JP2006078535A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 長いバックフォーカスを必要とする撮像素子を用いた一眼レフカメラ用の広角ズームレンズ。
【解決手段】 物体側から順に、負の屈折力を持つレンズ群ＦＧ、正の屈折力を持つレンズ群ＲＧを有し、少なくともその２つのレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、負の屈折力を持つレンズ群ＦＧは、物体側から順に、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第１レンズＬ１、物体側に凸面を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３、負屈折力で物体側に凹面を有する第４レンズＬ４、正屈折力の第５レンズＬ５と、その像側に少なくとも１枚の負レンズを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ズームレンズに関し、特に、長いバックフォーカスを必要とする一眼レフカメラ用の広角ズームレンズに関するものである。

近年、デジタル一眼レフカメラとして、従来の銀塩３５ｍｍフィルムに対してイメージサークルの小さい撮像素子を用いたカメラシステムが開発されている。これらは、撮像素子サイズを小さくすることにより小型で比較的低価格な一眼レフカメラシステムを提供することを目的としている。

しかし、撮像素子サイズが小さくなっても、シャッターユニット等は同様の比率で小型化することは難しく、また、銀塩一眼レフシステムにおいては必要なかった光学ローパスフィルター等を撮像素子の前に備えなければならないため、交換レンズに必要なバックフォーカスは、３５ｍｍシステムに対して撮像素子サイズが小さくなったのと同様の比で小さくすることは難しい。したがって、これらの交換レンズでは、３５ｍｍシステムの交換レンズに対して焦点距離に比してより大きなバックフォーカスが必要となり、特に焦点距離の短い広角レンズにおいては、必要なバックフォーカスを確保することが非常に困難であるという問題が生じている。

従来、広角端の画角が１００°を越えるような超広角ズームレンズとして、特許文献１、特許文献２や、特許文献３に示されるようなものが知られている。

しかし、これらは従来の銀塩３５ｍｍフィルムシステム用のバックフォーカスしか有していないため、上記のような撮像素子サイズが小さく焦点距離に対してより大きな比のバックフォーカスを必要とするデジタル一眼レフカメラ用にそのまま適用するのは困難であった。
特開平７−２６１０８２号公報 特開２０００−２２１３９９号公報 特開２００２−２８７０３１号公報

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、長いバックフォーカスを必要とする撮像素子を用いた一眼レフカメラ用の広角ズームレンズを提供することである。

上記目的を達成する本発明の第１のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つレンズ群、正の屈折力を持つレンズ群を有し、少なくとも前記２つのレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
前記負の屈折力を持つレンズ群中に複数の非球面を有し、前記正の屈折力を持つレンズ群中に少なくとも１面の非球面を有し、前記負の屈折力を持つレンズ群が少なくとも３枚の負レンズを有し、下記の条件式を満足することを特徴とするものである。

２．３≦｜ｆ₂ ／ｆ₁ ｜≦３．１ ・・・（１）
ただし、ｆ₁ ：前記負の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
ｆ₂ ：前記正の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
である。

以下に、第１のズームレンズにおいて、上記構成をとる理由とその作用を説明する。

一般に、長いバックフォーカスを必要とする一眼レフカメラ用の広角レンズとしては、物体側から順に、負のレンズ群、正のレンズ群を配置する所謂レトロフォーカスタイプが用いられる。このタイプのレンズ系において、焦点距離に対してより長いバックフォーカスを確保するためには、その正のレンズ群の焦点距離を大きくすることが必要である。しかし、正レンズ群の焦点距離を大きくすることにより、正レンズ群と負レンズ群の間隔が必然的に大きくなる。それに従って、レンズ系の全長が長くなると共に、負レンズ群を通過する軸外の光線高が高くなり、負レンズ群の前玉径が大きくなる。また、そのことと同時に、広角レンズで発生しやすい歪曲収差や非点収差が急激に大きくなるという問題がある。

これらの問題を解決するため、本発明においては、負レンズ群の少なくとも２面、正レンズ群の少なくとも１面を非球面とすると共に、負レンズ群に少なくとも３枚の負レンズを用いて、負レンズ群で発生しやすい負の歪曲収差や非点収差を補正している。

また、条件式（１）は、負レンズ群に対する正レンズ群の焦点距離の比を規定したもので、その下限の２．３を越えて第２レンズ群（正レンズ群）の焦点距離が小さくなると、前述のように必要なバックフォーカスを確保することが困難になり、上限の３．１を越えて第２レンズ群の焦点距離が長くなると、前述のようにレンズ系の全長や前玉径が大きくなると共に、軸外収差の発生が大きくなって補正困難となる。

