JPWO2015019604A1 - ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 - Google Patents

ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 Download PDF

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Abstract

光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群(G1)と、負の屈折力を持つ第2レンズ群(G2)と、正の屈折力を持つ第3レンズ群(G3)と、正の屈折力を持つ第4レンズ群(G4)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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群(G1)が移動し、第1レンズ群(G1)は、1組の接合レンズからなり、第3レンズ群(G3)は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなり、望遠端状態におけるズームレンズ(ZL)の全長をTLとし、望遠端状態におけるズームレンズ(ZL)の焦点距離をftとしたとき、条件式0.50<TL/ft<1.28を満足する。

Description

本発明は、ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法に関する。
近年、高変倍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)。今後、デジタルカメラにおいても、高倍率ズームレンズを要求される(例えば、特許文献2参照)。
特開2012−113296号公報 特開2012−093761号公報
ズームレンズにおいては、従来のものよりも更なる小型化が期待されている。また、従来のズームレンズの光学性能は十分でないという課題があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、小型で、高変倍のズームレンズ、光学機器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。
本発明はまた、高い光学性能を有するズームレンズ、光学機器及びこのズームレンズの製造方法を提供することを目的とする。
第1の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群は、1組の接合レンズからなり、前記第3レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなり、以下の条件式を満足する。
0.50 < TL/ft < 1.28
但し、
TL:望遠端状態における前記ズームレンズの全長
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、以下の条件式を満足する。
0.1 < fG1/fG4 < 1.0
10.0 < ft/dG1 < 16.0
但し、
fG1:前記第1レンズ群の焦点距離
fG4:前記第4レンズ群の焦点距離
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
dG1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、次式の条件を満足する。
0.050 < ΣD2/ft < 0.115
4.3 < f4/fw < 6.8
但し、
ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、次式の条件を満足する。
−0.25 < M2/fw < 1.10
3.0 < fL2/fw < 4.5
但し、
M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
fw:広角端状態における全系の焦点距離
fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、以下の条件式を満足する。
−1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
−2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
但し、
G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群は、一旦像面側へ移動した後に、物体側へ移動する。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第4レンズ群は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動する。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、以下の条件式を満足する。
1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10
但し、
fG1: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
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群は、負レンズと、負レンズと、正レンズから構成されている。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、1枚の正レンズから構成されている。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第1の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第1の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、以下の条件式を満足する。
0.1 < fG1/fG4 < 1.0
10.0 < ft/dG1 < 16.0
但し、
fG1:前記第1レンズ群の焦点距離
fG4:前記第4レンズ群の焦点距離
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
dG1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、次式の条件を満足する。
0.050 < ΣD2/ft < 0.115
4.3 < f4/fw < 6.8
但し、
ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、次式の条件を満足する。
−0.25 < M2/fw < 1.10
3.0 < fL2/fw < 4.5
但し、
M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
fw:広角端状態における全系の焦点距離
fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、以下の条件式を満足する。
−1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
−2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
但し、
G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、負レンズと、正レンズから構成されている。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズから構成されている。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群は、負レンズと、負レンズと、正レンズから構成されている。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、1枚の正レンズから構成されている。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、以下の条件式を満足する。
1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10
但し、
fw:広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第4レンズ群は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動する。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群は、一旦像面側へ移動した後に、物体側へ移動する。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第2の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第3の本発明に係るズームレンズは、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、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、次式の条件を満足する。
0.050 < ΣD2/ft < 0.115
4.3 < f4/fw < 6.8
但し、
ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、1枚の正の屈折力を有する単レンズ及び1枚の負の屈折力を有する単レンズから構成されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
0.50 < TLt/ft < 1.40
但し、
TLt:望遠端状態における光学全長
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
0.16 < (−f2)/f1 < 0.40
但し:
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
0.70 < f4/f1 < 1.40
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が移動する。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、接合されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ、前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、各々が空気間隔で分離されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、1枚の正の屈折力を有する単レンズから構成されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群を構成する前記正の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面は、非球面形状に形成されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズのレンズ面のうちの少なくとも一面は、非球面形状に形成されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されている。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群を構成するレンズの媒質は、プラスチック樹脂である。
第3の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第4レンズ群が光軸に沿って移動する。
第4の本発明に係るズームレンズは、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、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズからなり、次式の条件を満足する。
−0.25 < M2/fw < 1.10
3.0 < fL2/fw < 4.5
但し、
M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
fw:広角端状態における全系の焦点距離
fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、1枚の正の屈折力を有する単レンズ及び1枚の負の屈折力を有する単レンズから構成されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、負の屈折力を有するレンズを有し、次式の条件を満足する。
−4.5 < (R72+R71)/(R72−R71) < −0.1
但し、
R71:前記第3レンズ群に含まれる前記負の屈折力を有するレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
R72:前記第3レンズ群に含まれる前記負の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面の曲率半径
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
0.50 < TLt/ft < 1.40
但し、
TLt:望遠端状態における光学全長
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
0.16 < (−f2)/f1 < 0.40
但し:
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
0.70 < f4/f1 < 1.40
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
4.0 < f1/fw < 6.5
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
−0.4 < M3/ft < −0.05
但し、
M3:前記第3レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなる。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、次式の条件を満足する。
1.55 < (R52+R51)/(R52−R51) < 3.65
但し、
R51:前記第2レンズ群において最も像面側に位置するレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
R52:前記第2レンズ群において最も像面側に位置するレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ、前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、各々が空気間隔で分離されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズのレンズ面のうちの少なくとも一面は、非球面形状に形成されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、接合されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が移動する。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、正の屈折力を有するレンズから構成されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群を構成する前記正の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面は、非球面形状に形成されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されている。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群を構成するレンズの媒質は、プラスチック樹脂である。
第4の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第4レンズ群が光軸に沿って移動する。
第5の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、以下の条件式を満足する。
−1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
−2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
但し、
G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、以下の条件式を満足する。
1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10
但し、
fG1: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
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、正レンズから構成されている。
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第4レンズ群は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動する。
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第4レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第5の本発明に係るズームレンズにおいて、好ましくは、前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有している。
第1の本発明に係る光学機器は、上記第1の発明に係るズームレンズを搭載して構成される。同様に、第2の本発明に係る光学機器は、上記第2の発明に係るズームレンズを搭載して構成され、第3の本発明に係る光学機器は、上記第3の発明に係るズームレンズを搭載して構成され、第4の本発明に係る光学機器は、上記第4の発明に係るズームレンズを搭載して構成され、第5の本発明に係る光学機器は、上記第5の発明に係るズームレンズを搭載して構成される。
第1の本発明に係るズームレンズの製造方法は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群は、1組の接合レンズからなり、前記第3レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
0.50 < TL/ft < 1.28
但し、
TL:望遠端状態における前記ズームレンズの全長
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
第2の本発明に係るズームレンズの製造方法は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
0.1 < fG1/fG4 < 1.0
10.0 < ft/dG1 < 16.0
但し、
fG1:前記第1レンズ群の焦点距離
fG4:前記第4レンズ群の焦点距離
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
dG1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
第3の本発明に係るズームレンズの製造方法は、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、を有するズームレンズの製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、前記第1レンズ群に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置し、前記第2レンズ群に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置し、次式の条件を満足するようにレンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
0.050 < ΣD2/ft < 0.115
4.3 < f4/fw < 6.8
但し、
ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
第4の本発明に係るズームレンズの製造方法は、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、を有するズームレンズの製造方法であって、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、前記第1レンズ群に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置し、次式の条件を満足するようにレンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
−0.25 < M2/fw < 1.10
3.0 < fL2/fw < 4.5
但し、
M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
fw:広角端状態における全系の焦点距離
fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
第5の本発明に係るズームレンズの製造方法は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
−1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
−2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
但し、
G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
いずれかの本発明によれば、小型で、高変倍のズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法を提供することができる。
また、いずれかの本発明によれば、良好な光学性能を有するズームレンズ、光学機器及びこのズームレンズの製造方法を提供することができる。
第1実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第1実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図2(a)は第1実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図2(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第1実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図3(a)は第1実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図3(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第2実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図5(a)は第2実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図5(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図6(a)は第2実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図6(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第3実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図8(a)は第3実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図8(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図9(a)は第3実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図9(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第4実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図11(a)は第4実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図11(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図12(a)は第4実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図12(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 図13(a)は第1および第2の実施形態に係るズームレンズを用いたデジタルスチルカメラの正面図であり、図13(b)はこのデジタルスチルカメラの背面図である。 図13(a)中の矢印A−A´に沿った断面図である。 第1の実施形態に係るズームレンズの製造方法を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係るズームレンズの製造方法を示すフローチャートである。 第5実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図であって、図17(a)は広角端状態を示し、図17(b)は中間焦点距離状態を示し、図17(c)は望遠端状態を示す。 第5実施例に係るズームレンズの諸収差図であって、図18(a)は広角端状態を示し、図18(b)は中間焦点距離状態を示し、図18(c)は望遠端状態を示す。 第6実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図であって、図19(a)は広角端状態を示し、図19(b)は中間焦点距離状態を示し、図19(c)は望遠端状態を示す。 第6実施例に係るズームレンズの諸収差図であって、図20(a)は広角端状態を示し、図20(b)は中間焦点距離状態を示し、図20(c)は望遠端状態を示す。 第7実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図であって、図21(a)は広角端状態を示し、図21(b)は中間焦点距離状態を示し、図21(c)は望遠端状態を示す。 第7実施例に係るズームレンズの諸収差図であって、図22(a)は広角端状態を示し、図22(b)は中間焦点距離状態を示し、図22(c)は望遠端状態を示す。 第8実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図であって、図23(a)は広角端状態を示し、図23(b)は中間焦点距離状態を示し、図23(c)は望遠端状態を示す。 第8実施例に係るズームレンズの諸収差図であって、図24(a)は広角端状態を示し、図24(b)は中間焦点距離状態を示し、図24(c)は望遠端状態を示す。 第9実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図であって、図25(a)は広角端状態を示し、図25(b)は中間焦点距離状態を示し、図25(c)は望遠端状態を示す。 第9実施例に係るズームレンズの諸収差図であって、図26(a)は広角端状態を示し、図26(b)は中間焦点距離状態を示し、図26(c)は望遠端状態を示す。 第3および第4の実施形態に係るズームレンズを搭載するカメラの断面図である。 第3の実施形態に係るズームレンズの製造方法を説明するためのフローチャートである。 第4の実施形態に係るズームレンズの製造方法を説明するためのフローチャートである。 第10実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第10実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図31(a)は第1実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図31(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第10実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図32(a)は第1実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図32(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第11実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第11実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図34(a)は第2実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図34(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第11実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図35(a)は第2実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図35(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第12実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第12実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図37(a)は第3実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図37(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第12実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図38(a)は第3実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図38(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第13実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第13実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図40(a)は第4実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図40(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第13実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図41(a)は第4実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図41(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第14実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第14実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図43(a)は第5実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図43(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第14実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図44(a)は第5実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図44(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第15実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までの各群の移動軌跡(矢印)を示す図である。 第15実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図46(a)は第6実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図46(b)は広角端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第15実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、図47(a)は第6実施例の望遠端側の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図47(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 図48(a)は第5の実施形態に係るズームレンズを用いたデジタルスチルカメラの正面図であり、図48(b)はこのデジタルスチルカメラの背面図である。 図48(a)中の矢印A−A´に沿った断面図である。 第5の実施形態に係るズームレンズの製造方法を説明するためのフローチャートである。
発明を実施するための形態(第1および第2の実施形態)
