JP5724639B2 - ズームレンズ系及びこれを用いた光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルカメラ等の光学機器に用いて好適なズームレンズ系に関する。
近年、デジタルカメラ等の光学機器に用いられるズームレンズ系には、よりコンパクトで高性能であることが求められている。フォーカス機構系の小型化と迅速なフォーカシングの要望も強い。
ズームレンズ系として、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群からなるタイプのものが知られている。このレンズタイプのフォーカシング方式としては、第１レンズ群の全体を移動させてフォーカシングを行う、いわゆるフロントフォーカシング方式が一般的である。
しかしこのフロントフォーカシング方式では、フォーカスレンズ群である第１レンズ群の重量が大きいと（第１レンズ群のレンズ枚数が多いと）、フォーカス機構系であるモータやアクチュエータが大型化する。このため、鏡筒を含むレンズの最大径が大きくなってレンズ全系が大型化する。
特許文献１では、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群からなるズームレンズ系において、第１レンズ群中の像側の２枚のレンズをフォーカスレンズとしている。
しかし、フォーカス機構系であるモータやアクチュエータへの負担は依然として大きく、迅速なフォーカシングに十分に対応しているとは言えない。
特開２００４−９３５９３号公報
本発明は、以上の問題意識に基づいて完成されたものであり、フォーカス機構系の小型化と迅速なフォーカシングを達成でき、コンパクトで優れた光学性能を持つズームレンズ系及びこれを用いた光学機器を得ることを目的とする。
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群及び正の屈折力の第２レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群が互いの間隔が減少するように移動するズームレンズ系において、第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力の第１ａレンズ群及び正の屈折力の第１ｂレンズ群からなり、この第１ｂレンズ群は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群であること；第１ａレンズ群は、像側に凹の３枚の負レンズからなること；及び次の条件式（３）を満足すること；を特徴としている。
（３）−３．５＜ｆＬ１／（ｆＬ２・ｆＬ３） 1/2 ＜−１．０
但し、
ｆＬｎ：第１ａレンズ群中の物体側からｉ番目の負レンズの焦点距離（ｉ＝１、２、３）［mm］、
である。
さらなるフォーカス機構系の小型化と迅速なフォーカシングのためには、第１ｂレンズ群を正単レンズで構成することが好ましい。
本発明のズームレンズ系は、第１ｂレンズ群を正単レンズで構成した上で、次の条件式（１）を満足することが好ましい。
（１）−１＜ＳＦ＜０
但し、
ＳＦ＝（ｂｒ１−ｂｒ２）／（ｂｒ１＋ｂｒ２）
ｂｒ１：第１ｂレンズの正単レンズの物体側の面の曲率半径[mm]、
ｂｒ２：第１ｂレンズの正単レンズの像側の面の曲率半径[mm]、
である。
本発明のズームレンズ系は、条件式（１）の条件式範囲の中でも、次の条件式（１’）を満足することがより好ましい。
（１’）−０．８５＜ＳＦ＜−０．４０
本発明のズームレンズ系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−５．０＜ｆ１ｂ／ｆ１ａ＜−３．５
但し、
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離[mm]、
ｆ１ａ：第１ａレンズ群の焦点距離[mm]、
である。
諸収差を良好に補正するためには、第１ａレンズ群中の３枚の負レンズのいずれかに非球面を含ませることが好ましい。
例えば、第１ａレンズ群中の最も物体側の負レンズを、ガラスレンズの像側の面に合成樹脂材料による非球面層が接着形成されたハイブリッドレンズとすることができる。
あるいは、第１ａレンズ群中の物体側から２番目の負レンズの少なくとも１面を非球面とすることもできる。
諸収差を良好に補正するためには、第１レンズ群中、第２レンズ群中にそれぞれ少なくとも１枚の非球面レンズを含ませることが好ましい。
第２レンズ群には少なくとも３枚の正レンズを含ませることが好ましい。
本発明のズームレンズ系は、無限遠物体合焦状態における短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１ａレンズ群と第１ｂレンズ群の空気間隔を不変（変倍に際して第１ａレンズ群と第１ｂレンズ群が一体に移動）としている。
絞りは第１レンズ群と第２レンズ群の間に位置させるのが実際的である。
本発明の光学機器は、上述したいずれかのズームレンズ系によって形成される像を電気的信号に変換する撮像素子を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、フォーカス機構系の小型化と迅速なフォーカシングを達成でき、コンパクトで優れた光学性能を持つズームレンズ系及びこれを用いた光学機器が得られる。
本発明によるズームレンズ系の数値実施例１の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図１の構成における縦収差図である。 図１の構成における横収差図である。 同数値実施例１の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図４の構成における縦収差図である。 図４の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例２の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図７の構成における縦収差図である。 図７の構成における横収差図である。 同数値実施例２の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図１０の構成における縦収差図である。 図１０の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例３の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図１３の構成における縦収差図である。 図１３の構成における横収差図である。 同数値実施例３の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図１６の構成における縦収差図である。 図１６の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例４の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図１９の構成における縦収差図である。 図１９の構成における横収差図である。 同数値実施例４の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図２２の構成における縦収差図である。 図２２の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例５の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図２５の構成における縦収差図である。 