JP2001305426A

JP2001305426A - ズームレンズ及び撮像装置

Info

Publication number: JP2001305426A
Application number: JP2000120649A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nanjo; 雄介南條
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】焦点距離範囲切り替えスイッチ等で、広角状
態、標準状態及び望遠状態を切り替えるようにすること
で、極めて広い変倍域をカバーしながら小型で携帯性が
良く、製造コストが安いズームレンズ及び該ズームレン
ズを使用した撮像装置を提供する。【解決手段】ズームレンズを、第１レンズ群、第２レン
ズ群、第３レンズ群、第４レンズ群より成る主レンズ系
と、負の屈折力を有し標準状態では光路外に退避した状
態とされ、使用時には第４レンズ群の像側に挿入されて
主レンズ系の焦点距離範囲を望遠側に移行させて望遠状
態とする補助レンズとして機能する第５レンズ群と、負
の屈折力を有し、標準状態では光路外に退避した状態と
され、使用時には標準状態の広角端において第１レンズ
群の物体側に挿入されて標準状態の広角端よりも短かい
広角状態に移行させる補助レンズとして機能する第６レ
ンズ群とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、主として民生用の
ビデオカメラに用いられる変倍比の高いレンズ系を、主
レンズ系、広角補助レンズ及び望遠補助レンズとを組み
あわせて実現したズームレンズ及び該ズームレンズを使
用した撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の撮像装置、例えば、民生用のビデ
オカメラに用いられるズームレンズにおいては、焦点距
離範囲を変更する手段として、物体側にアフォーカル系
で角倍率が１未満の広角コンバージョンレンズや角倍率
が１より大きい望遠コンバージョンレンズを装着する方
法が一般的である。この方法では、ズームレンズのＦナ
ンバーは変化しない。

【０００３】また、上記ズームレンズの物体側に負の屈
折力を有するレンズ系を装着して、この負の屈折力を有
するレンズ系を通して見える被写体の像に広角端でフォ
ーカスを合わせて広角レンズに変更する方法もあり、上
記レンズ系を内蔵したビデオカメラもある。

【０００４】交換レンズ式の所謂一眼レフカメラやビデ
オカメラにおいては、撮像レンズとカメラ本体との間に
負レンズ系を挟み込むようにして装着し、撮像レンズの
焦点距離を望遠側に変換する望遠コンバーターと称され
るものもある。このような手段では、レンズ全系のＦナ
ンバーは、望遠コンバーターの倍率を掛けた分だけ暗く
なる。

【０００５】主として、業務用のビデオカメラにおいて
は、物体側から順に、フォーカスレンズ、変倍レンズ、
ピント補正レンズ、結像レンズの順で配置すると共に結
像レンズ系に長い空気間隙を設け、通常は光路外に退避
しているレンズ系を上記空気間隙に挿入することによっ
て、カメラ本体からレンズを着脱せず、全長も替えずに
焦点距離を望遠側に変換する、所謂内蔵エクステンダー
も用いられている。

【０００６】しかしながら、これら従来のズームレンズ
の焦点可能範囲を変換する手段では、以下に示すような
問題があった。

【０００７】即ち、ズームレンズの物体側に装着する着
脱自在のアフォーカル系コンバージョンレンズは、大き
く重く、しかも、外したときに用いる携帯用のケース等
が別途必要なので不便である。望遠コンバージョンレン
ズと広角コンバージョンレンズの双方を携帯しようとす
ると、使用者の負担は、例えば、ビデオカメラ本体をも
う一台持ち歩くのと同じくらいとなってしまう。

【０００８】また、撮像レンズとカメラ本体との間に挟
んで装着する望遠コンバーターは、アフォーカル系望遠
コンバージョンレンズよりも小型化することができる
が、一旦、撮像レンズを外してカメラ本体に装着し、再
び、撮像レンズを装着し直す必要があるので、上記アフ
ォーカル系のコンバージョンレンズよりも、着脱性は不
便であり、外したときの携帯性も同様に良くはなかっ
た。

【０００９】業務用のビデオカメラに主として用いられ
ている内臓エクステンダーは、着脱する必要もないの
で、携帯性に関しては特に問題はなかったが、固定の結
像レンズ群にエクステンダー光学系を組み込むという構
成のため、エクステンダー光学系を挿入できる空間が撮
像レンズ内に必要となり、撮像レンズの全長が長くなっ
てしまうといった撮像レンズの大型化が避けられなかっ
た。そして、民生用のズームレンズにおいては、最も物
体側のレンズ群の位置を固定にして、像面に近いレンズ
群でズーミング時の焦点位置の補正とフォーカシングを
行うのが一般的であるので、このズーム方式と内臓エク
ステンダーの機能とを両立させたものは無かった。

【００１０】また、本出願人による特開平１１−８４２
３９号公報においては、ズームレンズ単体で変倍比５０
倍が得られるレンズ構成が開示されているが、この５群
構成のズームレンズでは、前玉径をあまり大きくしない
で望遠側の焦点距離を延ばすことが可能であるが、広角
側の画角を広げると前玉径が大きくなって実用的でなく
なる。

【００１１】上記５群構成のズームレンズは、前玉径を
比較的小さくできるものであるが、全長が長くなってし
まうという欠点があった。また、望遠端で極端に暗くな
ってしまうことが原因で、望遠端での球面収差を補正す
るために第１レンズ群に非球面を配置しなければならな
いが、非球面の加工費が高く、全体のレンズ枚数が多い
ので、製造コストが高いという問題があった。

【００１２】更に、民生用のビデオカメラにおいては、
録画中のズーミング効果は連続して５０倍以上の変倍が
必要なことは少ない。即ち、この連続高変倍の機能より
も、広角側の画角が広く、小型で携帯性が良く、製造コ
ストが安いことが優先される傾向があり、超望遠効果は
必要なときに手軽に実現できれば十分である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、焦点距離範囲切り替えスイッチ等で、広角状
態、標準状態及び望遠状態を切り替えるようにすること
で、極めて広い変倍域をカバーしながら小型で携帯性が
良く、製造コストが安いズームレンズ及び該ズームレン
ズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折
力を有し位置が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力
を有し光軸上を移動することにより主に変倍を行う第２
レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レ
ンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動して像位置の
変動の補正とフォーカシングを行う第４レンズ群より成
る主レンズ系と、負の屈折力を有し標準状態では光路外
に退避した状態とされ、使用時には第４レンズ群の像側
に光軸が一致するように挿入されて主レンズ系の焦点距
離範囲を望遠側に移行させて望遠状態とする変倍補助レ
ンズとして機能する第５レンズ群とによって構成し、第
５レンズ群は物体側より順に凸レンズと凹レンズとの接
合レンズ又は凹レンズと凸レンズとの接合レンズから成
り、f3を第３レンズ群の焦点距離、f5を第５レンズ群の
焦点距離、β5を第５レンズ群の横倍率、n5nを第５レン
ズ群の凹レンズのｄ線における屈折率、n5pを第５レン
ズ群の凸レンズのｄ線における屈折率、ν5nを第５レン
ズ群の凹レンズのｄ線におけるアッベ数、ν5pを第５レ
ンズ群の凸レンズのｄ線におけるアッベ数、r5,3を第５
レンズ群の物体側から数えて３番目の面の曲率半径とす
ると、０．４＜｜f5／f3｜＜０．７、１．２５＜β5＜
２．１、０．１＜n5n−n5p、１０＜ν5n―ν5p、０．２
＜｜r5,3／f5｜＜０．６の各条件を満足するようにした
ものである。

【００１５】本発明ズームレンズの第２のものは、物体
側より順に、位置が常時固定の第１レンズ群と、光軸上
を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群と、
位置が常時固定の第３レンズ群と、光軸上を移動して像
位置の変動の補正とフォーカシングを行う第４レンズ群
より成る主レンズ系と、標準状態では光路外に退避した
状態とされ、使用時には第４レンズ群の像側に光軸が一
致するように挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望
遠側に移行させて望遠状態とする変倍補助レンズとして
機能するものである第５レンズ群とによって構成される
と共に１５倍以上の変倍比を有し、第１レンズ群が正の
屈折力を有し物体側より順に凹メニスカスレンズと凸レ
ンズとの接合レンズ及び凸メニスカスレンズより成り、
fTを標準状態及び望遠状態における主レンズ系の望遠端
での焦点距離、f1を第１レンズ群の焦点距離、ΔP1,2を
第１レンズ群の物体側から数えて２番目のレンズの異常
分散性を示す値、ΔP1,3を第１レンズ群の物体側から数
えて３番目のレンズの異常分散性を示す値とすると、
１．６５＜fT／f1＜２．７、０．０３５＜ΔP1,2、−
０．００３＜ΔP1,3＜０．００３の各条件を満足するよ
うにしたものである。