条件式（１）の下限値を２．３５としてもよい。また、上限値を３．０、若しくは、２．８としてもより好ましい。

本発明の第２のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つレンズ群、正の屈折力を持つレンズ群を有し、少なくとも前記２つのレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
前記負の屈折力を持つレンズ群は、物体側から順に、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第１レンズＬ１、物体側に凸面を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３、負屈折力で物体側に凹面を有する第４レンズＬ４、正屈折力の第５レンズＬ５と、その像側に少なくとも１枚の負レンズを有することを特徴とするものである。

以下に、第２のズームレンズにおいて、上記構成をとる理由とその作用を説明する。

一般に、長いバックフォーカスを必要とする一眼レフカメラ用の広角レンズとしては、物体側から順に、負のレンズ群、正のレンズ群を配置する所謂レトロフォーカスタイプが用いられる。このタイプのレンズ系において、焦点距離に対してより長いバックフォーカスを確保するためには、その正のレンズ群の焦点距離を大きくすることが必要である。しかし、正レンズ群の焦点距離を大きくすることにより、正レンズ群と負レンズ群の間隔が必然的に大きくなる。それに従って、レンズ系の全長が長くなると共に、負レンズ群を通過する軸外の光線高が高くなり、負レンズ群の前玉径が大きくなる。また、そのことと同時に、広角レンズで発生しやすい歪曲収差や非点収差が急激に大きくなるという問題がある。

これらの問題を解決するため、本発明においては、負の屈折力を持つレンズ群を、物体側から順に、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第１レンズＬ１、物体側に凸面を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３の３枚のメニスカスレンズを用いて、負レンズ群で発生しやすい負の歪曲収差や非点収差を補正している。

さらに、物体側に凹面を向けた負レンズＬ４と正レンズＬ５で、第１レンズＬ１から第３レンズＬ３で発生した特に高次収差を補正している。

さらに、この像側に負レンズを配置することで、倍率の色収差と軸上色収差のバランスをとり、軸上収差を整え、ズーム変倍を通じて負の屈折力を持つレンズ群の像側のレンズ群の収差補正とも共同することにより、高い結像性能を持つ構成が可能となる。

なお、非球面を用いて、さらに結像性能を向上させるようにしてもよい。

この場合、負の屈折力を持つレンズ群中に複数の非球面を有し、正の屈折力を持つレンズ群中に少なくとも１面の非球面を有する構成とするとよい。

また、特に負の屈折力を持つレンズＬ５より像側の負レンズを別の正レンズと接合し接合レンズとして、偏心による性能劣化や、高次収差のコントロールを行ってもよい。

さらには、第２レンズＬ２を負屈折力のレンズとすると、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズが何れも負メニスカスレンズとなるので、広画角化した際の収差補正に有利となる。

第１のズームレンズ若しくは第２のズームレンズの構成で、さらに次の条件式（２）を満足することが望ましい。

２．０≦｜ｆ_2A／ｆ₁ ｜≦３．５ ・・・（２）
ただし、ｆ_2A：広角端における前記負の屈折力を持つレンズ群より像側の合成系の焦点距 離、
ｆ₁ ：前記負の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
である。

この条件式（２）の下限の２．０を越えて第２レンズ群（正の屈折力を持つレンズ群）以降の焦点距離が小さくなると、前述のように必要なバックフォーカスを確保することが困難になり、上限の３．５を越えて第２レンズ群以降の焦点距離が長くなると、前述のようにレンズ系の全長や前玉径が大きくなると共に、軸外収差の発生が大きくなって補正困難となる。

さらには、条件式（２）の下限値を２．３としてもよいし、上限値を３．２、さらには３．０としてもより好ましい。

また、第２のズームレンズとそれに条件式（２）を加わったものとにおいて、広角端時の無限遠合焦時に、さらに次の条件式（３）を満足することが望ましい。

０≦ｄ４／ｄ１≦３ ・・・（３）
ただし、ｄ１：前記第１レンズＬ１と前記第２レンズＬ２の間隔、
ｄ４：前記第４レンズＬ４と前記第５レンズＬ５の間隔、
である。

この条件式（３）の下限の０を越えると、レンズの構成ができなくなり、上限の３を越えると、特に軸上の高次収差の発生が大きくなり、特に望遠側での主点位置が像面から遠ざかり好ましくない。

なお、上限を０．３、さらには０．１とすると、全長も短くなり好ましい。

本発明においては、さらに負の屈折力を持つレンズ群中の少なくとも１枚の負レンズと、正の屈折力を持つレンズ群中の少なくとも１枚の正レンズが、以下の条件式を満足するガラス材料からなっていることが望ましい。

