(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の屈折力の前群、正の屈折力の後群からなり、前群と後群の主点間隔を変化させて変倍させるズームレンズにおいて、前記前群を物体側から順に正の屈折力のＦａ群と負の屈折力のＦｂ群で構成し、変倍時に前記Ｆａ群と前記Ｆｂ群の間隔を変化させ、前記後群を物体側から順に正の屈折力のＲａ群と正の屈折力のＲｂ群で構成し、変倍時に前記Ｒａ群と前記Ｒｂ群の間隔を変化させ、広角端から望遠端への変倍に際して、レンズ全系の像面に対して前記Ｆａ群は固定であり、前記Ｆｂ群、前記Ｒａ群、前記Ｒｂ群は移動し、前記Ｆａ群は凸単レンズのみからなり、前記Ｒａ群は凸レンズと該凸レンズの像側に凹レンズを有し、前記Ｒｂ群は１枚の凸レンズを有し、前記Ｒａ群の凹レンズの屈折率をＮＲａＮ、前記Ｒｂ群の凸レンズの屈折率をＮＲｂＰ、前記Ｒａ群の焦点距離をｆＲａ、前記Ｒｂ群の焦点距離をｆＲｂとするとき、
−０．０５  ＜  ＮＲａＮ−ＮＲｂＰ  ＜  ０．１３
０．５９  ＜  ｆＲａ／ｆＲｂ  ≦  ０．９２
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
広角端から望遠端への変倍に際して、前記Ｒｂ群は像側に移動したのち物体側へ移動し、前記Ｒａ群は少なくとも前記Ｒｂ群が物体側へ移動するまでは物体側に移動す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Ｒｂ群は２枚の凸レンズからなり、前記Ｆａ群の凸単レンズの屈折率をＮＦａＰとし、前記Ｒｂ群の２枚の凸レンズのうちの１枚の凸レンズの屈折率をＮＲｂＰとするとき、
０．０９  ＜  ＮＲｂＰ−ＮＦａＰ  ＜  ０．４１
なる条件を満足する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】
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りは像面に対して固定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載ズームレンズ。
【請求項５】
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りは前記Ｒａ群と一体的に移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、前記Ｆａ群の焦点距離をｆＦａとするとき、
０．００  ＜  ｆｗ／ｆＦａ  ＜  ０．２０
なる条件を満足す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】
広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、前記Ｆｂ群の焦点距離をｆＦｂとするとき、
０．３５  ＜  ｆｗ／│ｆＦｂ│  ＜  ０．８０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮影レンズ等に用いられるズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来ズームレンズとして物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群で構成し、互いの群間隔を変化させて変倍を行う、所謂負群先行型２群ズームレンズが広く実用化されている。
【０００３】
また、本出願人による提案で特開平６−２７３７７号公報により、３群構成以上の多群ズームレンズが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、負群先行型２群ズームレンズにおいては、各群の光軸上の位置は変倍と像面位置の制約のために相対位置が一義的に決定されてしまい、広角端から望遠端に変倍させる途中の変倍位置での光学性能を制御することができない。よって変倍途中の位置での光学性能を良くしようとすると変倍中の各群での収差変動を極力少なくする必要があり、そのため各群の屈折力をゆるくする、あるいは各群をより多くのレンズ枚数で構成するなどの方法がとられているが、このためレンズ全長が大型になり高変倍化、高性能化が困難である等の問題があった。
【０００５】
また、特開平６−２７３７７号公報では、３群構成以上の多群化により負群先行型２群ズームレンズより高変倍化、高性能化が可能であるが、さらなる小型、高性能化が課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では以下の構成をもって上記課題を解決している。
【０００７】
