JP2008070411A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、明るさの確保や非点収差の変動を抑え、明るくても広角端での画角の確保や変倍比の確保が容易なズームレンズ。
【解決手段】正の第１群Ｇ１と負の第２群Ｇ２と正の第３群Ｇ３からなり、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間に絞りＳを有し、広角端から望遠端への変倍時、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３は移動し、第２群Ｇ２は像側に移動後物体側に移動し、広角端に対して望遠端にて、第１群Ｇ１、第３群Ｇ３は物体側に位置し、第１群Ｇ１は１枚の負レンズと１枚乃至２枚の正レンズとからなり、第２群Ｇ２は、物体側に凸面を向け第１負メニスカスレンズと、像側面の曲率の絶対値が物体側面の曲率の絶対値よりも大きい第２負レンズと、物体側面の曲率の絶対値が像側面の曲率の絶対値よりも大きい第３正レンズとからなり、遠距離から近距離へのフォーカシング時に第２群Ｇ２が移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズに関するものであり、特に、広角端の半画角が３５°から４５°程度で変倍比が２．５から４程度の標準画角領域をカバーするズームレンズに関するものである。

特に、一眼レフカメラ用交換レンズに好適なズームレンズに関するものである。

従来、簡易な構成で小型化を目指したズームレンズが提案されている。例えば、特許文献１には、物体側から順に、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レンズ群とで構成され、各群が移動して変倍を行うズームレンズが記載されている。３群ズームレンズの構成とすることで、鏡枠構成を簡略にでき、また、広角端での全長が短くできるので、携帯に有利であり、また、コストも抑えやすいズームレンズとなっている。

しかしながら、この特許文献１に開示されたズームレンズは、第２レンズ群の構成がレンズ２枚の構成のため、光学性能の維持が難しく、明るさの確保が不十分である。特許文献１の実施例２に開示されたズームレンズでは、第２レンズ群が３枚構成ではあるが、中間焦点距離付近での非点収差が出やすくなっている。また、フォーカシング動作についての記載もない。
特開平４−３２１００７号公報

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、簡易な構成でありながら、明るさの確保や非点収差の変動を抑えたズームレンズを提供することである。それにより、明るくても広角端での画角の確保や変倍比の確保が容易なズームレンズの提供を可能とする。

上記目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側から像側に順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とからなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の間隔中に開口絞りを有し、広角端から望遠端への変倍時、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群は各々一体で移動し、前記第２レンズ群は像側に移動後物体側に移動し、広角端に対して望遠端にて、前記第１レンズ群は物体側に位置し、前記第３レンズ群は物体側に位置し、前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚乃至２枚の正レンズとからなり、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第１負メニスカスレンズと、像側面の近軸曲率の絶対値が物体側面の近軸曲率の絶対値よりも大きい第２負レンズと、物体側面の近軸曲率の絶対値が像側面の近軸曲率の絶対値よりも大きい第３正レンズとからなり、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第２レンズ群は移動し、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。

−０．１＜ｍ₂ ／ｆ_t ＜０．４ ・・・（１）
−１．３＜（ｒ_2g3 ＋ｒ_2g4 ）／（ｒ_2g4 −ｒ_2g3 ）＜−０．６５ ・・・（２）
ただし、ｆ_t は望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ｍ₂ は広角端に対する望遠端での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
ｒ_2g3 は第２レンズ群の第２負レンズの物体側面近軸曲率半径、
ｒ_2g4 は第２レンズ群の第２負レンズの像側面近軸曲率半径、
である。

以下に、本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。

本発明のズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間の間隔中に開口絞りを配置し、広角端から望遠端への変倍時、各レンズ群の各々を一体で移動するものである。

このような構成により、簡易な構成としたズームレンズとなる。明るさ絞りをこの位置とすることで、第１レンズ群の径の大型化を避け、射出瞳も適度に遠くできる等の効果を奏する。

そして、広角端から望遠端への変倍時、第２レンズ群は像側に移動後物体側に移動し、広角端に対して望遠端にて、第１レンズ群は物体側に位置し、第３レンズ群は物体側に位置する移動方式としている。

