JP2006071698A - 広角ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 デジタル一眼レフレックスカメラに特に適したテレセントリック性を確保しやすい広角ズームレンズ。
【解決手段】 負の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、正の第３群Ｇ３から構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔を減少させ、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔を増大させるように、少なくとも第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を移動させて変倍を行い、第１群Ｇ１は、物体側から順に、負屈折力の第１副レンズ群ＳＧ１ａと負屈折力の第２副レンズ群ＳＧ１ｂから構成され、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシング時に、第１副レンズ群ＳＧ１ａと第２副レンズ群ＳＧ１ｂの間隔を減少させながら物体側へ繰り出す広角ズームレンズ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画角の大きい広角端を備えた広角ズームレンズに関するものである。特に、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等の電子撮像素子を用いたカメラ用の広角ズームレンズ、さらには、バックフォーカスに反射面を持つデジタル一眼レフレックスカメラに適した広角ズームレンズに関するものである。

ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等の電子撮像素子を用いた一眼レフレックスカメラの市場が広がっている。従来、銀塩フィルム用の一眼レフレックスカメラに対して広角側の画角（２ω）が８０°程度、Ｆナンバー３．５程度で変倍比が３倍を超えるズームレンズは、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群から構成されるものが多い。また、フォーカシングは第１レンズ群で行うものがよく知られており、広角側の画角（２ω）が８５°程度を超えると、特許文献１や特許文献２のものように、負の第１レンズ群を２つの副群に分け、その間隔も変化させるものが提案されている。
特開昭５２−３２３４２号公報 特開平９−１７１１３９号公報

銀塩フィルム用の一眼レフレックスカメラに対して、ＣＣＤ等の電子撮像素子を用いた一眼レフレックスカメラは、一般的に撮像面の対角長が小さい。また、いわゆるシェーディング現象を考慮し、撮像面に対して中心から周辺まで光束を垂直に近い状態で入射させる必要がある。また、ローパスフィルター等の配置スペースが必要となる。そのため、対角長に対する必要な撮影レンズの最終面（最も像側のレンズの像側面）と撮像面の光路長（バックフォーカスｆｂ）の比率が大きくなる。また、この比率を大きくすることにより付加機能を付け加えることもできる。一方、大きなバックフォーカスｆｂが必要になると、比較的短い焦点距離の撮影レンズの構成を見直す必要が生じる。

しかし、電子撮像素子を用いた一眼レフレックスカメラに好適な広角側の画角（２ω）が８０°程度で変倍比が３倍を超えるズームレンズで近距離物点まで高性能なズームレンズの提案は余りない。

本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、デジタル一眼レフレックスカメラに特に適したテレセントリック性を確保しやすい広角ズームレンズを提供することである。特に、フォーカシング時における収差変動を抑えやすい広角ズームレンズを提供することを目的としている。若しくは、収差性能を良好とし、テレセントリック性の高い広角ズームレンズを提供することを目的としている。

上記目的を達成する本発明の第１の広角ズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群から構成され、
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レンズ群の間隔を減少させ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔を増大させるように、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１副レンズ群ＳＧ１ａと負屈折力の第２副レンズ群ＳＧ１ｂから構成され、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシング時に、前記第１副レンズ群ＳＧ１ａと前記第２副レンズ群ＳＧ１ｂの間隔を減少させながら物体側へ繰り出すことを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明する。

この発明の広角ズームレンズにおいて、バックフォーカスｆｂを確保するため、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群でレトロフォーカスタイプを構成している。さらに、撮像面に光束を垂直に近い角度で入射させるために、正屈折力の第３レンズ群を配置している。このようなレンズ配置とし、広画角化すると、負屈折力の第１レンズ群のパワーが強くなりがちになる。したがって、第１レンズ群でフォーカシングすると、収差の変動が大きくなる。特に、無限遠から至近にフォーカシングを行ったとき、広角端で正の像面湾曲が発生しやすくなる。そのため、負屈折力の第１レンズ群を２つの負の副レンズ群（ＳＧ１ａ、ＳＧ１ｂ）に分け、ここで第１副レンズ群ＳＧ１ａと第２副レンズ群ＳＧ１ｂの間隔を縮めながら物体側に移動させることで、負の像面湾曲を発生させ周辺の性能劣化を抑えることにより、無限遠物点から至近物点まで高性能な光学系が提供できる。

