JP2001117004A - ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ないレンズ構成で、６２度以上の画角を有
し、かつ、色収差を含む諸収差が良好に補正された小型
のズームレンズを実現する。 【解決手段】 物体側から像面側に向かって順に配置さ
れた、正の屈折力を有し、像面に対して固定された第１
レンズ群１１と、負の屈折力を有し、光軸上を移動する
ことによって変倍作用を行う第２レンズ群１２と、像面
に対して固定された絞り１５と、正の屈折力を有する第
３レンズ群１３と、正の屈折力を有し、第２レンズ群１
２及び物体の移動によって変動する像面を基準面から一
定の位置に保つように光軸上を移動する第４レンズ群１
４とによりズームレンズを構成する。第２レンズ群１２
は、２枚の負レンズと１枚の正レンズとからなる。第３
レンズ群１３は、２枚の正レンズと１枚の負レンズとか
らなる。第４レンズ群１４は正レンズからなる。第２〜
第４レンズ群１２〜１４はそれぞれ少なくとも１面の非
球面を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズ及び
それを用いたビデオカメラに関する。さらに詳細には、
小型で、かつ、６２度以上の広角端における画角を有
し、しかも、手振れ補正機能を備えた非球面ズームレン
ズ及びそれを用いたビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の民生用ビデオカメラにおいては、
ＤＶフォーマットの普及に伴って、小型化と高画質化を
両立させることが必須となっている。従って、それに搭
載されるズームレンズも、高画質を有しながら、光学全
長が短く、さらに画角の大きい広角のものが強く求めら
れている。

【０００３】例えば、特開平９−２８１３９２号公報に
は、高画質で、５９．２度〜６０．７度の広角端におけ
る画角を有し、ズーム比が約１０倍のズームレンズが開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平９−２
８１３９２号公報に開示されたズームレンズは、１０枚
という少ないレンズ構成で小型化と高画質化を実現して
いるが、広角端における画角は約６１度以下であった。

【０００５】高画質を維持しつつ、より大きな画角を実
現するためには、１０枚以上のレンズを使用するか、光
学全長をより大きくする必要があり、小型のズームレン
ズを実現することができないという問題があった。

【０００６】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、少ないレンズ構成
で、６２度以上の画角を有し、しかも、手振れ補正機能
を備えたズームレンズを提供し、併せて、このズームレ
ンズを用いた小型かつ高画質のビデオカメラを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るズームレンズの構成は、物体側から像
面側に向かって順に配置された、正の屈折力を有し、像
面に対して固定された第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って変倍作用を行う第２
レンズ群と、像面に対して固定された絞りと、正の屈折
力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有し、前記第
２レンズ群及び物体の移動によって変動する像面を基準
面から一定の位置に保つように光軸上を移動する第４レ
ンズ群とを備えたズームレンズであって、前記第２レン
ズ群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズの３枚のレン
ズからなると共に、少なくとも１面の非球面を含み、前
記第３レンズ群は、２枚の正レンズと１枚の負レンズの
３枚のレンズからなると共に、少なくとも１面の非球面
を含み、前記第４レンズ群は少なくとも１面の非球面を
含む正レンズからなることを特徴とする。このズームレ
ンズの構成によれば、第３レンズ群が２枚の正レンズと
１枚の負レンズの３枚のレンズからなることにより、小
型で、かつ、広角端から標準位置にかけての球面収差が
良好に補正されたズームレンズが実現される。また、レ
ンズ径の小さい第２〜第４レンズ群の各群に少なくとも
１面の非球面を配置し、最適な非球面形状とレンズタイ
プを採用することにより、少ないレンズ構成で、６２度
以上の画角を有し、かつ、色収差を含む諸収差が良好に
補正された小型のズームレンズを実現することができ
る。また、第２〜第４レンズ群を構成するレンズはいず
れも小さいレンズ径であるため、これらのレンズ群に含
まれる非球面レンズを容易に製造することができる。

【０００８】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第２レンズ群が、物体側から順に配置された
負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズの３枚の
レンズからなるのが好ましい。

【０００９】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第２レンズ群が、物体側から順に配置された
負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズからなる
のが好ましい。

【００１０】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群が、物体側から順に配置された
正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズの３枚の
レンズからなるのが好ましい。

【００１１】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群が、物体側から順に配置された
正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズからなる
のが好ましい。

【００１２】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
（１）を満足するのが好ましい。

【００１３】 １．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ・・・（１） この好ましい例によれば、広角であるにもかかわらず像
面湾曲を小さく補正することができ、かつ、小型化が可
能なズームレンズを実現することができる。

【００１４】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第２レンズ群が物体側から順に配置された第
１の負レンズ、第２の負レンズ、正レンズの３枚のレン
ズからなり、かつ、前記第２の負レンズの物体側の面が
非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ１０、外
周部の局所的曲率半径をＲ１１としたとき、下記条件式
（２）を満足するのが好ましい。

【００１５】 ０．８＜｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＜３．０ ・・・（２） この好ましい例によれば、広角側ではコマ収差を、望遠
側では球面収差を良好に補正することができる。

【００１６】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
（３）を満足するのが好ましい。

【００１７】 ２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（３） この好ましい例によれば、水晶フィルターやＩＲカット
フィルターなどを挿入することのできるバックフォーカ
スを確保することができ、かつ、小型化が可能なズーム
レンズを実現することができる。

