JPH07151974A

JPH07151974A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH07151974A
Application number: JP5325844A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kato; 隆志加藤; Teruhiro Nishio; 彰宏西尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】全体として３つのグループのレンズ群より成
り、所定のレンズ面に適切なる非球面を施してレンズ系
全体の小型化を図りつつ広画角、高変倍比のズームレン
ズを得ること。【構成】物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈
折力の第２群そして負の屈折力の第３群の３つのレンズ
群を有し、各レンズ群間隔を変えて変倍を行い、無限遠
物体のときの軸上光線の第ｉ面への広角端と望遠端での
入射高を各々Ｈｉｗ（Ｈｉｗ＞０），Ｈｉｔ（Ｈｉｔ＞
０）、最大画角の軸外主光線の第ｉ面への広角端と望遠
端での入射高を各々Ｈｂｉｗ，Ｈｂｉｔとしたとき、Ｈｉｗ＞｜Ｈｂｉｗ｜Ｈｉｔ＞｜Ｈｂｉｔ｜を満足する物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズ面
Ｒａにレンズ中心からレンズ周辺にいくに従い負の屈折
力が強くなる形状の非球面を施したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３５ｍｍフィルム用の写
真用カメラやビデオカメラそしてＳＶカメラ等に好適な
ズームレンズに関し、特に複数のレンズ群、例えば全体
として３つのグループのレンズ群より構成して、これら
３つのグループの各レンズ群のレンズ構成を適切に設定
すると共に所定のレンズ面に適切なる形状の非球面を施
すことによりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学
性能が容易に得られるようにした広画角で高変倍比のズ
ームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりズームタイプとして負の屈折力
のレンズ群が先行する所謂ネガティブリード型のズーム
レンズは広画角化が比較的容易であるため、撮影画角７
０°以上を有するズームレンズには多く用いられてい
る。

【０００３】例えば、特開昭５９−１６２４８号公報で
は負の屈折力の第１群と正の屈折力の第２群の２つのレ
ンズ群を有し、両レンズ群の間隔を変えて変倍を行った
所謂ショートズームレンズを提案している。

【０００４】又、特開平２−７２３１６号公報や特開平
３−２３３４２２号公報では物体側より順に負の屈折力
の第１群と正の屈折力の第２群、そして負の屈折力の第
３群の３つのレンズ群を有し、各レンズ群を移動させて
変倍を行った広画角の３群ズームレンズを提案してい
る。

【０００５】又、特開平２−７２３１６号公報では物体
側より順に負の屈折力の第１群と正の屈折力の第２群、
正の屈折力の第３群、そして負の屈折力の第４群より成
り、各レンズ群を移動させて変倍を行った４群ズームレ
ンズを提案している。

【０００６】一方、ズームタイプとして物体側より順に
正の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群の２つのレン
ズ群を有し、双方を移動させて変倍を行う所謂２群ズー
ムレンズはレンズ系全体の小型化が容易なためにレンズ
シャッターカメラ等の小型カメラに多く用いられてい
る。２群ズームレンズは変倍作用を一つのレンズ群（第
２群）のみで行っているために、その変倍比が１．６〜
２倍程度のものが多い。２群ズームレンズにおいて無理
に変倍比を拡大しようとするとレンズ系の大型化を招く
とともに、高い光学性能を保つことが困難になってく
る。

【０００７】又、２群ズームレンズにおいて第１群を２
つの正の屈折力のレンズ群に分割し、全体として正、
正、負の屈折力の３つのレンズ群より成る高変倍化を狙
った３群ズームレンズが、例えば特開平３−７３９０７
号公報、特開平３−２８２４０９号公報、特開平４−３
７８１０号公報、特開平４−７６５１１号公報等で提案
されている。

【０００８】これらの３群ズームレンズで例えば半画角
３５°以上の広角のズームレンズ系を達成しようとする
と変倍時の入射瞳位置の変化が大きくなり、高変倍化を
図る際の収差変動を抑えることが困難になってくる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般にネガティブリー
ド型のズームレンズは広画角化が比較的容易である。し
かしながら、撮影画角７０°以上の広画角化を図り、全
画面にわたり良好なる光学性能を得るには各レンズ群の
屈折力配置やレンズ構成を適切に設定する必要がある。
各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が不適切であると
レンズ枚数を増加させても変倍に伴う収差変動が大きく
なり、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが難し
くなってくる。

【００１０】又、広画角でかつ高変倍なズームレンズに
おいて、レンズ系全体の小型化及び高性能化を達成する
ために非球面を用いることが非常に効果的である。しか
しながら、このときどのようなレンズ面に導入するかが
大変重要であって、それによって非球面の収差補正効果
が大きく異なってくる。適切なレンズ面に非球面を導入
しないと、効果的な収差補正が難しくなってくる。

