JP2015102764A - ズームレンズ、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、光学機器及びズームレンズの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 小型でありながら、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】 物体側より順に並んだ、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とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、各レンズ群の間隔は変化し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動した後に像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分Ｌ３１と、負レンズ成分Ｌ３２と、正レンズ成分Ｌ３３とを有し、次の条件式（１），（２）を満足する。１．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０ …（１）０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０ …（２）【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。
従来から、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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レンズ群とからなり、各レンズ群を移動させて変倍を行う、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２０１０−１３４０８１号公報
近年、ズームレンズにおいては、小型で、より良い光学性能を備えることが求められている。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、小型でありながら、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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、各レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動した後に像側へ移動し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、負レンズ成分と、正レンズ成分とを有し、次の条件式を満足する。
１．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０
０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離、
ｆ３ｂ：前記第３レンズ群を構成する前記負レンズ成分の焦点距離。
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。
５．００ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ７．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離。
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。
０．９０ ＜ ＴＬｔ／ｆｔ ＜ １．００
但し、
ＴＬｔ：前記ズームレンズの望遠端状態におけるレンズ最前面から近軸像面までの光軸上の距離、
ｆｔ：前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
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。
０．０５０ ＜ Ｄ１／ｆｔ ＜ ０．０９０
但し、
Ｄ１：前記第１レンズ群の光軸上の厚さ、
ｆｔ：前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
本発明に係るズームレンズにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第２レンズ群は一旦像側に移動した後に物体側へ移動し、次の条件式を満足することが好ましい。
−０．１０ ＜ Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜ ０．１０
但し、
Ｄｍ２：広角端状態から望遠端状態に変倍する際の前記第２レンズ群の光軸上の移動量、
ｆｔ：前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
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、少なくとも１枚の負レンズを有し、次の条件式を満足することが好ましい。
１．４５ ＜ ｎｄ２ ＜ １．７５
但し、
ｎｄ２：前記第２レンズ群を構成する前記負レンズの硝材のｄ線に対する屈折率。
本発明に係るズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、次の条件式を満足することが好ましい。
１．４５ ＜ ｎｄ４ ＜ １．６０
但し、
ｎｄ４：前記第４レンズ群を構成する前記正レンズの硝材ｄ線に対する屈折率。
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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、各レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動した後に像側へ移動し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、負レンズ成分と、正レンズ成分とを有し、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。
１．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０
０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離、
ｆ３ｂ：前記第３レンズ群を構成する前記負レンズ成分の焦点距離。
本発明によれば、小型でありながら、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及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡（矢印）を示す図である。 第１実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における撮影距離無限遠の場合、（ｂ）は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠の場合、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠の場合をそれぞれ示す。 第２実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡（矢印）を示す図である。 第２実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における撮影距離無限遠の場合、（ｂ）は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠の場合、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠の場合をそれぞれ示す。 第３実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡（矢印）を示す図である。 第３実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における撮影距離無限遠の場合、（ｂ）は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠の場合、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠の場合をそれぞれ示す。 第４実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡（矢印）を示す図である。 第４実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における撮影距離無限遠の場合、（ｂ）は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠の場合、（ｃ）は望遠端状態における撮影距離無限遠の場合をそれぞれ示す。 （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９（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、各レンズ群の間隔は変化し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動した後に像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分Ｌ３１と、負レンズ成分Ｌ３２と、正レンズ成分Ｌ３３とを有し、次の条件式（１），（２）を満足する。
ここで、レンズ成分とは、２枚以上のレンズを接合してなる接合レンズ、或いは単レンズを示す。
１．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０ …（１）
