JP3641406B2 - ズームレンズ系及びズームレンズ鏡筒 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、４群構成のズームレンズ系及びズームレンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
４群ズームにおいて、従来から短焦点距離端から長焦点距離端までの任意の部分焦点距離区間で、各群の他群に対する移動量比が変化する、いわゆる「４群非線形ズームレンズ系」が知られている。４群非線形ズームレンズ系では各群が他群の移動に影響されることなく移動できるので、収差補正上の自由度が高く、小型化にも有利である。例えば、特開平６−７５１６７号公報、特開平８−２４８３１９号公報に記載のズームレンズ系は、いずれも、物体側から順に、正、負、正、正の４レンズ群からなる非線形ズームレンズ系であり、ズーミングに際し、各レンズ群を他群の移動に関係なく移動させる（４群を非線形に移動させる）ことにより、全焦点距離域において良好に収差補正をするとともに、小型化を実現している。しかし、各レンズ群を非線形に移動させるためにはカム機構を採用する必要がある。４群非線形ズームレンズ系であっても、４群のうち１群だけは焦点距離に対して単調に移動するようにし、他の３群はそれに合わせて移動軌跡を決定することは可能であるが、残りの３群はカム機構を採用する必要がある。
【０００３】
しかしながら、カム機構は、カム溝中をカムフォロアが移動し、カムフォロアとカム溝は点で接触するので使用中の衝撃などで変形などが起こりやすく、変形するとその点での動きが重くなったり、変形分だけレンズ群の位置がずれたりするためピント位置がずれてしまうといった問題がある。従来の４群非線形構成のズームレンズは、少なくとも３つのカム機構を必要とするため、そのズーミング機構の複雑化が避けられず、高精度を得ることも困難であった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、４群構成のズームレンズ系であって、そのズーミング機構を簡単にし、精度を高めることができるズームレンズ系を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、及び正の第４レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭くなり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動し、第１レンズ群以外のレンズ群をフォーカスレンズ群とするズームレンズ系において、短焦点距離端から長焦点距離端までのいずれの焦点距離区間においても第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比Ｋが常に一定であり、かつ、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）０．１６＜Ｋ＜０．５０
但し、
Ｋ＝ΔＸ２／ΔＸ１、
ΔＸ１：短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群のズーミング移動量、
ΔＸ２：短焦点距離端から長焦点距離端までの第２レンズ群のズーミング移動量、
である。
【０００６】
このように、第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を一定にすると、ズーミング機構を単純化できるとともに、精度も高めることができる。具体的には、第１レンズ群と第２レンズ群をともにねじ機構によって進退させることができる。
フォーカスレンズ群は、例えば第２レンズ群とすることができる。
【０００７】
本発明のズームレンズ系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）１．１０＜ΔＸ１／ｆｓ＜１．４５
但し、
ｆｓ：短焦点距離端における全系の焦点距離、
である。
【０００８】
さらに、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）０．２５＜ｆｓ／ｆ１＜０．３８
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０００９】
第４レンズ群は、物体側から順に、両凸の正レンズと両凹の負レンズから構成し、次の条件式（４）を満足させることが好ましい。
（４）−０．６６＜ｆ４ｐ／ｆ４ｎ＜−０．３５
但し
ｆ４ｐ：第４レンズ群中の両凸の正レンズの焦点距離、
ｆ４ｎ：第４レンズ群中の両凹の負レンズの焦点距離、
である。
この場合、第４レンズ群中の両凹の負レンズは、次の条件式（５）を満足させることが好ましい。
（５）−１＜ＳＦ４ｎ＜０
（ＳＦ４ｎ＝（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１））
但し、
ＳＦ４ｎ：第４レンズ群中の両凹の負レンズのシェイプファクター
ｒ１：第４レンズ群中の両凹の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２：第４レンズ群中の両凹の負レンズの像側の面の曲率半径、
である。
【００１０】
また、本発明のズームレンズ系は、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６） ０．８２＜ｆｓ／ｆ３＜１．１０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１１】
さらに、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
（７）０．４５＜ｆｓ／ｆ４＜０．５６
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、
である。
【００１２】
本発明は、ズームレンズ鏡筒の態様では、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、及び正の第４レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端に向けてのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭くなり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動するズームレンズ鏡筒であって、第１レンズ群を保持する第１保持枠と、 第２レンズ群を保持する第２保持枠を、固定枠に対して光軸方向に直進移動可能に支持し、この第１保持枠と第２保持枠を、固定環に回転自在に保持した単一駆動環の回転により、該駆動環の内外周面に形成したヘリコイド、該第１保持枠に形成したヘリコイド及び第２保持枠に形成したヘリコイドを含むねじ機構を介して、ズーミングに際し光軸方向に進退させることを特徴としている。
【００１４】
このヘリコイド機構は、駆動環の外周面に形成したヘリコイドを直接第１保持枠に形成したヘリコイドに螺合させ、駆動環の内周面に形成したヘリコイドを直接第２保持枠に形成したヘリコイドに螺合させる構成でもよいが、駆動環の内周ヘリコイドを固定枠に螺合させるとともに、駆動環と第２保持枠とを相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合した上で、駆動環の外周ヘリコイドを第１保持枠に螺合させる構成でもよい。駆動環と固定枠間の内周ヘリコイドと、駆動環と第１保持枠との間の外周ヘリコイドは、同一方向のヘリコイドとすると、第１保持枠の移動量を大きくとることができる。
【００１５】