【００１８】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群の最も物体側に配置されたレン
ズの物体側の面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率
半径をＲ２０、外周部の局所的曲率半径をＲ２１とした
とき、下記条件式（４）を満足するのが好ましい。

【００１９】 １．１＜Ｒ２１／Ｒ２０＜２．０ ・・・（４） この好ましい例によれば、ズーム全域の球面収差が良好
に補正されたズームレンズを実現することができる。

【００２０】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群に含まれる凹レンズの像側面の
曲率半径の絶対値をＲ３０、前記第３レンズ群の焦点距
離をｆ３としたとき、下記条件式（５）を満足するのが
好ましい。

【００２１】 ０．３５＜Ｒ３０／ｆ３＜０．６ ・・・（５） この好ましい例によれば、軸外光の主光線よりも外側の
光束のコマ収差が良好に補正されたズームレンズを実現
することができる。

【００２２】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端にお
ける全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
（６）を満足するのが好ましい。

【００２３】 ２．４＜ｆ４／ｆｗ＜３．０ ・・・（６） この好ましい例によれば、水晶フィルターやＩＲカット
フィルターなどを挿入することのできるバックフォーカ
スを確保することができ、かつ、小型化が可能なズーム
レンズを実現することができる。

【００２４】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第４レンズ群のレンズの物体側の面が非球面
であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４０、外周部の
局所的曲率半径をＲ４１としたとき、下記条件式（７）
を満足するのが好ましい。

【００２５】 １．３＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．６ ・・・（７） この好ましい例によれば、軸外光の主光線よりも内側の
光束のコマ収差が良好に補正されたズームレンズを実現
することができる。

【００２６】また、前記本発明のズームレンズの構成に
おいては、第３レンズ群の物体側に設けられた、像面に
対して固定の絞りの絞り径が、全系の焦点距離の増大と
共に減少し、望遠端における絞り径をＳｔ、広角端にお
ける絞り径をＳｗとしたとき、下記条件式（８）を満足
するのが好ましい。

【００２７】Ｓｔ／Ｓｗ＜０．９２ ・・・（８） この好ましい例によれば、長焦点側、特に望遠端での収
差の劣化を小さくすることができる。

【００２８】また、一般に、ズームレンズにおける変倍
時の光学性能の劣化は、各レンズ群ごとの収差性能を整
えることによって小さく抑えられる。すなわち、レンズ
群内部の一部のレンズを光軸に垂直に移動させるタイプ
と比較して、光学性能のまとまっているレンズ群全体を
移動させることにより、収差の劣化の少ない手振れ補正
機能を備えたズームレンズを実現することができる。そ
して、この場合、手振れ補正時の全系の焦点距離ｆにお
ける第３レンズ群の移動量をＹ、望遠端における前記第
３レンズ群の移動量をＹｔ、望遠端の焦点距離をｆｔと
したとき、下記条件式（９）、（１０）を満足するのが
好ましい。

【００２９】 Ｙｔ＞Ｙ ・・・（９） （Ｙ／Ｙｔ）／（ｆ／ｆｔ）＜１．５ ・・・（１０） この好ましい例によれば、さらに光学性能の劣化の少な
い手振れ補正を実現することができる。

【００３０】また、本発明に係るズームレンズの構成
は、ズームレンズを備えたビデオカメラであって、前記
ズームレンズとして前記本発明のズームレンズを用いる
ことを特徴とする。このビデオカメラの構成によれば、
小型かつ広角のビデオカメラを実現することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて、本発
明をさらに具体的に説明する。

【００３２】〈第１の実施の形態〉図１は本発明の第１
の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
である。

【００３３】図１に示すように、物体側（図１では、左
側）から像面１７側（図１では、右側）に向かって第１
レンズ群１１、第２レンズ群１２、絞り１５、第３レン
ズ群１３、第４レンズ群１４、光学ローパスフィルター
とＣＣＤのフェースプレートに等価な平板１６が順に配
置されており、これによりズームレンズが構成されてい
る。

【００３４】第１レンズ群１１は、正の屈折力を有し、
変倍時、フォーカス時においても、像面１７に対して固
定された状態にある。第２レンズ群１２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、及び第２の負レンズと
正レンズとの接合レンズの３枚のレンズからなり、全体
として負の屈折力を有し、光軸を移動することによって
変倍作用を行う。第３レンズ群１３は、物体側から順に
配置された正レンズ、及び正レンズと負レンズとの接合
レンズの３枚のレンズからなり、変倍時及びフォーカス
時においては、像面１７に対して固定された状態にあ
る。第４レンズ群１４は、１枚の正レンズからなり、第
２レンズ群１２及び物体の移動によって変動する像面を
基準面から一定の位置に保つように光軸上を移動するこ
とにより、変倍による像の移動とフォーカス調整とを同
時に行う。

【００３５】第２レンズ群１２の焦点距離をｆ２、広角
端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件
式（１）を満足するのが望ましい。

【００３６】 １．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ・・・（１） 上記条件式（１）は、第２レンズ群１２のパワーに関す
る式である。｜ｆ２｜／ｆｗが１．０以下になると、像
面湾曲を補正することが困難となる。また、｜ｆ２｜／
ｆｗが２．０以上になると、ズーミング時における第２
レンズ群１２の移動量が大きくなるために、全長が長く
なり、小型のズームレンズを実現することが困難とな
る。

