(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、変倍に際して絞りと一体的に移動する正または負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、正の屈折力の第５群より構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１群と前記第２群の間隔が増加し、前記第２群と前記第３群の間隔が減少し、前記第３群と前記第４群の間隔が減少するように前記第２群と前記第４群が移動し、前記第３群は単レンズより構成され、前記第３群の屈折力をφ３、広角端における全系の屈折力をφＷ、前記第３群の単レンズの物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ８，Ｒ９とするとき、
｜φ３／φＷ｜＜０．１
−０．３＜（Ｒ８−Ｒ９）／（Ｒ８＋Ｒ９）＜０
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３群が変倍に際して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】
前記第３群の単レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズであ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】
前記第３群の単レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズであ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５】
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第４群と前記第５群の間隔が増大することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１群と前記第５群は物体側に凹状の軌跡を描いて移動し、前記第２群は像面側へ移動し、前記第３群と前記第４群は物体側へ移動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】
請求項１乃至６のいずれかに記載のズームレンズを有することを特徴とするカメラ。
【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、特に広画角でしかも高変倍で全変倍範囲及び物体距離全般にわたり良好なる光学性能を有した写真用カメラやビデオカメラ、そして電子スチルカメラ等に好適な小型の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、写真用カメラやビデオカメラ等の撮影系には高変倍比でしかも全変倍範囲及び物体距離全般にわたり高コントラストで高い光学性能を有した小型のズームレンズが要求されている。
【０００３】
例えば、本出願人は特開平６−２７３７７号公報において、小型化と広角化を両立させたズームレンズの１つとして、物体側から順に正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有し移動群である第２群、固定の絞り、正の屈折力を有する第３群を有するズームレンズを提案している。
【０００４】
この他全体として５つのレンズ群を有し、このうち複数のレンズ群を移動させ、高変倍化を図ったズームレンズが種々と提案されている。
【０００５】
例えば、特開昭５７−２０１４号公報や特開昭６０−３９６１３号公報、そして特開平５−１１９２６０号公報等では、物体側より順に正，負，正，負、そして正の屈折力の５つのレンズ群を有した広画角で高変倍比のズームレンズが提案されている。
【０００６】
又、特開平４−７０７０８号公報では、物体側より順に正，負，正，正、そして負の屈折力の５つのレンズ群より成る広画角のズームレンズが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に３以上の複数のレンズ群より成るズームレンズは高変倍化を図りつつ、レンズ系全体の小型化が容易である。しかしながら、このようなズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化を図りつつ全変倍範囲にわたり、又無限遠物体から近距離物体にわたる物体距離全般にわたり、高い光学性能を維持するにはレンズ系を構成する各レンズ群の光学的諸定数を適切に設定することが重要となってくる。
【０００８】
例えば変倍に伴う各レンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力、そして変倍作用をするレンズ群のレンズ構成、そしてフォーカスを行う為のレンズ群の選定及びそのレンズ構成等を適切に設定しないと変倍及びフォーカスの際に諸収差の発生が増大し、良好なる画質の映像を得るのが難しくなってくる。
【０００９】
本発明は複数のレンズ群を有し、変倍に伴う所定のレンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力、そしてレンズ構成等を適切に設定することによりレンズ構成の簡素化を図りつつ、全変倍範囲にわたり、又高い光学性能を有するレンズ全長の短い小型ズームレンズの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のズームレンズは、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、変倍に際して絞りと一体的に移動する正または負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、正の屈折力の第５群より構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１群と前記第２群の間隔が増加し、前記第２群と前記第３群の間隔が減少し、前記第３群と前記第４群の間隔が減少するように前記第２群と前記第４群が移動し、前記第３群は単レンズより構成され、前記第３群の屈折力をφ３、広角端における全系の屈折力をφＷ、前記第３群の単レンズの物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ８，Ｒ９とするとき、
