WO2004066012A1 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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WO2004066012A1
WO2004066012A1 PCT/JP2004/000198 JP2004000198W WO2004066012A1 WO 2004066012 A1 WO2004066012 A1 WO 2004066012A1 JP 2004000198 W JP2004000198 W JP 2004000198W WO 2004066012 A1 WO2004066012 A1 WO 2004066012A1
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lens
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convex
concave
line
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PCT/JP2004/000198
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Daisuke Kuroda
Atsuo Minato
Original Assignee
Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a novel zoom lens and an imaging device. For details, see
  • the present invention relates to a zoom lens suitable for a wide-angle, high-magnification video power camera covering an angular range to a super telephoto range, and an imaging device using the zoom lens.
  • the zoom ratio (magnification ratio) is the same as the direction to take advantage of the miniaturized image sensor, and the direction to aim at further miniaturization and practical size There is a direction to aim for higher magnification of the zoom ratio.
  • This zoom lens consists of five lens units, arranged in order from the object side, positive, negative, positive, negative, and positive refractive power, and zooms by moving at least the second and fourth lens units. By performing focusing and focusing, a zoom ratio of about 20 is obtained.
  • the zoom lens disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 20000-36 which uses three lenses made of special low-dispersion glass, can not be mass-produced, and a consumer-use zoom lens It is not suitable as
  • the present invention can cover from the super wide-angle area to the super-telephoto area at about 40 times, with an angle of view of 67 degrees or more at the wide-angle end and 1.6 degrees or less at the telephoto end It is an object of the present invention to provide a zoom lens which is excellent in mass productivity, in which various aberrations are well corrected while having a zoom ratio, and an image pickup apparatus using the zoom lens. Disclosure of the invention
  • the zoom lens according to the present invention mainly includes a first lens group having positive refractive power, which is arranged in order from the object side, and zooming mainly having negative refractive power. And a third lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power and a second lens group having a positive or a negative refractive power, for capturing fluctuations in focal position during zooming. And a fourth lens group movable in the direction of the optical axis for focusing as well as the second lens group, the inner lens of the fourth lens group or the fifth lens group comprising the fourth lens group.
  • the lens unit 1 has at least a concave lens arranged in order from the object side, a convex lens, and a three-piece cemented lens in which a lens made of special low-dispersion glass is sandwiched in the middle.
  • an imaging apparatus comprising: a zoom lens; imaging means for converting an image captured by the zoom lens into an electrical image signal; and image control means.
  • the control means moves a point on the image specified by the image signal formed by the image pickup means while referring to the conversion coordinate coefficient prepared in advance according to the magnification ratio by the zoom lens,
  • the first lens group having positive refractive power is configured to form a new converted image signal and output the new image signal, and the zoom lens is arranged in order from the object side at least.
  • the zoom lens and the image pickup apparatus of the present invention it is possible to cover from the ultra-wide-angle range to the far-field far-range from the field angle of 67 degrees or more at the wide-angle end and 1.6 degrees or less at the telephoto end. While various aberrations are well corrected while having a zoom ratio of about double, and a lens made of a special low dispersion glass is positioned in the middle of a three-piece cemented lens, ultrasonic waves can be applied without lens coating. No latent damage occurs during cleaning.
  • latent flaws generated during lens polishing or ultrasonic cleaning can be filled with an adhesive between the cemented lenses, and coating is also unnecessary by bonding.
  • the zoom lens has a first lens group having a positive refractive power, which is arranged in order from the object side at least, and a negative refractive power.
  • a zoom lens of the single focus type comprising a fourth lens group or a fifth lens group, and a fourth lens group movable in the direction of the optical axis to correct fluctuations in the focal position and to perform focusing.
  • the first lens group has at least a concave lens arranged in order from the object side, a convex lens, and a three-piece cemented lens in which a lens made of special low-dispersion glass is in the middle. It is characterized by Do.
  • the lens made of special low dispersion glass is positioned in the middle of the three-piece cemented lens, there will be no latent damage during ultrasonic cleaning without lens coating. Since the scratches and latent scratches generated during cleaning can be filled with the adhesive located between the cemented lenses, and the coating becomes unnecessary by bonding, a low-cost, mass-produced zoo can be obtained. You can get a lens.
  • the first cemented lens A1 and the special low dispersion in which the three cemented lenses in the first lens group are arranged in order from the object side are used.
  • the first concave lens A 1 and the second convex lens A 2 are composed of a convex lens A 2 and a second concave lens A 3 made of glass, and the refractive index at the C line, d line, F line and g line respectively
  • nC, nd, nF, ng, and nx be the refractive index nd at the d-line of the lens Ax (Xth lens from the object side of the three cemented lenses, the same applies hereinafter), and
  • the first cemented lens in the first lens group is arranged in order from the object side.
  • a second concave lens A3 formed of a special low dispersion glass, and the convex lens A2 and the second concave lens A3 are C-line, d-line, F-line, and the like.
  • the first lens of the concave meniscus lens having a convex surface facing the object side, wherein the first lens group is arranged in order from the object side
  • the second lens of the convex lens, the third lens of the concave meniscus lens with the convex surface facing the object side, the fourth lens of the convex lens, and the fifth lens of the concave meniscus lens with the concave surface facing the object side Since the cemented lens and the sixth lens of the convex lens are used, it is easy to correct curvature of field, distortion and spherical aberration.
  • the first lens group is arranged in order from the object side, a first lens of a concave meniscus lens having a convex surface facing the object side, a first lens of the convex lens 2 lens, the third lens of the concave meniscus lens with the convex surface facing the object side, the fourth lens of the convex lens, the fifth lens of the concave meniscus lens with the convex surface facing the object side, the sixth lens of the convex lens, and It is composed of the third cemented lens consisting of the seventh lens of the concave meniscus lens concave on the object side and the eighth lens of the convex lens, so it is easy to correct curvature of field, distortion and spherical aberration.
  • the first lens group is arranged in order from the object side, and a first lens of a concave meniscus lens having a convex surface facing the object side, a first lens of the convex lens A cemented lens of a second lens and a third lens of a concave meniscus lens with a convex surface facing the object side and a fourth lens of a convex lens
  • the third cemented lens consisting of the fifth lens of the concave meniscus lens convex on the object side, the sixth lens of the convex lens, and the seventh lens of the concave meniscus lens concave on the object side, and the eighth lens of the convex lens Since it is composed of, it is easy to capture curvature of field, distortion and spherical aberration.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a zoom lens according to the present invention together with FIGS. 2 to 4, and this figure is a schematic view showing a lens configuration.
  • FIG. 2 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide angle end.
  • FIG. 3 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at an intermediate focal position between the wide angle end and the telephoto end.
  • FIG. 4 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the zoom lens according to the present invention together with FIGS. 6 to 8, and this figure is a schematic view showing a lens configuration.
  • FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide angle end.
  • FIG. 7 is a view showing spherical aberration, astigmatism and distortion at an intermediate focal position between the wide angle end and the telephoto end.
  • FIG. 8 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end.
  • FIG. 9 shows a third embodiment of the zoom lens of the present invention together with FIGS. 10 to 12, and this figure is a schematic view showing a lens configuration.
  • FIG. 10 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide angle end.
  • FIG. 11 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at an intermediate focal position between the wide angle end and the telephoto end.
  • FIG. 12 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end.
  • FIG. 13 shows a fourth embodiment of the zoom lens of the present invention together with FIGS. 14 to 16.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a lens configuration.
  • FIG. 14 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide angle end.
  • FIG. 15 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at an intermediate focal position between the wide angle end and the telephoto end.
  • FIG. 16 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end.
  • FIG. 17 shows a fifth embodiment of the zoom lens according to the present invention together with FIGS. 18 to 20.
  • FIG. 17 is a schematic view showing a lens configuration.
  • Figure 18 shows the spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide-angle end
  • FIG. 19 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at an intermediate focal position between the wide angle end and the telephoto end.
  • FIG. 20 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end.
  • FIG. 21 is a block diagram of the main part showing an embodiment of the imaging apparatus of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram in which some of commercially available glass materials are distributed with the refractive index on the vertical axis and the abbe number on the horizontal axis.
  • FIG. 23 is a diagram in which some of commercially available glass materials are distributed with the partial dispersion ratio on the vertical axis and the Abbe number on the horizontal axis, and a standard line is displayed.
  • FIG. 1 to 4 show the first embodiment
  • FIG. 5 to FIG. 8 show the second embodiment
  • FIGS. 9 to 12 show the third embodiment
  • FIG. 13 to FIG. 16 shows the fourth embodiment
  • FIGS. 17 to 20 show the fifth embodiment.
  • V i is the abbe number at the d-line of the ith lens from the object side
  • f is the focal length of the entire lens system
  • F no is the open F value
  • ⁇ is the half image The corners are shown respectively.
  • the first lens group G r 1 having positive refractive power which is arranged in order from the object side
  • a third lens having a positive refractive power It consists of a group G r 3 and a fourth lens group G r 4 which has a negative refractive power and is movable in the direction of the optical axis to compensate for focal position fluctuations during zooming and to focus. It is a zoom lens of the 4 group lens focus type.
  • the zoom lenses 3, 4 and 5 according to the third, fourth and fifth embodiments are arranged in order from the object side as shown in FIG. 9, FIG. 13 and FIG.
  • This is a five-group inner-focus type zoom lens consisting of a fourth lens group G r 4 movable in a direction and a fifth lens group G r 5 having positive refractive power.
  • the first lens group G r 1 has at least one cemented lens of concave and convex lenses and special low dispersion glass sandwiched in the middle, arranged in order from the object side.
  • zoom lenses 1 and 2 according to the first and second embodiments will be described in detail.
  • the first lens group G r 1 is a concave having a convex surface facing the object side, which is arranged in order from the object side.
  • the first lens L 1 of the meniscus lens, the second lens L 2 of the convex lens, the third lens L 3 of the concave meniscus lens with the convex surface facing the object side, the fourth lens L 4 of the convex lens L 4 and the concave surface on the object side It is composed of four lenses and six lenses, a triple cemented lens T 1 consisting of a fifth lens L 5 of a concave meniscus lens with a face to face, and a sixth lens L 6 of a convex lens.
  • the second lens group G r 2 includes two groups of a seventh lens L 7 of concave lens, and a cemented lens T 3 of the eighth lens L 8 of concave lens and the ninth lens L 9 of convex lens arranged in order from the object side It consists of three lenses.
  • the configuration of the third lens unit Gr 3 and subsequent lens units differs between the zoom lens 1 according to the first embodiment and the zoom lens 2 according to the second embodiment.
  • the third lens group G r 3 is configured of a tenth lens L 10 of a convex lens
  • the fourth lens group G r 4 is arranged in order from the object side 1st lens L 1 1 of the convex lens
  • the first lens 2 of the concave lens 1 and the second lens 3 of the convex lens L3 are formed by a three-sheet cemented lens T7.
  • the third lens unit G r 3 is arranged in order from the object side, and is a tenth lens L 10 of a convex lens, and a first 11 lens LI of a convex lens.
  • the first lens unit of the first lens unit and the second lens unit L12 of the concave lens unit T2 consists of two lenses and three lenses.
  • the fourth lens unit Gr4 is made up of the first lens unit 13 of the convex lens unit L13. Be done.
  • the first lens group G r 1 is characterized by having at least one concave lens and at least one convex lens.
  • a wide angle of view can be achieved by a concave lens (first lens L 1) and a convex lens (second lens L 2) arranged in order from the object side, and correction of curvature of field is facilitated.
  • the first lens group Gr1 On the telephoto side, the first lens group Gr1 has a positive refracting power and spherical aberration on the under side is likely to occur. However, the spherical aberration is caused by the action of the concave lens L2 disposed closer to the object. Correction is easy.
  • the material of the three-piece cemented lens T 1 is a material suitable for capturing secondary spectra in a general telephoto lens. That is,
  • the refractive index at C line, d line, F line and g line is n c, n d, n F and n g respectively
  • n x refractive index n d of the lens Ax (Xth lens from the object side of the triple cemented lens, the same shall apply hereinafter) n d
  • the convex lens A 2 and the second concave lens A 3 and 1 can be regarded as one hypothetical glass material A 2 3.
  • the focal length of the above hypothetical glass material A 23 is determined by the following equation (6), and the dispersion value is determined by the following equation (7),
  • the Abbe number V is on the horizontal axis, and the refractive index n is on the vertical axis.
  • the glass material shown in Fig. 23 selected from glass materials of convex lens A 2 (fourth lens L 4) and second concave lens A 3 (fifth lens L 5) is arbitrary, and the straight line connecting these two glass materials is If the slope of the standard line P base is gentle, the secondary spectrum will be smaller than when achromatization is performed on the standard line P ase.
  • conditional expressions (1) and (2) are the first-order achromatization conditions, and are the conditions necessary to correct the first-order chromatic aberration on the telephoto side. If the conditional expressions (1) and (2) are not satisfied, the chromatic aberration at the telephoto end becomes remarkable, and it becomes impossible to realize a high magnification of 40 times.