【００１１】例えば前述の特開平３−２８２４０９号公
報、特開平４−３７８１０号公報、特開平４−７６５１
１号公報においては、第２レンズ群中の正レンズに光軸
から離れるに従って正の屈折力が弱まるような非球面を
導入している。何れもその非球面導入面は絞りからある
程度光軸上の間隔をもって配置されており、変倍に伴っ
て非球面導入面における軸上光線高或いは軸外光線高が
異なることを利用して収差変動の補正を行っている。し
かしながら、広角化、更には高変倍化を行うとすると、
例えばそれに伴う球面収差と軸外収差の変動が大きくな
り、この非球面によって同時に補正することが困難にな
ってくる。

【００１２】米国特許５００９５３６号では、正、正そ
して負の屈折力の３つのレンズ群より成る３群ズームレ
ンズにおいて、正の屈折力を有する第２レンズ群中の絞
り付近の物体側に凹面を向けた負の屈折作用を持つレン
ズ面に非球面を導入している。しかしながら、このズー
ムレンズにおいて広画角及び高変倍化を達成しようとす
ると、各レンズ群の移動量が大きくなり、又第１群の前
玉径も大きくなるためレンズ系が大きくなり、又各レン
ズ群の屈折力を強くすることにより発生する収差変動を
該非球面で良好に補正するのが難しくなってくる。

【００１３】特開平３−２４９６１４号公報において
は、正、正、正の負の屈折力の４つのレンズ群、或いは
正、負、正、負の屈折力の４つのレンズ群で構成された
広画角、高変倍なズームレンズが示されているが、構成
レンズ枚数が多く、非球面の効果が十分に発揮されてい
ない。

【００１４】又、特開平３−７３９０７号公報において
は、正、正、負の屈折力の３つのレンズ群で構成され、
少なくとも正の屈折力を有する第２レンズ群中の絞り近
傍の正レンズに光軸から離れるに従って正の屈折力が弱
まるような非球面を導入している。これにより広画角な
ズームレンズを達成しているが、第２レンズ群のレンズ
枚数が多く、同群中の非球面は小型化には効果的に十分
寄与していない。

【００１５】又、特開平３−２３３４２２号公報におい
ては、負、正、負の屈折力の３つのレンズ群で構成さ
れ、第３レンズ群中において非球面を複数枚導入してい
る。しかしながら、光学全長が広角端において約６６ｍ
ｍ程度であり、レンズ全長が短いとは言い難く、また更
なる広角化を行った場合、全変倍域にわたり良好な収差
補正を行うことは難しい。

【００１６】本発明は複数のレンズ群を有するズームレ
ンズにおいて、例えば全体として３つのグループのレン
ズ群に分けたズームレンズにおいて非球面を適切なレン
ズ群のレンズ面に適用することにより、広画角化及び高
変倍時に問題となってくる諸収差を良好に補正しつつレ
ンズ系全体の小型化を図った全変倍範囲にわたり高い光
学性能を有したズームレンズの提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の
第２群そして負の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有
し、各レンズ群間隔を変えて変倍を行い、無限遠物体の
ときの軸上光線の第ｉ面への広角端と望遠端での入射高
を各々Ｈｉｗ（Ｈｉｗ＞０），Ｈｉｔ（Ｈｉｔ＞０）、
最大画角の軸外主光線の第ｉ面への広角端と望遠端での
入射高を各々Ｈｂｉｗ，Ｈｂｉｔとしたとき、Ｈｉｗ＞｜Ｈｂｉｗ｜・・・・・・・・（１）Ｈｉｔ＞｜Ｈｂｉｔ｜・・・・・・・・（２）を満足する物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズ面
Ｒａにレンズ中心からレンズ周辺にいくに従い負の屈折
力が強くなる形状の非球面を施したことを特徴としてい
る。

【００１８】

【実施例】図１〜図５は本発明のズームレンズの実施例
１〜５の近軸屈折力配置を示す模式図である。図６〜図
１０は本発明のズームレンズの後述する数値実施例１〜
５の広角端のレンズ断面図である。図１〜図５において
（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端を示している。図１１
〜図１３は本発明の数値実施例１の広角端、中間、望遠
端の収差図、図１４〜図１６は本発明の数値実施例２の
広角端、中間、望遠端の収差図、図１７〜図１９は本発
明の数値実施例３の広角端、中間、望遠端の収差図、図
２０〜図２２は本発明の数値実施例４の広角端、中間、
望遠端の収差図、図２３〜図２５は本発明の数値実施例
５の広角端、中間、望遠端の収差図である。

【００１９】図中、Ｌ１は負の屈折力の第１群、Ｌ２は
正の屈折力の第２群、Ｌ３は負の屈折力の第３群、ＳＰ
は開口絞り、ＩＰは像面である。

【００２０】本発明のズームレンズは複数のレンズ群よ
り成るが、図１〜図５の各実施例では複数のレンズ群を
便宜上全体として負の屈折力の第１群Ｌ１、正の屈折力
の第２群Ｌ２、そして負の屈折力の第３群の３つのグル
ープに分けている。そして基本的に第１群Ｌ１と第２群
Ｌ２のレンズ群間隔と第２群Ｌ２と第３群のレンズ群間
隔が変化するように、各レンズ群を矢印の如く移動させ
て広角端から望遠端への変倍を行っている。

