JP5251996B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフカメラ用のズームレンズに関する。
従来、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、第３レンズ群を単レンズで構成したズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
しかしながら、上記特許文献１に開示されているズームレンズは、負・正・負・正の４群ズームレンズであって、第３レンズ群が１枚の単レンズからなり、イメージサークルが１３５判フィルムを使用する３５ｍｍ一眼レフカメラに適している。したがって、このズームレンズを比例縮小して、いわゆるＡＰＳ−Ｃサイズの固体撮像素子（例えば、２３．７ｍｍ×１５．６ｍｍ）を用いたデジタル一眼レフカメラに用いようとすれば、バックフォーカスが不足するという問題が生じてしまう。
また、上記特許文献２に開示されているズームレンズは、負・正・負・正・正の５群ズームレンズであって、第３レンズ群が１枚の単レンズからなり、イメージサークルがいわゆる１／１．８型ＣＣＤを用いたデジタルカメラに適している。したがって、このズームレンズを比例拡大して、ＡＰＳ−Ｃサイズのイメージサークルを得ようとすれば、レンズの寸法が著しく大型化するという問題が生じてしまう。
さらに、特許文献２に開示のズームレンズは、一眼レフカメラ用のズームレンズでないため、比例拡大してもＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラに必要なバックフォーカスを得ることができないという問題が生じてしまう。
さらに、特許文献２に開示のズームレンズは、一眼レフカメラ用のズームレンズでないため、比例拡大してもＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラに必要なバックフォーカスを得ることができないという問題が生じてしまう。
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、いわゆるＡＰＳ−Ｃサイズの固体撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラに適した小型で高性能なズームレンズ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レンズ群とからなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側へ移動し、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズと、からなり、
前記第３レンズ群は、１枚の単レンズからなり、
前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、
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を提供する。
１．７０＜Ｂｆｗ／ｆｗ
ただし、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズのバックフォーカス
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側へ移動し、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズと、からなり、
前記第３レンズ群は、１枚の単レンズからなり、
前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、
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を提供する。
１．７０＜Ｂｆｗ／ｆｗ
ただし、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズのバックフォーカス
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
本発明によれば、いわゆるＡＰＳ−Ｃサイズの固体撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラに適した小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
本発明のズームレンズは、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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側へ移動し、前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとからなり、前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとからなり、前記第３レンズ群は、１枚の単レンズからなり、前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとからなり、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
（１） −３．００＜ｆ３／ｆ４＜−０．６０
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
（１） −３．００＜ｆ３／ｆ４＜−０．６０
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
物体側から順に負・正・負・正の４つのレンズ群を有する構成により、本発明のズームレンズはズーム比の確保と高性能化とを両立することができる。また、第３レンズ群を１枚の単レンズで構成することにより、低コスト化を図ることができる。
一方、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第４レンズ群は、諸収差を良好に補正するために、それぞれ少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズで構成する必要がある。
一方、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第４レンズ群は、諸収差を良好に補正するために、それぞれ少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズで構成する必要がある。
上記条件式（１）は、本発明のズームレンズにおいて、３倍程度のズーム比を確保しつつ、ＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラに適したバックフォーカスを得るための条件式である。
条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が小さくなり、所望のズーム比を確保することが困難となってしまう。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、バックフォーカスが短くなり、ＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラには適さなくなってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（１）の下限値を−２．００とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（１）の上限値を−１．００とすることが望ましい。
条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が小さくなり、所望のズーム比を確保することが困難となってしまう。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、バックフォーカスが短くなり、ＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラには適さなくなってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（１）の下限値を−２．００とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（１）の上限値を−１．００とすることが望ましい。
又は、本発明のズームレンズは、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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側へ移動し、前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとからなり、前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとからなり、前記第３レンズ群は、１枚の単レンズからなり、前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとからなり、以下の条件式（２）を満足するように構成されている。
