(57)【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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変化させることによって変倍するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとを有し、
前記第２レンズ群の変倍による最大移動量をＸ2、
前記第１レンズ群全体の焦点距離をｆ1、
前記ズームレンズ全系の広角端の焦点距離をｆw、
前記ズームレンズ全系の望遠端の焦点距離をｆtとそれぞれした時、
（１）４．５ ≦ ｜Ｘ2｜・ｆt ／ ｆw2  ≦ １５
（２）０．７ ≦ ｜ｆ1 ｜／（ｆw・ｆt）1/2  ≦ １．３
の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レンズ群の焦点距離をｆ2、
前記ズームレンズの広角端におけるバックフォーカスをＢＦwとそれぞれした時、
（３）０．６ ≦ ｆ2 ／ ＢＦw ≦ ２
の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群中には、Ｆナンバーを決定する開口絞りが設けられ、該開口絞りよりも物体側は、少なくとも２つの正レンズを有する正レンズ群Ｇ2Fで構成され、該開口絞りよりも像面側は、少なくとも１つの負レンズを有する負レンズ群Ｇ2Rで構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記正レンズ群Ｇ2Fの焦点距離をｆ2F、
前記負レンズ群Ｇ2Rの焦点距離をｆ2Rとした時、
（４） −１ ≦ ｆ2F／ｆ2R ≦ −０．０５
を満足することを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記正レンズ群Ｇ2Fは、正レンズと接合レンズとを有することを特徴とする請求項３または４記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記正レンズ群Ｇ2Fに含まれる前記接合レンズは、正レンズと、該正レンズより屈折率の高い負レンズと、を有することを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記負レンズ群Ｇ2Rは、像側に凹面を向けた平凹形状または物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有することを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記負レンズ群Ｇ2Rに含まれる前記負レンズは、該負レンズより屈折率の低い正レンズと接合されていることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第１レンズ群中の負レンズ群Ｇ1Fは少なくとも１面の非球面を有し、該非球面は、光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離をＳ（ｙ）、
近軸曲率半径をＲ、
円錐係数をκ、
ｎ次の非球面係数をＣｎとそれぞれするとき、以下の非球面式で与えられ、
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2〕＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋
Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14
さらに、上記円錐係数は次式、
（５） ０ ≦ κ ＜ １
を満足することを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記非球面はガラスと樹脂との複合型非球面であることを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記負レンズ群Ｇ1Fは、１枚の負レンズからなり、
前記正レンズ群Ｇ1Rは、１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
変倍時に独立移動するフレアストッパーを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記フレアストッパーは、前記第２レンズ群より像側に位置していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のズームレンズを備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項１５】
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レンズ群とからなるズームレンズを用い、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変化させ、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとを配置し、
前記第２レンズ群の変倍による最大移動量をＸ2、
前記第１レンズ群全体の焦点距離をｆ1、
前記ズームレンズ全系の広角端の焦点距離をｆw、
前記ズームレンズ全系の望遠端の焦点距離をｆtとそれぞれした時、