  • the zoom lenses 1 and 2 it is premised that special low dispersion glass such as F CD 1 or F CD 10 is used for the lens A 2 (fourth lens L 4) in the middle of the triple cemented lens T 1.
  • the first concave lens A.sub.1 (third lens L.sub.3) may be, for example, an FDS 60 of a flint system or an FDS 90. Glass materials other than Ta FDSO and FD S 1 are excluded.
  • conditional expressions (3), (4), and (5) are second-order achromatic conditions, and It is a necessary condition to correct the secondary chromatic aberration on the far side.
  • the glass material of the special low dispersion glass convex lens A 2 (L 4) and the second concave lens A 3 (L 5) is defined by the conditional expression (3) and 1 P 2 ⁇ ⁇ 3
  • special low dispersion glass F CD 1 or F CD 10 is used for lens A 2 (L 4) in the middle of 3-piece cemented lens 1.
  • the following combinations can be considered as the glass material of each lens for forming a three-piece cemented lens T 1 by bonding three lenses. That is, the first concave lens A 1 (L 3) uses a flint FD S 90 or FDS 1 and the convex lens A 2 (L 4) uses a special low-dispersion glass FCD 1 or F
  • the second concave lens A 3 (L 5) is a crown system using CD 10 and using BSC 7, C 3, CF 6 or the like located above the standard line P base in FIG. 23. Conceivable.
  • special low dispersion glass is used for the convex lens A 2 (L 4) of the three-piece cemented lens T 1.
  • Special low-dispersion glass is soft and low in latent scratch resistance, so it is easy to cause latent scratches in ultrasonic cleaning performed at the time of lens production, but lenses A 1 (L 3) and A consisting of general glass from both sides By sandwiching with 3 (L 5), it is possible to fill in with an adhesive even if some missing occurs.
  • special low-dispersion glass has a large thermal expansion coefficient, so if the lens is heated in vacuum in the deposition process for lens coating and air is allowed to flow in immediately after deposition, it is quenched by air and cracks occur. There is a problem that it is easy, but by bonding a lens made of common glass on both sides, the coating itself becomes unnecessary. For these reasons, although it is a special low dispersion glass not suitable for mass production, it can be made excellent in mass productivity by using it in the middle of the three-piece cemented lens T1.
  • the third lens group G r 3 which is a fixed group is a part where the light flux spreads at the wide angle end, and therefore, it is a part having a dominant influence on spherical aberration and coma at the wide angle end. Therefore, in the zoom lenses 1 and 2, at least one of the surfaces constituting the third lens group G r 3 is formed by an aspheric surface, and among the surfaces constituted by the aspheric surfaces, At least one surface has an aspheric surface shape that is shallower than the depth of the paraxial sphere at the effective diameter.
  • the positive refractive power of the third lens group G r 3 is divided into two lens groups and divided, and one of the groups is provided with a cemented surface having a negative refractive power.
  • the zoom lens 2 the third lens unit Gr3, the convex lens (the first lens L10), the convex lens (the first lens L11), and the concave lens (the first lens 2)
  • the cemented lens T 8 of the lens L 12 2 is configured to suppress the occurrence of spherical aberration and the occurrence of coma.
  • at least one of the surfaces constituting the fourth lens unit G r 4 is configured by an aspheric surface.
  • at least one of the surfaces formed by the aspheric surface has an aspheric shape that is shallower than the depth of the paraxial sphere at the effective diameter.
  • the first lens group G r 1 is a concave having a convex surface facing the object side, which is arranged in order from the object side
  • a cemented lens T 1 consisting of a fifth lens L 5 of a concave meniscus lens with a convex surface, a sixth lens L 6 of a convex lens, and a seventh lens L 7 of a concave mesh lens with a concave surface facing the object side; It is composed of six lenses and eight lenses together with the eighth lens L 8 of the convex lens.
  • the first lens group G r 1 is a concave first lens L of a concave Meniscus lens having an eyelid surface facing the object side, arranged in order from the object side. 1, a cemented lens 2 of a second lens L 2 of a convex lens, a third lens L 3 of a concave meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a fourth lens L 4 of a convex lens, and a convex surface facing the object side
  • Lens L 8 consists of five lenses and eight lenses.
  • the third lens L 9 includes a ninth lens L 9 of concave lens and a tenth lens L 10 of concave lens and a first lens 1 of convex lens L 1.
  • the third lens unit includes, in order from the object side, a convex lens first lens 2 L 12 and a concave lens first lens 3 and a fourth convex lens L 1 4 cemented lens T 4 Composed of three lenses.
  • the fourth lens group G r 4 is a cemented lens of a first lens of concave lens 15, a sixth lens of concave lens 16 and a seventh lens of convex lens L 17 arranged in order from the object side. Composed of three lenses with five.
  • the fifth lens group G r 5 is, in order from the object side, a convex lens No. 18 lens L 18, a convex lens No. 19 lens, and a concave lens No. 20 lens L 20 joining Composed of 3 lenses with lens T 6.
  • the first lens group G r 1 has a front group having a negative refractive power, which includes the first lens L 1 to the third lens L 3, and a positive refractive power, which includes the fourth lens L 4 to the eighth lens 8. Can be divided into two groups.
  • the front group of the first lens group G r 1 is characterized by having at least one concave lens and at least one convex lens. Correction of curvature of field by decreasing the inclination of the chief ray with a concave lens in the wide-angle range with a concave lens (first lens L 1) and a convex lens (second lens L 2) arranged in order from the object side As a result, the action of the convex lens L 2 makes it easy to capture distortion.
  • the first lens group Gr1 has a positive refracting power, so it tends to generate spherical aberration on the under side, but the action of a concave lens placed closer to the object makes it possible to capture this spherical aberration.
  • the first lens L 1 and the third lens L 1 are arranged to minimize the occurrence of distortion on the barrel side.
  • L 3 is a concave meniscus lens with a convex surface facing the object side,
  • the second lens L2 which is a convex lens.
  • the material of the three-piece cemented lens T1 is made of a material suitable for correcting the second-order spectrum of a general telephoto lens. In other words, it is necessary to have a material configuration that satisfies the conditional expressions (1), (2), (3), (4) and (5) described above.
  • the convex lens A 2 and the second concave lens A 3 can be regarded as one hypothetical glass material A 2 3.
  • the focal length of the above hypothetical glass material A23 is determined by the above equation (6), and the dispersion value is determined by the above equation (7), and using that value, the partial dispersion ratio P23 is 8) It can be obtained by the formula.
  • the Abbe number V is on the horizontal axis
  • the refractive index n is on the vertical axis
  • the Abbe number V is on the horizontal axis
  • the vertical axis is
  • a glass material of convex lens A2 (sixth lens L6) and second concave lens A3 (seventh lens L7) is arbitrarily selected from the glass materials shown in FIG. 23, and the straight line connecting these two glass materials is a standard. If the slope of the line P base is gentle, the secondary spectrum is smaller than when achromatizing on the standard line P base.
  • conditional expressions (1) and (2) are primary achromatic conditions as described above, and are conditions necessary to correct primary chromatic aberration on the telephoto side. If the conditional expressions (1) and (2) are not satisfied, the chromatic aberration at the telephoto end becomes remarkable, and it becomes impossible to realize a high magnification of 40 times.
  • zoom lenses 3, 4 and 5 it is possible to use special low dispersion glass, such as F CD 1 or F CD 10, for the lens A 2 (sixth lens L 6) in the middle of the three-piece cemented lens T 1.
  • F CD 1 or F CD 10 for the lens A 2 (sixth lens L 6) in the middle of the three-piece cemented lens T 1.
  • the first concave lens A 1 is, for example, a flint FD S 60, FD Glass materials other than S90, TaFD30 and FDS1 are excluded.
  • conditional expressions (3), (4), and (5) are second-order achromatic conditions, which are conditions necessary to correct second-order chromatic aberration on the telephoto side. If conditional expression (3) is not satisfied, it will be difficult to correct spherical aberration, coma and axial chromatic aberration on the telephoto side.
  • conditional expressions (4) and (5) are satisfied, the slope of the straight line connecting the glass materials of the convex lens A 2 (sixth lens L 6) and the second concave lens A 3 (seventh lens L 7) is shown in FIG. Compared with the slope of the standard line P base, it contributes to the reduction of second-order spectrum. Ru.
  • the glass material of the special low dispersion glass convex lens A 2 (L 6) and the second concave lens A 3 (L 7) is defined by the conditional expression (3) and IP 2 ⁇ P 3
  • the desired configuration can be obtained.
  • the following combinations can be considered as the glass material of each lens for forming a three-piece cemented lens T 1 by bonding three lenses. That is, the first concave lens A l (L 5) uses the FDS 90 or FDS 1 of the flit system, and the convex lens A 2 (L 6) uses the special low dispersion glass FCD 1 or F CD It is possible to use a BSC 7, C 3 or CF 6 or the like, which is a crown system for the second concave lens A 3 (L 7) and is located above the standard line P base in FIG. Conceivable.
  • special low dispersion glass is used for the convex lens A 2 (L 6) of the three-piece cemented lens T 1. Since special low dispersion glass is soft and low in latent scratch resistance, it is easy to cause latent scratches in ultrasonic cleaning performed at the time of lens production, but lenses A 1 (L 5) and A consisting of general glass from both sides By inserting 3 (L 7), it is assumed that some omission occurred Even adhesive can be filled. In addition, special low-dispersion glass has a large thermal expansion coefficient, so if the lens is heated in vacuum in the deposition process for lens coating and air is allowed to flow in immediately after deposition, it is quenched by air and cracks occur.
  • the first lens L12 to the fourth lens L14 constituting the third lens group Gr3 At least one surface of each of the surfaces is formed by an aspheric surface, and at least one of the surfaces formed by the aspheric surface has an aspheric shape that is shallower than the depth of the paraxial sphere at the effective diameter. did.
  • the third lens group G r 3 that has the function of converting the divergent light flux from the second lens group G r 2 into a convergent light flux and sending it to the fourth lens group G r 4 has a strong positive refractive power, and At the wide-angle end, it is a part where the light flux spreads, so it is a part that has a dominant influence on spherical aberration and coma at the wide-angle end. Therefore, in order to gradually convert the divergent beam to a convergent beam, the positive refractive power of the third lens group Gr 3 is divided into two lens groups, and further, the negative refracting of one of the groups is performed. It is effective to provide a joint surface having a force.
  • the third lens group Gr 3 is a convex lens (the first two lenses L 12) and a concave lens (the first three lenses L 13) and the second convex lens
  • the cemented lens T4 (the first lens L14) is used to suppress the generation of spherical aberration and the generation of coma.
  • At least one of the surfaces s 2 1 to s 2 5 of the lens LI 2 to the lens 1 14 L 14 is aspheric, and at least one of the aspheric surfaces is at least one.
  • the surface of the aspheric surface is shallower than the depth of the paraxial sphere.
  • the zoom lenses 3, 4 and 5 include the first lens L 18 to lens L 20 constituting the fifth lens group G r 5 At least one of the 0 surfaces is constituted by an aspheric surface, and at least one of the surfaces constituted by the aspheric surface has an aspheric shape which is shallower than the depth of the paraxial sphere at an effective diameter.
  • the chief ray bounced outward by the fourth lens group G r 4 has a ray height higher than the maximum image height, and the exit pupil is on the rear side of the image plane.
  • 5 Lens group G r 5 needs to be bent. Therefore, in the fifth lens unit Gr5, the positive refractive power is divided into two lens units so that the chief ray is bent gently, and one of the lens units is divided into negative refractions. Provide a bonding surface that has a force. Therefore, the fifth lens group G r 5 is composed of a convex lens (first lens L 18) and a cemented lens T 6 of a convex lens (lens nineteenth lens L 19) and a concave lens (twentieth lens L 20). To suppress the occurrence of astigmatism and distortion.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device 100 according to the present invention.
  • 1 0 1 is a focus lens 1 0 1 a or parrier.
  • An image control circuit that controls various operations such as capturing an image, such as an image pickup device (image pickup means) such as a CCD, and a zoomable photographing lens 102 having a lens lens 101 b.
  • Image control means) 104 is a first image memory for storing image data obtained from the image sensor 102, and 105 is a second image memory for storing image data whose distortion has been corrected.
  • Reference numeral 106 denotes a data table for storing distortion aberration information of the imaging lens 101
  • reference numeral 100 denotes a zoom switch for converting a photographer's zooming instruction into an electrical signal.
  • the zoom lens 1, 2, 3, 4 or 5 according to each of the above embodiments can be applied to the above shooting lens 101, and in this case, the focusing lens 101a is the fourth lens.
  • the variator lens 101 b corresponds to the second lens group G r 2.
  • FIG. 2 to FIG. 4 As shown in FIG. 2 to FIG. 4, FIG. 6 to FIG. 8, FIG. 10 to FIG. 12, FIG. 14 to FIG. 16 and FIG. 18 to FIG.
