JP4876508B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフカメラ用のズームレンズに関する。
近年、カメラレンズのオートフォーカス化に伴ってズームレンズの小型化、高性能化のために複数の合焦群を兼ね備えたズームレンズが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平5-341188号公報
特開平6-3592号公報
しかしながら、特許文献１の開示例は、第１レンズ群、第２レンズ群を移動させる合焦方式であり、第１レンズ群の移動量が減少されレンズ径の縮小につながるが、ズームレンズにおける最大レンズ群である第１レンズ群を合焦に使用しているためオートフォーカス機構に大きな負担が掛かかると言う問題がある。
また、特許文献２の開示例は、いわゆるフローティングを有する合焦方式であるが、合焦に際し第２レンズ群の移動量は他の合焦に寄与する可動レンズ群に比べ小さく、特に望遠側での合焦は屈折率が強い第２レンズ群を有効に活用できず非効率的であり、かつ光学性能を確保することが難しいと言う問題がある。
本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、フローティング的なインナーフォーカスまたはリア／フォーカス方式の合焦方式による小型軽量で良好な光学性能を有するカメラ用ズームレンズを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、複数のレンズ群と開口絞りを有し、前記複数のレンズ群間隔をそれぞれ変更する事によって広角端状態から望遠端状態への変倍を行い、
最も物体側から順に、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、第３レンズ群を有し、
広角端状態から望遠端状態へ変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、
前記第２レンズ群と前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群とが合焦レンズ群であり、前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群を第ｎレンズ群とし、広角端状態から望遠端状態の焦点距離状態に応じて、前記合焦レンズ群のうち少なくとも１つを移動させて遠距離物体から近距離物体へ合焦させ、
遠距離状態から近距離状態への合焦に際して、前記第２レンズ群全体を物体方向に移動させ、以下の条件を満足する事を特徴とするズームレンズ。
最も物体側から順に、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、第３レンズ群を有し、
広角端状態から望遠端状態へ変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、
前記第２レンズ群と前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群とが合焦レンズ群であり、前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群を第ｎレンズ群とし、広角端状態から望遠端状態の焦点距離状態に応じて、前記合焦レンズ群のうち少なくとも１つを移動させて遠距離物体から近距離物体へ合焦させ、
遠距離状態から近距離状態への合焦に際して、前記第２レンズ群全体を物体方向に移動させ、以下の条件を満足する事を特徴とするズームレンズ。
0.2＜(Xnw-X2w)/Xnw
0.5＜(X2t-Xnt)/X2t
−０．９８ ＜ Ｍ２ｔ ＜−０．７０
但し、X2wは広角端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群の移動量、Xnwは広角端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群を除く前記第ｎレンズ群の移動量、X2tは望遠端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群の移動量、Xntは望遠端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群を除く前記第ｎレンズ群の移動量、Ｍ２ｔ：前記第２レンズ群の望遠端状態における結像倍率である。
0.5＜(X2t-Xnt)/X2t
−０．９８ ＜ Ｍ２ｔ ＜−０．７０
但し、X2wは広角端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群の移動量、Xnwは広角端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群を除く前記第ｎレンズ群の移動量、X2tは望遠端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群の移動量、Xntは望遠端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群を除く前記第ｎレンズ群の移動量、Ｍ２ｔ：前記第２レンズ群の望遠端状態における結像倍率である。
本発明によれば、フローティング的なインナーフォーカスまたはリア／フォーカス方式の合焦方式による小型軽量で良好な光学性能を有するカメラ用ズームレンズを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に関し詳説する。
本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、複数のレンズ群と開口絞りを有し、複数のレンズ群間隔をそれぞれ変更する事によって広角端状態から望遠端状態への変倍を行い、最も物体側から順に、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、第３レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態へ変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、第２レンズ群と前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群とが合焦レンズ群であり、広角端状態から望遠端状態の焦点距離状態に応じて、合焦レンズ群のうち少なくとも１つを移動させて遠距離物体から近距離物体へ合焦させる構成である。
