JP3430698B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のレンズ群より構
成され、各レンズ群間の距離を可変調節することによ
り、像面を移動させることなく、焦点距離を連続的に変
化させることができるズームレンズに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、複数のレンズ群より構成され、こ
れらレンズ群のうちの少なくとも一を他のレンズ群に対
し光軸に沿って相対的に移動させることによって、全系
の焦点距離を連続的に可変調整することができるように
構成されたズームレンズが提案されている。このズーム
レンズにおいては、ズーミング（焦点距離を変化させる
こと）によって、焦点位置が変動しないようになされて
いる。 【０００３】ところで、ビデオカメラ装置やスチルカメ
ラ装置において使用されるズームレンズにおいては、軽
量化やコストダウンを目的として、プラスチックレンズ
が採用されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなズームレンズにおいては、ズーム比が８程度と、
充分なズーム比を実現しているとはいえず、また、ガラ
スレンズも依然として多数枚用いられているため、軽量
化やコストダウンも充分なものではない。 【０００５】例えば、特開平６−１８０４２４号公報に
記載されているズームレンズにおいては、１１枚のレン
ズ中の５枚にプラスチックレンズが採用され、ズーム比
が７．７となっているが、依然としてガラスレンズの枚
数が多く、ズーム比も充分なものとはいえない。 【０００６】また、特開平３−２９３３０９号公報に
は、正、負、正の３つのレンズ群からなるズームレンズ
が記載されている。このズームレンズは、構成レンズ枚
数が７枚と少ないが、この７枚のすべてがガラスレンズ
であり、ズーム比も６である。したがって、ズーム比、
軽量化、コストダウンとも、充分なものではない。 【０００７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、プラスチックレンズを多用して
軽量化及びコストダウンを図りつつ、１０程度の充分な
ズーム比を有する高変倍比のズームレンズを提供するこ
とを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し上記
目的を達成するため、本発明に係るズームレンズは、正
の屈折率を有する第１群と、負の屈折率を有する第２群
と、正の屈折率を有する第３群とを有し、広角端より望
遠端に向けてズーミングを行うとき、少なくとも該第２
群が物点側より像面側に向けて移動され、少なくとも該
第３群が変倍に伴う像面の移動を補正するために移動さ
れるズームレンズであって、該第１群は、少なくとも、
物点側より順に負レンズ、正レンズを有して構成され、
該第２群は、物点側より順に負のプラスチックレンズ、
負のプラスチックレンズ、正のプラスチックレンズによ
り構成され、該第３群は、物点側より順に正のプラスチ
ックレンズ、負のプラスチックレンズ、正のプラスチッ
クレンズにより構成され、該第２群の焦点距離をｆ２、
広角端より望遠端にズーミングするときの該第１群と該
第２群との間隔の変化量をＸ２、広角端における全系の
焦点距離をｆｗとしたとき、以下の（１）式及び（２）
式が成立していることとなされたものである。 【０００９】（１）２．５＜｜Ｘ２／ｆ２｜＜３．３ （２）１．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．３ 【００１０】 【作用】プラスチックレンズは、屈折率が低いため、ガ
ラスと同程度の屈折率を得ようとすると、面の曲率半径
を小さくしなければならず、レンズとして構成できなく
なったり、収差発生量が大きくなり補正が困難となった
りする。 【００１１】本発明に係るズームレンズでは、第１群
は、少なくとも、物点側より順に負レンズ、正レンズを
有して構成され、第２群は、物点側より順に負のプラス
チックレンズ、負のプラスチックレンズ、正のプラスチ
ックレンズにより構成され、第３群は、物点側より順に
正のプラスチックレンズ、負のプラスチックレンズ、正
のプラスチックレンズにより構成されたものとし、該第
２群の焦点距離をｆ２、広角端より望遠端にズーミング
するときの該第１群と該第２群との間隔の変化量をＸ
２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、 （１）２．５＜｜Ｘ２／ｆ２｜＜３．３ （２）１．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．３ が成立していることとしたので、プラスチックレンズを
多用しながらも、１０程度の充分なズーム比を有する高
変倍比のズームレンズとなっている。 【００１２】ズームレンズでは、収差をそれぞれのレン
ズ群ごとに補正することが望ましい。したがって、上記
各群の構成は、群内で収差補正を行うために、第１群
は、少なくとも負レンズと正レンズとの組合わせ、第２
群は、負レンズ、負レンズ、正レンズの組合わせ、第３
群は、正レンズ、負レンズ、正レンズの組合わせが必要
である。 【００１３】特に、上記第２群においては、上記第１群
から集束光を発散光とするために、また、上記第３群に
おいては、該第２群からの発散光を結像するために、そ
れぞれ強い屈折力が必要になる。プラスチックレンズを
用いてこれらを構成しようとした場合、各レンズの屈折
力分担能力及び収差補正能力を考慮すると、このズーム
レンズの如く、３枚構成が望ましい。 【００１４】また、プラスチックレンズを用いると、上
記第３群の負レンズのアッベ数は、ガラスに比べて大き
くなるため、特に、倍率の色収差の補正が困難となる。
これを解決するには、このズームレンズにおける如く、
正レンズ、負レンズ、正レンズの順に配置するのがよ
い。この際、負レンズを両凹レンズとして、強い屈折力
を持たせることにより、補正が容易になる。 【００１５】上記（１）式は、１０倍程度のズーム比を
得るために必要な条件である。この条件を逸脱すると、
ズーミング（変倍）に伴う像面の移動を補正するための
上記第３群の移動量が極端に大きくなり、１０倍程度の
ズーム比を得ることが困難となる。下限を越えると、望
遠端における上記第２群の倍率の絶対値が大きくなり、
望遠端で上記第３群が像面に極端に近づく。また、上限
を越えると、広角端で上記第３群が像面に極端に近づ
く。 【００１６】上記（２）式は、上記第２群の屈折力に関
する条件である。下限を越えると、上記第２群の屈折力
が大きくなり過ぎ、負レンズ、特に、最も物点側の負レ
ンズの像側面の曲率半径が極端に小さくなり、収差補正
が困難になったり、広角時に光束にケラレが生じたりす
る。また、上限を越えると、上記第２群の移動量が大き
くなり、全長が増大し、好ましくない。 【００１７】このズームレンズでは、上記第３群によっ
て像面の移動を補正するため、以下の（３）式の条件を
満足することが望ましい。 【００１８】（３）｜β３｜＜０．７ ここで、β３は、物点が無限遠（∞）にある場合の第３
群の倍率である。 【００１９】この条件を外れると、像面移動補正のため
の第３群の移動量が極端に大きくなったり、該第３群の
移動で補正できなるなる虞れがある。特に、望遠側での
第３群の倍率がこの範囲を越えると、この第３群でフォ
ーカシングを行うことが不可能になる。 【００２０】プラスチックレンズは、射出成形の如き成
