JP4890006B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

この発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）などの撮像素子を備えたデジタルカメラなどに搭載される、大口径のズームレンズに関する。

近年は、バックフォーカスが長い一眼レフカメラにおいても、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いたデジタルカメラが主流となっている。そこで、このようなカメラに適用できる、高変倍比で、広角端の画角が大きいズームレンズも数多く提案されている（たとえば、特許文献１〜６を参照。）。

たとえば、特許文献１〜５に開示されているズームレンズは、広角端の画角が７５度を超え、ズーム全域でＦ２.８の明るさをもち、負の屈折力を有する第１レンズ群を含む４群構成となっているものである。また、特許文献６に開示されているズームレンズは、広角端の画角が７５度を超え、ズーム全域でＦ２.８の明るさをもち、正の屈折力を有する第１レンズ群を含む４群構成となっているものである。

特開平６−３０８３８９号公報 特開平１０−３９２１０号公報 特開２０００−２２１３９９号公報 特開２００２−３１１３３０号公報 特開２００３−８４１９８号公報 特開２００４−１０１７３９号公報

しかしながら、上記特許文献１〜５に開示されているような、第１レンズ群に負の屈折力をもたせたタイプのズームレンズは、広角端でのレンズ全長の短縮が難しく、フィルタ径も大きくなる傾向がある。また、第１レンズ群が負の屈折力を有していると、望遠端における第２レンズ群への入射光束径が大きくなるため、第２レンズ群の有効径を大きくせざるをえず、結果として絞り径も大きくなるので、レンズシステムの大型化を招くという問題がある。

また、バックフォーカスが長い一眼レフカメラに撮像素子を用いる場合は、フィルムを用いる場合と同じ画角を確保するために焦点距離の短いズームレンズを採用するが、バックフォーカスはズームレンズの焦点距離とは関係なく、フィルムを用いる場合と同じ長さが必要になる。上記特許文献６に開示されている、第１レンズ群が正の屈折力を有するタイプのズームレンズは、従来のフィルムカメラ用として設計されているので、広角端の画角が大きくなるように焦点距離を設定すると、バックフォーカスが短くなりすぎ、このままではデジタル一眼レフカメラに対応させることができないという問題がある。

一般に、正の屈折力を有する第１レンズ群を含み、４群で構成されるズームレンズは、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を備えている。ズームレンズの広角端側を小型化するためには、第１レンズ群に正の屈折力をもたせることが有効である。このようにすることで、大口径のズームレンズでは、絞りユニットを小型化することも可能になる。しかし、このような４群構成のズームレンズで大口径化を実現すると、望遠端側で光線有効径が高くなり、正の屈折力をもつ第３，第４レンズ群で高次の収差が発生するため、収差補正が困難になるという問題がある。

この問題は、ズーム全域において高次収差を補正できるように、第３レンズ群を非球面レンズを含み構成することで解決することはできる。しかし、このような手段により前記問題を解決しようとする場合は、非球面レンズの形状が精巧に形成されていないと、十分な収差補正ができない。このため、製造誤差などにより、わずかな非球面レンズの形状変化が生じた場合でも不良品となり、製造歩留まりが悪化するという問題が新たに発生する。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、コンパクトデジタルカメラのみならず、デジタル一眼レフカメラにも好適な、小型で、大口径、高性能なズームレンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群により構成されたズームレンズであって、前記第２レンズ群を、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けた負メニスカス、負レンズ、正レンズ、および負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成し、広角端における包括画角が６５°〜８５°であり、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、全光学系の広角端における焦点距離をｆ_w、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、全光学系の広角端における焦点距離をｆ_tとするとき、
０．６７≦｜ｆ₂｜／ｆ_w≦０．８
かつ
０．５≦ｆ₃／ｆ_t≦１．０
を満足することを特徴とする。