【００２１】また、このような複数のレンズ群より構成
したとき、前述の条件式（１），（２）を満足するレン
ズ面に所定形状の非球面を施すことにより広画角及び高
変倍化を図る際の収差変動を良好に補正し、全変倍範囲
にわたり高い光学性能を得ている。

【００２２】次に本発明のズームレンズのレンズ構成の
特徴について説明する。

【００２３】本発明のズームレンズは広角端において、
物体側から合成屈折力が負の屈折力の第１群Ｌ１と、あ
る程度間隔を隔てて合成屈折力が正の屈折力の第２群Ｌ
２、更にある程度間隔を隔てて合成屈折力が負の屈折力
の第３群Ｌ３を配置している。このような負、正、負の
屈折力の対称型的な光学配置を広角端でとることによ
り、第２群Ｌ２の屈折力を強めることができ、これによ
り広画角化及び小型化を達成する際の諸収差の補正を良
好に行えるようにしている。

【００２４】又、合成屈折力が負の第１群Ｌ１と合成屈
折力が正の第２群Ｌ２とが、ある程度間隔を隔てて配置
することにより、レトロフォーカスタイプの形態をとっ
ており、これにより広画角化の際に問題となるバックフ
ォーカスの確保を容易にしている。又第２群Ｌ２は物体
側から正の屈折力を有する第２ａ群Ｌ２ａ、負の屈折力
を有する第２ｂ群Ｌ２ｂ、正の屈折力を有する第２ｃ群
Ｌ２ｃより構成し、このとき広角端においては互いに接
近するように配置して対称型をとることにより第２群Ｌ
２で発生する諸収差を効果的に補正している。

【００２５】一般に、レンズ系の小型化及び高変倍化を
達成するには、各レンズ群の屈折力を強めると共に各レ
ンズ群の構成レンズ枚数をできるかぎり削減することが
必要である。この小型化、高変倍化を進めていくと、正
レンズ群による負方向の球面収差の補正が難しくなって
くる。本発明ではこのときの球面収差の補正のために広
角端及び望遠端において、軸上光線高に対し軸外主光線
高が絶対値で小さくなり、かつ物体側に凹面を向けた負
の屈折力のレンズ面に非球面を導入している。

【００２６】即ち、条件式（１），（２）を同時に満た
すレンズ面に光軸から離れるに従って負の屈折力作用を
強めるような形状の非球面を導入することにより、主に
負方向の球面収差を正方向に補正している。

【００２７】この他、条件式（１），（２）を満たすよ
うな範囲のレンズ面に所定形状の非球面を設けることに
より変倍域全域において、非点収差の変動にはあまり影
響を及ぼさず、球面収差とコマ収差を良好に補正してい
る。この条件式を満たさない場合には、変倍域全域にお
いて軸外の収差に大きな影響を及ぼさずに効果的に軸上
収差を補正することが難しくなる。又、負レンズの物体
側の凹レンズ面に前記形状の非球面を導入するのがより
強い球面収差の補正作用を持つことができるため望まし
い。

【００２８】図２６（Ａ），（Ｂ）は広角端と望遠端に
おいて軸上光線と軸外光線の条件式（１），（２）を満
足するレンズ面への入射状態を示した説明図である。

【００２９】又、条件式（１），（２）を満たすレンズ
面に非球面を施す際に全体として正の屈折力を有する第
２群Ｌ２の第２ｂ群Ｌ２ｂ中の負レンズに施すのが変倍
における軸外の収差変動にあまり影響なく、効果的に球
面収差の変動を補正することができるので好ましい。

【００３０】このように本発明では、前記の条件式を満
たす物体側に凹面を向けた負の屈折作用を持ったレンズ
面に少なくとも１つの非球面を導入することにより、軸
上収差と軸外収差をバランスよく補正すると共に高変倍
化及び広画角化を達成している。

【００３１】本発明におけるズームレンズにおいて、フ
ォーカシングはズーミング中、フォーカス群の横倍率が
等倍にならない任意のレンズ群で行っている。第１群Ｌ
１中の１つのレンズ群がある程度強い屈折力を有してい
る場合、このレンズ群によってフォーカスすればズーム
全域中任意の物体距離におけるフォーカシング量を一定
にできるため、機構の簡略化が期待できる。

【００３２】広角端において、バックフォーカスが十分
にあり、最終レンズ群が負の屈折力を持ち、その屈折力
がある程度強い場合には、最終レンズ群を像面側に移動
させても良い。この際、第１群のレンズ外径の小型化が
期待できる。又、第１群から最終レンズ群中の２つ以上
のレンズ群を同時に移動させても良い。又フォーカス群
が絞りを含む場合、絞りを光軸上固定状態にしてフォー
カス群を移動させることはフォーカス時に絞り機構を移
動させるための駆動トルクの低減を行うことができるの
で好ましい。

