(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ビデオカメラ等に適した４群ズームレンズで無限遠物点から近距離物点まで光学性能の優れた高変倍比のインナーフォーカス式のズームレンズを提供することにある。【解決手段】本発明のズームレンズはズーミング中固定の正の第１レンズ群と、ズーミング中可動で変倍作用を有する負の第２レンズ群と、ズーミング中往復動し像位置を一定に保つ負の第３レンズ群と、ズーミング中固定の正の第４レンズ群よりなり、第３レンズ群が物体側の面が強い負のパワーの第１レンズと、像側が負のパワーの面のメニスカス形状の第２レンズよりなり、第３レンズ群を繰り出してフォーカシングを行なうようにした。【選択図】　　　　　　図１
2004004932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に正のパワーを持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群と、負のパワーを持ちズーミングに際し前後に移動して変倍作用を持つ第２レンズ群と、負のパワーを持ちズーミングに際して往復移動をして像面を一定に保つ作用をする第３レンズ群と、正のパワーを持ちズーミングに際して固定の第４レンズ群とからなり、第３レンズ群を物体側に強い負のパワーの面を向けた負の第１レンズと、空気間隔を開けて配置された像側に負のパワーの面を向けたメニスカス形状の第２レンズとから構成されたレンズ系で、第３レンズ群を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したズームレンズ。
【請求項２】
第３レンズ群中の第２レンズが正レンズであることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
次の条件（１），（２）を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
（１）　０．１５＜｜φ３ｆＷ｜＜０．３０
（２）　　　　　｜φ３２ｆＷ｜＜０．１５
ただしφ３は第３レンズ群のパワー、φ３２は第３レンズ群中の第２レンズのパワー、ｆＷは全系の広角端での焦点距離である。
【請求項４】
前記第１レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである請求項１、２又は３のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビデオカメラやスチルビデオカメラに適した高変倍比で、インナーフォーカス式のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子を用いたカメラには極めて大きな変倍比を持つズームレンズを撮影レンズとして用いることが一般的であり、またイメージャーの大きさが比較的小さいため、ズームレンズとして明るくしかも高性能な光学系が要求される。このような要求を満たすレンズ系として、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ群と、変倍作用を有する負のパワーを持つ第２レンズ群と、変倍の際に像面を一定に保つ負のパワーを持つ第３レンズ群と、結像作用を有する正のパワーを持つ第４レンズ群からなる４群ズームレンズが良く知られている。
【０００３】
このタイプのズームレンズに用いるフォーカシング方式としては、大別して第１レンズ群でフォーカシングを行うタイプのものと、内部のレンズ群を移動させるインナーフォーカス方式のものが一般的であるが、第１レンズ群を移動させると駆動機構への負担が大きくなるため、最近では多くのレンズ系がインナーフォーカス方式を採用している。
【０００４】
上記の構成の４群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３−２５９２０９号公報に記載されたレンズ系等がある。それらは、第３レンズ群をフォーカシングの際に移動させるものである。他の従来例として第２レンズ群や第４レンズ群を分離してフォーカシングを行うズームレンズも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ズームレンズのフォーカシング方式は、駆動機構の簡便さやレンズ系のコンパクト化などが重要なファクターであるが、特に最近は固体撮像素子の画素数の増加によって画素のピッチ幅が小さくなり、従って極めて解像力の高い光学系が必要になっている。しかもカメラでは無限遠物点から近距離物点まで安定して高い性能が必要であり、駆動機構の問題に加えて性能劣化の少ないフォーカシング方式を採用することが極めて重要な課題となっている。
