(57)【要約】【課題】変倍比１．９程度で、広角端での撮影画角が９３度程度と広角であり、オートフォーカスカメラに好適で、近距離撮影時も良好な解像性能を得られる広角に適したズームレンズを提供する。【解決手段】物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群から構成され、第１レンズ群および第２レンズ群を光軸上移動して変倍を行うズームレンズにおいて、第１レンズ群は負の屈折力の第１ａレンズ群と負の屈折力の第１ｂレンズ群から構成され、被写体距離の変化に応じたフォーカシングの際、第１ａレンズ群を固定とし、第１ｂレンズ群を光軸上移動させ、第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、物体側の面に像側の面よりも強い屈折力の正レンズとの２枚から構成されたズームレンズ。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群から構成され、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を光軸上移動して変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は負の屈折力の第１ａレンズ群と負の屈折力の第１ｂレンズ群とから構成され、被写体距離の変化に応じたフォーカシングの際は、前記第１ａレンズ群を固定とし、前記第１ｂレンズ群を光軸上に移動させ、
前記第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、物体側の面に像側の面よりも強い屈折力を有した正レンズとの２枚から構成されたことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、両面を凸面とした正レンズとから構成された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１ａレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、同じく物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、および正レンズの３枚から構成され、前記２枚の負のメニスカスレンズの４つのレンズ面のうち、少なくとも１面を非球面としたことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．３＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜１．５
但し、ｆ１ａ：第１ａレンズ群の焦点距離
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
０．５＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜１．０
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．１５＜ｄａｂ／ｆＷ＜０．６
但し、ｄａｂ：被写体距離無限遠時の第１ａレンズ群の最終面と第１ｂレンズ
群の第１面の軸上空気間隔
ｆＷ：全系の広角端での焦点距離
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
２．３＜ｆ２／ｆＷ＜３．２
但し、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：全系の広角端での焦点距離
【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、広角端での撮影画角が９３度と広画角で変倍比１．９倍程度であり、また、フォーカシング時の収差変動を小さく抑えて近距離撮影時も良好な解像性能を得られるとともに、フォーカスレンズ群が簡単な構成で比較的軽量なため特にオートフォーカスカメラに好適であり、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に好適なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群から構成されたズームレンズが知られており、このフォーカス方式としては、第１レンズ群を移動させてフォーカスを行う、所謂フロントフォーカス方式が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に広角に適したズームレンズにフロントフォーカス方式を採用すると、フォーカシングにともなう非点収差の変動が大きくなりやすい、また、オートフォーカスを行うときには、第１レンズ群が大きく重いために、フォーカスモーターへの負荷が大きくなる等の問題点がある。
【０００４】
また、特開平４−１５６１２号公報では、第１レンズ群の一部でフォーカシングを行っており、第１レンズ群の全体を移動するより、フォーカスモーターへの負担は軽減されているが、その実施例を見ると、いずれもフォーカス移動群は４枚ものレンズで構成されており、フォーカスモーターへの負担が十分に軽減されているとは言えず、また、第１レンズ群の後半部であるフォーカス移動群の部分に４枚ものレンズを配置するスペースが必要となるために、必然的に第１レンズ群の前半部での軸外の有効光線の高さが高くなり、前玉径が大きくならざるを得なくなってしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、変倍比１．９程度で、広角端での撮影画角が９３度程度と広角であり、フォーカス群が比較的軽量なためオートフォーカスカメラに好適で、また、フォーカシング時の収差変動を小さく抑えて近距離撮影時も良好な解像性能を得られる広角に適したズームレンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記の手段のいずれかにより達成できる。即ち、