本発明の第２の広角ズームレンズは、第１の広角ズームレンズにおいて、前記第１副レンズ群ＳＧ１ａが、像側に凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズから構成されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第２の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、このような構成により、少ない枚数で効果的に負の像面湾曲を発生させることができる。

本発明の第３の広角ズームレンズは、第２の広角ズームレンズにおいて、前記第２副レンズ群ＳＧ１ｂが、最物体側の面が物体側に凸面を向けたレンズ群から構成されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第３の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、このような構成により、軸外光線のレンズ面への入射角が小さくなるので、軸外収差の発生を抑えつつ広画角化に有利となる。

さらには、第２副レンズ群ＳＧ１ｂ内の最も物体側のレンズが負メニスカスレンズであると、軸外収差を抑えられ、より好ましい。

本発明の第４の広角ズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群を有し、
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レンズ群の間隔を減少させ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔を増大させるように、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１−１レンズ、負屈折力の第１−２レンズ、負屈折力の第１−３レンズ、第１−４レンズ、正屈折力の第１−５レンズを有することを特徴とするものである。

以下に、本発明の第４の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明する。

この発明の広角ズームレンズにおいて、各レンズ群での諸収差を抑えることは、組み込み偏心による性能劣化を防ぐ上で重要である。これを簡易に行うために、レンズ群内において、負・正の要素を入れることが望ましい。本発明のような負群先行のレトロフォーカスタイプの広角ズームレンズでは、光学系が非対称性となる。そのため、コマ収差や非点収差といった結像性能の劣化を招く軸外収差や、像のひずみを発生させる歪曲収差が、第１レンズ群で発生しやすくなる。この現象は、第１レンズ群での発散性を強くすれば強くする程顕著に現れる。しかしながら、バックフォーカスの確保及び全長の短縮を図る場合は、この発散性を強くしなければならない。これらの相反する制約に対し、第１レンズ群での強い発散性を確保するため、物体側から像側に順に、負屈折力の第１−１レンズ、負屈折力の第１−２レンズ、負屈折力の第１−３レンズを配置し、それぞれで発生するコマ収差や非点収差の諸収差を極力抑えている。そして、第１−４レンズを挟んで、第１−５レンズとして正レンズを１枚配置し、第１レンズ群内で発生する色収差を群内でキャンセルさせている。このとき、上記のような構成をとらずに、第１レンズ群の最も物体側に正レンズを配置すると、第１レンズ群の大型化を招く要因となってしまう。

本発明の第５の広角ズームレンズは、第４の広角ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群内に少なくとも１面の非球面を有することを特徴とするものである。

以下に、本発明の第５の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、さらに、第１レンズ群内に少なくとも１枚の非球面を配置することが好ましい。その構成により、歪曲収差を積極的に補正することができる。

本発明の第６の広角ズームレンズは、第４の広角ズームレンズにおいて、前記第１−４レンズが非球面を有するプラスチックレンズであることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第６の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、歪曲収差の補正を行う上で、非球面を配することが有効な手段であることはよく知られている。しかしながら、ガラス非球面レンズは製造コストが高くなる。このため、プラスチック非球面レンズを使用することがコスト上好ましい。しかしながら、プラスチックは温度等の環境変化で性能変化が起きやすい等の問題があり、使用に際して工夫が必要となる。本発明における第１レンズ群は、第１−４レンズの位置が収差補正上、負屈折力で曲げられた周辺光束が光軸と概ね平行となり、第１レンズ群において比較的屈折力を抑えられる位置にある。そのため、このレンズの屈折力を弱く抑えることが可能となり、このレンズをプラスチック非球面レンズとし、温度変化の影響を小さくしている。また、このレンズの位置に弱い屈折力の非球面レンズを設けることにより、軸上収差の補正への影響を少なくした上で歪曲収差を補正する上でも有利となる。

