JP2015102588A

JP2015102588A - ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法

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Publication number: JP2015102588A
Application number: JP2013240957A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　篤; Atsushi Suzuki; 篤鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2015-06-04
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: JP6467770B2

Abstract

【課題】薄型で、優れた光学性能を有するズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法を提供する。【解決手段】光軸に沿って物体側より順に並んだ、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有し、変倍時に各レンズ群の間隔が変化し、第１レンズ群Ｇ１は、２枚のレンズで構成され、次の条件式（１）を満足する。０．０８＜｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜ …（１）但し、Ｗ45β：広角端状態における第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率、Ｔ45β：望遠端状態における第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率、ｆｔ：望遠端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離、ｆｗ：広角端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離。【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法に関する。

近年、薄型のズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０−０４４１９０号公報

ズームレンズでは、従来のものよりも更なる薄型化が期待されている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、薄型で、優れた光学性能を有するズームレンズ、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、本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群とを有し、変倍時に各レンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群は、２枚のレンズで構成され、次の条件式を満足する。

０．０８＜｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜
但し、
Ｗ45β：広角端状態における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成倍率、
Ｔ45β：望遠端状態における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成倍率、
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離。

本発明に係るズームレンズは、変倍時に、全てのレンズ群が光軸上を移動することが好ましい。

本発明に係るズームレンズは、次の条件式を満足することが好ましい。

０．２３＜（ＴＬ５−ＷＬ５）／ｆｔ＜１．２０
但し、
ＷＬ５：広角端状態における前記第５レンズ群の最も物体側面から像面までの光軸上の距離、
ＴＬ５：望遠端状態における前記第５レンズ群の最も物体側面から像面までの光軸上の距離。

本発明に係るズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、正レンズで構成されることが好ましい。

本発明に係るズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、前記２枚のレンズからなる接合レンズで構成されることが好ましい。

本発明に係るズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズで構成されることが好ましい。

本発明に係るズームレンズにおいて、前記第５レンズ群の最も物体側面から像面までの光軸上の距離は、広角端状態よりも望遠端状態で大きくなることが好ましい。

本発明に係る光学機器は、上述のいずれかのズームレンズのいずれかを搭載する。

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より順に並んだ、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群とを有するズームレンズの製造方法であって、変倍時に各レンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群は、２枚のレンズで構成され、次の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。

本発明によれば、薄型で、優れた光学性能を有するズームレンズ、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。

第１実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態、（Ｍ）は中間焦点距離状態、（Ｔ）は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。第１実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。第２実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態、（Ｍ）は中間焦点距離状態、（Ｔ）は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。第２実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。第３実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態、（Ｍ）は中間焦点距離状態、（Ｔ）は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。第３実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。（ａ）はデジタルスチルカメラの正面図であり、（ｂ）はデジタルスチルカメラの背面図である。図７（ａ）中の矢印Ａ−Ａ´に沿った断面図である。ズームレンズの製造方法を示すフローチャートである。

以下、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より順に並んだ、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍（ズーミング）に際して各レンズ群の間隔が変化し、第１レンズ群Ｇ１は、２枚のレンズで構成され、次の条件式（１）を満足する。

０．０８＜｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜ …（１）
但し、
Ｗ45β：広角端状態における第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率、
Ｔ45β：望遠端状態における第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率、
ｆｔ：望遠端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離、
ｆｗ：広角端状態におけるズームレンズＺＬの焦点距離。

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、上述のように、変倍時に、各レンズ群の間隔が変化する構成により、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。また、第１レンズ群Ｇ１を２枚で構成することにより、薄型化を図ることができる。

条件式（１）は、広角端状態から望遠端状態への変倍時における、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率の変化量を規定している。条件式（１）を満足することにより、球面収差および倍率色収差を小さくすることができる。条件式（１）の下限値を下回ると、広角端状態における第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率に対して、望遠端状態における第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との合成倍率が十分に大きくならない。そのため、第４レンズ群Ｇ４よりも物体側の群の変倍作用が大きくなり、光学系の全長が大きくなりすぎる。ここで、小型化のために各群の屈折力を強くすると、第１レンズ群Ｇ１では発生する倍率色収差と非点収差の量が増大し、第３レンズ群Ｇ３では球面収差の量が増大するため、特に望遠端状態においてこれら収差を良好にすることが困難となる。

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を０．５０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（１）の上限値を０．４０とすることが好ましい。これにより、コマ収差等を良好に補正することができる。