まず、第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。第1の実施形態に係るズームレンズZLは、図1に示すように、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍(ズーミング)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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群G1が移動し、第1レンズ群G1は、1組の接合レンズからなり、第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなり、次の条件式(1)を満足する。
0.5 < TL/ft < 1.28 …(1)
但し、
TL:望遠端状態におけるズームレンズZLの全長
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離
また、第1の実施形態に係るズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群を移動させる構成により、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。
第1レンズ群G1を、1組の接合レンズから構成することにより、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差を良好に補正することが可能となり、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが可能となる。また、1つのレンズ成分から第1レンズ群G1を構成することにより、小型化を図ることができる。さらに、接合レンズのみから第1レンズ群G1を構成することにより、複数のレンズを並べて配置するよりも製造が容易となる。なお、第1レンズ群G1の前記1組の接合レンズは、物体側から順に並んだ、負レンズと、正レンズとを貼り合わせて構成されていることが好ましい。
第3レンズ群G3を、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズから構成することにより、ズーミングによる球面収差、軸上色収差の変動を良好に補正することが可能となる。また、2つのレンズから第3レンズ群G3を構成することにより、小型化を図ることができる。なお、第3レンズ群G3の最も物体側のレンズ面は、物体側に凸形状とするのが好ましい。
上述の条件式(1)は、望遠端状態におけるズームレンズZLの全長TL(望遠端状態における光軸上でのレンズ最前面から近軸像面までの距離)と、望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離ftとの比率を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差の量が増大し、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(1)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1の後方の各群にて発生する非点収差が増大し、結果としてズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(1)を満足することにより、小型で、高変倍でありながら、諸収差が良好に補正されたズームレンズZLを達成することができる。
第1の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を1.27とすることが好ましい。第1の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の上限値を1.26とすることが好ましい。第1の実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(1)の上限値を1.25とすることが好ましい。
第1の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の下限値を0.70とすることが好ましい。第1の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の下限値を0.90とすることが好ましい。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第2レンズ群G2は、一旦像面側へ移動した後に、物体側へ移動することが好ましい。この構成にすることにより、望遠端状態における軸上色収差を良好に補正することが可能となる。第2レンズ群G2を変倍の際に像面側に移動するのみの構成とすると、第2レンズ群G2または第3レンズ群G3の移動量を確保することができず、光学性能が低下するおそれや、全長が大型化するおそれがある。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第4レンズ群G4は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動することが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。また、この構成にすることにより、第4レンズ群G4を物体側に移動するのみの構成よりも望遠端状態において第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の光軸上の位置を像面側に近づけることができ、第1レンズ群G1の移動量を減らしたり、各レンズ群の移動機構(筒部材など)の短縮化、つまり全長の小型化をしたりすることが可能である。
第1の実施形態に係るズームレンズZLは、次の条件式(2)を満足することが好ましい。
1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10 …(2)
但し、
fG1:第1レンズ群G1の焦点距離
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの焦点距離
上述の条件式(2)は、広角端状態におけるズームレンズZLの焦点距離fw及び望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離ftを用いて、第1レンズ群G1の焦点距離fG1を規定している。条件式(2)の上限値を上回ると、第1レンズ群G1の後方の各群にて発生する非点収差が増大し、結果としてズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(2)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差の量が増大し、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
第1の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の上限値を2.08とすることが好ましい。第1の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の上限値を2.07とすることが好ましい。
第1の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の下限値を1.30とすることが好ましい。第1の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の下限値を1.50とすることが好ましい。第1の実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(2)の下限値を1.70とすることが好ましい。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、負レンズと、負レンズと、正レンズから構成されていることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。なお、第2レンズ群G2において、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、正レンズと配置してもよい。また、第2レンズ群G2において、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズと配置してもよい。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、1枚の正レンズから構成されていることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第3レンズ群G3は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第1の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、望遠端状態における球面収差を良好に補正することが可能となる。
以上のような構成を備える第1の実施形態に係るズームレンズZLによれば、小型で、高変倍のズームレンズを実現することができる。
図13及び図14に、第1の実施形態に係るズームレンズZLを備える光学機器として、デジタルスチルカメラCAM(光学機器)の構成を示す。このデジタルスチルカメラCAMは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ(ズームレンズZL)の不図示のシャッタが開放されて、ズームレンズZLで被写体(物体)からの光が集光され、像面I(図1参照)に配置された撮像素子C(例えば、CCDやCMOS等)に結像される。撮像素子Cに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラCAMの背後に配置された液晶モニターMに表示される。撮影者は、液晶モニターMを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦B1を押し下げて被写体像を撮像素子Cで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
カメラCAMには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部EF、デジタルスチルカメラCAMの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンB2等が配置されている。ここでは、カメラCAMとズームレンズZLとが一体に成形されたコンパクトタイプのカメラを例示したが、光学機器としては、ズームレンズZLを有するレンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフカメラでも良い。
以上のような構成を備える第1の実施形態に係るカメラCAMによれば、撮影レンズとして上述のズームレンズZLを搭載することにより、小型で、高変倍のカメラを実現することができる。
続いて、図15を参照しながら、第1の実施形態に係るズームレンズZLの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とが並ぶように、各レンズを配置する(ステップST10)。このとき、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群G1が移動するように、各レンズを配置する(ステップST20)。第1レンズ群G1は、1組の接合レンズから構成されるように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST30)。第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズから構成されるように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST40)。そして、次の条件式(1)を満足するように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST50)。
0.50 < TL/ft < 1.28 …(1)
但し、
TL:望遠端状態における前記ズームレンズの全長
ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
ここで、第1の実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図1に示すズームレンズZLでは、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1として、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12とからなる、1組の接合レンズを鏡筒内に組み込んでいる。負の屈折力を持つ第2レンズ群G2として、光軸に沿って物体側から、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第3レンズ群G3として、光軸に沿って物体側から、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第4レンズ群G4として、両凸形状の正レンズL41を鏡筒内に組み込んでいる。また、上記条件式(1)を満足するように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる(条件式(1)の対応値は1.247)。
上記のズームレンズZLの製造方法によれば、小型で、高変倍のズームレンズを製造することができる。
次に、第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。第2の実施形態に係るズームレンズZLは、図1に示すように、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍(ズーミング)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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群G1が移動し、次の条件式(3),(4)を満足する。
0.1 < fG1/fG4 < 1.0 …(3)
10.0 < ft/dG1 < 16.0 …(4)
但し、
fG1:第1レンズ群G1の焦点距離
fG4:第4レンズ群G4の焦点距離
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離
dG1:第1レンズ群G1の光軸上の厚さ
第2の実施形態に係るズームレンズZLは、上述のように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群を移動させる構成により、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。
上述の条件式(3)は、第1レンズ群G1の焦点距離fG1と、第4レンズ群G4の焦点距離fG4との比率を規定している。条件式(3)の上限値を上回ると、第1レンズ群G1の後方の各群にて発生する非点収差が増大し、結果としてズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(3)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差の量が増大し、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
第2の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の上限値を0.98とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(3)の上限値を0.90とすることが好ましい。
第2の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の下限値を0.3とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(3)の下限値を0.6とすることが好ましい。
上述の条件式(4)は、望遠端状態におけるズームレンズの焦点距離ftと、第1レンズ群G1の光軸上の厚さdG1(第1レンズ群G1を構成するレンズの最前面から最終面までの光軸上の距離)との比率を規定している。条件式(4)の上限値を上回ると、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差の量が増大し、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(4)の下限値を下回ると、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3のズーミングによる移動量を確保できなくなるため、これらレンズ群の屈折力を強くせざるを得なくなる。その結果、ズーミングによる球面収差の変動と非点収差の変動を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
第2の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(4)の上限値を15.0とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(4)の上限値を14.0とすることが好ましい。
第2の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(4)の下限値を11.0とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(4)の下限値を12.0とすることが好ましい。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、負レンズと、正レンズから構成されていることが好ましい。この構成により、第1レンズ群G1にて発生する球面収差、倍率色収差を良好に補正することが可能となり、結果として望遠端状態における球面収差、倍率色収差を良好に補正することが可能となる。なお、第1レンズ群G1は、負レンズと、正レンズを物体側からこの順で並ぶように貼り合わせ、1組の接合レンズで構成することがより好ましい。このように1つのレンズ成分から第1レンズ群G1を構成することにより、複数のレンズを並べて配置するよりも製造が容易となる。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズから構成されていることが好ましい。この構成により、ズーミングによる球面収差、軸上色収差の変動を良好に補正することが可能となる。また、2つのレンズから第3レンズ群G3を構成することにより、小型化を図ることができる。なお、第3レンズ群G3の最も物体側のレンズ面は、物体側に凸形状とするのが好ましい。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、負レンズと、負レンズと、正レンズから構成されていることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。なお、第2レンズ群G2において、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、正レンズと配置してもよい。また、第2レンズ群G2において、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズと配置してもよい。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、1枚の正レンズから構成されていることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第2の実施形態に係るズームレンズZLは、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10 …(5)
但し、
fG1:第1レンズ群G1の焦点距離
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの焦点距離
上述の条件式(5)は、広角端状態におけるズームレンズZLの焦点距離fw及び望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離ftを用いて、第1レンズ群G1の焦点距離fG1を規定している。条件式(5)の上限値を上回ると、第1レンズ群G1の後方の各群にて発生する非点収差が増大し、結果としてズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(5)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差の量が増大し、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
第2の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(5)の上限値を2.08とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(5)の上限値を2.07とすることが好ましい。
第2の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(5)の下限値を1.30とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(5)の下限値を1.50とすることが好ましい。第2の実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(5)の下限値を1.70とすることが好ましい。
第2の実施形態に係るズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第4レンズ群G4を、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動させることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。また、この構成にすることにより、第4レンズ群G4を変倍の際に物体側に移動するのみの構成よりも、望遠端状態において第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の光軸上の位置を像面側に近づけることができ、第1レンズ群G1の移動量を減らしたり、各レンズ群の移動機構(筒部材など)の短縮化、つまり全長の小型化をしたりすることが可能となる。
第2の実施形態に係るズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第2レンズ群G2を、一旦像面側へ移動した後に、物体側へ移動させることが好ましい。この構成にすることにより、望遠端状態における軸上色収差を良好に補正することが可能となる。また、第2レンズ群G2を変倍の際に像面側に移動するのみの構成とすると、第2レンズ群G2または第3レンズ群G3の移動量を確保することができず、光学性能が低下するおそれや、全長が大型化するおそれがある。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第3レンズ群G3は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、中間焦点距離状態におけるコマ収差を良好に補正することが可能となる。
第2の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、望遠端状態における球面収差を良好に補正することが可能となる。
以上のような構成を備える第2の実施形態に係るズームレンズZLによれば、小型で、高変倍のズームレンズを実現することができる。
図13及び図14に、第2の実施形態に係るズームレンズZLを備える光学機器として、デジタルスチルカメラCAM(光学機器)の構成を示す。このデジタルスチルカメラCAMは、第1の実施形態のものと同一であり、既にその構成説明を行っているので、ここでの説明は省略する。
以上のような構成を備える第2の実施形態に係るカメラCAMによれば、撮影レンズとして上述のズームレンズZLを搭載することにより、小型で、高変倍のカメラを実現することができる。
続いて、図16を参照しながら、第2の実施形態に係るズームレンズZLの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とが並ぶように、レンズを配置する(ステップST10)。このとき、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群G1が移動するように、各レンズを配置する(ステップST20)。また、次の条件式(3),(4)を満足するように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST30)。
0.1 < fG1/fG4 < 1.0 …(3)
10.0 < ft/dG1 < 16.0 …(4)
但し、
fG1:第1レンズ群G1の焦点距離
fG4:第4レンズ群G4の焦点距離
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離
dG1:第1レンズ群G1の光軸上の厚さ
ここで、第2の実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図1に示すズームレンズZLでは、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1として、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12とからなる、1組の接合レンズを鏡筒内に組み込んでいる。負の屈折力を持つ第2レンズ群G2として、光軸に沿って物体側から、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第3レンズ群G3として、光軸に沿って物体側から、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第4レンズ群G4として、両凸形状の正レンズL41を鏡筒内に組み込んでいる。また、上記条件式(3),(4)を満足するように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる(条件式(3)の対応値は0.881,条件式(4)の対応値は12.471)。
上記のズームレンズZLの製造方法によれば、小型で、高変倍のズームレンズを製造することができる。
第1および第2の実施形態に係る実施例
これより第1および第2の実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表1〜表4を示すが、これらは第1実施例〜第4実施例における各諸元の表である。
なお、第1実施例に係る図1に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、ある実施例に係る図面の参照符号は、他の実施例における同一の参照符号とは異なる構成となっている。
各実施例では収差特性の算出対象として、C線(波長656.2730nm)、d線(波長587.5620nm)、F線(波長486.1330nm)、g線(波長435.8350nm)を選んでいる。
表中の[レンズ諸元]において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序、Rは各光学面の曲率半径、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔、ndは光学部材の材質のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材質のd線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、(可変)は可変の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、(絞りS)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.00000」は省略する。光学面が非球面である場合には、曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示す。
表中の[非球面データ]には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(a)で示す。X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、Rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。
X(y)=(y2/R)/{1+(1−κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8 …(a)
表中の[全体諸元]において、fはレンズ全系の焦点距離、FNoはFナンバー、ωは半画角(最大入射角、単位:°)、Yは像高、Bfは光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離、Bf(空気換算)は光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算したもの、TLはレンズ全長(光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBfを加えたもの)、WLは広角端状態におけるレンズ全長、TLは望遠端状態におけるレンズ全長を示す。
表中の[ズーミングデータ]において、広角端、中間焦点距離(広角端側を中間位置1とし、望遠端側を中間位置2とする)、望遠端の各状態における可変間隔の値Diを示す。なお、Diは、第i面と第(i+1)面の可変間隔を示す。
表中の[ズームレンズ群データ]において、Gは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号、群焦点距離は各群の焦点距離、レンズ構成長は各群の最も物体側のレンズ面から最も像面側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。
表中の[条件式]には、上記の条件式(1),(2)に対応する値を示す。
以下、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、面間隔D、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、ズームレンズ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ので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
(第1実施例)
第1実施例について、図1〜図3及び表1を用いて説明する。第1実施例に係るズームレンズZL(ZL1)は、図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL1においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表1に、第1実施例における各諸元の値を示す。表1における面番号1〜20が、図1に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表1)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.1335 0.40 1.846660 23.80
2 10.8229 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -181.0268 D3(可変)
4 -74.4862 0.30 1.834810 42.73
5 4.8217 1.85
6(非球面) -38.6322 0.70 1.531130 55.90
7(非球面) 8.2801 0.10
8 7.4753 1.05 1.945950 17.98
9 17.5000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.8315 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.3456 0.20
13 357.2080 1.10 1.634940 23.96
14(非球面) 4.7701 D14(可変)
15(非球面) 25.4371 1.30 1.531130 55.90
16 -39.4019 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.29719E-05 3.61922E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -2.15880E-03 3.12591E-05 1.07858E-05 -3.73219E-07
7 1.0000 -2.41357E-03 1.54254E-04 4.62223E-07 0.00000E+00
11 1.0000 -5.32252E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 3.34168E-03 -1.12800E-04 0.00000E+00 0.00000E+00
14 5.5071 -3.15120E-03 -2.67555E-04 -9.73940E-05 0.00000E+00
15 1.0000 8.84897E-05 8.14627E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.10000 17.69999 34.91999
FNo 3.81952 5.20872 6.08863 6.82898
ω 42.09211 25.29917 12.95583 6.63865
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.41999 0.41999 0.41997 0.41994
Bf(空気換算) 1.27809 1.27808 1.27806 1.27803
WL 31.087
TL 43.544