このような構成により、広角端付近にて全長を小さくし、携帯時の小型化を達成している。このとき、第２レンズ群に上述の移動方式とすることで、中間状態付近での第２レンズ群の光線高を低く調整し、非点収差の変動を抑えやすくなる。

そして、
−０．１＜ｍ₂ ／ｆ_t ＜０．４ ・・・（１）
ただし、ｆ_t は望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ｍ₂ は広角端に対する望遠端での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
を満足する構成としている。

望遠端で第２レンズ群の位置を条件式（１）で規定する概略広角端の位置と同じにするか少し物体側にすることで、全長の変化を抑えながら第３レンズ群の移動量を大きくすることができ好ましい。

そして、第２レンズ群は他のレンズ群よりも小型になりやすいため、フォーカシング時に移動するレンズ群とすると、鏡枠のサイズも小さくしやすくなる。

このような移動方式とする場合、第２レンズ群の負屈折力を確保するとよい。

また、画角の確保や明るさの確保の点でも、第１レンズ群、第２レンズ群にて収差の発生を抑えることが好ましく、特に、広角端状態では、第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が負となるので、第２レンズ群の負パワーは強くなりやすい。そのため、第２レンズ群での収差補正を良好に行うことが好ましい。

本発明では、第１レンズ群を、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚乃至２枚の正レンズとで構成している。

このようにすることで、第１レンズ群での色収差等の補正を行う。

また、第２レンズ群を、物体側から順に、物体側に凸面を向け第１負メニスカスレンズと、像側面の近軸曲率の絶対値が物体側面の近軸曲率の絶対値よりも大きい第２負レンズと、物体側面の近軸曲率の絶対値が像側面の近軸曲率の絶対値よりも大きい第３正レンズとで構成している。

そして、第２レンズ群を上述の構成として、１面毎の光束への屈折作用を緩和させている。

そして、第２レンズ群の２枚目のレンズ（第２負レンズ）について、
−１．３＜（ｒ_2g3 ＋ｒ_2g4 ）／（ｒ_2g4 −ｒ_2g3 ）＜−０．６５ ・・・（２）
ただし、ｒ_2g3 は第２レンズ群の第２負レンズの物体側面近軸曲率半径、
ｒ_2g4 は第２レンズ群の第２負レンズの像側面近軸曲率半径、
を満足する形状とし、収差の低減を行っている。

条件式（１）の下限の−０．１を下回ると、第３レンズ群の移動量が小さくなり、変倍による収差の変動を抑えるのが難しくなる。上限の０．４を上回ると、結果的に広角端と望遠端のレンズ全長の変化が大きくなり、鏡枠構造が複雑になり、また、使用時のバランスが悪くなり好ましくない。

条件式（２）の上限の−０．６５を上回ると、高次の収差の発生が大きくなりすぎ、下限の−１．３を下回ると、他の面で出た収差の影響が大きくなる。

なお、上述及び後述の条件式は、最遠距離の物体に合焦した状態である。

さらには、
−３．０＜ｍ_2ws ／ｍ_2st ＜０ ・・・（Ａ）
ただし、ｍ_2ws は広角端に対する０．４４２×（ｆ_w ＋ｆ_t ）で定義する焦点距離となる状態での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
ｍ_2st は０．４４２×（ｆ_w ＋ｆ_t ）で定義する焦点距離となる状態に対する望遠端での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
ｆ_w は広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
を満足することが好ましい。

条件式（Ａ）の下限の−３．０を下回らないようにすることで、第３レンズ群の変倍負担を確保しやすくなり、収差バランスをとりながらの変倍比の確保に有利となる。上限の０を上回らないようにすることで、第２レンズ群の移動による中間状態付近の非点収差を補正する機能を得やすくなる。

また、さらには、
１．６＜Σｄ_w ／ｆ_bw＜２．２ ・・・（３）
ただし、Σｄ_w は広角端における第１レンズ群の最物体側面から第３レンズ群の最像側面までの光軸に沿った距離、
ｆ_bwは広角端における第３レンズ群の最像側面から焦点までの光軸に沿った距離、
を満足することが好ましい。