【００３７】また、第２レンズ群１２が物体側から順に
配置された第１の負レンズ、及び第２の負レンズと正レ
ンズとの接合レンズの３枚のレンズからなり、かつ、第
２の負レンズの物体側の面が非球面であり、さらに、光
軸近傍の局所的曲率半径をＲ１０、外周部の局所的曲率
半径をＲ１１としたとき、下記条件式（２）を満足する
のが望ましい。

【００３８】 ０．８＜｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＜３．０ ・・・（２） ｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜が３．０以上になると、広角側
では軸外光の主光線よりも外側の光線のコマ収差が大き
く発生し、望遠側では球面収差が補正不足となる。｜Ｒ
１１｜／｜Ｒ１０｜が０．８以下になると、特に望遠側
での球面収差が補正過剰となり、良好な収差補正を得る
ことが困難となる。

【００３９】また、第３レンズ群１３の焦点距離をｆ
３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
下記条件式（３）を満足するのが望ましい。

【００４０】 ２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（３） 上記条件式（３）は、第３レンズ群１３のパワーに関す
る式である。ｆ３／ｆｗが２．５以下になると、水晶フ
ィルターやＩＲカットフィルターなどを挿入することの
できるバックフォーカスを確保することが困難となる。
また、ｆ３／ｆｗが４．０以上になると、全長が長くな
って、小型のズームレンズを実現することが困難とな
る。

【００４１】第３レンズ群１３は、２枚の正レンズと１
枚の負レンズの３枚のレンズからなるのが望ましい。こ
のレンズ構成により、小型で、かつ、広角端から標準位
置にかけての球面収差が良好に補正されたズームレンズ
を実現することができる。

【００４２】さらに、第３レンズ群１３の最も物体側に
配置されたレンズの物体側の面が非球面であり、光軸近
傍の局所的曲率半径をＲ２０、外周部の局所的曲率半径
をＲ２１としたとき、下記条件式（４）を満足するのが
望ましい。

【００４３】 １．１＜Ｒ２１／Ｒ２０＜２．０ ・・・（４） 上記条件式（４）は、第３レンズ群１３の最も物体側に
配置されたレンズの物体側の面の非球面に関する式であ
り、球面収差が良好に補正された範囲を規定したもので
ある。Ｒ２１／Ｒ２０が１．１以下になると、負の球面
収差が発生し、２．０以上になると、補正過剰となって
正の球面収差が発生する。

【００４４】さらに、第３レンズ群１３に含まれる凹レ
ンズの像側面の曲率半径の絶対値をＲ３０、第３レンズ
群１３の焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（５）
を満足するのが望ましい。

【００４５】 ０．３５＜Ｒ３０／ｆ３＜０．６ ・・・（５） 上記条件式（５）は、軸外光の主光線よりも外側の光束
のコマ収差が良好に補正される範囲を規定したものであ
る。Ｒ３０／ｆ３が０．６以上になると、ズーミング中
間位置での内向きのコマが発生し、Ｒ３０／ｆ３が０．
３５以下になると、外向きのコマが発生する。

【００４６】また、第４レンズ群１４の焦点距離をｆ
４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
下記条件式（６）を満足するのが望ましい。

【００４７】 ２．４＜ｆ４／ｆｗ＜３．０ ・・・（６） 上記条件式（６）は、第４レンズ群１４のパワーに関す
る式である。ｆ４／ｆｗが２．４以下になると、水晶フ
ィルターやＩＲカットフィルターなどを挿入するバック
フォーカスを確保することが困難となる。また、ｆ４／
ｆｗが３．０以上になると、フォーカス時における第４
レンズ群１４の移動量が大きくなって、小型のズームレ
ンズが実現することが困難となる。

【００４８】また、第４レンズ群１４のレンズの物体側
の面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４
０、外周部の局所的曲率半径をＲ４１としたとき、下記
条件式（７）を満足するのが望ましい。

【００４９】 １．３＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．６ ・・・（７） 上記条件式（７）は、第４レンズ群１４のレンズの物体
側の面の非球面に関する式であり、軸外光の主光線より
も内側の光束のコマ収差が良好に補正される範囲を規定
したものである。Ｒ４１／Ｒ４０が１．３以下になる
と、内向きのコマが発生し、Ｒ４１／Ｒ４０が１．６以
上になると、外向きのコマが発生する。

【００５０】また、第３レンズ群１３の物体側に設けら
れた、像面１７に対して固定の絞り１５の絞り径が、全
系の焦点距離の増大と共に減少し、望遠端における絞り
径をＳｔ、広角端における絞り径をＳｗとしたとき、下
記条件式（８）を満足するのが望ましい。

【００５１】Ｓｔ／Ｓｗ＜０．９２ ・・・（８） Ｓｔ／Ｓｗが０．９２以上になると、長焦点側、特に望
遠端での収差の劣化が大きくなる。

【００５２】また、第３レンズ群１３全体を光軸に対し
て垂直に移動させることにより、手振れ時の像の変動を
補正するのが望ましい。このようにすれば、補正時にお
ける色収差の劣化を小さくすることができる。

【００５３】また、手振れ補正時の全系の焦点距離ｆに
おける第３レンズ群１３（補正レンズ）の移動量をＹ、
望遠端における第３レンズ群１３の移動量をＹｔ、望遠
端の焦点距離をｆｔとしたとき、下記条件式（９）、
（１０）を満足するのが望ましい。