【００３３】次に図１〜図５に示す各ズームレンズの特
徴について説明する。

【００３４】図１は本発明の数値実施例１の近軸的屈折
力配置図を示している。図１においては第１群Ｌ１を物
体側より負の屈折力を有する１つのレンズ群（Ｌ１群）
より構成し、又第２群Ｌ２を物体側より正の屈折力の第
２ａ群（Ｌ２ａ群）、負の屈折力の第２ｂ群（Ｌ２ｂ
群）、正の屈折力の第２ｃ群（Ｌ２ｃ群）の３つのレン
ズ群で構成し、第３群を負の屈折力を持つ１つのレンズ
群（Ｌ３群）により構成している。

【００３５】広角端より望遠端ではＬ１群とＬ２ａ群の
群間隔を小さくすることにより、後述する（９）式より
理解されるように、互いのＬ１群とＬ２ａ群との合成屈
折力が各々小（合成焦点距離は長く）になり、結果とし
てＬ２ａ群及びＬ３群の増倍作用により、望遠化が効率
よく行え高変倍化に有効となるようにしている。又、Ｌ
２ｂ群とＬ２ｃ群との群間隔を大きくすることにより、
軸外光線がＬ２ｃ群の光軸より離れた位置を通過し軸上
収差と軸外収差の補正をバランス良く行っている。

【００３６】図２は本発明の数値実施例２の近軸的屈折
力配置図を示している。図２においては第１群Ｌ１を物
体側より正の屈折力の第１ａ群（Ｌ１ａ）、負の屈折力
の第１ｂ群（Ｌ１ｂ）の２つのレンズ群より構成し、第
２群Ｌ２を物体側より正の屈折力の第２ａ群（Ｌ２
ａ）、負の屈折力の第２ｂ群（Ｌ２ｂ）、正の屈折力の
第２ｃ群（Ｌ２ｃ）の３つのレンズ群より構成し、第３
群を負の屈折力を有する１つのレンズ群（Ｌ３群）によ
り構成している。

【００３７】広角端においてＬ１群とＬ２群とが、ある
程度間隔を持って配置されているため、結果としてＬ１
群とＬ２群はレトロフォーカスタイプの形態をとる。こ
れにより、広角化の際に問題となるバックフォーカスの
確保を容易にしている。又、広角端より望遠端におい
て、Ｌ１ａ，Ｌ２ａ群及びＬ２ｃ，Ｌ３群の間隔を小と
することにより、（９）式により理解されるように互い
の群との合成屈折力が各々小となり（合成焦点距離は長
く）、結果としてＬ２ｂ群及びＬ３群の増倍効果により
望遠化が効率よく行え、高変倍化を容易にしている。広
角端においてＬ１ａとＬ１ｂ群の群間隔を小さくするこ
とにより、特に広角化した際にＬ１ｂ群で発生する負の
歪曲収差を良好に補正している。

【００３８】図３は本発明の数値実施例３の近軸的屈折
力配置図を示している。図３においては第１群Ｌ１を物
体側より正の屈折力の第１ａ群（Ｌ１ａ）、負の屈折力
の第１ｂ群（Ｌ１ｂ）の２つのレンズ群より構成し、第
２群Ｌ２を物体側より正の屈折力の第２ａ群（Ｌ２
ａ）、負の屈折力の第２ｂ群（Ｌ２ｂ）、正の屈折力の
第２ｃ群（Ｌ２ｃ）の３つのレンズ群により構成し、第
３群を負の屈折力を有する１つのレンズ群Ｌ３群により
構成している。

【００３９】但しＬ２ｂ群とＬ２ｃ群とは変倍に際し一
体的に移動を行い、図３において合成焦点距離が正のＬ
２ｂｃ群として表わしている。ここで広角端より望遠端
ではＬ１ａ群とＬ１群の群間隔を大きくし、Ｌ１ｂ群と
Ｌ２ａ群の群間隔を小さくすることにより広角端では負
の歪曲収差を補正し、望遠端ではテレフォトタイプを構
成することにより、レンズ全長の短縮を行っている。

【００４０】図４は本発明の数値実施例４の近軸的屈折
力配置図を示している。図４においては第１群Ｌ１を物
体側より負の屈折力を有する１つのレンズ群（Ｌ１）よ
り構成し、第２群Ｌ２を物体側より正の屈折力の第２ａ
群（Ｌ２ａ）、負の屈折力の第２ｂ群（Ｌ２ｂ）、正の
屈折力の第２ｃ群（Ｌ２ｃ）の３つのレンズ群により構
成し、第３群を負の屈折力を有する１つのレンズ群Ｌ３
群により構成している。

【００４１】但し第２ｂ群Ｌ２ｂ群と第２ｃ群Ｌ２ｃ群
とは変倍に際し一体的に移動を行い、図４において合成
焦点距離が正のＬ２ｂｃ群として表わしている。広角端
より望遠端ではＬ１群とＬ２ａ群の群間隔、そしてＬ２
群（Ｌ２ｂｃ群）とＬ３群の群間隔を小さくし、変倍中
レンズ系が全体として対称型を維持するようにして良好
なる光学性能が得やすくしており、又広角端においてレ
ンズ全長を小さくしている。