このような第１レンズ群と第２レンズ群の線形移動機構に対して、第３レンズ群と第４レンズ群を非線形に移動させる態様は種々可能であるが、例えば、第３レンズ群と第４レンズ群を光軸方向に直進案内しておき、上記駆動環または該駆動環と連動して回転する環体に形成したカム溝に従って光軸方向に非線形に移動させることができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明のズームレンズ系は、図１９の簡易移動図に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群１０、負の第２レンズ群２０、正の第３レンズ群３０、及び正の第４レンズ群４０からなり、短焦点距離端から長焦点距離端に向けてのズーミングに際し、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の間隔が広くなり、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔が狭くなり、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動する。第１レンズ群１０と第２レンズ群２０は、短焦点距離端から長焦点距離端までの移動量の比が常に一定となるように移動する。フォーカシングに際しては、第２レンズ群が移動する。絞りＳは、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間に配置され、第３レンズ群３０と一緒に移動する。
【００１７】
条件式（１）は、短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を定めたものである。
条件式（１）の下限を越えると、第２レンズ群の移動量が小さくなり、主にピント位置を一定に保つため物体側へ移動する第３レンズ群の移動スペースを確保するために、短焦点距離端における第２レンズ群の位置が物体側に寄ってしまい、短焦点距離端において小型化することができない。
条件式（１）の上限を越えると、第２レンズ群の移動量が増加し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が確保できなくなりズーム比が小さくなってしまう。第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を小さくしてズーム比を大きくしようとすると、第２レンズ群のパワーが大きくなり過ぎ、第２レンズ群で発生する収差が大きくなり全系の収差変化を小さく保つことができなくなる。
【００１８】
条件式（２）は、第１レンズ群の移動量に関して規定する条件である。この条件式を満足することにより、条件式（１）と相まって、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔の変化量を確保することにより、高いズーム比を確保し短焦点距離端における全系の長さを短縮することができる。特に、ズーム比は３倍以上とすることができる。
条件式（２）の下限を越えて第１レンズ群の移動量が小さくなると、条件式（１）と合わせて第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を確保できなくなり、高いズーム比を確保できなくなる。高いズーム比を確保するため、第２レンズ群のパワーを強めると全系の収差変化が大きくなってしまう。
条件式（２）の上限を越えて第１レンズ群の移動量が大きくなると、ズーミングのための第２レンズ群のパワーを小さくでき、収差補正には有利だが、短焦点距離端から長焦点距離端への全長変化が大きくなり過ぎ、レンズ鏡筒の構成が困難になる。鏡枠を何段も重ねて繰出すようにすれば移動量は確保できるがそれぞれの枠にクリアランスが必要なので偏心等が大きくなってしまう。
【００１９】
条件式（３）は、第１レンズ群のパワーを規定し、条件式（１）、（２）と相まってズームレンズ系を構成する要件である。通常、小型化のためには第１レンズ群のパワーを強くし、第２レンズ群以降の倍率を大きくすることによって、第１レンズ群の移動量を小さくし小型化することができる。
条件式（３）の上限を越えて第１レンズ群のパワーが強くなると、特に長焦点距離端で球面収差が補正不足となる。また、第２レンズ群以降も倍率が大きいと諸収差の発生が大きくなり補正が困難となる。
条件式（３）の下限を越えて第１レンズ群のパワーが弱くなると、ズーミングのための移動量を大きくしなければならず鏡枠構成が困難となる。
【００２０】
条件式（４）は、正のパワー有する第４レンズ群を両凸の正レンズと両凹の負レンズから構成した場合における両レンズのパワーの比を規定したものである。この条件式を満足することにより、長焦点距離端における望遠比（レンズ全長に対する焦点距離の比）を大きくし、小型化を達成することができる。
条件式（４）の下限を越えると、両凹の負レンズのパワーが弱くなりすぎて、ズームレンズ系の第２主点が像面に近づくので長焦点距離端の望遠比が低下してしまう。
条件式（４）の上限を越えると、両凹の負レンズのパワーが強くなり、望遠比を高くして小型化を達成するには有利であるが、第４レンズ群は正のパワーを有するので両凸の正レンズのパワーも強くなり、高次の球面収差が発生したり、軸外のコマ収差が大きくなったりしてしまう。また、正と負で収差の打ち消し合いとなるので、加工組立誤差に対する感度が高くなってしまう。
【００２１】
条件式（５）は、第４レンズ群を両凸の正レンズと両凹の負レンズから構成した場合における該両凹負レンズの形状に関し、該両凹負レンズが、物体側の面の曲率半径が大きい両凹レンズであることを表す。僅か２枚で第４レンズ群を構成すると、各レンズはパワーを強くせざるを得ない。そこで各面での収差発生を分散するため正レンズは両凸、負レンズは両凹であることが望ましい。
条件式（５）の下限を越えて物体側に凸の負メニスカスレンズになると、負レンズでも望遠比を稼いでさらに小型化するためには有利だが、正の球面収差の発生が不足し全系の球面収差が補正不足となる。また、この負レンズの物体側面には、レンズの周辺部ほど物体側へ非球面量が増える非球面を設けることが好ましいが、非球面を設ける場合、近軸球面が物体側に凸であると、周辺で非球面量が増えたときに面が凸面からさらにレンズ周辺部では凹面に近づき、面形状に変曲点を生じるため加工が難しくなる。条件式（５）の上限を越えて物体側の面の曲率半径が小さくなると、望遠比が小さくなり小型化が困難になる。
【００２２】
条件式（６）と条件式（７）はそれぞれ、第３レンズ群と第４レンズ群のパワーに関する。
条件式（６）の下限を越えて第３レンズ群のパワーが弱くなると、短焦点距離端において第２レンズ群から発散してくる光束を曲げることができず、全系のバックフォーカスが長くなり小型化することができなくなる。条件式（６）の上限を越えてパワーが強くなると、特に負の球面収差が大となり全系の収差を良好に保つことが困難となる。
条件式（７）の下限を越えて第４レンズ群のパワーが弱くなると、小型化が困難となる。条件式（７）の上限を越えて第４レンズ群のパワーが強くなると、小型化には有利であるが諸収差が悪化し特に像面湾曲が悪化してしまう。
【００２３】
本発明によるズームレンズ系は、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングにおいて、短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を常に一定としているため、第１レンズ群と第２レンズ群は線形に移動する。従って、第１レンズ群と第２レンズ群の２つレンズ群の移動機構をカムではなく、ねじ（ヘリコイド）機構で構成可能である。このヘリコイド機構は、カム機構とは異なり、
（ａ）ネジ山の側面同士が面で接触するので強度を確保し易い。
（ｂ）樹脂の成形で量産するときは成形型を分割しないで型から成形品を抜くことができ、精度を確保し易い。
などの利点がある。カムの場合は型を分割しなければならず、分割の境目が成形品に出るなどにより精度が落ちる場合がある。線形移動の場合もカム（リード溝）で構成することが可能であるが、カムによって構成すると上記（ａ）、（ｂ）のような利点がない。
【００２４】
次に、本発明によるズームレンズ鏡筒のヘリコイド機構について説明する。図２０は本発明によるズームレンズ系を保持するズームレンズ鏡筒の一実施形態の断面図であり、上半分は短焦点距離端、下半分は長焦点距離端の状態を示している。このズームレンズ鏡筒は、外側から順に、第１レンズ群１０を保持する第１保持枠５０、外周面と内周面にヘリコイド６１と６２を有する駆動環６０、光軸方向及び光軸周りに対して不動の固定枠７０、及び第２レンズ群を保持する第２保持枠８０を備えている。ヘリコイド６１と６２は、同じ方向である。駆動環６０と第２保持枠８０は、相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合されている。