図２５の構成における横収差図である。 同数値実施例５の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図２８の構成における縦収差図である。 図２８の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例６の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図３１の構成における縦収差図である。 図３１の構成における横収差図である。 同数値実施例６の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図３４の構成における縦収差図である。 図３４の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例７の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図３７の構成における縦収差図である。 図３７の構成における横収差図である。 同数値実施例７の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図４０の構成における縦収差図である。 図４０の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例８の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図４３の構成における縦収差図である。 図４３の構成における横収差図である。 同数値実施例８の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図４６の構成における縦収差図である。 図４６の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例９の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図４９の構成における縦収差図である。 図４９の構成における横収差図である。 同数値実施例９の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図５２の構成における縦収差図である。 図５２の構成における横収差図である。 本発明によるズームレンズ系のズーム軌跡を示す簡易移動図である。
本実施形態のズームレンズ系は、図５５の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、及び正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２からなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力の第１ａレンズ群Ｇ１ａ、及び正の屈折力の第１ｂレンズ群Ｇ１ｂからなる。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ（第１レンズ群Ｇ１）と第２レンズ群Ｇ２の間に位置する絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と一体に移動する。Ｉは像面である。
このズームレンズ系は、短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）への変倍（ズーミング）に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２が互いの間隔が減少するように移動する。短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）への変倍（ズーミング）に際し、第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの空気間隔は不変である（第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂが一体に移動する）。
より具体的には、短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）への変倍（ズーミング）に際し、第１レンズ群Ｇ１（第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ）は一旦像側に移動してから若干量だけ物体側に戻り（結果として像側に移動し）、第２レンズ群Ｇ２は単調に物体側に移動する。
第１ａレンズ群Ｇ１ａは、全数値実施例１−９を通じて、３枚の負レンズ（像側に凹の負レンズ）１１、１２、１３からなる。最も物体側の負レンズ１１は、数値実施例１−６、８、９では、ガラスレンズの像側の面に合成樹脂材料による非球面層が接着形成されたハイブリッドレンズであり、数値実施例７では球面レンズである（ハイブリッドレンズではない）。物体側から２番目の負レンズ１２は、数値実施例１−６、８、９では球面レンズであり、数値実施例７ではその両面が非球面である。
第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、全数値実施例１−９を通じて、正単レンズ１４からなる。正単レンズ１４（第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ）は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ（フォーカスレンズ群）である。つまり、無限遠物体から有限距離物体へ合焦させるに際し、正単レンズ１４（第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ）を像側に移動してフォーカシングを行う。
第２レンズ群Ｇ２は、数値実施例１−６、８では、物体側から順に、正レンズ２１、物体側から順に位置する正レンズ２２と負レンズ２３の接合レンズ、及び正レンズ２４の４枚のレンズからなる。正レンズ２１と正レンズ２４はともにその両面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、数値実施例７、９では、物体側から順に、正レンズ２１’、正レンズ２２’、物体側から順に位置する正レンズ２３’と負レンズ２４’の接合レンズ、及び正レンズ２５’の５枚のレンズからなる。正レンズ２２’と正レンズ２５’はともにその両面が非球面である。
本実施形態では、歪曲収差の発生を抑えながら負の屈折力を得るために、第１レンズ群Ｇ１を、３枚の負レンズ（像側に凹の負レンズ）１１、１２、１３からなる第１ａレンズ群Ｇ１ａと、正単レンズ１４からなる第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとで構成している。
歪曲収差を抑えるためには第１レンズ群の最も物体側に正レンズ（物体側に凸の正レンズ）を配置するのが効果的である。しかし最も物体側に正レンズ（物体側に凸の正レンズ）を配置すると、第１レンズ群の最大径が大きくなりすぎてレンズ全系が大型化してしまう。
そこで本実施形態では、第１ａレンズ群Ｇ１ａを３枚の負レンズ１１、１２、１３で構成した上で、第１ａレンズ群Ｇ１ａ中に非球面レンズを含ませることで、第１レンズ群Ｇ１の大径化を防止するとともに、歪曲収差の発生を抑えることに成功している。