（１）４．５ ≦ ｜Ｘ2｜・ｆt／ ｆw2  ≦ １５
（２）０．７ ≦ ｜ｆ1｜／（ｆw・ｆt）1/2 ≦ １．３
の条件式を満足するズームレンズの変倍方法。
【請求項１６】
前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとからなることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとからなることを特徴とする請求項１５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、負正２群ズームレンズ、または該ズームレンズに類似する非常に単純な構成、例えば負正負、負正正等の３群ズームレンズであり高変倍比を有するズームレンズであって、非常に安価な標準ズームレンズ及び該レンズを備える撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、一眼レフカメラに装備される所謂標準ズームレンズは、標準レンズに置き代わり、常用レンズとして完全に定着した感がある。従って、この種のズームレンズは常にカメラボディに装着されたまま持ち運ばれるため、小型で軽量かつ充分な結像性能を有し安価であることが必須の条件になっている。この条件を満足するには負・正２群構成のズームレンズが最適であり、従来より多数のレンズが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より２群ズームレンズでは大口径化と高変倍比化は困難と考えられていた。特に、高変倍比を実現させるためには、所謂標準ズームレンズとして実用的な大きさと径の範囲内において、２つしかないレンズ群のパワーを極端に強める必要がある。このため、従来技術では２．８倍程度の変倍比を確保するのが限界であった。中でも小型でこのタイプのズームレンズとして最大級の変倍比２．８３倍を実現したズームレンズとして、本出願と同一出願人による特開平８−３３４６９４号公報に開示されたレンズがある。
【０００４】
また、従来３５ｍｍライカ版の標準ズームレンズの場合、２群ズームレンズ及び２群ズーム変形の３群ズーム（負正負・負正正ズーム等）で補えたズーム変倍領域は３５〜８０ｍｍ、２８〜８０ｍｍ等の公称２．８倍程度のものである。このため、変倍比が３倍を越える２８〜１０５ｍｍクラスのズームレンズは４群，５群構成のズームレンズを用いる必要があった。しかしながら、４群，５群ズームレンズは当然構成が複雑になり移動群の数も増加する。また、レンズ構成枚数も極端に多くなり１３〜１８枚構成が一般的であった。さらに、レンズ構成枚数が増加することによりサイズも大きくなり重量も重くなっていた。加えて、組立て時のアッセンブリ技術、コストの難易度も上がるため、最終的には全ての事項がコストアップの要因になる。したがって、従来技術では、４群，５群ズームレンズは、２群標準ズームレンズよりも安価で提供することが出来なかった。
【０００５】
特開平８−３３４６９４号公報に開示されたズームレンズにおいては、小型でレンズ構成枚数も比較的少ないが、３．５倍程度の変倍比と小型化・低コスト化とを両立させるためには、更に最適なパワー配置とレンズ構成の開発が必要であった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、少ない構成枚数で、小型・小径で、約３．５倍という従来技術では類を見ないほどの高変倍比を有する負・正構成の２群ズームレンズ及び該レンズを備える撮影装置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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変化させることによって、変倍するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に１枚または２枚の負レンズを有する負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとを有し、
前記第２レンズ群の変倍による最大移動量をＸ2、
前記第１レンズ群全体の焦点距離をｆ1、
前記ズームレンズ全系の広角端の焦点距離をｆw、
前記ズームレンズ全系の望遠端の焦点距離をｆtとそれぞれした時、
（１）４．５ ≦ ｜Ｘ2｜・ｆt ／ ｆw2 ≦ １５
（２）０．７ ≦ ｜ｆ1 ｜／（ｆw・ｆt）1/2 ≦ １．３
の条件式を満足することを特徴とする高変倍比を有するズームレンズを提供する。
また、好ましい態様では、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ2、広角端におけるバックフォーカスをＢＦwとそれぞれした時、
（３）０．６ ≦ ｆ2 ／ ＢＦw ≦ ２
の条件式を満足することが望ましい。
【０００７】
また、好ましい態様では、前記第２レンズ群中には、Ｆナンバーを決定する開口絞りが設けられ、該開口絞りよりも物体側は、少なくとも２つの正レンズを有する正レンズ群Ｇ2Fで構成され、該開口絞りよりも像面側は、少なくとも１つの負レンズを有する負レンズ群Ｇ2Rで構成されることが望ましい。
また、好ましい態様では、前記正レンズ群Ｇ2Fの焦点距離をｆ2F、
前記負レンズ群Ｇ2Rの焦点距離をｆ2Rとした時、
（４） −１ ≦ ｆ2F／ｆ2R ≦ −０．０５
を満足する構成が望ましい。
