(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、少なくとも１枚の正レンズと正及び負の接合レンズと絞りを挟んで負及び正の接合レンズと少なくとも１枚の正レンズよりなり全体で正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、
広角側から望遠側への変倍に際して、上記第２レンズ群は像面に対して固定され、上記第１レンズ群，第３レンズ群及び第４レンズ群はいずれも物体側に移動するとともに、上記第３レンズ群と上記第４レンズ群との空気間隔が増大する方向に変化するようにしたことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、少なくとも１枚の正レンズと正及び負の接合レンズと絞りを挟んで像面側に凸面を向けた１枚の正メニスカスレンズよりなり全体で正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、
広角側から望遠側への変倍に際して、上記第２レンズ群は像面に対して固定され、上記第１レンズ群，第３レンズ群及び第４レンズ群はいずれも物体側に移動するとともに、上記第３レンズ群と上記第４レンズ群との空気間隔が増大する方向に変化するようにしたことを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のズームレンズにおいて、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。
（１）  ０．４５＜Ｆ１／Ｆｔ＜０．６
（２）  −０．２４＜Ｆ２／Ｆｔ＜−０．１６
（３）  ０．１６＜Ｆ３／Ｆｔ＜０．２４
但し、  Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
Ｆｔ：望遠側の全系の焦点距離
とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として写真撮影等に用いられる望遠型のズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、写真用やビデオ用等のレンズの高仕様化、高性能化あるいは小型軽量化の要求に伴い、望遠型のズームレンズにおいても種々なレンズタイプが提案されている。
この種のズームレンズとしては、従来から正負正の屈折力を有するアフォーカルズームコンバータと結像レンズとで構成される正負正正の４群ズームレンズが一般に用いられている。
【０００３】
このような４群ズームレンズは、正の屈折力を有する合焦レンズ群としての第１レンズ群、負の屈折力を有する変倍レンズ群としての第２レンズ群、正の屈折力を有する補正レンズ群としての第３レンズ群及び正の屈折力を有する結像レンズ群としての第４レンズ群で構成され、変倍レンズ群を移動させて変倍を行い、その際に生じた像面移動は補正レンズ群を変倍レンズ群と同時に移動させて補正するようにしており、さらに合焦レンズ群を移動させることによりレンズ系の焦点合わせを行うものである。
【０００４】
しかし、このようなタイプのズームレンズでは、変倍レンズ群及び補正レンズ群の移動量が比較的大であり、特に変倍比を大きくしようとすると、可動レンズ群の移動量が大きくなってレンズ系が大型化するという問題点があった。この問題を解決するため、可動レンズ群の移動量を抑えて変倍比を大きくするには、可動レンズ群、特に変倍レンズ群の屈折力を大にする必要があるが、そのようにすると、諸収差が悪化し変倍移動時の収差変動も大きくなって補正が困難になる。
【０００５】
また、上記の正負正正のレンズで問題となる変倍レンズ群としての第２レンズ群への倍率負担を第３レンズ群及び第４レンズ群に負担させ、さらに変倍に寄与が少ない第３レンズ群を第４レンズ群と一体化させた正負正の３群ズームレンズもあり、倍率負担が分担されて性能的には無難なものが得やすいが、より高性能を得るには３群では無理がでる。
【０００６】
さらに、最近では、多群化されたズームレンズが現れている。これは、変倍に伴って移動する可動レンズ群が増えるため、各レンズ群の収差負担の均等化が容易になり、優れた結像性能が得やすくなる。
【０００７】
一方、ズームレンズの小型軽量化を図るために、正負正負のダブルテレフォトズームレンズも開発されている。これは構成枚数が比較的少なく、固定レンズ群の有無に応じて可動レンズ群が３乃至４となるため、倍率負担も均等化され、鏡筒構造もそれ程複雑ではなく、諸収差も良好に補正することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のズームレンズにあって、多群化されたズームレンズは、可動レンズ群の増加による鏡筒構造の複雑化と重量増加とを招き、ダブルテレフォトズームレンズは、正負正負の構造上、望遠側での正の歪曲収差が大きくなる傾向があり、写真用レンズの場合には、正の歪曲は負のものよりも視覚的に目立つために好ましくない。
【０００９】
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、４群の望遠型ズームレンズにおいて、比較的小型で変倍における可動レンズ群の移動機構が簡単で、変倍時の収差変動が小さく画面全域における光学性能が良好な変倍比２．５程度のズームレンズを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、少なくとも１枚の正レンズと正及び負の接合レンズと絞りを挟んで負及び正の接合レンズと少なくとも１枚の正レンズよりなり全体で正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、広角側から望遠側への変倍に際して、上記第２レンズ群は像面に対して固定され、上記第１レンズ群，第３レンズ群及び第４レンズ群はいずれも物体側に移動するとともに、上記第３レンズ群と上記第４レンズ群との空気間隔が増大する方向に変化するようにしたズームレンズを提供するものである。
