JP2000180723A - デジタルスチルカメラでの使用に適応したズ―ムレンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子式イメーシ゛センサ(26)との使用に適応したス゛ームレン
ス゛系を提供すること。 【解決手段】特に電子式イメーシ゛センサ(26)との使用に適応し
たス゛ームレンス゛系には、ス゛ーミンク゛動作中に固定位置に配置さ
れる第1の正のレンス゛要素群(10)、移動可能な第2の負のレン
ス゛要素群(12)、及びス゛ーミンク゛動作中に倍率変化の大部分
を提供する移動可能な第3の正のレンス゛要素群(14)が含ま
れている。第1のレンス゛要素群(10)の直径は比較的大き
く、従ってそのカ゛ラス要素の表面は球面のみである。第2
及び第3のレンス゛要素群(12,14)は成形されたフ゜ラスチックレンス゛
要素から成り、双方は主に収差を修正する非球面を有す
る弱いレンス゛要素(12c,14d)を備える。従来の開口絞り(1
8)を第2のレンス゛要素群(12)と第3のレンス゛要素群(14)の間に
配置する。駆動機構(31,32,35,36)を用いてス゛ーム動作を
行うために光軸(16)に沿って第2及び第３のレンス゛要素群
(12,14)を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系に関し、特
に、電子式イメージセンサにより静止画像を生成するコ
ンパクトカメラでの使用に適応したズームレンズ系に関
する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルスチルカメラは、消費者の人気
が急速に増加している。デジタルスチルカメラにより、
従来からのインクジェットプリンタまたはレーザプリン
タによって後に印刷するために、高解像度のカラー画像
を生成することが可能である。その印刷物の品質は、従
来からの銀塩写真フィルムのプリントに近づいている。
より重要なことには、デジタル画像は、フラッシュメモ
リカード、フロッピディスクおよびコンパクトディスク
等の異なる形態の媒体に格納することができ、処理を施
してパーソナルコンピュータに格納することができ、文
書処理プログラム等のコンピュータグラフィックスアプ
リケーションに挿入することができ、電子メールにより
友人や親類に送信することができ、また、ウェブページ
の一部として送信することができる。さらに、環境的な
観点からは、デジタルスチルカメラは、化学的な現像液
を使用する必要がないため魅力のあるものである。

【０００３】デジタルスチルカメラには、一般に電荷結
合素子（ＣＣＤ）アレイを含む電子式イメージセンサが
設けられている。また、これまで、ＣＣＤと共に固定焦
点距離レンズ系が使用されていた。このようなレンズ系
は、多くの用途において不十分である。これは、固定焦
点距離系では、広い画角と、視野内の特定の部分を詳細
に調べることが可能なほど十分な解像度とを同時に得る
ことができないためである。一方、電子式ズーミング、
すなわち、視野の一部を選択し、視野スクリーン全面に
わたって電子的に拡大されるズーミングを行うことが可
能であるが、そのようなズーミングでは、ＣＣＤによっ
て取込まれる原画像の解像度は増大しない。代案とし
て、ＣＣＤの画素数を増大させることによって原画像の
解像度を向上させることができるが、このような方法で
は、装置のコストが非常に増大し、回折効果により、画
素寸法の縮小可能な範囲が制限される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、電子撮像シス
テムに使用するための改良された変倍レンズ系が引続き
必要とされている。本技術分野で周知のように、変倍レ
ンズ系としては、例えば二重倍率系（dual power syste
m）のように、焦点距離の離散的数値を有することがで
き、画像がその焦点距離の固定位置でピントが合うも
の、または例えばズームレンズ系のように、固定位置で
ピントが合った画像を生成しながら焦点距離を連続的に
変化させることができるものがある。代案として、画像
位置を固定したままにする必要のないものもあり、その
場合、検出素子（ＣＣＤ）またはレンズ系のいずれか
は、レンズ系の焦点距離が不連続にまたは連続的に変化
するに伴って移動することができる。