さらには、このプラスチックレンズをモールド成形したモールドレンズとしてもよい。

本発明の第７の広角ズームレンズは、第４〜第６の広角ズームレンズにおいて、前記第１−４レンズが以下の条件式を満足する非球面レンズであることを特徴とするものである。

１０＜｜ｆ_1-4 ／ｆ_w ｜ ・・・（１）
３＜｜ｒ₇ ／ｆ_w ｜ ・・・（２）
３＜｜ｒ₈ ／ｆ_w ｜ ・・・（３）
ただし、ｆ_1-4 は第１−４レンズの焦点距離、ｒ₇ 、ｒ₈ はそれぞれ第１−４レンズの物体側面、像側面の光軸上曲率半径、ｆ_w は広角ズームレンズ全系の広角端での焦点距離である。

以下に、本発明の第７の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、第１レンズ群における第１−４レンズについて、条件式（１）を満足する弱い屈折力とすることで、軸上収差への影響を小さくできる。そして、このレンズを非球面レンズとすることで、軸上収差への影響を小さくしつつ歪曲収差補正に有利となる。

この条件式（１）については、さらに、下限値を１５、さらには２０とすると、歪曲収差の補正を軸上収差と区別して行うのにより好ましい。

また、第１−４レンズを条件式（２）と（３）を満たす形状とすることで、軸外光線の入射角に沿った形状の非球面を構成しやすくなる。さらには、ｒ₇ ＞０、ｒ₈ ＞０とすると、軸外収差補正上より好ましい。

本発明の第８の広角ズームレンズは、第７の広角ズームレンズにおいて、前記非球面は、前記第１−４レンズの物体側面に配された、周辺程屈折力が正方向になるような形状としたことを特徴とするものである。

以下に、本発明の第８の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、このような形状は、つまり、光軸上で正乃至負屈折力であり、周辺で光軸上の屈折力よりも正側の屈折力となる形状となる。それにより、歪曲収差補正に有利となる。

本発明の第９の広角ズームレンズは、第４〜第８の広角ズームレンズにおいて、前記広角ズームレンズを３群ズームレンズとして構成したことを特徴とするものである。

本発明の第１０の広角ズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群を有し、
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レンズ群の間隔を減少させ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔を増大させるように、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−１レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−２レンズ、発散性の接合面を構成する物体側から負レンズ、正レンズの第２−３及び第２−４レンズ、非球面を有する第２−5 レンズで構成されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１０の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明する。

この発明の広角ズームレンズにおいて、各レンズ群での諸収差を抑えるということは、組み込み偏心による性能劣化を防ぐ上で重要であり、これを簡易に行うために、第２レンズ群において、負・正の要素を入れることが望ましい。負群先行のレトロフォーカスタイプにおいて、その変倍の大部分を担う第２レンズ群は、屈折力も大きく、また、収差も発生しやすい。このため、良好な結像性能を達成する上で、第２レンズ群の構成は重要である。物体側寄りに配置した、２枚の正メニスカスレンズで第２レンズ群の屈折力を略担っている。望遠端における変倍作用を稼ぐ上で第２レンズ群の主点位置を物体側へ配置することが望ましい。このため、物体側寄りに正のメニスカスレンズを配置し、さらに、収差発生を抑えるために、正のメニスカスレンズを２枚に分割している。さらに、発散性の接合面を有する接合レンズ（負レンズ、正レンズの順）を配置し、色収差の除去を狙っている。また、第２レンズ群での収差を低減している。そして、第２−５レンズに非球面を配置することで、特に望遠端におけるコマ収差や非点収差といった軸外収差の除去を図っている。

本発明の第１１の広角ズームレンズは、第１０の広角ズームレンズにおいて、前記第２−３レンズ及び前記第２−４レンズで構成される接合レンズが以下の条件式を満足していることを特徴とするものである。

０．３６５＜Ｎ_d23 −Ｎ_d24 ・・・（４）
ただし、Ｎ_d23 及びＮ_d24 は第２−３レンズ及び第２−４レンズのｄ線での屈折率である。

以下に、本発明の第１１の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、条件式（４）を満たすことで、色収差の補正はもとより、発散面による球面収差及びコマ収差の補正に効果的である。この条件式（４）の上限は材質の限界で決定され、また、下限の０．３６５を越えると、接合レンズの効果を得難くなる。条件式（４）の下限値を０．３８、さらには、０．４０としてもよい。

