JP3932062B2 - 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、特に固体撮像素子を用いる小型カメラ等に好適なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ホームビデオカメラ等の本体自体の小型軽量化に従って、撮影レンズとしてのズームレンズにも小型化が求められる一方で、高い変倍比および広い画角を確保することが必要とされている。従来のこの種のズームレンズにおいて高変倍化を達成させる場合、望遠側の焦点距離を長くすることは容易であるが、広角側の画角を拡大することは困難とされている。これは、広角化に伴って広角端における負の歪曲収差や高次の非点収差の発生が大きくなり、収差補正が困難となるからである。また、広角化に伴って前玉径が大きくなるため、レンズ系の大型化を避けることができないからである。そのため、広角側の画角を拡大して高変倍化しつつ光学性能の高性能化および小型化を達成することが、レンズ設計上の一般的な課題である。
【０００３】
レンズ系の小型化のひとつの方法として、最も物体側に配置された第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカシング（合焦）を行う、いわゆるリヤフォーカス方式（インナーフォーカス方式を含む概念）のズームレンズが知られている。一般に、リヤフォーカス方式のズームレンズでは、第１レンズ群を移動させてフォーカシングを行うズームレンズに比べて、第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。また、近接撮影、特に極近接撮影が容易となる。さらに、リヤフォーカス方式では比較的小型で軽量のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うので、レンズ群の所要駆動力が小さく、焦点合わせを迅速に行うことができるという特徴がある。
【０００４】
例えば、特開平８−５９１３号公報、特開平８−１９００５１号公報および特開平５−２１５９６７号公報には、比較的高い変倍比を有するズームレンズが開示されている。各公報に開示のズームレンズはともに、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ群とからなる５群構成のズームレンズである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−５９１３号公報および特開平８−１９００５１号公報に開示されたズームレンズでは、変倍比が約２０倍と高いが、広角端における画角が約６０°であり、広角化が十分ではなかった。
また、特開平５−２１５９６７号公報に開示されたズームレンズでは、広角端において７０°以上の画角を有するが、変倍比は約１２倍であり、変倍比が十分ではなかった。
【０００６】
なお、上述の各公報で提案されている５群タイプのズームレンズでは、更なる高変倍化を図ろうとすると、変倍レンズ群（変倍に際して移動するレンズ群）の移動量が増え、レンズ系が大型化するという不都合がある。
また、各レンズ群の屈折力を強めてレンズ系全体の小型化および高変倍化を図ろうとすると、ペッツバール和が負側に過大となる。その結果、像面湾曲、変倍に伴う収差変動が大きくなり、高い光学性能を得ることが難しくなるという不都合があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高画角化および高変倍化を確保しながらも高い光学性能を有する小型のズームレンズを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との空気間隔は拡大し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との空気間隔は縮小し、
広角端における前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β 34w が、
０．３＜｜β 34w ｜＜０．７
の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、前記第３レンズ群Ｇ３、前記第４レンズ群Ｇ４、前記第５レンズ群Ｇ５および前記第６レンズ群Ｇ６のうちの少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることによって、物体への合焦を行う。この場合、前記第６レンズ群Ｇ６だけを光軸に沿って移動させることによって、物体への合焦を行うことが好ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際して固定である。さらに、前記第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定であることが好ましい。
さらに、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７．０
の条件を満足することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズの基本的な構成は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とからなる６群構成である。本発明では、レンズ構成を６群構成にすることにより、２５倍以上の高い変倍比を実現することができる。
【００１２】
また、具体的には、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小する。本発明では、各レンズ群間の空気間隔を上述のように変化させる変倍方式により、高変倍化および広画角化を実現することができる。
【００１３】
図１は、本発明のズームレンズの屈折力配置および構成的特徴を示す図であって、（ａ）および（ｂ）は広角側および望遠側における屈折力配置を、（ｃ）および（ｄ）は広角側および望遠側における構成的特徴を示している。
図１において、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５およびｆ６は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６の焦点距離をそれぞれ示している。また、ｆ12、ｆ23、ｆ45およびｆ56は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成レンズ群Ｇ12、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成レンズ群Ｇ23、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成レンズ群Ｇ45、および第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との合成レンズ群Ｇ56の焦点距離をそれぞれ示している。
【００１４】
図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を前群とし、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６を後群とし、レンズ系全体を２つのレンズ群に分割して考察する。
図１（ａ）に示すように、広角側の前群においては、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との屈折力配置が近く、また第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力が強いため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成レンズ群Ｇ12の合成屈折力は負の屈折力になる。したがって、図１（ｃ）に示すように、広角側の前群の屈折力配置は、物体側から順に負・正となり、いわゆるレトロフォーカスタイプになっている。
【００１５】
一方、図１（ａ）の広角側の後群おいては、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との屈折力配置が近く、また第５レンズ群Ｇ５の負の屈折力が強いため第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成レンズ群Ｇ45の合成屈折力は負の屈折力になる。したがって、図１（ｃ）に示すように、広角側の後群の屈折力配置は、物体側から順に負・正となり、広角側の前群と同様にレトロフォーカスタイプになっている。
こうして、図１（ｃ）に示すように、広角側ではレトロフォーカスタイプが２つ結合した屈折力配置になっている。したがって、前群と後群との合成焦点距離は前群の焦点距離および後群の焦点距離よりも短くなり、広画角化および適切なバックフォーカスの確保を実現することができる。
【００１６】
次に、望遠側について考察する。本発明では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小する。このため、広角端から望遠端への変倍に際して、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。こうして、図１（ｂ）に示すように、望遠側の前群において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との屈折力配置が近くなり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成レンズ群Ｇ23の合成屈折力は負の屈折力になる。したがって、図１（ｄ）に示すように、望遠側の前群の屈折力配置は、物体側から順に正・負となり、いわゆるテレフォトタイプになる。特に、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大することにより、前群のレトロフォーカスタイプからテレフォトタイプへの変倍による移行が助長される。
【００１７】
