JP2002277737A

JP2002277737A - 広角ズームレンズ

Info

Publication number: JP2002277737A
Application number: JP2001074459A
Authority: JP
Inventors: Akiko Takatsuki; 明子高附
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP4738614B2; US20020176177A1

Abstract

(57)【要約】【目的】広角ズームレンズにおいて、負、正の２群構
成とするとともに、所定の条件式を満足することによ
り、画角を100度以上のものとしつつ光学性能および加
工性を良好なものとし、さらにコンパクト化を達成す
る。【構成】物体側から順に、負の屈折力を有する、４枚
構成の第１レンズ群Ｇ_１と、絞り１と、正の屈折力を有
する、５枚構成の第２レンズ群Ｇ_２が配列されてなり、
全体として９枚のコンパクトなレンズ構成とされてい
る。変倍に際して、第１レンズ群Ｇ_１および第２レンズ
群Ｇ_２が光軸Ｘに沿って移動する。また、以下の条件式
（１）〜（３）を満足する。 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜
＜ 0.85 （１）、 0.35 ＜ｆ_１Ｎ／ｆ_１＜ 0.75
（２）、 0.30 ＜｜ｍ_２Ｗ｜＜ 0.48（３）、ただし、
ｆ_１は第１レンズ群Ｇ_１の焦点距離、ｆ_２は第２レン
ズ群Ｇ_２の焦点距離、ｆ_１Ｎは第１レンズ群Ｇ_１中にお
ける物体側から３つのレンズの合成焦点距離、ｍ_２Ｗは
広角端における第２レンズ群Ｇ_２の横倍率

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画角が100度以上
の広角ズームレンズに関し、特に監視用カメラ、さらに
はＣＣＤを搭載した各種のビデオカメラや電子スチルカ
メラ等に好適に用いられるズームレンズに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、負の屈折力のレンズ群が先行す
る構成は、広角化に適し、バックフォーカスの確保も比
較的容易という特長を有している。しかしながら、その
一方、特に２群構成のものでは、物体側から負、正のレ
ンズ群構成となるため、レンズ系全体が非対称になり、
変倍に伴う収差変動が大きくなることから、全変倍範囲
にわたる良好な光学性能を得る事が難しくなる。

【０００３】従来、負、正の２群ズームレンズとして
は、特開平９−１７１１３９号公報や特開平１１−３４
４６７０号公報に開示されたもの等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−１７１１３９号公報記載のレンズ系は、画角が
100度以上で、広角なレンズ系とはされているが、第２
レンズ群が７枚構成で全体としては１１枚ものレンズを
要し、レンズ系のコンパクト化を達成することが難し
い。一方、上記特開平１１−３４４６７０号公報記載の
レンズ系は、第１レンズ群が負レンズ２枚と正レンズ１
枚の計３枚からなり、全体として８枚構成のコンパクト
なものとされているが、その一方で、画角100度以上の
広角ズームレンズを達成しようとすると、第１レンズ群
が３枚構成であるために、収差を良好に補正することが
困難であり、さらにこの２枚の負レンズの曲率が大きく
なるため加工性が悪化する。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
光学性能および加工性が良好で、画角を100度以上のも
のとし得るコンパクトな広角ズームレンズを提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の広角ズームレン
ズは、物体側から順に負の屈折力の第１レンズ群と、正
の屈折力の第２レンズ群が配列されてなり、該第１レン
ズ群および該第２レンズ群を光軸上で移動させることに
よって変倍が行われるようになし、該第１レンズ群は、
物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカス
レンズ、２枚の負レンズ、および正レンズを配列してな
り、前記第２レンズ群は、物体側より順に、２枚の正レ
ンズ、両凹レンズ、および２枚の正レンズを配列してな
り、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴
とするものである。 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜ 0.85 （１） 0.35 ＜ｆ_１Ｎ／ｆ_１＜ 0.75 （２） 0.30 ＜｜ｍ_２Ｗ｜＜ 0.48 （３）ただし、ｆ_１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ_２は第２レ
ンズ群の焦点距離、ｆ_１Ｎは第１レンズ群中における物
体側から３つのレンズの合成焦点距離、ｍ_２Ｗは広角
端における第２レンズ群の横倍率