本発明の第１２の広角ズームレンズは、第１０、第１１の広角ズームレンズにおいて、前記広角ズームレンズを３群ズームレンズとして構成したことを特徴とするものである。

本発明の第１３の広角ズームレンズは、第１〜第１２の広角ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の物体側直前に、変倍時に前記第２レンズ群と一体的に移動する開口絞りを有することを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１３の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、開口絞りを第２レンズ群の物体側直前に配置することで、収差発生量の大きい第２レンズ群を小型化することが可能となり、その結果良好な収差補正が可能となる。

さらに、第２レンズ群の物体側へ配置することで、広角レンズに陥りがちな第１レンズの径の増大を抑えることにも有効である。また、変倍において第２レンズ群と一体移動とすることで、構成の簡略化に繋がっている。

本発明の第１４の広角ズームレンズは、第１〜第３の広角ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１−１レンズ、負屈折力の第１−２レンズ、負屈折力の第１−３レンズ、第１−４レンズ、正屈折力の第１−５レンズを有することを特徴とするものである。

本発明の第１５の広角ズームレンズは、第１〜第９の広角ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−１レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−２レンズ、発散性の接合面を構成する物体側から負レンズ、正レンズの第２−３及び第２−４レンズ、非球面を有する第２−5 レンズで構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第１６の広角ズームレンズは、第１〜第１５の広角ズームレンズにおいて、前記第３レンズ群は変倍時に固定されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１６の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、第３レンズ群を変倍時固定とすることで、第３レンズ群の主たる効果としての、広角端における射出瞳位置の物体側への移動を達成しつつ、構成を最大限に簡略化することが可能となる。

本発明の第１７の広角ズームレンズは、第１〜第１６の広角ズームレンズにおいて、前記第３レンズ群は正レンズと負レンズの接合レンズで構成されていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１７の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、このような構成により、第３レンズ群による色収差の発生を抑えることで、組み込みによる群の偏心による収差発生を簡易に抑えることが可能であり、また、接合レンズの１枚構成とすることで、組み立て性を良好に保つことが可能である。

本発明の第１８の広角ズームレンズは、第１〜第１７の広角ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群のそれぞれが正レンズと負レンズを備えていることを特徴とするものである。

以下に、本発明の第１８の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、このような構成により、各群の偏心による収差発生の影響を抑えやすくなる。

本発明の第１９の広角ズームレンズは、第１〜第１８の広角ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とするものである。

−０．５５＜φ₁ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＜−０．４５ ・・・（５）
０．３５＜φ₂ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＜０．４５ ・・・（６）
０．０５＜φ₃ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＜０．１２ ・・・（７）
ただし、φ₁ 、φ₂ 、φ₃ はそれぞれ第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の焦点距離の逆数である。

以下に、本発明の第１９の広角ズームレンズにおいて、上記構成をとる理由と作用を説明すると、条件式（５）〜（７）は、本発明のように広角で電子撮像素子を用いたカメラに好適なズームレンズに関するパワーを規定するものである。本発明においては、第１レンズ群にて強めの負屈折力を負担し、第３レンズ群にて弱めの正屈折力を持たせている。それにより、広角構成かつテレセントリック性の確保が行いやすい屈折力配置としている。

条件式（５）〜（７）の上限値、それぞれ−０．４５、０．４５、０．１２、又は、下限値、それぞれ−０．５５、０．３５、０．０５、を越えると、各レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、収差を抑えるためのレンズ枚数が増加しやすくなるか、群の屈折力が弱くなりすぎてしまい、広角化に不利になるか、群の移動量が大きくなるか、テレセントリック性の確保が難しくなる。

条件式（５）の下限値を−０．５３としてもよい。また、その上限値を−０．４８としてもよい。

条件式（６）の下限値を０．３８としてもよい。また、その上限値を０．４３としてもよい。

条件式（７）の下限値を０．０７としてもよい。また、その上限値を０．１０としてもよい。

なお、本発明において、以上の複数の発明の条件を複数同時に満足するようにしてももちろんよい。

本発明の広角ズームレンズは、半画角３５°以上の何れかの軸外主光線が像面に達する構成とするとよい。

本発明により、デジタル一眼レフレックスカメラに特に適したテレセントリック性を確保しやすい広角ズームレンズを得ることが可能になる。また、フォーカシング時における収差変動を抑えやすい広角ズームレンズを得ることが可能になる。さらに、収差性能を良好とし、テレセントリック性の高い広角ズームレンズを得ることが可能になる。

