JP3445359B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ズームレンズに関し、
特に、撮像管や固体撮像素子を用いた電子カメラ、なか
んずく近年の高精細画像を取り込む用途に適した画素数
の多い撮像素子を用いた電子カメラに最適な高い光学性
能を有するズームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子カメラは、撮像面積の小さ
な撮像管や固体撮像素子を用いて光学像を電気信号に変
換するため、撮影レンズには明るいレンズ系が必要とな
り、また、レンズと撮像素子の間にローパスフィルタや
赤外カットフィルタ等の光学部材や、ＲＧＢ三原色それ
ぞれの画像をそれぞれの撮像素子で受光する所謂多板式
の電子カメラのように、それぞれの撮像素子に光束を導
く所謂色分解プリズム等の光学素子を配置する必要が生
じ、焦点距離に比較して大きなバックフォーカスが必要
となる。

【０００３】さらに、動画像を撮影する用途が多く、撮
影レンズとしては高変倍率のズームレンズを用いること
が一般的であり、これらの要求を満たすレンズ系として
は、物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際
して固定の第１レンズ群と、ズーミングに際して光軸に
沿って移動して変倍作用を有する負の屈折力を持つ第２
レンズ群と、ズーミングに際して前後に移動して変倍の
際に像面を一定に保つ作用の負の屈折力を持つ第３レン
ズ群と、ズーミングに際して固定の結像作用を有する正
の屈折力を持つ第４レンズ群とからなる４群ズームレン
ズがよく知られている。

【０００４】また、近年の電子カメラでは、フォーカシ
ングも電気的にモータ等により行う場合が増えてきた。
そこで、従来、第１レンズ群を繰り出してフォーカシン
グを行っていたのに対し、フォーカシングに際しての駆
動力の省力化やレンズ全長を一定に保てる点等から、レ
ンズ径が大きく重い第１レンズ群以外のレンズ群又はそ
の一部を移動してフォーカシングを行う所謂インナーフ
ォーカス方式が一般的になってきた。

【０００５】物体側から順に、正・負・負・正の構成の
ズームレンズにインナーフォーカス方式を採用した従来
例としては、特開昭６３−４４６１４号や特開平３−２
５９２０９号等のものがあり、第３レンズ群をフォーカ
シングに際して移動させる例が示されている。

【０００６】また、撮像素子として１枚の固体撮像素子
を用いた所謂単板式電子カメラでは、所謂色分解プリズ
ムを必要としないため、バックフォーカスが比較的小さ
くて済むので、正・負・負・正の構成から第３レンズ群
を省き、結像レンズ群の第４レンズ群を分割して、その
一方に像面を一定に保つコンペンセータの役割を担わせ
た、物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際
して固定の第１レンズ群と、ズーミングに際して光軸に
沿って移動して変倍作用を有する負の屈折力を持つ第２
レンズ群と、ズーミングに際して固定の正の屈折力を持
つ第３レンズ群と、ズーミングに際して前後に移動して
変倍の際に像面を一定に保つ作用の正の屈折力を持つ第
４レンズ群とからなる４群ズームレンズがよく知られて
いる。

【０００７】このレンズタイプでは、第４レンズ群やそ
の一部を移動させることによりフォーカシングを行うこ
とが一般的であり、特開昭６２−１７８９１７号や特開
昭６２−２１５２２５号や特開昭６３−１２３００９号
等が知られている。

【０００８】また、特に近年の製造技術の発展により、
撮像範囲の大きさに比べて画素数の非常に多い固体撮像
素子が開発され、例えばハイビジョン映像のように高精
細な画像を得ることが可能となってきている。そのた
め、撮影レンズも撮像素子の性能を十分に引き出すこと
ができる極めて高い光学性能を有するズームレンズが必
要になってきた。撮像素子が小型化され、例えば固体撮
像素子の各ピクセルの大きさが小さくなる程、高い解像
力が必要となるため、撮影レンズに対する光学性能の要
求はますます高くなっている。その要求に応えるズーム
レンズとしては、特開平１−１２６６１４号のものが知
られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に、高い光学性能
を得るためには、光線をできるだけ少しずつ多くの回数
屈折させて結像する方が、各屈折面での収差の発生量が
少なくなるので望ましく、必然的に多くの枚数のレンズ
が用いられ、その結果、光学性能の向上に伴ってレンズ
系も大型化する傾向が強い。

【００１０】また、特にズームレンズでは可動群が多い
ため、ズーミングに伴う収差変動が生じる。理想的に
は、各レンズ群において収差が補正されていれば、ズー
ミングに伴う収差変動は生じないが、広角端から望遠端
にかけて必ずしも一定の光線の通り方をする訳ではない
ので、若干の収差が残存し、高い光学性能を達成しよう
とすると、この残存収差による収差変動が無視できなく
なる。そこで、可動群の数を増やし、広角端から望遠端
にかけて複雑に移動させることにより、高度に収差変動
を補正することが行われ、レンズ系の大型化につなが
る。

【００１１】前述の従来例の特開平１−１２６６１４号
のものでは、高精細な画像を取り込むために高い光学性
能を達成しているが、２つのコンペンセータを配置する
ことによりこの収差変動を補正しており、群構成が複雑
化している。また、大口径の第１レンズ群又はその一部
を移動させてフォーカシングを行っており、大きな駆動
力を必要とする問題もある。

【００１２】そこで、比較的簡単な構成の従来の４群ズ
ームレンズ構成をとりながら、高い光学性能を達成する
ことにより、レンズ系の小型化を図ることが期待されて
いる。この点に鑑みて従来技術を眺めると、一般にズー
ムレンズでは、移動距離の大きな変倍作用のレンズ群、
所謂バリエータの屈折力を大きくし、移動距離を小さく
することによって、小型化を達成する方法がよく採用さ
れる。

【００１３】しかし、この方法を採用すると、バリエー
タで発生する残存収差による収差変動をどの群において
補正するかが問題となり、物体側から順に、正・負・負
・正の４群ズームレンズでは、結像レンズ群である第４
レンズ群が固定されているために、第１レンズ群乃至第
３レンズ群でのズーミングによる収差変動を補正するこ
とが困難となる。また、物体側から順に、正・負・正・
正の４群ズームレンズでは、屈折力の大きなバリエータ
の第２レンズ群とコンペンセータの第４レンズ群によっ
て収差変動を補正することが容易となるが、収差変動の
補正にも限界があり、第２レンズ群の負の屈折力をバッ
クフォーカスを確保するために十分大きくすることは困
難であり、所謂単板式の電子カメラ以外に適用すること
は難しく、所謂多板式の電子カメラと同等の解像力を得
るには、数倍多くの画素数を持つ撮像素子が必要とな
る。

【００１４】特開昭６３−４４６１４号や特開平３−２
５９２０９号等の、物体側から順に、正・負・負・正の
４群ズームレンズの例や、特開昭６２−１７８９１７号
や特開昭６２−２１５２２５号や特開昭６３−１２３０
０９号等の、物体側から順に、正・負・正・正の４群ズ
ームレンズの例では残存収差が大きく、後記する本発明
の目的である高精細な画像の取り込みには満足のゆく性
能ではない。以上のように、これらの従来例では、小型
化、バックフォーカスの確保、高い光学性能の全てを満
足するに至っていない。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、比較的簡単なズームレンズ構成であ
りながら、撮像管や固体撮像素子等を用いた電子カメ
ラ、特に近年の高精細画像を取り込む用途に適した画素
数の多い撮像素子を用いた電子カメラに最適な、高い光
学性能を有し、各種フィルタ類等の光学部材や光路分割
用のプリズム等の光学素子をレンズと撮像素子の間に挿
入可能な大きなバックフォーカスを有する小型のズーム
レンズを提供することにある。

