JP2009198552A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォーカシング時の収差変動、特に倍率色収差の変動が小さく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有するズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群を有し、各レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行うズームレンズにおいて、
開口絞りを有し、該第２レンズ群を第１フォーカス群、該後群中の１つのレンズ群の一部を構成するサブレンズ群を第２フォーカス群とするとき、第１、第２フォーカス群のレンズ構成及びフォーカスに際しての移動量を適切に設定したこと。
なる条件を満足すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スチルカメラ、テレビカメラ、ビデオカメラ、写真用カメラ、そしてデジタルカメラ等に好適なズームレンズに関する。特に、無限遠から最至近撮影距離に至る物体距離全般にわたり良好なる収差補正を行うことのできるフォーカシング方式を用いたズームレンズに関するものである。

従来より、ズームレンズのフォーカシング方式として、最も物体側に位置する第１レンズ群を光軸方向に移動させて行う所謂前玉フォーカス方式が知られている。

この他、第２レンズ群以降のレンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングする所謂インナーフォーカス方式又はリアフォーカス方式が知られている。

前玉フォーカシング方式を用いたズームレンズは、同一物体距離に対するフォーカスレンズ群（フォーカス群）の繰り出し量がズーム位置によらず一定である。このため、鏡筒構造を簡単にできるという利点がある。

しかしながら、この方式のズームレンズでは、至近距離物体の撮影時において画面周辺光量を十分多く確保するためには前玉の有効径を大きくする必要があり、この結果レンズ全系が大型化してくる傾向がある。

また、フォーカスレンズ群が高重量となるため、オートフォーカスを用いたカメラにおいては、フォーカススピードが低下してくるといった問題がある。

一方、インナーフォーカス方式や、リアフォーカス方式を用いたズームレンズでは、前玉フォーカス方式に比べ、第１レンズ群の光線有効径が小さくなるため、レンズ径全体の小型化が容易となる。

また、比較的小型軽量のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うため、オートフォーカス方式を用いたカメラにおいては、迅速なフォーカシングが容易となる。しかしながら、この方式のズームレンズでは、フォーカシングの際収差変動が大きく、物体距離全域にわたり良好な光学性能を得ることが困難である。

前玉径の大型化や、フォーカシングの際の収差変動を改善する方法として、フォーカシングに際して複数のレンズ群を光軸方向に移動させるフローティング方法がある。

また、１つのレンズ群と他の１つのレンズ群の一部を構成するサブレンズ群とを光軸方向に移動させるフォーカス方法がある。フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させる方式では、フォーカシングレンズ群のフォーカスストロークを短くすることができ、レンズ系全体の小型化が図れるほか、収差変動の低減を図ることができる。

複数のレンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うフローティング方式を用いたズームレンズが種々と提案されている（特許文献１、２）。

また、１つのレンズ群と他の１つのレンズ群の一部を構成するサブレンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うズームレンズが知られている（特許文献３、４）。

特許文献１のズームレンズでは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、そして最終レンズ群に負の屈折力のレンズ群を有している。そして第１レンズ群および最終レンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシング行うズームレンズを開示している。

また、特許文献２のズームレンズでは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群を有している。そして第１レンズ群、第２レンズ群を光軸上に移動させることによりフォーカシングを行うズームレンズを開示している。

特許文献３のズームレンズでは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有している。そして、第１レンズ群および第４レンズ群の一部もしくは全部を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うズームレンズを開示している。

特許文献４のズームレンズでは、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を有し、最も像側に位置するレンズ群は２つのレンズ群より成っている。そして最も像側のレンズ群の２つのレンズ群の内いずれか一方のレンズ群と最も物体側のレンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うズームレンズを開示している。
特開平０８−０１５６０８号公報 特開平１１−２５８５０６号公報 特開平０４−１２７１１１号公報 特開平０７−１４０３８９号公報

ズームレンズにおいて、全ズーム範囲および物体距離全般（全フォーカス範囲）で高い光学性能を得るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群のパワーやレンズ構成等を最適に設定する必要がある。

全ズーム領域で高い光学性能を得るには、例えば各レンズ群のパワーを小さくする方法、または、各レンズ群のレンズ枚数を増加し、各レンズ群で発生する収差を小さくする方法等がある。しかしながら、いずれの方法もレンズ系全体が大型化してくる。

レンズ系全体の小型化を実現するためには、各レンズ群のパワーを強くする必要がある。しかしながら各レンズ群の屈折力を強くすると、フォーカシング時の収差変動、特に倍率色収差の変動が増大してくる。