さらに、本発明では、広角端から望遠端への変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔は拡大し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔は縮小する。このため、広角端から望遠端への変倍に際して、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が像側へ移動する。こうして、図１（ｂ）に示すように、望遠側の後群において、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との屈折力配置が近くなり、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との合成レンズ群Ｇ56の合成屈折力は負の屈折力または広角端の後群における第６レンズ群Ｇ６よりも弱い正の屈折力になる。したがって、図１（ｄ）に示すように、望遠側の後群の屈折力配置は、物体側から順に正・負または正・正となり、テレフォトタイプまたはペッツバールタイプになる。
【００１８】
こうして、望遠側においては、図１（ｄ）に示すようにテレフォトタイプが２つ結合した屈折力配置、またはテレフォトタイプとペッツバールタイプとが結合した屈折力配置になり、長焦点化と小型化とを実現することができる。
このように、広角側から望遠側への変倍に際して、前群の屈折力配置がレトロフォーカスタイプからテレフォトタイプに移行し、後群の屈折力配置がレトロフォーカスタイプからテレフォトタイプまたはペッツバールタイプに移行することにより、各レンズ群に適切な変倍効果を担わせて変倍を効率良く行っていることが理解できる。
以上の説明により、本発明では、上述の屈折力配置を有する６群構成および上述の変倍方式を採用することにより、高変倍化および広画角化を達成することができることは明らかである。
【００１９】
本発明において、例えば望遠端で無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う場合、変倍可動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３以降のうちの少なくとも１つのレンズ群が光軸上移動することが好ましい。
一般に、第１レンズ群を光軸上移動させてフォーカシングを行うフロントフォーカス方式では、広角側での至近距離撮影時に画面最周辺の光束を確保するために前玉径が大きくなり、レンズ系の小型化は難しくなる。つまり、構成上の観点から、レンズ径の最も大きい第１レンズ群はフォーカシング時には固定である方がレンズ系の小型化ために有利である。したがって、第３レンズ群Ｇ３以降に配置されたレンズ群のうちの１つのレンズ群、たとえば第６レンズ群Ｇ６を移動させてフォーカシングを行うのがレンズ系の小型化のためには好ましい。
【００２０】
一般に、従来のズームレンズでは、入射瞳が第１レンズ面（最も物体側のレンズ面）から像側に遠い位置にあるため、画面最周辺の光束の入射高は広角端寄りの中間変倍配置において光軸から最も大きく隔たる。この中間変倍配置で開口絞りＳＰを物体側へ移動させることによって入射瞳をより物体側に設定することができれば、第１レンズ群の有効径を最も効率的に小さくすることができる。また、前述のように広角側において入射瞳位置を第１レンズ面に近づけるのが好ましいので、前玉径の小型化に関係する開口絞りＳＰを第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置するのが良い。本発明で提案しているように、複数のレンズ群に変倍を分担させることにより、主変倍群である第２レンズ群Ｇ２の変倍移動量を抑えることができ、広角側において入射瞳位置を第１レンズ面に近づけることが可能になる。その結果、第１レンズ面における画面最周辺光束の入射高を小さくすることが可能になり、高変倍化しても前玉径を小型化することができる。
【００２１】
以下、本発明の条件式について説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７．０ （１）
ここで、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
【００２２】
条件式（１）は、前玉径の小型化および高変倍比を確保しつつ、良好な収差補正（特に像面湾曲の良好な補正）を可能にするための第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との屈折力配分を規定している。
具体的には、条件式（１）の下限値を下回ると、高変倍化のために第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を大きく確保する必要があり、レンズ系の大型化および前玉径の大型化につながるので好ましくない。また、望遠端において第２レンズ群Ｇ２の変倍による移動量が増し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが干渉するので好ましくない。
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、ペッツバール和が負側に大きくなり、像面が大きくプラス側に湾曲する傾向となり、収差補正が困難になるので好ましくない。
【００２３】
また、本発明では、変倍域の全体に亘って、第３レンズ群Ｇ３に対して発散光束で入射し、第４レンズ群Ｇ４により収束光束として導くのが良い。したがって、レンズ系の小型化のためには、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β34が変倍域の全体に亘って常に負の値を有すること、すなわち以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
β34＜0 （２）
条件式（２）を満たすことにより、各レンズ群間の空気間隔を適切に設定することができる。
【００２４】
また、本発明においては、広角端における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β34w が以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．３＜｜β34w ｜＜０．７ （３）
条件式（３）を満たすことにより、各レンズ群間の空気間隔を適切に設定することができ、レンズ系の小型化および諸収差の良好な補正が可能になる。
具体的には、条件式（３）の上限値を上回ると、広角端において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが干渉するので好ましくない。また、広角端において第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５とが干渉するので好ましくない。
一方、条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１に入射する画面最周辺の主光束の入射高が光軸に対して高くなり、前玉径が大型化してしまう。
【００２５】
また、本発明においては、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．３＜ｆ３／ｆ４＜２．５ （４）
ここで、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
【００２６】
条件式（４）は、レンズ系の小型化および高変倍化のための第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との屈折力配分を規定している。
具体的には、条件式（４）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり、高い変倍効果が得られるとともにレンズ系の小型化が可能となるが、諸収差、特に球面収差の良好な補正が困難となる。
一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３における変倍効率が低くなるため、第３レンズ群Ｇ３の変倍移動量が増加し、レンズ系全体が大きくなって小型化を達成することができなくなる。また、第４レンズ群Ｇ４における光束の入射高が光軸に対して高くなるため、第４レンズ群Ｇ４が大きくなってレンズ系が大型化すると共に、第４レンズ群Ｇ４における諸収差、特に中間変倍配置付近における球面収差の良好な補正が困難になる。
【００２７】
また、本発明においては、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．６＜｜ｆ５／ｆ６｜＜１．３ （５）
ここで、
ｆ５：第５レンズ群Ｇ５の焦点距離
ｆ６：第６レンズ群Ｇ６の焦点距離
【００２８】
条件式（５）は、第６レンズ群Ｇ６を光軸に沿って移動させることによって物体への合焦を行う場合の第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量およびバックフォーカスを適切に設定するための条件式である。
具体的には、条件式（５）の下限値を下回ると、広角端での第６レンズ群Ｇ６の有効径が大きくなるとともに、フォーカシング移動量が大きくなり、レンズ系が大型化して小型化を達成することができなくなる。
一方、条件式（５）の上限値を上回ると、望遠端において第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔を十分に確保することができなくなるとともに、第６レンズ群Ｇ６の屈折力が強くなりすぎてフォーカシングに伴う収差変動が大きくなり好ましくない。また、バックフォーカスを十分に確保することができなくなるので、好ましくない。
【００２９】
本発明におけるズームレンズでは、従来のズームレンズよりも高変倍化および広画角化を達成しているにもかかわらず、従来のズームレンズに比べて歪曲収差が良好に補正されている。一般に、歪曲収差の少ない光学系は、開口絞りに関してレンズ形状および屈折力配置が対称性の強いレンズ構成を有するが、レンズ群が移動するズームレンズにおいて対称性の強いレンズ構成は難しい。変倍において歪曲収差の少ない光学系を得るには、基本的には本発明のズームレンズのように、各レンズ群の屈折力配分が開口絞りに関してある程度の対称性を有することが不可欠である。
【００３０】