第１ａレンズ群Ｇ１ａ中の非球面レンズの配置は、製造コストの観点からは、レンズ径が最も小さい最も像側のレンズ（負レンズ１３）とした方が良いが、その反面、レンズ径が小さいと収差補正が不十分となるという欠点がある。
そこで本実施形態では、第１ａレンズ群Ｇ１ａ中の最も物体側の負レンズ１１または物体側から２番目の負レンズ１２を非球面レンズとして良好な収差補正を実現している。最も物体側の負レンズ１１を非球面レンズとする場合は、製造コストを考慮すると、ガラスレンズに合成樹脂材料による非球面層を接着形成したハイブリッドレンズとすることが好ましい。また第１ａレンズ群Ｇ１ａ中に含ませる非球面を、近軸球面に比して、光軸から離れるに従って負の屈折力を弱める（正の屈折力を強める）性質とすれば、その非球面で正の歪曲収差を発生させて、第１レンズ群Ｇ１で発生が顕著である負の歪曲収差を良好に補正することができる。
第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの正単レンズ１４は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズであり、フォーカシング時に歪曲収差、球面収差、コマ収差が変動するのを防止する作用を持つ。フォーカスレンズを正単レンズ１４で構成することで、フォーカスレンズを軽量化してフォーカス機構系であるモータやアクチュエータを小型化することができる。このため、鏡筒を含むレンズの最大径を小さくしてレンズ全系をコンパクト化することができる。さらに迅速なフォーカシングも可能になる。
正単レンズ１４の形状は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状にすると、短焦点距離端での軸外の非点収差を良好に補正することができる。
本実施形態では、第２レンズ群Ｇ２中に負の球面収差を発生させる少なくとも１枚の負レンズ（負レンズ２３または負レンズ２４’）を含ませることで、軸外収差に与える影響を小さく保ったまま全系で発生する球面収差を良好に補正している。また、第２レンズ群Ｇ２中に少なくとも３枚の正レンズ（正レンズ２１、２２、２４または正レンズ２１’、２２’、２３’、２５’）を含ませることで、球面収差やコマ収差の発生を抑えている。さらに第２レンズ群Ｇ２中の負レンズを他の正レンズと接合する（正レンズ２２と負レンズ２３または正レンズ２３’と負レンズ２４’を接合する）ことで高次の球面収差を良好に補正している。
条件式（１）及び（１’）は、フォーカスレンズ群である第１ｂレンズ群Ｇ１ｂを正単レンズ１４で構成したとき、この正単レンズ１４のシェーピングファクター（形状）を規定している。正単レンズ１４を、条件式（１）及び（１’）を満足するような物体側に凸の正メニスカス形状とすることで、短焦点距離端での軸外の非点収差を良好に補正し、フォーカシング時におけるコマ収差、非点収差、像面湾曲を良好に補正し、フォーカシングに際する全系の収差変動を良好なバランスに維持することができる。
条件式（１）の上限を超えると、フォーカスレンズである正単レンズ１４の物体側の面と像側の面の曲率半径の差がなくなり、フォーカシング時におけるコマ収差の変動を抑えるのが困難になる。
条件式（１）の下限を超えると、フォーカスレンズである正単レンズ１４が物体側に凸の平凸正レンズとなり、フォーカシング時における非点収差の変動を抑えるのが困難になる。また像面湾曲が補正不足（アンダー）になる。
条件式（２）は、フォーカスレンズ群である第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの焦点距離と、第１ａレンズ群Ｇ１ａの焦点距離との比を規定している。条件式（２）を満足することで、球面収差、コマ収差、歪曲収差、非点収差などの諸収差を良好に補正することができる。
条件式（２）の上限を超えると、フォーカスレンズ群である第１ｂレンズ群Ｇ１ｂのパワーが強くなりすぎて、近距離への移動量が減るという利点はあるが、長焦点距離端での球面収差、コマ収差の補正が困難になる。
条件式（２）の下限を超えると、第１ａレンズ群Ｇ１ａのパワーが強くなりすぎて、歪曲収差、非点収差の補正が困難になる。
条件式（３）は、第１ａレンズ群Ｇ１ａ中の３枚の負レンズ１１、１２、１３のパワーバランスを規定している。条件式（３）を満足することで、第１レンズ群Ｇ１の径を小さくしてレンズ全系をコンパクト化し、硝材をコストダウンし、短焦点距離端での非点収差や歪曲収差を良好に補正することができる。
条件式（３）の上限を超えると、第１ａレンズ群Ｇ１ａ中の負レンズ１１のパワーが強くなりすぎて、負レンズ１１の曲率半径が小さくなって硝材のコストアップに繋がる。また短焦点距離端での非点収差の補正が困難になる。
条件式（３）の下限を超えると、第１ａレンズ群Ｇ１ａ中の負レンズ１１のパワーが弱くなりすぎて、第１レンズ群Ｇ１が大径化することによりレンズ全系が大型化する。また短焦点距離端での歪曲収差の補正が困難になる。
次に具体的な数値実施例１−９を示す。縦収差図及び横収差図並びに表中において、ｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、FNO.はＦナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角（゜）、Yは像高、fB はバックフォーカス、Lはレンズ全長、rは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、N(d)はｄ線に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数、「E-a」は「×10-a」を示す。Ｆナンバー、焦点距離、半画角、像高、バックフォーカス、レンズ全長及び変倍に伴って間隔が変化するレンズ間隔ｄは、短焦点距離端−中間焦点距離−長焦点距離端の順に示している。
回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数、ｘはサグ量）
［数値実施例１］
図１〜図６と表１〜表４は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例１を示している。図１は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図２はその縦収差図、図３はその横収差図であり、図４は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図５はその縦収差図、図６はその横収差図である。表１は面データ、表２は各種データ、表３は非球面データ、表４はレンズ群データである。
本数値実施例１のズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、及び正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２からなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力の第１ａレンズ群Ｇ１ａ、及び正の屈折力の第１ｂレンズ群Ｇ１ｂからなる。
第１ａレンズ群Ｇ１ａは、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２、及び物体側に凸の負メニスカスレンズ１３からなる。最も物体側の負メニスカスレンズ１１は、ガラスレンズの像側の面に合成樹脂材料による非球面層が接着形成されたハイブリッドレンズである。
