JP5622103B2 - ズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法 - Google Patents
ズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、ズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法に関する。
近年、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラにおいて、より広い範囲での撮影を可能にするための広角化や、暗い場所での撮影を可能にするための大口径化、さらに高画素化に対応するための高性能化が求められるようになってきた。
このような要求に応えるべく、例えば、光軸に沿って物体側より順に並んだ、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、正の屈折力の第４レンズ群とから構成された、デジタルカメラ用のズームレンズが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、上記特許文献１に開示されているズームレンズでは、広角端状態におけるＦナンバーが２．５以下ではあるが、変倍比が小さく、また十分な光学性能を有しているとは言えず、更なる大口径化は困難である。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、大口径で良好な光学性能を達成したズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とを有し、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行い、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと、１つの正レンズとから構成され、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、以下の条件式を満足する。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦０．６３
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦０．６３
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
また、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とを有し、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行い、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと、１つの正レンズとから構成され、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、以下の条件式を満足する。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
１．０＜ ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦２．１６
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
１．０＜ ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦２．１６
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
なお、本発明において「レンズ成分」とは、単レンズ、及び、接合レンズを含む表現として用いている。
また、本発明のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群を構成する前記第１の負レン
ズ及び前記第２の負レンズの少なくとも１つは、正レンズと接合した接合レンズであることが好ましい。
ズ及び前記第２の負レンズの少なくとも１つは、正レンズと接合した接合レンズであることが好ましい。
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜０．７
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．０＜ ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜３．０
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
また、本発明のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと前記第１の負レンズとの接合レンズと、前記第２の負レンズと正レンズとの接合レンズとから構成されることが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとから構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．２＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜２．２
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
また、本発明の光学機器（例えば、本実施形態におけるデジタルスチルカメラＣＡＭ）は、上記いずれかのズームレンズを搭載する。
本発明に係るズームレンズの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とを有するズームレンズの製造方法であって、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行い、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと、１つの正レンズとから構成され、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込む。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦０．６３
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦０．６３
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
本発明によれば、大口径で良好な光学性能を達成したズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法を提供することができる。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るズームレンズＺＬは、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４とを有し、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸上を移動することにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、１つの負レンズ成分（図１ではレンズＬ１１が該当）と、１つの正レンズ成分（図１ではレンズＬ１２が該当）とから構成され、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズ（図１ではレンズＬ３３が該当）と、第２の負レンズ（図１ではレンズＬ３４が該当）とを有して構成されている。
従来、Ｆナンバーの小さな大口径レンズでは、開口絞り近傍のレンズ群に入射する光束が大きく、球面収差や軸上色収差、コマ収差が発生していた。これに対し、本実施形態のズームレンズＺＬでは、第１レンズ群Ｇ１に負レンズ成分と正レンズ成分との２枚を配置するとともに、第３レンズ群Ｇ３に２枚以上の負レンズ（具体的には、第１の負レンズ、第２の負レンズ）を配置することで、十分な収差補正を可能にした。
また、第３レンズ群Ｇ３に配置する負レンズのうち、２枚の負レンズ（第１の負レンズ及び第２の負レンズ）を物体側から順に連続して配置するとともに、以下の条件式（１）を満足させることで、諸収差をより良好に補正することを可能にしている。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０ …（１）
