JP4959236B2 - 高変倍率ズームレンズ - Google Patents

Description

この発明は、デジタル一眼レフカメラ、ビデオカメラなどに搭載するのに最適な、広画角で、小型の高変倍率ズームレンズに関する。

近年、光学機器の設計技術、製造技術の進歩により、ズームレンズの小型化、高変倍率化が可能になったことから、多種、多様の高変倍率ズームレンズが提案されている（たとえば、特許文献１〜５を参照。）。

特許文献１〜４に記載のズームレンズは、いずれも物体側から順に、正、負、正、正の屈折力を有する第１〜第４の各レンズ群が配置されて構成され、高変倍率化が達成されている。

特に、特許文献４に記載のズームレンズは、ＡＰＳ−Ｃサイズのイメージセンサーを搭載したデジタル一眼レフカメラに用いた場合に、従来の３５ｍｍフィルム用の一眼レフカメラが通常備えているのと同等のバックフォーカスを確保できるという特徴がある。

また、特許文献５に記載のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群を含む６つのレンズ群が配置されて構成され、高変倍率化が達成されている。

特開２０００−８９１１７号公報 特開２００２−２３６２５５号公報 特開２００３−２４１０９７号公報 特開２００５−３３１６９７号公報 特開平１１−１７４３２７号公報

ところで、従来のフィルム用一眼レフカメラとは異なり、デジタル一眼レフカメラでは、ＣＣＤなどの撮像素子にごみが付着した場合に撮像画像が著しく劣化するという問題がある。そこで、撮像素子にごみが付着するのを防ぐため、レンズの交換回数をできるだけ減少させることができるように、高変倍率のデジタル一眼レフカメラ用ズームレンズが開発されてきた。しかしながら、広角端における撮影画角が約７５度、Ｆナンバーが３〜４程度で、変倍比が１３倍を超えるズームレンズはこれまで提案されてこなかった。

また、ズームレンズでは、変倍比を大きくすると、各レンズ群の移動量が増加し、収差変動も増加するため、全変倍域での収差補正が困難になるという問題がある。この問題を解決するために、従来より、ズームレンズの各レンズ群の屈折力を弱くして収差補正を行ったり、ズームレンズを構成するレンズに非球面を形成して収差補正を行ったりする方法が採られている。ただ、各レンズ群の屈折力を弱くすると変倍時の各レンズ群の移動量が増えるため、ズームレンズをささえるカム機構の構成が複雑になり、レンズの外径方向の寸法が増大するという問題が新たに生じる。

特許文献１〜３に記載のズームレンズでは、非球面を導入し、第３レンズ群を３枚のレンズで構成し、レンズ枚数を増やすことなく収差補正を行っている。この構成では、変倍比が７〜１０倍程度までであれば、さほど問題がなく収差補正が行える。しかしながら、その構成で変倍比が１３倍程度になるようにすると、望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群で発生する球面収差を補正しきれなくなるという問題がある。

また、特許文献４に記載のズームレンズは、変倍比が７倍程度であるため、第３レンズ群の屈折力を弱くしても変倍による第３レンズ群の倍率が−１倍近くになるようなことはない。しかし、この構成のままで、変倍比を１３倍程度に広げると、倍率が−１倍になる焦点距離が含まれることになり、第３レンズ群における収差補正に限界をきたし、ズームレンズ全体の光学性能が劣化するという問題が発生する。

また、特許文献５に記載のズームレンズにおいても、他の特許文献に記載されたズームレンズと同様な問題がある。

いずれにしても、上記各特許文献に記載のズームレンズの構成で変倍比を１３倍以上になるようにした場合には、望遠端において第１，第２レンズ群で発生する収差を十分に補正することができない。しかも、第３レンズ群の収差に対する敏感度が高まり、わずかな製造誤差も許されなくなるという問題が発生する。

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、全変倍域にわたって効果的な収差補正が可能な高変倍率ズームレンズを提供することを目的とする。また、製造誤差に対する敏感度が低い高変倍率ズームレンズを提供することも、この発明の目的である。