【００１６】本発明ズームレンズの第３のものは、物体
側より順に、正の屈折力を有し位置が常時固定の第１レ
ンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによ
り主に変倍を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し位
置が常時固定の第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸
上を移動して像位置の変動の補正とフォーカシングを行
う第４レンズ群より成る主レンズ系と、負の屈折力を有
し標準状態では光路外に退避した状態とされ、使用時に
は第４レンズ群の像側に光軸が一致するように挿入され
て主レンズ系の焦点距離範囲を望遠側に移行させて望遠
状態とする変倍補助レンズとして機能する第５レンズ群
とによって構成し、第１レンズ群の物体側に標準状態で
は光路外に退避した状態とされる変倍補助レンズとして
機能する負の屈折力を有する第６レンズ群を配置し、第
５レンズ群が光路外に退避した状態の時には第６レンズ
群を光軸が一致するように挿入すると共に第２レンズ群
を広角端の位置まで移動することによってレンズ全系の
焦点距離を標準状態の広角端の時よりも短い広角状態に
変移させるようにしたものである。

【００１７】従って、焦点距離範囲切り替えスイッチ等
で、広角状態、標準状態及び望遠状態を切り替えるよう
にすることで、極めて広い変倍域をカバーしながら小型
で携帯性が良く、製造コストが安いズームレンズを提供
することが可能になる。

【００１８】また、本発明撮像装置は、物体側より順
に、正の屈折力を有し位置が常時固定の第１レンズ群
と、負の屈折力を有し光軸上を移動することにより主に
変倍を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常
時固定の第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移
動して像位置の変動の補正とフォーカシングを行う第４
レンズ群より成る主レンズ系と、それぞれ変倍補助レン
ズとして機能する負の屈折力を有する第５レンズ群及び
負の屈折力を有する第６レンズ群とによって構成される
ズームレンズを撮像レンズに使用し、第５レンズ群は標
準状態では光路外に退避した状態とされ、使用時には第
４レンズ群の像側に光軸が一致するように挿入されて主
レンズ系の焦点距離範囲を望遠側に移行させて望遠状態
に変移させる機能を有し、第６レンズ群は標準状態では
光路外に退避した状態とされ、第５レンズ群が光路外に
退避した状態の時には第１レンズ群の物体側に光軸が一
致するように挿入されると共に第２レンズ群を広角端の
位置まで移動することによって、レンズ全系の焦点距離
を標準状態の広角端の時よりも短い広角状態に変移させ
る機能を有するものである。

【００１９】従って、焦点距離範囲切り替えスイッチ等
で、広角状態、標準状態及び望遠状態を切り替えるよう
にすることで、極めて広い変倍域をカバーしながら小型
で携帯性が良く、製造コストが安いズームレンズを使用
した撮像装置を提供することが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明ズームレンズの実
施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【００２１】最初に、本発明の共通事項について説明す
る。

【００２２】本発明は、焦点距離範囲切り替えスイッチ
等で主レンズ系の焦点距離を広角状態、標準状態及び望
遠状態に切り替えるようにして、極めて広い変倍域をカ
バーしながら、小型で携帯性が良く、しかも、製造コス
トが安いズームレンズを提供することを目的としたもの
である。

【００２３】本発明ズームレンズは、図１乃至図３及び
図１１乃至図１３にレンズ構成を示すように、物体側よ
り順に、正の屈折力を有し位置が常時固定の第１レンズ
群ＧIと、負の屈折力を有し光軸上を移動することによ
り主に変倍を行う第２レンズ群ＧIIと、正の屈折力を有
し位置が常時固定の第３レンズ群ＧIIIと、正の屈折力
を有し光軸上を移動して像位置の変動の補正とフォーカ
シングを行う第４レンズ群ＧIVより成る主レンズ系と、
負の屈折力を有し標準状態では光路外に退避した状態と
され、使用時には第４レンズ群ＧIVの像側に光軸が一致
するように挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望遠
側に移行させて望遠状態とする変倍補助レンズとして機
能する第５レンズ群ＧVとによって構成されるものであ
る。

【００２４】尚、第２レンズ群ＧIIと第３レンズ群ＧII
Iとの間で第３レンズ群ＧIII寄りの位置には絞りＩＲが
配設され、標準状態では第４レンズ群ＧIVと像面ＩＭＧ
との間、望遠状態では第５レンズ群ＧVと像面ＩＭＧと
の間には、ローパスフィルター等から成るフィルターＦ
Ｌが配設されている。

【００２５】上記第５レンズ群ＧVは物体側より順に、
凸レンズL5,1と凹レンズL5,2との接合レンズ、又は、凹
レンズL5,1と凸レンズL5,2との接合レンズから成り、f3
を第３レンズ群ＧIIIの焦点距離、f5を第５レンズ群ＧV
の焦点距離、β5を第５レンズ群ＧVの横倍率、n5nを第
５レンズ群ＧVの凹レンズのｄ線における屈折率、n5pを
第５レンズ群ＧVの凸レンズのｄ線における屈折率、ν5
nを第５レンズ群ＧVの凹レンズのｄ線におけるアッベ
数、ν5pを第５レンズ群ＧVの凸レンズのｄ線における
アッベ数、r5,3を第５レンズ群ＧVの物体側から数えて
３番目の面の曲率半径とすると、０．４＜｜f5／f3｜＜０．７（条件式１）、１．２５＜β5＜２．１（条件式２）、０．１＜n5n−n5p（条件式３）１０＜ν5n―ν5p（条件式４）、０．２＜｜r5,3／f5｜＜０．６（条件式５）の各条件を満足するようにしたものである。

【００２６】また、第１レンズ群ＧIは物体側より順
に、凹メニスカスレンズL1,1と凸レンズL1,2との接合レ
ンズ及び凸メニスカスレンズL1,3とによって構成され、
ΔP1,2を第１レンズ群の物体側から数えて２番目のレン
ズ（凸レンズL1,2）の異常分散性を示す値、n1,3を第１
レンズ群の物体側から数えて３番目のレンズ（凸メニス
カスレンズL1,3）のｄ線における屈折率とすると、０．００８＜ΔP1,2（条件式６）、１．６７＜n1,3（条件式７）の各条件を満足させることが望ましい。

【００２７】上記第１レンズ群の物体側から数えて２番
目のレンズ（凸レンズL1,2）の異常分散性を示す値ΔP
1,2等、第ｉレンズ群の物体側から数えてｊ番目のレン
ズの異常分散性を示す値ΔPi,jとは、 P＝（ng−nF）／（nF−nC）と定義して縦軸をP、横軸をアッベ数νとしてグラフに
各種ガラスの値をプロットしたときに、試料となる任意
の硝種ｇ、即ち、第ｉレンズ群の物体側から数えてｉ番
目のレンズの値が、硝種Ｃ７とＦ２の各値を通る標準線
からの縦方向の偏差である。尚、ng、nF及びnCはそれぞ
れ、任意の硝種ｇ、硝種Ｃ７及び硝種Ｆ２の屈折率を示
すものである。

【００２８】特に、１５倍以上の変倍比を有するズーム
レンズにおいては、第１レンズ群ＧIは正の屈折力を有
すると共に、物体側より順に凹メニスカスレンズL1,1と
凸レンズL1,2との接合レンズ及び凸メニスカスレンズL
1,3とによって構成され、ｆＴを標準状態及び望遠状態
における主レンズ系の望遠端での焦点距離、f1を第１レ
ンズ群ＧIの焦点距離、ΔP1,2を第１レンズ群ＧIの物体
側から数えて２番目のレンズ（凸レンズL1,2）の異常分
散性を示す値、ΔP1,3を第１レンズ群の物体側から数え
て３番目のレンズ（凸メニスカスレンズL1,3）の異常分
散性を示す値とすると、１．６５＜fT／f1＜２．７（条件式８）、０．０３５＜ΔP1,2（条件式９）、 −０．００３＜ΔP1,3＜０．００３（条件式１０）の各条件を満足させることが望ましい。

【００２９】尚、上記１５倍以上の変倍比を有するズー
ムレンズにおいて、条件式９を満足するようにした場合
には、第１レンズ群ＧIの凸レンズL1,2の接合面ではな
い面に、表面が球面形状又は非球面形状となるように薄
い樹脂層を形成することが望ましい。

