(57)【要約】    【課題】  広画角化でありながら、優れた光学性能が得られ、しかも全系が小型なズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ること。    【解決手段】  物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングにおいて各レンズ群が独立に移動するズームレンズであって、該第２レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１レンズ、正の屈折力の第２２レンズ、負の屈折力の第２３レンズ、正の屈折力の第２４レンズからなり、  該第１、第２レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき    １．４  ＜  ｆ２  ／ｆｗ＜  ２．３    １．２  ＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜  １．６なる条件式を満足すること。【選択図】図１
2008242392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングにおいて各レンズ群が独立に移動するズームレンズであって、該第２レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１レンズ、正の屈折力の第２２レンズ、負の屈折力の第２３レンズ、正の屈折力の第２４レンズからなり、
該第１、第２レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき
１．４  ＜  ｆ２  ／ｆｗ＜  ２．３
１．２  ＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜  １．６
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群中の第２２レンズと第２３レンズは接合されていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズ、負の屈折力の第１２レンズ、負の屈折力の第２３レンズ、正の屈折力の第１４レンズより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズ、負の屈折力の第１２レンズ、正の屈折力の第１３レンズより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群の望遠端における結像倍率をβ２ｔとするとき
１．７  ＜｜β２ｔ｜＜  ２．３
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群の像側に、フレアーカット絞りが配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第２レンズ群の像側には、第１、第２フレアーカット絞りが配置されており、ズーミングに際して物体側の第１フレアーカット絞りは移動し、像側の第２フレアーカット絞りは不動であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズに関し、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ、或いは監視カメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズは、広画角で、画面全体にわたり高い光学性能を持ち、光学系全体が小型のズームレンズであるこが要望されている。
【０００３】
これらの要望を満足するズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う２群ズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。
【０００４】
この負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型の２群ズームレンズにおいて、第２レンズ群を４〜５枚のレンズで構成し、光学系全体の小型化を図ったズームレンズが知られている（特許文献４、５）。
【特許文献１】特開平１１−０５２２３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１１２８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０２２１１号公報
【特許文献４】特開２００４−２２６８５０号公報
【特許文献５】特開平１０−１６１０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ネガティブリード型の２群ズームレンズは比較的少ないレンズ枚数でレンズ系が構成出来るため、レンズ系全体の小型化が容易で、かつ広画角化が容易であるという特長がある。
【０００６】
しかしながらネガティブリード型の２群ズームレンズにおいて光学系全体の更なる小型化を図りつつ、広画角化及び所定のズーム比（例えばズーム比３以上）を確保しようとすると、ズーミングに伴う収差変動が増大してくる。
【０００７】
このためネガティブリード型の２群ズームレンズにおいて広画角化及び小型化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能（高画質の画像）を得るには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になっている。
【０００８】
一般にズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力を強めれば、所定のズーム比を得るための各レンズ群の移動量は短縮されるので、レンズ全長の短縮化を図りつつ広角化が容易になる。
【０００９】
しかし単に各レンズ群の屈折力を強めれば、ズーミングに伴う収差変動が大きくなり、特に広画角化を図る際には、全ズーム範囲にわたり良好な光学性能を得ることが困難になってくる。
【００１０】
特にネガティブリード型の２群ズームレンズにおいては、各レンズ群の屈折力とレンズ構成を適切に設定しないと、広画角化及びレンズ系全体の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るのが困難となる。
【００１１】
本発明は、広画角化でありながら、優れた光学性能が得られ、しかも全系が小型なズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングにおいて各レンズ群が独立に移動するズームレンズであって、該第２レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１レンズ、正の屈折力の第２２レンズ、負の屈折力の第２３レンズ、正の屈折力の第２４レンズからなり、
該第１、第２レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき
１．４  ＜  ｆ２  ／ｆｗ＜  ２．３
１．２  ＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜  １．６
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広画角化でありながら、優れた光学性能が得られ、しかも全系が小型なズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングにおいて各レンズ群が独立に移動するズームレンズである。
【００１６】
そして第１レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズ、負の屈折力の第１２レンズ、負の屈折力の第１３レンズ、正の屈折力の第１４レンズより構成されている。
【００１７】
又は、第１レンズ群は物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズ、負の屈折力の第１２レンズ、正の屈折力の第１３レンズより構成されている。
【００１８】
そして第２レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１レンズ、正の屈折力の第２２レンズ、負の屈折力の第２３レンズ、正の屈折力の第２４レンズから構成されている。