  • the distortion curve changes due to zooming. Therefore, the change in distortion depends on the position of the variator lens 101 b. Therefore, converted coordinates that associate two-dimensional position information of the first image memory 104 and the second image memory 105 at a certain position of the Noriator lens 101 with the data table 106
  • the coefficients are stored, and the positions of the variator lens 1 0 1 are divided into many positions from the wide-angle end to the telephoto end, and conversion coordinate coefficients corresponding to the respective positions are stored in the data table 1 0 6 There is.
  • the image control circuit 1 0 3 moves the focus lens 1 O la so that the focus is not blurred.
  • transformation coordinate coefficients corresponding to the position of the variator lens 1 0 1 b are received from the data table 1 0 6. If the Noreator lens 101 b position does not coincide with any of the previously divided positions, conversion of the position near that position is not necessary. By processing such as interpolation from the coordinate coefficients, appropriate transformed coordinate coefficients are obtained.
  • the transformation coordinate coefficient is a coefficient for moving the position of the point on the image discretely arranged two-dimensionally, but for the image between the discretely arranged point, interpolation is performed Find the position to move by processing such as.
  • the image control circuit 103 performs vertical and horizontal image movement processing of the information of the first image memory 104 obtained from the imaging device 102 based on the conversion coordinate coefficient.
  • the distortion is corrected, and the distortion-corrected image information is created in the second image memory 105, and a signal based on the image information created in the second image memory 105 is output as a video signal. .
  • IR is the stop fixed immediately before the third lens group G r 3 and FL is the filter inserted in front of the image plane IMG. It is.
  • the lens used in each embodiment includes one in which the lens surface is formed by an aspheric surface. Therefore, assuming that the aspheric surface depth is “x” and the height from the optical axis is “H”,
  • Shall be defined by Note that ⁇ 4, ⁇ 6, ⁇ and A1 0 are the 4th, 6th, 8th and 10th order aspheric coefficients respectively.
  • Table 1 shows each value in a numerical example of the zoom lens 1 according to the first embodiment.
  • the sixth lens L 6 surface s 9 and the tenth lens L 10 surface s 1 7 s 1 are aspheric.
  • Table 3 shows the aspheric coefficients A 4 A 6 A 8 A 10 of the 4th, 6th, 8th, and 10th order of the surfaces s 9 si 7 si 8 and si 9 above.
  • E in the above-mentioned Table 3 means an exponential expression which makes 10 the base (It is the same also in the below-mentioned Table 7, Table 11, Table 15, and Table 19) .
  • Table 4 shows the values of the conditional expressions (1) to (5) of the zoom lens 1 and the values of f, F no and 2 o.
  • Figs. 2 to 4 show spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams and distortion diagrams at the wide-angle end, the intermediate focal position of the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens 1, and the telephoto end, respectively.
  • the solid line indicates the e-line
  • the broken line indicates the C-line (wavelength 6 56.3 nm)
  • the dashed-dotted line indicates the g-line (wavelength 4 35 ⁇ 8 nm).
  • the solid line shows the value on the sagittal image plane
  • the broken line shows the value on the meridional image plane.
  • Table 5 shows each value in a numerical example of the zoom lens 2 according to the second embodiment.
  • the surface s 10 of the sixth lens L 6 and the surface s 1 of the 10 th lens L 10 are aspheric.
  • Table 7 shows the 4th, 6th, 8th and 10th order aspheric coefficients A4 A 6 A 8 A 10 of the above surfaces s 10 s i 7 s i 8 s 2 1 and s 2 3.
  • Table 8 shows the values of the conditional expressions (1) to (5) of the zoom lens 2 and the values of f, F no and 2 ⁇ .
  • the solid line indicates the e-line
  • the broken line indicates the C-line (wavelength 6 56.3 nm)
  • the dashed-dotted line indicates the g-line (wavelength 4 35. 8 nm).
  • the solid line shows the value on the sagittal image plane
  • the broken line shows the value on the meridional image plane.
  • Table 9 shows each value in a numerical example of the zoom lens 3 according to the third embodiment.
  • the values of dl 4, dl 9, d 2 5 and d 3 0 are shown.
  • the surface of the first 13 lens L 13 and the surface s 21 of the first lens 19 and the surface s 33 of the third lens L 19 are aspheric. It is made.
  • Table 11 shows the aspheric coefficients A4, A6, A8, and A10 of the fourth, sixth, eighth, and tenth orders of the surfaces s 2 1 and s 3 3 above.
  • Table 12 shows the values of the above conditional expressions (1) to (5) of the zoom lens 1
  • FIGS. 10 to 12 show spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion diagrams at the wide-angle end, at an intermediate focal position between the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens 1, and at the telephoto end, respectively.
  • the solid line indicates the e-line
  • the broken line indicates the C-line (wavelength 6 56.3 nm)
  • the alternate long and short dash line indicates the g-line (wavelength 4 38.5 nm).
  • the solid line shows the value on the sagittal image plane
  • the broken line shows the value on the meridional image plane.
  • Table 13 shows values in the numerical example of the zoom lens 4 according to the fourth embodiment.
  • the surface s 21 of the first lens L 13 and the surface 33 3 of the first lens 19 are formed as aspheric surfaces. ing.
  • Table 15 shows the aspheric coefficients A4, A6, A8, and A10 of the fourth, sixth, eighth, and tenth orders of the surfaces s 2 1 and s 3 3 above.
  • Table 16 shows the values no and 2 ⁇ of the conditional expressions (1) to (5) of the zoom lens 4 described above.
  • Figures 14 to 16 show spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion diagrams at the wide-angle end, at an intermediate focal position between the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens 4, and at the telephoto end, respectively.
  • the solid line indicates the e-line
  • the broken line indicates the C-line (wavelength 6 56.3 nm)
  • the alternate long and short dash line indicates the g-line (wavelength 4 38.5 nm).
  • a solid line indicates a sagittal image plane
  • a broken line indicates a value on the meridional image plane.
  • Table 17 shows each value in a numerical example of the zoom lens 5 according to the fifth embodiment.
  • the surface s 20 of the first lens L 13 and the surface s 32 of the first lens L 19 are formed as aspheric surfaces. ing.
  • Table 19 shows the aspheric coefficients A4, A6, A8, and A10 of the fourth, sixth, eighth, and tenth orders of the surfaces s20 and s32.
  • FIGS. 18 to 20 show spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, and distortion diagrams at the wide-angle end of the zoom lens 5, the intermediate focal position between the wide-angle end and the telephoto end, and the telephoto end, respectively.
  • the solid line indicates the e-line
  • the broken line indicates the C-line (wavelength 6 56.3 nm)
  • the alternate long and short dash line indicates the g-line (wavelength 4 38.5 nm).
  • the solid line shows the value on the sagittal image plane
  • the broken line shows the value on the meridional image plane.
  • the present invention has a zoom ratio of about 40 times, an angle of view of not less than 67 degrees at the wide-angle end, and not more than 1.6 degrees at the telephoto end. It is an object of the present invention to provide a zoom lens which is well-corrected for various aberrations while being powerfully pared, and which is excellent in mass productivity, in particular, a zoom lens and an imaging device suitable for consumer video cameras. Can.
