JP4691768B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に高変倍比ズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、非球面レンズの加工技術の進歩やレンズ鏡筒の加工技術の進歩に伴い、光学設計上の自由度が増え、従来知られる正負正正４群タイプを用いた高変倍化を図ったレンズ系が提案されてきた。この正負正正４群タイプは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成される。
【０００３】
具体的には、特開平８−９４９３３号公報や、あるいは特開平１１−３０７５０号公報に開示されたレンズが知られている。
【０００４】
特開平８−８４９３３号公報によるレンズ系は第２レンズ群に非球面を配置することで、広角端状態での画角を広げながら、変倍比５倍程度の変倍比を実現している。あるいは、特開平１１−３０７５０号公報では非球面を多用することで、変倍比を高めたレンズ系が提案されている。また、特開平１１−８４２０２号公報では変倍比が１０倍に対応するズームレンズに適合するレンズ鏡筒が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変倍比を高める場合、レンズ径が大きくなる、またはレンズ全長が短縮できない等の理由により、携帯性を損ねる傾向がある。
【０００６】
また、小型化を図るには各レンズ群の屈折力を強めることが効果的であるが、製造時に発生する製造誤差による性能劣化が大きくなる問題が生じる。また、各レンズ群を構成するレンズ枚数が多くなりレンズ系の携帯性向上が図れないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は上記問題点を解決し、変倍比が１０倍を超えながら、小型化に適し、且つレンズ構成枚数を減らして安定した光学品質が得られる高変倍比ズームレンズを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、
物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群を配置して、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、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、すべてのレンズ群が物体側へ移動して、
前記第１レンズ群が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズの３枚で構成され、
前記第２レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの４枚で構成され、
以下の条件式（４）を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
（４）２．４４８≦ｆ13／ｆ１＜４
但し、
ｆ13：前記第1レンズ群中に配置される２枚の正レンズのうち、像側に配置される正レンズの焦点距離,
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離.
【０００９】
【発明の実施の形態】
従来、ズームレンズとして上記正負正正４群タイプが知られている。
【００１０】
本発明におけるズームレンズも物体側から順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群で構成される正負正正４群タイプである。
【００１１】
広角端状態から望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように各レンズ群が物体側へ移動する。
【００１２】
一般的に各レンズ群の屈折力を強めるのが高変倍化への近道であり、例えば、図１（ｂ）に示されるように、屈折力φ１のレンズ群Ｇ１と屈折力φ２のレンズ群Ｇ２が空気間隔ｄだけ隔てた時の合成屈折力Φは
Φ＝φ１＋φ２−φ１・φ２・ｄ
で表され、空気間隔がｄ＋Δｄに変化すると合成屈折力Φ’は
Φ’＝φ１＋φ２−φ１・φ２・（ｄ＋Δｄ）
となり、屈折力の変化量ΔΦは
で示される。
【００１３】
このため、レンズ群Ｇ１、Ｇ２の屈折力をそれぞれ強めると屈折力の変化量ΔΦが大きくなる、つまりレンズ系を構成するレンズ群の屈折力を強めると空気間隔の変化を大きくせずに屈折力変化が大きくなるので、レンズ径を大型化せずに変倍比を高めることができる。
【００１４】
また、各レンズ群の屈折力を強めた際に発生する性能劣化を補正するにはレンズ群のレンズ要素に非球面を導入するのが性能向上への近道であり、特に積極的に変倍に寄与する第２レンズ群の屈折力を強めるのが効果的である。
このため、従来提案されるレンズ系のほとんどが、各レンズ群の屈折力を強め、非球面を多く用いる傾向であった。
【００１５】
一方、一般的に焦点距離を変化させるには、屈折力を強めるほかに、空気間隔を積極的に変化させる方法がある。つまり、上述のΔΦ＝−φ１・φ２・Δｄにおける、間隔変化量Δｄを大きくする方法である。
【００１６】
単純に空気間隔の変化量を大きくすると、特に広角端状態で絞りから離れた第１レンズ群や第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、レンズ径が大型化してしまう。
【００１７】
そこで、本発明ではレンズ群の厚みを薄くすることにより、空気間隔の変化量を増やしてもレンズ径が大きくならず、屈折力を強めることなく、所定の変倍比が実現できる。
【００１８】
本発明においては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に第２レンズ群の横倍率が大きく変化するため、第２レンズ群の屈折力を弱め、レンズ構成を簡素化し、その代わりにレンズ群の移動量を増やしている。
【００１９】
本発明においては第２レンズ群を物体側より順に像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの４枚構成としている。このように構成することにより第２レンズ群のレンズ厚を減らすことができる。第２レンズ群を構成するレンズのうち、最も物体側に配置される負レンズは主に軸外収差を補正し、その像側に配置される３枚のレンズが負屈折力のトリプレットをなすことで、主に軸上収差を補正している。
【００２０】
以下、各条件式について説明する。
【００２１】
本発明においては、第２レンズ群が以下の条件式（１）及び（２）を満足するように構成することが望ましい。
（１）３＜│ｆ2B│／│ｆ２│＜５
（２）０．３＜ｆ2P／│ｆ2B│＜０．４５
但し
ｆ2B：第２レンズ群中に配置される４枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される３枚のレンズ（上記トリプレット）の焦点距離,
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離,
ｆ2P：第２レンズ群中に配置される両凸形状の正レンズの焦点距離.
