(57)【要約】【目的】ズーム比３．５倍程度を２群構成によって達成する小型なコンパクトカメラ用のズームレンズ系を得る。【構成】物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群とからなるズームレンズ系において、次の条件式（１）及び（２）を満足するズームレンズ系。（１）４．５＜ｆＴ／ｆ１Ｇ＜５．５（２）３．５＜ｆＴ／ｆＬａｓｐ＜５．５但し、ｆＴ；長焦点距離端の焦点距離、ｆ１Ｇ；第１レンズ群の焦点距離、ｆＬａｓｐ；第１レンズ群中の非球面を有する正レンズの焦点距離。【選択図】　図１
2004020819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群とからなり、第１、第２レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行うズームレンズ系において、
第１レンズ群の最も像側のレンズは少なくとも非球面を１面有する正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）４．５＜ｆＴ／ｆ１Ｇ＜５．５
（２）３．５＜ｆＴ／ｆＬａｓｐ＜５．５
但し、
ｆＴ；長焦点距離端の焦点距離、
ｆ１Ｇ；第１レンズ群の焦点距離、
ｆＬａｓｐ；第１レンズ群中の非球面を有する正レンズの焦点距離。
【請求項２】
請求項１記載のズームレンズ系において、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、負レンズ、正レンズ、及び少なくとも非球面を１面有した正レンズの４枚から構成され、次の条件式（３）を満足するズームレンズ系。
（３）４＜ｆＴ／ｆＬ３＜６
但し、
ｆＬ３；第１レンズ群中の物体側から数えて３枚目の正レンズの焦点距離。
【請求項３】
請求項２記載のズームレンズ系において、次の条件式（４）を満足するズームレンズ系。
（４）１＜ｆＬａｓｐ／ｆＬ３＜１．５
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のズームレンズ系において、次の条件式（５）を満足するズームレンズ系。
（５）−７＜ｆＴ／ｆ２Ｇ＜−５
但し、
ｆ２Ｇ；第２レンズ群の焦点距離。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載のズームレンズ系において、次の条件式（６）を満足するズームレンズ系。
（６）３．２＜ｆＴ／ｆＷ
但し、
ｆＷ；短焦点距離端の焦点距離。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第１レンズ群中の非球面を有するレンズは次の条件式（７）を満足するズームレンズ系。
（７）−１０＜△ＩＡＳＰ＜−３
但し、
△ＩＡＳＰ；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算したときの非球面による球面収差係数の変化量。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第２レンズ群は少なくとも非球面を１面有するレンズを含み、次の条件式（８）を満足するズームレンズ系。
（８）０＜△ＶＡＳＰ＜０．６
但し、
△ＶＡＳＰ；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算したときの非球面による歪曲収差係数の変化量。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、レンズシャッター式カメラに適した、バックフォーカスが短くコンパクトな２群ズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
コンパクトカメラ用のズームレンズ系は、レンズ後方にミラーの配置スペースを要する一眼レフカメラ用のズームレンズ系と異なり、長いバックフォーカスを必要としない。このようなバックフォーカスの制約の少ないレンズシャッター式カメラ用ズームレンズ系としては、物体側から順に、正の前群と負の後群で構成され、前後群間隔を変化させて変倍するテレフォトタイプのズームレンズ系がコンパクト化に最適である。
【０００３】
しかしながら、このテレフォトタイプでズーム比（変倍比）３倍以上を達成しようとすると、テレフォトタイプを変形させた３群タイプとせざるを得ず、その結果、前玉径の増大、構造の複雑化、大型化を招いていた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、ズーム比３．５倍程度を２群構成によって達成する小型なコンパクトカメラ用のズームレンズ系を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群とからなり、第１、第２レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行うズームレンズ系において、第１レンズ群の最も像側のレンズは少なくとも非球面を１面有する正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。
（１）４．５＜ｆＴ／ｆ１Ｇ＜５．５
（２）３．５＜ｆＴ／ｆＬａｓｐ＜５．５
但し、
ｆＴ；長焦点距離端の焦点距離、
ｆ１Ｇ；第１レンズ群の焦点距離、