【００５４】 Ｙｔ＞Ｙ ・・・（９） （Ｙ／Ｙｔ）／（ｆ／ｆｔ）＜１．５・・・（１０） 上記条件式（９）、（１０）は、第３レンズ群１３の移
動量に関する式である。ズームレンズの場合、補正角が
全ズーム域で一定のときには、ズーム比が大きいほど第
３レンズ群１３の移動量が大きく、逆にズーム比が小さ
いほど第３レンズ群１３の移動量は小さくなる。Ｙｔが
Ｙ以下となり、（Ｙ／Ｙｔ）／（ｆ／ｆｔ）が１．５以
上になると、補正過剰となり、単色収差を含む光学性能
の劣化が大きくなる。

【００５５】〈第２の実施の形態〉図２は本発明の第２
の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
である。

【００５６】図２に示すように、物体側（図２では、左
側）から像面２７側（図２では、右側）に向かって第１
レンズ群２１、第２レンズ群２２、絞り２５、第３レン
ズ群２３、第４レンズ群２４、光学ローパスフィルター
とＣＣＤのフェースプレートに等価な平板２６が順に配
置されており、これによりズームレンズが構成さてい
る。

【００５７】第１レンズ群２１は、正の屈折力を有し、
変倍時、フォーカス時においても、像面２７に対して固
定された状態にある。第２レンズ群２２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、及び第２の負レンズと
正レンズとの接合レンズの３枚のレンズからなり、全体
として負の屈折力を有し、光軸を移動することによって
変倍作用を行う。第３レンズ群２３は、物体側から順に
配置された正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレン
ズからなり、変倍時及びフォーカス時においては、像面
２７に対して固定された状態にある。第４レンズ群２４
は、１枚の正レンズからなり、第２レンズ群１２及び物
体の移動によって変動する像面を基準面から一定の位置
に保つように光軸上を移動することにより、変倍による
像の移動とフォーカス調整とを同時に行う。

【００５８】本実施の形態のズームレンズにおいても、
上記第１の実施の形態と同様に、上記条件式（１）〜
（１０）を満足するのが望ましい。

【００５９】〈第３の実施の形態〉図３は本発明の第３
の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
である。

【００６０】図３に示すように、物体側（図３では、左
側）から像面３７側（図３では、右側）に向かって第１
レンズ群３１、第２レンズ群３２、絞り３５、第３レン
ズ群３３、第４レンズ群３４、光学ローパスフィルター
とＣＣＤのフェースプレートに等価な平板３６が順に配
置されており、これによりズームレンズが構成さてい
る。

【００６１】第１レンズ群３１は、正の屈折力を有し、
変倍時、フォーカス時においても、像面３７に対して固
定された状態にある。第２レンズ群３２は、物体側から
順に配置された第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レ
ンズの３枚のレンズからなり、全体として負の屈折力を
有し、光軸を移動することによって変倍作用を行う。第
３レンズ群３３は、物体側から順に配置された正レン
ズ、負レンズと正レンズとの接合レンズの３枚のレンズ
からなり、変倍時及びフォーカス時においては、像面３
７に対して固定された状態にある。第４レンズ群３４
は、１枚の正レンズからなり、第２レンズ群１２及び物
体の移動によって変動する像面を基準面から一定の位置
に保つように光軸上を移動することにより、変倍による
像の移動とフォーカス調整とを同時に行う。

【００６２】本実施の形態のズームレンズにおいても、
上記第１及び第２の実施の形態と同様に、上記条件式
（１）〜（１０）を満足するのが望ましい。

【００６３】〈第４の実施の形態〉図４は本発明の第４
の実施の形態における手振れ補正機能を備えたズームレ
ンズの構成を示す配置図である。

【００６４】図４に示すように、物体側（図４では、左
側）から像面４７側（図４では、右側）に向かって第１
レンズ群４１、第２レンズ群４２、絞り４５、第３レン
ズ群４３、第４レンズ群４４、光学ローパスフィルター
とＣＣＤのフェースプレートに等価な平板４６が順に配
置されており、これによりズームレンズが構成さてい
る。さらに、手振れ量を検出する検出器４８と、検出器
４８からの信号に基づいて、第３レンズ群４３を光軸に
垂直な２方向に移動させる駆動装置４９と、駆動装置４
９を駆動する駆動回路とを備えている。ここで、ズーム
レンズとしては、上記第１〜第３の実施の形態における
ズームレンズが用いられている。以上の構成により、小
型かつ高精度の手振れ補正機能を備えたズームレンズが
実現されている。

【００６５】〈第５の実施の形態〉図５は本発明の第５
の実施の形態におけるビデオカメラの構成を示す配置図
である。

【００６６】図５に示すように、本実施の形態における
ビデオカメラは、ズームレンズ５１と、撮像素子５２
と、信号処理回路５３とにより構成されている。ここ
で、ズームレンズ５１としては、上記第１〜第４の実施
の形態におけるズームレンズが用いられており、これに
より小型かつ広角のビデオカメラが実現されている。

【００６７】

【実施例】以下、具体的実施例を挙げて、本発明をさら
に詳細に説明する。

【００６８】（実施例１）下記（表１）に、上記第１の
実施の形態におけるズームレンズの具体的実施例を示
す。

【００６９】

【表１】

【００７０】上記（表１）において、ｒ（ｍｍ）はレン
ズの曲率半径、ｄ（ｍｍ）はレンズの肉厚又はレンズの
空気間隔、ｎは各レンズのｄ線に対する屈折率、νは各
レンズのｄ線に対するアッベ数を示している（以下の実
施例２〜５についても同様である）。