この請求項１に記載の発明によれば、諸収差（特に、像面湾曲）の効果的な補正が可能な高い光学性能を備えながらも、小型、大口径のズームレンズを提供することができる。

また、請求項２に記載の発明にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第４レンズ群を、物体側から順に配置された、第１レンズユニットと第２レンズユニットとにより構成し、前記第１レンズユニットの焦点距離をｆ ₄₁ 、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ ₄ とするとき、
２．８≦ｆ ₄₁ ／ｆ ₄ ≦３．５
を満足することを特徴とする。

この請求項２に記載の発明によれば、大口径のズームレンズで問題となる球面収差やコ
マ収差の補正に優れた効果を奏する。

また、請求項３に記載の発明にかかるズームレンズは、請求項２に記載の発明において、前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの間の主点間隔をｅ ₄ とするとき、
１０．０≦ｅ ₄ ≦１８．０
を満足することを特徴とする。

この請求項３に記載の発明によれば、特に広角端において発生する諸収差を良好に補正できるズームレンズを提供することができる。

この発明によれば、諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を備えながらも、小型、大口径のズームレンズを提供することができるという効果を奏する。

以下、この発明にかかるズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明の実施の形態にかかるズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群が配置されて構成される。

特に、前記第４レンズ群は、物体側から順に、第１レンズユニットと、第２レンズユニットとが配置されて構成される。前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの間には、間隔が設けられている。前記第１レンズユニットは、いずれかの面に非球面が形成された凸レンズ１枚で構成され、正の屈折力を備えている。また、前記第２レンズユニットは、物体側から順に配置された、凸レンズ、凹レンズ、凸レンズ、および凸レンズの４枚のレンズで構成され、全体として正の屈折力を備えている。

この実施の形態のズームレンズは、前記第１レンズユニットを構成する凸レンズのいずれか１面に非球面が形成されているので、ズームレンズの望遠端における球面収差の補正が良好になるとともに、近距離撮影時に発生する球面収差の変動も抑制できる。また、前記第１レンズユニットを非球面が形成された凸レンズ１枚で構成したことにより、当該第１レンズユニットに他のレンズを配置する必要がなくなる。この結果、ズームレンズのさらなる小型化を達成することができる。また、非球面レンズを含む前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとを一定の間隔を開けて配置しているので、ズームレンズの広角端におけるコマ収差の補正が良好になる。

また、この実施の形態のズームレンズは、前記第２レンズ群を構成するレンズのいずれかの面に非球面を形成することで、より諸収差の補正が良好になる。

この実施の形態のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が広がるように、そして、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔がいずれも狭まるように、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第４レンズ群を移動させる。また、前記第２レンズ群を前記物体側に移動させることによって、フォーカシングを行う。

この実施の形態のズームレンズは、フォーカシングの際、前記第２レンズ群を物体側に移動させるインナーフォーカス方式を採用しているため、光学系内部にフォーカシングを行うためのスペースが必要になる。そこで、この発明では、フォーカシングに必要なスペースを確保しつつも、光学性能を劣化させることなく、ズームレンズの小型化、大口径化を図るため、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、この実施の形態のズームレンズは、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、全光学系の広角端における焦点距離をｆ_wとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
０．６７≦｜ｆ₂｜／ｆ_w≦０．８ ・・・（１）

この条件式（１）は、このズームレンズの広角端における焦点距離に対する前記第２レンズ群の焦点距離の比を規定する式であり、ズームレンズの小型化と諸収差（ 特に像面湾曲）の良好な補正を達成するための条件を示すものである。｜ｆ₂｜／ｆ_wの値が０．６７未満になると、前記第２レンズ群の焦点距離を短くすることができ、ズームレンズの小型化には有利になるが、諸収差の補正、特に像面湾曲の補正が困難になる。一方、｜ｆ₂｜／ｆ_wの値が０．８を超えると、前記第２レンズ群の焦点距離が長くなり、特に近距離撮影時の前記第２レンズ群の移動量が増加し、ズームレンズの大型化を招くため、好ましくない。

