(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は少なくとも２つの非球面を有し、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合正レンズと、負レンズとからなり、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．０  ＞｜ｆ１／ｆ２｜＞０．０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、最も物体側に位置するレンズＬ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、物体側から２番目に位置するレンズＬ２の焦点距離
【請求項２】
物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間、あるいは前記第３レンズ群中に開口絞りを有するズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合正レンズと、負レンズとからなり、前記第４レンズ群は少なくとも１つの非球面を有し、
前記第４レンズ群中の非球面は以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．４＜（ＬａａＴ／ＬａｉＴ）／（ＬａａＷ／ＬａｉＷ）≦１．０
１．６５＜ｎｓ
ただし、
ＬａｉＷ：広角端における前記開口絞りから像面までの距離
ＬａｉＴ：望遠端における前記開口絞りから像面までの距離
ＬａａＷ：広角端における前記開口絞りから前記第４レンズ群中の非球面までの光軸上の距離
ＬａａＴ：望遠端における前記開口絞りから前記第４レンズ群中の非球面までの光軸上の距離
ｎｓ：前記第４レンズ群中の非球面を有するレンズを構成するガラスの、ｄ線（５８８ｎｍ）における屈折率
【請求項３】
物体側より順に、第１面にガラスモールドによる非球面を有する負レンズと、ガラスレンズの球面上に樹脂で非球面形状を形成した非球面を有する正レンズと、負レンズと、正レンズとからなる前記第１レンズ群と、正レンズと負レンズとの接合正レンズからなる前記第２レンズ群の前群と、正レンズからなる前記第２レンズ群の後群と、負レンズと正レンズとの接合負レンズからなる前記第３レンズ群と、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合正レンズと、第１面にガラスモールドによる非球面を有する負レンズとからなる前記第４レンズ群とからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は少なくとも２つの非球面を有し、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズと負レンズとの３枚の接合で全体として正の屈折力を有するレンズとからなり、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．０  ＞｜ｆ１／ｆ２｜＞０．０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、最も物体側に位置するレンズＬ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、物体側から２番目に位置するレンズＬ２の焦点距離
【請求項５】
物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間、あるいは前記第３レンズ群中に開口絞りを有するズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズと負レンズとの３枚の接合で全体として正の屈折力を有するレンズとからなり、前記第４レンズ群は少なくとも１つの非球面を有し、
前記第４レンズ群中の非球面は以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．４＜（ＬａａＴ／ＬａｉＴ）／（ＬａａＷ／ＬａｉＷ）≦１．０
１．６５＜ｎｓ
ただし、
ＬａｉＷ：広角端における前記開口絞りから像面までの距離
ＬａｉＴ：望遠端における前記開口絞りから像面までの距離
ＬａａＷ：広角端における前記開口絞りから前記第４レンズ群中の非球面までの光軸上の距離
ＬａａＴ：望遠端における前記開口絞りから前記第４レンズ群中の非球面までの光軸上の距離
ｎｓ：前記第４レンズ群中の非球面を有するレンズを構成するガラスの、ｄ線（５８８ｎｍ）における屈折率
【請求項６】
物体側より順に、第１面にガラスモールドによる非球面を有する負レンズと、ガラスレンズの球面上に樹脂で非球面形状を形成した非球面を有する負レンズと、正レンズとからなる前記第１レンズ群と、負レンズと正レンズとの接合正レンズからなる前記第２レンズ群の前群と、正レンズからなる前記第２レンズ群の後群と、負正の接合負レンズからなる前記第３レンズ群と、正レンズと、負レンズと正レンズと像側に非球面を有する負レンズとの３枚の接合で全体として正の屈折力を有するレンズとからなる前記第４レンズ群とからなることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ群は少なくとも２つの非球面を有し、
前記第１レンズ群は、非球面を有するレンズのうち最も物体側に位置するレンズＬ１と、非球面を有するレンズのうち物体側から２番目に位置するレンズＬ２とを有し、
前記レンズＬ１及びＬ２が、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．９＜  ｎ１／ｎ２  ＜１．１
ｎ１：前記レンズＬ１を構成するガラスの、ｄ線（５８８ｎｍ）における屈折率
ｎ２：前記レンズＬ２を構成するガラスの、ｄ線（５８８ｎｍ）における屈折率
【請求項８】
