JP2000321496A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】非球面を適切に用い全変倍範囲にわたって高い
光学性能を有したインナーフォーカス方式を利用した４
群ズームレンズを得ること。 【解決手段】物体側より順に変倍の際に固定の正の屈折
力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴う
像面変動を補正する正または負の屈折力の第３群、そし
て固定の正の屈折力の第４群を有し、該第１群は合焦時
固定の負の屈折力の第１１群と合焦作用を有する第１２
群と合焦時固定の正の屈折力の第１３群を有し、該第１
１群と該第１３群は各々非球面を有していること。

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に関
し、特に非球面をレンズ系中の一部に適切に用いること
により、例えば広角端のＦナンバーが１．５程度と大口
径でしかも超広角（広角端画角２ω＝７８゜〜９５゜）
で、変倍比１０〜２７程度と高変倍比の全変倍範囲にわ
たり良好なる光学性能を有したテレビカメラや写真用カ
メラやデジタルカメラ、そしてビデオカメラ等に好適な
ズームレンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりテレビカメラや写真用カメラや
デジタルカメラ、そしてビデオカメラ等には大口径、高
変倍でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要求
されている。

【０００３】このことに加えて、特に放送用のカラーテ
レビカメラでは操作性、機動性が重視され、その要求に
答えて撮像デバイスも２／３インチや１／２インチの小
型のＣＣＤ（固体撮像素子）が主流となってきた。

【０００４】このＣＣＤは撮像範囲全体が略均一の解像
力を有しているため、これを用いるズームレンズに対し
ては、画面中心から画面周辺まで解像力が略均一である
ことが要求されている。

【０００５】例えば非点収差や歪曲収差や倍率の色収差
等の緒収差が良好に補正され画面全体が高い光学性能を
有していることが要望されている。更に大口径、広角、
高変倍比でしかも小型軽量であること、そして撮像手段
の前方に色分解光学系や各種のフィルターを配置するた
め、長いバックフォーカスを有していること等が要望さ
れている。

【０００６】ズームレンズのうち物体側から順に合焦用
（フォーカス用）の正の屈折力の第１群、変倍用の負の
屈折力の第２群、変倍に伴って変動する像面を補正する
ための正又は負の屈折力の第３群、そして結像用の正の
屈折力の第４群の４つのレンズ群よりなる所謂４群ズー
ムレンズは比較的高変倍比化及び大口径化が容易である
ため、放送用のカラーテレビカメラ用のズームレンズに
多く用いられている。

【０００７】４群ズームレンズのうちＦナンバーが１．
７程度、広角端画角２ω＝８６゜程度、変倍比８程度の
大口径比、高変倍の４群ズームレンズが、例えば特開平
６−２４２３７８号公報で提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ズームレンズにおいて
大口径比（Ｆナンバー１．５〜１．８）で高変倍比（変
倍比１０〜２７）で、超広角（広角端画角２ω＝７８゜
〜９５゜）でしかも全変倍範囲にわたり高い光学性能を
得るには各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定
する必要がある。

【０００９】一般に全変倍範囲にわたり収差変動が少な
く、高い光学性能を得るには、例えば各レンズ群のレン
ズ枚数を増加させて収差補正上の設計の自由度を増やす
ことが必要となってくる。

【００１０】このため、大口径比で超広角、高変倍比の
ズームレンズを達成しようとすると、どうしてもレンズ
枚数が増加し、レンズ系全体が大型化してくるという問
題点が生じてきて、小型軽量化の要望に応えることがで
きなくなってしまう。

【００１１】また、結像性能においては第１に、ズーム
レンズの超広角化に関して言えば歪曲収差が最大の問題
点となる。これは歪曲収差が３次の収差係数の領域にお
いて画角の３乗で影響することが原因となっている。

【００１２】図２９はズームレンズにおいて、各変倍位
置における歪曲収差の変化を示した摸式図である。

【００１３】図２９に示すように歪曲収差は広角端（焦
点距離ｆｗ）ではかなり大きなアンダー（マイナス）と
なっている。そりて広角端ｆｗから望端（焦点距離ｆ
ｔ）に行くに従い順次オーバー（プラス）の方向に大き
くなり、歪曲収差が０のズーム位置を通り、ズーム位置
ｆｍ＝ｆｗ×Ｚ^1/4付近でオーバーの値が最大になって
くる。そして、焦点距離ｆｍから望遠端ｆｔにかけて順
次オーバーの量が小さくなってくる。この傾向は広角端
の画角が大きくなるに連れ大きくなるため、広角端の画
角２ωが７８゜を超えるような超広角ズームレンズにお
いては広角側でのアンダーの歪曲収差が急増するため歪
曲収差が非常に困難となる。但し、ｆｗは広角端の焦点
距離、Ｚはズーム比である。

【００１４】次に、画面中心の最も像コントラストが良
い点、所謂ベスト像面の変倍に伴う変動が問題となって
くる。これは主に変倍に伴う球面収差の変動に起因して
いる。この球面収差は３次の収差係数の領域において口
径の３乗で影響するため、大口径化の最大の問題点とな
っている。

【００１５】一般に、変倍に伴う球面収差の変動はズー
ム比をＺ、広角端の焦点距離をｆｗとすると、図３０に
示すように球面収差が０の広角端よりズーム位置ｆｍ＝
ｆｗ×Ｚ^1/4付近まではガウス像面に対してアンダー
（マイナス）傾向となる。そしてズーム位置ｆｍ＝ｆｗ
×Ｚ^1/4付近を過ぎるとアンダー量が少なくなり、ある
ズーム位置で０となり、今度はオーバー（プラス）傾向
となる。

【００１６】そして軸上光束径が制限されて、Ｆナンバ
ーが大きくなってくる（レンズ系が暗くなってくる）ズ
ーム位置であるＦドロップの始まるズーム位置ｆｄ＝
（Ｆｎｏ．ｗ／Ｆｎｏ．ｔ）×ｆｔ付近で最もオーバー
（プラス）となり、このズーム位置を過ぎると望遠端に
かけてオーバー量が少なくなり、望遠端では略０となっ
てくる。

【００１７】但し、Ｆｎｏ．ｗ、Ｆｎｏ．ｔは広角端と
望遠端のＦナンバー、ｆｔは望遠端の焦点距離である。

【００１８】このように特にＦドロップの始まるズーム
位置を有するズームレンズでは望遠側での球面収差の制
御が非常に困難となる。

【００１９】このような緒収差の変動を全変倍範囲にわ
たり良好に補正するために、従来は合焦用レンズ群や変
倍系のレンズ群を増加させて補正していた。このためレ
ンズ系全体が大型化及び複雑化してくるという問題点が
あった。

【００２０】また、このような問題点の解決のための非
球面の導入が、上記特開平６−２４２３７８号公報での
実施例において提案されている。

【００２１】しかしながら、ズームレンズの仕様が向上
し、大口径比で、しかも超広角から始まる高変倍比のズ
ームレンズにおいては非球面の導入方法の見直しが必要
となってきている。

【００２２】大口径比で、しかも超広角から始まる高変
倍比のズームレンズにおいては歪曲収差は広角側で大き
く変動し、球面収差は望遠側で大きく変動する。この両
方の収差を良好に補正するために変倍部のいずれかの面
に非球面を導入したでけでは効率良く且つ良好に補正す
ることが困難となってきている。

【００２３】本発明は所謂４群ズームレンズにおいて、
各レンズ群の屈折力やＦナンバー値等を適切に設定する
と共に少なくとも２つのレンズ面に非球面を施すことに
より、変倍に伴う緒収差の変動を少なくし、特に広角側
の歪曲収差と望遠側における球面収差を良好に補正し、
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。