さらに、この実施の形態のズームレンズは、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、全光学系の望遠端における焦点距離をｆ_tとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
０．５≦ｆ₃／ｆ_t≦１．０ ・・・（２）

この条件式（２）は、このズームレンズの望遠端における焦点距離に対する前記第３レンズ群の焦点距離の比を規定する式であり、ズームレンズの小型化と諸収差（特に球面収差）の良好な補正を達成するための条件を示すものである。ｆ₃／ｆ_tの値が０．５未満になると、前記第３レンズ群の焦点距離を短くすることができ、ズームレンズの小型化には有利になるが、Ｆ２．８における球面収差の補正が困難になる。加えて、わずかな製造誤差でもズームレンズの光学性能の大きな劣化を招きやすくなる。一方、ｆ₃／ｆ_tの値が１．０を超えると、前記第３レンズ群の焦点距離が長くなり、変倍時の前記第３レンズ群の移動量が増加するため、ズームレンズの小型化に不利となる。また、前記第３レンズ群の焦点距離が長くなると、広角端における前記第３レンズ群の結像倍率が小さくなる。このときの結像倍率は、（前記第３レンズ群における結像距離／前記第３レンズ群における物体距離）で表されるので、前記第３レンズ群の結像位置が近くなり、前記第３レンズ群から前記第４レンズ群に向かう光束が収束ぎみのほぼ平行光束となって、周辺光量が減少する。

また、この実施の形態のズームレンズは、前記第４レンズ群の第１レンズユニットの焦点距離をｆ₄₁、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ₄とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
２．８≦ｆ₄₁／ｆ₄≦３．５ ・・・（３）

この条件式（３）は、前記第４レンズ群全体の焦点距離に対する前記第４レンズ群の第１レンズユニットの焦点距離の比を規定する式であり、このズームレンズの球面収差、コマ収差の良好な補正と、デジタル一眼レフカメラに最適なバックフォーカスの確保を達成するための条件を示すものである。この条件式（３）を満足することにより、前記第１レンズユニットの屈折力バランスを適切に保持することができ、大口径のズームレンズで問題となる球面収差やコマ収差の補正が容易になる。ｆ₄₁／ｆ₄の値が２．８未満になると、前記第１レンズユニットの焦点距離が短くなるため、広角端におけるズームレンズのバックフォーカスの確保が困難となる。一方、ｆ₄₁／ｆ₄の値が３．５を超えると、前記第１レンズユニットの焦点距離が長くなるため、広角端におけるズームレンズのバックフォーカスの確保は容易になるが、前記第３レンズ群で発生する球面収差、およびズームレンズの広角端において発生するコマ収差の補正が困難になる。

また、この実施の形態のズームレンズは、前記第４レンズ群を構成する前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの間の主点間隔をｅ₄とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
１０．０≦ｅ₄≦１８．０ ・・・（４）

この条件式（４）は、前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの間の主点間隔を規定する式であり、このズームレンズの広角端において発生する諸収差を補正するための条件を示すものである。ｅ₄の値が１０．０未満になると、前記第１レンズユニットで発生するコマ収差の補正が困難になる。一方、ｅ₄の値が１８．０を超えると、前記第４レンズ群の全長が長くなり、ズームレンズの全長が長くなる。このため、周辺光量を確保するためにフィルタ径を大きくするか、前記第４レンズ群のレンズ径を大きくしなければならず、結果としてズームレンズの大型化を招くため、好ましくない。

この実施の形態にかかるズームレンズは、上記条件式（１）〜（４）のうち少なくともいずれか一つを満足することで、それぞれにおいて特有の効果を奏し、デジタル一眼レフカメラにも適用可能な小型、高性能、大口径ズームレンズを提供することができる。しかし、一つの条件式のみよりも複数の条件式を同時に満足することでより高性能なズームレンズが得られる。

たとえば、条件式（１），（２）を満足することで、ズームレンズの小型化が可能になるとともに、諸収差、特に像面湾曲、球面収差の補正に優れた効果が得られる。加えて、製造誤差や温度変化によりレンズ形状にわずかな変化が生じた場合であっても、光学性能が劣化するといった不具合を回避することができる。