第２レンズ群は他のレンズ群、特に第１レンズ群に比べるとレンズ径の小型化が可能である為、合焦機構を組み込むのに適している。さらに第２レンズ群以外に少なくとも１つのレンズ群を合焦群として移動させる事によって、合焦時による結像性能の変動を押さえ、また各合焦群の移動範囲を効率化することにより小型軽量化を図る事が出来る。
また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、以下の条件式（１）を満足する事が望ましい。
（１） 0.2＜(Xnw-X2w)/Xnw
但し、X2wは広角端状態の近距離合焦時における第２レンズ群の移動量、Xnwは広角端状態の近距離合焦時における第２レンズ群を除く第ｎレンズ群の移動量である。移動量の符号は像面方向への移動量を正とする。
（１） 0.2＜(Xnw-X2w)/Xnw
但し、X2wは広角端状態の近距離合焦時における第２レンズ群の移動量、Xnwは広角端状態の近距離合焦時における第２レンズ群を除く第ｎレンズ群の移動量である。移動量の符号は像面方向への移動量を正とする。
条件式（１）は広角端状態の近距離合焦時における第２レンズ群と第２レンズ群以外の合焦レンズ群の移動比を規定したものである。条件式（１）を満足する事で良好な収差補正と広角端状態での第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を有効に抑えることが出来る。
条件式（１）の下限値を越えると、合焦群のフローティング効果の減少と共に、第２レンズ群の合焦移動量が増大してしまう。結果、遠距離物体から近距離物体までの像面変動が激しくなり、かつコマ収差が悪化するので好ましくない。または広角端状態において第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は、合焦の為に必要とされる移動間隔(デットスペース)、より広く確保しなければならなくなる。それにより軸外光束確保の為に第１レンズ群の前玉径を肥大させ、小型軽量化の妨げとなり好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を０．３にすることが好ましい。
また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） 0.5＜(X2t-Xnt)/X2t
但し、X2tは望遠端状態の近距離合焦時における第２レンズ群の移動量、Xntは望遠端状態の近距離合焦時における第２レンズ群を除く第ｎレンズ群の移動量である。移動量の符号は像面方向への移動量を正とする。
（２） 0.5＜(X2t-Xnt)/X2t
但し、X2tは望遠端状態の近距離合焦時における第２レンズ群の移動量、Xntは望遠端状態の近距離合焦時における第２レンズ群を除く第ｎレンズ群の移動量である。移動量の符号は像面方向への移動量を正とする。
条件式２は望遠端状態の近距離合焦時における第２レンズ群と第2レンズ群以外の合焦レンズ群の移動比を規定したものである。条件式（２）を満足する事で諸収差の劣化を低減させ、また望遠端状態での近距離合焦時における第２レンズ群以外のレンズ群の移動量を有効に抑えることが出来る。
条件式（２）の下限値を越えると、合焦群のフローティング効果の減少と共に、第２レンズ群以外の合焦群の合焦時の移動量が増大してしまう。結果、合焦時の移動量確保の為にレンズ群間隔が増大し、小型軽量化の妨げになる。また、第２レンズ群より像側に位置する合焦群の合焦時の移動量過多は、無限遠距離から至近距離までの球面収差変動が激しくなり好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするために、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を０．８にすることが好ましい。
また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第２レンズ群は像面方向に移動し、第３レンズ群は物体方向に移動する事が望ましい。広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群と第３レンズ群が物体方向に移動する事によって像面変動を制御しつつ効率よく倍率変動を施すことができる。
また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、遠距離物体から近距離物体への合焦に際して、第２レンズ群の移動量の絶対値は広角端状態において最小であることが望ましい。広角端状態において近距離合焦による第２レンズ群移動は像面変動の拡大を招く為あまり好ましくない。また望遠端状態での近距離合焦による第２レンズ群以外の第ｎレンズ群の移動は球面収差変動が激しくなり好ましくない。よってフォーカスフローティング効果において広角側では第２レンズ群の移動は極力抑えつつ、望遠側では逆に第２レンズ群の移動量を増大させる事が好ましい。
また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、第２レンズ群の合焦時における移動範囲は、無限遠合焦状態における広角端状態から望遠端状態の変倍軌道範囲内にある事が望ましい。変倍効果をより高める為と周辺光束確保の為に第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広角端状態でより狭い状況にある。また広角ズームレンズの場合など、負の屈折力の第２レンズ群は結像倍率が等倍以下に配置されている状況にあり、単独での近距離合焦時には物体側へ移動する為にさらに第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を狭める傾向である。また第２レンズ群の近距離合焦における移動量比を最小限かつ無限遠合焦時の第１、第２レンズ群の間隔(デットスペース)を確保する事によってズームレンズ全系の小型軽量化を図る事が出来る。本発明の効果をさらに確実にするには、広角端状態における近距離合焦時には第２レンズ群は固定することが望ましい。
また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、遠距離状態から近距離状態への合焦に際して、第２レンズ群全体を物体方向に移動させ、以下の条件式（３）を満足する事が望ましい。