０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０ …（２）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離、
ｆ３ｂ：第３レンズ群Ｇ３を構成する負レンズ成分Ｌ３２の焦点距離。
条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離と、ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離との関係とを規定したものである。条件式（１）を満足することにより、球面収差や、変倍による収差変動を抑えることができる。また、望遠端状態における小型化を達成できる。条件式（１）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが弱くなり、コマ収差の補正が困難となる。また、第３レンズ群Ｇ３の移動量が大きくなり、光学全長が増大する。条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが強くなり、望遠端状態での球面収差を過剰に補正してしまい、コマ収差、像面湾曲の補正が困難となる。
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２．００とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を１．８０とすることが好ましい。
条件式（２）は、第３レンズ群Ｇ３内の負レンズの焦点距離を規定したものである。条件式（２）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３内の負レンズのパワーが弱くなり、球面収差、コマ収差、非点収差の補正が困難となる。条件式（２）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが強くなり、コマ収差の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を０．５６とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を０．３０とすることが好ましい。
このような構成によれば、光学系が小型短小でありながら、諸収差が良好に補正され、高い光学性能が得られるズームレンズを実現することができる。
なお、後述の各実施例では、第３レンズ群Ｇ３を、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の単レンズと、負の単レンズと、正の単レンズの計３枚の単レンズで構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、正レンズ成分Ｌ３３を、接合レンズで構成することも可能である。これにより、軸上色収差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、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
５．００ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ７．００ …（３）
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離。
条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と、ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離との関係を規定したものである。条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが弱くなり、第１レンズ群Ｇ１の移動量が増え、光学全長が増大する。また、光学全長を縮小するために、第３レンズ群Ｇ３のパワーを強くすることで、球面収差、軸上色収差の補正が困難となる。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが強くなり、非点収差、倍率色収差の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を６．５０とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を５．５０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は、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．９０ ＜ ＴＬｔ／ｆｔ ＜ １．００ …（４）
但し、
ＴＬｔ：ズームレンズＺＬの望遠端状態におけるレンズ最前面から近軸像面までの光軸上の距離、
ｆｔ：ズームレンズＺＬの望遠端状態における焦点距離。
条件式（４）は、望遠端状態におけるズームレンズＺＬの光学全長（レンズ最前面から近軸像面までの光軸上の距離）と、望遠端状態における全系の焦点距離との関係を規定したものである。条件式（４）の上限値を上回ると、光学全長が増大する。また、小型化を図るために第３レンズ群Ｇ３のパワーを強くすると、球面収差、軸上色収差の補正が困難となる。条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが強くなり、望遠端状態における像面湾曲の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を０．９８とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を０．９５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は、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．０５０ ＜ Ｄ１／ｆｔ ＜ ０．０９０ …（５）
但し、
Ｄ１：第１レンズ群Ｇ１の光軸上の厚さ、
ｆｔ：ズームレンズＺＬの望遠端状態における焦点距離。
条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１の光軸上の厚さを規定している。条件式（５）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の厚みが厚くなり、小型化が達成できない。また、非点収差、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（５）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の厚みを薄くするために屈折率を変更することで、軸上色収差、倍率色収差の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の上限値を０．０８５とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を０．０７２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、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Ｇ２は、一旦像側に移動した後に、物体側へ移動し、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．１０ ＜ Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜ ０．１０ …（６）
但し、
Ｄｍ２：広角端状態から望遠端状態に変倍する際の第２レンズ群Ｇ２の光軸上の移動量、
ｆｔ：ズームレンズＺＬの望遠端状態における焦点距離。
条件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２の広角端状態から望遠端状態への移動量と、広角端状態から望遠端状態への変倍比との関係を規定している。条件式（６）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の広角端状態から望遠端状態への移動量が増大し、小型化の達成が困難となる。また、第１レンズ群Ｇ１のパワーを強くして、小型化を図ると、非点収差、倍率色収差の補正が困難となる。条件式（６）の下限値を下回ると、広角端状態の光学全長を短くすることで非点収差が悪化する。また、変倍を第３レンズ群Ｇ３で補うことで、球面収差、軸上色収差の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の上限値を０．０９とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の下限値を−０．０３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２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１枚の負レンズを有し、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
１．４５ ＜ ｎｄ２ ＜ １．７５ …（７）
但し、
ｎｄ２：第２レンズ群Ｇ２を構成する負レンズの硝材のｄ線に対する屈折率。
条件式（７）は、第２レンズ群Ｇ２内の負レンズのｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（７）の上限値を上回ると、軽量化、低コスト化の達成が困難となる。条件式（７）の下限値を下回ると、屈折率が低い分、第２レンズ群Ｇ２の厚さが増大する。また、像面湾曲の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（７）の上限値を１．７０とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（７）の下限値を１．４８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４レンズ群Ｇ４は、少なくとも１枚の正レンズを有し、次の条件式（８）を満足することが好ましい。