θ_g,F ≧−０．００１６×ν_d ＋０．６５ ・・・（４）
ただし、θ_g,F ＝（ｎ_g −ｎ_F ）／（ｎ_F −ｎ_C ）、
ν_d ＝（ｎ_d −１）／（ｎ_F −ｎ_C ）、
であり、ｎ_g ：ｇ線の屈折率、
ｎ_F ：Ｆ線の屈折率、
ｎ_d ：ｄ線の屈折率、
ｎ_C ：Ｃ線の屈折率、
である。

本発明のようなレトロフォーカスタイプの超広角ズームレンズの場合、一般に、負レンズ群と正レンズ群の間付近に開口絞りが置かれる。その構成では倍率色収差の発生が大きくなりやすく、特にｄ線に対してＣ線とｇ線が同じ正の方向に発生する所謂２次の倍率色収差を小さく抑えるのが難しい。この問題を解決するために、本発明においては、条件式（４）を満たすような通常のガラス材料よりも異常分散性の大きいガラス材料を、その倍率色収差の２次スペクトルを補正するように、負レンズ群中の負レンズ、正レンズ群中の正レンズの少なくとも各々１枚に用いることが望ましい。

また、一般に、超広角レンズでは、近距離物点にフォーカシングしたときの非点収差や歪曲収差、球面収差等の変動が大きくなる。これらを同時に補正するためには、負レンズ群中の少なくとも２つのレンズ間隔を変化させてフォーカシングを行うことが望ましい。

さらに、負レンズ群を、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズユニット、負又は正の屈折力を持つ第２レンズユニット、負の屈折力を持つ第３レンズユニットを有し、第２レンズユニットを像面側に移動してフォーカシングを行うような構成とすることで、前述のフォーカシングによる収差変動も小さくすることができる。

特に、第１レンズユニットと第３レンズユニットをフォーカシング時に固定とすることで、重量の大きい前玉を駆動することなくフォーカシングが行えるのでより好ましい。

好ましくは、第１レンズユニットは、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第１レンズＬ１、物体側に凸面を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２からなり、第２レンズユニットは、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３と負屈折力で物体側に凹面を有する第４レンズＬ４、正屈折力の第５レンズＬ５を有するように構成することにより、高次収差の変動も小さくなり、また、フォーカシングの駆動量が制御しやすくなる。

さらに、第２レンズユニットを負屈折力の第１サブユニットとその像面側の第２サブユニットから構成し、フォーカシング時に第１サブユニットと第２サブユニットの間隔を変化させることで、より近距離まで高性能な結像性能を容易に得ることができる。

また、負の屈折力を持つレンズ群と正の屈折力を持つレンズ群を、ズームレンズが無限遠物点合焦時の変倍中に、群内のレンズ面間隔が全て一定とすることで、変倍時の駆動機構を簡略化することができる。

また、このズームレンズは、ズームレンズが無限遠物点合焦時の変倍中に、２群ズームレンズをなすようにすることで、駆動機構がよりシンプルに構成できる。

本発明によると、長いバックフォーカスを持ち、全長が短く前玉径も小さく小型で、撮像素子を用いた一眼レフカメラに適した広角ズームレンズが得られる。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。これらの図中、前群はＦＧ、開口絞りはＳ、後群はＲＧ、像面はＩで示してある。

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前群ＦＧ、開口絞りＳ、正の屈折力を有する後群ＲＧ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、前群ＦＧ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像面側に位置し、開口絞りＳは前群ＦＧとの間に間隔を縮めながら物体側へ移動し、後群ＲＧは開口絞りＳとの間隔を一旦広げその後縮めながら物体側に単調に移動する。

物体側から順に、前群ＦＧは、物体側に凸面を向けた３枚の負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。後群ＲＧは、物体側に凸面を向けた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の接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの３枚接合レンズと、両凸正レンズと、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズと、両凸正レンズとからなる。

非球面は、前群ＦＧの２枚目の負メニスカスレンズの両面と、後群ＲＧの最も像面側の面の３面に用いている。

実施例２のズーム光学系は、図２に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＦＧ、開口絞りＳ、正の屈折力を有する後群ＲＧ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、前群ＦＧ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は前群ＦＧとの間に間隔を縮めながら物体側へ移動し、後群ＲＧは開口絞りＳとの間隔を縮めながら物体側に単調に移動する。

物体側から順に、前群ＦＧは、物体側に凸面を向けた３枚の負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズと、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。後群ＲＧは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの３枚接合レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、両凸正レンズと、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズとからなる。