【００７１】また、非球面形状は、下記（数１）で定義
している（以下の実施例２〜５についても同様であ
る）。

【００７２】

【数１】

【００７３】但し、上記（数１）中、Ｈは光軸からの高
さ、ＳＡＧは光軸からの高さがＨの非球面上の点の非球
面頂点からの距離、Ｒは非球面頂点の曲率半径、Ｋは円
錐常数、Ｄ、Ｅは非球面係数を表している。

【００７４】下記（表２）に、本実施例におけるズーム
レンズの非球面形状を示す。

【００７５】

【表２】

【００７６】また、下記（表３）に、物点がレンズ先端
から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって可
変な空気間隔（ｍｍ）を示す。また、下記（表３）に、
焦点距離と共に変化する絞り径を示す。下記（表３）に
おける標準位置は、第３レンズ群１３と第４レンズ群１
４とが最接近する位置である。下記（表３）中、ｆ（ｍ
ｍ）、Ｆ／ＮＯ、ω（゜）は、上記（表１）のズームレ
ンズの広角端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆ
ナンバー、入射半画角である。

【００７７】

【表３】

【００７８】上記（表３）から分かるように、本実施例
の広角端における画角は約６４度である。

【００７９】本実施例におけるズームレンズは、第２レ
ンズ群１２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦
点距離をｆｗとしたとき、｜ｆ２｜／ｆｗが下記（表
４）に示す値を有している。

【００８０】すなわち、上記条件式（１）が満たされて
おり、広角であるにもかかわらず、像面湾曲が小さく補
正された小型のズームレンズが実現されている。

【００８１】また、本実施例におけるズームレンズは、
第２レンズ群１２が物体側から順に配置された第１の負
レンズ、及び第２の負レンズと正レンズとの接合レンズ
の３枚のレンズからなり、かつ、第２の負レンズの物体
側の面が非球面であり、さらに、光軸近傍の局所的曲率
半径をＲ１０、外周部の局所的曲率半径をＲ１１とした
とき、｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜が下記（表４）に示す値
を有している。

【００８２】すなわち、上記条件式（２）が満たされて
おり、広角側でのコマ収差と望遠側での球面収差の良好
な補正が実現されている。

【００８３】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３の焦点距離をｆ３、広角端における全
系の焦点距離をｆｗとしたとき、ｆ３／ｆｗが下記（表
４）に示す値を有している。

【００８４】すなわち、上記条件式（３）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。

【００８５】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３の最も物体側に配置されたレンズの物
体側の面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径を
Ｒ２０、外周部の局所的曲率半径をＲ２１としたとき、
Ｒ２１／Ｒ２０が下記（表４）に示す値を有している。

【００８６】すなわち、上記条件式（４）が満たされて
おり、ズーム全域の球面収差が良好に補正されたズーム
レンズが実現されている。

【００８７】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３に含まれる凹レンズの像側面の曲率半
径をＲ３０、第３レンズ群１３の焦点距離をｆ３とした
とき、Ｒ３０／ｆ３が下記（表４）に示す値を有してい
る。

【００８８】すなわち、上記条件式（５）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも外側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。

【００８９】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群１４の焦点距離をｆ４、広角端における全
系の焦点距離をｆｗとしたとき、ｆ４／ｆｗが下記（表
４）に示す値を有している。

【００９０】すなわち、上記条件式（６）が満たされて
おり、水晶フィルターやＩＲカットフィルターなどを挿
入することのできるバックフォーカスが確保され、か
つ、小型のズームレンズが実現されている。

【００９１】また、本実施例におけるズームレンズは、
第４レンズ群１４のレンズの物体側の面が非球面であ
り、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４０、外周部の局所
的曲率半径をＲ４１としたとき、Ｒ４１／Ｒ４０が下記
（表４）に示す値を有している。

【００９２】すなわち、上記条件式（７）が満たされて
おり、軸外光の主光線よりも内側の光束のコマ収差が良
好に補正されたズームレンズが実現されている。

【００９３】また、本実施例におけるズームレンズは、
上記（表３）に示すように、第３レンズ群１３の物体側
に設けられた、像面１７に対して固定の絞り１５の絞り
径が、全系の焦点距離の増大と共に減少し、望遠端にお
ける絞り径をＳｔ、広角端における絞り径をＳｗとした
とき、Ｓｔ／Ｓｗが下記（表４）に示す値を有してい
る。

【００９４】すなわち、上記条件式（８）が満たされて
おり、長焦点側、特に望遠端での収差が良好に補正され
たズームレンズが実現されている。

【００９５】また、本実施例におけるズームレンズは、
第３レンズ群１３全体を光軸に対して垂直に移動させる
ことにより、手振れ時の像の変動を補正して、補正時に
おける色収差の劣化を小さくしている。

【００９６】また、本実施例におけるズームレンズは、
手振れ補正時の全系の焦点距離ｆにおける第３レンズ群
１３（補正レンズ）の移動量をＹ、望遠端における第３
レンズ群１３の移動量をＹｔ、望遠端の焦点距離をｆｔ
としたとき、Ｙ、Ｙｔ及び（Ｙ／Ｙｔ）／（ｆ／ｆｔ）
が下記（表４）に示す値を有している。