第１ｂレンズ群Ｇ１ｂは、物体側に凸の正メニスカス単レンズ１４からなる。正メニスカス単レンズ１４（第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ）は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ（フォーカスレンズ群）である。つまり、無限遠物体から有限距離物体へ合焦させるに際し、正メニスカス単レンズ１４（第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ）を像側に移動してフォーカシングを行う。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズ２１、物体側から順に位置する両凸正レンズ２２と両凹負レンズ２３の接合レンズ、及び両凸正レンズ２４からなる。両凸正レンズ２１と両凸正レンズ２４はともにその両面が非球面である。第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ（第１レンズ群Ｇ１）と第２レンズ群Ｇ２の間に位置する絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と一体に移動する。第２レンズ群Ｇ２（両凸正レンズ２４）の後方（像面Ｉとの間）には、光学フィルタＯＰとカバーガラスＣＧが配置されている。
（表１）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 26.218 1.637 1.69680 55.5
2 13.873 0.177 1.52972 42.7
3* 12.067 1.000
4 16.556 1.200 1.77250 49.6
5 8.739 3.611
6 520.355 1.200 1.77251 49.6
7 15.115 4.435
8 20.342 2.243 1.84666 23.8
9 56.198 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 7.708 5.800 1.49842 76.7
12* -34.307 0.304
13 11.901 2.747 1.49700 81.6
14 -14.016 1.000 1.83400 37.3
15 9.400 0.435
16* 17.216 2.266 1.55332 71.7
17* -24.807 d17
18 ∞ 0.500 1.51633 64.1
19 ∞ 0.620
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表２）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.89
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.7 4.6
f 5.14 10.01 14.83
W 46.1 25.4 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.05 52.14 52.33
d9 21.817 6.354 1.049
d17 9.026 14.577 20.071
（表３）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.6937E-04 -0.1141E-06 -0.4468E-08
11 0.000 -0.8088E-04 -0.1122E-05
12 0.000 0.3633E-03 -0.7727E-05 0.2257E-06
16 0.000 0.6590E-03 -0.1992E-04
17 0.000 0.7315E-03 0.2868E-05
（表４）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.97
2 11 13.65
［数値実施例２］
図７〜図１２と表５〜表８は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例２を示している。図７は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図８はその縦収差図、図９はその横収差図であり、図１０は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図１１はその縦収差図、図１２はその横収差図である。表５は面データ、表６は各種データ、表７は非球面データ、表８はレンズ群データである。
この数値実施例２のレンズ構成は、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
（表５）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 20.575 1.637 1.77250 49.6
2 15.231 0.200 1.52972 42.7
3* 12.272 1.887
4 21.964 1.200 1.80420 46.5
5 8.675 3.450
6 694.331 1.200 1.77250 49.6
7 12.094 2.516
8 15.943 2.621 1.84666 23.8
9 69.080 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 7.995 4.961 1.49700 81.6
12* -33.582 0.257
13 14.582 2.184 1.49700 81.6
14 -16.807 2.020 1.83400 37.3
15 10.520 0.353
16* 15.493 3.012 1.55332 71.7
17* -22.403 d17
18 ∞ 0.500 1.51633 64.1
19 ∞ 0.620
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表６）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.90
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.7 4.5
f 5.14 10.00 14.91
W 46.2 25.5 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 61.99 53.19 53.97
d9 21.697 7.096 2.015
d17 9.646 15.449 21.306
（表７）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.5962E-04 -0.2397E-06 -0.3978E-08
11 0.000 -0.5955E-04 -0.8318E-06
12 0.000 0.3204E-03 -0.5790E-05 0.1556E-06
16 0.000 0.4113E-03 -0.1270E-04
17 0.000 0.5306E-03 0.4139E-05
（表８）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.37
2 11 13.58
［数値実施例３］