非球面は、前群ＦＧの２枚目の負メニスカスレンズの両面と、後群ＲＧの単レンズの両凸正レンズの両面の４面に用いている。

近距離物点へのフォーカシングは、前群ＦＧの３枚目の負メニスカスレンズから第１の接合レンズ（両凸正レンズと負メニスカスレンズとの接合レンズ）までを像面側に移動させながら、その負メニスカスレンズと次の両凹負レンズとの間隔を広げることにより行っている。

実施例３のズーム光学系は、図３に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＦＧ、開口絞りＳ、正の屈折力を有する後群ＲＧ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、前群ＦＧは物体側に凹形状の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端と同じ位置に位置し、開口絞りＳは前群ＦＧとの間に間隔を縮めながら物体側へ移動し、後群ＲＧは開口絞りＳとの間隔を縮めながら物体側に単調に移動する。

物体側から順に、前群ＦＧは、物体側に凸面を向けた３枚の負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。後群ＲＧは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの３枚接合レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、両凸正レンズと、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズとからなる。

非球面は、前群ＦＧの２枚目の負メニスカスレンズの両面と、後群ＲＧの単レンズの両凸正レンズの両面の４面に用いている。

近距離物点へのフォーカシングは、前群ＦＧの３枚目の負メニスカスレンズから第１の接合レンズ（両凸正レンズと負メニスカスレンズとの接合レンズ）までを像面側に移動させながら行っている。

以下に、上記実施例１〜３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、２ωは画角、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。また、条件式（４）を満たすガラス材料のθ_g,F は、アッベ数の後の括弧内に記載してある。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＋Ａ₁₂ｙ¹²＋Ａ₁₄ｙ¹⁴＋Ａ₁₆ｙ¹⁶
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄ 、Ａ₆ 、Ａ₈ 、Ａ₁₀、Ａ₁₂、Ａ₁₄、Ａ₁₆はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６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 = 48.89 ｄ₁ = 3.4 ｎ_d1 =1.7859 ν_d1 =44.2
ｒ₂ = 32.03 ｄ₂ = 5.3
ｒ₃ = 118.85（非球面） ｄ₃ = 4.0 ｎ_d2 =1.6935 ν_d2 =53.18
ｒ₄ = 25.43（非球面） ｄ₄ = 10.6
ｒ₅ = 81.92 ｄ₅ = 2.6 ｎ_d3 =1.497 ν_d3 =81.54(0.54)
ｒ₆ = 21.01 ｄ₆ = 9.5
ｒ₇ = -83.56 ｄ₇ = 2.4 ｎ_d4 =1.497 ν_d4 =81.54(0.54)
ｒ₈ = 29.65 ｄ₈ = 7.0
ｒ₉ = 44.78 ｄ₉ = 9.4 ｎ_d5 =1.58144 ν_d5 =40.75
ｒ₁₀= -22.78 ｄ₁₀= 1.6 ｎ_d6 =1.8061 ν_d6 =40.92
ｒ₁₁= -45.86 ｄ₁₁= 5.8
ｒ₁₂= -45.98 ｄ₁₂= 2.0 ｎ_d7 =1.60569 ν_d7 =64.35
ｒ₁₃= 112.25 ｄ₁₃= 0.7
ｒ₁₄= 82.46 ｄ₁₄= 3.0 ｎ_d8 =1.63219 ν_d8 =38.56
ｒ₁₅= -41.85 ｄ₁₅= 1.4 ｎ_d9 =1.8061 ν_d9 =40.92
ｒ₁₆= -130.83 ｄ₁₆= （可変）
ｒ₁₇= ∞（絞り） ｄ₁₇= （可変）
ｒ₁₈= 19.89 ｄ₁₈= 1.7 ｎ_d10=1.84423 ν_d10=43.47
ｒ₁₉= 14.81 ｄ₁₉= 4.7 ｎ_d11=1.50277 ν_d11=57.11
ｒ₂₀= 2023.35 ｄ₂₀= 0.1
ｒ₂₁= 23.26 ｄ₂₁= 1.3 ｎ_d12=1.83481 ν_d12=42.71
ｒ₂₂= 11.92 ｄ₂₂= 14.5 ｎ_d13=1.47601 ν_d13=48.03
ｒ₂₃= -13.77 ｄ₂₃= 0.9 ｎ_d14=1.78904 ν_d14=51.29
ｒ₂₄= -169.86 ｄ₂₄= 0.1
ｒ₂₅= 58.06 ｄ₂₅= 6.0 ｎ_d15=1.43875 ν_d15=94.93(0.53)
ｒ₂₆= -16.96 ｄ₂₆= 0.3
ｒ₂₇= -1187.28 ｄ₂₇= 2.0 ｎ_d16=1.883 ν_d16=40.76
ｒ₂₈= 17.55 ｄ₂₈= 5.0 ｎ_d17=1.497 ν_d17=81.54(0.54)
ｒ₂₉= -122.49 ｄ₂₉= 0.0
ｒ₃₀= 155.04 ｄ₃₀= 2.0 ｎ_d18=1.48749 ν_d18=70.23
ｒ₃₁= -73.19（非球面） ｄ₃₁= （可変）
ｒ₃₂= ∞（像面）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 2.54 ×10^-5
Ａ₆ = -2.79 ×10^-8
Ａ₈ = 1.90 ×10^-11
Ａ₁₀= -6.99 ×10^-15
第４面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 1.83 ×10^-5
Ａ₆ = 2.77 ×10^-8
Ａ₈ = -1.62 ×10^-10
Ａ₁₀= 7.05 ×10^-14
第３１面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 1.01 ×10^-5
Ａ₆ = -7.24 ×10^-29
Ａ₈ = 7.02 ×10^-11
Ａ₁₀= -5.76 ×10^-13
ズームレンズ群間隔
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 9.5 13.3 18.3
ＩＯ ∞ ∞ ∞
Ｆ_NO 4 4 4
２ω (°) 112.9 93.9 76.4
ｄ₁₆ 27.5 4.4 0.5
ｄ₁₇ 0.9 7.8 0.7
ｄ₃₁ 35.8 44.9 56.7