（２） １．７０＜Ｂｆｗ／ｆｗ
ただし、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズのバックフォーカス
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
（２） １．７０＜Ｂｆｗ／ｆｗ
ただし、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズのバックフォーカス
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
物体側から順に負・正・負・正の４つのレンズ群を有する構成により、本発明のズームレンズはズーム比の確保と高性能化とを両立することができる。また、第３レンズ群を１枚の単レンズで構成することにより、低コスト化を図ることができる。
一方、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第４レンズ群は、諸収差を良好に補正するために、それぞれ少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズで構成する必要がある。
一方、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第４レンズ群は、諸収差を良好に補正するために、それぞれ少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズで構成する必要がある。
上記条件式（２）は、本発明のズームレンズにおいて、ＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラ用のズームレンズに好適なバックフォーカスを規定する条件式である。ここで、バックフォーカスとは、ズームレンズと像面との間に配置される各種フィルタを取り去って空気に置き換えた場合のいわゆる空気換算バックフォーカスのことをいう。
条件式（２）の下限値を下回ると、ＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラ用のズームレンズに好適なバックフォーカスを確保することができなくなってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするため、また、広角端状態において８０°以上の画角を得るためには、条件式（２）の下限値を１．９０とすることが望ましい。また、ズームレンズ全長の大型化を防ぐためには、条件式（２）の上限値を２．６０とすることが望ましい。
条件式（２）の下限値を下回ると、ＡＰＳ−Ｃサイズのデジタル一眼レフカメラ用のズームレンズに好適なバックフォーカスを確保することができなくなってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするため、また、広角端状態において８０°以上の画角を得るためには、条件式（２）の下限値を１．９０とすることが望ましい。また、ズームレンズ全長の大型化を防ぐためには、条件式（２）の上限値を２．６０とすることが望ましい。
また本発明のズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） −２．００＜ｆ１／ｆｗ＜−１．００
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
（３） −２．００＜ｆ１／ｆｗ＜−１．００
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
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（３）は、本発明のズームレンズにおいて、小型化と結像性能の高性能化とを両立するための条件式である。条件式（３）の下限値を下回ると、ズームレンズの全長と有効径の大型化を招くことになってしまう。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、球面収差をはじめとする諸収差が増大し、結像性能の高性能化を図ることが困難となってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（３）の下限値を−１．８０とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（３）の上限値を−１．３０とすることが望ましい。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（３）の下限値を−１．８０とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（３）の上限値を−１．３０とすることが望ましい。
また本発明のズームレンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） １．００＜ｍｖ４／ｆｗ＜３．００
ただし、
ｍｖ４：広角端状態から望遠端状態への変倍の際の前記第４レンズ群の移動量
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
（４） １．００＜ｍｖ４／ｆｗ＜３．００
ただし、
ｍｖ４：広角端状態から望遠端状態への変倍の際の前記第４レンズ群の移動量
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（４）は、本発明のズームレンズにおいて、全長の小型化と３倍程度のズーム比の確保とを両立するための条件式である。
条件式（４）の下限値を下回ると、３倍程度のズーム比を確保することが困難となってしまう。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第４レンズ群の移動量が増大し、ズームレンズ全長の小型化を図ることが困難となってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（４）の下限値を１．５０とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（４）の上限値を２．５０とすることが望ましい。
条件式（４）の下限値を下回ると、３倍程度のズーム比を確保することが困難となってしまう。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第４レンズ群の移動量が増大し、ズームレンズ全長の小型化を図ることが困難となってしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（４）の下限値を１．５０とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（４）の上限値を２．５０とすることが望ましい。
また本発明のズームレンズは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．４０＜（ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ＜１．３０
ただし、
ｄｉｆ２３ ：広角端状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔から望遠端状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔を引いた値
ｄｉｆ３４ ：広角端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔から望遠端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔を引いた値
ｄｉｓ２４ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面と前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面との軸上距離
（５） ０．４０＜（ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ＜１．３０
ただし、
ｄｉｆ２３ ：広角端状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔から望遠端状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔を引いた値
ｄｉｆ３４ ：広角端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔から望遠端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔を引いた値
ｄｉｓ２４ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面と前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面との軸上距離
条件式（５）は、本発明のズームレンズにおいて、結像性能の高性能化を図るための条件式である。