｜φ３／φＷ｜＜０．１
−０．３＜（Ｒ８−Ｒ９）／（Ｒ８＋Ｒ９）＜０
の条件式を満足することを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記第３群が変倍に際して移動することを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は請求項１または２の発明において、前記第３群の単レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズであることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明は請求項１または２の発明において、前記第３群の単レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズであることを特徴としている。
【００１４】
請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第４群と前記第５群の間隔が増大することを特徴としている。
【００１５】
請求項６の発明は請求項５の発明において、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１群と前記第５群は物体側に凹状の軌跡を描いて移動し、前記第２群は像面側へ移動し、前記第３群と前記第４群は物体側へ移動することを特徴としている。
【００１６】
請求項７の発明のカメラは、請求項１乃至６のいずれかに記載のズームレンズを有することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の数値実施例１のレンズ断面図、図２〜図４は本発明の数値実施例１の広角端，中間，望遠端の収差図である。図５は本発明の数値実施例２のレンズ断面図、図６〜図８は本発明の数値実施例２の広角端，中間，望遠端の収差図である。図９は本発明の数値実施例３のレンズ断面図、図１０〜図１２は本発明の数値実施例３の広角端，中間，望遠端の収差図である。図１３は本発明の数値実施例４のレンズ断面図、図１４〜図１６は本発明の数値実施例４の広角端，中間，望遠端の収差図である。レンズ断面図において（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各々広角端，中間，望遠端のズーム位置を示している。
【００１９】
図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は負の屈折力の第２群、Ｌ３は正又は負の屈折力の第３群、Ｌ４は正の屈折力の第４群、Ｌ５は正の屈折力の第５群、ＳＰは絞りであり、第３群の後方に設けている。絞りＳＰは変倍に伴って第３群と一体的に移動している。Ｇは赤外カットフィルター、ローパスフィルター等のフィルターであり、ガラスブロックとして示している。ＩＰは像面である。
【００２０】
図１，図９，図１３の数値実施例１，３，４では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１群と第２群の間隔が増加し、第２群と第３群の間隔が減少し、第３群と第４群の間隔が減少し、第４群と第５群の間隔が増大するように各レンズ群を矢印の如く移動させている。具体的には、第１群は物体側に凹状の軌跡を描いて移動させ、第２群は像面側へ、第３群と第４群は各々物体側へ、第５群は像面側に凸状の軌跡を描いて移動させている。
【００２１】
図５の数値実施例２は変倍に際して第１群が固定である点を除き、他の数値実施例と同じである。尚、絞りＳＰは第３群と一体的に移動させているが、独立に移動させても良い。
【００２２】
本発明では広角端から望遠端への変倍に際して第１群と第２群との間隔が増大するようにして変倍を効果的に行い、高い変倍比を容易に得ている。又、フォーカスは第１群又は第５群を移動させて行っている。
【００２３】
数値実施例１〜４では、このように変倍の際に所定のレンズ群を移動させることにより複数のレンズ群に変倍をバランス良く分担させ、レンズ系全体の小型化を図りつつ効率良く変倍を行うと共に、全ズーム領域での収差補正を良好に行っている。
【００２４】
本発明に係るズームレンズは、以上の諸条件を満足することにより達成されるが、更に高変倍化を図りつつ、収差変動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００２５】
(ア-1)前記第３群の屈折力をφ３、全系の広角端での屈折力をφＷとするとき、
｜φ３／φＷ｜＜０．１…（１）
の条件式を満足することである。
【００２６】
第３群は変倍に際して絞りと一体化して移動している。すなわち絞りのユニットに保持されている都合上、偏心精度が光学性能への影響を与えることが少ないように収差への偏心敏感度を下げておく必要がある。
【００２７】
条件式（１）の範囲はその為の条件を規定するものである。この範囲を逸脱すると他のレンズ群に対する光軸合わせ精度が厳しくなり、絞りユニットに一体化する際の保持機構が難しくなる。
【００２８】
尚、第３群は保持の簡素化とスペース（空間）を少なくする為に単一のレンズユニットから構成している。これらのことにより、第３群は例えば絞りユニットに加締めや接着等の簡単な結合手段によって保持可能であり、かつ第３群がない場合と殆んどかわらない程度のスペースで一群増やすことを可能としている。
【００２９】
尚、更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を、
｜φ３／φＷ｜＜０．０３…（１ａ）
の如く特定するのが良い。
【００３０】
(ア-2)前記第３群は１つの第３１レンズより成り、該第３１レンズの物体側と像面側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ８，Ｒ９とするとき、