実施例２
ｒ₁ = 42.11 ｄ₁ = 4 ｎ_d1 =1.7859 ν_d1 =44.2
ｒ₂ = 26.28 ｄ₂ = 6.9
ｒ₃ = 73.84（非球面） ｄ₃ = 4.0 ｎ_d2 =1.6935 ν_d2 =53.18
ｒ₄ = 23.46（非球面） ｄ₄ = （可変）
ｒ₅ = 58.97 ｄ₅ = 2.7 ｎ_d3 =1.883 ν_d3 =40.76
ｒ₆ = 16.18 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = -26.89 ｄ₇ = 2.0 ｎ_d4 =1.497 ν_d4 =81.54(0.54)
ｒ₈ = 27.47 ｄ₈ = 0.2
ｒ₉ = 22.93 ｄ₉ = 9.2 ｎ_d5 =1.50636 ν_d5 =48.2
ｒ₁₀= -27.19 ｄ₁₀= 0.2
ｒ₁₁= 124.07 ｄ₁₁= 6.1 ｎ_d6 =1.61307 ν_d6 =35.15
ｒ₁₂= -16.10 ｄ₁₂= 1.3 ｎ_d7 =1.9054 ν_d7 =39.36
ｒ₁₃= -46.50 ｄ₁₃= （可変）
ｒ₁₄= -31.85 ｄ₁₄= 1.2 ｎ_d8 =1.71943 ν_d8 =53.8
ｒ₁₅= 23.01 ｄ₁₅= 2.4 ｎ_d9 =1.86085 ν_d9 =38.33
ｒ₁₆= 660.84 ｄ₁₆= （可変）
ｒ₁₇= ∞（絞り） ｄ₁₇= （可変）
ｒ₁₈= 13.54 ｄ₁₈= 4.4 ｎ_d10=1.51742 ν_d10=52.43
ｒ₁₉= 41.17 ｄ₁₉= 1.0 ｎ_d11=1.883 ν_d11=40.76
ｒ₂₀= 9.38 ｄ₂₀= 5.2 ｎ_d12=1.62004 ν_d12=36.26
ｒ₂₁= -604.56 ｄ₂₁= 0.2
ｒ₂₂= 30.77 ｄ₂₂= 4.0 ｎ_d13=1.497 ν_d13=81.54(0.54)
ｒ₂₃= -16.10 ｄ₂₃= 1.1 ｎ_d14=1.717 ν_d14=47.92
ｒ₂₄= 102.86 ｄ₂₄= 0.2
ｒ₂₅= 22.11（非球面） ｄ₂₅= 4.4 ｎ_d15=1.497 ν_d15=81.54(0.54)
ｒ₂₆= -19.09（非球面） ｄ₂₆= 0.2
ｒ₂₇= -22.22 ｄ₂₇= 1.1 ｎ_d16=1.883 ν_d16=40.76
ｒ₂₈= 21.37 ｄ₂₈= 5.8 ｎ_d17=1.48749 ν_d17=70.23
ｒ₂₉= -13.75 ｄ₂₉= （可変）
ｒ₃₀= ∞（像面）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 4.36 ×10^-5
Ａ₆ = -8.08 ×10^-8
Ａ₈ = 9.94 ×10^-11
Ａ₁₀= -3.90 ×10^-14
Ａ₁₂= -6.99 ×10^-17
Ａ₁₄= 8.97 ×10^-20
Ａ₁₆= 2.52 ×10^-23
第４面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 4.07 ×10^-5
Ａ₆ = -3.81 ×10^-8
Ａ₈ = -2.68 ×10^-10
Ａ₁₀= 8.78 ×10^-14
Ａ₁₂= 7.09 ×10^-16
Ａ₁₄= 9.78 ×10^-19
Ａ₁₆= -3.04 ×10^-21
第２５面
Ｋ = 0
Ａ₄ = -1.58 ×10^-5
Ａ₆ = 3.26 ×10^-7
Ａ₈ = -7.53 ×10^-9
Ａ₁₀= 9.61 ×10^-12 Ａ₁₂= 0
Ａ₁₄= 0
Ａ₁₆= 0
第２６面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 6.91 ×10^-5
Ａ₆ = 2.15 ×10^-7
Ａ₈ = -9.21 ×10^-9
Ａ₁₀= 7.32 ×10^-12
Ａ₁₂= 0
Ａ₁₄= 0
Ａ₁₆= 0
ズームレンズ群間隔・フォーカシングレンズ群間隔
ＷＥ ＳＴ ＴＥ ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 7.1 9.6 13.7 7.1 9.6 13.7
ＩＯ (mm) ∞ ∞ ∞ 250 250 265
Ｆ_NO 4 4 4
２ω (°) 114.7 97.8 78.2
ｄ₄ 13.0 13.0 13.0 16.0 16.0 16.0
ｄ₆ 9.3 9.3 9.3 10.6 10.6 10.6
ｄ₁₃ 5.1 5.1 5.1 0.7 0.7 0.7
ｄ₁₆ 17.0 9.0 1.0 17.0 9.0 1.0
ｄ₁₇ 2.9 1.1 0.5 2.9 1.1 0.5
ｄ₂₉ 33.7 40.8 52.7 33.7 40.8 52.6
。