但し、
Ｒ１ｂ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径。
但し、
Ｒ１ｂ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径。
上記条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３の２枚の負レンズの向かい合った面が形成する形状因子を規定したものである。条件式（１）の下限値を下回ると、第２の負レンズの物体側のレンズ面における負の屈折力が強くなり、コマ収差が多く発生する。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、第１の負レンズの像側のレンズ面における負の屈折力が強くなり、特に球面収差における色収差が多く発生する。このような条件式（１）を満足することで、大口径レンズにおいても良好な光学性能を達成することができる。
なお、本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３を構成する第１の負レンズ及び第２の負レンズの少なくとも１つは、正レンズと接合した接合レンズであることが好ましい。このような構成によって、球面収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、また組み込み精度が緩和され、製造時の性能劣化を防ぐことができる。
また、本実施形態に係るズームレンズＺＬは、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜０．７ …（２）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
上記条件式（２）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離とＦナンバーの関係を規定したものである。条件式（２）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が大きくなり、大口径レンズのＦナンバーに対応した光学性能、特に球面収差が悪化する。または、光学性能を確保するためにズームの変倍比を小さくする必要がある。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が小さくなり、光学全長が大きくなるため、その場合に光学全長を小型化しようとすると、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２の屈折力を大きくする必要があり、広角端状態における歪曲収差や非点収差が悪化する。このような条件式（２）を満足することで、大口径レンズに適した良好な光学性能が達成される。
また、本実施形態に係るズームレンズＺＬは、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．０＜ ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜３．０ …（３）
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
上記条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離とＦナンバーの関係を規定したものである。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が大きくなり、球面収差や倍率色収差が悪化する。または、光学性能を確保するためにズームの変倍比を小さくする必要がある。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折
力が小さくなり、光学全長が大きくなるため、その場合に光学全長を小型化しようとすると、第３レンズ群の屈折力を大きくする必要があり、大口径のＦナンバーに対応した球面収差が確保できない。このような条件式（３）を満足することで、大口径レンズに適した良好な光学性能が達成される。
力が小さくなり、光学全長が大きくなるため、その場合に光学全長を小型化しようとすると、第３レンズ群の屈折力を大きくする必要があり、大口径のＦナンバーに対応した球面収差が確保できない。このような条件式（３）を満足することで、大口径レンズに適した良好な光学性能が達成される。
また、本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと第１の負レンズとの接合レンズと、第２の負レンズと正レンズとの接合レンズとから構成されることが好ましい。このような構成とすることで、球面収差や軸上色収差をより良好に補正することができる。
また、本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとから構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．２＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜２．２ …（４）
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
上記条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を規定したものである。条件式（４）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が小さくなり、変倍に必要な移動量が増えるために光学全長が大きくなる。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が大きくなり、広角端状態における非点収差が大きくなる。または、第２レンズ群Ｇ２のレンズ構成枚数を増やす必要があり、大型化する。このような条件式（４）を満足することで、大型化することなく、光学性能の確保が可能となる。
なお、第２レンズ群Ｇ２を構成する負レンズにおいて、少なくとも１面を非球面とすることで、より良好な光学性能を達成することができる。
図７及び図８に、上述のズームレンズＺＬを備える光学機器として、デジタルスチルカメラＣＡＭ（光学機器）の構成を示す。このデジタルスチルカメラＣＡＭは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ（ズームレンズＺＬ）の不図示のシャッタが開放されて、ズームレンズＺＬで被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉ（図１参照）に配置された撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラＣＡＭの背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニター２を見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
なお、このカメラＣＡＭには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部Ｄ、撮影レンズＺＬを広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタンＢ２、及び、デジタルスチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンＢ３等が配置されている。なお、図８では、カメラＣＡＭとズームレンズＺＬとが一体に成形されたコンパクトタイプのカメラを例示したが、光学機器としては、ズームレンズＺＬを有するレンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフカメラでも良い。
続いて、図９を参照しながら、上述のズームレンズＺＬの製造方法の概略を説明する。まず、鏡筒内に、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４を組み込む（ステップＳ１０）。この組み込みステップにおいて、第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力を持つように、第２レンズ群Ｇ２は負の屈折力を持つように、第３レンズ群Ｇ３は正の屈折力を持つように、第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を持つように、各レンズを配置する。