条件式（１）は第２レンズ群中の負の屈折力を有するトリプレットレンズの焦点距離を規定する条件式である。
【００２２】
条件式（１）の上限値を上回った場合、第２レンズ群中の最も物体側に配置される負レンズの屈折力が負に強まることにより、その負レンズを通過する軸外光束が光軸に近づき、軸外収差が良好に補正できなくなる。逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、第２レンズ群中のトリプレットレンズの屈折力が強まることにより、正の球面収差が大きく発生し、所定の光学性能が得られなくなる。
【００２３】
条件式（２）はトリプレットレンズ中の正レンズの屈折力を規定する条件式である。
【００２４】
該正レンズは第２レンズ群中に配置された唯一の正レンズであるため、条件式（２）の上限を上回った場合、該正レンズの屈折力が弱まることにより、と第２レンズ群で発生する正の球面収差が良好に補正できない。逆に、条件式（２）の下限を下回った場合、該正レンズの屈折力が正に強まることにより、第２レンズ群を構成する他の負レンズの屈折力が負に強くなるために、高次の球面収差が発生する。また、製造時に発生するレンズ同士の相互偏心による性能劣化が大きくなるので、安定した製品品質が維持できなくなってしまう。したがって正レンズの焦点距離を条件式（２）の上限値を下回るように、かつ条件式（２）の下限値を上回るように設定することが肝要である。
【００２５】
また、本発明においては、レンズ全長の短縮化とレンズ径の小型化とのバランスを図るために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．１４＜│ｆ２│／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜０．２４
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるズームレンズ系全体での焦点距離,
ｆｔ：望遠端状態におけるズームレンズ系全体での焦点距離.
条件式（３）は第２レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。
【００２６】
条件式（３）の上限値を上回った場合、広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、レンズ径が大型化する。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、第２レンズ群による発散作用が強まるため、望遠端状態でのレンズ全長が大型化する。いずれの場合も、レンズ系を充分小型化できない。
【００２７】
また更なる良好な光学性能を得るには条件式（３）の下限値を０．１６とすることが望ましい。第２レンズ群の屈折力が負に強まると第２レンズ群で発生する正の球面収差をより良好に補正する必要が生じるからである。
【００２８】
本発明において、レンズ径の小型化を図るため第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを配置することが望ましい。また、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群と一体的に開口絞りを移動させることがより好ましい。このように第３レンズ群と開口絞りを一体的に移動させることにより、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差の変動を良好に補正できる。
【００２９】
一般的に変倍比の高い光学系ではレンズ系の中央付近に開口絞りを配置することが望ましい。これは開口絞りとの間隔が変化するレンズ群を少なくとも物体側と像側にそれぞれ１つ以上配置することが望ましいためである。また、開口絞りから離れて配置されるレンズ群を通過する軸外光束は、光軸から離れてレンズ群を通過することによりレンズ径が大型化するので、レンズ系の中央付近に配置することが望ましい。
【００３０】
このため本発明では第２レンズ群と第３レンズ群との間に配置することが高性能化と小型化とのバランスを図る上で最適であり、更に、レンズ位置状態が変化する際に開口絞りと第３レンズ群とを一体的に移動させることで鏡筒の簡易構成化を図ることができる。
【００３１】
また、本発明においては、より良好な光学性能を得るために、第１レンズ群が物体側より順に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズの少なくとも３枚で構成し、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）２＜ｆ13／ｆ１＜４
但し、
ｆ13：第1レンズ群中に配置される第２の正レンズの焦点距離,
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離.