【０００５】Ellis L. Betensky等による「VARIABLE PO
WER LENS SYSTEM FOR PRODUCING SMALL IMAGES」と題さ
れた１９９８年４月２８日に特許が付与された米国特許
第５，７４５，３０１号では、電子撮像システム（例え
ば、ＣＣＤを採用するシステム）に使用するための変倍
レンズ系が開示されている。

【０００６】デジタルスチルカメラ用のズームレンズ系
を開発する際には、従来からのレンズ設計における以下
の原則を考慮しなければならない。

【０００７】１）レンズ要素の製造コストは主に、レン
ズ要素の体積およびその表面積によって決まる。この理
由により、殆どの市販用途では、レンズの設計者は一般
的に、画像寸法に対してレンズ要素の直径および厚さを
最小化するよう試みる。

【０００８】２）一般的に、ズームレンズでは設計上、
ひとみの一方または両方がズーミング中に移動する。こ
れは、撮像光束全体をズーミングの範囲にわたって伝え
るために、レンズの直径を増大しなければならないこと
を意味する。レンズの直径の増大を最小化するために、
レンズの設計者は一般に、比較的大きい倍率のレンズ要
素を使用する。従って、これによって、倍率が大きいこ
とから収差の寄与（contribution）が増大することとな
り、収差の修正のためにより多くのレンズ要素を設ける
ことが必要となる。

【０００９】多くのハンドヘルドビデオカメラは、ズー
ムレンズ系を備えているが、それらのレンズは、静止画
像を撮るコンパクトデジタルカメラにおいて許容できる
大きさよりも、イメージセンサの寸法に対する大きさが
かなり大きい。さらに、電子式イメージセンサのカラー
フィルタ要件を満たすために、射出ひとみを離して配置
する必要があることから、寸法を最小化するという問題
を悪化させる。コンパクトデジタルスチルカメラにおい
て、ズームレンズ系を設けることによる更なる複雑化
は、アイリス絞りの配置に関係する。理想的には、ズー
ミング中に物体とひとみとの両方に対する倍率の内部変
化によって生じる収差の変化を最小化するために、アイ
リス絞りは、ズーミングおよびピント合わせの間は独立
して移動すべきである。しかし、通常、これには、追加
の機械的なリンク機構および制御が必要である。一方
で、全く逆のものとして、ズーミングおよびピント合わ
せの間にアイリス絞りの位置と開口寸法の両方が固定さ
れたままであるという、最も簡単な設計がある。

【００１０】コンパクトカメラ用のレンズ系を設計する
際の他の主な問題は、確実にレンズの直径を小さくする
と共にレンズ系の長さを短くするために、レンズの大き
い倍率が必要である、ということである。レンズの倍率
を大きくすると、望ましくない収差が大量に発生するこ
ととなり、通常、これら収差を修正するために複雑な個
々のレンズ要素群が必要となる。これにより、余分のレ
ンズ要素を適応させるために物理的空間がさらに必要と
なるため、レンズ系の寸法が増大し、望ましくない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の主な目
的は、特に電子式イメージセンサとの使用に適応したズ
ームレンズ系を提供することにある。

【００１２】本発明によれば、特に電子式イメージセン
サとの使用に適応したズームレンズ系が提供される。ま
ず、第１の正のレンズ要素群は、ズーミング動作中には
光軸に沿った固定位置に位置している。この第１のレン
ズ要素群は、第１の複数のレンズ要素を含み、それらは
各々球面のみを有している。第２の負のレンズ要素群
は、第１のレンズ要素群の画像側で光軸に沿って移動可
能である。この第２のレンズ要素群は、少なくとも１つ
の非球面を有するレンズ要素を含む第２の複数のレンズ
要素を含んでいる。第３の正のレンズ要素群は、第２の
レンズ要素群の画像側で光軸に沿って移動可能である。
この第３のレンズ要素群は第３の複数のレンズ要素を含
み、その中には、各々が少なくとも１つの非球面を有す
る一対のレンズ要素が含まれている。上記第２のレンズ
要素群と第３のレンズ要素群との間には、光軸に沿って
開口絞りが配置されている。