具体的に、本実施形態では、第１レンズ群Ｇ１として、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズを配置し、第２レンズ群Ｇ２として、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けて像側のレンズ面が非球面である負メニスカスレンズＬ２１と、両凹面の負レンズＬ２２と、両凸面の正レンズＬ２３とを配置し、第３レンズ群Ｇ３として、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両面が凸面かつ非球面である正レンズＬ３１と、両凸面の正レンズＬ３２と両凹面の負レンズＬ３３（第１の負レンズ）との接合レンズと、両凹面の負レンズＬ３４（第２の負レンズ）と両凸面の正レンズＬ３５との接合レンズとを配置し、第４レンズ群Ｇ４として、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けて物体側レンズ面が非球面である正メニスカスレンズＬ４１を配置して、ズームレンズＺＬを製造する。
この際、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が、光軸上を移動して変倍を行うように、各レンズを配置する（ステップＳ２０）。
また、第１レンズ群Ｇ１が、１つの負レンズ成分と、１つの正レンズ成分とから構成されるように、各レンズを配置する（ステップＳ３０）。
また、第３レンズ群Ｇ３が、第１の負レンズ（両凹面の負レンズＬ３３）と、第２の負レンズ（両凹面の負レンズＬ３４）とが光軸に沿って物体側から順に連続して並び、以下の条件式（１）を満足するように、各レンズを配置する（ステップＳ４０）。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０ …（１）
但し、
Ｒ１ｂ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径。
但し、
Ｒ１ｂ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径。
以上のような本実施形態の製造方法によれば、大口径で良好な光学性能を達成したズームレンズＺＬを得ることができる。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表３を示すが、これらは第１実施例〜第３実施例における各諸元の表である。
表中の［全体諸元］において、ｆは焦点距離を、ＦＮｏはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｙは像高を示す。
表中の［レンズデータ］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔を、ｎｄはｄ線（波長587.6nm）に対する屈折率を
、νｄはｄ線に対するアッベ数を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率1.000000は省略する。
、νｄはｄ線に対するアッベ数を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率1.000000は省略する。
表中の［非球面データ］には、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。なお、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。また、「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
Ｘ（ｙ）＝ｙ2／［ｒ×｛１＋（１−κ×ｙ2／ｒ2）1/2｝］
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
なお、［レンズデータ］において、非球面には面番号の左側に＊印を付している。
表中の［ズーミングデータ］において、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各状態における、Ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を、Ｂｆは最も像側に配置されている光学部材の像側の面から近軸像面までの距離を、ＴＬはレンズ全長を示す。
表中の［ズームレンズ群データ］において、Ｇは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号を、群焦点距離は各群の焦点距離を、レンズ構成長は各群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。
表中の［条件式］において、上記の条件式（１）〜（４）に対応する値を示す。
以下、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、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又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」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１，図２及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ１）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌跡を示す。第１実施例に係るズームレンズＺＬ１は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４とを有する。
第１実施例について、図１，図２及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ１）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌跡を示す。第１実施例に係るズームレンズＺＬ１は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４とを有する。
変倍時には、広角端状態から望遠端状態にかけて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第１レンズ群Ｇ１が物体側へ移動し、第２レンズ群が像側へ凸状の軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３が物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側へ凸状の軌跡で移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹面の負レンズＬ２２と、両凸面の正レンズＬ２３とから構成されている。なお、負メニスカスレンズＬ２１の像側の面は、非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸面の正レンズＬ３１と、両凸面の正レンズＬ３２と両凹面の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凹面の負レンズＬ３４と両凸面の正レンズＬ３５との接合レンズとから構成されている。なお、正レンズＬ３１の両面は、非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１で構成されている。なお、正メニスカスレンズＬ４１の物体側の面は、非球面である。
開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、変倍時には広角端状態から望遠端状態において第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。フレアカット絞りＦＳは、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置され、変倍時には広角端状態から望遠端状態において第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。また、像面Ｉの物体側に、赤外域の波長をカットするフィルターＦＬを配置している。