【０００７】また、以下の条件式（４）を満足すること
が好ましい。 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜ 0.75 （４）

【０００８】さらに、以下の条件式（５）を満足するこ
とが好ましい。

【０００９】 0.8 ＜ｆ_ｆ１ｆ２／ｆ_１＜ 1.4 （５）ただし、ｆ_ｆ１ｆ２は第１レンズ群における物体側から
２つのレンズの合成焦点距離

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用い、具体的な実施例を用いて説明する。

【００１１】図１は本発明の実施形態を代表させた実施
例１に係る広角ズームレンズの構成を示す図である。図
示するように、本実施形態の広角ズームレンズは、物体
側から順に、負の屈折力を有する、４枚構成の第１レン
ズ群Ｇ_１と正の屈折力を有する、５枚構成の第２レン
ズ群Ｇ_２が配列されてなり、全体として９枚のコンパ
クトなレンズ構成とされている。また、第１レンズ群Ｇ
_１と第２レンズ群Ｇ _２の間には絞り１が配され、第２
レンズ群Ｇ_２の像側には赤外線カットフィルタ等のフ
ィルタ部２が配されており、物体側から光軸Ｘに沿って
入射した光束は固体撮像素子（ＣＣＤ）の撮像面３上の
結像位置に結像される。

【００１２】また、変倍に際して、第１レンズ群Ｇ_１お
よび第２レンズ群Ｇ_２が光軸Ｘに沿って移動する。さら
に、第１レンズ群Ｇ_１を光軸に沿って移動させることに
よりフォーカシングを行う。

【００１３】また、本実施形態のズームレンズは、以下
の条件式（１）〜（３）を満足するように構成されてい
る。 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜ 0.85 （１） 0.35 ＜ｆ_１Ｎ／ｆ_１＜ 0.75 （２） 0.30 ＜｜ｍ_２Ｗ｜＜ 0.48 （３）ただし、ｆ_１は第１レンズ群Ｇ_１の焦点距離、ｆ_２は第
２レンズ群Ｇ_２の焦点距離、ｆ_１Ｎは第１レンズ群Ｇ_１
中における物体側から３つのレンズの合成焦点距離、ｍ
_２Ｗは広角端における第２レンズ群Ｇ_２の横倍率

【００１４】以下、上記条件式（１）〜（３）の意義に
ついて説明する。上記条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ
_１と第２レンズ群Ｇ_２のパワー配分を適切に設定するた
めのものである。この下限を超えると、第２レンズ群Ｇ
_２の移動量が増加するため、全長が増大してしまう。ま
た、像面湾曲が正の大きな値となり補正が困難となる。
一方、その上限値を超えると、第２レンズ群Ｇ_２のパワ
ーが強くなり過ぎ、第２レンズ群Ｇ_２で発生する負の球
面収差を補正することが困難となる。また、広角化する
上で不利となる。

【００１５】上記条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ_１の
物体側から３つのレンズのパワーを適切に設定するため
のものである。この下限を超えると、第１レンズ群Ｇ_１
の負のパワーが強くなり過ぎるため、広角端における歪
曲収差が負の方向に増大し、補正が困難となる。一方、
その上限を超えると、第１レンズ群Ｇ_１の負のパワーが
弱くなるため、前玉径が増大し、レンズ系のコンパクト
化に不利となる。

【００１６】上記条件式（３）は、広角端における第２
レンズ群Ｇ_２の横倍率の範囲を適切に設定するためのも
のである。この下限を超えると、第２レンズ群Ｇ_２のパ
ワーが強くなり過ぎるため、球面収差が負に増大し補正
が困難となる。一方、その上限を超えると、変倍に伴う
第２レンズ群Ｇ_２の移動量が大きくなり、全長の増大を
招く。

【００１７】なお、上記条件式（１）に替えて下記条件
式（４）を満足することにより、より広角化が容易とな
り、さらに下記条件式（５）満足するように構成すれ
ば、光学性能を良好に維持しつつ１１０゜以上の広画角
を達成することが可能である。