図１３〜図１８と表９〜表１２は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例３を示している。図１３は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図１４はその縦収差図、図１５はその横収差図であり、図１６は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図１７はその縦収差図、図１８はその横収差図である。表９は面データ、表１０は各種データ、表１１は非球面データ、表１２はレンズ群データである。
この数値実施例３のレンズ構成は、以下の点を除き、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
（１）第１ａレンズ群Ｇ１ａの負レンズ１３が両凹負レンズである。
（表９）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 19.363 1.637 1.77250 47.9
2 14.885 0.200 1.52972 42.7
3* 12.109 1.939
4 20.859 1.200 1.80400 41.0
5 8.493 3.654
6 -200.369 1.200 1.77250 49.6
7 11.922 2.311
8 15.842 2.696 1.84666 23.8
9 91.781 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 8.005 5.288 1.49700 81.6
12* -33.215 0.296
13 14.374 2.222 1.49700 81.6
14 -15.861 2.020 1.83400 37.3
15 10.479 0.339
16* 15.281 2.726 1.55332 71.7
17* -21.897 d17
18 ∞ 0.500 1.51633 64.1
19 ∞ 0.620
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表１０）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.90
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.7 4.5
f 5.14 10.00 14.91
W 46.1 25.5 17.4
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.00 53.32 54.15
d9 21.564 7.074 2.039
d17 9.560 15.372 21.229
（表１１）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.6380E-04 -0.1851E-06 -0.4616E-08
11 0.000 -0.6157E-04 -0.7887E-06
12 0.000 0.3298E-03 -0.5525E-05 0.1536E-06
16 0.000 0.4683E-03 -0.1224E-04
17 0.000 0.5678E-03 0.4558E-05
（表１２）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.32
2 11 13.53
［数値実施例４］
図１９〜図２４と表１３〜表１６は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例４を示している。図１９は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図２０はその縦収差図、図２１はその横収差図であり、図２２は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図２３はその縦収差図、図２４はその横収差図である。表１３は面データ、表１４は各種データ、表１５は非球面データ、表１６はレンズ群データである。
この数値実施例４のレンズ構成は、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
（表１３）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 31.880 1.637 1.69680 55.5
2 13.612 0.167 1.52972 42.7
3* 11.743 1.000
4 15.951 1.200 1.77250 49.6
5 8.904 3.415
6 173.586 1.200 1.77251 49.6
7 15.444 4.416
8 20.405 2.245 1.84666 23.8
9 56.532 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 7.694 5.814 1.49833 76.1
12* -33.767 0.303
13 11.864 2.725 1.49700 81.6
14 -13.660 1.000 1.83400 37.3
15 9.319 0.438
16* 17.172 2.288 1.55332 71.7
17* -24.667 d17
18 ∞ 0.500 1.51633 64.1
19 ∞ 0.620
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表１４）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.88
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.7 4.5
f 5.14 10.01 14.81
W 46.2 25.4 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.07 51.89 51.96
d9 22.064 6.370 1.000
d17 9.004 14.520 19.959
（表１５）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.7761E-04 -0.1597E-06 -0.5268E-08
11 0.000 -0.8177E-04 -0.1170E-05
12 0.000 0.3629E-03 -0.7950E-05 0.2269E-06
16 0.000 0.6701E-03 -0.2037E-04
17 0.000 0.7333E-03 0.2848E-05
（表１６）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.10
2 11 13.70
［数値実施例５］
図２５〜図３０と表１７〜表２０は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例５を示している。図２５は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図２６はその縦収差図、図２７はその横収差図であり、図２８は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図２９はその縦収差図、図３０はその横収差図である。表１７は面データ、表１８は各種データ、表１９は非球面データ、表２０はレンズ群データである。