（３） −０．９８ ＜ Ｍ２ｔ ＜−０．７０
但し、Ｍ２ｔは第２レンズ群の望遠端状態における結像倍率である。
（３） −０．９８ ＜ Ｍ２ｔ ＜−０．７０
但し、Ｍ２ｔは第２レンズ群の望遠端状態における結像倍率である。
条件式（３）は、第２レンズ群での合焦に適した望遠端状態における第２レンズ群の結像倍率の範囲を規定する。条件式（３）の上限を越えると十分な高変倍比を得るのが困難となる。または、コマ収差が悪化し高い光学性能が得られなくなる。条件式（３）の下限を越えると、望遠端状態での合焦が不可能となるか、あるいは、望遠端状態での合焦移動量が大きくなりすぎ、十分近距離に合焦できないくなる。または、球面収差が悪化し高い光学性能が得られなくなる。
〔実施例〕
以下に、本発明にかかる各実施について図面を参照しつつ説明する。
以下に、本発明にかかる各実施について図面を参照しつつ説明する。
本実施例において、非球面形状は次式で表現されている。
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）2｝1/2］
＋Ｃ４ｈ4＋Ｃ６ｈ6＋Ｃ８ｈ8＋Ｃ１０ｈ10
なお、ｘは面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位（サグ量）であり、κは円錐定数、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０はそれぞれ４、６、８、１０次の非球面係数であり、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をそれぞれ示す。
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）2｝1/2］
＋Ｃ４ｈ4＋Ｃ６ｈ6＋Ｃ８ｈ8＋Ｃ１０ｈ10
なお、ｘは面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位（サグ量）であり、κは円錐定数、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０はそれぞれ４、６、８、１０次の非球面係数であり、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をそれぞれ示す。
〔第１実施例〕
図１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図であり、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
図１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図であり、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
図１において、本第１実施例にかかるズームレンズは、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、負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、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへ変倍に際し第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が減少するように移動する構成である。
遠距離物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）は、広角端状態Ｗでは第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が物体方向へ移動し、中間焦点距離状態Ｍでは第２レンズ群と第３レンズ群Ｇ３が物体方向へ移動し、望遠端状態Ｔでは第２レンズ群Ｇ２が物体方向へ移動する構成である。
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形状の正レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像面Ｉ側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズの接合レンズからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの接合レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳと、像面Ｉ側に凸面を向けた正レンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズからなる。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、像面Ｉ側に凹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レンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉ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。
以下の表１に、本第２実施例にかかるズームレンズの諸元の値を掲げる。表の［全体諸元］中のｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：度）を表す。［レンズ諸元］中、第１カラムは物体側からのレンズ面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面間隔、第４カラムνｄはｄ線（λ=587.6nm）に対するアッベ数、第５カラムｎｄはｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率を表す。[可変間隔データー]には、焦点距離ｆと各焦点距離の近距離合焦状態D0との各可変間隔の値を示す。また、1-POSは広角端状態での無限遠合焦状態、2-POSは中間焦点距離状態での無限遠合焦状態、３-POSは望遠端状態での無限遠合焦状態、４-POSは広角端状態での近距離合焦状態、５-POSは中間焦点距離状態での近距離合焦状態、６-POSは望遠端状態での近距離合焦状態をそれぞれ示す。[合焦移動量]には、４-POSから６-POSで近距離合焦状態で移動したレンズ群の移動量をそれぞれ示す。また、ｒ＝「∞」は平面を表し、空気の屈折率ｎｄ＝０．００００００は記載を省略している。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