【００１３】本発明の別の態様によれば、ズームレンズ
系は、第１、第２および第３のレンズ要素群を含む。こ
の第１のレンズ要素群は、正であり、ズーミング動作中
は光軸に沿った固定位置に配置されている。第２のレン
ズ要素群は、負であり、第１のレンズ要素群の画像側で
光軸に沿って移動可能である。第３のレンズ要素群は、
正であり、第２のレンズ要素群の画像側で光軸に沿って
移動可能である。開口絞りは、ズーミング動作のうち広
角から標準の第１の部分までの間、通常、第２のレンズ
要素群と第３のレンズ要素群との間における光軸に沿っ
た第２の固定位置にある。この開口絞りは、ズーミング
動作のうち残りの第２の部分の間は、第３のレンズ要素
群と共に光軸に沿って移動可能である。また、第１およ
び第２のレンズ要素群は、物体の画像を電子式イメージ
センサ上に結像させるために移動可能である。さらに、
第１、第２および第３の駆動機構が、レンズ要素群を光
軸に沿って前後に移動させる。

【００１４】

【発明の実施の形態】各図において、光路は、左から右
へ個々のレンズ要素を通って移動する線により図示され
ている。図１を参照して、本発明のズームレンズ系の好
ましい実施態様は、第１の正のレンズ要素群１０、第２
の負のレンズ要素群１２、およびズーミング中の倍率変
化の大部分を提供する第３の正のレンズ要素群１４を備
えている。第１、第２および第３のレンズ要素群１０、
１２、１４は、共通の光軸１６に沿って間隔をおいて別
々に配置されている。第２のレンズ要素群１２は、第１
のレンズ要素群１０の画像側であって、第１のレンズ要
素群１０と第３のレンズ要素群１４との間に配置されて
いる。第１のレンズ要素群１０は、例えば、デジタルス
チルカメラの外側のハウジングに配置されており、視野
内にある物体からの入射光を受光する。この光は、図１
において左から右へ移動して、上記３つのレンズ要素群
１０、１２、１４の個々のレンズ要素を通過する。第１
のレンズ要素群１０の直径は、第２および第３のレンズ
要素群１２、１４の直径よりかなり大きくなっている。

【００１５】さらに図１を参照して、第１の正のレンズ
要素群１０には、レンズ要素１０ａ、１０ｂが含まれて
いる。第２の負のレンズ要素群１２には、レンズ要素１
２ａ、１２ｂ、１２ｃが含まれている。第３の正のレン
ズ要素群１４には、レンズ要素１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄが含まれている。レンズ要素１４ｂ、１４ｃ
は、ダブレットを形成している。

【００１６】第２のレンズ要素群１２と第３のレンズ要
素群１４との間には、従来の開口絞り１８（図１）が配
置されている。この開口絞り１８は、レンズ群を通過す
る光路を表す線上に３つのドットとして図示されてい
る。開口絞り１８は、固定でも可動でもよく、また、例
えば絞りまたはシャッタを含むことができる。

【００１７】第１のレンズ要素群１０は、通常、ズーミ
ング動作中は固定位置にあることが理解されよう。この
ズーミング動作中、第２および第３のレンズ要素群１
２、１４は、その固定された第１のレンズ要素群１０に
対して、および互いを基準にして、光軸１６に沿って前
後に移動可能となっている。ピント合わせは、第３のレ
ンズ要素群１４を第２のレンズ要素群１２とは無関係に
移動させることによって行われる。第３のレンズ要素群
１４のみを移動させることにより、ズーミング範囲全体
にわたってピント合わせをするには不十分であるため、
第１のレンズ要素群１０もまたピント合わせ中に少なく
とも少しは移動する。これら各レンズ要素群１０、１
２、１４のレンズ要素は、その群内ではほぼ固定されて
おり、互いを基準にして移動しない。