条件式（４）は第１レンズ群中の第２の正レンズの焦点距離を規定する条件式で、第１レンズ群の主点位置を規定する条件式である。
【００３２】
第１レンズ群の像側主点位置がレンズに対して物体寄りにあるほど、第２レンズ群との主点間隔が広がる。このため、広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、画面中心から画面周辺に向かうに従ってコマ収差の補正が不足する。
【００３３】
この像側主点位置が物体寄りにあるとは、言い換えれば、第２の正レンズの焦点距離が大きいことを示しており、条件式（４）の上限値を上回った場合、上記不具合が生じてしまう。逆に、第２の正レンズの焦点距離が小さくなる場合、つまり条件式（４）の下限値を下回った場合、第１レンズ群の像側主点位置が像面寄りに移動することにより、広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、コマ収差の発生を抑えることができる。しかし、第２の正レンズで発生する負の球面収差が大きくなるため、特に望遠端状態で負の球面収差が多大に発生することにより中心性能が劣化してしまう。
【００３４】
本発明では、上述の通り、各レンズ群の屈折力をできるだけ強めることなく高い変倍比を実現するために、各レンズ群を薄肉化している。より各レンズ群を薄肉化するために、第１レンズ群を構成する負レンズと第１の正レンズとを接合レンズとすることが望ましい。接合化することにより負レンズと第１の正レンズとの間の相互偏心による性能劣化も防ぐことが可能となり安定した製造品質が得られる。
【００３５】
また、第３レンズ群が物体側より順に物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズで構成することにより、第３レンズ群の薄肉化が図れる。特に、第３レンズ群は第２レンズ群により発散された光束を収斂させるために、強い屈折力を有する。このため、レンズ全長を短縮するために２枚の正レンズとその像側に配置される負レンズで構成することが望ましい。
【００３６】
本発明においては、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差の変動を更に良好に補正するため、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．４５＜Ｄ2W／Ｄ1T＜０．６０
条件式（５）は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔及び第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を規定する条件式である。
【００３７】
レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差をより良好に補正するためには各レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることが肝要である。本発明では広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群とが近接して、開口絞りから離れて位置させることで、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸からできるだけ離れないようにしている。望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を増大させ、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を減少させるように移動させることで、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、逆に第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。
【００３８】
本発明ではこのように第１レンズ群と第２レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることでレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を補正している。特に広角端状態では第２レンズ群において軸外収差を補正し、望遠端状態では第１レンズ群において軸外収差を補正している。
【００３９】
条件式（５）の上限値を上回った場合、望遠端状態における軸外収差がより良好に補正できず、逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、広角端状態における軸外収差がより良好に補正できない。
【００４０】
また、本発明においては、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面形状とすることが望ましい。
【００４１】
本発明では第２レンズ群の屈折力が弱められるため、第２レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れる傾向がある。このため、軸上収差と軸外収差とを独立して補正するのに適しているが、広角端状態でより良好な性能を実現するには、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面形状とすることが適切である。
【００４２】
更に、第４レンズ群の最も物体側の正レンズを非球面レンズとすることが望ましい。
【００４３】
本発明では広角端状態で第４レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れる。このため、正レンズの周縁部を通過する光束は過剰に収斂され、画面周辺部でコマ収差の補正が不足する傾向がある。広角端状態での画面周辺部での性能向上を図るには第４レンズ群の最も物体側の正レンズを非球面レンズとするのが好ましい。
【００４４】
更により好ましくは第２レンズ群と第４レンズ群にそれぞれ１枚の非球面レンズを配置することが望ましい。
【００４５】
なお、本発明においては近距離合焦時に第２レンズ群を光軸方向に移動させるのが諸収差の変動を抑えるのに適している。
【００４６】
本発明において、別の観点によれば、撮影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、ブレを検出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わせ、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏心させることにより、ブレをブレ検出系により検出し、検出されたブレを補正するように駆動手段により偏心レンズ群を偏心させ像をシフトさせて、像ブレを補正することで防振光学系とすることが可能である。
【００４７】
また、本発明による変倍光学系は、ズームレンズだけでなく、焦点距離状態が連続的に存在しないバリフォーカルズームレンズにも適用できる。
【００４８】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて数値実施例について説明する。
【００４９】
各実施例において、非球面は以下の式で表される。
【００５０】
【数１】
ｘ＝ｃｙ2／｛１＋（１−κｃ2ｙ2）1/2｝＋Ｃ4ｙ4＋Ｃ6ｙ6＋…
なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ｃ4，Ｃ6，…は非球面係数である。
【００５１】
図１（ａ）は、本発明の各実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１，負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４により構成される。そして広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動している。
（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例に係るレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とで構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２，物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，両凸形状の正レンズＬ３２，物体側に凹面を向けた負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１、両凸形状の正レンズＬ４２、両凹形状の負レンズＬ４３、両凸形状の正レンズＬ４４、物体側に凹面を向けた負レンズＬ４５で構成される。
【００５２】
第１実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００５３】
以下の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。なお、表１中で曲率半径０とは平面を示す。
【００５４】
尚、以下の全ての実施例の諸元値において、本実施例と同一の符号を用いる。
【００５５】
また、諸元表の焦点距離、曲率半径、面間隔その他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
【００５６】
【表１】
（非球面係数）
第８面，第２４面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
なお、物体側への移動を正とする。