また、好ましい態様では、前記正レンズ群Ｇ2Fは、正レンズと接合レンズとを有する構成が望ましい。
また、好ましい態様では、前記正レンズ群Ｇ2Fに含まれる前記接合レンズは、正レンズと、該正レンズより屈折率の高い負レンズと、を有する構成が望ましい。
また、好ましい態様では、前記負レンズ群Ｇ2Rは、像側に凹面を向けた平凹形状または物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有する構成が望ましい。
また、好ましい態様では、前記負レンズ群Ｇ2Rに含まれる前記負レンズは、該負レンズより屈折率の低い正レンズと接合されている構成が望ましい。
【０００８】
また、好ましい態様では、第１レンズ群中の中の負レンズ群Ｇ1Fは少なくとも１面の非球面を有し、
該非球面は、光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離をＳ（ｙ）、
近軸曲率半径をＲ、
円錐係数をκ、
ｎ次の非球面係数をＣｎとそれぞれするとき、以下の非球面式で与えられ、
【０００９】
【数１】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2〕＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14
【００１０】
さらに、上記円錐係数は次式、
（５）０ ≦ κ ＜ １
を満足することが望ましい。
また、好ましい態様では、前記非球面はガラスと樹脂との複合型非球面であることが望ましい。
また、好ましい態様では、前記負レンズ群Ｇ1Fは、１枚の負レンズからなり、前記正レンズ群Ｇ1Rは、１枚の正レンズからなることが望ましい。
また、好ましい態様では、変倍時に独立移動するフレアストッパーを有することが望ましい。
また、好ましい態様では、前記フレアストッパーは、前記第２レンズ群より像側に位置していることが望ましい。
また、本発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載のズームレンズを備えることを特徴とする撮影装置を提供する。
また、本発明は、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レンズ群とからなるズームレンズを用い、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変化させ、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとを配置し、
前記第２レンズ群の変倍による最大移動量をＸ2、
前記第１レンズ群全体の焦点距離をｆ1、
前記ズームレンズ全系の広角端の焦点距離をｆw、
前記ズームレンズ全系の望遠端の焦点距離をｆtとそれぞれした時、
（１）４．５ ≦ ｜Ｘ2｜・ｆt／ ｆw2  ≦ １５
（２）０．７ ≦ ｜ｆ1｜／（ｆw・ｆt）1/2 ≦ １．３
の条件式を満足するズームレンズの変倍方法を提供する。
また、好ましい態様では、前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとからなることが望ましい。
また、好ましい態様では、前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚または２枚の負レンズを含む負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとからなることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明にかかるズームレンズの基本的な構造を説明する。本発明は、負・正２群構成のズームレンズにおいて、実用的な大きさ、重量、及び外径を維持したまま、従来にないほどの高変倍比を実現させたものである。ズームレンズの構成として最小単位である負・正２群ズームレンズ系の設計において、３倍のズーム比を越え、更にズーム比約３．５倍にも達するスペックを満足させるためには、種々の条件を満足する必要がある。このうち特に重要な条件は、第１，第２群のパワー、及び第１，第２群の適切なレンズ構成である。
【００１２】
ここで、特に注意が必要な点は、標準ズームレンズとして常用に耐えうる大きさ、重量を維持する点である。このため、本発明にかかるズームレンズでは、極力各レンズ群の屈折力を強めに設定している。特に、第２群は後述するようにレンズ移動量とズーム比、口径比、収差補正等を考慮しながら、最適な値に設定する必要がある。また、第１群は前玉径、収差補正、構成枚数、コストパフォーマンスを考慮しながら、最適な値に設定する必要がある。
【００１３】
以下、本発明にかかるズームレンズの条件式について説明する。
条件式（１）は、前記第２レンズ群のズーミング時の移動量を広角端の焦点距離で規格化し、ズーム比（変倍比）との積によって表したものである。これは、２群ズームとしては今までにない高変倍比のズームレンズにおいて、特に良好な収差補正と実用的な大きさを実現するために必要な条件である。本条件は特定のズーム比域（スペック）に対して広角端の焦点距離で規格化した第２レンズ群の移動量の最適な範囲を示したものである。条件式（１）からわかるように、ズーム比が大きくなると、第２レンズ群の移動量の推奨範囲が小さい値の方向へシフトする。このように、本条件式は特定のズーム比域（スペック）とレンズ系の大きさのバランスを表している。
