focal length of the negative plastic lens 7b of the third lens group 23 is fp1
  • the focal length of the positive plastic lens 8a of the fourth lens group 24 is fp2
  • the negative plastic lens is Assuming that the focal length of the lens 8b is fp3 and the combined focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, the following (Equation 81) is satisfied. [Number 8 1]
  • a change in the refractive index of each plastic lens material due to a change in temperature can be offset, and the deviation of the image plane position can be reduced.
  • a plastic material has a characteristic that the refractive index decreases and the material expands as the temperature rises.
  • plastic materials have the property that the refractive index increases and the material shrinks as the temperature decreases.
  • the focal length of the negative plastic lens 7 b of the third lens group 23 is fp 1
  • the focal length of the positive plastic lens 8 a of the fourth lens group 24 is fp
  • the composite focal length of the focal length fp3 of the negative plastic lens 8 and the negative focal length of the negative plastic lens 8 increases the tendency of the negative lens, and when the temperature rises, the image plane position largely shifts to the object side most at the wide end. Conversely, when the temperature drops, the image plane position shifts greatly toward the image plane at the wide end.
  • the image plane can be kept constant within the movement range of the fourth lens group 24 that moves within a certain range on the optical axis so that the image plane is kept at a fixed position from the reference plane. This causes a phenomenon of disappearance, and as a result, a focus shift occurs.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 8 2). It is hoped that
  • Equation 82 it is possible to achieve a configuration in which a change in the refractive index of each plastic lens material due to a temperature change is canceled out, and the image plane position hardly shifts.
  • the zoom lens according to the present embodiment has a combined focal length of first lens group 21 of f1, a combined focal length of second lens group 22 of ⁇ 2, and a combined focal length of third lens group 23.
  • the distance is f 3 and the combined focal length of the fourth lens group 24 is f 4, it is desirable that the following (Equation 83) to (Equation 86) are satisfied.
  • the zoom lens can be compactly configured while satisfactorily adjusting various aberration performances.
  • the value is below the lower limit of the above (Equation 83)
  • the refractive power of the first lens unit 21 becomes large, and it becomes difficult to correct spherical aberration on the long focal length side and coma aberration off the axis.
  • the upper limit of the above (Equation 83) is exceeded, the overall length of the lens becomes longer, and it becomes difficult to make the zoom lens compact.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 87). Is desirable.
  • the zoom lens according to the present embodiment includes a biconcave lens 6 b of the second lens group 22, a lens from the center of the entrance surface to the entrance surface and the negative lens 6 a closest to the object side of the second lens group 22.
  • a biconcave lens 6 b of the second lens group 22 a lens from the center of the entrance surface to the entrance surface and the negative lens 6 a closest to the object side of the second lens group 22.
  • the biconcave lens 6b can be easily formed, so that the yield can be improved.
  • the radius of curvature of the lens surface closest to the image plane of the first lens group 21 and the radius of curvature of the lens surface closest to the object side of the second lens group 22 are different. Desirably, they are the same. This prevents the surface distance between the surface closest to the image plane of the first lens group 21 and the surface closest to the object of the second lens group 22 from decreasing as the distance to the lens periphery increases. This makes it easy to manufacture the lens barrel.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 89), where BF is the distance from the last lens surface to the image surface in the air. [Number 8 9]
  • Table 4 shows specific numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment.
  • rd (mm) is the radius of curvature of the lens
  • th (mm) is the thickness of the lens or the air gap of the lens
  • nd is the refractive index of each lens with respect to the d-line
  • ri is the refractive index of each lens.
  • the Abbe number for the d line is shown.
  • the surface with an aspherical surface is defined by (Equation 80) above.
  • Table 5 shows the aspheric coefficients of the zoom lens according to the present embodiment.
  • Table 6 below shows the zoom in case the object point is at infinity.
  • the normal position in the above (Table 6) is a position where the third lens group 23 and the fourth lens group 24 come closest to each other.
  • the focal length (mm), FNo, and ⁇ (degree) are the focal length, the F-number, and the angle of incidence at the wide end, the normal position, and the tele end of the zoom lens of the present embodiment.
  • 6 to 8 show aberration performance diagrams of the zoom lens according to the present embodiment at the wide-angle end, the normal position, and the telephoto end.
  • ( a ), (b), (c), (d), and (e) indicate spherical aberration (mm), astigmatism (mm), distortion (%), and axial chromatic aberration (mm), respectively.
  • the solid line indicates sagittal field curvature
  • the broken line indicates meridional field curvature.
  • the solid line shows the value for the d line
  • the short dashed line shows the value for the F line
  • the long dashed line shows the value for the C line.
  • the zoom lens according to the present example shows good aberration performance.
  • the amount of movement of the image plane position due to the change in the refractive index of the plastic lens material due to temperature change is 1.0 m when the object point is at infinity and the zoom position is at the wide end. Z ° C.
  • FIG. 9 is an arrangement diagram showing a zoom lens according to the third embodiment of the present invention.
  • the first lens group 31, the second lens group 32, and the A third lens group 33, a fourth lens group 34, and a flat glass plate 35 are arranged, thereby constituting a zoom lens.
  • the flat glass 35 is optically equivalent to a crystal filter, a face plate of an imaging device, and the like.
  • the first lens group 31 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 36 even during zooming and focusing.
  • the second lens group 32 has a negative refractive power, and performs a zooming action by moving on the optical axis.
  • the third lens group 33 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 36 even during zooming and focusing.
  • the fourth lens group 34 has a positive refractive power, and maintains the second lens group 32 and the image plane 36 that fluctuates with the movement of the object as a subject at a fixed position from the reference plane. By moving on the optical axis, the movement of the image by zooming and the focus adjustment are performed at the same time.
  • the first lens group 31 includes a negative lens 9a and a positive lens 9b arranged in order from the object side. And a positive meniscus lens 9c having a convex surface facing the object side.
  • the second lens group 32 includes a negative lens 10a, a cemented lens of a biconcave lens 10b and a positive lens 10c, which are arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens. Is aspheric.
  • the third lens group 33 includes a positive lens 11a and a negative plastic lens 11b arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is aspheric.
  • the fourth lens group 3 4 is It is composed of a negative plastic lens 12a and a positive plastic lens 12b arranged in order, and at least one surface of the lens is aspheric.
  • the focal length of the negative plastic lens 11b of the third lens group 33 is fp1
  • the focal length of the negative plastic lens 12a of the fourth lens group 34 is fp2.
  • a change in the refractive index of each plastic lens material due to a change in temperature can be offset, and the deviation of the image plane position can be reduced.
  • a plastic material has a characteristic that the refractive index decreases and the material expands as the temperature rises.
  • plastic materials have the property that the refractive index increases and the material shrinks as the temperature decreases.
  • the combined focal length of the first lens group 31 is f1
  • the combined focal length of the second lens group 32 is f2
  • the combined focal length of the third lens group 33 is f2.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 96) when the lens distance between the positive lens 11a and the negative plastic lens 11b of the third lens group 33 is d12. Is desirable.
  • the zoom lens according to the present embodiment includes a negative lens 10 a of the biconcave lens 10 b of the second lens group 32, which is located closest to the object surface of the second lens group 32 from the lens center of the incident surface.
  • sag (rl) is the sag amount up to the contact position with the exit surface of the lens
  • sag (r 2) is the sag amount from the center of the lens to the outermost part on the exit surface
  • d8 is the lens thickness. 9 7) is desirable.
  • the radius of curvature of the lens surface closest to the image plane of the first lens group 31 is the same as the radius of curvature of the lens surface closest to the object side of the second lens group 32. It is desirable that As a result, the first lens The distance between the surface closest to the image plane of the lens group 31 and the surface closest to the object of the second lens group 32 can be prevented from decreasing as the distance to the lens periphery increases. The manufacture of the lens barrel becomes easy.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 98) when the distance from the last lens surface to the image surface in air is BF.
  • Table 7 shows specific numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment.
  • rd (mm) is the radius of curvature of the lens
  • th (mm) is the thickness of the lens or the air gap between the lenses
  • nd is the refractive index of each lens with respect to the d-line
  • ri is each lens. Shows the Abbe number for the d-line.
  • the surface having an aspherical surface is defined by the above (Equation 80).
  • the normal position in the above (Table 9) is a position where the third lens group 33 and the fourth lens group 34 are closest.
  • the focal length (mm), FN o, and ⁇ (degrees) are the focal length, the F-number, and the angle of view at the wide end, the normal position, and the tele end of the zoom lens of the present embodiment.
  • FIGS. 10 to 12 show aberration performance diagrams of the zoom lens according to the present embodiment at the wide-angle end, the normal position, and the telephoto end.
  • (a), (b), (c), (d), and (e) are spherical aberration (mm), astigmatism (mm), distortion (%), and axial chromatic aberration (mm), respectively.
  • the zoom lens according to the present example shows good aberration performance.
  • the amount of movement of the image plane position due to the change in the refractive index of the plastic lens material due to temperature change is 1.2 mZ when the object point is at infinity and the zoom position is at the wide end.
  • FIG. 13 is an arrangement diagram showing a zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the first lens group 41 and the second lens group 42 are arranged in order from the object side (left side in FIG. 13) to the image plane 46 side (right side in FIG. 13).
  • a third lens group 43, a fourth lens group 44, and a flat glass 45 are arranged, thereby constituting a zoom lens.
  • the flat glass 45 is optically equivalent to a crystal filter, a face plate of an imaging device, or the like.
  • the first lens group 41 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 46 even during zooming and focusing.
  • the second lens group 42 has a negative refractive power and performs a zooming action by moving on the optical axis.
  • the third lens group 43 has a positive refractive power, and is fixed with respect to the image plane 46 even during zooming and focusing.
  • the fourth lens group 44 has a positive refractive power, and maintains the second lens group 42 and the image plane 46 that fluctuates with the movement of the object as a subject at a fixed position from the reference plane.
  • the first lens group 41 which simultaneously moves the image by zooming and adjusts the focus by moving on the optical axis, is composed of a negative lens 13a and a positive lens 13 arranged in order from the object side. b, and a positive meniscus lens 13 c with the convex surface facing the object side.
  • the second lens group 42 is composed of a negative lens 14a, a cemented lens of a biconcave lens 14b and a positive lens 14c arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens Has an aspherical surface.
  • the third lens group 43 includes a cemented lens of a positive lens 15a and a negative plastic lens 15b arranged in order from the object side, and at least one surface of the lens is aspheric. .
  • the fourth lens group 4 4 is composed of a negative plastic lens 16 a and a positive It is composed of a cemented lens with a stick lens 16b, and at least one surface of the lens is aspheric.
  • the focal length of the negative plastic lens 15b of the third lens group 43 is fp1
  • the focal length of the negative plastic lens 16a of the fourth lens group 44 is fp2.
  • a plastic material has a characteristic that the refractive index decreases and the material expands as the temperature rises.
  • plastic materials have the property that the refractive index increases and the material shrinks as the temperature decreases.