さらに、レンズ系全体の大口径、高ズーム比化、そして最至近撮影距離（最短撮影距離）を短くしようとすると、その傾向が顕著となってくる。

ズームレンズを構成するレンズ群のうち、複数のレンズ群を移動させることにより、フォーカシングを行うと収差変動を低減することが容易となる。

一般には複数のレンズ群を移動させてフォーカシングするとき、フォーカシングの際の倍率色収差の変動とズーミング時の倍率色収差の変動も同時に補正する必要がある。そのため、収差変動の補正の自由度が少なくなり、フォーカシング時の倍率色収差の変動を補正するのが難しくなる。

ズームレンズを構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群（第１フォーカス群）と、他の１つのレンズ群を構成する一部（第２フォーカス群）を移動させてフォーカシングを行う方法は、比較的収差変動を低減することが容易である。

この方法では、第２フォーカス群を有するレンズ群全体でズーミング時の倍率色収差の変動を補正し、フォーカシング時の倍率色収差の変動のみを第２フォーカス群を移動させて行っている。

これにより、ズーミング時とフォーカシング時で別々に補正を行っている。そのため、倍率色収差の変動の補正の自由度が高まり、物体距離全般において倍率色収差を良好に補正した高い光学性能を得るのが容易となる。

但しこのフォーカス方式では、第１フォーカス群と第２フォーカス群が倍率色収差を打ち消しあう方向に移動していないと、フォーカシング時の倍率色収差の補正を良好に行うのが困難になる。

又、第１フォーカス群が最も物体側のレンズ群で、第２フォーカス群が最終レンズ群という構成だと、フォーカシング時の画面周辺光量の低下が著しく大きくなる。このため画面周辺光量を十分確保しようとするとレンズの有効径が大きくなり、レンズ全系が大型化してくるので良くない。

このため、１つのレンズ群（第１フォーカス群）と、他の１つのレンズ群を構成する一部（第２フォーカス群）を移動させてフォーカシングを行うズームレンズでは、第１、第２フォーカス群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。

特に第１、第２フォーカス群を構成する正レンズや負レンズの材料のアッベ数が不適切であると、フォーカシング及びズーミングの際の倍率色収差の変動が大きくなり、高い光学性能を得るのが困難になってくる。

本発明は、フォーカシング時の収差変動、特に倍率色収差の変動が小さく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有するズームレンズおよび、それを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群を有し、各レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行うズームレンズにおいて、
開口絞りを有し、該第２レンズ群を第１フォーカス群、該後群中の１つのレンズ群のうちの一部を構成するサブレンズ群を第２フォーカス群とするとき、
該第１フォーカス群と該第２フォーカス群はどちらも正レンズと負レンズを有しており、
該第１フォーカス群を構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｍｐ、Ｖｍｎ、該第２フォーカス群を構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｓｐ、Ｖｓｎ、無限遠から最至近撮影距離にフォーカシングしたときの該開口絞りから該第１フォーカス群の最も物体側の面頂点までの距離の差をΔＸｍ、無限遠から最至近撮影距離にフォーカシングしたときの該開口絞りから該第２フォーカス群の最も物体側の面頂点までの距離の差をΔＸｓとするとき
ΔＸｍ×（Ｖｍｎ−Ｖｍｐ）×ΔＸｓ×（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）＞０
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、フォーカシング時の収差変動、特に倍率色収差の変動が小さく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。

以下、図面を用いて本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群より成っている。ズーミングに際しては各レンズ群の間隔を変化させている。フォーカシング（フォーカス）に際しては第２レンズ群を第１フォーカス群、後群中の１つのレンズ群のうちの一部を構成するサブレンズ群を第２フォーカス群としている。

図１は実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。

図２、図３、図４は順に本発明の実施例１の無限遠物体に合焦したときの収差図、最至近撮影距離０．５ｍ（撮影倍率β＝０．１５）の物体に合焦したときの収差図、第１フォーカス群のみで距離０．５ｍの物体に合焦したときの収差図である。

図５は実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６、図７、図８は順に、本発明の実施例２の無限遠物体に合焦したときの収差図、最至近撮影距離０．５ｍ（撮影倍率β＝０．１５）の物体に合焦したときの収差図、第１フォーカス群のみで距離０．５ｍの物体に合焦した場合の収差図である。

図９は実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０、図１１、図１２は順に、本発明の実施例３の無限遠物体に合焦したときの収差図、最至近撮影距離０．５ｍ（撮影倍率β＝０．１９）の物体に合焦したときの収差図、第１フォーカス群のみで距離０．５ｍの物体に合焦した場合の収差図である。

図１３は実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１４、図１５、図１６は順に、本発明の実施例４の無限遠物体に合焦したときの収差図、最至近撮影距離０．５ｍ（撮影倍率β＝０．２０）の物体に合焦したときの収差図、第１フォーカス群のみで距離０．５ｍの物体に合焦した場合の収差図である。

尚、収差図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は順に広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）を示している。