形により作られるため、面形状が非球面であっても、作
成が困難となることがなく、コストアップも殆どない。
このため、このズームレンズでは、各群の少なくとも１
面が非球面であることが望ましい。これにより、低屈折
率のプラスチック硝材を用いたことによって発生する収
差を良好に補正することが可能となる。 【００２１】さらに、上記第１群、上記第２群及び上記
第３群において、負レンズのアッベ数の平均値をνｎ、
正レンズのアッベ数の平均値をνｐとしたとき、該第１
群及び該第３群においては、以下の（４）式を、該第２
群においては、以下の（５）式を満足することが望まし
い。 【００２２】（４）νｐ−νｎ＞２０ （５）νｎ−νｐ＞２０ この条件の下限を越えると、各群内での色収差の補正が
不十分となり、ズーミング時の倍率の色収差の変動や軸
上色収差の変動が大きくなり、性能が劣化する。 【００２３】コストダウンのためには、上記第１群にも
プラスチックレンズを用いることが望ましいが、プラス
チックレンズを該第１群の正レンズに用いた場合、この
レンズは、面の曲率半径が小さくなるため、肉厚が厚く
なり、中心とコバ部での厚さの差が大きくなる。このた
め、このレンズは、成形が困難なレンズとなり、面精
度、内部均一性等が劣化しやすい。これを解決するた
め、以下の（６）式を満足することとするのがよい。 【００２４】 （６）０．１６＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．２４ ここで、ｆ１は、上記第１群の焦点距離である。 【００２５】この条件の下限を越えると、上記第２群の
屈折力が強くなりすぎ、この第２群での収差発生量が大
きくなり、性能が劣化する。上限を越えると、上記第２
群の屈折力が弱くなりすぎ、上記第１群の径が大きくな
って、正レンズの成形性等が劣化する。 【００２６】ところで、本発明に係るズームレンズの上
記第１群、上記第２群及び上記第３群の負レンズと正レ
ンズとが相対する面においては、互いに発生する高次収
差を打ち消す関係となっている。このため、組み付け時
の面の関係が崩れたときの性能劣化が大きい。これを低
減するためには、以下に述べる実施例５の如く、これら
の面を接合することが望ましい。この接合により、鏡筒
へのレンズの組み付け精度が緩和される。 【００２７】なお、本発明に係るズームレンズにおいて
は、上記第１群は、以下に述べる実施例１の如く固定し
てもよく、また、移動することとしてもよい。また、上
記第１群を移動させることとした場合、以下に述べる実
施例２の如く上記第３群と同期した移動をさせてもよ
く、以下に述べる実施例３の如く上記第２群と一定の比
の関係で移動することとしてもよく、さらに、以下に述
べる実施例４の如く該第２群及び該第３群と無関係に移
動することとしてもよい。 【００２８】 【実施例】以下、本発明の具体的な５個の実施例、すな
わち、実施例１乃至実施例５を表及び図面を用いて示
す。 【００２９】各実施例における条件式の数値は、以下の
通りである。 【００３０】実施例１においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝２．８７ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝２．０２４ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．２０７ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
３、中間焦点距離では、０．４７４、望遠端では、０．
３０４である。 【００３１】実施例２においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝３．０６５ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝１．９６８ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１９１ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
５１、中間焦点距離では、０．５１６、望遠端では、
０．５４５である。 【００３２】実施例３においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝３．０２７ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝１．９３ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．２０３ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
５２、中間焦点距離では、０．５０１、望遠端では、
０．３３２である。 【００３３】実施例４においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝３．１０１ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝２．１６２ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１９ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
２１、中間焦点距離では、０．４７、望遠端では、０．
４９である。 【００３４】実施例５においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝２．９３ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝２．０７７ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１８８ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
２６、中間焦点距離では、０．４８４、望遠端では、
０．６０１である。 【００３５】また、各実施例における各記号について
は、ｒは、面の曲率半径を示し、ｄは、面間隔を示し、
Ｎは、ｄ線の屈折率を示し、νは、アッベ数を示し、ｆ
は、全系の焦点距離を示し、ＦＮＯは、全系のＦナンバ
を示し、ωは、半画角を示している。 【００３６】非球面形状は、次の式で定義する。 【００３７】Ｘａ＝ｃ・ｙ2／（１＋√（１−ｃ2・
ｙ2））＋Σ（Ａ2i・ｙ2i） ここで、Ｘａは、非球面の光軸方向の座標を示し、ｃ
は、近軸曲率（１／ｒ）を示し、Ａ2iは、第２ｉ次の非
球面係数を示し、ｙは、光軸からの距離を示している。 【００３８】実施例１は、以下の表１及び表２により示
される。 【００３９】 【表１】 【００４０】 【表２】【００４１】そして、この実施例１におけるズームレン
ズは、図１に示すように、第１群Ｉ、第２群II、及び、
第３群IIIを有して構成されている。第４群IVは、フィ
ルタ等である。 【００４２】このズームレンズの広角端における歪曲収