  • Equation 100 a change in the refractive index due to a temperature change of each plastic lens material can be canceled out, so that a configuration in which the image plane position hardly shifts can be realized.
  • the zoom lens according to the present embodiment has a composite focal length of the first lens group 41 of f1, a composite focal length of the second lens group 42 of f2, and a composite focal length of the third lens group 43 of f2. 3. Assuming that the combined focal length of the fourth lens group 44 is f4, it is desirable that the following (Equation 101) to (Equation 104) are satisfied.
  • the zoom lens according to the present embodiment includes a bi-concave lens 14b of the second lens group 42, an entrance surface from the lens center of the entrance surface, and an exit surface of the negative lens 14a closest to the object side of the second lens group 42.
  • sag (r 1) is the sag amount up to the contact position with the lens
  • sag (r 2) is the sag amount from the lens center to the outermost part on the exit surface
  • d8 is the lens thickness.
  • the biconcave lens 14b can be easily formed, so that the yield can be improved.
  • the value exceeds the upper limit of (Equation 105) the ratio of the thickness at the center of the lens to the edge thickness at the peripheral portion becomes large, and it becomes difficult to mold the lens. As a result, the yield is reduced and cost reduction is difficult. Become.
  • the radius of curvature of the lens surface closest to the image plane of the first lens group 41 is the same as the radius of curvature of the lens surface closest to the object side of the second lens group 42. It is desirable that This prevents the distance between the surface closest to the image plane of the first lens group 41 and the surface closest to the object of the second lens group 42 from decreasing as the distance to the lens periphery increases. Can be easily manufactured.
  • the zoom lens according to the present embodiment satisfies the following (Equation 106), where BF is the distance from the last lens surface to the image surface in the air. [Number 1 06]
  • Table 10 shows specific numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment.
  • rd (mm) is the radius of curvature of the lens
  • th (mm) is the thickness of the lens or the air gap of the lens
  • nd is the refractive index of each lens for d-line
  • ri is the d of each lens. Shows the Abbe number for the line.
  • the surface having an aspheric surface is defined by (Equation 80) above.
  • Table 11 shows the aspheric coefficients of the zoom lens according to the present embodiment.
  • the normal position in the above is the position where the third lens group 43 and the fourth lens group 44 are closest.
  • Table 1 2 the focal length (mm), FNo, omega (degrees), the wide end of the zoom lens of the present example, the normal position, the focal length at the telephoto end, F number, the incident angle t 14 to 16 show aberration performance diagrams of the zoom lens of the present embodiment at the wide-angle end, the normal position, and the telephoto end.
  • (a), (b), (c), (d), and (e) represent spherical aberration (mm), astigmatism (mm), distortion (), axial chromatic aberration (mm), The chromatic aberration of magnification (mm) is shown.
  • the solid line indicates sagittal field curvature
  • the broken line indicates meridional field curvature.
  • the solid line shows the value for the d line
  • the short dashed line shows the value for the F line
  • the long dashed line shows the value for the C line.
  • the amount of movement of the image plane position due to the change in the refractive index of the plastic lens material due to temperature change is 0.9 mZ ° C when the object point is at infinity and the zoom position is the normal position.
  • FIG. 17 is a layout diagram showing a configuration of a video camera according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the video camera according to the present embodiment includes a zoom lens 100, a single-pass filter 101, an image sensor 102, a signal processing circuit 103, It has a viewfinder 104 and a recording system 105.
  • the zoom lens according to the first embodiment is used as the zoom lens 100.
  • a video camera is configured using the zoom lens of the present invention, a high-performance and low-cost video camera can be realized with a high zoom ratio of 23 times. Even when the zoom lenses according to the second to fourth embodiments are used, a high-performance, low-cost video camera with a high zoom ratio of 23 times is realized. can do.
  • a zoom lens that can achieve high performance and low cost while having a bright F-number of 1.6 and a high zoom ratio of 23 times is provided. It can be used for video cameras that require a high zoom ratio, high functionality, and low cost.

Landscapes

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Description

明 細 書 ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ 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、 ズーム比が 2 3倍と高倍率であると共に、 Fナンバーが 1 . 6と明るく、 かつ、 低コストでバックフォーカスの長い高倍率非球 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。 背景技術
従来、 ズームレンズの低コスト化を図るために、 レンズ材料としてプ ラスチック材料がよく用いられている。 また、 近年、 市場競争力を強化 するために、 高変倍でありながら、 高解像力を有するズームレンズの開 発が強く要望されている。 すなわち、 ズームレンズとしては、 高変倍で あると共に、 高解像力を有し、 しかも低コストのものを実現する必要が ある。
プラスチックレンズを採り入れたズームレンズは、 例えば、 特開平 8 一 1 0 6 0 4 6号、 特開平 9 - 3 1 1 2 7 2号の各公報に開示されてい る。 特開平 8 - 1 0 6 0 4 6号公報においては、 1 0枚構成のうちの 4 枚をプラスチックレンズとするズームレンズが提案されており、 これに より 1 2倍のズーム比が達成されている。 また、 特開平 9一 3 1 1 2 7 2号公報においては、 1 0枚構成のうちの 5枚をプラスチックレンズと するズームレンズが提案されており、 これにより 1 8倍のズーム比が達 成されている。
しかし、 ズーム比が 2 0倍以上のズームレンズにプラスチックレンズ を採り入れると、 プラスチック材料の温度変化に伴う屈折率変化が大き くなつてしまう。 このように、 高倍率ズームレンズへのプラスチックレ ンズの適用が困難であるため、 そのほとんどがガラスレンズによって構 成されているのが現状である。 発明の開示
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、 最適なパワー配置及び最適なプラスチックレンズ配置を採用す ることにより、 Fナンバーが 1 . 6と明るく、 ズ一ム比が 2 3倍と高倍 率でありながら、 高性能、 低コスト化を達成することのできるズ一ムレ ンズ及びそれを用いたビデオカメラを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、 本発明に係るズームレンズの第 1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伴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 1レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと, 正レンズと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、 前 記第 2レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 接合され た両凹レンズと正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配置された, 正レンズと負プラスチックレンズとからなると共に、 前記レンズ群の少 なくとも 1面が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側から順に配 置された、 接合された負プラスチックレンズと正プラスチックレンズと からなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記 第 3レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f p 1、 前記第 4レ ンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f p 2、 正プラスチックレ ンズの焦点距離を f P 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f w としたとき、 下記 （数 3 6 ) を満足することを特徴とする。
[数 3 6 ]
Figure imgf000005_0001
このズームレンズの第 1の構成によれば、 諸収差のパランスを整えな がら 2 0倍以上の高倍率ズームレンズを実現することができる。 また、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像 面の位置ズレを小さくすることができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、 下記 （数 3 7 ) を満足するのが好ましい。
[数 3 7 ]
7
Figure imgf000005_0002
この好ましい例によれば、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴 う屈折率変化を相殺して、 像面の位置ズレがほとんど発生しない構成と することができる。 また、 この場合には、 前記第 1レンズ群の合成焦点 距離を f 1、 前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ 群の合成焦点距離を f 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を f 4とし たとき、 下記 （数 3 8 ) 〜 （数 4 1 ) を満足するのが好ましい。
[数 3 8 ]
9 < < 1 1 [数 3 9]
Figure imgf000006_0001
[数 40]
4.5 < <6
[数 41]
「4
4.5<— <6.5 この好ましい例によれば、 諸収差性能を良好に整えつつ、 ズームレン ズをコンパクトに構成することができる。 この場合にはさらに、 前記第 3レンズ群の正レンズと負プラスチックレンズとのレンズ間隔を d 1 2 としたとき、 下記 （数 42) を満足するのが好ましい。
[数 42]
dl2x <1.2
この好ましい例によれば、 'ワイド端からテレ端までのズーミング領域 において、 色収差を良好に補正することができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、 前記第 2 レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心から前記入射面と 前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面との接触位置ま でのサグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺 部までのサグ量を s a g ( r 2) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 (数 43) を満足するのが好ましい。
[数 43]
sag(rl) + sag(r2) + d8 < 45 この好ましい例によれば、 両凹レンズを容易に成形することができる ので、 歩留まりの向上を図ることができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、 前記第 1 レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記第 2レンズ群の最 も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一であるのが好ましい。 この好ま しい例によれば、 第 1レンズ群の最も像面側の面と第 2レンズ群の最も 物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつて いくことを防ぐことができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、 空気中に おけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 4 4 ) を満足するのが好ましい。
[数 4 4 ]
0.6 < ^ < 1., この好ましい例によれば、 赤外カットフィルタ一や水晶などの口一パ スフィルタ一を挿入するために必要なパックフォーカスを確保すること ができる。 また、 必要以上にバックフォーカスが大きくなることはない ので、 小型のズームレンズを実現することができる。
また、 本発明に係るズームレンズの第 2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 の移動に伴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 1 レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 正レンズと、 物 体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、 前言 3第 2レンズ群 は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 接合された両凹レンズと 正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面で あり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配置された、 正レンズと負 プラスチックレンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面 が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側から順に配置された、 接 合された正プラスチックレンズと負プラスチックレンズとからなると共 に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群 の負プラスチックレンズの焦点距離を f P 1、 前記第 4レンズ群の正プ ラスチックレンズの焦点距離を f P 2、 負プラスチックレンズの焦点距 離を ' f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f wとしたとき、 下記 （数 4 5 ) を満足することを特徴とする。
[数 4 5 ]
Figure imgf000008_0001
このズームレンズの第 2の構成によれば、 諸収差のバランスを整えな がら 2 0倍以上の高倍率ズームレンズを実現することができる。 また、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像 面の位置ズレを小さくすることができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、 下記 （数 1 1 ) を満足するのが好ましい。
[数 4 6 ] つく ぐ 10.5
Figure imgf000008_0002
この好ましい例によれば、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴 う屈折率変化を相殺して、 像面の位置ズレがほとんど発生しない構成と することができる。 また、 この場合には、 前記第 1レンズ群の合成焦点 距離を f 1、 前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ 群の合成焦点距離を f 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を f 4とし たとき、 下記 （数 4 7) 〜 （数 5 0) を満足するのが好ましい。
[数 4 7 ]
Ί
9ぐ ぐ 11
[数 4 8 ]
Figure imgf000009_0001
[数 4 9 ]
4.5< <6
[数 5 0 ]
/4
4.5 <— < .3 この好ましい例によれば、 諸収差性能を良好に整えつつ、 ズームレン ズをコンパクトに構成することができる。 この場合にはさらに、 前記第 3レンズ群の正レンズと負プラスチックレンズとのレンズ間隔を d 1 2 としたとき、 下記 （数 5 1 ) を満足するのが好ましい。
[数 5 1 ]
dl2x '<1.2
この好ましい例によれば、 ワイド端からテレ端までのズーミング領域 において、 色収差を良好に補正することができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、 前記第 2 レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心から前記入射面と 前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面との接触位置ま でのサグ量を s a g ( r l ) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺 部までのサグ量を s a g ( r 2 ) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 (数 5 2 ) を満足するのが好ましい。
[数 5 2 ]
sag(r\) + sag(r2) + dS この好ましい例によれば、 両凹レンズを容易に成形することができる ので、 歩留まりの向上を図ることができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、 前記第 1 レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記第 2レンズ群の最 も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一であるのが好ましい。 この好ま しい例によれば、 第 1レンズ群の最も像面側の面と第 2レンズ群の最も 物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつて いくことを防ぐことができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、 空気中に おけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 5 3 ) を満足するのが好ましい。
[数 5 3 ]
, BF
0.6 < < 1-1
JW この好ましい例によれば、 赤外カツトフィルターや水晶などのローバ スフィルターを揷入するために必要なバッグフォーカスを確保すること ができる。 また、 必要以上にバックフォーカスが大きくなることはない ので、 小型のズームレンズを実現することができる。
また、 本発明に係るズームレンズの第 3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 の移動に伴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 1 レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 正レンズと、 物 体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、 前記第 2レンズ群 は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 接合された両凹レンズと 正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面で あり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配置された、 正レンズと負 プラスチックレンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面 が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負 プラスチックレンズと正プラスチックレンズとからなると共に、 前記レ ンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群の負プラス チックレンズの焦点距離を f P 1、 前記第 4レンズ群の負プラスチック レンズの焦点距離を f p 2、 正プラスチックレンズの焦点距離を f p 3 , ワイド端における全系の合成焦点距離を f wとしたとき、 下記 （数 5 4 ) を満足することを特徴とする。
[数 5 4 ]
Figure imgf000011_0001
このズームレンズの第 3の構成によれば、 諸収差のバランスを整えな がら 2 0倍以上の高倍率ズームレンズを実現することができる。 また、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像 面の位置ズレを小さくすることができる。 また、 前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、 下記 （数 5 5) を満足するのが好ましい。 '
[数 5 5]
Figure imgf000012_0001
この好ましい例によれば、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴 う屈折率変化を相殺して、 像面の位置ズレがほとんど発生しない構成と することができる。 また、 この場合には、 前記第 1レンズ群の合成焦点 距離を f 1、 前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ 群の合成焦点距離を f 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を f 4とし たとき、 下記 （数 5 6) 〜 （数 5 9) を満足するのが好ましい。
[数 5 6]
Γ1
9<— <Π
Jw [数 5 7] 2
Figure imgf000012_0002
[数 5 8]
4.5< <6
[数 5 9] 4.
