JP2015172696A - ズームレンズ、光学装置、ズームレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズ等を提供する。【解決手段】物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２と、負の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを有し、変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、合焦に際して、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動し、合焦群と異なる第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴とする。【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等の撮像装置に好適なズームレンズ、光学装置、ズームレンズの製造方法に関する。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像素子は高画素化が進んでいる。そして、高画素の撮像素子を備えた撮像装置に用いられる撮影レンズには、高い光学性能を有することが求められている。

斯かる背景の下、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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レンズ群とからなり、隣り合うレンズ群どうしの間隔を変化させて変倍を行い、第３レンズ群全体を光軸に沿って移動させて合焦を行う構成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。）。

国際公開第２０１２／０８６１５３号

しかしながら上述のような従来のズームレンズは、近距離物体合焦時の光学性能が十分でないという問題があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズ、光学装置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。

上記課題を解決するために本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、
変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
合焦に際して、前記第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動し、
前記合焦群と異なる前記第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴とするズームレンズを提供する。

また本発明は、
前記ズームレンズを有することを特徴とする光学装置を提供する。

また本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、
変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するようにし、
合焦に際して、前記第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動するようにし、
前記合焦群と異なる前記第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにすることを特徴とするズームレンズの製造方法を提供する。

本発明によれば、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズ、光学装置及びズームレンズの製造方法を提供することができる。

図１（ａ）、及び図１（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における断面図である。 図２（ａ）、及び図２（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図３（ａ）、及び図３（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図４（ａ）、及び図４（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。 図５（ａ）、及び図５（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における断面図である。 図６（ａ）、及び図６（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図７（ａ）、及び図７（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図８（ａ）、及び図８（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。 図９は本願のズームレンズを備えたカメラの構成を示す図である。 図１０は本願のズームレンズの製造方法の概略を示す図である。

以下、本願のズームレンズ、光学装置及びズームレンズの製造方法について説明する。
本願のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、合焦に際して、前記第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動し、前記合焦群と異なる前記第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴としている。

上記のように本願のズームレンズは、合焦に際して、第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動する。これにより、近距離物体合焦時に球面収差やコマ収差を良好に補正することができ、良好な光学性能を達成することができる。

また、上記のように本願のズームレンズは、合焦群と異なる第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動する。これにより、手ぶれ等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができる。なお、「合焦群と異なる第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として」とは、合焦群を構成するレンズと可動群を構成するレンズとが完全に同一な場合を除くことを意味し、合焦群を構成するレンズと可動群を構成するレンズとが異なる場合や、合焦群を構成するレンズの一部を可動群とする場合や、可動群を構成するレンズの一部を合焦群とする場合を含むものとする。
また、第２レンズ群に合焦群と可動群と開口絞りとをまとめると、合焦群と可動群と開口絞りのそれぞれの駆動ユニットをまとめて配置することが可能で、レンズ鏡筒内部の省スペース化を図ることができ、光学設計の自由度が上がるというメリットがある。

以上の構成により、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズを実現することができる。

また本願のズームレンズは、前記第２レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する前側レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、前記前側レンズ群と前記後側レンズ群の一方の少なくとも一部が前記合焦群であり、前記前側レンズ群と前記後側レンズ群の他方の少なくとも一部が前記可動群であることが望ましい。この構成により、第２レンズ群内の屈折力配置が開口絞りを基準とした対称型になり、球面収差の補正とコマ収差の補正を両立することができる。

以上のように第１〜第４レンズ群の屈折力配置と第２レンズ群内の前側、後側レンズ群の屈折力配置を適切に設定することで、本願のズームレンズは高変倍比と長焦点距離を有しながら、防振時の光学性能の向上、レンズ全長の短縮化及び良好な光学性能を達成することができる。特に、本願のズームレンズは、第２レンズ群の前側レンズ群全体又は後側レンズ群全体を合焦群とした場合、合焦群と開口絞りとの間に合焦のための空気間隔、即ち合焦時に合焦群が移動するためのスペースを確保することができる。またこの場合、合焦群は、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、開口絞りに近づく方向へ移動する構成とすることが好ましい。なお、変倍時に合焦群と開口絞りとの間隔が変化する構成としてもよい。

