(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レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が増大または一定であり、近距離物体へのフォーカシングを第３レンズ群で行うとともに、第５レンズ群を光軸と直交する方向に移動させて光学系が振動したときに生じる撮影画面のブレを補正し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第５レンズ群の焦点距離をｆｉｓ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
１．０＜｜ｆｉｓ｜／ｆｗ＜４
０．０５＜ｆ４／ｆｔ≦０．１０
なる条件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、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ×ｆｔ）＜０．９
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
望遠端における前記第２レンズ群の最も像側の面頂点から第３レンズ群の最も物体側の面頂点までの距離をＤ２３ｔ、広角端における全系での焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．０５＜Ｄ２３ｔ／√（ｆｗ×ｆｔ）＜０．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１または２のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３レンズ群は、正レンズ、負レンズの接合レンズからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第５レンズ群は、正レンズ、負レンズからなる接合レンズを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群は、非球面レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第６レンズ群は、非球面レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項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、写真カメラや、ビデオカメラ、ビデオスチルカメラ等に好適な画角８４°〜８°程度、Ｆナンバー４〜５．６程度の口径比を有し、変倍比１２倍という高変倍ズームレンズであり、また防振機能を有するとともに、近距離物体へのフォーカシング機能を備えたズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ズームレンズにおいては高変倍化および高機能化が加速しつつある。写真カメラ用のズームレンズにおいて変倍比が１０倍を超えるような製品が市場に導入されるようになっている。またズームレンズの高機能化についても最短撮影距離の短縮あるいは手ぶれ等による撮影画面のブレを補正する機能を搭載した製品なども導入されている。そこで近年、とくに市場ニーズの大きい高変倍ズームレンズのフォーカシング方法及び防振機能について以下で説明する。
【０００３】
従来、ズームレンズにおいてフォーカシング方法として第１レンズ群を移動させる所謂フロントフォーカシングが知られるが一般に第１レンズ群は重量が大きく迅速なフォーカシングには適していなしことが知られている。そこで第２レンズ群以降のレンズ群を移動させる所謂インナーフォーカシング式、リアフォーカシング式が提案されている。
【０００４】
一般に正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、全体として正の後続群とを有し、各群の空気間隔を変化させることにより変倍を行う、所謂ポジティブリードタイプのズームレンズは、高変倍化に適している。このタイプのズームレンズにおいて負の第２レンズ群を移動させてフォーカシングを行う方式が提案されている。この方式は、特に標準域を含む高変倍ズームレンズにおいて、前述の特徴を十分に発揮するとともに遠距離物体から近距離物体にいたる物体距離全般に渡り、良好なる光学性能を備えるものである。しかし１０倍以上もの高い変倍域をもつポジティブリードタイプのズームレンズでは主変倍群である負の第２レンズ群は光学全系が広角端から望遠端へ変倍する際の倍率の増加量が顕著であり（負の縮小倍率から−１に近づく方向）、次式で表すフォーカス群のフォーカス敏感度（フォーカス群の移動量に対するピントの移動量の比率）
ＥＳ＝（１−βｆ＾２）×βｒ＾２
ただし、
ＥＳ：フォーカス敏感度
βｆ：フォーカスレンズ群の倍率
βｒ：フォーカスレンズ群より像側に配置された全てのレンズ群の合成倍率
が広角端から望遠端へ変倍する際、負の第２レンズ群の倍率が負の縮小倍率から−１に近づく方向に変倍するため、望遠端付近で負の第２レンズ群のフォーカス敏感度が少となり、フォーカシングが不能となってしまったことがあった。特開２０００−２８９２３ではポジティプリードタイプの負の第２レンズ群を２つの負レンズ群（第２ａ群、第２ｂ群）に分割し、フォーカス群として第２ｂ群を使用することで望遠端付近においてもフォーカス敏感度が大であるため近距離物体へのフォーカシングも可能であると提案している。
【０００５】
一方、高変倍ズームレンズの防振機能を考えた場合、ポジティブリードタイプのズームレンズにおいて主変倍群である負の第２レンズ群を防振レンズ群として光軸を垂直な方向に移動させて行う方法が提案されている（特開平５−２３２４１０）。負の第２レンズ群は偏心時のコマ収差の発生が小さく防振群に適している。また負の第２レンズ群は一般にレンズパワーが大きく防振敏感度（レンズ群を光軸を垂直方向の移動量に対する像ブレを補正する角度の比率）が大きいため、駆動量を小さくすることができ、メカ的にも有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで高変倍ズームレンズの迅速かつ最短撮影距離の短いフォーカシング方法及び防振機能の両者を考えた場合、両者の機能を第２レンズ群にて行うのが最もよいが、第２レンズ群のみで防振機能とフォーカシング機能を両立することはメカ構造が複雑化し実現することは困難である。また特開２０００−２８９２３のように第２レンズ群を分割した場合、フォーカシング群ではない第２ａ群を防振レンズ群とすることも可能であるが、広角側において撮影画面周辺での光量を得るために第２ａ群のレンズ径を大きくしなければなはらず、防振機構の小型化、また防振時の省電力化を実現するために防振レンズ群径の更なる小型化が望まれる。