4.5< <6.5 この好ましい例によれば、 諸収差性能を良好に整えつつ、 ズームレン ズをコンパクトに構成することができる。 この場合にはさらに、 前記第 3レンズ群の正レンズと負プラスチックレンズとのレンズ間隔を d 1 2 としたとき、 下記 （数 6 0 ) を満足するのが好ましい。
[数 6 0 ]
Figure imgf000013_0001
この好ましい例によれば、 ワイド端からテレ端までのズーミング領域 において、 色収差を良好に補正することができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、 前記第 2 レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心から前記入射面と 前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面との接触位置ま でのサグ量を s a g ( r l ) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺 部までのサグ量を s a g ( r 2 ) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 (数 6 1 ) を満足するのが好ましい。
[数 6 1 ]
sag(r\) + sag(r2) + dS r この好ましい例によれば、 両凹レンズを容易に成形することができる ので、 歩留まりの向上を図ることができる。
また、 前記本発明のズ一ムレンズの第 3の構成においては、 前記第 1 レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記第 2レンズ群の最 も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一であるのが好ましい。 この好ま しい例によれば、 第 1レンズ群の最も像面側の面と第 2レンズ群の最も 物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつて いくことを防ぐことができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、 空気中に おけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 6 2 ) を満足するのが好ましい。 [数 6 2 ]
0.6 < ^ < 1 -1 この好ましい例によれば、 赤外カツトフィルタ一や水晶などのローバ スフィルタ一を挿入するために必要なバックフォーカスを確保すること ができる。 また、 必要以上にバックフォーカスが大きくなることはない ので、 小型のズームレンズを実現することができる。
また、 本発明に係るズームレンズの第 4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 の移動に伴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 1 レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 正レンズと、 物 体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、 前記第 2レンズ群 は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 接合された両凹レンズと 正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面で あり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配置された、 接合された正 レンズと負プラスチックレンズとからなると共に、 前記レンズ群の少な くとも 1面が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側から順に配置 された、 接合された負プラスチックレンズと正プラスチックレンズとか らなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を ί ρ 1、 前記第 4レン ズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f ρ 2、 正プラスチックレン ズの焦点距離を f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f wと したとき、 下記 （数 6 3 ) を満足することを特徴とする。
[数 6 3 ]
Figure imgf000015_0001
このズームレンズの第 4の構成によれば、 諸収差のバランスを整えな がら 2 0倍以上の高倍率ズームレンズを実現することができる。 また、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像 面の位置ズレを小さくすることができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 4の構成においては、 下記 （数 6 4 ) を満足するのが好ましい。
[数 6 4 ]
Figure imgf000015_0002
この好ましい例によれば、 各プラスチックレンズ材料の温度変化に伴 う屈折率変化を相殺して、 像面の位置ズレがほとんど発生しない構成と することができる。 また、 この場合には、 前記第 1レンズ群の合成焦点 距離を f 1、 前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ 群の合成焦点距離を ί 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を ί 4とし たとき、 下記 （数 6 5 ) 〜 （数 6 8 ) を満足するのが好ましい。
[数 6 5 ]
9 <— < 11
[数 6 6 ] 2
Figure imgf000015_0003
[数 67]
4.5<^<6
[数 68]
4.5 < ぐ 6.5
fw この好ましい例によれば、 諸収差性能を良好に整えつつ、 ズームレン ズをコンパク卜に構成することができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 4の構成においては、 前記第 2 レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心から前記入射面と 前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面との接触位置ま でのサグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺 部までのサグ量を s a g (r 2) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 (数 6 9) を満足するのが好ましい。
[数 69]
sag{r\) + sag{r2) + d 一 ά この好ましい例によれば、 両凹レンズを容易に成形することができる ので、 歩留まりの向上を図ることができる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 4の構成においては、 前記第 1 レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記第 2レンズ群の最 も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一であるのが好ましい。 この好ま しい例によれば、 第 1レンズ群の最も像面側の面と第 2レンズ群の最も 物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつて いくことを防ぐことができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 前記本発明のズームレンズの第 4の構成においては、 空気中に おけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 7 0 ) を満足するのが好ましい。
[数 7 0 ]
0.6 < ^ < 1.1
fw この好ましい例によれば、 赤外カツトフィルターや水晶などのローパ スフィルターを揷入するために必要なバックフォーカスを確保すること ができる。 また、 必要以上にパックフォーカスが大きくなることはない ので、 小型のズームレンズを実現することができる。
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 デォカメラであって、 前記ズームレンズとして前記本発明のズームレン 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 化、 軽量化に優れ、 かつ、 低コスト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は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズを示す配置図 であり、 図 2は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズのワイ ド端における収差性能図であり、 図 3は本発明の第 1の実施の形態にお けるズームレンズのノーマル位置における収差性能図であり、 図 4は本 発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズのテレ端における収差性 能図であり、 図 5は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズを 示す配置図であり、 図 6は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレ ンズのワイド端における収差性能図であり、 図 7は本発明の第 2の実施 の形態におけるズームレンズのノーマル位置における収差性能図であり， 図 8は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズのテレ端におけ る収差性能図であり、 図 9は本発明の第 3の実施の形態におけるズーム レンズを示す配置図であり、 図 1 0は本発明の第 3の実施の形態におけ るズームレンズのワイド端における収差性能図であり、 図 1 1は本発明 の第 3の実施の形態におけるズームレンズのノーマル位置における収差 性能図であり、 図 1 2は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレン ズのテレ端における収差性能図であり、 図 1 3は本発明の第 4の実施の 形態におけるズームレンズを示す配置図であり、 図 1 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ワイド端における収差性能図であ り、 図 1 5は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズのノーマ ル位置における収差性能図であり、 図 1 6は本発明の第 4の実施の形態 におけるズームレンズのテレ端における収差性能図であり、 図 1 7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。 発明を実施するための最良の形態
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。
[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を示す配置図 である。
図 1に示すように、 物体側 （図 1では左側） から像面 1 6側 （図 1で は右側） に向かって順に、 第 1レンズ群 1 1と、 第 2レンズ群 1 2と、 第 3レンズ群 1 3と、 第 4レンズ群 1 4と、 平板ガラス 1 5とが配置さ れており、 これによりズームレンズが構成されている。 ここで、 平板ガ ラス 1 5は、 水晶フィルターや撮像デバイスのフェースプレート等と光 学的に等価である。
第 1レンズ群 1 1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 1 6に対して固定された状態にある。 第 2レンズ群 1 2は， 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 3レンズ群 1 3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 1 6に対して固定された状態にある。 第 4レンズ群 1 4は、 正 の屈折力を有し、 第 2レンズ群 1 2及び被写体となる物体の移動に伴つ て変動する像面 1 6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 第 1レンズ群 1 1は、 物体側から順に配置された、 負レンズ l aと、 正レンズ 1 bと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ 1 cとから 構成されている。 第 2レンズ群 1 2は、 物体側から順に配置された、 負 レンズ 2 aと、 両凹レンズ 2 bと正レンズ 2 cとの接合レンズとから構 成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面となっている。 第 3レンズ群 1 3は、 物体側から順に配置された、 正レンズ 3 aと負ブラ スチックレンズ 3 bとから構成されており、 前記レンズの少なくとも一 面が非球面となっている。 第 4レンズ群 1 4は、 物体側から順に配置さ れた、 負プラスチックレンズ 4 aと正プラスチックレンズ 4 bとの接合 レンズから構成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面とな つている。
本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 1 3の負プラス チックレンズ 3 bの焦点距離を f p 1、 第 4レンズ群 1 4の負プラスチ ックレンズ 4 aの焦点距離を f p 2、 正プラスチックレンズ 4 bの焦点 距離を f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f wとしたとき, 下記 （数 7 1 ) を満足している。
[数 7 1 ]
Figure imgf000019_0001