ｆＬａｓｐ；第１レンズ群中の非球面を有する正レンズの焦点距離、
である。
より好ましくは、条件式（１）に代えて、次の条件式（１’）を満足することが好ましい。
（１’）４．７＜ｆＴ／ｆ１Ｇ＜５．５
【０００６】
第１レンズ群は、具体的には、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、負レンズ、正レンズ、及び少なくとも非球面を１面有した正レンズの４枚から構成することができる。このとき、次の条件式（３）を満足させることが好ましい。
（３）４＜ｆＴ／ｆＬ３＜６
但し、
ｆＬ３；第１レンズ群中の物体側から数えて３枚目の正レンズの焦点距離、
である。
【０００７】
第１レンズ群中の３枚目の正レンズと非球面を有するレンズとは、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
（４）１＜ｆＬａｓｐ／ｆＬ３＜１．５
【０００８】
一方、第２レンズ群については、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５）−７＜ｆＴ／ｆ２Ｇ＜−５
但し、
ｆ２Ｇ；第２レンズ群の焦点距離、
である。
【０００９】
本発明のズームレンズ系は、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）３．２＜ｆＴ／ｆＷ
但し、
ｆＷ；短焦点距離端の焦点距離、
である。
【００１０】
また、本発明のズームレンズ系は、第１レンズ群中の非球面を有するレンズが次の条件式（７）を満足することが好ましい。
（７）−１０＜△ＩＡＳＰ＜−３
但し、
△ＩＡＳＰ；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算したときの非球面による球面収差係数の変化量、
である。
【００１１】
また、本発明のズームレンズ系は、第２レンズ群が少なくとも非球面を１面有するレンズを含み、次の条件式（８）を満足することが好ましい。
（８）０＜△ＶＡＳＰ＜０．６
但し、
△ＶＡＳＰ；短焦点距離端の焦点距離を１．０に換算したときの非球面による歪曲収差係数の変化量、
である。
【００１２】
【発明の実施形態】
本実施形態のズームレンズ系は、図１３の簡易移動図に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群１０と、明るさ絞りＳと、負の第２レンズ群２０とからなっている。短焦点距離端（Ｗｉｄｅ）から長焦点距離端（Ｔｅｌｅ）へのズーミングに際しては、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０をともに物体側に単調に移動させる。絞りＳは第１レンズ群１０と一緒に移動する。フォーカシングは、第１レンズ群１０によって行う。このとき絞りＳは不動である。
【００１３】
図１、図５及び図９の各実施例のレンズ構成図に示すように、第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ１１、負レンズ１２、正レンズ１３、及び少なくとも非球面を１面有した正レンズ１４の４枚で構成されている。第２レンズ群２０は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ２２とからなっている。
【００１４】
条件式（１）（（１’））は、第１レンズ群の焦点距離（パワー）に関するものである。本発明のズームレンズ系は、２群ズームレンズ系において、高変倍化と小型化を達成しながら、正の第１レンズ群の移動量を抑えるため、そのパワーを強くした点に一つの特徴がある。条件式（１）（（１’））を満たすことで、第１レンズ群の移動量を抑え、コンパクト化を図ることができる。
条件式（１）（（１’））の上限を超えると、第１レンズ群のパワーが強くなり過ぎ、各群の移動量は抑えられるが第１レンズ群の持つ収差が大きくなり、補正しきれない。条件式（１’）の下限を超えると、第１レンズ群のパワーが小さく、移動量が大きくなり、コンパクト化が図れない。さらに条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群のパワーがさらに弱くなり、変倍比３．５倍を達成するのが困難となる。
【００１５】
本発明によるズームレンズ系は、第１レンズ群の最も像側のレンズが少なくとも非球面を１面有する正レンズからなっていて、この非球面の正レンズが条件式（２）を満足している。これは、収差、特に球面収差の発生を抑えるために重要である。すなわち、２群ズームレンズ系においては、第１レンズ群の正のパワーを大きくし、変倍時の移動量を抑えようとしたとき、４枚程度の構成枚数では、特に球面収差の発生が大きくなる。その発生を補正するため、正の第１レンズ群の最も像側のレンズ（絞りに最も近いレンズ）に非球面を採用し、かつそのパワーを条件式（２）を満足するように設定している。
【００１６】
すなわち、条件式（２）は、第１レンズ群の非球面レンズの焦点距離（パワー）に関する条件であり、この条件式（２）を満足することで、第１レンズ群のパワーを大きくし、その移動量を抑え、コンパクト化を図ることができる。
条件式（２）の上限を超えると、非球面レンズの持つパワーが強くなり過ぎて、非球面レンズの収差が大きくなり、結果的に第１レンズ群の収差補正が困難となる。条件式（２）の下限を超えると、非球面レンズの持つパワーが弱く、第１レンズ群のパワーが小さくなる結果、第１レンズ群の移動量が大きくなり、コンパクト化が図れない。