【００２５】
第１保持枠５０の内周面には、ヘリコイド６１に螺合するヘリコイド５１と、光軸と平行な方向の直進案内溝５２とが形成され、この直進案内溝５２には、駆動環６０に形成した径方向突起６３が嵌まっている。また、固定枠７０の外周面には、駆動環６０のヘリコイド６２と螺合するヘリコイド７１が形成され、内周面には、光軸と平行な方向の直進案内溝７２が形成されていて、第２保持枠８０には、この直進案内溝７２に嵌まる径方向突起８１が形成されている。
【００２６】
従って、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０は、光軸方向に直進案内されており、駆動環６０を回転駆動すると、駆動環６０自身が光軸方向に進退しながら、ヘリコイド６１と５１の関係に従って第１保持枠５０（第１レンズ群１０）を光軸方向に移動させ、ヘリコイド６２と７１の関係に従って駆動環６０、つまりは第２保持枠８０（第２レンズ群２０）を光軸方向に移動させる。具体的には、第１レンズ群１０は、ヘリコイド６１と６２の合計リードだけ光軸方向に進退し、第２レンズ群２０はヘリコイド６２のリードに従って光軸方向に進退するから、駆動環６０の回転角と第１レンズ群１０の移動量との関係、及び駆動環６０の回転角と第２レンズ群２０の移動量とは線形の関係にある。ヘリコイド６１と６２のリードは、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の移動量の比に基づいて定められる。なお、図２０では、フォーカシング機構の図示を省略している。第２レンズ群２０をフォーカスレンズ群とする場合には、第２保持枠８０にフォーカシング機構を介して第２レンズ群２０を保持することとなる。
【００２７】
図２０では、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０以外の第３レンズ群と第４レンズ群のズーミング移動機構については、開示していないが、第３レンズ群と第４レンズ群のズーミングカム機構は、その移動軌跡に応じたカム機構を適用できる。例えば、駆動環６０または駆動環６０に連動して回転する環体に、第３レンズ群と第４レンズ群から突出させたフォロアが嵌まるカム溝を形成し、第３レンズ群と第４レンズ群を直進案内すれば、第３レンズ群と第４レンズ群に、所要の移動軌跡を与えることができる。このようなカム機構は、当業者に周知である。
【００２８】
次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、ｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（°）、ｆBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、ν はアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・・・・は各次数の非球面係数）
【００２９】
［実施例１］
図１ないし図６は、本発明のズームレンズ系の実施例１を示す。図１、図３、図５はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端におけるレンズ構成を示し、図２、図４、図６は、図１、図３、図５で示した各々でレンズ構成での諸収差を示す。表１はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズで構成され、第２レンズ群２０は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成され、第３レンズ群３０は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズで構成され、第４レンズ群４０は、両凸の正レンズと両凹の負レンズで構成されている。
【００３０】
【表１】
FNO = 1: 3.6-4.2-4.7
ｆ ＝ ２９．００−５０．００−１０１．２８（ズーム比：3.49）
W = 38.0-23.0-11.7
ｆＢ ＝ ３８．００−５０．０３−６２．０８
面No. ｒ ｄ Nd ν
1 185.763 1.80 1.84666 23.8
2 74.251 6.16 1.60311 60.7
3 -392.483 0.10 - -
4 39.284 5.15 1.69680 55.5
5 82.396 2.40-14.05-30.19 - -
6 79.187 1.50 1.83481 42.7
7 13.390 5.01 - -
8 -27.945 1.30 1.80400 46.6
9 112.643 0.10 - -
10 30.166 4.53 1.78472 25.7
11 -24.553 0.28 - -
12 -21.754 1.30 1.80400 46.6
13 400.451 10.97-5.98-1.19 - -
絞り ∞ 1.00 - -
14 46.313 3.43 1.51633 64.1
15 -46.313 0.10 - -
16 26.648 3.74 1.62280 57.0
17 -97.031 0.85 - -
18 -34.986 1.50 1.84666 23.8
19 623.265 7.14-3.72-1.47 - -
20 31.823 4.40 1.48749 70.2
21 -31.823 5.68 - -
22* -1000.000 2.00 1.63930 44.9
23 42.561 - - -
＊は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
22 -1.00 -0.4869×10-4 -0.9213×10-7 -0.2980×10-9
【００３１】
［実施例２］
図７ないし図１２は、本発明のズームレンズ系の実施例２を示す。図７、図９、図１１はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端におけるレンズ構成を示し、図８、図１０、図１２は、図７、図９、図１１で示した各々でレンズ構成での諸収差を示す。表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。
【００３２】
【表２】
FNO= 1: 3.6-4.2-4.7
ｆ ＝ ２９．００−５０．００−１０１．２８（ズーム比：3.49）
W = 38.0-23.0-11.7
ｆＢ ＝ ３９．５０−５１．４９−６４．０８
面No. ｒ ｄ Nd ν
1 181.068 1.80 1.84666 23.8
2 73.440 6.24 1.60311 60.7
3 -433.656 0.10 - -
4 39.851 5.24 1.69680 55.5
5 89.403 2.17-13.72-29.34 - -
6 69.608 1.50 1.83481 42.7
7 13.032 5.13 - -
8 -27.206 1.30 1.80400 46.6
9 158.134 0.10 - -
10 29.311 4.44 1.78472 25.7
11 -26.184 0.31 - -
12 -22.684 1.30 1.80400 46.6
13 244.295 11.31-6.22-1.23 - -
絞り ∞ 1.00 - -
14 43.881 3.50 1.51633 64.1
15 -43.881 0.10 - -
16 24.503 3.67 1.62280 57.0
17 -175.614 1.11 - -
18 -33.785 1.50 1.84666 23.8
19 1708.459 5.97-2.99-1.12 - -
20 47.770 4.17 1.48749 70.2
21 -26.961 4.95 - -
22* -1000.000 2.00 1.63930 44.9
23 51.517 - - -
＊は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