【００４２】図５は本発明の数値実施例５の近軸的屈折
力配置図を示している。図５においては第１群Ｌ１群を
物体側より負の屈折力を有する１つのレンズ群（Ｌ１）
より構成し、第２群Ｌ２群を物体側より正の屈折力の第
２ａ群（Ｌ２ａ）、負の屈折力の第２ｂ群（Ｌ２ｂ）、
正の屈折力の第２ｃ群（Ｌ２ｃ）の３つのレンズ群によ
り構成し、第３群を負の屈折力を有する１つのレンズ群
Ｌ３群により構成している。

【００４３】但し、Ｌ２ｂ群とＬ２ｃ群とは変倍に際し
一体的に移動を行い、図５において合成焦点距離が正の
Ｌ２ｂｃ群として表わしている。広角端より望遠端では
Ｌ１群とＬ２群及びＬ２群とＬ３群の群間隔を小さくす
ると同時に各群が物体側へ移動を行い、変倍中レンズ系
が全体として対称型を維持するようにして良好なる光学
性能を得やすくしつつ効果的に変倍を行っている。

【００４４】本発明の目的とするズームレンズは以上の
諸条件を満足することにより達成されるが、更にレンズ
系全体の小型化を図りつつ、広画角化及び高変倍化そし
て高い光学性能を得るには次の諸条件を満足させるのが
良い。

【００４５】（１−１）前記第３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、０．７≦｜Ｆｗ／ｆ３｜≦２．５・・・・・・・・（３）なる条件を満足することである。

【００４６】条件式（３）は第３群Ｌ３の負の屈折力に
関するものであり、上限値を越えて第３群Ｌ３の屈折力
が強くなると、広角端においてバックフォーカスが短く
なりすぎてしまい、一定の周辺光量を確保するために第
３群Ｌ３の外径の大型化を招き良くない。又下限値を越
えて第３群Ｌ３の屈折力が弱くなると、変倍時に第３群
による変倍効果が弱くなるため、結果として一定の変倍
比を確保するためには各レンズ群の移動量を大きくしな
ければならず、この結果レンズ全長が増大してしまうの
で良くない。

【００４７】（１−２）絞りは第２群中に配置するのが
良い。そして絞りを変倍時に他のレンズ群と一体に移動
し、又は独立に移動させるのが良い。尚、絞りは第２群
Ｌ２中の他に第１群Ｌ１と第２群Ｌ２の空気間隔中に配
置しても良く、これによればレンズ径の小型化及び収差
補正上のバランスの面から見ても望ましい。

【００４８】（１−３）本発明において、更により良く
収差補正を行うには上記条件式（１），（２）を満足す
るレンズ面以外に非球面を導入することが良い。例え
ば、第３群Ｌ３の少なくとも１枚の負レンズ中に少なく
とも１面の非球面を導入すれば主に軸外収差の変動をよ
り良く補正することが可能になる。又、更には第２群Ｌ
２中に前述の非球面以外のレンズ面に非球面を導入すれ
ば軸外の収差補正を良好に行える。例えばＬ２ｃ群中の
増面側に凸面を向けたレンズ面に光軸より離れるに従っ
て正の屈折力が弱まるような形状の非球面を導入するの
が良い。又第１群Ｌ１に非球面を導入すれば主にディス
トーションの補正が容易になる。

【００４９】（１−４）前記第１群と第２群の広角端に
おける焦点距離を各々ｆ１，ｆ２としたとき、０．２≦｜Ｆｗ／ｆ１｜≦１．０・・・・・・・・（４）１．０≦ Ｆｗ／ｆ２ ≦２．５・・・・・・・・（５）なる条件を満足することである。

【００５０】条件式（４）の上限値を越えると、広角端
において第１群Ｌ１の負の屈折力が強くなりすぎレトロ
フォーカス系の作用が強くなり、レンズ全長が大きくな
ってきて良くない。又第１群Ｌ１において球面収差が強
くオーバーに発生し、これを他のレンズ群で補正するこ
とが困難となってくる。又、下限値を越えるとバックフ
ォーカスを所定量確保することが困難になる。

【００５１】条件式（５）は第２群Ｌ２の正の屈折力に
関するものであり、条件式（５）の上限値を越えると第
２群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎ、第２群Ｌ２と第３群
Ｌ３によるテレフォトタイプの作用が強くなりすぎてし
まい所定量のバックフォーカスが確保しにくくなる。一
方、条件式（５）の下限値を越えると第２群Ｌ２の屈折
力が弱くなり、広角端において一定の焦点距離を得るた
めに負レンズ群の屈折力を弱めることになり、結果とし
てレンズ全長が増大してしまうので良くない。

【００５２】（１−５）前記第３群の広角端における結
像倍率をβ３ｗとするとき、０．１≦ｆ３×（１−β３ｗ）／Ｆｗ≦０．５・・・・・・・・（６）なる条件を満足することである。

【００５３】条件式（６）は広角端におけるバックフォ
ーカスを適切に設定するための条件に関するものであ
る。条件式（６）の上限値を越えると広角端で必要以上
にバックフォーカスが長くなりすぎてしまいレンズ系全
体の小型化を達成するのが難しくなる。又、下限値を越
えると広角端で所定量のバックフォーカスを確保するの
が難しくなり、結果として第３群Ｌ３のレンズ径の増大
を招いてしまうので良くない。