【００９７】すなわち、上記条件式（９）、（１０）が
満たされており、補正時における諸収差の劣化の小さい
ズームレンズが実現されている。

【００９８】

【表４】

【００９９】図６〜図８に、上記（表１）に示したズー
ムレンズの広角端、標準位置、望遠端における収差性能
図を示す。尚、各図において、（ａ）はｄ線に対する球
面収差の図である。（ｂ）は、非点収差の図であって、
実線はサジタル像面湾曲、破線はメリディオナル像面湾
曲を示している。（ｃ）は歪曲収差を示す図、（ｄ）は
軸上色収差の図であって、実線はｄ線、短い破線はＦ
線、長い破線はＣ線に対する値を示している。（ｅ）は
倍率色収差の図であって、短い破線はＦ線、長い破線は
Ｃ線に対する値を示している。以上の（ａ）〜（ｅ）の
説明は、図１０〜図１２、図１４〜図１６、図１８〜図
２０、図２２〜図２４についても同じである。

【０１００】また、図９に、望遠端における０．３度手
振れ補正時の収差性能図を示す。図９において、（ｆ）
は相対像高０．７５、（ｇ）は画面中心、（ｈ）は相対
像高−０．７５での横収差の図である。短い破線はＦ
線、実線はｄ線、長い破線はＣ線に対する値を示してい
る。以上の（ｆ）〜（ｈ）の説明は、図１３、図１７、
図２１、図２５についても同じである。

【０１０１】図６〜図９から分かるように、本実施例に
おけるズームレンズは、静止時、手振れ補正時ともに良
好な収差性能を示している。

【０１０２】（実施例２）下記（表５）に、上記第１の
実施の形態におけるズームレンズの別の具体的実施例を
示す。

【０１０３】

【表５】

【０１０４】下記（表６）に、本実施例におけるズーム
レンズの非球面形状を示す。

【０１０５】

【表６】

【０１０６】また、下記（表７）に、物点がレンズ先端
から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって可
変な空気間隔（ｍｍ）を示す。また、下記（表７）に、
焦点距離と共に変化する絞り径を示す。下記（表７）に
おける標準位置は、第３レンズ群１３と第４レンズ群１
４とが最接近する位置である。下記（表７）中、ｆ（ｍ
ｍ）、Ｆ／ＮＯ、ω（゜）は、上記（表５）のズームレ
ンズの広角端、標準位置、望遠端における焦点距離、Ｆ
ナンバー、入射半画角である。

【０１０７】

【表７】

【０１０８】上記（表７）から分かるように、本実施例
の広角端における画角は約６５度である。

【０１０９】下記（表８）に、本実施例のズームレンズ
に関する｜ｆ２｜／ｆｗ等の値を示す。

【０１１０】

【表８】

【０１１１】上記（表８）に示すように、本実施例のズ
ームレンズにおいても、上記条件式（１）〜（１０）が
満たされている。

【０１１２】図１０〜図１２に、上記（表７）に示した
ズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収差
性能図を示す。また、図１３に、望遠端における０．３
度手振れ補正時の収差性能図を示す。

【０１１３】図１０〜図１３から分かるように、本実施
例におけるズームレンズは、静止時、手振れ補正時とも
に良好な収差性能を示している。

【０１１４】（実施例３）下記（表９）に、上記第１の
実施の形態におけるズームレンズのさらに別の具体的実
施例を示す。

【０１１５】

【表９】

【０１１６】下記（表１０）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面形状を示す。

【０１１７】

【表１０】

【０１１８】また、下記（表１１）に、物点がレンズ先
端から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって
可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。また、下記（表１１）
に、焦点距離と共に変化する絞り径を示す。下記（表１
１）における標準位置は、第３レンズ群１３と第４レン
ズ群１４とが最接近する位置である。下記（表１１）
中、ｆ（ｍｍ）、Ｆ／ＮＯ、ω（゜）は、上記（表９）
のズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における焦
点距離、Ｆナンバー、入射半画角である。

【０１１９】

【表１１】

【０１２０】上記（表１１）から分かるように、本実施
例の広角端における画角は約６３度である。

【０１２１】下記（表１２）に、本実施例のズームレン
ズに関する｜ｆ２｜／ｆｗ等の値を示す。

【０１２２】

【表１２】

【０１２３】上記（表１２）に示すように、本実施例の
ズームレンズにおいても、上記条件式（１）〜（１０）
が満たされている。

【０１２４】図１４〜図１６に、上記（表１１）に示し
たズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収
差性能図を示す。また、図１７に、望遠端における０．
３度手振れ補正時の収差性能図を示す。

【０１２５】図１４〜図１７から分かるように、本実施
例におけるズームレンズは、静止時、手振れ補正時とも
に良好な収差性能を示している。

【０１２６】（実施例４）下記（表１３）に、上記第２
の実施の形態におけるズームレンズの具体的実施例を示
す。

【０１２７】

【表１３】

【０１２８】下記（表１４）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面形状を示す。

【０１２９】

【表１４】

【０１３０】また、下記（表１５）に、物点がレンズ先
端から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって
可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。また、下記（表１５）
に、焦点距離と共に変化する絞り径を示す。下記（表１
５）における標準位置は、第３レンズ群２３と第４レン
ズ群２４とが最接近する位置である。下記（表１５）
中、ｆ（ｍｍ）、Ｆ／ＮＯ、ω（゜）は、上記（表１
３）のズームレンズの広角端、標準位置、望遠端におけ
る焦点距離、Ｆナンバー、入射半画角である。