１．４５ ＜ ｎｄ４ ＜ １．６０ …（８）
但し、
ｎｄ４：第４レンズ群Ｇ４を構成する正レンズの硝材ｄ線に対する屈折率。
条件式（８）は、第４レンズ群Ｇ４内の正レンズのｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（８）の上限値を上回ると、軽量化、低コスト化の達成が困難となる。条件式（８）の下限値を下回ると、屈折率が低い分、第４レンズ群Ｇ４の厚さが増大する。また、像面湾曲の補正が困難となる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（８）の上限値を１．５５とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（８）の下限値を１．４８とすることが好ましい。
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、小型でありながら、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９及び図１０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、小型でありながら、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１１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概説する。まず、レンズ鏡筒内に、光軸に沿って物体側より順に並んだ、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とを有するように、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、各レンズ群の間隔は変化し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動した後に像側へ移動するように、各レンズを配置する（ステップＳＴ２０）。また、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分Ｌ３１と、負レンズ成分Ｌ３２と、正レンズ成分Ｌ３３とを有するように、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），（２）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）。
１．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０ …（１）
０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０ …（２）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：ズームレンズＺＬの広角端状態における焦点距離、
ｆ３ｂ：第３レンズ群Ｇ３を構成する負レンズ成分Ｌ３２の焦点距離。
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、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１として、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズを鏡筒内に配置している。負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２として、光軸に沿って物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とを鏡筒内に配置している。正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３として、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凹形状の負レンズＬ３２と、両凸形状の正レンズＬ３３とを鏡筒内に配置している。正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４として、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１を鏡筒内に配置している。また、各レンズは、条件式（１），（２）を満足するように、鏡筒内に配置されている（条件式（１）の対応値は1.903、条件式（２）の対応値は0.34）。
上記のズームレンズＺＬの製造方法によれば、小型でありながら、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４を示すが、これらは第１実施例〜第４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 …（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、ＴＬは光学全長（光軸上でのレンズ最前面から近軸像面までの距離）、Ｂｆはバックフォーカス（光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離）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）〜（８）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、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メニスカス形状の負レンズ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。正レンズＬ１２は、像側の面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成される。負レンズＬ２２は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凹形状の負レンズＬ３２と、両凸形状の正レンズＬ３３とから構成される。正レンズＬ３１は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、フィルタ群ＦＬが配置されている。フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設されるＣＭＯＳ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、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、４つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４が全て移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、変倍に際し、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際し、一旦物体側に移動し、その後像側へ移動する。また、明るさを決定する開口絞りＳは、変倍に際し、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１〜２２が、図１に示すｍ１〜ｍ２２の各光学面に対応している。
（表１）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 16.13503 0.5000 1.846660 23.80
2 11.84150 3.3000 1.618810 63.86
＊3 -147.03488 D3(可変)
4 -43.46996 0.4000 1.816000 46.59
5 4.98746 2.0000
＊6 -31.69646 0.6000 1.531100 55.91
＊7 8.94762 0.2000
8 7.96829 1.1000 1.945950 17.98
9 18.17024 D9(可変)
10 ∞ 0.2500 (絞りＳ)
＊11 3.79719 1.6000 1.768020 49.23
＊12 -23.70417 0.6000
13 -561.01811 0.4000 2.001000 29.14
14 3.01147 0.3000
15 3.97813 1.2000 1.517420 52.20
16 -18.94960 D16(可変)
＊17 10.18025 1.5000 1.531100 55.91
18 32.32815 D18(可変)
19 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
20 ∞ 0.3900
21 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
22 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第 3面 κ= 0.0000,A4= 1.64262E-05,A6=-3.28794E-08,A8= 0.00000E+00
第 6面 κ= 0.0000,A4=-1.31189E-03,A6= 8.05271E-05,A8= 8.10633E-07
第 7面 κ= 0.0000,A4=-1.50865E-03,A6= 1.03466E-04,A8=-4.40084E-07
第11面 κ=-0.2412,A4=-1.61417E-04,A6= 0.00000E+00,A8= 0.00000E+00
第12面 κ= 0.0000,A4= 1.18442E-03,A6=-2.68790E-05,A8= 0.00000E+00
第17面 κ= 0.0000,A4= 3.63922E-05,A6= 2.81171E-06,A8=-8.83218E-08