図３（ａ）〜図３（ｃ）は本発明の第１実施例の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝106.3785）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００５７】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は本発明の第１実施例の近距離合焦状態（撮影倍率-1/30倍）での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝106.3785）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００５８】
図３（ａ）〜図４（ｃ）に示す収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディション、Ｙは像高をそれぞれ示している。また、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１０．８，１５．１２，１８．３４，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは画角、Ｈは物体高をそれぞれ示す。
【００５９】
尚、以下の全ての実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００６０】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例に係るレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２，物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，両凸形状の正レンズＬ３２，物体側に凹面を向けた負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２、像側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ４３で構成される。
【００６１】
第２実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００６２】
以下の表２に、第２実施例の諸元の値を掲げる。
【００６３】
【表２】
（非球面係数）
第８面，第２４面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
なお、物体側への移動を正とする。
図６（ａ）〜図６（ｃ）は本発明の第２実施例の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝108.1496）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００６４】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は本発明の第２実施例の近距離合焦状態（撮影倍率-1/30倍）での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝108.1496）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００６５】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
（第３実施例）
図８は、本発明の第３実施例に係るレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた負レンズL２２，物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，両凸形状の正レンズＬ３２，物体側に凹面を向けた負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２、像側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ４３で構成される。
【００６６】
第３実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００６７】
以下の表３に、第３実施例の諸元の値を掲げる。
【００６８】
【表３】
（非球面係数）
第８面，第２４面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
なお、物体側への移動を正とする。
図９（ａ）〜図９（ｃ）は本発明の第３実施例の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝105.7599）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００６９】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は本発明の第３実施例の近距離合焦状態（撮影倍率-1/30倍）での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝105.7599）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００７０】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、変倍比が１０倍を超えながら、小型化に適し、且つ、レンズ構成枚数を減らして安定した光学品質が得られるズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図、（ｂ）は合成焦点距離を説明する図である。
【図２】第１実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第１実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第１実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図５】第２実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第２実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第２実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図８】第３実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第３実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第３実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【符号の説明】
Ｇ１：第１レンズ群
Ｇ２：第２レンズ群
Ｇ３：第３レンズ群
Ｇ４：第４レンズ群
Ｓ：開口絞り
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に高変倍比ズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、非球面レンズの加工技術の進歩やレンズ鏡筒の加工技術の進歩に伴い、光学設計上の自由度が増え、従来知られる正負正正４群タイプを用いた高変倍化を図ったレンズ系が提案されてきた。この正負正正４群タイプは、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成される。
【０００３】
具体的には、特開平８−９４９３３号公報や、あるいは特開平１１−３０７５０号公報に開示されたレンズが知られている。
【０００４】
特開平８−８４９３３号公報によるレンズ系は第２レンズ群に非球面を配置することで、広角端状態での画角を広げながら、変倍比５倍程度の変倍比を実現している。あるいは、特開平１１−３０７５０号公報では非球面を多用することで、変倍比を高めたレンズ系が提案されている。また、特開平１１−８４２０２号公報では変倍比が１０倍に対応するズームレンズに適合するレンズ鏡筒が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変倍比を高める場合、レンズ径が大きくなる、またはレンズ全長が短縮できない等の理由により、携帯性を損ねる傾向がある。
【０００６】
また、小型化を図るには各レンズ群の屈折力を強めることが効果的であるが、製造時に発生する製造誤差による性能劣化が大きくなる問題が生じる。また、各レンズ群を構成するレンズ枚数が多くなりレンズ系の携帯性向上が図れないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は上記問題点を解決し、変倍比が１０倍を超えながら、小型化に適し、且つレンズ構成枚数を減らして安定した光学品質が得られる高変倍比ズームレンズを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、
物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群を配置して、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、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、すべてのレンズ群が物体側へ移動して、
前記第１レンズ群が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズの３枚で構成され、
前記第２レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの４枚で構成され、
以下の条件式（４）を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
（４）２．４４８≦ｆ13／ｆ１＜４
但し、
ｆ13：前記第1レンズ群中に配置される２枚の正レンズのうち、像側に配置される正レンズの焦点距離,
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離.