（表１）
（全体諸元）
f=10.30〜20.00〜45.00
FNO=3.7〜4.6〜6.1
２ω=38.1〜22.6〜6.6
（レンズ諸元）
r d vd nd
第１レンズ群Ｇ１
1) 136.0279 1.400 25.35 1.805182
2) 56.7572 14.000 60.64 1.603110
3) -222.6619 0.100
4) 50.7262 8.000 60.64 1.603110
5) 164.6821 (d5)
第2レンズ群Ｇ２
6) -1839.1626 1.500 53.93 1.713000
7) 15.5706 7.000
8) -27.6703 1.500 57.53 1.670249
9) 16.5350 5.500 25.41 1.805182
10) 617.7097 (d10)
第３レンズ群Ｇ３
11) -32.8992 2.000 53.93 1.713000
12) 29.1477 4.000 27.61 1.755200
13) 457.0932 (d13)
第４レンズ群Ｇ４
14> ∞ 1.500 （開口絞りＳ）
15) -1602.3397 3.800 64.10 1.516800
16) -29.8096 0.100
17) 58.7188 8.600 82.52 1.497820
18) -21.5259 1.000 33.89 1.803840
19) -70.9910 0.100
20) 31.1449 5.000 82.52 1.497820
21) -218.0092 (d21)
第５レンズ群Ｇ５
22) 55.7103 1.000 31.62 1.756920
23) 19.1692 4.998
24) 22.3894 6.000 54.55 1.514540
25) -134.2049 0.100
26) 29.6556 6.200 56.41 1.501370
27) -21.8584 1.000 45.37 1.796681
28) -83.2133 (Bf)
（可変間隔データー）
1-POS 2-POS 3-POS 4-POS 5-POS 6-POS
F 10.3 20 45 10.3 20 45
D0 ∞ ∞ ∞ 500 500 500
d5 1.259 19.846 34.878 1.156 19.045 26.550
d10 44.246 22.170 4.615 44.202 22.570 12.944
d13 1.655 5.144 7.666 1.8018 5.544 7.666
d21 23.724 23.724 23.724 23.724 23.724 23.724
Bf 20.900 20.900 20.900 20.900 20.900 20.900
（合焦移動量）
4-pos 5-pos 6-pos
第１レンス゛群Ｇ１ 0.000 0.000 0.000
第２レンス゛群Ｇ２ -0.103 -0.801 -8.328
第３レンス゛群Ｇ３ -0.147 -0.400 0.000
第４レンス゛群Ｇ４ 0.000 0.000 0.000
第５レンス゛群Ｇ５ 0.000 0.000 0.000
（+）＝像面方向
（条件式対応値）
（１） ０．３０ （ｎ＝３）
（２） １．００ （ｎ＝３）
（３） −０．９７４
（全体諸元）
f=10.30〜20.00〜45.00
FNO=3.7〜4.6〜6.1
２ω=38.1〜22.6〜6.6
（レンズ諸元）
r d vd nd
第１レンズ群Ｇ１
1) 136.0279 1.400 25.35 1.805182
2) 56.7572 14.000 60.64 1.603110
3) -222.6619 0.100
4) 50.7262 8.000 60.64 1.603110
5) 164.6821 (d5)
第2レンズ群Ｇ２
6) -1839.1626 1.500 53.93 1.713000
7) 15.5706 7.000
8) -27.6703 1.500 57.53 1.670249
9) 16.5350 5.500 25.41 1.805182
10) 617.7097 (d10)
第３レンズ群Ｇ３
11) -32.8992 2.000 53.93 1.713000
12) 29.1477 4.000 27.61 1.755200
13) 457.0932 (d13)
第４レンズ群Ｇ４
14> ∞ 1.500 （開口絞りＳ）
15) -1602.3397 3.800 64.10 1.516800
16) -29.8096 0.100
17) 58.7188 8.600 82.52 1.497820
18) -21.5259 1.000 33.89 1.803840
19) -70.9910 0.100
20) 31.1449 5.000 82.52 1.497820
21) -218.0092 (d21)
第５レンズ群Ｇ５
22) 55.7103 1.000 31.62 1.756920
23) 19.1692 4.998
24) 22.3894 6.000 54.55 1.514540
25) -134.2049 0.100
26) 29.6556 6.200 56.41 1.501370
27) -21.8584 1.000 45.37 1.796681
28) -83.2133 (Bf)
（可変間隔データー）
1-POS 2-POS 3-POS 4-POS 5-POS 6-POS
F 10.3 20 45 10.3 20 45
D0 ∞ ∞ ∞ 500 500 500
d5 1.259 19.846 34.878 1.156 19.045 26.550
d10 44.246 22.170 4.615 44.202 22.570 12.944
d13 1.655 5.144 7.666 1.8018 5.544 7.666
d21 23.724 23.724 23.724 23.724 23.724 23.724
Bf 20.900 20.900 20.900 20.900 20.900 20.900
（合焦移動量）
4-pos 5-pos 6-pos
第１レンス゛群Ｇ１ 0.000 0.000 0.000
第２レンス゛群Ｇ２ -0.103 -0.801 -8.328
第３レンス゛群Ｇ３ -0.147 -0.400 0.000