差量は、図２により示される。 【００４３】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図３により示される。 【００４４】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図４により示される。 【００４５】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図５により示される。 【００４６】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図６により示される。 【００４７】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図７により示される。 【００４８】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図８により示される。 【００４９】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図９により示される。 【００５０】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図１０により示される。 【００５１】なお、図中において、ｄは、ｄ線を示し、
ｇは、ｇ線を示し、Ｍは、メリディオナル像面を示し、
Ｓは、サジタル像面を示す。 【００５２】実施例２は、以下の表３及び表４により示
される。 【００５３】 【表３】【００５４】 【表４】 【００５５】そして、この実施例２におけるズームレン
ズは、図１１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図１２により示される。 【００５６】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図１３により示される。 【００５７】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図１４により示される。 【００５８】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図１５により示される。 【００５９】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図１６により示される。 【００６０】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図１７により示される。 【００６１】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図１８により示される。 【００６２】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図１９により示される。 【００６３】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図２０により示される。 【００６４】実施例３は、以下の表５及び表６により示
される。 【００６５】 【表５】 【００６６】 【表６】【００６７】そして、この実施例３におけるズームレン
ズは、図２１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図２２により示される。 【００６８】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図２３により示される。 【００６９】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図２４により示される。 【００７０】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図２５により示される。 【００７１】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図２６により示される。 【００７２】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図２７により示される。 【００７３】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図２８により示される。 【００７４】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図２９により示される。 【００７５】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図３０により示される。 【００７６】実施例４は、以下の表７及び表８により示
される。 【００７７】 【表７】【００７８】 【表８】 【００７９】そして、この実施例４におけるズームレン
ズは、図３１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図３２により示される。 【００８０】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図３３により示される。 【００８１】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図３４により示される。 【００８２】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図３５により示される。 【００８３】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図３６により示される。 【００８４】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図３７により示される。 【００８５】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図３８により示される。 【００８６】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図３９により示される。 【００８７】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図４０により示される。 【００８８】実施例５は、以下の表９及び表１０により
示される。 【００８９】 【表９】 【００９０】 【表１０】【００９１】そして、この実施例５におけるズームレン
ズは、図４１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図４２により示される。 【００９２】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図４３により示される。 【００９３】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図４４により示される。 【００９４】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図４５により示される。 【００９５】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図４６により示される。 【００９６】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図４７により示される。 【００９７】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図４８により示される。 【００９８】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図４９により示される。 【００９９】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図５０により示される。 【０１００】 【発明の効果】上述のように、本発明に係るズームレン