（１）物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群から構成され、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を光軸上移動して変倍を行うズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は負の屈折力の第１ａレンズ群と負の屈折力の第１ｂレンズ群とから構成され、被写体距離の変化に応じたフォーカシングの際は、前記第１ａレンズ群を固定とし、前記第１ｂレンズ群を光軸上に移動させ、前記第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、物体側の面に像側の面よりも強い屈折力を有した正レンズとの２枚から構成されたことを特徴とするズームレンズ。
【０００７】
（２）前記第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、両面を凸面とした正レンズとから構成されたことを特徴とする前記（１）記載のズームレンズ。
【０００８】
（３）前記第１ａレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、同じく物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、および正レンズの３枚から構成され、前記２枚の負のメニスカスレンズの４つのレンズ面のうち、少なくとも１面を非球面としたことを特徴とする前記（１）または（２）記載のズームレンズ。
【０００９】
（４）以下の条件式を満足することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００１０】
０．３＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜１．５　　　　　　　　　　［１］
但し、ｆ１ａ：第１ａレンズ群の焦点距離
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離
（５）以下の条件式を満足することを特徴とする前記（４）に記載のズームレンズ。
【００１１】
０．５＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜１．０　　　　　　　　　　［２］
（６）以下の条件式を満足することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００１２】
０．１５＜ｄａｂ／ｆＷ＜０．６　　　　　　　　　　［３］
但し、ｄａｂ：被写体距離無限遠時の第１ａレンズ群の最終面と第１ｂレンズ
群の第１面の軸上空気間隔
ｆＷ：全系の広角端での焦点距離
（７）以下の条件式を満足することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００１３】
２．３＜ｆ２／ｆＷ＜３．２　　　　　　　　　　　［４］
但し、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：全系の広角端での焦点距離
次に、本発明のズームレンズについて説明する。
【００１４】
請求項１に記載のズームレンズでは、負の屈折力を有する第１レンズ群を負の屈折力の第１ａレンズ群と負の屈折力の第１ｂレンズ群とに分割し、被写体距離の変化に応じたフォーカシングの際には、第１ｂレンズ群のみを移動させる。第１ｂレンズ群を物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、物体側の面に像側の面よりも強い屈折力を有した正レンズとから構成することにより、２枚という簡素な構成でありながら、フォーカシングの際の、広角端での非点収差の変動と、望遠端での球面収差の変動をともに小さく抑えることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載のズームレンズでは、フォーカシングの際の収差変動をさらに小さくするためには、第１ｂレンズ群を、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、両面を凸面とした正レンズとから構成することが望ましい。
【００１６】
また、請求項３に記載のズームレンズでは、第１ａレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、同じく物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、正レンズの３枚から構成され、前記２枚の負のメニスカスレンズの４つのレンズ面のうち、少なくとも１面を非球面とすることが望ましく、このような構成にすることにより、広角端での画角を９０度以上としながらも、歪曲収差をより小さく抑えることができる。また、バックフォーカスを長くしやすく、レンズ後方にクイックリターンミラーやプリズムを配置する場合に好都合となる。