［全体諸元］
ズーム比 11.32679
広角端 中間焦点 望遠端
ｆ 4.62620 19.85350 52.39999
ＦＮｏ 3.44632 5.22821 6.37231
ω 41.91092 10.71313 4.33290
Ｙ 3.20000 3.90000 3.90000
ＴＬ 35.93953 45.00710 50.80885
Ｂｆ 0.60004 0.60004 0.60004

［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D3 0.42913 9.16444 14.48555
D9 11.83368 3.37802 0.23961
D16 5.57289 10.47005 17.75870
D18 2.45379 6.34456 2.67495

［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
Ｇ１ １ 26.76196 3.8000
Ｇ２ ４ -5.13191 4.3000
Ｇ３ 11 8.80338 4.1000
Ｇ４ 17 27.33667 1.5000

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆｗ＝1.903
条件式（２） （−ｆ３ｂ）／ｆ３＝0.34
条件式（３） ｆ１／ｆＷ＝5.785
条件式（４） ＴＬｔ／ｆｔ＝0.970
条件式（５） Ｄ１／ｆｔ＝0.073
条件式（６） Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝0.052
条件式（７） ｎｄ２＝1.531100
条件式（８） ｎｄ４＝1.531100
表１から、本実施例に係るズームレンズＺＬ１は、条件式（１）〜（８）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）であり、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、Ｙは像高を示す。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。球面収差図において、実線は球面収差を、破線は正弦条件を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面を示す。コマ収差図において、実線はメリジオナルコマを示す。これら収差図に関する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。
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、広角端状態から望遠端状態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、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、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メニスカス形状の負レンズ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。正レンズＬ１２は、像側の面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成される。負レンズＬ２２は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３３とから構成される。正レンズＬ３１は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、フィルタ群ＦＬが配置されている。フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設されるＣＭＯＳ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ＺＬ２は、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、４つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４が全て移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、変倍に際し、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際し、一旦物体側に移動し、その後像側へ移動する。また、明るさを決定する開口絞りＳは、変倍に際し、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１〜２２が、図３に示すｍ１〜ｍ２２の各光学面に対応している。
（表２）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 17.11650 0.5000 1.846660 23.80
2 12.97361 3.4000 1.592010 67.05
＊3 -141.52137 D3(可変)
4 -86.61612 0.4000 1.883000 40.66
5 5.91066 1.8000
＊6 -74.45117 0.6000 1.531100 55.91
＊7 6.35728 0.3000
8 8.08475 1.2000 1.945950 17.98
9 21.16355 D9(可変)
10 ∞ 0.2500 (絞りＳ)
＊11 4.19653 1.5000 1.773770 47.25
＊12 -26.05827 0.6000
13 11.44341 0.4000 2.000690 25.46
14 3.26756 0.2500
15 5.05356 1.0500 1.497820 82.57
16 15.63577 D16(可変)
＊17 10.07696 1.7000 1.531100 55.91
18 45.30114 D18(可変)
19 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
20 ∞ 0.3900
21 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
22 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第 3面 κ= 0.0000,A4= 1.31443E-05,A6=-1.63080E-08,A8= 0.00000E+00
第 6面 κ= 0.0000,A4=-4.78211E-03,A6= 3.58837E-04,A8=-9.57975E-06
第 7面 κ= 0.0000,A4=-5.06150E-03,A6= 4.31138E-04,A8=-1.29522E-05
第11面 κ=-0.3791,A4=-3.88354E-04,A6= 0.00000E+00,A8= 0.00000E+00
第12面 κ= 0.0000,A4= 7.60592E-04,A6= 0.00000E+00,A8= 0.00000E+00
第17面 κ= 0.0000,A4= 3.78211E-05,A6= 2.76410E-06,A8= 0.00000E+00