【００１４】
条件式（１）の上限値を上回る場合、特定のズーム比において、第２レンズ群の移動量が著しく大きくなるので、光学系全体が巨大化する。また、望遠側のＦナンバーも暗くなり、常用する標準ズームレンズとしては見劣りするものになる。さらに、無理に小型化しても、鏡筒設計が困難になり実現できなくなる。
【００１５】
逆に、条件式（１）の下限値を下回る場合、特定のズーム比において、第２レンズ群の移動量が著しく小さくなる。このことは、２群ズームレンズの場合、２群のパワーが著しく強くなる事を意味する。本発明のような高変倍比を有するズームレンズの場合において、第２レンズ群に著しく強いパワーを持たせると、球面収差、コマ収差等の補正が悪化してしまう。また、ズーミングによる諸収差の変動、望遠側の下方コマ収差の悪化、上方コマ収差の過大な増加を招き、良好な収差補正が困難になる。これらの結果、高いズーム比を有する製品の設計が困難になる。
なお、条件式（１）の下限値を４．８以上に設定すると、特に望遠側の諸収差が良好に補正できる。さらに好ましくは、下限値を５．０以上に設定するとより本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００１６】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の適切なパワーを設定する条件である。一般に２群構成のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ1、ズームレンズ全系の広角端の焦点距離をｆw、ズームレンズ全系の望遠端の焦点距離をｆtとしたとき、
ｆ1＝−（ｆw・ｆt）1/2
を満足する時、広角端と望遠端の全長が等しくなり、変倍時の全長変化が最小になる。
【００１７】
本発明のように、２群ズームレンズとしては今までにないほどの高変倍比を有し、かつ実用的な小型化、小径化及び低価格化を最大の目的とした場合、本条件から著しく逸脱することは好ましくない。
【００１８】
条件式（２）の上限値を上回る場合、変倍時の全長変化が大きくなることに加えて、広角端のレンズ全長が最大となる。特に、第１レンズ群が大型化し、フィルターサイズの増加、重量の増加を引起こす。そして、本発明の目的の１つである、小型化と低コスト化を達成できなくなってしまう。
なお、条件式（２）の上限値を１．２以下に設定するとより一層の小型化と小径化が達成できる。さらに好ましくは、条件式（２）の上限値を１．１以下に設定すると本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００１９】
逆に、条件式（２）の下限値を下回る場合、上限値を上回る場合とは反対に望遠端のレンズ全長が最大となる。このため、上限値を上回る場合と同様に、変倍時の全長変化が大きくなり好ましくない。また、広角側の全長が最小になるため、第１レンズ群の小型化と小径化には有利になるが、本発明のように高変倍比を有するズームレンズの場合、特に広角側においては下方コマ収差や歪曲収差、望遠側では球面収差や下方コマ収差の補正が困難になり好ましくない。
なお、条件式（２）の下限値を０．８以上に設定するとより最適な収差補正が可能になる。さらに好ましくは、条件式（２）の下限値を０．９以上に設定するとより本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００２０】
条件式（３）は第２レンズ群の焦点距離をバックフォーカスで規格化した条件である。上述したように第２レンズ群の焦点距離（屈折力）を適切に設定することは、本発明のようなスペックと大きさを達成する上で非常に重要な意味を持つ。また、バックフォーカスで規格化すれば、一眼レフカメラの使用に適する範囲における第２レンズ群の焦点距離の推奨範囲が設定できる。さらに、通常の２群ズームレンズの場合、第２レンズ群の焦点距離を短くする（すなわち屈折力を強める）とバックフォーカスは短くなるのに対し、本条件式が示す値は逆の関係を有している。このため、特に３５ｍｍ判１眼レフカメラ等のように所定量のバックフォーカスが必要な光学系において、第２レンズ群の最適な焦点距離の設定が可能となる。
【００２１】
条件式（３）の上限値を上回る場合、充分なバックフォーカスを確保した光学系においては、第２レンズ群の焦点距離が大きくなり過ぎて、光学系全体が巨大化する。また、第２レンズ群の屈折力が小さくなると言う事は、ズーミング時の移動量も増すために、望遠側のＦナンバーも暗くなり、常用する標準ズームレンズとしては見劣りするものになる。さらに、同様な理由にて鏡筒設計が困難になるので好ましくない。
なお、条件式（３）の上限値を１．５以下に設定するとより一層の本発明の効果を最大限に発揮できる。
【００２２】
逆に、条件式（３）の下限値を下回る場合、充分なバックフォーカスを確保した光学系においては、第２レンズ群の焦点距離が小さくなり過ぎて好ましくない。特に、高変倍比を有する本発明の場合、第２レンズ群に著しく強いパワーを持たせると、球面収差、コマ収差等の補正が悪化してしまう。また、ズーミングによる諸収差の変動、望遠側の下方コマ収差の悪化、望遠側の上方コマ収差の過大な増加を招き、良好な収差補正が困難になってしまう。この結果、高いズーム比を有する製品の設計が困難になる。