【００３０】そして、望遠状態での主レンズ系の広角端
におけるＦナンバーは、第５レンズ群ＧVの有効径によ
って決定される。

【００３１】即ち、第５レンズ群ＧVを第４レンズ群ＧI
Vの像側に挿入して焦点距離を拡大することにより、望
遠端の色収差だけではなく広角端側でも色収差の補正状
況が変わり、良好なバランスが崩れ易い。そこで、広角
端のＦナンバーは、第５レンズ群ＧVの有効径を小さく
設定することによって光束を制限することにより、絞り
径いっぱいに光束を通すよりも暗くして収差補正のバラ
ンスを取るようにすることが望ましいからである。尚、
望遠端でのＦナンバーが第１レンズ群ＧIの有効径によ
って制限を受けて決まるのは、標準状態の場合と同様で
ある。

【００３２】更に、本発明ズームレンズは、負の屈折力
を有し標準状態では光路外に退避した状態とされ、使用
時には第４レンズ群ＧIVの像側に光軸が一致するように
挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望遠側に移行さ
せて望遠状態とする変倍補助レンズとして機能する第５
レンズ群ＧVを有すると共に、第１レンズ群ＧIの物体側
に、標準状態では光路外に退避した状態とされる変倍補
助レンズとして機能する負の屈折力を有する第６レンズ
群ＧVIを配置し、第５レンズ群ＧVが光路外に退避した
状態の時には、第６レンズ群ＧVIを光軸が一致するよう
に挿入すると共に第２レンズ群ＧIIを広角端の位置まで
移動することによって、レンズ全系の焦点距離を標準状
態の広角端の時よりも短い広角状態に変移させるように
したものである。

【００３３】第６レンズ群ＧVIを凹単レンズL6,1によっ
て構成し、f6を第６レンズ群ＧVIの焦点距離、fWを標準
状態における主レンズ系の広角端での焦点距離、r6,2を
第６レンズ群ＧVIの物体側から数えて２番目の面の曲率
半径、ν6を第６レンズ群を構成する凹単レンズL6,1の
アッベ数とすると、１６＜｜f6／fW｜＜２５、（条件式１１）、０．２５＜｜r6,2／f6｜＜０．４５（条件式１２）、４６＜ν6（条件式１３）の各条件を満足するようにしたものである。

【００３４】以下に、上記条件式１乃至１３で定義され
ている条件について説明する。

【００３５】条件式１は、望遠効果を発揮させる第５レ
ンズ群ＧVの屈折力を規定するものである。

【００３６】即ち、｜f5／f3｜の値が上限値以上になる
と、主レンズ系の焦点距離を望遠側にシフトさせる効果
が弱くなっていまい、逆に、｜f5／f3｜の値が下限値以
下になると、ペッツバール和がマイナスで絶対値が大き
くなってサジタル像面湾曲の補正が困難になる。

【００３７】条件式２は、条件式１と同様に、第５レン
ズ群ＧVの望遠効果に関する条件を規定するものであ
る。

【００３８】即ち、β5の値が上限値以上になると、主
として第１レンズ群ＧIから発生する軸上色収差が第５
レンズ群ＧVによって拡大されることによって、望遠端
での２次スペクトルが悪化して、画質が劣化することが
避けられなくなってしまう。逆に、β5の値が下限値以
下になると、主レンズ系の焦点距離を望遠側にシフトさ
せる効果が弱くなってしまう。

【００３９】条件式３は、条件式１及び２で規定された
範囲内で第５レンズ群ＧVによる望遠効果を強く発揮さ
せるための条件を規定するものである。

【００４０】即ち、第５レンズ群ＧVの凹レンズの屈折
率を凸レンズの屈折率よりも十分に高くすることによっ
て、ペッツバール和のマイナス方向での悪化を少しでも
できるようになり、条件式２においてβ5の値を上限値
側に近づけることを可能にしたものである。

【００４１】条件式４は、条件式３と合わせて第５レン
ズ群ＧVに適用する硝材の範囲を規定するものであり、
凸レンズよりも凹レンズのアッベ数を大きくすることに
よって、第５レンズ群ＧVの色消しが成り立ち、第５レ
ンズ群ＧVの光軸上からの退避による色収差の変動を小
さく抑えることができるようになる。

【００４２】従って、これら条件式３及び４の条件か
ら、第５レンズ群ＧVの各レンズに使用する硝材が自ず
と決定されるようになる。

【００４３】条件式５は、第５レンズ群ＧVから発生す
る収差を小さく抑えるための形状を規定するものであ
る。第５レンズ群ＧVは全体として、像側に強い凹面を
向けた接合凸メニスカスレンズの形状になり、凹面の曲
率を規定し、条件式１乃至４にそれぞれ規定された各条
件と組みあわせることによって、第５レンズ群ＧVの形
状が略決定される。

【００４４】即ち、r5,3／f5の値が上限値以上になる
と、メリディオナル像面湾曲がアンダー側になって補正
が困難になってしまう。逆に、r5,3／f5の値が下限値以
下になると、第５レンズ群ＧVによってペッツバール和
がマイナス側に増大してサジタル像面湾曲の補正が困難
になってしまう。

【００４５】条件式６は、第５レンズ群ＧVで焦点距離
を拡大したときに問題となる主レンズ系の望遠端での色
収差の２次スペクトルに関する条件を規定するものであ
る。

【００４６】即ち、第１レンズ群ＧIの凸レンズの異常
分散性を示す値ΔPを標準性よりもプラス側に取れば色
収差の２次スペクトルが改善できる。しかし、一般的
に、ΔPがプラスでアッベ数が大きい硝材は、屈折率が
低い傾向にあるが、第１レンズ群の凸レンズのうち、屈
折率を下げても収差補正の影響の少ない凸レンズ（第２
レンズL1,2）に、例えば、ΔPが０．００９１である硝
材ＦＣ５（ＨＯＹＡ株式会社製）を使用すると改善効果
がある。

【００４７】条件式７は、条件式６により第１レンズ群
ＧIの凸レンズ（第２レンズL1,2）の屈折率が低くなっ
て、主レンズ系の望遠端での球面収差が補正し難くなっ
た分、凸メニスカスレンズ（第３レンズL1,3）の屈折率
を高くして単色の収差補正を容易にするための条件を規
定したものである。

【００４８】即ち、屈折率が高くてアッベ数が大きい硝
材は、一般的に、以上分散性を示す値ΔＰがマイナス
で、その絶対値も大きい傾向があって２次スペクトルの
改善には稍不利な条件となるが、製造コストと２次スペ
クトルの改善とのバランスから条件式７に規定した条件
が必要となる。

【００４９】条件式８は、２次スペクトルの補正のため
に、異常分散性を有する硝材を積極的に採用するかどう
かを見極めるための条件を規定したものである。

【００５０】即ち、fT／f1の値が下限値以下となると、
第１レンズ群ＧIの凸レンズ（第２レンズL1,2）に用い
られる硝材では、少なくとも、条件式６に規定された条
件を満足していれば実用的には十分な性能が得られる
が、fT／f1の値が下限値よりも大きくなると必ずしも十
分な性能が得られるとは限らない。従って、条件式９に
規定された条件を満足するように硝材を選ぶことで２次
スペクトルを格段に改善することができる。また、fT／
f1の値が上限値に近づくに従って、主レンズ系の望遠端
でのＦナンバーを暗くして２次スペクトルの悪化を目立
たなくすることが望ましいが、fT／f1の値が上限値を超
えると、Ｆナンバーを暗くしても性能の劣化が顕著にな
って実用上問題となることが多くなる。

【００５１】条件式９と条件式１０に規定された条件及
び第１レンズ群ＧIの凸レンズ（第２レンズL1,2）の表
面に樹脂層を形成することは、上記２次スペクトルに関
する問題を更に改善すると共に、それに伴うコストの上
昇をできるだけ抑えるためのものである。

【００５２】即ち、第１レンズ群ＧIの凸レンズ（第２
レンズL1,2）に、例えば、ΔPの値が０．０３７４の硝
材ＦＣＤ１を使用すると、２次スペクトルが格段に改善
される。そして、第１レンズ群ＧIの凹レンズ（第１レ
ンズL1,1）にはアッベ数の小さい硝材、例えば、ＦＤＳ
９０を使用すると、凹レンズ（第１レンズL1,1）と凸レ
ンズ（第２レンズL1,2）とで色収差を補正過剰気味にで
きるので、凸レンズ（L1,3）は条件式７に規定された条
件を保ったまま、アッベ数は多少小さくなっても色収差
の補正はでき、ΔPが標準線に近い硝材を選択すること
が可能になる。例えば、ΔPが−０．００２１のＮｂＦ
Ｄ１０、ΔPがゼロのＮｂＦＤ１５、ΔPが０．００２０
のＢａＦＤ８、ΔPが０．００２７のＢａＦＤ7及びΔP
が−０．００１５のＢａＦＤ１５等が屈折率が高いため
単色の色収差補正に有利で、２次スペクトルにも悪影響
が少ないものとして適当である。