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高倍率ズームレンズは、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レンズ群から構成され、前記第３レンズ群は正レンズ３枚を含み、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が狭まるように、光軸に沿って前記第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ことによって広角端から望遠端への変倍を行い、また、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側へ移動させることによってフォーカシングを行い、以下の条件式を満足し、
０．３５≦ｆ ₁ ／ｆ _t ≦０．４５
０．５≦｜ｆ ₂ ｜／ｆ _w ≦０．８
０．１５≦ｆ ₃ ／ｆ _t ≦０．３
ただし、ｆ ₁ は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ ₂ は前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ ₃
は前記第３レンズ群の焦点距離、ｆ _t はズームレンズ全系の望遠端における焦点距離
、ｆ _w は前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離を示す。
また、前記第３レンズ群は、正レンズを少なくとも１枚以上含んでおり、以下の条件式を満足し、
ν ₃ ≧８０
ただし、ν ₃ は前記第３レンズ群に含まれるレンズのアッベ数を示す。
また、前記第１レンズ群は、正レンズを少なくとも１枚以上含んでおり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ ₁ ≧１．５５
ただし、ｎ ₁ は前記第１レンズ群に含まれるレンズの屈折率を示す。

この請求項１に記載の発明によれば、４群以上で構成されたズームレンズにおいて、第１，第２レンズ群で発生する諸収差（特に球面収差）の効果的な補正が可能になる。また、製造誤差に対する敏感度の抑制を図ることもできる。また、変倍時およびフォーカシング時における各レンズ群の移動方向および移動量の調整を図ることで、変倍およびフォーカシングの際の光学系の大型化を防ぐことができる。また、小型化、高変倍率化、広画角化に加え、全変倍域にわたって良好な収差補正が可能になる。また、製造誤差に対する敏感度の抑制を図ることもできる。また、第３レンズ群で発生する色収差の効果的な補正が可能になる。さらに、第１レンズ群の小型化を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第３レンズ群は、非球面が形成されたレンズを含む、少なくとも３枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成されてい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、特に第１，第２レンズ群で発生する球面収差の効果的な補正が可能になる。

また、請求項３に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第３レンズ群は、負レンズと接合された正レンズを含む、少なくとも３枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成されてい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、特に第１，第２レンズ群で発生する球面収差の効果的な補正が可能になる。

また、請求項４に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、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、を含み構成され、前記第３レンズ群は、少なくとも正レンズと像面側の曲率半径が大きい正メニスカスレンズとを含んでいることを特徴とする。

この請求項４に記載の発明によれば、小型化、高変倍率化、広画角化に加え、全変倍域にわたって良好な収差補正が可能になる。特に第１，第２レンズ群における球面収差の補正に有効である。また、製造誤差に対する敏感度の抑制を図ることもできる。

また、請求項５に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第３レンズ群に含まれる正レンズには、非球面が形成されていることを特徴とする。

この請求項５に記載の発明によれば、特に第１，第２レンズ群で発生する球面収差の効果的な補正が可能になる。

また、請求項６に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第３レンズ群に含まれる正レンズは、負レンズと接合されていることを特徴とする。

この請求項６に記載の発明によれば、特に第１，第２レンズ群で発生する球面収差の効果的な補正が可能になる。

また、請求項７に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第３レンズ群は、凸レンズ３枚を含んでいることを特徴とする。

この請求項７に記載の発明によれば、特に第１，第２レンズ群で発生する球面収差の効果的な補正が可能になる。

また、請求項８に記載の発明にかかる高変倍率ズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第１レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズを少なくとも１枚以上含んでいることを特徴とする。
５５≦ν ₁ ≦９５
ただし、ν ₁ は前記第１レンズ群に含まれるレンズのアッベ数を示す。

この請求項８に記載の発明によれば、特に第１レンズ群で発生する色収差の効果的な補正が可能になる。

この発明によれば、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高変倍率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。また、製造誤差に対する敏感度が低い高変倍率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、この発明にかかる高変倍率ズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズは、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、を含み構成される。

この実施の形態の高変倍率ズームレンズは、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が狭まるように、光軸に沿って第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群を移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第２レンズ群を光軸に沿って物体側へ移動させることによって、フォーカシングを行う。