具体的には、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを前群とし、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを後群とし、レンズ系全体を２つのレンズ群に分割して考察すると、前群および後群においてそれぞれ正・負・正の対称性のある構造になっている。したがって、前群および後群の内部においてそれぞれ歪曲収差の良好な補正が可能になり、その結果レンズ系全体の歪曲収差を良好に補正することができる。本発明では、上述のようなレンズ構成を採用することによって、従来の高変倍ズームレンズに比べて、変倍に伴う歪曲収差の変動を良好に抑えることが可能になる。
【００３１】
したがって、本発明においては、歪曲収差を良好に補正することができるように、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．２５＜ｆ123w／ｆ456w＜１．５ （６）
ここで、
f123w ：広角端における前群の合成焦点距離
f456w ：広角端における後群の合成焦点距離
【００３２】
条件式（６）は、広角端における前群（第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３）と後群（第４レンズ群Ｇ４〜第６レンズ群Ｇ６）との屈折力配分を規定している。
条件式（６）の下限値を下回ると、前群の屈折力が強くなり過ぎるとともに後群の屈折力が弱くなり過ぎるため、レンズ全系の屈折力の対称性が崩れる。特に、広角端において前群と後群との主点間隔が負の値であるため、広角端における負の歪曲収差の補正の負荷が増大し、好ましくない。
一方、条件式（６）の上限値を上回ると、前群の屈折力が弱くなり過ぎるとともに後群の屈折力が強くなり過ぎて、前群と後群との屈折力の対称性が崩れるため、歪曲収差の補正の負荷が増大するので好ましくない。また、レンズ系全体が大型化するので好ましくない。
なお、上述の説明では、変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５だけを移動させているが、第１レンズ群Ｇ１や第４レンズ群Ｇ４や第６レンズ群Ｇ６を付加的に移動させることにより、さらなる高変倍化を容易に実現することができる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づいて説明する。
〔第１実施例〕
図２は、本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図２のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凹レンズ、および両凸レンズから構成されている。
【００３４】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００３５】
第１実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図２に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００３６】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（１）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００３７】
なお、表（１）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（１）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００３８】
【表１】
【００３９】
図３乃至図５は、第１実施例の諸収差図である。すなわち、図３は広角端における諸収差図であり、図４は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図５は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図３乃至図５を参照すると、第１実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第１実施例では、変倍比が約２５倍と高く、且つ広角端での画角が約６７°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４０】
〔第２実施例〕
図６は、本発明の第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図６のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、および両凹レンズから構成されている。
【００４１】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および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貼り合わせレンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００４２】
第２実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図６に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００４３】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（２）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００４４】
なお、表（２）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（２）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００４５】
【表２】
【００４６】
図７乃至図９は、第２実施例の諸収差図である。すなわち、図７は広角端における諸収差図であり、図８は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図９は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図７乃至図９を参照すると、第２実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第２実施例では、変倍比が約２５倍と高く、且つ広角端での画角が約６７°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４７】
〔第３実施例〕
図１０は、本発明の第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１０のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、および両凸レンズから構成されている。
【００４８】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および両凸レンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００４９】
第３実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図１０に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第５レンズ群Ｇ５を像側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００５０】
次の表（３）に、本発明の第３実施例の諸元の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（３）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００５１】
なお、表（３）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ５は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第５レンズ群Ｇ５のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ５は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（３）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００５２】
【表３】
【００５３】
図１１乃至図１３は、第３実施例の諸収差図である。すなわち、図１１は広角端における諸収差図であり、図１２は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図１３は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図１１乃至図１３を参照すると、第３実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第３実施例では、変倍比が約２０倍と高く、且つ広角端での画角が約６５°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００５４】
〔第４実施例〕
図１４は、本発明の第４実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１４のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ、両凹レンズ、両凹レンズ、および両凸レンズから構成されている。
【００５５】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズ、および両凸レンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００５６】