【０００６】
この点から考えて、上記の従来例では主にレンズ系のコンパクト性や駆動機構への負担の点からインナーフォーカス方式を採用しているが、無限遠物点から近距離物点まで高い光学性能を維持する点で不十分である。
【０００７】
本発明の目的は上記の問題に鑑み、ビデオカメラやスチルビデオカメラに適した所謂４群ズームレンズにおいて、第３レンズ群の構成を適切に設定し、フォーカシングに伴い移動させることにより、無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を有する、変倍比８程度の高変倍比のインナーフォーカス式のズームレンズを提供することにある。
【０００８】
【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、物体側より順に、正のパワーを持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群と、負のパワーを持ちズーミングに際して前後に移動し変倍作用を持つ第２レンズ群と、負のパワーを持ちズーミングに際して往復移動をして像面を一定に保つ作用をする第３レンズ群と、正のパワーを持ちズーミングに際して固定の第４レンズ群とからなり、第３レンズ群を物体側の面が像側の面に比べて強い負のパワーを有する負の第１レンズと、像側に負のパワーの面を向けたメニスカス形状の第２レンズから構成し、第３レンズ群を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している。
【０００９】
正負負正の４群ズームレンズにおいて、第３レンズ群は本来第２レンズ群と比較してパワーも小さくしかもズーミングの際に移動する距離も短いため、ズーミングに伴う収差変動も少なく、通常１枚の負レンズで構成されるのが一般的である。しかし本発明のように第３レンズ群を移動してフォーカシングを行う場合には、１枚の負レンズのみで構成すると無限遠物点から近距離物点までフォーカシングした際、特に望遠端で球面収差が負の方向に変動し、近距離物点に対する光学性能を悪化させる主な要因となる。そこで本発明においては、第３レンズ群の像面を一定に保つ作用に必要なパワーを持つ負レンズ（第１レンズ）と、弱いパワーを持つメニスカスレンズ（第２レンズ）の２枚で構成することにより、無限遠物点から近距離物点までフォーカシングした際、上記の負レンズである第１レンズで負の方向に変動する球面収差とメニスカスレンズである第２レンズで正の方向に変動する球面収差とで打ち消し合うようにし、第３レンズ群としての球面収差の変動を小さく保つことを可能とした。このように構成した第３レンズ群をフォーカシング時に移動させることにより、本発明の目的である、無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を達成し得るようにした。
【００１０】
以上述べたように本発明のズームレンズはズーミングに際し像面を一定に保つ作用を有する第３レンズ群を、物体側に負のパワーの面を向けた負レンズである第１レンズと像側に負のパワーの面を向けたメニスカスレンズである第２レンズで構成し、無限遠物点から近距離物点までこの第３レンズ群を移動させることによりフォーカシングを行うものであるが、本発明のレンズ系においてさらに第３レンズ群中の第１レンズを物体側に強い負のパワーの面を向け、像側に弱い負のパワーまたは正のパワーの面を向けた負レンズとし、第３レンズ群中の第２レンズを像側に負のパワーの面を向けた弱い正のパワーを持つ正のメニスカスレンズとすることが望ましい。
【００１１】
さらに第３レンズ群および第３レンズ群中の第２レンズは、以下の条件を満足することが望ましい。
（１）　０．１５＜｜φ３ｆＷ｜＜０．３０
（２）　　　　　｜φ３２ｆＷ｜＜０．１５
ただしφ３は第３レンズ群のパワー、φ３２は第３レンズ群中の第２レンズのパワー、ｆＷは全系の広角端での焦点距離である。
【００１２】