【００１９】
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）と望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。
【００２０】
図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における無限遠物体に合焦したときの収差図である。
【００２１】
実施例１はズーム比２．８５、Ｆナンバー３．６５〜５．８８、撮影画角７２．５°〜２８．８°のズームレンズである。
【００２２】
図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における無限遠物体に合焦したときの収差図である。実施例２はズーム比２．８６、Ｆナンバー３．６５〜５．８８、撮影画角７２．６°〜２８．８°のズームレンズである。
【００２３】
図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における無限遠物体に合焦したときの収差図である。実施例３はズーム比２．８６、Ｆナンバー３．６５〜５．８８、撮影画角７２．４°〜２８．８°のズームレンズである。
【００２４】
図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例４のズームレンズの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端と望遠端における無限遠物体に合焦したときの収差図である。実施例４はズーム比２．７４、Ｆナンバー３．６５〜５．８８、撮影画角６９．０°〜２８．１°のズームレンズである。
【００２５】
図９（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例５のズームレンズの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端と望遠端における無限遠物体に合焦したときの収差図である。実施例５はズーム比２．８６、Ｆナンバー３．６５〜５．８８、撮影画角７２．５°〜２８．８°のズームレンズである。
【００２６】
図１１は本発明のズームレンズを備えるデジタル一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００２７】
各実施例のズームレンズは、撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。
【００２８】
図１、図３、図５、図７、図９の実施例１〜５のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群である。
【００２９】
ＳＰは解放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２の物体側又は第２レンズ群中に位置している。
【００３０】
ＦＣは開口径が不変のフレアーカット絞りであり、第１、第２フレアーカット絞りＦＣ１、ＦＣ２より成り、各々第２レンズ群Ｌ２の像側に位置している。
【００３１】
第１、第２フレアーカット絞りＦＣ１、ＦＣ２は広角端において近接配置している。後述する数値実施例１では広角端において、密着（間隔が０）しているものとして扱っている。
【００３２】
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する感光面が置かれている。
【００３３】
矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群と開口絞りＳＰと第１フレアーカット絞りＦＣ１の移動軌跡を示している。
【００３４】
収差図において、ｄ、ｇ、Ｆ、Ｃは順に、ｄ線、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線である。Ｍ、Ｓはメリディオナル像面、サジタル像面である。
【００３５】
ＦｎｏはＦナンバーである。Ｙは像高である。
【００３６】
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡の一部を描くように移動している。又、第２レンズ群Ｌ２は開口絞りＳＰと一体で物体側に移動している。
【００３７】
尚、各実施例において、広角端と望遠端のズーム位置は変倍用レンズ群（第２レンズ群）が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００３８】
各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
【００３９】
各実施例では、第１レンズ群Ｌ１でフォーカスを行っている。
【００４０】
第２レンズ群Ｌ２の像側に設けた第１、第２フレアーカット絞りは、ズーミングに際して物体側の第１フレアーカット絞りは移動し、像側の第２フレアーカット絞りは不動である。
【００４１】
具体的には、広角端から望遠端へのズーミングに際して第１フレアーカット絞りＦＣ１は物体側へ移動している。
【００４２】
第２フレアーカット絞りＦＣ２は不動であるが移動させても良い。
【００４３】
各実施例では２つのフレアーカット絞りを前述の如く用いることによってズーミングに伴う軸外光束のフレアー成分を効果的にカットし、ズーミングによるフレアーの変動が少なくなるようにして全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得ている。
【００４４】
第１レンズ群Ｌ１のレンズ構成は、図１、図３、図５、図９の実施例１〜３、５では物体側から像側へ順に、次のとおりである。
【００４５】
物体側が凸面の正の屈折力の第１１レンズ、物体側が凸でメニスカス形状の負の屈折力の第１２レンズ、像側が凹形状の負の屈折力の第１３レンズ、物体側が凸でメニスカス形状の正の屈折力の第１４レンズで構成されている。
【００４６】
図７の実施例４では、物体側から像側へ順に次のとおりである。
【００４７】
物体側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力の第１１レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力の第１２レンズ、物体側が凸でメニスカス形状の正の屈折力の第１３レンズで構成されている。
【００４８】
第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は、各実施例では、物体側から像側へ次のとおりである。
【００４９】
両レンズ面が凸形状の正の屈折力の第２１レンズ、両レンズ面が凸形状の正の屈折力の第２２レンズ、両レンズ面が凹形状の負の屈折力の第２３レンズ、両レンズ面が凸形状の正の屈折力の第２４レンズで構成されている。
【００５０】
そして図１、図３、図５、図７の実施例１〜４では第２２レンズと第２３レンズとは接合されている。
【００５１】
これによって色収差の補正を容易にし、更に組立てに際してのレンズの偏芯誤差が少なくなるようにしている。
【００５２】
各実施例において、第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
１．４  ＜  ｆ２  ／ｆｗ＜  ２．３      ‥‥‥（１）
１．２  ＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜  １．６      ‥‥‥（２）
なる条件式を満足している。
【００５３】
条件式（１）は、変倍作用を行う第２レンズ群Ｌ２について、その適切な焦点距離の範囲を表したものであり、フォーカスの際の収差変動を少なくし、広い物体距離範囲にわたり良好成る光学性能を得るためのものである。
【００５４】
条件式（１）の上限を超えて第2レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなりすぎると、レンズ系全体の小型化が難しくなる。又、下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎるとズーミングに伴う収差変動が大きくなってくるので良くない。
【００５５】
各実施例において、更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定することが望ましい。
【００５６】