（１）本発明のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の前群、正の屈折力の後群からなり、前群と後群の主点間隔を変化させて変倍させるズームレンズにおいて、前記前群を物体側から順に正の屈折力のＦａ群と負の屈折力のＦｂ群で構成し、変倍時に前記Ｆａ群と前記Ｆｂ群の間隔を変化させ、前記後群を物体側から順に正の屈折力のＲａ群と正の屈折力のＲｂ群で構成し、変倍時に前記Ｒａ群と前記Ｒｂ群の間隔を変化させ、広角端から望遠端への変倍に際して、レンズ全系の像面に対して前記Ｆａ群は固定であり、前記Ｆｂ群、前記Ｒａ群、前記Ｒｂ群は移動し、前記Ｆａ群は凸単レンズのみからなり、前記Ｒａ群は凸レンズと該凸レンズの像側に凹レンズを有し、前記Ｒｂ群は１枚の凸レンズを有し、前記Ｒａ群の凹レンズの屈折率をＮＲａＮとし、前記Ｒｂ群の凸レンズの屈折率をＮＲｂＰ、前記Ｒａ群の焦点距離をｆＲａとし、前記Ｒｂ群の焦点距離をｆＲｂとするとき、
−０．０５  ＜  ＮＲａＮ−ＮＲｂＰ  ＜  ０．１３  ・・・（１）
０．５９  ＜  ｆＲａ／ｆＲｂ  ≦  ０．９２        ・・・（５）
なる条件を満足することを特徴とする。
（２）広角端から望遠端への変倍に際して、前記Ｒｂ群は像側に移動したのち物体側へ移動し、前記Ｒａ群は少なくとも前記Ｒｂ群が物体側へ移動するまでは物体側に移動することを特徴とする。
（３）前記Ｒｂ群は２枚の凸レンズからなり、前記Ｆａ群の凸単レンズの屈折率をＮＦａＰとし、前記Ｒｂ群の２枚の凸レンズのうちの１枚の凸レンズの屈折率をＮＲｂＰとするとき、
０．０９  ＜  ＮＲｂＰ−ＮＦａＰ  ＜  ０．４１  ・・・（２）
なる条件を満足することを特徴とする。
（４）広角端から望遠端への変倍に際して、絞りは像面に対して固定であることを特徴とする。
（５）広角端から望遠端への変倍に際して、絞りは前記Ｒａ群と一体的に移動することを特徴とする。
（６）広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、前記Ｆａ群の焦点距離をｆＦａとするとき、
０．００  ＜  ｆｗ／ｆＦａ  ＜  ０．２０  ・・・（３）
なる条件を満足することを特徴とする。
（７）広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、前記Ｆｂ群の焦点距離をｆＦｂとするとき、
０．３５  ＜  ｆｗ／│ｆＦｂ│  ＜  ０．８０  ・・・（４）
なる条件を満足することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成について説明する。
【０００９】
本発明のズームレンズは、基本的に負群先行型２群ズームの性質を持っており後群はレンズ全系の結像作用を担う群であるがＲａ群を凸レンズとこの像側に凹レンズ（屈折率ＮＲａＮ）を有する構成とすることにより色収差を良好に補正するとともに、Ｒａ群をテレフォトタイプにして主点位置を物体側に位置させることによりレンズ全系のテレ側への高変倍化を可能にしている。
【００１０】
また、変倍時Ｆａ群を像面に対して固定とすることにより変倍メカ構造を簡素にすることが可能となる。また、条件式（１）の下限を超えるとＲｂ群の凸レンズの屈折率が高くなり望遠側で像面彎曲がオーバーとなることを補正するのが困難になる。レンズ全系を小型にしようとすると各群ともパワーがきつくなるが上限を超えてＲｂ群の凸レンズの屈折率が低くなると高次収差が発生し好ましくない。
【００１１】
さらに望ましくは、下限・上限を（１ａ）のようにするとよい。
０．００  ＜  ＮＲａＮ−ＮＲｂＰ  ＜  ０．０８・・・（１ａ）
【００１２】
また、広角側でＲａ群とＲｂ群を異なる方向に移動させることが望ましい。これにより、後群内で増変倍作用を持たせることができ、前群の広角端側での移動量を減ずることができ、カム構造が大型化するのを防ぐことができる。
また、Ｒｂ群の変倍中の移動軌跡を反転させることにより各群を簡易な構成にて変倍途中での光学性能変動をおさえることが可能になり、レンズ全系の小型化が可能になる。
【００１３】
また、前群を凸単レンズ（屈折率ＮＦａＰ）のみの構成のＦａ群と負のＦｂ群に分割して前群内で変倍作用を持たせ高変倍化を可能にしている。また、Ｒｂ群を後群の一部として結像作用を補助するのと射出瞳位置を適正化する作用を良好にするために２枚の凸レンズの構成とするのが望ましい。
【００１４】
また、条件式（２）を満足することが望ましい。条件式（２）の下限を超えるとＦａ群の屈折率が高くなり望遠側で像面がオーバーを補正するのが困難になる、また低分散の材料を選択出来なくなり色収差を良好にすることが困難になる。上限を超えてＲｂ群の凸レンズの屈折率が高くなるとコストアップとなり好ましくない。
【００１５】
さらに望ましくは、下限・上限を（２ａ）のようにするとよい。
０．１５  ＜  ＮＲｂＰ−ＮＦａＰ  ＜  ０．３５・・・（２ａ）
【００１６】
また、本発明においてＲａ群は非球面凸レンズとこの像側に凹レンズを有する構成とすることが上記のようにテレ側への高倍化に望ましくかつ良好な収差補正に望ましい。また、変倍時絞りを像面に対して固定もしくはＲａ群と一体的に移動させることはメカ構造を簡素化させる上で望ましい。
【００１７】
さらに本発明のズームレンズは以下の条件を満足することが望ましい。