下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。なお、表１における面番号１〜２３は、図１に示す面１〜２３に対応している。なお、第１実施例では、第５面、第１１面、第１２面及び第２０面が、非球面形状に形成されている。
（表１）
［全体諸元］
ズーム比 3.8785
広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.09 12.32 23.62
Ｆｎｏ 2.03 2.42 2.96
ω 40.0 21.5 11.3
Ｙ 4.85 4.85 4.85
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
１ 35.8032 1.0000 1.922860 20.88
２ 23.4242 4.0000 1.816000 46.59
３ 509.2462 (D3)
４ 584.0921 0.9000 1.851350 40.10
＊５ 7.3515 4.0000
６ -80.0000 0.9000 1.816000 46.59
７ 24.5863 0.5000
８ 17.3293 2.2000 1.922860 20.88
９ -1874.8340 D9(可変)
10 ∞ 0.8000 (開口絞り)
＊11 10.0353 2.2000 1.693500 53.22
＊12 -46.3092 0.5000
13 9.6304 2.5000 1.772499 49.61
14 -18.4201 0.5000 1.738000 32.26
15 5.4858 1.5000
16 -52.6211 0.5000 1.720467 34.71
17 10.7742 2.5000 1.497820 82.56
18 -12.7880 0.0000
19 ∞ D19(可変) (フレアカット絞り)
＊20 9.8772 2.7000 1.593190 67.90
21 37.4321 D21(可変)
22 ∞ 1.0000 1.516330 64.14
23 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ＝0.7644
Ａ4＝-6.98711E-05
Ａ6＝5.85502E-08
Ａ8＝-1.76684E-08
Ａ10＝-2.96370E-10
第１１面
κ＝-0.0080
Ａ4＝1.42545E-06
Ａ6＝0.00000E+00
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第１２面
κ＝1.0000
Ａ4＝-2.37100E-05
Ａ6＝5.63314E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第２０面
κ＝1.0000
Ａ4＝6.52101E-05
Ａ6＝-2.30877E-08
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.09 12.32 23.62
Ｄ３ 1.1000 8.0000 16.3838
Ｄ９ 18.2260 6.4552 1.8000
Ｄ19 4.7883 8.0975 14.4075
Ｄ21 2.8520 4.3717 3.6259
Ｂｆ 1.0000 1.0000 1.0000
ＴＬ 56.1664 56.1245 65.4173
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 50.5834
Ｇ２ ４ -10.7540
Ｇ３ 10 14.2787
Ｇ４ 20 21.8235
［条件式］
（１） （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ）＝−０．８１
（２） ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝０．５９
（３） ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝２．０９
（４） （−ｆ２）／ｆｗ＝１．７７
［全体諸元］
ズーム比 3.8785
広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.09 12.32 23.62
Ｆｎｏ 2.03 2.42 2.96
ω 40.0 21.5 11.3
Ｙ 4.85 4.85 4.85
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
１ 35.8032 1.0000 1.922860 20.88
２ 23.4242 4.0000 1.816000 46.59
３ 509.2462 (D3)
４ 584.0921 0.9000 1.851350 40.10
＊５ 7.3515 4.0000
６ -80.0000 0.9000 1.816000 46.59
７ 24.5863 0.5000
８ 17.3293 2.2000 1.922860 20.88
９ -1874.8340 D9(可変)
10 ∞ 0.8000 (開口絞り)
＊11 10.0353 2.2000 1.693500 53.22
＊12 -46.3092 0.5000
13 9.6304 2.5000 1.772499 49.61
14 -18.4201 0.5000 1.738000 32.26
15 5.4858 1.5000
16 -52.6211 0.5000 1.720467 34.71
17 10.7742 2.5000 1.497820 82.56
18 -12.7880 0.0000
19 ∞ D19(可変) (フレアカット絞り)
＊20 9.8772 2.7000 1.593190 67.90
21 37.4321 D21(可変)
22 ∞ 1.0000 1.516330 64.14
23 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ＝0.7644
Ａ4＝-6.98711E-05
Ａ6＝5.85502E-08
Ａ8＝-1.76684E-08
Ａ10＝-2.96370E-10
第１１面
κ＝-0.0080
Ａ4＝1.42545E-06
Ａ6＝0.00000E+00
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第１２面
κ＝1.0000
Ａ4＝-2.37100E-05
Ａ6＝5.63314E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第２０面
κ＝1.0000
Ａ4＝6.52101E-05
Ａ6＝-2.30877E-08
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.09 12.32 23.62
Ｄ３ 1.1000 8.0000 16.3838
Ｄ９ 18.2260 6.4552 1.8000
Ｄ19 4.7883 8.0975 14.4075
Ｄ21 2.8520 4.3717 3.6259
Ｂｆ 1.0000 1.0000 1.0000
ＴＬ 56.1664 56.1245 65.4173
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 50.5834
Ｇ２ ４ -10.7540
Ｇ３ 10 14.2787
Ｇ４ 20 21.8235
［条件式］
（１） （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ）＝−０．８１
（２） ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝０．５９
（３） ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝２．０９
（４） （−ｆ２）／ｆｗ＝１．７７
表１に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ１は、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図２は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ１の諸収差図（具体的には、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、図２（ａ）は広角端状態（ｆ＝6.09）における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図２（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝12.32）における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図２（ｃ）は望遠端状
