(57)【要約】【課題】小型であって、ズーム比が１５倍以上と大きく、広角端での画角が７５度以上のＡＰＳサイズ一眼レフレックスカメラに適した高変倍率ズームレンズを提供すること。【解決手段】物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力第２レンズ群G２、正の屈折力第３レンズ群G３、正の屈折力第４レンズ群G４で構成である構成され、条件式（１）6＜Lw/（Ft/Fw）＜10を満たす高変倍ズームレンズ。  Lw：  広角端での光学全長（最も物体側のレンズ面から像面までの長さ）  Ft：  望遠端で光学全系の焦点距離  Fw：  広角端で光学全系の焦点距離【選択図】図１
2011248219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力第２レンズ群G２、正の屈折力第３レンズ群G３、正の屈折力第４レンズ群G４で構成である構成され、条件式（１）を満足することを特徴する高変倍率ズームレンズ。
6＜Lw/（Ft/Fw）＜10  ・・・・・・・・・・・・（１）
但し
Lw：  広角端での光学全長（最も物体側のレンズ面から像面までの長さ）
Ft：  望遠端で光学全系の焦点距離
Fw：  広角端で光学全系の焦点距離
【請求項２】
さらに、条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の高変倍ズームレンズ。
−０．５＜F_Bw/F_Bt←０．１２・・・・・・・・・（２）
但し
F_Bw：  広角端で第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面から像面までの焦点距離
F_Bt：  望遠端で第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面から像面までの焦点距離
【請求項３】
前記第３レンズ群が、正の第３前レンズ群と負の第３後レンズ群から構成され、前記第３後レンズ群で像振れ補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の高変倍率ズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群が、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１ないし３のうちの一項に記載の高変倍率ズームレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群が、広角端から望遠端へ変倍する移動軌跡に２つの変曲点を有することを特徴とする請求項１ないし４のうちの一項に記載の高変倍率ズームレンズ。
【請求項６】
物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力第２レンズ群G２、正の屈折力第３レンズ群G３、正の屈折力第４レンズ群G４で構成である構成され、少なくとも前記一レンズ群が、広角端から望遠端へ変倍する移動軌跡に２つの変曲点を有することを特徴とする高変倍率ズームレンズ。
【請求項７】
物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力第２レンズ群G２、正の屈折力第３レンズ群G３、正の屈折力第４レンズ群G４で構成である構成され、条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の高変倍ズームレンズ。
−０．５＜F_Bw/F_Bt←０．１２・・・・・・・・・（２）
但し
F_Bw：  広角端で第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面から像面までの焦点距離
F_Bt：  望遠端で第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面から像面までの焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高変倍率ズームレンズ、さらに詳しくは、ズーム比が１５倍以上と大きく、広角端での画角が７５度以上で、かつ小型なＡＰＳサイズ一眼レフレックスカメラに適した高変倍率ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高変倍率ズームレンズとして、ＡＰＳサイズ用であって、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、前記レンズ群同士の間隔を変化させて変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とからなり、前記後群のみを光軸と直交する方向へ移動させることによって結像位置の変位を補正し、前記後群中の少なくとも一つのレンズ面は、近軸曲率半径を有する球面に比して、光軸から周辺へ向かって正の屈折力が強くなる又は負の屈折力が弱くなる形状の非球面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする防振機能を有するズームレンズ。
３．７ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ７．０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の他の高変倍率ズームレンズとして、ＡＰＳサイズ用であって、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力のレンズ群を含む後群とを有し、該後群は光軸と垂直方向の成分を持つように移動して、結像位置を変移させる負の屈折力のレンズ群ＩＳと、該レンズ群ＩＳより像側に正の屈折力のレンズ群Ｒ_ＩＳを有し、ズーミングに際して該レンズ群ＩＳと該レンズ群Ｒ_ＩＳの間隔が変化するズームレンズにおいて、該レンズ群ＩＳの焦点距離をｆＩＳ、該レンズ群Ｒ_ＩＳの焦点距離をｆＲ_ＩＳ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとするとき、
０．０５＜｜ｆＩＳ／ｆＴ｜＜０．１８
２．０＜ｆ１／ｆＲ_ＩＳ＜４．５
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３７２５２号
【特許文献２】特開２００８−２１６４４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された高変倍率ズームレンズは、デジタル一眼レフカメラに好適な長いバックフォーカスを有する。しかし、引用文献１の高変倍率ズームレンズは、１０倍程度のズーム比を有し、広角状態において７０°以上の画角を有する（発明の効果）。
【０００６】
特許文献２に開示された高変倍率ズームレンズは、振動補償機構を有し、デジタル一眼レフカメラに好適な長いバックフォーカスを有する。しかし、引用文献２の第１実施形態の焦点距離は、１８．６〜２４１．２ｍｍで、ズーム変倍比は１２．９７倍である。
【０００７】
仮に、引用文献１及び２の高変倍率ズームレンズにおいて、ズーム変倍比を１５倍にすると、望遠端で第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きくなり、第１レンズ群の凸レンズのコバ（周縁部）の厚さが負になってしまう。この第１レンズ群の凸レンズのコバ（周縁部）に関し実施可能なように厚さを確保すると、第１レンズ群の有効径が大きくなり、小型化が不可能になってします。