なお、条件式（３）の下限値を０．８以上に設定すると、特に望遠側の諸収差が良好に補正できる。さらに好ましくは、０．８５以上に設定するとより本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００２３】
また、一般的に負（凹）先行の２群ズーム、３群ズーム等の中のマスターレンズの構成は、球面系では基本的にエルノスタータイプおよび変形トリプレットタイプの正・正・負・正の構成とする事が良好な収差補正を行うための最小構成枚数であった。特に、２群ズームレンズの第２レンズ群の構成では、このタイプが小型軽量・低コストを目標にした時の最良の構成であった。
しかしながら、本発明においては、２群ズームの実用的な設計解として限界に近い仕様であるために、第２レンズ群単体の大口径化、短焦点化、テレタイプ化が必要になる。また、実用的な大きさを維持するためには主点をより物体側の位置に出す事が可能で、かつ明るいマスターレンズが最適である。したがって、軸外収差を良好に補正するために、開口絞りの位置をより像側にする構成が必要である。本発明の場合、条件式（４）に示すように絞りを境にして物体側の正レンズ群と像側の負レンズ群との屈折力配置を最適な値にする必要がある。
【００２４】
条件式（４）の上限値を上回る場合、前記開口絞りより物体側の正レンズ群Ｇ2Fの焦点距離ｆ2Fに比較して、該開口絞りよりも像面側の負レンズ群Ｇ2Rの焦点距離ｆ2Rの絶対値が大きな値をとる事を意味する。さらに著しく上回る場合は符号が逆転する。この場合は上述のように、第２レンズ群単体での最適な量のテレ比がかからなくなり、第１レンズ群との空気間隔の確保、さらには高変倍比化が困難になる。また、無理に高変倍化を行えば、結果的に第１レンズ群を弱い屈折力で使用しなければならず、小型化、小径化が達成できない。
なお、条件式（４）の上限値を−０．１以下に設定すると高変倍化、小型化、小径化のために有利である。さらに好ましくは、条件式（４）の上限値を−０．１２以下に設定すると、より本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００２５】
逆に、条件式（４）の下限値を下回る場合、該開口絞りよりも像面側の負レンズ群Ｇ2Rの焦点距離ｆ2Rの絶対値に比較して、前記開口絞りよりも物体側の正レンズ群Ｇ2Fの焦点距離ｆ2Fが大きな値をとる事を意味する。したがって、第２レンズ群単体での最適な量のテレ比を越えて、著しい量のテレ比がかかる。この場合上限値を超えた時とは逆に、つなぎ間隔は確保しやすくなるが、第２レンズ群単体での画角に対しての収差補正が悪化してしまう。この結果、上方コマ収差、像面湾曲及び球面収差の補正が悪化し、好ましくない。
なお、条件式（４）の下限値を−０．８にするとより本発明の効果を最大限に発揮できる。
【００２６】
また、本発明のようなスペックにおいて実用的な大きさを得る場合、第１レンズ群への非球面の導入は非常に効果が高い。特に、負レンズの凹面側を非球面化した場合、軸上無限遠光束に対する補正効果も高く、かつ、軸外光線の入射高を小さくし、併せて前玉径の小径化が可能になる。さらに、第１レンズ群を負・正２枚のレンズで構成し、その負レンズの凹面側に非球面を設定すると、１群が薄肉化できるので最も望ましく、本発明の効果を最大限に発揮できる。また、低コスト化の観点より、該非球面レンズはガラスと樹脂との複合による、いわゆる複合型非球面で構成する事が最も好ましい。さらに、この時設定した非球面は所定の非球面式で表現した時に、円錐係数κ（カッパー）を球面より外し、横長軸楕円面から放物面を基準にした非球面である事が望ましい。円錐係数κを横長軸楕円面から放物面を基準とする曲面にする事によって、比較的光軸近傍位置においても近軸球面からの変位量を大きくし、かつ外径に近い部分は更に大きな変位量が容易に設定が可能であり、非球面の各部分の微係数を極小的に変化する事が容易になるためである。かかる円錐係数の設定により、高次収差の利用や軸外と軸上収差の同一面での補正ができるので、今までにないスペックでも良好な収差補正が可能になる。さらに好ましくは、３次項、５次項の奇数次項を使用することや、１２次項、１４次項等の高次項を使用することにより本発明で定義する非球面の極小的な変位量を設定する自由度が増すので好ましい。
【００２７】
条件式（５）は円錐係数κの値を設定する条件である。本発明の様な高変倍比と実用的な大きさ、低価格化を実現するためには１面の非球面で良好な収差補正を行う必要がある。
条件式（５）の上限値を上回る場合、κは球面から縦長軸楕円面となる。この場合、軸近傍に比較して、最大外径近傍のみが、近軸球面から極端に大きく変位する形状の曲面が基準になる。したがって、特に広角側の非常に像高の高い部分に対応する軸外収差に対して過剰な収差補正効果が発生する。このため、逆に悪影響をもたらし、良好な収差補正が困難になり好ましくない。
【００２８】
逆に、条件式（５）の下限値を下回る場合、放物面を越えて、双曲面を基準にした非球面になる事を意味する。このため、レンズ周辺部分の負の屈折力が減少し、主光線が光軸からより遠いところに位置するようになる。したがって、前玉径が増し小径化に反してしまうので好ましくない。
【００２９】
