(57)【要約】【課題】高変倍化を図りつつ、ズームレンズの製造誤差が大きい場合等でも光学性能の劣化が小さくなるように各レンズ群の屈折力を適切に設定したズームレンズを提供する。【解決手段】物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５の各々のレンズ群が物体側に移動し、所定の条件式を満足することを特徴とする。【選択図】図１
2004233750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、
正屈折力を有する第１レンズ群と、
負屈折力を有する第２レンズ群と、
正屈折力を有する第３レンズ群と、
負屈折力を有する第４レンズ群と、
正屈折力を有する第５レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群から前記第５レンズ群の各々のレンズ群が物体側に移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．３
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆＴ：望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離．
【請求項２】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．８５＜ｆ１／ｆＴ＜１．５
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離．
【請求項３】
請求項２に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．２＜Ｘ１／ｆＴ＜１
但し、
Ｘ１：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の前記第１レンズ群の移動量．
【請求項４】
請求項３に記載のズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群は、正レンズと負レンズとからなる貼り合せレンズを少なくとも１つ有し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
νｐ＞６０
νｎ＜５５
但し、
νｐ：前記第５レンズ群の前記貼り合せレンズ中の前記正レンズのアッベ数，
νｎ：前記第５レンズ群の前記貼り合せレンズ中の前記負レンズのアッベ数．
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に高変倍比に適したズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高変倍比に適したズームレンズとして、正、負、正、負、正の屈折力からなる５群タイプのズームレンズが知られており、斯かる５群タイプで高変倍比化を図ったズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３０４６９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のような従来のズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力には大きい値が設定されている。このため、ズームレンズの製造誤差が大きい場合に、光学性能の劣化が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高変倍化を図りつつ、ズームレンズの製造誤差が大きい場合等でも光学性能の劣化が小さくなるように各レンズ群の屈折力を適切に設定したズームレンズを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、
物体側より順に、
正屈折力を有する第１レンズ群と、
負屈折力を有する第２レンズ群と、
正屈折力を有する第３レンズ群と、
負屈折力を有する第４レンズ群と、
正屈折力を有する第５レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群から前記第５レンズ群の各々のレンズ群が物体側に移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
０．１４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．３
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆＴ：望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離．
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るズームレンズについて説明する。
本実施形態に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群と、負屈折力を有する第２レンズ群と、正屈折力を有する第３レンズ群と、負屈折力を有する第４レンズ群と、正屈折力を有する第５レンズ群とを有する。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１レンズ群から前記第５レンズ群の各々のレンズ群が物体側に移動し、以下の条件式を満足する。
（１）  ０．１４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．３
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆＴ：望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離．
【０００８】
条件式（１）は、第２レンズ群の焦点距離に関する式である。条件式（１）の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなる。このため、製造誤差による光学性能の劣化が大きくなってしまう。逆に条件式（１）の上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が弱くなる。このため、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第２レンズ群の移動量が大きくなる。従って、ズームレンズが大型化してしまうため好ましくない。
更に好ましくは、条件式（１）の下限値を０．１６とすることが望ましい。これにより、製造誤差による光学性能の劣化が十分に小さくなるため、より良好な結像性能を確保することができる。
【０００９】
本実施形態の好ましい態様では、より良好な結像性能を確保するために以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）  ０．８５＜ｆ１／ｆＴ＜１．５
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離．
【００１０】
条件式（２）は、第１レンズ群の焦点距離に関する式である。条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなるためレンズ外径が大きくなる。従って、フィルターサイズが大きくなってしまうため好ましくない。逆に条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群の屈折力が弱くなる。このため広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第１レンズ群の移動量が大きくなる。従って、ズームレンズが大型化してしまうため好ましくない。
【００１１】
本実施形態の好ましい態様では、より良好な結像性能を確保するために以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）  ０．２＜Ｘ１／ｆＴ＜１
但し、
Ｘ１：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第１レンズ群の移動量．
【００１２】
条件式（３）は、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第１レンズ群の移動量に関する式である。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなるためレンズ外径が大きくなる。従って、フィルターサイズが大きくなってしまうため好ましくない。逆に条件式（３）の上限値を上回ると、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第１レンズ群の移動量が大きくなる。従って、偏芯による性能の劣化が生じてしまうため好ましくない。
更に好ましくは、条件式（３）の下限値を０．４とすることが望ましい。これにより、第１レンズ群のレンズ外径を小さくすることができる。
【００１３】
本実施形態の好ましい態様では、より良好な結像性能を確保するために以下の条件式（４）及び（５）を満足することが望ましい。
（４）  νｐ＞６０
（５）  νｎ＜５５
但し、
νｐ：第５レンズ群の貼り合せレンズ中の正レンズのアッベ数，
νｎ：第５レンズ群の貼り合せレンズ中の負レンズのアッベ数．
【００１４】
条件式（４）及び（５）は、第５レンズ群の貼り合せレンズ中の正レンズ及び負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数に関する式である。
本実施形態に係るズームレンズにおいて第５レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する単レンズと、正の屈折力を有する貼り合せレンズと、負の屈折力を有する単レンズとから構成される。そして第５レンズ群は、主に軸外光束の収差の補正を行う。ここで第５レンズ群は、単レンズのみで構成することもできるが、本実施形態では貼り合せレンズを用いることによって、特に倍率色収差の良好な補正を達成している。
【００１５】
条件式（４）の下限値を下回ると、倍率色収差を補正するために正レンズの各レンズ面の曲率半径が小さくなる。このため、コマ収差を十分に補正することができなくなってしまう。逆に条件式（５）の上限値を上回ると、倍率色収差を補正するために負レンズの各レンズ面の曲率半径が小さくなる。このため、像面湾曲を十分に補正することができなくなってしまう。
【００１６】
本実施形態に係るズームレンズでは、第２レンズ群によってフォーカシングを行っている。しかし、第２レンズ群以外のレンズ群によってフォーカシングを行うことも容易である。
また本実施形態に係るズームレンズでは、開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群との間に配置されている。しかし開口絞りは、第２レンズ群と第３レンズ群との間以外の各レンズ群の間や、レンズ群内に配置することも容易である。例えば、第３レンズ群と第４レンズ群との間や、第３レンズ群内に開口絞りを配置することが容易である。
また後記各実施例に係るズームレンズは、５つのレンズ群によって構成される。しかし本実施形態に係るズームレンズは、各レンズ群の間や、ズームレンズの像側や物体側に隣接した場所に他のレンズ群を付加することも容易である。
【００１７】
別の観点によれば本実施形態は、ズームレンズ系にブレ検出手段と駆動手段を組み合わせ、該ズームレンズ系を構成するレンズ群のうちの１つのレンズ群、又は１つのレンズ群の一部を偏心レンズ群として偏心させる構成の防振光学系とすることができる。手ブレ等に起因する像ブレをブレ検出系によって検出する。そして検出された像ブレを補正するように、駆動手段によって偏心レンズ群を偏心させる。偏心レンズ群の偏心によって像がシフトして、像ブレを補正することができる。以上のようにして、撮影を行う際に高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等に起因する像ブレによる撮影の失敗を防ぐことが可能となる。