条件（１）はズーミングに際し像面を一定に保つ作用に対し必要な負のパワーを規定したものであり、条件（１）の下限を越えて負のパワーが弱くなると、像面位置を補正するための第３レンズ群の移動量が大となり、レンズ系の大型化を招くとともに、ズーミングに際し第３レンズ群を通過する光線の高さの変動が大きくなるため、第３レンズ群で発生する収差の変動量が大きくなり好ましくない。また条件（１）の上限を越えて負のパワーが強くなると、レンズ系をコンパクトにするには効果的であるが、同時に第４レンズ群の正のパワーを増大させないと、コンパクトにしたときのパワーバランスが保てず、球面収差の増大やペッツバール和の悪化を招くとともに、非点収差の発生が大きくなり、極めて高い光学性能を達成することが出来なくなり、本発明の目的に合致しなくなる。
【００１３】
条件（２）は第３レンズ群内の収差補正のバランスを良好に保つ目的で、負のパワーと正のパワーのバランスを規定したものである。条件（２）の上限を越えて第２レンズのパワーが強くなると、後に示す実施例５に見られるようにフォーカシングに伴う軸上色収差の変動を小さく押えるためには有利であるが、コマ収差の変動に対しては悪化する方向になるため、近距離物点に対する軸外性能が劣化する。
【００１４】
【実施例】
次に本発明のズームレンズの各実施例を示す。
実施例１
ｆ＝９．０５〜２５．００〜７１．９９，Ｆ／２．０，２ω＝４９．２８〜１８．２０〜６．３８°
ｒ１＝１４６．５８５６　　　　ｄ１＝２．２０００　　ｎ１＝１．８０５１８　　ν１＝２５．４３
ｒ２＝６８．８３８２　　　　ｄ２＝６．１６３５　　ｎ２＝１．６１８００　　ν２＝６３．３８
ｒ３＝−９９０．６４１０　　　ｄ３＝０．１０００
ｒ４＝５３．９３２０　　　　ｄ４＝５．５２７１　　ｎ３＝１．４５６００　　ν３＝９０．３１
ｒ５＝２３１．２８３６　　　　ｄ５＝０．１０００
ｒ６＝５４．３１０８　　　　ｄ６＝４．６３５１　　ｎ４＝１．４８７４９　　ν４＝７０．２０
ｒ７＝９８．００２３　　　　ｄ７＝Ｄ１（可変）
ｒ８＝１３７．０９５７　　　　ｄ８＝１．２０００　　ｎ５＝１．７４１００　　ν５＝５２．６８
ｒ９＝１１．９１５０　　　　ｄ９＝５．３９０７
ｒ１０＝−３０．７０９５　　　　ｄ１０＝１．２０００　　ｎ６＝１．６１８００　　ν６＝６３．３８
ｒ１１＝３９．７９２２　　　　ｄ１１＝０．１０００
ｒ１２＝２２．７０４０　　　　ｄ１２＝２．４７０５　　ｎ７＝１．７５５５０　　ν７＝２５．０７
ｒ１３＝２５５．５２７８　　　　ｄ１３＝Ｄ２（可変）
ｒ１４＝−２１．２１５８　　　　ｄ１４＝１．２０００　　ｎ８＝１．４５６００　　ν８＝９０．３１
ｒ１５＝４３１．３４２０　　　　ｄ１５＝０．１０００
ｒ１６＝２３．２４０３　　　　ｄ１６＝２．４６０８　　ｎ９＝１．５９２７０　　ν９＝３５．２９
ｒ１７＝２３．８１３２　　　　ｄ１７＝Ｄ３（可変）
ｒ１８＝１６３．６６１１　　　　ｄ１８＝１．８０００　　ｎ１０＝１．８１６００　　ν１０＝４６．６２
ｒ１９＝−３４．２４６９　　　　ｄ１９＝０．１０００
ｒ２０＝４４．２９２５　　　　ｄ２０＝１．８０００　　ｎ１１＝１．８１６００　　ν１１＝４６．６２
ｒ２１＝−１２１．１０１３　　　ｄ２１＝１．１０００
ｒ２２＝∞（絞り）　　　ｄ２２＝１．００００
ｒ２３＝−１２１．４９６９　　　ｄ２３＝２．２６６３　　ｎ１２＝１．６０３００　　ν１２＝６５．４８
ｒ２４＝−１９．０５６１　　　　ｄ２４＝１．２０００　　ｎ１３＝１．７６１８０　　ν１３＝２７．１１
ｒ２５＝３６７．７７９７　　　　ｄ２５＝３０．７１３５
ｒ２６＝４３．９９４３　　　　ｄ２６＝２．３０９７　　ｎ１４＝１．６０３００　　ν１４＝６５．４８
ｒ２７＝−９４．０６１１　　　　ｄ２７＝０．１０００
ｒ２８＝１８．１２７８　　　　ｄ２８＝６．６４１４　　ｎ１５＝１．６０３００　　ν１５＝６５．４８
ｒ２９＝−９２．２０２０　　　　ｄ２９＝１．２０００　　ｎ１６＝１．８４６６６　　ν１６＝２３．７８
ｒ３０＝４８．１９３３
ｆ　　　９．０５　　２５．００　７１．９９
Ｄ１１．４００　２６．５８４　４０．６９４
Ｄ２４６．１９７　１７．３６６　　６．９９４
Ｄ３１．４００　５．０４２　　１．３０５
｜φ３ｆＷ｜＝０．１９７，｜φ３２ｆＷ｜＝０．０１４
【００１５】
実施例２
ｆ＝９．０５〜２５．０１〜７１．９９，Ｆ／２．０，２ω＝４９．４６〜１８．２４〜６．３６°
ｒ１＝１４０．９９０９　　　　ｄ１＝２．２０００　　ｎ１＝１．８０５１８　　ν１＝２５．４３