第４実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図１４に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第４レンズ群Ｇ４および第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００５７】
次の表（４）に、本発明の第４実施例の諸元の値を掲げる。表（４）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（４）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００５８】
なお、表（４）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ４およびδ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第４レンズ群Ｇ４および第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ４およびδ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（４）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００５９】
【表４】
【００６０】
図１５乃至図１７は、第４実施例の諸収差図である。すなわち、図１５は広角端における諸収差図であり、図１６は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図１７は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図１５乃至図１７を参照すると、第４実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第４実施例では、変倍比が約２６倍と高く、且つ広角端での画角が約７１°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００６１】
〔第５実施例〕
図１８は、本発明の第５実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１８のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
【００６２】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００６３】
第５実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図１８に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第５レンズ群Ｇ５を像側へ移動させるとともに第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００６４】
次の表（５）に、本発明の第５実施例の諸元の値を掲げる。表（５）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（５）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００６５】
なお、表（５）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ５およびδ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ５およびδ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（５）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００６６】
【表５】
【００６７】
図１９乃至図２１は、第５実施例の諸収差図である。すなわち、図１９は広角端における諸収差図であり、図２０は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図２１は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図１９乃至図２１を参照すると、第５実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第５実施例では、変倍比が約２０倍と高く、且つ広角端での画角が約６３°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００６８】
【効果】
以上説明したように、本発明によれば、高画角化および高変倍化を確保しながらも高い光学性能を有する小型のズームレンズを実現することができる。特に、本発明では、歪曲収差や諸収差を良好に補正することが可能になり、広画角化と高変倍化とを更に進めることができる。また、合焦方式としてリアフォーカス方式を採用することにより、第１レンズ群のレンズ径の小型化が可能になり、レンズ系全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズの屈折力配置および構成的特徴を示す図であって、（ａ）および（ｂ）は広角側および望遠側における屈折力配置を、（ｃ）および（ｄ）は広角側および望遠側における構成的特徴を示している。
【図２】本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図３】第１実施例の広角端における諸収差図である。
【図４】第１実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図５】第１実施例の望遠端における諸収差図である。
【図６】本発明の第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図７】第２実施例の広角端における諸収差図である。
【図８】第２実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図９】第２実施例の望遠端における諸収差図である。
【図１０】本発明の第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図１１】第３実施例の広角端における諸収差図である。
【図１２】第３実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１３】第３実施例の望遠端における諸収差図である。
【図１４】本発明の第４実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図１５】第４実施例の広角端における諸収差図である。
【図１６】第４実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１７】第４実施例の望遠端における諸収差図である。
【図１８】本発明の第５実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図１９】第５実施例の広角端における諸収差図である。
【図２０】第５実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図２１】第５実施例の望遠端における諸収差図である。
【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
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ６ 第６レンズ群
ＳＰ 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、特に固体撮像素子を用いる小型カメラ等に好適なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ホームビデオカメラ等の本体自体の小型軽量化に従って、撮影レンズとしてのズームレンズにも小型化が求められる一方で、高い変倍比および広い画角を確保することが必要とされている。従来のこの種のズームレンズにおいて高変倍化を達成させる場合、望遠側の焦点距離を長くすることは容易であるが、広角側の画角を拡大することは困難とされている。これは、広角化に伴って広角端における負の歪曲収差や高次の非点収差の発生が大きくなり、収差補正が困難となるからである。また、広角化に伴って前玉径が大きくなるため、レンズ系の大型化を避けることができないからである。そのため、広角側の画角を拡大して高変倍化しつつ光学性能の高性能化および小型化を達成することが、レンズ設計上の一般的な課題である。
【０００３】
レンズ系の小型化のひとつの方法として、最も物体側に配置された第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカシング（合焦）を行う、いわゆるリヤフォーカス方式（インナーフォーカス方式を含む概念）のズームレンズが知られている。一般に、リヤフォーカス方式のズームレンズでは、第１レンズ群を移動させてフォーカシングを行うズームレンズに比べて、第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。また、近接撮影、特に極近接撮影が容易となる。さらに、リヤフォーカス方式では比較的小型で軽量のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うので、レンズ群の所要駆動力が小さく、焦点合わせを迅速に行うことができるという特徴がある。
【０００４】
例えば、特開平８−５９１３号公報、特開平８−１９００５１号公報および特開平５−２１５９６７号公報には、比較的高い変倍比を有するズームレンズが開示されている。各公報に開示のズームレンズはともに、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ群とからなる５群構成のズームレンズである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−５９１３号公報および特開平８−１９００５１号公報に開示されたズームレンズでは、変倍比が約２０倍と高いが、広角端における画角が約６０°であり、広角化が十分ではなかった。