【００１７】
次に、請求項４から７に記載の各条件式について説明する。
条件式［１］は、第１ａレンズ群の屈折力と第１ｂレンズ群の屈折力の関係を規定するものであり、この条件式を満足することにより、レンズ全系の大型化を招くことなく、広角端での歪曲収差やフォーカシングの際の広角端での非点収差の変動をより小さくできる。この条件式の下限範囲を越えると、広角端での樽型の歪曲収差が大きくなってくるとともに、フォーカシングの際の第１ｂレンズ群の移動量が大きくなり、第１ａレンズ群と第１ｂレンズ群との間隔を大きくとらなければならなくなり、第１ａレンズ群が大型化しやすくなる。また、上限範囲を越えると、フォーカシングの際の広角端での非点収差の変動が大きくなってくる。さらに、広角端での樽型の歪曲収差と非点収差の変動のよりよいバランスのためには、条件式［２］の範囲内であることがより望ましい。
【００１８】
条件式［３］は、被写体距離無限遠時の、第１ａレンズ群の最終面と第１ｂレンズ群の第１面の軸上空気間隔を規定するものであり、レンズ全系を小型化しながら、十分に短い最短撮影距離を得るためには、この条件式を満足することがより望ましい。この条件式の下限範囲を越えると、第１ｂレンズ群がフォーカシングの際に十分移動できなくなるため、最短撮影距離が長くなりがちになる。また、上限範囲を越えると、第１ａレンズ群での軸外光線の高さが高くなり、前玉径の大型化を招きやすくなる。より好ましくは０．１５＜ｄａｂ／ｆＷ＜０．２５である。
【００１９】
条件式［４］は、第２レンズ群の屈折力を規定するものであり、長いバックフォーカスが必要で、かつ、コンパクトなレンズ系を得るためには、この条件式を満足することが望ましい。この条件式の下限範囲を越えないようにすることで、バックフォーカスを長くしやすくなり、レンズ後方に、クイックリターンミラーやプリズム等の部材の配置が可能になり、一眼レフタイプのカメラにも好適なものとなる。また、上限範囲を越えないようにすることで、レンズ全長の大型化を防ぐことができる。より好ましくは２．６＜ｆ２／ｆＷ＜３．０である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係わるズームレンズについて図面を参照して説明する。図１は本発明のズームレンズのレンズ群の構成を示す図である。
【００２１】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群１ＬＧと正の屈折力を有する第２レンズ群２ＬＧから構成されている。第１レンズ群１ＬＧおよび第２レンズ群２ＬＧを光軸上移動して変倍を行う。第１レンズ群１ＬＧは負の屈折力の第１ａレンズ群１ＬＧａと負の屈折力の第１ｂレンズ群１ＬＧｂとから構成されている。被写体距離の変化に応じたフォーカシングの際は、第１ａレンズ群１ＬＧａを固定とし、第１ｂレンズ群１ＬＧｂを光軸上に移動させる。第１ｂレンズ群１ＬＧｂは、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、物体側の面に像側の面よりも強い屈折力を有した正レンズとの２枚から構成されている。なお、Ｇはフィルター、ＣＣＤ防塵ガラス等の平行光学ブロックを示す。
【００２２】
【実施例】
本発明のズームレンズに係わる上記の条件を満たす実施例について説明する。なお、使用する記号は下記の通りである。
【００２３】
ｆ：焦点距離
Ｆ：Ｆナンバー
ω：半画角
ｒ：レンズ各面の曲率半径
ｄ：レンズ厚、または、レンズ間隔
ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
ｆ１ａ：第１ａレンズ群の焦点距離
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離
ｆＷ：全系の広角端での焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｄａｂ：被写体距離無限遠時の第１ａレンズ群の最終面と第１ｂレンズ群の第１面の軸上空気間隔
次に、非球面の形状は、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとり、近軸曲率半径をｒ、円錐定数をＫ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとしたとき、次式で表している。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
なお、図１、図４および図７は中間域の無限遠物体の状態でのレンズ断面図をそれぞれ示す。
【００２６】
（実施例１）
実施例１のレンズ断面図を図１に、実施例１における無限遠時の広角端、中間域、望遠端の収差図を図２に、また、実施例１における撮影倍率１／５０倍時の広角端、中間域、および望遠端の収差図を図３にそれぞれ示す。また、レンズデータを表１、表２に示す。
【００２７】
【表１】
2004093593.tif 000004
【００２８】
【表２】
2004093593.tif 000005
【００２９】
（実施例２）
実施例２のレンズ断面図を図４に、実施例２における無限遠時の広角端、中間域、望遠端の収差図を図５に、また、実施例２における撮影倍率１／５０倍時の広角端、中間域、および望遠端の収差図を図６にそれぞれ示す。また、レンズデータを表３、表４に示す。