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 1.99608 7.53964 12.05887
D9 9.94216 5.13205 2.83585 0.59009
D14 4.98440 9.29684 11.57322 14.20962
D16 2.64064 2.89064 3.81610 3.56545

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 25.83002 2.8
G2 4 -5.20273 4.0
G3 11 7.73411 3.3
G4 15 29.30751 1.3

[条件式]
条件式(1)TL/ft = 1.247
条件式(2)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.031
条件式(3) fG1/fG4 = 0.881
条件式(4) ft/dG1 = 12.471
条件式(5)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.031
表1から、本実施例に係るズームレンズZL1は、条件式(1)〜(5)を満たすことが分かる。
図2,図3は、第1実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図2(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図2(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図3(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図3(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高を示す。dはd線、gはg線、CはC線、FはF線における収差を示す。また、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示す。これら収差図に関する説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
図2,図3に示す各収差図から明らかなように、第1実施例に係るズームレンズZL1は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第2実施例)
第2実施例について、図4〜図6及び表2を用いて説明する。第2実施例に係るズームレンズZL(ZL2)は、図4に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL2においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表2に、第2実施例における各諸元の値を示す。表2における面番号1〜20が、図4に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表2)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.3990 0.40 1.846660 23.80
2 10.9551 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -148.0387 D3(可変)
4 -75.3049 0.30 1.834810 42.73
5 4.9414 1.85
6(非球面) -38.6026 0.70 1.531130 55.90
7(非球面) 8.1327 0.10
8 7.4470 1.05 1.945950 17.98
9 17.5000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.8990 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.0329 0.20
13 150.0000 1.10 1.635510 23.89
14(非球面) 4.6958 D14(可変)
15(非球面) 26.2260 1.30 1.531130 55.90
16 -37.6379 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.35954E-05 3.52240E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -2.42468E-03 6.73131E-05 9.05900E-06 -4.02301E-07
7 1.0000 -2.61547E-03 1.95582E-04 -1.73855E-06 0.00000E+00
11 1.0000 -9.26677E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.58282E-03 -3.58732E-05 0.00000E+00 0.00000E+00
14 4.3310 -1.72854E-03 -2.39675E-04 -2.66496E-06 0.00000E+00
15 1.0000 5.75499E-05 8.85772E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.10000 17.69999 34.91999
FNo 3.81400 5.19868 6.07570 6.81567
ω 42.09220 25.25186 12.90628 6.61491
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.41999 0.41999 0.41997 0.41994
Bf(空気換算) 1.27809 1.27808 1.27806 1.27803
WL 31.123
TL 43.580

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 1.99608 7.53964 12.05887
D9 9.96046 5.15035 2.85415 0.60839
D14 4.98645 9.29889 11.57527 14.21167
D16 2.65627 2.90627 3.83173 3.58108

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 25.83002 2.8
G2 4 -5.20273 4.0
G3 11 7.73411 3.3
G4 15 29.30751 1.3

