(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力の第１群と、負の屈折力の第２群とにて構成され、前記第１群と第２群との間の間隔を変化させて変倍を行なうズームレンズにおいて、前記第１群が、物体側より順に、負の第１レンズと、少なくとも１面が非球面であり下記条件（３）を満足するプラスチックレンズの第２レンズと、負レンズの第３レンズと正レンズの第４レンズを接合した接合レンズとよりなり、更に、下記条件（１），（２），（６）を満足するズームレンズ。          （１）    ４０＜ν1 ＜７５
（２）    ４０＜ν2 ＜９５
（３）    ｜ｆ1 ／（ｆL2・ｚ）｜＜０．０７
（６）    ０．３５＜ｄ6 ／ｆL4＜０．８５
ただし、ν1 ，ν2 は夫々第１レンズ，第２レンズのアッベ数、ｆ1 は第１群の焦点距離、ｆL2は第２レンズの焦点距離、ｚは変倍比、ｄ6 は第４レンズの肉厚、ｆL4は第４レンズの焦点距離である。
【請求項２】
下記条件（４）を満足する請求項１のズームレンズ。
（４）  ｜ｆT ・（ｎ2 −１）［1/ｒ3 (P) −1/ｒ4(P)］｜＜０．６０
ただしｆT はテレ端における全系の焦点距離、ｎ2 は第２レンズのｄ線に対する屈折率、ｒ3 (P) ，ｒ4(P)はそれぞれ第２レンズの物体側及び像側の面の局所曲率半径であり、下記の式にて与えられる。
ｒs(P)＝Ｙｔs ／sin φs
ここで、ｓは３または４の値を取るパラメータでｓ＝３は第２レンズ群の物体側の面、ｓ＝４は像側の面であることを意味するが、Ｙｔs は第２レンズの物体側及び像側の面におけるテレ端での軸上マージナル光線高を表わし、φsはｒs(Q)を第２レンズの物体側及び像側の面の近軸曲率半径、ｋsを円錐係数、Ａs4 ，Ａs6，Ａs8，  ・・・を非球面係数とする時、下記の式で与えられるものである。
0003563848.tif 000011
0003563848.tif 000012
【請求項３】
第２レンズ がアクリル系又はポリオレフィン系またはアモルファスフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
【請求項４】
下記条件（５）を満足することを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
（５）    １．５５＜ｎ4 ＜１．７５
ただし、ｎ4 は第４レンズのｄ線に対する屈折率である。
【請求項５】
第２群が物体側より正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２群における前記正レンズを第５レンズ、前記第２群の前記負レンズを第６レンズとしたときに、下記条件（７）を満足することを特徴とする請求項５のズームレンズ。
（７）    −４．５＜ｆL5／ｆ2 ＜−１．５
ただし、ｆ2 は第２群の焦点距離、ｆL5は第５レンズの焦点距離である。
【請求項７】
第２群の正レンズの物体側に非球面を設けたことを特徴とする請求項５のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックフォーカスの短いレンズシャッターカメラに適した低コストで高変倍なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズシャッターカメラ用の小型なズームレンズには、今日高変倍でかつ低コストなものが要求されている。しかし、この種のズームレンズを高変倍にし、しかも性能を維持するためには、非球面レンズを用いる必要がある。このような非球面レンズをガラスを用いて製造する場合高価になり、レンズ系のレンズ枚数を減らしても一概にコストを低下させ得るとは限らない。そのため、低コストであるプラスチックレンズを用いこれを非球面レンズにして低コストにすることが考えられる。
【０００３】
しかし、プラスチック材料は、温度や湿度の変化により形状や屈折率が変化するという欠点がある。そのためプラスチックレンズは、環境の変化により焦点距離が変化し、これによりレンズ系はピント面のずれが生ずる。
【０００４】
このプラスチックレンズの欠点を解消したレンズ系として、本発明の発明者が開発した特開平５−１１３５３７号公報記載のレンズ系がある。このレンズ系は、プラスチックレンズの屈折力を非常に小さくして前記のプラスチックレンズの温度、湿度等の変化による影響を少なくしレンズ系のピント面の変化を減らした低コストの２群ズームレンズである。