又、距離０．５ｍは、各実施例の最至近撮影距離であって、像面からの距離である。なお、後述する数値実施例の数値は（ｍｍ）単位で表わされている。

図１７は本発明のズームレンズを備える要部概略図である。

尚、レンズ断面図において左方が物体側（被写体側）で、右方が像側である。

各レンズ断面図において、ｉを物体側から数えたときの順番としたときＬｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは１以上のレンズ群を含む後群である。Ｌｍは第１フォーカス群、Ｌｓは１つのレンズ群の一部を構成するサブレンズ群である第２フォーカス群である。また、ＳＰは開口絞りである。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。

矢印は広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。

各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、２つ又は３つのレンズ群より成る後群ＬＲより成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行っている。尚、後群ＬＲは４以上のレンズ群を有していても良い。

又、各実施例においてフォーカスは第１フォーカス群Ｌｍと第２フォーカス群Ｌｓの２つのレンズ群を移動させて行っている。

第１フォーカス群Ｌｍ（第２レンズ群Ｌ２）はレンズ群の移動に対するピント面の移動量が最も大きいレンズ群である。

第２フォーカス群Ｌｓは第２レンズ群Ｌ２以降の複数のレンズ群より成る後群ＬＲ中の１つのレンズ群の一部を構成するサブレンズ群である。

第１フォーカス群Ｌｍ、第２フォーカス群Ｌｓに関する矢印は、無限遠から最至近撮影距離へフォーカシングする際に移動する軌跡を示している。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線、ｇ線、Ｓ．Ｃは正弦条件である。ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ｆｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端とは変倍用レンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例では、第１フォーカス群Ｌｍと第２フォーカス群Ｌｓは、どちらも正レンズと負レンズを有している。

そして第１フォーカス群Ｌｍを構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｍｐ、Ｖｍｎとする。

第２フォーカス群Ｌｓを構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｓｐ、Ｖｓｎとする。

無限遠から最至近撮影距離へフォーカシングしたときの開口絞りＳＰから第１フォーカス群Ｌｍの最も物体側の面頂点までの距離の差をΔＸｍ（ｍｍ）とする。

無限遠から最至近撮影距離へフォーカシングしたときの開口絞りＳＰから第２フォーカス群Ｌｓの最も物体側の面頂点までの距離の差をΔＸｓ（ｍｍ）とする。

第２フォーカス群Ｌｓの焦点距離をｆｓ、無限遠物体にフォーカスしているときの第２フォーカス群Ｌｓを有するレンズ群の焦点距離をｆｆとする。

第１フォーカス群Ｌｍのみで無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングを行ったとき、ｇ線の倍率色収差量の差が正のときｇ＝１とし、負のときｇ＝−１とおく。

そして無限遠から最至近撮影距離へフォーシングするときの第２フォーカス群Ｌｓの移動量をΔｘ（ｍｍ）とする。

このとき、以下の諸条件のうち１以上を満足している。

ΔＸｍ×（Ｖｍｎ−Ｖｍｐ）×ΔＸｓ×（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）＞０
・・・・・（１）
０．０１＜|ｆｆ／ｆｓ|＜０．４０ ・・・・・（２）
ｇ×（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）×ΔＸ＞０ ・・・・・（３）
次に各実施例のズームレンズにおいて、フォーカスにおける光学的作用について説明する。

各実施例におけるズームレンズにおいては、フォーカシング時における倍率色収差の変動を補正する為に、第１フォーカス群Ｌｍで発生する倍率色収差を打ち消すように第２フォーカス群Ｌｓを移動させている。

一般に、ズームレンズにおいて、フォーカシングを行うレンズ群が正のパワー（屈折力＝焦点距離の逆数）を有する場合、全系の焦点距離の変化は次のとおりである。無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離に対し至近距離物体にフォーカスしているときの方が全系の焦点距離は長くなる。

そのため、無限遠物体にフォーカスしているときに対し、至近距離物体にフォーカスしているときは、ｇ線の倍率色収差がアンダー側に発生する。

一方、フォーカシングを行うレンズ群が負のパワーを有する場合、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離に対し至近距離物体にフォーカスしているときの方が全系の焦点距離は短くなる。そのため、無限遠物体にフォーカスしているときに対し、至近距離物体にフォーカスしているときは、ｇ線の倍率色収差がオーバー側に発生する。

第１フォーカス群が負のパワーを有し、第２フォーカス群が負の倍率色収差成分を有するとき、第２フォーカス群が開口絞りより物体側ならば開口絞りから遠ざかる方向に移動すれば倍率色収差の変動を補正することができる。又、開口絞りより像側ならば開口絞りに近づく方向に移動することで倍率色収差の変動を補正することができる。