[条件式]
条件式(1)TL/ft = 1.248
条件式(2)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.031
条件式(3)fG1/fG4 = 0.881
条件式(4)ft/dG1 = 12.471
条件式(5)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.031
表2から、本実施例に係るズームレンズZL2は、条件式(1)〜(5)を満たすことが分かる。
図5,図6は、第2実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図5(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図5(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図6(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図6(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図5,図6に示す各収差図から明らかなように、第2実施例に係るズームレンズZL2は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第3実施例)
第3実施例について、図7〜図9及び表3を用いて説明する。第3実施例に係るズームレンズZL(ZL3)は、図7に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL3においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表3に、第3実施例における各諸元の値を示す。表3における面番号1〜20が、図7に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表3)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.3926 0.40 1.846660 23.80
2 11.1253 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -188.5599 D3(可変)
4 -110.8316 0.30 1.834810 42.73
5 4.9051 1.90
6(非球面) -33.6723 0.70 1.531130 55.90
7(非球面) 8.9314 0.10
8 7.8592 1.00 1.945950 17.98
9 18.0000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.9086 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.4504 0.20
13 46.8242 1.10 1.635510 23.89
14(非球面) 4.4257 D14(可変)
15(非球面) 28.5749 1.30 1.531130 55.90
16 -34.5274 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.31891E-05 3.67047E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -2.62600E-03 5.99532E-05 8.21675E-06 -3.25393E-07
7 1.0000 -2.78015E-03 1.73673E-04 -7.25525E-07 0.00000E+00
11 1.0000 -1.09066E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.18089E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
14 1.1731 1.93942E-03 3.89327E-04 2.11441E-05 0.00000E+00
15 1.0000 1.59177E-04 6.48193E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.10000 17.70000 34.92000
FNo 3.81236 6.83942 6.06678 5.26535
ω 42.09322 6.68168 13.01848 25.49271
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.59999 0.59999 0.59997 0.59994
Bf(空気換算) 1.45809 1.45808 1.45806 1.45803
WL 31.287
TL 43.536

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 1.58487 7.55020 12.12811
D9 10.19987 5.13906 2.83506 0.57040
D14 4.78750 9.29480 11.17093 14.03750
D16 2.59965 2.84966 3.95153 3.49965

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 26.17906 2.8
G2 4 -5.31537 4.0
G3 11 7.79597 3.3
G4 15 29.64947 1.3

[条件式]
条件式(1)TL/ft = 1.247
条件式(2)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.059
条件式(3) fG1/fG4 = 0.883
条件式(4) ft/dG1 = 12.471
条件式(5)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.059
表3から、本実施例に係るズームレンズZL3は、条件式(1)〜(5)を満たすことが分かる。
図8,図9は、第3実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図8(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図8(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図9(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図9(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図8,図9に示す各収差図から明らかなように、第3実施例に係るズームレンズZL3は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第4実施例)
第4実施例について、図10〜図12及び表4を用いて説明する。第4実施例に係るズームレンズZL(ZL4)は、図10に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凹形状の負レンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL4においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表4に、第4実施例における各諸元の値を示す。表4における面番号1〜20が、図10に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表4)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 13.6018 0.40 1.846660 23.80
2 10.0291 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -311.9862 D3(可変)
4 -85.9677 0.30 1.834810 42.73
5 4.4709 2.00
6(非球面) -51.9445 0.60 1.531130 55.90
7(非球面) 8.4843 0.10
8 8.0908 1.00 1.945950 17.98
9 20.0000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.7526 2.40 1.589130 61.24
12(非球面) -8.7294 0.20
13 -77.3329 0.60 1.634940 23.96
14(非球面) 5.4214 D14(可変)
15(非球面) 27.1715 1.30 1.531130 55.90
16 -35.0002 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.78584E-05 3.60592E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -3.22885E-03 2.15898E-04 -3.33463E-06 0.00000E+00
7 1.0000 -3.66232E-03 2.84074E-04 -7.45119E-06 0.00000E+00
11 1.0000 -5.37880E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.51208E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
14 2.9047 1.77634E-03 1.99194E-04 7.55455E-05 0.00000E+00
15 1.0000 1.64792E-04 5.11434E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.00000 17.70000 34.92000
FNo 3.73119 4.98117 6.09770 6.85529
ω 41.76905 25.66074 13.17878 6.73182
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.60000 0.60000 0.60000 0.60000
Bf(空気換算) 1.45809 1.45809 1.45809 1.45808
WL 31.237
TL 43.601

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 2.01602 6.42120 10.73069
D9 9.71788 4.99023 2.60992 0.57221
D14 4.96639 8.70236 12.25371 15.59826
D16 2.95273 3.79440 4.55360 3.50000

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 23.77593 2.8
G2 4 -4.96037 4.0
G3 11 7.88644 3.2
G4 15 29.01028 1.3