０．００  ＜  ｆｗ／ｆＦａ  ＜  ０．２０・・・（３）
ただし、ｆｗ：広角端でのレンズ全系の焦点距離、
ｆＦａ：Ｆａ群の焦点距離。
【００１８】
条件式（３）は、Ｆａ群の焦点距離に関するものであり、上限を越えるとＦａ群のパワーがきつくなり前玉径が大きくなる。下限を越えるとＦａ群のパワーがゆるくなりＦｂ群の変倍作用がゆるくなりレンズ全長が長くなる。
【００１９】
さらに望ましくは、条件式（３）の上限下限を以下のようにするとなおよい。
０．０３  ＜  ｆｗ／ｆＦａ  ＜  ０．１７・・・（３ａ）
【００２０】
さらに本発明のズームレンズは以下の条件を満足することが望ましい。
０．３５  ＜  ｆｗ／｜ｆＦｂ｜  ＜  ０．８０・・・（４）
ただし、ｆＦｂ：Ｆｂ群の焦点距離。
【００２１】
条件式（４）は、Ｆｂ群の焦点距離に関するものであり、上限を越えるとＦｂ群のパワーがきつくなり変倍中の収差変動が大きくなり光学性能上高変倍化が困難になる。下限を越えるとＦｂ群のパワーがゆるくなりレンズ全長が長くなり小型化が困難になる。
【００２２】
さらに望ましくは、条件式（４）の上限・下限を以下のようにするとなおよい。
０．４０  ＜  ｆｗ／｜ｆＦｂ｜  ＜  ０．６０・・・（４ａ）
【００２３】
さらに本発明のズームレンズは以下の条件を満足することが望ましい。
０．５９  ＜  ｆＲａ／ｆＲｂ  ≦  ０．９２  ・・・（５）
ただし、ｆＲａ：Ｒａ群の焦点距離。
ｆＲｂ：Ｒｂ群の焦点距離。
【００２４】
条件式（５）は、Ｒａ群とＲｂ群の焦点距離比に関するものであり、下限を越えるとＲｂ群のパワーがゆるくなり変倍中の収差変動が大きくなり光学性能上高変倍化が困難になる、上限を越えるとＲａ群のパワーがゆるくなりレンズ全長が長くなり小型化が困難になる。
【００２５】
さらに望ましくは、条件式（５）の上限・下限を以下のようにするとなおよい。
０．６９  ＜  ｆＲａ／ｆＲｂ  ≦  ０．９２‥‥（５ａ）
【００２６】
図１は本発明による数値実施例１のレンズ構成を示しており、レンズバックフォーカス中には像面に対して固定のフィルターを挿入してある。
【００２７】
次に本発明の数値実施例および参考例を示す。各数値実施例および参考例においてωは半画角、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径（ただし０は平面を表す）、ｄｉは物体側より順にｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの屈折率とアッベ数である。
【００２８】
非球面形状は、以下の式による。
【００２９】
【数１】
0004789366.tif 000002
【００３０】
又「ｅ−Ｘ」は「×１０−ｘ」を意味している。
Ｓは開口絞り、Ｇはガラスプレート、ＩＰは像面である。
【００３１】
【外１】
0004789366.tif 000003
【００３２】
【外２】
0004789366.tif 000004
【００３３】
【外３】
0004789366.tif 000005
【００３４】
【外４】
0004789366.tif 000006
【００３５】
いずれの数値実施例および参考例においてもＲｂ群でのフォーカシングが可能である。また、本発明のズームレンズはＦｂ群のみでフォーカシングしてもよいし、またはＦｂ群とＲｂ群を変倍位置で選択的にあるいは所定の関係をもってフォーカシングしてもよいし、レンズ全体あるいは像面上の撮像素子を移動させてフォーカシングしてもよい。
【００３６】
また表１に各数値実施例および参考例における各条件式の値を示す。
【００３７】
【表１】
0004789366.tif 000007
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で高性能な高変倍のズームレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  数値実施例１の光学断面図と変倍時の各群位置。
【図２】  数値実施例２の光学断面図と変倍時の各群位置。
【図３】  参考例の光学断面図と変倍時の各群位置。
【図４】  数値実施例３の光学断面図と変倍時の各群位置。
【図５】  数値実施例１の収差図。
【図６】  数値実施例２の収差図。
【図７】  参考例の収差図。
【図８】  数値実施例３の収差図。
【符号の説明】
ω  半画角
ｒｉ  第ｉ番目の曲率半径（ただし０は平面を表す）
ｄｉ  物体側より順にｉ番目のレンズ厚及び空気間隔
Ｎｉ、νｉ  物体側より順にｉ番目のレンズの屈折率とアッベ数
【図１】
0004789366.tif 000008
【図２】
0004789366.tif 000009
【図３】
0004789366.tif 000010
【図４】
0004789366.tif 000011
【図５】
0004789366.tif 000012
【図６】
0004789366.tif 000013
【図７】
0004789366.tif 000014
【図８】
0004789366.tif 000015