(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、負の屈折力の第５群からなり、ズーム作動において広角端の位置を基準として望遠端において第１群が物体側に移動し、第２群が結像側に移動し、第３群が物体側に移動し、第４群が物体側に移動し、第５群が物体側に移動し、
最も像側の群でフォーカスを行い、
該第４群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成し、
前記接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれN1、N2、接合面の曲率半径をR、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt = 1/ft、上記接合レンズにおける全ての接合面の屈折力の和をΣΦ＝Σ|(N1-N2)/R|とするとき、
条件式(1)  4.73 ≦ ΣΦ/φt ≦ 10
を満足することを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ。
【請求項２】
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、負の屈折力の第５群からなり、ズーム作動において広角端の位置を基準として望遠端において第１群が物体側に移動し、第２群が結像側に移動し、第３群が物体側に移動し、第４群が物体側に移動し、第５群が物体側に移動し、
正の屈折力を有する最も像側の群によってフォーカスを行い、
該第４群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成し、
前記接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれN1、N2、接合面の曲率半径をR、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt = 1/ft、上記接合レンズにおける全ての接合面の屈折力の和をΣΦ ＝ Σ|(N1-N2)/R|とするとき、
条件式(1)  4.73 ≦ ΣΦ/φt ≦ 10
を満足することを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ。
【請求項３】
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、正の屈折力の第５群、負の屈折力の第６群からなり、ズーム作動において広角端の位置を基準として望遠端において第１群が物体側に移動し、第２群が結像側に移動し、第３群が物体側に移動し、第４群が物体側に移動し、第５群が物体側に移動し、第６群が物体側に移動し、
最も像側の群でフォーカスを行い、
該第５群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成し、
前記接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれN1、N2、接合面の曲率半径をR、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt = 1/ft、上記接合レンズにおける全ての接合面の屈折力の和をΣΦ ＝ Σ|(N1-N2)/R|とするとき、
条件式(1)  4.73 ≦ ΣΦ/φt ≦ 10
を満足することを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ。
【請求項４】
物体側より第３群以降の正の屈折力をもついずれかの群に、負レンズと正レンズと負レンズの３枚接合レンズを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一項に記載のインナーフォーカスズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーフォーカス式又はリアフォーカス式で望遠型のズームレンズに関し、特に、変倍比４．３〜５．７程度の全変倍範囲及び物体距離全般にわたり高い光学性能を有した35mmカメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適なズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ズームレンズのフォーカス方式として、最も物体側のレンズ群を繰り出してフォーカシングを行う前玉フォーカス方式が知られている。前玉フォーカス方式においてオートフォーカスにすると、フォーカスのために大きく重いレンズを動かさなければならず、迅速性に欠けるという問題がある。
他のフォーカス方式として、インナーフォーカス方式やリアフォーカス方式が知られている。これらの方式では、一般にフォーカス群を小さく構成できるため迅速なフォーカシングを行うことができる。
【０００３】
インナーフォーカス方式やリアフォーカス方式のフォーカス方式は、迅速なフォーカシングを行うことができるが、前玉フォーカス方式に比べて、フォーカシングの際の収差変動が大きくなり、収差変動を良好に補正することが困難になる問題があった。
【０００４】
上述の問題を解消する収差変動の少ないズームレンズとして、正、負、正、負、正、負の6群ズーム構成であって、第５群でフォーカスを行うズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