[条件式]
条件式(1)TL/ft = 1.249
条件式(2)fG1/(fw・ft)1/2 = 1.870
条件式(3)fG1/fG4 = 0.820
条件式(4)ft/dG1 = 12.471
条件式(5)fG1/(fw・ft)1/2 = 1.870
表4から、本実施例に係るズームレンズZL4は、条件式(1)〜(5)を満たすことが分かる。
図11,図12は、第4実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図11(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図11(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図12(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図12(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図11,図12に示す各収差図から明らかなように、第4実施例に係るズームレンズZL4は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
上記の各実施例によれば、小型で、高変倍のズームレンズを実現することができる。
ここまで本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
上記実施例では、4群構成を示したが、5群、6群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の(超音波モーター等を用いた)モーター駆動にも適している。特に、第4レンズ群G4の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させるか、或いは光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第3レンズ群G3の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。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)あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
開口絞りは、第3レンズ群G3の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
各レンズ面には、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ために、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。
発明を実施するための形態(第3および第4の実施形態)
次に、第3の実施形態について図面を参照して説明する。図17に示すように、第3の実施形態に係るズームレンズZLは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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、を有して構成されている。また、このズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するように構成されている。この構成により、変倍時に良好な収差補正を図ることができる。また、このズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群及び第4レンズ群が移動することにより、高変倍比化に伴い発生する諸収差を良好に補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、から構成されている。この構成により、広角端における非点収差、像面湾曲、歪曲収差、望遠端における球面収差、倍率色収差を補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、から構成されている。この構成により、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。また、少ないレンズ枚数の構成であるため、ズームレンズの軽量化に効果的であると共に、ズームレンズの沈胴状態における厚みを小さくすることができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(6)を満足することが望ましい。
0.050 < ΣD2/ft < 0.115 (6)
但し、
ΣD2:第2レンズ群G2における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(6)は、第2レンズ群G2の光軸上の厚みに関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(6)の下限値を下回ると、像面湾曲、広角端におけるコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(6)の下限値を0.065にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(6)の下限値を0.080にすることが望ましい。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、像面湾曲の補正が困難となる。また、沈胴状態における厚みが大きくなってしまうため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(6)の上限値を0.113にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(6)の上限値を0.110にすることが望ましい。このように、条件式(6)を満足することで、沈胴状態における厚みを小さくしながら、良好な収差補正を行うことができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(7)を満足することが望ましい。
4.3 < f4/fw < 6.8 (7)
但し、
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
f4:第4レンズ群G4の焦点距離
条件式(7)は、第4レンズ群G4の焦点距離と、広角端におけるこのズームレンズZLの全系の焦点距離との比率に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(7)の下限値を下回ると、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(7)の下限値を4.6にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(7)の下限値を5.0にすることが望ましい。一方、条件式(7)の上限値を上回ると、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(7)の上限値を6.4にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(7)の上限値を5.9にすることが望ましい。このように、条件式(7)を満足することで、良好な収差補正を行うことができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第3レンズ群G3が、1枚の正の屈折力を有する単レンズ及び1枚の負の屈折力を有する単レンズから構成されていることが望ましい。この構成により、少ない枚数でありながら、球面収差、軸上色収差を良好に補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(8)を満足することが望ましい。
0.50 < TLt/ft < 1.40 (8)
但し、
TLt:望遠端状態におけるズームレンズZLの光学全長
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(8)は望遠端における光学全長と、望遠端における焦点距離の適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(8)の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(8)の下限値を0.80にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(8)の下限値を1.20にすることが望ましい。一方、条件式(8)の上限値を上回ると、望遠端における球面収差、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。また、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(8)の上限値を1.35にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(8)の上限値を1.30にすることが望ましい。このように、条件式(8)を満足することで、光学系の全長を小さくしながら、良好な収差補正を行うことができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(9)を満足することが望ましい。
0.16 < (−f2)/f1 < 0.40 (9)
但し:
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(9)は、第2レンズ群G2の焦点距離と第1レンズ群G1の焦点距離に関して適切な範囲に規定するための条件式である。この条件式(9)の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(9)の下限値を0.18にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(9)の下限値を0.20にすることが望ましい。一方、条件式(9)の上限値を上回ると、望遠端における球面種差、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(9)の上限値を0.30にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(9)の上限値を0.22にすることが望ましい。このように、条件式(9)を満足することで、良好な収差補正を行うことができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(10)を満足することが望ましい。
0.70 < f4/f1 < 1.40 (10)
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f4:第4レンズ群G4の焦点距離
条件式(10)は第1レンズ群G1の焦点距離を適切な範囲に規定するための条件式である。この条件式(10)の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(10)の下限値を0.75にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(10)の下限値を0.85にすることが望ましい。一方、条件式(10)の上限値を上回ると、望遠端における球面収差、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(10)の上限値を1.25にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(10)の上限値を1.10にすることが望ましい。このように、条件式(10)を満足することで、良好な収差補正を行うことができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第1レンズ群を構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズが、接合されていることが望ましい。これらのレンズを接合レンズとすることにより、色収差の補正に有利である。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第2レンズ群G2を構成する負の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズが、各々が空気間隔で分離されていることが望ましい。この構成により、収差補正(特に、像面湾曲、非点収差)の補正の自由度が高くなる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第4レンズ群G4が、1枚の正の屈折力を有する単レンズから構成されていることが望ましい。この構成とすることで、少ないレンズ枚数でありながら、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。なお、この第4レンズ群G4を、正の屈折力を有する1枚の接合レンズで構成することも可能である。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第1レンズ群G1を構成する正の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第1レンズ群G1の正の屈折力を有するレンズの像面側のレンズ面を非球面とすることで、望遠端における球面収差を良好に補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第2レンズ群G2を構成する負の屈折力を有するレンズのレンズ面のうちの少なくとも一面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第2レンズ群G2を構成する負の屈折力を有するレンズの少なくとも1面を非球面とすることで、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第3レンズ群G3を構成するレンズの少なくとも一面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第3レンズ群G3を構成するレンズの少なくとも1面を非球面とすることで、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第4レンズ群G4を構成するレンズの少なくとも一面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第4レンズ群G4を構成するレンズの少なくとも1面を非球面とすることで、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、第4レンズ群G4を構成するレンズの媒質が、プラスチック樹脂であることが望ましい。第4レンズ群G4にプラスチックレンズを使用することで、温度変化に伴う焦点移動や性能の劣化が少ないまま、低コスト化が可能となる。
第3の実施形態に係るズームレンズZLは、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、第4レンズ群G4を光軸に沿って移動させるように構成することが望ましい。第4レンズ群G4をフォーカシングに用いることにより、有限距離物体への合焦時に像面湾曲と非点収差の変動を小さくすることができる。
次に、第3の実施形態に係るズームレンズZLを備えた光学機器であるカメラを図27に基づいて説明する。このカメラ1は、撮影レンズ2として第3の実施形態に係るズームレンズZLを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。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ー)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り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により光電変換された画像が不図示のメモリーに記憶される。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。なお、第3の実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに第3の実施形態に係るズームレンズZL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。
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。なお、これについては後述する第4の実施形態についても同様である。
第3の実施形態では、4群構成のズームレンズZLを示したが、以上の構成条件等は、5群、6群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。特に、前述のように第4レンズ群G4を合焦レンズ群とするのが好ましい。
レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第3レンズ群G3の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、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良い。
開口絞りSは、第3レンズ群G3の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
各レンズ面には、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ために、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良い。
第3の実施形態の変倍光学系ZLは、変倍比が7〜8倍程度である。
以下、第3の実施形態に係るズームレンズZLの製造方法の概略を、図28を参照して説明する。まず、各レンズを配置して第1〜第4レンズ群G1〜G4をそれぞれ準備する(ステップS100)。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するように配置する(ステップS200)。また、第1レンズ群G1に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとを配置する(ステップS300)。また、第2レンズ群G2に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置する(ステップS400)。さらにまた、上述の条件式(6)及び(7)を満足するように配置する(ステップS500)。
具体的には、第3の実施形態では、例えば図17に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズを配置して第1レンズ群G1とし、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23を配置して第2レンズ群G2とし、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32を配置して第3レンズ群G3とし、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL41を配置して第4レンズ群G4とする。このようにして準備した各レンズ群を上述の手順で配置してズームレンズZLを製造する。
次に、第4の実施形態について図面を参照して説明する。図17に示すように、第4の実施形態に係るズームレンズZLは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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、を有して構成されている。また、このズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するように構成されている。この構成により、変倍時に良好な収差補正を図ることができる。また、このズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群及び第4レンズ群が移動することにより、高変倍比化に伴い発生する諸収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、から構成されている。この構成により、広角端における非点収差、像面湾曲、歪曲収差、望遠端における球面収差、倍率色収差を補正することができる。また、少ないレンズ枚数の構成であるため、ズームレンズの軽量化に効果的であると共に、ズームレンズの沈胴状態における厚みを小さくすることができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(11)を満足することが望ましい。
−0.25 < M2/fw < 1.10 (11)
但し、
M2:第2レンズ群G2の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(11)は、第2レンズ群G2の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(11)の下限値を下回ると、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(11)の下限値を−0.21にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(11)の下限値を−0.17にすることが望ましい。また、条件式(11)の上限値を上回ると、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。また、第2レンズ群G2の移動量が大きくなるため、沈胴状態における厚みが大きくなり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(11)の上限値を0.93にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(11)の上限値を0.10にすることが望ましい。このように、条件式(11)を満足することで、沈胴状態における厚みを小さくしながら、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(12)を満足することが望ましい。
3.0 < fL2/fw < 4.5 (12)
但し、
fL2:第1レンズ群G1に含まれる正の屈折力を有するレンズの焦点距離
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(12)は、第1レンズ群G1に含まれる正の屈折力を有するレンズの焦点距離と、広角端状態におけるこのズームレンズZLの全系の焦点距離との比率に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(12)の下限値を下回ると、色収差の補正が困難となるため好ましくない。また、第1レンズ群G1内の正レンズの屈折力が強くなることによりこの正レンズの縁厚が薄くなり、製造が困難となってしまう。縁厚を確保するためには、レンズの中心厚を大きくする必要があり、その場合、沈胴状態における厚みが大きくなってしまうため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(12)の下限値を3.2にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(12)の下限値を3.5にすることが望ましい。一方、条件式(12)の上限値を上回ると、色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(12)の上限値を4.2にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(12)の上限値を3.8にすることが望ましい。このように、条件式(12)を満足することで、沈胴状態における厚みを小さくしながら、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第3レンズ群G3が、1枚の正の屈折力を有する単レンズ及び1枚の負の屈折力を有する単レンズから構成されていることが望ましい。この構成により、少ない枚数でありながら、球面収差、軸上色収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第3レンズ群G3に負の屈折力を有するレンズを有し、以下に示す条件式(13)を満足することが望ましい。
−4.5 < (R72+R71)/(R72−R71) < −0.1 (13)
但し、
R71:第3レンズ群G3に含まれる負の屈折力を有するレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
R72:第3レンズ群G3に含まれる負の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面の曲率半径
条件式(13)は、第3レンズ群G3に含まれる、負の屈折力を有するレンズの形状に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(13)の下限値を下回ると、球面収差、コマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(13)の下限値を−3.8にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(13)の下限値を−2.0にすることが望ましい。また、条件式(13)の上限値を上回ると、球面収差、コマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(13)の上限値を−0.3にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(13)の上限値を−0.5にすることが望ましい。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(14)を満足することが望ましい。
0.50 < TLt/ft < 1.40 (14)
但し、
TLt:望遠端状態におけるズームレンズZLの光学全長
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(14)は望遠端における光学全長と、望遠端における焦点距離の適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(14)の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(14)の下限値を0.80にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(14)の下限値を1.20にすることが望ましい。一方、条件式(14)の上限値を上回ると、望遠端における球面収差、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。また、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(14)の上限値を1.35にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(14)の上限値を1.30にすることが望ましい。このように、条件式(14)を満足することで、光学系の全長を小さくしながら、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(15)を満足することが望ましい。
0.16 < (−f2)/f1 < 0.40 (15)
但し:
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(15)は、第2レンズ群G2の焦点距離と第1レンズ群G1の焦点距離に関して適切な範囲に規定するための条件式である。この条件式(15)の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(15)の下限値を0.18にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(15)の下限値を0.20にすることが望ましい。一方、条件式(15)の上限値を上回ると、望遠端における球面種差、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(15)の上限値を0.30にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(15)の上限値を0.22にすることが望ましい。このように、条件式(15)を満足することで、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(16)を満足することが望ましい。
0.70 < f4/f1 < 1.40 (16)
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f4:第4レンズ群G4の焦点距離
条件式(16)は第1レンズ群G1の焦点距離を適切な範囲に規定するための条件式である。この条件式(16)の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(16)の下限値を0.75にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(16)の下限値を0.85にすることが望ましい。一方、条件式(16)の上限値を上回ると、望遠端における球面収差、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(16)の上限値を1.25にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(16)の上限値を1.10にすることが望ましい。このように、条件式(16)を満足することで、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(17)を満足することが望ましい。
4.0 < f1/fw < 6.5 (17)
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(17)は、第1レンズ群G1の焦点距離と広角端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離との比率に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(17)の下限値を下回ると、望遠端における球面収差、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(17)の下限値を4.6にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(17)の下限値を5.3にすることが望ましい。一方、条件式(17)の上限値を上回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(17)の上限値を6.2にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(17)の上限値を5.9にすることが望ましい。このように、条件式(17)を満足することで、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(18)を満足することが望ましい。
−0.4 < M3/ft < −0.05 (18)
但し、
M3:第3レンズ群G3の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
ft:望遠端状態におけるズームレンズZLの全系の焦点距離
条件式(18)は、第3レンズ群G3の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(18)の下限値を下回ると、球面収差、コマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(18)の下限値を−0.34にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(18)の下限値を−0.30にすることが望ましい。一方、条件式(18)の上限値を上回ると、球面収差、コマ収差の補正が困難となるため好ましくない。また、第3レンズ群G3の移動量が大きくなるため、沈胴状態における厚みが大きくなり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(18)の上限値を−0.10にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(18)の上限値を−0.20にすることが望ましい。このように、条件式(18)を満足することで、沈胴状態における厚みを小さくしながら、良好な収差補正を行うことができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、から構成されていることが望ましい。この構成により、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、以下に示す条件式(19)を満足することが望ましい。
1.55 < (R52+R51)/(R52−R51) < 3.65 (19)
但し、
R51:第2レンズ群G2において最も像面側に位置するレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
R52:第2レンズ群G2において最も像面側に位置するレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
条件式(19)は、第2レンズ群G2が有する負の屈折力を有するレンズのうち、の最も像面側に位置するレンズの形状に関して適切な範囲を規定するための条件式である。この条件式(19)の下限値を下回ると、広角端の像面湾曲及び望遠端の球面収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(19)の下限値を1.98にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(19)の下限値を2.20にすることが望ましい。また、この条件式(19)の上限値を上回ると、広角端の像面湾曲及び望遠端の球面収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために条件式(19)の上限値を3.23にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために条件式(19)の上限値を3.00にすることが望ましい。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第2レンズ群G2を構成する負の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズが、各々が空気間隔で分離されていることが望ましい。この構成により、収差補正(特に、像面湾曲、非点収差)の補正の自由度が高くなる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第2レンズ群G2を構成する負の屈折力を有するレンズのレンズ面のうちの少なくとも一面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第2レンズ群G2を構成する負の屈折力を有するレンズの少なくとも1面を非球面とすることで、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第1レンズ群を構成する負の屈折力を有するレンズ及び正の屈折力を有するレンズが、接合されていることが望ましい。これらのレンズを接合レンズとすることにより、色収差の補正に有利である。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第4レンズ群G4が、1枚の正の屈折力を有する単レンズから構成されていることが望ましい。この構成とすることで、少ないレンズ枚数でありながら、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。なお、この第4レンズ群G4を、正の屈折力を有する1枚の接合レンズで構成することも可能である。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第1レンズ群G1を構成する正の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第1レンズ群G1の正の屈折力を有するレンズの像面側のレンズ面を非球面とすることで、望遠端における球面収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第3レンズ群G3を構成するレンズの少なくとも一面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第3レンズ群G3を構成するレンズの少なくとも1面を非球面とすることで、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第4レンズ群G4を構成するレンズの少なくとも一面が、非球面形状に形成されていることが望ましい。第4レンズ群G4を構成するレンズの少なくとも1面を非球面とすることで、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、第4レンズ群G4を構成するレンズの媒質が、プラスチック樹脂であることが望ましい。第4レンズ群G4にプラスチックレンズを使用することで、温度変化に伴う焦点移動や性能の劣化が少ないまま、低コスト化が可能となる。
第4の実施形態に係るズームレンズZLは、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、第4レンズ群G4を光軸に沿って移動させるように構成することが望ましい。第4レンズ群G4をフォーカシングに用いることにより、有限距離物体への合焦時に像面湾曲と非点収差の変動を小さくすることができる。
次に、第4の実施形態に係るズームレンズZLを備えた光学機器であるカメラを図27に示している。このカメラ1は、第3の実施形態に係るカメラと同一構成である。このため、その構成説明は省略する。
第4の実施形態の変倍光学系ZLは、変倍比が7〜8倍程度である。
以下、第4の実施形態に係るズームレンズZLの製造方法の概略を、図29を参照して説明する。まず、各レンズを配置して第1〜第4レンズ群G1〜G4をそれぞれ準備する(ステップS100)。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するように配置する(ステップS200)。また、第1レンズ群G1に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとを配置する(ステップS300)。さらにまた、上述の条件式(11)及び(12)を満足するように配置する(ステップS400)。
具体的には、本実施形態では、例えば図17に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズを配置して第1レンズ群G1とし、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23を配置して第2レンズ群G2とし、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32を配置して第3レンズ群G3とし、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL41を配置して第4レンズ群G4とする。このようにして準備した各レンズ群を上述の手順で配置してズームレンズZLを製造する。
第3および第4の実施形態に係る実施例
以下、第3および第4の実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。なお、図17、図19、図21、図23及び図25は、各実施例に係るズームレンズZL(ZL1〜ZL5)の構成及び屈折力配分を示す断面図である。但し、図21に示す第7実施例だけは第3実施形態にのみ対応するものであり、その他の実施例は第3及び第4の両方の実施形態に対応する。
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(b)で表される。なお、以降の実施例において、「E−n」は「×10-n」を示す。
S(y)=(y2/r)/{1+(1−K×y2/r21/2
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 (b)
なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に*印を付している。
[第5実施例]
図17は、第5実施例に係るズームレンズZL1の構成を示す図である。この図17に示すズームレンズZL1は、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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。
このズームレンズZL1において、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メニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23から構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32から構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルターや、赤外フィルターなどを有するフィルター群FLが配置されている。
この第5実施例に係るズームレンズZL1は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は物体側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動することにより、各レンズ群の間隔が変化するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この第5実施例に係るズームレンズZL1において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることによって行うように構成されている。
以下の表5に、第5実施例に係るズームレンズZL1の諸元の値を掲げる。この表5において、全体諸元に示すfは全系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角、Yは最大像高、BFはバックフォーカス、及び、TLは全長をそれぞれ表している。ここで、バックフォーカスBFは、無限遠合焦時の最も像側のレンズ面(図17における第12面)から像面Iまでの光軸上の距離(空気換算長)を示している。また、全長TLは、無限合焦時の最も物体側のレンズ面(図17における第1面)から像面Iまでの光軸上の距離(空気換算長)を示している。また、レンズデータにおける第1欄mは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(面番号)を、第2欄rは、各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄nd及び第5欄νdは、d線(λ=587.6nm)に対する屈折率及びアッベ数を示している。また、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、表5に示す面番号1〜18は、図17に示す番号1〜18に対応している。また、レンズ群焦点距離は第1〜第4レンズ群G1〜G4の各々の始面と焦点距離を示している。
ここで、以下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、面間隔d、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、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ので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
(表5)第5実施例
[全体諸元]
ズーム比=7.54
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 4.63 〜 12.50 〜 34.92
FNO = 3.78 〜 5.51 〜 6.79
2ω = 84.00 〜 36.58 〜 13.25
Y = 3.25 〜 4.05 〜 4.05
BF(空気換算長)= 3.74 〜 5.47 〜 4.83
TL(空気換算長)= 30.53 〜 34.81 〜 42.86