この数値実施例５のレンズ構成は、数値実施例３のレンズ構成と同様である。
（表１７）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 22.339 1.640 1.77250 49.6
2 14.420 0.200 1.52972 42.7
3* 11.978 1.440
4 17.550 1.200 1.80420 46.5
5 8.600 3.860
6 -447.347 1.200 1.77250 49.6
7 12.800 2.763
8 16.900 2.529 1.84666 23.8
9 68.597 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 7.991 5.220 1.49700 81.6
12* -33.330 0.280
13 14.372 2.420 1.49700 81.6
14 -16.821 2.020 1.83400 37.3
15 9.930 0.390
16* 15.811 2.290 1.55332 71.7
17* -20.704 d17
18 ∞ 0.500 1.51633 64.1
19 ∞ 0.620
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表１８）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.89
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.7 4.6
f 5.14 10.00 14.86
W 46.2 25.5 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.02 53.16 53.91
d9 21.728 7.057 1.988
d17 9.687 15.505 21.317
（表１９）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.6621E-04 -0.1494E-06 -0.4856E-08
11 0.000 -0.6786E-04 -0.9051E-06
12 0.000 0.3234E-03 -0.5863E-05 0.1604E-06
16 0.000 0.4793E-03 -0.1440E-04
17 0.000 0.5626E-03 0.2871E-05
（表２０）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.39
2 11 13.62
［数値実施例６］
図３１〜図３６と表２１〜表２４は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例６を示している。図３１は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図３２はその縦収差図、図３３はその横収差図であり、図３４は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図３５はその縦収差図、図３６はその横収差図である。表２１は面データ、表２２は各種データ、表２３は非球面データ、表２４はレンズ群データである。
この数値実施例６のレンズ構成は、数値実施例３のレンズ構成と同様である。
（表２１）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 20.310 1.637 1.80400 39.7
2 15.604 0.200 1.52972 42.7
3* 12.698 1.505
4 18.240 1.200 1.83481 41.5
5 8.984 4.375
6 -70.473 1.518 1.77250 49.6
7 13.085 3.000
8 19.220 2.562 1.84666 23.8
9 163.157 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 8.612 5.110 1.49700 81.6
12* -47.815 0.297
13 16.646 3.694 1.49700 81.6
14 -14.006 2.020 1.83400 37.3
15 11.153 0.278
16* 14.185 2.410 1.55332 71.7
17* -19.638 d17
18 ∞ 0.500 1.51633 64.1
19 ∞ 0.620
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表２２）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.90
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.6 4.5
f 5.14 10.01 14.89
W 46.0 25.4 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 67.12 56.97 57.40
d9 24.161 8.022 2.432
d17 9.998 15.997 22.015
（表２３）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.6151E-04 -0.1687E-06 -0.2832E-08
11 0.000 -0.4515E-04 -0.6491E-06
12 0.000 0.2141E-03 -0.3737E-05 0.9595E-07
16 0.000 0.3267E-03 -0.6583E-05
17 0.000 0.4926E-03 0.5546E-05
（表２４）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.76
2 11 14.50
［数値実施例７］
図３７〜図４２と表２５〜表２８は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例７を示している。図３７は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図３８はその縦収差図、図３９はその横収差図であり、図４０は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図４１はその縦収差図、図４２はその横収差図である。表２５は面データ、表２６は各種データ、表２７は非球面データ、表２８はレンズ群データである。
この数値実施例７のレンズ構成は、以下の点を除き、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
（１）第１ａレンズ群Ｇ１ａの負メニスカスレンズ１１が球面レンズである（ハイブリッドレンズではない）。
（２）第１ａレンズ群Ｇ１ａの負メニスカスレンズ１２の両面が非球面である。
（３）第２レンズ群Ｇ２が、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ２１’、両凸正レンズ２２’、物体側から順に位置する両凸正レンズ２３’と両凹負レンズ２４’の接合レンズ、及び両凸正レンズ２５’からなる。両凸正レンズ２２’と両凸正レンズ２５’はともにその両面が非球面である。