条件式各々を同時に満足することが好ましいが、何れか１つを満足する構成としてもよい。

条件式（３）の下限の１．６を下回らないようにすることで、第３レンズ群の変倍時の移動量の確保に有利となる。上限の２．２を上回らないようにすることで、広角端での全長を抑えられ好ましい。

また、さらには、
０．５＜ｍ₁ ／ｆ_t ＜０．９ ・・・（４）
ただし、ｍ₁ は広角端に対する望遠端での第１レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
を満足することが好ましい。

条件式（４）の下限の０．５を下回らないようにすることで、第１レンズ群のパワーが強くなりすぎることを抑え、広角端での第１レンズ群と第２レンズ群との合成系の負パワーを確保しやすくなる。そのため、レトロフォーカスタイプの機能による画角の確保、バックフォーカスの確保に有利となる。上限の０．９を上回らないようにすることで、第１レンズ群のパワーを確保し、第１、第２レンズ群間隔変化による変倍作用を持たせやすくなる。

また、さらには、
１．５＜ｆ₁ ／ｆ_t ＜４ ・・・（５）
ただし、ｆ₁ は第１レンズ群の焦点距離、
を満足することがより好ましい。

条件式（５）の下限の１．５を下回ると、広角端の全長を短くしようとする場合に、第２レンズ群のパワーが強くなりすぎ、収差補正上好ましくない。上限の４を越えると、広角端から望遠端の全長の変化量が大きくなり鏡枠構成上好ましくない。また、使用時のバランスの変化が大きくなり、使い勝手を低下させる。

条件式（５）は条件式（４）と同時に満足することがより好ましい。

条件式（３）、（４）、（５）の各条件式を同時に満足することがより好ましい。

また、さらには、第３レンズ群を、物体側から順に、接合レンズと、単レンズと、接合レンズとで構成し、これら２つの接合レンズを正レンズと負レンズを含む構成とすることが好ましい。

このような構成において、第３レンズ群は、物体側の接合レンズで軸上の色収差と球面収差を良好に補正しやすくし、像側の接合レンズで第１レンズ群と第２レンズ群で補正し切れない軸外収差と、望遠側での色収差を補正しやすくする。２組の接合レンズに挟まれた正レンズには、接合レンズでの補正が不得意な高次の収差を補正する機能を持たせられる。

このとき、さらに、
１．４５＜ｎ_3g2 ＜１．６ ・・・（６）
７７＜ν_3g3p＜９０ ・・・（７）
ただし、ｎ_3g2 は第３レンズ群中の単レンズの屈折率、
ν_3g3pは第３レンズ群中の像側の接合レンズに含まれる全正レンズのアッベ数、
を満足することが好ましい。

条件式（７）を満足することで、良好な色収差補正ができる。そして、条件式（６）を満足することで、単レンズでの良好な高次収差の発生量が得られ、この高次収差の発生で他で発生した収差をキャンセルしやすくなる。

条件式（７）の下限の７７を下回らないようにすることで分散を抑えて、色収差を補正しやすくなる。上限の９０を上回らないようにすることで、２次スペクトルの影響を抑えやすくなる。

条件式（６）下限の１．４５を下回らないようにすることで、材料の入手が容易となる。上限の１．６を上回らないようにすることで、高次収差の発生が容易となる。

また、さらには、
０．２＜ｎ_2g1 −ｎ_2g2 ＜０．３ （８）
ただし、ｎ_2g1 は第２レンズ群中の第１負メニスカスレンズの屈折率、
ｎ_2g2 は第２レンズ群中の第２負レンズの屈折率、
を満足することが好ましい。

条件式（８）は、特に第２レンズ群の２番目のレンズに適度な高次収差発生させ、全体の収差バランスをとりやすくするものである。下限の０．２を下回らないようにすることで、１番目のレンズ（第１負メニスカスレンズ）に対する２番目のレンズ（第２負レンズ）の屈折率を小さくし、面に曲率を持たせることで適度な高次収差を発生させやすくなる。若しくは、１番目のレンズの屈折率の確保により、１番目のレンズでの過度な高次収差の発生を抑えられる。上限の０．３を上回らないようにすることで、２番目のレンズによる高次収差の発生量を適度に抑えられる。