第４レンス゛群Ｇ４ 0.000 0.000 0.000
第５レンス゛群Ｇ５ 0.000 0.000 0.000
（+）＝像面方向
（条件式対応値）
（１） ０．３０ （ｎ＝３）
（２） １．００ （ｎ＝３）
（３） −０．９７４
図２は、本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。図３は、本第１実施例にかかるズームレンズの近距離合焦状態（最も物体側レンズの第１面から500mm位置）における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態における諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態における諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
各収差図において、ＦNOはＦナンバー、Ｙは像高、Ａは半画角（単位：度）、Ｈ０は像高、ｄはｄ線（波長λ=587.6nm）及びｇはｇ線（波長λ=435.8nm）を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
各収差図から、本第１実施例にかかるズームレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
〔第２実施例〕
図４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図であり、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
図４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図であり、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
図４において、本第２実施例にかかるズームレンズは、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から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへ変倍に際し第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が減少するように移動する構成である。
遠距離物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）は、広角端状態Ｗでは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４が像面Ｉ方向へ移動し、中間焦点距離状態Ｍでは第２レンズ群と第３レンズ群Ｇ３が物体方向へ移動し、望遠端状態Ｔでは第２レンズ群Ｇ２が物体方向へ移動する構成である。
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形状の正レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像面Ｉ側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹形状の負レンズと、両凸形状の正レンズと、両凹形状の負レンズからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳと、２つの両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の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、両凸形状の正レンズの接合レンズと、両凹形状の負レンズとからなる。
以下の表２に本第２実施例にかかるズームレンズの諸元の値を示す。
（表２）
（全体諸元）
f=29.0〜50.1〜180.00
FNO=3.8〜4.6〜6.2
２ω=38.1〜22.6〜6.6
（レンズ諸元）
r d vd nd
第１レンズ群Ｇ１
1) 117.8863 2.000 23.83 1.846660
2) 55.9329 9.400 69.99 1.490000
3) -349.3659 0.150
4) 44.6073 6.148 51.41 1.687921
5) 162.0763 (d5)
第2レンズ群Ｇ２
6) 122.2354 1.200 53.42 1.726000
7) 13.9131 5.800
8) -35.9277 1.100 46.58 1.804000
9) 78.7412 0.100
10) 28.3377 4.600 23.83 1.846660
11) -39.8083 0.710
12) -29.5887 1.100 40.97 1.883000
13) 120.8448 (d13)
第３レンズ群Ｇ３
14> ∞ 0.000 （開口絞りＳ）
15) 30.9446 3.000 69.71 1.517280
16) -162.5684 0.120
17) 35.1050 2.000 70.45 1.487490
18) -340.7562 0.120
19) 48.8306 2.000 54.7 1.729160
20) 127.9327 1.494
21) -32.2027 1.200 25.46 1.805180
22) -255.4997 (d22)
第４レンズ群Ｇ４
23) 37.7834 4.000 64.14 1.516330
24) -28.4187 0.200
25) 116.1156 1.200 44.87 1.744000
26) 14.1308 3.421 49.86 1.623779
27) -66.9444 1.330 （非球面）
28) -62.4193 1.500 53.42 1.726000
29) 52.1176 (Bf)
（非球面データー）
面 κ Ｃ４ Ｃ６ Ｃ８ Ｃ１０
27 1.0000 3.97370E-05 1.03890E-07 -4.69080E-10 6.28920E-12
（可変間隔データー）
1-POS 2-POS 3-POS 4-POS 5-POS 6-POS
F 29 50 180 29 50 180
D0 ∞ ∞ ∞ 1000 1000 1000
d5 1.000 12.997 35.495 1.000 12.140 30.404
d13 17.924 12.431 1.000 19.134 13.173 6.092