【００１１】
また、物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、少なくとも１枚の正レンズと正及び負の接合レンズと絞りを挟んで像面側に凸面を向けた１枚の正メニスカスレンズよりなり全体で正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、広角側から望遠側への変倍に際して、上記第２レンズ群は像面に対して固定され、上記第１レンズ群，第３レンズ群及び第４レンズ群はいずれも物体側に移動するとともに、上記第３レンズ群と上記第４レンズ群との空気間隔が増大する方向に変化するようにしたズームレンズも提供する。
【００１２】
そして、上記のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足するのが好ましい。
（１）  ０．４５＜Ｆ１／Ｆｔ＜０．６
（２）  −０．２４＜Ｆ２／Ｆｔ＜−０．１６
（３）  ０．１６＜Ｆ３／Ｆｔ＜０．２４
但し、Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
Ｆｔ：望遠側の全系の焦点距離
とする。
【００１３】
【発明の実施と形態】
以下、この発明の実施形態及び各実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
この発明によるズームレンズは、一眼レフカメラの交換レンズとして用いられるもので、公称焦点距離Ｆ＝１２０〜３００ｍｍ，公称口径比ＦＮＯ＝５．６である。
【００１４】
そのレンズ構成は図１（実施例１）及び図３（実施例２）に示すように、物体側より順に、１枚の負の第１レンズＬ１と２枚の正の第２，第３レンズＬ２，Ｌ３よりなり全体で正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、１枚の負の第４レンズＬ４と負及び正の接合された第５，第６レンズＬ５，Ｌ６と１枚の負の第７レンズＬ７よりなり全体で負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、１枚の正の第８レンズＬ８と正及び負の接合された第９，第１０レンズＬ９，Ｌ１０と絞りＳを挟んで負及び正の接合された第１１，第１２レンズＬ１１，Ｌ１２と１枚の正の第１３レンズＬ１３よりなり全体で正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、１枚の正の第１４レンズＬ１４と２枚の負の第１５，第１６レンズＬ１５，Ｌ１６よりなり全体で負の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とからなる。
【００１５】
また、図５（実施例３）及び図７（実施例４）に示すように、上記の実施例１及び実施例２の第３レンズ群ＧＲ３の絞りＳから後の負及び正の接合された第１１，第１２レンズＬ１１，Ｌ１２と１枚の正の第１３レンズＬ１３を、像面側に凸面を向けた１枚の正メニスカスの第１１レンズＬ１１に変更し、全レンズ系を１４枚構成にすることも可能である。
【００１６】
そして、これらのレンズ構成において、広角側（Ｗ）から望遠側（Ｔ）への変倍に際しては、第２レンズ群ＧＲ２は像面に対して固定し、第１，第３，第４レンズ群ＧＲ１，ＧＲ３，ＧＲ４は物体側へ移動し、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズＧＲ４の空気間隔は増大する方向に変化するようにしている。
【００１７】
さらに、これらのレンズ構成において、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３をそれぞれ、第１レンズ群ＧＲ１，第２レンズ群ＧＲ２，第３レンズ群ＧＲ３の焦点距離、Ｆｔを望遠側の全系の焦点距離としたとき、
（１）  ０．４５＜Ｆ１／Ｆｔ＜０．６
（２）  −０．２４＜Ｆ２／Ｆｔ＜−０．１６
（３）  ０．１６＜Ｆ３／Ｆｔ＜０．２４
の条件式を満足させるようにした。
【００１８】
このような構成により、第１レンズ群ＧＲ１を除く第２，第３，第４レンズ群ＧＲ２，ＧＲ３，ＧＲ４のすべてに変倍作用を割り振ることができ、収差補正が有利になる。また、広角側から望遠側に変倍するときに第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の空気間隔を増大する方向に変化させることにより、これらの両レンズ群の合成焦点距離が小さくなる。
【００１９】
そして、その移動量は、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との空気間隔が不変の３群ズームや両レンズ群の空気間隔が狭くなるようなズームレンズ系よりも小さくすることができるため、変倍時に第２レンズ群ＧＲ２を像面に対して固定することが可能になる。
【００２０】
この第２レンズ群ＧＲ２の固定により、変倍時の移動群が少なくなり、レンズ移動機構を簡略化することができるとともに、主たる変倍作用を担う第２レンズ群ＧＲ２の移動に伴う偏心等による結像性能の劣化のおそれをなくすことができる。
【００２１】
また、第３レンズ群ＧＲ３を、絞りＳを挟んで対称に近いコンセントリックな構成とすることにより、この第３レンズ群ＧＲ３での歪曲収差の発生及び変動を小さくし得て全系での歪曲収差の変動も小さく抑えることができる。同時に、他の諸収差の変動も補正しやすくなり、第２レンズ群ＧＲ２とほぼ同程度の変倍比を第３レンズ群ＧＲ３に負担させることが可能になり、第２レンズ群ＧＲ２の変倍比の負担を軽減させることができ、そのため全系での収差変動を小さくすることが可能になる。