実施例３
ｒ₁ = 42.38 ｄ₁ = 4.0 ｎ_d1 =1.7859 ν_d1 =44.2
ｒ₂ = 26.39 ｄ₂ = 8.3
ｒ₃ = 19.41（非球面） ｄ₃ = 4.0 ｎ_d2 =1.6935 ν_d2 =53.18
ｒ₄ = 9.03（非球面） ｄ₄ = （可変）
ｒ₅ = 58.69 ｄ₅ = 2.7 ｎ_d3 =1.883 ν_d3 =40.76
ｒ₆ = 22.88 ｄ₆ = 10.5
ｒ₇ = -29.48 ｄ₇ = 2.0 ｎ_d4 =1.497 ν_d4 =81.54(0.54)
ｒ₈ = -116.05 ｄ₈ = 0.2
ｒ₉ = 31.08 ｄ₉ = 8.5 ｎ_d5 =1.54814 ν_d5 =45.79
ｒ₁₀= -53.55 ｄ₁₀= 0.3
ｒ₁₁= 48.04 ｄ₁₁= 1.6 ｎ_d6 =1.497 ν_d6 =81.54(0.54)
ｒ₁₂= 20.03 ｄ₁₂= 1.8
ｒ₁₃= 34.68 ｄ₁₃= 7.8 ｎ_d7 =1.55715 ν_d7 =40.9
ｒ₁₄= -19.04 ｄ₁₄= 1.3 ｎ_d8 =1.883 ν_d8 =40.76
ｒ₁₅= -52.67 ｄ₁₅= （可変）
ｒ₁₆= -37.33 ｄ₁₆= 1.2 ｎ_d9 =1.71628 ν_d9 =54.33
ｒ₁₇= 20.49 ｄ₁₇= 2.4 ｎ_d10=1.87753 ν_d10=35.66
ｒ₁₈= 109.36 ｄ₁₈= （可変）
ｒ₁₉= ∞（絞り） ｄ₁₉= （可変）
ｒ₂₀= 13.86 ｄ₂₀= 3.6 ｎ_d11=1.51742 ν_d11=52.43
ｒ₂₁= 60.31 ｄ₂₁= 1.0 ｎ_d12=1.883 ν_d12=40.76
ｒ₂₂= 9.91 ｄ₂₂= 4.9 ｎ_d13=1.62004 ν_d13=36.26
ｒ₂₃= -813.03 ｄ₂₃= 0.2
ｒ₂₄= 29.64 ｄ₂₄= 3.5 ｎ_d14=1.497 ν_d14=81.54(0.54)
ｒ₂₅= -22.01 ｄ₂₅= 1.1 ｎ_d15=1.717 ν_d15=47.92
ｒ₂₆= 90.03 ｄ₂₆= 0.2
ｒ₂₇= 21.38（非球面） ｄ₂₇= 4.9 ｎ_d16=1.497 ν_d16=81.54(0.54)
ｒ₂₈= -19.60（非球面） ｄ₂₈= 0.2
ｒ₂₉= -24.00 ｄ₂₉= 1.1 ｎ_d17=1.883 ν_d17=40.76
ｒ₃₀= 21.52 ｄ₃₀= 5.2 ｎ_d18=1.48749 ν_d18=70.23
ｒ₃₁= -15.06 ｄ₃₁= （可変）
ｒ₃₂= ∞（像面）
非球面係数
第３面
Ｋ = -3.8916
Ａ₄ = 9.77 ×10^-6
Ａ₆ = -4.37 ×10^-8
Ａ₈ = 1.17 ×10^-10
Ａ₁₀= -1.27 ×10^-13
Ａ₁₂= 5.54 ×10^-17
第４面
Ｋ = -0.8703
Ａ₄ = -5.31 ×10^-5
Ａ₆ = -3.19 ×10^-8
Ａ₈ = -4.60 ×10^-11
Ａ₁₀= 9.59 ×10^-13
Ａ₁₂= -1.80 ×10^-15
第２７面
Ｋ = 0
Ａ₄ = -2.74 ×10^-5
Ａ₆ = 2.89 ×10^-7
Ａ₈ = -6.40 ×10^-9
Ａ₁₀= 4.86 ×10^-11
Ａ₁₂= 0
第２８面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 5.49 ×10^-5
Ａ₆ = 1.69 ×10^-7
Ａ₈ = -7.78 ×10^-9
Ａ₁₀= 5.31 ×10^-11
Ａ₁₂= 0
ズームレンズ群間隔・フォーカシングレンズ群間隔
ＷＥ ＳＴ ＴＥ ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 7.1 9.6 13.7 7.1 9.6 13.7
ＩＯ (mm) ∞ ∞ ∞ 250 250 250
Ｆ_NO 4 4 4
２ω (°) 114.7 97.9 78.2
ｄ₄ 11.6 11.6 11.6 17.3 17.3 17.3
ｄ₁₅ 6.8 6.8 6.8 1.1 1.1 1.1
ｄ₁₈ 16.7 8.6 1.1 16.7 8.6 1.1
ｄ₁₉ 3.2 1.6 0.6 3.2 1.6 0.6
ｄ₃₁ 33.6 40.4 51.8 33.6 40.4 51.8
。

