JP2013210475A - ズームレンズ、撮像装置、およびズームレンズの製造方法 - Google Patents
ズームレンズ、撮像装置、およびズームレンズの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】色収差の２次スペクトルを含む諸収差を全ズーム域に亘って良好に補正することができる高い光学性能を有するズームレンズ、撮像装置、およびズームレンズの製造方法を提供すること。
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は変化し、第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズからなり、該負レンズは少なくとも１枚が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。
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ） ＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：負レンズの材料の部分分散比
【選択図】図１
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は変化し、第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズからなり、該負レンズは少なくとも１枚が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。
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ） ＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：負レンズの材料の部分分散比
【選択図】図１
Description
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラなどに好適なズームレンズと、これを有する撮像装置、およびズームレンズの製造方法に関する。
従来、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズにおいて、異常分散性を有するガラスよりなるレンズを用いて色収差を補正したものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
しかしながら、従来のズームレンズにあっては、色収差の２次スペクトルの補正が不十分であった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、色収差の２次スペクトルを含む諸収差を全ズーム域に亘って良好に補正することができる高い光学性能を有するズームレンズ、これを有する撮像装置、およ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。
上記目的を達成するために、本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズからなり、前記負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式を満足することを特徴とする。
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
また、本発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズを備えたことを特徴とする。
また、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、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有するズームレンズの製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するように構成し、前記第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズで構成し、前記負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式を満足するように構成することを特徴とする。
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
本発明によれば、色収差の２次スペクトルを含む諸収差を全ズーム域に亘って良好に補正することができる高い光学性能を有するズームレンズ、これを有する撮像装置、およ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、本発明に係るズームレンズ、撮像装置、およびズームレンズの製造方法について説明する。
まず、本明細書に用いる用語のうち、アッベ数νｄ、部分分散比θｇＦ、異常分散性ΔＰｇＦの計算方法について説明する。ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線における屈折率をそれぞれＮｇ、Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣとすると、アッベ数νｄおよび部分分散比θｇＦは、それぞれ次の計算式（Ａ）および（Ｂ）で計算される。
（Ａ）アッベ数νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
（Ｂ）部分分散比θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
（Ａ）アッベ数νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
（Ｂ）部分分散比θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
また、異常分散性ΔＰｇＦは次の計算式（Ｃ）で計算される。
（Ｃ）異常分散性ΔＰｇＦ＝θｇＦ−（０．６４４−０．００１６８×νｄ）
（Ｃ）異常分散性ΔＰｇＦ＝θｇＦ−（０．６４４−０．００１６８×νｄ）
次に、本発明に係るズームレンズについて説明する。本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は変化し、第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズからなり、前記負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする。
（１）６０．０ ＜ νｄｎ
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
（１）６０．０ ＜ νｄｎ
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
本発明に係るズームレンズは、上述のように、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有し、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２レンズ群との間隔を変化させる。この構成により、変倍に伴う歪曲収差の変動を抑え、全系の高い変倍率を確保している。
また、本発明に係るズームレンズは、このような構成のもと、第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズで構成され、該負レンズは少なくとも１枚が上記条件式（１）および（２）を満足することで、高性能化を図ることができる。