この発明は、全変倍域にわたって高い光学性能が維持され、小型、広画角で、１３倍程度の変倍が可能なズームレンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、高変倍時に発生する収差が顕著になるため、高変倍時に発生する収差を補正することが要求される。しかも、光学系の大型化を防ぐため、小型のレンズで収差補正が実現できるようにしなければならない。また、光学系全長の短縮化を図るため、変倍時のレンズ移動量をできる限り少なくすることも必要である。

そこで、かかる要求を満足するため、第１レンズ群の焦点距離をｆ₁、ズームレンズ全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。
（１） ０．３５≦ｆ₁／ｆ_t≦０．４５

この条件式（１）は、この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズの望遠端における焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比率を規定する式である。この条件式（１）においてその下限を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなるため、光学系全長の短縮化には有利になるが、望遠端における収差補正、特に球面収差およびコマ収差の補正が困難になる。一方、この条件式（１）においてその上限を越えると、第１レンズ群の焦点距離が長くなり、望遠端における焦点距離を確保するための第１レンズ群の移動量が増えるため、光学系全長の短縮化に支障をきたす。また、第１レンズ群の移動量が増加すると、第１レンズ群の移動を制御するためのカム構造が複雑になるため、レンズの径方向の大型化を招く。また、望遠端における第１レンズ群と絞りとの距離が大きくなるため、光線が第１レンズ群の周辺を通過するようになり、コマ収差の発生が顕著になる。

また、この実施の形態の高変倍率ズームレンズは、フォーカシングの際、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。このため、光学系内部にフォーカシングを行うためのスペースの確保が必要になり、光学系全長が長くなりやすい傾向にある。そこで、全長の短縮化を図るため、第２レンズ群の焦点距離を適切な長さにして、フォーカシングの際の第２レンズ群の移動量を抑制するとともに、最適なバックフォーカスの確保が要求される。加えて、第２レンズ群を構成する各種レンズの小型化と、良好な収差補正も要求される。

そこで、かかる要求を満足するため、第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、ズームレンズ全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。
（２） ０．５≦｜ｆ₂｜／ｆ_w≦０．８

この条件式（２）は、この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における焦点距離に対する第２レンズ群の焦点距離の比率を規定する式である。この条件式（２）においてその下限を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなるため、３５ｍｍフィルムカメラと同等のバックフォーカスを確保しやすくなるが、諸収差の補正、特に像面湾曲の補正が困難になる。一方、この条件式（２）においてその上限を越えると、第２レンズ群の焦点距離が長くなるため、変倍時における第２レンズ群の移動量が増え、光学系全長の短縮化に支障をきたす。また、フォーカシングの際の第２レンズ群の物体側への移動量も増えるため、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を広げる必要が生じ、光学系全長が長くなる。また、第２レンズ群を構成するレンズの径も大きくなり、光学系の小型化に支障をきたす。レンズ径が大きくなると、光学系中に配置するフィルターも口径が大きいものを用いなければならず、これも光学系の小型化を阻む原因になる。

この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズは、１３倍程度の高変倍が可能であるため、特に高変倍時に球面収差が発生しやすくなる。このため、高変倍時に発生する球面収差をより効果的に補正することが要求される。また、収差補正を重視するあまり、製造誤差に対する敏感度が高くなることも防止しなければならない。加えて、光学系の大型化も避けなけなければならない。

そこで、かかる要求を満足するため、第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、ズームレンズ全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。
（３） ０．１５≦ｆ₃／ｆ_t≦０．３

この条件式（３）は、この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズの望遠端における焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離の比率を規定する式である。この条件式（３）においてその下限を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなるため、光学系全長の短縮化には有利になるが、球面収差の補正が困難になるとともに、光学系の製造誤差に対する敏感度が高くなって、光学性能の劣化が著しくなる。一方、この条件式（３）においてその上限を越えると、第３レンズ群の焦点距離が長くなるため、第３レンズ群の変倍時における移動量が増え、光学系全長の短縮化に支障をきたす。また、第３レンズ群から第４レンズ群に向かう光束はほぼアフォーカルになるが、広角端における第３レンズ群の結像倍率が小さくなるため、広角端における周辺光量が少なくなるという問題が発生する。