【００５４】（１−６）広角端における第３群の横倍率
をβ３ｗとするとき、１．１＜β３ｗ＜１．８・・・・・・・・（７）なる条件を満足することである。

【００５５】条件式（７）は第３群Ｌ３の横倍率に関す
るものである。上限値を越えて第３群Ｌ３の横倍率が大
きくなり過ぎるとバックフォーカスは長くなるが、それ
以前のレンズ群のパワーが強くなりすぎ収差補正が困難
になる。又、下限値を越えて第３群Ｌ３の横倍率が小さ
くなり過ぎるとレンズ系全体の小型化が難しくなってく
る。

【００５６】（１−７）広角端における第２群の横倍率
をβ２ｗ（β２ｗ＜０）とするとき、０．１＜｜β２ｗ｜＜０．６・・・・・・・・（８）なる条件を満足することである。

【００５７】ここで、２つの隣接するレンズ群（第ｋ
群，第ｊ群）における合成屈折力φｋｊを示す式は以下
のとおりになる。

【００５８】 φｋｊ＝φｋ＋φｊ−φｋ＊φｊ＊ｅ・・・・・・・・（９）但し、φｋ：第ｋレンズ群の屈折力 φｊ：第ｊレンズ群の屈折力ｅ：第ｋレンズ群と第ｊレンズ群間の主点間隔第２群Ｌ２と第３群Ｌ３は互いに屈折力は逆符号をとる
ため、（９）式でわかるように、広角端より望遠端では
空気間隔を小とすることで合成屈折力を小とすることが
できる。

【００５９】条件式（８）は広角端における第２群Ｌ２
の横倍率に関するものであり、（９）式を参照して規制
したものである。条件式（８）の上限値を越えると広角
端においてバックフォーカスがとりずらくなり、結果と
して第３群Ｌ３のレンズ径の増大を招いてしまう。又、
下限値を越えると一定の焦点距離を得るために他のレン
ズ群の屈折力が限度を越えて強くなってしまい、諸収差
が多く発生してくるため良くない。

【００６０】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。

【００６１】又前述の各条件式と数値実施例における諸
数値との関係を表−１に示す。

【００６２】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、

【００６３】

【数１】なる式で表わしている。（数値実施例１） F= 28.84〜101.45 FNO= 3.5〜9 2ω= 73.8°〜24.1° R 1= -129.95 D 1= 1.30 N 1=1.48749 ν 1= 70.2 R 2= 29.51 D 2= 1.99 R 3= 29.12 D 3= 2.20 N 2=1.84666 ν 2= 23.8 R 4= 39.39 D 4=可変 R 5= 14.00 D 5= 1.10 N 3=1.84666 ν 3= 23.8 R 6= 11.92 D 6= 3.00 N 4=1.48749 ν 4= 70.2 R 7= -234.68 D 7=可変 R 8=∞（絞り） D 8= 2.50 R 9= -19.70 D 9= 1.50 N 5=1.69320 ν 5= 33.7 R10= -21.42 D10= 2.00 N 6=1.84666 ν 6= 23.8 R11= -62.22 D11=可変 R12=25202.75 D12= 4.10 N 7=1.77250 ν 7= 49.6 R13= -15.62 D13=可変 R14= -18.26 D14= 1.50 N 8=1.69680 ν 8= 55.5 R15= 73.66 D15= 2.30 N 9=1.84666 ν 9= 23.8 R16= 218.48 非球面係数 9面 K= 5.081 A= 0 B= 2.434×10^-6 C= 6.462×10^-7 D= 0 E= 0 13面 K=-2.521 A= 0 B=-5.677×10^-5 C= 1.319×10^-7 D= 0 E= 0 14面 K= 4.719×10^-1 A= 0 B= 2.780×10^-5 C= 8.034×10^-8 D= 0 E= 0

【００６４】

【表１】（数値実施例２） F= 28.83〜102.38 FNO= 3.71〜10.00 2ω= 73.8°〜23.9° R 1= 519.61 D 1= 1.60 N 1=1.80518 ν 1= 25.4 R 2= -351.51 D 2=可変 R 3= -112.82 D 3= 1.30 N 2=1.49699 ν 2= 81.6 R 4= 28.78 D 4=可変 R 5= 13.78 D 5= 2.50 N 3=1.49699 ν 3= 81.6 R 6= 2684.81 D 6=可変 R 7=∞（絞り） D 7= 1.00 R 8= -35.81 D 8= 2.80 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 9= 1454.82 D 9=可変 R10= -317.50 D10= 4.50 N 5=1.77249 ν 5= 49.6 R11= -16.39 D11=可変 R12= -15.81 D12= 1.80 N 6=1.63999 ν 6= 60.1 R13= -425.93 非球面係数 8面 K=-2.282×10⁺¹ A= 0 B=-1.474×10^-4 C= 1.145×10^-8 D=-5.666×10^-9 E= 0 11面 K=-2.726×10^-2 A= 0 B= 6.307×10^-6 C= 3.236×10^-8 D=-5.515×10^-11 E= 0 12面 K=-1.579×10^-1 A= 0 B= 1.052×10^-5 C= 3.604×10^-8 D=-9.831×10^-11 E= 0