また、さらには、広角端に対して望遠端にて、第２レンズ群と開口絞りとの光軸に沿った距離を短くし、開口絞りと第３レンズ群との光軸に沿った距離も短くすることがより好ましい。

このようにすることで、広角端位置にて、絞りの物体側、像側のレンズ群のサイズが大きくならないように構成でき、射出瞳を像面から離しやすくなる。また、望遠端では、第２レンズ群と第３レンズ群間距離を小さくでき、変倍比の確保に有利となる。

また、さらには、広角端の半画角が３５°から４５°であり、変倍比が２．５から４とすることがより好ましい。

明るさの確保や、軸外収差の補正に有利な本発明の機能を活かしやすいズームレンズとなる。

以上の各条件式について、さらに以下の値とすることがより好ましい。

条件式（１）について、下限値を０．０とすることがより好ましい。

上限値を０．２、さらには、０．０８とすることがより好ましい。

条件式（２）について、下限値を−１．１６とすることがより好ましい。

上限値を−０．７５とすることがより好ましい。

条件式（Ａ）について、下限値を−１．０、さらには、−０．８とすることがより好ましい。

上限値を−０．０１、さらには、−０．０３とすることがより好ましい。

条件式（３）について、下限値を１．８とすることがより好ましい。

上限値を２．０とすることがより好ましい。

条件式（４）について、下限値を０．５５とすることがより好ましい。

上限値を０．７とすることがより好ましい。

条件式（５）について、下限値を２．０とすることがより好ましい。

上限値を３．０とすることがより好ましい。

条件式（６）について、下限値１．５０をとすることがより好ましい。

上限値１．５８をとすることがより好ましい。

条件式（７）について、下限値を８０とすることがより好ましい。

上限値を８５とすることがより好ましい。

条件式（８）について、下限値を０．２３とすることがより好ましい。

上限値を０．２７とすることがより好ましい。

本発明により、簡易な構成でありながら、明るさの確保や変倍時の非点収差の変動を抑えたズームレンズを提供することができる。それにより、明るくても広角端での画角の確保や変倍比の確保が容易なズームレンズを提供することができる。

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。図中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、開口絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、各種フィルター類等（ローパスフィルター、赤外カットフィルター、防塵用振動フィルター、ＣＣＤカバーガラス等）を１つの平行平板であらわしたものはＦ、像面（電子撮像素子の受光面）はＩで示してある。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第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は一体で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一体で第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は一体で開口絞りＳとの間隔を縮めながら物体側に移動する。

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負メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、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からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの像側の面と、像側の接合レンズの最も物体側の面の４面に用いている。

遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動することで行う。

実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第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は一体で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一体で第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は一体で開口絞りＳとの間隔を縮めながら物体側に移動する。

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正メニスカスレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２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からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の物体側から２番目の負メニスカスレンズの両面、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの両面の４面に用いている。

遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動することで行う。

実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第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は一体で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一体で第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は一体で開口絞りＳとの間隔を縮めながら物体側に移動する。

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正メニスカスレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２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からなり、第３レンズ群Ｇ３は、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、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなる。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の物体側から２番目の負メニスカスレンズの両面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面の４面に用いている。

遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動することで行う。

以下に、上記各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、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、ＯＤは像面から測った被写体距離である。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
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄ 、Ａ₆ 、Ａ₈ はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。