【００１８】このように、本実施態様によるズームレン
ズ系は、３つのレンズ要素群、すなわち、ズーミング中
に固定されている正の第１のレンズ要素群１０、ズーミ
ング中に移動する負の第２のレンズ要素群１２、および
同様にズーミング中に移動する正の第３のレンズ要素群
１４を有している。第１のレンズ要素群１０は、概して
これら群の中で最大の直径を有しているが、ピント合わ
せ中に少量しか移動しないため、第１のレンズ要素群を
移動させるのに必要である機械系は、従来のズームレン
ズ系よりシンプルかつコンパクトである。さらに、本実
施態様によるズームレンズ系は、より多くのレンズ要素
群および／または機構を有する従来のズームレンズ系よ
り、信頼性が高くかつ製造に費用がかからない。本実施
態様によるズームレンズ系では、電子式イメージセンサ
のカラーフィルタ要件を満たすために必要な射出ひとみ
の配置の間隔を短くすることができる。これにより、ズ
ームレンズ系をよりコンパクトに製作することができ、
すなわち、光軸１６に沿った最大全長を短くすることが
できる。

【００１９】図２は、第１、第２および第３のレンズ要
素群１０、１２、１４が各々の第１の位置にある時の光
路を示している。従来の固定されたビームスプリッタ２
０が、第３のレンズ要素群１４を介して伝えられた光を
分割し、第１の部分をレンズ通過（ＴＴＬ）ビューファ
インダ２８（図５）に送り、第２の部分を電子式イメー
ジセンサ２６（図５）に送る。可動ミラー等、ビームス
プリッタ２０以外の他の形態の光学的ダイバータを使用
することも可能である。ここで、レンズ要素群１０、１
２、１４の光学的拡大力は、バックフォーカルレングス
が、光路内にダイバータを挿入するのに十分な長さであ
るよう、十分な値でなければならない。

【００２０】図３において、第２のレンズ要素群１２
は、第１のレンズ要素群１０から離れて後方に移動して
おり、第３のレンズ要素群１４は第１のレンズ要素群１
０および第２のレンズ要素群１２の両方に向かって前方
に移動している。図４において、第２のレンズ要素群１
２は、第１のレンズ要素群１０に向かって前方に移動し
ており、第３のレンズ要素群１４は、第１のレンズ要素
群１０および第２のレンズ要素群１２の両方に向かって
さらに移動している。

【００２１】レンズ要素群１０、１２、１４が図２に示
す各々の第１の位置にある時、ズームレンズ系は視野の
広角を提供する。また、第２および第３のレンズ要素群
１２、１４が図３に示す各々の第２の位置に移動した後
は、ズームレンズ系の視野は中間の視野に変化し、視野
内の遠くの物体が拡大される。さらに、第２および第３
のレンズ群１２、１４が図４に示す各々の第３の位置に
移動した後は、ズームレンズの視野は狭い視野に変化
し、視野内の物体はさらに拡大される。なお、レンズ要
素群１０、１２、１４について、図２〜図４に示す位置
間に他にも多くの位置が存在することが理解されるであ
ろう。また、本実施態様によるズームレンズ系の焦点距
離は、固定位置でピント合せされた画像を生成している
間に連続して変化させることができる。焦点距離は、広
角から望遠までのズーミングにおいて、比較的短い距離
から比較的長い距離まで変化する。視野は広い状態から
狭い状態に変化し、倍率は大きくなる。

【００２２】光学系のすべてのレンズ要素が、いくらか
の収差をもたらす。そのため、光学系のいくつかのレン
ズ要素を、他のレンズ要素によってその光学系の他の場
所にもたらされる収差の幾分かを修正するという、特定
の目的のために設けることができる。本実施態様による
ズームレンズ系では、主に他の場所にもたらされる収差
を修正するという目的のために、非球面を有する個々の
レンズ要素を使用している。本実施態様によるズームレ
ンズ系では、特に、比較的弱い光学的拡大力を有するレ
ンズ要素１２ｃ、１４ｄがこれにあたる。また、本実施
態様によるズームレンズ系で用いられている他の非球
面、すなわち、比較的強い光学的拡大力を有するレンズ
要素１４ａで用いられている非球面は、同等の光学的拡
大力の球面によって別にもたらされている収差を最小化
または除去するという効果を有している。