【０００８】
（本発明の目的）
本発明は、前記従来技術の高変倍率ズームレンズの上述した問題点に鑑みてなされたものであって、小型であって、ズーム比が１５倍以上と大きく、広角端での画角が７５度以上であるＡＰＳサイズ一眼レフレックスカメラに適した高変倍率ズームレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
物体側から像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力第２レンズ群G２、正の屈折力第３レンズ群G３、正の屈折力第４レンズ群G４で構成である構成され、条件式（１）を満足することを特徴する高変倍率ズームレンズ。
6＜Lw/（Ft/Fw）＜10  ・・・・・・・・・・・・（１）
但し
Lw：  広角端での光学全長（最も物体側のレンズ面から像面までの長さ）。
Ft：  望遠端で光学全系の焦点距離
Fw：  広角端で光学全系の焦点距離
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の高変倍率ズームレンズは、上述したように構成することによって、小型であって、ズーム比が１５倍以上と大きく、広角端での画角が７５度以上であるＡＰＳサイズ一眼レフレックスカメラに適した高変倍率ズームレンズを構成することができる。
【００１１】
本発明の実施態様について説明する。
第１実施態様（請求項２）は、
前記第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の合成焦点距離は、条件式（２）を満足することを特徴とする。
−０．５＜F_Bw/F_Bt←０．１２・・・・・・・・・（２）
但し
F_Bw：  広角端で第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面から像面までの焦点距離
F_Bt：  望遠端で第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面から像面までの焦点距離
【００１２】
第２実施態様（請求項３）は、
前記第３レンズ群が、正の第３前レンズ群と負の第３後レンズ群から構成され、前記第３後レンズ群で像振れ補正を行うことを特徴とする。
【００１３】
第３実施態様（請求項４）は、
前記第４レンズ群が、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする。
【００１４】
第４実施態様（請求項５）は、
前記第２レンズ群が、広角端から望遠端へ変倍する移動軌跡に２つの変曲点を有することを特徴とする。
【００１５】
（条件式等の説明）
条件式（１）の下限を超えると、広角端の光学全長は小型化が実現できるのが、各レンズ群のパワーが強過ぎるようになり、収差補正が困難となる。条件式（１）の上限を超えると、収差補正は容易になるが、小型化できなくなる。
【００１６】
条件式（２）の下限を超えると、収差補正が容易になるが、１５倍の変倍比と小型化を達成できなくなる。であり、条件式（２）の上限を超えると、小型化と高変倍を達成しやすくなるが、収差補正が困難となる。
【００１７】
本発明において「第２レンズ群が広角端から望遠端へ変倍する移動軌跡における変曲点」とは、縦軸に焦点距離をとり、横軸に第２レンズ群の光軸上の位置をとるとき、前記移動軌跡を示すグラフの接線が、右傾斜から左傾斜へ、又は左傾斜から右傾斜へ変化する点を示す。本発明において、広角端側の変曲点がない場合、像面湾曲を補正することが困難となる。望遠端側の変曲点がない場合、１０割像高の下側光線をカットしやすいので、第１レンズ群の有効径が大きくなり、小型化は困難となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のレンズ断面図、及び各レンズの移動軌跡図である。
【図２】本発明の第１実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差図である。
【図３】本発明の第１実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率収差図である。
【図４】本発明の第１実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差図である。
【図５】本発明の第１実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率収差図である。
【図６】本発明の第１実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差図である。
【図７】本発明の第１実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率収差図である。
【図８】本発明の第２実施形態のレンズ断面図、及び各レンズの移動軌跡図である。
【図９】本発明の第１実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率収差図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率収差図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
各実施例における非球面式は、以下のとおりである。
【数１】
2011248219.tif 000003
ｚ                  ：非球面深さ
ｙ                  ：高さ
Ｒ                  ：近軸曲率半径
Ｋ,Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ：非球面係数
【００２０】
（第１実施形態）
第１実施形態の高変倍率ズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成される。
【００２１】
第１実施形態の数値データは、以下のとおりである。
焦点距離：18.5〜71.0〜291.2015
2ω     ：79.46〜22.47〜5.57
FNO     ：3.44〜6.03〜6.50
【００２２】
NS            R           D          Nd       ABV
1         141.1468      1.5000     1.90366   31.31
2          69.3714      7.1000     1.49700   81.61
3        -332.6134      0.1500
4          63.9453      5.1000     1.61800   63.39
5         328.3371     D( 5)
6 ASPH    120.1024      0.2000     1.51460   49.96
7         102.4853      1.0000     1.88300   40.80
8          15.1238      5.3047