[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 15.7575 0.4000 1.8467 23.80
2 11.3000 2.4000 1.6226 58.19
3* -120.5650 d3
4 -78.1193 0.3000 1.8348 42.73
5 5.2385 1.8000
6* -35.8816 0.6000 1.5311 55.9
7* 7.4375 0.2000
8 7.6077 1.0000 1.9460 17.98
9 17.4750 d9
10 ∞ -0.2000 開口絞りS
11* 3.7732 2.0000 1.5891 61.24
12* -8.8998 0.2000
13 149.9138 1.0000 1.6349 23.96
14* 4.8199 d14
15* 19.3000 1.4000 1.5311 55.90
16* -52.0980 d16
17 ∞ 0.5000 1.5168 63.88
18 ∞ 0.5000
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 25.655
第2レンズ群 4 -5.254
第3レンズ群 11 7.731
第4レンズ群 15 26.697
この第5実施例に係るズームレンズZL1において、第3面、第6面、第7面、第11面、第12面、第14面、第15面及び第16面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表6)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 3面 1.0000 1.55E-05 1.57E-08 0.00E+00 0.00E+00
第 6面 1.0000 -3.66E-03 2.77E-04 -6.32E-06 -1.69E-07
第 7面 1.0000 -3.79E-03 3.93E-04 -1.45E-05 0.00E+00
第11面 1.0000 -6.80E-04 2.10E-06 0.00E+00 0.00E+00
第12面 1.0000 2.44E-03 9.11E-06 0.00E+00 0.00E+00
第14面 1.0000 3.09E-03 2.10E-04 1.12E-04 0.00E+00
第15面 1.0000 1.51E-04 1.60E-05 -2.38E-07 0.00E+00
第16面 1.0000 6.25E-05 4.98E-06 0.00E+00 0.00E+00
この第5実施例に係るズームレンズZL1において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔d9、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d14、及び、第4レンズ群G4とフィルター群FLとの軸上空気間隔d16は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表7に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表7)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 4.63 12.50 34.92
d3 0.322 4.693 11.924
d9 10.249 4.071 0.814
d14 5.115 9.478 14.187
d16 2.914 4.639 4.005
次の表8に、この第5実施例に係るズームレンズZL1における各条件式対応値を示す。なお、この表8において、ΣD2は第2レンズ群G2における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離を、TLtは望遠端状態におけるズームレンズZL1の光学全長を、ftは望遠端状態におけるズームレンズZL1の全系の焦点距離を、fwは広角端状態におけるズームレンズZL1の全系の焦点距離を、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を、f2は第2レンズ群G2の焦点距離を、f4は第4レンズ群G4の焦点距離を、それぞれ表している。
さらに、M2は第2レンズ群G2の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)を、M3は第3レンズ群G3の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)を、TLtは望遠端状態におけるズームレンズZL1の光学全長を、ftは望遠端状態におけるズームレンズZL1の全系の焦点距離を、fwは広角端状態におけるズームレンズZL1の全系の焦点距離を、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を、f2は第2レンズ群G2の焦点距離を、f4は第4レンズ群G4の焦点距離を、fL2は第1レンズ群G1に含まれる正の屈折力を有するレンズの焦点距離を、R51、R52は第2レンズ群G2において最も像面側に位置するレンズの物体側及び像面側のレンズ面の曲率半径を、R71、R72は第3レンズ群G3に含まれる負の屈折力を有するレンズの物体側及び像側のレンズ面の曲率半径を、それぞれ表している。この符号の説明は、以降の実施例においても同様である。なお、第2レンズ群G2において最も像面側に位置する負の屈折力を有するレンズは負レンズL22であり、第3レンズ群G3に含まれる負の屈折力を有するレンズは負レンズL32である。
(表8)
[条件式対応値]
ΣD2= 3.90000
TLt= 43.03027
M2= -0.72838
M3= -10.16258
fL2= 16.71028
TLt= 43.03027
(6)ΣD2/ft = 0.1117
(7)f4/fw = 5.766
(8)TLt/ft = 1.232
(9)(−f2)/f1 = 0.205
(10)f4/f1 = 1.041
(11)M2/fw = -0.157
(12)fL2/fw = 3.609
(13)(R72+R71)/(R72−R71) = -1.066
(14)TLt/ft = 1.232
(15)(−f2)/f1 = 0.205
(16)f4/f1 = 1.041
(17)f1/fw = 5.541
(18)M3/ft = -0.291
(19)(R52+R51)/(R52−R51) = 2.542
このように、この第5実施例に係るズームレンズZL1は、上記条件式(6)〜(19)を全て満足している。
この第5実施例に係るズームレンズZL1の、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図18に示す。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。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像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)、CはC線(λ=656.3nm)、FはF線(λ=486.1nm)をそれぞれ示す。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。また、以下に示す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。これらの各収差図より、この第1実施例に係るズームレンズZL1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ていることがわかる。
[第6実施例]
図19は、第6実施例に係るズームレンズZL2の構成を示す図である。この図19に示すズームレンズZL2は、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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。
このズームレンズZL2において、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メニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23から構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32から構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、物体側面が非球面形状である正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルターや、赤外フィルターなどを有するフィルター群FLが配置されている。
この第6実施例に係るズームレンズZL2は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1は物体側へ移動し、第2レンズ群G2は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動し、第3レンズ群G3は物体側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動することにより、各レンズ群の間隔が変化するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この第6実施例に係るズームレンズZL2において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることによって行うように構成されている。
以下の表9に、第6実施例に係るズームレンズZL2の諸元の値を掲げる。なお、表9に示す面番号1〜18は、図19に示す番号1〜18に対応している。
(表9)第6実施例
[全体諸元]
ズーム比=7.54
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 4.63 〜 12.50 〜 34.92
FNO = 3.85 〜 5.92 〜 6.73
2ω = 85.08 〜 37.53 〜 13.57
Y = 3.35 〜 4.05 〜 4.05
BF(空気換算長)= 3.94 〜 5.62 〜 5.39
TL(空気換算長) = 30.74 〜 35.06 〜 43.05