【００２３】レンズ要素１２ａ〜１２ｃおよび１４ａ〜
１４ｄは、安価なカメラ用に光学系を設計し組立てる当
業者にとっては周知のように、好ましくは、透明なポリ
スチレンまたはアクリル樹脂等の適切なプラスチック材
で成形されている。第１のレンズ要素群１０は最大の直
径を有しているため、その個々のレンズ要素１０ａ、１
０ｂの成形が最も難しい。従って、レンズ要素１０ａ、
１０ｂは、好ましくは両方ともガラスで製作され、球面
のみを有する。第２のレンズ要素群１２は、倍率の内部
変化を生じさせる第３のレンズ要素群１４の動きによっ
て起こる画像位置の変化を補償する機能を果たす。従っ
て、第２のレンズ要素群１２の負のレンズ要素１２ｃ
は、比較的弱い光学的拡大力を有し、その両面は、図１
においてアスタリスク（＊）で図示するように非球面と
なっている。このレンズ要素１２ｃは、主に収差の修正
を行う。それは、比較的弱い拡大力を有し、比較的均一
な厚さを有するため、比較的成形が容易である。

【００２４】第３のレンズ要素群１４（図１）は、内部
の倍率変化の大部分を提供するものであり、そのために
強い光学的拡大力を有していなければならない。また、
色補正を行うために、第３のレンズ要素群１４は、負の
倍率を含んでいなければならない。負のレンズは、成形
によって製作することが困難である。従って、比較的強
い光学的拡大力を有する正のレンズ要素１４ａは、図１
においてアスタリスクで図示しているように、その両凸
面が非球面となるように成形されている。しかしなが
ら、レンズ要素１４ａは比較的小さいため、その強い凸
面は、成形プロセス中に大きく縮むことがない。一方、
負のレンズ要素１４ｄは比較的弱く、その両面は、図１
においてアスタリスクで図示しているように、非球面と
なるように成形されている。これにより、本実施態様に
よるズームレンズ系に収差の修正のバランスが与えられ
る。

【００２５】レンズ要素１２ｃ、１４ｄが、必要な収差
の修正の度合により一面のみが非球面となるように作成
することも可能である、ということが当業者により理解
されるであろう。レンズ要素１４ａもまた、一面のみが
非球面となるように作成することができる。

【００２６】従来の大抵のコンパクトズームレンズ系に
おいて発生する問題は、アイリス絞りの配置に関係す
る。理想的には、ズーミング中の物体とひとみとの両方
に対する倍率の内部変化によって生じる収差の変化を最
小化するために、アイリス絞りは、ズーミングおよびピ
ント合わせ中に独立して移動すべきである。しかしなが
ら、これには、追加の機械的リンク機構および制御が必
要となる。最も複雑でない設計としては、アイリス絞り
の位置が光軸に沿って固定されたままであり、ズーミン
グおよびピント合わせ中の寸法も固定で維持されてい
る。本実施態様によるズームレンズ系では、アイリス絞
りは、図１〜図４における開口絞り１８によって包括的
に表されている。好ましくは、移動する正の第３のレン
ズ要素群１４が開口絞り１８を含み、ズーミング中の倍
率変化の大部分を提供する。この開口絞り１８は、好ま
しくは、ズーミング動作の広角部分では光軸１６に沿っ
て位置が固定されており（図２）、前方に移動する第３
のレンズ要素群１４（図３および図４）によって押され
ると、前方にのみ移動する。このように、開口絞り１８
は、ズーミング動作の広角から標準部分までの間は静止
したままであるが、ズーミング範囲の残りの間は第３の
レンズ要素群１４と調和して移動する。開口絞り１８
は、画像位置に対して固定の位置にとどまっているが、
第３のレンズ要素群１４と共に移動する。そして、第３
のレンズ要素群１４は、ズーミング中の移動している間
に、開口絞り１８と接触する。なお、第２および第３の
レンズ要素群１２、１４を独立して移動させるためにそ
れらを保持することができると共に、第３のレンズ要素
群１４の移動に伴って開口絞り１８を前後に移動させる
ことができるコンパクトな構造の設計は、当業者には容
易に思い付くことであり、ここではこれ以上詳述するに
及ばない。