【００３０】
【表３】
2004093593.tif 000006
【００３１】
【表４】
2004093593.tif 000007
【００３２】
（実施例３）
実施例３のレンズ断面図を図７に、実施例３における無限遠時の広角端、中間域、望遠端の収差図を図８に、また、実施例３における撮影倍率１／５０倍時の広角端、中間域、および望遠端の収差図を図９にそれぞれ示す。また、レンズデータを表５、表６に示す。
【００３３】
【表５】
2004093593.tif 000008
【００３４】
【表６】
2004093593.tif 000009
【００３５】
【発明の効果】
以上の構成により下記のような効果を奏する。
【００３６】
請求項１に記載の発明によれば、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群から構成され、第１レンズ群および第２レンズ群を光軸上移動して変倍を行うズームレンズにおいて、第１レンズ群は負の屈折力の第１ａレンズ群と負の屈折力の第１ｂレンズ群とから構成され、被写体距離の変化に応じたフォーカシングの際は、第１ａレンズ群を固定とし、第１ｂレンズ群を光軸上に移動させ、第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、物体側の面に像側の面よりも強い屈折力を有した正レンズとの２枚から構成したので、変倍比１．９程度で、広角端での撮影画角が９３度程度と広角であり、フォーカス群が比較的軽量なためオートフォーカスカメラに好適で、また、フォーカシング時の収差変動を小さく抑えて近距離撮影時も良好な解像性能を得られる広角に適したズームレンズを提供でき、また、特にバックフォーカスが長く、一眼レフタイプのカメラに好適となった。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、第１ｂレンズ群は、物体側から順に、両面を凹面とした負レンズと、両面を凸面とした正レンズとから構成したので、フォーカシングの際の収差変動をさらに小さくすることができるようになった。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、第１ａレンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、同じく物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、および正レンズの３枚から構成され、２枚の負のメニスカスレンズの４つのレンズ面のうち、少なくとも１面を非球面としたので、広角端での画角を９０度以上としながらも、歪曲収差をより小さく抑えることができる。また、バックフォーカスを長くしやすく、レンズ後方にクイックリターンミラーやプリズムを配置し易くなった。
【００３９】
請求項４に記載の条件式を満足することにより、レンズ全系の大型化を招くことなく、広角端での歪曲収差やフォーカシングの際の広角端での非点収差の変動をより小さくできるようになった。
【００４０】
請求項５に記載の条件式を満足することにより、請求項４に比べ、さらに、広角端での樽型の歪曲収差と非点収差の変動のよりよいバランスが得られるようになった。
【００４１】
請求項６に記載の条件式を満足することにより、レンズ全系を小型化しながら、十分に短い最短撮影距離を得ることができるようになった。
【００４２】
請求項７に記載の条件式を満足することにより、バックフォーカスを長くしやすくなり、レンズ後方に、クイックリターンミラーやプリズム等の部材の配置が可能になり、一眼レフタイプのカメラにも好適なものとなり、また、レンズ全長の大型化を防ぐことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１におけるレンズ断面図である。
【図２】実施例１における無限遠時の広角端、中間域、および望遠端の収差図である。
【図３】実施例１における撮影倍率１／５０倍時の広角端、中間域、および望遠端の収差図である。
【図４】実施例２におけるレンズ断面図である。
【図５】実施例２における無限遠時の広角端、中間域、および望遠端の収差図である。
【図６】実施例２における撮影倍率１／５０倍時の広角端、中間域、および望遠端の収差図である。
【図７】実施例３におけるレンズ断面図である。
【図８】実施例３における無限遠時の広角端、中間域、および望遠端の収差図である。
【図９】実施例３における撮影倍率１／５０倍時の広角端、中間域、および望遠端の収差図である。
【符号の説明】
１ＬＧ　第１レンズ群
１ＬＧａ　第１ａレンズ群
１ＬＧｂ　第１ｂレンズ群
２ＬＧ　第２レンズ群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004093593.tif 000013
【図５】
2004093593.tif 000014
【図６】
2004093593.tif 000015
【図７】
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【図８】
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【図９】
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