【０００５】
この従来例のほか、同様の目的を有する従来例として特開平６−３４７６９６号が知られている。
【０００６】
又近年、ズーム比が３弱の高変倍ズームレンズが求められており、本発明の発明者は、前記特開平５−１１３５３７号公報記載のレンズ系と同様な構成のズームレンズである特開平７−１８１３８２号公報記載のズームレンズを開発した。更に高性能なレンズ系として特願平６−５１７１６号を提案した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例のうち、特開平５−１１３５３７号公報記載のズームレンズは、プラスチックレンズの温度変化による影響は考慮されているが変倍比が１．５〜２．２であって高変倍ではない。
【０００８】
又特開平７−１８１３８２号公報記載のズームレンズは、高変倍比は達成されているが、周辺のコマ収差が完全には補正されておらず性能上十分であるとはいえない。
【０００９】
特願平６−５１７１６号のズームレンズは、前記特開平７−１８１３８２号公報記載のレンズ系の屈折力の小さいプラスチックレンズを負レンズにして収差を一層良好に補正しているが、プラスチックレンズに屈折力がついているため、温度変化、湿度変化による影響がある。
【００１０】
本発明の目的は、プラスチック材料よりなる非球面レンズを有する低コストのレンズ系で、高変倍で高性能を維持しかつ温度、湿度の変化によるピントずれの生じないズームレンズを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、物体側より順に正の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群とにて構成され、第１群と第２群との間隔を変化させて変倍を行なうもので、第１群が物体側から順に、負レンズの第１レンズＬ１  と少なくとも１面が非球面である屈折力の非常に小さいプラスチックレンズの第２レンズＬ２  と、負レンズの第３レンズＬ３  と正レンズの第４レンズＬ４  とを接合した接合レンズとよりなり、下記条件（１），（２）を満足することを特徴とする。
【００１２】
（１）    ４０＜ν１  ＜７５
（２）    ４０＜ν２  ＜９５
ただし、ν１  は第１レンズＬ１  のアッベ数、ν２  は第２レンズＬ２  のアッベ数である。
【００１３】
前述の本発明の発明者が提案した特開平５−１１３５３７号公報、特開平７−１８１３８２号公報記載のズームレンズは、前者が変倍比２弱、後者が変倍比３弱のレンズ枚数の少ないレンズ系で、その第１群が物体側より屈折力の小さいプラスチックレンズと、負レンズと正レンズ又は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズにて構成されている。
【００１４】
これらレンズ系の第１群は、正レンズの像側の面にて球面収差やコマ収差が大きく発生し、これを屈折力の小さいプラスチックレンズの非球面で補正している。この第１群での残存収差が第２群にて拡大されるため高変倍化した時これら収差を厳しく補正する必要がある。
【００１５】
しかし、屈折力の小さいプラスチックレンズの非球面では、これらの収差を完全に補正しきれない。そのために負の屈折力のプラスチックレンズにしてこれら収差を補正するようにしたのが前述の特願平６−５１７１６号のズームレンズである。このズームレンズの基本構成は、物体側より順に、プラスチックの負レンズと負レンズと正レンズまたは、負レンズと正レンズの接合レンズとからなっている。これにより性能の向上をはかることは出来たが、前述のようにプラスチックの負レンズに屈折力がついているために温度変化や湿度変化による影響を受ける。
【００１６】
本発明は、前記出願のズームレンズの第１群のプラスチックの負レンズを負のガラスレンズと屈折力の小さいプラスチックレンズの２枚のレンズに分割して収差を十分に補正すると共に温度、湿度変化によるピントずれを解消するために前記の構成にした。また、高変倍にした時、第１群内の残存色収差を十分に補正する必要があり、したがって第１群中の第１レンズＬ１  、第２レンズＬ２  での色収差の発生量自体を小さく抑える必要がある。そのため本発明では、これら第１レンズＬ１  、第２レンズＬ２  のアッベ数を前記の条件（１），（２）を満足するようにして、これらレンズでの色収差の発生量を小さくした。
【００１７】