【００２４】この他本発明は、広角端のＦナンバー１．
５〜１．８程度、超広角（広角端画角２ω＝７８゜〜９
５゜程度）で、変倍比１０〜２７程度の大口径比で高変
倍比のズームレンズの提供を目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズは、物体側より順に変倍の際に固定の正の屈折力
の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴う像
面変動を補正する正または負の屈折力の第３群、そして
固定の正の屈折力の第４群を有し、該第１群は合焦時固
定の負の屈折力の第１１群と合焦作用を有する第１２群
と合焦時固定の正の屈折力の第１３群を有し、該第１１
群と該第１３群は各々非球面を有していることを特徴と
している。

【００２６】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１１群は第１１群における軸上光束の最大入
射高をｈｔ、広角端の最大画角の軸外光束入射高をｈ
ｗ、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での最大画角の軸
外光束入射高をｈｚとしたとき、１．３０＜ｈｗ／ｈ
ｔ、且つ１．０５＜ｈｗ／ｈｚを満足する少なくとも１
つのレンズ面に非球面ＡＳ１が施されており、前記第１
３群は第１３群における軸上光束の最大入射高をｈｔ、
広角端の最大画角の軸外光束入射高をｈｗ、変倍比Ｚ
^1/4におけるズーム位置での最大画角の軸外光束入射高
をｈｚとしたとき、０．７５＞ｈｗ／ｈｔを満足する少
なくとも１つのレンズ面に非球面ＡＳ２が施されている
ことを特徴としている。

【００２７】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、変倍比をＺ、前記第１群、第１１群、第１３群の各
々の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ１１，ｆ１３、前記第
２群の広角端における横倍率をβ２ｗとしたとき、 Ｚ ＞ １０ −０．４２＜β２ｗ＜−０．１８ ‥‥‥（１） −２．４５＜ｆ１１／ｆ１＜−０．９８‥‥（２） １．０５＜ｆ１３／ｆ１＜ ２．１０‥‥（３） なる条件を満足することを特徴としている。

【００２８】請求項４の発明は請求項２の発明におい
て、前記非球面ＡＳ１は正の屈折面に施した場合にはレ
ンズ周辺部に行くに従い正の屈折力が強くなる形状を成
し、負の屈折面に施した場合にはレンズ周辺部に行くに
従い負の屈折力が弱くなる形状を成し、該非球面ＡＳ１
のレンズ有効径の１０割、９割、７割における非球面量
を各々△１（１０）、△１（９）、△１（７）としたと
き、 １．０７×１０^-3＜｜△１（１０）／ｆ１｜＜７．２０×１０^-2 １．０６×１０^-3＜｜△１（ ９）／ｆ１｜＜４．９０×１０^-2 ６．１０×１０^-4＜｜△１（ ７）／ｆ１｜＜１．９５×１０^-2 ‥‥‥（４） なる条件を満足することを特徴としている。

【００２９】請求項５の発明は請求項２の発明におい
て、前記非球面ＡＳ２は正の屈折面に施した場合にはレ
ンズ周辺部に行くに従い正の屈折力が弱くなる形状を成
し、負の屈折面に施した場合にはレンズ周辺部に行くに
従い負の屈折力が強くなる形状を成し、該非球面ＡＳ２
のレンズ有効径の１０割、９割、７割における非球面量
を各々△２（１０）、△２（９）、△２（７）としたと
き、 ２．１５×１０^-3＜｜△２（１０）／ｆ１｜＜２．４５×１０^-2 １．３５×１０^-3＜｜△２（ ９）／ｆ１｜＜１．６０×１０^-2 ４．８５×１０^-4＜｜△２（ ７）／ｆ１｜＜５．６０×１０^-3 ‥‥‥（５） なる条件を満足することを特徴としている。

【００３０】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１１群は物体側より少なくとも２つの負レン
ズおよび１つの正レンズより構成され、最も物体側の負
レンズは像面側に強い凹面を向けたメニスカス形状或い
は平凹形状を成し、該少なくとも２つの負レンズの材質
のアッベ数の平均を△ν１１ｎ、該正レンズの材質のア
ッベ数を△ν１１ｐとしたとき、 △ν１１ｎ−△ν１１ｐ＞２６．５ ‥‥‥（６） なる条件を満足することを特徴としている。

【００３１】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１２群は無限遠物体から至近距離物体への合
焦時に像面側へ移動し、像面側に凸面を向けた形状の正
レンズを少なくとも１つ有していることを特徴としてい
る。

【００３２】請求項８の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１３群は少なくとも１つの負レンズと３つの
正レンズより構成され、該負レンズの材質のアッベ数を
△ν１３ｎ、該少なくとも３つの正レンズの材質のアッ
ベ数の平均を△ν１３ｐとしたとき、 △ν１３ｐ−△ν１３ｎ＞３７．４ ‥‥‥（７） なる条件を満足することを特徴としている。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の数値実施例１の広
角端のレンズ断面図、図２〜図６は本発明の数値実施例
１の焦点距離ｆがｆ＝５，ｆ＝８．８９，ｆ＝１２．５
０，ｆ＝３７．５０，ｆ＝５０のときの収差図である。

【００３４】図７は本発明の数値実施例２の広角端のレ
ンズ断面図、図８〜図１２は本発明の数値実施例２の焦
点距離ｆがｆ＝５．５０，ｆ＝１０．２４，ｆ＝２２．
０，ｆ＝４６．７５，ｆ＝６６のときの収差図である。

【００３５】図１３は本発明の数値実施例３の広角端の
レンズ断面図、図１４〜図１８は本発明の数値実施例３
の焦点距離ｆがｆ＝６．７，ｆ＝１５．２７，ｆ＝３
３．５，ｆ＝１０７．２，ｆ＝１８０．９のときの収差
図である。

【００３６】図１９は本発明の数値実施例４の広角端の
レンズ断面図、図２０〜図２４は本発明の数値実施例４
の焦点距離ｆがｆ＝６．７，ｆ＝１５．２７，ｆ＝２
８．６６，ｆ＝６７．５５，ｆ＝１８０．９のときの収
差図である。

【００３７】レンズ断面図において、Ｆは第１群として
の正の屈折力のフォーカス群（前玉レンズ群）であり、
少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズを有する固
定の負の屈折力の第１１群Ｆ１１と、合焦用の第１２群
Ｆ１２，そして固定の正の屈折力の第１３群Ｆ１３とを
有している。

【００３８】Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力の
バリエータであり、光軸上を像面側へ単調に移動させる
ことにより、広角端（ワイド）から望遠端（テレ）への
変倍を行っている。Ｃは第３群としての負の屈折力のコ
ンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するた
めに光軸上を物体側へ凸の軌跡を有してを非直線的に移
動している。バリエータＶとコンペンセータＣとで変倍
系を構成している。ＳＰは絞り、Ｒは第４群としての正
の屈折力の固定のリレー群である。Ｐは色分解プリズム
や光学フィルター等であり、同図ではガラスブロックと
して示している。ＩＰは像面である。

【００３９】本実施形態では第１１群に少なくとも１つ
の非球面ＡＳ１を，第１３群に少なくとも１つの非球面
ＡＳ２を施すことにより全変倍範囲にわたり高い光学性
能を得ている。

【００４０】又第１２群で合焦を行うときの収差変動が
少なくなるようにして物体距離全般にわたり、高い光学
性能を得ている。

【００４１】本発明の目的とするズームレンズは、以上
の構成によって達成されるが、更に収差補正上、好まし
くは次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが
良い。