【０００７】
そこで本発明は高変倍域を有しつつ、かつ最短撮影距離の短いフォーカシング機能および防振機能を持ったズームレンズを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本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レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が増大または一定であり、近距離物体へのフォーカシングを第３レンズ群で行うとともに、第５レンズ群を光軸と直交する方向に移動させて光学系が振動したときに生じる撮影画面のブレを補正し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第５レンズ群の焦点距離をｆｉｓ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
１．０＜｜ｆｉｓ｜／ｆｗ＜４・・・（１）
０．０５＜ｆ４／ｆｔ≦０．１０・・・（４）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１１】
前記第２群の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ×ｆｔ）＜０．９・・・（２）
なる条件を満足することを特徴とする。
【００１２】
望遠端における前記第２群の最も像側の面頂点から第３群の最も物体側の面頂点までの距離をＤ２３ｔ、広角端におけるレンズ全系での焦点距離をｆｗとしたとき、
０．０５＜Ｄ２３ｔ／√（ｆｗ×ｆｔ）＜０．３・・・（３）
なる条件を満足することを特徴とする。
【００１４】
フォーカシング機能を有する第３レンズ群は正レンズ、負レンズの接合レンズからなることを特徴とする。防振機能を有する第５レンズ群は少なくとも正レンズ、負レンズからなる接合レンズを有することを特徴とする。前記第２レンズは非球面レンズを含むことを特徴とする。前記第６レンズは非球面レンズを含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズの実施形態について説明する。
【００１６】
図１は本発明に関する後述の数値実施例１で示されるズームレンズの短焦点端、長焦点端でのレンズ断面図である。１〜６はそれぞれ第１レンズ群〜第６レンズ群でありズーミングに際し、正の屈折力をもつ第１レンズ群を物体側に移動させ第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が増大し、第３レンズ群および第４レンズ群の間隔が減少し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が固定または増大し、第５レンズ群と第６レンズ群の間隔が減少する。
【００１７】
第３レンズをフォーカシング群とすることで望遠端付近においてもフォーカス敏感度が大であるため近距離物体までフォーカシングが可能である。
【００１８】
また防振レンズ群ＩＳとして第５レンズ群を使用する。第５レンズ群のレンズ外径はＦナンバーを決定する光線束の高さによって決められる。もともと本レンズ系はテレフォトタイプであるため第２レンズ群以降のレンズ群のレンズ外径は小さくなるが、更に第４レンズ群の正の屈折力によってＦナンバー光束を収斂させて第５レンズ群のレンズ外径の縮小化することが可能である。
【００１９】
（１）式は広角端でのレンズ全系の焦点距離に対する防振レンズ群（第５レンズ群）の焦点距離の比を表したものである。上限値を超えて防振レンズ群の焦点距離が大きくなると、防振時における防振収差、特に偏心コマ収差の補正が容易となるが防振敏感度（防振レンズ群の光軸と垂直方向の移動量に対する防振の補正角度の比）が減少し、十分な防振の補正角度を得るためには防振レンズ群の光軸と垂直方向への移動量を大としなければならず、防振を行う為のメカユニットが大型化する。逆に下限値をこえて防振レンズ群の焦点距離が小さくなると防振敏感度が大となり、防振レンズ群の光軸に対する垂直方向の移動量は小さくなるが、本発明で示すような高変倍ズームレンズでは特に望遠側における防振時のコマ収差が悪化し補正が困難となる。
【００２０】
（２）式は第２レンズ群の焦点距離に対する広角端、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離の比を規定する式である。条件式（２）の上限値を超えると十分な変倍比を確保することが困難となるうえ、第３レンズ群のフォーカス敏感度を維持することが困難となり、その結果、第３レンズ群のフォーカス移動量が大となりすぎる。下限値を超えると、特に広角側における負の屈折力が歪曲収差の補正が困難となる
【００２１】
（３）式は望遠端における第２レンズ群の最も像側の面頂点から第３レンズ群の最も物体側までの距離に対する広角端、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離の比を規定する式である。条件式（３）の上限値を超えると第４レンズ群がフォーカシングに際しての移動量を大きくできので第４レンズ群のレンズパワーを小さくできるためフォーカシングによる光学性能の変動を小さくできるが、ズーミングにおける第４レンズ群の移動量が制限され、変倍を得るために第４レンズ群のレンズパワーを大きくしなければならず、主に球面収差が悪化してくる。逆に（３）の下限値を超えると広角端におけるレンズ全長を伸ばすことなく第３レンズ群のズーミングにおける移動量を確保できるが、至近距離物体へのフォーカシングを行うためには第３レンズ群自体のレンズパワーを増大しなければならず特に広角側でのコマ収差の補正が困難となる。
【００２２】
（４）式は望遠端でのレンズ全系の焦点距離に対する第４レンズ群の焦点距離の比を表したものである。上限値を超えて第４レンズ群の焦点距離が大きくなると、球面収差の補正は容易となるが変倍に要する第４レンズ群の移動量が増大し、コンパクト性にかけるとともに防振群である第５レンズ群へ入射する光束を十分に収斂できないことから第５レンズ群のレンズ径が増大し、防振を行うためのメカユニットが大型化し、また第５レンズ群を光軸と垂直方向に移動させるための消費電力も増大する。逆に下限値を超えて第４レンズ群の焦点距離が小さくなると小さな移動量にて変倍を確保できコンパクト性には有利であるが、第４レンズ群自体が発生する球面収差が大となりよくない。
【００２３】
またフォーカシング群である第３レンズを正レンズおよび負レンズからなる接合レンズを有し、第３レンズ群自体が発生する色収差を小さくすることで近距離物体へのフォーカシング時における収差変動を補正している。