【００１８】 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜ 0.75 （４） 0.8 ＜ｆ_ｆ１ｆ２／ｆ_１＜ 1.4 （５）ただし、ｆ_ｆ１ｆ２は第１レンズ群Ｇ_１における物体側
から２つのレンズの合成焦点距離

【００１９】以下、具体的な実施例を用いて、本発明の
広角ズームレンズをより詳細に説明する。

【００２０】＜実施例１＞本実施例１に係る広角ズーム
レンズの構成は、図１に示すとおりである。すなわち、
上記第１レンズ群Ｇ_１は、物体側より順に、いずれも
物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる、
第１レンズＬ_１および第２レンズＬ_２と、両凹の第３
レンズＬ_３と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレ
ンズからなる第４レンズＬ_４が配列されてなる。

【００２１】また、上記第２レンズ群Ｇ_２は、物体側
より順に、両凸の第５レンズＬ_５と、物体側に凸面を
向けた正のメニスカスレンズからなる第６レンズＬ_６
と、両凹の第７レンズＬ_７と、いずれも両凸の第８レン
ズＬ_８および第９レンズＬ_９が配列されてなる。

【００２２】以下、実施例１について具体的なデータを
示す。

【００２３】表１に、本実施例１の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心
厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズ
のｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを示
す。また、表１の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦ
値を示す。なお、表１および以下の表２、３、４におい
て、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加する
ようになっている。

【００２４】

【表１】

【００２５】さらに、表５に、本実施例における上記条
件式（１）〜（５）に対応する値を示す。

【００２６】また、図２は、本実施例１に係る広角ズー
ムレンズの、広角端（ｆ＝２．２９ｍｍ）、中間位置
（ｆ＝３．４３ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．５８ｍ
ｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストー
ション）を示す収差図である。なお、これらの収差図お
よび以下の収差図においてωは半画角を示す。また、非
点収差の各収差図には、サジタル像面およびタンジェン
シャル像面における収差を示す。

【００２７】表５および図２に示すように、実施例１の
ズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足してお
り、Ｆ値が１．４６〜１．８３と明るく、画角２ωが１
１７．２゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能
な広角ズームレンズとされている。

【００２８】＜実施例２＞本実施例２に係る広角ズーム
レンズの構成は基本的には実施例１と同様であるが、第
１レンズ群Ｇ_１の、第２レンズＬ_２が両凹レンズ、第３
レンズＬ_３が物体側に凸面を向けた負のメニスカスレン
ズである点が異なっている。

【００２９】以下、実施例２について具体的なデータを
示す。

【００３０】表２に、本実施例２の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レ
ンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを
示す。また、表２の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）および
Ｆ値を示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】さらに、表５に、本実施例における上記条
件式（１）〜（５）に対応する値を示す。

【００３３】また、図３は、本実施例２に係る広角ズー
ムレンズの、広角端（ｆ＝２．２４ｍｍ）、中間位置
（ｆ＝３．３６ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．４８ｍ
ｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストー
ション）を示す収差図である。また、非点収差の各収差
図には、サジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像
面（Ｔ）における収差を示す。

【００３４】表５および図３に示すように、実施例２の
ズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足してお
り、Ｆ値が１．４５〜１．９７と明るく、画角２ωが１
１９．６゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能
な広角ズームレンズとされている。

【００３５】＜実施例３＞本実施例３に係る広角ズーム
レンズの構成は基本的には実施例１と同様であるが、第
１レンズ群Ｇ_１の第４レンズＬ_４が両凸レンズであり、
第２レンズ群Ｇ_２の第６レンズＬ_６が両凸レンズである
点が異なっている。

【００３６】以下、実施例３について具体的なデータを
示す。

【００３７】表３に、本実施例３の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レ
ンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを
示す。また、表３の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）および
Ｆ値を示す。