[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 14.3242 0.4000 1.8467 23.80
2 10.6000 2.3000 1.6226 58.19
3* -460.2854 d3
4 -80.0000 0.3000 1.8348 42.73
5 4.6243 1.9000
6* -45.0000 0.6000 1.5311 55.90
7* 9.1000 0.2000
8 8.0835 1.0000 1.9460 17.98
9 19.0000 d9
10 ∞ 0.2000 開口絞りS
11* 3.5396 1.8000 1.5891 61.24
12* -11.1147 0.3000
13 -48.5000 1.1000 1.6355 23.89
14* 5.4114 d14
15* 20.5000 1.4000 1.5311 55.90
16 -43.0000 d16
17 ∞ 0.5000 1.5168 63.88
18 ∞ 0.5000
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 25.313
第2レンズ群 4 -5.166
第3レンズ群 11 7.844
第4レンズ群 15 26.338
この第6実施例に係るズームレンズZL2において、第3面、第6面、第7面、第11面、第12面、第14面及び第15面は非球面形状に形成されている。次の表10に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表10)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 3面 1.0000 1.57E-05 -8.08E-09 0.00E+00 0.00E+00
第 6面 1.0000 -1.37E-03 -3.37E-05 6.99E-06 0.00E+00
第 7面 1.0000 -1.74E-03 7.85E-06 5.39E-06 0.00E+00
第11面 1.0000 -6.93E-04 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
第12面 1.0000 8.40E-04 1.58E-04 0.00E+00 0.00E+00
第14面 1.0000 5.99E-03 3.98E-04 8.84E-05 0.00E+00
第15面 1.0000 2.00E-04 8.51E-06 -1.43E-07 0.00E+00
この第6実施例に係るズームレンズZL2において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔d9、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d14、及び、第4レンズ群G4とフィルター群FLとの軸上空気間隔d16は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表11に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表11)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 4.63 12.50 34.92
d3 0.399 3.659 12.020
d9 9.900 3.596 0.491
d14 5.000 10.680 13.650
d16 3.109 4.791 4.557
次の表12に、この第6実施例に係るズームレンズZL2における各条件式対応値を示す。
(表12)
[条件式対応値]
ΣD2= 4.00000
TLt= 43.21868
M2= -0.68942
M3= -10.09845
fL2= 16.67257
TLt= 43.21868
(6)ΣD2/ft = 0.1146
(7)f4/fw = 5.689
(8)TLt/ft = 1.238
(9)(−f2)/f1 = 0.204
(10)f4/f1 = 1.040
(11)M2/fw = -0.149
(12)fL2/fw = 3.602
(13)(R72+R71)/(R72−R71) = -0.799
(14)TLt/ft = 1.238
(15)(−f2)/f1 = 0.204
(16)f4/f1 = 1.040
(17)f1/fw = 5.468
(18)M3/ft = -0.289
(19)(R52+R51)/(R52−R51) = 2.481
このように、この第6実施例に係るズームレンズZL2は、上記条件式(6)〜(190)を全て満足している。
この第6実施例に係るズームレンズZL2の、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図20に示す。これらの各収差図より、この第6実施例に係るズームレンズZL2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ていることがわかる。
[第7実施例]
図21は、第7実施例に係るズームレンズZL3の構成を示す図である。この図21に示すズームレンズZL3は、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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。なお、前述したように、第7実施例は第3実施形態にのみ対応し、第4実施形態には対応していない。
このズームレンズZL3において、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メニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23から構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32から構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、物体側面が非球面形状である正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルターや、赤外フィルターなどを有するフィルター群FLが配置されている。
この第7実施例に係るズームレンズZL3は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は物体側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動することにより、各レンズ群の間隔が変化するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この第7実施例に係るズームレンズZL3において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることによって行うように構成されている。
以下の表13に、第7実施例に係るズームレンズZL3の諸元の値を掲げる。なお、表13に示す面番号1〜18は、図21に示す番号1〜18に対応している。
(表13)第7実施例
ズーム比=7.48
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 4.63 〜 12.50 〜 34.62
FNO = 3.39 〜 4.93 〜 6.36
2ω = 84.40 〜 37.57 〜 13.68
Y = 3.35 〜 4.05 〜 4.05
BF(空気換算長)= 4.92 〜 6.08 〜 4.36
TL(空気換算長)= 31.93 〜 36.40 〜 44.67

[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 14.5069 0.5000 1.8467 23.80
2 10.6249 2.9000 1.6226 58.19
3* -464.3218 d3
4 -70.6067 0.3000 1.8348 42.73
5 4.7493 1.9000
6* -60.0000 0.6000 1.5311 55.9
7* 9.6504 0.2000
8 7.7649 1.1000 1.9460 17.98
9 17.1668 d9
10 ∞ 0.2000 開口絞りS
11* 3.7500 2.2000 1.6188 63.86
12* -15.2369 0.4000
13 -20.8649 0.6000 1.6355 23.89
14* 7.2303 d14
15* 14.0000 1.7000 1.5311 55.9
16 -100.0000 d16
17 ∞ 0.5000 1.5168 63.88
18 ∞ 0.5000
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 25.747
第2レンズ群 4 -5.480
第3レンズ群 11 8.357
第4レンズ群 15 23.242
この第7実施例に係るズームレンズZL3において、第3面、第6面、第7面、第11面、第12面、第14面及び第15面は非球面形状に形成されている。次の表14に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表14)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 3面 1.0000 1.38E-05 -2.25E-08 0.00E+00 0.00E+00
第 6面 1.0000 -1.92E-03 2.17E-04 -5.14E-06 0.00E+00
第 7面 1.0000 -2.19E-03 2.60E-04 -8.65E-06 0.00E+00
第11面 1.0000 -4.67E-04 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
第12面 1.0000 -1.38E-03 2.70E-04 0.00E+00 0.00E+00
第14面 1.0000 7.83E-03 1.66E-04 4.33E-05 0.00E+00
第15面 1.0000 2.25E-04 5.03E-06 -6.20E-08 0.00E+00
この第7実施例に係るズームレンズZL3において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔d9、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d14、及び、第4レンズ群G4とフィルター群FLとの軸上空気間隔d16は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表15に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表15)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 4.63 12.50 34.62
d3 0.400 4.767 11.414
d9 10.300 3.897 0.620
d14 3.707 9.050 15.681
d16 4.090 5.253 3.529
次の表16に、この第7実施例に係るズームレンズZL3における各条件式対応値を示す。
(表16)
[条件式対応値]
ΣD2= 4.10000
TLt= 44.84346
(6)ΣD2/ft = 0.1184
(7)f4/fw = 5.018
(8)TLt/ft = 1.295
(9)(−f2)/f1 = 0.213
(10)f4/f1 = 0.903
このように、この第7実施例に係るズームレンズZL3は、上記条件式(6)〜(10)を全て満足している。
この第7実施例に係るズームレンズZL3の、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図22に示す。これらの各収差図より、この第7実施例に係るズームレンズZL3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ていることがわかる。
[第8実施例]
図23は、第8実施例に係るズームレンズZL4の構成を示す図である。この図23に示すズームレンズZL4は、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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。
このズームレンズZL4において、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メニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23から構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32から構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルターや、赤外フィルターなどを有するフィルター群FLが配置されている。
この第8実施例に係るズームレンズZL4は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は物体側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動することにより、各レンズ群の間隔が変化するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この第8実施例に係るズームレンズZL4において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることによって行うように構成されている。
以下の表17に、第8実施例に係るズームレンズZL4の諸元の値を掲げる。なお、表17に示す面番号1〜18は、図23に示す番号1〜18に対応している。
(表17)第8実施例
ズーム比=7.54
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 4.63 〜 12.50 〜 34.92
FNO = 3.75 〜 5.43 〜 6.65
2ω = 84.10 〜 36.34 〜 13.16
Y = 3.25 〜 4.05 〜 4.05
BF(空気換算長)= 3.99 〜 5.74 〜 5.07
TL(空気換算長)= 30.66 〜 34.94 〜 42.91

[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 15.9130 0.4000 1.8467 23.80
2 11.3134 2.4000 1.6226 58.19
3* -106.8375 d3
4 -57.7324 0.3000 1.8348 42.73
5 5.3573 1.8000
6* -60.7030 0.6000 1.5311 55.90
7* 6.7177 0.2000
8 7.5046 1.0000 1.9460 17.98
9 17.5000 d9
10 ∞ 0.2000 開口絞りS
11* 3.7701 2.0000 1.5891 61.24
12* -8.9926 0.2000
13 147.2515 1.0000 1.6355 23.89
14* 4.8214 d14
15* 26.0000 1.4000 1.5311 55.9
16* -30.4896 d16
17 ∞ 0.5000 1.5168 63.88
18 ∞ 0.5000
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 25.574
第2レンズ群 4 -5.243
第3レンズ群 11 7.758
第4レンズ群 15 26.651
この第8実施例に係るズームレンズZL4において、第3面、第6面、第7面、第11面、第12面、第14面、第15面及び第16面は非球面形状に形成されている。次の表18に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表18)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 3面 1.0000 1.68E-05 -1.25E-08 0.00E+00 0.00E+00
第 6面 1.0000 -4.42E-03 4.05E-04 -1.47E-05 0.00E+00
第 7面 1.0000 -4.76E-03 5.26E-04 -2.17E-05 0.00E+00
第11面 1.0000 -7.36E-04 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
第12面 1.0000 2.29E-03 1.38E-05 0.00E+00 0.00E+00
第14面 1.0000 3.20E-03 2.07E-04 1.11E-04 0.00E+00
第15面 1.0000 1.63E-04 1.03E-05 -1.80E-07 0.00E+00
第16面 1.0000 7.23E-05 2.01E-06 0.00E+00 0.00E+00
この第8実施例に係るズームレンズZL4において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔d9、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d14、及び、第4レンズ群G4とフィルター群FLとの軸上空気間隔d16は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表19に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表19)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 4.63 12.50 34.92
d3 0.371 4.717 11.957
d9 9.906 3.720 0.464
d14 4.894 9.266 13.919
d16 3.159 4.909 4.244
次の表20に、この第8実施例に係るズームレンズZL4における各条件式対応値を示す。
(表20)
[条件式対応値]
ΣD2= 3.90000
TLt= 43.08456
M2= -0.66799
M3= -10.11011
fL2= 16.55956
TLt= 43.08456
(6)ΣD2/ft = 0.1117
(7)f4/fw = 5.756
(8)TLt/ft = 1.234
(9)(−f2)/f1 = 0.205
(10)f4/f1 = 1.042
(11)M2/fw = -0.144
(12)fL2/fw = 3.577
(13)(R72+R71)/(R72−R71) = -1.068
(14)TLt/ft = 1.234
(15)(−f2)/f1 = 0.205
(16)f4/f1 = 1.042
(17)f1/fw = 5.523
(18)M3/ft = -0.290
(19)(R52+R51)/(R52−R51) = 2.502
このように、この第8実施例に係るズームレンズZL4は、上記条件式(6)〜(19)を全て満足している。
この第8実施例に係るズームレンズZL4の、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図24に示す。これらの各収差図より、この第8実施例に係るズームレンズZL4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ていることがわかる。
[第9実施例]
図25は、第9実施例に係るズームレンズZL5の構成を示す図である。この図25に示すズームレンズZL5は、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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。
このズームレンズZL5において、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メニスカス形状の負レンズL11と像側面が非球面形状である正レンズL12との接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21、物体側面及び像側面が非球面形状である負レンズL22、並びに、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23から構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側面及び像側面が非球面形状である正レンズL31、並びに、像側面が非球面形状である負レンズL32から構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、物体側面が非球面形状である正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルターや、赤外フィルターなどを有するフィルター群FLが配置されている。
この第9実施例に係るズームレンズZL5は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1は物体側へ移動し、第2レンズ群G2は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動し、第3レンズ群G3は物体側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後に像面側へ移動することにより、各レンズ群の間隔が変化するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この第9実施例に係るズームレンズZL5において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることによって行うように構成されている。
以下の表21に、第9実施例に係るズームレンズZL5の諸元の値を掲げる。なお、表21に示す面番号1〜18は、図25に示す番号1〜18に対応している。
(表21)第9実施例
ズーム比=7.54
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 4.53 〜 12.50 〜 34.20
FNO = 3.53 〜 5.45 〜 6.12
2ω = 85.77 〜 36.57 〜 13.48
Y = 3.40 〜 4.05 〜 4.05
BF(空気換算長)= 4.54 〜 5.61 〜 5.36
TL(空気換算長)= 30.94 〜 35.20 〜 42.93