【０００９】
【発明の実施の形態】
従来、ズームレンズとして上記正負正正４群タイプが知られている。
【００１０】
本発明におけるズームレンズも物体側から順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群で構成される正負正正４群タイプである。
【００１１】
広角端状態から望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように各レンズ群が物体側へ移動する。
【００１２】
一般的に各レンズ群の屈折力を強めるのが高変倍化への近道であり、例えば、図１（ｂ）に示されるように、屈折力φ１のレンズ群Ｇ１と屈折力φ２のレンズ群Ｇ２が空気間隔ｄだけ隔てた時の合成屈折力Φは
Φ＝φ１＋φ２−φ１・φ２・ｄ
で表され、空気間隔がｄ＋Δｄに変化すると合成屈折力Φ’は
Φ’＝φ１＋φ２−φ１・φ２・（ｄ＋Δｄ）
となり、屈折力の変化量ΔΦは
【００１３】
このため、レンズ群Ｇ１、Ｇ２の屈折力をそれぞれ強めると屈折力の変化量ΔΦが大きくなる、つまりレンズ系を構成するレンズ群の屈折力を強めると空気間隔の変化を大きくせずに屈折力変化が大きくなるので、レンズ径を大型化せずに変倍比を高めることができる。
【００１４】
また、各レンズ群の屈折力を強めた際に発生する性能劣化を補正するにはレンズ群のレンズ要素に非球面を導入するのが性能向上への近道であり、特に積極的に変倍に寄与する第２レンズ群の屈折力を強めるのが効果的である。
このため、従来提案されるレンズ系のほとんどが、各レンズ群の屈折力を強め、非球面を多く用いる傾向であった。
【００１５】
一方、一般的に焦点距離を変化させるには、屈折力を強めるほかに、空気間隔を積極的に変化させる方法がある。つまり、上述のΔΦ＝−φ１・φ２・Δｄにおける、間隔変化量Δｄを大きくする方法である。
【００１６】
単純に空気間隔の変化量を大きくすると、特に広角端状態で絞りから離れた第１レンズ群や第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、レンズ径が大型化してしまう。
【００１７】
そこで、本発明ではレンズ群の厚みを薄くすることにより、空気間隔の変化量を増やしてもレンズ径が大きくならず、屈折力を強めることなく、所定の変倍比が実現できる。
【００１８】
本発明においては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に第２レンズ群の横倍率が大きく変化するため、第２レンズ群の屈折力を弱め、レンズ構成を簡素化し、その代わりにレンズ群の移動量を増やしている。
【００１９】
本発明においては第２レンズ群を物体側より順に像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの４枚構成としている。このように構成することにより第２レンズ群のレンズ厚を減らすことができる。第２レンズ群を構成するレンズのうち、最も物体側に配置される負レンズは主に軸外収差を補正し、その像側に配置される３枚のレンズが負屈折力のトリプレットをなすことで、主に軸上収差を補正している。
【００２０】
以下、各条件式について説明する。
【００２１】
本発明においては、第２レンズ群が以下の条件式（１）及び（２）を満足するように構成することが望ましい。
（１）３＜│ｆ2B│／│ｆ２│＜５
（２）０．３＜ｆ2P／│ｆ2B│＜０．４５
但し
ｆ2B：第２レンズ群中に配置される４枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される３枚のレンズ（上記トリプレット）の焦点距離,
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離,
ｆ2P：第２レンズ群中に配置される両凸形状の正レンズの焦点距離.