また本願のズームレンズは、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１） １．５０＜｜ｆ２ｆ／ｆｗ｜＜３．５０
ただし、
ｆ２ｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離

条件式（１）は、合焦群の焦点距離を規定するものである。本願のズームレンズは、条件式（１）を満足することにより、小型化を図りながら、合焦時に球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正することができる。

本願のズームレンズの条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、合焦群の屈折力が大きくなり、合焦時に球面収差やコマ収差の悪化を招いてしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を１．８０とすることがより好ましい。

一方、本願のズームレンズの条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、合焦のための空気間隔が大きくなり過ぎて、レンズ全長の増大を招いてしまう。これにより、縮筒時のレンズ全長やレンズ外径の小型化が困難になってしまう。また、第２レンズ群中の合焦群以外のレンズの屈折力が増大し、製造誤差に起因する偏芯コマ収差の悪化を招いてしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を３．２０とすることがより好ましい。

また本願のズームレンズは、変倍に際して、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第４レンズ群の位置が固定であることが望ましい。このように変倍に際して第４レンズ群の位置を固定とすることにより、偏芯コマ収差の敏感度を低減することができる。

また本願のズームレンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） １．００＜｜ｆ２ｖｒ／ｆｗ｜＜５．００
ただし、
ｆ２ｖｒ：前記可動群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離

条件式（２）は、可動群の焦点距離を規定するものである。本願のズームレンズは、条件式（２）を満足することにより、小型化を図りながら、防振時に諸収差を良好に補正することができる。

本願のズームレンズの条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、可動群の偏心敏感度が増大する、即ち製造誤差等により可動群に偏芯が生じた場合に諸収差が発生しやすくなってしまう。これにより、防振時に良好な光学性能を確保することが困難になってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を１．５０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を１．８０とすることがより好ましい。

一方、本願のズームレンズの条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、可動群の防振時の移動量が増大し、レンズ全長の増大を招いてしまう。したがって、本願のズームレンズの外径や縮筒時のレンズ全長の小型化を図ることが困難になってしまう。また、第２レンズ群中の可動群以外のレンズの屈折力が増大し、製造誤差に起因する偏芯コマ収差の悪化を招いてしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を３．００とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を２．５０とすることがより好ましい。

また本願のズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） １．００＜ｍ１２／ｆｗ＜２．５０
ただし、
ｍ１２：広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離の変化量
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離

条件式（３）は、広角端状態から望遠端状態への変倍時の第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔の変化量を規定するものである。本願のズームレンズは、条件式（３）を満足することにより、小型化を図りながら球面収差、コマ収差、色収差及び像面湾曲を良好に補正することができる。

本願のズームレンズの条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、第１レンズ群と第２レンズ群以外のレンズ群の変倍時の負担が大きくなり、各レンズ群の屈折力が増大する、又は各レンズ群の変倍時の移動量が増大する。このため、偏心敏感度の増大やレンズ全長の増大を招いてしまう。また、光学性能の悪化、具体的には球面収差、コマ収差及び色収差の悪化を招いてしまう。特に、第３レンズ群の屈折力が増大することにより像面湾曲の悪化を招いてしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を１．２０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を１．４０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を１．４５とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を１．５０とすることがより好ましい。

一方、本願のズームレンズの条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、レンズ全長が増大してしまう。このため、本願のズームレンズの外径や縮筒時のレンズ全長の小型化を図ることが困難になってしまう。特に、望遠端状態において、第２レンズ群より像側に配置されたレンズ群（第３レンズ群又は第４レンズ群）と開口絞りとの距離が増大するため、当該レンズ群（第３レンズ群又は第４レンズ群）の偏芯像面湾曲の敏感度がそれぞれ増大してしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を２．００とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を１．８０とすることがより好ましい。

また本願のズームレンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） １．５０＜｜ｆ２ｆ／ｄＦＲ｜＜７．００
ただし、
ｆ２ｆ：前記合焦群の焦点距離
ｄＦＲ：無限遠物体合焦時の前記前側レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記後側レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離