また第２レンズ群に含まれる非球面レンズによって主に広角側での歪曲収差の補正が容易になっている。
【００２４】
また第６レンズ群に含まれる非球面レンズによって歪曲収差、像面湾曲の補正が容易となっている。
【００２５】
以下に本発明の実施例を示す。ｒｉは物体側より第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚または空気間隔、ｎｉとｖｉは第ｉ番目のレンズの屈折率とアッベ数である。ここでｆ，Ｆｎｏ，２ωはそれぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角を表わしている。
【００２６】
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Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき
Ｘ＝（Ｈ＾２／ｒ）／（１＋（１−（Ｈ／ｒ）＾２）＾０．５）＋Ａ＊Ｈ＾２＋Ｂ＊Ｈ＾４＋Ｃ＊Ｈ＾６＋Ｄ＊Ｈ＾８＋Ｅ＊Ｈ＾１０
【００２７】
【外１】
0004227360.tif 000002
【００２８】
【外２】
0004227360.tif 000003
【００２９】
【外３】
0004227360.tif 000004
【００３０】
【外４】
0004227360.tif 000005
【００３１】
【表１】
0004227360.tif 000006
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、高変倍のズームレンズでありながら、良好な光学性能を持ち、近距離物体までのフォーカシング機能を有し、防振レンズ群の径、重量がともに小さい防振系を構成し、防振状態においても良好な光学性能が得られ、しかも装置全体が小型である防振機能を搭載したズームレンズ及びそれを用いた光学機器を達成することができる。
【００３３】
その他、本発明によれば正、負、負、正、負、正のレンズ構成において第３レンズ群フォーカシング群とし、また第５レンズ群を光軸と直交する方向に移動させ、条件式（１）および（４）を満足するように設定することで好適な防振機能を有し、高い光学性能を持った高変倍の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】  本発明の実施例１の広角端および望遠端の無限遠物体撮影状態のレンズ断面図
【図２】  本発明の実施例１の広角端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図３】  本発明の実施例１の広角端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図４】  本発明の実施例１の望遠端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図５】  本発明の実施例１の望遠端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図６】  本発明の実施例２の広角端および望遠端の無限遠物体撮影状態のレンズ断面図
【図７】  本発明の実施例２の広角端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図８】  本発明の実施例２の広角端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図９】  本発明の実施例２の望遠端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図１０】  本発明の実施例２の望遠端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図１１】  本発明の実施例３の広角端および望遠端の無限遠物体撮影状態のレンズ断面図
【図１２】  本発明の実施例３の広角端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図１３】  本発明の実施例３の広角端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図１４】  本発明の実施例３の望遠端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図１５】  本発明の実施例３の望遠端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図１６】  本発明の実施例４の広角端および望遠端の無限遠物体撮影状態のレンズ断面図
【図１７】  本発明の実施例４の広角端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図１８】  本発明の実施例４の広角端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【図１９】  本発明の実施例４の望遠端の無限遠物体撮影状態の縦収差図
【図２０】  本発明の実施例４の望遠端の無限遠物体撮影状態の横収差図、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ標準と０．５°傾けたときの防振時の収差図
【符号の説明】
Ｉ：第１レンズ群
II：第２レンズ群
III：第３レンズ群
IV：第４レンズ群
Ｖ：第５レンズ群
VI：第６レンズ群
Ｓ：サジタル像面
Ｍ：メリディオナル像面
ｄ：ｄ線
ｇ：ｇ線
【図１】
0004227360.tif 000007
【図２】
0004227360.tif 000008
【図３】
0004227360.tif 000009
【図４】
0004227360.tif 000010
【図５】
0004227360.tif 000011
【図６】
0004227360.tif 000012
【図７】
0004227360.tif 000013
【図８】
0004227360.tif 000014
【図９】
0004227360.tif 000015
【図１０】
0004227360.tif 000016
【図１１】
0004227360.tif 000017
【図１２】
0004227360.tif 000018
【図１３】
0004227360.tif 000019
【図１４】
0004227360.tif 000020
【図１５】
0004227360.tif 000021
【図１６】
0004227360.tif 000022
【図１７】
0004227360.tif 000023
【図１８】
0004227360.tif 000024
【図１９】
0004227360.tif 000025
【図２０】
0004227360.tif 000026