  • the shapes and numerical values of the respective parts shown in each of the above-described embodiments are merely examples of the embodiment to be carried out in practicing the present invention, and the technical scope of the present invention can be obtained by these. Is interpreted in a limited way It must not be there. Industrial applicability
  • the various aberrations are corrected well while the power from super wide angle to super telephoto is corrected, and mass production is excellent, and it is particularly suitable for use in zoom lenses and video cameras for consumer video cameras.

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Abstract

物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負の屈折力を有し、主としてズーミング（変倍）を行うために光軸方向に移動可能とされた第２レンズ群Ｇｒ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、負の屈折力を有し、ズーミング中における焦点位置の変動を補正すると共に焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能とされた第４レンズ群Ｇｒ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とから成り、上記第１レンズ群は、物体側から順に配列された凹レンズと凸レンズと真ん中に特殊低分散ガラスから成るレンズＬ６を挟み込んだ３枚接合レンズＴ１を少なくとも１つづつ有する。これにより、画角が広角端において６７度以上、望遠端において１．６度以下と超広角域から超望遠域までをカバーできて４０倍程度のズーム比を有しつつ、各種収差が良好に補正されていて、量産性に優れたズームレンズを提供することができる。

Description

ズームレンズ及ぴ撮像装置
技術分野
本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。 詳しくは、 超広 明
角域から超望遠域までをカバーする広角高倍率のビデオ力メラ用として 最適なズームレンズ及ぴ該ズームレンズを使用した撮像装置に関する。
食
背景技術
民生用のビデオ力メラ用のズームレンズの設計において、 小型化され た撮像素子の利点を生かす方向として、 ズーム比 （変倍率） が同じでよ り小型化を目指す方向と、 実用的な大きさの中でズーム比のより高倍率 化を目指す方向とがある。
後者のより高倍率なズームレンズを実現する技術の一例として、 特開 平 8— 5 9 1 3号公報に記載されたものがある。 このズームレンズは、 物体側より順に正、 負、 正、 負、 正の屈折力配置の 5つのレンズ群から 成り、 少なく とも第 2 レンズ群と第 4 レンズ群を移動させてズーミング (変倍) とフォーカシング (焦点合わせ) を行うことにより、 約 2 0倍 のズーム比を得るようにしたものである。
しかしながら、 撮像素子のさらなる小型化を生かして、 高倍率化をさ らに進めて、 例えば、 4 0倍のズーム比を得よ う として、 特開平 8— 5 9 1 3号公報の技術をそのまま適用しょう とすると、 次のような問題が 生じていた。 すなわち、 ズーミングによる収差変動や、 望遠端での色収 差及ぴ球面収差などを捕正することができなかった。 そのため、 特開平 8 - 5 9 1 3号公報の技術では、 ズームレンズの実用的な大きさを維持 した上での高倍率化は 2 0倍く らいが限界であった。
そこで、 特開 2 0 0 0— 1 0 5 3 3 6号公報に記載された技術にあつ ては、 高倍率化に際しての問題であったズーミングによる収差変動や、 望遠端での色収差及び球面収差などを補正するために、 第 3 レンズ群及 ぴ第 5 レンズ群に非球面レンズを導入し、 且つ、 アッベ数が大きく異常 部分分散性を有する材料を多数使用することによって、 広角端において は 8 5度以上の画角と 4 0倍のズーム比を実現している。
しかしながら、 上記特開 2 0 0 0— 1 0 5 3 3 6号公報に示された技 術にあっては、 ァッべ数が大きく異常部分分散性を持つ特殊低分散ガラ スを 3枚使用している。 この特殊低分散ガラスは、 周知の通り、 材質が 柔らかく耐潜傷性が低いので、 レンズ製造時の超音波洗浄中に潜傷が発 生しやすい。 また、 熱膨張係数が大きく、 レンズコーティ ングをするた めの蒸着工程時に真空チャンバ一内で加熱し、 蒸着後直ぐに真空チャン バー内に空気を流入させて急冷すると、 クラックが発生しゃすいため、 蒸着後に真空チャンバ一内に長時間放置して徐冷しなければならず、 蒸 着サイクルが長くかかって生産性に問題があり、 ひいては、 コス トに影 響するという問題がある。
従って、 特殊低分散ガラス製のレンズを 3枚使用する特開 2 0 0 0— 1 0 5 3 3 6号公報に示されたズームレンズでは大量生産が不可能であ り、 民生用のズームレンズとしては不向きである。
そこで、 本発明は、 上記した問題点に鑑み、 画角が広角端において 6 7度以上、 望遠端において 1 . 6度以下と超広角域から超望遠域までを カバーできて 4 0倍程度のズーム比を有しつつ、 各種収差が良好に補正 されていて、 量産性に優れたズームレンズ及ぴ該ズームレンズを使用し た撮像装置を提供することを課題とする。 発明の開示
本発明ズームレンズは、上記した課題を解決するために、少なく とも、 物体側より順に配列された、 正の屈折力を有する第 1 レンズ群と、 負の 屈折力を有し主としてズーミング （変倍） を行うために光軸方向に移動 可能にされた第 2レンズ群と、 正の屈折力を有する第 3レンズ群と、 正 又は負の屈折力を有しズーミング中における焦点位置の変動を捕正する と共に焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能とされた第 4 レンズ 群とを備え、 4群又は 5群のレンズ群から構成されるィンナーフォー力 スタイプのズームレンズであって、 上記第 1 レンズ群は、 少なく とも、 物体側より順に配列された凹レンズと、 凸レンズと、 真ん中に特殊低分 散ガラスから成るレンズを挟み込んだ 3枚接合レンズとを有するもので ある。
また、 本発明撮像装置は、 上記した課題を解決するために、 ズームレ ンズと、 該ズームレンズによって取り込んだ画像を電気的な画像信号に 変換する撮像手段と、 画像制御手段とを備え、 上記画像制御手段は、 上 記ズームレンズによる変倍率に応じて予め用意されている変換座標係数 を参照しながら、 上記撮像手段によって形成された画像信号によって規 定される画像上の点を移動させて座標変換した新たな画像信号を形成し、 該新たな画像信号を出力するように構成され、 上記ズームレンズは、 少 なく とも、 物体側より順に配列された、 正の屈折力を有する第 1 レンズ 群と、 負の屈折力を有し主としてズーミ ング （変倍） を行うために光軸 方向に移動可能にされた第 2 レンズ群と、 正の屈折力を有する第 3 レン ズ群と、 正又は負の屈折力を有しズーミング中における焦点位置の変動 を捕正すると共に焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能とされた 第 4 レンズ群とを備え、 4群又は 5群のレンズ群から構成されるインナ 一フォーカスタイプのズームレンズであって、 上記第 1 レンズ群は、 少 なく とも、 物体側より順に配列された凹レンズと、 凸レンズと、 真ん中 に特殊低分散ガラスから成るレンズを挟み込んだ 3枚接合レンズとを有 するものである。
従って、 本発明ズームレンズ及ぴ撮像装置にあっては、 画角が広角端 において 6 7度以上、 望遠端において 1 . 6度以下と超広角域から超望 遠域までをカバーできて 4 0倍程度のズーム比を有しつつ、 各種収差が 良好に補正されていると共に、 特殊低分散ガラス製のレンズは 3枚接合 レンズの真ん中に位置されるので、 レンズコーティングを施さなくても 超音波洗浄中に潜傷が生じることがない。
また、 レンズ研磨時や超音波洗浄中に発生した潜傷を、 接合レンズ間 の接着材によって埋めることができ、 且つ接合することによってコーテ ィングも必要なくなる。
請求項 1、 9及ぴ 2 1に記載した発明において、 ズームレンズは、 少 なく とも、 物体側より順に配列された、 正の屈折力を有する第 1 レンズ 群と、 負の屈折力を有し主としてズーミング （変倍） を行うために光軸 方向に移動可能にされた第 2 レンズ群と、 正の屈折力を有する第 3 レン ズ群と、 正又は負の屈折力を有しズーミング中における焦点位置の変動 を補正すると共に焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能とされた 第 4 レンズ群とを備え、 4群又は 5群のレンズ群から構成されるィンナ 一フォーカスタイプのズームレンズであって、 上記第 1 レンズ群は、 少 なく とも、 物体側より順に配列された凹レンズと、 凸レンズと、 真ん中 に特殊低分散ガラスから成るレンズを挾み込んだ 3枚接合レンズとを有 することを特徴とする。
従って、 請求項 1、 9及び 2 1に記載した発明にあっては、 画角が広 角端において 6 7度以上、 望遠端において 1 . 6度以下と超広角域から 超望遠域までを力パーできて 4 0倍程度のズーム比を有しつつ、 各種収 差が良好に捕正されたズームレンズを得ることができる。 また、 特殊低 分散ガラス製のレンズは 3枚接合レンズの真ん中に位置されるので、 レ ンズコーティングを施さなくても超音波洗浄中に潜傷が生じることが無 く、 レンズ研磨時や超音波洗浄中に発生した傷や潜傷を接合レンズ間に 位置する接着材によって埋めることができ、 且つ、 接合することによつ て、 コーティングも必要なくなるため、 低コス トで量産性に優れたズー ムレンズを得るこ とができる。
請求項 2、 1 0及び 2 2に記載した発明にあっては、 上記第 1 レンズ 群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に配列された第 1の凹レ ンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レンズ A 2と第 2の凹レン ズ A 3 とから成り、 上記第 1の凹レンズ A 1 と凸レンズ A 2が、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g と し、 また、 n xをレンズ Ax ( 3枚接合レンズのうち物体側より X番目 のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d、 v xをレンズ A xの d線におけるアッベ数 v d = (n d— l ) / (n F— n C) と して、 ( 1 ) n 1 - n 2 > 0. 3及び （2 ) | v 1 - v 2 | > 4 0 とレヽぅ 2つの条件 式 （ 1 ) 、 ( 2 ) を満足する材料で形成されたので、 1次の色収差、 特 に、 望遠端における 1次の色収差を良好に補正することができ、 4 0倍 という高倍率の実現に寄与する。
請求項 3、 4、 1 1、 1 2、 2 3及ぴ 2 4に記載した発明にあっては、 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に配列さ れた第 1の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レンズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3とから成り、 上記凸レンズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3 とが、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g とし、 また、 n xをレンズ A x ( 3枚接合レンズのうち 物体側より X番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d、 v χをレンズ A xの d線におけるアッベ数 v d = ( n d - 1 ) / ( n F - n C) 、 P xをレンズ A xの部分分散比 P = (n g - n F) / ( n F - n C) として、 （ 3 ) I n 2 - n 3 I < 0. 1、 （4) v 2 3 > 8 0、 ( 5 ) Δ P 2 3 > 0. 0 3 という 3つの条件式 （ 3 ) 、 （4) 、 （ 5 ) を満足する材料で形成されたので、 望遠側における 2次の色収差、 望遠 端における球面収差、 コマ収差、 軸上色収差を良好に補正することがで きる。
請求項 5乃至 8及ぴ 2 5乃至 2 8に記載した発明にあっては、 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を向けた凹メ ニスカスレンズの第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸 面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及 ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズから成る 3枚 接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成されたので、 像面 湾曲、 歪曲収差及び球面収差の補正が容易である。
請求項 1 3乃至 1 6に記載した発明にあっては、上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ の第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メ ニスカスレンズの第 3 レンズと、 凸レンズの第 4 レンズと、 物体側に凸 面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及 ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 7 レンズから成る 3枚 接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによって構成されたので、 像面 湾曲、 歪曲収差及び球面収差の補正が容易である。
請求項 1 7乃至 2 0に記載した発明にあっては、上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ の第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メ ニスカスレンズの第 3 レンズ及び凸レンズの第 4 レンズの接合レンズと 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 7 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8レンズとによって構成された ので、 像面湾曲、 歪曲収差及ぴ球面収差の捕正が容易である。 図面の簡単な説明
図 1は、 図 2乃至図 4と共に本発明ズームレンズの第 1の実施の形態 を示すものであり、 本図はレンズ構成を示す概略図である。
図 2は、 広角端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図で ある。
図 3は、 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、 非点収 差及び歪曲収差を示す図である。
図 4は、 望遠端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図で ある。
図 5は、 図 6乃至図 8 と共に本発明ズームレンズの第 2の実施の形態 を示すものであり、 本図はレンズ構成を示す概略図である。
図 6は、 広角端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図で る。
図 7は、 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、 非点収 差及び歪曲収差を示す図である。