条件（１）の上限の７５を越えると硝材費が高くなり低コスト化に反する。又下限の４０を越えると色収差の発生が大になり性能が低下する。又条件（２）の上限の９５を越えると現存する材料では構成できなくなり実現性がない。条件（２）の下限の４０を越えると色収差の発生が大きく性能が低下する。
【００１８】
尚、前述の特開平６−３４７６９６号公報に記載した実施例１のレンズ系は、第１群の構成が本発明と同様、負レンズと屈折力の小さいプラスチックレンズと負レンズと正レンズの接合レンズとよりなるが、プラスチックレンズがポリカーボネートで前記の条件（２）を満足せず又ポリカーボネートは複屈折の問題を有する。更に第１レンズ，第２レンズが高分散の材料であり条件（１），（２）を満足せずしたがって色収差の補正特に高変倍化において問題がある。
【００１９】
特に第２レンズＬ２  はプラスチックレンズであり、上記条件（２）を満足する材料としてアクリル系、ポリオレフィン系、アモルファスフッ素樹脂等があり、これら材料を用いれば複屈折の問題は改善される。
【００２０】
又、前述のように本発明のズームレンズの第２レンズＬ２  はプラスチックレンズであり屈折力を小さく設定してあるが、その焦点距離ｆＬ２が下記条件（３）を満足することが望ましい。
【００２１】
（３）    ｜ｆ１  ／（ｆＬ２・ｚ）｜＜０．０７
ただし、ｆ１  は第１群の焦点距離、ｚは変倍比である。
【００２２】
本発明のズームレンズにおいて高変倍比になる程レンズＬ２  の温度、湿度変化によるピントずれが発生しやすくなる。つまり高変倍比になっても温度等の変化によるピントずれを少なくするための条件が条件（３）である。
【００２３】
この条件（３）を満足しないと、より高変倍化した時にピントずれを生ずるため好ましくない。
【００２４】
又高変倍比のズームレンズの場合、面形状の変化により収差が変化し特にテレ端でその最良像点の位置、つまりピントの変化が生ずる。
【００２５】
上記のピントの変化が生じないためには、第２レンズＬ２  が下記条件（４）を満足することが望ましい。
【００２６】
（４）  ｜ｆＴ  ・（ｎ２  −１）［１／ｒ３  （Ｐ）  −１／ｒ４（Ｐ）］｜＜０．６０
ただしｆＴ  はテレ端における全系の焦点距離、ｎ２  は第２レンズのｄ線に対する屈折率、ｒ３  （Ｐ）  ，ｒ４（Ｐ）はそれぞれ第２レンズの物体側及び像側の面の局所曲率半径であり、物体側面については以下の式で与えられる。
【００２７】
ｒ３（Ｐ）＝Ｙｔ３／ｓｉｎφ３
ここで、Ｙｔ３は第２レンズの物体側及び像側の面におけるテレ端での軸上マージナル光線高を表わし、φ３はｒ３（Ｑ）を第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径、ｋ３を円錐係数、Ａ３４  ，Ａ３６，Ａ３８，・・・を非球面係数とするとき、下記の式で与えられるものである。
【００２８】
0003563848.tif 000002
0003563848.tif 000003
第２レンズの像側の面ｒ４（Ｐ）についてもその面におけるテレ端の軸上マージナル光線高、近軸曲率半径、円錐係数、及び非球面係数を用いて上記と同様に表わされる。従ってｓを３又は４の値を取るパラメータとするとき、これらをまとめて以下のように表わすことが出来る。
ｒｓ（Ｐ）＝Ｙｔｓ／ｓｉｎφｓ
0003563848.tif 000004
0003563848.tif 000005
上記のφの値は、テレ端における軸上マージナル光線高の位置における非球面の法線と光軸とのなす角度を示しており、条件（４）は軸上マージナル光線に対する第２レンズの局所的な屈折力が小さいことを表わしている。
【００２９】
この条件（４）の範囲を越えると温度や湿度の変化による収差の変化が大になりピントずれが生ずる。
【００３０】
本発明のズームレンズにおいて、第１群の第４レンズＬ４  の射出側の収差発生量が大きいためこのレンズの屈折率を高くして曲率半径をゆるくすることが望ましい。そのためレンズＬ４  が下記条件（５）を満足することが望ましい。
【００３１】
（５）    １．５５＜ｎ４  ＜１．７５
ただし、ｎ４  は第４レンズＬ４  のｄ線に対する屈折率である。
【００３２】
条件（５）の上限の１．７５を越えると収差発生量は少なくなるが硝材費が高くなるため低コスト化に反する。又ペッツバール和が大きく負になるために周辺の性能が低下する。この条件（５）の下限の１．５５を越えると球面収差、コマ収差が悪化し性能が低下する。
【００３３】