【０１３１】

【表１５】

【０１３２】上記（表１５）から分かるように、本実施
例の広角端における画角は約６９度である。

【０１３３】下記（表１６）に、本実施例のズームレン
ズに関する｜ｆ２｜／ｆｗ等の値を示す。

【０１３４】

【表１６】

【０１３５】上記（表１６）に示すように、本実施例の
ズームレンズにおいても、上記条件式（１）〜（１０）
が満たされている。

【０１３６】図１８〜図２０に、上記（表１５）に示し
たズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収
差性能図を示す。また、図２１に、望遠端における０．
３度手振れ補正時の収差性能図を示す。

【０１３７】図１８〜図２１から分かるように、本実施
例におけるズームレンズは、静止時、手振れ補正時とも
に良好な収差性能を示している。

【０１３８】（実施例５）下記（表１７）に、上記第３
の実施の形態におけるズームレンズの具体的実施例を示
す。

【０１３９】

【表１７】

【０１４０】下記（表１８）に、本実施例におけるズー
ムレンズの非球面形状を示す。

【０１４１】

【表１８】

【０１４２】また、下記（表１９）に、物点がレンズ先
端から測って２ｍの位置の場合の、ズーミングによって
可変な空気間隔（ｍｍ）を示す。また、下記（表１９）
に、焦点距離と共に変化する絞り径を示す。下記（表１
９）における標準位置は、第３レンズ群３３と第４レン
ズ群３４とが最接近する位置である。下記（表１９）
中、ｆ（ｍｍ）、Ｆ／ＮＯ、ω（゜）は、上記（表１
３）のズームレンズの広角端、標準位置、望遠端におけ
る焦点距離、Ｆナンバー、入射半画角である。

【０１４３】

【表１９】

【０１４４】上記（表１９）から分かるように、本実施
例の広角端における画角は約７３度である。

【０１４５】下記（表２０）に、本実施例のズームレン
ズに関する｜ｆ２｜／ｆｗ等の値を示す。

【０１４６】

【表２０】

【０１４７】上記（表２０）に示すように、本実施例の
ズームレンズにおいても、上記条件式（１）〜（１０）
が満たされている。

【０１４８】図２２〜図２４に、上記（表１９）に示し
たズームレンズの広角端、標準位置、望遠端における収
差性能図を示す。また、図２５に、望遠端における０．
３度手振れ補正時の収差性能図を示す。

【０１４９】図２２〜図２５から分かるように、本実施
例におけるズームレンズは、静止時、手振れ補正時とも
に良好な収差性能を示している。

【０１５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のズームレ
ンズによれば、４群ズームレンズにおいて、レンズ径の
小さい第２〜第４レンズ群の各群に少なくとも１面の非
球面を配置し、最適な非球面形状とレンズタイプを採用
することにより、少ないレンズ構成で、６２度以上の広
角端画角を有し、かつ、色収差を含む諸収差が良好に補
正された小型のズームレンズを実現することができる。

【０１５１】また、本発明のズームレンズによれば、小
型で高性能の手振れ補正機能を備えたズームレンズを実
現することができる。

【０１５２】さらに、本発明のビデオカメラによれば、
本発明のズームレンズを用いているため、小型かつ広角
のビデオカメラを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるズームレン
ズの構成を示す配置図