条件式（１）は第２レンズ群中の負の屈折力を有するトリプレットレンズの焦点距離を規定する条件式である。
【００２２】
条件式（１）の上限値を上回った場合、第２レンズ群中の最も物体側に配置される負レンズの屈折力が負に強まることにより、その負レンズを通過する軸外光束が光軸に近づき、軸外収差が良好に補正できなくなる。逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、第２レンズ群中のトリプレットレンズの屈折力が強まることにより、正の球面収差が大きく発生し、所定の光学性能が得られなくなる。
【００２３】
条件式（２）はトリプレットレンズ中の正レンズの屈折力を規定する条件式である。
【００２４】
該正レンズは第２レンズ群中に配置された唯一の正レンズであるため、条件式（２）の上限を上回った場合、該正レンズの屈折力が弱まることにより、と第２レンズ群で発生する正の球面収差が良好に補正できない。逆に、条件式（２）の下限を下回った場合、該正レンズの屈折力が正に強まることにより、第２レンズ群を構成する他の負レンズの屈折力が負に強くなるために、高次の球面収差が発生する。また、製造時に発生するレンズ同士の相互偏心による性能劣化が大きくなるので、安定した製品品質が維持できなくなってしまう。したがって正レンズの焦点距離を条件式（２）の上限値を下回るように、かつ条件式（２）の下限値を上回るように設定することが肝要である。
【００２５】
また、本発明においては、レンズ全長の短縮化とレンズ径の小型化とのバランスを図るために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．１４＜│ｆ２│／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜０．２４
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるズームレンズ系全体での焦点距離,
ｆｔ：望遠端状態におけるズームレンズ系全体での焦点距離.
条件式（３）は第２レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。
【００２６】
条件式（３）の上限値を上回った場合、広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、レンズ径が大型化する。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、第２レンズ群による発散作用が強まるため、望遠端状態でのレンズ全長が大型化する。いずれの場合も、レンズ系を充分小型化できない。
【００２７】
また更なる良好な光学性能を得るには条件式（３）の下限値を０．１６とすることが望ましい。第２レンズ群の屈折力が負に強まると第２レンズ群で発生する正の球面収差をより良好に補正する必要が生じるからである。
【００２８】
本発明において、レンズ径の小型化を図るため第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを配置することが望ましい。また、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群と一体的に開口絞りを移動させることがより好ましい。このように第３レンズ群と開口絞りを一体的に移動させることにより、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差の変動を良好に補正できる。
【００２９】
一般的に変倍比の高い光学系ではレンズ系の中央付近に開口絞りを配置することが望ましい。これは開口絞りとの間隔が変化するレンズ群を少なくとも物体側と像側にそれぞれ１つ以上配置することが望ましいためである。また、開口絞りから離れて配置されるレンズ群を通過する軸外光束は、光軸から離れてレンズ群を通過することによりレンズ径が大型化するので、レンズ系の中央付近に配置することが望ましい。
【００３０】
このため本発明では第２レンズ群と第３レンズ群との間に配置することが高性能化と小型化とのバランスを図る上で最適であり、更に、レンズ位置状態が変化する際に開口絞りと第３レンズ群とを一体的に移動させることで鏡筒の簡易構成化を図ることができる。
【００３１】
また、本発明においては、より良好な光学性能を得るために、第１レンズ群が物体側より順に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズの少なくとも３枚で構成し、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）２＜ｆ13／ｆ１＜４
但し、
ｆ13：第1レンズ群中に配置される第２の正レンズの焦点距離,
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離.