実施例１
ｒ₁ = 40.27 ｄ₁ = 2.40 ｎ_d1 =1.81 ν_d1 =25.43
ｒ₂ = 30.44 ｄ₂ = 0.44
ｒ₃ = 31.17 ｄ₃ = 6.70 ｎ_d2 =1.60 ν_d2 =60.64
ｒ₄ = 141.22 ｄ₄ = （可変）
ｒ₅ = 40.22 ｄ₅ = 1.30 ｎ_d3 =1.79 ν_d3 =47.37
ｒ₆ = 9.50 ｄ₆ = 5.77
ｒ₇ = -129.31（非球面） ｄ₇ = 1.78 ｎ_d4 =1.53 ν_d4 =55.78
ｒ₈ = 15.15（非球面） ｄ₈ = 3.83
ｒ₉ = 27.46 ｄ₉ = 1.85 ｎ_d5 =1.85 ν_d5 =23.78
ｒ₁₀= 126.31 ｄ₁₀= （可変）
ｒ₁₁= ∞（絞り） ｄ₁₁= （可変）
ｒ₁₂= 14.35 ｄ₁₂= 4.20 ｎ_d6 =1.53 ν_d6 =48.84
ｒ₁₃= -14.35 ｄ₁₃= 0.99 ｎ_d7 =1.77 ν_d7 =49.60
ｒ₁₄= -35.21 ｄ₁₄= 2.83
ｒ₁₅= -42.33 ｄ₁₅= 2.85 ｎ_d8 =1.53 ν_d8 =55.78
ｒ₁₆= -20.17（非球面） ｄ₁₆= 0.40
ｒ₁₇= -36.95（非球面） ｄ₁₇= 1.00 ｎ_d9 =1.90 ν_d9 =31.31
ｒ₁₈= 21.40 ｄ₁₈= 5.25 ｎ_d10=1.50 ν_d10=81.54
ｒ₁₉= -14.58 ｄ₁₉= （可変）
ｒ₂₀= ∞ ｄ₂₀= 4.57 ｎ_d11=1.52 ν_d11=64.14
ｒ₂₁= ∞ ｄ₂₁= 2.42
ｒ₂₂= ∞（像面）
非球面係数
第７面
Ｋ = 0.00
Ａ₄ = -2.44 ×10^-5
Ａ₆ = -3.98 ×10^-7
Ａ₈ = 9.73 ×10^-10
第８面
Ｋ = 0.00
Ａ₄ = -1.12 ×10^-4
Ａ₆ = -1.11 ×10^-6
Ａ₈ = 3.39 ×10^-9
第１６面
Ｋ = 0.00
Ａ₄ = -1.02 ×10^-4
Ａ₆ = 1.09 ×10^-6
Ａ₈ = 9.76 ×10^-9
第１７面
Ｋ = -2.23
Ａ₄ = 1.66 ×10^-6
Ａ₆ = 1.09 ×10^-6
Ａ₈ = 1.13 ×10^-8
ズームデータ（ＯＤ＝∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 14.3 24.5 41.2
Ｆ_NO 3.57 4.80 5.70
ω（°） 40.0 25.4 15.6
ｄ₄ 2.93 7.62 27.22
ｄ₁₀ 16.55 7.28 2.60
ｄ₁₁ 3.90 1.27 1.20
ｄ₁₉ 28.25 39.98 47.96
（ＯＤ＝250mm ）
ｄ₄ 1.09 5.60 24.10
ｄ₁₀ 18.39 9.30 5.72
ｄ₁₁ 3.90 1.27 1.20
ｄ₁₉ 28.25 39.98 47.96 。