【００１６】また、本発明の別の目的は、無限遠物点か
ら近距離物点に至るまで、安定した高い光学性能を有す
る、バックフォーカスの大きな、小型のズームレンズを
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、上記の問題点を解決するために、物体側から順に、
正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ
群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って
移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持
ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像
面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ
群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作
用を持つ第４レンズ群からなり、前記第４レンズ群は、
物体側から順に、正の屈折力を持つ第４−１サブレンズ
群と、それから比較的間隔を空けて配置された正の屈折
力を持つ第４−２サブレンズ群から構成され、前記第４
−１サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２枚
の正レンズと少なくとも１枚の負レンズからなり、前記
第４−２サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも
１枚の正レンズと接合面が負の屈折力である少なくとも
１枚の接合レンズからなり、以下の条件を満足すること
を特徴としている。 （１）’２．９＜ｆ_4-1 ／ｆ_W ＜３．７ （２） ２．２＜ｆ_4-2 ／ｆ_W ＜４．２ （３） ０．８＜ｆ_4-1 ／ｆ_4-2 ＜１．２ （４） ６．０＜ｆ_4C／ｆ_W ＜１１．０ ただし、ｆ_4-1 、ｆ_4-2 はそれぞれ第４−１サブレンズ
群、第４−２サブレンズ群の焦点距離、ｆ_4Cは第４−２
サブレンズ群の構成要素である接合レンズの焦点距離、
ｆ_W は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【作用】以下、本発明において上記構成をとる理由と作
用について説明する。大きなバックフォーカスを確保す
るためには、物体側から順に、負・正の所謂レトロフォ
ーカスタイプの構成にすることが望ましく、しかも、負
の屈折力が強い程好ましい。しかし、物体側から順に、
正・負・正・正の４群ズームレンズでは、負の屈折力を
有するレンズ群が第２レンズ群のみであるため、変倍作
用を有する第２レンズ群の屈折力を強くする必要があ
り、屈折力が過度に強いと、ズーミングに伴う収差変動
が極めて大きなものとなり、好ましくない。

【００２１】そこで、本発明のズームレンズのレンズタ
イプは、物体側から順に、正・負・負・正のタイプ、詳
しくは、上記のレンズタイプを選択した。

【００２２】このとき、前述のように、小型化を図るた
めに大きな移動距離の可動群である第２レンズ群の屈折
力を強めることは、収差変動が大になり好ましくない。
高い光学性能を得るには、特にズーミングに伴う収差変
動の補正が重要であり、そのためには、各レンズ群、特
に可動群での収差発生量を抑制することが望ましく、む
しろ第２レンズ群の屈折力を弱めることが望まれる。

【００２３】一方、物体側から順に、正・負・負・正の
４群ズームレンズが大型化する別の理由としては、発散
光束を収束光束に変換する結像レンズ群である第４レン
ズ群が大きな屈折力を持つために、一般に収差の発生が
大きく、そのため、収差の発生を抑制する目的でレンズ
枚数の増加又は各レンズ要素の屈折力の低下が図られ、
第４レンズ群全体としては大型化する傾向が強い。

【００２４】そこで、本発明のズームレンズでは、結像
レンズ群である第４レンズ群を適切な構成とすることに
よって、小型でありながら良好に収差補正を行うことを
可能とし、第２レンズ群の屈折力を弱めてズーミングに
伴う収差変動を抑制し、可動群である第２レンズ群の移
動距離が大となっても、レンズ系全体としての全長の小
型化を達成したものである。

【００２５】具体的には、前述のように、第４レンズ群
を、物体側から順に、正の屈折力を持つ第４−１サブレ
ンズ群と、それから比較的間隔を空けて配置された正の
屈折力を持つ第４−２サブレンズ群から構成し、第４−
１サブレンズ群には、第１レンズ群乃至第３レンズ群に
よる発散光束を平行光束に近い光束に変換する作用を、
第４−２サブレンズ群には、収束光束に変換させる作用
を持たせている。

【００２６】さらに、第４−１サブレンズ群は、物体側
から順に、少なくとも２枚の正レンズを配置して、屈折
回数を多くして球面収差の発生を抑制すると共に、さら
に像側に、少なくとも１枚の負レンズを配置することに
より、正の球面収差を発生させ、第４−１サブレンズ群
全体として正の球面収差を発生させ、第４−２サブレン
ズ群で発生する負の球面収差を打ち消す作用を持たせ、
第４レンズ群全体として負の球面収差の発生を抑制して
いる。また、この負レンズでは、負のコマ収差が発生
し、第３レンズ群で発生する正のコマ収差を打ち消す作
用を持たせている。

【００２７】第４−２サブレンズ群は、物体側から順
に、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の、
接合面が負の屈折力を有する接合レンズから構成し、こ
の接合面において正のコマ収差を発生させ、正レンズで
発生する負のコマ収差を打ち消させることにより、第４
−２サブレンズ群で発生するコマ収差を抑制している。

【００２８】また、第４レンズ群では、一般に負の軸上
色収差、負の倍率色収差が発生するが、第４−１サブレ
ンズ群の負レンズ、及び、第４−２サブレンズ群の接合
面において正の軸上色収差、正の倍率色収差を発生さ
せ、色収差を補正している。

【００２９】さらに、非点収差との補正バランスを考慮
すると、この第４−１サブレンズ群は、物体側から順
に、少なくとも２枚の正レンズと、少なくとも１枚の物
体側に凹面を向けた負メニスカスレンズから構成し、非
点収差の発生量を小さくせしめて、第４−１サブレンズ
群の正レンズで発生する負の非点収差の補正に有効に使
うことが望ましい。

【００３０】また、第４−２サブレンズ群は、物体側か
ら順に、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚
の、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと正レンズ
の接合レンズから構成し、この接合面で発生する正の球
面収差、コマ収差等を適度な値に抑制し、過剰補正とな
らないようにすることが望ましい。

【００３１】さらに良好に収差補正を行うためには、以
下の条件を満足することが望ましい。 （１） ２．５＜ｆ_4-1 ／ｆ_W ＜４．５ （２） ２．２＜ｆ_4-2 ／ｆ_W ＜４．２ （３） ０．８＜ｆ_4-1 ／ｆ_4-2 ＜１．２ （４） ６．０＜ｆ_4C／ｆ_W ＜１１．０ ただし、ｆ_4-1 、ｆ_4-2 はそれぞれ第４−１サブレンズ
群、第４−２サブレンズ群の焦点距離、ｆ_4Cは第４−２
サブレンズ群の構成要素である接合レンズの焦点距離、
ｆ_W は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。

【００３２】条件式（１）乃至（３）は、第４−１サブ
レンズ群、第４−２サブレンズ群の屈折力及び配分を規
定したものであり、条件式（１）の下限値２．５を越え
て小さくなると、正の屈折力が強くなりすぎ、負レンズ
を配置しても十分大きな正の球面収差を発生させること
ができなくなり、第４レンズ群として負の球面収差が増
大する。また、上限値４．５を越えて大きくなると、第
４−１サブレンズ群では正の屈折力が弱まり、適切な正
の屈折力を得るために第４−２サブレンズ群の正の屈折
力が強まり、第４−１サブレンズ群では正の球面収差
が、第４−２サブレンズ群では負の球面収差が増大す
る。広角端では、これらの球面収差がうまく打ち消すこ
とができるが、望遠端では、第４−１サブレンズ群での
正の球面収差が上回り、補正が極めて困難となる。

【００３３】条件式（２）の下限値２．２を越えて小さ
くなると、第４−２サブレンズ群の正の屈折力が大きく
なるために、負の球面収差が増大し、屈折力のバランス
から第４−１サブレンズ群の屈折力が低下し、正の球面
収差が増大しても補正が困難となる。また、第４−１サ
ブレンズ群の屈折力低下に伴ってペッツバール和が負に
なり、像面の正方向への倒れが顕著になる。また、上限
値４．２を越えて大きくなると、第４−２サブレンズ群
の屈折力が小さくなり、負の球面収差が小さくなるもの
の、第４−１サブレンズ群の屈折力が増大し、正の球面
収差が減少するため、第４レンズ群としては負の球面収
差の増大を招く。また、正のコマ収差が大きくなるが、
近軸的な屈折力の適正化から第３レンズ群の主点位置が
物体側にシフトし、第３レンズ群で発生する正のコマ収
差が減少するため、ズーミングに伴うコマ収差の変動が
大きくなり、特に望遠端のコマ収差が極めて大きくな
る。

【００３４】条件式（３）の下限値０．８を越えて小さ
くなると、正の屈折力が第４−１サブレンズ群に偏り、
バックフォーカスが小さくなると共に、第４−１サブレ
ンズ群で発生する正の球面収差が減少し、第４レンズ群
としての負の球面収差が増大する。また、上限値１．２
を越えて大きくなると、正の屈折力が第４−２サブレン
ズ群に偏り、第４−１サブレンズ群の正の球面収差と第
４−２サブレンズ群の負の球面収差が共に増大し、特に
望遠端での補正バランスが崩れ、望遠端で正の球面収差
が増大する。