条件式（４）は第１レンズ群中の第２の正レンズの焦点距離を規定する条件式で、第１レンズ群の主点位置を規定する条件式である。
【００３２】
第１レンズ群の像側主点位置がレンズに対して物体寄りにあるほど、第２レンズ群との主点間隔が広がる。このため、広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、画面中心から画面周辺に向かうに従ってコマ収差の補正が不足する。
【００３３】
この像側主点位置が物体寄りにあるとは、言い換えれば、第２の正レンズの焦点距離が大きいことを示しており、条件式（４）の上限値を上回った場合、上記不具合が生じてしまう。逆に、第２の正レンズの焦点距離が小さくなる場合、つまり条件式（４）の下限値を下回った場合、第１レンズ群の像側主点位置が像面寄りに移動することにより、広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、コマ収差の発生を抑えることができる。しかし、第２の正レンズで発生する負の球面収差が大きくなるため、特に望遠端状態で負の球面収差が多大に発生することにより中心性能が劣化してしまう。
【００３４】
本発明では、上述の通り、各レンズ群の屈折力をできるだけ強めることなく高い変倍比を実現するために、各レンズ群を薄肉化している。より各レンズ群を薄肉化するために、第１レンズ群を構成する負レンズと第１の正レンズとを接合レンズとすることが望ましい。接合化することにより負レンズと第１の正レンズとの間の相互偏心による性能劣化も防ぐことが可能となり安定した製造品質が得られる。
【００３５】
また、第３レンズ群が物体側より順に物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズで構成することにより、第３レンズ群の薄肉化が図れる。特に、第３レンズ群は第２レンズ群により発散された光束を収斂させるために、強い屈折力を有する。このため、レンズ全長を短縮するために２枚の正レンズとその像側に配置される負レンズで構成することが望ましい。
【００３６】
本発明においては、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差の変動を更に良好に補正するため、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．４５＜Ｄ2W／Ｄ1T＜０．６０
条件式（５）は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔及び第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を規定する条件式である。
【００３７】
レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差をより良好に補正するためには各レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることが肝要である。本発明では広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群とが近接して、開口絞りから離れて位置させることで、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸からできるだけ離れないようにしている。望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を増大させ、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を減少させるように移動させることで、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、逆に第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。
【００３８】
本発明ではこのように第１レンズ群と第２レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることでレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を補正している。特に広角端状態では第２レンズ群において軸外収差を補正し、望遠端状態では第１レンズ群において軸外収差を補正している。
【００３９】
条件式（５）の上限値を上回った場合、望遠端状態における軸外収差がより良好に補正できず、逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、広角端状態における軸外収差がより良好に補正できない。
【００４０】
また、本発明においては、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面形状とすることが望ましい。
【００４１】
本発明では第２レンズ群の屈折力が弱められるため、第２レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れる傾向がある。このため、軸上収差と軸外収差とを独立して補正するのに適しているが、広角端状態でより良好な性能を実現するには、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面形状とすることが適切である。
【００４２】
更に、第４レンズ群の最も物体側の正レンズを非球面レンズとすることが望ましい。
【００４３】
本発明では広角端状態で第４レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れる。このため、正レンズの周縁部を通過する光束は過剰に収斂され、画面周辺部でコマ収差の補正が不足する傾向がある。広角端状態での画面周辺部での性能向上を図るには第４レンズ群の最も物体側の正レンズを非球面レンズとするのが好ましい。
【００４４】
更により好ましくは第２レンズ群と第４レンズ群にそれぞれ１枚の非球面レンズを配置することが望ましい。
【００４５】
なお、本発明においては近距離合焦時に第２レンズ群を光軸方向に移動させるのが諸収差の変動を抑えるのに適している。
【００４６】
本発明において、別の観点によれば、撮影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、ブレを検出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わせ、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏心させることにより、ブレをブレ検出系により検出し、検出されたブレを補正するように駆動手段により偏心レンズ群を偏心させ像をシフトさせて、像ブレを補正することで防振光学系とすることが可能である。
【００４７】
また、本発明による変倍光学系は、ズームレンズだけでなく、焦点距離状態が連続的に存在しないバリフォーカルズームレンズにも適用できる。
【００４８】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて数値実施例について説明する。
【００４９】
各実施例において、非球面は以下の式で表される。
【００５０】
【数１】
ｘ＝ｃｙ2／｛１＋（１−κｃ2ｙ2）1/2｝＋Ｃ4ｙ4＋Ｃ6ｙ6＋…
なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ｃ4，Ｃ6，…は非球面係数である。
【００５１】
図１（ａ）は、本発明の各実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１，負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４により構成される。そして広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動している。
（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例に係るレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とで構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２，物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，両凸形状の正レンズＬ３２，物体側に凹面を向けた負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１、両凸形状の正レンズＬ４２、両凹形状の負レンズＬ４３、両凸形状の正レンズＬ４４、物体側に凹面を向けた負レンズＬ４５で構成される。
【００５２】
第１実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００５３】
以下の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。なお、表１中で曲率半径０とは平面を示す。
【００５４】
尚、以下の全ての実施例の諸元値において、本実施例と同一の符号を用いる。
【００５５】
また、諸元表の焦点距離、曲率半径、面間隔その他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
【００５６】
【表１】
第８面，第２４面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
【００５７】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は本発明の第１実施例の近距離合焦状態（撮影倍率-1/30倍）での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝106.3785）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００５８】
図３（ａ）〜図４（ｃ）に示す収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディション、Ｙは像高をそれぞれ示している。また、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１０．８，１５．１２，１８．３４，２１．６でのコマ収差を表し、Ａは画角、Ｈは物体高をそれぞれ示す。
【００５９】