ズは、プラスチックレンズを多用していることにより、
軽量化及びコストダウンが図られつつも、１０程度の充
分なズーム比を有する高変倍比のズームレンズとなって
いる。 【０１０１】また、このズームレンズにおいては、前玉
の径が小さく、小型化が可能である。さらに、このズー
ムレンズにおいては、レンズの接合により、組み付け精
度が緩和されている。
成され、各レンズ群間の距離を可変調節することによ
り、像面を移動させることなく、焦点距離を連続的に変
化させることができるズームレンズに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、複数のレンズ群より構成され、こ
れらレンズ群のうちの少なくとも一を他のレンズ群に対
し光軸に沿って相対的に移動させることによって、全系
の焦点距離を連続的に可変調整することができるように
構成されたズームレンズが提案されている。このズーム
レンズにおいては、ズーミング（焦点距離を変化させる
こと）によって、焦点位置が変動しないようになされて
いる。 【０００３】ところで、ビデオカメラ装置やスチルカメ
ラ装置において使用されるズームレンズにおいては、軽
量化やコストダウンを目的として、プラスチックレンズ
が採用されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなズームレンズにおいては、ズーム比が８程度と、
充分なズーム比を実現しているとはいえず、また、ガラ
スレンズも依然として多数枚用いられているため、軽量
化やコストダウンも充分なものではない。 【０００５】例えば、特開平６−１８０４２４号公報に
記載されているズームレンズにおいては、１１枚のレン
ズ中の５枚にプラスチックレンズが採用され、ズーム比
が７．７となっているが、依然としてガラスレンズの枚
数が多く、ズーム比も充分なものとはいえない。 【０００６】また、特開平３−２９３３０９号公報に
は、正、負、正の３つのレンズ群からなるズームレンズ
が記載されている。このズームレンズは、構成レンズ枚
数が７枚と少ないが、この７枚のすべてがガラスレンズ
であり、ズーム比も６である。したがって、ズーム比、
軽量化、コストダウンとも、充分なものではない。 【０００７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、プラスチックレンズを多用して
軽量化及びコストダウンを図りつつ、１０程度の充分な
ズーム比を有する高変倍比のズームレンズを提供するこ
とを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し上記
目的を達成するため、本発明に係るズームレンズは、正
の屈折率を有する第１群と、負の屈折率を有する第２群
と、正の屈折率を有する第３群とを有し、広角端より望
遠端に向けてズーミングを行うとき、少なくとも該第２
群が物点側より像面側に向けて移動され、少なくとも該
第３群が変倍に伴う像面の移動を補正するために移動さ
れるズームレンズであって、該第１群は、少なくとも、
物点側より順に負レンズ、正レンズを有して構成され、
該第２群は、物点側より順に負のプラスチックレンズ、
負のプラスチックレンズ、正のプラスチックレンズによ
り構成され、該第３群は、物点側より順に正のプラスチ
ックレンズ、負のプラスチックレンズ、正のプラスチッ
クレンズにより構成され、該第２群の焦点距離をｆ２、
広角端より望遠端にズーミングするときの該第１群と該
第２群との間隔の変化量をＸ２、広角端における全系の
焦点距離をｆｗとしたとき、以下の（１）式及び（２）
式が成立していることとなされたものである。 【０００９】（１）２．５＜｜Ｘ２／ｆ２｜＜３．３ （２）１．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．３ 【００１０】 【作用】プラスチックレンズは、屈折率が低いため、ガ
ラスと同程度の屈折率を得ようとすると、面の曲率半径
を小さくしなければならず、レンズとして構成できなく
なったり、収差発生量が大きくなり補正が困難となった
りする。 【００１１】本発明に係るズームレンズでは、第１群
は、少なくとも、物点側より順に負レンズ、正レンズを
有して構成され、第２群は、物点側より順に負のプラス
チックレンズ、負のプラスチックレンズ、正のプラスチ
ックレンズにより構成され、第３群は、物点側より順に
正のプラスチックレンズ、負のプラスチックレンズ、正
のプラスチックレンズにより構成されたものとし、該第
２群の焦点距離をｆ２、広角端より望遠端にズーミング
するときの該第１群と該第２群との間隔の変化量をＸ
２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、 （１）２．５＜｜Ｘ２／ｆ２｜＜３．３ （２）１．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．３ が成立していることとしたので、プラスチックレンズを
多用しながらも、１０程度の充分なズーム比を有する高
変倍比のズームレンズとなっている。 【００１２】ズームレンズでは、収差をそれぞれのレン
ズ群ごとに補正することが望ましい。したがって、上記
各群の構成は、群内で収差補正を行うために、第１群
は、少なくとも負レンズと正レンズとの組合わせ、第２
群は、負レンズ、負レンズ、正レンズの組合わせ、第３
群は、正レンズ、負レンズ、正レンズの組合わせが必要
である。 【００１３】特に、上記第２群においては、上記第１群
から集束光を発散光とするために、また、上記第３群に
おいては、該第２群からの発散光を結像するために、そ
れぞれ強い屈折力が必要になる。プラスチックレンズを
用いてこれらを構成しようとした場合、各レンズの屈折
力分担能力及び収差補正能力を考慮すると、このズーム
レンズの如く、３枚構成が望ましい。 【００１４】また、プラスチックレンズを用いると、上
記第３群の負レンズのアッベ数は、ガラスに比べて大き
くなるため、特に、倍率の色収差の補正が困難となる。
これを解決するには、このズームレンズにおける如く、
正レンズ、負レンズ、正レンズの順に配置するのがよ
い。この際、負レンズを両凹レンズとして、強い屈折力
を持たせることにより、補正が容易になる。 【００１５】上記（１）式は、１０倍程度のズーム比を
得るために必要な条件である。この条件を逸脱すると、
ズーミング（変倍）に伴う像面の移動を補正するための
上記第３群の移動量が極端に大きくなり、１０倍程度の
ズーム比を得ることが困難となる。下限を越えると、望
遠端における上記第２群の倍率の絶対値が大きくなり、
望遠端で上記第３群が像面に極端に近づく。また、上限
を越えると、広角端で上記第３群が像面に極端に近づ
く。 【００１６】上記（２）式は、上記第２群の屈折力に関
する条件である。下限を越えると、上記第２群の屈折力
が大きくなり過ぎ、負レンズ、特に、最も物点側の負レ
ンズの像側面の曲率半径が極端に小さくなり、収差補正
が困難になったり、広角時に光束にケラレが生じたりす
る。また、上限を越えると、上記第２群の移動量が大き
くなり、全長が増大し、好ましくない。 【００１７】このズームレンズでは、上記第３群によっ
て像面の移動を補正するため、以下の（３）式の条件を
満足することが望ましい。 【００１８】（３）｜β３｜＜０．７ ここで、β３は、物点が無限遠（∞）にある場合の第３