他の従来技術として、正、負、正、負、正、負の６群ズーム構成であって、遠距離から近距離へのフォーカシングは、主フォーカス群である第６群と、第４群とのフローティング方式を採用したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平10-133107号公報
【特許文献２】特開2000-47107号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のズームレンズにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際、第１群から第４群までの球面収差変動がアンダーになるのに対して、第５群に負レンズ１枚、及び接合面が発散面となる接合レンズを１枚配置し、第５群の球面収差変動をオーバーにすることによって、レンズ全系の球面収差変動が小さくなるようにしている。しかし、前記接合面の発散効果が十分ではなく、レンズ全系の特に望遠側の球面収差変動を充分に抑えることができていない。
【０００８】
特許文献１はまた、第５群と第４群によるフローティング方式によってフォーカシングすることを提案している。これによって、特に広角側の像面湾曲変動、また望遠側の球面収差変動も良好に補正している。しかしながら、インナーフォーカス方式のみのフォーカス方式と比べ、鏡筒構造がフローティングのための連結部品の増加を伴い、複雑になるという問題があった。
【０００９】
特許文献２においては、フォーカシングの際、第１群から第４群までの球面収差変動がアンダーになるのに対し、第５群に負レンズを１枚配置し、第５群の球面収差変動をオーバーにすることによってレンズ全系の球面収差変動が小さくなるようにしている。しかし、負レンズによる発散効果が不十分であり、望遠側の球面収差変動を良好に補正していない。また、第４群と第６群によるフローティング方式によってフォーカシングを提案しているが、１つの群を移動させる通常のインナーフォーカス方式と比べ、鏡筒構造がフローティングのための連結部品の増加を伴い、複雑になるという問題もある。
【００１０】
一般に、ズームレンズは遠距離から近距離へのフォーカシングの際、フォーカス群を距離変動の少ない構成にする等の特別な処置を施さない限り、球面収差はアンダーになり、特に望遠側でその傾向は大きく、望遠側の焦点距離が400mm相当となる望遠型のズームレンズにおいては、近距離合焦での光学性能の低下が激しい。
【００１１】
（発明の目的）
本発明は、従来のインナーフォーカス方式やリアフォーカス方式のフォーカス方式において、前玉フォーカス方式に比べて、迅速なフォーカシングを行うことができるが、フォーカシングの際の収差変動が大きくなり、収差変動を良好に補正するのが困難になる問題に鑑みてなされたものであって、フォーカシングの際、２つ以上の群を移動させることなく、１つの群のみのインナーフォーカス方式、又はリアフォーカス方式で望遠側の球面収差変動を良好に補正したズームレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明は、
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、負の屈折力の第５群からなり、ズーム作動において広角端の位置を基準として望遠端において第１群が物体側に移動し、第２群が結像側に移動し、第３群が物体側に移動し、第４群が物体側に移動し、第５群が物体側に移動し、
最も像側の群でフォーカスを行い、
該第４群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成し、
前記接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれN1、N2、接合面の曲率半径をR、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt = 1/ft、上記接合レンズにおける全ての接合面の屈折力の和をΣΦ = Σ|(N1-N2)/R|とするとき、
条件式(1)  4.73 ≦ ΣΦ/φt ≦ 10
を満足することを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ
である。
【００１３】
第２発明は、
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、負の屈折力の第５群からなり、ズーム作動において広角端の位置を基準として望遠端において第１群が物体側に移動し、第２群が結像側に移動し、第３群が物体側に移動し、第４群が物体側に移動し、第５群が物体側に移動し、
正の屈折力を有する最も像側の群によってフォーカスを行い、
該第４群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成し、
前記接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれN1、N2、接合面の曲率半径をR、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt = 1/ft、上記接合レンズにおける全ての接合面の屈折力の和をΣΦ = Σ|(N1-N2)/R|とするとき、
条件式(1)  4.73 ≦ ΣΦ/φt ≦ 10