【００３５】条件式（４）は、第４−２サブレンズ群の
接合レンズの屈折力を規定したものであり、下限値６．
０を越えて小さくなると、接合レンズの物体側に位置す
る第４−２サブレンズ群の正レンズの屈折力が小さくな
り、第４−２サブレンズ群での負の球面収差は小さくな
るが、レンズ全長を大きくしないために第２レンズ群、
第３レンズ群の主点位置の関係が変動することにより、
第２レンズ群の正の球面収差が大きく、また、第３レン
ズ群の正の球面収差が小さくなり、ズーミングに伴う球
面収差の変動が極めて大きくなる。また、上限値１１．
０を越えて大きくなると、広角端では第３レンズ群の正
の球面収差が増大し、望遠端では第２レンズ群の正の球
面収差が増大することにより、正の球面収差が補正でき
なくなる。

【００３６】さらに良好に収差補正を行うためには、以
下の条件を満足することが望ましい。 （１）’２．９＜ｆ_4-1 ／ｆ_W ＜３．７ （２）’２．９＜ｆ_4-2 ／ｆ_W ＜３．６ （３）’０．９＜ｆ_4-1 ／ｆ_4-2 ＜１．１ （４）’７．０＜ｆ_4C／ｆ_W ＜１０．０ また、極めて高い光学性能を満足し、かつ、十分なバッ
クフォーカスを確保し、全長を小型に保つには、第１レ
ンズ群乃至第３レンズ群の屈折力配分に関して、以下の
条件を満足することが望ましい。 （７） ７．０＜ｆ₁ ／ｆ_W ＜１０．０ （８） −２．５＜ｆ₂ ／ｆ_W ＜−１．３ （９） −５．２＜ｆ₃ ／ｆ_W ＜−３．９ ただし、ｆ_i はそれぞれ第ｉレンズ群の焦点距離であ
る。

【００３７】条件式（７）の下限値７．０を越えて小さ
くなると、特に望遠端での負の非点収差が大きくなり、
第２レンズ群の屈折力を大きくして大きな正の非点収差
を発生させる必要が生じ、ズーミングに伴う非点収差の
変動が大きくなる。また、第２レンズ群の屈折力の増大
に伴って、特に望遠端での正の球面収差の発生が極めて
大になり、補正が困難となる。上限値１０．０を越えて
大きくなると、諸収差の補正から第２レンズ群の屈折力
が弱く、第３レンズ群、第４レンズ群の屈折力が増大
し、ズーミングに伴う球面収差、非点収差の変動が大き
く、補正が困難となる。

【００３８】条件式（８）の下限値−２．５を越えて小
さくなると、第２レンズ群の負の屈折力が小さくなり、
第３レンズ群の屈折力を増大させてバックフォーカスの
確保に必要な負の屈折力を得なければならず、正の球面
収差とコマ収差が増大し、補正が困難となる。また、上
限値−１．３を越えて大きくなると、第２レンズ群で発
生する負の歪曲収差と負のペッツバール和の補正をしな
ければならず、各群で収差発生量が増大し、好ましくな
い。

【００３９】条件式（９）の下限値−５．２を越えて小
さくなると、第３レンズ群の正の球面収差が小さくな
り、第４レンズ群の負の球面収差を補正することができ
なくなる。第４レンズ群の屈折力を減少させて負の球面
収差を小さくすると、負の非点収差が増大し、非点収差
のバランスが崩れることとなる。また、上下値−３．９
を越えて大きくなると、バックフォーカスを大きくする
ためには有利であるが、正の球面収差、コマ収差が増大
し、第４レンズ群で発生する負の球面収差、コマ収差を
大きくしないと、補正できなくなる。しかし、第４レン
ズ群の屈折力を増大させると、非点収差の発生量が増大
し、補正できなくなる。

【００４０】さらに良好に収差補正を行うためには、以
下の条件を満足することが望ましい。 （７）’７．７＜ｆ₁ ／ｆ_W ＜８．５ （８）’−２．２＜ｆ₂ ／ｆ_W ＜−１．６ （９）’−５．０＜ｆ₃ ／ｆ_W ＜−４．１ さて、特にフォーカシングに対して収差変動が少なく、
無限遠物点から近距離物点まで安定して高い光学性能を
得るためには、適切なフォーカシング方式とフォーカシ
ングを行うレンズ群の適切な構成が重要であることは言
うまでもない。本発明者は、特願平４−２８４９１１号
において、物体側から順に、正・負・負・正の４群ズー
ムレンズにおいて、負の第３レンズ群を、物体側から順
に、物体側に強い負の屈折力の面を向けた負レンズと像
側に負の屈折力の面を向けたメニスカスレンズで構成
し、この第３レンズ群を物体側に繰り出すことによりフ
ォーカシングを行う方法を考案した。このフォーカシン
グ方式では、無限遠物点から近距離物点にフォーカシン
グした際に、負レンズで負の方向に変動する球面収差を
メニスカスレンズでこの球面収差の変動を正にして打ち
消すことにより、フォーカシングに伴う球面収差の変動
を小さく保つことができる。

【００４１】ここで、さらに光学性能の向上を考える
と、前述のように、変倍作用を主に担う第２レンズ群の
屈折力を弱めることが望ましいが、レンズ全長を大型化
せずにバックフォーカスを確保するためには、適度な負
の屈折力が必要であり、第２レンズ群の屈折力を弱める
代りに、第３レンズ群の屈折力を強める必要が生じる。
このとき、第３レンズ群の負レンズで発生する正の軸上
色収差と負の倍率色収差が大きくなるが、像側に配置し
たメニスカスレンズを正の屈折力とし、その屈折力を強
めると、色収差は補正できるが、フォーカシングに対す
る収差変動が大きく、本来の目的に反する。

【００４２】そこで、ズームレンズの例としては、第３
レンズ群を、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強
い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、
正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレ
ンズの第３−２サブレンズ群から構成し、色収差を良好
に補正したものがある。

【００４３】さらに、この接合ダブレットレンズについ
て、接合面は正の屈折力を持たせることが望ましい。こ
の構成により、接合面において負の軸上色収差と正の倍
率色収差を発生させ、色収差補正を可能にすると共に、
レンズ形状を強い正レンズとせずに済むため、フォーカ
シングに際して正の球面収差の変動を小さく保つことが
可能となるのである。

【００４４】また、さらに、この接合ダブレットレンズ
は、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるため、
その構成は両凸レンズと両凹レンズの組み合せによるダ
ブレットレンズが望ましく、他の組み合せでは、倍率色
収差の補正を効果的に行うことが困難となる。

【００４５】さらに良好に諸収差の補正を行うために
は、以下の条件を満足することが望ましい。 （５） −５．０＜ｆ_3-1 ／ｆ_W ＜−３．０ （６） ０．０＜１／ＳＦ_3-2 ＜０．１ ただし、ｆ_3-1 は第３−１サブレンズ群の焦点距離、Ｓ
Ｆ_3-2 は第３−２サブレンズ群のシェイピングファクタ
ーである。ここで、シェイピングファクターＳＦは、レ
ンズの物体側の面、像側の面の曲率半径をそれぞれ
ｒ_F 、ｒ_R とするとき、以下の式で定義される。

【００４６】ＳＦ＝（ｒ_F ＋ｒ_R ）／（ｒ_F −ｒ_R ） 条件式（５）の下限値−５．０を越えて小さくなると、
負の屈折力を確保するために、第３−２サブレンズ群が
負レンズ群となり、近軸的な関係から主点位置が変動す
るため、第３レンズ群で発生する正の球面収差が小さく
なり、第４レンズ群で発生する負の球面収差を補正する
ことが困難となる。また、第３レンズ群で発生する正の
軸上色収差が大きくなり、他のレンズ群で負の軸上色収
差を発生させると、ズーミングに伴う収差変動が極めて
大きくなり、特に望遠端での軸上色収差を補正できなく
なる。また、上限値−３．０を越えて大きくなると、第
３−１サブレンズ群で発生する正の軸上色収差を補正す
るために、第３−２サブレンズ群の正の屈折力を大きく
することが必要になるが、フォーカシングに際しての収
差変動を抑制するために、軸上色収差を打ち消すまで屈
折力を大きくすることができず、広角端、望遠端での収
差バランスをとるために第４レンズ群の負の軸上色収
差、第２レンズ群の正の軸上色収差が大きくなり、それ
に伴って第２レンズ群で発生する負の倍率色収差が補正
できなくなる。