条件式（５）の下限値を下回ると、第３レンズ群の前後間隔の変化が小さくなり変倍の際の像面湾曲収差の変動を補正することが困難となってしまう。一方、条件式（５）の上限値を上回ると、第３レンズ群の前後間隔の変化が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との衝突、或いは第３レンズ群と第４レンズ群との衝突の恐れが生じてしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（５）の下限値を０．６０とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（５）の上限値を１．１０とすることが望ましい。
条件式（５）の下限値を下回ると、第３レンズ群の前後間隔の変化が小さくなり変倍の際の像面湾曲収差の変動を補正することが困難となってしまう。一方、条件式（５）の上限値を上回ると、第３レンズ群の前後間隔の変化が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との衝突、或いは第３レンズ群と第４レンズ群との衝突の恐れが生じてしまう。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（５）の下限値を０．６０とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式（５）の上限値を１．１０とすることが望ましい。
以下、本発明の各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は、本発明の第１実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図１に示すように本実施例に係るズームレンズは、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とからなる。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４はいずれも物体側へ移動する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図１に示すように本実施例に係るズームレンズは、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とからなる。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４はいずれも物体側へ移動する。
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。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の負レンズＬ３１のみからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３とからなる。
開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されており、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の負レンズＬ３１のみからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３とからなる。
開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されており、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
以下の表１に、本発明の第１実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ示す。
［レンズデータ］において、第１カラムＮは物体側からのレンズ面の順番、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面の間隔、第４カラムνｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、第５カラムｎｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示す。また、∞は平面、B.f.はバックフォーカスをそれぞれ示し、空気の屈折率1.0000はその記載を省略している。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ示す。
［レンズデータ］において、第１カラムＮは物体側からのレンズ面の順番、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面の間隔、第４カラムνｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、第５カラムｎｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示す。また、∞は平面、B.f.はバックフォーカスをそれぞれ示し、空気の屈折率1.0000はその記載を省略している。
［非球面データ］には、非球面を次式で表した場合の非球面係数を示す。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ／ｒ）２｝１／２］
＋Ｃ3｜ｙ｜３＋Ｃ4ｙ４＋Ｃ5ｙ５＋Ｃ6ｙ６＋Ｃ8ｙ８＋Ｃ10ｙ１０＋Ｃ12ｙ１２
ここで、ｘを非球面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｙの位置における光軸方向の変位、ｒを近軸曲率半径、κを円錐定数、Ｃnをｎ次の非球面係数とする。
なお、「E-n」は「×１０−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ／ｒ）２｝１／２］
＋Ｃ3｜ｙ｜３＋Ｃ4ｙ４＋Ｃ5ｙ５＋Ｃ6ｙ６＋Ｃ8ｙ８＋Ｃ10ｙ１０＋Ｃ12ｙ１２
ここで、ｘを非球面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｙの位置における光軸方向の変位、ｒを近軸曲率半径、κを円錐定数、Ｃnをｎ次の非球面係数とする。
なお、「E-n」は「×１０−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。
［可変間隔データ］には、焦点距離ｆ、可変間隔の値、バックフォーカスB.f.をそれぞれ示す。さらに、［条件式対応値］には、各条件式の値を示す。
ここで、以下の各実施例の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、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、単位は「ｍｍ」に限られるものではない。なお、以下の第２実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
ここで、以下の各実施例の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、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、単位は「ｍｍ」に限られるものではない。なお、以下の第２実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
（表１）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.500 〜 31.775 〜 52.999
ＦＮＯ＝ 3.57 〜 4.36 〜 5.80
２ω ＝ 79.50 〜 50.48 〜 31.20°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
（第１レンズ群Ｇ１）
1 44.3542 2.0000 39.58 1.804398
2 14.8923 9.1138 非球面
3 313.3575 2.0000 51.47 1.733997
4 28.9589 1.1736
5 25.9778 4.3567 23.78 1.846660
6 82.7875 (d6)
（第２レンズ群Ｇ２）
7 230.3233 1.6340 48.84 1.531717
8 -49.3813 0.2000
9 25.9331 2.8425 42.82 1.567322
10 -33.6709 1.1000 23.78 1.846660
11 3054.3493 (d11)
（第３レンズ群Ｇ３）
12 ∞ 1.5000 開口絞りＳ
13 -266.6137 1.1000 70.23 1.487490
14 37.0117 (d14)
（第４レンズ群Ｇ４）
15 -129.3274 2.6250 64.14 1.516330
16 -28.3864 0.2000
17 266.8718 3.4563 60.66 1.563839
18 -28.1630 0.9598
19 -21.5867 1.2000 23.78 1.846660
20 -34.2053 (B.f.)