【００４２】（ア−１）前記第１１群は第１１群におけ
る軸上光束の最大入射高をｈｔ、広角端の最大画角の軸
外光束入射高をｈｗ、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置
での最大画角の軸外光束入射高をｈｚとしたとき、１．
３０＜ｈｗ／ｈｔ、且つ１．０５＜ｈｗ／ｈｚを満足す
る少なくとも１つのレンズ面に非球面ＡＳ１が施されて
おり、前記第１３群は第１３群における軸上光束の最大
入射高をｈｔ、広角端の最大画角の軸外光束入射高をｈ
ｗ、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での最大画角の軸
外光束入射高をｈｚとしたとき、０．７５＞ｈｗ／ｈｔ
を満足する少なくとも１つのレンズ面に非球面ＡＳ２が
施されていることである。

【００４３】本発明においては、画角の３乗で影響する
広角側の歪曲収差を補正するために、第１群（前玉レン
ズ群）を構成するレンズ面のうち、第１１群において全
変倍範囲中で軸上光束の最大入射高をｈｔ、広角端の最
大画角の軸外光束入射高をｈｗ、変倍比Ｚ^1/4における
ズーム位置での最大画角の軸外光束入射高をｈｚとした
とき、１．３０＜ｈｗ／ｈｔ、且つ１．０５＜ｈｗ／ｈ
ｚを満足する少なくとも１つの面に非球面ＡＳ１を施
し、且つ、口径の３乗で影響する望遠側の球面収差を補
正するために第１３群において全変倍範囲中で軸上光束
の最大入射高をｈｔ、広角端の最大画角の軸外光束入射
高をｈｗ、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での最大画
角の軸外光束入射高をｈｚとしたとき、０．７５＞ｈｗ
／ｈｔ、且つ０．８０＞ｈｗ／ｈｚを満足する少なくと
も１つのレンズ面に非球面ＡＳ２を施している。

【００４４】これによって変倍比Ｚ^1/4付近のズーム位
置で最大となる歪曲収差（ディストーション）を効果的
に補正している。

【００４５】次に本発明におけるズームレンズの非球面
の特徴について説明する。広角端の画角２ω＝７８゜〜
９５゜から始まりズーム比が１０〜２７倍程度のズーム
レンズにおいては、前玉レンズ群及びバリエータへの軸
上光線の入射高は図２５〜図２８に示すように広角端か
ら望遠端にかけて順次高くなり、Ｆドロップのあるズー
ムレンズではＦドロップ開始位置（ズーム位置ｆｄ、図
２７）で各々最も高くなる。そして望遠端ではＦドロッ
プのために前玉レンズ群では一定となり、バリエータで
は低くなる。

【００４６】これに対して、軸外光線の入射高は広角端
においては前玉レンズ群のうち特に前記第１１群の有効
径いっぱいを通過しているが、ズーム位置ｆｍ＝ｆｗ×
Ｚ^{1/ 4} では第１１群における入射高は急激に低くなり、
逆に前玉レンズ群のうち第１３群における入射高は急激
に高くなる。この傾向は広角化、高倍率化、小型軽量化
を目指すと顕著になる。

【００４７】前玉レンズ群に非球面を施し収差変動の抑
制をするとき、１面のみの非球面では広角側で変動の大
きい歪曲収差と望遠側で変動の大きい球面収差の両者を
効率よく補正することができない。それは歪曲収差と球
面収差とでは収差としての性質上の問題から各々を補正
するための非球面形状とその非球面量が大きく異なるた
め、どちらかの収差に着目して非球面を施すときに他方
の収差に高次の収差等の悪影響を及ぼしてしまうからで
ある。

【００４８】非球面ＡＳ１の非球面形状は逆に言えば変
倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での歪曲収差に関しては
逆効果であり、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での前
玉群での強い正の屈折力に起因するオーバー（プラス）
の歪曲収差を非球面効果によりさらに強く跳ね上げるこ
とで歪曲収差を抑制することが困難となってしまう。

【００４９】そこで、上記の１．３０＜ｈｗ／ｈｔなる
条件をを満足することは全変倍範囲中広角端近傍におい
てのみ軸外光線が通過し、且つ望遠側の軸上光線の入射
高との差が大きいことを示しており、これにより広角化
による広角端の歪曲収差のを良好に補正しながら望遠側
の球面収差の変動等への影響を極力抑制している。加え
て、上記の１．０５＜ｈｗ／ｈｚなる条件を同時に満足
することは全変倍範囲中広角端近傍においてのみ軸外光
線が通過し、且つ変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置近傍
での最大画角の軸外光束入射高との差が大きいことを示
しており、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での前玉群
での強い正の屈折力に起因するオーバー（プラス）の歪
曲収差を非球面効果によりさらに強く跳ね上げることを
極力回避している。これにより広角化による広角端の歪
曲収差のを良好に補正しながら望遠側の球面収差の変動
等への影響を極力抑制している。

【００５０】また、第１３群の非球面ＡＳ２に関して
は、上記の０．７５＞ｈｗ／ｈｔなる条件をを満足する
ことは全変倍範囲中望遠端近傍においてのみ軸上光線が
通過し、且つ広角側の軸外光線の入射高との差が大きい
ことを示しており、これにより高倍率化による望遠端の
球面収差のを良好に補正しながら広角側の歪曲収差の変
動等への影響を極力抑制している。

【００５１】この非球面ＡＳ２の付加的効果として、ズ
ーム位置ｆｍ＝ｆｗ×Ｚ^1/4 での前玉レンズ群内の軸外
入射高が急激に高くなることによって軸外光線が前玉レ
ンズ群の正の屈折力により強く跳ね上げられることに起
因する歪曲収差のオーバー（プラス）を抑制することが
可能にもなる。つまり、望遠側での軸上光線入射高が高
く、且つ広角側での軸外光線入射高の変化が大きい前玉
レンズ群の第１３群のレンズ面に非球面を施すと非常に
効果的となる。

【００５２】これらの非球面ＡＳ１とＡＳ２はその収差
補正効果の違いから、なるべく離して配置するとより大
きな効果を発揮する。そこで、ブロックとしては最大の
厚みを有する第１群を３つに分割し、尚かつ第１２群を
インナーフォーカス化することで非球面ＡＳ１と非球面
ＡＳ２の間に適切な距離を設定することでわずか２面の
非球面で最大の収差補正効果をあげることができるので
ある。

【００５３】このように本実施例では非球面を施すレン
ズ面を適切に設定して広角側での歪曲収差と望遠側での
球面収差の変動を良好に補正し、全変倍範囲で高い光学
性能を得ている。

【００５４】（ア−２）変倍比をＺ、前記第１群、第１
１群、第１３群の各々の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ１
１，ｆ１３、前記第２群の広角端における横倍率をβ２
ｗとしたとき、 Ｚ ＞ １０ −０．４２＜β２ｗ＜−０．１８ ‥‥‥（１） −２．４５＜ｆ１１／ｆ１＜−０．９８ ‥‥‥（２） １．０５＜ｆ１３／ｆ１＜ ２．１０ ‥‥‥（３） なる条件を満足することである。

【００５５】本発明は１０倍以上のズ−ム比Ｚを有し、
広角端画角２ωが７８゜を超えるような超広角ズームレ
ンズであり、さらにズーム全域にて大口径化されたズー
ムレンズを実現するために、まず全系の広角端における
バリエータ（第２群）の横倍率を条件式（１）のように
設定し広角に最適なパワー（屈折力）を配置を設定して
いる。

【００５６】また、第１１群の屈折力を条件式（２）を
満足するように設定している。これは第１群の最も物体
側に屈折力の強い発散作用のレンズ群を配置することに
より、第１群全体の屈折力を強めて広角化を実現してい
るのと同時に、合焦作用を有する第１２群が光軸上を移
動する際の収差補正作用を向上させるために適切な発散
作用を発生させている。