図 8は、 望遠端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図で あ 。
図 9は、 図 1 0乃至図 1 2と共に本発明ズームレンズの第 3の実施の 形態を示すものであり、 本図はレンズ構成を示す概略図である。
図 1 0は、 広角端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図 である。 図 1 1は、 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、 非点 収差及ぴ歪曲収差を示す図である。
図 1 2は、 望遠端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図 である。
図 1 3は、 図 1 4乃至図 1 6 と共に本発明ズームレンズの第 4の実施 の形態を示すものであり、 本図はレンズ構成を示す概略図である。
図 1 4は、 広角端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図 である。
図 1 5は、 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、 非点 収差及び歪曲収差を示す図である。
図 1 6は、 望遠端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図 である。
図 1 7は、 図 1 8乃至図 2 0 と共に本発明ズームレンズの第 5 の実施 の形態を示すものであり、 本図はレンズ構成を示す概略図である。
図 1 8は、 広角端における球面収差、 非点収差及び歪曲収差を示す図
C、め 。
図 1 9は、 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、 非点 収差及び歪曲収差を示す図である。
図 2 0は、 望遠端における球面収差、 非点収差及ぴ歪曲収差を示す図 である。
図 2 1は、 本発明撮像装置の実施の形態を示す要部のブロック図であ る。
図 2 2は、 市販されている硝材の幾つかを縦軸に屈折率を、 横軸にァ ッべ数を取って分布させた図である。
図 2 3は、 市販されている硝材の幾つかを縦軸に部分分散比を、 横軸 にアッベ数を取って分布させ、 且つ、 標準線を表示した図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明ズームレンズの各実施の形態を添付図面を参照して説 明する。 なお、 図 1乃至図 4は第 1の実施の形態を、 図 5乃至図 8は第 2の実施の形態を、 図 9乃至図 1 2は第 3の実施の形態を、 図 1 3乃至 図 1 6は第 4の実施の形態を、図 1 7乃至図 2 0は第 5の実施の形態を、 それぞれ示すものである。
以下の説明において、 「 s i」は物体側から数えて i番目の面を、 「 r i」 は上記面 「 s i」 の曲率半径を、 「 d i」 は物体側から i番目の面 と i + 1番面の面との間の光軸上における面間隔を、 「n i」 は物体側 力 ら i番'目のレンズの d線 （波長 5 8 7 . 6 n m ) における屈折率を、
「 V i」 は物体側から i番目のレンズの d線におけるァッべ数を、 「 f 」 はレンズ全系の焦点距離を、 「F n o」 は開放 F値を、 「ω」 は半画角 を、 それぞれ示す。
第 1及び第 2の実施の形態に係るズームレンズ 1、 2は、 図 1及ぴ図 5に示すように、 物体側より順に配列された、 正の屈折力を有する第 1 レンズ群 G r 1 と、 負の屈折力を有し、 主としてズーミ ング （変倍） を 行うために'光軸方向に移動可能とされた第 2 レンズ群 G r 2と、 正の屈 折力を有する第 3 レンズ群 G r 3と、 負の屈折力を有し、 ズーミング中 における焦点位置の変動を補正すると共に焦点合わせを行うために光軸 方向に移動可能とされた第 4 レンズ群 G r 4とから成る 4群構成のィン ナーフォーカスタイプのズームレンズである。
また、第 3、第 4及ぴ第 5の実施の形態にかかるズームレンズ 3、 4、 5は、 図 9、 図 1 3及ぴ図 1 7に示すように、 物体側より順に配列され た、 正の屈折力を有する第 1 レンズ群 G r 1 と、 負の屈折力を有し、 主 としてズーミング （変倍） を行うために光軸方向に移動可能とされた第 2 レンズ群 G r 2と、 正の屈折力を有する第 3 レンズ群 G r 3と、 負の 屈折力を有し、 ズーミング中における焦点位置の変動を補正すると共に 焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能とされた第 4 レンズ群 G r 4と、 正の屈折力を有する第 5レンズ群 G r 5 とから成る 5群構成のィ ンナーフォーカスタイプのズームレンズである。
上記第 1 レンズ群 G r 1は、 物体側から順に配列された、 凹レンズと 凸レンズと真ん中に特殊低分散ガラスを挟み込んだ 3枚接合レンズを少 なく とも 1つづつ有する。
先ず、 第 1及び第 2の実施の形態にかかるズームレンズ 1、 2の詳細 について説明する。
第 1の実施の形態及ぴ第 2の実施の形態に係るズームレンズ 1及び 2 にあって、 第 1 レンズ群 G r 1は、 物体側から順に配列された、 物体側 に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズ L 1 と、 凸レンズの第 2 レンズ L 2と、 物体側に凸面を向けた凹メニスカス レンズの第 3 レン ズ L 3、 凸レンズの第 4レンズ L 4及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニス カスレンズの第 5 レンズ L 5から成る 3枚接合レンズ T 1 と、 凸レンズ の第 6 レンズ L 6 との 4群 6枚のレンズによつて構成される。
第 2レンズ群 G r 2は、 物体側から順に配列された、 凹レンズの第 7 レンズ L 7と、 凹レンズの第 8 レンズ L 8及び凸レンズの第 9 レンズ L 9 の接合レンズ T 3との 2群 3枚のレンズによって構成される。
第 3 レンズ群 G r 3以降のレンズ群の構成は第 1の実施の形態にかか るズームレンズ 1 と第 2の実施の形態にかかるズームレンズ 2 とで異な る。
第 1の実施の形態に係るズームレンズ 1にあって、 第 3 レンズ群 G r 3は凸レンズの第 1 0 レンズ L 1 0 によって構成され、 第 4 レンズ群 G r 4は、 物体側から順に配列された、 凸レンズの第 1 1 レンズ L 1 1、 凹レンズの第 1 2 レンズし 1 2及び凸レンズの第 1 3 レンズ L 1 3の 3 -枚接合レンズ T 7によって構成される。
第 2の実施の形態に係るズームレンズ 2にあって、 第 3レンズ群 G r 3は物体側から順に配列された、 凸レンズの第 1 0レンズ L 1 0 と、 凸 レンズの第 1 1 レンズ L I 1及ぴ凹レンズの第 1 2 レンズ L 1 2の接合 レンズ T 8 との 2群 3枚のレンズによつて構成され、 第 4 レンズ群 G r 4は凸レンズの第 1 3 レンズ L 1 3 によって構成される。
第 1及び第 2の実施の形態にかかるズームレンズ 1、 2にあって、 第 1 レンズ群 G r 1は、 凹レンズと凸レンズを少なく とも 1つずつ有する ことを特徴とする。広角側では、物体側から順に配列された凹レンズ（第 1 レンズ L 1 ) と凸レンズ （第 2 レンズ L 2 ) によって、 広画角化を達 成でき、 かつ像面湾曲の補正を容易にすることができる。 また、 望遠側 では、 第 1 レンズ群 G r 1が正の屈折力を持つことからアンダー側の球 面収差が発生しやすいが、物体寄りに配置された凹レンズ L 2の作用で、 この球面収差の補正を容易にしている。
望遠端における色収差の補正及ぴ 2次スぺク トルの補正には、 レンズ 系の前群の凸レンズにァッべ数が大きく、 異常部分分散性を持つ材質を 用いることが効果的であることが公知である。
しかしながら、 ズームレンズ 1及ぴ 2にあっては、 望遠端において、 入射光束は 3枚接合レンズ T 1でもつとも拡がるようになっている。 従 つて、 望遠端における色収差は 3枚接合レンズ T 1 の構成によって支配 されるので、 3枚接合レンズ T 1 の材質を一般的な望遠レンズにおける 2次スぺク トルの捕正に適した材質とすること、 すなわち、
( 1 ) n 1 - n 2 > 0 . 3
( 2 ) I v 1 - v 2 I > 4 0
( 3 ) I n 2 - n 3 I < 0 . 1 ( 4 ) v 2 3 > 8 0
( 5) Δ P 2 3 > 0. 0 3
の各条件式を満足する材質構成を有することが必要である。
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n gとして、
n x :レンズ Ax (3枚接合レンズのう ち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ) の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A Xの d線におけるアッベ数 V d = ( n d - 1 ) / ( n F - n C)
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( n g - n F ) / ( n F— n C) とする。
また、 3枚接合レンズ T 1の凸レンズ A 2 (第 4レンズ L 4) と第 2 の凹レンズ A 3 (第 5レンズ L 5 ) を薄肉密着系と考えると、 凸レンズ A 2と第 2の凹レンズ A 3とで 1つの仮想の硝材 A 2 3とみなすことが できる。
そこで、
f X ： レンズ A Xの焦点距離
として、
上記仮想の硝材 A 2 3の焦点距離は次の （ 6) 式によって、 そして、 分散値は下記の （ 7) 式によって求められ、
(6 ) 1 / f 2 3 = l / f 2 + 1 " f 3
( 7) l / f 2 3 - v 2 3 = l / f 2 - v 2 + l / f 3 · ν 3 その値を用いて、 部分分散比 P 2 3は、
(8) P 2 3 = ( f 2 - v 2 - P 3 + f 3 - v 3 - P 2) / ( f 2 · v 2 + f 3 · v 3 )
で求められる。 そこで、 図 2 2においては、 横軸にアッベ数 Vを、 縦軸に屈折率 nを とって、 また、 図 2 3においては、 横軸にアッベ数 Vを、 縦軸に部分分 散比 Pをとつて、 HOY A株式会社の製品である硝材の一部を示したと き、図 2 3において硝材 C 7と F 2を通る標準線を P b a s e とすると、 P b a s e =- 0. 0 0 1 7 4 9 0 6 X v 2 3 + 0. 6 4 6 6 2 9 0 7
となり、
このとき、
A P 2 3 = P 2 3 - P b a s e
である。
そこで、 図 2 3に示す硝材から凸レンズ A 2 (第 4 レンズ L 4 ) と第 2の凹レンズ A 3 (第 5 レンズ L 5 ) の硝材を任意に選ぴ、 これら 2つ の硝材を結ぶ直線が標準線 P b a s eの傾きに比べてなだらかであれば、 標準線 P a s e上で色消しを行ったときより、 2次スぺク トルは減少 する。
上記条件式 （ 1 ) と （ 2) は、 1次の色消し条件であり、 望遠側にお ける 1次の色収差を補正するのに必要な条件である。 条件式 （ 1 ) 及び ( 2) を満たさない場合は、 望遠端における色収差が顕著になり、 4 0 倍という高変倍率を実現することができなくなる。
ズームレンズ 1及び 2においては、 3枚接合レンズ T 1の真ん中のレ ンズ A 2 (第 4 レンズ L 4) に特殊低分散ガラス、 例えば、 F CD 1や F CD 1 0を用いることが前提であり、 且つ、 条件式 （ 1 ) 、 （ 2) を 満たすためには、第 1の凹レンズ A 1 (第 3 レンズ L 3 ) には、例えば、 フ リ ン ト系の F D S 6 0、 F D S 9 0、 T a F D S Oや FD S 1以外の 硝材は除外される。
上記条件式 （3 ) 、 （4) 、 （ 5) は、 2次の色消し条件であり、 望 遠側における 2次の色収差を補正するのに必要な条件である。 条件式
( 3) を満たさない場合は、 望遠側における球面収差、 コマ収差、 軸上 色収差を補正することが困難になる。 条件式 （4) と （ 5) を満たすと きは凸レンズ A 2 (第 4レンズ L 4) と第 2の凹レンズ A 3 (第 5レン ズ L 5 ) の硝材を結ぶ直線の傾きが図 2 3に示す標準線 P b a s eの傾 きに比べてなだらかになり、 2次スぺク トルの減少に寄与する。 このよ うにするには、 特殊低分散ガラス製の凸レンズ A 2 ( L 4 ) と第 2の凹 レンズ A 3 ( L 5 ) の硝材を条件式 (3) と 1 P 2— Ρ 3 | < 0 · 0 3 を満たすように選択することによって、所望の構成を得ることができる。 ズームレンズ 1及ぴ 2においては、 3枚接合レンズ Τ 1の真ん中のレ ンズ A 2 (L 4 ) に特殊低分散ガラスである F CD 1や F CD 1 0を用 いることが前提であり、 且つ、 条件式 (4) 、 ( 5 ) を満たすためには、 条件式 （3 ) と | P 2— P 3 | < 0. 0 3を満たすよう硝材を選択する ことが必要である。 そのためには、 第 2の凹レンズ A 3 (L 5 ) には クラウン系で、 且つ、 図 2 3で標準線 P b a s eより上側に位置する硝 材を用いることが必要である。 なお、 条件式 （4) 、 ( 5) を満たさな い場合には、 凸レンズ A 2 ( L 4 ) の硝材と第 2の凹レンズ A 3 ( L 5 ) の硝材を結^直線の傾きが図 2 3に示す標準線 P a s eの傾きと同じ ようになり、 2次スペク トルの補正が困難になる。
以上のことより、 3つのレンズを張り合わせて 3枚接合レンズ T 1を 構成するための各レンズの硝材には以下の組み合わせが考えられる。 す なわち、 第 1の凹レンズ A 1 ( L 3 ) にはフリ ン ト系の FD S 9 0や F D S 1を用い、 凸レンズ A 2 ( L 4 ) には特殊-低分散ガラスの F C D 1 や F CD 1 0を用い、 第 2の凹レンズ A 3 (L 5 ) にはクラウン系で、 且つ、 図 2 3の標準線 P b a s eより上側に位置する B S C 7、 C 3や C F 6などを用いることが考えられる。 ここで、 注目すべき点は、 特殊低分散ガラスを 3枚接合レンズ T 1 の 凸レンズ A 2 ( L 4 ) に用いている点である。 特殊低分散ガラスは材質 が柔らかく耐潜傷性が低いので、 レンズ製造時に行う超音波洗浄におい て潜傷が発生しやすいが、 両面から一般的なガラスから成るレンズ A 1 ( L 3 ) 、 A 3 ( L 5 ) で挟み込むことで、 多少の欠落が発生したとし ても接着剤で埋めることが可能である。 また、 特殊低分散ガラスは熱膨 張係数が大きいので、 レンズコーティングのための蒸着工程において真 空中でレンズを加熱し、 蒸着後直に空気を流入させると、 空気によって 急冷されてクラックが発生し易いという問題があるが、 両面に一般的な ガラスから成るレンズを接着することによってコーティング自体が不要 になる。 これらの理由によって、 大量生産には不向きである特殊低分散 ガラスではあるが、 これを 3枚接合レンズ T 1の真ん中に使用すること によって、 量産性に優れたものとすることができる。
固定群である第 3 レンズ群 G r 3は、 広角端においてはもつとも光束 が広がる部分であるので、 広角端における球面収差とコマ収差に関して 支配的な影響力を有する部分である。 従って、 ズームレンズ 1及ぴ 2に あっては、第 3 レンズ群 G r 3を構成する各面のうち、少なく とも 1つの 面を非球面によって構成すると共に、 該非球面によって構成された面の うち、 少なく とも 1の面を有効径において近軸球面の深さより浅い非球 面形状にした。 また、 ズームレンズ 2においては第 3 レンズ群 G r 3の 正の屈折力を 2つのレンズ群に分けて分担させ、 さらに、 その一方の群 に負の屈折力を有する接合面を設けるようにすることが有効である。 そ こで、 ズームレンズ 2にあっては、第 3 レンズ群 G r 3を、 凸レンズ（第 1 0 レンズ L 1 0 ) と、 凸レンズ （第 1 1 レンズ L 1 1 ) 及ぴ凹レンズ (第 1 2 レンズ L 1 2 ) の接合レンズ T 8 とによって構成し、 球面収差 の発生とコマ収差の発生を抑制するようにしている。 広角端における非点収差と歪曲収差の補正に関し、 ズームレンズ 1及 ぴ 2にあっては、 第 4 レンズ群 G r 4を構成する各面のうちの少なく と も 1の面を非球面によって構成すると共に、 該非球面によって構成され た面のうちの少なく とも 1の面を有効径において近軸球面の深さより浅 い非球面形状としている。
次に、第 3、第 4及び第 5の実施の形態にかかるズームレンズ 3、 4、 5の詳細を説明する。