【００２７】以下の表１は、第１、第２および第３のレ
ンズ要素群１０、１２、１４の光学的拡大力の相対的な
比率の例を示しており、それぞれ群Ｉ、II、IIIとして
記載している。

【００２８】

【表１】

【００２９】図５は、図１〜図４に示す３つのレンズ要
素群１０、１２、１４を有するズームレンズ系を組込ん
だデジタルスチルカメラ２２（以下、カメラ２２とす
る）のかなり簡略化したブロック図である。カメラ２２
は、略長方形の外側のハウジング２４を備えており、こ
のハウジング２４は、その内部に３つのレンズ要素群１
０、１２、１４、ビームスプリッタ２０および電子式イ
メージセンサ２６を支持している。第１のレンズ要素群
１０は、ハウジング２４の前面に取付けられている。ビ
ューファインダ２８は、ハウジング２４の後面に固定さ
れている。撮影されている物体からの光は、レンズ要素
群１０、１２、１４およびビームスプリッタ２０を通過
する。その光の第１の部分は、ユーザがこのズームレン
ズ系を通して物体を見ることができるように、ビューフ
ァインダ２８に送られる。その光の第２の部分は、電子
式イメージセンサ２６に送られる。

【００３０】さらに図５を参照して、第１、第２および
第３のレンズ要素群１０、１２、１４をそれぞれ独立し
て移動させるために、駆動リンク機構３４、３５、３６
に関連付けられたステッパモータ３０、３１、３２の形
態をとる駆動手段が使用されている。手動で動力を供給
する機構および超音波モータを含む、広範囲の様々な駆
動手段を使用することが可能である。例えば、リンク機
構は、ウォームギヤドライブ、および回転運動を直線運
動に変換するための他の機構を含むようにしてもよい。
開口絞り１８は、第２のレンズ要素群１２と第３のレン
ズ要素群１４との間に配置されている。開口絞り１８は
また、上述したようなモータ３２および駆動リンク機構
３６により、前後に移動する。

【００３１】カメラハウジング２４内の処理回路要素３
８（図５）は、電子式イメージセンサ２６から出力信号
を受信し、それらを増幅して、デジタル化し、周知の技
術によってすべての色バランスおよびコントラスト調整
機能を実行する。開口絞り１８もまた、この処理回路要
素３８によって制御される。また、処理回路要素３８
は、ステッパモータ３１、３２を付勢する駆動回路も含
んでおり、これによってステッパモータ３１、３２が、
カメラハウジング２４の上面に取付けられたロッカスイ
ッチ４０の手動による作動に応答して、ズームイン（ZO
OM IN）およびズームアウト（ZOOM OUT）動作を行うこ
とができる。また、処理回路要素３８は、ピント合わせ
を行うようにステッパモータ３０、３２を付勢する。

【００３２】対象となる物体および／または風景の個々
の画像または写真を、カメラ２２（図５）を用いて「撮
る」場合、カメラハウジング２４の上面に取付けられた
ブッシュボタン４２を押下する。そして、画像は、フラ
ッシュメモリカード４４に格納される。このフラッシュ
メモリカード４４は、カメラ２２から取外して、パーソ
ナルコンピュータにダウンロードするために互換性のあ
る読み取り装置にプラグ挿入することができる。カメラ
２２には、周囲光の弱い環境で写真を撮るためのフラッ
シュまたはストロボ（図示せず）を設けることができ
る。

【００３３】図６のＡ、ＢおよびＣは、表２の例示的な
ズームレンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、
それぞれ異なる相対位置にあるレンズ群を示している。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【００３６】図７のＡ、ＢおよびＣは、表３の例示的な
ズームレンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、
それぞれ異なる相対位置にあるレンズ群を示している。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【００３９】図８のＡ、ＢおよびＣは、表４の例示的な
ズームレンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、
それぞれ異なる相対位置にあるレンズ群を示している。