また、上記条件式（１）〜（３）を満足することで、上記条件式（１），（２）を満足することで得られる効果に加えて、特に大口径のズームレンズで問題となる球面収差やコマ収差の補正により優れた効果を発揮する。

さらに、上記条件式（１）〜（４）を満足することで、上記条件式（１）〜（３）を満足することで得られる効果に加えて、特に広角端における諸収差の補正に優れた効果が得られる。また、広角端における周辺光量の減少を改善して、周辺光量の減少を防ぐことができる。

なお、先に、前記第４レンズ群の第２レンズユニットが凸レンズ、凹レンズ、凸レンズ、および凸レンズの４枚のレンズで構成されている旨を示したが、上記各条件式（１）〜（４）を満足するものであれば、レンズ構成は特に限定されない。

以下、この発明の実施例を示す。

（実施例１）
図１は、この発明の実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１１０、負の屈折力を有する第２レンズ群１２０、正の屈折力を有する第３レンズ群１３０、および正の屈折力を有する第４レンズ群１４０が配置されて構成される。

第４レンズ群１４０は、前記物体側から順に、第１レンズユニット１４１、第２レンズユニット１４２が配置されて構成される。第１レンズユニット１４１と第２レンズユニット１４２とは、一定の間隔を開けて配置されている。また、第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０との間には絞り１５０が配置されている。

第１レンズ群１１０は、前記物体側から順に、凹レンズ１１１、凸レンズ１１２、および凸レンズ１１３が配置されて構成される。第２レンズ群１２０は、前記物体側から順に、凹レンズ１２１、凹レンズ１２２、凸レンズ１２３、凹レンズ１２４、および凸レンズ１２５が配置されて構成される。凹レンズ１２１は、像面１６０側の凹面を向けたメニスカスレンズで構成されている。凹レンズ１２４と凸レンズ１２５とは、接合されている。また、凹レンズ１２１の前記物体側面には非球面（接合非球面）が形成されている。第３レンズ群１３０は、前記物体側から順に、凸レンズ１３１、凸レンズ１３２、および凹レンズ１３３が配置されて構成される。第４レンズ群１４０の第１レンズユニット１４１は、像面１６０側の面に非球面（接合非球面）が形成された凸レンズ１４１１のみで構成される。第４レンズ群１４０の第２レンズユニット１４２は、前記物体側から順に、凸レンズ１４２１、凹レンズ１４２２、凸レンズ１４２３、および凸レンズ１４２４が配置されて構成される。

この実施例１にかかるズームレンズは、上記のように４つのレンズ群による構成となっている。そこで、温度変化の影響を受けにくい位置に配置されるレンズは、製造コストの低減を図るため、プラスチック材で成型するとよい。たとえば、像面１６０に近い第３レンズ群１３０や第４レンズ群１４０を構成する各レンズがそれに該当する。

このズームレンズは、第２レンズ群１２０、第３レンズ群１３０、および第４レンズ群１４０を光軸に沿う方向に移動させることで変倍を行う。具体的には、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群１１０と第２レンズ群１２０との間隔が広がるように、そして、第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０との間隔、第３レンズ群１３０と第４レンズ群１４０との間隔がいずれも狭まるように、第２レンズ群１２０、第３レンズ群１３０、および第４レンズ群１４０を移動させる。また、第２レンズ群１２０を前記物体側に移動させることによって、フォーカシングを行う。

以下、実施例１にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

実施例１のズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝17.40
実施例１のズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝30.00
実施例１のズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝48.50
Ｆナンバ＝2.88
画角（２ω）＝81.2°（広角端）〜50.4°（中間端）〜32.5°（望遠端）
第２レンズ群１２０の焦点距離（ｆ₂）＝-11.7997
第３レンズ群１３０の焦点距離（ｆ₃）＝40.6304
第４レンズ群１４０の焦点距離（ｆ₄）＝36.2978
第１レンズユニット１４１の焦点距離（ｆ₄₁）＝118.00189
第１レンズユニット１４１と第２レンズユニット１４２との間の主点間隔（ｅ₄）＝13.57013
｜ｆ₂｜／ｆ_w＝0.678
ｆ₃／ｆ_t＝0.838
ｆ₄₁／ｆ₄＝3.251