また、第１フォーカス群が負のパワーを有し、第２フォーカス群が正の倍率色収差成分を有するとき、第２フォーカス群が開口絞りより物体側ならば開口絞りに近づく方向に移動すれば、倍率色収差の変動を補正することができる。

又、開口絞りより像側ならば開口絞りから遠ざかる方向に移動することで倍率色収差の変動を補正することができる。

また、第１フォーカス群が正のパワーを有し、第２フォーカス群が正の倍率色収差成分を有するとき、第２フォーカス群が開口絞りより物体側ならば開口絞りから遠ざかる方向に移動すれば、倍率色収差の変動を補正することができる。

開口絞りより像側ならば開口絞りに近づく方向に移動することで倍率色収差変動を補正することができる。

また、第１フォーカス群が正のパワーを有し、第２フォーカス群が負の倍率色収差成分を有するとき、第２フォーカス群が開口絞りより物体側ならば開口絞りに近づく方向に移動すれば、倍率色収差の変動を補正することができる。

開口絞りより像側ならば開口絞りから遠ざかる方向に移動することで倍率色収差変動を補正することができる。

前述した条件式（１）、（３）は、いずれも第１フォーカス群Ｌｍにより発生するフォーカシング時の倍率色収差の変動を第２フォーカス群Ｌｓで補正するための条件式である。

条件式（１）の下限値を下回る場合、第１フォーカス群Ｌｍと第２フォーカス群Ｌｓが倍率色収差を打ち消しあう方向に移動しない。また、条件式（３）の下限値を下回る場合、第１フォーカス群Ｌｍと第２フォーカス群Ｌｓが倍率色収差を打ち消しあう方向に移動しない。

また、第２フォーカス群Ｌｓはフォーカシング時の倍率色収差変動の補正を目的としている。そのため、第２フォーカス群Ｌｓに比較的強いパワーを配置すると、フォーカシングの際、球面収差、像面湾曲等の収差が変動してしまうため、全ズーム領域にて良好な光学性能を得ることが困難となってしまう。

条件式（２）は、その第２フォーカス群Ｌｓのパワーを規定するものである。

条件式（２）の上限を超えて第２フォーカス群Ｌｓのパワーが強くなりすぎると、第２フォーカス群Ｌｓのフォーカシング時の移動により、球面収差・像面湾曲といった倍率色収差以外の収差が大きく変動してしまう。

そのため、全ズーム領域、全フォーカス域において良好な光学性能を得ることが困難となる。

また、下限値を超えて第２フォーカス群Ｌｓのパワーが弱くなると、第２フォーカス群Ｌｓを有するレンズ群のパワーを第２フォーカス群Ｌｓ以外のレンズ群にて分担することになる。

そのため、第２フォーカス群Ｌｓを有するレンズ群の収差補正を十分に行うことが難しくなり、ズーミング時の収差変動の補正が困難となる。

各実施例において、更に望ましくは上記条件式（２）の数値範囲を以下の数値範囲とするのが良い。

０．０１＜|ｆｆ／ｆｓ|＜０．３５ ・・・・・（２ａ）
第２フォーカス群Ｌｓを含むレンズ群は後群ＬＲ中の最も像側のレンズ群よりも物体側に位置するレンズ群としている。

又、第１フォーカス群Ｌｍは最も物体側の第１レンズ群Ｌ１とせず、第１レンズ群Ｌ１よりも像側のレンズ群としている。

前述したように、最も物体側のレンズ群をフォーカス群とした場合、至近距離物体での画面周辺光量を十分確保するためにレンズ外径が大きくなる。

また、同様に、最も像面側のレンズ群をフォーカス群とした場合も、フォーカス群の移動領域を確保しなければならず、画面周辺光量を十分確保のためレンズ外径を大きくする必要がある。そのため、第１フォーカス群Ｌｍおよび第２フォーカス群Ｌｓを最も物体側のレンズ群および最も像面側のレンズ群に配置した場合、最も画面周辺光量が低下する。

このため、それを回避するにはレンズ外径を大きくする必要があり、レンズ有効径が大型化してしまう。

そこで本実施例では第１フォーカス群Ｌｍ、第２フォーカス群Ｌｓを最も物体側のレンズ群と最も像面側以外のレンズ群とする方が良い。

また、第１フォーカス群Ｌｍ、第２フォーカス群Ｌｓの一方のレンズ群を最も物体側のレンズ群または最も像面側のレンズ群とした場合は、他方のレンズ群は最も物体側のレンズ群や最も像面側のレンズ群以外のレンズ群とする方が良い。

以上のように各実施例によればフォーカシング時の収差変動、特に倍率色収差の変動が小さく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。