【００４７】条件式（６）の下限値０．０を越えて小さ
くなると、レンズ形状は正に強くなるため、接合面の曲
率は正の屈折力を弱めるために緩くなり、また、物体側
の面の曲率が強くなる。そのため、物体側の面で発生す
る負の球面収差と像側の面で発生する正の球面収差の変
動が大きくなり、第３レンズ群として発生する正の球面
収差が、広角端では小さく、望遠端では大きくなり、第
４レンズ群で発生する負の球面収差をコントロールして
も補正しきれない。また、フォーカシングに際しての収
差変動が大きく、近距離物点に対する性能劣化を招く。
また、上限値０．１を越えて大きくなると、負形状が強
くなり、像側の屈折面で大きな正の球面収差が発生す
る。一方、適度な正の屈折力を確保するために接合面の
曲率は強くなり、負の球面収差が大となるが、像側の面
で発生する正の球面収差を補正するには至らない。その
ため、正の球面収差が大きくなり、他のレンズ群を用い
ても補正できなくなる。

【００４８】さらに良好に収差補正を行うには、以下の
条件を満足することが望ましい。

【００４９】 （５）’−４．５＜ｆ_3-1 ／ｆ_W ＜−３．６ （６）’０．０＜１／ＳＦ_3-2 ＜０．０５ 以下の条件を満足すればさらに良い。

【００５０】 （６）”０．０＜１／ＳＦ_3-2 ＜０．０３
。

【００５１】

【実施例】以下に、図面を参照にして本発明の実施例１
〜６のズームレンズについて説明する。各実施例の数値
データは後記するが、実施例１は、図１に広角端から標
準状態を経て望遠端に至る各レンズ群の様子を示すよう
に、その構成は、物体側から順に、全体として正の屈折
力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群Ｉと、
全体として負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸上
を移動することにより変倍作用を有する第２レンズ群II
と、全体として負の屈折力を持ち、ズーミングに際して
光軸上を前後に移動することにより像面を一定に保つ作
用を有する第３レンズ群III と、全体として正の屈折力
を持ちズーミングに際して固定で結像作用を有する第４
レンズ群IVとからなる。

【００５２】第１レンズ群Ｉは、物体側から順に、像側
に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合
レンズと、２枚の像側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズからなる。

【００５３】第２レンズ群IIは、物体側から順に、像側
に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、
像側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凹
面を向けた負メニスカスレンズからなる。

【００５４】第３レンズ群III は、物体側から順に、物
体側に強い屈折力の方の面を向けた両凹レンズ（第３−
１サブレンズ群III-1 ）と、両凸レンズと両凹レンズの
接合レンズ（第３−２サブレンズ群III-2 ）からなる。

【００５５】第４レンズ群IVは、物体側から順に、全体
として正の屈折力を持つ第４−１サブレンズ群IV-1と、
全体として正の屈折力を持つ第４−２サブレンズ群IV-2
からなり、第４−１サブレンズ群IV-1は、物体側から順
に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、
物体側に凸面を向けた平凸レンズと、物体側に凹面を向
けた負メニスカスレンズからなる。第４−２サブレンズ
群IV-2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メ
ニスカスレンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸レンズの接合レンズからなる。

【００５６】絞りは、第３レンズ群III と第４レンズ群
IVの間に配置され、ズーミングに際して固定である。

【００５７】本実施例は、レンズと撮像面との間に、複
数の撮像素子に光路を分割する等のためにプリズム等の
光学部材を挿入するのに十分なバックフォーカスを有
し、図に示したように、ＲＧＢ３原色の画像をそれぞれ
の撮像素子で得るために、光束をそれぞれの撮像素子に
導くための光路分割用プリズムＰをレンズと撮像素子の
間に配置している。

【００５８】実施例１の広角端、標準状態、望遠端での
無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図６、図７、図
８に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の
収差状況を図９に示す。なお、収差状況としては、球面
収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、軸外横収差を
示す。以下、同じ。

【００５９】これらの図から明らかなように、本実施例
は、広角端から望遠端に至るズーミングに際して、ま
た、無限遠物点から近距離物点に至るフォーカシングに
際して、安定して極めて高い光学性能を有し、近年の高
精細画像を取り込む用途に適した画素数の多い撮像素子
を用いた電子カメラに最適な光学性能を有している。

【００６０】実施例２は、図２に広角端での断面図を示
すようなレンズ構成であり、実施例１と比較して、第２
レンズ群IIが、物体側から順に、像側に凹面を向けた負
メニスカスレンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向
けた平凸レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズからなる点と、第４−１サブレンズ群IV-1が、物
体側から順に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸
レンズと、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レ
ンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズから
なる点で異なっている。実施例２の広角端、標準状態、
望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図１
０、図１１、図１２に示す。また、望遠端における物点
距離１ｍの場合の収差状況を図１３に示す。

【００６１】実施例３は、図３に広角端での断面図を示
すようなレンズ構成であり、実施例１と比較して、第４
−１サブレンズ群IV-1が、物体側から順に、像側に強い
屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に強い屈
折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に凹面を向
けた負メニスカスレンズからなる点で異なっている。実
施例３の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対
する収差状況をそれぞれ図１４、図１５、図１６に示
す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状
況を図１７に示す。

【００６２】実施例４は、実施例３と同様の構成を取っ
ており、図示は省く。実施例４の広角端、標準状態、望
遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図１
８、図１９、図２０に示す。また、望遠端における物点
距離１ｍの場合の収差状況を図２１に示す。

【００６３】実施例５は、図４に広角端での断面図を示
すようなレンズ構成であり、実施例１と比較して、第２
レンズ群IIが、物体側から順に、像側に凹面を向けた負
メニスカスレンズと、両凹レンズと、像側に凹面を向け
た正メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた平凹レ
ンズからなる点と、第４−１サブレンズ群IV-1が、物体
側から順に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レ
ンズと、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レン
ズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる
点で異なっている。図４より明らかに、本実施例は、ロ
ーパスフィルタや赤外カットフィルタ等の光学部材を挿
入するには十分なバックフォーカスを確保しているが、
実施例１乃至４のようにレンズと撮像面の間には複数の
撮像素子に光路を分割する等のためにプリズム等の光学
部材を挿入していない。その分レンズ全長を短くした例
であり、本発明のズームレンズ系が、単板式電子カメラ
のように全長の短縮化の優先度を高めた場合にも、十分
適用できることを示している。

【００６４】実施例５の広角端、標準状態、望遠端での
無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図２２、図２
３、図２４に示す。また、望遠端における物点距離１ｍ
の場合の収差状況を図２５に示す。

【００６５】実施例６は、図５に広角端での断面図を示
すようなレンズ構成であり、実施例５と比較して、第２
レンズ群IIが、物体側から順に、像側に凹面を向けた負
メニスカスレンズと、両凹レンズと、像側に凹面を向け
た正メニスカスレンズと、物体側に強い屈折力の方の面
を向けた両凹レンズからなる点で異なっている。実施例
６の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する
収差状況をそれぞれ図２６、図２７、図２８に示す。ま
た、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図
２９に示す。

【００６６】以上の各実施例では、第３レンズ群III を
物体側に繰り出すことによりフォーカシングを行ってい
るが、第１レンズ群Ｉ等の他のレンズ群や、第４−２サ
ブレンズ群IV-2や第４−１サブレンズ群IV-1 等の他の
レンズ群の一部、あるいは、第３レンズ群III と第４レ
ンズ群IV等の他のレンズ群、あるいは、他のレンズ群の
一部を組み合わせて移動することによりフォーカシング
を行うことも可能である。

【００６７】以下に、上記各実施例の数値データを示す
が、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナン
バー、２ωは画角、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各レンズ面の曲率半
径、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…
は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズの
アッベ数である。なお、ズーム間隔に関する表中、括弧
内の数値は、物点距離１ｍにフォーカシングしたときの
間隔を示す。