第 3の実施の形態及び第 4の実施の形態に係るズームレンズ 3及ぴ 4 にあって、 第 1 レンズ群 G r 1は、 物体側から順に配列された、 物体側 に凸面を向けた凹メニスカス レンズの第 1 レンズ L 1 と、 凸レンズの第 2 レンズ L 2 と、 物体側に凸面を向けた凹メニスカス レンズの第 3 レン ズ L 3 と、 凸レンズの第 4レンズ L 4と、 物体側に凸面を向けた凹メニ スカスレンズの第 5 レンズ L 5、 凸レンズの第 6 レンズ L 6及ぴ物体側 に凹面を向けた凹メエスカスレンズの第 7 レンズ L 7から成る 3枚接合 レンズ T 1 と、 凸レンズの第 8 レンズ L 8 との 6群 8枚のレンズによつ て構成される。
また、 第 5の実施の形態に係るズームレンズ 5にあって、 第 1 レンズ 群 G r 1は、 物体側から順に配列された、 物体側に ώ面を向けた凹メニ スカスレンズの第 1 レンズ L 1 と、 凸レンズの第 2 レンズ L 2 と、 物体 側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ L 3及び凸レンズの 第 4 レンズ L 4の接合レンズ Τ 2と、 物体側に凸面を向けた凹メニスカ スレンズの第 5 レンズ L 5、 凸レンズの第 6 レンズ 6及ぴ物体側に凹 面を向けた凹メニスカス レンズの第 7 レンズ L 7から成る 3枚接合レン ズ Τ 1 と、 凸レンズの第 8レンズ L 8との 5群 8枚のレンズによって構 成される。
ズームレンズ 4、 5及び 6において、 第 2 レンズ群 G r 2は、 物体側 から順に配列された、 凹レンズの第 9 レンズ L 9 と、 凹レンズの第 1 0 レンズ L 1 0及び凸レンズの第 1 1 レンズ L I 1 の接合レンズ T 3 との 3枚のレンズによって構成される。
第 3 レンズ群は、 物体側から順に配列された、 凸レンズの第 1 2 レン ズ L 1 2 と、 凹レンズの第 1 3 レンズ及ぴ凸レンズの第 1 4 レンズ L 1 4の接合レンズ T 4 との 3枚のレンズによつて構成される。
第 4 レンズ群 G r 4は、 物体側から順に配列された、 凹レンズの第 1 5 レンズ 1 5 と、 凹レンズの第 1 6 レンズし 1 6及び凸レンズの第 1 7 レンズ L 1 7の接合レンズ T 5 との 3枚のレンズによって構成される。 第 5 レンズ群 G r 5は、 物体側より順に配列された、 凸レンズの第 1 8 レンズ L 1 8 と、 凸レンズの第 1 9 レンズし 1 9及ぴ凹レンズの第 2 0 レンズ L 2 0の接合レンズ T 6 との 3枚のレンズによって構成される。 そして、 第 1 レンズ群 G r 1は、 第 1 レンズ L 1乃至第 3 レンズ L 3 から成る負の屈折力を有する前群と、 第 4 レンズ L 4乃至第 8 レンズ 8から成る正の屈折力を有する後群とに分けることができる。
第 1 レンズ群 G r 1の上記前群は、 凹レンズと凸レンズを少なく とも 1つずつ有することを特徴とする。 物体側から順に配列された凹レンズ (第 1 レンズ L 1 ) と凸レンズ （第 2 レンズ L 2 ) によって、 広角域に おいては、 凹レンズによって主光線の傾きを緩くすることで、 像面湾曲 の補正を容易にすると共に、 凸レンズ L 2の作用で歪曲収差の捕正が容 易になる。 また、 望遠側では、 第 1 レンズ群 G r 1が正の屈折力を持つ ことからアンダー側の球面収差が発生しやすいが、 物体寄りに配置され た凹レンズの作用で、 この球面収差の捕正を容易にしている。 また、 第 1 レンズ群 G r 1の前群は、 強い負の屈折力を有するにもかかわらず、 樽側の歪曲収差の発生を極力抑制するために、 第 1 レンズ L 1 と第 3 レ ンズ L 3が物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズとされており、 さ らに、広角端における歪曲収差を正の屈折力で補正する必要があるため、 凸レンズである第 2レンズ L 2によってこれを捕正している。
望遠端における色収差の補正及び 2次スぺク トルの補正には、 レンズ 系の前群の凸レンズにアッベ数が大きく、 異常部分分散性を持つ材質を 用いることが効果的であることが公知である。
しかしながら、 ズームレンズ 3、 4及び 5にあっては、 望遠端におい て、入射光束は 3枚接合レンズ T 1でもつとも拡がるようになっている。 従って、 望遠端における色収差は 3枚接合レンズ T 1の構成によって支 配されるので、 3枚接合レンズ T 1の材質を一般的な望遠レンズにおけ る 2次スペク トルの補正に適した材質とすること、 すなわち、 上記した 条件式 （ 1 ) 、 （ 2) 、 ( 3 ) 、 （4) 及び （ 5 ) を満足する材質構成 を有することが必要である。
また、 3枚接合レンズ T 1の凸レンズ A 2 (第 6 レンズ L 6 ) と第 2 の凹レンズ A 3 (第 7レンズ L 7) を薄肉密着系と考えると、 凸レンズ A 2と第 2の凹レンズ A 3 とで 1つの仮想の硝材 A 2 3 とみなすことが できる。
そこで、 上記仮想の硝材 A 2 3の焦点距離は上記 （ 6 ) 式によって、 そして、 分散値は上記 （ 7 ) 式によって求められ、 その値を用いて、 部 分分散比 P 2 3は上記 （8 ) 式で求められる。
そこで、 上記したように、 図 2 2においては、 横軸にアッベ数 Vを、 縦軸に屈折率 nをとつて、 また、 図 2 3においては、 横軸にアッベ数 V を、 縦軸に部分分散比 Pをとつて、 HOY A株式会社の製品である硝材 の一部を示したとき、 図 1 4において硝材 C 7と F 2を通る標準線を P b a s e とすると、
P b a s e =- 0. 0 0 1 7 4 9 0 6 X v 2 3 + 0. 6 4 6 6 2 9 0
7 となり、
このとき、
Δ Ρ 2 3 = Ρ 2 3— P b a s e
である。
そこで、 図 2 3に示す硝材から凸レンズ A 2 (第 6 レンズ L 6 ) と第 2の凹レンズ A 3 (第 7レンズ L 7) の硝材を任意に選び、 これら 2つ の硝材を結ぶ直線が標準線 P b a s eの傾きに比べてなだらかであれば、 標準線 P b a s e上で色消しを行ったときより、 2次スぺク トルは減少 する。
上記条件式 （ 1 ) と （ 2) は、 上記したように、 1次の色消し条件で あり、 望遠側における 1次の色収差を補正するのに必要な条件である。 条件式 （ 1 ) 及び ( 2) を満たさない場合は、 望遠端における色収差が 顕著になり、 40倍という高変倍率を実現することができなくなる。
ズームレンズ 3、 4及ぴ 5においては、 3枚接合レンズ T 1の真ん中 のレンズ A 2 (第 6 レンズ L 6) に特殊低分散ガラス、 例えば、 F CD 1や F CD 1 0を用いることが前提であり、 且つ、 条件式 （ 1 ) 、 （ 2 ) を満たすためには、 第 1の凹レンズ A 1 (第 5 レンズ L 5) には、 例え ば、 フリ ント系の FD S 6 0、 FD S 9 0、 T a FD 3 0や FD S 1以 外の硝材は除外される。
上記条件式 （ 3 ) 、 （4) 、 （ 5) は、 上記したように、 2次の色消 し条件であり、 望遠側における 2次の色収差を補正するのに必要な条件 である。 条件式 （ 3) を満たさない場合は、 望遠側における球面収差、 コマ収差、軸上色収差を補正することが困難になる。条件式（4) と （ 5) を満たすときは凸レンズ A 2 (第 6 レンズ L 6 ) と第 2の凹レンズ A 3 (第 7レンズ L 7) の硝材を結ぶ直線の傾きが図 2 3に示す標準線 P b a s eの傾きに比べてなだらかになり、 2次スぺク トルの減少に寄与す る。 このようにするには、 特殊低分散ガラス製の凸レンズ A 2 (L 6 ) と第 2の凹レンズ A 3 (L 7 ) の硝材を条件式 （3) と I P 2— P 3 | < 0. 0 3を満たすように選択することによって、 所望の構成を得るこ とができる。
ズームレンズ 3、 4及び 5においては、 3枚接合レンズ T 1の真ん中 のレンズ A 2 (L 6 ) に特殊低分散ガラスである F CD 1や F CD 1 0 を用いることが前提であり、 且つ、 条件式 （4) 、 ( 5) を満たすため には、 条件式 （3 ) と | P 2— P 3 l < 0. 0 3を満たすよう硝材を選 択することが必要である。 そのためには、 第 2の凹レンズ A 3 ( L 7 ) にはクラゥン系で、 且つ、 図 2 3で標準線 P b a s eより上側に位置す る硝材を用いることが必要である。 なお、 条件式 （4) 、 ( 5) を満た さない場合には、凸レンズ A 2 ( L 6 ) の硝材と第 2の凹レンズ A 3 ( L 7 ) の硝材を結ぶ直線の傾きが図 2 3に示す標準線 P b a s eの傾きと 同じようになり、 2次スペク トルの捕正が困難になる。
以上のことより、 3つのレンズを張り合わせて 3枚接合レンズ T 1を 構成するための各レンズの硝材には以下の組み合わせが考えられる。 す なわち、 第 1の凹レンズ A l ( L 5 ) にはフ リ ン ト系の F D S 9 0や F D S 1を用い、 凸レンズ A 2 ( L 6 ) には特殊低分散ガラスの F C D 1 や F CD 1 0を用い、 第 2の凹レンズ A 3 ( L 7 ) にはクラウン系で、 且つ、 図 2 3の標準線 P b a s eより上側に位置する B S C 7、 C 3や C F 6などを用いるこ とが考えられる。
ここで、 注目すべき点は、 特殊低分散ガラスを 3枚接合レンズ T 1の 凸レンズ A 2 (L 6 ) に用いている点である。 特殊低分散ガラスは材質 が柔らかく耐潜傷性が低いので、 レンズ製造時に行う超音波洗浄におい て潜傷が発生しやすいが、 両面から一般的なガラスから成るレンズ A 1 (L 5 ) 、 A 3 (L 7) で挟み込むことで、 多少の欠落が発生したとし ても接着剤で埋めることが可能である。 また、 特殊低分散ガラスは熱膨 張係数が大きいので、 レンズコーティングのための蒸着工程において真 空中でレンズを加熱し、 蒸着後直に空気を流入させると、 空気によって 急冷されてクラックが発生し易いという問題があるが、 両面に一般的な ガラスから成るレンズを接着することによってコーティング自体が不要 になる。 これらの理由によって、 大量生産には不向きである特殊低分散 ガラスではあるが、 これを 3枚接合レンズ T 1の真ん中に使用すること によって、 量産性に優れたものとすることができる。
広角側における球面収差とコマ収差の補正に関し、 ズームレンズ 3 、 4及ぴ 5にあっては、 第 3 レンズ群 G r 3を構成する第 1 2 レンズ L 1 2乃至第 1 4 レンズ L 1 4の各面のうち、 少なく とも 1 の面を非球面に よって構成すると共に、 該非球面によって構成された面のうち、 少なく とも 1の面を有効径において近軸球面の深さより浅い非球面形状にした。 第 2レンズ群 G r 2を出た発散光束を収斂光束に転じて第 4レンズ群 G r 4に送る働きをする第 3 レンズ群 G r 3は、強い正の屈折力を有し、 また、 広角端においてはもつとも光束が広がる部分であるので、 広角端 における球面収差とコマ収差に関して支配的な影響力を有する部分であ る。 従って、 発散光束を収斂光束に緩やかに転じさせるためには、 第 3 レンズ群 G r 3の正の屈折力を 2つのレンズ群に分けて分担させ、 さら に、 その一方の群に負の屈折力を有する接合面を設けるようにすること が有効である。 そこで、 ズームレンズ 3 、 4及ぴ 5にあっては、 第 3 レ ンズ群 G r 3を、 凸レンズ (第 1 2 レンズ L 1 2 ) と、 凹レンズ (第 1 3 レンズ L 1 3 ) 及ぴ凸レンズ (第 1 4 レンズ L 1 4 ) の接合レンズ T 4とによって構成し、 球面収差の発生とコマ収差の発生を抑制するよう にしている。
そして、 さらに、 万全を期するために、 上記したように、 第 1 2 レン ズ L I 2乃至第 1 4レンズ L 1 4の各面 s 2 1乃至 s 2 5のう ちの少な く とも 1の面を非球面とすると共に、 該非球面とされた面のうちの少な く とも 1の面を有効径において近軸球面の深さより浅い非球面形状にし ている。
広角端における非点収差と歪曲収差の補正に関し、 ズームレンズ 3、 4及ぴ 5にあっては、 第 5レンズ群 G r 5を構成する第 1 8 レンズ L 1 8乃至第 2 0レンズ L 2 0の各面のうちの少なく とも 1の面を非球面に よって構成すると共に、 該非球面によって構成された面のうちの少なく とも 1の面を有効径において近軸球面の深さより浅い非球面形状として いる。
第 4レンズ群 G r 4で外側に跳ね上げられた主光線は、 第 5レンズ群 G r 5において、 最大像高より光線高が高くなり、 射出瞳が像面より後 側になるように第 5 レンズ群 G r 5で折り曲げる必要がある。 従って、 主光線が緩やかに折れ曲がるようにするために、 第 5 レンズ群 G r 5に おいては、 正の屈折力を 2つのレンズ群に分けて分担させ、 その一方の レンズ群に負の屈折力を有する接合面を設けるようにする。 そこで、 第 5レンズ群 G r 5を凸レンズ （第 1 8レンズ L 1 8) と、 凸レンズ （第 1 9レンズ L 1 9 ) 及び凹レンズ （第 20 レンズ L 2 0) の接合レンズ T 6 とによって構成し、 非点収差及び歪曲収差の発生を抑制するように している。
そして、 さらに万全を期すために、 上記したように、 第 1 8 レンズ L 1 8乃至第 2 0 レンズ L 2 0の各面 s 3 2乃至 s 3 5のう ちの少なく と も 1の面を非球面とすると共に、 該非球面とされた面のうちの少なく と も 1の面を有効径において近軸球面の深さより浅い非球面形状とした。 図 2 1は本発明にかかる撮像装置 1 0 0の構成例を示すブロック図で ある。 図 2 1において、 1 0 1はフォーカスレンズ 1 0 1 aやパリエー タレンズ 1 0 1 bを備えたズーミング可能な撮影レンズ、 1 0 2は C C Dなどの撮像素子 （撮像手段） 、 1 0 3は画像の捕正をするなど各種動 作の制御を行う画像制御回路 （画像制御手段） 、 1 0 4は撮像素子 1 0 2から得られる画像データを記憶する第 1の画像メモリ、 1 0 5は歪曲 を補正した画像データを記憶する第 2の画像メモリである。 1 0 6は撮 影レンズ 1 0 1の歪曲収差情報を記憶するデータテーブル、 1 0 7は撮 影者のズーミングの指示を電気信号に変換するズームスィツチである。
なお、 上記撮影レンズ 1 0 1に、 例えば、 上記各実施の形態にかかる ズームレンズ 1、 2、 3、 4又は 5を適用することができ、 その場合、 フォーカスレンズ 1 0 1 aは第 4 レンズ群 G r 4に相当し、 バリエータ レンズ 1 0 1 bは第 2 レンズ群 G r 2に相当する。
ズームレンズ 1 0 1の歪曲収差に関し、図 2乃至図 4、図 6乃至図 8、 図 1 0乃至図 1 2、 図 1 4乃至図 1 6及び図 1 8乃至図 2 0に示すとお り、 ズーミングによって歪曲収差曲線が変化する。 従って、 歪曲収差の 変化はバリエータレンズ 1 0 1 bの位置に依存する。 そこで、 データテ 一ブル 1 0 6には、 ノ リエータレンズ 1 0 1 bのある位置における第 1 の画像メモリ 1 0 4と第 2の画像メモリ 1 0 5の二次元的な位置情報を 関連づける変換座標係数が記憶されており、 また、 バリエータレンズ 1 0 1 の位置は広角端から望遠端まで多くの位置に区切られて、 各々の 位置に対応した変換座標係数がデータテーブル 1 0 6に記憶されている。 撮影者がズームスィ ッチ 1 0 7 を操作して、 バリエータ レンズ 1 0 1 b の位置を移動させると、 画像制御回路 1 0 3は、 フォーカスレンズ 1 O l aを移動させてフォーカスがボケないように制御すると共に、 バリ エータレンズ 1 0 1 bの位置に対応する変換座標係数をデータテーブル 1 0 6から受け取る。 なお、 ノ リエータレンズ 1 0 1 b位置が予め区切 られたいずれかの位置に一致していないときは、 その近傍の位置の変換 座標係数から補間などの処理により、 適切な変換座標係数を得る。 変換 座標係数は二次元的に離散的に配置された画像上の点の位置を移動させ るための係数であるが、 離散的に配置された点と点との間の画像に関し ては、 補間などの処理によって移動するべき位置を求める。 画像制御回 路 1 0 3は、 撮像素子 1 0 2から得られた第 1 の画像メモリ 1 0 4の情 報を、 この変換座標係数に基づいて垂直及ぴ水平の画像移動処理を行う ことによって歪曲を補正し、 該歪曲を補正した画像情報を第 2の画像メ モリ 1 0 5に作成し、 該第 2の画像メモリ 1 0 5に作成された画像情報 に基づく信号を映像信号として出力する。
次に、 各実施の形態にかかるズームレンズ 1、 2、 3、 4及ぴ 5の数 値実施例について説明する。 なお、 図 1、 図 5、 図 9、 図 1 3及び図 1 7 において、 I Rは第 3 レンズ群 G r 3の直前に固定された絞り、 F L は像面 I M Gの前に介挿されたフィルタである。