上記 （数 7 1 ) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレを小さくする ことができる。 一般的に、 プラスチック材料は、 温度が上昇するに伴つ て、 屈折率は小さくなり、 かつ、 膨張するという特性を有している。 ま た、 プラスチック材料は、 温度が下降するに伴って、 屈折率は大きくな り、 かつ、 収縮するという特性を有している。 すなわち、 上記 （数 7 1 ) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 1 3の負プラスチックレンズ 3 b の焦点距離 f P 1、 第 4レンズ群 1 4の負プラスチックレンズ 4 aの焦 点距離 f p 2及び正プラスチックレンズ 4 bの焦点距離 f p 3の合成焦 点距離は、 負レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇すると、 像 面位置がワイド端において最も物体側に大きくずれてしまう。 逆に、 温 度が下降すると、 像面位置がワイド端において像面側に大きくずれてし まう。 このことは、 像面を基準面から一定の位置に保つように光軸上を ある範囲内で移動している第 4レンズ群 1 4の移動範囲内では像面を一 定に保つことができなくなるという現象を引き起こしてしまい、 その結 ： 果、 フォーカスズレが発生してしまう。 一方、 上記 （数 7 1 ) の上限を 上回ると、 第 3レンズ群 1 3の負プラスチックレンズ 3 bの焦点距離 f p 1、 第 4レンズ群 1 4の負プラスチックレンズ 4 aの焦点距離 f p 2 及び正プラスチックレンズ 4 bの焦点距離 f p 3の合成焦点距離は、 正 レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇すると、 像面位置がノー マル位置において最も像面側に大きくずれてしまう。 そのため、 やはり フォーカスズレが発生してしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 下記 （数 7 2 ) を満足 しているのが望ましい。 [数 72]
7
Figure imgf000021_0001
上記 （数 7 2) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレがほとんど発 生しない構成とすることができる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 1 1の合 成焦点距離を ί 1、 第 2レンズ群 1 2の合成焦点距離を f 2、 第 3レン ズ群 1 3の合成焦点距離を f 3、 第 4レンズ群 14の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 73) 〜 （数 7 6) を満足しているのが望まし い。
[数 73]
1
9<— <11 [数 74]
Figure imgf000021_0002
[数 7 5]
Γ3
4.5<— <6
[数 7 6]
"4
4.5 < < 6.5
TW 上記 （数 7 3) 〜 （数 7 6) を満足させることにより、 諸収差性能を 良好に整えつつ、 ズームレンズをコンパクトに構成することができる。 上記 （数 7 3) の下限を下回ると、 第 1レンズ群 1 1の屈折力が大き くなり、 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 が困難になってしまう。 また、 上記 （数 7 3 ) の上限を上回ると、 レン ズ全長が長くなつてしまってズームレンズのコンパクト化が困難になつ てしまう。
上記 （数 7 4 ) の下限を下回ると、 全系のペッツバール和が大きくな り、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。 また、 上記 （数 7 4 ) の上 限を上回ると、 ペッツバール和は小さくなるが、 全系が長くなつてしま うためにズームレンズのコンパクト化が困難になってしまう。
上記 （数 7 5 ) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 1 3の屈折力が大き くなり、 水晶フィルタ一等を挿入するためのバックフォーカスを確保す ることができなくなると共に、 球面収差の補正も困難になってしまう。 また、 上記 （数 7 5 ) の上限を上回ると、 ペッツバール和が大きくなり、 像面湾曲の補正が困難になつてしまう。
上記 （数 7 6 ) の下限を下回ると、 全系のレンズ系が大きくなつて、 小型化が困難になってしまう。 また、 上記 （数 7 6 ) の上限を上回ると、 近距離撮影時と遠距離撮影時の軸外収差を同時に良好に補正することが 困難になってしまう。 ，
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 1 3の正 レンズ 3 aと負プラスチックレンズ 3 bとのレンズ間隔を d 1 2とした とき、 下記 （数 7 7 ) を満足しているのが望ましい。
[数 7 7 ]
dl 2 x < 1.2
上記 （数 7 7 ) を満足させることにより、 ワイ ド端からテレ端までの ズーミング領域において、 色収差を良好に補正することができる。 上記 (数 7 7 ) の上限を上回ると、 ワイド端からテレ端へかけて色収差の変 動が大きくなつてしまい、 性能が大きく劣化してしまう。 また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 2レンズ群 1 2の両 凹レンズ 2 bの、 入射面におけるレンズ中心から入射面と第 2レンズ群 1 2の最も物体側にある負レンズ 2 aの出射面との接触位置までのサグ 量を s a g ( r 1 ) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺部までの サグ量を s a g (r 2) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 （数 7 8 ) を満足しているのが望ましい。
[数 7 8]
s g(rl) + sag(r2) + dS
<4.5
d8 上記 （数 7 8) を満足させることにより、 両凹レンズ 2 bを容易に成 形することができるので、 歩留まりの向上を図ることができる。 上記
(数 7 8) の上限を上回ると、 レンズ中心の肉厚と周辺部のコバ厚との 比が大きくなり、 レンズ成形が困難となるので、 歩留まりが低下して低 コスト化が困難になってしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 1 1の最 も像面側のレンズ面の曲率半径と、 第 2レンズ群 1 2の最も物体側のレ ンズ面の曲率半径とが同一であるのが望ましい。 これにより、 第 1レン ズ群 1 1の最も像面側の面と第 2レンズ群 1 2の最も物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつていくことを防ぐこ とができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 空気中におけるレンズ 最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 79) を満足し ているのが望ましい。
[数 79]
0.6<^<1.1
7W 上記 （数 7 9 ) を満足させることにより、 赤外カツトフィルターや水 晶などのローパスフィルターを挿入するために必要なバックフォーカス を確保することができる。 また、 必要以上にバックフォーカスが大きく なることはないので、 小型のズームレンズを実現することができる。 上 記 （数 7 9 ) の下限を下回ると、 赤外カツ 卜フィルターや水晶などの口 一パスフィルターを揷入するための十分な間隔を確保することができな くなつてしまう。 また、 上記 （数 7 9 ) の上限を上回ると、 必要以上に バックフォーカスが大きくなつて、 小型のズームレンズを実現すること ができなくなってしまう。
(実施例 1 )
下記 （表 1 ) に、 本実施の形態におけるズームレンズの具体的数値例 を示す。
1 ]
Figure imgf000024_0001
上記 （表 1 ) において、 r d (mm) はレンズの曲率半径、 t h (m m) はレンズの肉厚又はレンズの空気間隔、 n dは各レンズの d線に対 する屈折率、 リは各レンズの d線に対するアッベ数を示している。 また， 非球面を有する面 （上記 （表 1 ) 中の面番号の横に *印で表示） は下記
(数 8 0 ) によって定義される。
[数 8 0 ]
Figure imgf000025_0001
但し、 上記 （数 8 0 ) 中、 yは光軸からの高さ、 Zは光軸からの高さ が yの非球面形状の非球面頂点の接平面からの距離、 cは非球面頂点の 曲率、 kは円錐定数、 D、 E、 F、 Gは非球面係数を表している。
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 t [表 2 ]
Figure imgf000025_0002
また、 下記 （表 3 ) に、 物点が無限遠の位置の場合における、 ズ' ングによって可変な空気間隔 （mm) を示す。
[表 3 ]
ワイド端 ノーマル位置 テレ端
焦点距離 3. 010 27. 036 69. 075
FNo. 1. 688 2. 551 3. 378
画角（2ω ) 65. 136 7. 614 2. 954
th5 0. 700 16. 949 20. 341
thlO 21. 740 5. 491 2. 099
thl2 8. 120 2. 490 8. 120
thl7 2. 000 7. 630 2. 000 上記 （表 3) におけるノーマル位置は、 第 3レンズ群 13と第 4レン ズ群 14とが最も接近する位置である。 上記 （表 3) 中、 焦点距離 （m m) 、 FNo、 ω (度） は、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノー マル位置、 テレ端における焦点距離、 Fナンパ一、 入射画角である。 図 2〜図 4に、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノーマル位置、 テレ端における収差性能図を示す。 各図において、 （a) 、 (b) 、
(c；) 、 （d) 、 (e) はそれぞれ球面収差 （mm) 、 非点収差 （m m) 、 歪曲収差 （％) 、 軸上色収差 （mm) 、 倍率色収差 （mm) を示 している。 また、 各図 （b) の非点収差図において、 実線はサジタル像 面湾曲、 破線はメリディォナル像面湾曲をそれぞれ示している。 また、 各図 （d) の軸上色収差図、 各図 （e) の倍率色収差図において、 実線 は d線、 短い破線は F線、 長い破線は C線に対する値をそれ示している ^ これらの収差性能図から明らかなように、 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ことが分かる。
温度変化に伴うプラスチックレンズ材料の屈折率変化による像面位置 の移動量は、 物点が無限遠、 ズーム位置がワイド端のとき、 0. 9 ^m Z°Cである。
[第 2の実施の形態]
図 5は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズを示す配置図 である。
図 5に示すように、 物体側 （図 5では左側） から像面 26側 （図 5で は右側） に向かって順に、 第 1レンズ群 21と、 第 2レンズ群 22と、 第 3レンズ群 23と、 第 4レンズ群 24と、 平板ガラス 25とが配置さ れており、 これによりズームレンズが構成されている。 ここで、 平板ガ ラス 25は、 水晶フィルターや撮像デバイスのフェースプレート等と光 学的に等価である。 第 1レンズ群 2 1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 2 6に対して固定された状態にある。 第 2レンズ群 2 2は、 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 3レンズ群 2 3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 2 6に対して固定された状態にある。 第 4レンズ群 2 4は、 正 の屈折力を有し、 第 2レンズ群 2 2及び被写体となる物体の移動に伴つ て変動する像面 2 6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 第 1レンズ群 2 1は、 物体側から順に配置された、 負レンズ 5 aと、 正レンズ 5 bと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ 5 cとから 構成されている。 第 2レンズ群 2 2は、 物体側から順に配置された、 負 レンズ 6 aと、 両凹レンズ 6 bと正レンズ 6 cとの接合レンズとから構 成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面となっている。 第 3レンズ群 2 3は、 物体側から順に配置された、 正レンズ 7 aと負ブラ スチックレンズ 7 bとから構成されており、 前記レンズの少なくとも一 面が非球面となっている。 第 4レンズ群 2 4は、 物体側から順に配置さ れた、 正プラスチックレンズ 8 aと負プラスチックレンズ 8 bとの接合 レンズから構成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面とな つている。
本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 2 3の負プラス チックレンズ 7 bの焦点距離を f p 1、 第 4レンズ群 2 4の正プラスチ ックレンズ 8 aの焦点距離を f p 2、 負プラスチックレンズ 8 bの焦点 距離を f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f wとしたとき、 下記 （数 8 1 ) を満足している。 [数 8 1 ]
Figure imgf000028_0001
上記 （数 8 1 ) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレを小さくする ことができる。 一般的に、 プラスチック材料は、 温度が上昇するに伴つ て、 屈折率は小さくなり、 かつ、 膨張するという特性を有している。 ま た、 プラスチック材料は、 温度が下降するに伴って、 屈折率は大きくな り、 かつ、 収縮するという特性を有している。 すなわち、 上記 （数 8 1 ) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 2 3の負プラスチックレンズ 7 b の焦点距離: f p 1、 第 4レンズ群 2 4の正プラスチックレンズ 8 aの焦 点距離 f p 2及び負プラスチックレンズ 8 の焦点距離 f p 3の合成焦 点距離は、 負レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇すると、 像 面位置がワイド端において最も物体側に大きくずれてしまう。 逆に、 温 度が下降すると、 像面位置がワイ ド端において像面側に大きくずれてし まう。 このことは、 像面を基準面から一定の位置に保つように光軸上を ある範囲内で移動している第 4レンズ群 2 4の移動範囲内では像面を一 定に保つことができなくなるという現象を引き起こしてしまい、 その結 果、 フォーカスズレが発生してしまう。 一方、 上記 （数 8 1 ) の上限を 上回ると、 第 3レンズ群 2 3の負プラスチックレンズ 7 bの焦点距離 f p 1、 第 4レンズ群 2 4の正プラスチックレンズ 8 aの焦点距離 ί ρ 2 及び負プラスチックレンズ 8 bの焦点距離 f p 3の合成焦点距離は、 正 レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇すると、 像面位置がノー マル位置において最も像面側に大きくずれてしまう。 そのため、 やはり フォ一カスズレが発生してしまう。
また、 本実施の形態におけるズ一ムレンズは、 下記 （数 8 2 ) を満足 しているのが望ましレ