ｒ₁＝300.0000
ｄ₁＝1.5 ｎｄ₁＝1.84666 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝78.9873
ｄ₂＝7.0 ｎｄ₂＝1.69680 νｄ₂＝55.53
ｒ₃＝-754.7956
ｄ₃＝0.2
ｒ₄＝48.3221
ｄ₄＝5.5 ｎｄ₃＝1.77250 νｄ₃＝49.6
ｒ₅＝127.3344
ｄ₅＝2.7591(広角端)〜15.1762(中間端)〜25.3328（望遠端）
ｒ₆＝120.0000（非球面）
ｄ₆＝0.2 ｎｄ₄＝1.51460 νｄ₄＝49.96
ｒ₇＝65.0000
ｄ₇＝1.2 ｎｄ₅＝1.80400 νｄ₅＝46.58
ｒ₈＝12.2602
ｄ₈＝5.8
ｒ₉＝-29.4643
ｄ₉＝1.0 ｎｄ₆＝1.80400 νｄ₆＝46.58
ｒ₁₀＝47.7846
ｄ₁₀＝0.5
ｒ₁₁＝31.1249
ｄ₁₁＝4.1 ｎｄ₇＝1.75520 νｄ₇＝27.51
ｒ₁₂＝-30.3870
ｄ₁₂＝1.4
ｒ₁₃＝-18.3089
ｄ₁₃＝1.0 ｎｄ₈＝1.83481 νｄ₈＝42.72
ｒ₁₄＝59.8888
ｄ₁₄＝3.0 ｎｄ₉＝1.75520 νｄ₉＝27.51
ｒ₁₅＝-42.4270
ｄ₁₅＝13.1095(広角端)〜5.5552(中間端)〜1.0360（望遠端）
ｒ₁₆＝∞（絞り）
ｄ₁₆＝1.0
ｒ₁₇＝33.0494
ｄ₁₇＝5.0 ｎｄ₁₀＝1.48749 νｄ₁₀＝70.21
ｒ₁₈＝-29.1730
ｄ₁₈＝0.2
ｒ₁₉＝27.2930
ｄ₁₉＝3.6 ｎｄ₁₁＝1.48749 νｄ₁₁＝70.21
ｒ₂₀＝100.0000
ｄ₂₀＝2.8
ｒ₂₁＝-26.3931
ｄ₂₁＝1.0 ｎｄ₁₂＝1.83400 νｄ₁₂＝37.17
ｒ₂₂＝-165.0319
ｄ₂₂＝6.3903(広角端) 〜2.8028(中間端)〜1.1199（望遠端）
ｒ₂₃＝137.3004
ｄ₂₃＝3.2 ｎｄ₁₃＝1.48749 νｄ₁₃＝70.21
ｒ₂₄＝-150.0000
ｄ₂₄＝0.3 ｎｄ₁₄＝1.51460 νｄ₁₄＝49.96
ｒ₂₅＝-100.0000（非球面）
ｄ₂₅＝2.5
ｒ₂₆＝-89.5406
ｄ₂₆＝3.2 ｎｄ₁₅＝1.48749 νｄ₁₅＝70.21
ｒ₂₇＝-25.1800
ｄ₂₇＝0.2
ｒ₂₈＝-65.0000
ｄ₂₈＝1.0 ｎｄ₁₆＝1.83400 νｄ₁₆＝37.17
ｒ₂₉＝43.1466
ｄ₂₉＝5.8 ｎｄ₁₇＝1.49700 νｄ₁₇＝81.61
ｒ₃₀＝-29.4401
ｄ₃₀＝0.2
ｒ₃₁＝-106.4183
ｄ₃₁＝4.1 ｎｄ₁₈＝1.48749 νｄ₁₈＝70.21
ｒ₃₂＝-31.9289
ｄ₃₂＝38.9560(広角端) 〜93.8540(中間端)〜61.9100（望遠端）