以下、本発明の広角ズームレンズの実施例１について説明する。実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図を図１に示す。図１中、第１レンズ群はＧ１、開口絞りはＳ、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、像面はＩで示してある。なお、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉの間の３枚の平行平板は、カメラ本体側に設けられた、ダストリダクション、ＩＲカットフィルターとローパスフィルターを一体にしたもの、ＣＣＤカバーガラスである。

実施例１のズーム光学系は、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹形状の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側に位置し、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２は一体に物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｇ３は固定である。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた３枚の負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、最も物体側の負メニスカスレンズが第１副レンズ群ＳＧ１ａを構成し、残りの２枚の負メニスカスレンズと、正メニスカスレンズと、両凸正レンズとが第２副レンズ群ＳＧ１ｂを構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた２枚の正メニスカスレンズと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなる。非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正メニスカスレンズの物体側の面と、第２レンズ群Ｇ２の最も像面側の正メニスカスレンズの物体側の面の２面に用いている。また、これら非球面が設けられた第１レンズ群Ｇ１の正メニスカスレンズと、第２レンズ群Ｇ２の最も像面側の正メニスカスレンズはプラスチックレンズである。

この実施例は、撮像面の対角長に対して、バックフォーカスｆｂが３倍程度の広角ズームレンズである。なお、撮像面対角長は２２．３ｍｍである。

以下に、上記実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ＩＯは物像間距離、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ² ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）² ｝^1/2 ］
Ａ₄ ｙ⁴ ＋Ａ₆ ｙ⁶ ＋Ａ₈ ｙ⁸ ＋Ａ₁₀ｙ¹⁰
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄ 、Ａ₆ 、Ａ₈ 、Ａ₁₀はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。

なお、以下の実施例の数値データ中、長さを示す値はｍｍ単位の長さである。

実施例１
ｒ₁ = 36.190 ｄ₁ = 2.2 ｎ_d1 =1.51633 ν_d1 =64.14
ｒ₂ = 17.116 ｄ₂ = （可変）
ｒ₃ = 22.880 ｄ₃ = 1.7 ｎ_d2 =1.7725 ν_d2 =49.6
ｒ₄ = 14.783 ｄ₄ = 5.6
ｒ₅ = 97.144 ｄ₅ = 1.5 ｎ_d3 =1.834 ν_d3 =37.16
ｒ₆ = 22.116 ｄ₆ = 3.5
ｒ₇ = 209.359 （非球面） ｄ₇ = 3.1 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78
ｒ₈ = 302.253 ｄ₈ = 0.7
ｒ₉ = 49.539 ｄ₉ = 3.2 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78
ｒ₁₀= -486.879 ｄ₁₀= （可変）
ｒ₁₁= ∞（開口絞り） ｄ₁₁= 1.0
ｒ₁₂= 21.189 ｄ₁₂= 2.4 ｎ_d6 =1.6935 ν_d6 =53.21
ｒ₁₃= 40.266 ｄ₁₃= 0.2
ｒ₁₄= 17.613 ｄ₁₄= 2.2 ｎ_d7 =1.51633 ν_d7 =64.14
ｒ₁₅= 34.013 ｄ₁₅= 4.9
ｒ₁₆= -34.286 ｄ₁₆= 1.1 ｎ_d8 =1.90366 ν_d8 =31.31
ｒ₁₇= 64.557 ｄ₁₇= 4.2 ｎ_d9 =1.48749 ν_d9 =70.23
ｒ₁₈= -18.132 ｄ₁₈= 0.3
ｒ₁₉= 32.264 （非球面） ｄ₁₉= 2.1 ｎ_d10=1.52542 ν_d10=55.78
ｒ₂₀= 41.116 ｄ₂₀= （可変）
ｒ₂₁= -511.313 ｄ₂₁= 3.0 ｎ_d11=1.51633 ν_d11=64.14
ｒ₂₂= -25.101 ｄ₂₂= 1.7 ｎ_d12=1.801 ν_d12=34.97
ｒ₂₃= -44.376 ｄ₂₃= 28.0
ｒ₂₄= ∞ ｄ₂₄= 0.6 ｎ_d13=1.51633 ν_d13=64.14
ｒ₂₅= ∞ ｄ₂₅= 1.2
ｒ₂₆= ∞ ｄ₂₆= 3.3 ｎ_d14=1.54424 ν_d14=70.86
ｒ₂₇= ∞ ｄ₂₇= 0.2
ｒ₂₈= ∞ ｄ₂₈= 0.8 ｎ_d15=1.5231 ν_d15=54.49
ｒ₂₉= ∞ ｄ₂₉= 1.1
ｒ₃₀= ∞（像面）
非球面係数
第７面
Ｋ = 0.0604
Ａ₄ = 3.59 ×10^-5
Ａ₆ = 3.30 ×10^-8
Ａ₈ = 4.88 ×10^-10
Ａ₁₀= -3.79 ×10^-13
第１９面
Ｋ = 0.439
Ａ₄ = -5.68 ×10^-5
Ａ₆ = -1.06 ×10^-7
Ａ₈ = -1.56 ×10^-9
Ａ₁₀= 1.77 ×10^-12
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 14.3 25.1 44.1
Ｆ_NO 3.6 4.5 5.7
ω (°) 38.0 24.0 14.2
ｄ₂ 3.8 3.8 3.8
ｄ₁₀ 38.3 15.4 2.4
ｄ₂₀ 1.9 19.1 49.2