ところで、ｆ₃／ｆ_tの値が条件式（３）の上限値である０．３に近づくと、周辺光量の低下を招く傾向がある。もちろん、ｆ₃／ｆ_tの値が０．３を超えない限りは、実使用上問題はない。しかしながら、十分な周辺光量の確保のため、理想としてｆ₃／ｆ_tは次の条件を満足することが好ましい。
（３）’ ０．１５≦ｆ₃／ｆ_t≦０．２５

このように、条件式（３），（３）’を満足することで、第３レンズ群の屈折力を適切に設定して、球面収差の補正を行うことができる。しかしながら、変倍比が１３倍を超えると、望遠端での第１レンズ群および第２レンズ群で発生する球面収差を十分に補正しきれない場合がある。そこで、第１レンズ群および第２レンズ群で発生する球面収差を良好に補正するためには、第３レンズ群を、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、像面側の曲率半径が大きい正メニスカスレンズ、および負レンズの４枚のレンズを配置して構成するとよい。さらに、いずれかの正レンズの１面に非球面を形成すれば、より球面収差の補正に効果的である。また、第３レンズ群を、物体側から順に、負レンズと正レンズとを接合させた接合レンズ、像面側の曲率半径が大きい正メニスカスレンズ、正レンズ、および負レンズの５枚のレンズを配置して構成してもよい。いずれにしても凸レンズが３枚含まれていることが好ましい。以上のように第３レンズ群を構成すれば、高変倍時に第１レンズ群および第２レンズ群において生じる球面収差を良好に補正することができる。また、さらに変倍比を大きくする場合には、第３レンズ群中にもう１枚の正レンズを追加すると、球面収差の補正により優れた効果を発揮する。

また、高変倍時に第３レンズ群において発生する色収差も気になるところである。そこで、かかる色収差を良好に補正するために、第３レンズ群に含まれるレンズのアッベ数をν₃とするとき、第３レンズ群は次の条件式を満足する正レンズを少なくとも１枚以上含んでいることが好ましい。
（４） ν₃≧８０

また、この実施の形態の高変倍率ズームレンズは、変倍比が１３倍程度と大きいため、高変倍時に第１レンズ群で発生する色収差も気になる。

そこで、この実施の形態の高変倍率ズームレンズでは、望遠端において第１レンズ群で発生する色収差を補正するため、第１レンズ群に含まれるレンズのアッベ数をν₁とするとき、第１レンズ群は次の条件式を満足する正レンズを少なくとも１枚以上含んでいることが好ましい。
（５） ５５≦ν₁≦９５

ここで、第１レンズ群が条件式（５）を満足する正レンズを含まずに構成されていると、望遠端において第１レンズ群で発生する色収差（倍率の色収差）を補正しきれなくなる。

さらに、第１レンズ群がアッベ数が８０以上（９５以下）の正レンズを２枚有していれば、倍率の色収差の補正にきわめて優れた効果を発揮する。しかしながら、アッベ数が８０以上になる材質（ガラス、プラスチックなど）は、一般に屈折率が１．５より小さくなるため、その材質で形成されたレンズの曲率半径は小さくなる。このため、レンズ中心を厚くしなければならず、レンズ径も大きくなってしまうという問題が生じる。

そこで、この実施の形態の高変倍率ズームレンズでは、第１レンズ群の小型化を図るため、第１レンズ群に含まれるレンズの屈折率をｎ₁とするとき、第１レンズ群は次の条件式を満足する正レンズを少なくとも１枚以上含んでいることが好ましい。
（６） ｎ₁≧１．５５

ここで、第１レンズ群が条件式（６）を満足する正レンズを含まずに構成されていると、第１レンズ群を構成する各レンズの口径や肉厚が増し、ズームレンズ全体の小型化に支障をきたす。

以上から、条件式（５），（６）を踏まえて、第１レンズ群の構成としては、たとえば、第１レンズ群を３枚の正レンズで構成し、第１レンズ群の第２レンズのアッベ数を５５以上８０以下、第３レンズのアッベ数を８０以上９５以下に設定し、さらに３枚の正レンズのうちいずれか１枚の屈折率が１．５５以上になるようにすればよい。