【００５３】ところで、前記硝材ＦＣＤ１等の低分散で
異常分散性を有する硝材は、一般的に、研磨工程時の傷
や超音波洗浄等で顕在化する潜傷が生じやすいため、例
えば、硝材ＢＳＣ７等と同じように研磨作業ができずに
時間が掛かる工程を行わなければならないため、コスト
高になる。更に、線膨張係数がＦＣ５の１．８倍程度と
大きいため、真空蒸着機によるコーティング作業時に、
硝材を加熱してコーティングを行った後、真空状態を破
ると、空気によって硝材が急冷されて割れてしまうこと
があるので、これを防止するため、徐々に冷却すること
を行わなければならないので時間が掛かり、硝材の加工
コストが高くなる要因となっていた。

【００５４】第１レンズ群ＧIの凸レンズ（第２レンズL
1,2）の接合面は、研磨傷があっても接着剤で埋まって
傷が目立たなくなり、また、コーティングも必要ないの
で、上記コスト高となる要因を回避することができる。
そこで、接合面の場合と同様に、凸レンズ（第２レンズ
L1,2）の接合面ではない面にも、樹脂の薄い層によって
上記研磨工程時の傷や超音波洗浄等で顕在化する潜傷を
樹脂で埋めて隠すために、常温で紫外線硬化樹脂等の樹
脂層を蒸着するようにして、コスト高の要因となる加熱
された硝材を徐々に冷却する行程をなくすことも可能に
した。上記樹脂層は、従来、所謂複合非球面の形成時に
用いられているものと同じであるが、硝材の加工コスト
を低減するという目的のため、表面形状は球面及び非球
面のどちらでも良い。

【００５５】条件式１１は、無限遠の被写体の虚像を、
第６レンズ群ＧVIにより第１レンズ群ＧIからどれくら
いの距離に生じさせるかの条件を規定するものである。

【００５６】即ち、f6／fWの値が上限値以上になると、
広角状態に切り替えたときの倍率の変化が小さくなっ
て、本発明の目的を達成できなくなる。逆に、f6／fWの
値が下限値以下になると、第６レンズ群ＧVIによって発
生する樽型の歪曲収差と像面のオーバー側への曲がりを
補正することが困難になる。また、主レンズ系は、広角
端ではマクロ領域で使用することになるため、近距離被
写体に対する収差の劣化が著しくなるのでf6／fWの値が
下限値を超えること、即ち、虚像を第１レンズ群ＧIに
近づけることは好ましくない。

【００５７】条件式１２は、第６レンズ群ＧVIの面形状
を規定するための条件である。

【００５８】即ち、｜r6,2／f6｜の値が上限値以上にな
ると、樽型の歪曲収差が大きくなって補正が困難にな
る。逆に、｜r6,2／f6｜の値が下限値以下になると、像
面のオーバー側への曲がりが大きくなって補正が困難に
なる。

【００５９】条件式１３は、第６レンズ群ＧVIを単レン
ズによって構成して、倍率色収差の劣化を実用範囲内に
抑えるための条件を規定するものである。

【００６０】即ち、アッベ数が小さいと、短波長の像が
画面内側へにじむ減少が顕著になるからである。これを
目立たなくするために、予め、標準状態の広角端におけ
る倍率色収差を短波長が画面外側ににじむようにしてお
くことはある程度可能であるが、第６レンズ群のアッベ
数が小さ過ぎると標準状態の広角端と広角状態での倍率
色収差のバランスを取ることができなくなる。

【００６１】次に、上記ズームレンズ１又は１Ａを撮像
レンズとして使用した撮像装置について説明する。

【００６２】本発明撮像装置１０は、図２１に示すよう
に、物体側より順に、正の屈折力を有し位置が常時固定
の第１レンズ群ＧIと、負の屈折力を有し光軸上を移動
することにより主に変倍を行う第２レンズ群ＧIIと、正
の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群ＧIII
と、正の屈折力を有し光軸上を移動して像位置の変動の
補正とフォーカシングを行う第４レンズ群ＧIVより成る
主レンズ系２又は２Ａと、それぞれ変倍補助レンズとし
て機能する負の屈折力を有する第５レンズ群ＧV及び負
の屈折力を有する第６レンズ群ＧVIとによって構成され
るズームレンズ１又は１Ａを撮像レンズとして使用し、
第５レンズ群ＧVは標準状態では光路外に退避した状態
とされ、使用時には第４レンズ群ＧIVの像側に光軸が一
致するように挿入されて主レンズ系２又は２Ａの焦点距
離範囲を望遠側に移行させて望遠状態に変移させる機能
を有し、第６レンズ群ＧVIは標準状態では光路外に退避
した状態とされ、第５レンズ群ＧVが光路外に退避した
状態の時には、第１レンズ群ＧIの物体側に光軸が一致
するように挿入されると共に第２レンズ群ＧIIを広角端
の位置まで移動することによって、レンズ全系の焦点距
離を標準状態の広角端の時よりも短い広角状態に変移さ
せる機能を有するものである。

【００６３】上記撮像装置１０においては、標準状態
で、無限遠にフォーカスを合わせたときの第４レンズ群
ＧIVが最も像側にある位置と望遠状態で挿入する第５レ
ンズ群ＧVとは光軸方向で重複するため、第５レンズ群
ＧVを挿入するときには、先に第４レンズ群ＧIVを物体
側に移動させる必要がある。

【００６４】従って、撮像装置１０には、第４レンズ群
ＧIVの現在位置を検出する位置検出手段１１と駆動手段
１２とが設けられており、更に、望遠補助レンズである
第５レンズ群ＧVが光軸上に挿入されたことと及び光軸
外に退避したこととを検出する位置検出手段１３と駆動
手段１４も設けられている。また、上記双方の位置検出
手段１１、１３及び駆動手段１２、１４とを制御する制
御回路１５及び焦点距離範囲切り替えスイッチ１６も有
する。

【００６５】標準状態から望遠状態に移行するときに
は、上記焦点距離範囲切り替えスイッチ１６の指示に従
い、制御回路１５が駆動手段１２及び１４に指示を出し
て、先ず、第４レンズ群ＧIVを物体側に移動させて、第
５レンズ群ＧVを挿入できる空間を確保してから、該空
間に第５レンズ群ＧVを挿入して主レンズ系２及び２Ａ
と光軸を一致させ、第４レンズ群ＧIVを適宜移動させて
フォーカス調整を行うように動作を制御する。

【００６６】また、望遠状態から標準状態に移行すると
きには、上記とは逆に、制御回路１５が駆動手段１２及
び１４に指示を出して、先ず、第５レンズ群ＧVを光路
外に退避させて第４レンズ群ＧIVが後退（像側に移動）
することができる空間を確保してから、第４レンズ群Ｇ
IVを後退させてフォーカシングを行えるようにそれぞれ
の動作を制御する。

【００６７】また、上記制御回路１５は、主として変倍
を行う第２レンズ群ＧIIとフォーカシングを行う第４レ
ンズ群ＧIVとの相対位置関係を、複数の物体距離に対し
て予め算出して記憶手段１７に記録しておいたデータを
用い、任意の距離でズーミング中にピント移動が起きな
いように演算を行えるように構成されている。尚、記憶
手段１７に記憶する第２レンズ群ＧIIと第４レンズ群Ｇ
IVとの相対位置関係のデーターを、標準状態と望遠状態
に対応させて別々のデーターとして記録しておき、焦点
距離範囲切り替えスイッチ１６の操作に対応してこれら
のデータを制御回路１５で使い分けるようにすることが
望ましい。

【００６８】但し、制御回路１５にデータを供給する記
憶手段１７に、ズームレンズ１又は１Ａの標準状態と望
遠状態の各状態に関するデータを記録しておくには、記
憶手段１７に多くの容量が必要となる。これら標準状態
と望遠状態との各データを比較すると、望遠状態でのデ
ータは標準状態でのデータから第４レンズ群ＧIVを物体
側に平行移動した軌跡に略近似しているので、一方の詳
細なデータと、誤差を修正する補正係数だけを記録して
おき、他方のデータが必要なときは一方のデータを基に
上記補正係数を用いて演算によって算出する用にする
と、記憶手段１７の容量を節約することが可能となる。