ズームデータ（ＩＯ＝380mm ）
ｆ (mm) 14.3 25.1 44.1
ｄ₂ 3.2 3.2 3.2
ｄ₁₀ 41.0 18.0 5.2
ｄ₂₀ 1.9 19.1 49.2

（１）｜ｆ_1-4 ／ｆ_w ｜＝２９．０６
（２）｜ｒ₇ ／ｆ_w ｜＝４．７５
（３）｜ｒ₈ ／ｆ_w ｜＝６．８５
（４）Ｎ_d23 −Ｎ_d24 ＝０．４１６１７
（５）φ₁ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＝−０．５１７
（６）φ₂ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＝０．４０１
（７）φ₃ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＝０．０８２
。

以上の実施例１の無限遠物点合焦時の収差図を図２に示す。また、物像間距離ＩＯ＝３８０ｍｍに合焦時の収差図を図３に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端におけるの球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）、コマ収差（ＤＺ）を示す。なお、各収差図中、“ＦＩＹ”は像高を表す。

図４は、本発明の広角ズームレンズを用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳ等を用いたレンズ交換式一眼レフレックスカメラの断面図である。図４において、１は一眼レフレックスカメラ、２は変倍機構と合焦機構を備えた鏡筒内に配置された本発明に基づく撮影レンズ系、３は撮影レンズ系２を一眼レフレックスカメラ１に着脱可能とする鏡筒のマウント部であり、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。

また、４は撮像素子面、５は撮影レンズ系２の光路６上のレンズ系と撮像素子面４との間に配置されたクイックリターンミラー、７はクイックリターンミラー５より反射された光路に配置されたファインダースクリーン、８はペンタプリズム、９はファインダー、Ｅは観察者の眼（アイポイント）である。

このような構成の一眼レフレックスカメラ１の撮影レンズ系２として、例えば上記実施例１に示した本発明の広角ズームレンズが用いられる。

本発明の広角ズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。 実施例１の広角ズームレンズの無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例１の広角ズームレンズの物像間距離ＩＯ＝３８０ｍｍに合焦時の収差図である。 本発明の広角ズームレンズを用いた一眼レフレックスカメラの断面図である。

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
Ｓ…開口絞り
ＳＧ１ａ…第１副レンズ群
ＳＧ１ｂ…第２副レンズ群
Ｉ…像面
Ｅ…観察者の眼（アイポイント）
１…一眼レフレックスカメラ
２…撮影レンズ系
３…マウント部
４…撮像素子面
５…クイックリターンミラー
６…光路
７…ファインダースクリーン
８…ペンタプリズム
９…ファインダー

Claims (19)