【図２】本発明の第２の実施の形態におけるズームレン
ズの構成を示す配置図

【図３】本発明の第３の実施の形態におけるズームレン
ズの構成を示す配置図

【図４】本発明の第４の実施の形態における手振れ補正
機能を備えたズームレンズの構成を示す配置図

【図５】本発明の第５の実施の形態におけるビデオカメ
ラの構成を示す配置図

【図６】本発明の実施例１のズームレンズの広角端にお
ける収差性能図

【図７】本発明の実施例１のズームレンズの標準位置に
おける収差性能図

【図８】本発明の実施例１のズームレンズの望遠端にお
ける収差性能図

【図９】本発明の実施例１のズームレンズの望遠端にお
ける０．３度手振れ補正時の収差性能図

【図１０】本発明の実施例２のズームレンズの広角端に
おける収差性能図

【図１１】本発明の実施例２のズームレンズの標準位置
における収差性能図

【図１２】本発明の実施例２のズームレンズの望遠端に
おける収差性能図

【図１３】本発明の実施例２のズームレンズの望遠端に
おける０．３度手振れ補正時の収差性能図

【図１４】本発明の実施例３のズームレンズの広角端に
おける収差性能図

【図１５】本発明の実施例３のズームレンズの標準位置
における収差性能図

【図１６】本発明の実施例３のズームレンズの望遠端に
おける収差性能図

【図１７】本発明の実施例３のズームレンズの望遠端に
おける０．３度手振れ補正時の収差性能図

【図１８】本発明の実施例４のズームレンズの広角端に
おける収差性能図

【図１９】本発明の実施例４のズームレンズの標準位置
における収差性能図

【図２０】本発明の実施例４のズームレンズの望遠端に
おける収差性能図

【図２１】本発明の実施例４のズームレンズの望遠端に
おける０．３度手振れ補正時の収差性能図

【図２２】本発明の実施例５のズームレンズの広角端に
おける収差性能図

【図２３】本発明の実施例５のズームレンズの標準位置
における収差性能図

【図２４】本発明の実施例５のズームレンズの望遠端に
おける収差性能図

【図２５】本発明の実施例５のズームレンズの望遠端に
おける０．３度手振れ補正時の収差性能図

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１ 第１レンズ群 １２、２２、３２、４２ 第２レンズ群 １３、２３、３３、４３ 第３レンズ群 １４、２４、３４、４４ 第３レンズ群 １５、２５、３５、４５ 絞り １６、２６、３６、４６ 平板 １７、２７、３７、４７ 像面 ４８ 検出器 ４９ 駆動装置 ５１ ズームレンズ ５２ 撮像素子 ５３ 信号処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊井 寿幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA03 MA15 NA07 PA07 PA08 PA19 PA20 PB10 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA13 RA32 RA42 RA43 SA23 SA27 SA29 SA32 SA63 SA65 SA72 SA74 SB04 SB14 SB24 SB32 5C022 AA11 AB55 AB66 AC54 AC55

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側から像面側に向かって順に配置さ
   れた、正の屈折力を有し、像面に対して固定された第１
   レンズ群と、負の屈折力を有し、光軸上を移動すること
   によって変倍作用を行う第２レンズ群と、像面に対して
   固定された絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群
   と、正の屈折力を有し、前記第２レンズ群及び物体の移
   動によって変動する像面を基準面から一定の位置に保つ
   ように光軸上を移動する第４レンズ群とを備えたズーム
   レンズであって、前記第２レンズ群は、２枚の負レンズ
   と１枚の正レンズの３枚のレンズからなると共に、少な
   くとも１面の非球面を含み、前記第３レンズ群は、２枚
   の正レンズと１枚の負レンズの３枚のレンズからなると
   共に、少なくとも１面の非球面を含み、前記第４レンズ
   群は少なくとも１面の非球面を含む正レンズからなるこ
   とを特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 第２レンズ群が、物体側から順に配置さ
   れた負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズの３
   枚のレンズからなる請求項１に記載のズームレンズ。
3. 【請求項３】 第２レンズ群が、物体側から順に配置さ
   れた負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズから
   なる請求項１に記載のズームレンズ。
4. 【請求項４】 第３レンズ群が、物体側から順に配置さ
   れた正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズの３
   枚のレンズからなる請求項１に記載のズームレンズ。
5. 【請求項５】 第３レンズ群が、物体側から順に配置さ
   れた正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズから
   なる請求項１に記載のズームレンズ。
6. 【請求項６】 第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端
   における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
   （１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 １．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ・・・（１）
7. 【請求項７】 第２レンズ群が物体側から順に配置され
   た第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レンズの３枚の
   レンズからなり、かつ、前記第２の負レンズの物体側の
   面が非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ１
   ０、外周部の局所的曲率半径をＲ１１としたとき、下記
   条件式（２）を満足する請求項１に記載のズームレン
   ズ。 ０．８＜｜Ｒ１１｜／｜Ｒ１０｜＜３．０ ・・・（２）
8. 【請求項８】 第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端
   における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式
   （３）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 ２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（３）
9. 【請求項９】 第３レンズ群の最も物体側に配置された
   レンズの物体側の面が非球面であり、光軸近傍の局所的
   曲率半径をＲ２０、外周部の局所的曲率半径をＲ２１と
   したとき、下記条件式（４）を満足する請求項１に記載
   のズームレンズ。 １．１＜Ｒ２１／Ｒ２０＜２．０ ・・・（４）
10. 【請求項１０】 第３レンズ群に含まれる凹レンズの像
    側面の曲率半径の絶対値をＲ３０、前記第３レンズ群の
    焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（５）を満足す
    る請求項１に記載のズームレンズ。 ０．３５＜Ｒ３０／ｆ３＜０．６ ・・・（５）
11. 【請求項１１】 第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角
    端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件
    式（６）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 ２．４＜ｆ４／ｆｗ＜３．０ ・・・（６）
12. 【請求項１２】 第４レンズ群のレンズの物体側の面が
    非球面であり、光軸近傍の局所的曲率半径をＲ４０、外
    周部の局所的曲率半径をＲ４１としたとき、下記条件式
    （７）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 １．３＜Ｒ４１／Ｒ４０＜１．６ ・・・（７）
13. 【請求項１３】 第３レンズ群の物体側に設けられた、
    像面に対して固定の絞りの絞り径が、全系の焦点距離の
    増大と共に減少し、望遠端における絞り径をＳｔ、広角
    端における絞り径をＳｗとしたとき、下記条件式（８）
    を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 Ｓｔ／Ｓｗ＜０．９２ ・・・（８）
14. 【請求項１４】 第３レンズ群全体を光軸に対して垂直
    に移動させることにより、手振れ時の像の変動を補正す
    る機能を備えた請求項１に記載のズームレンズ。
15. 【請求項１５】 手振れ補正時の全系の焦点距離ｆにお
    ける第３レンズ群の移動量をＹ、望遠端における前記第
    ３レンズ群の移動量をＹｔ、望遠端の焦点距離をｆｔと
    したとき、下記条件式（９）、（１０）を満足する請求
    項１４に記載のズームレンズ。 Ｙｔ＞Ｙ ・・・（９） （Ｙ／Ｙｔ）／（ｆ／ｆｔ）＜１．５ ・・・（１０）
16. 【請求項１６】 ズームレンズを備えたビデオカメラで
    あって、前記ズームレンズとして請求項１〜１５のいず
    れかに記載のズームレンズを用いることを特徴とするビ
    デオカメラ。