22 -1.00 -0.4473×10-4 -0.7789×10-7 -0.4705×10-9
【００３３】
［実施例３］
図１３ないし図１８は、本発明のズームレンズ系の実施例３を示す。図１３、図１５、図１７はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端におけるレンズ構成を示し、図１４、図１６、図１８は、図１３、図１５、図１７で示した各々でレンズ構成での諸収差を示す。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。ただし、第４レンズ群４０の両凹の負レンズの物体側の面の非球面は非球面加工によって形成されている。
【００３４】
【表３】
FNO= 1: 3.6-4.2-4.7
f=29.00-50.00-101.29（ズーム比：3.49）
W = 38.0-22.9-11.7
ｆＢ ＝ ３９．５０−５２．３０−６５．４２
面No. ｒ ｄ Nd ν
1 180.202 1.80 1.84666 23.8
2 69.824 6.91 1.60311 60.7
3 -238.042 0.10 - -
4 37.783 4.81 1.69680 55.5
5 69.749 1.94-13.38-29.12 - -
6 74.320 1.50 1.83481 42.7
7 13.351 5.04 - -
8 -26.040 1.30 1.80400 46.6
9 128.299 0.10 - -
10 31.610 4.20 1.84666 23.8
11 -31.610 0.49 - -
12 -23.568 1.30 1.80400 46.6
13 886.000 10.78-5.84-1.14 - -
絞り ∞ 1.00 - -
14 32.400 3.94 1.69680 55.5
15 -42.907 0.10 - -
16 27.560 3.90 1.48749 70.2
17 -82.030 1.07 - -
18 -26.589 1.50 1.84666 23.8
19 4861.178 7.64-4.36-2.25 - -
20 53.834 4.09 1.58913 61.2
21 -23.825 1.66 - -
22* -303.030 0.30 1.52700 43.2
23 -76.269 2.00 1.77250 49.6
24 47.073 - - -
＊は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
22 -1.00 -0.5796×10-4 -0.9589×10-7 -0.5673×10-9
【００３５】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
【表４】
各実施例は、各条件式を満足しており、諸収差も比較的よく補正されている。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、４群構成のズームレンズ系であって、そのズーミング機構を簡単にし、精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１のズームレンズ系の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】本発明による実施例１のズームレンズ系の中間焦点距離におけるレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による実施例１のズームレンズ系の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】本発明による実施例２のズームレンズ系の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明による実施例２のズームレンズ系の中間焦点距離におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】本発明による実施例２のズームレンズ系の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ構成の諸収差図である。
【図１３】本発明による実施例３のズームレンズ系の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の諸収差図である。
【図１５】本発明による実施例３のズームレンズ系の中間焦点距離におけるレンズ構成図である。
【図１６】図１５のレンズ構成の諸収差図である。
【図１７】本発明による実施例３のズームレンズ系の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１８】図１７のレンズ構成の諸収差図である。
【図１９】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
【図２０】本発明によるズームレンズ系を保持するズームレンズ鏡筒の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１レンズ群
２０ 第２レンズ群
３０ 第３レンズ群
４０ 第４レンズ群
５０ 第１保持枠
５１ ヘリコイド
５２ 直進案内溝
６０ 駆動環
６１ 外周ヘリコイド
６２ 内周ヘリコイド
７０ 固定枠
７１ ヘリコイド
７２ 直進案内溝
８０ 第２保持枠
【技術分野】
本発明は、４群構成のズームレンズ系及びズームレンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
４群ズームにおいて、従来から短焦点距離端から長焦点距離端までの任意の部分焦点距離区間で、各群の他群に対する移動量比が変化する、いわゆる「４群非線形ズームレンズ系」が知られている。４群非線形ズームレンズ系では各群が他群の移動に影響されることなく移動できるので、収差補正上の自由度が高く、小型化にも有利である。例えば、特開平６−７５１６７号公報、特開平８−２４８３１９号公報に記載のズームレンズ系は、いずれも、物体側から順に、正、負、正、正の４レンズ群からなる非線形ズームレンズ系であり、ズーミングに際し、各レンズ群を他群の移動に関係なく移動させる（４群を非線形に移動させる）ことにより、全焦点距離域において良好に収差補正をするとともに、小型化を実現している。しかし、各レンズ群を非線形に移動させるためにはカム機構を採用する必要がある。４群非線形ズームレンズ系であっても、４群のうち１群だけは焦点距離に対して単調に移動するようにし、他の３群はそれに合わせて移動軌跡を決定することは可能であるが、残りの３群はカム機構を採用する必要がある。
【０００３】
しかしながら、カム機構は、カム溝中をカムフォロアが移動し、カムフォロアとカム溝は点で接触するので使用中の衝撃などで変形などが起こりやすく、変形するとその点での動きが重くなったり、変形分だけレンズ群の位置がずれたりするためピント位置がずれてしまうといった問題がある。従来の４群非線形構成のズームレンズは、少なくとも３つのカム機構を必要とするため、そのズーミング機構の複雑化が避けられず、高精度を得ることも困難であった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、４群構成のズームレンズ系であって、そのズーミング機構を簡単にし、精度を高めることができるズームレンズ系を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、及び正の第４レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭くなり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動し、第１レンズ群以外のレンズ群をフォーカスレンズ群とするズームレンズ系において、短焦点距離端から長焦点距離端までのいずれの焦点距離区間においても第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比Ｋが常に一定であり、かつ、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）０．１６＜Ｋ＜０．５０