【００５７】条件式（２）の上限値を超えると発散作用
が不十分となり、ズームレンズ全系の広角化が困難にな
ってくるのに加えて合焦による収差の変動が大きく残存
してしまう。条件式（２）の下限値を超えると発散作用
が過剰となり負の球面収差等が急激に大きくなり、第１
２群、第１３群での収差補正が困難となってくる。

【００５８】条件式（３）の上限値を超えると第１３群
を構成するレンズ面の曲率半径が急激に小さくなるため
特に望遠側での収差変動が増大してしまう。これを補正
するための設計自由度としてのレンズ構成枚数が多く必
要となり、大口径化及び小型化が難しくなってくる。

【００５９】条件式（３）の下限値を超えると正のペッ
ツバール和が著しく減少し、第１１群で発生する負の球
面収差やバリエータＶで発生する負のペッツバール和を
補正することが困難となってしまう。また、上限値を越
えると前玉レンズ群全体としての主点が像面側に入り込
んでしまい、小型化に対して逆効果となってしまう。

【００６０】（ア−３）前記非球面ＡＳ１は正の屈折面
に施した場合にはレンズ周辺部に行くに従い正の屈折力
が強くなる形状を成し、負の屈折面に施した場合にはレ
ンズ周辺部に行くに従い負の屈折力が弱くなる形状を成
し、該非球面ＡＳ１のレンズ有効径の１０割、９割、７
割における非球面量を各々△１（１０）、△１（９）、
△１（７）としたとき、 １．０７×１０^-3＜｜△１（１０）／ｆ１｜＜７．２０×１０^-2 １．０６×１０^-3＜｜△１（ ９）／ｆ１｜＜４．９０×１０^-2 ６．１０×１０^-4＜｜△１（ ７）／ｆ１｜＜１．９５×１０^-2 ‥‥‥（４） なる条件を満足することである。

【００６１】非球面ＡＳ１は、広角側での歪曲収差の変
動を補正するための非球面を第１１群中の正の屈折面に
施した場合にはレンズ周辺部に行くに従い正の屈折力が
強くなる形状を成し、負の屈折面に施した場合にはレン
ズ周辺部に行くに従い負の屈折力が弱くなる形状を成す
ことにより広角端近傍での歪曲収差がアンダー（マイナ
ス）となることを補正することで広角側の歪曲収差の変
動を良好に補正している。

【００６２】さらに、本発明では第１１群の非球面ＡＳ
１の非球面形状を広角化による広角端の歪曲収差のを良
好に補正するために、前述の条件式（４）を満足するよ
うに非球面の中心部はほぼ球面で、周辺ほど非球面が大
きくなる形状としている。

【００６３】尚、上記の条件式（４）はズームレンズに
変倍系において、ズーム全域のうち広角端近傍のごく一
部のズーム範囲のみ非球面の歪曲収差補正効果を発揮さ
せ、他のズーム領域においては球面収差や非点収差、コ
マ収差等への影響がなるべく少なくするためのものであ
る。

【００６４】（ア−４）前記非球面ＡＳ２は正の屈折面
に施した場合にはレンズ周辺部に行くに従い正の屈折力
が弱くなる形状を成し、負の屈折面に施した場合にはレ
ンズ周辺部に行くに従い負の屈折力が強くなる形状を成
し、該非球面ＡＳ２のレンズ有効径の１０割、９割、７
割における非球面量を各々△２（１０）、△２（９）、
△２（７）としたとき、 ２．１５×１０^-3＜｜△２（１０）／ｆ１｜＜２．４５×１０^-2 １．３５×１０^-3＜｜△２（ ９）／ｆ１｜＜１．６０×１０^-2 ４．８５×１０^-4＜｜△２（ ７）／ｆ１｜＜５．６０×１０^-3 ‥‥‥（５） なる条件を満足することである。

【００６５】非球面ＡＳ２は、望遠側での球面収差の変
動を補正するための非球面を第１３群中の正の屈折面に
施した場合にはレンズ周辺部に行くに従い正の屈折力が
弱くなる形状を成し、負の屈折面に施した場合にはレン
ズ周辺部に行くに従い負の屈折力が強くなる形状を成す
ことにより望遠端近傍での球面収差がアンダー（マイナ
ス）となることを補正することで望遠側の球面収差の変
動を良好に補正している。

【００６６】そして、第１３群の非球面ＡＳ２の非球面
形状を高倍率化による望遠端の歪曲収差のを良好に補正
するために、前述の条件式（５）を満足するように非球
面の中心部はほぼ球面で、周辺ほど非球面が大きくなる
形状としている。

【００６７】尚、上記の条件式（５）はズームレンズに
変倍系において、ズーム全域のうち望遠端近傍のごく一
部のズーム範囲のみ非球面の球面収差補正効果を発揮さ
せ、他のズーム領域においては非点収差、コマ収差等へ
の影響がなるべく少なくするためのものである。

【００６８】（ア−５）前記第１１群は物体側より少な
くとも２つの負レンズおよび１つの正レンズより構成さ
れ、最も物体側の負レンズは像面側に強い凹面を向けた
メニスカス形状或いは平凹形状を成し、該少なくとも２
つの負レンズの材質のアッベ数の平均を△ν１１ｎ、該
正レンズの材質のアッベ数を△ν１１ｐとしたとき、 △ν１１ｎ−△ν１１ｐ＞２６．５ ‥‥‥（６） なる条件を満足することである。

【００６９】これは前玉レンズ群に関し、第１１群は物
体側より順に少なくとも２つの負レンズおよび少なくと
も１つの正レンズより構成され、最も物体側の負レンズ
は像面側に強い凹面を向けたメニスカス形状或いは平凹
形状とすることで広角端における歪曲収差の発生を極力
抑制している。

【００７０】さらに、第１１群における色消し条件式
（６）を満足するようにしており、とくに広角側の軸外
光線の色消しを良好に補正している。

【００７１】条件式（６）の下限値を超えると色消しが
不十分となり、広角側での倍率の色収差の変動が大きく
残存してしまう。

【００７２】（ア−６）前記第１２群は無限遠物体から
至近距離物体への合焦時に像面側へ移動し、像面側に凸
面を向けた形状の正レンズを少なくとも１つ有している
ことである。

【００７３】第１２群は無限遠物体から至近距離物体へ
の合焦時に像面側へ移動する所謂インナーフォーカス方
式を導入することにより被写体距離による収差変動を良
好に補正すると同時にズームレンズ全体の小型化とフォ
ーカス作動トルクの軽減等の効果を達成している。

【００７４】また第１２群は少なくとも１つの正レンズ
からなり、その形状が像面側に強い凸面を向けた形状と
することで広角端でアンダー（マイナス）に大きく変動
する歪曲収差を補正する効果を達成している。

【００７５】（ア−７）前記第１３群は少なくとも１つ
の負レンズと３つの正レンズより構成され、該負レンズ
の材質のアッベ数を△ν１３ｎ、該少なくとも３つの正
レンズの材質のアッベ数の平均を△ν１３ｐとしたと
き、 △ν１３ｐ−△ν１３ｎ＞３７．４ ‥‥‥（７） なる条件を満足することである。

【００７６】第１３群は少なくとも１つの負レンズおよ
び少なくとも３つの正レンズより構成している。

【００７７】さらに、第１３群における色消し条件式
（７）を満足するようにしており、とくに望遠側の軸上
光線の色消しを良好に補正している。条件式（７）の下
限値を超えると色消しが不十分となり、望遠側での軸上
の色収差が大きく残存してしまう。