また別の観点によれば本実施形態では、回折光学素子を用いることも容易である。回折光学素子を用いることによって、特に色収差を良好に補正することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の各実施例に係るズームレンズについて添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、非球面の形状は以下の非球面式で表される。尚、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは基準曲率（近軸曲率）、κは円錐定数、Ｃ３，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２は各々３，４，６，８，１０，１２次の非球面係数をそれぞれ示す。
【００１９】
【数１】
2004233750.tif 000003
【００２０】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第１実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有する。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＡＳが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
【００２１】
以下の表１に、本発明の第１実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。（全体諸元）において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ示す。
（レンズデータ）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序、面間隔はレンズ面の間隔をそれぞれ示す。また、屈折率はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。さらに、Ｂｆはバックフォーカスを示す。
【００２２】
尚、以下の全実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
【００２３】
【表１】
2004233750.tif 000004
2004233750.tif 000005
2004233750.tif 000006
【００２４】
図２，３，４はそれぞれ、本発明の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２４．８）、中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）、望遠端状態（ｆ＝１０１．８）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【００２５】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高をそれぞれ示し、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高Ｙの最大値をそれぞれ示し、コマ収差図は像高Ｙ＝０，１０．８，１５．１，１８．４，２１．６に対応するコマ収差をそれぞれ表している。
球面収差図において、実線は球面収差、点線はサイン・コンディションをそれぞれ示す。
非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
尚、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００２６】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００２７】
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第２実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有する。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＡＳが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
【００２８】
【表２】
2004233750.tif 000007
2004233750.tif 000008
2004233750.tif 000009
【００２９】
図６，７，８はそれぞれ、本発明の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２４．８）、中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）、望遠端状態（ｆ＝１０１．８）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【００３０】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００３１】
（第３実施例）
図９は、本発明の第３実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第３実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有する。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＡＳが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
以下の表３に、本発明の第３実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
【００３２】
【表３】
2004233750.tif 000010
2004233750.tif 000011
2004233750.tif 000012
【００３３】
図１０，１１，１２はそれぞれ、本発明の第３実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２５．０）、中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）、望遠端状態（ｆ＝１０５．６）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【００３４】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００３５】
（第４実施例）
図１３は、本発明の第４実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第４実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有する。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＡＳが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
以下の表４に、本発明の第４実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
【００３６】
【表４】
2004233750.tif 000013
2004233750.tif 000014
2004233750.tif 000015
【００３７】
図１４，１５，１６はそれぞれ、本発明の第４実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２４．７）、中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）、望遠端状態（ｆ＝１１６．３）における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【００３８】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、高変倍化を図りつつ、ズームレンズの製造誤差が大きい場合等でも光学性能の劣化が小さくなるように各レンズ群の屈折力を適切に設定したズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図２】第１実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２４．８）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図３】第１実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図４】第１実施例に係るズームレンズの望遠端状態（ｆ＝１０１．８）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図６】第２実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２４．８）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図７】第２実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図８】第２実施例に係るズームレンズの望遠端状態（ｆ＝１０１．８）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図９】本発明の第３実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図１０】第３実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２５．０）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図１１】第３実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図１２】第３実施例に係るズームレンズの望遠端状態（ｆ＝１０５．６）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図１３】本発明の第４実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図１４】第４実施例に係るズームレンズの広角端状態（ｆ＝２４．７）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図１５】第４実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態（ｆ＝５０．６）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図１６】第４実施例に係るズームレンズの望遠端状態（ｆ＝１１６．３）における無限遠合焦時の諸収差図である。
【符号の説明】
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
Ｇ５：第５レンズ群
ＡＳ：開口絞り
Ｉ  ：像面
【図１】
2004233750.tif 000016
【図２】
2004233750.tif 000017
【図３】
2004233750.tif 000018
【図４】
2004233750.tif 000019
【図５】
2004233750.tif 000020
【図６】
2004233750.tif 000021
【図７】
2004233750.tif 000022
【図８】
2004233750.tif 000023
【図９】
2004233750.tif 000024
【図１０】
2004233750.tif 000025
【図１１】
2004233750.tif 000026
【図１２】
2004233750.tif 000027
【図１３】
2004233750.tif 000028
【図１４】
2004233750.tif 000029
【図１５】
2004233750.tif 000030
【図１６】
2004233750.tif 000031