d22 6.179 3.656 1.000 6.516 3.710 1.000
Bf 44.150 55.382 76.633 42.603 55.444 76.633
（合焦移動量）
4-pos 5-pos 6-pos
第１レンズ群Ｇ１ 0.00 0.00 0.00
第２レンズ群Ｇ２ 0.00 0.86 5.09
第３レンズ群Ｇ３ -1.21 0.12 0.00
第４レンズ群Ｇ４ -1.55 0.00 0.00
第５レンズ群Ｇ５ 0.00 0.00 0.00
（+）＝像面方向
（条件式対応値）
（１） １．００ （ｎ＝３）、 １．００ (ｎ＝４)
（２） １．００ （ｎ＝３）
（３） −０．８８９
（全体諸元）
f=29.0〜50.1〜180.00
FNO=3.8〜4.6〜6.2
２ω=38.1〜22.6〜6.6
（レンズ諸元）
r d vd nd
第１レンズ群Ｇ１
1) 117.8863 2.000 23.83 1.846660
2) 55.9329 9.400 69.99 1.490000
3) -349.3659 0.150
4) 44.6073 6.148 51.41 1.687921
5) 162.0763 (d5)
第2レンズ群Ｇ２
6) 122.2354 1.200 53.42 1.726000
7) 13.9131 5.800
8) -35.9277 1.100 46.58 1.804000
9) 78.7412 0.100
10) 28.3377 4.600 23.83 1.846660
11) -39.8083 0.710
12) -29.5887 1.100 40.97 1.883000
13) 120.8448 (d13)
第３レンズ群Ｇ３
14> ∞ 0.000 （開口絞りＳ）
15) 30.9446 3.000 69.71 1.517280
16) -162.5684 0.120
17) 35.1050 2.000 70.45 1.487490
18) -340.7562 0.120
19) 48.8306 2.000 54.7 1.729160
20) 127.9327 1.494
21) -32.2027 1.200 25.46 1.805180
22) -255.4997 (d22)
第４レンズ群Ｇ４
23) 37.7834 4.000 64.14 1.516330
24) -28.4187 0.200
25) 116.1156 1.200 44.87 1.744000
26) 14.1308 3.421 49.86 1.623779
27) -66.9444 1.330 （非球面）
28) -62.4193 1.500 53.42 1.726000
29) 52.1176 (Bf)
（非球面データー）
面 κ Ｃ４ Ｃ６ Ｃ８ Ｃ１０
27 1.0000 3.97370E-05 1.03890E-07 -4.69080E-10 6.28920E-12
（可変間隔データー）
1-POS 2-POS 3-POS 4-POS 5-POS 6-POS
F 29 50 180 29 50 180
D0 ∞ ∞ ∞ 1000 1000 1000
d5 1.000 12.997 35.495 1.000 12.140 30.404
d13 17.924 12.431 1.000 19.134 13.173 6.092
d22 6.179 3.656 1.000 6.516 3.710 1.000
Bf 44.150 55.382 76.633 42.603 55.444 76.633
（合焦移動量）
4-pos 5-pos 6-pos
第１レンズ群Ｇ１ 0.00 0.00 0.00
第２レンズ群Ｇ２ 0.00 0.86 5.09
第３レンズ群Ｇ３ -1.21 0.12 0.00
第４レンズ群Ｇ４ -1.55 0.00 0.00
第５レンズ群Ｇ５ 0.00 0.00 0.00
（+）＝像面方向
（条件式対応値）
（１） １．００ （ｎ＝３）、 １．００ (ｎ＝４)
（２） １．００ （ｎ＝３）
（３） −０．８８９
図５は、本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。図６は、本第２実施例にかかるズームレンズの近距離合焦状態（最も物体側レンズの第１面から1000mm位置）における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態における諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態における諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
各収差図から、本第２実施例にかかるズームレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
〔第３実施例〕
図７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図であり、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
図７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図であり、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
図７において、本第３実施例にかかるズームレンズは、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、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへ変倍に際し第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第2レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が減少するように移動する構成である。
遠距離物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）は、広角端状態Ｗでは第２レンズ群Ｇ２と第５レンズ群Ｇ５が物体方向へ移動し、中間焦点距離状態Ｍでは第２レンズ群と第５レンズ群Ｇ５が物体方向へ移動し、望遠端状態Ｔでは第２レンズ群Ｇ２と第５レンズ群Ｇ５が物体方向へ移動する構成である。