条件式（１）は、第２レンズ群を構成する負レンズの材料のアッベ数の適切な範囲を規定するための条件式である。また、条件式（２）は、該負レンズの材料の部分分散比から求められる該負レンズの異常分散性の範囲を規定するための条件式である。
条件式（１）および（２）を満足することで、第２レンズ群は、分散が少なくかつ異常分散性が正の値の負レンズを少なくとも１枚有することとなる。この構成により、第２レンズ群で発生する色収差の２次スペクトルを低減することが可能となり、高い光学性能を実現できる。
また、本発明に係るズームレンズは、第２レンズ群の正レンズは、少なくとも１枚が以下の条件式（３）および（４）を満足することが望ましい。
（３）３５．０ ＜ νｄｐ ＜ ７０．０
（４）θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ） ＜ ０．０００
ただし、
νｄｐ：前記正レンズの材料のアッベ数
θｇＦｐ：前記正レンズの材料の部分分散比
（３）３５．０ ＜ νｄｐ ＜ ７０．０
（４）θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ） ＜ ０．０００
ただし、
νｄｐ：前記正レンズの材料のアッベ数
θｇＦｐ：前記正レンズの材料の部分分散比
条件式（３）は、第２レンズ群を構成する正レンズの材料のアッベ数の適切な範囲を規定するための条件式である。また、条件式（４）は、該正レンズの材料の部分分散比から求められる該正レンズの異常分散性の範囲を規定するための条件式である。
条件式（３）および（４）を満足することで、第２レンズ群は、分散が所望の範囲でかつ異常分散性が負の値の正レンズを少なくとも１枚有することとなる。この構成により、第２レンズ群の負レンズと正レンズとの異常分散性の組み合わせが適切となる。その結果、第２レンズ群で発生する軸上色収差の２次スペクトルをさらに低減することが可能となり、ズームレンズ全系に亘って、仕様波長域での軸上色収差変動を少なくすることが可能となる。
なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を３８．０にすることが望ましい。また、本発明の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を６０．０にすることが望ましい。
また、本発明に係るズームレンズは、高性能化を図るために、第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、第１の負レンズと、第２の負レンズと、正レンズとを有していることが望ましい。このような構成とすることにより、第２レンズ群の第１および第２負レンズと正レンズとの異常分散性の組み合わせがさらに適切となり、色収差の２次スペクトルをさらに良好に補正することができる。
また、本発明の撮像装置は、上述した構成のズームレンズを有することを特徴とする。これにより、高い光学性能を備えた撮像装置を実現することができる。
また、本発明の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、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有するズームレンズの製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化するように構成し、第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズで構成し、前記負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成することを特徴とする。
（１）６０．０ ＜ νｄｎ
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比。
（１）６０．０ ＜ νｄｎ
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比。
斯かるズームレンズの製造方法により、高い光学性能を備えたズームレンズを製造することができる。
（数値実施例）
以下、本発明の数値実施例に係るズームレンズを添付図面に基づいて説明する。
以下、本発明の数値実施例に係るズームレンズを添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るズームレンズＺＬ１のレンズ構成を示す断面図である。
図１は、本発明の第１実施例に係るズームレンズＺＬ１のレンズ構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施例に係るズームレンズＺＬ１は、光軸に沿って物体側から順に、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とから構成される。
本実施例に係るズームレンズＺＬ１は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に物体側へ移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズと、両凹レンズＬ２４とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３６との接合レンズと、両凹レンズＬ３７と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３８との接合レンズと、両凸レンズＬ３９と両凹レンズＬ３１０との接合レンズと、両凸レンズＬ３１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１２との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１３とから構成され、Ｌ３１３レンズから射出された光線は像面Ｉに結像する。
以下の表１に、本発明の第１実施例に係るズームレンズＺＬ１の諸元値を掲げる。
表１中の［全体諸元］において、ｆは変倍光学系全体の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは無限遠合焦状態における第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の面から像面Ｉまでのレンズ全長をそれぞれ示している。Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態の各焦点距離状態をそれぞれ示す。
表１中の［全体諸元］において、ｆは変倍光学系全体の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは無限遠合焦状態における第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の面から像面Ｉまでのレンズ全長をそれぞれ示している。Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態の各焦点距離状態をそれぞれ示す。
［面データ］において、レンズは各レンズに付した符号、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、（絞り）は開口絞りＳＰ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示し、空気の屈折率ｄ＝1．00000の記載は省略している。また、θｇＦは部分分散比を示し、ΔＰｇＦは異常分散性を示している。