ｒ２＝６７．０１２５　　　　ｄ２＝５．９４７６　　ｎ２＝１．６１８００　　ν２＝６３．３８
ｒ３＝−１２４１．９１９０　　　ｄ３＝０．１０００
ｒ４＝５２．８４６２　　　　ｄ４＝５．５１４４　　ｎ３＝１．４５６００　　ν３＝９０．３１
ｒ５＝２３７．９６３７　　　　ｄ５＝０．１０００
ｒ６＝５３．９８５３　　　　ｄ６＝４．７６６７　　ｎ４＝１．４８７４９　　ν４＝７０．２０
ｒ７＝９３．０７０９　　　　ｄ７＝Ｄ１（可変）
ｒ８＝１５５．６１９２　　　　ｄ８＝１．２０００　　ｎ５＝１．７４１００　　ν５＝５２．６８
ｒ９＝１１．８３２９　　　　ｄ９＝５．３１７９
ｒ１０＝−３０．１８０２　　　　ｄ１０＝１．２０００　　ｎ６＝１．６１８００　　ν６＝６３．３８
ｒ１１＝４１．５７０３　　　　ｄ１１＝０．１０００
ｒ１２＝２２．７４３１　　　　ｄ１２＝２．２３９５　　ｎ７＝１．７５５５０　　ν７＝２５．０７
ｒ１３＝２４５．０１４２　　　　ｄ１３＝Ｄ２（可変）
ｒ１４＝−１９．０７７３　　　　ｄ１４＝１．２０００　　ｎ８＝１．４５６００　　ν８＝９０．３１
ｒ１５＝１６０２．１９４５　　　ｄ１５＝０．１０００
ｒ１６＝１９．７９８７　　　　ｄ１６＝２．６５４７　　ｎ９＝１．５９２７０　　ν９＝３５．２９
ｒ１７＝１９．９１５９　　　　ｄ１７＝Ｄ３（可変）
ｒ１８＝１１８．６３５６　　　　ｄ１８＝１．８０００　　ｎ１０＝１．８１６００　　ν１０＝４６．６２
ｒ１９＝−４０．４６１５　　　　ｄ１９＝０．１０００
ｒ２０＝５６．８５５７　　　　ｄ２０＝１．８０００　　ｎ１１＝１．８１６００　　ν１１＝４６．６２
ｒ２１＝−８９．８３１７　　　ｄ２１＝１．１０００
ｒ２２＝∞（絞り）　　　ｄ２２＝１．００００
ｒ２３＝−２６６．０３４５　　　ｄ２３＝２．３２３２　　ｎ１２＝１．６０３００　　ν１２＝６５．４８
ｒ２４＝−１７．３１３８　　　　ｄ２４＝１．２０００　　ｎ１３＝１．７６１８０　　ν１３＝２７．１１
ｒ２５＝−１５９．５０６４　　　ｄ２５＝２７．５９４７
ｒ２６＝４４．６４３２　　　　ｄ２６＝２．０８２５　　ｎ１４＝１．６０３００　　ν１４＝６５．４８
ｒ２７＝−１０４．２７３７　　　ｄ２７＝０．１０００
ｒ２８＝１８．４３５６　　　　ｄ２８＝５．８７５３　　ｎ１５＝１．６０３００　　ν１５＝６５．４８
ｒ２９＝−１５０．４８４０　　　ｄ２９＝１．２０００　　ｎ１６＝１．８４６６６　　ν１６＝２３．７８
ｒ３０＝４２．２９１９
ｆ　　　９．０５　　２５．０１　７１．９９
Ｄ１１．４００　２６．３５２　４０．３８０
Ｄ２４５．５１７　１７．２８４　　６．４９６
Ｄ３１．４００　４．６７７　　１．４４０
｜φ３ｆＷ｜＝０．２１４，｜φ３２ｆＷ｜＝０．０１５
【００１６】
実施例３
ｆ＝９．０５〜２５．０１〜７１．９８，Ｆ／２．０，２ω＝４９．６８〜１８．３６〜６．３８°
ｒ１＝１２８．８９３８　　　　ｄ１＝２．２０００　　ｎ１＝１．８０５１８　　ν１＝２５．４３
ｒ２＝６３．８４０８　　　　ｄ２＝６．０３１４　　ｎ２＝１．６１８００　　ν２＝６３．３８
ｒ３＝−４３８３．９３０３　　　ｄ３＝０．１０００
ｒ４＝４９．８５６６　　　　ｄ４＝５．６４９７　　ｎ３＝１．４５６００　　ν３＝９０．３１
ｒ５＝１９６．８２３１　　　　ｄ５＝０．１０００
ｒ６＝５２．８７１３　　　　ｄ６＝４．６９６１　　ｎ４＝１．４８７４９　　ν４＝７０．２０
ｒ７＝８８．５１９５　　　　ｄ７＝Ｄ１（可変）
ｒ８＝１４７．４９９０　　　　ｄ８＝１．２０００　　ｎ５＝１．７４１００　　ν５＝５２．６８
ｒ９＝１１．５６７４　　　　ｄ９＝５．１９６４
ｒ１０＝−２９．３０７７　　　　ｄ１０＝１．２０００　　ｎ６＝１．６１８００　　ν６＝６３．３８
ｒ１１＝４４．２１３２　　　　ｄ１１＝０．１０００
ｒ１２＝２２．６７１１　　　　ｄ１２＝２．２２１０　　ｎ７＝１．７５５５０　　ν７＝２５．０７
ｒ１３＝２５１．３２２４　　　　ｄ１３＝Ｄ２（可変）
ｒ１４＝−１８．０８０４　　　　ｄ１４＝１．２０００　　ｎ８＝１．４５６００　　ν８＝９０．３１
ｒ１５＝４０３．８１１５　　　　ｄ１５＝０．１０００
ｒ１６＝２０．２４５７　　　　ｄ１６＝２．７２８２　　ｎ９＝１．５９２７０　　ν９＝３５．２９
ｒ１７＝２０．５４８４　　　　ｄ１７＝Ｄ３（可変）
ｒ１８＝１２６．６３３５　　　　ｄ１８＝１．８０００　　ｎ１０＝１．８１６００　　ν１０＝４６．６２
ｒ１９＝−３７．６４０２　　　　ｄ１９＝０．１０００