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、変倍時に、全てのレンズ群が光軸上を移動することが好ましい。この構成により、第１レンズ群Ｇ１の径を小型化しつつ、像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、次の条件式（２）を満足することが好ましい。

０．２３＜（ＴＬ５−ＷＬ５）／ｆｔ＜１．２０ …（２）
但し、
ＷＬ５：広角端状態における第５レンズ群Ｇ５の最も物体側面から像面までの光軸上の距離、
ＴＬ５：望遠端状態における第５レンズ群Ｇ５の最も物体側面から像面までの光軸上の距離。

条件式（２）は、広角端状態から望遠端状態における第５レンズ群Ｇ５の移動量と、移動方向（物体側への移動）を規定している。条件式（２）を満足することにより、像面湾曲および変倍による射出瞳の変動を小さくすることができる。条件式（２）の上限値を上回ると、像面湾曲が大きくなり、平坦な像面を得ることが困難となる。条件式（２）の下限値を下回ると、像面湾曲は良好になるが、射出瞳の変動が大きくなりすぎる。ここで、射出瞳の変動を抑えるために他のレンズ群を移動させると、像面位置の変動を抑えることが困難となり、レンズが大型化するため好ましくない。

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を１．００とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（２）の上限値を０．８０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式（２）の上限値を０．６０とすることが好ましい。

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、負レンズと、正レンズで構成されることが好ましい。この構成により、第１レンズ群Ｇ１の径を小型化しつつ、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差を良好に補正することが可能となる。

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、前記２枚のレンズからなる接合レンズで構成されることが好ましい。この構成により、第１レンズ群Ｇ１の光軸上の厚さを薄くしつつ、第１レンズ群Ｇ１で発生する倍率色収差を良好に補正することが可能となる。

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズで構成されることが好ましい。この構成により、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、第５レンズ群Ｇ５の最も物体側面から像面までの距離が、広角端状態よりも望遠端状態で大きくなることが好ましい。この構成により、変倍による射出瞳の変動を抑えることが可能となる。なお、第５レンズ群Ｇ５の最も物体側面から像面までの距離が、広角端状態よりも望遠端状態で小さくなる場合は、他の群を移動させることにより射出瞳の変動を抑えることも可能だが、この場合は像面位置の変動を抑えることが困難となる。

以上のような構成を備える本実施形態に係るズームレンズＺＬによれば、薄型で、優れた光学性能を有するズームレンズを実現することができる。

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Ｍ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。

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ＥＦ、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Ｂ２等が配置されている。ここでは、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。

以上のような構成を備える本実施形態に係るカメラＣＡＭによれば、撮影レンズとして上述のズームレンズＺＬを搭載することにより、薄型で、優れた光学性能を有するカメラを実現することができる。

続いて、図９を参照しながら、上述のズームレンズＺＬの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に、光軸に沿って物体側より順に、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群とが並ぶように、各レンズを配置する（ステップＳＴ１０）。このとき、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化するように、各レンズを配置する（ステップＳＴ２０）。第１レンズ群Ｇ１は、２枚のレンズで構成されるように、各レンズを鏡筒内に配置する（ステップＳＴ３０）。そして、次の条件式（１）を満足するように、各レンズを鏡筒内に配置する（ステップＳＴ４０）。

本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図１に示すズームレンズＺＬでは、正の屈折力を持つ第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、物体側に凸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との接合レンズとからなる、１枚の接合レンズを鏡筒内に組み込んでいる。負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２として、光軸に沿って物体側から、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３として、光軸に沿って物体側から、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４として、両凹形状の負レンズＬ４１を鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５として、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１を鏡筒内に組み込んでいる。そして、各レンズは、上記条件式（１）を満足するように、鏡筒内に組み込まれている（条件式（１）の対応値は0.194）。

上記のズームレンズＺＬの製造方法によれば、薄型で、優れた光学性能を有するズームレンズを製造することができる。

これより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。

なお、第１実施例に係る図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。

各実施例では収差特性の算出対象として、Ｃ線（波長656.2730nm）、ｄ線（波長587.5620nm）、Ｆ線（波長486.1330nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。

表中の［レンズ諸元］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光学面の順序、Ｒは各光学面の曲率半径、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、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、（可変）は可変の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、（絞りＳ）は開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.000000」は省略する。光学面が非球面である場合には、面番号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。

表中の［非球面データ］には、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。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。「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）

表中の［全体諸元］において、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、ωは半画角（最大入射角、単位：°）、Ｙは像高、Ｂｆは光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算したもの、ＴＬはレンズ全長（光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にＢｆを加えたもの）を示す。