[数 8 2]
7
Figure imgf000029_0001
上記 （数 82) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレがほとんど発 生しない構成とすることができる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 2 1の合 成焦点距離を f 1、 第 2レンズ群 2 2の合成焦点距離を ί 2、 第 3レン ズ群 2 3の合成焦点距離を f 3、 第 4レンズ群 24の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 8 3) 〜 （数 8 6) を満足しているのが望まし い。
[数 8 3]
9< <11
[数 84]
1 2
Figure imgf000029_0002
[数 8 5] r3
4.5 < <6
ήν
[数 8 6]
Γ4
4.5く < 6.5
JW 上記 （数 8 3) 〜 （数 86) を満足させることにより、 諸収差性能を 良好に整えつつ、 ズームレンズをコンパク卜に構成することができる。 上記 （数 8 3 ) の下限を下回ると、 第 1レンズ群 2 1の屈折力が大き くなり、 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 が困難になってしまう。 また、 上記 （数 8 3 ) の上限を上回ると、 レン ズ全長が長くなつてしまってズームレンズのコンパクト化が困難になつ てしまう。
上記 （数 8 4 ) の下限を下回ると、 全系のペッツバール和が大きくな り、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。 また、 上記 （数 8 4 ) の上 限を上回ると、 ペッツバール和は小さくなるが、 全系が長くなつてしま うためにズームレンズのコンパクト化が困難になってしまう。
上記 （数 8 5 ) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 2 3の屈折力が大き くなり、 水晶フィルター等を挿入するためのバックフォーカスを確保す ることができなくなると共に、 球面収差の補正も困難になってしまう。 また、 上記 （数 8 5 ) の上限を上回ると、 ペッツバール和が大きくなり、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。
上記 （数 8 6 ) の下限を下回ると、 全系のレンズ系が大きくなつて、 小型化が困難になってしまう。 また、 上記 （数 8 6 ) の上限を上回ると, 近距離撮影時と遠距離撮影時の軸外収差を同時に良好に補正することが 困難になってしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 2 3の正 レンズ 7 aと負プラスチックレンズ 7 bとのレンズ間隔を d 1 2とした とき、 下記 （数 8 7 ) を満足しているのが望ましい。
[数 8 7 ]
dl2 x < L2
上記 （数 8 7 ) を満足させることにより、 ワイ ド端からテレ端までの ズ一ミング領域において、 色収差を良好に補正することができる。 上記 (数 8 7 ) の上限を上回ると、 ワイド端からテレ端へかけて色収差の変 動が大きくなつてしまい、 性能が大きく劣化してしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 2レンズ群 2 2の両 凹レンズ 6 bの、 入射面におけるレンズ中心から入射面と第 2レンズ群 2 2の最も物体側にある負レンズ 6 aの出射面との接触位置までのサグ 量を s a g ( r 1 ) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺部までの サグ量を s a g ( r 2 ) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 （数 8 8 ) を満足しているのが望ましい。
[数 8 8 ]
sag(r\) + sag(r2) + dS
< 4.5
d8 上記 （数 8 8 ) を満足させることにより、 両凹レンズ 6 bを容易に成 形することができるので、 歩留まりの向上を図ることができる。 上記
(数 8 8 ) の上限を上回ると、 レンズ中心の肉厚と周辺部のコバ厚との 比が大きくなり、 レンズ成形が困難となるので、 歩留まりが低下して低 コスト化が困難になってしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 2 1の最 も像面側のレンズ面の曲率半径と、 第 2レンズ群 2 2の最も物体側のレ ンズ面の曲率半径とが同一であるのが望ましい。 これにより、 第 1レン ズ群 2 1の最も像面側の面と第 2レンズ群 2 2の最も物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつていくことを防ぐこ とができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 空気中におけるレンズ 最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 8 9 ) を満足し ているのが望ましい。 [数 8 9]
0.6<^<,.l 上記 （数 8 9) を満足させることにより、 赤外カツ卜フィルターや水 晶などのローパスフィルターを揷入するために必要なバックフォーカス を確保することができる。.また、 必要以上にバックフォーカスが大きく なることはないので、 小型のズームレンズを実現することができる。 上 記 （数 8 9) の下限を下回ると、 赤外カットフィルターや水晶などの口 ーパスフィルターを挿入するための十分な間隔を確保することができな くなつてしまう。 また、 上記 （数 8 9) の上限を上回ると、 必要以上に バックフォーカスが大きくなつて、 小型のズームレンズを実現すること ができなくなってしまう。
(実施例 2)
下記 （表 4) に、 本実施の形態におけるズームレンズの具体的数値例 を示す。
[表 4]
Figure imgf000033_0001
上記 （表 4) において、 r d (mm) はレンズの曲率半径、 t h (m m) はレンズの肉厚又はレンズの空気間隔、 n dは各レンズの d線に対 する屈折率、 リは各レンズの d線に対するアッベ数を示している。 また， 非球面を有する面 （上記 （表 4) 中の面番号の横に *印で表示） は上記 (数 80) によって定義される。
下記 （表 5) に、 本実施例におけるズームレンズの非球面係数を示す。
[表 5]
Figure imgf000033_0002
また、 下記 （表 6) に、 物点が無限遠の位置の場合における、 ズーミ 4513
ングによって可変な空気間隔 （mm) を示す。
[表 6]
Figure imgf000034_0001
上記 （表 6) におけるノーマル位置は、 第 3レンズ群 23と第 4レン ズ群 24とが最も接近する位置である。 上記 （表 6) 中、 焦点距離 （m m) 、 FNo、 ω (度） は、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノー マル位置、 テレ端における焦点距離、 Fナンバー、 入射画角である。 図 6〜図 8に、 本実施例のズーム.レンズのワイド端、 ノーマル位置、 テレ端における収差性能図を示す。 各図において、 （a) 、 (b) 、 (c) 、 （d) 、 (e) はそれぞれ球面収差 （mm) 、 非点収差 （m m) 、 歪曲収差 （％) 、 軸上色収差 （mm) 、 倍率色収差 （mm) を示 している。 また、 各図 （b) の非点収差図において、 実線はサジタル像 面湾曲、 破線はメリディォナル像面湾曲をそれぞれ示している。 また、 各図 （d) の軸上色収差図、 各図 （e) の倍率色収差図において、 実線 は d線、 短い破線は F線、 長い破線は C線に対する値をそれぞれ示して いる。 また、 各図 （d) の軸上色収差図、 各図 （e) の倍率色収差図に おいて、 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。 これらの収差性能図から明らかなように、 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ことが分かる。
温度変化に伴うプラスチックレンズ材料の屈折率変化による像面位置 の移動量は、 物点が無限遠、 ズーム位置がワイド端のとき、 1. 0 m Z°Cである。
[第 3の実施の形態]
図 9は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレンズを示す配置図 である。
図 9に示すように、 物体側 （図 9では左側） から像面 3 6側 （図 9で は右側） に向かって順に、 第 1レンズ群 3 1と、 第 2レンズ群 3 2と、 第 3レンズ群 3 3と、 第 4レンズ群 3 4と、 平板ガラス 3 5とが配置さ れており、 これによりズームレンズが構成されている。 ここで、 平板ガ ラス 3 5は、 水晶フィルターや撮像デバイスのフェースプレート等と光 学的に等価である。
第 1レンズ群 3 1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 3 6に対して固定された状態にある。 第 2レンズ群 3 2は, 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 3レンズ群 3 3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 3 6に対して固定された状態にある。 第 4レンズ群 3 4は、 正 の屈折力を有し、 第 2レンズ群 3 2及び被写体となる物体の移動に伴つ て変動する像面 3 6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 < 第 1レンズ群 3 1は、 物体側から順に配置された、 負レンズ 9 aと、 正レンズ 9 bと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ 9 cとから 構成されている。 第 2レンズ群 3 2は、 物体側から順に配置された、 負 レンズ 1 0 aと、 両凹レンズ 1 0 bと正レンズ 1 0 cとの接合レンズと から構成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面となってい る。 第 3レンズ群 3 3は、 物体側から順に配置された、 正レンズ 1 1 a と負プラスチックレンズ 1 1 bとから構成されており、 前記レンズの少 なくとも一面が非球面となっている。 第 4レンズ群 3 4は、 物体側から 順に配置された、 負プラスチックレンズ 1 2 aと正プラスチックレンズ 1 2 bとから構成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面と なっている。
本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 3 3の負プラス チックレンズ 1 1 bの焦点距離を f p 1、 第 4レンズ群 3 4の負プラス チックレンズ 1 2 aの焦点距離を f p 2、 正プラスチックレンズ 1 2 b の焦点距離を f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f wとし たとき、 下記 （数 9 0 ) を満足している。
[数 9 0 ]
Figure imgf000036_0001
上記 （数 9 0 ) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレを小さくする ことができる。 一般的に、 プラスチック材料は、 温度が上昇するに伴つ て、 屈折率は小さくなり、 かつ、 膨張するという特性を有している。 ま た、 プラスチック材料は、 温度が下降するに伴って、 屈折率は大きくな り、 かつ、 収縮するという特性を有している。 すなわち、 上記 （数 9 0 ) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 3 3の負プラスチックレンズ 1 1 bの焦点距離 f p 1、 第 4レンズ群 3 4の負プラスチックレンズ 1 2 a の焦点距離 f p 2及び正プラスチックレンズ 1 2 bの焦点距離 f p 3の 合成焦点距離は、 負レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇する と、 像面位置がワイド端において最も物体側に大きくずれてしまう。 逆 に、 温度が下降すると、 像面位置がワイド端において像面側に大きくず れてしまう。 このことは、 像面を基準面から一定の位置に保つように光 軸上をある範囲内で移動している第 4レンズ群 3 4の移動範囲内では像 面を一定に保つことができなくなるという現象を引き起こしてしまい、 その結果、 フォーカスズレが発生してしまう。 一方、 上記 （数 9 0 ) の 上限を上回ると、 第 3レンズ群 3 3の負プラスチックレンズ 1 1 bの焦 点距離 f p 1、 第 4レンズ群 3 4の負プラスチックレンズ 1 2 aの焦点 距離 f p 2及び正プラスチックレンズ 1 2 bの焦点距離 ί ρ 3の合成焦 点距離は、 正レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇すると、 像 面位置がノーマル位置において最も像面側に大きくずれてしまう。 その ため、 やはりフォーカスズレが発生してしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 下記 （数 9 1 ) を満足 しているのが望ましい。
[数 9 1 ]
Figure imgf000037_0001
上記 （数 9 1 ) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレがほとんど発 生しない構成とすることができる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 3 1の合 成焦点距離を f 1、 第 2レンズ群 3 2の合成焦点距離を f 2、 第 3レン ズ群 3 3の合成焦点距離を ί 3、 第 4レンズ群 3 4の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 9 2 ) 〜 （数 9 5 ) を満足しているのが望まし い。
[数 9 2]
9< <11
[数 9 3 ]
Figure imgf000037_0002
[数 94]
Γ3
4.5ぐ . <6
[数 9 5]
"A
4.5<— <6.5 上記 （数 92) 〜 （数 9 5) を満足させることにより、 諸収差性能を 良好に整えつつ、 ズームレンズをコンパクトに構成することができる。 上記 （数 9 2) の下限を下回ると、 第 1レンズ群 3 1の屈折力が大き くなり、 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 が困難になってしまう。 また、 上記 （数 9 2) の上限を上回ると、 レン ズ全長が長くなつてしまってズームレンズのコンパクト化が困難になつ てしまう。