ｒ２０＝５２．８５３７　　　　ｄ２０＝１．８０００　　ｎ１１＝１．８１６００　　ν１１＝４６．６２
ｒ２１＝−９０．２３０１　　　ｄ２１＝１．１０００
ｒ２２＝∞（絞り）　　　ｄ２２＝１．００００
ｒ２３＝１９４．２５７１　　　ｄ２３＝２．７２３４　　ｎ１２＝１．６０３００　　ν１２＝６５．４８
ｒ２４＝−１７．５８９１　　　　ｄ２４＝１．２０００　　ｎ１３＝１．７６１８０　　ν１３＝２７．１１
ｒ２５＝−２０２５．０２２０　　　ｄ２５＝２４．２５８１
ｒ２６＝４４．２１６３　　　　ｄ２６＝２．１２５２　　ｎ１４＝１．６０３００　　ν１４＝６５．４８
ｒ２７＝−１１２．５８０２　　　ｄ２７＝０．１０００
ｒ２８＝１８．８２３２　　　　ｄ２８＝４．６９７７　　ｎ１５＝１．６０３００　　ν１５＝６５．４８
ｒ２９＝−５９０．１８７７　　　ｄ２９＝１．２０００　　ｎ１６＝１．８４６６６　　ν１６＝２３．７８
ｒ３０＝４２．０９６９
ｆ　　　９．０５　　２５．０１　７１．９８
Ｄ１１．４００　２５．９６９　３９．８６２
Ｄ２４４．５１９　１７．０４５　　６．１４６
Ｄ３１．４００　４．３０５　　１．３１３
｜φ３ｆＷ｜＝０．２３３，｜φ３２ｆＷ｜＝０．０１７
【００１７】
実施例４
ｆ＝９．０５〜２５．００〜７１．９９，Ｆ／２．０，２ω＝４９．３２〜１８．１４〜６．３６°
ｒ１＝１５８．０５７７　　　　ｄ１＝２．２０００　　ｎ１＝１．８０５１８　　ν１＝２５．４３
ｒ２＝７１．０８３４　　　　ｄ２＝６．０４１８　　ｎ２＝１．６１８００　　ν２＝６３．３８
ｒ３＝−１０４３．１２８６　　　ｄ３＝０．１０００
ｒ４＝５７．０１０５　　　　ｄ４＝５．５６００　　ｎ３＝１．４５６００　　ν３＝９０．３１
ｒ５＝３００．１３０２　　　　ｄ５＝０．１０００
ｒ６＝５３．２９７１　　　　ｄ６＝４．８３１１　　ｎ４＝１．４８７４９　　ν４＝７０．２０
ｒ７＝１０４．８２０７　　　　ｄ７＝Ｄ１（可変）
ｒ８＝１８７．０３３１　　　　ｄ８＝１．２０００　　ｎ５＝１．７４１００　　ν５＝５２．６８
ｒ９＝１２．１２８１　　　　ｄ９＝５．２９７５
ｒ１０＝−３１．３３３４　　　　ｄ１０＝１．２０００　　ｎ６＝１．６１８００　　ν６＝６３．３８
ｒ１１＝３８．７７４２　　　　ｄ１１＝０．１０００
ｒ１２＝２２．６７５９　　　　ｄ１２＝２．４５９１　　ｎ７＝１．７５５５０　　ν７＝２５．０７
ｒ１３＝２４７．４９９３　　　　ｄ１３＝Ｄ２（可変）
ｒ１４＝−２０．５０６０　　　　ｄ１４＝１．２０００　　ｎ８＝１．４５６００　　ν８＝９０．３１
ｒ１５＝３４６．７８２７　　　　ｄ１５＝０．１０００
ｒ１６＝２１．７５９１　　　　ｄ１６＝２．６３４５　　ｎ９＝１．５９２７０　　ν９＝３５．２９
ｒ１７＝２２．２１３７　　　　ｄ１７＝Ｄ３（可変）
ｒ１８＝１２９．７４４６　　　　ｄ１８＝１．８０００　　ｎ１０＝１．８１６００　　ν１０＝４６．６２
ｒ１９＝−３７．８６８２　　　　ｄ１９＝０．１０００
ｒ２０＝５０．２５６９　　　　ｄ２０＝１．８０００　　ｎ１１＝１．８１６００　　ν１１＝４６．６２
ｒ２１＝−９１．１２４１　　　ｄ２１＝１．１０００
ｒ２２＝∞（絞り）　　　ｄ２２＝１．００００
ｒ２３＝−１３０．０２５５　　　ｄ２３＝２．３３７１　　ｎ１２＝１．６０３００　　ν１２＝６５．４８
ｒ２４＝−１７．９０２９　　　　ｄ２４＝１．２０００　　ｎ１３＝１．７６１８０　　ν１３＝２７．１１
ｒ２５＝−４１７．９２３６　　　ｄ２５＝３０．５８９７
ｒ２６＝４２．７２８６　　　　ｄ２６＝２．２６８８　　ｎ１４＝１．６０３００　　ν１４＝６５．４８
ｒ２７＝−１１２．５３３４　　　ｄ２７＝０．１０００
ｒ２８＝１８．１５９０　　　　ｄ２８＝５．８３４２　　ｎ１５＝１．６０３００　　ν１５＝６５．４８
ｒ２９＝−１１９．７９１９　　　ｄ２９＝１．２０００　　ｎ１６＝１．８４６６６　　ν１６＝２３．７８
ｒ３０＝４５．８５８３
ｆ　　　９．０５　　２５．００　７１．９９
Ｄ１１．４００　２６．４８９　４０．５１０
Ｄ２４６．９３６　１８．４８４　　７．８２４
Ｄ３１．４００　４．７５９　　１．４００
｜φ３ｆＷ｜＝０．２０７，｜φ３２ｆＷ｜＝０．０１６
【００１８】
実施例５
ｆ＝９．０９〜２４．９８〜７１．９８，Ｆ／２．０，２ω＝４９．１４〜１８．３８〜６．４４°
ｒ１＝１２６．７１１４　　　　ｄ１＝２．２０００　　ｎ１＝１．８０５１８　　ν１＝２５．４３