実施例２
ｒ₁ = 70.91 ｄ₁ = 2.40 ｎ_d1 =1.81 ν_d1 =25.43
ｒ₂ = 49.17 ｄ₂ = 4.02 ｎ_d2 =1.52 ν_d2 =64.20
ｒ₃ = 116.84 ｄ₃ = 0.15
ｒ₄ = 44.85 ｄ₄ = 3.85 ｎ_d3 =1.60 ν_d3 =60.64
ｒ₅ = 103.04 ｄ₅ = （可変）
ｒ₆ = 61.14 ｄ₆ = 1.30 ｎ_d4 =1.79 ν_d4 =47.37
ｒ₇ = 10.29 ｄ₇ = 5.48
ｒ₈ = 662.61（非球面） ｄ₈ = 1.94 ｎ_d5 =1.53 ν_d5 =55.78
ｒ₉ = 13.99（非球面） ｄ₉ = 3.62
ｒ₁₀= 24.57 ｄ₁₀= 2.16 ｎ_d6 =1.85 ν_d6 =23.78
ｒ₁₁= 103.08 ｄ₁₁= （可変）
ｒ₁₂= ∞（絞り） ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= 13.28 ｄ₁₃= 4.08 ｎ_d7 =1.55 ν_d7 =45.79
ｒ₁₄= -16.05 ｄ₁₄= 0.99 ｎ_d8 =1.77 ν_d8 =49.60
ｒ₁₅= -52.76 ｄ₁₅= 1.70
ｒ₁₆= -34.65（非球面） ｄ₁₆= 2.85 ｎ_d9 =1.53 ν_d9 =55.78
ｒ₁₇= -20.34（非球面） ｄ₁₇= 0.40
ｒ₁₈= -47.88 ｄ₁₈= 1.00 ｎ_d10=1.90 ν_d10=31.31
ｒ₁₉= 16.49 ｄ₁₉= 5.21 ｎ_d11=1.50 ν_d11=81.54
ｒ₂₀= -13.66 ｄ₂₀= （可変）
ｒ₂₁= ∞ ｄ₂₁= 4.57 ｎ_d12=1.52 ν_d12=64.14
ｒ₂₂= ∞ ｄ₂₂= 2.42
ｒ₂₃= ∞（像面）
非球面係数
第８面
Ｋ = 0.00
Ａ₄ = 6.22 ×10^-5
Ａ₆ = -1.10 ×10^-6
Ａ₈ = 5.60 ×10^-9
第９面
Ｋ = 0.00
Ａ₄ = -3.21 ×10^-5
Ａ₆ = -1.80 ×10^-6
Ａ₈ = 5.45 ×10^-9
第１６面
Ｋ = 0.00
Ａ₄ = -1.13 ×10^-4
Ａ₆ = 1.06 ×10^-6
Ａ₈ = 1.46 ×10^-8
第１７面
Ｋ = -1.36
Ａ₄ = 1.75 ×10^-5
Ａ₆ = 9.41 ×10^-7
Ａ₈ = 1.48 ×10^-8
ズームデータ（ＯＤ＝∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 14.3 24.5 41.2
Ｆ_NO 3.56 4.80 5.76
ω（°） 40.1 25.4 15.7
ｄ₅ 3.10 9.46 29.62
ｄ₁₁ 15.42 3.74 2.30
ｄ₁₂ 5.53 4.91 1.20
ｄ₂₀ 28.46 39.22 46.87
（ＯＤ＝250mm ）
ｄ₅ 1.07 7.18 26.14
ｄ₁₁ 17.45 6.02 5.78
ｄ₁₂ 5.53 4.91 1.20
ｄ₂₀ 28.46 39.22 46.87 。