この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズは、上記条件式（１）〜（６）をすべて満足すれは、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持した、広画角で小型の高変倍率ズームレンズになる。また、上記条件式（１）〜（６）をすべて満足しなくても、そのうちいずれかを満足すれば、各条件式に特有の効果を奏する、高い光学性能を備えた高変倍率ズームレンズを実現できる。

また、この実施の形態にかかる高変倍率ズームレンズは、必ずしも前述したような４つのレンズ群で構成される必要はない。すなわち、上記条件式（１）〜（６）を満足する第１〜第３レンズ群を含んでさえすれば、３群構成であっても、５群構成であっても、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能なズームレンズを提供することができる。

なお、上記条件式（１）〜（６）で示された各数値の範囲は、当該数値の近傍値であれば、この発明で期待される効果は得られる。

以下、この発明にかかる高変倍率ズームレンズの実施例を示す。

（実施例１）
図１は、実施例１にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における構成を示す光軸に沿う断面図である。この高変倍率ズームレンズは、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。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。

特に、第３レンズ群１３０は、前記物体側から順に、正メニスカスレンズ１３１、正メニスカスレンズ１３２、正レンズ１３３、および負レンズ１３４が配置されて構成される。なお、正メニスカスレンズ１３２の前記物体側面には、非球面が形成されている。

この高変倍率ズームレンズは、第１レンズ群１１０と第２レンズ群１２０との間隔が広がり、第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０との間隔が狭まり、第３レンズ群１３０と第４レンズ群１４０との間隔が狭まるように、光軸に沿って第２レンズ群１２０、第３レンズ群１３０および第４レンズ群１４０を移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第２レンズ群１２０を光軸に沿って前記物体側へ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にかかる高変倍率ズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝18.43
ズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝57.80
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝241.85
Ｆｎｏ．＝3.38（広角端）〜4.90（中間端）〜6.31（望遠端）
画角（２ω）＝76.4°（広角端）〜28.2°（中間端）〜6.9°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
第１レンズ群１１０の焦点距離（ｆ₁）＝95.50
ｆ₁／ｆ_t＝0.3949