【００６９】更に、撮像装置１０は、動画の手振れ補正
機能として、撮像素子の総画素範囲から有効画素範囲を
抜き出してビデオ画面を作る映像信号処理回路１８を有
する。そして、映像信号処理回路１８においては、角速
度センサーにより撮像装置１０の揺れを検出して、ズー
ムレンズ１又は１Ａの焦点距離と角速度センサーのデー
タとを演算して、撮像素子の総画素範囲の中から有効画
素範囲を抜き出す位置を随時移動させるようにして画像
の揺れを補正するように構成されていると共に、焦点距
離範囲切り替えスイッチ１６が標準状態か望遠状態かに
よって、第２レンズ群ＧIIの位置に対する焦点距離の値
を切り替えて演算し、揺れの補正量を最適化することが
望ましい。

【００７０】撮像装置１０は、前述のように広角補助レ
ンズとして機能する第６レンズ群ＧVIを有するので、焦
点距離範囲切り替えスイッチ１６は、標準状態、望遠状
態及び広角状態の３つの位置に状態を切り替えられるよ
うになっている。

【００７１】そして、焦点距離範囲切り替えスイッチ１
６を広角状態に切り替えると、第６レンズ群ＧVIは第１
レンズ群ＧIの物体側の位置に主レンズ系２又は２Ａと
光軸が一致するように挿入され、第５レンズ群ＧVが第
４レンズ群ＧIVの像側に挿入されているときには、これ
を光路外に退避させ、第２レンズ群ＧIIを広角端での位
置に移動して固定し、第４レンズ群ＧIVを無限遠にフォ
ーカスする位置よりも更に繰り出して、第６レンズ群Ｇ
VIを通して見える被写体の虚像にフォーカスするように
各部の一連の動作を制御するようにすることが望まし
い。

【００７２】第６レンズ群ＧVIは、主レンズ系２又は２
Ａの光路から退避した位置と、主レンズ系２又は２Ａと
光軸が一致した位置とを、トグルバネ等から成る駆動手
段１９によって切り替えることができるように構成さ
れ、焦点距離範囲切り替えスイッチ１６による標準状態
と広角状態との切り替え動作に機械的に連動して移動す
るようになっている。

【００７３】また、第６レンズ群ＧVIの位置情報は、焦
点距離範囲切り替えスイッチ１６の標準状態と広角状態
との切り替え動作におけるスイッチの位置情報のみが制
御回路１５に伝達され、制御回路１５による制御指示に
よって標準状態、望遠状態及び広角状態の３つの変倍状
態を適宜切り替えられるように撮像装置１０を構成する
ことが望ましい。

【００７４】以下に、本発明ズームレンズを具体化した
数値実施例１及び２について説明する。

【００７５】尚、以下の説明において、「ri,j」は第ｉ
レンズ群の物体側から数えてｊ番目の面の曲率半径、
「ri,j'」は上記ri,j面に形成された薄い樹脂層表面の
曲率半径、「di,j」は第ｉレンズ群の物体側から数えて
ｊ番目の面とｊ＋１番目の面との面間隔、「di,j'」は
上記ri,j面に形成された薄い樹脂層の層厚、「dIR」は
絞りＩＲと第３レンズ群ＧIIIの最も物体側の面との空
気間隙、「dFL」はフィルタＦＬの面間隔、「ni,j」は
第ｉレンズ群の物体側から数えてｊ番目のレンズ（Li,
j）を構成する材質のｄ線における屈折率、「ni,j'」は
レンズLi,jに形成された樹脂層のｄ線における屈折率、
「nFL」はフィルタＦＬを構成する材質のｄ線における
屈折率、「νi,j」はレンズLi,jを構成する材質のアッ
ベ数、「νi,j'」はレンズLi,jに形成された樹脂層を構
成する材質のアッベ数、「νFL」はフィルタＦＬを構成
する材質のアッベ数をそれぞれ示すものとする。

【００７６】また、非球面形状は、「ｘi,j」を非球面
の深さ、「Ｈ」を光軸からの高さとすると、ｘi,j＝Ｈ²／ri,j｛１＋√（１−Ｈ²／ri,j²）｝＋ΣＡ
jＨ^j にて定義されるものとする。

【００７７】数値実施例１に係わるズームレンズ１は、
図１に示すような構成を有するものである。

【００７８】主レンズ系２は、第１レンズ群ＧIが物体
側より順に凹メニスカスレンズL1.1と凸レンズL1,2との
接合レンズ及び凸メニスカスレンズL1,3より成り、上記
凸レンズL1,2の像側の面r1,3には球面の樹脂層が形成さ
れており、第２レンズ群ＧIIが物体側より順に凹レンズ
L2,1及び凹レンズL2,2と凸レンズL2,3との接合レンズよ
り成り、第３レンズ群ＧIIIが凸レンズL3,1より成り、
第４レンズ群ＧIVが物体側より順に凸レンズL4,1、凹レ
ンズL4,2、凸レンズL4,3の３枚接合レンズより成るもの
である。

【００７９】また、望遠補助レンズとして使用する第５
レンズ群ＧVは、物体側より順に凸レンズL5,1と凹レン
ズL5,2との接合レンズより成り、広角補助レンズとして
使用する第６レンズ群ＧVIは、凹メニスカスレンズL6,1
より成るものである。

【００８０】尚、図２は、ズームレンズ１の望遠状態を
示す図であり、図１に示す標準状態から第４レンズ群Ｇ
IVを物体側に移動してから第５レンズ群ＧVを主レンズ
系２と光軸が一致するように挿入した状態を示し、図３
は、ズームレンズ１の広角状態を示す図であり、第５レ
ンズ群ＧVが光路外に退避した状態で、第６レンズ群ＧV
Iを第１レンズ群ＧIの物体側に挿入すると共に、第２レ
ンズ群ＧIIを広角端の位置に移動してズーミングができ
ないように固定して、第４レンズ群ＧIVでフォーカシン
グを行うようにした状態を示すものである。

【００８１】表１に、上記ズームレンズ１の図１に示す
標準状態での各数値を示す。尚、標準状態では第５レン
ズ群ＧV及び第６レンズ群ＧVIは使用されないので、主
レンズ系２の数値のみを示す。

【００８２】

【表１】

【００８３】表２に非球面によって構成された面r3,1及
びr4,1の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ
４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０をそれぞれ示す。尚、表２中
の「Ｅ」は、１０を底とする指数表現を意味するものと
し、例えば、「Ｅ−０３」は「×１０^-3」を示す（以下
の非球面係数を示す同様の表においても同じ）。

【００８４】

【表２】

【００８５】表３に上記ズームレンズ１の標準状態にお
ける広角端、中間焦点位置及び望遠端における焦点距
離、Ｆナンバー、画角（２ω）及びズーミング動作に伴
って数値が変化する（variable）面間隔d1,5、d2,5、d
3,2及びd4,4の各数値を示す。

【００８６】

【表３】

【００８７】また、表４に数値実施例１に係るズームレ
ンズ１の図２に示す望遠状態での各数値を示す。尚、ズ
ームレンズ１の望遠状態においては、表１に示す標準状
態に比べて可変間隔d3,2及びd4,4と第５レンズ群ＧVの
構成要素が追加になるだけが変更点なので、面r3,2以降
の数値のみを示す（表５も同様）。

【００８８】

【表４】

【００８９】表５に上記ズームレンズ１の望遠状態にお
ける広角端、中間焦点位置及び望遠端における焦点距
離、Ｆナンバー、画角（２ω）及びズーミング動作に伴
って数値が変化する面間隔d3,2及びd4,4の各数値を示
す。

【００９０】

【表５】

【００９１】更に、表６に数値実施例１に係るズームレ
ンズ１の図３に示す広角状態での各数値を示す。尚、ズ
ームレンズ１の広角状態においては、表１に示す標準状
態に比べて面r1,1の物体側に第６レンズ群ＧVIを付加す
る構成となるのが変更点なので、面r1,1までの数値のみ
を示す。

【００９２】

【表６】表７に上記ズームレンズ１の広角状態における焦点距
離、Ｆナンバー、画角（２ω）及び可変間隔d1,5、d2,
5、d3,2及びd4,4の各数値を示す。

【００９３】

【表７】

【００９４】図２乃至図６にそれぞれ、ズームレンズ１
の標準状態における広角端、中間焦点位置及び望遠端で
の球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す。

【００９５】また、図７乃至図９にそれぞれ、ズームレ
ンズ１の望遠状態における中間焦点位置及び望遠端での
球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す。

【００９６】更に、図１０に、ズームレンズ１の広角状
態における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ
示す。