尚、以下の全ての実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００６０】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例に係るレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２２，物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，両凸形状の正レンズＬ３２，物体側に凹面を向けた負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２、像側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ４３で構成される。
【００６１】
第２実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００６２】
以下の表２に、第２実施例の諸元の値を掲げる。
【００６３】
【表２】
第８面，第２４面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
【００６４】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は本発明の第２実施例の近距離合焦状態（撮影倍率-1/30倍）での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝108.1496）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００６５】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
（第３実施例）
図８は、本発明の第３実施例に係るレンズ構成を示す図である。第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた負レンズL２２，物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３，物体側に凹面を向けた負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，両凸形状の正レンズＬ３２，物体側に凹面を向けた負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２、像側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ４３で構成される。
【００６６】
第３実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００６７】
以下の表３に、第３実施例の諸元の値を掲げる。
【００６８】
【表３】
第８面，第２４面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
【００６９】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は本発明の第３実施例の近距離合焦状態（撮影倍率-1/30倍）での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝28.80）、中間焦点距離状態（ｆ＝105.7599）、望遠端状態（ｆ＝291.00）における諸収差図を示す。
【００７０】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、変倍比が１０倍を超えながら、小型化に適し、且つ、レンズ構成枚数を減らして安定した光学品質が得られるズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図、（ｂ）は合成焦点距離を説明する図である。
【図２】第１実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第１実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第１実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図５】第２実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第２実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第２実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図８】第３実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第３実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第３実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【符号の説明】
Ｇ１：第１レンズ群
Ｇ２：第２レンズ群
Ｇ３：第３レンズ群
Ｇ４：第４レンズ群
Ｓ：開口絞り
Claims (11)
- 物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群を配置して、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、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、すべてのレンズ群が物体側へ移動して、
前記第１レンズ群が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた第１の正レンズ、物体側に凸面を向けた第２の正レンズの３枚で構成され、
前記第２レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの４枚で構成され、
以下の条件式（４）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（４）２．４４８≦ｆ13／ｆ１＜４
但し、
ｆ13：前記第1レンズ群中に配置される２枚の正レンズのうち、像側に配置される正レンズの焦点距離,
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離. - 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
（１）３＜│ｆ2B│／│ｆ２│＜５
但し、
ｆ2B：前記第２レンズ群中に配置される４枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される３枚のレンズの焦点距離,
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離． - 以下の条件式（２）を満足す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。
（２）０．３＜ｆ2P／│ｆ2B│＜０．４５
但し、
ｆ2B：前記第２レンズ群中に配置される４枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される３枚のレンズの焦点距離,
ｆ2P：前記第２レンズ群中に配置される両凸形状の正レンズの焦点距離. - 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
（３）０．１４＜│ｆ２│／（ｆｗ・ｆｔ） 1/2 ＜０．２４
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離，
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ系全体での焦点距離,
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズ系全体での焦点距離. - 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
（５）０．４５＜Ｄ2W／Ｄ1T＜０．６０
但し、
Ｄ2W：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との広角端状態での軸上間隔,
Ｄ1T：前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との望遠端状態での軸上間隔. - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを配置することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- レンズ位置状態の変化に従って前記開口絞りが前記第３レンズ群と一体的に移動することを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズで構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群のレンズのうち少なくとも１つのレンズ面は非球面であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群のレンズのうち少なくとも１つのレンズ面は非球面であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 近距離合焦時に前記第２レンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS63294506A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-12-01 | Minolta Camera Co Ltd | 広角域を含む高変倍率ズ−ムレンズ |
| JPH0886963A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Canon Inc | ズームレンズ |
| JPH095629A (ja) * | 1995-06-22 | 1997-01-10 | Sigma Corp | 高変倍率ズームレンズ |
| JPH09101459A (ja) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Minolta Co Ltd | ズームレンズ |
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