また、本発明の場合第２レンズ群中の開口絞りよりも物体側の正レンズ群Ｇ2Fは１枚の正レンズと接合正レンズとを有することが望ましい。そして、この接合正レンズ中の負レンズは該接合正レンズ中の正レンズよりも屈折率が高いことが望ましい。この構成により、ペッツバールサムの最適化と球面収差、色収差を良好に補正することができる。また、第２レンズ群中の開口絞りよりも像面側の負レンズ群Ｇ2Rには像側に凹面を向けた平凹形状の負レンズ又は物体側に凸面を向けたメニスカス負レンズを有する事が望ましい。さらに、該負レンズは該負レンズより屈折率の低い正レンズとの接合によりなる接合負レンズである事がペッツバールサムの最適化と球面収差、倍率色収差の補正を行う上で好ましい。
本発明は、負正２群ズームレンズのみならず、該ズームレンズに類似する非常に単純な構成、例えば負正負、負正正等の３群ズームレンズであり高変倍比を有するズームレンズに適用できる。
【００３０】
【実施例】
以下、添付図面に基いて本発明にかかるズームレンズの数値実施例を説明する。
（第１実施例）
図１は第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示している。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２との負・正２つの群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から負レンズ群Ｇ1Fと正レンズ群Ｇ1Rとを有している。負レンズ群Ｇ1Fは物体側に凸面を向け、像面側にガラスと樹脂との複合による、いわゆる複合型非球面を設定した負メニスカス非球面レンズよりなり、正レンズ群Ｇ1Rは物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズより構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りＳを群中央付近に配置し、開口絞りより物体側に第２レンズ群前群である正レンズ群Ｇ2F、開口絞りより像側に第２レンズ群後群である負レンズ群Ｇ2Rによって構成されている。正レンズ群Ｇ2Fは、物体側から順に両凸レンズＬ21、両凸レンズと両凹レンズとの接合によりなる接合正レンズＬ22よりなり、負レンズ群Ｇ2Rは物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合によりなる接合負メニスカスレンズＬ23と、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合によりなる接合正レンズＬ24とより構成されている。さらに、最も像側には独立移動する固定径絞りのフレアーストッパーＦＳが設置されている。
【００３１】
また、変倍は広角端から望遠端に向かって、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔が縮小するように第１，第２群を移動することによって行う。さらに、近距離合焦は第１レンズ群Ｇ１を物体方向に移動して行う。
以下の表１に第１実施例の諸元値を示す。全体諸元において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角を示す。また、レンズデータにおいて、ｒiは物体側から第ｉ番目のレンズ面Ｒiの曲率半径、ｄiはレンズ面Ｒiとレンズ面Ｒi+1との光軸上の面間隔、ｎiはレンズ面Ｒiとレンズ面Ｒi+1との間の媒質のｄ線の屈折率、νiはレンズ面Ｒiとレンズ面Ｒi+1との間の媒質のアッベ数である。さらに、非球面は光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準の曲率半径をＲ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＣｎとするとき、
【００３２】
【数２】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2〕＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14
【００３３】
の非球面式で表現する。レンズデータ中の非球面には星印を付し、そのｒ欄には近軸曲率半径を掲げる。なお、以下全ての実施例の諸元値において本実施例の諸元値と同様の符号、非球面式を用いる。また、諸元表中の焦点距離、曲率半径、面間隔その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
【００３４】
【表１】
0004686888.tif 000002
0004686888.tif 000003
この時、BF（バックフォーカス）はD17+D18で求められる。
0004686888.tif 000004
【００３５】
図２は第１実施例の広角端における無限遠合焦時の収差図、図３は中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図、図４は望遠端における無限遠合焦時の収差図である。諸収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄ，ｇはそれぞれｄ線，ｇ線の収差曲線であることを示している。また非点収差において、実線はサジタル像面、点線はメリジオナル像面を示している。なお、以下すべての実施例の収差図において本実施例の収差図と同じ符号を用いる。図から明らかなように広角端、中間焦点距離、望遠端の各焦点距離において諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００３６】