上記 （数 9 3) の下限を下回ると、 全系のペッツバール和が大きくな り、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。 また、 上記 （数 93) の上 限を上回ると、 ペッツバール和は小さくなるが、 全系が長くなつてしま うためにズームレンズのコンパクト化が困難になってしまう。
上記 （数 94) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 3 3の屈折力が大き くなり、 水晶フィルタ一等を揷入するためのバックフォーカスを確保す ることができなくなると共に、 球面収差の補正も困難になってしまう。 また、 上記 （数 94) の上限を上回ると、 ペッツバール和が大きくなり、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。
上記 （数 9, 5) の下限を下回ると、 全系のレンズ系が大きくなつて、 小型化が困難となってしまう。 また、 上記 （数 9 5) の上限を上回ると， 近距離撮影時と遠距離撮影時の軸外収差を同時に良好に補正することが 困難になってしまう。 また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 3 3の正 レンズ 1 1 aと負プラスチックレンズ 1 1 bとのレンズ間隔を d 1 2と したとき、 下記 （数 96) を満足しているのが望ましい。
[数 9 6]
Figure imgf000039_0001
上記 （数 9 6) を満足させることにより、 ワイド端からテレ端までの ズーミング領域において、 色収差を良好に補正することができる。 上記 (数 96) の上限を上回ると、 ワイド端からテレ端へかけて色収差の変 動が大きくなってしまい、 性能が大きく劣化してしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 2レンズ群 32の両 凹レンズ 1 0 bの、 入射面におけるレンズ中心から入射面と第 2レンズ 群 3 2の最も物体側にある負レンズ 1 0 aの出射面との接触位置までの サグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺部ま でのサグ量を s a g ( r 2 ) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 （数 9 7) を満足しているのが望ましい。
[数 97]
Figure imgf000039_0002
上記 （数 9 7) を満足させることにより、 両凹レンズ 10 bを容易に 成形することができるので、 歩留まりの向上を図ることができる。 上記 (数 9 7) の上限を上回ると、 レンズ中心の肉厚と周辺部のコバ厚との 比が大きくなり、 レンズ成形が困難となるので、 歩留まりが低下して低 コスト化が困難になってしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 3 1の最 も像面側のレンズ面の曲率半径と、 第 2レンズ群 32の最も物体側のレ ンズ面の曲率半径とが同一であるのが望ましい。 これにより、 第 1レン ズ群 3 1の最も像面側の面と第 2レンズ群 3 2の最も物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつていくことを防ぐこ とができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 空気中におけるレンズ 最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 9 8 ) を満足し ているのが望ましい。
[数 9 8 ]
0.6 < ^ < 1.1
fw 上記 （数 9 8 ) を満足させることにより、 赤外カットフィルターや水 晶などのローパスフィルターを挿入するために必要なバックフォーカス を確保することができる。 また、 必要以上にバックフォーカスが大きく なることはないので、 小型のズームレンズを実現することができる。 上 記 （数 9 8 ) の下限を下回ると、 赤外カットフィルターや水晶などの口 一パスフィルターを挿入するための十分な間隔を確保することができな くなつてしまう。 また、 上記 （数 9 8 ) の上限を上回ると、 必要以上に バックフォーカスが大きくなつて、 小型のズームレンズを実現すること ができなくなってしまう。
(実施例 3 )
下記 （表 7 ) に、 本実施の形態におけるズームレンズの具体的数値例 を示す。 [表 7] ,
Figure imgf000041_0001
上記 （表 7) において、 r d (mm) はレンズの曲率半径、 t h (m m) はレンズの肉厚又は.レンズの空気間隔、 n dは各レンズの d線に対 する屈折率、 リは各レンズの d線に対するアッベ数を示している。 また、 非球面を有する面 （上記 （表 7) 中の面番号の横に *印で表示） は上記 (数 8 0) によって定義される。
下記 （表 8) に、 本実施例におけるズームレンズの非球面係数を示す t [表 8]
面 k D E F G
8 -11.79950 -2.20951 X10-3 1.33194x10-4 —1.25908x10一5 5.36379 X 10"7
11 0.69201 -2.54836 10-4 -3.96421 XI 0"6 3.21063 X 10一7 -6.30435X10"S
12 0.49478 5.43522 10-4 3.05097X10-6 2.39230 X If)—7 -4.48837 X 10"9
17 -0.44842 9.83921 X10"5 6.00419x 10-6 1.99002x 10-6 一 9.74119X10- 8
18 -108.49600 - 6.70268X10-4 8.89076 X 10"5 - 1.15393x 10一6 -4.33822 X 10-8 また、 下記 （表 9) に、 物点が無限遠の位置の場合における、 ズ ングによって可変な空気間隔 （mm) を示す。
[表 9 ]
Figure imgf000042_0001
上記 （表 9 ) におけるノーマル位置は、 第 3レンズ群 3 3と第 4レン ズ群 3 4とが最も接近する位置である。 上記 （表 9 ) 中、 焦点距離 （m m) 、 FN o、 ω (度） は、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノー マル位置、 テレ端における焦点距離、 Fナンバー、 入射画角である。 図 1 0〜図 1 2に、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノーマル位 置、 テレ端における収差性能図を示す。 各図において、 （a) 、 （b) ， ( c ) 、 （d) 、 ( e) はそれぞれ球面収差 （mm) 、 非点収差 （m m) 、 歪曲収差 （％) 、 軸上色収差 （mm) 、 倍率色収差 （mm) を示 している。 また、 各図 （b) の非点収差図において、 実線はサジタル像 面湾曲、 破線はメリディォナル像面湾曲をそれぞれ示している。 また、 各図 （d) の軸上色収差図、 各図 .（e ) の倍率色収差図において、 実線 は d線、 短い破線は F線、 長い破線は C線に対する値をそれぞれ示して いる。 これらの収差性能図から明らかなように、 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ことが分かる。
温度変化に伴うプラスチックレンズ材料の屈折率変化による像面位置 の移動量は、 物点が無限遠、 ズーム位置がワイド端のとき、 1. 2 m Zでである。 [第 4の実施の形態]
図 1 3は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズを示す配置 図である。
図 1 3に示すように、 物体側 （図 1 3では左側） から像面 4 6側 （図 1 3では右側） に向かって順に、 第 1レンズ群 4 1と、 第 2レンズ群 4 2と、 第 3レンズ群 4 3と、 第 4レンズ群 4 4と、 平板ガラス 4 5とが 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。 ここで、 平板ガラス 4 5は、 水晶フィルターや撮像デバイスのフエ一スプレート 等と光学的に等価である。
第 1レンズ群 4 1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 4 6に対して固定された状態にある。 第 2レンズ群 4 2は、 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 3レンズ群 4 3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 4 6に対して固定された状態にある。 第 4レンズ群 4 4は、 正 の屈折力を有し、 第 2レンズ群 4 2及び被写体となる物体の移動に伴つ て変動する像面 4 6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 c 第 1レンズ群 4 1は、 物体側から順に配置された、 負レンズ 1 3 aと， 正レンズ 1 3 bと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ 1 3 cと から構成されている。 第 2レンズ群 4 2は、 物体側から順に配置された， 負レンズ 1 4 aと、 両凹レンズ 1 4 bと正レンズ 1 4 cとの接合レンズ とから構成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面となって いる。 第 3レンズ群 4 3は、 物体側から順に配置された、 正レンズ 1 5 aと負プラスチックレンズ 1 5 bとの接合レンズから構成されており、 前記レンズの少なくとも一面が非球面となっている。 第 4レンズ群 4 4 は、 物体側から順に配置された、 負プラスチックレンズ 1 6 aと正ブラ スチックレンズ 1 6 bとの接合レンズから構成されており、 前記レンズ の少なくとも一面が非球面となっている。
本実施の形態におけるズームレンズは、 第 3レンズ群 4 3の負プラス チックレンズ 1 5 bの焦点距離を f p 1、 第 4レンズ群 4 4の負プラス チックレンズ 1 6 aの焦点距離を f p 2、 正プラスチックレンズ 1 6 b の焦点距離を f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f wとし たとき、 下記 （数 9 9 ) を満足している。
[数 9 9 ]
5ぐ く 12
Figure imgf000044_0001
上記 （数 9 9 ) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材料 の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレを小さくする ことができる。 一般的に、 プラスチック材料は、 温度が上昇するに伴つ て、 屈折率は小さくなり、 かつ、 膨張するという特性を有している。 ま た、 プラスチック材料は、 温度が下降するに伴って、 屈折率は大きくな り、 かつ、 収縮するという特性を有している。 すなわち、 上記 （数 9 9 ) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 4 3の負プラスチックレンズ 1 5 bの焦点距離 f p 1、 第 4レンズ群 4 4の負プラスチックレンズ 1 6 a の焦点距離 f p 2及び正プラスチックレンズ 1 6 bの焦点距離 ί p 3の 合成焦点距離は、 負レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇する と、 像面位置がワイド端において最も物体側に大きくずれてしまう。 逆 に、 温度が下降すると、 像面位置がワイド端において像面側に大きくず れてしまう。 このことは、 像面を基準面から一定の位置に保つように光 軸上をある範囲内で移動している第 4レンズ群 4 4の移動範囲内では像 面を一定に保つことができなくなるという現象を引き起こしてしまい、 その結果、 フォーカスズレが発生してしまう。 一方、 上記 （数 9 9 ) の 上限を上回ると、 第 3レンズ群 43の負プラスチックレンズ 1 5 bの焦 点距離 f p 1、 第 4レンズ群 44の負プラスチックレンズ 1 6 aの焦点 距離 ί ρ 2及び正プラスチックレンズ 1 6 bの焦点距離 ί ρ 3の合成焦 点距離は、 正レンズの傾向が強まることとなり、 温度が上昇すると、 像 面位置がノーマル位置において最も像面側に大きくずれてしまう。 その ため、 やはりフォーカスズレが発生してしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 下記 （数 1 00) を満 足しているのが望ましい。
[数 1 0 0] つ <10.5
Figure imgf000045_0001
上記 （数 1 0 0) を満足させることにより、 各プラスチックレンズ材 料の温度変化に伴う屈折率変化を相殺して、 像面位置のズレがほとんど 発生しない構成とすることができる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 41の合 成焦点距離を f 1、 第 2レンズ群 42の合成焦点距離を f 2、 第 3レン ズ群 43の合成焦点距離を f 3、 第 4レンズ群 44の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 1 0 1) 〜 （数 1 04) を満足しているのが望 ましい。
[数 1 0 1 ]
9<— <11
JW
[数 1 02]
1 2
Figure imgf000045_0002
[数 1 03]
4.5 < <6
[数 1 04]
4.5<— <6.5 上記 （数 1 0 1) 〜 （数 1 04) を満足させることにより、 諸収差性 能を良好に整えつつ、 ズームレンズをコンパクトに構成することができ る。
上記 （数 1 0 1) の下限を下回ると、 第 1レンズ群 4 1の屈折力が大 きくなり、 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 正が困難になってしまう。 また、 上記 （数 1 0 1) の上限を上回ると、 レンズ全長が長くなつてしまってズームレンズのコンパクト化が困難に なってしまう。
上記 （数 1 02) の下限を下回ると、 全系のペッツバール和が大きく なり、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。 また、 上記 （数 1 02) の上限を上回ると、 ペッツバ一ル和は小さくなるが、 全系が長くなつて しまうためにズームレンズのコンパクト化が困難になってしまう。
上記 （数 1 0 3) の下限を下回ると、 第 3レンズ群 43の屈折力が大 きくなり、 水晶フィルタ一等を挿入するためのバックフォーカスが確保 することができなくなると共に、 球面収差の補正も困難になってしまう < また、 上記 （数 1 0 3) の上限を上回ると、 ペッツバール和が大きくな り、 像面湾曲の補正が困難になってしまう。