態（ｆ＝23.62）における撮影距離無限遠での諸収差図である。
態（ｆ＝23.62）における撮影距離無限遠での諸収差図である。
なお、各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を示す。また、ｄ，ｇは、それぞれｄ線，ｇ線における収差を表す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリディオナル像面を示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様である。
各収差図から明らかなように、第１実施例は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
（第２実施例）
第２実施例について、図３，図４及び表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ２）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌跡を示す。第２実施例に係るズームレンズＺＬ２は、図３に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。
第２実施例について、図３，図４及び表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ２）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌跡を示す。第２実施例に係るズームレンズＺＬ２は、図３に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。
変倍時には、広角端状態から望遠端状態にかけて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第１レンズ群Ｇ１が物体側へ移動し、第２レンズ群が像側へ凸状の軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３が物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側へ凸状の軌跡で移動し、第５レンズ群Ｇ５は像面Ｉに対して固定されている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹面の負レンズＬ２２と、両凸面の正レンズＬ２３とから構成されている。なお、負メニスカスレンズＬ２１の像側の面は、非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸面の正レンズＬ３１と、両凸面の正レンズＬ３２と両凹面の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凹面の負レンズＬ３４と両凸面の正レンズＬ３５との接合レンズとから構成されている。なお、正レンズＬ３１の両面は、非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１で構成されてい
る。
る。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５１で構成されている。なお、負メニスカスレンズＬ５１の像側の面は、非球面である。
開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、変倍時には広角端状態から望遠端状態において第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。フレアカット絞りＦＳは、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置され、変倍時には広角端状態から望遠端状態において第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。また、像面Ｉの物体側に、赤外域の波長をカットするフィルターＦＬを配置している。
下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。なお、表２における面番号１〜２５は、図３に示す面１〜２５に対応している。なお、第２実施例では、第５面、第１１面、第１２面及び第２３面が、非球面形状に形成されている。
（表２）
［全体諸元］
ズーム比 3.9073
広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.04 12.00 23.60
Ｆｎｏ 2.03 2.40 3.01
ω 40.3 21.6 11.2
Ｙ 4.85 4.85 4.85
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
１ 38.5885 1.0000 1.922860 20.88
２ 26.8265 4.0000 1.816000 46.62
３ 817.4240 D3(可変)
４ 184.7470 0.9000 1.851348 40.10
＊５ 8.5399 3.7000
６ -38.2468 0.9000 1.816000 46.62
７ 29.8945 1.7000
８ 24.9858 2.0000 1.922860 20.88
９ -198.2903 D9(可変)
10 ∞ 0.8000 (開口絞り)
＊11 11.0628 2.2000 1.693500 53.20
＊12 -35.8026 0.1000
13 10.4828 2.5000 1.754999 52.31
14 -107.8380 0.8000 1.720467 34.71
15 6.4783 1.6000
16 -27.9866 0.7000 1.720467 34.71
17 7.4845 2.8000 1.497820 82.51
18 -11.6897 0.1000
19 ∞ D19(可変) (フレアカット絞り)
20 10.5587 2.9000 1.593190 67.90
21 107.0236 D21(可変)
22 -89.0000 0.8000 1.524440 56.21
＊23 -250.0000 0.7000
24 ∞ 0.6000 1.516330 64.14
25 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ＝1.0969
Ａ4＝-8.55906E-05
Ａ6＝-1.17495E-06
Ａ8＝1.86977E-08
Ａ10＝-6.63796E-10
第１１面
κ＝1.0840
Ａ4＝-9.89179E-05
Ａ6＝0.00000E+00
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第１２面
κ＝-3.2368
Ａ4＝5.50061E-05
Ａ6＝2.40994E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第２３面
κ＝1.0000
Ａ4＝9.41287E-04
Ａ6＝-4.16393E-05
Ａ8＝1.10892E-06
Ａ10＝-1.33574E-08
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.04 12.00 23.60
Ｄ３ 1.1064 7.9661 16.1439
Ｄ９ 19.8581 7.4148 1.8487
Ｄ19 5.2617 9.0766 16.7928
Ｄ21 2.5412 4.0546 3.9147
Ｂｆ 0.5638 0.5638 0.5638
ＴＬ 60.1314 59.8761 70.0640
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 52.5219
Ｇ２ ４ -10.9248
Ｇ３ 10 15.3954
Ｇ４ 20 19.5296
Ｇ５ 22 -263.9680
［条件式］
（１） （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ）＝−０．６１
（２） ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝０．６３