前記第２レンズ群は、前群と後群とによって構成され、前記第２レンズ群前群を動かすことにより合焦を行うことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第２レンズ群前群が、少なくとも１つの接合正レンズを有することを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
広角端から望遠端へのズーミングに伴い、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増加し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように各レンズ群が移動することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第１レンズ群は少なくとも２つの非球面を有し、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．０４３８≧｜ｆ１／ｆ２｜＞０．０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、最も物体側に位置するレンズＬ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、物体側から２番目に位置するレンズＬ２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、特に１眼レフカメラなどに利用されるズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ズームレンズの屈折力配置において、負の屈折力の群が先行する、負・正・負・正方式の屈折力配置は、広角ズーム、とくに、明るい広角ズームに多く見られる構成である。そして、通常、負・正・負・正配置のズームレンズは、球面レンズのみで構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、球面系のみで構成すると、望遠側の球面収差、広角側の像面湾曲、歪曲収差の補正が困難になる。これらを補正しようとすると、第１レンズ群の負の屈折力を弱めざるを得ないため、光学系が長くなり、また、大口径比化することが困難になる。また、望遠側の球面収差のみを補正しようとすると、第１レンズ群の負の屈折力を強めざるを得なくなり、広角側の像面湾曲、歪曲収差が更に補正困難となってしまう。
【０００４】
このために、上記球面レンズのみでの構成ではなく、非球面レンズを含んだ構成のズームレンズも提案されている。たとえば、特開平１０−８２９５４号公報が知られている。しかしこれは、第１レンズ群中で、非球面を１枚のみしか使用していない為、非球面の効果が少なく、第１レンズ群の大きさを大きくせざるを得なかった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、より高性能な大口径比の広角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】
上記の課題を解決するため、本発明では、物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は少なくとも２つの非球面を有し、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合正レンズと、負レンズとからなり、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。
【０００７】
１．０  ＞｜ｆ１／ｆ２｜  ＞０．０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、最も物体側に位置するレンズＬ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、物体側から２番目に位置するレンズＬ２の焦点距離
また、物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４ンズ群とを備え、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間、あるいは前記第３レンズ群中に開口絞りを有するズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合正レンズと、負レンズとからなり、前記第４レンズ群は少なくとも１つの非球面を有し、前記第４レンズ群中の非球面は以下の条件式（３）乃至（４）を満足することを特徴とするズームレンズを構成する。
（３）  ０．４  ＜  （ＬａａＴ／ＬａｉＴ）／（ＬａａＷ／ＬａｉＷ）≦  １．０
（４）  １．６５  ＜  ｎｓ
ただし、
ＬａｉＷ：広角端における前記開口絞りから像面までの距離
ＬａｉＴ：望遠端における前記開口絞りから像面までの距離
ＬａａＷ：広角端における前記開口絞りから前記第４レンズ群中の非球面までの光軸上の距離
ＬａａＴ：望遠端における前記開口絞りから前記第４レンズ群中の非球面までの光軸上の距離
ｎｓ：前記第４レンズ群中の非球面を有するレンズを構成するガラスの、ｄ線（５８８ｎｍ）における屈折率
また、物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群を備えたズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は少なくとも２つの非球面を有し、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズと負レンズとの３枚の接合で全体として正の屈折力を有するレンズとからなり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズを構成する。
１．０  ＞｜ｆ１／ｆ２｜＞０．０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、最も物体側に位置するレンズＬ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群中の、非球面を有するレンズのうち、物体側から２番目に位置するレンズＬ２の焦点距離