【００７８】次に本発明の各実施例（数値実施例）の特
徴について説明する。図１に示す実施例１は１０倍のズ
ーム比を有し、広角端画角２ωは９５°を超えている。
Ｒ１からＲ１７は前玉レンズ群Ｆである。Ｒ１からＲ８
はフォーカスの際に固定の第１１群Ｆ１１であり負のパ
ワー（屈折力）を有し、Ｒ９からＲ１０はフォーカス作
用を有し無限遠物体から至近距離物体への合焦時に像面
側へ移動する第１２群Ｆ１２であり、Ｒ１１からＲ１７
はフォーカスの際に固定の第１３群Ｆ１３であり正のパ
ワーを有する。Ｒ１８からＲ２６は変倍のためにワイド
（広角端）からテレ（望遠端）へ像面側へ単調に移動す
るバリエータＶである。Ｒ２７からＲ２９は変倍に伴う
像点補正の作用を有するコンペンセータＣであり負のパ
ワーを有し、ワイドからテレへの変倍に際し、物体側へ
凸状の弧を描くように移動する。ＳＰ（３０）は絞りで
ある。Ｒ３１からＲ４７は結像作用を有するリレー群Ｒ
であり、Ｒ４８からＲ５０は色分解プリズムと等価なガ
ラスブロックである。

【００７９】この実施例１では、ズームレンズ全系の広
角端のバリエータの横倍率をβ２ｗとすると、β２ｗ＝
−０．３９２というパワー（屈折力）配置とすることで
超広角化に対応している。

【００８０】これらの広角化に対し前玉レンズ群ではま
ず広角側で軸外光線入射高が大きくなるため広角側での
緒収差への影響が大きい第１１群Ｆ１１を物体側から順
に、凹（負）、凹（負）、凹（負）、凸（正）の４枚の
レンズ構成とし、最も物体側にある凹レンズは像面側に
強い凹面を向けたメニスカス形状或いは平凹形状とする
ことで前玉レンズ群内での歪曲収差の発生を抑制してい
る。

【００８１】また、フォーカス方式として、第１２群Ｆ
１２をフォーカス移動群とする所謂インナーフォーカス
方式を採用することにより、被写体距離による収差変動
を良好に補正すると同時にズームレンズ全体の小型化と
フォーカス作動トルクの軽減等の効果を達成している。

【００８２】さらに、軸上光線入射高が望遠側で大きく
なるため望遠側での緒収差への影響が大きい第１３群Ｆ
１３を物体側から順に凹、凸、凸、凸の４枚構成とし、
凹レンズにより球面収差を発散させ、前玉レンズ群内で
の球面収差の発生を抑制している。

【００８３】前述の条件式はｆ１１／ｆ１＝−２．３０
２、ｆ１３／ｆ１＝２．００９、△ν１１ｎ−△ν１１
ｐ＝２９．３５、△ν１３ｐ−△ν１３ｎ＝４１．７９
である。

【００８４】また、バリエータＶにおいては物体側より
凹、凸、凹、凸、凹なるレンズ配置としている。まず、
最も物体側の負レンズは像面側に強い凹面を向けたメニ
スカス形状とすることにより広角端での歪曲収差を効果
的に補正している。

【００８５】２番目と３番目の凹と凸の組み合わせによ
り色収差の変動と特に倍率の色収差自体を補正してい
る。これは、バリエータＶを５枚のレンズにて構成して
おりバリエータＶ全体の厚みが増加しているので、バリ
エータとしての色消しの位置が像面側に存在すればする
ほどバリエータの波長による主点の位置のズレが大きく
なり倍率の色収差が大きく発生してしまう。このため実
施例の構成例のようにバリエータＶとしての色消しの位
置を物体側に存在させて倍率の色収差を良好に補正して
いる。

【００８６】さらに、４番目と５番目の凹と凸の組み合
わせとし、両者の間に適切な屈折率差を設定することで
特に望遠側でのコマ収差を補正している。正レンズと負
レンズは高次収差の影響を考慮したとき、接合・分離の
どちらか一方の形態をとるので、屈折率差が少ないと正
レンズと負レンズが接合の形態をとったときのコマ収差
の発散効果が著しく喪失されてしまう。

【００８７】コンペンセータＣにおいても凹、凸の２枚
構成とし、その境界面で球面収差や色収差を発散させ、
緒収差の発生を抑制している。

【００８８】第１１群Ｆ１１の非球面ＡＳ１はＲ１面に
施しており、Ｒ１面の非球面は全変倍範囲中広角端近傍
においてのみ軸外光線が通過し、且つ望遠側の軸上光線
の入射高との差が大きいこと及び全変倍範囲中広角端近
傍においてのみ軸外光線が通過し、且つ変倍比Ｚ^1/4に
おけるズーム位置近傍での最大画角の軸外光束入射高と
の差が大きいことを有効に利用しており、ｈｗ／ｈｔ＝
３．７９６、ｈｗ／ｈｚ＝１．４１３である。

【００８９】非球面ＡＳ１の非球面の方向は光軸からの
離れ量が大きくなるに連れ正のパワーが強くなる方向で
あり、高次の領域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補
正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用して
いる。このときの非球面量はＲ１の入射光線最大高にて
１８４７μｍである。

【００９０】第１３群Ｆ１３の非球面ＡＳ２はＲ１４面
に施しており、Ｒ１４面の非球面は全変倍範囲中望遠端
近傍においてのみ軸上光線が通過し、且つ広角側の軸外
光線の入射高との差が大きいことを有効に利用してお
り、ｈｗ／ｈｔ＝０．７４３である。

【００９１】非球面ＡＳ２の非球面の方向は光軸からの
離れ量が大きくなるに連れ正のパワーが弱くなる方向で
あり、高次の領域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補
正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用して
いる。このときの非球面量はＲ１４の入射光線最大高に
て６２１．１μｍである。

【００９２】図２〜図６に、各ズーム位置における球面
収差、非点収差、歪曲収差を示す。図７に示す実施例２
は１２倍のズーム比を有し、広角端の画角２ωは９０°
を超えている。Ｒ１からＲ１７は前玉レンズ群Ｆであ
る。Ｒ１からＲ８はフォーカスの際に固定の第１１群Ｆ
１１であり負のパワー（屈折力）を有し、Ｒ９からＲ１
０はフォーカス作用を有し無限遠物体から至近距離物体
への合焦時に像面側へ移動する第１２群Ｆ１２であり、
Ｒ１１からＲ１７はフォーカスの際に固定の第１３群Ｆ
１３であり正のパワーを有する。Ｒ１８からＲ２５は変
倍のためにワイド（広角端）からテレ（望遠端）へ像面
側へ単調に移動するバリエータＶである。Ｒ２６からＲ
２８は変倍に伴う像点補正の作用を有するコンペンセー
タＣであり負のパワーを有し、ワイドからテレへの変倍
に際し、物体側へ凸状の弧を描くように移動する。ＳＰ
（２９）は絞りである。Ｒ３０からＲ４６は結像作用を
有するリレー群Ｒであり、Ｒ４７からＲ４９は色分解プ
リズムと等価なガラスブロックである。

【００９３】この実施例２では、ズームレンズ全系の広
角端のバリエータの横倍率をβ２ｗとすると、β２ｗ＝
−０．３４２というパワー（屈折力）配置とすることで
超広角化に対応している。これらの広角化、大口径に対
し前玉レンズ群ではまず広角側で軸外光線入射高が大き
くなるため広角側での緒収差への影響が大きい第１１群
Ｆ１１を物体側から順に、凹、凹、凹、凸の４枚のレン
ズ構成とし、最も物体側にある凹レンズは像面側に強い
凹面を向けたメニスカス形状とすることで前玉レンズ群
内での歪曲収差の発生を抑制している。