各実施の形態において用いられるレンズには、 レンズ面が非球面によ つて構成されるものも含まれる。 そこで、 非球面形状は、 非球面の深さ を 「x」 、 光軸からの高さを 「H」 とすると、
X = H 2 / r i · { 1 + ( 1一 H 2 / r i 2 ) 1 / 2 } + A 4 · H 4 + A 6 - H 6 + A 8 · H 8 + A 1 0 · H 1 0
によつて定義されるものとする。 なお、 Α 4、 Α 6、 Α δ及び A l 0は、 それぞれ 4次、 6次、 8次及ぴ 1 0次の非球面係数である。
表 1に第 1 の実施の形態にかかるズームレンズ 1 の数値実施例におけ る各値を示す。
表 1
Figure imgf000027_0001
上記表 1に示すように、 ズームレンズ 1のズーミング及ぴフォーカシ ングに伴う動作によって面間隔 d 1 0、 d l 5、 d 1 8及び d 2 2は可 変（v a r i a b 1 e ) となる。そこで、表 2に広角端（ f = 1. 0 0 ) 、 望遠端 （ f = 3 9. 0 0 ) 及び広角端と望遠端との中間焦点位置 （ ί = 1 9. 5 ) における各値を示す。
表 2
Figure imgf000028_0001
また、 第 1 レンズ群 G r 1、 第 3 レンズ群 G r 3及び第 4 レンズ群 G r 4おいて第 6ンズ L 6面 s 9、 第 1 0 レンズ L 1 0の面 s 1 7 s 1 8及び第 1 1 レンズ1^ 1 1の面 3 1 9は非球面に形成されている。 表 3 に上記面 s 9 s i 7 s i 8及び s i 9の 4次、 6次、 8次、 1 0次 の非球面係数 A 4 A 6 A 8 A 1 0を示す。
表 3
Figure imgf000028_0002
なお、 上記表 3中の 「E」 は、 1 0を底とする指数表現を意味するも のとする (後述する表 7、 表 1 1、 表 1 5及び表 1 9においても同様で ある） 。 表 4にズームレンズ 1の上記条件式 （ 1 ) 乃至 （ 5 ) の値と、 f 、 F n o及び 2 oの値を示す。
表 4
Figure imgf000029_0001
図 2乃至図 4にズームレンズ 1の広角端、 広角端と望遠端との中間焦 点位置及び望遠端における球面収差図、 非点収差図及び歪曲収差図をそ れぞれ示す。 なお、 球面収差図において、 実線は e線、 破線は C線 （波 長 6 5 6. 3 n m) 、 一点鎖線は g線 （波長 4 3 5 · 8 nm) における 値を示すものであり、 非点収差図において、 実線はサジタル像面、 破線 はメ リディォナル像面における値を示すものである。
表 5に第 2の実施の形態にかかるズームレンズ 2の数値実施例におけ る各値を示す。
表 5
Figure imgf000030_0001
上記表 5に示すように、 ズームレンズ 2のズ一ミング及びフォーカシ ングに伴う動作によって面間隔 d 10、 d l 5、 d 21及ぴ d 23は可 変（v a r i a b 1 e ) となる。そこで、表 6に広角端（ f = l . 0 0) 、 望遠端 （ f = 4 0. 0 0) 及び広角端と望遠端との中間焦点位置 （ f = 2 0. 0 0 ) における d l 0 d l 5 d 2 1及ぴ d 2 3の各値を示す。
表 6
Figure imgf000031_0002
また、第 1 レンズ群 G r 1、第 3 レンズ群 G r 3及ぴ第 4 レンズ群 G r 4において、 第 6 レンズ L 6の面 s 1 0、 第 1 0 レンズ L 1 0の面 s 1 7 s 1 8及ぴ第 1 3 レンズ L 1 3の面 s 2 1 s 2 3は非球面に形成 されている。 表 7に上記面 s 1 0 s i 7 s i 8 s 2 1及び s 2 3 の 4次、 6次、 8次、 1 0次の非球面係数 A4 A 6 A 8 A 1 0を 示す。
表 7
Figure imgf000031_0001
表 8にズームレンズ 2の上記条件式 （ 1 ) 乃至 （5 ) の値と、 f 、 F n o及び 2 ωの値を示す。
表 8
Figure imgf000032_0001
図 6乃至図 8にズームレンズ 2の広角端、 広角端と望遠端との中間焦 点位置及び望遠端における球面収差図、 非点収差図及び歪曲収差図をそ れぞれ示す。 なお、 球面収差図において、 実線は e線、 破線は C線 （波 長 6 5 6. 3 n m) 、 一点鎖線は g線 （波長 4 3 5. 8 nm) における 値を示すものであり、 非点収差図において、 実線はサジタル像面、 破線 はメ リディォナル像面における値を示すものである。
表 9に第 3の実施の形態にかかるズームレンズ 3の数値実施例におけ る各値を示す。
表 9
Figure imgf000033_0001
86Ϊ000請 Zdf/ェ:) d ΖΪ0990請 OAV 上記表 9に示すように、 ズームレンズ 3のズーミング及びフォーカシ ングに伴う動作によって、 面間隔 d 1 4、 d l 9、 d 2 5及び d 3 0は 可変 （v a r i a b l e ) となる。 そこで、 表 1 0に広角端 （ f = l . 0 0) 、 望遠端 （ f = 3 9 · 0 2) 及び広角端と望遠端との中間焦点位 置 （ f = 1 7. 4 5) における d l 4、 d l 9、 d 2 5及ぴ d 3 0の各 値を示す。
表 1 0
Figure imgf000034_0001
また、 第 3 レンズ群 G r 3及ぴ第 5 レンズ群 G r 5において第 1 3 レ ンズ L 1 3の面 s 2 1及び第 1 9 レンズ L 1 9の面 s 3 3は非球面に形 成されている。 表 1 1に上記面 s 2 1及ぴ s 3 3の 4次、 6次、 8次、 1 0次の非球面係数 A4、 A 6、 A 8、 A 1 0を示す。
表 1 1
Figure imgf000034_0002
表 1 2にズームレンズ 1の上記条件式 ( 1 ) 乃至 ( 5 ) の値
F n o及び 2 ωの値を示す。 表 1 2
Figure imgf000035_0001
図 1 0乃至図 1 2にズームレンズ 1の広角端、 広角端と望遠端との中 間焦点位置及び望遠端における球面収差図、 非点収差図及び歪曲収差図 をそれぞれ示す。 なお、 球面収差図において、 実線は e線、 破線は C線 (波長 6 5 6 . 3 n m ) 、 一点鎖線は g線 （波長 4 3 5 . 8 n m ) にお ける値を示すものであり、 非点収差図において、 実線はサジタル像面、 破線はメ リディォナル像面における値を示すものである。
表 1 3に第 4の実施の形態にかかるズームレンズ 4の数値実施例にお ける各値を示す。
表 1 3
Figure imgf000036_0001
ρε
86Ϊ000請 ZJf/ェ:) d ΖΪ0990請 OAV 上記表 1 3に示すよ うに、 ズームレンズ 4のズーミング及びフォー力 シングに伴う動作によって面間隔 d 1 4、 d l 9、 d 2 5及ぴ d 3 0は 可変 （v a r i a b 1 e ) となる。 そこで、 表 1 4に広角端 （ f = l .
0 0) 、 望遠端 （ f = 3 9. 1 3 ) 及ぴ広角端と望遠端との中間焦点位 置 （ f = 1 9. 5 6 ) における d l 4、 d l 9、 d 2 5及ぴ d 3 0の各 値を示す。
表 1 4
Figure imgf000037_0001
また、 第 3 レンズ群 G r 3及ぴ第 5 レンズ群 G r 5において、 第 1 3 レンズ L 1 3の面 s 2 1及び第 1 9 レンズ 1 9の面 3 3 3は非球面に 形成されている。表 1 5に上記面 s 2 1及ぴ s 3 3の 4次、 6次、 8次、 1 0次の非球面係数 A 4、 A 6、 A 8、 A 1 0を示す。
表 1 5
Figure imgf000037_0002
表 1 6にズームレンズ 4の上記条件式 （ 1 ) 乃至 （ 5) の値 n o及び 2 ωの値を示す。 表 1 6
Figure imgf000038_0001
図 1 4乃至図 1 6にズームレンズ 4の広角端、 広角端と望遠端との中 間焦点位置及び望遠端における球面収差図、 非点収差図及び歪曲収差図 をそれぞれ示す。 なお、 球面収差図において、 実線は e線、 破線は C線 (波長 6 5 6 . 3 n m ) 、 一点鎖線は g線 （波長 4 3 5 . 8 n m ) にお ける値を示すものであり、 非点収差図において、 実線はサジタル像面、 破線はメリディォナル像面における値を示すものである。
表 1 7に第 5の実施の形態にかかるズームレンズ 5 の数値実施例にお ける各値を示す。
表 1 7
Figure imgf000039_0001
I
86I000/J-00idf/X3d ∑;i0990/^003 O 上記表 1 7に示すように、 ズームレンズ 5のズーミング及びフォー力 シングに伴う動作によって面間隔 d 1 3、 d l 8、 d 2 4及ぴ d 2 9は 可変 （v a r i a b l e ) となる。 そこで、 表 1 8に広角端 （ f = 1. 0 0) 、 望遠端 （ f = 4 0. 0 8 ) 及び広角端と望遠端との中間焦点位 置 （ f = 2 0. 0 1 ) における d l 3、 d l 8、 d 2 4及ぴ d 2 9の各 値を示す。
1 8
Figure imgf000040_0001
また、 第 3 レンズ群 G r 3及び第 5 レンズ群 G r 5において、 第 1 3 レンズ L 1 3の面 s 2 0及び第 1 9 レンズ L 1 9の面 s 3 2は非球面に 形成されている。表 1 9に上記面 s 2 0及ぴ s 3 2の 4次、 6次、 8次、 1 0次の非球面係数 A 4、 A 6、 A 8、 A 1 0を示す。
表 1 9
Figure imgf000040_0002
表 2 0にズームレンズ 5の上記条件式 （ 1 ) 乃至 （ 5 ) の値と、 f 、 F n o及び 2 ωの値を示す。
表 2 0
Figure imgf000041_0001
図 1 8乃至図 2 0にズームレンズ 5 の広角端、 広角端と望遠端との中 間焦点位置及ぴ望遠端における球面収差図、 非点収差図及び歪曲収差図 をそれぞれ示す。 なお、 球面収差図において、 実線は e線、 破線は C線 (波長 6 5 6 . 3 n m ) 、 一点鎖線は g線 （波長 4 3 5 . 8 n m ) にお ける値を示すものであり、 非点収差図において、 実線はサジタル像面、 破線はメ リディォナル像面における値を示すものである。
以上に記載したように、 本発明は、 4 0倍程度のズーム比を備え、 画 角は広角端においては 6 7度以上、 望遠端においては 1 . 6度以下と超 広角域から超望遠域までを力パーしつつ、 各種収差の補正が良好に為さ れ、 さらに、 量産性に優れたズームレンズ、 特に、 民生用のビデオカメ ラ用として好適なズームレンズ及ぴ撮像装置を提供することができる。 なお、 上記した各実施の形態において示した各部の形状や数値は、 何 れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに 過ぎず、 これらによって、 本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるこ とがあってはならないものである。 産業上の利用可能性
超広角から超望遠までを力パーしつつ各種収差が良好に補正され、 さ らに量産性に優れ、 特に民生用のビデオカメラ用ズームレンズ及ぴビデ ォカメラに使用するのに好適である。

Claims

請求の範囲
1 . 少なく とも、 物体側より順に配列された、 正の屈折力を有する第 1 レンズ群と、 負の屈折力を有し主としてズーミング （変倍） を行うため に光軸方向に移動可能にされた第 2 レンズ群と、 正の屈折力を有する第 3 レンズ群と、 正又は負の屈折力を有しズーミング中における焦点位置 の変動を補正すると共に焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能と された第 4 レンズ群とを備え、 4群又は 5群のレンズ群から構成される インナーフォーカスタイプのズームレンズであって、
上記第 1 レンズ群は、 少なく とも、 物体側より順に配列された凹レン ズと、 凸レンズと、 真ん中に特殊低分散ガラスから成るレンズを挟み込 んだ 3枚接合レンズとを有する
ことを特徴とするズームレンズ。 2 . 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に配 列された第 1の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レンズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3とを有し、 上記第 1 の凹レンズ A 1 と凸レン ズ A 2が以下の条件式 ( 1 ) 、 （ 2 ) を満足する材料で形成された ことを特徴とする請求項 1 に記載のズームレンズ。
( 1 ) n 1 - n 2 > 0 . 3
( 2 ) I 1 - V 2 I > 4 0
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ: n C、 n d、 n F、 n g として、
n x：レンズ A x ( 3枚接合レンズのうち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A Xの d線におけるアツベ数 V d = ( n d - 1 ) / ( n F - n C)
とする。
3. 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に配 列された第 1 の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レンズ
A 2と第 2の凹レンズ A 3 とから成り、 上記凸レンズ A 2と第 2の凹レ ンズ A 3 とが以下の条件式 （ 3 ) 、 （ 4 ) 、 ( 5 ) を満足する材料で形 成された
ことを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ。
( 3 ) I n 2— n 3 I < 0 · 1
( 4 ) V 2 3 > 8 0
( 5 ) Δ P 2 3 > 0. 0 3
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n gとして、
1 ：レンズ A x ( 3枚接合レンズのうち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d
V X ： レンズ A xの d線におけるアッベ数 V d = ( n d— 1 ) / ( n F - n C)
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( n g - n F ) / (n F - n C) とする。
4. 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に配 列された第 1 の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レンズ A 2と第 2の凹レンズ A 3 とから成り、 上記凸レンズ A 2と第 2の凹レ ンズ A 3 とが以下の条件式 ( 3 ) 、 ( 4 ) 、 ( 5 ) を満足する材料で形 成された ことを特徴とする請求項 2に記載のズームレンズ。
( 3 ) I n 2 - n 3 I < 0 . 1
( 4 ) v 2 3 > 8 0
( 5 ) Δ P 2 3 > 0 . 0 3
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g として、
n x :レンズ A x ( 3枚接合レンズの う ち物体側よ り X番目のレンズ。 以下同じ) の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A Xの d線におけるアツベ数 V d = ( n d - 1 ) / ( n F - n C )
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( n g - n F ) / ( n F - n C ) とする。
5 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を 向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによつて構成された ことを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ。
6 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を 向けた凹メニスカス レンズの第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成された ことを特徴とする請求項 2に記載のズームレンズ。
7 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を 向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4レンズ及び物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成された ことを特徴とする請求項 3に記載のズームレンズ。