を満足することを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ
である。
【００１４】
第３発明は、
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、正の屈折力の第５群、負の屈折力の第６群からなり、ズーム作動において広角端の位置を基準として望遠端において第１群が物体側に移動し、第２群が結像側に移動し、第３群が物体側に移動し、第４群が物体側に移動し、第５群が物体側に移動し、第６群が物体側に移動し、
最も像側の群でフォーカスを行い、
該第５群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成し、
前記接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれN1、N2、接合面の曲率半径をR、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt = 1/ft、上記接合レンズにおける全ての接合面の屈折力の和をΣΦ = Σ|(N1-N2)/R|とするとき、
条件式(1)  4.73 ≦ ΣΦ/φt ≦ 10
を満足することを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ
である。
【００１５】
（構成要件の説明）
請求項１の第１発明は、接合レンズにおける接合面前後の媒質の屈折率をそれぞれＮ1、Ｎ２、接合面の曲率半径をＲ、レンズ全系の望遠側の焦点距離をft、レンズ全系の望遠側の屈折力をφt=1/ft、全ての接合面の屈折力の和をΣΦ=Σ|(N1-N2)/R|としたとき、
条件式（１）        2 < ΣΦ/φt < 10
の条件式を満足する。
【００１６】
条件式（１）は、レンズ全系の望遠側の屈折力に対する２枚以上の負レンズと１枚以上の接合レンズを含む群（ここでは第４群）における全ての接合面の屈折力の和の範囲を規定するものである。下限値を超えて接合面の屈折力を小さくすると、球面収差をオーバーにする作用が小さくなり、レンズ全系の特に望遠側の球面収差変動を小さくすることが困難になる。
【００１７】
条件式（１）の上限値を超えて接合面の屈折力を大きくすると、第４群の遠距離合焦時の球面収差がオーバーになり過ぎ、第４群より前群の特に第３群で球面収差を大きくアンダーにしなければ変倍全域で球面収差を小さくすることが困難になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のズームレンズによれば、インナーフォーカス方式やリアフォーカス方式のフォーカス方式において、前玉フォーカス方式に比べて、迅速なフォーカシングを行うことができ、２つ以上の群を移動させることなく望遠側の球面収差変動を良好に補正したズームレンズを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
第１実施形態は、請求項１に記載の発明の実施例である。
【表１】
0005343361.tif 000002
【表１−１】
0005343361.tif 000003
【００２５】
（第２実施形態）
第２実施形態は、参考例である。
【表２】
0005343361.tif 000004
【表２−１】
0005343361.tif 000005
【００２６】
（第３実施形態）
第３実施形態は、請求項１に記載の発明の実施例である。
【表３】
0005343361.tif 000006
【表３−１】
0005343361.tif 000007
【００２７】
（第４実施形態）
第４実施形態は、請求項２に記載の発明の実施例である。
【表４】
0005343361.tif 000008
【表４−１】
0005343361.tif 000009
【００２８】
（第５実施形態）
第５実施形態は、請求項３に記載の発明の実施例である。
【表５】
0005343361.tif 000010
【表５−１】
0005343361.tif 000011
【００２９】
（第６実施形態）
第６実施形態は、参考例である。
【表６】
0005343361.tif 000012
【表６−１】
0005343361.tif 000013
【００３０】
（第１〜４実施形態の説明）
第１〜４実施形態に係るズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第1群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、負の屈折力の第５群の５つのレンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して該第１群と第２群の間隔が増加し、該第２群と第３群の間隔が減少し、該第３群と第４群の間隔が減少し、該第４群と第５群の間隔が減少するように、少なくとも該第１群、第３群、第４群、第５群が物体側へ移動して変倍を行う。
【００３１】
開口絞りは、第３群の像側又は物体側に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第３群と一緒に移動する。