［可変間隔データ］には、焦点距離ｆ、可変間隔、および開口絞り径φの値を示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面番号と焦点距離を示す。
［条件式対応値］は各条件式の対応値をそれぞれ示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面番号と焦点距離を示す。
［条件式対応値］は各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表１に記載されている焦点距離ｆや曲率半径ｒ、およびその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、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ため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
（表１）第１実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.10 135.70 291.00
ＦＮＯ 4.13 4.5 5.77
２ω 13.0 6.9 3.2
Ｙ 8.19 8.19 8.19
ＴＬ 229.4 235.8 234.5
［面データ］
レンズ 面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θgF ΔPgF
物面 ∞
Ｌ11 1) 79.665 5.60 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
2) ∞ 0.10
Ｌ12 3) 100.689 1.50 1.71700 47.98 0.5585 −0.0054
Ｌ13 4) 46.297 8.44 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
5) ∞ (D5)
Ｌ21 6) −662.575 2.00 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
7) 40.409 4.15
Ｌ22 8) −311.187 1.42 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ23 9) 32.875 5.45 1.80440 39.61 0.5719 −0.0060
10) 754.966 2.56
Ｌ24 11) −68.218 2.72 1.74320 49.26 0.5526 −0.0091
12) 127.941 (D12)
13) (絞り) ∞ 1.82
Ｌ31 14) 172.791 3.14 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
15) −120.867 17.54
Ｌ32 16) 37.806 6.28 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ33 17) −130.857 1.50 1.75500 52.34 0.5476 −0.0089
18) −1870.031 0.10
Ｌ34 19) 32.588 3.34 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
20) 63.070 0.21
Ｌ35 21) 41.682 1.50 1.78590 44.17 0.5625 −0.0077
Ｌ36 22) 21.853 4.55 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
23) 66.791 16.80
Ｌ37 24) −115.286 2.50 1.68893 31.16 0.5993 0.0072
Ｌ38 25) 41.911 3.35 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
26) 73.108 4.00
Ｌ39 27) 1360.609 2.50 1.80100 34.92 0.5853 −0.0005
Ｌ310 28) −26.959 1.50 1.75700 47.86 0.5556 −0.0085
29) 45.736 3.98
Ｌ311 30) 44.956 4.51 1.72342 38.03 0.5830 0.0025
Ｌ312 31) −13.457 1.50 1.67003 47.14 0.5626 −0.0027
32) −64.081 2.43
Ｌ313 33) −20.903 1.50 1.88300 40.66 0.5669 −0.0092
34) −39.626 (BF)
像面 ∞
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.10 135.70 291.00
D5 2.18 28.20 42.17
D12 69.95 42.03 1.87
BF 38.77 47.05 71.93
φ 29.8 29.8 29.8
［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 135.8
G2 6 −45.3
G3 13 55.9
［各条件式対応値］
Ｌ２１：
（１）νｄｎ＝８２．５７
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０３２８
Ｌ２２：
（１）νｄｎ＝９５．１０
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０４８６
Ｌ２３：
（３）νｄｐ＝３９．６１
（４）θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ）＝ −０．００６０
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.10 135.70 291.00
ＦＮＯ 4.13 4.5 5.77
２ω 13.0 6.9 3.2
Ｙ 8.19 8.19 8.19
ＴＬ 229.4 235.8 234.5
［面データ］
レンズ 面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θgF ΔPgF
物面 ∞
Ｌ11 1) 79.665 5.60 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
2) ∞ 0.10
Ｌ12 3) 100.689 1.50 1.71700 47.98 0.5585 −0.0054
Ｌ13 4) 46.297 8.44 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
5) ∞ (D5)
Ｌ21 6) −662.575 2.00 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
7) 40.409 4.15
Ｌ22 8) −311.187 1.42 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ23 9) 32.875 5.45 1.80440 39.61 0.5719 −0.0060
10) 754.966 2.56
Ｌ24 11) −68.218 2.72 1.74320 49.26 0.5526 −0.0091
12) 127.941 (D12)