次に各実施例のズームレンズのレンズ構成の特徴について説明する。

図１の実施例１は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５を有している。

第４レンズ群Ｌ４は負の屈折力の第４ａレンズ群Ｌ４ａと負の屈折力の第４ｂレンズ群Ｌ４ｂを有している。

広角端から望遠端へのズーミングの際、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ像面側へ移動する。

第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を減少しつつ第５レンズ群Ｌ５と一体に物体側へ移動する。

第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を増大しつつ像側へ移動する。

実施例１において第２レンズ群Ｌ２は第１フォーカス群Ｌｍを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングの際、物体側へ移動する。また、第４ｂレンズ群Ｌ４ｂは第２フォーカス群Ｌｓを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングの際、物体側へ移動する。

第２フォーカス群Ｌｓは１枚の負レンズＧ４ｂｎと１枚の正レンズＧ４ｂｐにより構成され、負レンズＧ４ｂｎの材料に高分散ガラスを、正レンズＧ４ｂｐの材料に低分散ガラスを使用している。

第２フォーカス群Ｌｓは全体として、負の倍率色収差成分を有している。無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングの際、第２フォーカス群Ｌｓを物体側へ移動させている。これにより第１フォーカス群Ｌｍのフォーカシングによって発生する倍率色収差の変動を補正し、全フォーカス域において倍率色収差が補正された良好な光学性能を得ている。

図５の実施例２は物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５を有している。

第４レンズ群Ｌ４は負の屈折力の第４ａレンズ群Ｌ４ａと負の屈折力の第４ｂレンズ群Ｌ４ｂを有している。広角端から望遠端へのズーミングの際、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ像面側へ移動する。

第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を減少しつつ第５レンズ群Ｌ５と一体に物体側へ移動する。

第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を増大しつつ移動する。

実施例２において第２レンズ群Ｌ２は、第１フォーカス群Ｌｍを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して物体側へ移動する。

また、第４ｂレンズ群Ｌ４ｂは第２フォーカス群Ｌｓを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して、像側へ移動する。第２フォーカス群Ｌｓは１枚の負レンズＧ４ｂｎと１枚の正レンズＧ４ｂｐにより構成され、負レンズＧ４ｂｎの材料に低分散ガラスを、正レンズＧ４ｂｐの材料に高分散ガラスを使用している。第２フォーカス群Ｌｓは、全体として、正の倍率色収差成分を有している。

無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して、第２フォーカス群Ｌｓを像面側へ移動させている。これにより第１フォーカス群Ｌｍのフォーカシングによって発生する倍率色収差の変動を補正し、全フォーカス域において倍率色収差を補正した良好な光学性能を得ている。

図９の実施例３は物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有している。第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力の第３ａレンズ群Ｌ３ａと負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｌ３ｂを有している。

広角端から望遠端へのズーミングの際、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ物体側へ移動する。

第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を減少しつつ物体側へ移動する。

第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を減少しつつ物体側へ移動する。

実施例３において第２レンズ群Ｌ２は、第１フォーカス群Ｌｍを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して物体側へ移動する。

また、第３ｂレンズ群Ｌ３ｂは第２フォーカス群Ｌｓを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して、物体側へ移動する。

第２フォーカス群Ｌｓは１枚の負レンズＧ３ｂｎと１枚の正レンズＧ３ｂｐにより構成され、負レンズＧ３ｂｎの材料に高分散ガラスを、正レンズＧ３ｂｐの材料に低分散ガラスを使用している。

第２フォーカス群Ｌｓは全体として、負の倍率色収差成分を有している。無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して、第２フォーカス群Ｌｓを物体側へ移動させている。これにより第１フォーカス群Ｌｍのフォーカシングによって発生する倍率色収差の変動を補正し、全フォーカス域において倍率色収差を補正した良好な光学性能を得ている。

図１３の実施例４は物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有している。

第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力の第３ａレンズ群Ｌ３ａと負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｌ３ｂを有している。広角端から望遠端へのズーミングの際、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ移動する。

第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を減少しつつ物体側へ移動する。

第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を減少しつつ物体側へ移動する。

実施例４において第２レンズ群Ｌ２は、第１フォーカス群Ｌｍを構成し無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して、物体側へ移動する。

また、第３ｂレンズ群Ｌ３ｂは第２フォーカス群Ｌｓを構成し、無限遠から最至近撮影距離へのフォーカシングに際して、像側へ移動する。

第２フォーカス群Ｌｓは１枚の負レンズＧ３ｂｎと１枚の正レンズＧ３ｂｐにより構成され、負レンズＧ３ｂｎの材料に低分散ガラスを、正レンズＧ３ｂｐの材料に高分散ガラスを使用している。

第２フォーカス群Ｌｓは全体として、正の倍率色収差成分を有している。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第２フォーカス群Ｌｓを像面側へ移動させることにより第１フォーカス群Ｌｍのフォーカシングによって発生する倍率色収差の変動を補正している。これにより、全フォーカス域において倍率色収差を補正した良好な光学性能を得ている。