また、特開平５−２１５９６７号公報に開示されたズームレンズでは、広角端において７０°以上の画角を有するが、変倍比は約１２倍であり、変倍比が十分ではなかった。
【０００６】
なお、上述の各公報で提案されている５群タイプのズームレンズでは、更なる高変倍化を図ろうとすると、変倍レンズ群（変倍に際して移動するレンズ群）の移動量が増え、レンズ系が大型化するという不都合がある。
また、各レンズ群の屈折力を強めてレンズ系全体の小型化および高変倍化を図ろうとすると、ペッツバール和が負側に過大となる。その結果、像面湾曲、変倍に伴う収差変動が大きくなり、高い光学性能を得ることが難しくなるという不都合があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、高画角化および高変倍化を確保しながらも高い光学性能を有する小型のズームレンズを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との空気間隔は拡大し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との空気間隔は縮小し、
広角端における前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β 34w が、
０．３＜｜β 34w ｜＜０．７
の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、前記第３レンズ群Ｇ３、前記第４レンズ群Ｇ４、前記第５レンズ群Ｇ５および前記第６レンズ群Ｇ６のうちの少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることによって、物体への合焦を行う。この場合、前記第６レンズ群Ｇ６だけを光軸に沿って移動させることによって、物体への合焦を行うことが好ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際して固定である。さらに、前記第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定であることが好ましい。
さらに、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７．０
の条件を満足することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズの基本的な構成は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とからなる６群構成である。本発明では、レンズ構成を６群構成にすることにより、２５倍以上の高い変倍比を実現することができる。
【００１２】
また、具体的には、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小する。本発明では、各レンズ群間の空気間隔を上述のように変化させる変倍方式により、高変倍化および広画角化を実現することができる。
【００１３】
図１は、本発明のズームレンズの屈折力配置および構成的特徴を示す図であって、（ａ）および（ｂ）は広角側および望遠側における屈折力配置を、（ｃ）および（ｄ）は広角側および望遠側における構成的特徴を示している。
図１において、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５およびｆ６は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６の焦点距離をそれぞれ示している。また、ｆ12、ｆ23、ｆ45およびｆ56は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成レンズ群Ｇ12、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成レンズ群Ｇ23、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成レンズ群Ｇ45、および第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との合成レンズ群Ｇ56の焦点距離をそれぞれ示している。
【００１４】
図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を前群とし、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６を後群とし、レンズ系全体を２つのレンズ群に分割して考察する。
図１（ａ）に示すように、広角側の前群においては、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との屈折力配置が近く、また第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力が強いため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成レンズ群Ｇ12の合成屈折力は負の屈折力になる。したがって、図１（ｃ）に示すように、広角側の前群の屈折力配置は、物体側から順に負・正となり、いわゆるレトロフォーカスタイプになっている。
【００１５】
一方、図１（ａ）の広角側の後群おいては、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との屈折力配置が近く、また第５レンズ群Ｇ５の負の屈折力が強いため第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成レンズ群Ｇ45の合成屈折力は負の屈折力になる。したがって、図１（ｃ）に示すように、広角側の後群の屈折力配置は、物体側から順に負・正となり、広角側の前群と同様にレトロフォーカスタイプになっている。
こうして、図１（ｃ）に示すように、広角側ではレトロフォーカスタイプが２つ結合した屈折力配置になっている。したがって、前群と後群との合成焦点距離は前群の焦点距離および後群の焦点距離よりも短くなり、広画角化および適切なバックフォーカスの確保を実現することができる。
【００１６】
次に、望遠側について考察する。本発明では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小する。このため、広角端から望遠端への変倍に際して、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。こうして、図１（ｂ）に示すように、望遠側の前群において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との屈折力配置が近くなり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成レンズ群Ｇ23の合成屈折力は負の屈折力になる。したがって、図１（ｄ）に示すように、望遠側の前群の屈折力配置は、物体側から順に正・負となり、いわゆるテレフォトタイプになる。特に、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大することにより、前群のレトロフォーカスタイプからテレフォトタイプへの変倍による移行が助長される。
【００１７】
さらに、本発明では、広角端から望遠端への変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔は拡大し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔は縮小する。このため、広角端から望遠端への変倍に際して、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が像側へ移動する。こうして、図１（ｂ）に示すように、望遠側の後群において、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との屈折力配置が近くなり、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との合成レンズ群Ｇ56の合成屈折力は負の屈折力または広角端の後群における第６レンズ群Ｇ６よりも弱い正の屈折力になる。したがって、図１（ｄ）に示すように、望遠側の後群の屈折力配置は、物体側から順に正・負または正・正となり、テレフォトタイプまたはペッツバールタイプになる。
【００１８】
こうして、望遠側においては、図１（ｄ）に示すようにテレフォトタイプが２つ結合した屈折力配置、またはテレフォトタイプとペッツバールタイプとが結合した屈折力配置になり、長焦点化と小型化とを実現することができる。
このように、広角側から望遠側への変倍に際して、前群の屈折力配置がレトロフォーカスタイプからテレフォトタイプに移行し、後群の屈折力配置がレトロフォーカスタイプからテレフォトタイプまたはペッツバールタイプに移行することにより、各レンズ群に適切な変倍効果を担わせて変倍を効率良く行っていることが理解できる。
以上の説明により、本発明では、上述の屈折力配置を有する６群構成および上述の変倍方式を採用することにより、高変倍化および広画角化を達成することができることは明らかである。
【００１９】
本発明において、例えば望遠端で無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う場合、変倍可動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３以降のうちの少なくとも１つのレンズ群が光軸上移動することが好ましい。
一般に、第１レンズ群を光軸上移動させてフォーカシングを行うフロントフォーカス方式では、広角側での至近距離撮影時に画面最周辺の光束を確保するために前玉径が大きくなり、レンズ系の小型化は難しくなる。つまり、構成上の観点から、レンズ径の最も大きい第１レンズ群はフォーカシング時には固定である方がレンズ系の小型化ために有利である。したがって、第３レンズ群Ｇ３以降に配置されたレンズ群のうちの１つのレンズ群、たとえば第６レンズ群Ｇ６を移動させてフォーカシングを行うのがレンズ系の小型化のためには好ましい。
【００２０】