［非球面データ］
第２レンズ面
κ ＝ 0.5361
Ｃ3 ＝ -2.0093E-5
Ｃ4 ＝ -7.7800E-7
Ｃ5 ＝ 3.1674E-6
Ｃ6 ＝ -3.5011E-7
Ｃ8 ＝ 1.5631E-9
Ｃ10＝ -4.9635E-12
Ｃ12＝ 7.5634E-15
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 18.50000 31.77533 52.99902
d6 36.02626 13.70069 2.00000
d11 5.20191 10.02807 12.49651
d14 12.32047 6.13537 2.00000
B.f. 38.80000 52.37513 76.03969
［条件式対応値］
（１） ｆ３／ｆ４ ＝ -1.487
（２） Ｂｆｗ／ｆｗ ＝ 2.100
（３） ｆ１／ｆｗ ＝ -1.568
（４） ｍｖ４／ｆｗ ＝ 2.010
（５） （ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ ＝ 0.875
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.500 〜 31.775 〜 52.999
ＦＮＯ＝ 3.57 〜 4.36 〜 5.80
２ω ＝ 79.50 〜 50.48 〜 31.20°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
（第１レンズ群Ｇ１）
1 44.3542 2.0000 39.58 1.804398
2 14.8923 9.1138 非球面
3 313.3575 2.0000 51.47 1.733997
4 28.9589 1.1736
5 25.9778 4.3567 23.78 1.846660
6 82.7875 (d6)
（第２レンズ群Ｇ２）
7 230.3233 1.6340 48.84 1.531717
8 -49.3813 0.2000
9 25.9331 2.8425 42.82 1.567322
10 -33.6709 1.1000 23.78 1.846660
11 3054.3493 (d11)
（第３レンズ群Ｇ３）
12 ∞ 1.5000 開口絞りＳ
13 -266.6137 1.1000 70.23 1.487490
14 37.0117 (d14)
（第４レンズ群Ｇ４）
15 -129.3274 2.6250 64.14 1.516330
16 -28.3864 0.2000
17 266.8718 3.4563 60.66 1.563839
18 -28.1630 0.9598
19 -21.5867 1.2000 23.78 1.846660
20 -34.2053 (B.f.)
［非球面データ］
第２レンズ面
κ ＝ 0.5361
Ｃ3 ＝ -2.0093E-5
Ｃ4 ＝ -7.7800E-7
Ｃ5 ＝ 3.1674E-6
Ｃ6 ＝ -3.5011E-7
Ｃ8 ＝ 1.5631E-9
Ｃ10＝ -4.9635E-12
Ｃ12＝ 7.5634E-15
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 18.50000 31.77533 52.99902
d6 36.02626 13.70069 2.00000
d11 5.20191 10.02807 12.49651
d14 12.32047 6.13537 2.00000
B.f. 38.80000 52.37513 76.03969
［条件式対応値］
（１） ｆ３／ｆ４ ＝ -1.487
（２） Ｂｆｗ／ｆｗ ＝ 2.100
（３） ｆ１／ｆｗ ＝ -1.568
（４） ｍｖ４／ｆｗ ＝ 2.010
（５） （ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ ＝ 0.875
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係るズームレンズの広角端状態，中間焦点距離状態，望遠端状態における諸収差図である。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは画角をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では画角の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各画角の値を示す。またｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。そして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。
なお、以下に示す第２実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より、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までの各焦点距離状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは画角をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では画角の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各画角の値を示す。またｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。そして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。
なお、以下に示す第２実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より、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までの各焦点距離状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図３に示すように本実施例に係るズームレンズは、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とからなる。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４はいずれも物体側へ移動する。
図３は、本発明の第２実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図３に示すように本実施例に係るズームレンズは、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とからなる。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４はいずれも物体側へ移動する。
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。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の負レンズＬ３１のみからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３とからなる。
開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されており、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の負レンズＬ３１のみからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３とからなる。
開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されており、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
（表２）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.500 〜 32.000 〜 53.000
ＦＮＯ＝ 3.56 〜 4.30 〜 5.77
２ω ＝ 79.50 〜 49.96 〜 31.16°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
（第１レンズ群Ｇ１）
1 32.5866 2.0000 51.47 1.733997
2 13.4045 11.8238 非球面
3 -504.9226 2.0000 55.53 1.696797
4 39.4937 0.2000
5 25.1012 3.5863 23.78 1.846660
6 50.2027 (d6)
（第２レンズ群Ｇ２）
7 -360.9430 1.7862 48.84 1.531717
8 -31.7692 0.2612
9 23.8487 2.8422 42.82 1.567322
10 -33.4431 1.1000 23.78 1.846660
11 221.2217 (d11)
（第３レンズ群Ｇ３）
12 ∞ 1.5000 開口絞りＳ
13 -62.3107 1.1000 70.23 1.487490
14 39.3483 (d14)
（第４レンズ群Ｇ４）
15 -138.0346 2.4520 64.14 1.516330
16 -30.9832 0.2000
17 159.2719 3.8530 60.66 1.563839
18 -26.2989 0.8112
19 -21.5719 1.2000 23.78 1.846660
20 -30.5941 (B.f.)