（表２５）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 23.830 1.637 1.77250 49.6
2 11.916 2.427
3* 35.080 1.200 1.75501 51.2
4* 10.970 2.422
5 54.804 1.200 1.72916 54.7
6 13.355 4.078
7 19.133 2.326 1.84666 23.8
8 56.141 d8
9絞 ∞ 1.000
10 7.183 2.148 1.48749 70.4
11 61.161 0.500
12* 20.601 1.697 1.49700 81.6
13* -41.681 0.262
14 20.230 2.463 1.49700 81.6
15 -7.342 1.000 1.80610 40.7
16 10.740 0.610
17* 19.100 1.717 1.55332 71.7
18* -19.802 d18
19 ∞ 0.550 1.51680 64.2
20 ∞ 2.020
21 ∞ 0.500 1.51680 64.2
22 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表２６）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.89
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 4.6 4.5
f 5.14 10.01 14.86
W 46.5 25.6 17.6
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.04 51.47 51.41
d8 23.214 7.158 1.625
d18 8.541 14.028 19.494
（表２７）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 0.6249E-04
4 0.000 0.3620E-04
12 0.000 -0.5518E-03 -0.2019E-04
13 0.000 -0.4738E-03 -0.2935E-04 0.4923E-06
17 0.000 0.4300E-03 -0.1017E-04
18 0.000 0.8541E-03 0.1609E-04
（表２８）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.27
2 10 13.83
［数値実施例８］
図４３〜図４８と表２９〜表３２は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例８を示している。図４３は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図４４はその縦収差図、図４５はその横収差図であり、図４６は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図４７はその縦収差図、図４８はその横収差図である。表２９は面データ、表３０は各種データ、表３１は非球面データ、表３２はレンズ群データである。
この数値実施例８のレンズ構成は、数値実施例３のレンズ構成と同様である。
（表２９）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 25.697 1.637 1.77250 49.6
2 14.523 0.200 1.52972 42.7
3* 12.085 0.480
4 14.171 1.200 1.80420 46.5
5 8.837 3.906
6 -291.177 1.200 1.77250 49.6
7 12.932 3.973
8 19.885 2.370 1.84666 23.8
9 76.387 d9
10絞 ∞ 1.000
11* 7.720 5.675 1.49700 81.6
12* -35.514 0.286
13 13.352 2.597 1.49700 81.6
14 -14.630 2.020 1.83400 37.3
15 9.410 0.413
16* 15.972 1.856 1.55332 71.7
17* -20.979 d17
18 ∞ 0.550 1.51633 64.1
19 ∞ 2.020
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表３０）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.89
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.7 4.5
f 5.14 10.01 14.86
W 46.0 25.4 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.05 51.99 52.09
d9 22.178 6.634 1.277
d17 7.461 12.940 18.400
（表３１）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.7795E-04 -0.1683E-06 -0.4214E-08
11 0.000 -0.7397E-04 -0.3595E-06
12 0.000 0.3652E-03 -0.5995E-05 0.2598E-06
16 0.000 0.5956E-03 -0.1834E-04
17 0.000 0.6814E-03 0.1502E-05
（表３２）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.08
2 11 13.59
［数値実施例９］
図４９〜図５４と表３３〜表３６は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例９を示している。図４９は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図５０はその縦収差図、図５１はその横収差図であり、図５２は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図５３はその縦収差図、図５４はその横収差図である。表３３は面データ、表３４は各種データ、表３５は非球面データ、表３６はレンズ群データである。
この数値実施例９のレンズ構成は、以下の点を除き、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
（１）第２レンズ群Ｇ２が、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ２１’、両凸正レンズ２２’、物体側から順に位置する両凸正レンズ２３’と両凹負レンズ２４’の接合レンズ、及び両凸正レンズ２５’からなる。両凸正レンズ２２’と両凸正レンズ２５’はともにその両面が非球面である。
（表３３）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 24.013 1.637 1.77250 49.6
2 14.571 0.200 1.52972 42.7
3* 11.842 1.683
4 19.641 1.200 1.80420 46.5
5 9.766 2.985
6 118.199 1.200 1.77250 49.6