但し、
Ｋ＝ΔＸ２／ΔＸ１、
ΔＸ１：短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群のズーミング移動量、
ΔＸ２：短焦点距離端から長焦点距離端までの第２レンズ群のズーミング移動量、
である。
【０００６】
このように、第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を一定にすると、ズーミング機構を単純化できるとともに、精度も高めることができる。具体的には、第１レンズ群と第２レンズ群をともにねじ機構によって進退させることができる。
フォーカスレンズ群は、例えば第２レンズ群とすることができる。
【０００７】
本発明のズームレンズ系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）１．１０＜ΔＸ１／ｆｓ＜１．４５
但し、
ｆｓ：短焦点距離端における全系の焦点距離、
である。
【０００８】
さらに、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）０．２５＜ｆｓ／ｆ１＜０．３８
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０００９】
第４レンズ群は、物体側から順に、両凸の正レンズと両凹の負レンズから構成し、次の条件式（４）を満足させることが好ましい。
（４）−０．６６＜ｆ４ｐ／ｆ４ｎ＜−０．３５
但し
ｆ４ｐ：第４レンズ群中の両凸の正レンズの焦点距離、
ｆ４ｎ：第４レンズ群中の両凹の負レンズの焦点距離、
である。
この場合、第４レンズ群中の両凹の負レンズは、次の条件式（５）を満足させることが好ましい。
（５）−１＜ＳＦ４ｎ＜０
（ＳＦ４ｎ＝（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１））
但し、
ＳＦ４ｎ：第４レンズ群中の両凹の負レンズのシェイプファクター
ｒ１：第４レンズ群中の両凹の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２：第４レンズ群中の両凹の負レンズの像側の面の曲率半径、
である。
【００１０】
また、本発明のズームレンズ系は、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６） ０．８２＜ｆｓ／ｆ３＜１．１０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００１１】
さらに、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
（７）０．４５＜ｆｓ／ｆ４＜０．５６
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、
である。
【００１２】
本発明は、ズームレンズ鏡筒の態様では、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、及び正の第４レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端に向けてのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭くなり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動するズームレンズ鏡筒であって、第１レンズ群を保持する第１保持枠と、 第２レンズ群を保持する第２保持枠を、固定枠に対して光軸方向に直進移動可能に支持し、この第１保持枠と第２保持枠を、固定環に回転自在に保持した単一駆動環の回転により、該駆動環の内外周面に形成したヘリコイド、該第１保持枠に形成したヘリコイド及び第２保持枠に形成したヘリコイドを含むねじ機構を介して、ズーミングに際し光軸方向に進退させることを特徴としている。
【００１４】
このヘリコイド機構は、駆動環の外周面に形成したヘリコイドを直接第１保持枠に形成したヘリコイドに螺合させ、駆動環の内周面に形成したヘリコイドを直接第２保持枠に形成したヘリコイドに螺合させる構成でもよいが、駆動環の内周ヘリコイドを固定枠に螺合させるとともに、駆動環と第２保持枠とを相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合した上で、駆動環の外周ヘリコイドを第１保持枠に螺合させる構成でもよい。駆動環と固定枠間の内周ヘリコイドと、駆動環と第１保持枠との間の外周ヘリコイドは、同一方向のヘリコイドとすると、第１保持枠の移動量を大きくとることができる。
【００１５】
このような第１レンズ群と第２レンズ群の線形移動機構に対して、第３レンズ群と第４レンズ群を非線形に移動させる態様は種々可能であるが、例えば、第３レンズ群と第４レンズ群を光軸方向に直進案内しておき、上記駆動環または該駆動環と連動して回転する環体に形成したカム溝に従って光軸方向に非線形に移動させることができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明のズームレンズ系は、図１９の簡易移動図に示すように、物体側から順に、正の第１レンズ群１０、負の第２レンズ群２０、正の第３レンズ群３０、及び正の第４レンズ群４０からなり、短焦点距離端から長焦点距離端に向けてのズーミングに際し、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の間隔が広くなり、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔が狭くなり、第３レンズ群３０と第４レンズ群４０の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動する。第１レンズ群１０と第２レンズ群２０は、短焦点距離端から長焦点距離端までの移動量の比が常に一定となるように移動する。フォーカシングに際しては、第２レンズ群が移動する。絞りＳは、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間に配置され、第３レンズ群３０と一緒に移動する。
【００１７】
条件式（１）は、短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を定めたものである。
条件式（１）の下限を越えると、第２レンズ群の移動量が小さくなり、主にピント位置を一定に保つため物体側へ移動する第３レンズ群の移動スペースを確保するために、短焦点距離端における第２レンズ群の位置が物体側に寄ってしまい、短焦点距離端において小型化することができない。
条件式（１）の上限を越えると、第２レンズ群の移動量が増加し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が確保できなくなりズーム比が小さくなってしまう。第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を小さくしてズーム比を大きくしようとすると、第２レンズ群のパワーが大きくなり過ぎ、第２レンズ群で発生する収差が大きくなり全系の収差変化を小さく保つことができなくなる。
【００１８】
条件式（２）は、第１レンズ群の移動量に関して規定する条件である。この条件式を満足することにより、条件式（１）と相まって、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔の変化量を確保することにより、高いズーム比を確保し短焦点距離端における全系の長さを短縮することができる。特に、ズーム比は３倍以上とすることができる。
条件式（２）の下限を越えて第１レンズ群の移動量が小さくなると、条件式（１）と合わせて第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を確保できなくなり、高いズーム比を確保できなくなる。高いズーム比を確保するため、第２レンズ群のパワーを強めると全系の収差変化が大きくなってしまう。