【００３８】

【表３】

【００３９】さらに、表５に、本実施例における上記条
件式（１）〜（５）に対応する値を示す。

【００４０】また、図４は、本実施例３に係る広角ズー
ムレンズの、広角端（ｆ＝２．２９ｍｍ）、中間位置
（ｆ＝３．４４ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．５９ｍ
ｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストー
ション）を示す収差図である。また、非点収差の各収差
図には、サジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像
面（Ｔ）における収差を示す。

【００４１】表５および図４に示すように、実施例３の
ズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足してお
り、Ｆ値が１．４５〜１．７６と明るく、画角２ωが１
１５．８゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能
な広角ズームレンズとされている。

【００４２】＜実施例４＞本実施例４に係る広角ズーム
レンズの構成は基本的には実施例２と同様である。

【００４３】以下、実施例４について具体的なデータを
示す。

【００４４】表４に、本実施例４の各レンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レ
ンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを
示す。また、表４の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）および
Ｆ値を示す。

【００４５】

【表４】

【００４６】さらに、表５に、本実施例における上記条
件式（１）〜（５）に対応する値を示す。

【００４７】また、図５は、本実施例４に係る広角ズー
ムレンズの、広角端（ｆ＝２．２３ｍｍ）、中間位置
（ｆ＝３．３４ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．４６ｍ
ｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストー
ション）を示す収差図である。また、非点収差の各収差
図には、サジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像
面（Ｔ）における収差を示す。

【００４８】表５および図５に示すように、実施例４の
ズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足してお
り、Ｆ値が１．４５〜１．９４と明るく、画角２ωが１
２０．０゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能
な広角ズームレンズとされている。

【００４９】

【表５】

【００５０】なお、本発明の広角レンズとしては、上記
実施例のものに限られるものではなく、その他の種々の
態様の変更が可能である。例えば、上述した各実施例の
各レンズ群を構成するレンズの枚数や形状は適宜変更可
能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る広角
ズームレンズによれば、負、正の２群構成とするととも
に、各レンズのパワーを適切に設定する所定の条件式を
満足することにより、画角を100度以上のものとしつつ
光学性能および加工性を良好なものとすることができ、
さらにコンパクト化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る広角ズームレンズの構成を示す
図

【図２】実施例１に係る広角ズームレンズの広角端、中
間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収
差、ディストーション）を示す収差図

【図３】実施例２に係る広角ズームレンズの広角端、中
間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収
差、ディストーション）を示す収差図

【図４】実施例３に係る広角ズームレンズの広角端、中
間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収
差、ディストーション）を示す収差図

【図５】実施例４に係る広角ズームレンズの広角端、中
間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収
差、ディストーション）を示す収差図

【符号の説明】

Ｌ_１〜Ｌ_９レンズＧ_１〜Ｇ_２レンズ群Ｘ光軸１絞り２フィルタ部３固体撮像素子（ＣＣＤ）撮像面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に負の屈折力の第１レンズ群
と、正の屈折力の第２レンズ群が配列されてなり、該第１レンズ群および該第２レンズ群を光軸上で移動さ
せることによって変倍が行われるようになし、該第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向
けた負のメニスカスレンズ、２枚の負レンズ、および正
レンズを配列してなり、前記第２レンズ群は、物体側よ
り順に、２枚の正レンズ、両凹レンズ、および２枚の正
レンズを配列してなり、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とす
る広角ズームレンズ。 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜ 0.85 （１） 0.35 ＜ｆ_１Ｎ／ｆ_１＜ 0.75 （２） 0.30 ＜｜ｍ_２Ｗ｜＜ 0.48 （３）ただし、ｆ_１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ_２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_１Ｎは第１レンズ群における物体側から３つのレンズ
の合成焦点距離、ｍ_２Ｗは広角端における第２レンズ群の横倍率
【請求項２】以下の条件式（４）を満足することを特
徴とする請求項１記載の広角ズームレンズ。 0.43 ＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜ 0.75 （４）
【請求項３】以下の条件式（５）を満足することを特
徴とする請求項１または２記載の広角ズームレンズ。 0.8 ＜ｆ_ｆ１ｆ２／ｆ_１＜ 1.4 （５）ただし、ｆ_ｆ１ｆ２は第１レンズ群における物体側から２つのレ
ンズの合成焦点距離