また、物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４ンズ群とを備え、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間、あるいは前記第３レンズ群中に開口絞りを有するズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと正レンズと負レンズとの３枚の接合で全体として正の屈折力を有するレンズとからなり、前記第４レンズ群は少なくとも１つの非球面を有し、前記第４レンズ群中の非球面は上記条件式（３）乃至（４）を満足することを特徴とするズームレンズを構成する。  
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のような、物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３ンズ群と、正の屈折力を有する第４ンズ群を備えたズームレンズにおいて、負・正・負・正方式のズームレンズにおいて、第１レンズ群中に少なくとも２枚の非球面を配置することは、広角側の像面湾曲及び歪曲収差の補正を容易にし、さらに、非球面を１面のみとするより、１面あたりの非球面量を小さくすることが出来るので、製造上必要なコストを小さくすることが出来る。
【０００９】
そしてさらに、広角側の像面湾曲、及び歪曲収差を良好に補正するために、条件式（１）を満足することが必要である。この条件式は、第１レンズ群中の、非球面を有する複数のレンズのうち、最も物体側に位置する二つのレンズの屈折力のバランスを規定するもので、これらのレンズの焦点距離の比を表わしている。
即ち、条件式（１）式は、レンズＬ１がレンズＬ２より強い屈折力を持ち、また、レンズＬ２の屈折力が０でないことを示す。この条件式を満足することは、広角側の周辺光の、光軸からの高さが最も大きな第１レンズ群のうち、より物体側に位置するレンズ成分に非球面を導入し、かつ、その屈折力を大きくすることを意味し、各収差を良好に補正することが可能であって、特に、広角側の像面湾曲、歪曲収差を有効に補正することができる。また、第１レンズ群中に少なくとも２面の非球面を配置することにより、１面では非球面量が大きく製造が困難な非球面になってしまうような場合でも、二面の非球面に負荷が分散され、製造が容易になり、さらに、広角端から望遠端まで良好な収差補正が可能となる。
【００１０】
次にレンズＬ１及びＬ２は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）  ０．９＜  ｎ１／ｎ２  ＜１．１
ただし、
ｎ１：前記レンズＬ１を構成するガラスの、ｄ線（588nm）における屈折率
ｎ２：前記レンズＬ２を構成するガラスの、ｄ線（588nm）における屈折率
条件式（２）は、レンズＬ１及びＬ２を構成するガラスの、ｄ線（５８８ｎｍ）における屈折率の比を表わす。この条件式（２）を満足することにより、非球面を有するレンズＬ１及びＬ２の屈折率の差が少なくなり、２枚のレンズの間に不必要な色消し効果を発生させず、非球面形状により各色ごとの収差補正のみを行うことができる。
【００１１】
次に、第２レンズ群は前群と後群とに分割され、また、そのうち前群を動かすことにより合焦を行うことが望ましい。
負・正・負・正方式のズームレンズの場合、合焦方式としては、前玉繰り出し方式、１群分割合焦方式などが知られている。しかし、第１レンズ群の屈折力が負のズームレンズの場合、第１レンズ群のレンズ径が大きくなるため、第１レンズ群を駆動する方式であると、大きな合焦群を動かさなければならず、駆動系への負荷が大きくなってしまう。また、第２レンズ群全体を動かして合焦を行う方式でも、第１レンズ群を駆動する方式よりも負荷が小さいとはいえ十分ではない。第２レンズ群の１部を動かして合焦をおこなうことは、駆動系への付加が少なく、合焦の高速化に非常に有利である。さらに、第２レンズ群の前群を合焦群とすることで、特に合焦に伴う球面収差の変動を小さく押さえることができる。
【００１２】
次に、第２レンズ群の前群は、少なくとも１つの接合正レンズを有することが望ましい。合焦群である、第２レンズ群の前群に接合レンズを有することは、合焦に際しての色収差の変動を小さくすることが出来る。
次に、第４レンズ群は少なくとも１つの非球面を有し、前記第４レンズ群中の非球面は、条件式（３）乃至（４）を満足することが必要である。
【００１３】
第４レンズ群に非球面を有すると、広角端から望遠端の像面湾曲およびコマ収差を良好に補正できる。そして条件式（３）は、第１図に示すとおり、第４レンズ群における非球面の位置を規定する条件式である。条件式（３）の値が上限値を上回ると、同じ像高の光線が第４レンズ群中の非球面を通過する高さが、広角端よりも望遠端のほうが高くなってしまうため、中心部と周辺部とで非球面量の異なる非球面では、広角端でのコマ収差の補正が不十分となってしまう。また、下限値を下回ると、反対に望遠端における周辺光の高さが非球面レンズの中心に近くなるため、望遠端の収差補正、特に像面湾曲の補正が不十分になってしまう。従って、条件式（３）の範囲に非球面を配することで、広角端から望遠端まで、良好な収差補正を行うことができる。
【００１４】
さらに、条件式（４）を満たすガラスを非球面レンズに使用することにより、曲率半径の絶対値を小さくすることなく、偏心等の影響を小さくし、かつ、製造が容易な非球面形状とすることができる。
次に、本発明では、第４レンズ群中に、少なくとも一つの接合正レンズを有することが望ましい。このような構成により、広角端から望遠端への変倍にともなう色収差の変動を小さく押さえることが可能になる。
【００１５】
以下に、本発明にかかるズームレンズの実施例について説明する。
図２に、本発明の実施例１の広角端における構成図を示す。