−０．３＜（Ｒ８−Ｒ９）／（Ｒ８＋Ｒ９）＜０…（２）
の条件式を満足することである。
【００３１】
本数値実施例の場合、第３群は物体側のレンズ面が凹面形状となっているメニスカス状の負の単レンズ、又は物体側のレンズ面が凸面形状のメニスカス状の正の単レンズより成っている。
【００３２】
条件式（２）はこのときの第３群のレンズ形状を特定するものである。条件式（２）の下限及び上限は適切なコマ収差補正の為の条件範囲を表わしている。この範囲を外れるとコマ収差の補正が難しくなってくる。
【００３３】
尚、更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を
−０．１５＜（Ｒ８−Ｒ９）／（Ｒ８＋Ｒ９）＜０…（２ａ）
の如く設定するのが良い。
【００３４】
(ア-3)前記第３群は変倍に際して移動していることである。
【００３５】
(ア-4)前記第３群は物体側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズより成っていることである。
【００３６】
(ア-5)前記第３群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成っていることである。
【００３７】
(ア-6)第１群を物体側に凸面を向けた１つの正レンズより構成し、第２群を物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより構成し、第３群をメニスカス状の正レンズ又はメニスカス状の負レンズより構成し、第４群を両レンズ面が凸面の正レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズと両レンズ面が凹面の負レンズとを接合した接合レンズ、そして正レンズより構成し、第５群を物体側に凸面を向けた正レンズより構成している。
【００３８】
これによれば、レンズ全長の短縮化を図りつつ、全変倍範囲にわたり高い光学性能を容易に得ることができる。
【００３９】
次に本発明の数値実施例を示す。各数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目の面と第（ｉ＋１）番目の面の間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材のガラスの屈折率とアッベ数である。又前述の各条件式と数値実施例の関係を表−１に示す。
【００４０】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｋ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、
【００４１】
【数１】
0004444416.tif 000002
【００４２】
なる式で表している。又「Ｄ−０Ｘ」は「×１０-X」を意味している。
【００４３】
0004444416.tif 000003
【００４４】
【表１】
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【００４５】
0004444416.tif 000005
【００４６】
【表２】
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【００４７】
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【００４８】
【表３】
0004444416.tif 000008
【００４９】
0004444416.tif 000009
【００５０】
【表４】
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【００５１】
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【００５２】
【表５】
0004444416.tif 000012
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、複数のレンズ群を有し、変倍に伴う所定のレンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力、そしてレンズ構成等を適切に設定することによりレンズ構成の簡素化を図りつつ、全変倍範囲にわたり、又高い光学性能を有するレンズ全長の短い小型ズームレンズを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】  本発明の数値実施例１の広角端の収差図
【図３】  本発明の数値実施例１の中間の収差図
【図４】  本発明の数値実施例１の望遠端の収差図
【図５】  本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図６】  本発明の数値実施例２の広角端の収差図
【図７】  本発明の数値実施例２の中間の収差図
【図８】  本発明の数値実施例２の望遠端の収差図
【図９】  本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図１０】  本発明の数値実施例３の広角端の収差図
【図１１】  本発明の数値実施例３の中間の収差図
【図１２】  本発明の数値実施例３の望遠端の収差図
【図１３】  本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１４】  本発明の数値実施例４の広角端の収差図
【図１５】  本発明の数値実施例４の中間の収差図
【図１６】  本発明の数値実施例４の望遠端の収差図
【符号の説明】
Ｌ１  第１群
Ｌ２  第２群
Ｌ３  第３群
Ｌ４  第４群
Ｌ５  第５群
Ｇ  ガラスブロック
ＳＰ  絞り
ＩＰ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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