条件式（２）の上限を越えて第１レンズ群の移動量が大きくなると、ズーミングのための第２レンズ群のパワーを小さくでき、収差補正には有利だが、短焦点距離端から長焦点距離端への全長変化が大きくなり過ぎ、レンズ鏡筒の構成が困難になる。鏡枠を何段も重ねて繰出すようにすれば移動量は確保できるがそれぞれの枠にクリアランスが必要なので偏心等が大きくなってしまう。
【００１９】
条件式（３）は、第１レンズ群のパワーを規定し、条件式（１）、（２）と相まってズームレンズ系を構成する要件である。通常、小型化のためには第１レンズ群のパワーを強くし、第２レンズ群以降の倍率を大きくすることによって、第１レンズ群の移動量を小さくし小型化することができる。
条件式（３）の上限を越えて第１レンズ群のパワーが強くなると、特に長焦点距離端で球面収差が補正不足となる。また、第２レンズ群以降も倍率が大きいと諸収差の発生が大きくなり補正が困難となる。
条件式（３）の下限を越えて第１レンズ群のパワーが弱くなると、ズーミングのための移動量を大きくしなければならず鏡枠構成が困難となる。
【００２０】
条件式（４）は、正のパワー有する第４レンズ群を両凸の正レンズと両凹の負レンズから構成した場合における両レンズのパワーの比を規定したものである。この条件式を満足することにより、長焦点距離端における望遠比（レンズ全長に対する焦点距離の比）を大きくし、小型化を達成することができる。
条件式（４）の下限を越えると、両凹の負レンズのパワーが弱くなりすぎて、ズームレンズ系の第２主点が像面に近づくので長焦点距離端の望遠比が低下してしまう。
条件式（４）の上限を越えると、両凹の負レンズのパワーが強くなり、望遠比を高くして小型化を達成するには有利であるが、第４レンズ群は正のパワーを有するので両凸の正レンズのパワーも強くなり、高次の球面収差が発生したり、軸外のコマ収差が大きくなったりしてしまう。また、正と負で収差の打ち消し合いとなるので、加工組立誤差に対する感度が高くなってしまう。
【００２１】
条件式（５）は、第４レンズ群を両凸の正レンズと両凹の負レンズから構成した場合における該両凹負レンズの形状に関し、該両凹負レンズが、物体側の面の曲率半径が大きい両凹レンズであることを表す。僅か２枚で第４レンズ群を構成すると、各レンズはパワーを強くせざるを得ない。そこで各面での収差発生を分散するため正レンズは両凸、負レンズは両凹であることが望ましい。
条件式（５）の下限を越えて物体側に凸の負メニスカスレンズになると、負レンズでも望遠比を稼いでさらに小型化するためには有利だが、正の球面収差の発生が不足し全系の球面収差が補正不足となる。また、この負レンズの物体側面には、レンズの周辺部ほど物体側へ非球面量が増える非球面を設けることが好ましいが、非球面を設ける場合、近軸球面が物体側に凸であると、周辺で非球面量が増えたときに面が凸面からさらにレンズ周辺部では凹面に近づき、面形状に変曲点を生じるため加工が難しくなる。条件式（５）の上限を越えて物体側の面の曲率半径が小さくなると、望遠比が小さくなり小型化が困難になる。
【００２２】
条件式（６）と条件式（７）はそれぞれ、第３レンズ群と第４レンズ群のパワーに関する。
条件式（６）の下限を越えて第３レンズ群のパワーが弱くなると、短焦点距離端において第２レンズ群から発散してくる光束を曲げることができず、全系のバックフォーカスが長くなり小型化することができなくなる。条件式（６）の上限を越えてパワーが強くなると、特に負の球面収差が大となり全系の収差を良好に保つことが困難となる。
条件式（７）の下限を越えて第４レンズ群のパワーが弱くなると、小型化が困難となる。条件式（７）の上限を越えて第４レンズ群のパワーが強くなると、小型化には有利であるが諸収差が悪化し特に像面湾曲が悪化してしまう。
【００２３】
本発明によるズームレンズ系は、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングにおいて、短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比を常に一定としているため、第１レンズ群と第２レンズ群は線形に移動する。従って、第１レンズ群と第２レンズ群の２つレンズ群の移動機構をカムではなく、ねじ（ヘリコイド）機構で構成可能である。このヘリコイド機構は、カム機構とは異なり、
（ａ）ネジ山の側面同士が面で接触するので強度を確保し易い。
（ｂ）樹脂の成形で量産するときは成形型を分割しないで型から成形品を抜くことができ、精度を確保し易い。
などの利点がある。カムの場合は型を分割しなければならず、分割の境目が成形品に出るなどにより精度が落ちる場合がある。線形移動の場合もカム（リード溝）で構成することが可能であるが、カムによって構成すると上記（ａ）、（ｂ）のような利点がない。
【００２４】
次に、本発明によるズームレンズ鏡筒のヘリコイド機構について説明する。図２０は本発明によるズームレンズ系を保持するズームレンズ鏡筒の一実施形態の断面図であり、上半分は短焦点距離端、下半分は長焦点距離端の状態を示している。このズームレンズ鏡筒は、外側から順に、第１レンズ群１０を保持する第１保持枠５０、外周面と内周面にヘリコイド６１と６２を有する駆動環６０、光軸方向及び光軸周りに対して不動の固定枠７０、及び第２レンズ群を保持する第２保持枠８０を備えている。ヘリコイド６１と６２は、同じ方向である。駆動環６０と第２保持枠８０は、相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合されている。
【００２５】
第１保持枠５０の内周面には、ヘリコイド６１に螺合するヘリコイド５１と、光軸と平行な方向の直進案内溝５２とが形成され、この直進案内溝５２には、駆動環６０に形成した径方向突起６３が嵌まっている。また、固定枠７０の外周面には、駆動環６０のヘリコイド６２と螺合するヘリコイド７１が形成され、内周面には、光軸と平行な方向の直進案内溝７２が形成されていて、第２保持枠８０には、この直進案内溝７２に嵌まる径方向突起８１が形成されている。
【００２６】
従って、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０は、光軸方向に直進案内されており、駆動環６０を回転駆動すると、駆動環６０自身が光軸方向に進退しながら、ヘリコイド６１と５１の関係に従って第１保持枠５０（第１レンズ群１０）を光軸方向に移動させ、ヘリコイド６２と７１の関係に従って駆動環６０、つまりは第２保持枠８０（第２レンズ群２０）を光軸方向に移動させる。具体的には、第１レンズ群１０は、ヘリコイド６１と６２の合計リードだけ光軸方向に進退し、第２レンズ群２０はヘリコイド６２のリードに従って光軸方向に進退するから、駆動環６０の回転角と第１レンズ群１０の移動量との関係、及び駆動環６０の回転角と第２レンズ群２０の移動量とは線形の関係にある。ヘリコイド６１と６２のリードは、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の移動量の比に基づいて定められる。なお、図２０では、フォーカシング機構の図示を省略している。第２レンズ群２０をフォーカスレンズ群とする場合には、第２保持枠８０にフォーカシング機構を介して第２レンズ群２０を保持することとなる。
【００２７】
図２０では、第１レンズ群１０と第２レンズ群２０以外の第３レンズ群と第４レンズ群のズーミング移動機構については、開示していないが、第３レンズ群と第４レンズ群のズーミングカム機構は、その移動軌跡に応じたカム機構を適用できる。例えば、駆動環６０または駆動環６０に連動して回転する環体に、第３レンズ群と第４レンズ群から突出させたフォロアが嵌まるカム溝を形成し、第３レンズ群と第４レンズ群を直進案内すれば、第３レンズ群と第４レンズ群に、所要の移動軌跡を与えることができる。このようなカム機構は、当業者に周知である。
【００２８】
次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、ｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（°）、ｆBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、ν はアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・・・・は各次数の非球面係数）