【００６８】実施例１ ｆ ＝ 9.200 〜25.567 〜72.007 Ｆ_NO＝ 2.0 〜 2.0 〜 2.0 ２ω＝49.113°〜17.618°〜 6.258° ｒ₁ = 197.3081 ｄ₁ = 2.0000 ｎ_d1 =1.83350 ν_d1 =21.00 ｒ₂ = 105.1497 ｄ₂ = 5.3000 ｎ_d2 =1.56907 ν_d2 =71.30 ｒ₃ = -546.9522 ｄ₃ = 0.1000 ｒ₄ = 72.8412 ｄ₄ = 5.0000 ｎ_d3 =1.43875 ν_d3 =94.97 ｒ₅ = 547.8902 ｄ₅ = 0.1000 ｒ₆ = 52.3882 ｄ₆ = 4.2300 ｎ_d4 =1.43875 ν_d4 =94.97 ｒ₇ = 151.1643 ｄ₇ =(可変) ｒ₈ = 61.0924 ｄ₈ = 1.2000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.52 ｒ₉ = 15.9872 ｄ₉ = 5.3531 ｒ₁₀= -40.8139 ｄ₁₀= 1.0000 ｎ_d6 =1.61800 ν_d6 =63.38 ｒ₁₁= 64.0384 ｄ₁₁= 0.1000 ｒ₁₂= 30.5618 ｄ₁₂= 2.3000 ｎ_d7 =1.83350 ν_d7 =21.00 ｒ₁₃= 968.8110 ｄ₁₃= 1.4972 ｒ₁₄= -31.0496 ｄ₁₄= 1.0000 ｎ_d8 =1.72916 ν_d8 =54.68 r₁₅= -805.0028 ｄ₁₅=(可変) ｒ₁₆= -19.3481 ｄ₁₆= 1.2000 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.20 ｒ₁₇= 1087.0698 ｄ₁₇= 0.1000 ｒ₁₈= 28.2827 ｄ₁₈= 5.9981 ｎ_d10=1.80610 ν_d10=40.95 ｒ₁₉= -30.0000 ｄ₁₉= 1.2000 ｎ_d11=1.77250 ν_d11=49.66 ｒ₂₀= 27.8186 ｄ₂₀=(可変) ｒ₂₁= ∞（絞り） ｄ₂₁= 1.5000 ｒ₂₂= 621.8818 ｄ₂₂= 3.8793 ｎ_d12=1.60311 ν_d12=60.70 ｒ₂₃= -20.5472 ｄ₂₃= 0.1000 ｒ₂₄= 32.2619 ｄ₂₄= 3.7155 ｎ_d13=1.61375 ν_d13=56.36 ｒ₂₅= ∞ ｄ₂₅= 2.9102 ｒ₂₆= -18.9985 ｄ₂₆= 1.0000 ｎ_d14=1.80518 ν_d14=25.43 ｒ₂₇= -38.9775 ｄ₂₇= 8.2271 ｒ₂₈= -94.3367 ｄ₂₈= 6.3283 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.70 ｒ₂₉= -24.5090 ｄ₂₉= 0.1000 ｒ₃₀= 31.2799 ｄ₃₀= 1.0000 ｎ_d16=1.87400 ν_d16=35.26 ｒ₃₁= 15.8062 ｄ₃₁= 3.5100 ｎ_d17=1.56907 ν_d17=71.30 ｒ₃₂= -95.3269 ｄ₃₂= 3.0000 ｒ₃₃= ∞ ｄ₃₃=25.3000 ｎ_d18=1.58267 ν_d18=46.33 ｒ₃₄= ∞ ｄ₃₄=11.1000 ｎ_d19=1.51633 ν_d19=64.15 ｒ₃₅= ∞ ｆ₁/ｆ_W ＝ 8.1595 ｆ₂/ｆ_W ＝-1.8699 ｆ₃/ｆ
_W ＝-4.6529 ｆ_4-1/ｆ_W ＝ 3.3008 ｆ_4-2/ｆ_W ＝ 3.2201 ｆ_4-1/
ｆ_4-2 ＝ 1.0251 ｆ_4C /ｆ_W ＝ 7.3954 ｆ_3-1/ｆ_W ＝-4.2373 1/ＳＦ
_3-2 ＝ 0.0083 。

【００６９】実施例２ ｆ ＝ 9.244 〜25.601 〜71.927 Ｆ_NO＝ 2.0 〜 2.0 〜 2.0 ２ω＝48.969°〜17.589°〜 6.264° ｒ₁ = 197.6120 ｄ₁ = 2.0000 ｎ_d1 =1.83350 ν_d1 =21.00 ｒ₂ = 104.8697 ｄ₂ = 5.3000 ｎ_d2 =1.56907 ν_d2 =71.30 ｒ₃ = -446.3652 ｄ₃ = 0.1000 ｒ₄ = 68.8505 ｄ₄ = 5.0000 ｎ_d3 =1.43875 ν_d3 =94.97 ｒ₅ = 417.5884 ｄ₅ = 0.1000 ｒ₆ = 54.1787 ｄ₆ = 4.2300 ｎ_d4 =1.43875 ν_d4 =94.97 ｒ₇ = 146.6534 ｄ₇ =(可変) ｒ₈ = 63.0838 ｄ₈ = 1.2000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.52 ｒ₉ = 16.2826 ｄ₉ = 5.3543 ｒ₁₀= -38.9621 ｄ₁₀= 1.0000 ｎ_d6 =1.61800 ν_d6 =63.38 ｒ₁₁= 55.1903 ｄ₁₁= 0.1000 ｒ₁₂= 32.3006 ｄ₁₂= 2.3000 ｎ_d7 =1.83350 ν_d7 =21.00 ｒ₁₃= ∞ ｄ₁₃= 1.5376 ｒ₁₄= -29.3192 ｄ₁₄= 1.0000 ｎ_d8 =1.72916 ν_d8 =54.68 ｒ₁₅= -149.4560 ｄ₁₅=(可変) ｒ₁₆= -18.6422 ｄ₁₆= 1.2000 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.20 ｒ₁₇= 512.8154 ｄ₁₇= 0.1000 ｒ₁₈= 31.0045 ｄ₁₈= 5.8971 ｎ_d10=1.78590 ν_d10=44.18 ｒ₁₉= -19.1922 ｄ₁₉= 1.2000 ｎ_d11=1.72916 ν_d11=54.68 ｒ₂₀= 29.3552 ｄ₂₀=(可変) ｒ₂₁= ∞（絞り） ｄ₂₁= 1.5000 ｒ₂₂= 271.8809 ｄ₂₂= 3.8968 ｎ_d12=1.60311 ν_d12=60.70 ｒ₂₃= -21.8578 ｄ₂₃= 0.1000 ｒ₂₄= 35.0934 ｄ₂₄= 3.7018 ｎ_d13=1.61375 ν_d13=56.36 ｒ₂₅= -558.1239 ｄ₂₅= 3.1444 ｒ₂₆= -19.8361 ｄ₂₆= 1.0000 ｎ_d14=1.80518 ν_d14=25.43 ｒ₂₇= -43.8636 ｄ₂₇= 8.6035 ｒ₂₈= -537.6966 ｄ₂₈= 6.1330 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.70 ｒ₂₉= -27.0630 ｄ₂₉= 0.1000 ｒ₃₀= 32.6168 ｄ₃₀= 1.0000 ｎ_d16=1.87400 ν_d16=35.26 ｒ₃₁= 15.8461 ｄ₃₁= 4.0882 ｎ_d17=1.56907 ν_d17=71.30 ｒ₃₂= -110.2597 ｄ₃₂= 3.0000 ｒ₃₃= ∞ ｄ₃₃=25.3000 ｎ_d18=1.58267 ν_d18=46.33 ｒ₃₄= ∞ ｄ₃₄=11.1000 ｎ_d19=1.51633 ν_d19=64.15 ｒ₃₅= ∞ ｆ₁/ｆ_W ＝ 8.1381 ｆ₂/ｆ_W ＝-1.8711 ｆ₃/ｆ
_W ＝-4.5789 ｆ_4-1/ｆ_W ＝ 3.4349 ｆ_4-2/ｆ_W ＝ 3.1847 ｆ_4-1/
ｆ_4-2 ＝ 1.0786 ｆ_4C /ｆ_W ＝ 8.4447 ｆ_3-1/ｆ_W ＝-3.9887 1/ＳＦ
_3-2 ＝ 0.0273 。