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形状の正レンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像面Ｉ側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合レンズからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳと、像面Ｉ側に凸面を向けた正レンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズからなる。
第５レンズ群Ｇ５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、物体側に凸面を向けた正レンズと、両凸形状の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からなる。
以下の表３に本第３実施例にかかるズームレンズの諸元の値を示す。
（表３）
（全体諸元）
f=11.0-20.0-45.0
Fno=1.9-1.9-2.0
2ω=27.78-14.91-6.76
（レンズ諸元）
r d vd nd
第１レンズ群Ｇ１
1) 169.5741 1.400 25.35 1.805182
2) 71.3523 10.673 60.64 1.603110
3) -298.0965 0.200
4) 55.0370 6.441 60.64 1.603110
5) 164.6821 (d5)
第2レンズ群Ｇ２
6) 276.1751 1.400 53.92 1.713000
7) 15.0178 4.338
8) -35.1977 1.400 57.53 1.670249
9) 20.3488 2.912 25.41 1.805182
10) 617.7092 (d10)
第３レンズ群Ｇ３
11) -37.2061 1.400 53.92 1.713000
12) 35.1058 2.168 27.61 1.755200
13) 457.0931 (d13)
第４レンズ群Ｇ４
14> ∞ 1.500 (開口絞りＳ)
15) -880.8190 3.763 64.1 1.516800
16) -29.3302 2.270
17) 59.8754 5.048 82.51 1.497820
18) -22.7318 1.400 33.89 1.803840
19) -81.0084 6.974
20) 26.2089 4.021 82.51 1.497820
21) 1213.2552 (d21)
第５レンズ群Ｇ５
22) 47.0333 1.400 31.62 1.756920
23) 23.8352 0.718
24) 34.6255 2.697 54.55 1.514540
25) -63.0276 0.200
26) 34.3496 4.114 56.41 1.501370
27) -18.2910 8.000 45.37 1.796681
28) -83.2133 (Bf)
（可変間隔データー）
1-POS 2-POS 3-POS 4-POS 5-POS 6-POS
F 11.0 20.0 45.0 -0.02046 -0.03251 -0.03096
D0 0.0 0.0 0.0 500.0 500.0 500.0
d5 2.000 25.773 43.749 1.898 25.075 23.507
d10 32.556 22.170 4.615 32.657 22.869 24.437
d13 4.269 5.010 7.000 4.269 5.010 5.010
d21 16.239 16.585 17.959 15.934 15.886 16.471
Bf 20.498 21.455 22.273 20.804 22.154 21.569
（合焦移動量）
4-pos 5-pos 6-pos
第１レンス゛群Ｇ１ 0.000 0.000 0.000
第２レンス゛群Ｇ２ -0.102 -0.699 -7.054
第３レンス゛群Ｇ３ 0.000 0.000 0.000
第４レンス゛群Ｇ４ 0.000 0.000 0.000
第５レンス゛群Ｇ５ -0.306 -0.699 -0.353
(+)=像面方向
（条件式対応値）
（１） ０．６６７（ｎ＝５）
（２） ０．９５０（ｎ＝５）
（３） −０．８２９
（全体諸元）
f=11.0-20.0-45.0
Fno=1.9-1.9-2.0
2ω=27.78-14.91-6.76
（レンズ諸元）
r d vd nd
第１レンズ群Ｇ１
1) 169.5741 1.400 25.35 1.805182
2) 71.3523 10.673 60.64 1.603110
3) -298.0965 0.200
4) 55.0370 6.441 60.64 1.603110
5) 164.6821 (d5)
第2レンズ群Ｇ２
6) 276.1751 1.400 53.92 1.713000
7) 15.0178 4.338
8) -35.1977 1.400 57.53 1.670249
9) 20.3488 2.912 25.41 1.805182
10) 617.7092 (d10)
第３レンズ群Ｇ３
11) -37.2061 1.400 53.92 1.713000
12) 35.1058 2.168 27.61 1.755200
13) 457.0931 (d13)
第４レンズ群Ｇ４
14> ∞ 1.500 (開口絞りＳ)
15) -880.8190 3.763 64.1 1.516800
16) -29.3302 2.270
17) 59.8754 5.048 82.51 1.497820
18) -22.7318 1.400 33.89 1.803840
19) -81.0084 6.974
20) 26.2089 4.021 82.51 1.497820
21) 1213.2552 (d21)
第５レンズ群Ｇ５
22) 47.0333 1.400 31.62 1.756920
23) 23.8352 0.718
24) 34.6255 2.697 54.55 1.514540
25) -63.0276 0.200
26) 34.3496 4.114 56.41 1.501370
27) -18.2910 8.000 45.37 1.796681
28) -83.2133 (Bf)
（可変間隔データー）
1-POS 2-POS 3-POS 4-POS 5-POS 6-POS
F 11.0 20.0 45.0 -0.02046 -0.03251 -0.03096