13) (絞り) ∞ 1.82
Ｌ31 14) 172.791 3.14 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
15) −120.867 17.54
Ｌ32 16) 37.806 6.28 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ33 17) −130.857 1.50 1.75500 52.34 0.5476 −0.0089
18) −1870.031 0.10
Ｌ34 19) 32.588 3.34 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
20) 63.070 0.21
Ｌ35 21) 41.682 1.50 1.78590 44.17 0.5625 −0.0077
Ｌ36 22) 21.853 4.55 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
23) 66.791 16.80
Ｌ37 24) −115.286 2.50 1.68893 31.16 0.5993 0.0072
Ｌ38 25) 41.911 3.35 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
26) 73.108 4.00
Ｌ39 27) 1360.609 2.50 1.80100 34.92 0.5853 −0.0005
Ｌ310 28) −26.959 1.50 1.75700 47.86 0.5556 −0.0085
29) 45.736 3.98
Ｌ311 30) 44.956 4.51 1.72342 38.03 0.5830 0.0025
Ｌ312 31) −13.457 1.50 1.67003 47.14 0.5626 −0.0027
32) −64.081 2.43
Ｌ313 33) −20.903 1.50 1.88300 40.66 0.5669 −0.0092
34) −39.626 (BF)
像面 ∞
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.10 135.70 291.00
D5 2.18 28.20 42.17
D12 69.95 42.03 1.87
BF 38.77 47.05 71.93
φ 29.8 29.8 29.8
［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 135.8
G2 6 −45.3
G3 13 55.9
［各条件式対応値］
Ｌ２１：
（１）νｄｎ＝８２．５７
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０３２８
Ｌ２２：
（１）νｄｎ＝９５．１０
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０４８６
Ｌ２３：
（３）νｄｐ＝３９．６１
（４）θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ）＝ −０．００６０
このように、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２１および負レンズＬ２２は、いずれも条件式（１）および（２）を満足する。すなわち、アッべ数νｄが６０よりも大きい低分散でかつ異常分散性が正の値である負レンズである。また、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ２３は、条件式（３）および（４）を満足する。すなわち、アッべ数νｄが３５よりも大きく７０よりも小さい範囲でかつ異常分散性が負の値である正レンズである。
また、図１および表１に示すように、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズの硝材の組み合わせは、原則として低分散で異常分散性が正の正レンズと、異常分散性が負の負レンズとの組み合わせを採用している。第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３の構成をこのようにすることで、色収差の２次スペクトルを良好に補正することができるが、本発明ではさらに良好に色収差を補正することができる。つまり、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３のこのような構成においては、色収差は第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２では広角側よりも望遠側のほうでより大きく影響し、第３レンズ群Ｇ３では広角側と望遠側の両方とも影響する。広角側では第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３の色収差の２次スペクトルが良好に補正されるため、良好な色収差補正が可能であるが、第２レンズ群Ｇ２で発生する２次スペクトルが望遠側で残存し、望遠側の色収差を悪化させてしまう。そこで本発明のように第２レンズ群Ｇ２の負レンズおよび正レンズの異常分散性を規定することで、第２レンズ群Ｇ２で発生する色収差の２次スペクトルを補正し、広角側から望遠側まで良好な色収差補正を実現している。
図２は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ１の無限遠合焦時における諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高をそれぞれ示している。また、図中のｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）での収差曲線を示し、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）での収差曲線を示し、記載のないものはｄ線での収差曲線を示す。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。コマ収差を示す収差図は、各像高において、ｄ線およびｇ線に対するメリディオナルコマ収差を表している。なお、以下に示す各実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
また、図３は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ１の無限遠合焦時における色収差の波長特性グラフを示す図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図および波長特性グラフから明らかなように、第１実施例に係るズームレンズＺＬ１は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差および色収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
（第２実施例）
図４は、本発明の第２実施例に係るズームレンズＺＬ２のレンズ構成を示す断面図である。
図４は、本発明の第２実施例に係るズームレンズＺＬ２のレンズ構成を示す断面図である。
図４に示すように、本実施例に係るズームレンズＺＬ２は、光軸に沿って物体側から順に、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とから構成される。