1. 物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群から構成され、
   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レンズ群の間隔を減少させ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔を増大させるように、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１副レンズ群ＳＧ１ａと負屈折力の第２副レンズ群ＳＧ１ｂから構成され、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシング時に、前記第１副レンズ群ＳＧ１ａと前記第２副レンズ群ＳＧ１ｂの間隔を減少させながら物体側へ繰り出すことを特徴とする広角ズームレンズ。
2. 前記第１副レンズ群ＳＧ１ａが、像側に凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズから構成されていることを特徴とする請求項１記載の広角ズームレンズ。
3. 前記第２副レンズ群ＳＧ１ｂが、最物体側の面が物体側に凸面を向けたレンズ群から構成されていることを特徴とする請求項２記載の広角ズームレンズ。
4. 物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群を有し、
   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レンズ群の間隔を減少させ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔を増大させるように、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１−１レンズ、負屈折力の第１−２レンズ、負屈折力の第１−３レンズ、第１−４レンズ、正屈折力の第１−５レンズを有することを特徴とする広角ズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群内に少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項４記載の広角ズームレンズ。
6. 前記第１−４レンズが非球面を有するプラスチックレンズであることを特徴とする請求項４記載の広角ズームレンズ。
7. 前記第１−４レンズが以下の条件式を満足する非球面レンズであることを特徴とする請求項４から６の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
   １０＜｜ｆ_1-4 ／ｆ_w ｜ ・・・（１）
   ３＜｜ｒ₇ ／ｆ_w ｜ ・・・（２）
   ３＜｜ｒ₈ ／ｆ_w ｜ ・・・（３）
   ただし、ｆ_1-4 は第１−４レンズの焦点距離、ｒ₇ 、ｒ₈ はそれぞれ第１−４レンズの物体側面、像側面の光軸上曲率半径、ｆ_w は広角ズームレンズ全系の広角端での焦点距離である。
8. 前記非球面は、前記第１−４レンズの物体側面に配された、周辺程屈折力が正方向になるような形状としたことを特徴とする請求項７記載の広角ズームレンズ。
9. 前記広角ズームレンズを３群ズームレンズとして構成したことを特徴とする請求項４から８の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
10. 物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群を有し、
    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レンズ群の間隔を減少させ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔を増大させるように、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を移動させて変倍を行い、
    前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−１レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−２レンズ、発散性の接合面を構成する物体側から負レンズ、正レンズの第２−３及び第２−４レンズ、非球面を有する第２−5 レンズで構成されていることを特徴とする広角ズームレンズ。
11. 前記第２−３レンズ及び前記第２−４レンズで構成される接合レンズが以下の条件式を満足していることを特徴とする請求項１０記載の広角ズームレンズ。
    ０．３６５＜Ｎ_d23 −Ｎ_d24 ・・・（４）
    ただし、Ｎ_d23 及びＮ_d24 は第２−３レンズ及び第２−４レンズのｄ線での屈折率である。
12. 前記広角ズームレンズを３群ズームレンズとして構成したことを特徴とする請求項１０又は１１記載の広角ズームレンズ。
13. 前記第２レンズ群の物体側直前に、変倍時に前記第２レンズ群と一体的に移動する開口絞りを有することを特徴とする請求項１から１２の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
14. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１−１レンズ、負屈折力の第１−２レンズ、負屈折力の第１−３レンズ、第１−４レンズ、正屈折力の第１−５レンズを有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
15. 前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−１レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２−２レンズ、発散性の接合面を構成する物体側から負レンズ、正レンズの第２−３及び第２−４レンズ、非球面を有する第２−5 レンズで構成されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
16. 前記第３レンズ群は変倍時に固定されていることを特徴とする請求項１から１５の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
17. 前記第３レンズ群は正レンズと負レンズの接合レンズで構成されていることを特徴とする請求項１から１６の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
18. 前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群のそれぞれが正レンズと負レンズを備えていることを特徴とする請求項１から１７の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
19. 前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載の広角ズームレンズ。
    −０．５５＜φ₁ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＜−０．４５ ・・・（５）
    ０．３５＜φ₂ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＜０．４５ ・・・（６）
    ０．０５＜φ₃ ／（−φ₁ ＋φ₂ ＋φ₃ ）＜０．１２ ・・・（７）
    ただし、φ₁ 、φ₂ 、φ₃ はそれぞれ第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の焦点距離の逆数である。

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