ｒ２＝６３．７２１５　　　　ｄ２＝６．４９９２　　ｎ２＝１．６１８００　　ν２＝６３．３８
ｒ３＝−１８８３．５３５９　　　ｄ３＝０．１０００
ｒ４＝５２．４４３３　　　　ｄ４＝５．３５９０　　ｎ３＝１．４５６００　　ν３＝９０．３１
ｒ５＝１９３．１３７８　　　　ｄ５＝０．１０００
ｒ６＝５６．３０４１　　　　ｄ６＝４．７０６１　　ｎ４＝１．４８７４９　　ν４＝７０．２０
ｒ７＝９６．４５２３　　　　ｄ７＝Ｄ１（可変）
ｒ８＝１０２．３４３５　　　　ｄ８＝１．２０００　　ｎ５＝１．７４１００　　ν５＝５２．６８
ｒ９＝１１．７４３６　　　　ｄ９＝５．３６１１
ｒ１０＝−３３．８０２９　　　　ｄ１０＝１．２０００　　ｎ６＝１．６１８００　　ν６＝６３．３８
ｒ１１＝３７．３０２４　　　　ｄ１１＝０．１０００
ｒ１２＝２１．６６６０　　　　ｄ１２＝２．４２８１　　ｎ７＝１．７５５５０　　ν７＝２５．０７
ｒ１３＝１６５．９７３８　　　　ｄ１３＝Ｄ２（可変）
ｒ１４＝−２３．００３９　　　　ｄ１４＝１．２０００　　ｎ８＝１．４５６００　　ν８＝９０．３１
ｒ１５＝３６．５７６３　　　　ｄ１５＝０．１０００
ｒ１６＝３４．５３９３　　　　ｄ１６＝１．０２４４　　ｎ９＝１．５９２７０　　ν９＝３５．２９
ｒ１７＝８４．４４８７　　　　ｄ１７＝Ｄ３（可変）
ｒ１８＝−２３８．７９８４　　　ｄ１８＝１．８０００　　ｎ１０＝１．８１６００　　ν１０＝４６．６２
ｒ１９＝−３１．１９５０　　　　ｄ１９＝０．１０００
ｒ２０＝３５．１６７５　　　　ｄ２０＝１．８０００　　ｎ１１＝１．８１６００　　ν１１＝４６．６２
ｒ２１＝２２１０．９６２４　　　ｄ２１＝１．１０００
ｒ２２＝∞（絞り）　　　ｄ２２＝１．００００
ｒ２３＝２０．９６４１　　　　ｄ２３＝３．７８８０　　ｎ１２＝１．６０３００　　ν１２＝６５．４８
ｒ２４＝−４１．６８２５　　　　ｄ２４＝１．２０００　　ｎ１３＝１．７６１８０　　ν１３＝２７．１１
ｒ２５＝１９．０５１０　　　　ｄ２５＝３１．１５７５
ｒ２６＝６７．５７８７　　　　ｄ２６＝２．４５００　　ｎ１４＝１．６０３００　　ν１４＝６５．４８
ｒ２７＝−５６．７４０３　　　　ｄ２７＝０．１０００
ｒ２８＝１５．５８４５　　　　ｄ２８＝６．２４１０　　ｎ１５＝１．６０３００　　ν１５＝６５．４８
ｒ２９＝−９７．３５２５　　　　ｄ２９＝１．２０００　　ｎ１６＝１．８４６６６　　ν１６＝２３．７８
ｒ３０＝５０．５８４２
ｆ　　　９．０９　　２４．９８　７１．９８
Ｄ１１．４００　２６．５０５　４０．８２８
Ｄ２４５．８０２　１７．１９４　　７．０９１
Ｄ３１．４００　４．８８４　　０．６６６
｜φ３ｆＷ｜＝０．２０２，｜φ３２ｆＷ｜＝０．０９３
ただしｒ１，ｒ２，・・・はレンズ各面の曲率半径、ｄ１，ｄ２，・・・は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ１，ｎ２，・・・は各レンズの屈折率、ν１，ν２，・・・は各レンズのアッベ数である。
【００１９】
またφ３、φ３２はそれぞれ第３レンズ群、第３レンズ群中の第２レンズのパワー、ｆＷはレンズ全系の広角端での焦点距離である。
【００２０】
実施例１は、図１に示す構成のレンズ系で、ズーミングに際して固定で正のパワーを持つ第１レンズ群と、ズーミングに際して前後に移動して変倍機能を有する負のパワーを持つ第２レンズ群と、ズーミングに際し往復移動をして像面の位置補正を行い負のパワーを持つ第３レンズ群と、ズーミングに際して固定で正のパワーを持つ第４レンズ群よりなる。そして第１レンズ群は物体側に正のパワーを向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズと、２枚の物体側に正のパワーを向けた正のメニスカスレンズからなり、軸上物点に対する光束を狭める作用と軸外物点からでた光束を第２レンズ群に導く作用を有する。第１レンズ群は接合レンズと正のメニスカスレンズの３枚で構成することが一般的であるが、変倍比が大きく望遠端での軸上光束が大きい光学系において光学性能を向上させるためには、更に正のメニスカスレンズを配置し緩やかに光線を屈折させることが効果的である。この実施例１はこのような構成をとることによって第１レンズ群での収差発生量を小さく保つとともに、第１レンズ群の正のパワーによって、第２レンズ群以降での光軸に対する光線高が低くなり、大きな変倍に伴う光線高の変化に対しても収差補正を比較的容易にしている。