円錐係数（Ａ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀）
（第６面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝2.95476×10^-5， Ａ₆＝-7.51675×10^-8，
Ａ₈＝1.52572×10^-10， Ａ₁₀＝1.90661×10^-13
（第２５面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝3.72824×10^-5， Ａ₆＝-2.21957×10^-9，
Ａ₈＝-1.97891×10^-10， Ａ₁₀＝4.71712×10^-13

また、図２は、実施例１にかかるズームレンズの広角端における収差図である。図３は、実施例１にかかるズームレンズの中間端における収差図である。図４は、実施例１にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

（実施例２）
図５は、この発明の実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群２１０、負の屈折力を有する第２レンズ群２２０、正の屈折力を有する第３レンズ群２３０、および正の屈折力を有する第４レンズ群２４０が配置されて構成される。第４レンズ群２４０は、前記物体側から順に、第１レンズユニット２４１、第２レンズユニット２４２が配置されて構成される。第１レンズユニット２４１と第２レンズユニット２４２とは、一定の間隔を開けて配置されている。また、第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０との間には絞り２５０が配置されている。

第１レンズ群２１０は、前記物体側から順に、凹レンズ２１１、凸レンズ２１２、および凸レンズ２１３が配置されて構成される。第２レンズ群２２０は、前記物体側から順に、凹レンズ２２１、凹レンズ２２２、凸レンズ２２３、凹レンズ２２４、および凸レンズ２２５が配置されて構成される。凹レンズ２２１は、像面２６０側の凹面を向けたメニスカスレンズで構成されている。凹レンズ２２４と凸レンズ２２５とは、接合されている。また、凹レンズ２２１の前記物体側面には非球面（接合非球面）が形成されている。第３レンズ群２３０は、前記物体側から順に、凸レンズ２３１、凸レンズ２３２、および凹レンズ２３３が配置されて構成される。第４レンズ群２４０の第１レンズユニット２４１は、前記物体側の面に非球面（接合非球面）が形成された凸レンズ２４１１のみで構成される。第４レンズ群２４０の第２レンズユニット２４２は、前記物体側から順に、凸レンズ２４２１、凹レンズ２４２２、凸レンズ２４２３、および凸レンズ２４２４が配置されて構成される。

この実施例２にかかるズームレンズは、上記のように４つのレンズ群による構成となっている。そこで、温度変化の影響を受けにくい位置に配置されるレンズは、製造コストの低減を図るため、プラスチック材で成型するとよい。たとえば、像面２６０に近い第３レンズ群２３０や第４レンズ群２４０を構成する各レンズがそれに該当する。

このズームレンズは、第２レンズ群２２０、第３レンズ群２３０、および第４レンズ群２４０を光軸に沿う方向に移動させることで変倍を行う。具体的には、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群２１０と第２レンズ群２２０との間隔が広がるように、そして、第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０との間隔、第３レンズ群２３０と第４レンズ群２４０との間隔がいずれも狭まるように、第２レンズ群２２０、第３レンズ群２３０、および第４レンズ群２４０を移動させる。また、第２レンズ群２２０を前記物体側に移動させることによって、フォーカシングを行う。

以下、実施例２にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

実施例２のズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝17.40
実施例２のズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝30.00
実施例２のズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝48.50
Ｆナンバ＝2.88
画角（２ω）＝81.1°（広角端）〜50.6°（中間端）〜32.6°（望遠端）
第２レンズ群２２０の焦点距離（ｆ₂）＝-12.4390
第３レンズ群２３０の焦点距離（ｆ₃）＝42.7306
第４レンズ群２４０の焦点距離（ｆ₄）＝37.4559
第１レンズユニット２４１の焦点距離（ｆ₄₁）＝116.12509
第１レンズユニット２４１と第２レンズユニット２４２との間の主点間隔（ｅ₄）＝12.20859
｜ｆ₂｜／ｆ_w＝0.715
ｆ₃／ｆ_t＝0.881
ｆ₄₁／ｆ₄＝3.100