［全体諸元］
ズーム比 11.31749
広角端 中間焦点 望遠端
ｆ 4.63000 23.40000 52.39999
ＦＮｏ 3.48053 5.26528 6.36842
ω 41.98685 9.06366 4.36296
Ｙ 3.20000 3.90000 3.90000
ＴＬ 35.09228 45.55924 50.88525
Ｂｆ 0.60000 0.60000 0.60000

［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D3 0.39279 11.81279 16.28174
D9 11.80923 2.68823 0.15741
D16 4.31767 8.31086 15.83964
D18 2.92259 7.09736 2.95646

［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
Ｇ１ １ 29.44868 3.9000
Ｇ２ ４ -5.51390 4.3000
Ｇ３ 11 8.69514 3.8000
Ｇ４ 17 24.00000 1.7000

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆｗ＝1.841
条件式（２） （−ｆ３ｂ）／ｆ３＝0.55
条件式（３） ｆ１／ｆＷ＝6.362
条件式（４） ＴＬｔ／ｆｔ＝0.973
条件式（５） Ｄ１／ｆｔ＝0.074
条件式（６） Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝0.089
条件式（７） ｎｄ２＝1.531100
条件式（８） ｎｄ４＝1.531100
表２から、本実施例に係るズームレンズＺＬ２は、条件式（１）〜（８）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）であり、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、広角端状態から望遠端状態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、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、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メニスカス形状の負レンズ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。正レンズＬ１２は、像側の面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とから構成される。負レンズＬ２１は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２と、両凸形状の正レンズＬ３３とから構成される。正レンズＬ３１は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、フィルタ群ＦＬが配置されている。フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設されるＣＭＯＳ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ＺＬ３は、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、４つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４が全て移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、変倍に際し、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際し、一旦物体側に移動し、その後像側へ移動する。また、明るさを決定する開口絞りＳは、変倍に際し、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１〜２２が、図５に示すｍ１〜ｍ２２の各光学面に対応している。
（表３）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 15.64818 0.5000 1.846660 23.80
2 11.96665 3.5000 1.592010 67.05
＊3 -249.29809 D3(可変)
＊4 -41.89488 0.4000 1.801390 45.46
＊5 5.11133 1.9500
6 -15.47912 0.4000 1.622990 58.12
7 14.34087 0.3000
8 8.93150 1.2000 1.945950 17.98
9 23.83339 D9(可変)
10 ∞ 0.2500 (絞りＳ)
＊11 4.24579 1.5000 1.755010 51.15
＊12 -17.82722 0.6000
13 28.06928 0.4000 2.001000 29.14
14 3.68254 0.3000
15 6.42037 1.0500 1.497820 82.57
16 -31.85530 D16(可変)
＊17 11.34280 1.6000 1.531100 55.91
18 44.05266 D18(可変)
19 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
20 ∞ 0.3900
21 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
22 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第 3面 κ= 0.0000,A4= 1.50994E-05,A6=-1.96166E-08,A8=0.00000E+00
第 4面 κ= 0.0000,A4= 3.31988E-04,A6=-5.55668E-06,A8=0.00000E+00
第 5面 κ= 0.0000,A4= 3.56396E-04,A6= 3.71427E-05,A8=5.25962E-07
第11面 κ=-0.5233,A4=-4.01634E-04,A6= 0.00000E+00,A8=0.00000E+00
第12面 κ= 0.0000,A4= 4.78896E-04,A6= 0.00000E+00,A8=0.00000E+00
第17面 κ= 0.0000,A4= 1.08620E-04,A6= 1.88694E-06,A8=0.00000E+00