本実施例に係るズームレンズＺＬ２は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に物体側へ移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３との接合レンズと、両凹レンズＬ２４とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３６との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３７と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３８との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３９と両凹レンズＬ３１０との接合レンズと、両凸レンズＬ３１１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１２との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１３とから構成され、Ｌ３１３レンズから射出された光線は像面Ｉに結像する。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係るズームレンズＺＬ２の諸元値を掲げる。
（表２）第２実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.10 135.70 291.00
ＦＮＯ 4.64 5.3 8.11
２ω 13.0 6.9 3.2
Ｙ 8.19 8.19 8.19
ＴＬ 199.2 22.4 266.6
レンズ 面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θgF ΔPgF
物面 ∞
Ｌ11 1) 92.104 3.26 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
2) ∞ 0.10
Ｌ12 3) 155.478 1.50 1.70154 41.02 0.5758 0.0003
Ｌ13 4) 71.732 4.15 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
5) ∞ (D5)
Ｌ21 6) 187.803 2.00 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
7) 35.516 3.02
Ｌ22 8) −101.979 1.00 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ23 9) 30.494 4.41 1.78590 44.17 0.5625 −0.0077
10) −270.821 2.56
Ｌ24 11) −51.875 2.72 1.72916 54.61 0.5443 −0.0084
12) 120.975 (D12)
13) (絞り) ∞ 1.92
Ｌ31 14) 233.583 2.93 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
15) −77.996 8.38
Ｌ32 16) 54.812 5.18 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ33 17) −57.644 1.50 1.71300 53.96 0.5452 −0.0086
18) −3188.705 0.10
Ｌ34 19) 34.323 3.79 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
20) 252.290 0.21
Ｌ35 21) 72.662 1.50 1.72916 54.61 0.5443 −0.0084
Ｌ36 22) 27.228 3.71 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
23) 109.181 16.80
Ｌ37 24) 77.693 2.50 1.67270 32.19 0.5973 0.0070
Ｌ38 25) 21.264 4.20 1.53172 48.78 0.5622 −0.0003
26) 47.722 4.00
Ｌ39 27) −928.979 2.47 1.78472 25.64 0.6157 0.0144
Ｌ310 28) −35.508 1.50 1.76200 40.11 0.5724 −0.0047
29) 54.181 3.80
Ｌ311 30) 43.786 5.14 1.71300 53.96 0.5452 −0.0086
Ｌ312 31) −16.460 1.50 1.65160 58.57 0.5416 −0.0045
32) −66.051 1.07
Ｌ313 33) −24.208 1.50 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
34) −159.960 (BF)
像面 ∞
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.10 135.70 291.00
D5 2.19 32.19 42.19
D12 48.10 27.60 1.93
BF 50.51 64.31 124.07
φ 25 25 25
［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 160.0
G2 6 −45.3
G3 13 53.7
［各条件式対応値］
Ｌ２１：
（１）νｄｎ＝８２．５７
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０３２８
Ｌ２２：
（１）νｄｎ＝９５．１０
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０４８６
Ｌ２３：
（３）νｄｐ＝４４．１７
（４）θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ）＝ −０．００７７
（表２）第２実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.10 135.70 291.00
ＦＮＯ 4.64 5.3 8.11
２ω 13.0 6.9 3.2
Ｙ 8.19 8.19 8.19
ＴＬ 199.2 22.4 266.6
レンズ 面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θgF ΔPgF
物面 ∞
Ｌ11 1) 92.104 3.26 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
2) ∞ 0.10
Ｌ12 3) 155.478 1.50 1.70154 41.02 0.5758 0.0003
Ｌ13 4) 71.732 4.15 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
5) ∞ (D5)
Ｌ21 6) 187.803 2.00 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
7) 35.516 3.02
Ｌ22 8) −101.979 1.00 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ23 9) 30.494 4.41 1.78590 44.17 0.5625 −0.0077