［非球面データ］
第２レンズ面
κ ＝ 0.6476
Ｃ3 ＝ 1.1728E-6
Ｃ4 ＝ -5.1866E-6
Ｃ5 ＝ 3.3694E-6
Ｃ6 ＝ -3.3543E-7
Ｃ8 ＝ 1.5349E-9
Ｃ10＝ -5.2420E-12
Ｃ12＝ 9.3297E-15
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 18.50011 32.00018 52.99997
d6 35.21308 13.70062 2.00000
d11 6.37801 11.40945 11.83450
d14 10.89301 4.85577 2.00000
B.f. 38.80045 51.49211 75.44954
［条件式対応値］
（１） ｆ３／ｆ４ ＝ -1.302
（２） Ｂｆｗ／ｆｗ ＝ 2.097
（３） ｆ１／ｆｗ ＝ -1.596
（４） ｍｖ４／ｆｗ ＝ 1.981
（５） （ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ ＝ 0.722
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.500 〜 32.000 〜 53.000
ＦＮＯ＝ 3.56 〜 4.30 〜 5.77
２ω ＝ 79.50 〜 49.96 〜 31.16°
［レンズデータ］
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
（第１レンズ群Ｇ１）
1 32.5866 2.0000 51.47 1.733997
2 13.4045 11.8238 非球面
3 -504.9226 2.0000 55.53 1.696797
4 39.4937 0.2000
5 25.1012 3.5863 23.78 1.846660
6 50.2027 (d6)
（第２レンズ群Ｇ２）
7 -360.9430 1.7862 48.84 1.531717
8 -31.7692 0.2612
9 23.8487 2.8422 42.82 1.567322
10 -33.4431 1.1000 23.78 1.846660
11 221.2217 (d11)
（第３レンズ群Ｇ３）
12 ∞ 1.5000 開口絞りＳ
13 -62.3107 1.1000 70.23 1.487490
14 39.3483 (d14)
（第４レンズ群Ｇ４）
15 -138.0346 2.4520 64.14 1.516330
16 -30.9832 0.2000
17 159.2719 3.8530 60.66 1.563839
18 -26.2989 0.8112
19 -21.5719 1.2000 23.78 1.846660
20 -30.5941 (B.f.)
［非球面データ］
第２レンズ面
κ ＝ 0.6476
Ｃ3 ＝ 1.1728E-6
Ｃ4 ＝ -5.1866E-6
Ｃ5 ＝ 3.3694E-6
Ｃ6 ＝ -3.3543E-7
Ｃ8 ＝ 1.5349E-9
Ｃ10＝ -5.2420E-12
Ｃ12＝ 9.3297E-15
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 18.50011 32.00018 52.99997
d6 35.21308 13.70062 2.00000
d11 6.37801 11.40945 11.83450
d14 10.89301 4.85577 2.00000
B.f. 38.80045 51.49211 75.44954
［条件式対応値］
（１） ｆ３／ｆ４ ＝ -1.302
（２） Ｂｆｗ／ｆｗ ＝ 2.097
（３） ｆ１／ｆｗ ＝ -1.596
（４） ｍｖ４／ｆｗ ＝ 1.981
（５） （ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ ＝ 0.722
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係るズームレンズの広角端状態，中間焦点距離状態，望遠端状態における諸収差図である。
各諸収差図より、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までの各焦点距離状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
各諸収差図より、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までの各焦点距離状態において、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
上記各実施例によれば、いわゆるＡＰＳ−Ｃサイズの固体撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラに適し、３倍程度のズーム比と広角端状態において約８０°の画角を有する小型で高性能なズームレンズを実現することができる。
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
Ｉ 像面
Ｗ 広角端状態
Ｔ 望遠端状態
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
Ｉ 像面
Ｗ 広角端状態
Ｔ 望遠端状態
Claims (12)
- 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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側へ移動し、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズと、からなり、
前記第３レンズ群は、１枚の単レンズからなり、
前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、
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。
１．７０＜Ｂｆｗ／ｆｗ
ただし、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズのバックフォーカス
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離 - 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。
−３．００＜ｆ３／ｆ４＜−０．６０
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離 - 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。
−２．００＜ｆ１／ｆｗ＜−１．００
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離 - 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３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
１．００＜ｍｖ４／ｆｗ＜３．００
ただし、
ｍｖ４：広角端状態から望遠端状態への変倍の際の前記第４レンズ群の移動量
ｆｗ ：広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離 - 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１項に記載のズームレンズ。
０．４０＜（ｄｉｆ３４−ｄｉｆ２３）／ｄｉｓ２４ｗ＜１．３０
ただし、
ｄｉｆ２３ ：広角端状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔から望遠端状態における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔を引いた値
ｄｉｆ３４ ：広角端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔から望遠端状態における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔を引いた値
ｄｉｓ２４ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面と前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面との軸上距離 - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記開口絞りは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して前記第３レンズ群と一体的に移動することを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は非球面を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、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と、負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、両凹形状の負レンズからなることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、両凸形状の正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項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から請求項１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
−３．００＜ｆ３／ｆ４≦−１．３０２
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
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