［全体諸元］
ズーム比 11.32778
広角端 中間焦点 望遠端
ｆ 4.62580 23.40000 52.40004
ＦＮｏ 3.51783 5.25660 6.31542
ω 41.82623 9.17711 4.38299
Ｙ 3.20000 3.90000 3.90000
ＴＬ 35.58093 46.31490 51.14608
Ｂｆ 0.60000 0.60000 0.60000

［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D3 0.36802 11.41166 15.60134
D9 11.40841 2.65628 0.20840
D16 6.26836 10.16535 17.34792
D18 1.88612 6.43160 2.33841

［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
Ｇ１ １ 28.32488 4.0000
Ｇ２ ４ -5.09382 4.2500
Ｇ３ 11 8.57626 3.8500
Ｇ４ 17 28.28333 1.6000

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆｗ＝1.854
条件式（２） （−ｆ３ｂ）／ｆ３＝0.50
条件式（３） ｆ１／ｆＷ＝6.123
条件式（４） ＴＬｔ／ｆｔ＝0.976
条件式（５） Ｄ１／ｆｔ＝0.076
条件式（６） Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝0.021
条件式（７） ｎｄ２＝1.622990
条件式（８） ｎｄ４＝1.531100
表３から、本実施例に係るズームレンズＺＬ３は、条件式（１）〜（８）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）であり、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、広角端状態から望遠端状態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、優れた光学性能を有することが分かる。
（第４実施例）
第４実施例について、図７，図８及び表４を用いて説明する。第４実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ４）は、図７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、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メニスカス形状の負レンズ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。正レンズＬ１２は、像側の面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３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、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２と、両凸形状の正レンズＬ３３とから構成される。正レンズＬ３１は、物体側の面、像側の面がともに非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、フィルタ群ＦＬが配置されている。フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設されるＣＭＯＳ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ＺＬ４は、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、４つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４が全て移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、変倍に際し、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は、変倍に際し、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際し、一旦物体側に移動し、その後像側へ移動する。また、明るさを決定する開口絞りＳは、変倍に際し、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４に、第４実施例における各諸元の値を示す。表４における面番号１〜２２が、図７に示すｍ１〜ｍ２２の各光学面に対応している。
（表４）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 15.74772 0.5000 1.846660 23.80
2 11.87066 3.5000 1.592010 67.05
＊3 -93.62529 D3(可変)
4 -40.94967 0.4000 1.801390 45.46
5 5.42533 1.8500
6 -18.65042 0.4000 1.622990 58.12
7 10.83784 0.3000
8 8.90225 1.1000 1.945950 17.98
9 43.09005 D9(可変)
10 ∞ 0.2500 (絞りＳ)
＊11 3.79830 1.4000 1.755010 51.15
＊12 111.16680 0.6000
13 19.55616 0.4000 2.001000 29.14
14 2.99453 0.3000
15 3.92484 1.3000 1.497820 82.57
16 -16.47662 D16(可変)
＊17 10.26564 1.5000 1.531100 55.91
18 36.01339 D18(可変)
19 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
20 ∞ 0.3900
21 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
22 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第 3面 κ= 0.0000,A4= 2.24814E-05,A6=-4.78280E-08,A8= 0.00000E+00
第11面 κ=-0.1000,A4=-2.27085E-04,A6= 0.00000E+00,A8= 0.00000E+00
第12面 κ= 0.0000,A4= 9.88252E-04,A6= 0.00000E+00,A8= 0.00000E+00
第17面 κ= 0.0000,A4= 5.22388E-05,A6= 2.86706E-06,A8=-6.43114E-08