【００９４】また、フォーカス方式として、第１２群Ｆ
１２をフォーカス移動群とする所謂インナーフォーカス
方式を採用することにより、被写体距離による収差変動
を良好に補正すると同時にズームレンズ全体の小型化と
フォーカス作動トルクの軽減等の効果を達成している。

【００９５】さらに、軸上光線入射高が望遠側で大きく
なるため望遠側での緒収差への影響が大きいＦ３を物体
側から順に凹、凸、凸、凸の４枚構成とし、凹レンズに
より球面収差を発散させ、前玉レンズ群内での球面収差
の発生を抑制している。

【００９６】前述の条件式はｆ１１／ｆ１＝−１．９９
５、ｆ１３／ｆ１＝１．７４３、△ν１１ｎ−△ν１１
ｐ＝２８．１２、△ν１３ｐ−△ν１３ｎ＝４１．８３
である。

【００９７】バリエータＶは凹、凹、凸、凹の４枚構成
とし、凸レンズにより球面収差、コマ収差等を発散さ
せ、バリエータ内での緒収差の発生を抑制している。

【００９８】コンペンセータＣにおいても凹、凸の２枚
構成とし、その境界面で球面収差や色収差を発散させ、
緒収差の発生を抑制している。

【００９９】非球面ＡＳ１はＲ３面に施しており、Ｒ３
面の非球面は全変倍範囲中広角端近傍においてのみ軸外
光線が通過し、且つ望遠側の軸上光線の入射高との差が
大きいこと及び全変倍範囲中広角端近傍においてのみ軸
外光線が通過し、且つ変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置
近傍での最大画角の軸外光束入射高との差が大きいこと
を有効に利用しており、ｈｗ／ｈｔ＝１．７８４、ｈｗ
／ｈｚ＝１．１９８である。

【０１００】非球面の方向は光軸からの離れ量が大きく
なるに連れ正のパワーが強くなる方向であり、高次の領
域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補正するために、
非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用している。このとき
の非球面量はＲ３の入射光線最大高にて１０５．５μｍ
である。

【０１０１】Ｒ１６面に施した非球面ＡＳ２は、大きく
発生する望遠側での球面収差を補正している。非球面の
方向は光軸からの離れ量が大きくなるに連れ正のパワー
が弱くなる方向であり、高次の領域まで効率良く歪曲収
差と球面収差を補正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅまで使用している。このときの非球面量はＲ１６
の入射光線最大高にて２６０．４μｍである。この非球
面形状は同時に変倍比Ｚ ^1/4でのオーバーの歪曲収差を
軽減する方向であり、望遠側で軸上光線入射高の大きい
レンズ面ほど効果的であるためＲ１６に施した。ｈｗ／
ｈｔ＝０．５６２である。

【０１０２】図８〜図１２に、各ズーム位置における球
面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

【０１０３】図１３に示す実施例３は２７倍のズーム比
を有し、広角端の画角２ωは７８°を超えている。Ｒ１
からＲ１９は前玉レンズ群Ｆである。Ｒ１からＲ６はフ
ォーカスの際に固定のＦ１であり負のパワー（屈折力）
を有し、Ｒ７からＲ１１はフォーカス作用を有し無限遠
物体から至近距離物体への合焦時に像面側へ移動する第
１２群Ｆ１２であり、Ｒ１２からＲ１９はフォーカスの
際に固定の第１３群Ｆ１３であり正のパワーを有する。
Ｒ２０からＲ２８は変倍のためにワイド（広角端）から
テレ（望遠端）へ像面側へ単調に移動するバリエータＶ
である。Ｒ２９からＲ３１は変倍に伴う像点補正の作用
を有するコンペンセータＣであり負のパワーを有し、ワ
イドからテレへの変倍に際し、物体側へ凸状の弧を描く
ように移動する。ＳＰ（３２）は絞りである。Ｒ３３か
らＲ４７は結像作用を有するリレー群Ｒであり、Ｒ４８
からＲ５０は色分解プリズムと等価なガラスブロックで
ある。

【０１０４】この実施例３では、ズームレンズ全系の広
角端のバリエータの横倍率をβ２ｗとすると、β２ｗ＝
−０．２３１というパワー（屈折力）配置とすることで
超広角化に対応している。これらの広角化に対し前玉レ
ンズ群ではまず広角側で軸外光線入射高が大きくなるた
め広角側での緒収差への影響が大きい第１１群Ｆ１１を
物体側から順に、凹、凹、凸の３枚のレンズ構成とし、
最も物体側にある凹レンズは像面側に強い凹面を向けた
メニスカス形状とすることで前玉レンズ群内での歪曲収
差の発生を抑制している。

【０１０５】また、フォーカス方式として、第１２群Ｆ
１２をフォーカス移動群とする所謂インナーフォーカス
方式を採用することに加えて、凸、凹、凸の３枚構成と
することにより、高倍率ズームレンズでは補正が困難な
被写体距離による球面収差や色収差の変動を良好に補正
すると同時にズームレンズ全体の小型化とフォーカス作
動トルクの軽減等の効果を達成している。

【０１０６】さらに、軸上光線入射高が望遠側で大きく
なるため望遠側での緒収差への影響が大きい第１３群Ｆ
１３を物体側から順に凹、凸、凸、凸の４枚構成とし、
凹レンズにより球面収差を発散させ、前玉レンズ群内で
の球面収差の発生を抑制している。

【０１０７】前述の条件式はｆ１１／ｆ１＝−１．０９
２、ｆ１３／ｆ１＝１．１５５、△ν１１ｎ−△ν１１
ｐ＝３０．１、△ν１３ｐ−△ν１３ｎ＝３９．４であ
る。

【０１０８】また、バリエータＶにおいては物体側より
凹、凸、凹、凸、凹なるレンズ配置としている。まず、
最も物体側の負レンズは像面側に強い凹面を向けたメニ
スカス形状とすることにより広角端での歪曲収差を効果
的に補正している。

【０１０９】２番目と３番目の凹と凸の組み合わせによ
り色収差の変動と特に倍率の色収差自体を補正してい
る。これは、バリエータＶを５枚のレンズにて構成して
おりバリエータＶ全体の厚みが増加しているので、バリ
エータとしての色消しの位置が像面側に存在すればする
ほどバリエータの波長による主点の位置のズレが大きく
なり倍率の色収差が大きく発生してしまう。このため実
施例の構成例のようにバリエータＶとしての色消しの位
置を物体側に存在させて倍率の色収差を良好に補正して
いる。

【０１１０】さらに、４番目と５番目の凹と凸の組み合
わせとし、両者の間に適切な屈折率差を設定することで
特に望遠側でのコマ収差を補正している。正レンズと負
レンズは高次収差の影響を考慮したとき、接合・分離の
どちらか一方の形態をとるので、屈折率差が少ないと正
レンズと負レンズが接合の形態をとったときのコマ収差
の発散効果が著しく喪失されてしまう。

【０１１１】コンペンセータＣにおいても凹、凸の２枚
構成とし、その境界面で球面収差や色収差を発散させ、
緒収差の発生を抑制している。

【０１１２】第１１群Ｆ１１の非球面ＡＳ１はＲ５面に
施しており、Ｒ５面の非球面は全変倍範囲中広角端近傍
においてのみ軸外光線が通過し、且つ望遠側の軸上光線
の入射高との差が大きいこと及び全変倍範囲中広角端近
傍においてのみ軸外光線が通過し、且つ変倍比Ｚ^1/4に
おけるズーム位置近傍での最大画角の軸外光束入射高と
の差が大きいことを有効に利用しており、ｈｗ／ｈｔ＝
１．３４３、ｈｗ／ｈｚ＝１．０５７である。