１．６  ＜  ｆ２  ／ｆｗ＜  ２．０    ‥‥‥（１ａ）
条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の範囲を表したものであり、第１レンズ群Ｌ１の適切な屈折力を示している。条件式（２）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなりすぎると、レンズ系全体の小型化が難しくなる。また条件式（２）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなりすぎると、ズーミングによる像面湾曲の変動が大きくなり、画面全体にわたり良好な光学性能を保つのが困難になる。
【００５７】
各実施例において、更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定することが望ましい。
【００５８】
１．４  ＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜  １．６    ‥‥‥（２ａ）
以上のように各実施例によれば各レンズ群の屈折力配分、第２レンズ群のレンズ構成等を適切にすることで、広画角（広画角において６５度以上）でズーム全域にわたって良好な光学性能を維持したズーム比３程度のズームレンズを得ることができる。
【００５９】
又、全体として７〜８枚と少ないレンズ枚数でありながら、全ズーム範囲にわたりすぐれた光学性能が得られ、しかも全系が小型なズームレンズが得られる。
【００６０】
各実施例において、更に好ましくは第２レンズ群Ｌ２の望遠端における結像倍率をβ２ｔとする。このとき
１．７  ＜｜β２ｔ｜＜  ２．３    ‥‥‥（３）
なる条件式を満足するのが良い。
【００６１】
条件式（３）は、第2レンズ群Ｌ２の望遠端における結像倍率の範囲を示している。条件式（３）の下限を超えると、第1レンズ群Ｌ１の屈折力が不足することで、ズーミングによる像面湾曲の変動が大きくなってくる。又条件式（３）の上限を超えると、第1レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなりすぎて、ズーミングによる球面収差の変動が大きくなってくる。
【００６２】
更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６３】
１．７５＜｜β２ｔ｜＜２．１０    ‥‥‥（３ａ）
各実施例では、前述した条件式のうち少なくとも１つを満足すれば、ネガティブリード型の２群ズームレンズにおいて、ズーミングにおける収差変動が少なく画面全域にわたって良好な光学性能を得ることができる。
【００６４】
尚、各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の物体側にコンバーターレンズ又は／及び第２レンズ群の像側にコンバーターレンズやフィールドレンズを付加しても良い。
【００６５】
次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を図１１を用いて説明する。
【００６６】
図１１において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による光学系を搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して形成される被写体像を受光するフィルムや撮像素子などの記録手段である。
【００６７】
１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。
【００６８】
ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。
【００６９】
撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。
【００７０】
このように本発明の光学系を一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。
【００７１】
尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single Lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。
【００７２】
以下に、実施例１〜５に各々対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの面の順序を示す。ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔、ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。
【００７３】
非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸとするとき、
【００７４】
【数１】
2008242392.tif 000003
で表わされる。但しＲは近軸曲率半径、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは非球面係数であり、数値実施例中で記載がない定数や係数は０である。
【００７５】
又、［ｅ−Ｘ］は［×１０-X］を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を表わす。
【００７６】
又、各実施例における数値を表−１に示す。
【００７７】
前述した条件式（１）〜（３）に対する各実施例における数値を表−１に示す。
【００７８】
【表１】
2008242392.tif 000004
【００７９】
【表２】
2008242392.tif 000005
【００８０】
【表３】
2008242392.tif 000006
【００８１】
【表４】
2008242392.tif 000007
【００８２】
【表５】
2008242392.tif 000008
【００８３】
【表６】
2008242392.tif 000009
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明のズームレンズの実施例１の広角端と望遠端におけるレンズ断面図
【図２】本発明のズームレンズの実施例１の広角端と望遠端における無限遠物体のときの収差図
【図３】本発明のズームレンズの実施例２の広角端と望遠端におけるレンズ断面図
【図４】本発明のズームレンズの実施例２の広角端と望遠端における無限遠物体のときの収差図
【図５】本発明のズームレンズの実施例３の広角端と望遠端におけるレンズ断面図
【図６】本発明のズームレンズの実施例３の広角端と望遠端における無限遠物体のときの収差図
【図７】本発明のズームレンズの実施例４の広角端と望遠端におけるレンズ断面図
【図８】本発明のズームレンズの実施例４の広角端と望遠端における無限遠物体のときの収差図
【図９】本発明のズームレンズの実施例５の広角端と望遠端におけるレンズ断面図
【図１０】本発明のズームレンズの実施例５の広角端と望遠端における無限遠物体のときの収差図
【図１１】本発明の撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【００８５】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
ＳＰ  絞り
ＦＣ  フレアーカット絞り
ＦＣ１  第１フレアーカット絞り
ＦＣ２  第２フレアーカット絞り
ＩＰ  像面
Ｆｎｏ  Ｆナンバー
Ｙ  像高
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
Ｃ  Ｃ線
Ｆ  Ｆ線
Ｍ  メリディオナル像面
Ｓ  サジタル像面
【図４】
2008242392.tif 000010
【図６】
2008242392.tif 000011
【図８】
2008242392.tif 000012
【図１】
2008242392.tif 000013
【図２】
2008242392.tif 000014
【図３】
2008242392.tif 000015
【図５】
2008242392.tif 000016
【図７】
2008242392.tif 000017
【図９】
2008242392.tif 000018
【図１０】
2008242392.tif 000019
【図１１】
2008242392.tif 000020