一般に、従来のズームレンズでは、入射瞳が第１レンズ面（最も物体側のレンズ面）から像側に遠い位置にあるため、画面最周辺の光束の入射高は広角端寄りの中間変倍配置において光軸から最も大きく隔たる。この中間変倍配置で開口絞りＳＰを物体側へ移動させることによって入射瞳をより物体側に設定することができれば、第１レンズ群の有効径を最も効率的に小さくすることができる。また、前述のように広角側において入射瞳位置を第１レンズ面に近づけるのが好ましいので、前玉径の小型化に関係する開口絞りＳＰを第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置するのが良い。本発明で提案しているように、複数のレンズ群に変倍を分担させることにより、主変倍群である第２レンズ群Ｇ２の変倍移動量を抑えることができ、広角側において入射瞳位置を第１レンズ面に近づけることが可能になる。その結果、第１レンズ面における画面最周辺光束の入射高を小さくすることが可能になり、高変倍化しても前玉径を小型化することができる。
【００２１】
以下、本発明の条件式について説明する。
本発明においては、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７．０ （１）
ここで、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
【００２２】
条件式（１）は、前玉径の小型化および高変倍比を確保しつつ、良好な収差補正（特に像面湾曲の良好な補正）を可能にするための第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との屈折力配分を規定している。
具体的には、条件式（１）の下限値を下回ると、高変倍化のために第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を大きく確保する必要があり、レンズ系の大型化および前玉径の大型化につながるので好ましくない。また、望遠端において第２レンズ群Ｇ２の変倍による移動量が増し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが干渉するので好ましくない。
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、ペッツバール和が負側に大きくなり、像面が大きくプラス側に湾曲する傾向となり、収差補正が困難になるので好ましくない。
【００２３】
また、本発明では、変倍域の全体に亘って、第３レンズ群Ｇ３に対して発散光束で入射し、第４レンズ群Ｇ４により収束光束として導くのが良い。したがって、レンズ系の小型化のためには、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β34が変倍域の全体に亘って常に負の値を有すること、すなわち以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
β34＜0 （２）
条件式（２）を満たすことにより、各レンズ群間の空気間隔を適切に設定することができる。
【００２４】
また、本発明においては、広角端における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β34w が以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．３＜｜β34w ｜＜０．７ （３）
条件式（３）を満たすことにより、各レンズ群間の空気間隔を適切に設定することができ、レンズ系の小型化および諸収差の良好な補正が可能になる。
具体的には、条件式（３）の上限値を上回ると、広角端において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが干渉するので好ましくない。また、広角端において第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５とが干渉するので好ましくない。
一方、条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１に入射する画面最周辺の主光束の入射高が光軸に対して高くなり、前玉径が大型化してしまう。
【００２５】
また、本発明においては、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．３＜ｆ３／ｆ４＜２．５ （４）
ここで、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
【００２６】
条件式（４）は、レンズ系の小型化および高変倍化のための第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との屈折力配分を規定している。
具体的には、条件式（４）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり、高い変倍効果が得られるとともにレンズ系の小型化が可能となるが、諸収差、特に球面収差の良好な補正が困難となる。
一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３における変倍効率が低くなるため、第３レンズ群Ｇ３の変倍移動量が増加し、レンズ系全体が大きくなって小型化を達成することができなくなる。また、第４レンズ群Ｇ４における光束の入射高が光軸に対して高くなるため、第４レンズ群Ｇ４が大きくなってレンズ系が大型化すると共に、第４レンズ群Ｇ４における諸収差、特に中間変倍配置付近における球面収差の良好な補正が困難になる。
【００２７】
また、本発明においては、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．６＜｜ｆ５／ｆ６｜＜１．３ （５）
ここで、
ｆ５：第５レンズ群Ｇ５の焦点距離
ｆ６：第６レンズ群Ｇ６の焦点距離
【００２８】
条件式（５）は、第６レンズ群Ｇ６を光軸に沿って移動させることによって物体への合焦を行う場合の第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量およびバックフォーカスを適切に設定するための条件式である。
具体的には、条件式（５）の下限値を下回ると、広角端での第６レンズ群Ｇ６の有効径が大きくなるとともに、フォーカシング移動量が大きくなり、レンズ系が大型化して小型化を達成することができなくなる。
一方、条件式（５）の上限値を上回ると、望遠端において第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔を十分に確保することができなくなるとともに、第６レンズ群Ｇ６の屈折力が強くなりすぎてフォーカシングに伴う収差変動が大きくなり好ましくない。また、バックフォーカスを十分に確保することができなくなるので、好ましくない。
【００２９】
本発明におけるズームレンズでは、従来のズームレンズよりも高変倍化および広画角化を達成しているにもかかわらず、従来のズームレンズに比べて歪曲収差が良好に補正されている。一般に、歪曲収差の少ない光学系は、開口絞りに関してレンズ形状および屈折力配置が対称性の強いレンズ構成を有するが、レンズ群が移動するズームレンズにおいて対称性の強いレンズ構成は難しい。変倍において歪曲収差の少ない光学系を得るには、基本的には本発明のズームレンズのように、各レンズ群の屈折力配分が開口絞りに関してある程度の対称性を有することが不可欠である。
【００３０】
具体的には、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを前群とし、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを後群とし、レンズ系全体を２つのレンズ群に分割して考察すると、前群および後群においてそれぞれ正・負・正の対称性のある構造になっている。したがって、前群および後群の内部においてそれぞれ歪曲収差の良好な補正が可能になり、その結果レンズ系全体の歪曲収差を良好に補正することができる。本発明では、上述のようなレンズ構成を採用することによって、従来の高変倍ズームレンズに比べて、変倍に伴う歪曲収差の変動を良好に抑えることが可能になる。
【００３１】
したがって、本発明においては、歪曲収差を良好に補正することができるように、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．２５＜ｆ123w／ｆ456w＜１．５ （６）
ここで、
f123w ：広角端における前群の合成焦点距離
f456w ：広角端における後群の合成焦点距離
【００３２】
条件式（６）は、広角端における前群（第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３）と後群（第４レンズ群Ｇ４〜第６レンズ群Ｇ６）との屈折力配分を規定している。
条件式（６）の下限値を下回ると、前群の屈折力が強くなり過ぎるとともに後群の屈折力が弱くなり過ぎるため、レンズ全系の屈折力の対称性が崩れる。特に、広角端において前群と後群との主点間隔が負の値であるため、広角端における負の歪曲収差の補正の負荷が増大し、好ましくない。
一方、条件式（６）の上限値を上回ると、前群の屈折力が弱くなり過ぎるとともに後群の屈折力が強くなり過ぎて、前群と後群との屈折力の対称性が崩れるため、歪曲収差の補正の負荷が増大するので好ましくない。また、レンズ系全体が大型化するので好ましくない。
なお、上述の説明では、変倍に際して第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５だけを移動させているが、第１レンズ群Ｇ１や第４レンズ群Ｇ４や第６レンズ群Ｇ６を付加的に移動させることにより、さらなる高変倍化を容易に実現することができる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づいて説明する。
〔第１実施例〕
図２は、本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図２のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凹レンズ、および両凸レンズから構成されている。
【００３４】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００３５】