尚、実施例１〜４はいずれも第２フォーカス群の繰り出し量をレンズ全系の焦点距離に関わらず一定の量としているが、これに限らず、レンズ全系の焦点距離ごとに第２フォーカス群の繰り出し量を変化させても良い。

レンズ全系の焦点距離ごとに繰り出し量を変化させるとより倍率色収差の変動を補正するときの自由度が増し、より高性能なズームレンズを実現することが容易となる。

次に本発明の実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４を示す。数値実施例においてｉは物体側からの面の順番を示す。Ｒｉは第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面の間隔である。Ｎｉとνｉは各々レンズの材料の屈折率とアッベ数のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値である。

また、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは非球面係数であり、非球面の形状は、レンズ面と光軸との交点を原点、光の進行方向を正としたとき、光軸方向の位置Ｘ、光軸と垂直方向の位置Ｙより以下の式で表される。

但し、Ｒは近軸曲率半径である。

また、「ｅ−０Ｘ」は「×１０^−ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。又表−１に前述の条件式と数値実施例との関係を示す。

（数値実施例１）
ｆ＝35.07〜69.55 Ｆｎｏ＝2.88 ２ω＝63.3〜34.6
R D Nd νd
1 490.28341 3.04 1.84666 23.9
2 123.74070 8.29 1.60311 60.6
3 -954.21830 0.24
4 63.10844 6.76 1.71300 53.9
5 112.09599 (可変)
6* 95.51490 2.00 1.80400 46.6
7 20.61594 9.12
8 -66.54321 1.60 1.83481 42.7
9 61.08195 0.24
10 41.82334 7.57 1.83400 37.2
11 -44.46603 2.37
12 -28.14821 1.44 1.80400 46.6
13 -1279.86699 2.94 1.80518 25.4
14 -75.68364 (可変）
15 47.40352 5.45 1.58913 61.1
16 -89.05641 1.50
17 （絞り） 2.00
18* 52.34078 7.89 1.58313 59.4
19 -29.56759 2.10 1.84666 23.9
20 -49.27751 （可変）
21 -77.94245 2.45 1.84666 23.9
22 -38.03050 1.28 1.69680 55.5
23 37.52523 （可変）
24 -50.61456 1.92 1.84666 23.9
25 -106.45206 2.96 1.80400 46.6
26 -53.71499 （可変）
27* 910.35226 6.04 1.49700 81.5
28 -31.29675 0.25
29 37.25611 10.37 1.49700 81.5
30 -34.41206 2.00 1.65412 39.7
31 50.17749

変倍時・フォーカシング時各レンズ群間隔
f 35.07 51.07 69.55
物体距離 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m
D5 6.07 2.30 25.38 20.63 42.07 36.06
D14 19.79 23.56189 9.30 14.05 3.00 9.01
D20 2.00 2.00 4.81 4.81 6.22 6.22
D23 8.50 3.50 8.50 3.50 8.50 3.50
D26 6.22 11.22 3.41 8.41 2.00 7.00

A B C D E
6面 0.00000E+00 3.62545E-06 1.38556E-09 -4.84732E-12 1.28283E-14
18面 0.00000E+00 -5.42597E-06 -7.14927E-09 6.49543E-12 -2.45408E-14
27面 0.00000E+00 -4.10637E-06 9.14858E-09 -3.78175E-11 7.62259E-14

（数値実施例２）
ｆ＝35.07〜69.54 Ｆｎｏ＝2.88 ２ω＝63.3〜34.6
R D Nd νd
1 438.34026 3.04 1.84666 23.9
2 129.36146 7.11 1.60311 60.6
3 5118.03005 0.24
4 63.29385 7.29 1.71300 53.9
5 121.60118 (可変)
6* 101.39759 2.00 1.80400 46.6
7 20.34457 8.49
8 -73.11765 1.60 1.83481 42.7
9 63.24341 0.24
10 40.44074 7.63 1.83400 37.2
11 -45.98531 2.38
12 -28.91585 1.44 1.80400 46.6
13 303.21782 3.35 1.80518 25.4
14 -79.18958 (可変)
15 46.68149 5.44 1.60311 60.6
16 -81.11188 1.50
17 (絞り） 2.00
18* 57.36112 7.89 1.58913 61.1
19 -29.10794 2.10 1.84666 23.9
20 -49.22506 (可変)
21 -82.59598 1.91 1.80400 46.6
22 -44.56176 1.28 1.65412 39.7
23 37.00583 （可変）
24 -31.88183 1.92 1.48749 70.2
25 -71.92580 2.49 1.84666 23.9
26 -42.18896 (可変)
27* 190.44020 5.89 1.49700 81.5
28 -32.64803 0.25
29 55.16783 7.53 1.49700 81.5
30 -32.73903 2.00 1.65412 39.7
31 56.79520