上記 （数 1 04) の下限を下回ると、 全系のレンズ系が大きくなつて， 小型化が困難になってしまう。 また、 上記 （数 1 04) の上限を上回る と、 近距離撮影時と遠距離撮影時の軸外収差を同時に良好に補正するこ とが困難になってしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 2レンズ群 42の両 凹レンズ 14 bの、 入射面におけるレンズ中心から入射面と第 2レンズ 群 42の最も物体側にある負レンズ 14 aの出射面との接触位置までの サグ量を s a g (r 1) 、 出射面におけるレンズ中心から最も周辺部ま でのサグ量を s a g ( r 2) 、 レンズ厚みを d 8としたとき、 下記 （数 1 05) を満足しているのが望ましい。
[数 1 0 5]
sag(r\) + s ^(r2) + dS
<4.5 上記 （数 1 0 5) を満足させることにより、 両凹レンズ 14 bを容易 に成形することができるので、 歩留まりの向上を図ることができる。 上 記 （数 1 0 5) の上限を上回ると、 レンズ中心の肉厚と周辺部のコバ厚 との比が大きくなり、 レンズ成形が困難となるので、 歩留まりが低下し て低コスト化が困難になってしまう。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 第 1レンズ群 4 1の最 も像面側のレンズ面の曲率半径と、 第 2レンズ群 42の最も物体側のレ ンズ面の曲率半径とが同一であるのが望ましい。 これにより、 第 1レン ズ群 41の最も像面側の面と第 2レンズ群 42の最も物体側の面とが、 レンズ周辺部にいくに従って、 面間隔が小さくなつていくことを防ぐこ とができるので、 鏡筒の作製が容易となる。
また、 本実施の形態におけるズームレンズは、 空気中におけるレンズ 最終面から像面までの間隔を B Fとしたとき、 下記 （数 1 06) を満足 しているのが望ましい。 [数 1 06]
0.6< <1.1 上記 （数 1 06) を満足させることにより、 赤外カツトフィル夕一や 水晶などのローパスフィルタ一を挿入するために必要なバックフォ一力 スを確保することができる。 また、 必要以上にパックフォーカスが大き くなることはないので、 小型のズームレンズを実現することができる。 上記 （数 1 06) の下限を下回ると、 赤外カットフィルターや水晶など のローパスフィル夕一を揷入するための十分な間隔を確保することがで きなくなってしまう。 また、 上記 （数 1 0 6) の上限を上回ると、 必要 以上にバックフォーカスが大きくなつてしまい、 小型のズームレンズを 実現することができなくなってしまう。
(実施例 4)
下記 （表 1 0) に、 本実施の形態におけるズームレンズの具体的数値 例を示す。
[表 1 o]
Figure imgf000049_0001
上記 （表 1 0) において、 r d (mm) はレンズの曲率半径、 t h (mm) はレンズの肉厚又はレンズの空気間隔、 n dは各レンズの d線 に対する屈折率、 リは各レンズの d線に対するアッベ数を示している。 また、 非球面を有する面 （上記 （表 1 0) 中の面番号の横に *印で表 示） は上記 （数 80) によって定義される。
下記 （表 1 1 ) に、 本実施例におけるズームレンズの非球面係数を示 す。
[表 1 1]
面 k D E F G
8 -11.84580 —2.22011 X 10"3 1.32305x10-4 -1.26272 10"5 5.38080 X 10一7
11 0.72114 -1.21990X10—4 3.28842x 10-7 3.36737x10-7 - 1.10588X10-8
12 30.05691 4.72068X10-4 1.40761 X10-5 8.39921 X10一7 - 7.60437X 10-9
14 - 0.04235 8.01700 X 10- 5 3.49848x 0-5 4.26612x10-7 - 4.73729 X 1。-8
16 263.25400 407337 X 10—4 8.48037x10-5 一 6.68023X 10—7 -1.49323X 10-7 また、 下記 （表 1 2) に、 物点が無限遠の位置の場合における、 ズ ミングによって可変な空気間隔 （mm) を示す。
[表 1 2]
Figure imgf000050_0001
上記 （表 1 2) におけるノーマル位置は、 第 3レンズ群 43と第 4レ ンズ群 44とが最も接近する位置である。 上記 （表 1 2) 中、 焦点距離 (mm) 、 FNo, ω (度） は、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノーマル位置、 テレ端における焦点距離、 Fナンバー、 入射画角である t 図 14〜図 1 6に、 本実施例のズームレンズのワイド端、 ノーマル位 置、 テレ端における収差性能図を示す。 各図において、 （a) 、 （b) ， (c) 、 （d) 、 (e) はそれぞれ球面収差 （mm) 、 非点収差 （m m) 、 歪曲収差 ( ) 、 軸上色収差 （mm) 、 倍率色収差 （mm) を示 している。 また、 各図 （b) の非点収差図において、 実線はサジタル像 面湾曲、 破線はメリディォナル像面湾曲をそれぞれ示している。 また、 各図 （d) の軸上色収差図、 各図 （e) の倍率色収差図において、 実線 は d線、 短い破線は F線、 長い破線は C線に対する値をそれぞれ示して いる。 これらの収差性能図から明らかなように、 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ことが分かる。
温度変化に伴うプラスチックレンズ材料の屈折率変化による像面位置 の移動量は、 物点が無限遠、 ズーム位置がノ一マル位置のとき、 0. 9 mZ°Cである。 [第 5の実施の形態]
図 1 7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。
図 1 7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 1 0 0と、 口一パスフィルター 1 0 1と、 撮像素子 1 0 2と、 信 号処理回路 1 0 3と、 ビューファインダ一 1 0 4と、 記録系 1 0 5とを 備えている。 ここで、 ズームレンズ 1 0 0としては、 上記第 1の実施の 形態のズームレンズが用いられている。
このように、 本発明のズームレンズを用いてビデオカメラを構成すれ ば、 ズーム比が 2 3倍と高倍率でありながら、 高性能、 低コストなビデ ォカメラを実現することができる。 尚、 上記第 2〜第 4の実施の形態の ズームレンズを使用した場合であっても、 同様に、 ズーム比が 2 3倍と 高倍率でありながら、 高性能、 低コストなビデオカメラを実現すること ができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によれば、 Fナンバーが 1 . 6と明るく、 ズー ム比が 2 3倍と高倍率でありながら、 高性能、 低コスト化を達成するこ とのできるズームレンズを実現することができるので、 高ズーム比、 高 機能、 低コスト化が要望されるビデオカメラに利用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
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伴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 1レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レン ズと、 正レンズと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからな り、 前記第 2レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 接 合された両凹レンズと正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少な くとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配置 された、 正レンズと負プラスチックレンズとからなると共に、 前記レン ズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側か ら順に配置された、 接合された負プラスチックレンズと正プラスチック レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であ り、 前記第 3レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f p 1、 前 記第 4レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f P 2、 正プラス チックレンズの焦点距離を f P 3、 ワイド端における全系の合成焦点距 離を f wとしたとき、 下記 （数 1 ) を満足することを特徵とするズーム レンズ。
[数 1 ]
Figure imgf000052_0001
2. 下記 （数 2) を満足する請求項 1に記載のズームレンズ
[数 2]
7<
Figure imgf000053_0001
3. 前記第 1レンズ群の合成焦点距離を f 1、 前記第 2レンズ群の合 成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ群の合成焦点距離を f 3、 前記第 4 レンズ群の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 3 ) 〜 （数 6) を 満足する請求項 2に記載のズ一，
[数 3 ]
9<— <Π
[数 4]
Figure imgf000053_0002
[数 5 ]
r3
4.5 <— < 6
[数 6 ]
"4
4.5 <— <6.5
βν
4. 前記第 3レンズ群の正レンズと負プラスチックレンズとのレンズ 間隔を d 1 2としたとき、 下記 （数 7 ) を満足する請求項 3に記載のズ
[数 7 ]
d\2x <1-2
5. 前記第 2レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心か ら前記入射面と前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射面 との接触位置までのサグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ中 心から最も周辺部までのサグ量を s a g ( r 2) 、 レンズ厚みを d 8と したとき、 下記 （数 8) を満足する請求項 1 4のいずれかに記載のズ
[数 8]
Figure imgf000054_0001
6. 前記第 1レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記第 2レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一である請求項 1 5のいずれかに記載のズームレンズ。
7. 空気中におけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとしたと き、 下記 （数 9) 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。
[数 9]
0.6<^<1.1
8. 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伴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 1レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レン ズと、 正レンズと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからな り、 前記第 2レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと、 接 合された両凹レンズと正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少な くとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配置 された、 正レンズと負プラスチックレンズとからなると共に、 前記レン ズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側か ら順に配置された、 接合された正プラスチックレンズと負プラスチック レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であ り、 前記第 3レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f p 1、 前 記第 4レンズ群の正プラスチックレンズの焦点距離を f p 2、 負プラス チックレンズの焦点距離を ί p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距 離を f wとしたとき、 下記 （数 1 0) を満足することを特徴とするズー
[数 1 0]
Figure imgf000055_0001
9. 下記 （数 1 1) を満足する請求項 8 記載のズームレンズ,
[数 1 1]
Figure imgf000055_0002
1 0. 前記第 1レンズ群の合成焦点距離を f 1、 前記第 2レンズ群の 合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ群の合成焦点距離を f 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 1 2) 〜 （数 1 5) を満足する請求項 9に記載のズームレンズ。
[数 1 2]
9 ^<11 [数 1 3]
Figure imgf000056_0001
[数 14]
4.5く く 6
[数 1 5]
4.5 < ぐ 6.5
1 1. 前記第 3レンズ群の正レンズと負プラスチックレンズとのレン ズ間隔を d 1 2としたとき、 下記 （数 1 6) を満足する請求項 1 0に記 載のズームレンズ。
[数 1 6]
dl2x fw < 1.2
1 2. 前記第 2レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心 から前記入射面と前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射 面との接触位置までのサグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ 中心から最も周辺部までのサグ量を s a g (r 2) 、 レンズ厚みを d 8 としたとき、 下記 （数 1 7) を満足する請求項 8〜 1 1のいずれかに記 載のズームレンズ。
[数 1 7]
sag(rl) + s g(r2) + d8
<4.5
1 3. 前記第 1レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記 第 2レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一である請求項 8〜 1 2のいずれかに記載のズームレンズ。
1 4 . 空気中におけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとした とき、 下記 （数 1 8 ) を満足する請求項 8〜 1 3のいずれかに記載のズ