【００９７】尚、球面収差図において実線はｄ線（波長
587.6nm）における値、破線はｇ線（波長435.8nm）にお
ける値、一点鎖線はＣ線（波長656.3nm）における値を
それぞれ示し、非点収差図において、実線はサジタル像
面、破線はメリディオナル像面における値を示すもので
ある（以下の各収差図においても同じ）。

【００９８】表８に上記数値実施例１におけるズームレ
ンズ１の前記各条件式１乃至１３の数値及びそれらに関
連ずる数値を示す。

【００９９】

【表８】

【０１００】また、数値実施例２に係わるズームレンズ
１Ａは、図１１に示すような構成を有するものである。

【０１０１】主レンズ系２Ａは、第１レンズ群ＧIが物
体側より順に凹メニスカスレンズL1.1と凸レンズL1,2と
の接合レンズ及び凸メニスカスレンズL1,3より成り、第
２レンズ群ＧIIが物体側より順に凹レンズL2,1及び凹レ
ンズL2,2と凸レンズL2,3との接合レンズより成り、第３
レンズ群ＧIIIが凸レンズL3,1より成り、第４レンズ群
ＧIVが物体側より順に凸レンズL4,1、凹レンズL4,2、凸
レンズL4,3の３枚接合レンズより成るものである。

【０１０２】また、望遠補助レンズとして使用する第５
レンズ群ＧVは、物体側より順に凸レンズL5,1と凹レン
ズL5,2との接合レンズより成り、広角補助レンズとして
使用する第６レンズ群ＧVIは、凹メニスカスレンズL6,1
より成るものである。

【０１０３】尚、図１２は、ズームレンズ１Ａの望遠状
態を示す図であり、図１１に示す標準状態から第４レン
ズ群ＧIVを物体側に移動してから第５レンズ群ＧVを主
レンズ系２Ａと光軸が一致するように挿入した状態を示
し、図１３は、ズームレンズ１Ａの広角状態を示す図で
あり、第５レンズ群ＧVが光路外に退避した状態で、第
６レンズ群ＧVIを第１レンズ群ＧIの物体側に挿入する
と共に、第２レンズ群ＧIIを広角端の位置に移動してズ
ーミングができないように固定して、第４レンズ群ＧIV
でフォーカシングを行うようにした状態を示すものであ
る。

【０１０４】表９に、数値実施例２に係るズームレンズ
１Ａの図１１に示す標準状態での各数値を示す。尚、標
準状態では第５レンズ群ＧV及び第６レンズ群ＧVIは使
用されないので、主レンズ系２Ａの数値のみを示す。

【０１０５】

【表９】

【０１０６】表１０に非球面によって構成された面r3,1
及びr4,1の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ
４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０をそれぞれ示す。

【０１０７】

【表１０】

【０１０８】表１１に上記ズームレンズ１Ａの標準状態
における広角端、中間焦点位置及び望遠端における焦点
距離、Ｆナンバー、画角（２ω）及びズーミング動作に
伴って数値が変化する面間隔d1,5、d2,5、d3,2及びd4,4
の各数値を示す。

【０１０９】

【表１１】

【０１１０】また、表１２に数値実施例２に係るズーム
レンズ１Ａの図１２に示す望遠状態での各数値を示す。
尚、ズームレンズ２の望遠状態においては、表９に示す
標準状態に比べて可変間隔d3,2及びd4,4と第５レンズ群
ＧVの構成要素が追加になるだけが変更点なので、面r3,
2以降の数値のみを示す（表１３も同様）。

【０１１１】

【表１２】

【０１１２】表１３に上記ズームレンズ１Ａの望遠状態
における広角端、中間焦点位置及び望遠端における焦点
距離、Ｆナンバー、画角（２ω）及びズーミング動作に
伴って数値が変化する面間隔d3,2及びd4,4の各数値を示
す。

【０１１３】

【表１３】

【０１１４】更に、表１４に数値実施例２に係るズーム
レンズ１Ａの図１３に示す広角状態での各数値を示す。
尚、ズームレンズ１Ａの広角状態においては、表９に示
す標準状態に比べて面r1,1の物体側に第６レンズ群ＧVI
を付加する構成となるのが変更点なので、面r1,1までの
数値のみを示す。

【０１１５】

【表１４】

【０１１６】表１５に上記ズームレンズ１Ａの広角状態
における焦点距離、Ｆナンバー、画角（２ω）及び可変
間隔d1,5、d2,5、d3,2及びd4,4の各数値を示す。

【０１１７】

【表１５】

【０１１８】図１４乃至図１６にそれぞれ、ズームレン
ズ１Ａの標準状態における広角端、中間焦点位置及び望
遠端での球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示
す。

【０１１９】また、図１７乃至図１９にそれぞれ、ズー
ムレンズ１Ａの望遠状態における中間焦点位置及び望遠
端での球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示
す。

【０１２０】更に、図２０に、ズームレンズ１Ａの広角
状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞ
れ示す。

【０１２１】表１６に上記数値実施例２におけるズーム
レンズ１Ａの前記各条件式１乃至１３の数値及びそれら
に関連ずる数値を示す。

【０１２２】

【表１６】

【０１２３】上述のように、本発明ズームレンズは、焦
点距離範囲切り替えスイッチを操作するだけで、主レン
ズ系の焦点距離を標準状態、望遠状態及び広角状態に簡
単に切り替えることが可能である。従って、望遠状態で
は主レンズ系のズーム比はそのままで広角端から望遠端
までの焦点距離を望遠側にシフトさせることができ、ま
た、広角状態では主レンズ系の広角端での焦点距離を広
角側にシフトさせて、標準状態での広角端よりもよりも
画角の広い広角レンズとして使用することができるの
で、別のレンズを携帯して必要に応じて交換するという
不便さから開放される。

【０１２４】具体的には、上記数値実施例１及び２に示
したズームレンズ１及び１Ａにおいては、広角状態では
画角８０°以上を包括する超広角レンズとなり、望遠状
態での望遠端では、一般的な３５ミリ判フィルムを使用
するカメラに使用されるレンズに換算して１４００ｍｍ
を越えるほどの超望遠レンズとなるので、総合変倍比は
５０倍を越えて超広角域から超望遠域までをカバーする
ことができる。

【０１２５】また、撮像素子に対角寸法が２．５ｍｍの
ものを用いた場合には、ズームレンズ１及び１Ａは、第
６レンズ群ＧVIから撮像素子までの全長が７５ｍｍ程度
と極めて小型であり、更に、明るさがＦ１．６程度と極
めて明るいレンズである。

【０１２６】更に、ズームレンズ１及び１Ａは、各収差
図から明らかなように、各種収差がバランス良く補正さ
れて、撮像装置、特に、民生用ビデオカメラに使用する
ズームレンズとしては十分な高画質を達成している。特
に、凸レンズL1,2に異常分散性を有する硝材を用い、そ
の表面を樹脂層で覆うことによって、望遠端での２次ス
ペクトルの改善と加工費の低コスト化を両立させること
が可能になって、大量生産することもできるものであ
る。

【０１２７】このように、本発明ズームレンズは、高変
倍比、超広角、超望遠、高画質、小型軽量、低コスト及
び使いやすさをバランス良く達成して必要な条件を全て
満たした、高機能な民生用ビデオカメラ用のレンズであ
る。

【０１２８】更にまた、本発明ズームレンズを撮像レン
ズとして用いた撮像装置においては、望遠及び広角の変
倍補助レンズである第５レンズ群や第６レンズ群の主レ
ンズ系の光軸への着脱に関連して必要な一連の動作を演
算回路によって制御し、第５レンズ群及び第６レンズ群
と主レンズ系のフォーカスレンズである第４レンズ群と
の相対位置に関するデーターを、例えば、電子カムカー
ブに記憶させたものを、標準状態用と望遠状態用の２つ
設けて切り替えて使用することにより、インナーフォー
カス方式のレンズ系でありながら、従来の内蔵エクステ
ンダー方式と同様の機能を持たせることが可能となると
共に、広角変倍補助レンズである第６レンズ群の使用時
に連動させて、主レンズ系を強制的に広角端に移行させ
て固定して、誤操作を未然に防止することも可能とし
た。

【０１２９】そして、本発明撮像装置においては、民生
用のビデオカメラに必要不可欠なオートフォーカス機能
と手振れ補正機能を、焦点距離範囲切り替えスイッチの
操作に合わせて自動的に最適な状態に設定することも可
能とした。

【０１３０】尚、本実施の形態においては、第６レンズ
群を単玉の球面レンズによって構成したものを示した
が、非球面を使って歪曲収差を改善することや、非球面
のプラスチック製レンズを使用して低コストと実用的性
能のバランスを取ることも可能である。