条件式（４）は、合焦群の屈折力と、無限遠物体合焦時の前側レンズ群と前記後側レンズ群の空気間隔との比を規定するものである。本願のズームレンズは、条件式（４）を満足することにより、小型化を図りながら、合焦時に球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正することができる。

本願のズームレンズの条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、合焦群の屈折力が大きくなり、合焦時に球面収差やコマ収差の悪化を招いてしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を２．００とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を３．００とすることがより好ましい。

一方、本願のズームレンズの条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、合焦のための空気間隔が大きくなり過ぎて、レンズ全長の増大を招いてしまう。これにより、縮筒時のレンズ全長やレンズ外径の小型化が困難になってしまう。また、第２レンズ群中の合焦群以外のレンズの屈折力が増大し、製造誤差に起因する偏芯コマ収差の悪化を招いてしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を６．００とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を５．００とすることがより好ましい。

本願の光学装置は、上述した構成のズームレンズを有することを特徴としている。これにより、近距離物体合焦時の光学性能が良好な光学装置を実現することができる。

本願のズームレンズの製造方法は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するようにし、合焦に際して、前記第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動するようにし、前記合焦群と異なる前記第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにすることを特徴としている。これにより、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズを製造することができる。

以下、本願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（ａ）、及び図１（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における断面図である。なお、図１及び後述する図５中の矢印は、広角端状態から望遠端状態への変倍時の各レンズ群の移動軌跡を示している。
本実施例に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正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とから構成されている。

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Ｌ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。なお、負レンズＬ１２は像側のレンズ面が非球面である。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する前側レンズ群Ｇ２Ｆと、開口絞りＳと、正の屈折力を有する後側レンズ群Ｇ２Ｒとから構成されている。
前側レンズ群Ｇ２Ｆは、両凸形状の正レンズＬ２１からなる。なお、正レンズＬ２１は物体側のレンズ面が非球面である。
後側レンズ群Ｇ２Ｒ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Ｌ２３と両凸形状の正レンズＬ２４との接合レンズからなる。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１からなる。なお、負メニスカスレンズＬ３１は像側のレンズ面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１からなる。なお、正メニスカスレンズＬ４１は物体側及び像側のレンズ面が非球面である。

以上の構成の下、本実施例に係るズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増加し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が増加するように、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って物体側へ移動する。なお、第４レンズ群Ｇ４の位置は変倍時に固定である。また、第２レンズ群Ｇ２の前側レンズ群Ｇ２Ｆと開口絞りＳと後側レンズ群Ｇ２Ｒとは変倍時に一体で移動する。

また本実施例に係るズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２における前側レンズ群Ｇ２Ｆを合焦群として光軸に沿って像側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
また本実施例に係るズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２における後側レンズ群Ｇ２Ｒを可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。

以下の表１に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。

[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長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、可変は可変の面間隔、絞りＳは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。非球面は面番号に＊を付して曲率半径ｒの欄に近軸曲率半径の値を示している。空気の屈折率ｎｄ＝1.000の記載は省略している。

［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を示す。
ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）^２｝^１／２］
＋A4ｈ^４＋A6ｈ^６＋A8ｈ^８
ここで、ｈを光軸に垂直な方向の高さ、ｘを高さｈにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κを円錐定数、A4，A6，A8を非球面係数、ｒを基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）とする。なお、「E−n」（nは整数）は「×10^−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10^−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。

［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは本実施例に係るズームレンズの全長（第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、ｄnは第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、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。Ｄは物体から第１面までの距離を示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。

［防振データ］において、Ｚは可動群のシフト量即ち光軸に直交する方向への移動量、θは本実施例に係るズームレンズの回転ぶれの角度（傾き角度、単位は「°」）、Ｋは防振係数をそれぞれ示す。
［条件式対応値］には、本実施例に係るズームレンズの各条件式の対応値を示す。

ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の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、比例拡大又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
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞

1 44.336 0.800 1.795 45.309
2 10.161 4.251
3 -108.959 1.000 1.774 47.166
＊4 31.219 0.550
5 21.825 1.800 2.003 19.317
6 46.436 可変

＊7 16.624 1.500 1.498 82.570
8 -37.136 可変
9(絞りＳ) ∞ 2.628
10 15.261 0.800 1.750 35.248
11 7.003 2.500 1.603 65.440
12 -34.440 可変

13 35.836 0.800 1.731 40.500
＊14 9.556 可変

＊15 -62.985 2.000 1.731 40.500
＊16 -18.903 ＢＦ

像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8
4 0.000E+00 -3.337E-05 -2.150E-07 -1.064E-09
7 0.000E+00 -7.940E-05 4.644E-07 -1.531E-08
14 0.000E+00 1.233E-04 -1.442E-06 -1.529E-08
15 0.000E+00 6.599E-05 1.739E-06 -2.592E-08
16 0.000E+00 2.994E-05 1.909E-06 -2.587E-08

［各種データ］
変倍比 2.83

Ｗ Ｔ
ｆ 10.3 29.1
ＦＮＯ 3.56 5.66
２ω 77.0° 31.4°
Ｙ 8.19 8.19

（無限遠物体合焦時）
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.300 18.978 29.100
ｄ6 19.735 7.124 1.342
ｄ8 6.132 6.132 6.132
ｄ12 2.403 5.873 9.964
ｄ14 4.301 9.362 13.104
ＢＦ 12.836 12.834 12.864
ＴＬ 51.200 47.121 49.172

（近距離物体合焦時）
Ｗ Ｍ Ｔ
Ｄ 200.000 200.000 200.000
ｄ6 19.735 7.124 1.342
ｄ8 3.000 4.732 4.732
ｄ12 2.403 5.873 9.964
ｄ14 4.301 9.362 13.104
ＢＦ 12.874 12.874 12.874
ＴＬ 51.200 47.121 49.172

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 -14.598
2 7 14.588
3 13 -18.063
4 15 36.265

［防振データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.300 18.978 29.100
Ｚ 0.107 0.110 0.126
θ 0.624 0.500 0.500
Ｋ 1.044 1.503 2.008

［条件式対応値］
（１） ｜ｆ２ｆ／ｆｗ｜ ＝ 2.261
（２） ｜ｆ２ｖｒ／ｆｗ｜ ＝ 2.158
（３） ｍ１２／ｆｗ ＝ 1.786
（４） ｜ｆ２ｆ／ｄＦＲ｜ ＝ 3.80

図２（ａ）、及び図２（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。図３（ａ）、及び図３（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態における無限遠物体合焦時に０．６２４°の回転ぶれに対して防振を行った際のコマ収差図、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に０．５００°の回転ぶれに対して防振を行った際のコマ収差図である。図４（ａ）、及び図４（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高をそれぞれ示す。ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示し、ｄ、ｇの記載のないものは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それぞれ示す。コマ収差図は、各像高Ｙにおけるコマ収差を示す。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。

各収差図より、本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正され高い光学性能を有しており、近距離物体合焦時の光学性能が良好で、さらに防振時にも高い光学性能を有していることがわかる。

（第２実施例）
図５（ａ）、及び図５（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正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とから構成されている。

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メニスカスレンズＬ１３とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ１１、Ｌ１２はいずれも物体側及び像側のレンズ面が非球面である。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する前側レンズ群Ｇ２Ｆと、開口絞りＳと、正の屈折力を有する後側レンズ群Ｇ２Ｒとから構成されている。
前側レンズ群Ｇ２Ｆは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２との接合レンズからなる。なお、正レンズＬ２１は物体側のレンズ面が非球面である。
後側レンズ群Ｇ２Ｒ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Ｌ２３と両凸形状の正レンズＬ２４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Ｌ３１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３２との接合レンズからなる。なお、正メニスカスレンズＬ３２は像側のレンズ面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１からなる。なお、正メニスカスレンズＬ４１は像側のレンズ面が非球面である。