【００４０】

【表４】

【００４１】

【００４２】図９のＡ、ＢおよびＣは、表５の例示的な
ズームレンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、
それぞれ異なる相対位置にあるレンズ群を示している。

【００４３】

【表５】

【００４４】

【００４５】デジタルスチルカメラに関連して本発明に
よる所与のズームレンズ系の好ましい実施態様について
説明し、いくつかの例示的な実施態様について詳細な技
術的な仕様を説明してきたが、当業者には、本発明によ
るズームレンズ系が他の光学的用途において使用するこ
とが可能である、ということが認められるであろう。レ
ンズ要素の特定の光学的特性は、各用途の特定の要件に
対して最適化されることができる。第１、第２および第
３のレンズ要素群の取付けおよび移動の手段は、大きく
変更が可能である。また、開口絞りは、固定としても可
動としてもよく、その構成も大きく変更することができ
る。従って、保護が与えられる本発明は、特許請求の範
囲に従ってのみ限定されるべきである。

【００４６】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．光軸（１６）に沿った第１の位置に配置され、各々
が球面のみを有する第１の複数のレンズ要素（１０ａ、
１０ｂ）を有する第１の正のレンズ要素群（１０）と、
該第１のレンズ要素群（１０）の画像側で前記光軸（１
６）に沿って移動可能であり、少なくとも１つの非球面
を有するレンズ要素（１２ｃ）を含む第２の複数のレン
ズ要素（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を有する第２の負の
レンズ要素群（１２）と、該第２の負のレンズ要素群
（１２）の画像側で前記光軸（１６）に沿って移動可能
であり、ズーミング動作中に倍率変化の大部分を提供
し、各々が少なくとも１つの非球面を有する一対のレン
ズ要素（１４ａ、１４ｄ）を含む第３の複数のレンズ要
素（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を有する第３の
正のレンズ要素群（１４）と、及び前記光軸（１６）に
沿って前記第２のレンズ要素群（１２）と前記第３のレ
ンズ要素群（１４）との間に配置された開口絞り（１
８）と、を含む、ズームレンズ系。 ２．前記第１のレンズ要素群（１０）のレンズ要素はガ
ラスで製作され、前記第２のレンズ要素群（１２）およ
び第３のレンズ要素群（１４）のレンズ要素はプラスチ
ックで製作される、上記１記載のズームレンズ系。 ３．前記第２のレンズ要素群（１２）および前記第３の
レンズ要素群（１４）の各々は、収差を修正するために
非球面と比較的弱い光学的拡大力とを有するレンズ要素
（１２ｃ、１４ｄ）を含む、上記１記載のズームレンズ
系。 ４．前記第２のレンズ要素群（１２）は、３つのレンズ
要素（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を有し、前記第２のレ
ンズ要素群（１２）の少なくとも１つの非球面を有する
レンズ要素（１２ｃ）は、前記第２のレンズ要素群（１
２）の画像側に配置されている、上記１記載のズームレ
ンズ系。 ５．前記開口絞り（１８）は、ズーミング動作のうちの
広角から標準部分までの間は静止したままであり、ズー
ミング動作の残りの部分の間では前記第３のレンズ要素
群（１４）と調和して移動する、上記４記載のズームレ
ンズ系。 ６．前記第２のレンズ要素群（１２）の少なくとも１つ
の非球面を有する前記レンズ要素（１２ｃ）は、負であ
り、比較的弱い光学的拡大力を有し、主に収差を修正す
る、上記１記載のズームレンズ系。 ７．前記第３のレンズ要素群（１４）の前記第３の複数
のレンズ要素は、正および負のレンズ要素（１４ａ、１
４ｄ）両方を含む、上記１記載のズームレンズ系。 ８．前記第３の複数のレンズ要素は、該第３のレンズ要
素群（１４）の物体側に正のレンズ要素（１４ａ）を含
み、該正のレンズ要素（１４ａ）は、少なくとも１つの
非球面と比較的強い光学的拡大力とを有する、上記１記
載のズームレンズ系。 ９．前記第３の複数のレンズ要素は、前記第３のレンズ
要素群（１４）の画像側に負のレンズ要素（１４ｄ）を
さらに含み、該負のレンズ要素（１４ｄ）は、主に収差
を修正し、少なくとも１つの非球面と比較的弱い光学的
拡大力とを有する、上記８記載のズームレンズ系。 １０．前記第１のレンズ要素群（１０）と前記第２のレ
ンズ要素群（１２）との間の光学的拡大力の比は約−
０．１６１であり、前記第２のレンズ要素群（１２）と
前記第３のレンズ要素群（１４）との間の光学的拡大力
の比は約−１．１９５であり、前記第１のレンズ要素群
（１０）と前記第３のレンズ要素群（１４）との間の光
学的拡大力の比は約０．１９２である、上記１記載のズ
ームレンズ系。