【００７０】実施例３ ｆ ＝ 9.155 〜25.470 〜71.792 Ｆ_NO＝ 2.0 〜 2.0 〜 2.0 ２ω＝49.282°〜17.658°〜 6.273° ｒ₁ = 189.8195 ｄ₁ = 2.0000 ｎ_d1 =1.83350 ν_d1 =21.00 ｒ₂ = 106.3382 ｄ₂ = 5.3000 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.61 ｒ₃ = -363.5344 ｄ₃ = 0.1000 ｒ₄ = 73.3026 ｄ₄ = 5.0000 ｎ_d3 =1.43875 ν_d3 =94.97 ｒ₅ = 721.8012 ｄ₅ = 0.1000 ｒ₆ = 51.1180 ｄ₆ = 4.2300 ｎ_d4 =1.43875 ν_d4 =94.97 ｒ₇ = 140.5591 ｄ₇ =(可変) ｒ₈ = 59.2368 ｄ₈ = 1.2000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.52 ｒ₉ = 15.9520 ｄ₉ = 5.3453 ｒ₁₀= -42.2129 ｄ₁₀= 1.0000 ｎ_d6 =1.61800 ν_d6 =63.38 ｒ₁₁= 61.1428 ｄ₁₁= 0.1000 ｒ₁₂= 30.0722 ｄ₁₂= 2.3000 ｎ_d7 =1.83350 ν_d7 =21.00 ｒ₁₃= 543.5115 ｄ₁₃= 1.5641 ｒ₁₄= -30.0999 ｄ₁₄= 1.0000 ｎ_d8 =1.72916 ν_d8 =54.68 ｒ₁₅= -463.3256 ｄ₁₅=(可変) ｒ₁₆= -19.0377 ｄ₁₆= 1.2000 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.20 ｒ₁₇= 255.4218 ｄ₁₇= 0.1000 ｒ₁₈= 31.9211 ｄ₁₈= 5.9916 ｎ_d10=1.78590 ν_d10=44.18 ｒ₁₉= -20.4887 ｄ₁₉= 1.2000 ｎ_d11=1.72916 ν_d11=54.68 ｒ₂₀= 30.9715 ｄ₂₀=(可変) ｒ₂₁= ∞（絞り） ｄ₂₁= 1.5000 ｒ₂₂= 239.2299 ｄ₂₂= 3.8935 ｎ_d12=1.60311 ν_d12=60.70 ｒ₂₃= -21.5818 ｄ₂₃= 0.1000 ｒ₂₄= 34.8649 ｄ₂₄= 3.5799 ｎ_d13=1.61772 ν_d13=49.83 ｒ₂₅= -319.6570 ｄ₂₅= 2.9338 ｒ₂₆= -19.8422 ｄ₂₆= 1.0000 ｎ_d14=1.80518 ν_d14=25.43 ｒ₂₇= -47.6130 ｄ₂₇= 8.4357 ｒ₂₈= -354.0919 ｄ₂₈= 6.0278 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.70 ｒ₂₉= -26.2256 ｄ₂₉= 0.1000 ｒ₃₀= 32.9626 ｄ₃₀= 1.0000 ｎ_d16=1.87400 ν_d16=35.26 ｒ₃₁= 15.6412 ｄ₃₁= 3.6999 ｎ_d17=1.56907 ν_d17=71.30 ｒ₃₂= -104.6406 ｄ₃₂= 3.0000 ｒ₃₃= ∞ ｄ₃₃=25.3000 ｎ_d18=1.58267 ν_d18=46.33 ｒ₃₄= ∞ ｄ₃₄=11.1000 ｎ_d19=1.51633 ν_d19=64.15 ｒ₃₅= ∞ ｆ₁/ｆ_W ＝ 8.1919 ｆ₂/ｆ_W ＝-1.8780 ｆ₃/ｆ
_W ＝-4.5943 ｆ_4-1/ｆ_W ＝ 3.4269 ｆ_4-2/ｆ_W ＝ 3.2182 ｆ_4-1/
ｆ_4-2 ＝ 1.0648 f_4C /ｆ_W ＝ 8.6941 ｆ_3-1/ｆ_W ＝-3.9640 1/ＳＦ
_3-2 ＝ 0.0151 。

【００７１】実施例４ ｆ ＝ 9.192 〜25.517 〜71.615 Ｆ_NO＝ 2.0 〜 2.0 〜 2.0 ２ω＝48.985°〜17.610°〜 6.287° ｒ₁ = 189.9135 ｄ₁ = 2.0000 ｎ_d1 =1.83350 ν_d1 =21.00 ｒ₂ = 105.6874 ｄ₂ = 5.3000 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.61 ｒ₃ = -358.8365 ｄ₃ = 0.1000 ｒ₄ = 73.4031 ｄ₄ = 5.0000 ｎ_d3 =1.43875 ν_d3 =94.97 ｒ₅ = 727.2932 ｄ₅ = 0.1000 ｒ₆ = 51.1560 ｄ₆ = 4.2300 ｎ_d4 =1.43875 ν_d4 =94.97 ｒ₇ = 140.5501 ｄ₇ =(可変) ｒ₈ = 59.3218 ｄ₈ = 1.2000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.52 ｒ₉ = 15.9171 ｄ₉ = 5.3448 ｒ₁₀= -42.3113 ｄ₁₀= 1.0000 ｎ_d6 =1.61800 ν_d6 =63.38 ｒ₁₁= 60.0575 ｄ₁₁= 0.1000 ｒ₁₂= 30.1516 ｄ₁₂= 2.3000 ｎ_d7 =1.83350 ν_d7 =21.00 ｒ₁₃= 622.6014 ｄ₁₃= 1.5650 ｒ₁₄= -30.3946 ｄ₁₄= 1.0000 ｎ_d8 =1.72916 ν_d8 =54.68 ｒ₁₅= -439.3981 ｄ₁₅=(可変) ｒ₁₆= -18.9565 ｄ₁₆= 1.2000 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.20 ｒ₁₇= 283.3954 ｄ₁₇= 0.1000 ｒ₁₈= 32.0654 ｄ₁₈= 5.9912 ｎ_d10=1.78590 ν_d10=44.18 ｒ₁₉= -20.6565 ｄ₁₉= 1.2000 ｎ_d11=1.72916 ν_d11=54.68 ｒ₂₀= 31.1179 ｄ₂₀=(可変) ｒ₂₁= ∞（絞り） ｄ₂₁= 1.5000 ｒ₂₂= 224.1327 ｄ₂₂= 3.8934 ｎ_d12=1.60311 ν_d12=60.70 ｒ₂₃= -21.5625 ｄ₂₃= 0.1000 ｒ₂₄= 34.8176 ｄ₂₄= 3.5800 ｎ_d13=1.61772 ν_d13=49.83 ｒ₂₅= -327.3882 ｄ₂₅= 2.9338 ｒ₂₆= -19.7780 ｄ₂₆= 1.0000 ｎ_d14=1.80518 ν_d14=25.43 ｒ₂₇= -47.8125 ｄ₂₇= 8.4361 ｒ₂₈= -352.3666 ｄ₂₈= 6.0280 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.70 ｒ₂₉= -26.1466 ｄ₂₉= 0.1000 ｒ₃₀= 33.1453 ｄ₃₀= 1.0000 ｎ_d16=1.87400 ν_d16=35.26 ｒ₃₁= 15.5881 ｄ₃₁= 3.7000 ｎ_d17=1.56907 ν_d17=71.30 ｒ₃₂= -102.2519 ｄ₃₂= 3.0000 ｒ₃₃= ∞ ｄ₃₃=25.3000 ｎ_d18=1.58267 ν_d18=46.33 ｒ₃₄= ∞ ｄ₃₄=11.1000 ｎ_d19=1.51633 ν_d19=64.15 ｒ₃₅= ∞ ｆ₁/ｆ_W ＝ 8.1667 ｆ₂/ｆ_W ＝-1.8783 ｆ₃/ｆ
_W ＝-4.5869 ｆ_4-1/ｆ_W ＝ 3.4088 ｆ_4-2/ｆ_W ＝ 3.2082 ｆ_4-1/
ｆ_4-2 ＝ 1.0625 ｆ_4C /ｆ_W ＝ 8.7193 ｆ_3-1/ｆ_W ＝-3.9599 1/ＳＦ
_3-2 ＝ 0.0150 。