第１実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図２に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００３６】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（１）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００３７】
なお、表（１）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（１）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００３８】
【表１】
図３乃至図５は、第１実施例の諸収差図である。すなわち、図３は広角端における諸収差図であり、図４は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図５は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図３乃至図５を参照すると、第１実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第１実施例では、変倍比が約２５倍と高く、且つ広角端での画角が約６７°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４０】
〔第２実施例〕
図６は、本発明の第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図６のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、および両凹レンズから構成されている。
【００４１】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および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貼り合わせレンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００４２】
第２実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図６に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００４３】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（２）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００４４】
なお、表（２）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（２）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００４５】
【表２】
図７乃至図９は、第２実施例の諸収差図である。すなわち、図７は広角端における諸収差図であり、図８は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図９は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図７乃至図９を参照すると、第２実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第２実施例では、変倍比が約２５倍と高く、且つ広角端での画角が約６７°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００４７】
〔第３実施例〕
図１０は、本発明の第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１０のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、および両凸レンズから構成されている。
【００４８】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、および両凸レンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００４９】
第３実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図１０に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第５レンズ群Ｇ５を像側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００５０】
次の表（３）に、本発明の第３実施例の諸元の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（３）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００５１】
なお、表（３）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ５は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第５レンズ群Ｇ５のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ５は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（３）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００５２】
【表３】
図１１乃至図１３は、第３実施例の諸収差図である。すなわち、図１１は広角端における諸収差図であり、図１２は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図１３は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図１１乃至図１３を参照すると、第３実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第３実施例では、変倍比が約２０倍と高く、且つ広角端での画角が約６５°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００５４】
〔第４実施例〕
図１４は、本発明の第４実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１４のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ、両凹レンズ、両凹レンズ、および両凸レンズから構成されている。
【００５５】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズ、および両凸レンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００５６】
第４実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図１４に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第４レンズ群Ｇ４および第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００５７】
次の表（４）に、本発明の第４実施例の諸元の値を掲げる。表（４）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（４）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００５８】
なお、表（４）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ４およびδ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第４レンズ群Ｇ４および第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ４およびδ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（４）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００５９】
【表４】
図１５乃至図１７は、第４実施例の諸収差図である。すなわち、図１５は広角端における諸収差図であり、図１６は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図１７は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図１５乃至図１７を参照すると、第４実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第４実施例では、変倍比が約２６倍と高く、且つ広角端での画角が約７１°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００６１】
〔第５実施例〕
図１８は、本発明の第５実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１８のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されている。
【００６２】
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズから構成されている。
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸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貼り合わせレンズから構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凹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貼り合わせレンズから構成されている。