10) −270.821 2.56
Ｌ24 11) −51.875 2.72 1.72916 54.61 0.5443 −0.0084
12) 120.975 (D12)
13) (絞り) ∞ 1.92
Ｌ31 14) 233.583 2.93 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
15) −77.996 8.38
Ｌ32 16) 54.812 5.18 1.43700 95.10 0.5334 0.0486
Ｌ33 17) −57.644 1.50 1.71300 53.96 0.5452 −0.0086
18) −3188.705 0.10
Ｌ34 19) 34.323 3.79 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
20) 252.290 0.21
Ｌ35 21) 72.662 1.50 1.72916 54.61 0.5443 −0.0084
Ｌ36 22) 27.228 3.71 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
23) 109.181 16.80
Ｌ37 24) 77.693 2.50 1.67270 32.19 0.5973 0.0070
Ｌ38 25) 21.264 4.20 1.53172 48.78 0.5622 −0.0003
26) 47.722 4.00
Ｌ39 27) −928.979 2.47 1.78472 25.64 0.6157 0.0144
Ｌ310 28) −35.508 1.50 1.76200 40.11 0.5724 −0.0047
29) 54.181 3.80
Ｌ311 30) 43.786 5.14 1.71300 53.96 0.5452 −0.0086
Ｌ312 31) −16.460 1.50 1.65160 58.57 0.5416 −0.0045
32) −66.051 1.07
Ｌ313 33) −24.208 1.50 1.49782 82.57 0.5386 0.0328
34) −159.960 (BF)
像面 ∞
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.10 135.70 291.00
D5 2.19 32.19 42.19
D12 48.10 27.60 1.93
BF 50.51 64.31 124.07
φ 25 25 25
［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 160.0
G2 6 −45.3
G3 13 53.7
［各条件式対応値］
Ｌ２１：
（１）νｄｎ＝８２．５７
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０３２８
Ｌ２２：
（１）νｄｎ＝９５．１０
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＝０．０４８６
Ｌ２３：
（３）νｄｐ＝４４．１７
（４）θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ）＝ −０．００７７
このように、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２１および負レンズＬ２２は、いずれも条件式（１）および（２）を満足する。すなわち、アッべ数νｄが６０よりも大きい低分散でかつ異常分散性が正の値である負レンズである。また、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ２３は、条件式（３）および（４）を満足する。すなわち、アッべ数νｄが３５よりも大きく７０よりも小さい範囲でかつ異常分散性が負の値である正レンズである。
また、図４および表２に示すように、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズの硝材の組み合わせは、第１実施例と同様に、原則として低分散で異常分散性が正の正レンズと異常分散性が負の負レンズとの組み合わせを採用している。また、この構成による効果も第１実施例と同様である。
図５は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ２の無限遠合焦時における諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示している。
また、図６は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ２の無限遠合焦時における色収差の波長特性グラフを示す図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図および波長特性グラフから明らかなように、第２実施例に係るズームレンズＺＬ２は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差および色収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
ここで、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。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することが可能である。
本発明のズームレンズの数値実施例として、正、負、正の３群構成のものを示したが、本発明はこれに限られず、他の群構成、例えば正、負、正、正の４群構成、あるいは正、負、正、負、正の５群構成等のズームレンズを構成することも可能である。具体的には、本発明のズームレンズの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。なお、レンズ群とは、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示す。
また、本発明のズームレンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、あるいは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としても良い。合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。特に第２レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいて、何れかのレンズ群全体またはその一部を、防振レンズ群として光軸に直交する方向の成分を含むように移動させ、または光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることで、手ブレによって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、第３レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本発明のズームレンズを構成するレンズのレンズ面は、球面または平面としても良く、あるいは非球面としても良い。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、レンズ加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防止することができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、またはガラス表面に設けた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良い。また、レンズ面は回折面としても良く、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良い。