群の倍率である。 【００１９】この条件を外れると、像面移動補正のため
の第３群の移動量が極端に大きくなったり、該第３群の
移動で補正できなるなる虞れがある。特に、望遠側での
第３群の倍率がこの範囲を越えると、この第３群でフォ
ーカシングを行うことが不可能になる。 【００２０】プラスチックレンズは、射出成形の如き成
形により作られるため、面形状が非球面であっても、作
成が困難となることがなく、コストアップも殆どない。
このため、このズームレンズでは、各群の少なくとも１
面が非球面であることが望ましい。これにより、低屈折
率のプラスチック硝材を用いたことによって発生する収
差を良好に補正することが可能となる。 【００２１】さらに、上記第１群、上記第２群及び上記
第３群において、負レンズのアッベ数の平均値をνｎ、
正レンズのアッベ数の平均値をνｐとしたとき、該第１
群及び該第３群においては、以下の（４）式を、該第２
群においては、以下の（５）式を満足することが望まし
い。 【００２２】（４）νｐ−νｎ＞２０ （５）νｎ−νｐ＞２０ この条件の下限を越えると、各群内での色収差の補正が
不十分となり、ズーミング時の倍率の色収差の変動や軸
上色収差の変動が大きくなり、性能が劣化する。 【００２３】コストダウンのためには、上記第１群にも
プラスチックレンズを用いることが望ましいが、プラス
チックレンズを該第１群の正レンズに用いた場合、この
レンズは、面の曲率半径が小さくなるため、肉厚が厚く
なり、中心とコバ部での厚さの差が大きくなる。このた
め、このレンズは、成形が困難なレンズとなり、面精
度、内部均一性等が劣化しやすい。これを解決するた
め、以下の（６）式を満足することとするのがよい。 【００２４】 （６）０．１６＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．２４ ここで、ｆ１は、上記第１群の焦点距離である。 【００２５】この条件の下限を越えると、上記第２群の
屈折力が強くなりすぎ、この第２群での収差発生量が大
きくなり、性能が劣化する。上限を越えると、上記第２
群の屈折力が弱くなりすぎ、上記第１群の径が大きくな
って、正レンズの成形性等が劣化する。 【００２６】ところで、本発明に係るズームレンズの上
記第１群、上記第２群及び上記第３群の負レンズと正レ
ンズとが相対する面においては、互いに発生する高次収
差を打ち消す関係となっている。このため、組み付け時
の面の関係が崩れたときの性能劣化が大きい。これを低
減するためには、以下に述べる実施例５の如く、これら
の面を接合することが望ましい。この接合により、鏡筒
へのレンズの組み付け精度が緩和される。 【００２７】なお、本発明に係るズームレンズにおいて
は、上記第１群は、以下に述べる実施例１の如く固定し
てもよく、また、移動することとしてもよい。また、上
記第１群を移動させることとした場合、以下に述べる実
施例２の如く上記第３群と同期した移動をさせてもよ
く、以下に述べる実施例３の如く上記第２群と一定の比
の関係で移動することとしてもよく、さらに、以下に述
べる実施例４の如く該第２群及び該第３群と無関係に移
動することとしてもよい。 【００２８】 【実施例】以下、本発明の具体的な５個の実施例、すな
わち、実施例１乃至実施例５を表及び図面を用いて示
す。 【００２９】各実施例における条件式の数値は、以下の
通りである。 【００３０】実施例１においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝２．８７ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝２．０２４ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．２０７ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
３、中間焦点距離では、０．４７４、望遠端では、０．
３０４である。 【００３１】実施例２においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝３．０６５ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝１．９６８ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１９１ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
５１、中間焦点距離では、０．５１６、望遠端では、
０．５４５である。 【００３２】実施例３においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝３．０２７ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝１．９３ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．２０３ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
５２、中間焦点距離では、０．５０１、望遠端では、
０．３３２である。 【００３３】実施例４においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝３．１０１ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝２．１６２ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１９ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
２１、中間焦点距離では、０．４７、望遠端では、０．
４９である。 【００３４】実施例５においては、上記（１）式につい
て、｜Ｘ２／ｆ２｜＝２．９３ 上記（２）式について、｜ｆ２／ｆｗ｜＝２．０７７ 上記（６）式について、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１８８ である。上記（３）式については、広角端では、０．３
２６、中間焦点距離では、０．４８４、望遠端では、
０．６０１である。 【００３５】また、各実施例における各記号について
は、ｒは、面の曲率半径を示し、ｄは、面間隔を示し、
Ｎは、ｄ線の屈折率を示し、νは、アッベ数を示し、ｆ
は、全系の焦点距離を示し、ＦＮＯは、全系のＦナンバ
を示し、ωは、半画角を示している。 【００３６】非球面形状は、次の式で定義する。 【００３７】Ｘａ＝ｃ・ｙ2／（１＋√（１−ｃ2・
ｙ2））＋Σ（Ａ2i・ｙ2i） ここで、Ｘａは、非球面の光軸方向の座標を示し、ｃ
は、近軸曲率（１／ｒ）を示し、Ａ2iは、第２ｉ次の非
球面係数を示し、ｙは、光軸からの距離を示している。 【００３８】実施例１は、以下の表１及び表２により示
される。 【００３９】 【表１】 【００４０】 【表２】【００４１】そして、この実施例１におけるズームレン
ズは、図１に示すように、第１群Ｉ、第２群II、及び、
第３群IIIを有して構成されている。第４群IVは、フィ
ルタ等である。 【００４２】このズームレンズの広角端における歪曲収