8 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面を 向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、 凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及び物体側に凹面を向けた凹メニスカス レンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによつて構成された ことを特徴とする請求項 4に記載のズームレンズ。
9 . 物体側より順に配列された、 正の屈折力を有する第 1 レンズ群と、 負の屈折力を有し、 主としてズーミング （変倍） を行うために光軸方向 に移動可能とされた第 2 レンズ群と、 正の屈折力を有する第 3 レンズ群 と、 負の屈折力を有し、 ズーミング中における焦点位置の変動を補正す ると共に焦点合わせを行うために光軸方向に移動可能とされた第 4 レン ズ群と、 正の屈折力を有する第 5 レンズ群とから成るィン十一フォー力 スタイプのズームレンズであって、
上記第 1 レンズ群は、 物体側から順に配列された囬レンズと凸レンズ と真ん中に特殊低分散ガラスから成るレンズを挟み込んだ 3枚接合レン ズとを少なく とも 1つずつ有する
こ とを特徴とするズームレンズ。
1 0. 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、
物体側より順に配列された第 1の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで 形成された ώレンズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3 とを有し、
上記第 1の凹レンズ A 1 と凸レンズ A 2が以下の条件式 （ 1 ) 、 （ 2 ) を満足する材料で形成された
ことを特徴とする請求項 9に記載のズームレンズ。
( 1 ) n 1— n 2 > 0 · 3
( 2 ) | v l - v 2 | > 4 0
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g として、
n x :レンズ A x ( 3枚接合レンズのうち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A xの d線におけるアッベ数 V d = ( n d - 1 ) / (n F - n C)
とする。
1 1. 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、
物体側より順に配列された第 1の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで 形成された凸レンズ A 2と第 2の凹レンズ A 3 とから成り、
上記凸レンズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3 とが以下の条件式（ 3 )、 ( 4 ) ( 5 ) を満足する材料で形成された
ことを特徴とする請求項 9に記載のズームレンズ。
( 3 ) I n 2 - n 3 I < 0. 1
( 4 ) v 2 3 > 8 0
( 5 ) Δ P 2 3 > 0. 0 3 但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n gとして、
n x：レンズ A x ( 3枚接合レンズのうち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A xの d線におけるアッベ数 V d = ( n d — 1 ) / ( n F - n C)
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( 11 g - n F ) / ( n F - n C) とする。
1 2 . 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、
物体側より順に配列された第 1 の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで 形成された凸レンズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3 とから成り、
上記凸レンズ A 2と第 2の凹レンズ A 3とが以下の条件式（ 3 )、 （ 4 )、 ( 5 ) を満足する材料で形成された
ことを特徴とする請求項 1 0に記載のズームレンズ。
( 3 ) I n 2 - n 3 | < 0. 1
( 4 ) V 2 3 > 8 0
( 5 ) Δ P 2 3 > 0 . 0 3
伹し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g として、
n x： レンズ A x ( 3枚接合レンズの うち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ) の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A Xの d線におけるアツベ数 v d = ( n d - 1 ) / ( n F— n C)
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( n g - n F ) / ( n F— n C) とする。
1 3 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズと、 凸レンズの 第 4レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及ぴ物体側に M面を向けた凹メニスカスレンズの 第 7レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによつ て構成された
ことを特徴とする請求項 9に記載のズームレンズ。
1 4 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカス レンズの第 3 レンズと、 凸レンズの 第 4 レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの 第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによつ て構成された
ことを特徴とする請求項 1 0に記載のズームレンズ。
1 5 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズと、 凸レンズの 第 4 レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカス レンズの第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及び物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの 第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによつ て構成された ことを特徴とする請求項 1 1に記載のズームレンズ。
1 6 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズと、 凸レンズの 第 4 レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及び物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの 第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによつ て構成された
ことを特徴とする請求項 1 2に記載のズームレンズ。
1 7 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に ώ面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ及ぴ凸レンズの 第 4 レンズの接合レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカス レンズ の第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メ二 スカス レンズの第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによって構成された
ことを特徴とする請求項 9に記載のズームレンズ。
1 8 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、 ώレンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ及ぴ凸レンズの 第 4 レンズの接合レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ の第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニ スカス レンズの第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによつて構成された
ことを特徴とする請求項 1 0に記載のズームレンズ。
1 9 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカス レンズの第 3 レンズ及ぴ凸レンズの 第 4 レンズの接合レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ の第 5 レンズ、 凸レンズの第 6レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メ二 スカスレンズの第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによって構成された
ことを特徴とする請求項 1 1に記載のズームレンズ。
2 0 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ及ぴ凸レンズの 第 4 レンズの接合レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ の第 5 レンズ、 凸レンズの第 6 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メ二 スカス レンズの第 7 レンズから成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 8 レンズとによって構成された
ことを特徴とする請求項 1 2に記载のズームレンズ。
2 1 . ズームレンズと、 該ズームレンズによって取り込んだ画像を電気 的な画像信号に変換する撮像手段と、 画像制御手段とを備え、
上記画像制御手段は、 上記ズームレンズによる変倍率に応じて予め用 意されている変換座標係数を参照しながら、 上記撮像手段によって形成 された画像信号によって規定される画像上の点を移動させて座標変換し た新たな画像信号を形成し、 該新たな画像信号を出力するように構成さ れ、
上記ズームレンズは、 少なく とも、 物体側より順に配列された、 正の 屈折力を有する第 1 レンズ群と、 負の屈折力を有し主としてズーミング (変倍） を行うために光軸方向に移動可能にされた第 2 レンズ群と、 正 の屈折力を有する第 3 レンズ群と、 正又は負の屈折力を有しズーミング 中における焦点位置の変動を補正すると共に焦点合わせを行うために光 軸方向に移動可能とされた第 4 レンズ群とを備え、 4群又は 5群のレン ズ群から構成されるィンナーフォーカスタイプのズームレンズであって、 上記第 1 レンズ群は、 少なく とも、 物体側より順に配列された凹レン ズと、 凸レンズと、 真ん中に特殊低分散ガラスから成るレンズを挟み込 んだ 3枚接合レンズとを有する
ことを特徴とする撮像装置。
2 2 . 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に 配列された第 1 の凹レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レン ズ A 2 と第 2の凹レンズ A 3 とを有し、 上記第 1の凹レンズ A 1 と凸レ ンズ A 2が以下の条件式 ( 1 ) 、 （ 2 ) を満足する材料で形成された ことを特徴とする請求項 2 1に記載の撮像装置。
( 1 ) n 1 - n 2 > 0 . 3
( 2 ) I γ 1 - 2 I > 4 0
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g と して、
n x ：レンズ A x ( 3枚接合レンズのうち物体側より X番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d
V X ： レンズ A xの d線におけるアッベ数 V d = ( n d - 1 ) / ( n F - n C)
とする。
2 3. 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に 配列された第 1の!!]レンズ A 1 と特殊低分散ガラスで形成された凸レン ズ A 2と第 2の凹レンズ A 3 とから成り、 上記凸レンズ A 2と第 2の凹 レンズ A 3 とが以下の条件式 (3 ) 、 (4 ) 、 ( 5) を満足する材料で 形成された
ことを特徴とする請求項 2 1に記載の撮像装置。
(3 ) | n 2 - n 3 | < 0. 1
( 4 ) V 2 3 > 8 0
( 5 ) Δ P 2 3 > 0. 0 3
但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d、 n F、 n g と して、
n x :レンズ A x ( 3枚接合レンズのうち物体側より x番目のレンズ。 以下同じ） の d線における屈折率 n d
V ： レンズ A xの d線におけるアッベ数 V d = (n d— l ) / ( n F - n C)
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( n g - n F ) / ( n F - n C) とする。
24. 上記第 1 レンズ群内における 3枚接合レンズが、 物体側より順に 配列された第 1の凹レンズ A 1 と特殍低分散ガラスで形成された凸レン ズ A 2と第 2の凹レンズ A 3 とを有し、 上記第 1の凸レンズ A≥と第 2 の凹レンズ A 3 とが以下の条件式 ( 3) 、 (4) 、 （ 5) を
満足する材料で形成された ことを特徴とする請求項 2 2に記載の撮像装置。
( 3 ) I n 2 - n 3 I < 0 . 1
( 4 ) v 2 3 > 8 0
( 5 ) Δ P 2 3 > 0 . 0 3
' 但し、 C線、 d線、 F線、 g線における屈折率をそれぞれ n C、 n d , n F、 n g と して、
n x :レンズ A x ( 3枚接合レンズのう ち物体側よ り X番目のレンズ。 以下同じ) の d線における屈折率 n d
v x ： レンズ A Xの d線におけるアツベ数 V d = ( n d - 1 ) / ( n F - n C )
P x ： レンズ A xの部分分散比 P = ( n g - n F ) / ( n F— n C ) とする。
2 5 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカス レンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成された ことを特徴とする請求項 2 1に記載の撮像装置。
2 6 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカス レンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及び物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成された ことを特徴とする請求項 2 2に記載の撮像装置。
2 7 . 上記第 1 レンズ群が、 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メニスカスレンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成された ことを特徴とする請求項 2 3に記載の撮像装置。
2 8 . 上記第 1 レンズ群が、. 物体側から順に配列された、 物体側に凸面 を向けた凹メ -スカス レンズの第 1 レンズと、凸レンズの第 2 レンズと、 物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第 3 レンズ、 凸レンズの第 4 レンズ及ぴ物体側に凹面を向けた ¾メニスカス レンズの第 5 レンズか ら成る 3枚接合レンズと、 凸レンズの第 6 レンズとによって構成された ことを特徴とする請求項 2 4に記載の撮像装置。
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