【００４７】

【発明の効果】本発明により、電子式イメージセンサと
の使用に適応したズームレンズ系が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のズームレンズ系の好ましい実施態様で
使用される３つのレンズ群の略側面図である。

【図２】ビームスプリッタに光を透過させるレンズ群が
各々の第１の位置にある状態を示す図１と同様の図であ
る。

【図３】第２および第３のレンズ群が各々の第２の位置
に移動した後を示す図２と同様の図である。

【図４】第２および第３のレンズ群が各々の第３の位置
に移動した後を示す図３と同様の図である。

【図５】図１〜図４に示す３つのレンズ群を有するズー
ムレンズ系を組込んだデジタル・スチル・カメラの非常に
簡略化したブロック図である。

【図６】Ａ、Ｂ、およびＣは、表２の例示的なズームレ
ンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、異なる相
対位置にあるレンズ群を示している。

【図７】Ａ、Ｂ、およびＣは、表３の例示的なズームレ
ンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、異なる相
対位置にあるレンズ群を示している。

【図８】Ａ、Ｂ、およびＣは、表４の例示的なズームレ
ンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、異なる相
対位置にあるレンズ群を示している。

【図９】Ａ、Ｂ、およびＣは、表５の例示的なズームレ
ンズ系の同じ３つのレンズ群の概略図であり、異なる相
対位置にあるレンズ群を示している。

【符号の説明】

10 第１のレンズ要素群 10a、10b レンズ要素 12 第２のレンズ要素群 12a、12b、12c レンズ要素 14 第３のレンズ要素群 14a、14b、14c、14d レンズ要素 16 光軸 18 開口絞り

フロントページの続き (72)発明者 ケビン・マザーソン アメリカ合衆国コロラド州80525，フォー トコリンズ，ストーンヘブン・ドライブ・ 3003

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸（１６）に沿った第１の位置に配置さ
   れ、各々が球面のみを有する第１の複数のレンズ要素
   （１０ａ、１０ｂ）を有する第１の正のレンズ要素群
   （１０）と、 該第１のレンズ要素群（１０）の画像側で前記光軸（１
   ６）に沿って移動可能であり、少なくとも１つの非球面
   を有するレンズ要素（１２ｃ）を含む第２の複数のレン
   ズ要素（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を有する第２の負の
   レンズ要素群（１２）と、 該第２の負のレンズ要素群（１２）の画像側で前記光軸
   （１６）に沿って移動可能であり、ズーミング動作中に
   倍率変化の大部分を提供し、各々が少なくとも１つの非
   球面を有する一対のレンズ要素（１４ａ、１４ｄ）を含
   む第３の複数のレンズ要素（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、
   １４ｄ）を有する第３の正のレンズ要素群（１４）と、
   及び前記光軸（１６）に沿って前記第２のレンズ要素群
   （１２）と前記第３のレンズ要素群（１４）との間に配
   置された開口絞り（１８）と、を含む、ズームレンズ
   系。