以上の実施例１〜３の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図４、図５、図７に示す。また、実施例２、３のの上記の表に示した至近距離（物像間距離ＩＯ）に合焦時の収差図をそれぞれ図６、図８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。

上記実施例１〜３の条件式（１）〜（３）の値は次の通りである。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
（１） 2.40 2.89 2.77
（２） 2.40 2.89 2.77
（３） 1.33 0.02 0.02
。

さらに、条件式（４）について、各実施例中で用いているｎ_d =1.497 ，ν_d =81.54 、ｎ_d =1.43875，ν_d =94.93のガラス材料の条件式（４）の右辺の値は次の通りである。

ν_d 81.54 94.93
−０．００１６×ν_d ＋０．６５ 0.52 0.50
。

図９は、本発明の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９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。

本発明のズームレンズのの実施例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。 本発明のズームレンズのの実施例２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。 本発明のズームレンズのの実施例３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２の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２のズームレンズの至近距離に合焦時の収差図である。 実施例３の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３のズームレンズの至近距離に合焦時の収差図である。 本発明の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

ＦＧ…負レンズ群
ＲＧ…正レンズ群
Ｓ…開口絞り
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 (16)

1. 物体側から順に、負の屈折力を持つレンズ群、正の屈折力を持つレンズ群を有し、少なくとも前記２つのレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
   前記負の屈折力を持つレンズ群中に複数の非球面を有し、前記正の屈折力を持つレンズ群中に少なくとも１面の非球面を有し、前記負の屈折力を持つレンズ群が少なくとも３枚の負レンズを有し、下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ２．３≦｜ｆ₂ ／ｆ₁ ｜≦３．１ ・・・（１）
   ただし、ｆ₁ ：前記負の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
   ｆ₂ ：前記正の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
   である。
2. 物体側から順に、負の屈折力を持つレンズ群、正の屈折力を持つレンズ群を有し、少なくとも前記２つのレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
   前記負の屈折力を持つレンズ群は、物体側から順に、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第１レンズＬ１、物体側に凸面を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３、負屈折力で物体側に凹面を有する第４レンズＬ４、正屈折力の第５レンズＬ５と、その像側に少なくとも１枚の負レンズを有することを特徴とするズームレンズ。
3. 前記負の屈折力を持つレンズ群中に複数の非球面を有し、前記正の屈折力を持つレンズ群中に少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