【０１１３】非球面ＡＳ１の非球面の方向は光軸からの
離れ量が大きくなるに連れ正のパワーが強くなる方向で
あり、高次の領域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補
正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用して
いる。このときの非球面量はＲ５の入射光線最大高にて
−１４０．３μｍである。

【０１１４】第１３群Ｆ１３の非球面ＡＳ２はＲ１８面
に施しており、Ｒ１８面の非球面は全変倍範囲中望遠端
近傍においてのみ軸上光線が通過し、且つ広角側の軸外
光線の入射高との差が大きいことを有効に利用してお
り、ｈｗ／ｈｔ＝０．５２１である。

【０１１５】非球面ＡＳ２の非球面の方向は光軸からの
離れ量が大きくなるに連れ正のパワーが弱くなる方向で
あり、高次の領域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補
正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用して
いる。このときの非球面量はＲ１８の入射光線最大高に
て５０１．８μｍである。

【０１１６】図１４〜図１８に、各ズーム位置における
球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

【０１１７】図１９に示す実施例４は２７倍のズーム比
を有し、広角端の画角２ωは７８°を超えている。Ｒ１
からＲ１９は前玉レンズ群Ｆである。Ｒ１からＲ６はフ
ォーカスの際に固定の第１１群Ｆ１１であり負のパワー
（屈折力）を有し、Ｒ７からＲ１１はフォーカス作用を
有し無限遠物体から至近距離物体への合焦時に像面側へ
移動する第１２群Ｆ１２であり、Ｒ１２からＲ１９はフ
ォーカスの際に固定の第１３群Ｆ１３であり正のパワー
を有する。Ｒ２０からＲ２７は変倍のためにワイド（広
角端）からテレ（望遠端）へ像面側へ単調に移動するバ
リエータＶである。Ｒ２８からＲ３８は変倍に伴う像点
補正の作用を有するコンペンセータＣであり正のパワー
を有し、ワイドからテレへの変倍に際し、物体側へ単調
に移動する。ＳＰ（３９）は絞りである。Ｒ４０からＲ
５５は結像作用を有するリレー群Ｒであり、Ｒ５６から
Ｒ５８は色分解プリズムと等価なガラスブロックであ
る。

【０１１８】この実施例４では、ズームレンズ全系の広
角端のバリエータの横倍率をβ２ｗとすると、β２ｗ＝
−０．２０６というパワー（屈折力）配置とすることで
超広角化に対応している。これらの広角化に対し前玉レ
ンズ群ではまず広角側で軸外光線入射高が大きくなるた
め広角側での緒収差への影響が大きい第１１群Ｆ１１を
物体側から順に、凹、凹、凸の３枚のレンズ構成とし、
最も物体側にある凹レンズは像面側に強い凹面を向けた
メニスカス形状或いは平凹形状とすることで前玉レンズ
群内での歪曲収差の発生を抑制している。

【０１１９】また、フォーカス方式として、第１２群Ｆ
１２をフォーカス移動群とする所謂インナーフォーカス
方式を採用することに加えて、凸、凹、凸の３枚構成と
することにより、高倍率ズームレンズでは補正が困難な
被写体距離による球面収差や色収差の変動を良好に補正
すると同時にズームレンズ全体の小型化とフォーカス作
動トルクの軽減等の効果を達成している。

【０１２０】さらに、軸上光線入射高が望遠側で大きく
なるため望遠側での緒収差への影響が大きい第１３群Ｆ
１３を物体側から順に凸、凹、凸、凸の４枚構成とし、
凹レンズにより球面収差を発散させ、前玉レンズ群内で
の球面収差の発生を抑制している。

【０１２１】前述の条件式はｆ１１／ｆ１＝−１．０２
９、ｆ１３／ｆ１＝１．２３１、△ν１１ｎ−△ν１１
ｐ＝３０．１、△ν１３ｐ−△ν１３ｎ＝４１．４９で
ある。

【０１２２】また、バリエータＶにおいては物体側より
凹、凹、凸、凹、凹なる対称形のレンズ配置としてい
る。まず、最も物体側の負レンズは像面側に強い凹面を
向けたメニスカス形状とすることにより広角端での歪曲
収差を効果的に補正している。

【０１２３】２番目と３番目の凹と凸の組み合わせによ
り色収差の変動と特に倍率の色収差自体を補正してい
る。これは、バリエータＶを５枚のレンズにて構成して
おりバリエータＶ全体の厚みが増加しているので、バリ
エータとしての色消しの位置が像面側に存在すればする
ほどバリエータの波長による主点の位置のズレが大きく
なり倍率の色収差が大きく発生してしまう。このため実
施例の構成例のようにバリエータＶとしての色消しの位
置を物体側に存在させて倍率の色収差を良好に補正して
いる。また、４番目と５番目の凹レンズにより、望遠端
での負の球面収差の発生を抑制している。

【０１２４】コンペンセータＣにおいては、第３群が正
の屈折力を有する本実施例のようなパワー配置では第３
群での軸上光線入射高が大きくなるため、収差補正が困
難になってくる。そこで、凸、凸、凹、凹、凸、凸なる
対称形のレンズ配置とし、凸と凹による収差の打ち消し
位置を複数設定することにより球面収差やコマ収差、色
収差を発散させ、緒収差の発生を抑制している。

【０１２５】第１１群Ｆ１１の非球面ＡＳ１はＲ１面に
施しており、Ｒ１面の非球面は全変倍範囲中広角端近傍
においてのみ軸外光線が通過し、且つ望遠側の軸上光線
の入射高との差が大きいこと及び全変倍範囲中広角端近
傍においてのみ軸外光線が通過し、且つ変倍比Ｚ^1/4に
おけるズーム位置近傍での最大画角の軸外光束入射高と
の差が大きいことを有効に利用しており、ｈｗ／ｈｔ＝
２．１６９、ｈｗ／ｈｚ＝１．３８４である。

【０１２６】非球面ＡＳ１の非球面の方向は光軸からの
離れ量が大きくなるに連れ正のパワーが強くなる方向で
あり、高次の領域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補
正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用して
いる。このときの非球面量はＲ１の入射光線最大高にて
−１３２３．８μｍである。

【０１２７】第１３群Ｆ１３の非球面ＡＳ２はＲ１８面
に施しており、Ｒ１８面の非球面は全変倍範囲中望遠端
近傍においてのみ軸上光線が通過し、且つ広角側の軸外
光線の入射高との差が大きいことを有効に利用してお
り、ｈｗ／ｈｔ＝０．５０４である。

【０１２８】非球面ＡＳ２の非球面の方向は光軸からの
離れ量が大きくなるに連れ正のパワーが弱くなる方向で
あり、高次の領域まで効率良く歪曲収差と球面収差を補
正するために、非球面係数Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅまで使用して
いる。このときの非球面量はＲ１８の入射光線最大高に
て２７７．４μｍである。

【０１２９】図２０〜図２４に、各ズーム位置における
球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。

【０１３０】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ｄ線に対するガラスの屈折率とアッベ数である。数
値実施例において最終の３つのレンズ面はフェースプレ
ートやフィルターなどのガラスブロックである。

【０１３１】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、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、

【０１３２】

【数１】

【０１３３】なる式で表している。又「Ｄ−０ｘ」は
「１０^-x」を意味している。

【０１３４】

【外１】

【０１３５】

【表１】

【０１３６】

【外２】

【０１３７】

【外３】

【０１３８】

【表２】

【０１３９】

【外４】

【０１４０】

【外５】

【０１４１】

【表３】

【０１４２】

【外６】

【０１４３】

【外７】

【０１４４】

【表４】

【０１４５】

【外８】

【０１４６】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、本発明は
所謂４群ズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力や
Ｆナンバー値等を適切に設定すると共に少なくとも２つ
のレンズ面に非球面を施すことにより、変倍に伴う緒収
差の変動を少なくし、特に広角側の歪曲収差と望遠側に
おける球面収差を良好に補正し、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。