実施例３
ｒ₁ = 77.18 ｄ₁ = 2.00 ｎ_d1 =1.81 ν_d1 =25.43
ｒ₂ = 47.13 ｄ₂ = 5.44 ｎ_d2 =1.52 ν_d2 =64.20
ｒ₃ = 437.08 ｄ₃ = 0.13
ｒ₄ = 43.54 ｄ₄ = 3.35 ｎ_d3 =1.60 ν_d3 =60.64
ｒ₅ = 92.64 ｄ₅ = （可変）
ｒ₆ = 64.17 ｄ₆ = 0.95 ｎ_d4 =1.77 ν_d4 =49.60
ｒ₇ = 9.22 ｄ₇ = 5.26
ｒ₈ = 208.46（非球面） ｄ₈ = 1.50 ｎ_d5 =1.53 ν_d5 =55.78
ｒ₉ = 14.64（非球面） ｄ₉ = 2.03
ｒ₁₀= 20.26 ｄ₁₀= 2.29 ｎ_d6 =1.85 ν_d6 =23.78
ｒ₁₁= 64.08 ｄ₁₁= （可変）
ｒ₁₂= ∞（絞り） ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= 15.46 ｄ₁₃= 5.09 ｎ_d7 =1.52 ν_d7 =52.43
ｒ₁₄= -11.06 ｄ₁₄= 1.00 ｎ_d8 =1.74 ν_d8 =52.64
ｒ₁₅= 129.25 ｄ₁₅= 3.18
ｒ₁₆= 64.86（非球面） ｄ₁₆= 5.76 ｎ_d9 =1.53 ν_d9 =55.78
ｒ₁₇= -12.21（非球面） ｄ₁₇= 0.15
ｒ₁₈= -41.57 ｄ₁₈= 3.61 ｎ_d10=1.50 ν_d10=81.54
ｒ₁₉= -12.31 ｄ₁₉= 0.98 ｎ_d11=1.81 ν_d11=25.42
ｒ₂₀= -30.58 ｄ₂₀= （可変）
ｒ₂₁= ∞ ｄ₂₁= 4.57 ｎ_d12=1.52 ν_d12=64.14
ｒ₂₂= ∞ ｄ₂₂= 2.42
ｒ₂₃= ∞（像面）
非球面係数
第８面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 1.99 ×10^-5
Ａ₆ = -6.87 ×10^-7
Ａ₈ = 9.38 ×10^-10
第９面
Ｋ = 0
Ａ₄ = -7.47 ×10^-5
Ａ₆ = -1.48 ×10^-6
Ａ₈ = -8.81 ×10^-10
第１６面
Ｋ = 0
Ａ₄ = -6.79 ×10^-5
Ａ₆ = 4.96 ×10^-8
Ａ₈ = -1.46 ×10^-9
第１７面
Ｋ = 0
Ａ₄ = 3.33 ×10^-5
Ａ₆ = 1.21 ×10^-7
Ａ₈ = 8.74 ×10^-10
ズームデータ（ＯＤ＝∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 14.2 24.5 41.2
Ｆ_NO 3.54 4.82 5.47
ω（°） 40.4 25.3 15.7
ｄ₅ 3.14 13.75 26.99
ｄ₁₁ 15.59 7.76 2.00
ｄ₁₂ 3.62 1.25 1.13
ｄ₂₀ 28.53 37.06 45.50
（ＯＤ＝250mm ）
ｄ₅ 1.27 11.34 23.50
ｄ₁₁ 17.46 10.18 5.49
ｄ₁₂ 3.62 1.25 1.13
ｄ₂₀ 28.53 37.06 45.50 。

以上の実施例１の無限遠物点合焦時及び被写体距離２５０ｍｍ時の収差図をそれぞれ図４、図５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）は望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。各図中、“ＦＩＹ”は最大像高を示す。また、実施例２の同様の収差図をそれぞれ図６、図７に、実施例３の同様の収差図をそれぞれ図８、図９に示す。また、図１０、図１１は実施例１のそれぞれ無限遠物点合焦時及び被写体距離２５０ｍｍ時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）での横収差図を示す。また、実施例２の同様の横収差図をそれぞれ図１２、図１３に、実施例３の同様の横収差図をそれぞれ図１４、図１５に示す。これら横収差図中、×０．４、×０．７、×０．９、×１．０は最大像高に対する像高の倍率を示し、その像高での横収差を示す。

次に、上記各実施例における条件式（１）〜（２）、（Ａ）、（３）〜（８）の値を示す。

条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
（１） 0.074 0.023 0.022
（２） -0.790 -1.046 -1.151
（Ａ） -0.05 -0.62 -0.65
（３） 1.84 1.84 1.83
（４） 0.67 0.67 0.60
（５） 2.64 2.74 2.29
（６） 1.525 1.525 1.525
（７） 81.5 81.5 81.5
（８） 0.247 0.263 0.248 。

図１６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ＣＭＯＳ等を用いた電子撮像装置としての一眼レフレックスカメラの断面図である。図１６において、１は一眼レフレックスカメラ（一眼レフカメラ）、２はズーム機構と合焦機構を備えた鏡筒内に配置された撮影レンズ系、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１〜５に示した本発明のズームレンズが用いられる。

以上の本発明によれば、一眼レフタイプのデジタルカメラに適した交換レンズとして、明るさの確保や変倍時の非点収差の変動を抑えたズームレンズを実現することができる。それにより、明るくても広角端での画角の確保や変倍比の確保が容易なズームレンズを実現することができる。