4. 前記第５レンズより像側に配された前記負レンズが、隣り合う正レンズと接合されていることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
5. 前記第２レンズＬ２を負屈折力のレンズとしたことを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
   ２．０≦｜ｆ_2A／ｆ₁ ｜≦３．５ ・・・（２）
   ただし、ｆ_2A：広角端における前記負の屈折力を持つレンズ群より像側の合成系の焦点距 離、
   ｆ₁ ：前記負の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
   である。
7. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
   ２．０≦｜ｆ_2A／ｆ₁ ｜≦３．５ ・・・（２）
   ただし、ｆ_2A：広角端における前記負の屈折力を持つレンズ群より像側の合成系の焦点距 離、
   ｆ₁ ：前記負の屈折力を持つレンズ群の焦点距離、
   である。
8. 広角端時の無限遠合焦時に、以下の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項２又は７記載のズームレンズ。
   ０≦ｄ４／ｄ１≦３ ・・・（３）
   ただし、ｄ１：前記第１レンズＬ１と前記第２レンズＬ２の間隔、
   ｄ４：前記第４レンズＬ４と前記第５レンズＬ５の間隔、
   である。
9. 前記負の屈折力を持つレンズ群中の少なくとも１枚の負レンズと、前記正の屈折力を持つレンズ群中の少なくとも１枚の正レンズが、以下の条件式を満足するガラス材料からなることを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
   θ_g,F ≧−０．００１６×ν_d ＋０．６５ ・・・（４）
   ただし、θ_g,F ＝（ｎ_g −ｎ_F ）／（ｎ_F −ｎ_C ）、
   ν_d ＝（ｎ_d −１）／（ｎ_F −ｎ_C ）、
   であり、ｎ_g ：ｇ線の屈折率、
   ｎ_F ：Ｆ線の屈折率、
   ｎ_d ：ｄ線の屈折率、
   ｎ_C ：Ｃ線の屈折率、
   である。
10. 前記負の屈折力を持つレンズ群中の少なくとも２つのレンズ間隔を変化させて近距離物点にフォーカシングすることを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載のズームレンズ。
11. 前記負の屈折力を持つレンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズユニット、負又は正の屈折力を持つ第２レンズユニット、負の屈折力を持つ第３レンズユニットを有し、前記第２レンズユニットを像面側に移動し、前記第１レンズユニットと第２レンズユニットの間隔、第２レンズユニットと第３レンズユニットの間隔を変化させてフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１０記載のズームレンズ。
12. 前記フォーカシングに際し、前記第１レンズユニットと第３レンズユニットを固定することを特徴とする請求項１１記載のズームレンズ。
13. 前記第１レンズユニットは、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第１レンズＬ１、物体側に凸面を有するメニスカス形状の第２レンズＬ２からなり、前記第２レンズユニットは、負屈折力で物体側に凸面を有するメニスカス形状の第３レンズＬ３と負屈折力で物体側に凹面を有する第４レンズＬ４、正屈折力の第５レンズＬ５を有することを特徴とする請求項１１記載のズームレンズ。
14. 前記第２レンズユニットを負屈折力の第１サブユニットとその像面側の第２サブユニットから構成し、フォーカシング時に前記第１サブユニットと前記第２サブユニットの間隔を変化させつつ像面側に移動させることを特徴とする請求項１２又は１３記載のズームレンズ。
15. 前記負の屈折力を持つレンズ群と前記正の屈折力を持つレンズ群は、前記ズームレンズが無限遠物点合焦時の変倍中に、群内のレンズ面間隔が全て一定であることを特徴とする請求項１から１４の何れか１項記載のズームレンズ。
16. 前記ズームレンズは、前記ズームレンズが無限遠物点合焦時の変倍中に、２群ズームレンズをなすことを特徴とする請求項１５記載のズームレンズ。

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