遠距離状態から近距離状態へのフォーカシングは、最も像側の群（第５群）を移動させるリアフォーカス方式(第１〜第３実施形態)、または正の屈折力を有する最も像側の群（第４実施形態）を移動させるインナーフォーカス方式である。前記いずれのフォーカス方式においても、前玉フォーカス方式に対して迅速なフォーカシングが可能であり、コンパクト化を可能とし、かつ周辺光量を確保することが可能である。同一物体距離へのフォーカシングのための移動は、焦点距離が長くなるに従って増大する。
【００３２】
第３群以降の正の屈折力を有する群、ここでは該第４群に２枚以上の負レンズを含み、その内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成している。一般に、ズームレンズは、遠距離から近距離へのフォーカシングの際、フォーカス群を距離変動の少ない構成にする等の特別な処置を施さない限り、球面収差はアンダーになる可能性がある。本発明のズームレンズにおいても、フォーカシングの際、第１群から第３群までの球面収差変動はアンダーである。しかし、正の屈折力をもつ第４群に負レンズを２枚以上、その内の少なくとも１枚は、接合面が発散面となる接合レンズで構成することによって、第４群の球面収差変動をオーバーにし、レンズ全系の特に望遠側の球面収差変動を小さくしている。
【００３３】
第４群の球面収差変動をオーバーにできる理由は、遠距離合焦時に対して、近距離合焦時では第４群に入射する光線の高さが高くなり、球面収差のオーバー作用が強くなるためである。これによって、フォーカス群は、リアフォーカス方式のみに限定する必要はなく、正の屈折力を有する最も像側の群でインナーフォーカス方式を行うことも可能としている（第４実施形態）。
【００３４】
しかしながら、負レンズ２枚、及びその内の少なくとも１枚は接合面が発散面となる接合レンズを含む群より、前群でのフォーカスは、近距離合焦時にこの群に入射する光線の高さを高くできないため、球面収差の変動を抑えることができない。
【００３５】
前記接合レンズの条件は、接合面が強い発散面となるように負レンズが高屈折率硝種、正レンズが低屈折率硝種にして、接合面の曲率は強くすることが望ましい。しかし、実際は条件式（１）を満足するように設定している。
【００３６】
フォーカシングの際の球面収差変動を小さくする最良の形態は、物体側より第３群以降の正の屈折力をもついずれかの群（ここでは第４群）に、負レンズと正レンズと負レンズの３枚接合レンズを含むことが望ましい。球面収差をオーバーにする作用は、接合面ではなく単レンズでも構成できるが、高次収差が発生しやすく、敏感度が高くなるため曲率を強くすることが困難となる。
【００３７】
（第５及び第６実施形態の説明）
第５及び第６実施形態に係るズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、正の屈折力の第５群、負の屈折力の第６群の６つのレンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、該第１群と第２群の間隔が増加し、該第２群と第３群の間隔が減少し、該第３群と第４群の間隔が減少し、該第４群と第５群の間隔が増加し、該第５群と第６群の間隔が減少するように、少なくとも該第１群、第３群、第４群、第５群、第６群が物体側へ移動して変倍を行う。第２群は、変倍に際して、固定でも良い。
【００３８】
開口絞りは、第３群の像側又は物体側に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第３群と一緒に移動する。
遠距離状態から近距離状態へのフォーカシングは、最も像側の群（第６群）を移動させるリアフォーカス方式(実施形態５)、または正の屈折力を有する最も像側の群（第５群）を移動させるインナーフォーカス方式(実施形態６)を採用しても良い。
【００３９】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第４群と第５群の間隔は、増加するように移動させている。これによって、変倍全域で非点収差を良好に補正している。
第５群に負レンズを２枚以上、その内の１枚は接合面が発散面となる接合レンズで構成することによって、フォーカシングの際の第５群の球面収差変動をオーバーにし、レンズ全系の特に望遠側の球面収差変動を小さくしている。
【００４０】
さらに、第４群に接合面が発散面となる接合レンズで構成することによって、第５群の球面収差変動をオーバーにする作用の補助的な役割を担い、第５群だけではなく第４群においてもフォーカシングによる球面収差変動を抑える構成にした。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態のズームレンズの断面図である。
【図２】第２実施形態のズームレンズの断面図である。
【図３】第３実施形態のズームレンズの断面図である。
【図４】第４実施形態のズームレンズの断面図である。
【図５】第５実施形態のズームレンズの断面図である。
【図６】第６実施形態のズームレンズの断面図である。
【図７】第１実施形態のズームレンズの無限遠での広角端の収差図である。
【図８】第１実施形態のズームレンズの物点1.6mでの広角端の収差図である。
【図９】第１実施形態のズームレンズの無限遠での中間域の収差図である。
【図１０】第１実施形態のズームレンズの物点1.6mでの中間域の収差図である。
【図１１】第１実施形態のズームレンズの無限遠での望遠端の収差図である。
【図１２】第１実施形態のズームレンズの物点1.6mでの望遠端の収差図である。
【図１３】第２実施形態のズームレンズの無限遠での広角端の収差図である。