以上の構成の下、本実施例に係るズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増加し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が増加するように、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って物体側へ移動する。なお、第４レンズ群Ｇ４の位置は変倍時に固定である。また、第２レンズ群Ｇ２の前側レンズ群Ｇ２Ｆと開口絞りＳと後側レンズ群Ｇ２Ｒとは変倍時に一体で移動する。

また本実施例に係るズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２における後側レンズ群Ｇ２Ｒを合焦群として光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
また本実施例に係るズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２における前側レンズ群Ｇ２Ｆを可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより防振を行う。
以下の表２に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。

（表２）第２実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞

＊1 40.026 0.800 1.697 55.460
＊2 10.579 3.477
＊3 95.351 0.800 1.623 58.163
＊4 11.399 0.300
5 11.470 2.086 2.001 25.458
6 17.612 可変

＊7 20.100 3.863 1.498 82.570
8 -10.159 0.800 1.593 35.271
9 -17.618 4.273
10(絞りＳ) ∞ 可変
11 14.038 0.800 1.702 41.018
12 8.186 2.400 1.498 82.570
13 -29.319 可変

14 -131.089 0.800 1.532 48.779
15 7.017 1.000 1.689 31.160
＊16 9.704 可変

17 -41.180 2.368 1.497 81.558
＊18 -12.637 ＢＦ

像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8
1 0.000E+00 1.324E-06 7.736E-08 4.357E-10
2 0.000E+00 1.326E-04 -5.888E-07 -1.308E-08
3 0.000E+00 -8.671E-05 8.950E-07 -3.923E-09
4 0.000E+00 -2.403E-04 2.892E-06 6.980E-09
7 0.000E+00 -6.840E-05 -4.670E-07 2.151E-08
16 0.000E+00 1.566E-04 -3.384E-07 -3.329E-08
18 0.000E+00 -1.156E-05 2.103E-07 -1.960E-09

［各種データ］
変倍比 2.83

Ｗ Ｔ
ｆ 10.3 29.1
ＦＮＯ 3.56 5.66
２ω 77.0° 31.4°
Ｙ 8.19 8.19

（無限遠物体合焦時）
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.300 19.157 29.100
ｄ6 19.283 7.128 1.834
ｄ10 5.012 5.012 5.012
ｄ13 1.055 4.832 8.970
ｄ16 2.083 7.420 11.617
ＢＦ 13.800 13.800 13.800
ＴＬ 51.200 48.160 51.200

（近距離物体合焦時）
Ｗ Ｍ Ｔ
Ｄ 200.000 200.000 200.000
ｄ6 19.283 7.128 1.834
ｄ10 4.601 4.020 3.000
ｄ13 1.055 4.832 8.970
ｄ16 2.083 7.420 11.617
ＢＦ 13.800 13.800 13.800
ＴＬ 51.200 48.160 51.200

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 -14.736
2 7 15.047
3 14 -19.240
4 17 35.694

［防振データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.300 19.157 29.100
Ｚ 0.088 0.102 0.128
θ 0.624 0.500 0.500
Ｋ 1.281 1.636 1.991

［条件式対応値］
（１） ｜ｆ２ｆ／ｆｗ｜ ＝ 2.336
（２） ｜ｆ２ｖｒ／ｆｗ｜ ＝ 2.055
（３） ｍ１２／ｆｗ ＝ 1.694
（４） ｜ｆ２ｆ／ｄＦＲ｜ ＝ 4.80

図６（ａ）、及び図６（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。図７（ａ）、及び図７（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態における無限遠物体合焦時に０．６２４°の回転ぶれに対して防振を行った際のコマ収差図、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に０．５００°の回転ぶれに対して防振を行った際のコマ収差図である。図８（ａ）、及び図８（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。

各収差図より、本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正され高い光学性能を有しており、近距離物体合焦時の光学性能が良好で、さらに防振時にも高い光学性能を有していることがわかる。

上記各実施例によれば、レンズ全長が短く小型軽量で、良好な光学性能を備え、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズを実現することができる。なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本願のズームレンズの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。