【００１７】
正の第１レンズ群は、その構成枚数を少なく保持しながら、良好に収差補正をするため、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、負レンズ、正レンズ、及び少なくとも非球面を１面有した正レンズの４枚構成が望ましい。この物体側から３番目と４番目の正レンズ（正の第３レンズと非球面の正の第４レンズ）は、極端なパワーの差を与えて収差補正するのではなく、非球面レンズの非球面量を考慮すれば、比較的均等なパワー配置とするのがよい。
【００１８】
条件式（３）は、このような考慮に基づく、第１レンズ群の正の第３レンズの焦点距離（パワー）に関するもので、この条件を満たすことで、第１レンズ群のパワーを大きくし、その移動量を抑え、コンパクト化を図ることができる。
条件式（３）の上限を超えると、正の第３レンズの持つパワーが強くなってその収差が大きくなり、第１レンズ群の収差補正が困難となる。条件式（３）の下限を超えると、第３正レンズの持つパワーが弱くなり過ぎて第１レンズ群のパワーが小さくなる結果、第１レンズ群の移動量が大きくなり、コンパクト化が図れない。
【００１９】
条件式（４）は、第１レンズ群中の正の第３レンズと非球面レンズ（正の第４レンズ）との焦点距離比に関するもので、この条件を満たすことで、第１レンズ群のパワーを強くし、収差を良好に補正することができる。
条件式（４）の上限を超えると、正の第３レンズの持つパワーが強くなり過ぎてその収差が大きくなり、第１レンズ群の収差補正が困難となる。条件式（４）の下限を超えると、非球面レンズの持つパワーが強くなり過ぎてその収差が大きくなり、第１レンズ群の収差補正が困難となる。また、非球面量が大となって製造が困難になる。
【００２０】
条件式（５）は、第２レンズ群の焦点距離（パワー）に関するものである。条件式（５）を満たすことで、第２レンズ群の移動量を抑え、コンパクト化を図ることができる。
条件式（５）の上限を超えると、第２レンズ群のパワーが小さく、移動量が大きくなり、コンパクト化が図れない。条件式（５）の下限を超えると、第２レンズ群のパワーが強くなり過ぎ、各群の移動量は抑えられるが第２レンズ群の持つ収差が大きくなり、補正しきれない。
【００２１】
条件式（６）は、短焦点距離端と長焦点距離端の比に関するものである。条件式（６）を満たすことが、高変倍化の達成となる。
条件式（６）の下限を超えると、高変倍化が達成できなくなってしまう。
【００２２】
条件式（７）は、第１レンズ群中に含まれる非球面レンズの非球面に関するもので、この条件を満たすことで、球面収差を良好に補正することができる。
条件式（７）の上限を超えると、非球面量が大きくなり、製造困難となる。条件式（７）の下限を超えると、非球面による球面収差補正効果が小さく、十分な補正が得られなくなる。
【００２３】
第２レンズ群には、少なくとも非球面を１面有するレンズを使用することが望ましい。第２レンズ群中に非球面を使用することで、第２レンズ群の構成枚数を減らし、特に短焦点距離端の歪曲収差を補正することができる。
条件式（８）は、この非球面に関する条件式である。
条件式（８）の下限を超えると、非球面による歪曲収差補正効果が小さく、十分な補正が得られなくなってしまう。条件式（８）の上限を超えると、非球面量が大きくなり、製造困難となる。
【００２４】
非球面係数と収差係数との間には、次の関係がある。
１．非球面形状を次式で定義する。
ｘ＝ｃｙ２／［１＋［１−（１＋Ｋ）ｃ２ｙ２］１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８　＋Ａ１０ｙ１０＋・・・
（但し、ｘ：非球面形状、ｃ：曲率、ｙ：光軸からの高さ、Ｋ：円錐係数）
２．この式において、収差係数を求めるため、Ｋ＝０　に変換する（Ｋ＝０　のときは、Ｂｉ＝Ａｉ）ため、
Ｂ４＝Ａ４＋Ｋｃ３／８　，
Ｂ６＝Ａ６＋（Ｋ２＋２Ｋ）ｃ５／１６，
Ｂ８＝Ａ８＋５（Ｋ３＋３Ｋ２＋３Ｋ）ｃ７／１２８
Ｂ１０＝Ａ１０＋７（Ｋ４＋４Ｋ３＋６Ｋ２＋４Ｋ）ｃ９／２５６
とすると、
ｘ＝ｃｙ２／［１＋［１−ｃ２ｙ２］１／２］＋Ｂ４ｙ４＋Ｂ６ｙ６＋Ｂ８ｙ８　＋Ｂ１０ｙ１０＋・・・
となる。
３．さらに、ｆ＝１．０　に変換するため、
Ｘ＝ｘ／ｆ，　Ｙ＝ｙ／ｆ，　Ｃ＝ｆ・ｃ，
α４＝ｆ３Ｂ４，　α６＝ｆ５Ｂ６，　α８＝ｆ７Ｂ８，　α１０＝ｆ９Ｂ１０
とすると、
Ｘ＝ＣＹ２／［１＋［１−Ｃ２Ｙ２］１／２］＋α４Ｙ４＋α６Ｙ６＋α８Ｙ８＋α１０Ｙ１０＋・・・
となる。
４．Φ＝８（Ｎ’−Ｎ）α４　で定義し、３次の収差係数を、
Ｉ　：　球面収差係数、
ＩＩ：　コマ収差係数、
ＩＩＩ：非点収差係数、
ＩＶ：　球欠像面湾曲係数、
Ｖ：歪曲収差係数、
とすると、各収差係数の４次の非球面係数（α４）の影響は、
ΔＩ＝ｈ４Φ
ΔＩＩ＝ｈ３ｋΦ
ΔＩＩＩ＝ｈ２ｋ２Φ
ΔＩＶ＝ｈ２ｋ２　Φ
ΔＶ＝ｈｋ３　Φ
（但し、ｈ：近軸軸上光線の通る高さ、ｋ：瞳の中心を通る近軸軸外光線の高さＮ’：非球面の後側の屈折率、Ｎ：非球面の前側の屈折率）で与えられる。