ｒ₁＝300.0000
ｄ₁＝1.5 ｎｄ₁＝1.84666 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝75.5087
ｄ₂＝6.7 ｎｄ₂＝1.72000 νｄ₂＝50.25
ｒ₃＝-1190.5533
ｄ₃＝0.2
ｒ₄＝48.6842
ｄ₄＝5.2 ｎｄ₃＝1.77250 νｄ₃＝49.6
ｒ₅＝124.0755
ｄ₅＝2.4784(広角端)〜15.2707(中間端)〜26.0258（望遠端）
ｒ₆＝127.2051（非球面）
ｄ₆＝0.2 ｎｄ₄＝1.51460 νｄ₄＝49.96
ｒ₇＝45.6892
ｄ₇＝1.2 ｎｄ₅＝1.77250 νｄ₅＝49.6
ｒ₈＝12.2621
ｄ₈＝5.72
ｒ₉＝-42.7430
ｄ₉＝1.0 ｎｄ₆＝1.83481 νｄ₆＝42.72
ｒ₁₀＝36.1713
ｄ₁₀＝0.5
ｒ₁₁＝26.9035
ｄ₁₁＝4.1 ｎｄ₇＝1.71736 νｄ₇＝29.51
ｒ₁₂＝-37.7064
ｄ₁₂＝1.3
ｒ₁₃＝-17.1517
ｄ₁₃＝1.0 ｎｄ₈＝1.77250 νｄ₈＝49.6
ｒ₁₄＝62.6889
ｄ₁₄＝3.0 ｎｄ₉＝1.75520 νｄ₉＝27.51
ｒ₁₅＝-40.4276
ｄ₁₅＝13.9316(広角端)〜5.7911(中間端)〜0.9983（望遠端）
ｒ₁₆＝∞（絞り）
ｄ₁₆＝1.0
ｒ₁₇＝39.5998
ｄ₁₇＝5.0 ｎｄ₁₀＝1.48749 νｄ₁₀＝70.21
ｒ₁₈＝-31.5622
ｄ₁₈＝0.4
ｒ₁₉＝27.1476
ｄ₁₉＝3.5 ｎｄ₁₁＝1.48749 νｄ₁₁＝70.21
ｒ₂₀＝110.8097
ｄ₂₀＝2.3
ｒ₂₁＝-34.6461
ｄ₂₁＝1.0 ｎｄ₁₂＝1.83400 νｄ₁₂＝37.17
ｒ₂₂＝-583.3650
ｄ₂₂＝6.5792(広角端) 〜3.1677(中間端)〜1.5168（望遠端）
ｒ₂₃＝-155.8357（非球面）
ｄ₂₃＝0.2 ｎｄ₁₃＝1.51460 νｄ₁₃＝49.96
ｒ₂₄＝-155.8357
ｄ₂₄＝3.0 ｎｄ₁₄＝1.48749 νｄ₁₄＝70.21
ｒ₂₅＝-41.8055
ｄ₂₅＝2.6
ｒ₂₆＝-88.3422
ｄ₂₆＝3.3 ｎｄ₁₅＝1.48749 νｄ₁₅＝70.21
ｒ₂₇＝-26.9845
ｄ₂₇＝0.2
ｒ₂₈＝-80.6962
ｄ₂₈＝1.2 ｎｄ₁₆＝1.83400 νｄ₁₆＝37.17
ｒ₂₉＝37.5662
ｄ₂₉＝5.6 ｎｄ₁₇＝1.49700 νｄ₁₇＝81.61
ｒ₃₀＝-35.3157
ｄ₃₀＝0.2
ｒ₃₁＝-85.6592
ｄ₃₁＝3.6 ｎｄ₁₈＝1.48749 νｄ₁₈＝70.21
ｒ₃₂＝-27.4281
ｄ₃₂＝39.9110(広角端) 〜51.2280(中間端)〜62.0510（望遠端）