（第２実施例）
図５は第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示している。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２の負・正２つの群から構成される。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に負レンズ群Ｇ1Fと、正レンズ群Ｇ1Rとを有している。負レンズ群Ｇ1Fは物体側に凸面を向け、像面側にガラスと樹脂との複合による、いわゆる複合型非球面を設定した負メニスカス非球面レンズよりなり、正レンズ群Ｇ1Rは物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズより構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを群中央付近に配置し、開口絞りよりも物体側に第２レンズ群前群である正レンズ群Ｇ2Fと、開口絞りよりも像側に第２レンズ群後群である負レンズ群Ｇ2Rとによって構成される。正レンズ群Ｇ2Fは物体側から順に両凸レンズＬ21、両凸レンズと両凹レンズとの接合よりなる接合正レンズＬ22よりなり、負レンズ群Ｇ2Rは物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ23、両凸レンズＬ24より構成されている。さらに、最も像側には独立移動する固定径絞りのフレアーストッパーＦＳが設置されている。
【００３７】
また、変倍は広角端から望遠端に向かって、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔が縮小するように第１，第２群を移動することによって行う。さらに、近距離合焦は第１レンズ群Ｇ１を物体方向に移動して行う。
表２に諸元値を掲げる。
【００３８】
【表２】
0004686888.tif 000005
0004686888.tif 000006
この時、BF（バックフォーカス）はD15+D16で求められる。
0004686888.tif 000007
【００３９】
図６は第２実施例の広角端における無限遠合焦時の収差図、図７は中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図、図８は望遠端における無限遠合焦時の収差図である。図から明らかなように広角端、中間焦点距離、望遠端の各焦点距離において諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４０】
（第３実施例）
図９は第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２との負・正２つの群から構成される。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に負レンズ群Ｇ1Fと、正レンズ群Ｇ1Rとを有する。負レンズ群Ｇ1Fは物体側に凸面を向け、像面側にガラスと樹脂との複合による、いわゆる複合型非球面を設定した負メニスカス非球面レンズよりなり、正レンズ群Ｇ1Rは物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズより構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを群中央付近に配置し、開口絞りよりも物体側に第２レンズ群前群である正レンズ群Ｇ2F、開口絞りよりも像側に第２レンズ群後群である負レンズ群Ｇ2Rによって構成される。正レンズ群Ｇ2Fは物体側から、両凸レンズＬ21、両凸レンズと両凹レンズとの接合によりなる接合正レンズＬ22よりなり、負レンズ群Ｇ2Rは物体側から物体側に凸面を向けた厚肉負メニスカスレンズＬ23、両凸レンズＬ24より構成されている。さらに、最も像側には独立移動する固定径絞りのフレアーストッパーＦＳが設置されている。
【００４１】
また、変倍は広角端から望遠端に向かって、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔が縮小するように第１，第２群を移動することによって行う。さらに、近距離合焦は第１レンズ群Ｇ１を物体方向に移動して行う。
表３に第３実施例の諸元値を掲げる。
【００４２】
【表３】
0004686888.tif 000008
0004686888.tif 000009
この時、BF（バックフォーカス）はD15+D16で求められる。
0004686888.tif 000010
【００４３】
図１０は第３実施例の広角端における無限遠合焦時の収差図、図１１は中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図、図１２は望遠端における無限遠合焦時の収差図である。図から明らかなように広角端、中間焦点距離、望遠端の各焦点距離において諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４４】
（第４実施例）