また、本発明のズームレンズの開口絞りＳＰは第３レンズ群近傍に配置されることが好ましいが、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用しても良い。
また、本発明のズームレンズを構成するレンズのレンズ面に、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良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの光学性能を達成することができる。
次に、本発明のズームレンズＺＬを備えた撮像装置について、デジタル一眼レフカメラを例に説明する。
図７は、本発明のズームレンズを備えたデジタル一眼レフカメラの概略を示す断面図である。図７に示すデジタル一眼レフカメラ１において、図示しない物体（被写体）からの光は、ズームレンズＺＬで集光されて、クイックリターンミラー３を介して集点板５に結像される。そして、集点板５に結像された光は、ペンタプリズム７中で複数回反射されて接眼レンズ９へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を接眼レンズ９を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって図示しないレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、ズームレンズＺＬで集光された物体（被写体）の光は撮像素子１１上に被写体像を形成する。これにより、物体からの光は、撮像素子１１により撮像され、物体画像としてメモリ（図示省略）に記憶される。このようにして、撮影者はカメラ１による物体の撮影を行うことができる。
以上の構成により、本発明に係るズームレンズＺＬを備えたデジタル一眼レフカメラ１は、色収差の２次スペクトルを含む諸収差を良好に補正し、高い光学性能を実現することができる。なお、図７のカメラ１は、撮影レンズを着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズと一体に成形されるものでも良い。また、カメラは、一眼レフカメラでも良く、クイックリターンミラー等を有さないカメラでも良い。
次に、本発明のズームレンズＺＬの製造方法について説明する。
図８は、本発明に係るズームレンズＺＬの製造方法の概略を示す図である。
図８は、本発明に係るズームレンズＺＬの製造方法の概略を示す図である。
本発明のズームレンズＺＬの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有するズームレンズの製造方法であって、図８に示すように、以下の各ステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。
ステップＳ１：広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化するように構成する。
ステップＳ２：第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズで構成する。
ステップＳ３：第２レンズ群の負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成する。
（１）６０．０ ＜ νｄｎ
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
ステップＳ１：広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化するように構成する。
ステップＳ２：第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズで構成する。
ステップＳ３：第２レンズ群の負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成する。
（１）６０．０ ＜ νｄｎ
（２）θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
斯かる本発明のズームレンズの製造方法によれば、高い光学性能を備えたズームレンズを製造することができる。
ＺＬ 変倍光学系
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｉ 像面
１ 光学機器
３ クイックリターンミラー
５ 集点板
７ ペンタプリズム
９ 接眼レンズ
１１ 撮像素子
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｉ 像面
１ 光学機器
３ クイックリターンミラー
５ 集点板
７ ペンタプリズム
９ 接眼レンズ
１１ 撮像素子
Claims (5)
- 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、
前記第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズからなり、
前記負レンズは少なくとも１枚が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。
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ） ＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比 - 前記第２レンズ群の前記正レンズは、少なくとも１枚が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。
３５．０ ＜ νｄｐ ＜ ７０．０
θｇＦｐ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｐ） ＜ ０．０００
ただし、
νｄｐ：前記正レンズの材料のアッベ数
θｇＦｐ：前記正レンズの材料の部分分散比 - 前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、第１の負レンズと、第２の負レンズと、正レンズとを有してい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。
- 請求項１から３の何れか一項に記載のズームレンズを有することを特徴とする撮像装置。
- 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１以上のレンズ群を含む後群とを有するズームレンズの製造方法であって、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するように構成し、
前記第２レンズ群は負レンズと正レンズとを含む複数のレンズで構成し、
前記負レンズは少なくとも１枚が以下の条件式を満足するように構成することを特徴とするズームレンズ。
６０．０ ＜ νｄｎ
θｇＦｎ−（０．６４４−１．６８×１０−3・νｄｎ）＞ ０．０００
ただし、
νｄｎ：前記負レンズの材料のアッベ数
θｇＦｎ：前記負レンズの材料の部分分散比
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