本願のズームレンズの数値実施例として４群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、５群等）のズームレンズを構成することもできる。具体的には、本願のズームレンズの最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。また、本願のズームレンズの数値実施例における第４レンズ群を２枚以上のレンズで構成し、変倍時に当該２枚以上のレンズどうしの間隔が変化するようにする、即ち実質的に５群以上のレンズ群からなるようにしてもよい。また、本願のズームレンズの数値実施例は、変倍時に合焦群とその前後に位置するレンズとの間隔が変化する構成としてもよい。この場合、合焦時に合焦群を駆動するためのモータ等の駆動機構を変倍時にも使用することが好ましい。

また、本願のズームレンズは、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、或いは複数のレンズ群を合焦群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、第２レンズ群の一部を合焦群とすることが好ましい。斯かる合焦レンズ群は、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。

また、本願のズームレンズにおいて、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることにより、防振を行う構成とすることもできる。特に、本願のズームレンズでは第２レンズ群の一部を防振レンズ群とすることが好ましい。

また、本願のズームレンズを構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐ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、又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でもよい。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）或いはプラスチックレンズとしてもよい。

また、本願のズームレンズにおいて開口絞りは第２レンズ群中に配置されることが好ましく、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する構成としてもよい。
また、本願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よい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。

次に、本願のズームレンズを備えたカメラを図９に基づいて説明する。
図９は、本願のズームレンズを備えたカメラの構成を示す図である。
図９に示すようにカメラ１は、撮影レンズ２として上記第１実施例に係るズームレンズを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。なお、撮影レンズ２である上記第１実施例に係るズームレンズは、レンズ収納時に第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を狭めて縮筒する構造とすることが好ましい。

本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示のＯＬＰＦ（Optical low pass filter：光学ローパスフィルタ）を介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられたＥＶＦ（Electronic view finder：電子ビューファインダ）４に表示される。これにより撮影者は、ＥＶＦ４を介して被写体を観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。

ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係るズームレンズは、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズである。したがって本カメラ１は、近距離物体合焦時の良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第２実施例に係るズームレンズを撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係るズームレンズを搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。

最後に、本願のズームレンズの製造方法の概略を図１０に基づいて説明する。
図１０に示す本願のズームレンズの製造方法は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。

ステップＳ１：第１〜第４レンズ群をレンズ鏡筒内に物体側から順に配置し、レンズ鏡筒に公知の移動機構を設ける等することで、変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔、及び第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するようにする。

ステップＳ２：レンズ鏡筒に公知の移動機構を設ける等することで、合焦に際して、第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動するようにする。
ステップＳ３：レンズ鏡筒に公知の移動機構を設ける等することで、前記合焦群と異なる第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。

斯かる本願のズームレンズの製造方法によれば、近距離物体合焦時の光学性能が良好なズームレンズを製造することができる。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ２Ｆ 前側レンズ群
Ｇ２Ｒ 後側レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面

Claims (8)

1. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、
   変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
   合焦に際して、前記第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動し、
   前記合焦群と異なる前記第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第２レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する前側レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、
   前記前側レンズ群と前記後側レンズ群の一方の少なくとも一部が前記合焦群であり、
   前記前側レンズ群と前記後側レンズ群の他方の少なくとも一部が前記可動群であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
   １．５０＜｜ｆ２ｆ／ｆｗ｜＜３．５０
   ただし、
   ｆ２ｆ：前記合焦群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
4. 変倍に際して、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第４レンズ群の位置が固定であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
   １．００＜｜ｆ２ｖｒ／ｆｗ｜＜５．００
   ただし、
   ｆ２ｖｒ：前記可動群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
   １．００＜ｍ１２／ｆｗ＜２．５０
   ただし、
   ｍ１２：広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離の変化量
   ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
7. 請求項１から請求項６のいず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光学装置。
8. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、
   変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するようにし、
   合焦に際して、前記第２レンズ群の少なくとも一部が合焦群として光軸に沿って移動するようにし、
   前記合焦群と異なる前記第２レンズ群の少なくとも一部が可動群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにすることを特徴とするズームレンズの製造方法。

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