D0 0.0 0.0 0.0 500.0 500.0 500.0
d5 2.000 25.773 43.749 1.898 25.075 23.507
d10 32.556 22.170 4.615 32.657 22.869 24.437
d13 4.269 5.010 7.000 4.269 5.010 5.010
d21 16.239 16.585 17.959 15.934 15.886 16.471
Bf 20.498 21.455 22.273 20.804 22.154 21.569
（合焦移動量）
4-pos 5-pos 6-pos
第１レンス゛群Ｇ１ 0.000 0.000 0.000
第２レンス゛群Ｇ２ -0.102 -0.699 -7.054
第３レンス゛群Ｇ３ 0.000 0.000 0.000
第４レンス゛群Ｇ４ 0.000 0.000 0.000
第５レンス゛群Ｇ５ -0.306 -0.699 -0.353
(+)=像面方向
（条件式対応値）
（１） ０．６６７（ｎ＝５）
（２） ０．９５０（ｎ＝５）
（３） −０．８２９
図８は、本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。図９は、本第３実施例にかかるズームレンズの近距離合焦状態（最も物体側レンズの第１面から1000mm位置）における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態における諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態における諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
各収差図から、本第３実施例にかかるズームレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
本発明によれば、デジタル一眼レフカメラにも利用可能な長いバックフォーカスを有し、
小型軽量にして良好な光学性能を有したズームレンズを提供することが可能となる。
小型軽量にして良好な光学性能を有したズームレンズを提供することが可能となる。
なお、本発明の実施例として、４群又は５群構成のレンズ系を示したが、該４群又は５群に付加レンズ群を加えただけのレンズ系も本発明の効果を内在した同等のレンズ系であることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も本発明の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。また、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
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
Ｓ 絞り
Ｉ 像面
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
Ｓ 絞り
Ｉ 像面
Claims (7)
- 複数のレンズ群と開口絞りを有し、前記複数のレンズ群間隔をそれぞれ変更する事によって広角端状態から望遠端状態への変倍を行い、
最も物体側から順に、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、第３レンズ群を有し、
広角端状態から望遠端状態へ変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、
前記第２レンズ群と前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群とが合焦レンズ群であり、前記第２レンズ群より像側に位置する少なくとも１つのレンズ群を第ｎレンズ群とし、広角端状態から望遠端状態の焦点距離状態に応じて、前記合焦レンズ群のうち少なくとも１つを移動させて遠距離物体から近距離物体へ合焦させ、
遠距離状態から近距離状態への合焦に際して、前記第２レンズ群全体を物体方向に移動させ、以下の条件を満足する事を特徴とするズームレンズ。
0.2＜(Xnw-X2w)/Xnw
0.5＜(X2t-Xnt)/X2t
−０．９８ ＜ Ｍ２ｔ ＜−０．７０
但し、
X2w：広角端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群の移動量、
Xnw：広角端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群を除く前記第ｎレンズ群の移動量、
X2t：望遠端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群の移動量、
Xnt：望遠端状態の近距離合焦時における前記第２レンズ群を除く前記第ｎレンズ群の移動量
Ｍ２ｔ：前記第２レンズ群の望遠端状態における結像倍率 - 広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第２レンズ群は像面方向に移動し、前記第３レンズ群は物体方向に移動する事を特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 遠距離物体から近距離物体への合焦に際し、前記第２レンズ群の移動量の絶対値は広角端状態において最小であることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群の合焦時における移動範囲は、無限遠合焦状態における広角端状態から望遠端状態の変倍軌道範囲内にある事を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第ｎレンズ群は、前記第３レンズ群であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群の像側に第４レンズ群を有し、
前記第ｎレンズ群は、前記第４レンズ群であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群の像側に物体側から順に前記第４レンズ群と、第５レンズ群を有し、
前記第ｎレンズ群は、前記第５レンズ群であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
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