実施例１は、物体側から順に、第１面にガラスモールドによる非球面を有する負レンズと、ガラスレンズの球面上に樹脂の薄層で非球面形状を形成した非球面を有する正レンズと、負レンズと、正レンズとからなる第１レンズ群Ｇ１と、正レンズと負レンズとの接合正レンズから成る第２レンズ群前群Ｇ２Ｆと、正レンズから成る第２レンズ群後群Ｇ２Ｒと、負レンズと正レンズとの接合負レンズとからなる第３レンズ群Ｇ３と、正レンズと、負レンズと正レンズとの接合正レンズと、第１面にガラスモールドによる非球面を有する負レンズとからなる第４レンズ群Ｇ４とによって構成される。
【００１６】
そして、広角端から望遠端へのズーミングに伴い、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増加し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように各レンズ群が移動する。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置された可変絞りＳは、変倍に伴って第３レンズ群Ｇ３と１体に移動する。
【００１７】
また、合焦に際しては、無限遠から至近距離へ合焦する際は、第２レンズ群前群Ｇ２Ｆと第２レンズ群後群Ｇ２Ｒの間隔が減少するように前群が移動する。
表１に本発明の実施例１の諸元を示す。表中のｒは曲率半径、Ｄはレンズ中心厚および空気間隔、ｎはｄ線（５８８ｎｍ）での屈折率、νはアッベ数、Ｆは焦点距離、F.NOはＦナンバー、Ｂｆはバックフォーカスである。また、面番号の左に付けられた＊は、その面が非球面であることを表わす。
【００１８】
第１レンズ群中の最も物体側のレンズの、物体側のレンズ面は非球面であり、その形状は以下の式で表わされる。
Ｘ＝（Ｙ2／Ｒ）／（１＋（１−κ・Ｙ2／Ｒ2）1/2）＋Ｃ3・Ｙ3
＋Ｃ4・Ｙ4＋Ｃ5・Ｙ5＋Ｃ6・Ｙ6＋Ｃ7・Ｙ7＋Ｃ8・Ｙ8
＋Ｃ9・Ｙ9＋Ｃ10・Ｙ10
また、第１レンズ群中の物体側から２番目のレンズの物体側の面、および第４レンズ群中の最も像側に位置するレンズの物体側の面は非球面であり、以下の式で表わされる。
【００１９】
Ｘ＝（Ｙ2／Ｒ）／（１＋（１−κ・Ｙ2／Ｒ2）1/2）＋Ｃ4・Ｙ4
＋Ｃ6・Ｙ6＋Ｃ8・Ｙ8＋Ｃ10・Ｙ10
このとき、Ｘは非球面の、基準面からの光軸方向の変位量、Ｙは光軸からの高さ、Ｒは非球面の近軸曲率半径、κは円錐係数、Ｃnはn次の非球面係数をあらわす。
【００２０】
【表１】
0004449114.tif 000002
0004449114.tif 000003
次に、図７に本発明の実施例２の広角端における構成図を示す。
【００２１】
実施例２は、物体側から順に、第１面にガラスモールドによる非球面を有する負レンズと、ガラスレンズの球面上に樹脂の薄層で非球面形状を形成した非球面を有する負レンズと、正レンズとからなる第１レンズ群Ｇ１、負レンズと正レンズとの接合正レンズから成る第２レンズ群前群Ｇ２Ｆ、正レンズから成る第２レンズ群後群Ｇ２Ｒ、負正の接合負レンズからなる第３レンズ群Ｇ３、正レンズと、負レンズと正レンズと像側に非球面を有する負レンズとの３枚の接合で全体として正の屈折力を有するレンズとからなる第４レンズ群とによって構成される。変倍による群の移動や、合焦動作は実施例１と同様である。
【００２２】
表２に、本発明の実施例２の諸元を示す。各種表記は表１と同様である。
【００２３】
【表２】
0004449114.tif 000004
0004449114.tif 000005
また、図３乃至図４に、本発明の実施例１の無限距離での広角端と望遠端の収差図を、図５乃至図６に、本発明の実施例１の至近距離での広角端と望遠端の収差図を、図８乃至図９に、本発明の実施例２の無限距離での広角端と望遠端の収差図を、図１０乃至図１１に、本発明の実施例２の至近距離での広角端と望遠端の収差図をそれぞれ示す。各収差図中のｄ、ｇ、は、ｄ線及びｇ線（４３６nm）における収差であることを示し、非点収差図中の点線は、メリディオナル像面を、実線はサジタル像面を示す。また、歪曲収差図は、ｄ線の歪曲収差を示す。
【００２４】
これらの収差図によれば、各実施例とも、広角端から望遠端まで、また無限遠から至近距離にいたるまで、各収差が良好に補正されていることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１レンズ群中の最適な位置に、最適な形状の非球面を配置することにより、広角端から望遠端まで、良好な性能を有する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】条件式（３）に関する、実施例１の開口絞りから像面までの拡大図
【図２】実施例１の広角端におけるレンズ構成図。
【図３】実施例１の無限遠の広角端における収差図。
【図４】実施例１の無限遠の望遠端における収差図。
【図５】実施例１の至近距離の広角端における収差図。
【図６】実施例１の至近距離の望遠端における収差図。
【図７】実施例２の広角端におけるレンズ構成図。
【図８】実施例２の無限遠の広角端における収差図。
【図９】実施例２の無限遠の望遠端における収差図。
【図１０】実施例２の至近距離の広角端における収差図。
【図１１】実施例２の至近距離の望遠端における収差図。
【符号の説明】
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ２Ｆ  第２レンズ群前群
Ｇ２Ｒ  第２レンズ群後群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｓ      開口絞り
【図１】
0004449114.tif 000006
【図２】
0004449114.tif 000007
【図３】
0004449114.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004449114.tif 000012
【図８】
0004449114.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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