変倍時・フォーカシング時各レンズ群間隔
f 35.07 51.16 69.54
物体距離 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m
D5 6.42 2.31 26.11 20.87 42.66 36.03
D14 20.65 24.76094 9.45 14.68 2.88 9.51
D20 2.00 2.00 9.44 9.44 5.40 5.40
D23 3.65 8.65 3.65 8.65 3.65 8.65
D26 9.44 4.44 6.99 1.99 6.04 1.04

A B C D E
6面 0.00000E+00 3.01143E-06 2.10330E-09 -5.60268E-12 1.20587E-14
18面 0.00000E+00 -5.67052E-06 -6.41421E-09 -2.40698E-12 -6.70496E-15
27面 0.00000E+00 -4.96342E-06 7.47689E-09 -4.02460E-11 9.54123E-14

（数値実施例３）
ｆ＝29.27〜130.86 Ｆｎｏ＝3.60〜5.30 ２ω＝72.9〜18.8
R D Nd νd
1 199.75599 2.00 1.84666 23.9
2 70.36364 0.14
3 68.69384 9.87 1.65160 58.6
4 -373.40976 0.12
5 44.17854 6.48 1.72916 54.7
6 91.61173 (可変）
7* 101.47360 1.20 1.77250 49.6
8 13.76005 5.59
9 -41.81808 1.10 1.80400 46.6
10 39.64557 0.10
11 27.01111 4.14 1.84666 23.9
12 -59.27088 0.83
13 -32.68367 1.10 1.83481 42.7
14 -91.55686 （可変）
15 (絞り) 1.19
16* 46.88314 1.99 1.58313 59.4
17 555.90407 0.12
18 29.24479 4.78 1.67790 55.3
19 -18.29035 1.15 1.83481 42.7
20 276.67796 （可変）
21 -139.95915 1.10 1.84666 23.9
22 193.44518 1.56 1.72916 54.7
23 -257.05734（可変）
24* 100.67051 3.87 1.58313 59.4
25 -23.87112 0.17
26 43.53859 5.12 1.57099 50.8
27 -27.73480 1.20 1.83481 42.7
28 37.92924

変倍時・フォーカシング時各レンズ群間隔
f 29.27 48.24 130.86
物体距離 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m
D6 2.82 1.05 12.38 10.04 34.61 26.59
D14 20.61 22.38 12.97 15.31 1.99 10.01
D20 3.88 0.88 3.88 0.88 3.88 0.88
D23 4.85 7.85 2.84 5.84 1.19 4.19

A B C D E
7面 0.00000E+00 3.26776E-07 -9.86408E-09 2.32468E-11 -4.00883E-14
16面 0.00000E+00 2.71079E-06 -2.37262E-08 4.93992E-10 -2.52239E-12
24面 0.00000E+00 -2.51556E-05 1.52195E-08 -2.34928E-10 7.54562E-13

（数値実施例４）
ｆ＝27.97〜130.86 Ｆｎｏ＝3.60〜5.30 ２ω＝72.9〜18.8
R D Nd νd
1 206.20081 2.00 1.84666 23.9
2 73.89428 0.11
3 71.51029 9.37 1.65160 58.6
4 -444.45877 0.12
5 45.87723 6.38 1.72916 54.7
6 95.75310 （可変）
7* 67.31264 1.20 1.77250 49.6
8 13.66586 6.02
9 -39.47504 1.10 1.80400 46.6
10 46.49466 0.10
11 27.88114 4.10 1.84666 23.9
12 -70.86825 0.97
13 -33.90248 1.10 1.80400 46.6
14 -101.29932（可変）
15 (絞り） 1.72
16* 46.49836 2.40 1.58313 59.4
17 -288.62071 0.12
18 26.31790 4.52 1.57099 50.8
19 -26.94514 1.15 1.84666 23.9
20 170.02527 （可変）
21 -191.40703 1.10 1.65412 39.7
22 34.22697 2.32 1.80518 25.4
23 3814.41553（可変）
24* 70.77823 3.36 1.58313 59.4
25 -24.93662 0.17
26 46.57030 5.76 1.57099 50.8
27 -17.72145 1.20 1.83481 42.7
28 35.78303

変倍時・フォーカシング時各レンズ群間隔
f 29.27 48.24 130.86
物体距離 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m 無限遠 0.5m
D6 2.76 1.00 12.65 10.16 35.57 27.45
D14 21.81 23.57 13.88 16.36 2.54 10.66
D20 1.03 4.03 1.03 4.03 1.03 4.03
D23 6.99 3.99 4.82 1.82 3.50 0.50