【００２１】
第２レンズ群は物体側に正のパワーを向けた負のメニスカスレンズと両凹レンズと物体側に強い正のパワーを向けた正レンズの３枚で構成されており、ズーミングに際し物体側から像側に移動することにより変倍作用を持つレンズ群である。このレンズ群は特に物体側に正のパワーを向けた強い負のメニスカスレンズを設けることによって、第１レンズ群で発生しズーミングに伴って変動する球面収差、コマ収差、非点収差を、どのズーミング状態においてもうまく打ち消し合うことを可能にし、負のメニスカスレンズ、両凹レンズ、正レンズの配置で第２レンズ群で発生する収差を適度な大きさに保つことを可能にしている。そのため大きな変倍比を持ちながら、レンズ全系における収差変動を極力少なく保つことが可能となっている。
【００２２】
第３レンズ群は前述のように、物体側に負のパワーを向けた負レンズである第１レンズと像側に負のパワーの面を向けたメニスカスレンズである第２レンズの２枚で構成され、ズーミングに際し往復移動することにより、像面を一定の位置に保つ作用を持つとともにフォーカシングを行うレンズ群である。本実施例では第２レンズは正レンズとして構成してある。
【００２３】
第４レンズ群は２枚の正レンズ、絞り、像側に強い正のパワーの面を向けた正レンズと物体側に強い負のパワーの面を向けた負レンズとの接合レンズからなる前群と、大きな空気間隔を隔てて、正レンズ、物体側に強い正のパワーの面を向けた正レンズと像側に負のパワーの面を向けた負レンズとの接合レンズからなる後群で構成されており、ズーミングに際し固定で、第３レンズ群から射出した光線を結像する作用を持つ。
【００２４】
この実施例１の無限遠物点に対する収差状況は図６〜図８に物点距離１ｍに対する収差状況は図９〜図１１に示す通りである。これらの図からもわかるようにこの実施例は、無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を達成していることがわかる。
【００２５】
実施例２は、図２に示す通りで、実施例１と同じ構成であるが、各レンズ群のパワー、特に第３レンズ群と第４レンズ群のパワーを増大させることにより、第３レンズ群のズーミングに伴う移動量を小さくし、さらに第４レンズ群の前群と後群の空気間隔を狭めることにより、実施例１のレンズ系より全長を短くした例である。
【００２６】
実施例２の無限遠物点に対する収差状況は図１２〜図１４に、物点距離１ｍに対する収差状況は図１５〜図１７に示す通りである。これらの図からもわかるように本実施例が無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を達成していることがわかる。
【００２７】
実施例３は図３に示す通りで、実施例２よりもさらに第３レンズ群と第４レンズ群のパワーを増大させ、第４レンズ群の前群と後群の空気間隔を狭めることにより、実施例２よりもさらにレンズ系の全長を短くした例である。
【００２８】
本実施例の無限遠物点に対する収差状況は図１８〜２０に又物点距離１ｍに対する収差状況は図２１〜図２３に示す通りである。これらの図からもわかるように本実施例が無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を達成していることがわかる。
【００２９】
実施例４は、図４に示すレンズ系で、実施例１と比較して、主に第３レンズ群のパワーを増大させながら、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を広げることにより、レンズ系の全長は実施例１と同程度ながら、広角端から望遠端まで物点距離０．７ｍの近距離物点まで高い光学性能を達成したものである。
【００３０】
実施例４の無限遠物点に対する収差状況は、図２４〜図２６又物点距離０．７ｍに対する収差状況は、図２７〜図２９に示す通りである。これらの図からもわかるように実施例４が無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を有することがわかる。
【００３１】