【００２５】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図及び表中、球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、Ｗは半画角（゜）、ＦＮＯはＦナンバー、Ｆは全系の焦点距離、ＦＢ　はバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄ　はｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
ｘ＝ｃｙ２／［１＋［１−（１＋Ｋ）ｃ２ｙ２］１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８　＋Ａ１０ｙ１０＋Ａ１２ｙ１２・・・
（但し、ｃは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【００２６】
［実施例１］
図１ないし図４は本発明のズームレンズ系の実施例１を示している。図１はレンズ構成図、図２、図３及び図４はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差図である。表１はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ１１、両凹の負レンズ１２、両凸の正レンズ１３、像側の面（第８面）を非球面とした正レンズ１４の４枚構成である。第２レンズ群２０は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ２２とからなっている。絞りＳは第１レンズ群１０（第８面）の後方（像側）１．００ｍｍの位置にある。
【００２７】
【表１】
2004020819.tif 000003
【００２８】
［実施例２］
図５ないし図８は本発明のズームレンズ系の実施例２を示している。図５はレンズ構成図、図６、図７及び図８はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差図である。表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りＳは第１レンズ群１０（第８面）の後方（像側）１．００ｍｍの位置にある。
【００２９】
【表２】
2004020819.tif 000004
【００３０】
［実施例３］
図９ないし図１２は本発明のズームレンズ系の実施例３を示している。図９はレンズ構成図、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における諸収差図である。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りＳは第１レンズ群１０（第８面）の後方（像側）１．２５ｍｍの位置にある。
【００３１】
【表３】
2004020819.tif 000005
【００３２】
各条件式の各実施形態に対する値を表４に示す。
【表４】
2004020819.tif 000006
【００３３】
表４からも明らかなように、実施例１ないし実施例３の数値は、条件式（１）ないし（８）を満足しており、かつ諸収差図に示すように各焦点距離での諸収差もよく補正されている。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ズーム比３．５倍程度を２群構成によって達成する小型なコンパクトカメラ用のズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ系の実施例１の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図４】図１のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の実施例２の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図８】図５のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の実施例３の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図１２】図７のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
【図１】
2004020819.tif 000007
【図２】
2004020819.tif 000008
【図３】
2004020819.tif 000009
【図４】
2004020819.tif 000010
【図５】
2004020819.tif 000011
【図６】
2004020819.tif 000012
【図７】
2004020819.tif 000013
【図８】
2004020819.tif 000014
【図９】
2004020819.tif 000015
【図１０】
2004020819.tif 000016
【図１１】
2004020819.tif 000017
【図１２】
2004020819.tif 000018
【図１３】
2004020819.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月13日(2003.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
各条件式の各実施形態に対する値を表４に示す。
【表４】
2004020819.tif 000020