表中の［ズーミングデータ］において、広角端、中間焦点距離、望遠端の各状態における可変間隔の値Ｄｉを示す。なお、Ｄｉは、第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を示す。

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、群焦点距離は各群の焦点距離、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面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］には、上記の条件式（１），（２）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、ズームレンズ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。第１実施例に係るズームレンズＺＬ（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、光量を調節することを目的とした開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、フィルタ群ＦＬとから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成される。なお、両凹形状の負レンズＬ２２の両面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４とから構成される。なお、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両面には、非球面が形成されている。また、両凸形状の正レンズＬ３４の像側面には、非球面が形成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、両凹形状の負レンズＬ４１から構成される。なお、両凹形状の負レンズＬ４１の両面には、非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１から構成される。

フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。

本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への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化するとともに、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５までの全てのレンズ群が移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体となって、物体側へ移動する。

下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜２５が、図１に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表１）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 2.7306 0.0728 1.846663 23.78
2 2.0783 0.3813 1.696800 55.52
3 15.1698 D3(可変)
4 3.7389 0.0607 1.816000 46.59
5 0.6576 0.4915
6* -2.0572 0.1214 1.618000 63.34
7* 12.1359 0.0516
8 1.5528 0.1173 1.922860 20.88
9 3.8023 D9(可変)
10 ∞ 0.0910 (絞りＳ)
11* 1.0879 0.1820 1.697200 53.29
12* 2.5168 0.0061
13 0.7136 0.1820 1.496997 81.61
14 -2.4934 0.0373 1.903658 31.31
15 1.7027 0.0375
16 2.2109 0.1181 1.593190 67.90
17* -1.2592 D17(可変)
18* -1.1103 0.0910 1.589130 61.22
19* 12.1359 D19(可変)
20 2.7306 0.1006 1.593190 67.90
21 6.0680 D21(可変)
22 ∞ 0.0425 1.516800 63.88
23 ∞ 0.0910
24 ∞ 0.0425 1.516800 63.88
25 ∞ 0.0303
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
6 1.0 4.7944E-01 -1.4666E+00 1.8528E+00 -1.3866E+00
7 1.0 4.3981E-01 -1.3992E+00 1.1351E+00 0.0000E+00
11 1.0 5.1446E-01 7.1881E-01 -1.1913E+00 1.0246E+01
12 1.0 6.7035E-01 2.8314E-01 0.0000E+00 0.0000E+00
17 1.0 7.1443E-01 8.8606E-01 0.0000E+00 0.0000E+00
18 1.0 5.1113E+00 -3.0659E+01 1.2990E+02 -3.1106E+02
19 1.0 4.8193E+00 -2.3742E+01 8.5698E+01 -1.6826E+02

［全体諸元］
ズーム比 3.305
広角端中間焦点望遠端
ｆ 1.00000 2.12379 3.30461
ＦＮｏ 3.54324 4.81965 5.66506
ω 42.79279 21.66324 14.26296
Ｙ 0.880 0.880 0.880
Ｂf 0.85900 1.97261 1.92544
ＴＬ 4.882 5.579 6.653

［ズーミングデータ］
可変間隔広角端中間焦点望遠端
D3 0.03068 0.77566 1.42774
D9 1.08005 0.30775 0.09204
D17 0.25662 0.15660 0.12136
D19 0.51264 0.22404 0.94421
D21 0.68196 1.79524 1.74808

［ズームレンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離レンズ構成長
Ｇ１１ 5.10381 0.4541
Ｇ２４ -1.04134 0.8424
Ｇ３ 11 0.97519 0.6541
Ｇ４ 18 -1.72232 0.9100
Ｇ５ 20 8.27662 0.1006

［条件式］
条件式（１）｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜＝ 0.194
条件式（２）（ＴＬ５−ＷＬ５）／ｆｔ＝ 0.323

表１から、本実施例に係るズームレンズＺＬ１は、条件式（１），（２）を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の諸収差図（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）である。図２（ａ）は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図２（ｂ）は本実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図２（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは各像高に対する半画角（単位：°）を示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線における収差を示す。また、記載のないものは、ｄ線における収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。

図２に示す各収差図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、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。第２実施例に係るズームレンズＺＬ（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、光量を調節することを目的とした開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、フィルタ群ＦＬ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並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４とから構成される。なお、両凸形状の正レンズＬ３１の両面には、非球面が形成されている。また、両凸形状の正レンズＬ３４の像側面には、非球面が形成されている。