（３） ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝２．１６
（４） （−ｆ２）／ｆｗ＝１．８１
［全体諸元］
ズーム比 3.9073
広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.04 12.00 23.60
Ｆｎｏ 2.03 2.40 3.01
ω 40.3 21.6 11.2
Ｙ 4.85 4.85 4.85
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
１ 38.5885 1.0000 1.922860 20.88
２ 26.8265 4.0000 1.816000 46.62
３ 817.4240 D3(可変)
４ 184.7470 0.9000 1.851348 40.10
＊５ 8.5399 3.7000
６ -38.2468 0.9000 1.816000 46.62
７ 29.8945 1.7000
８ 24.9858 2.0000 1.922860 20.88
９ -198.2903 D9(可変)
10 ∞ 0.8000 (開口絞り)
＊11 11.0628 2.2000 1.693500 53.20
＊12 -35.8026 0.1000
13 10.4828 2.5000 1.754999 52.31
14 -107.8380 0.8000 1.720467 34.71
15 6.4783 1.6000
16 -27.9866 0.7000 1.720467 34.71
17 7.4845 2.8000 1.497820 82.51
18 -11.6897 0.1000
19 ∞ D19(可変) (フレアカット絞り)
20 10.5587 2.9000 1.593190 67.90
21 107.0236 D21(可変)
22 -89.0000 0.8000 1.524440 56.21
＊23 -250.0000 0.7000
24 ∞ 0.6000 1.516330 64.14
25 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ＝1.0969
Ａ4＝-8.55906E-05
Ａ6＝-1.17495E-06
Ａ8＝1.86977E-08
Ａ10＝-6.63796E-10
第１１面
κ＝1.0840
Ａ4＝-9.89179E-05
Ａ6＝0.00000E+00
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第１２面
κ＝-3.2368
Ａ4＝5.50061E-05
Ａ6＝2.40994E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第２３面
κ＝1.0000
Ａ4＝9.41287E-04
Ａ6＝-4.16393E-05
Ａ8＝1.10892E-06
Ａ10＝-1.33574E-08
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.04 12.00 23.60
Ｄ３ 1.1064 7.9661 16.1439
Ｄ９ 19.8581 7.4148 1.8487
Ｄ19 5.2617 9.0766 16.7928
Ｄ21 2.5412 4.0546 3.9147
Ｂｆ 0.5638 0.5638 0.5638
ＴＬ 60.1314 59.8761 70.0640
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 52.5219
Ｇ２ ４ -10.9248
Ｇ３ 10 15.3954
Ｇ４ 20 19.5296
Ｇ５ 22 -263.9680
［条件式］
（１） （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ）＝−０．６１
（２） ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝０．６３
（３） ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝２．１６
（４） （−ｆ２）／ｆｗ＝１．８１
表２に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ２は、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図４は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ２の諸収差図（具体的には、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、図４（ａ）は広角端状態（ｆ＝6.04）における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図４（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝12.00）における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図４（ｃ）は望遠端状
態（ｆ＝23.60）における撮影距離無限遠での諸収差図である。
態（ｆ＝23.60）における撮影距離無限遠での諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第２実施例は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
（第３実施例）
第３実施例について、図５，図６及び表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ３）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌跡を示す。第３実施例に係るズームレンズＺＬ３は、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４とを有する。
第３実施例について、図５，図６及び表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ３）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌跡を示す。第３実施例に係るズームレンズＺＬ３は、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４とを有する。
変倍時には、広角端状態から望遠端状態にかけて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化するように、第１レンズ群Ｇ１が物体側へ移動し、第２レンズ群が像側へ凸状の軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３が物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側へ凸状の軌跡で移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズから構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹面の負レンズＬ２２と、両凸面の正レンズＬ２３とから構成されている。なお、負メニスカスレンズＬ２１の像側の面は、非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸面の正レンズＬ３１と、両凸面の正レンズＬ３２と両凹面の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凹面の負レンズＬ３４と両凸面の正レンズＬ３５との接合レンズとから構成されている。なお、正レンズＬ３１の両面は、非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１で構成されている。なお、正メニスカスレンズＬ４１の物体側の面は、非球面である。