[数 1 8 ] 0.6 < ^ < 1.1
1 5 . 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伴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 1レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負 レンズと、 正レンズと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとか らなり、 前記第 2レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと, 接合された両凹レンズと正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少 なくとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配 置された、 正レンズと負プラスチックレンズとからなると共に、 前記レ ンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 4レンズ群は、 物体側 から順に配置された、 負プラスチックレンズと正プラスチックレンズと からなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記 第 3レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f ρ 1、 前記第 4レ ンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f P 2、 正プラスチックレ ンズの焦点距離を f p 3、 ワイド端における全系の合成焦点距離を f w としたとき、 下記 （数 1 9 ) を満足することを特徴とするズームレンズ ( [数 1 9]
Figure imgf000058_0001
1 6. 下記 （数 20) を満足する請求項 1 5に記載のズームレンズ。
[数 2 0]
\fp + fp2 + fp^\
7< ぐ 10.5
Figure imgf000058_0002
1 7. 前記第 1レンズ群の合成焦点距離を f 1、 前記第 2レンズ群の 合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ群の合成焦点距離を f 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 2 1) 〜 （数 2 4) を満足する請求項 1 6に記載のズームレンズ。
[数 2 1]
9< <11 [数 22]
1 2
Figure imgf000058_0003
[数 23]
4.5< <6
[数 24]
r4
4.5 < < 6.5
fw
1 8. 前記第 3レンズ群の正レンズと負プラスチックレンズとのレン ズ間隔を d 1 2としたとき、 下記 （数 2 5) を満足する請求項 1 7に記 載のズームレンズ。 [数 25]
Figure imgf000059_0001
1 9. 前記第 2レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心 から前記入射面と前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射 面との接触位置までのサグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ 中心から最も周辺部までのサグ量を s a g (r 2) 、 レンズ厚みを d 8 としたとき、 下記 （数 26) を満足する請求項 1 5〜 1 8のいずれかに 記載のズ- [数 26]
sagi rl) + sagi r2) + d8
Figure imgf000059_0002
20. 前記第 1レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記 第 2レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一である請求項 1 5〜1 9のいずれかに記載のズームレンズ。
2 1. 空気中におけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとした とき、 下記 （数 27) を満足する請求項 1 5〜20のいずれかに記載の ズームレンズ。
[数 27]
0.6<^<1.,
22. 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伴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 あって、 前記第 1レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負 レンズと、 正レンズと、 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとか らなり、 前記第 2レンズ群は、 物体側から順に配置された、 負レンズと， 接合された両凹レンズと正レンズとからなると共に、 前記レンズ群の少 なくとも 1面が非球面であり、 前記第 3レンズ群は、 物体側から順に配 置された、 接合された正レンズと負プラスチックレンズとからなると共 に、 前記レンズ群の少なくとも 1面が非球面であり、 前記第 4レンズ群 は、 物体側から順に配置された、 接合された負プラスチックレンズと正 プラスチックレンズとからなると共に、 前記レンズ群の少なくとも 1面 が非球面であり、 前記第 3レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離 を f p 1、 前記第 4レンズ群の負プラスチックレンズの焦点距離を f p 2、 正プラスチックレンズの焦点距離を f p 3、 ワイド端における全系 の合成焦点距離を f wとしたとき、 下記 （数 2 8 ) を満足することを特 徵とするズームレンズ。
[数 2 8 ]
Figure imgf000060_0001
2 3 . 下記 （数 2 9 ) を満足する請求項 2 2に記載のズームレンズ, [数 2 9 ]
Figure imgf000060_0002
2 4 . 前記第 1レンズ群の合成焦点距離を f 1、 前記第 2レンズ群の 合成焦点距離を f 2、 前記第 3レンズ群の合成焦点距離を ί 3、 前記第 4レンズ群の合成焦点距離を f 4としたとき、 下記 （数 3 0 ) 〜 （数 3 3 ) を満足する請求項 2 3に記載のズームレンズ。 [数 30]
Figure imgf000061_0001
[数 3 1 ] 2
Figure imgf000061_0002
[数 32]
4.5 <— <6
βν
10 [数 3 3]
fA
4.5 < < 6.5
βν
2 5. 前記第 2レンズ群の両凹レンズは、 入射面におけるレンズ中心 から前記入射面と前記第 2レンズ群の最も物体側にある負レンズの出射 15 面との接触位置までのサグ量を s a g (r l) 、 出射面におけるレンズ 中心から最も周辺部までのサグ量を s a g (r 2) 、 レンズ厚みを d 8 としたとき、 下記 （数 34) を満足する請求項 22〜24のいずれかに 記載のズームレンズ。
[数 34] δ0 sag(ri) + s g(r2) + dS . _
26. 前記第 1レンズ群の最も像面側のレンズ面の曲率半径と、 前記 第 2レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径とが同一である請求項 22〜 2 5のいずれかに記載のズームレンズ。
25 2 7. 空気中におけるレンズ最終面から像面までの間隔を B Fとした とき、 下記 （数 3 5) を満足する請求項 22〜26のいずれかに記載の ズームレンズ,
[数 35]
0.6<^<1.1
βν 28. 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〜 27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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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6987622B2 (en) 2003-11-06 2006-01-17 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image taking system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1328609C (zh) * 2004-05-15 2007-07-25 清华大学 摄影镜头系统
JP5101959B2 (ja) * 2007-09-13 2012-12-19 富士フイルム株式会社 投写型ズームレンズおよび投写型表示装置
JP4672755B2 (ja) * 2008-06-30 2011-04-20 富士フイルム株式会社 変倍光学系および撮像装置
CN106125269B (zh) * 2016-06-27 2018-08-03 中国科学院西安光学精密机械研究所 双模多用途连续变焦光学系统
CN108020911B (zh) * 2017-12-14 2023-02-14 中国科学院西安光学精密机械研究所 具有超长焦距的30倍中波红外变焦光学系统

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6224213A (ja) * 1985-07-25 1987-02-02 Canon Inc ズ−ムレンズ
JPH03200113A (ja) * 1989-12-28 1991-09-02 Konica Corp ズームレンズ
JPH04343313A (ja) * 1991-05-21 1992-11-30 Sony Corp ズームレンズ
JPH0560974A (ja) * 1991-09-02 1993-03-12 Olympus Optical Co Ltd 全長の短い変倍レンズ
EP0566073A1 (en) * 1992-04-17 1993-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zoom lens assembly
JPH05297275A (ja) * 1992-04-17 1993-11-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非球面ズームレンズとそれを用いたビデオカメラ
JPH05323193A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Casio Comput Co Ltd ズームレンズ
JPH0651200A (ja) * 1992-07-30 1994-02-25 Sony Corp ズームレンズ
EP0727683A2 (en) * 1995-02-20 1996-08-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Zoom lens and video camera comprising the same
JPH08271787A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Sony Corp ズームレンズ
JPH0921954A (ja) * 1995-07-05 1997-01-21 Canon Inc リヤーフォーカス式のズームレンズ
JPH09311272A (ja) * 1996-03-18 1997-12-02 Konica Corp ズームレンズ
US5712733A (en) * 1995-01-31 1998-01-27 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens of rear focus type
JPH11305129A (ja) * 1998-04-21 1999-11-05 Canon Inc リアフォーカス式のズームレンズ
JP2000305014A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6224213A (ja) * 1985-07-25 1987-02-02 Canon Inc ズ−ムレンズ
JPH03200113A (ja) * 1989-12-28 1991-09-02 Konica Corp ズームレンズ
JPH04343313A (ja) * 1991-05-21 1992-11-30 Sony Corp ズームレンズ
JPH0560974A (ja) * 1991-09-02 1993-03-12 Olympus Optical Co Ltd 全長の短い変倍レンズ
EP0566073A1 (en) * 1992-04-17 1993-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zoom lens assembly
JPH05297275A (ja) * 1992-04-17 1993-11-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非球面ズームレンズとそれを用いたビデオカメラ
JPH05323193A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Casio Comput Co Ltd ズームレンズ
JPH0651200A (ja) * 1992-07-30 1994-02-25 Sony Corp ズームレンズ
US5712733A (en) * 1995-01-31 1998-01-27 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens of rear focus type
EP0727683A2 (en) * 1995-02-20 1996-08-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Zoom lens and video camera comprising the same
JPH08271787A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Sony Corp ズームレンズ
JPH0921954A (ja) * 1995-07-05 1997-01-21 Canon Inc リヤーフォーカス式のズームレンズ
JPH09311272A (ja) * 1996-03-18 1997-12-02 Konica Corp ズームレンズ
JPH11305129A (ja) * 1998-04-21 1999-11-05 Canon Inc リアフォーカス式のズームレンズ
JP2000305014A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1306711A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6987622B2 (en) 2003-11-06 2006-01-17 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image taking system

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