本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への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化するとともに、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５までの全てのレンズ群が移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体となって、物体側へ移動する。

下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜２５が、図３に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表２）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 2.5127 0.0632 1.846663 23.78
2 1.8183 0.3023 1.696800 55.52
3 16.6805 D3(可変)
4 2.8435 0.0526 1.816000 46.59
5 0.5972 0.4737
6* -10.5263 0.1053 1.618000 63.34
7* 1.4871 0.0125
8 1.7750 0.1316 1.922860 20.88
9 8.5638 D9(可変)
10 ∞ 0.0790 (絞りＳ)
11* 0.9461 0.1842 1.697200 53.29
12* -16.0370 0.0725
13 1.2079 0.1809 1.496997 81.61
14 -1.5812 0.0316 1.903658 31.31
15 1.6902 0.0940
16 4.1902 0.1316 1.593190 67.90
17* -1.2873 D17(可変)
18* -1.7526 0.0790 1.589130 61.22
19* 10.5263 D19(可変)
20 2.3684 0.1547 1.593190 67.90
21 5.2632 D21(可変)
22 ∞ 0.0368 1.516800 63.88
23 ∞ 0.0790
24 ∞ 0.0368 1.516800 63.88
25 ∞ 0.0303
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
6 1.0 -9.4851E-01 2.6113E+00 -6.0231E+00 4.0371E+00
7 1.0 -1.0737E+00 3.0376E+00 -8.4959E+00 9.5788E+00
11 1.0 7.5212E-02 4.0353E-01 -1.3972E+00 7.7232E+00
12 1.0 1.1705E-01 1.9457E-01 -7.6884E-01 4.9478E+00
17 1.0 6.8208E-01 -1.1266E-01 -4.8349E-01 1.4618E+01
18 1.0 2.8176E+00 -1.4255E+01 3.8274E+01 -4.2729E+01
19 1.0 2.5863E+00 -1.1440E+01 2.7721E+01 -2.1578E+01

［全体諸元］
ズーム比 3.063
広角端中間焦点望遠端
ｆ 1.00000 1.55263 3.06315
ＦＮｏ 2.87832 4.47291 5.88068
ω 38.77022 25.26713 13.50965
Ｙ 0.763 0.763 0.763
Ｂf 0.58300 1.51859 2.40412
ＴＬ 4.853 5.210 6.282

［ズーミングデータ］
可変間隔広角端中間焦点望遠端
D3 0.05065 0.54431 1.25342
D9 1.01510 0.54351 0.15331
D17 0.29027 0.21944 0.10526
D19 0.76589 0.23535 0.21726
D21 0.42908 1.36475 2.25028

［ズームレンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離レンズ構成長
Ｇ１１ 4.62753 0.3655
Ｇ２４ -0.86259 0.7756
Ｇ３ 11 1.06779 0.7736
Ｇ４ 18 -2.54423 0.0790
Ｇ５ 20 7.11777 0.1547

［条件式］
条件式（１）｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜＝ 0.081
条件式（２）（ＴＬ５−ＷＬ５）／ｆｔ＝ 0.595

表２から、本実施例に係るズームレンズＺＬ２は、条件式（１），（２）を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の諸収差図（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）である。図４（ａ）は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図４（ｂ）は本実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図４（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。

図４に示す各収差図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、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。第３実施例に係るズームレンズＺＬ（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、光量を調節することを目的とした開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、フィルタ群ＦＬとから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズから構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成される。なお、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１の像側面には、非球面が形成されている。

本実施例に係るズームレンズＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化するとともに、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５までの全てのレンズ群が移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体となって、物体側へ移動する。