本発明のズームレンズの実施例１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実施例２の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例３の図１と同様の図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例１の被写体距離２５０ｍｍ時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の被写体距離２５０ｍｍ時の収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例３の被写体距離２５０ｍｍ時の収差図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の横収差図である。 実施例１の被写体距離２５０ｍｍ時の横収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の横収差図である。 実施例２の被写体距離２５０ｍｍ時の横収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の横収差図である。 実施例３の被写体距離２５０ｍｍ時の横収差図である。 本発明のズームレンズを交換レンズとして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
Ｆ…平行平板（各種フィルター類等）
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 (10)

1. 物体側から像側に順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とからなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の間隔中に開口絞りを有し、広角端から望遠端への変倍時、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群は各々一体で移動し、前記第２レンズ群は像側に移動後物体側に移動し、広角端に対して望遠端にて、前記第１レンズ群は物体側に位置し、前記第３レンズ群は物体側に位置し、前記第１レンズ群は、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚乃至２枚の正レンズとからなり、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第１負メニスカスレンズと、像側面の近軸曲率の絶対値が物体側面の近軸曲率の絶対値よりも大きい第２負レンズと、物体側面の近軸曲率の絶対値が像側面の近軸曲率の絶対値よりも大きい第３正レンズとからなり、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第２レンズ群は移動し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
   −０．１＜ｍ₂ ／ｆ_t ＜０．４ ・・・（１）
   −１．３＜（ｒ_2g3 ＋ｒ_2g4 ）／（ｒ_2g4 −ｒ_2g3 ）＜−０．６５ ・・・（２）
   ただし、ｆ_t は望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
   ｍ₂ は広角端に対する望遠端での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
   ｒ_2g3 は第２レンズ群の第２負レンズの物体側面近軸曲率半径、
   ｒ_2g4 は第２レンズ群の第２負レンズの像側面近軸曲率半径、
   である。
2. 前記第２レンズ群が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。
   −３．０＜ｍ_2ws ／ｍ_2st ＜０ ・・・（Ａ）
   ただし、ｍ_2ws は広角端に対する０．４４２×（ｆ_w ＋ｆ_t ）で定義する焦点距離となる状態での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
   ｍ_2st は０．４４２×（ｆ_w ＋ｆ_t ）で定義する焦点距離となる状態に対する望遠端での第２レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
   ｆ_w は広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
   である。
3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ。
   １．６＜Σｄ_w ／ｆ_bw＜２．２ ・・・（３）
   ただし、Σｄ_w は広角端における第１レンズ群の最物体側面から第３レンズ群の最像側面までの光軸に沿った距離、
   ｆ_bwは広角端における第３レンズ群の最像側面から焦点までの光軸に沿った距離、
   である。
4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のズームレンズ。
   ０．５＜ｍ₁ ／ｆ_t ＜０．９ ・・・（４）
   ただし、ｍ₁ は広角端に対する望遠端での第１レンズ群の移動量であり、物体側への変位を正符号、
   である。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のズームレンズ。
   １．５＜ｆ₁ ／ｆ_t ＜４ ・・・（５）
   ただし、ｆ₁ は第１レンズ群の焦点距離、
   である。
6. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、接合レンズと、単レンズと、接合レンズとからなり、これら２つの接合レンズは正レンズと負レンズを含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
7. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６記載のズームレンズ。
   １．４５＜ｎ_3g2 ＜１．６ ・・・（６）
   ７７＜ν_3g3p＜９０ ・・・（７）
   ただし、ｎ_3g2 は第３レンズ群中の単レンズの屈折率、
   ν_3g3pは第３レンズ群中の像側の接合レンズに含まれる全正レンズのアッベ数、
   である。
8. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のズームレンズ。
   ０．２＜ｎ_2g1 −ｎ_2g2 ＜０．３ （８）
   ただし、ｎ_2g1 は第２レンズ群中の第１負メニスカスレンズの屈折率、
   ｎ_2g2 は第２レンズ群中の第２負レンズの屈折率、
   である。
9. 広角端に対して望遠端にて、前記第２レンズ群と前記開口絞りとの光軸に沿った距離は短くなり、前記開口絞りと前記第３レンズ群との光軸に沿った距離は短く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。
10. 広角端の半画角が３５°から４５°であり、変倍比が２．５から４であ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。

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