【０１３１】また、第６レンズ群を少なくとも１枚の凸
レンズを含む複数枚のレンズ構成にしても良い。例え
ば、凸レンズと凹レンズとの２枚構成にすれば、設計自
由度が増えて、像面湾曲、歪曲収差及び倍率色収差等を
バランス良く補正することが可能となる。

【０１３２】しかし、プラスチック製のレンズは、使用
時等に傷が付きやすいという欠点があり、小絞り時に傷
が移り込むことがあり好ましくない。また、第６レンズ
群を複数枚のレンズ構成にすることは、性能を最優先さ
せる場合には好ましいが、第６レンズ群が厚くなってし
まうので、民生用のビデカメラにおいては、高倍率と小
型化とを両立させることが困難となる。

【０１３３】前記実施の形態において示した各部の具体
的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっ
ての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。

【０１３４】

【発明の効果】以上に説明したように本発明ズームレン
ズは、物体側より順に、正の屈折力を有し位置が常時固
定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動す
ることにより主に変倍を行う第２レンズ群と、正の屈折
力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正の屈折力
を有し光軸上を移動して像位置の変動の補正とフォーカ
シングを行う第４レンズ群より成る主レンズ系と、負の
屈折力を有し標準状態では光路外に退避した状態とさ
れ、使用時には第４レンズ群の像側に光軸が一致するよ
うに挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望遠側に移
行させて望遠状態とする変倍補助レンズとして機能する
第５レンズ群とによって構成し、第５レンズ群は物体側
より順に、凸レンズと凹レンズとの接合レンズ又は凹レ
ンズと凸レンズとの接合レンズから成り、f3を第３レン
ズ群の焦点距離、f5を第５レンズ群の焦点距離、β5を
第５レンズ群の横倍率、n5nを第５レンズ群の凹レンズ
のｄ線における屈折率、n5pを第５レンズ群の凸レンズ
のｄ線における屈折率、ν5nを第５レンズ群の凹レンズ
のｄ線におけるアッベ数、ν5pを第５レンズ群の凸レン
ズのｄ線におけるアッベ数、r5,3を第５レンズ群の物体
側から数えて３番目の面の曲率半径とすると、０．４＜
｜f5／f3｜＜０．７、１．２５＜β5＜２．１、０．１
＜n5n−n5p、１０＜ν5n―ν5p、０．２＜｜r5,3／f5｜
＜０．６の各条件を満足するようにしたので、標準状態
及び望遠状態を簡単に切り替えることができ、極めて広
い変倍域をカバーしながら小型で携帯性が良く、製造コ
ストが安いズームレンズを提供することができる。

【０１３５】請求項２に記載した発明にあっては、第１
レンズ群を物体側より順に、凹メニスカスレンズと凸メ
ニスカスレンズとの接合レンズ及び凸メニスカスレンズ
とによって構成し、ΔP1,2を第１レンズ群の物体側から
数えて２番目のレンズの異常分散性を示す値、n1,3を第
１レンズ群の物体側から数えて３番目のレンズのｄ線に
おける屈折率とすると、０．００８＜ΔP1,2、１．６７
＜n1,3の各条件を満足するようにしたので、望遠端での
２次スペクトルの改善と加工費の低コスト化を両立させ
ることができる。

【０１３６】請求項３に記載した発明にあっては、望遠
状態での主レンズ系の広角端におけるＦナンバーは第５
レンズ群の有効径によって決定されるので、収差補正の
バランスを良好にすることができる。

【０１３７】本発明ズームレンズの第２のものは、物体
側より順に、位置が常時固定の第１レンズ群と、光軸上
を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群と、
位置が常時固定の第３レンズ群と、光軸上を移動して像
位置の変動の補正とフォーカシングを行う第４レンズ群
より成る主レンズ系と、標準状態では光路外に退避した
状態とされ、使用時には第４レンズ群の像側に光軸が一
致するように挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望
遠側に移行させて望遠状態とする変倍補助レンズとして
機能するものである第５レンズ群とによって構成し、１
５倍以上の変倍比を有するものであって、第１レンズ群
が、正の屈折力を有し物体側より順に凹メニスカスレン
ズと凸レンズとの接合レンズ及び凸メニスカスレンズよ
り成り、fTを標準状態及び望遠状態における主レンズ系
の望遠端での焦点距離、f1を第１レンズ群の焦点距離、
ΔP1,2を第１レンズ群の物体側から数えて２番目のレン
ズの異常分散性を示す値、ΔP1,3を第１レンズ群の物体
側から数えて３番目のレンズの異常分散性を示す値とす
ると、１．６５＜fT／f1＜２．７、０．０３５＜ΔP1,
2、−０．００３＜ΔP1,3＜０．００３の各条件を満足
するようにしたので、例えば、焦点距離範囲切り替えス
イッチ等で標準状態及び望遠状態を切り替えるようにす
ることで、極めて広い変倍域をカバーしながら小型で携
帯性が良く、製造コストが安いズームレンズを提供する
ことができる。

【０１３８】請求項５に記載した発明にあっては、第１
レンズ群の凸レンズの接合面ではない面に、表面が球面
形状又は非球面形状となるように薄い樹脂層を形成した
ので、レンズの加工費等の製造コストを低下させること
ができる。

【０１３９】本発明ズームレンズの第３のものは、物体
側より順に、正の屈折力を有し位置が常時固定の第１レ
ンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによ
り主に変倍を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し位
置が常時固定の第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸
上を移動して像位置の変動の補正とフォーカシングを行
う第４レンズ群より成る主レンズ系と、負の屈折力を有
し標準状態では光路外に退避した状態とされ、使用時に
は第４レンズ群の像側に光軸が一致するように挿入され
て主レンズ系の焦点距離範囲を望遠側に移行させて望遠
状態とする変倍補助レンズとして機能する第５レンズ群
とによって構成し、第１レンズ群の物体側に、標準状態
では光路外に退避した状態とされる変倍補助レンズとし
て機能する負の屈折力を有する第６レンズ群を配置し、
第５レンズ群が光路外に退避した状態の時には、第６レ
ンズ群を光軸が一致するように挿入すると共に第２レン
ズ群を広角端の位置まで移動することによって、レンズ
全系の焦点距離を標準状態の広角端の時よりも短い広角
状態に変移するようにしたので、例えば、焦点距離範囲
切り替えスイッチ等で、広角状態、標準状態及び望遠状
態を切り替えるようにすることで、極めて広い変倍域を
カバーしながら小型で携帯性が良く、製造コストが安い
ズームレンズを提供することができる。

【０１４０】請求項７に記載した発明にあっては、第６
レンズ群を凹単レンズによって構成し、f6を第６レンズ
群の焦点距離、fWを標準状態における主レンズ系の広角
端での焦点距離、r6,2を第６レンズ群の物体側から数え
て２番目の面の曲率半径、ν6を第６レンズ群を構成す
る凹単レンズのアッベ数とすると、１６＜｜f6／fW｜＜
２５、０．２５＜｜r6,2／f6｜＜０．４５、４６＜ν6
の各条件を満足するようにしたので、広角状態における
各種収差を良好に補正することができる。

【０１４１】本発明撮像装置は、物体側より順に、正の
屈折力を有し位置が常時固定の第１レンズ群と、負の屈
折力を有し光軸上を移動することにより主に変倍を行う
第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定の第
３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動して像位
置の変動の補正とフォーカシングを行う第４レンズ群よ
り成る主レンズ系と、それぞれ変倍補助レンズとして機
能する負の屈折力を有する第５レンズ群及び負の屈折力
を有する第６レンズ群とによって構成されるズームレン
ズを撮像レンズに使用し、第５レンズ群は、標準状態で
は光路外に退避した状態とされ、使用時には第４レンズ
群の像側に光軸が一致するように挿入されて主レンズ系
の焦点距離範囲を望遠側に移行させて望遠状態に変移さ
せる機能を有し、第６レンズ群は、標準状態では光路外
に退避した状態とされ、第５レンズ群が光路外に退避し
た状態の時には、第１レンズ群の物体側に光軸が一致す
るように挿入されると共に第２レンズ群を広角端の位置
まで移動することによって、レンズ全系の焦点距離を標
準状態の広角端の時よりも短い広角状態に変移させる機
能を有するので、高変倍比、超広角、超望遠、高画質、
小型軽量、低コスト及び使いやすさをバランス良く達成
した民生用のビデオカメラに最適な撮像装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図１０と共に、本発明ズームレンズの
実施の形態における数値実施例１を示すものであり、本
図は標準状態でのレンズ構成を示す図である。