【００６５】

【表２】（数値実施例３） F= 28.85〜101.00 FNO= 3.30〜9.00 2ω= 73.7°〜24.2° R 1= 424.11 D 1= 2.40 N 1=1.51633 ν 1= 64.2 R 2= -60.06 D 2=可変 R 3= -38.54 D 3= 1.20 N 2=1.80400 ν 2= 46.6 R 4= 19.56 D 4= 1.35 R 5= 21.49 D 5= 2.90 N 3=1.84665 ν 3= 23.8 R 6= 176.01 D 6=可変 R 7= 15.65 D 7= 0.90 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 8= 11.27 D 8= 4.50 N 5=1.48749 ν 5= 70.2 R 9= -21.44 D 9= 0.90 N 6=1.84665 ν 6= 23.8 R10= -29.88 D10=可変 R11=∞ (絞り) D11= 3.00 R12= -24.67 D12= 2.55 N 7=1.80518 ν 7= 25.4 R13= -47.29 D13= 0.50 R14= -36.54 D14= 1.00 N 8=1.65159 ν 8= 58.5 R15= 155.75 D15= 5.80 N 9=1.77249 ν 9= 49.6 R16= -14.23 D16=可変 R17= -28.76 D17= 2.30 N10=1.84665 ν10= 23.8 R18= -20.20 D18= 0.30 R19= -25.76 D19= 1.30 N11=1.69679 ν11= 55.5 R20= -80.69 D20= 3.51 R21= -18.83 D21= 1.50 N12=1.77249 ν12= 49.6 R22= 431.90 非球面係数 12面 K= 4.963 A= 0 B=-6.074×10^-5 C=-3.607×10^-7 D= 3.331×10^-9 E= 0 16面 K=-2.664 A= 0 B=-1.127×10^-4 C= 1.634×10^-7 D=-1.376×10^-9 E= 0

【００６６】

【表３】（数値実施例４） F= 28.86〜101.58 FNO= 3.06〜9.00 2ω= 73.7°〜24.1° R 1= 101.89 D 1= 2.85 N 1=1.51633 ν 1= 64.2 R 2= -61.28 D 2= 0.84 R 3= -39.42 D 3= 1.20 N 2=1.80400 ν 2= 46.6 R 4= 17.90 D 4= 1.07 R 5= 19.60 D 5= 3.35 N 3=1.84665 ν 3= 23.8 R 6= 95.82 D 6=可変 R 7= 16.21 D 7= 0.90 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 8= 11.92 D 8= 4.80 N 5=1.48749 ν 5= 70.2 R 9= -19.85 D 9= 0.90 N 6=1.84665 ν 6= 23.8 R10= -27.78 D10=可変 R11=∞ (絞り) D11= 3.50 R12= -26.05 D12= 2.42 N 7=1.80518 ν 7= 25.4 R13= -45.55 D13= 0.56 R14= -34.59 D14= 1.00 N 8=1.65159 ν 8= 58.5 R15= 310.25 D15= 5.80 N 9=1.77249 ν 9= 49.6 R16= -13.79 D16=可変 R17= -28.83 D17= 2.30 N10=1.84665 ν10= 23.8 R18= -20.42 D18= 0.24 R19= -25.56 D19= 1.30 N11=1.69679 ν11= 55.5 R20= -131.56 D20= 3.53 R21= -20.55 D21= 1.50 N12=1.77249 ν12= 49.6 R22= 204.29 非球面係数 12面 K= 6.017 A= 0 B=-6.890×10^-5 C=-6.114×10^-7 D=-4.934×10^-9 E= 0 16面 K=-2.445 A= 0 B=-1.158×10^-4 C= 1.246×10^-7 D=-1.894×10^-9 E= 0

【００６７】

【表４】（数値実施例５） F= 29.47〜80.02 FNO= 3.80〜8.79 2ω= 72.6°〜30.3° R 1= 104.99 D 1= 2.85 N 1=1.51633 ν 1= 64.2 R 2= -79.20 D 2= 0.84 R 3= -58.17 D 3= 1.20 N 2=1.88299 ν 2= 40.8 R 4= 18.99 D 4= 1.07 R 5= 19.98 D 5= 3.35 N 3=1.80518 ν 3= 25.4 R 6= 81.43 D 6=可変 R 7= 14.33 D 7= 0.90 N 4=1.84665 ν 4= 23.8 R 8= 15.71 D 8= 4.80 N 5=1.48749 ν 5= 70.2 R 9= -16.46 D 9= 0.90 N 6=1.84665 ν 6= 23.8 R10= -25.87 D10= 2.36 R11=∞ (絞り) D11= 2.70 R12= -26.70 D12= 2.42 N 7=1.80518 ν 7= 25.4 R13= 65.44 D13= 1.00 R14= -59.75 D14= 1.00 N 8=1.65159 ν 8= 58.5 R15= 27.74 D15= 5.80 N 9=1.80400 ν 9= 46.6 R16= -14.65 D16=可変 R17= -25.00 D17= 2.49 N10=1.84665 ν10= 23.8 R18= -17.35 D18= 0.40 R19= -23.62 D19= 1.30 N11=1.69679 ν11= 55.5 R20= -62.18 D20= 4.00 R21= -16.00 D21= 1.99 N12=1.77249 ν12= 49.6 R22= -170.60 非球面係数 12面 K=-6.839×10^-1 A= 0 B=-1.773×10^-4 C= 2.030×10^-7 D=-4.488×10^-8 E= 0 16面 K=-2.383 A= 0 B=-1.044×10^-4 C= 1.158×10^-7 D=-1.694×10^-9 E= 0