開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、変倍時には広角端状態から望遠端状態において第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。フレアカット絞りＦＳは、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置され、変倍時には広角端状態から望遠端状態において第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。また、像面Ｉの物体側に、赤外域の波長をカットするフィルターＦＬを配置している。
下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。なお、表３における面番号１〜２３は、図５に示す面１〜２３に対応している。なお、第３実施例では、第５面、第１１面、第１２面及び第２０面が、非球面形状に形成されている。
（表３）
［全体諸元］
ズーム比 3.8944
広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.06 12.00 23.60
Ｆｎｏ 2.05 2.42 3.00
ω 40.3 21.6 11.2
Ｙ 4.85 4.85 4.85
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
１ 31.8172 1.0000 1.922860 20.88
２ 22.9532 4.1000 1.816000 46.62
３ 166.3837 D3(可変)
４ 90.0000 0.9000 1.820800 42.71
＊５ 7.2369 5.0000
６ -20.6748 0.9000 1.772500 49.61
７ 192.1271 0.6000
８ 28.7697 2.2000 1.922860 20.88
９ -93.9939 D9(可変)
10 ∞ 0.8000 (開口絞り)
＊11 9.2364 2.2000 1.593190 67.90
＊12 -50.2713 0.5000
13 9.6455 2.5000 1.772499 49.61
14 -12.2709 0.5000 1.673000 38.15
15 5.2072 1.5000
16 -382.5506 0.5000 1.720467 34.71
17 7.7003 2.5000 1.593190 67.90
18 -27.9684 0.0000
19 ∞ D19(可変) (フレアカット絞り)
＊20 9.8772 3.0000 1.593190 67.90
21 37.4321 D21(可変)
22 ∞ 1.0000 1.516330 64.14
23 ∞ 0.6000
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ＝0.7644
Ａ4＝-5.80782E-05
Ａ6＝4.74055E-07
Ａ8＝-2.15095E-08
Ａ10＝-1.04950E-10
第１１面
κ＝0.2849
Ａ4＝-7.53439E-05
Ａ6＝-6.01302E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第１２面
κ＝1.0000
Ａ4＝5.37085E-05
Ａ6＝0.00000E+00
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第２０面
κ＝1.0400
Ａ4＝-3.05955E-05
Ａ6＝8.32460E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.04 12.00 23.60
Ｄ３ 1.1000 8.2856 16.3852
Ｄ９ 18.2260 7.0010 1.7990
Ｄ19 4.7883 7.8503 14.4098
Ｄ21 3.2661 4.6305 4.0472
Ｂｆ 0.6000 0.6000 0.6000
ＴＬ 57.6805 58.0675 66.9413
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 50.3530
Ｇ２ ４ -10.5848
Ｇ３ 10 14.4857
Ｇ４ 20 21.7385
［条件式］
（１） （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ）＝−０．９７
（２） ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝０．５９
（３） ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝２．０５
（４） （−ｆ２）／ｆｗ＝１．７５
［全体諸元］
ズーム比 3.8944
広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.06 12.00 23.60
Ｆｎｏ 2.05 2.42 3.00
ω 40.3 21.6 11.2
Ｙ 4.85 4.85 4.85
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
１ 31.8172 1.0000 1.922860 20.88
２ 22.9532 4.1000 1.816000 46.62
３ 166.3837 D3(可変)
４ 90.0000 0.9000 1.820800 42.71
＊５ 7.2369 5.0000
６ -20.6748 0.9000 1.772500 49.61
７ 192.1271 0.6000
８ 28.7697 2.2000 1.922860 20.88
９ -93.9939 D9(可変)
10 ∞ 0.8000 (開口絞り)
＊11 9.2364 2.2000 1.593190 67.90
＊12 -50.2713 0.5000
13 9.6455 2.5000 1.772499 49.61
14 -12.2709 0.5000 1.673000 38.15
15 5.2072 1.5000
16 -382.5506 0.5000 1.720467 34.71
17 7.7003 2.5000 1.593190 67.90
18 -27.9684 0.0000
19 ∞ D19(可変) (フレアカット絞り)
＊20 9.8772 3.0000 1.593190 67.90
21 37.4321 D21(可変)
22 ∞ 1.0000 1.516330 64.14
23 ∞ 0.6000
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ＝0.7644
Ａ4＝-5.80782E-05
Ａ6＝4.74055E-07
Ａ8＝-2.15095E-08
Ａ10＝-1.04950E-10
第１１面
κ＝0.2849
Ａ4＝-7.53439E-05
Ａ6＝-6.01302E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第１２面
κ＝1.0000
Ａ4＝5.37085E-05
Ａ6＝0.00000E+00
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
第２０面
κ＝1.0400
Ａ4＝-3.05955E-05
Ａ6＝8.32460E-07
Ａ8＝0.00000E+00
Ａ10＝0.00000E+00
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
ｆ 6.04 12.00 23.60
Ｄ３ 1.1000 8.2856 16.3852
Ｄ９ 18.2260 7.0010 1.7990
Ｄ19 4.7883 7.8503 14.4098
Ｄ21 3.2661 4.6305 4.0472
Ｂｆ 0.6000 0.6000 0.6000
ＴＬ 57.6805 58.0675 66.9413
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 50.3530
Ｇ２ ４ -10.5848
Ｇ３ 10 14.4857
Ｇ４ 20 21.7385
［条件式］
（１） （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ）＝−０．９７
（２） ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝０．５９
（３） ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝２．０５
（４） （−ｆ２）／ｆｗ＝１．７５
表３に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ３は、上記条件式（１）〜（４）を全て満たすことが分かる。