また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの貼り合わせレンズから構成されている。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳＰが設けられている。
【００６３】
第５実施例では、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、第４レンズ群と第５レンズ群との空気間隔は拡大し、第５レンズ群と第６レンズ群との空気間隔は縮小するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６が図１８に示す軌道に沿って移動する。なお、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して固定である。
また、第５レンズ群Ｇ５を像側へ移動させるとともに第６レンズ群Ｇ６を物体側へ繰り出すことにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【００６４】
次の表（５）に、本発明の第５実施例の諸元の値を掲げる。表（５）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。また、表（５）において、面番号は物体側からのレンズ面の順序を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄはレンズ面の間隔を、νおよびｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数および屈折率をそれぞれ示している。
【００６５】
なお、表（５）の（合焦におけるフォーカシング移動量）において、βは倍率を、d0は物体距離（物体と最も物体側のレンズ面との軸上距離）を、δ５およびδ６は無限遠物体から近距離物体への合焦に伴う第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６のフォーカシング移動量を示している。ここで、フォーカシング移動量δ５およびδ６は、像側への移動量を正の値とし、物体側への移動量を負の値としている。
また、表（５）の（条件式対応値）において、βiw、βimおよびβitは、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第ｉレンズ群の結像倍率をそれぞれ示している。さらに、β34w 、β34m およびβ34t は、広角端、中間焦点距離状態および望遠端での第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率をそれぞれ示している。
【００６６】
【表５】
図１９乃至図２１は、第５実施例の諸収差図である。すなわち、図１９は広角端における諸収差図であり、図２０は中間焦点距離状態における諸収差図であり、図２１は望遠端における諸収差図である。
各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。
図１９乃至図２１を参照すると、第５実施例では、広角端から望遠端までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正されていることがわかる。すなわち、第５実施例では、変倍比が約２０倍と高く、且つ広角端での画角が約６３°と広いにもかかわらず、優れた結像性能が確保されていることがわかる。
【００６８】
【効果】
以上説明したように、本発明によれば、高画角化および高変倍化を確保しながらも高い光学性能を有する小型のズームレンズを実現することができる。特に、本発明では、歪曲収差や諸収差を良好に補正することが可能になり、広画角化と高変倍化とを更に進めることができる。また、合焦方式としてリアフォーカス方式を採用することにより、第１レンズ群のレンズ径の小型化が可能になり、レンズ系全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズの屈折力配置および構成的特徴を示す図であって、（ａ）および（ｂ）は広角側および望遠側における屈折力配置を、（ｃ）および（ｄ）は広角側および望遠側における構成的特徴を示している。
【図２】本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図３】第１実施例の広角端における諸収差図である。
【図４】第１実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図５】第１実施例の望遠端における諸収差図である。
【図６】本発明の第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図７】第２実施例の広角端における諸収差図である。
【図８】第２実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図９】第２実施例の望遠端における諸収差図である。
【図１０】本発明の第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図１１】第３実施例の広角端における諸収差図である。
【図１２】第３実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１３】第３実施例の望遠端における諸収差図である。
【図１４】本発明の第４実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図１５】第４実施例の広角端における諸収差図である。
【図１６】第４実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１７】第４実施例の望遠端における諸収差図である。
【図１８】本発明の第５実施例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
【図１９】第５実施例の広角端における諸収差図である。
【図２０】第５実施例の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図２１】第５実施例の望遠端における諸収差図である。
【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
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ６ 第６レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Claims (10)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は拡大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は縮小し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は拡大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との空気間隔は拡大し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との空気間隔は縮小し、
広角端における前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β 34w が、
０．３＜｜β 34w ｜＜０．７
の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第３レンズ群Ｇ３、前記第４レンズ群Ｇ４、前記第５レンズ群Ｇ５および前記第６レンズ群Ｇ６のうちの少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることによって、物体への合焦を行うことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 前記第６レンズ群Ｇ６だけを光軸に沿って移動させることによって、物体への合焦を行うことを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際して固定であることを特徴とする請求項１乃至３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Ｇ４は、変倍に際して固定であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜７．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との合成結像倍率β34が、変倍域の全体に亘って、
β34＜０
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とし、前記第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆ４としたとき、
０．３＜ｆ３／ｆ４＜２．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第５レンズ群Ｇ５の焦点距離をｆ５とし、前記第６レンズ群Ｇ６の焦点距離をｆ６としたとき、
０．６＜｜ｆ５／ｆ６｜＜１．３
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群Ｇ１、前記第２レンズ群Ｇ２、および前記第３レンズ群Ｇ３を前群とし、前記第４レンズ群Ｇ４、前記第５レンズ群Ｇ５、および前記第６レンズ群Ｇ６を後群とし、広角端における前記前群の合成焦点距離をｆ 123w 、広角端における前記後群の合成焦点距離をｆ 456w としたとき、
０．２５＜ｆ 123w ／ｆ 456w ＜１．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
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