A B C D E
7面 0.00000E+00 -1.74121E-06 -7.97434E-09 1.16338E-11 -1.74335E-14
16面 0.00000E+00 7.66425E-07 -2.12221E-08 2.56080E-10 -2.29014E-12
24面 0.00000E+00 -2.03889E-05 1.47083E-08 -1.49094E-10 1.02903E-12

次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステム（撮像装置）の実施例を図１７を用いて説明する。

図１７において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して形成される被写体像を記録（受光）するフィルムや撮像素子などの記録手段である。

１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。

ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。

撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。

このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。

尚、本発明はクイックリターンミラーのないカメラにも同様に適用することができる。

本発明の実施例１のレンズ断面図 本発明の実施例１の無限遠物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例１の最至近撮影距離０．５ｍ（β＝０．１５）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例１の主合焦レンズ群のみで距離０．５ｍ（β＝０．１５）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例２のレンズ断面図 本発明の実施例２の無限遠物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例２の最至近撮影距離０．５ｍ（β＝０．１５）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例２の主合焦レンズ群のみで距離０．５ｍ（β＝０．１５）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例３のレンズ断面図 本発明の実施例３の無限遠物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例３の最至近撮影距離０．５ｍ（β＝０．１９）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例３の主合焦レンズ群のみで距離０．５ｍ（β＝０．１９）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例４のレンズ断面図 本発明の実施例４の無限遠物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例４の最至近撮影距離０．５ｍ（β＝０．２０）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の実施例４の主合焦レンズ群のみで距離０．５ｍ（β＝０．２０）の物体に合焦したときの広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
Ｌｍ 第１フォーカス群
Ｌｓ 第２フォーカス群
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ＳＰ 開口絞り
Ｓ．Ｃ 正弦条件
ｆｎｏ Ｆナンバー
ω 半画角

Claims (8)

1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群を有し、各レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行うズームレンズにおいて、
   開口絞りを有し、該第２レンズ群を第１フォーカス群、該後群中の１つのレンズ群のうちの一部を構成するサブレンズ群を第２フォーカス群とするとき、
   該第１フォーカス群と該第２フォーカス群はどちらも正レンズと負レンズを有しており、
   該第１フォーカス群を構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｍｐ、Ｖｍｎ、該第２フォーカス群を構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｓｐ、Ｖｓｎ、無限遠から最至近撮影距離にフォーカシングしたときの該開口絞りから該第１フォーカス群の最も物体側の面頂点までの距離の差をΔＸｍ、無限遠から最至近撮影距離にフォーカシングしたときの該開口絞りから該第２フォーカス群の最も物体側の面頂点までの距離の差をΔＸｓとするとき
   ΔＸｍ×（Ｖｍｎ−Ｖｍｐ）×ΔＸｓ×（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）＞０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記後群中の１つのレンズ群は該後群中の最も像側のレンズ群よりも物体側に位置するレンズ群であることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 前記第２フォーカス群の焦点距離をｆｓ、無限遠物体にフォーカスしているときの該第２フォーカス群を有するレンズ群の焦点距離をｆｆとするとき
   ０．０１＜|ｆｆ／ｆｓ|＜０．４０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 前記第１フォーカス群のみで無限遠から最至近撮影距離へフォーカシングしたとき、ｇ線の倍率色収差の差が正のときｇ＝１とし、負のときｇ＝−１とし、無限遠から最至近撮影距離へフォーシングするときの前記第２フォーカス群の移動量をΔｘとするとき
   ｇ×（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）×ΔＸ＞０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
5. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群を有し、各レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行うズームレンズにおいて、
   該第２レンズ群を第１フォーカス群、該後群中の１つのレンズ群のうちの一部を構成するサブレンズ群を第２フォーカス群とするとき、
   該第２フォーカス群は１以上の正レンズと１以上の負レンズを有しており、
   該第２フォーカス群を構成する正レンズと負レンズの材料の平均アッベ数を各々Ｖｓｐ、Ｖｓｎ、
   該第１フォーカス群のみで無限遠から最至近撮影距離へフォーカシングしたとき、ｇ線の倍率色収差量の差が正のときｇ＝１とし、負のときｇ＝−１とし、無限遠から最至近撮影距離へフォーカシングするときの前記第２フォーカス群の移動量をΔｘとするとき
   ｇ×（Ｖｓｎ−Ｖｓｐ）×ΔＸ＞０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
6. 前記後群中の１つのレンズ群は該後群中の最も像側のレンズ群よりも物体側に位置するレンズ群であることを特徴とする請求項５のズームレンズ。
7. 前記第２フォーカス群の焦点距離をｆｓ、無限遠物体にフォーカスしているときの該第２フォーカス群を有するレンズ群の焦点距離をｆｆとするとき
   ０．０１＜|ｆｆ／ｆｓ|＜０．４０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項５又は６のズームレンズ。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。