下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜２５が、図５に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表３）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 3.4055 0.0291 1.922860 20.88
2 1.8706 0.1054 1.883000 40.66
3 -8.6752 D3(可変)
4 4.2131 0.0364 1.816000 46.59
5 0.6642 0.2000
6* -1.0612 0.0727 1.618000 63.34
7* 7.2726 0.0364
8 0.9209 0.0621 1.922860 20.88
9 1.6374 D9(可変)
10 ∞ 0.0545 (絞りＳ)
11* 0.6296 0.1084 1.697200 53.29
12* -7.0731 0.0036
13 0.8007 0.1091 1.496997 81.61
14 -1.3105 0.0364 1.903658 31.31
15 1.3795 0.1091
16 3.6363 0.0727 1.593190 67.90
17* -0.7884 D17(可変)
18* -0.7782 0.0545 1.589130 61.22
19* 1.0909 D19(可変)
20 1.2692 0.1455 1.618000 63.34
21 3.6363 D21(可変)
22 ∞ 0.0255 1.516800 63.88
23 ∞ 0.0545
24 ∞ 0.0255 1.516800 63.88
25 ∞ 0.0182
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
6 1.0 2.4187E-01 -2.2760E+00 2.5912E+01 -1.0907E+02
7 1.0 6.3257E-01 -6.1931E-01 7.8691E+00 0.0000E+00
11 1.0 5.9853E-01 1.7723E+00 5.9018E+00 3.7762E+01
12 1.0 9.9096E-01 -1.4495E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
17 1.0 2.3005E+00 6.4907E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
18 1.0 1.2244E+01 -2.2325E+02 2.7489E+03 -1.7961E+04
19 1.0 1.1244E+01 -1.9861E+02 2.2433E+03 -1.2878E+04

［全体諸元］
ズーム比 2.822
広角端中間焦点望遠端
ｆ 1.00000 1.63634 2.82177
ＦＮｏ 3.57913 4.48247 5.80288
ω 29.01821 17.78749 10.59168
Ｙ 0.524 0.524 0.524
Ｂf 0.53300 1.03947 1.18408
ＴＬ 3.155 3.428 4.402

［ズーミングデータ］
可変間隔広角端中間焦点望遠端
D3 0.03010 0.25772 0.62245
D9 0.67781 0.30314 0.09948
D17 0.11854 0.09576 0.07388
D19 0.55912 0.49568 1.18643
D21 0.42708 0.93318 1.07780

［ズームレンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離レンズ構成長
Ｇ１１ 2.85950 0.1344
Ｇ２４ -0.79533 0.4075
Ｇ３ 11 0.63101 0.4939
Ｇ４ 18 -0.76271 0.0545
Ｇ５ 20 3.08268 0.1455

［条件式］
条件式（１）｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜＝ 0.342
条件式（２）（ＴＬ５−ＷＬ５）／ｆｔ＝ 0.231

表３から、本実施例に係るズームレンズＺＬ３は、条件式（１），（２）を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の諸収差図（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）である。図６（ａ）は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図６（ｂ）は本実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図６（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。

図６に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係るズームレンズＺＬ３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。

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。

例えば、上記実施例では、５群構成を示したが、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示す。

また、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することができ、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Ｇ４を合焦レンズ群とするのが好ましい。また、第５レンズ群Ｇ５を合焦レンズ群としてもよい。あるいは、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５とを同時に動かして、合焦を行うことも可能である。

また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させるか、或い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Ｇ２又は第３レンズ群Ｇ３を防振レンズ群とするのが好ましい。

また、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、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工およ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、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。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。

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の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、レンズの枠でその役割を代用してもよい。

各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し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。

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
Ｇ５第５レンズ群
Ｓ開口絞り
ＦＬフィルタ群
Ｉ像面
ＣＡＭデジタルスチルカメラ（光学機器）

Claims

光軸に沿って物体側より順に並んだ、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群とを有し、変倍時に各レンズ群の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、２枚のレンズで構成され、
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。
０．０８＜｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜
但し、
Ｗ45β：広角端状態における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成倍率、
Ｔ45β：望遠端状態における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成倍率、
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離。
変倍時に、全てのレンズ群が光軸上を移動することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
以下の条件式を満足す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。
０．２３＜（ＴＬ５−ＷＬ５）／ｆｔ＜１．２０
但し、
ＷＬ５：広角端状態における前記第５レンズ群の最も物体側面から像面までの光軸上の距離、
ＴＬ５：望遠端状態における前記第５レンズ群の最も物体側面から像面までの光軸上の距離、
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離。
前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、正レンズで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群は、前記２枚のレンズからなる接合レンズで構成され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２レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズで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５レンズ群の最も物体側面から像面までの光軸上の距離は、広角端状態よりも望遠端状態で大きくな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。
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より順に並んだ、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、負の屈折力を持つ第４レンズ群と、正の屈折力を持つ第５レンズ群とを有し、変倍時に各レンズ群の間隔が変化するズームレンズの製造方法であって、
前記第１レンズ群は、２枚のレンズで構成され、
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配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
０．０８＜｜（Ｗ45β−Ｔ45β）／（ｆｔ／ｆｗ）｜
但し、
Ｗ45β：広角端状態における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成倍率、
Ｔ45β：望遠端状態における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との合成倍率、
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離。