又非点隔差を小さくするためには、第４レンズＬ４  の肉厚を厚くすることが効果的である。それと同時にこのレンズＬ４  を厚くすると第１群の主点位置が物体側に移動するので絞り径が小さくなる利点も生ずる。
【００３４】
このことから、第４レンズＬ４  の肉厚が下記条件（６）を満足することが望ましい。
【００３５】
（６）    ０．３５＜ｄ６  ／ｆＬ４＜０．８５
ただし、ｄ６  は第４レンズＬ４  の肉厚、ｆＬ４は第４レンズの焦点距離である。
【００３６】
条件（６）において上限の０．８５を越えるとレンズ系の全長が大になり又下限の０．３５を越えると非点隔差が目立つようになりまた絞り径が大になりコンパクト性が失われる。
【００３７】
本発明のズームレンズにおいて、第２群は、物体側から順に、正、負の構成にすることが好ましい。特に物体側より正レンズ１枚と負レンズ１枚にて構成すれば高性能と低コストとの両方を満足できる。
【００３８】
又第５レンズＬ５  は、第２群の色収差、非点収差、コマ収差の補正のためには、下記条件（７）を満足することが望ましい。
【００３９】
（７）    −４．５＜ｆＬ５／ｆ２  ＜−１．５
ただし、ｆ２  は第２群の焦点距離、ｆＬ５は第５レンズＬ５  の焦点距離である。
【００４０】
この条件（７）の上限の−１．５を越えると負レンズの第６レンズＬ６  の屈折力が強くなりすぎて非点隔差、コマ収差が補正しきれず、又下限の−４．５を越えると正レンズの第５レンズの屈折力が弱くなりすぎて色収差を補正できない。
【００４１】
又、非点収差、コマ収差を補正するためには、第５レンズＬ５  の物体側の面を非球面にすることが効果的である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のズームレンズの実施の形態を各実施例をもとに説明する。
【００４３】
下記のデーターは、本発明のズームレンズの実施例１乃至実施例５である。
0003563848.tif 000006
【００４４】
0003563848.tif 000007
【００４５】
0003563848.tif 000008
【００４６】
0003563848.tif 000009
【００４７】
0003563848.tif 000010
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。尚焦点距離ｆ等の長さの単位はｍｍである。
【００４８】
実施例１，２，５は、夫々図１，図２，図５に示す構成で、正の屈折力の第１群と、負の屈折力の第２群とよりなり、第１群，第２群間の間隔を変化させて変倍を行なう２群ズームレンズである。又第１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の第１レンズＬ１  と、物体側に凸面を向けた非常に小さい屈折力で両面が非球面であるプラスチックレンズの第２レンズＬ２  と、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの第３レンズＬ３  と、両凸の正レンズの第４レンズＬ４  とよりなり、第３レンズＬ３  と第４レンズＬ４  は接合されていて接合レンズになっている。第２群は、物体側の面が非球面で像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズの第５レンズＬ５  と像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの第６レンズＬ６  とからなっている。又第２レンズＬ２  はアクリル系の材料よりなっている。
【００４９】
これら実施例のレンズ系の焦点距離は、３９．３ｍｍ〜１０１．３ｍｍで変倍比は２．６、又Ｆナンバーは４．６６〜９．２１である。
【００５０】
実施例３，４は、夫々図３，図４に示す構成で、物体側から順に、正の屈折力の第１群と負の屈折力の第２群とよりなり、両群間の間隔を変化させて変倍を行なう２群ズームレンズである。又第１群は、物体側より順に、両凹負レンズの第１レンズＬ１  と、物体側に凸面を向けた非常に屈折力の小さい又物体側の面が非球面であるプラスチックレンズの第２レンズＬ２  と、物体側に凸面を向けた負レンズの第３レンズＬ３  と、両凸の正レンズの第４レンズＬ４  とからなり、第３レンズと第４レンズは接合されていて接合レンズになっている。又第２群は、物体側に非球面を有し像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズの第５レンズＬ５  と像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの第６レンズＬ６  とよりなっている。