実施例５は、図５に示す構成である。この実施例５は実施例１と比較して、第４レンズ群を２枚の正レンズ、絞り、物体側に強い正のパワーの面を向けた正レンズと像側に強い負のパワーの面を向けた負レンズとの接合レンズからなる前群と、大きな空気間隔を隔てて、正レンズと、物体側に強い正のパワーの面を向けた正レンズと像側に負のパワーの面を向けた負レンズとの接合レンズとからなる後群で構成した点が異なっており、第４レンズ群で発生する球面収差、コマ収差、軸上色収差を更に良好に補正している。また第３レンズ群を構成する負レンズと正レンズのパワーを増大させることにより、第３レンズ群で発生する軸上色収差をさらに良好に補正し、フォーカシングに伴う軸上色収差の変動を極めて小さく保った例である。
【００３２】
実施例５の無限遠物点に対する収差状況は図３０〜図３２に、物点距離１ｍに対する収差状況は図３３〜図３５に示す通りである。これらの図からもわかるようにこの実施例が無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を有している。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ビデオカメラやスチルビデオカメラに適した、無限遠物点から近距離物点まで極めて高い光学性能を持つ高変倍比のインナーフォーカス式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】実施例１の断面図
【図２】実施例２の断面図
【図３】実施例３の断面図
【図４】実施例４の断面図
【図５】実施例５の断面図
【図６】実施例１の無限遠物点に対する広角端における収差曲線図
【図７】実施例１の無限遠物点に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図８】実施例１の無限遠物点に対する望遠端における収差曲線図
【図９】実施例１の物点距離１ｍに対する広角端における収差曲線図
【図１０】実施例１の物点距離１ｍに対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１１】実施例１の物点距離１ｍに対する望遠端における収差曲線図
【図１２】実施例２の無限遠物点に対する広角端における収差曲線図
【図１３】実施例２の無限遠物点に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１４】実施例２の無限遠物点に対する望遠端における収差曲線図
【図１５】実施例２の物点距離１ｍに対する広角端における収差曲線図
【図１６】実施例２の物点距離１ｍに対する中間焦点距離における収差曲線図
【図１７】実施例２の物点距離１ｍに対する望遠端における収差曲線図
【図１８】実施例３の無限遠物点に対する広角端における収差曲線図
【図１９】実施例３の無限遠物点に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２０】実施例３の無限遠物点に対する望遠端における収差曲線図
【図２１】実施例３の物点距離１ｍに対する広角端における収差曲線図
【図２２】実施例３の物点距離１ｍに対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２３】実施例３の物点距離１ｍに対する望遠端における収差曲線図
【図２４】実施例４の無限遠物点に対する広角端における収差曲線図
【図２５】実施例４の無限遠物点に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２６】実施例４の無限遠物点に対する望遠端における収差曲線図
【図２７】実施例４の物点距離０．７ｍに対する広角端における収差曲線図
【図２８】実施例４の物点距離０．７ｍに対する中間焦点距離における収差曲線図
【図２９】実施例４の物点距離０．７ｍに対する望遠端における収差曲線図
【図３０】実施例５の無限遠物点に対する広角端における収差曲線図
【図３１】実施例５の無限遠物点に対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３２】実施例５の無限遠物点に対する望遠端における収差曲線図
【図３３】実施例５の物点距離１ｍに対する広角端における収差曲線図
【図３４】実施例５の物点距離１ｍに対する中間焦点距離における収差曲線図
【図３５】実施例５の物点距離１ｍに対する望遠端における収差曲線図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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