【０１４７】この他本発明によれば、広角端のＦナンバ
ー１．５〜１．８程度、超広角（広角端画角２ω＝７８
゜〜９５゜程度）で、変倍比１０〜２７程度の大口径比
で高変倍比の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】本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面図

【図２】本発明の実施例１の焦点距離ｆ＝５．００の収
差図

【図３】本発明の実施例１の焦点距離ｆ＝８．８９の収
差図

【図４】本発明の実施例１の焦点距離ｆ＝１２．５０の
収差図

【図５】本発明の実施例１の焦点距離ｆ＝３７．５０の
収差図

【図６】本発明の実施例１の焦点距離ｆ＝５０．００の
収差図

【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】本発明の実施例２の焦点距離ｆ＝５．５０の収
差図

【図９】本発明の実施例２の焦点距離ｆ＝１０．２４の
収差図

【図１０】本発明の実施例２の焦点距離ｆ＝２２．００
の収差図

【図１１】本発明の実施例２の焦点距離ｆ＝４６．７５
の収差図

【図１２】本発明の実施例２の焦点距離ｆ＝６６．００
の収差図

【図１３】本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面
図

【図１４】本発明の実施例３の焦点距離ｆ＝６．７０の
収差図

【図１５】本発明の実施例３の焦点距離ｆ＝１５．２７
の収差図

【図１６】本発明の実施例３の焦点距離ｆ＝３３．５０
の収差図

【図１７】本発明の実施例３の焦点距離ｆ＝１０７．２
の収差図

【図１８】本発明の実施例３の焦点距離ｆ＝１８０．９
の収差図

【図１９】本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断面
図

【図２０】本発明の実施例４の焦点距離ｆ＝６．７０の
収差図

【図２１】本発明の実施例４の焦点距離ｆ＝１５．２７
の収差図

【図２２】本発明の実施例４の焦点距離ｆ＝２８．６６
の収差図

【図２３】本発明の実施例４の焦点距離ｆ＝６７．５５
の収差図

【図２４】本発明の実施例４の焦点距離ｆ＝１８０．９
の収差図

【図２５】広角ズームレンズの一部の光路図

【図２６】広角ズームレンズの一部の光路図

【図２７】広角ズームレンズの一部の光路図

【図２８】広角ズームレンズの一部の光路図

【図２９】ズームレンズの変倍に伴う収差変動の説明図

【図３０】ズームレンズの変倍に伴う収差変動の説明図

【符号の説明】

Ｆ 前玉レンズ群（フォーカス群） Ｆ１ 第１１群 Ｆ２ 第１２群 Ｆ３ 第１３群 Ｖ 第２群（バリエータ） Ｃ 第３群（コンパンセータ） Ｒ 第４群（リレー群） Ｐ ガラスブロック ＳＰ 絞り ｅ ｅ線 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深見 清司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA02 KA03 MA18 PA15 PA16 PB20 QA02 QA06 QA07 QA17 QA22 QA25 QA26 QA32 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA32 RA41 RA43 SA23 SA27 SA29 SA30 SA32 SA63 SA64 SA72 SA75 SB01 SB15 SB16 SB23 SB27 SB31

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に変倍の際に固定の正の屈
   折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴
   う像面変動を補正する正または負の屈折力の第３群、そ
   して固定の正の屈折力の第４群を有し、 該第１群は合焦時固定の負の屈折力の第１１群と合焦作
   用を有する第１２群と合焦時固定の正の屈折力の第１３
   群を有し、 該第１１群と該第１３群は各々非球面を有していること
   を特徴とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 前記第１１群は第１１群における軸上光
   束の最大入射高をｈｔ、広角端の最大画角の軸外光束入
   射高をｈｗ、変倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での最大
   画角の軸外光束入射高をｈｚとしたとき、１．３０＜ｈ
   ｗ／ｈｔ、且つ１．０５＜ｈｗ／ｈｚを満足する少なく
   とも１つのレンズ面に非球面ＡＳ１が施されており、 前記第１３群は第１３群における軸上光束の最大入射高
   をｈｔ、広角端の最大画角の軸外光束入射高をｈｗ、変
   倍比Ｚ^1/4におけるズーム位置での最大画角の軸外光束
   入射高をｈｚとしたとき、０．７５＞ｈｗ／ｈｔを満足
   する少なくとも１つのレンズ面に非球面ＡＳ２が施され
   ていることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 【請求項３】 変倍比をＺ、前記第１群、第１１群、第
   １３群の各々の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ１１，ｆ１
   ３、前記第２群の広角端における横倍率をβ２ｗとした
   とき、 Ｚ ＞ １０ −０．４２＜β２ｗ＜−０．１８ −２．４５＜ｆ１１／ｆ１＜−０．９８ １．０５＜ｆ１３／ｆ１＜ ２．１０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。
4. 【請求項４】 前記非球面ＡＳ１は正の屈折面に施した
   場合にはレンズ周辺部に行くに従い正の屈折力が強くな
   る形状を成し、負の屈折面に施した場合にはレンズ周辺
   部に行くに従い負の屈折力が弱くなる形状を成し、該非
   球面ＡＳ１のレンズ有効径の１０割、９割、７割におけ
   る非球面量を各々△１（１０）、△１（９）、△１
   （７）としたとき、 １．０７×１０^-3＜｜△１（１０）／ｆ１｜＜７．２０
   ×１０^-2 １．０６×１０^-3＜｜△１（ ９）／ｆ１｜＜４．９０
   ×１０^-2 ６．１０×１０^-4＜｜△１（ ７）／ｆ１｜＜１．９５
   ×１０^-2 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。
5. 【請求項５】 前記非球面ＡＳ２は正の屈折面に施した
   場合にはレンズ周辺部に行くに従い正の屈折力が弱くな
   る形状を成し、負の屈折面に施した場合にはレンズ周辺
   部に行くに従い負の屈折力が強くなる形状を成し、該非
   球面ＡＳ２のレンズ有効径の１０割、９割、７割におけ
   る非球面量を各々△２（１０）、△２（９）、△２
   （７）としたとき、 ２．１５×１０^-3＜｜△２（１０）／ｆ１｜＜２．４５
   ×１０^-2 １．３５×１０^-3＜｜△２（ ９）／ｆ１｜＜１．６０
   ×１０^-2 ４．８５×１０^-4＜｜△２（ ７）／ｆ１｜＜５．６０
   ×１０^-3 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。
6. 【請求項６】 前記第１１群は物体側より少なくとも２
   つの負レンズおよび１つの正レンズより構成され、最も
   物体側の負レンズは像面側に強い凹面を向けたメニスカ
   ス形状或いは平凹形状を成し、該少なくとも２つの負レ
   ンズの材質のアッベ数の平均を△ν１１ｎ、該正レンズ
   の材質のアッベ数を△ν１１ｐとしたとき、 △ν１１ｎ−△ν１１ｐ＞２６．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。
7. 【請求項７】 前記第１２群は無限遠物体から至近距離
   物体への合焦時に像面側へ移動し、像面側に凸面を向け
   た形状の正レンズを少なくとも１つ有していることを特
   徴とする請求項１記載のズームレンズ。
8. 【請求項８】 前記第１３群は少なくとも１つの負レン
   ズと３つの正レンズより構成され、該負レンズの材質の
   アッベ数を△ν１３ｎ、該少なくとも３つの正レンズの
   材質のアッベ数の平均を△ν１３ｐとしたとき、 △ν１３ｐ−△ν１３ｎ＞３７．４ なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズーム
   レンズ。