【００５１】
又、第２レンズＬ２  は、ポリオレフィン系の材料にて構成されている。
【００５２】
これら実施例は、焦点距離が３９．３ｍｍ〜１０１．３ｍｍで変倍比は２．６で、Ｆナンバーは４．６６〜９．２１である。
【００５３】
本発明ズームレンズは、特許請求の範囲に記載された構成の他、次の各項に示す構成のレンズ系もその目的を達成し得るものである。
【００５４】
（１）特許請求の範囲の請求項１，２又は３に記載されているレンズ系で第２レンズＬ２  がアクリル系又はポリオレフィン系またはアモルファスフッ素樹脂であるズームレンズ。
【００５５】
（２）特許請求の範囲の請求項１，２又は３あるいは前記の（１）の項に記載されているレンズ系であって、下記条件（３）を満足するズームレンズ。
（３）    ｜ｆ１  ／（ｆＬ２・２）｜＜０．０７
【００５６】
（３）特許請求の範囲の請求項１，２又は３あるいは前記の（１）又は（２）の項に記載されているレンズ系で、下記の条件（６）を満足するズームレンズ。
（６）    ０．３５＜ｄ６  ／ｆＬ４＜０．８５
【００５７】
（４）特許請求の範囲の請求項１，２，又は３あるいは前記の（１），（２）又は（３）の項に記載されているレンズ系で、第２群が物体側より正レンズ１枚と負レンズ１枚のズームレンズ。
【００５８】
（５）特許請求の範囲の請求項１，２又は３あるいは前記の（１），（２），（３）又は（４）の項に記載されているレンズ系で、下記条件（７）を満足するズームレンズ。
（７）    −４．５＜ｆＬ５／ｆ２  ＜−１．５
【００５９】
（６）特許請求の範囲の１，２又は３あるいは前記の（１），（２），（３），（４）又は（５）に記載されているレンズ系で、第２群の正レンズの物体側に非球面を設けたズームレンズ。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、前述の通りの構成にすることにより低コストであってしかも温度や湿度の変化によるピントずれがなく、高性能な高変倍ズームレンズを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の実施例２の断面図
【図３】本発明の実施例３の断面図
【図４】本発明の実施例４の断面図
【図５】本発明の実施例５の断面図
【図６】実施例１の広角端における収差曲線図
【図７】実施例１の中間焦点距離における収差曲線図
【図８】実施例１の望遠端における収差曲線図
【図９】実施例２の広角端における収差曲線図
【図１０】実施例２の中間焦点距離における収差曲線図
【図１１】実施例２の望遠端における収差曲線図
【図１２】実施例３の広角端における収差曲線図
【図１３】実施例３の中間焦点距離における収差曲線図
【図１４】実施例３の望遠端における収差曲線図
【図１５】実施例４の広角端における収差曲線図
【図１６】実施例４の中間焦点距離における収差曲線図
【図１７】実施例４の望遠端における収差曲線図
【図１８】実施例５の広角端における収差曲線図
【図１９】実施例５の中間焦点距離における収差曲線図
【図２０】実施例５の望遠端における収差曲線図
【図１】
0003563848.tif 000013
【図２】
0003563848.tif 000014
【図３】
0003563848.tif 000015
【図４】
0003563848.tif 000016
【図５】
0003563848.tif 000017
【図６】
0003563848.tif 000018
【図７】
0003563848.tif 000019
【図８】
0003563848.tif 000020
【図９】
0003563848.tif 000021
【図１０】
0003563848.tif 000022
【図１１】
0003563848.tif 000023
【図１２】
0003563848.tif 000024
【図１３】
0003563848.tif 000025
【図１４】
0003563848.tif 000026
【図１５】
0003563848.tif 000027
【図１６】
0003563848.tif 000028
【図１７】
0003563848.tif 000029
【図１８】
0003563848.tif 000030
【図１９】
0003563848.tif 000031
【図２０】
0003563848.tif 000032