（条件式（２）に関する数値）
第２レンズ群１２０の焦点距離（ｆ₂）＝-12.70
｜ｆ₂｜／ｆ_w＝0.6889

（条件式（３）に関する数値）
第３レンズ群１３０の焦点距離（ｆ₃）＝44.09
ｆ₃／ｆ_t＝0.1823

ｒ₁＝97.4112
ｄ₁＝1.50 ｎｄ₁＝1.84666 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝63.6698
ｄ₂＝6.70 ｎｄ₂＝1.49700 νｄ₂＝81.61
ｒ₃＝-585.4553
ｄ₃＝0.20
ｒ₄＝59.7644
ｄ₄＝4.50 ｎｄ₃＝1.58913 νｄ₃＝61.18
ｒ₅＝170.9592
ｄ₅＝1.172(広角端)〜29.729(中間端)〜59.021（望遠端）
ｒ₆＝103.0415（非球面）
ｄ₆＝0.20 ｎｄ₄＝1.51460 νｄ₄＝49.96
ｒ₇＝76.4574
ｄ₇＝1.20 ｎｄ₅＝1.80400 νｄ₅＝46.58
ｒ₈＝14.0386
ｄ₈＝5.25
ｒ₉＝-35.2494
ｄ₉＝0.90 ｎｄ₆＝1.83481 νｄ₆＝42.72
ｒ₁₀＝41.0177
ｄ₁₀＝1.05
ｒ₁₁＝30.1271
ｄ₁₁＝4.10 ｎｄ₇＝1.84666 νｄ₇＝23.78
ｒ₁₂＝-24.8687
ｄ₁₂＝0.55
ｒ₁₃＝-20.2000
ｄ₁₃＝1.00 ｎｄ₈＝1.88300 νｄ₈＝40.78
ｒ₁₄＝-1371.7220
ｄ₁₄＝23.843(広角端)〜11.100(中間端)〜0.777（望遠端）
ｒ₁₅＝∞（絞り）
ｄ₁₅＝1.00
ｒ₁₆＝34.2588
ｄ₁₆＝2.20 ｎｄ₉＝1.49700 νｄ₉＝81.61
ｒ₁₇＝164.1275
ｄ₁₇＝0.40
ｒ₁₈＝25.3134（非球面）
ｄ₁₈＝0.20 ｎｄ₁₀＝1.51460 νｄ₁₀＝49.96
ｒ₁₉＝25.3134
ｄ₁₉＝2.70 ｎｄ₁₁＝1.48749 νｄ₁₁＝70.21
ｒ₂₀＝192.2800
ｄ₂₀＝0.40
ｒ₂₁＝29.8687
ｄ₂₁＝2.60 ｎｄ₁₂＝1.49700 νｄ₁₂＝81.61
ｒ₂₂＝-87.1832
ｄ₂₂＝1.50
ｒ₂₃＝-50.1458
ｄ₂₃＝0.90 ｎｄ₁₃＝1.83400 νｄ₁₃＝37.17
ｒ₂₄＝49.4943
ｄ₂₄＝8.422(広角端)〜4.619(中間端)〜2.678（望遠端）
ｒ₂₅＝59.4969（非球面）
ｄ₂₅＝0.20 ｎｄ₁₄＝1.51460 νｄ₁₄＝49.96
ｒ₂₆＝59.4969
ｄ₂₆＝3.30 ｎｄ₁₅＝1.51680 νｄ₁₅＝64.20
ｒ₂₇＝-37.0270
ｄ₂₇＝0.20
ｒ₂₈＝71.5226
ｄ₂₈＝3.80 ｎｄ₁₆＝1.51680 νｄ₁₆＝64.20
ｒ₂₉＝-24.3419
ｄ₂₉＝0.20
ｒ₃₀＝-202.1990
ｄ₃₀＝0.90 ｎｄ₁₇＝1.80400 νｄ₁₇＝46.58
ｒ₃₁＝20.0493
ｄ₃₁＝2.60 ｎｄ₁₈＝1.51823 νｄ₁₈＝58.96
ｒ₃₂＝40.0640
ｄ₃₂＝39.184(広角端)〜65.989(中間端)〜88.929（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＝9.08092×10^-6， Ａ₆＝-1.51031×10^-8，
Ａ₈＝1.14419×10^-10， Ａ₁₀＝-8.20498×10^-14
（第１８面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝-4.43167×10^-6， Ａ₆＝5.46600×10^-9，
Ａ₈＝-1.88908×10^-10， Ａ₁₀＝1.14556×10^-12
（第２５面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝-5.88226×10^-5， Ａ₆＝-3.44654×10^-8，
Ａ₈＝3.63080×10^-10， Ａ₁₀＝-2.99578×10^-12

また、図２は、実施例１にかかる高変倍率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にかかる高変倍率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にかかる高変倍率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、実施例２にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における構成を示す光軸に沿う断面図である。この高変倍率ズームレンズは、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。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。

特に、第３レンズ群２３０は、前記物体側から順に、負レンズ２３１、正レンズ２３２、像面側の曲率半径が大きい正メニスカスレンズ２３３、正レンズ２３４、および負レンズ２３５が配置されて構成される。なお、負レンズ２３１と正レンズ２３２とは接合されている。

この高変倍率ズームレンズは、第１レンズ群２１０と第２レンズ群２２０との間隔が広がり、第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０との間隔が狭まり、第３レンズ群２３０と第４レンズ群２４０との間隔が狭まるように、光軸に沿って第２レンズ群２２０、第３レンズ群２３０および第４レンズ群２４０を移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第２レンズ群２２０を光軸に沿って前記物体側へ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にかかる高変倍率ズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝18.43
ズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝57.80
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝241.83
Ｆｎｏ．＝3.47（広角端）〜5.01（中間端）〜6.35（望遠端）
画角（２ω）＝76.4°（広角端）〜28.2°（中間端）〜6.9°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
第１レンズ群２１０の焦点距離（ｆ₁）＝95.47
ｆ₁／ｆ_t＝0.3948