差量は、図２により示される。 【００４３】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図３により示される。 【００４４】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図４により示される。 【００４５】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図５により示される。 【００４６】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図６により示される。 【００４７】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図７により示される。 【００４８】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図８により示される。 【００４９】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図９により示される。 【００５０】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図１０により示される。 【００５１】なお、図中において、ｄは、ｄ線を示し、
ｇは、ｇ線を示し、Ｍは、メリディオナル像面を示し、
Ｓは、サジタル像面を示す。 【００５２】実施例２は、以下の表３及び表４により示
される。 【００５３】 【表３】【００５４】 【表４】 【００５５】そして、この実施例２におけるズームレン
ズは、図１１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図１２により示される。 【００５６】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図１３により示される。 【００５７】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図１４により示される。 【００５８】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図１５により示される。 【００５９】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図１６により示される。 【００６０】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図１７により示される。 【００６１】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図１８により示される。 【００６２】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図１９により示される。 【００６３】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図２０により示される。 【００６４】実施例３は、以下の表５及び表６により示
される。 【００６５】 【表５】 【００６６】 【表６】【００６７】そして、この実施例３におけるズームレン
ズは、図２１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図２２により示される。 【００６８】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図２３により示される。 【００６９】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図２４により示される。 【００７０】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図２５により示される。 【００７１】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図２６により示される。 【００７２】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図２７により示される。 【００７３】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図２８により示される。 【００７４】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図２９により示される。 【００７５】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図３０により示される。 【００７６】実施例４は、以下の表７及び表８により示
される。 【００７７】 【表７】【００７８】 【表８】 【００７９】そして、この実施例４におけるズームレン
ズは、図３１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図３２により示される。 【００８０】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図３３により示される。 【００８１】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図３４により示される。 【００８２】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図３５により示される。 【００８３】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図３６により示される。 【００８４】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図３７により示される。 【００８５】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図３８により示される。 【００８６】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図３９により示される。 【００８７】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図４０により示される。 【００８８】実施例５は、以下の表９及び表１０により
示される。 【００８９】 【表９】 【００９０】 【表１０】【００９１】そして、この実施例５におけるズームレン
ズは、図４１に示す形状を有する。このズームレンズの
広角端における歪曲収差量は、図４２により示される。 【００９２】このズームレンズの広角端における非点収
差量は、図４３により示される。 【００９３】このズームレンズの広角端における球面収
差量は、図４４により示される。 【００９４】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る歪曲収差量は、図４５により示される。 【００９５】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る非点収差量は、図４６により示される。 【００９６】このズームレンズの中間の焦点距離におけ
る球面収差量は、図４７により示される。 【００９７】このズームレンズの望遠端における歪曲収
差量は、図４８により示される。 【００９８】このズームレンズの望遠端における非点収
差量は、図４９により示される。 【００９９】このズームレンズの望遠端における球面収
差量は、図５０により示される。 【０１００】 【発明の効果】上述のように、本発明に係るズームレン
ズは、プラスチックレンズを多用していることにより、
軽量化及びコストダウンが図られつつも、１０程度の充