［全体諸元］
ズーム比 11.32821
広角端 中間焦点 望遠端
ｆ 4.62562 19.79720 52.39999
ＦＮｏ 3.60173 5.38914 6.17404
ω 41.82861 10.79380 4.33147
Ｙ 3.20000 3.90000 3.90000
ＴＬ 36.61265 46.23872 50.33392
Ｂｆ 0.60000 0.60000 0.60000

［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D3 0.44355 9.06628 14.58818
D9 11.74608 3.43048 0.26858
D16 6.32442 11.77372 17.42009
D18 2.59858 6.46821 2.55700

［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
Ｇ１ １ 26.04045 4.0000
Ｇ２ ４ -4.97148 4.0500
Ｇ３ 11 9.06279 4.0000
Ｇ４ 17 26.50000 1.5000

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆｗ＝1.959
条件式（２） （−ｆ３ｂ）／ｆ３＝0.39
条件式（３） ｆ１／ｆＷ＝5.630
条件式（４） ＴＬｔ／ｆｔ＝0.961
条件式（５） Ｄ１／ｆｔ＝0.076
条件式（６） Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＝-0.027
条件式（７） ｎｄ２＝1.696800
条件式（８） ｎｄ４＝1.531100
表４から、本実施例に係るズームレンズＺＬ４は、条件式（１）〜（８）を満たすことが分かる。
図８は、第４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）であり、図８（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８（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８（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８に示す各収差図から明らかなように、第４実施例に係るズームレンズＺＬ４は、広角端状態から望遠端状態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、優れた光学性能を有することが分かる。
以上のような各実施例によれば、小型でありながら、優れた光学性能を有するズームレンズを提供することができる。
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、４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。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、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。
本実施形態に係るズームレンズＺＬ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３レンズ群Ｇ３を防振レンズ群とするのが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬ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。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、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。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、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〜ＺＬ４） 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
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 (9)

  1. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
    広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、各レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動した後に像側へ移動し、
    前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、負レンズ成分と、正レンズ成分とを有し、
    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。
    １．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０
    ０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０
    但し、
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
    ｆｗ：前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離、
    ｆ３ｂ：前記第３レンズ群を構成する前記負レンズ成分の焦点距離。
  2. 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。
    ５．００ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ７．００
    但し、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離。
  3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
    ０．９０ ＜ ＴＬｔ／ｆｔ ＜ １．００
    但し、
    ＴＬｔ：前記ズームレンズの望遠端状態におけるレンズ最前面から近軸像面までの光軸上の距離、
    ｆｔ：前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
  4. 以下の条件式を満足す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。
    ０．０５０ ＜ Ｄ１／ｆｔ ＜ ０．０９０
    但し、
    Ｄ１：前記第１レンズ群の光軸上の厚さ、
    ｆｔ：前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
  5. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第２レンズ群は一旦像側に移動した後に物体側へ移動し、
    以下の条件式を満足す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。
    −０．１０ ＜ Ｄｍ２／（ｆｗ×ｆｔ）1/2 ＜ ０．１０
    但し、
    Ｄｍ２：広角端状態から望遠端状態に変倍する際の前記第２レンズ群の光軸上の移動量、
    ｆｔ：前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
  6. 前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、
    以下の条件式を満足す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。
    １．４５ ＜ ｎｄ２ ＜ １．７５
    但し、
    ｎｄ２：前記第２レンズ群を構成する前記負レンズの硝材のｄ線に対する屈折率。
  7. 前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、
    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。
    １．４５ ＜ ｎｄ４ ＜ １．６０
    但し、
    ｎｄ４：前記第４レンズ群を構成する前記正レンズの硝材ｄ線に対する屈折率。
  8. 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。
  9. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第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、
    広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、各レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動した後に像側へ移動し、
    前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、負レンズ成分と、正レンズ成分とを有し、
    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配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
    １．００ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ ２．１０
    ０．２５ ＜ （−ｆ３ｂ）／ｆ３ ＜ ０．６０
    但し、
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
    ｆｗ：前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離、
    ｆ３ｂ：前記第３レンズ群を構成する前記負レンズ成分の焦点距離。
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