【００７２】実施例５ ｆ ＝ 9.160 〜25.558 〜71.950 Ｆ_NO＝ 2.0 〜 2.0 〜 2.0 ２ω＝49.220°〜17.602°〜 6.256° ｒ₁ = 214.8678 ｄ₁ = 2.0000 ｎ_d1 =1.83350 ν_d1 =21.00 ｒ₂ = 114.8112 ｄ₂ = 5.3000 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.61 ｒ₃ = -280.1195 ｄ₃ = 0.1000 ｒ₄ = 69.2733 ｄ₄ = 5.0000 ｎ_d3 =1.43875 ν_d3 =94.97 ｒ₅ = 498.1384 ｄ₅ = 0.1000 ｒ₆ = 51.4092 ｄ₆ = 4.2300 ｎ_d4 =1.43875 ν_d4 =94.97 ｒ₇ = 132.3773 ｄ₇ =(可変) ｒ₈ = 66.7529 ｄ₈ = 1.2000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.52 ｒ₉ = 16.0594 ｄ₉ = 5.3649 ｒ₁₀= -41.9645 ｄ₁₀= 1.0000 ｎ_d6 =1.61800 ν_d6 =63.38 ｒ₁₁= 93.3191 ｄ₁₁= 0.1000 ｒ₁₂= 30.3487 ｄ₁₂= 2.3000 ｎ_d7 =1.83350 ν_d7 =21.00 ｒ₁₃= 243.7892 ｄ₁₃= 1.6437 ｒ₁₄= -32.4908 ｄ₁₄= 1.0000 ｎ_d8 =1.72916 ν_d8 =54.68 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅=(可変) ｒ₁₆= -19.0018 ｄ₁₆= 1.2000 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.20 ｒ₁₇= 267.3031 ｄ₁₇= 0.1000 ｒ₁₈= 25.7142 ｄ₁₈= 5.3023 ｎ_d10=1.78590 ν_d10=44.18 ｒ₁₉= -47.5733 ｄ₁₉= 1.2000 ｎ_d11=1.72916 ν_d11=54.68 ｒ₂₀= 24.9853 ｄ₂₀=(可変) ｒ₂₁= ∞（絞り） ｄ₂₁= 1.5000 ｒ₂₂= 242.0915 ｄ₂₂= 3.6544 ｎ_d12=1.60311 ν_d12=60.70 ｒ₂₃= -19.3814 ｄ₂₃= 0.1000 ｒ₂₄= 29.3715 ｄ₂₄= 2.9821 ｎ_d13=1.60311 ν_d13=60.70 ｒ₂₅= -1456.1020 ｄ₂₅= 1.6402 ｒ₂₆= -19.3088 ｄ₂₆= 1.0000 ｎ_d14=1.80518 ν_d14=25.43 r₂₇= -47.7151 ｄ₂₇=10.7574 ｒ₂₈= -142.1109 ｄ₂₈= 6.0592 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.70 ｒ₂₉= -24.9286 ｄ₂₉= 0.1000 ｒ₃₀= 29.8304 ｄ₃₀= 1.0000 ｎ_d16=1.87400 ν_d16=35.26 ｒ₃₁= 14.9246 ｄ₃₁= 4.3524 ｎ_d17=1.56907 ν_d17=71.30 ｒ₃₂= -163.9926 ｆ₁/ｆ_W ＝ 8.1905 ｆ₂/ｆ_W ＝-1.8921 ｆ₃/ｆ
_W ＝-4.4614 ｆ_4-1/ｆ_W ＝ 3.2068 ｆ_4-2/ｆ_W ＝ 3.3069 ｆ_4-1/
ｆ_4-2 ＝ 0.9697 ｆ_4C /ｆ_W ＝ 8.7237 ｆ_3-1/ｆ_W ＝-3.9675 1/ＳＦ
_3-2 ＝ 0.0144 。

【００７３】実施例６ ｆ ＝ 9.003 〜25.492 〜71.972 Ｆ_NO＝ 2.0 〜 2.0 〜 2.0 ２ω＝49.949°〜17.642°〜 6.253° ｒ₁ = 214.6492 ｄ₁ = 2.0000 ｎ_d1 =1.83350 ν_d1 =21.00 ｒ₂ = 113.0438 ｄ₂ = 5.3000 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.61 ｒ₃ = -292.9631 ｄ₃ = 0.1000 ｒ₄ = 69.7853 ｄ₄ = 5.0000 ｎ_d3 =1.43875 ν_d3 =94.97 ｒ₅ = 708.8696 ｄ₅ = 0.1000 ｒ₆ = 50.0471 ｄ₆ = 4.2300 ｎ_d4 =1.43875 ν_d4 =94.97 ｒ₇ = 122.1518 ｄ₇ =(可変) ｒ₈ = 58.2294 ｄ₈ = 1.2000 ｎ_d5 =1.69680 ν_d5 =55.52 ｒ₉ = 15.4000 ｄ₉ = 5.2784 ｒ₁₀= -40.5987 ｄ₁₀= 1.0000 ｎ_d6 =1.61800 ν_d6 =63.38 ｒ₁₁= 98.4973 ｄ₁₁= 0.1000 ｒ₁₂= 28.7904 ｄ₁₂= 2.3000 ｎ_d7 =1.83350 ν_d7 =21.00 ｒ₁₃= 195.0991 ｄ₁₃= 1.6170 ｒ₁₄= -32.0483 ｄ₁₄= 1.0000 ｎ_d8 =1.72916 ν_d8 =54.68 ｒ₁₅= 1284.2129 ｄ₁₅=(可変) ｒ₁₆= -17.9064 ｄ₁₆= 1.2000 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.20 ｒ₁₇= 1249.1440 ｄ₁₇= 0.1000 ｒ₁₈= 22.5533 ｄ₁₈= 4.2041 ｎ_d10=1.78590 ν_d10=44.18 ｒ₁₉= -46.4740 ｄ₁₉= 1.2000 ｎ_d11=1.72916 ν_d11=54.68 ｒ₂₀= 21.2975 ｄ₂₀=(可変) ｒ₂₁= ∞（絞り） ｄ₂₁= 1.5000 ｒ₂₂= 208.7578 ｄ₂₂= 3.1994 ｎ_d12=1.60311 ν_d12=60.70 ｒ₂₃= -19.6135 ｄ₂₃= 0.1000 ｒ₂₄= 26.3003 ｄ₂₄= 2.9996 ｎ_d13=1.60311 ν_d13=60.70 ｒ₂₅= -1108.9644 ｄ₂₅= 1.4438 ｒ₂₆= -19.4039 ｄ₂₆= 1.0000 ｎ_d14=1.80518 ν_d14=25.43 ｒ₂₇= -51.1011 ｄ₂₇=10.5712 ｒ₂₈= -116.8701 ｄ₂₈= 2.6008 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.70 ｒ₂₉= -23.0163 ｄ₂₉= 0.1000 ｒ₃₀= 26.6785 ｄ₃₀= 1.0000 ｎ_d16=1.87400 ν_d16=35.26 ｒ₃₁= 13.4925 ｄ₃₁= 3.8121 ｎ_d17=1.56907 ν_d17=71.30 ｒ₃₂= -374.3053 ｆ₁/ｆ_W ＝ 8.2930 ｆ₂/ｆ_W ＝-1.9015 ｆ₃/ｆ
_W ＝-4.4611 ｆ_4-1/ｆ_W ＝ 3.1052 ｆ_4-2/ｆ_W ＝ 3.3149 ｆ_4-1/
ｆ_4-2 ＝ 0.9367 ｆ_4C /ｆ_W ＝ 9.2481 ｆ_3-1/ｆ_W ＝-4.0210 1/ＳＦ
_3-2 ＝ 0.0286 。

【００７４】以上の本発明のズームレンズは、以下のよ
うに構成することができる。 〔１〕物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに
際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミン
グに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レ
ンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング
移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定
に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミン
グに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からな
り、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力
を持つ第４−１サブレンズ群と、それから比較的間隔を
空けて配置された正の屈折力を持つ第４−２サブレンズ
群から構成され、前記第４−１サブレンズ群は、物体側
から順に、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚
の負レンズからなり、前記第４−２サブレンズ群は、物
体側から順に、少なくとも１枚の正レンズと接合面が負
の屈折力である少なくとも１枚の接合レンズからなるこ
とを特徴とするズームレンズ。