分なズーム比を有する高変倍比のズームレンズとなって
いる。 【０１０１】また、このズームレンズにおいては、前玉
の径が小さく、小型化が可能である。さらに、このズー
ムレンズにおいては、レンズの接合により、組み付け精
度が緩和されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るズームレンズの第１の実施例の構
成を示す縦断面図である。 【図２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差量
を示すグラフである。 【図３】上記ズームレンズの広角端における非点収差量
を示すグラフである。 【図４】上記ズームレンズの広角端における球面収差量
を示すグラフである。 【図５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における歪
曲収差量を示すグラフである。 【図６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における非
点収差量を示すグラフである。 【図７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における球
面収差量を示すグラフである。 【図８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差量
を示すグラフである。 【図９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差量
を示すグラフである。 【図１０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図１１】本発明に係るズームレンズの第２の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図１２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図１３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図１４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図１５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図１６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図１７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図１８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図１９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図２０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図２１】本発明に係るズームレンズの第３の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図２２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図２３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図２４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図２５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図２６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図２７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図２８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図２９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図３０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図３１】本発明に係るズームレンズの第４の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図３２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図３３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図３４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図３５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図３６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図３７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図３８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図３９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図４０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図４１】本発明に係るズームレンズの第５の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図４２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図４３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図４４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図４５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図４６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図４７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図４８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図４９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図５０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【符号の説明】 Ｉ 第１群 II 第２群 III 第３群
成を示す縦断面図である。 【図２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差量
を示すグラフである。 【図３】上記ズームレンズの広角端における非点収差量
を示すグラフである。 【図４】上記ズームレンズの広角端における球面収差量
を示すグラフである。 【図５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における歪