（条件式（２）に関する数値）
第２レンズ群２２０の焦点距離（ｆ₂）＝-12.71
｜ｆ₂｜／ｆ_w＝0.6897

（条件式（３）に関する数値）
第３レンズ群２３０の焦点距離（ｆ₃）＝43.77
ｆ₃／ｆ_t＝0.1810

ｒ₁＝100.0000
ｄ₁＝1.50 ｎｄ₁＝1.84666 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝63.5173
ｄ₂＝7.00 ｎｄ₂＝1.49700 νｄ₂＝81.61
ｒ₃＝-1072.5164
ｄ₃＝0.20
ｒ₄＝63.0346
ｄ₄＝4.50 ｎｄ₃＝1.62299 νｄ₃＝58.15
ｒ₅＝221.5870
ｄ₅＝1.766(広角端)〜30.152(中間端)〜59.613（望遠端）
ｒ₆＝110.0000（非球面）
ｄ₆＝0.20 ｎｄ₄＝1.51460 νｄ₄＝49.96
ｒ₇＝70.0000
ｄ₇＝1.20 ｎｄ₅＝1.80400 νｄ₅＝46.58
ｒ₈＝13.5502
ｄ₈＝5.40
ｒ₉＝-34.6450
ｄ₉＝1.00 ｎｄ₆＝1.83481 νｄ₆＝42.72
ｒ₁₀＝53.7020
ｄ₁₀＝0.80
ｒ₁₁＝29.1029
ｄ₁₁＝4.50 ｎｄ₇＝1.84666 νｄ₇＝23.78
ｒ₁₂＝-25.6353
ｄ₁₂＝0.42
ｒ₁₃＝-21.2556
ｄ₁₃＝1.00 ｎｄ₈＝1.88300 νｄ₈＝40.78
ｒ₁₄＝286.1917
ｄ₁₄＝25.227(広角端)〜11.984(中間端)〜1.411（望遠端）
ｒ₁₅＝∞（絞り）
ｄ₁₅＝1.00
ｒ₁₆＝38.3469
ｄ₁₆＝1.00 ｎｄ₉＝1.80400 νｄ₉＝46.58
ｒ₁₇＝25.0994
ｄ₁₇＝3.00 ｎｄ₁₀＝1.58913 νｄ₁₀＝61.18
ｒ₁₈＝-210.0000
ｄ₁₈＝1.00
ｒ₁₉＝24.5206
ｄ₁₉＝3.00 ｎｄ₁₁＝1.48749 νｄ₁₁＝70.21
ｒ₂₀＝95.0000
ｄ₂₀＝0.50
ｒ₂₁＝23.9504
ｄ₂₁＝3.50 ｎｄ₁₂＝1.49700 νｄ₁₂＝81.61
ｒ₂₂＝746.0130
ｄ₂₂＝0.65
ｒ₂₃＝-79.3108
ｄ₂₃＝1.00 ｎｄ₁₃＝1.83400 νｄ₁₃＝37.17
ｒ₂₄＝35.3648
ｄ₂₄＝7.782(広角端)〜3.768(中間端)〜1.982（望遠端）
ｒ₂₅＝48.5260（非球面）
ｄ₂₅＝0.20 ｎｄ₁₄＝1.51460 νｄ₁₄＝49.96
ｒ₂₆＝48.5260
ｄ₂₆＝3.50 ｎｄ₁₅＝1.48749 νｄ₁₅＝70.21
ｒ₂₇＝-35.9079
ｄ₂₇＝0.20
ｒ₂₈＝8369.5957
ｄ₂₈＝3.50 ｎｄ₁₆＝1.48749 νｄ₁₆＝70.21
ｒ₂₉＝-26.5082
ｄ₂₉＝0.20
ｒ₃₀＝-533.7180
ｄ₃₀＝1.00 ｎｄ₁₇＝1.80400 νｄ₁₇＝46.58
ｒ₃₁＝18.7073
ｄ₃₁＝3.50 ｎｄ₁₈＝1.54072 νｄ₁₈＝47.23
ｒ₃₂＝95.0000
ｄ₃₂＝39.583(広角端)〜67.213(中間端)〜89.384（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＝6.08226×10^-6， Ａ₆＝3.27658×10^-9，
Ａ₈＝-8.68205×10^-11， Ａ₁₀＝4.65488×10^-13
（第２５面）
Ａ＝1.0
Ａ₄＝-4.66282×10^-5， Ａ₆＝6.30079×10^-9，
Ａ₈＝-1.16447×10^-11， Ａ₁₀＝-4.36431×10^-14