7 11.391 3.494
8 17.332 2.489 1.84666 23.8
9 62.012 d9
10絞 ∞ 1.000
11 8.814 1.943 1.48749 70.4
12 110.518 0.500
13* 19.869 1.600 1.49700 81.6
14* -135.131 0.292
15 14.345 2.602 1.49700 81.6
16 -11.350 3.048 1.80610 40.7
17 7.191 0.312
18* 8.878 2.224 1.55332 71.7
19* -20.499 d19
20 ∞ 0.500 1.51633 64.1
21 ∞ 0.620
22 ∞ 0.500 1.51633 64.1
23 ∞ -
＊は回転対称非球面である。
（表３４）
各種データ
ズーム比（変倍比） 2.88
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 2.8 3.6 4.5
f 5.14 10.00 14.81
W 45.7 25.3 17.5
Y 4.65 4.65 4.65
fB 0.53 0.53 0.53
L 62.01 52.41 52.72
d9 22.329 7.129 1.913
d19 9.127 14.721 20.252
（表３５）
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である）
面番号 K A4 A6 A8
3 0.000 -0.7476E-04 -0.1420E-06 -0.5522E-08
13 0.000 -0.2224E-03 -0.8780E-05
14 0.000 -0.1259E-03 -0.1301E-04 0.1531E-06
18 0.000 0.3293E-03 -0.1557E-05
19 0.000 0.5540E-03 0.1037E-04
（表３６）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.82
2 11 13.60
各数値実施例の各条件式に対する値を表３７に示す。
（表３７）
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
条件式（１） -0.47 -0.62 -0.71 -0.47 -0.60
条件式（２） -4.84 -3.72 -3.59 -4.82 -3.94
条件式（３） -1.58 -3.00 -3.41 -1.17 -2.16
実施例６ 実施例７ 実施例８ 実施例９
条件式（１） -0.79 -0.49 -0.59 -0.56
条件式（２） -3.91 -4.47 -4.31 -4.03
条件式（３） -3.21 -1.43 -1.53 -1.79
表３７から明らかなように、数値実施例１〜数値実施例９は、条件式（１）ないし（３）を満足しており、また諸収差図から明らかなように諸収差は比較的よく補正されている。
Ｇ１ 負の屈折力の第１レンズ群
Ｇ１ａ 負の屈折力の第１ａレンズ群
１１ 負レンズ（像側に凹の負レンズ）
１２ 負レンズ（像側に凹の負レンズ）
１３ 負レンズ（像側に凹の負レンズ）
Ｇ１ｂ 正の屈折力の第１ｂレンズ群
１４ 正単レンズ
Ｇ２ 正の屈折力の第２レンズ群
２１ 正レンズ
２２ 正レンズ
２３ 負レンズ
２４ 正レンズ
２１’ 正レンズ
２２’ 正レンズ
２３’ 正レンズ
２４’ 負レンズ
２５’ 正レンズ
Ｓ 絞り
ＯＰ 光学フィルタ
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 像面

Claims (12)

  1. 物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群及び正の屈折力の第２レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群が互いの間隔が減少するように移動するズームレンズ系において、
    第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力の第１ａレンズ群及び正の屈折力の第１ｂレンズ群からなり、この第１ｂレンズ群は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群であること；
    第１ａレンズ群は、像側に凹の３枚の負レンズからなること；及び
    次の条件式（３）を満足すること；
    を特徴とするズームレンズ系。
    （３）−３．５＜ｆＬ１／（ｆＬ２・ｆＬ３） 1/2 ＜−１．０
    但し、
    ｆＬｎ：第１ａレンズ群中の物体側からｉ番目の負レンズの焦点距離（ｉ＝１、２、３）。
  2. 請求項１記載のズームレンズ系において、第１ｂレンズ群は正単レンズからなるズームレンズ系。
  3. 請求項２記載のズームレンズ系において、次の条件式（１）を満足するズームレンズ系。
    （１）−１＜ＳＦ＜０
    但し、
    ＳＦ＝（ｂｒ１−ｂｒ２）／（ｂｒ１＋ｂｒ２）
    ｂｒ１：第１ｂレンズの正単レンズの物体側の面の曲率半径、
    ｂｒ２：第１ｂレンズの正単レンズの像側の面の曲率半径。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のズームレンズ系において、次の条件式（２）を満足するズームレンズ系。
    （２）−５．０＜ｆ１ｂ／ｆ１ａ＜−３．５
    但し、
    ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離、
    ｆ１ａ：第１ａレンズ群の焦点距離。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第１ａレンズ群中の３枚の負レンズのいずれかに非球面が含まれているズームレンズ系。
  6. 請求項５記載のズームレンズ系において、第１ａレンズ群中の最も物体側の負レンズは、ガラスレンズの像側の面に合成樹脂材料による非球面層が接着形成されたハイブリッドレンズであるズームレンズ系。
  7. 請求項５記載のズームレンズ系において、第１ａレンズ群中の物体側から２番目の負レンズは、少なくとも１面が非球面であるズームレンズ系。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第１レンズ群中、第２レンズ群中にそれぞれ少なくとも１枚の非球面レンズが含まれているズームレンズ系。
  9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第２レンズ群は、少なくとも３枚の正レンズを有するズームレンズ系。
  10. 請求項１ないし９のいずれか１項記載のズームレンズ系において、無限遠物体合焦状態における短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１ａレンズ群と第１ｂレンズ群の空気間隔が不変であるズームレンズ系。
  11. 請求項１ないし１０のいずれか１項記載のズームレンズ系において、第１レンズ群と第２レンズ群の間に絞りが位置しているズームレンズ系。
  12. 請求項１ないし１１のいずれか１項記載のズームレンズ系によって形成される像を電気的信号に変換する撮像素子を備えたことを特徴とする光学機器。
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