【００２９】
［実施例１］
図１ないし図６は、本発明のズームレンズ系の実施例１を示す。図１、図３、図５はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端におけるレンズ構成を示し、図２、図４、図６は、図１、図３、図５で示した各々でレンズ構成での諸収差を示す。表１はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズで構成され、第２レンズ群２０は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成され、第３レンズ群３０は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズで構成され、第４レンズ群４０は、両凸の正レンズと両凹の負レンズで構成されている。
【００３０】
【表１】
FNO = 1: 3.6-4.2-4.7
ｆ ＝ ２９．００−５０．００−１０１．２８（ズーム比：3.49）
W = 38.0-23.0-11.7
ｆＢ ＝ ３８．００−５０．０３−６２．０８
面No. ｒ ｄ Nd ν
1 185.763 1.80 1.84666 23.8
2 74.251 6.16 1.60311 60.7
3 -392.483 0.10 - -
4 39.284 5.15 1.69680 55.5
5 82.396 2.40-14.05-30.19 - -
6 79.187 1.50 1.83481 42.7
7 13.390 5.01 - -
8 -27.945 1.30 1.80400 46.6
9 112.643 0.10 - -
10 30.166 4.53 1.78472 25.7
11 -24.553 0.28 - -
12 -21.754 1.30 1.80400 46.6
13 400.451 10.97-5.98-1.19 - -
絞り ∞ 1.00 - -
14 46.313 3.43 1.51633 64.1
15 -46.313 0.10 - -
16 26.648 3.74 1.62280 57.0
17 -97.031 0.85 - -
18 -34.986 1.50 1.84666 23.8
19 623.265 7.14-3.72-1.47 - -
20 31.823 4.40 1.48749 70.2
21 -31.823 5.68 - -
22* -1000.000 2.00 1.63930 44.9
23 42.561 - - -
＊は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
22 -1.00 -0.4869×10-4 -0.9213×10-7 -0.2980×10-9
【００３１】
［実施例２］
図７ないし図１２は、本発明のズームレンズ系の実施例２を示す。図７、図９、図１１はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端におけるレンズ構成を示し、図８、図１０、図１２は、図７、図９、図１１で示した各々でレンズ構成での諸収差を示す。表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。
【００３２】
【表２】
FNO= 1: 3.6-4.2-4.7
ｆ ＝ ２９．００−５０．００−１０１．２８（ズーム比：3.49）
W = 38.0-23.0-11.7
ｆＢ ＝ ３９．５０−５１．４９−６４．０８
面No. ｒ ｄ Nd ν
1 181.068 1.80 1.84666 23.8
2 73.440 6.24 1.60311 60.7
3 -433.656 0.10 - -
4 39.851 5.24 1.69680 55.5
5 89.403 2.17-13.72-29.34 - -
6 69.608 1.50 1.83481 42.7
7 13.032 5.13 - -
8 -27.206 1.30 1.80400 46.6
9 158.134 0.10 - -
10 29.311 4.44 1.78472 25.7
11 -26.184 0.31 - -
12 -22.684 1.30 1.80400 46.6
13 244.295 11.31-6.22-1.23 - -
絞り ∞ 1.00 - -
14 43.881 3.50 1.51633 64.1
15 -43.881 0.10 - -
16 24.503 3.67 1.62280 57.0
17 -175.614 1.11 - -
18 -33.785 1.50 1.84666 23.8
19 1708.459 5.97-2.99-1.12 - -
20 47.770 4.17 1.48749 70.2
21 -26.961 4.95 - -
22* -1000.000 2.00 1.63930 44.9
23 51.517 - - -
＊は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
22 -1.00 -0.4473×10-4 -0.7789×10-7 -0.4705×10-9
【００３３】
［実施例３］
図１３ないし図１８は、本発明のズームレンズ系の実施例３を示す。図１３、図１５、図１７はそれぞれ、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端におけるレンズ構成を示し、図１４、図１６、図１８は、図１３、図１５、図１７で示した各々でレンズ構成での諸収差を示す。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。ただし、第４レンズ群４０の両凹の負レンズの物体側の面の非球面は非球面加工によって形成されている。
【００３４】
【表３】
FNO= 1: 3.6-4.2-4.7
f=29.00-50.00-101.29（ズーム比：3.49）
W = 38.0-22.9-11.7
ｆＢ ＝ ３９．５０−５２．３０−６５．４２
面No. ｒ ｄ Nd ν
1 180.202 1.80 1.84666 23.8
2 69.824 6.91 1.60311 60.7
3 -238.042 0.10 - -
4 37.783 4.81 1.69680 55.5
5 69.749 1.94-13.38-29.12 - -
6 74.320 1.50 1.83481 42.7
7 13.351 5.04 - -
8 -26.040 1.30 1.80400 46.6
9 128.299 0.10 - -
10 31.610 4.20 1.84666 23.8
11 -31.610 0.49 - -
12 -23.568 1.30 1.80400 46.6
13 886.000 10.78-5.84-1.14 - -
絞り ∞ 1.00 - -
14 32.400 3.94 1.69680 55.5
15 -42.907 0.10 - -
16 27.560 3.90 1.48749 70.2
17 -82.030 1.07 - -
18 -26.589 1.50 1.84666 23.8
19 4861.178 7.64-4.36-2.25 - -
20 53.834 4.09 1.58913 61.2
21 -23.825 1.66 - -
22* -303.030 0.30 1.52700 43.2
23 -76.269 2.00 1.77250 49.6
24 47.073 - - -
＊は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面Ｎｏ． Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
22 -1.00 -0.5796×10-4 -0.9589×10-7 -0.5673×10-9
【００３５】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
【表４】