また、図６は、実施例２にかかる高変倍率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にかかる高変倍率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にかかる高変倍率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、絞り面の曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線における屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線におけるアッベ数を示している。

また、上記各非球面形状は、光軸方向をｘ、光軸と垂直な高さをＨとし、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、この発明によれば、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能で、かつ、製造誤差に対する敏感度が低い高変倍率ズームレンズを提供することができる。具体的には、この発明にかかる高変倍率ズームレンズは、上記条件式を満足することで、小型化、高変倍率化（１３倍程度）、広画角化（７６°程度）を達成するとともに、全変倍域にわたって良好な収差補正が可能になる。また、製造誤差に対する敏感度を低く抑えることもできる。

また、この発明にかかる高変倍率ズームレンズは、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。

以上のように、この発明の高変倍率ズームレンズは、小型化、高変倍率化、広画角化が求められる、デジタル一眼レフカメラ、ビデオカメラなどに有用であり、特に、高い光学性能が要求される場合に最適である。

実施例１にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における収差図である。 実施例１にかかる高変倍率ズームレンズの中間端における収差図である。 実施例１にかかる高変倍率ズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例２にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかる高変倍率ズームレンズの広角端における収差図である。 実施例２にかかる高変倍率ズームレンズの中間端における収差図である。 実施例２にかかる高変倍率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
１２０，２２０ 第２レンズ群
１３０，２３０ 第３レンズ群
１３１，１３２，２３２，２３４ 正レンズ
１３３，２３３ 正メニスカスレンズ
１３４，２３１，２３５ 負レンズ
１４０，２４０ 第４レンズ群
１５０，２５０ 絞り

Claims (8)

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レンズ群から構成され、
   前記第３レンズ群は正レンズ３枚を含み、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が狭まるように、光軸に沿って前記第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ことによって広角端から望遠端への変倍を行い、
   また、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側へ移動させることによってフォーカシングを行い、
   以下の条件式を満足し、
   ０．３５≦ｆ ₁ ／ｆ _t ≦０．４５
   ０．５≦｜ｆ ₂ ｜／ｆ _w ≦０．８
   ０．１５≦ｆ ₃ ／ｆ _t ≦０．３
   ただし、ｆ ₁ は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ ₂ は前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ ₃
   は前記第３レンズ群の焦点距離、ｆ _t はズームレンズ全系の望遠端における焦点距離
   、ｆ _w は前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離を示す。
   また、前記第３レンズ群は、正レンズを少なくとも１枚以上含んでおり、以下の条件式を満足し、
   ν ₃ ≧８０
   ただし、ν ₃ は前記第３レンズ群に含まれるレンズのアッベ数を示す。
   また、前記第１レンズ群は、正レンズを少なくとも１枚以上含んでおり、以下の条件式を満足することを特徴とする高変倍率ズームレンズ。
   ｎ ₁ ≧１．５５
   ただし、ｎ ₁ は前記第１レンズ群に含まれるレンズの屈折率を示す。
2. 前記第３レンズ群は、非球面が形成されたレンズを含む、少なくとも３枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
3. 前記第３レンズ群は、負レンズと接合された正レンズを含む、少なくとも３枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
4. 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、を含み構成され、
   前記第３レンズ群は、少なくとも正レンズと像面側の曲率半径が大きい正メニスカスレンズとを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
5. 前記第３レンズ群に含まれる正レンズには、非球面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
6. 前記第３レンズ群に含まれる正レンズは、負レンズと接合されていることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
7. 前記第３レンズ群は、凸レンズ３枚を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
8. 前記第１レンズ群は、以下の条件式を満足する正レンズを少なくとも１枚以上含んでいることを特徴とする請求項１に記載の高変倍率ズームレンズ。
   ５５≦ν ₁ ≦９５
   ただし、ν ₁ は前記第１レンズ群に含まれるレンズのアッベ数を示す。

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