図６は、第３実施例に係るズームレンズＺＬ３の諸収差図（具体的には、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、図６（ａ）は広角端状態（ｆ＝6.06）における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図６（ｂ）は中間焦点距離状態（ｆ＝12.00）における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図６（ｃ）は望遠端状
態（ｆ＝23.60）における撮影距離無限遠での諸収差図である。
態（ｆ＝23.60）における撮影距離無限遠での諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第３実施例は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
各実施例では、ズームレンズとして４群及び５群構成を示したが、６群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分をいう。
また、本実施形態においては、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。特に、第４レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させ、または光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第２レンズ群または第３レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
また、本実施形態において、開口絞りは第３レンズ群近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用してもよい。
また、本実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減して高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
ここまで、本発明を分かりやすくするために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
以上のように、本実施形態によれば、広角端状態における画角が十分に広く、大口径で
高性能を達成した、電子撮像素子を用いたデジタルカメラやビデオカメラに好適なズームレンズを提供することができた。
高性能を達成した、電子撮像素子を用いたデジタルカメラやビデオカメラに好適なズームレンズを提供することができた。
ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３） ズームレンズ
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
Ｓ 開口絞り
ＦＳ フレアカット絞り
ＦＬ フィルター
Ｉ 像面
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
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
Ｓ 開口絞り
ＦＳ フレアカット絞り
ＦＬ フィルター
Ｉ 像面
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
Claims (9)
- 光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行い、
前記第１レンズ群は、１つの負レンズと、１つの正レンズとから構成され、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、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。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦０．６３
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。 - 光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行い、
前記第１レンズ群は、１つの負レンズと、１つの正レンズとから構成され、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、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。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
１．０＜ ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦２．１６
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
１．０＜ ｆ１／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜３．０
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜０．７
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。 - 前記第３レンズ群を構成する前記第１の負レンズ及び前記第２の負レンズの少なくとも１つは、正レンズと接合した接合レンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと前記第１の負レンズとの接合レンズと、前記第２の負レンズと正レンズとの接合レンズとから構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとから構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１．２＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜２．２
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。 - 請求項１〜７のいずれか一項に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
- 光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とを有するズームレンズの製造方法であって、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行い、
前記第１レンズ群は、１つの負レンズと、１つの正レンズとから構成され、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に連続して並ぶ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込むことを特徴とするズームレンズの製造方法。
−２．０＜ （Ｒ１ｂ＋Ｒ２ａ）／（Ｒ１ｂ−Ｒ２ａ） ＜０．０
０．３＜ ｆ３／ＦＮＯｗ／（ｆｗ×ｆｔ） 1/2 ≦０．６３
但し、
Ｒ１ｂ：前記第３レンズ群を構成する第１の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２ａ：前記第３レンズ群を構成する第２の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ＦＮＯｗ：広角端状態における全系の開放Ｆナンバー、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における全系の焦点距離。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010284989A JP5622103B2 (ja) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | ズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法 |
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