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、４群構成のズームレンズ系であって、そのズーミング機構を簡単にし、精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１のズームレンズ系の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】本発明による実施例１のズームレンズ系の中間焦点距離におけるレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による実施例１のズームレンズ系の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】本発明による実施例２のズームレンズ系の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明による実施例２のズームレンズ系の中間焦点距離におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】本発明による実施例２のズームレンズ系の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ構成の諸収差図である。
【図１３】本発明による実施例３のズームレンズ系の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の諸収差図である。
【図１５】本発明による実施例３のズームレンズ系の中間焦点距離におけるレンズ構成図である。
【図１６】図１５のレンズ構成の諸収差図である。
【図１７】本発明による実施例３のズームレンズ系の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１８】図１７のレンズ構成の諸収差図である。
【図１９】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
【図２０】本発明によるズームレンズ系を保持するズームレンズ鏡筒の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１レンズ群
２０ 第２レンズ群
３０ 第３レンズ群
４０ 第４レンズ群
５０ 第１保持枠
５１ ヘリコイド
５２ 直進案内溝
６０ 駆動環
６１ 外周ヘリコイド
６２ 内周ヘリコイド
７０ 固定枠
７１ ヘリコイド
７２ 直進案内溝
８０ 第２保持枠
Claims (12)
- 物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、及び正の第４レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭くなり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動し、第１レンズ群以外のレンズ群をフォーカスレンズ群とするズームレンズ系において、短焦点距離端から長焦点距離端までのいずれの焦点距離区間においても第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比Ｋが常に一定であり、かつ、次の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）０．１６＜Ｋ＜０．５０
但し、
Ｋ＝ΔＸ２／ΔＸ１、
ΔＸ１：短焦点距離端から長焦点距離端までの第１レンズ群のズーミング移動量、
ΔＸ２：短焦点距離端から長焦点距離端までの第２レンズ群のズーミング移動量。 - 請求項１記載のズームレンズ系において、第２レンズ群がフォーカスレンズ群であるズームレンズ系。
- 請求項１または２記載のズームレンズ系において、次の条件式（２）を満足するズームレンズ系。
（２）１．１０＜ΔＸ１／ｆｓ＜１．４５
但し、
ｆｓ：短焦点距離端における全系の焦点距離。 - 請求項１ないし３のいずれか１項記載のズームレンズ系において、次の条件式（３）を満足するズームレンズ系。
（３）０．２５＜ｆｓ／ｆ１＜０．３８
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離。 - 請求項１なしし４のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第４レンズ群は、物体側から順に、両凸の正レンズと両凹の負レンズからなり、次の条件式（４）を満足するズームレンズ系。
（４）-０．６６＜ｆ４ｐ／ｆ４ｎ＜-０．３５
但し
ｆ４ｐ：第４レンズ群中の両凸の正レンズの焦点距離、
ｆ４ｎ：第４レンズ群中の両凹の負レンズの焦点距離。 - 請求項５記載のズームレンズ系において、第４レンズ群中の両凹の負レンズは、次の条件式（５）を満足するズームレンズ系。
（５）-１＜ＳＦ４ｎ＜０
（ＳＦ４ｎ＝（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２-ｒ１））
但し、
ＳＦ４ｎ：第４レンズ群中の両凹の負レンズのシェイプファクター、
ｒ１：第４レンズ群中の両凹の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２：第４レンズ群中の両凹の負レンズの像側の面の曲率半径。 - 請求項１ないし６のいずれか１項記載のズームレンズ系において、次の条件式（６）を満足するズームレンズ系。
（６） ０．８２＜ｆｓ／ｆ３＜１．１０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離。 - 請求項１ないし７のいずれか１項記載のズームレンズ系において、次の条件式（７）を満足するズームレンズ系。
（７）０．４５＜ｆｓ／ｆ４＜０．５６
但し、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離。 - 請求項１ないし８のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第１レンズ群と第２レンズ群は、ズーミングに際し、ねじ機構を介して進退されるズームレンズ系。
- 物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、及び正の第４レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端に向けてのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広くなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭くなり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が狭くなるように全てのレンズ群が物体側へ移動するズームレンズ系の鏡筒であって、
第１レンズ群を保持する第１保持枠と、 第２レンズ群を保持する第２保持枠を、固定枠に対して光軸方向に直進移動可能に支持し、
この第１保持枠と第２保持枠を、上記固定環に回転自在に保持した単一駆動環の回転により、該駆動環の内外周面に形成したヘリコイド、該第１保持枠に形成したヘリコイド及び第２保持枠に形成したヘリコイドを含むねじ機構を介して、ズーミングに際し光軸方向に進退させることを特徴とするズームレンズ鏡筒。 - 請求項１０記載のズームレンズ鏡筒において、駆動環は、その内周ヘリコイドが固定枠に螺合されていて、上記第２保持枠に相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合されており、この駆動環の外周ヘリコイドが上記第１保持枠に螺合しており、上記駆動環と固定枠間の内周ヘリコイドと、駆動環と第１保持枠との間の外周ヘリコイドは、同一方向のヘリコイドであるズームレンズ鏡筒。
- 請求項１０または１１記載のズームレンズ鏡筒において、第３レンズ群と第４レンズ群は、光軸方向に直進案内されていて、上記駆動環または該駆動環と連動して回転する環体に形成したカム溝に従って光軸方向に進退するズームレンズ鏡筒。
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