曲収差量を示すグラフである。 【図６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における非
点収差量を示すグラフである。 【図７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における球
面収差量を示すグラフである。 【図８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差量
を示すグラフである。 【図９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差量
を示すグラフである。 【図１０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図１１】本発明に係るズームレンズの第２の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図１２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図１３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図１４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図１５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図１６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図１７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図１８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図１９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図２０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図２１】本発明に係るズームレンズの第３の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図２２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図２３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図２４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図２５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図２６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図２７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図２８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図２９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図３０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図３１】本発明に係るズームレンズの第４の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図３２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図３３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図３４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図３５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図３６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図３７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図３８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図３９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図４０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【図４１】本発明に係るズームレンズの第５の実施例の
構成を示す縦断面図である。 【図４２】上記ズームレンズの広角端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図４３】上記ズームレンズの広角端における非点収差
量を示すグラフである。 【図４４】上記ズームレンズの広角端における球面収差
量を示すグラフである。 【図４５】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
歪曲収差量を示すグラフである。 【図４６】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
非点収差量を示すグラフである。 【図４７】上記ズームレンズの中間の焦点距離における
球面収差量を示すグラフである。 【図４８】上記ズームレンズの望遠端における歪曲収差
量を示すグラフである。 【図４９】上記ズームレンズの望遠端における非点収差
量を示すグラフである。 【図５０】上記ズームレンズの望遠端における球面収差
量を示すグラフである。 【符号の説明】 Ｉ 第１群 II 第２群 III 第３群
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 正の屈折率を有する第１群と、負の屈折
率を有する第２群と、正の屈折率を有する第３群とを有
し、広角端より望遠端に向けてズーミングを行うとき、
少なくとも該第２群が物点側より像面側に向けて移動さ
れ、少なくとも該第３群が変倍に伴う像面の移動を補正
するために移動されるズームレンズであって、 上記第１群は、少なくとも、物点側より順に負レンズ、
正レンズを有して構成され、 上記第２群は、物点側より順に負のプラスチックレン
ズ、負のプラスチックレンズ、正のプラスチックレンズ
により構成され、 上記第３群は、物点側より順に正のプラスチックレン
ズ、負のプラスチックレンズ、正のプラスチックレンズ
により構成され、 上記第２群の焦点距離をｆ２、広角端より望遠端にズー
ミングするときの上記第１群と上記第２群との間隔の変
化量をＸ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし
たとき、 ２．５＜｜Ｘ２／ｆ２｜＜３．３ かつ、 １．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．３ が成立していることとなされたズームレンズ。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030422 |
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