【００７５】〔２〕前記第４−１サブレンズ群は、物体
側から順に、少なくとも２枚の正レンズと、物体側に凹
面を向けた少なくとも１枚の負メニスカスレンズから構
成されることを特徴とする上記〔１〕記載のズームレン
ズ。

【００７６】〔３〕物体側から順に、正の屈折力を持ち
ズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を
持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用
を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群
のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って
移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を
持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レン
ズ群からなり、前記第３レンズ群は、物体側から順に、
物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第
３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に
向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群か
ら構成されることを特徴とするズームレンズ。

【００７７】〔４〕前記第４−２サブレンズ群は、物体
側から順に、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも
１枚の、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと正レ
ンズの接合レンズから構成されることを特徴とする上記
〔１〕記載のズームレンズ。

【００７８】〔５〕以下の条件を満足することを特徴と
する上記〔１〕記載のズームレンズ： （１） ２．５＜ｆ_4-1 ／ｆ_W ＜４．５ ただし、ｆ_4-1 は第４−１サブレンズ群の焦点距離、ｆ
_W は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。

【００７９】〔６〕以下の条件を満足することを特徴と
する上記〔１〕記載のズームレンズ： （２） ２．２＜ｆ_4-2 ／ｆ_W ＜４．２ ただし、ｆ_4-2 は第４−２サブレンズ群の焦点距離、ｆ
_W は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。

【００８０】〔７〕以下の条件を満足することを特徴と
する上記〔１〕記載のズームレンズ： （３） ０．８＜ｆ_4-1 ／ｆ_4-2 ＜１．２ ただし、ｆ_4-1 、ｆ_4-2 はそれぞれ第４−１サブレンズ
群、第４−２サブレンズ群の焦点距離である。

【００８１】〔８〕以下の条件を満足することを特徴と
する上記〔１〕記載のズームレンズ： （４） ６．０＜ｆ_4C／ｆ_W ＜１１．０ ただし、ｆ_4Cは第４−２サブレンズ群の構成要素である
接合レンズの焦点距離、ｆ_W は広角端におけるレンズ全
系の焦点距離である。

【００８２】

〔９〕前記第３レンズ群を物体側に繰り出
すことによりフォーカシングを行うことを特徴とする上
記〔３〕記載のズームレンズ。

【００８３】〔１０〕前記第３−２サブレンズ群の接合
面は正の屈折力であることを特徴とする上記〔３〕記載
のズームレンズ。

【００８４】〔１１〕前記第３−２サブレンズ群の接合
ダブレットレンズは、両凸レンズと両凹レンズからなる
ことを特徴とする上記〔３〕記載のズームレンズ。

【００８５】〔１２〕以下の条件を満足することを特徴
とする上記〔３〕記載のズームレンズ： （５） −５．０＜ｆ_3-1 ／ｆ_W ＜−３．０ ただし、ｆ_3-1 は第３−１サブレンズ群の焦点距離、ｆ
_W は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。

【００８６】〔１３〕以下の条件を満足することを特徴
とする上記〔３〕記載のズームレンズ： （６） ０．０＜１／ＳＦ_3-2 ＜０．１ ただし、ＳＦ_3-2 は第３−２サブレンズ群のシェイピン
グファクターであり、ここで、シェイピングファクター
ＳＦは、レンズの物体側の面、像側の面の曲率半径をそ
れぞれｒ_F 、ｒ_R とするとき、以下の式で定義される。 ＳＦ＝（ｒ_F ＋ｒ_R ）／（ｒ_F −ｒ_R ）
。

【００８７】

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、また各実
施例からも明らかなように、本発明によれば、比較的簡
単なズームレンズ構成でありながら、撮像管や固体撮像
素子等を用いた電子カメラ、特に、近年の高精細画像を
取り込む用途に適した画素数の多い撮像素子を用いた電
子カメラに最適な高い光学性能を有し、各種フィルタ類
等の光学部材や光路分割用のプリズム等の光学素子をレ
ンズと撮像素子の間に挿入可能な大きなバックフォーカ
スを有する、小型のズームレンズを実現することができ
る。

【００８８】また、本発明の別の発明によれば、無限遠
物点から近距離物点に至るまで、安定した高い光学性能
を有する、バックフォーカスの大きな、小型のズームレ
ンズを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端から
標準状態を経て望遠端に至る各レンズ群の様子を示す図
である。

【図２】実施例２の広角端でのレンズ断面図である。

【図３】実施例３の広角端でのレンズ断面図である。

【図４】実施例５の広角端でのレンズ断面図である。

【図５】実施例６の広角端でのレンズ断面図である。

【図６】実施例１の広角端での無限遠物点に対する収差
状況を示す収差図である。

【図７】実施例１の標準状態での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図８】実施例１の望遠端での無限遠物点に対する収差
状況を示す収差図である。

【図９】実施例１の望遠端における物点距離１ｍの場合
の収差状況を示す収差図である。

【図１０】実施例２の広角端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図１１】実施例２の標準状態での無限遠物点に対する
収差状況を示す収差図である。

【図１２】実施例２の望遠端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図１３】実施例２の望遠端における物点距離１ｍの場
合の収差状況を示す収差図である。

【図１４】実施例３の広角端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図１５】実施例３の標準状態での無限遠物点に対する
収差状況を示す収差図である。

【図１６】実施例３の望遠端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図１７】実施例３の望遠端における物点距離１ｍの場
合の収差状況を示す収差図である。

【図１８】実施例４の広角端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図１９】実施例４の標準状態での無限遠物点に対する
収差状況を示す収差図である。

【図２０】実施例４の望遠端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図２１】実施例４の望遠端における物点距離１ｍの場
合の収差状況を示す収差図である。

【図２２】実施例５の広角端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図２３】実施例５の標準状態での無限遠物点に対する
収差状況を示す収差図である。

【図２４】実施例５の望遠端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図２５】実施例５の望遠端における物点距離１ｍの場
合の収差状況を示す収差図である。

【図２６】実施例６の広角端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図２７】実施例６の標準状態での無限遠物点に対する
収差状況を示す収差図である。

【図２８】実施例６の望遠端での無限遠物点に対する収
差状況を示す収差図である。

【図２９】実施例６の望遠端における物点距離１ｍの場
合の収差状況を示す収差図である。

【符号の説明】

Ｉ …第１レンズ群 II …第２レンズ群 III …第３レンズ群 III-1 …第３−１サブレンズ群 III-2 …第３−２サブレンズ群 IV …第４レンズ群 IV-1…第４−１サブレンズ群 IV-2…第４−２サブレンズ群 Ｐ …光路分割用プリズム

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から順に、正の屈折力を持ちズー
   ミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ち
   ズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持
   つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズ
   ーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動
   して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ち
   ズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群
   からなり、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の
   屈折力を持つ第４−１サブレンズ群と、それから比較的
   間隔を空けて配置された正の屈折力を持つ第４−２サブ
   レンズ群から構成され、前記第４−１サブレンズ群は、
   物体側から順に、少なくとも２枚の正レンズと少なくと
   も１枚の負レンズからなり、前記第４−２サブレンズ群
   は、物体側から順に、少なくとも１枚の正レンズと接合
   面が負の屈折力である少なくとも１枚の接合レンズから
   なり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレ
   ンズ。（１）’２．９＜ｆ _4-1 ／ｆ _W ＜３．７ （２） ２．２＜ｆ _4-2 ／ｆ _W ＜４．２ （３） ０．８＜ｆ_4-1 ／ｆ_4-2 ＜１．２ （４） ６．０＜ｆ_4C／ｆ_W ＜１１．０ ただし、ｆ_4-1 、ｆ_4-2 はそれぞれ第４−１サブレンズ
   群、第４−２サブレンズ群の焦点距離、ｆ_4Cは第４−２
   サブレンズ群の構成要素である接合レンズの焦点距離、
   ｆ_W は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。
2. 【請求項２】 以下の条件を満足することを特徴とする
   請求項１記載のズームレンズ。 （１）’２．９＜ｆ_4-1 ／ｆ_W ＜３．７ （２）’２．９＜ｆ_4-2 ／ｆ_W ＜３．６ （３）’０．９＜ｆ_4-1 ／ｆ_4-2 ＜１．１ （４）’７．０＜ｆ_4C／ｆ_W ＜１０．０