【図１４】第２実施形態のズームレンズの物点1.6mでの広角端の収差図である。
【図１５】第２実施形態のズームレンズの無限遠での中間域の収差図である。
【図１６】第２実施形態のズームレンズの物点1.6mでの中間域の収差図である。
【図１７】第２実施形態のズームレンズの無限遠での望遠端の収差図である。
【図１８】第２実施形態のズームレンズの物点1.6mでの望遠端の収差図である。
【図１９】第３実施形態のズームレンズの無限遠での広角端の収差図である。
【図２０】第３実施形態のズームレンズの物点1.6mでの広角端の収差図である。
【図２１】第３実施形態のズームレンズの無限遠での中間域の収差図である。
【図２２】第３実施形態のズームレンズの物点1.6mでの中間域の収差図である。
【図２３】第３実施形態のズームレンズの無限遠での望遠端の収差図である。
【図２４】第３実施形態のズームレンズの物点1.6mでの望遠端の収差図である。
【図２５】第４実施形態のズームレンズの無限遠での広角端の収差図である。
【図２６】第４実施形態のズームレンズの物点1.6mでの広角端の収差図である。
【図２７】第４実施形態のズームレンズの無限遠での中間域の収差図である。
【図２８】第４実施形態のズームレンズの物点1.6mでの中間域の収差図である。
【図２９】第４実施形態のズームレンズの無限遠での望遠端の収差図である。
【図３０】第４実施形態のズームレンズの物点1.6mでの望遠端の収差図である。
【図３１】第５実施形態のズームレンズの無限遠での広角端の収差図である。
【図３２】第５実施形態のズームレンズの物点1.6mでの広角端の収差図である。
【図３３】第５実施形態のズームレンズの無限遠での中間域の収差図である。
【図３４】第５実施形態のズームレンズの物点1.6mでの中間域の収差図である。
【図３５】第５実施形態のズームレンズの無限遠での望遠端の収差図である。
【図３６】第５実施形態のズームレンズの物点1.6mでの望遠端の収差図である。
【図３７】第６実施形態のズームレンズの無限遠での広角端の収差図である。
【図３８】第６実施形態のズームレンズの物点1.6mでの広角端の収差図である。
【図３９】第６実施形態のズームレンズの無限遠での中間域の収差図である。
【図４０】第６実施形態のズームレンズの物点1.6mでの中間域の収差図である。
【図４１】第６実施形態のズームレンズの無限遠での望遠端の収差図である。
【図４２】第６実施形態のズームレンズの物点1.6mでの望遠端の収差図である。
【符号の説明】
【００４２】
L1      第1レンズ群
L2      第2レンズ群
L3      第3レンズ群
L4      第4レンズ群
L5      第5レンズ群
L6      第6レンズ群
S       開口絞り
d       d線
g       g線
C       C線
S.C     正弦条件
ΔS     d線のサジタル像面
ΔM     d線のメリディオナル像面
FNo.    Fナンバー
ω      半画角
【図１】
0005343361.tif 000014
【図２】
0005343361.tif 000015
【図３】
0005343361.tif 000016
【図４】
0005343361.tif 000017
【図５】
0005343361.tif 000018
【図６】
0005343361.tif 000019
【図７】
0005343361.tif 000020
【図８】
0005343361.tif 000021
【図９】
0005343361.tif 000022
【図１０】
0005343361.tif 000023
【図１１】
0005343361.tif 000024
【図１２】
0005343361.tif 000025
【図１３】
0005343361.tif 000026
【図１４】
0005343361.tif 000027
【図１５】
0005343361.tif 000028
【図１６】
0005343361.tif 000029
【図１７】
0005343361.tif 000030
【図１８】
0005343361.tif 000031
【図１９】
0005343361.tif 000032
【図２０】
0005343361.tif 000033
【図２１】
0005343361.tif 000034
【図２２】
0005343361.tif 000035
【図２３】
0005343361.tif 000036
【図２４】
0005343361.tif 000037
【図２５】
0005343361.tif 000038
【図２６】
0005343361.tif 000039
【図２７】
0005343361.tif 000040
【図２８】
0005343361.tif 000041
【図２９】
0005343361.tif 000042
【図３０】
0005343361.tif 000043
【図３１】
0005343361.tif 000044
【図３２】
0005343361.tif 000045
【図３３】
0005343361.tif 000046
【図３４】
0005343361.tif 000047
【図３５】
0005343361.tif 000048
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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