9         -39.8665      0.8000     1.77250   49.62
10          39.8665      0.1500
11          27.9302      4.6000     1.84666   23.78
12         -32.1001      0.6619
13         -22.8444      0.8000     1.83481   42.72
14        -314.1081     D(14)
15 STOP        INF       1.0000
16          43.5895      2.1000     1.72916   54.67
17         198.3247      0.1500
18          31.5974      3.3000     1.49700   81.61
19         -85.9757      0.1500
20          32.4055      3.6000     1.48749   70.44
21         -32.4055      0.8000     1.92286   20.88
22         -79.7693      1.5829
23 ASPH    -45.2054      0.9000     1.85135   40.10
24          17.0548      2.8885     1.80809   22.76
25          63.8056     D(25)
26 ASPH     19.1560      5.2913     1.59201   67.02
27 ASPH    -38.5354      0.1500
28        -487.7854      0.8000     1.90366   31.31
29          20.0365      1.5195
30          71.1245      2.5000     1.69895   30.05
31         -71.1245     D(31)
【００２３】
以下に、各非球面の非球面係数を、K、2(A)、4(B)、6(C)、8(D)、10(E)、12(F)の順序で示す。
面番号６
0.0000        0.00000e+000   1.00848e-005  -8.23992e-008   7.73802e-010
-3.65697e-012   7.40459e-015
面番号２３
0.0000        0.00000e+000   1.20221e-005  -1.69654e-008   3.67494e-010
-2.56282e-012   0.00000e+000
面番号２６
0.0000        0.00000e+000  -2.13290e-005   1.07151e-007  -1.36111e-009
1.05249e-011  0.00000e+000
面番号２７
-8.6353       0.00000e+000   9.38555e-006   7.17720e-008  -8.25848e-010
8.21363e-012  0.00000e+000
【００２４】
ズーム操作時のレンズ間隔変化は以下のとおりである。
焦点距離   18.5000    71.000    291.2015
D( 5)      1.6998    30.1741    66.5707
D(14)     30.7371    12.6774     1.5000
D(25)      7.4142     2.1598     0.9000
D(31)     39.0550    82.0274    91.8692
【００２５】
第１実施形態は、条件式（１）に関し、Lw/（Ft/Fw）＝８．４５である。条件式（２）に関し、F_Bw/F_Bｔ＝−０．１６である。
【００２６】
第１実施形態におけるズーム作動時の各レンズ群の移動量は、以下のとおりである。＋の移動量は物体側への移動量を示し、−の移動量は像側への移動を示す。
焦点距離  第1群移動量  第2群移動量  第3群移動量  第4群移動量
18.500    0.000         0.000         0.000          0.000
21.477    0.934        -0.366         3.371          4.485
36.181   17.931         3.842        15.287         18.551
71.000   48.159        19.685        37.745         42.999
140.001   71.413        19.746        41.691         47.524
291.202   81.994        17.123        46.360         52.874
【００２７】
第１実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差を図２に示す。
第１実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率収差を図３に示す。
第１実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差を図４に示す。
第１実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率収差を図に示すように、図５に示す。
第１実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差を図６に示す。
第１実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率収差を図７に示す。
【００２８】
（第２実施形態）
第２実施形態の高変倍率ズームレンズは、図８に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成される。
【００２９】
第２実施形態の数値データは、以下のとおりである。
焦点距離：18.5〜71.0〜272.113
2ω     ：79.50〜22.13〜5.55
FNO    ： 3.47〜5.96〜6.48
【００３０】
NS            R           D         Nd       ABV
1         130.7431      1.5000    1.90366   31.31
2          65.7034      7.1000    1.49700   81.61
3        -339.9461      0.1500
4          62.6704      5.0000    1.61800   63.39
5         361.5179     D( 5)
6 ASPH     93.3887      0.2000    1.51460   49.96
7          86.4164      1.0000    1.88300   40.80