【００２２】
さらにまた、第１レンズ群ＧＲ１を１枚の負の第１レンズＬ１と２枚の正の第２，第３レンズＬ２，Ｌ３とで構成することにより、色収差の補正が可能になるとともに、合焦時の繰出しによる性能劣化を防止することが可能になる。
【００２３】
第２レンズ群ＧＲ２は強い発散作用を持つので、少なくとも２枚の負の第４，第７レンズＬ４，Ｌ７と少なくとも１枚の正レンズ（実施例１〜４では接合された第５，第６レンズＬ５，Ｌ６）で構成し対称的な配置にすることにより、変倍時の収差変動を少なくすることができる。
【００２４】
また、正レンズを正及び負の接合された第５，第６レンズＬ５，Ｌ６で構成し、第２レンズ群ＧＲ２全体としては強い発散作用を持つことに由来する倍率色変動を小さくするため、負の第５レンズＬ５に部分分散の低いガラスを用い、正の第６レンズＬ６に部分分散の高いガラスを用いるようにした。
【００２５】
第４レンズ群ＧＲ４は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズで構成することが望ましい。また、負レンズを像面側に配置すると最終レンズ径を小さくすることができ、さらに負レンズをこの各実施例のように２枚用いると外方コマ収差の発生を抑えることが可能になる。
【００２６】
次に、条件式（１）乃至（３）について説明する。
Ｆ１／Ｆｔの値が条件式（１）の下限値を下回ると、球面収差を補正するためのレンズ枚数が増えるとともに前玉径が急激に増大し、上限値を上回ると、近距離合焦に際して繰出量が増え、周辺光量を確保するために前玉径が増大する。
【００２７】
Ｆ２／Ｆｔの値が条件式（２）の上限値を上回ると、変倍作用は増えるが球面収差，歪曲収差及び下光線フレアの補正が困難となり、下限値を下回ると、所要の変倍比を得るために移動量（レンズ群間隔の相対変化量）が増大して必然的にレンズ系全長が増大するとともに、変倍に伴う全長の変化も大きくなって写真撮影用としては操作性が損なわれる。
【００２８】
Ｆ３／Ｆｔの値が条件式（３）の下限値を下回ると、変倍作用は増えるが球面収差及び非点収差を補正するためにレンズ枚数を増やさなければならず、上限値を上回ると、所要の変倍比を得るためのレンズ移動量が増大する。これにより、第２レンズ群ＧＲ２との機械的な干渉を防ぐためにレンズ全長を増大させるか、もしくは第２レンズ群を像面に対して固定することができなくなり、鏡筒機構の複雑化及び変倍時の全長変化の増大を招く結果となる。
【００２９】
【実施例】
次に、この発明によるズームレンズの各実施例を示す。
図１，図３，図５，図７は、それぞれこの発明の実施例１，２，３，４の構成図、図２，図４，図６，図８は、それぞれ実施例１，２，３，４の無限遠物点に対する収差図である。
【００３０】
なお、以下の各実施例において
Ｉ      ：面番号
Ｒ（Ｉ）：第Ｉ面の曲率半径
Ｄ（Ｉ）：第Ｉ面後の面間隔
ｎ（Ｉ）：第Ｉ面後の屈折率（ｄ線）
ν（Ｉ）：第Ｉ面後のアッベ数
２Ｗ    ：画角（ｄｅｇ）
をそれぞれ示す。
【００３１】
以下の表１，表２，表３，表４は、実施例１，２，３，４のパラメータをそれぞれ示している。
【００３２】
【表１】
0004330196.tif 000002
【００３３】
【表２】
0004330196.tif 000003
【００３４】
【表３】
0004330196.tif 000004
【００３５】
【表４】
0004330196.tif 000005
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によるズームレンズによれば次のような効果を奏する。
請求項１記載のズームレンズによれば、比較的小型で簡単な構成で変倍比２．５程度の望遠型のズームレンズを得ることができ、請求項２記載のズームレンズによれば、さらに簡単なレンズ構成が可能となる。
そして、上記のズームレンズにおいて、請求項３記載の条件式（１），（２），（３）を満たすようにすると、変倍時の収差変動を少なくし、画面全域において良好な光学性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１の構成図である。
【図２】同じくその無限遠物点に対する収差図である。
【図３】この発明の実施例２の構成図である。
【図４】同じくその無限遠物点に対する収差図である。
【図５】この発明の実施例３の構成図である。
【図６】同じくその無限遠物点に対する収差図である。
【図７】この発明の実施例４の構成図である。
【図８】同じくその無限遠物点に対する収差図である。
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ１６：第１〜第１６レンズ
ＧＲ１〜ＧＲ４：第１〜第４レンズ群
Ｒ（Ｉ）：第Ｉ面の曲率半径
Ｄ（Ｉ）：第Ｉ面後の面間隔
（Ｗ）：最短焦点距離状態
（Ｎ）：中間焦点距離状態
（Ｔ）：最長焦点距離状態
ＳＡ：球面収差
ＳＣ：正弦条件
ＤＩＳＴ：歪曲収差
ＡＳ：非点収差
Ｓ：サジタル
Ｍ：メリジオナル
【図１】
0004330196.tif 000006
【図２】
0004330196.tif 000007
【図３】
0004330196.tif 000008
【図４】
0004330196.tif 000009
【図５】
0004330196.tif 000010
【図６】
0004330196.tif 000011
【図７】
0004330196.tif 000012
【図８】
0004330196.tif 000013