【００６８】

【表５】

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、複数のレ
ンズ群を有するズームレンズにおいて、例えば全体とし
て３つのグループのレンズ群に分けたズームレンズにお
いて非球面を適切なレンズ群のレンズ面に適用すること
により、広画角化及び高変倍時に問題となってくる諸収
差を良好に補正しつつレンズ系全体の小型化を図った全
変倍範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズを
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の近軸屈折力配置の説明図

【図２】本発明の実施例２の近軸屈折力配置の説明図

【図３】本発明の実施例３の近軸屈折力配置の説明図

【図４】本発明の実施例４の近軸屈折力配置の説明図

【図５】本発明の実施例５の近軸屈折力配置の説明図

【図６】本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面
図

【図７】本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面
図

【図８】本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面
図

【図９】本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断面
図

【図１０】本発明の数値実施例５の広角端のレンズ断
面図

【図１１】本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図１２】本発明の数値実施例１の中間の収差図

【図１３】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図１４】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図１５】本発明の数値実施例２の中間の収差図

【図１６】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図１７】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１８】本発明の数値実施例３の中間の収差図

【図１９】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図２０】本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図２１】本発明の数値実施例４の中間の収差図

【図２２】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【図２３】本発明の数値実施例５の広角端の収差図

【図２４】本発明の数値実施例５の中間の収差図

【図２５】本発明の数値実施例５の望遠端の収差図

【図２６】本発明のズームレンズに係る非球面の説明
図

【符号の説明】

Ｌ１第１群Ｌ１ａ第１ａ群Ｌ１ｂ第１ｂ群Ｌ２第２群Ｌ２ａ第２ａ群Ｌ２ｂ第２ｂ群Ｌ２ｃ第２ｃ群Ｌ３第３群ＳＰ絞りＩＰ像面ｄｄ線ｇｇ線Ｓ．Ｃ正弦条件 ΔＳサジタル像面 ΔＭメリディオナル像面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に負の屈折力の第１群、正
の屈折力の第２群そして負の屈折力の第３群の３つのレ
ンズ群を有し、各レンズ群間隔を変えて変倍を行い、無
限遠物体のときの軸上光線の第ｉ面への広角端と望遠端
での入射高を各々Ｈｉｗ（Ｈｉｗ＞０），Ｈｉｔ（Ｈｉ
ｔ＞０）、最大画角の軸外主光線の第ｉ面への広角端と
望遠端での入射高を各々Ｈｂｉｗ，Ｈｂｉｔとしたと
き、Ｈｉｗ＞｜Ｈｂｉｗ｜Ｈｉｔ＞｜Ｈｂｉｔ｜を満足する物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズ面
Ｒａにレンズ中心からレンズ周辺にいくに従い負の屈折
力が強くなる形状の非球面を施したことを特徴とするズ
ームレンズ。
【請求項２】前記第２群は物体側より順に正の屈折力
の第２ａ群、負の屈折力の第２ｂ群、そして正の屈折力
の第２ｃ群を有していることを特徴とする請求項１のズ
ームレンズ。
【請求項３】前記第３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、０．７≦｜Ｆｗ／ｆ３｜≦２．５なる条件を満足することを特徴とする請求項２のズーム
レンズ。
【請求項４】前記第１群と第２群の広角端における焦
点距離を各々ｆ１，ｆ２としたとき、０．２≦｜Ｆｗ／ｆ１｜≦１．０１．０≦ Ｆｗ／ｆ２ ≦２．５なる条件を満足することを特徴とする請求項３のズーム
レンズ。
【請求項５】前記第３群の広角端における結像倍率を
β３ｗとするとき、０．１≦ｆ３×（１−β３ｗ）／Ｆｗ≦０．５なる条件を満足することを特徴とする請求項４のズーム
レンズ。
【請求項６】前記レンズ面Ｒａが前記第２ｂ群に含ま
れていることを特徴とする請求項２のズームレンズ。
【請求項７】前記レンズ面Ｒａが前記第２ｂ群の負レ
ンズに含まれていることを特徴とする請求項２のズーム
レンズ。
【請求項８】前記レンズ面Ｒａが負の単一レンズに含
まれていることを特徴とする請求項１又は２のズームレ
ンズ。