図１３は第４実施例にかかるズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示している。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２の負・正２つの群から構成される。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に負レンズ群Ｇ1Fと、正レンズ群Ｇ1Rとを有している。負レンズ群Ｇ1Fは物体側に凸面を向け像面側に非球面を設定した負メニスカス非球面レンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなり、正レンズ群Ｇ1Rは物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズより構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを群中央付近に配置し、開口絞りよりも物体側に第２レンズ群前群である正レンズ群Ｇ2F、開口絞りより像側に第２レンズ群後群である負レンズ群Ｇ2Rによって構成される。正レンズ群Ｇ2Fは物体側から、両凸レンズＬ21、両凸レンズＬ22よりなり、負レンズ群Ｇ2Rは物体側から両凹レンズＬ23、両凸レンズＬ24より構成されている。さらに、最も像側には独立移動する固定径絞りのフレアーストッパーＦＳが設置されている。
【００４５】
また、変倍は広角端から望遠端に向かって、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔が縮小するように第１，第２群を移動することによって行う。さらに、近距離合焦は第１レンズ群Ｇ１を物体方向に移動して行う。
表４に第４実施例の諸元値を掲げる。
【００４６】
【表４】
0004686888.tif 000011
0004686888.tif 000012
この時、BF（バックフォーカス）はD15+D16で求められる。
0004686888.tif 000013
【００４７】
図１４は第４実施例の広角端における無限遠合焦時の収差図、図１５は中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図、図１６は望遠端における無限遠合焦時の収差図である。図から明らかなように広角端、中間焦点距離、望遠端の各焦点距離において諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２ω＝７６〜２４゜程度の画角とＦＮＯ３．５〜ＦＮＯ５．６程度の口径を有し、負正（凹凸）２群ズームレンズタイプでは今まで達成できなかった約３．５倍の変倍比を実現し、小型軽量かつ小径で、コストパフォーマンスに優れた標準ズームレンズを提供できる。
また、本発明によれば、上記ズームレンズを有する小型、軽量、安価な撮影装置により、高変倍比の撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例にかかるズームレンズの構成及び移動軌跡を示した図
【図２】第１実施例の広角端の無限遠合焦時の収差図
【図３】第１実施例の中間焦点距離の無限遠合焦時の収差図
【図４】第１実施例の望遠端の無限遠合焦時の収差図
【図５】第２実施例にかかるズームレンズの構成及び移動軌跡を示した図
【図６】第２実施例の広角端の無限遠合焦時の収差図
【図７】第２実施例の中間焦点距離の無限遠合焦時の収差図
【図８】第２実施例の望遠端の無限遠合焦時の収差図
【図９】第３実施例にかかるズームレンズの構成及び移動軌跡を示した図
【図１０】第３実施例の広角端の無限遠合焦時の収差図
【図１１】第３実施例の中間焦点距離の無限遠合焦時の収差図
【図１２】第３実施例の望遠端の無限遠合焦時の収差図
【図１３】第４実施例にかかるズームレンズの構成及び移動軌跡を示した図
【図１４】第４実施例の広角端の無限遠合焦時の収差図
【図１５】第４実施例の中間焦点距離の無限遠合焦時の収差図
【図１６】第４実施例の望遠端の無限遠合焦時の収差図
【符号の説明】
Ｇ１・・・・第１レンズ群
Ｇ２・・・・第２レンズ群
Ｇ1F・・・・第１レンズ群中の負レンズ群
Ｇ1R・・・・第１レンズ群中の正レンズ群
Ｇ2F・・・・第２レンズ群中の正レンズ群
Ｇ2R・・・・第２レンズ群中の負レンズ群
Ｌ21・・・・第２レンズ群中の第１正レンズ
Ｌ22・・・・第２レンズ群中の第２正レンズ
Ｌ23・・・・第２レンズ群中の第１負レンズ
Ｌ24・・・・第２レンズ群中の第３正レンズ
Ｓ・・・・・開口絞り
ＦＳ・・・・固定絞り(フレアーストッパー)
【図１】
0004686888.tif 000014
【図２】
0004686888.tif 000015
【図３】
0004686888.tif 000016
【図４】
0004686888.tif 000017
【図５】
0004686888.tif 000018
【図６】
0004686888.tif 000019
【図７】
0004686888.tif 000020
【図８】
0004686888.tif 000021
【図９】
0004686888.tif 000022
【図１０】
0004686888.tif 000023
【図１１】
0004686888.tif 000024
【図１２】
0004686888.tif 000025
【図１３】
0004686888.tif 000026
【図１４】
0004686888.tif 000027
【図１５】
0004686888.tif 000028
【図１６】
0004686888.tif 000029