8          14.4958      5.3752
9         -31.8736      0.8000    1.78800   47.49
10          47.5561      0.1500
11          29.8738      4.3324    1.84666   23.78
12         -29.8738      0.6384
13         -21.5679      0.8000    1.80420   46.50
14        -209.8545     D(14)
15 STOP      INF         1.0000
16          30.9383      2.6870    1.61800  63.39
17        -127.6458      0.1500
18          30.0000      2.7661    1.48749  70.44
19        -130.9343      0.1500
20          38.8497      3.0000    1.48749  70.44
21         -38.8497      0.8000    1.92286  20.88
22        -182.1340      1.6853 
23 ASPH    -33.5311      0.8000    1.85135  40.10
24          18.0734      2.4899    1.80809  22.76
25          69.9505     D(25)
26 ASPH     21.5703      4.7476    1.59201  67.02
27 ASPH    -26.6100      0.1500
28         -61.4959      1.2090    1.91082  35.25
29          22.7924      1.1509
30          63.0000      2.5000    1.64769  33.84
31         -43.1220     D(31)
【００３１】
以下に、各非球面の非球面係数を、K、2(A)、4(B)、6(C)、8(D)、10(E)、12(F)の順序で示す。
面番号６
0.0000        0.00000e+000   9.05924e-006  -7.86241e-008   7.31156e-010
-3.80354e-012   8.88055e-015
面番号２３
0.0000        0.00000e+000   1.91386e-005   6.41280e-010  -6.69098e-011
1.80404e-013   0.00000e+000
面番号２６
0.0000        0.00000e+000  -2.36387e-005   1.59870e-007  -2.09526e-009
1.05786e-011   0.00000e+000
面番号２７
-10.2140      0.00000e+000  -3.03782e-005   4.08305e-007  -3.46238e-009
1.42933e-011   0.00000e+000
【００３２】
ズーム操作時のレンズ間隔変化は以下のとおりである。
焦点距離 18.50      71.0      272.113
D( 5)    1.6189    29.0943    62.5000
D(14)   29.8067    12.7906     2.5000
D(25)    6.0175     1.7499     1.0675
D(31)   38.9985    81.5645    90.1412
【００３３】
第２実施形態は、条件式（１）に関し、Lw/（Ft/Fw）＝８．７９である。条件式（２）に関し、F_Bw/F_Bｔ＝−０．１８である。
【００３４】
第実施形態におけるズーム作動時の各レンズ群の移動量は、以下のとおりである。＋の移動量は物体側への移動量を示し、−の移動量は像側への移動を示す。
焦点距離  第1群移動量  第2群移動量  第3群移動量  第4群移動量
18.500      0.000        0.000         0.000        0.000
20.792      1.703       -0.178         2.329        3.046
30.000     14.592        1.211         8.591       10.360
71.000     48.761       21.285        38.301       42.569
150.000    71.788       20.766        42.134       46.759
272.113    79.770       18.888        46.195       51.145
【００３５】
第２実施形態の各レンズの移動軌跡を図８に示す。
第２実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差を図９に示す。
第２実施形態の広角端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率収差を図１０に示す。
第２実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差を図１１に示す。
第２実施形態の中間ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率収差を図に示すように、図１２に示す。
第２実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態のコマ収差を図１３に示す。
第２実施形態の望遠端ズーム位置における無限遠合焦状態の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率収差を図１４に示す。
【符号の説明】
【００３６】
G1              第１レンズ群
G2              第２レンズ群
G3              第３レンズ群
G4              第４レンズ群
S               開口絞り
IP              像面
【図１】
2011248219.tif 000004
【図２】
2011248219.tif 000005
【図３】
2011248219.tif 000006
【図４】
2011248219.tif 000007
【図５】
2011248219.tif 000008
【図６】
2011248219.tif 000009
【図７】
2011248219.tif 000010
【図８】
2011248219.tif 000011
【図９】
2011248219.tif 000012
【図１０】
2011248219.tif 000013
【図１１】
2011248219.tif 000014
【図１２】
2011248219.tif 000015
【図１３】
2011248219.tif 000016
【図１４】
2011248219.tif 000017