円錐係数（Ａ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀）
（第６面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝2.90197×10^-5， Ａ₆＝-4.65112×10^-8，
Ａ₈＝-1.58866×10^-11， Ａ₁₀＝6.56635×10^-13
（第２３面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝-3.95596×10^-5， Ａ₆＝2.05532×10^-8，
Ａ₈＝-1.48358×10^-10， Ａ₁₀＝3.67409×10^-13

また、図６は、実施例２にかかるズームレンズの広角端における収差図である。図７は、実施例２にかかるズームレンズの中間端における収差図である。図８は、実施例２にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

なお、上記数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線の屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズなどのアッベ数を示している。

また、上記各非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸をとり、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、ｒは近軸曲率半径、Ａは円錐係数、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀はそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、この実施例のズームレンズは、上記条件式を満足することで、諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を備えながらも、小型、大口径のズームレンズになる。加えて、広角端における焦点距離を短くしながら、焦点位置とレンズ配置を適切に設定し、十分なバックフォーカスを得ることができる。したがって、このズームレンズは、コンパクトデジタルカメラのみならず、デジタル一眼レフカメラにも適用できる。特に、ＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子を搭載したデジタル一眼レフカメラに好適である。

また、この実施例のズームレンズは、非球面が形成されたレンズを含んで構成されているため、少ないレンズ枚数で、諸収差を良好に補正することができる。

また、温度変化の影響を受けにくい位置に配置される第３レンズ群や第４レンズ群を構成する各レンズは、プラスチック材で成型されているため、製造コストの低減を図ることができる。

以上のように、この発明のズームレンズは、コンパクトデジタルカメラのみならず、デジタル一眼レフカメラなどにも有用であり、特に、小型で高い光学性能が要求される場合に最適である。

この発明の実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるズームレンズの広角端における収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの中間端における収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。 この発明の実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるズームレンズの広角端における収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの中間端における収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

符号の説明

１１０，２１０ 第１レンズ群
１１１，１２１，１２２，１２４，１３３，２１１，２２１，２２２，２２４，２３３，１４２２，２４２２ 凹レンズ
１１２，１１３，１２３，１２５，１３１，１３２，２１２，２１３，２２３，２２５，２３１，２３２，１４１１，１４２１，１４２３，１４２４，２４１１，２４２１，２４２３，２４２４ 凸レンズ
１２０，２２０ 第２レンズ群
１３０，２３０ 第３レンズ群
１４０，２４０ 第４レンズ群
１４１，２４１ 第１レンズユニット
１４２，２４２ 第２レンズユニット
１５０，２５０ 絞り
１６０，２６０ 像面

Claims (3)

1. 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群により構成されたズームレンズであって、
   前記第２レンズ群を、物体側から順に配置された、像側に凹面を向けた負メニスカス、負レンズ、正レンズ、および負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成し、
   広角端における包括画角が６５°〜８５°であり、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、全光学系の広角端における焦点距離をｆ_w、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、全光学系の広角端における焦点距離をｆ_tとするとき、
   ０．６７≦｜ｆ₂｜／ｆ_w≦０．８
   かつ
   ０．５≦ｆ₃／ｆ_t≦１．０
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第４レンズ群を、物体側から順に配置された、第１レンズユニットと第２レンズユニットとにより構成し、
   前記第１レンズユニットの焦点距離をｆ ₄₁ 、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ ₄ とするとき、
   ２．８≦ｆ ₄₁ ／ｆ ₄ ≦３．５
   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。
3. 前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの間の主点間隔をｅ ₄ とするとき、
   １０．０≦ｅ ₄ ≦１８．０
   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。

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