【図２】望遠状態でのレンズ構成を示す図である。

【図３】広角状態でのレンズ構成を示す図である。

【図４】標準状態の広角端における諸収差を示す図であ
る。

【図５】標準状態の中間焦点域における諸収差を示す図
である。

【図６】標準状態の望遠端における諸収差を示す図であ
る。

【図７】望遠状態の広角端における諸収差を示す図であ
る。

【図８】望遠状態の中間焦点域における諸収差を示す図
である。

【図９】望遠状態の望遠端における諸収差を示す図であ
る。

【図１０】広角状態における諸収差を示す図である。

【図１１】図１２乃至図２０と共に、本発明ズームレン
ズの実施の形態における数値実施例２を示すものであ
り、本図は標準状態でのレンズ構成を示す図である。

【図１２】望遠状態でのレンズ構成を示す図である。

【図１３】広角状態でのレンズ構成を示す図である。

【図１４】標準状態の広角端における諸収差を示す図で
ある。

【図１５】標準状態の中間焦点域における諸収差を示す
図である。

【図１６】標準状態の望遠端における諸収差を示す図で
ある。

【図１７】望遠状態の広角端における諸収差を示す図で
ある。

【図１８】望遠状態の中間焦点域における諸収差を示す
図である。

【図１９】望遠状態の望遠端における諸収差を示す図で
ある。

【図２０】広角状態における諸収差を示す図である。

【図２１】本発明撮像装置の構成を概略的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ズームレンズ、１Ａ…ズームレンズ、２…主レンズ
系、２Ａ…主レンズ系、１０…撮像装置、ＧI…第１レ
ンズ群、ＧII…第２レンズ群、ＧIII…第３レンズ群、
ＧIV…第４レンズ群、ＧV…第５レンズ群（変倍補助レ
ンズ）、ＧVI…第６レンズ群（変倍補助レンズ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA03 LA30 MA08 NA15 PA06 PA07 PA20 PB10 PB11 PB12 PB13 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA42 QA45 RA12 RA13 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA65 SA72 SA74 SA87 SA89 SB04 SB05 SB14 SB22 SB34 UA06 5C022 AA01 AB21 AC54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上
を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群と、
正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正
の屈折力を有し光軸上を移動して像位置の変動の補正と
フォーカシングを行う第４レンズ群より成る主レンズ系
と、負の屈折力を有し標準状態では光路外に退避した状
態とされ、使用時には第４レンズ群の像側に光軸が一致
するように挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望遠
側に移行させて望遠状態とする変倍補助レンズとして機
能する第５レンズ群とによって構成されるズームレンズ
であって、上記第５レンズ群は物体側より順に、凸レンズと凹レン
ズとの接合レンズ又は凹レンズと凸レンズとの接合レン
ズから成り、以下の各条件を満足するようにされていることを特徴と
するズームレンズ。０．４＜｜f5／f3｜＜０．７１．２５＜β5＜２．１０．１＜n5n−n5p １０＜ν5n―ν5p ０．２＜｜r5,3／f5｜＜０．６但し、 f3：第３レンズ群の焦点距離、 f5：第５レンズ群の焦点距離、 β5：第５レンズ群の横倍率、 n5n：第５レンズ群の凹レンズのｄ線における屈折率、 n5p：第５レンズ群の凸レンズのｄ線における屈折率、 ν5n：第５レンズ群の凹レンズのｄ線におけるアッベ
数、 ν5p：第５レンズ群の凸レンズのｄ線におけるアッベ
数、 r5,3：第５レンズ群の物体側から数えて３番目の面の曲
率半径とする。
【請求項２】第１レンズ群は物体側より順に、凹メニ
スカスレンズと凸メニスカスレンズとの接合レンズ及び
凸メニスカスレンズとによって構成され、以下の各条件
を満足するようにされていることを特徴とする請求項１
に記載のズームレンズ。０．００８＜ΔP1,2 １．６７＜n1,3 但し、 ΔP1,2：第１レンズ群の物体側から数えて２番目のレン
ズの異常分散性を示す値、 n1,3：第１レンズ群の物体側から数えて３番目のレンズ
のｄ線における屈折率とする。
【請求項３】望遠状態での主レンズ系の広角端におけ
るＦナンバーは、第５レンズ群の有効径によって決定さ
れることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項４】物体側より順に、位置が常時固定の第１
レンズ群と、光軸上を移動することにより主に変倍を行
う第２レンズ群と、位置が常時固定の第３レンズ群と、
光軸上を移動して像位置の変動の補正とフォーカシング
を行う第４レンズ群より成る主レンズ系と、標準状態で
は光路外に退避した状態とされ、使用時には第４レンズ
群の像側に光軸が一致するように挿入されて主レンズ系
の焦点距離範囲を望遠側に移行させて望遠状態とする変
倍補助レンズとして機能するものである第５レンズ群と
によって構成されると共に、１５倍以上の変倍比を有す
るズームレンズであって、上記第１レンズ群が、正の屈折力を有し物体側より順に
凹メニスカスレンズと凸レンズとの接合レンズ及び凸メ
ニスカスレンズより成り、以下の各条件を満足するようにされていることを特徴と
するズームレンズ。１．６５＜fT／f1＜２．７０．０３５＜ΔP1,2 −０．００３＜ΔP1,3＜０．００３ fT：標準状態及び望遠状態における主レンズ系の望遠端
での焦点距離、 f1：第１レンズ群の焦点距離、 ΔP1,2：第１レンズ群の物体側から数えて２番目のレン
ズの異常分散性を示す値、 ΔP1,3：第１レンズ群の物体側から数えて３番目のレン
ズの異常分散性を示す値とする。
【請求項５】第１レンズ群の凸レンズの接合面ではな
い面に、表面が球面形状又は非球面形状となるように薄
い樹脂層を形成したことを特徴とする請求項４に記載の
ズームレンズ。
【請求項６】物体側より順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上
を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群と、
正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正
の屈折力を有し光軸上を移動して像位置の変動の補正と
フォーカシングを行う第４レンズ群より成る主レンズ系
と、負の屈折力を有し標準状態では光路外に退避した状
態とされ、使用時には第４レンズ群の像側に光軸が一致
するように挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望遠
側に移行させて望遠状態とする変倍補助レンズとして機
能する第５レンズ群とによって構成されるズームレンズ
であって、上記第１レンズ群の物体側に、標準状態では光路外に退
避した状態とされる変倍補助レンズとして機能する負の
屈折力を有する第６レンズ群を配置し、上記第５レンズ群が光路外に退避した状態の時には、第
６レンズ群を光軸が一致するように挿入すると共に第２
レンズ群を広角端の位置まで移動することによって、レ
ンズ全系の焦点距離を標準状態の広角端の時よりも短い
広角状態に変移させるようにしたことを特徴とするズー
ムレンズ。
【請求項７】第６レンズ群を凹単レンズによって構成
し、以下の各条件を満足するようにされていることを特徴と
する請求項６に記載のズームレンズ。１６＜｜f6／fW｜＜２５０．２５＜｜r6,2／f6｜＜０．４５４６＜ν6 但し、 f6：第６レンズ群の焦点距離、 fW：標準状態における主レンズ系の広角端での焦点距
離、 r6,2：第６レンズ群の物体側から数えて２番目の面の曲
率半径、 ν6：第６レンズ群を構成する凹単レンズのアッベ数とする。
【請求項８】物体側より順に、正の屈折力を有し位置
が常時固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上
を移動することにより主に変倍を行う第２レンズ群と、
正の屈折力を有し位置が常時固定の第３レンズ群と、正
の屈折力を有し光軸上を移動して像位置の変動の補正と
フォーカシングを行う第４レンズ群より成る主レンズ系
と、それぞれ変倍補助レンズとして機能する負の屈折力
を有する第５レンズ群及び負の屈折力を有する第６レン
ズ群とによって構成されるズームレンズを撮像レンズに
使用した撮像装置であって、上記第５レンズ群は、標準状態では光路外に退避した状
態とされ、使用時には第４レンズ群の像側に光軸が一致
するように挿入されて主レンズ系の焦点距離範囲を望遠
側に移行させて望遠状態に変移させる機能を有し、上記第６レンズ群は、標準状態では光路外に退避した状
態とされ、第５レンズ群が光路外に退避した状態の時に
は、第１レンズ群の物体側に光軸が一致するように挿入
されると共に第２レンズ群を広角端の位置まで移動する
ことによって、レンズ全系の焦点距離を標準状態の広角
端の時よりも短い広角状態に変移させる機能を有するこ
とを特徴とする撮像装置。