[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 15.2088 0.4000 1.8467 23.80
2 11.0756 2.4000 1.6226 58.19
3* -240.5554 d3
4 -88.0063 0.3000 1.8348 42.73
5 4.5877 2.0000
6* -100.0000 0.6000 1.5311 55.9
7* 9.6801 0.1000
8 8.6174 1.0000 1.9460 17.98
9 21.2278 d9
10 ∞ 0.2000
11* 3.7223 2.4000 1.5891 61.24
12* -9.3242 0.4000
13 -90.0000 0.6000 1.6355 23.89
14* 5.0319 d14
15* 20.0000 1.4000 1.5311 55.9
16 -45.0000 d16
17 ∞ 0.5000 1.5168 63.88
18 ∞ 0.5000
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 26.242
第2レンズ群 4 -5.412
第3レンズ群 11 7.986
第4レンズ群 15 26.265
この第9実施例に係るズームレンズZL5において、第3面、第6面、第7面、第11面、第12面、第14面及び第15面は非球面形状に形成されている。次の表22に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表22)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 3面 1.0000 1.47E-05 -1.66E-08 0.00E+00 0.00E+00
第 6面 1.0000 -6.77E-04 -9.76E-05 7.30E-06 0.00E+00
第 7面 1.0000 -1.29E-03 -6.00E-05 5.57E-06 0.00E+00
第11面 1.0000 -6.26E-04 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
第12面 1.0000 2.82E-03 1.41E-05 0.00E+00 0.00E+00
第14面 1.0000 2.77E-03 3.27E-04 9.07E-05 0.00E+00
第15面 1.0000 4.31E-05 1.21E-05 -2.15E-07 0.00E+00
この第9実施例に係るズームレンズZL5において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔d9、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d14、及び、第4レンズ群G4とフィルター群FLとの軸上空気間隔d16は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表23に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表23)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 4.53 12.50 34.20
d3 0.400 3.999 12.537
d9 10.202 3.627 0.394
d14 4.000 10.166 12.840
d16 3.707 4.782 4.530
次の表24に、この第9実施例に係るズームレンズZL5における各条件式対応値を示す。
(表24)
[条件式対応値]
ΣD2= 4.00000
TLt= 43.10129
M2= 0.14516
M3= -9.66299
fL2= 17.06797
TLt= 43.10129
(6)ΣD2/ft = 0.1170
(7)f4/fw = 5.794
(8)TLt/ft = 1.260
(9)(−f2)/f1 = 0.206
(10)f4/f1 = 1.001
(11)M2/fw = 0.032
(12)fL2/fw = 3.765
(13)(R72+R71)/(R72−R71) = -0.894
(14)TLt/ft = 1.260
(15)(−f2)/f1 = 0.206
(16)f4/f1 = 1.001
(17)f1/fw = 5.789
(18)M3/ft = -0.283
(19)(R52+R51)/(R52−R51) = 2.367
このように、この第9実施例に係るズームレンズZL5は、上記条件式(6)〜(19)を全て満足している。
この第9実施例に係るズームレンズZL5の、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図26に示す。これらの各収差図より、この第9実施例に係るズームレンズZL5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ていることがわかる。
発明を実施するための形態(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について、図面を参照しながら説明する。第5の実施形態に係るズームレンズZLは、図30に示すように、光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍(ズーミング)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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群G1が移動し、第1レンズ群G1は、負レンズと正レンズから構成され、第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚から構成され、第3レンズ群G3は、正レンズと負レンズから構成され、次の条件式(20),(21)を満足する。
−1.50<(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1)<−0.10…(20)
−2.00<(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1)<−0.50…(21)
但し、
G2R1:第2レンズ群G2の像面側に配置された負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G2R2:第2レンズ群G2の像面側に配置された負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
G3R1:第3レンズ群G3の負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
G3R2:第3レンズ群G3の負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
第5の実施形態に係るズームレンズZLは、上述のように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群を移動させる構成により、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。
そして、第1レンズ群G1を負レンズと正レンズから構成し、第3レンズ群G3を正レンズと負レンズから構成することにより、第1レンズ群G1にて発生する色収差を良好に補正することが可能となり、結果として望遠端状態における軸上色収差を良好に補正することができる。
第5の実施形態に係るズームレンズZLは、第1レンズ群G1を、2枚のレンズから構成することにより、小型化を図ることができる。さらに、上記の負レンズと正レンズをこの順に並ぶように貼り合わせ、第1レンズ群G1を1枚の接合レンズから構成することにより、複数のレンズを並べて配置するよりも製造を容易にすることができる。
第5の実施形態に係るズームレンズZLは、第3レンズ群G3を、正レンズと負レンズから構成することにより、ズーミングによる軸上色収差の変動を良好に補正することが可能となる。また、第3レンズ群を、2枚のレンズから構成することにより、小型化を図ることができる。なお、第3レンズ群G3の最も物体側のレンズ面は、物体側に凸形状とするのが好ましい。
また、第2レンズ群G2を、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚から構成することにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
上述の条件式(20)は、第2レンズ群G2の像面側に配置された負レンズの形状を規定している。条件式(20)の上限値を上回ると、ズーム全域の倍率色収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(20)の下限値を下回ると、ズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
第5の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(20)の下限値を−1.30とすることが好ましい。第5の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(20)の下限値を−1.00とすることが好ましい。
上述の条件式(21)は、第3レンズ群G3の負レンズの形状を規定している。条件式(21)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3にて発生する非点収差が増大し、結果としてズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(21)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3にて発生する球面収差が増大し、結果としてズーム全域の球面収差補正が困難となり、好ましくない。
第5の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(21)の上限値を−0.60とすることが好ましい。
第5の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(21)の下限値を−1.70とすることが好ましい。第5の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(21)の下限値を−1.50とすることが好ましい。
第5の実施形態に係るズームレンズZLは、次の条件式(22)を満足することが好ましい。
1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10 …(22)
但し、
fG1:第1レンズ群G1の焦点距離
fw:広角端状態におけるズームレンズZLの焦点距離
上述の条件式(22)は、広角端状態におけるズームレンズZLの焦点距離fw及び望遠端状態におけるズームレンズZLの焦点距離ftを用いて、第1レンズ群G1の焦点距離fG1を規定している。条件式(22)の上限値を上回ると、第1レンズ群G1の後方の各群にて発生する非点収差が増大し、結果としてズーム全域の非点収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。条件式(22)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1にて発生する倍率色収差、球面収差の量が増大し、結果として望遠端状態における倍率色収差、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
第5の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(22)の上限値を2.08とすることが好ましい。第5の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(22)の上限値を2.07とすることが好ましい。
第5の実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(22)の下限値を1.30とすることが好ましい。第5の実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(22)の下限値を1.50とすることが好ましい。第5の実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(22)の下限値を1.70とすることが好ましい。
第5の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、正レンズから構成されていることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第5の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第4レンズ群G4は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動することが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる像面位置の変動を良好に補正することが可能となる。また、この構成にすることにより、第4レンズ群G4を物体側に移動するのみの構成よりも望遠端状態において第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の光軸上の位置を像面側に近づけることができ、第1レンズ群G1の移動量を減らしたり、各レンズ群の移動機構(筒部材など)の短縮化、つまり全長の小型化をしたりすることが可能である。
第5の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第3レンズ群G3は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第5の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
第5の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、中間域のコマ収差を良好に補正することが可能となる。
第5の実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。この構成にすることにより、望遠端状態における球面収差を良好に補正することが可能となる。
以上のような構成を備える第5の実施形態に係るズームレンズZLによれば、小型で、高変倍のズームレンズを実現することができる。
図48及び図49に、上述のズームレンズZLを備える光学機器として、デジタルスチルカメラCAM(光学機器)の構成を示す。このデジタルスチルカメラCAMは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ(ズームレンズZL)の不図示のシャッタが開放されて、ズームレンズZLで被写体(物体)からの光が集光され、像面I(図30参照)に配置された撮像素子C(例えば、CCDやCMOS等)に結像される。撮像素子Cに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラCAMの背後に配置された液晶モニターMに表示される。撮影者は、液晶モニターMを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦B1を押し下げて被写体像を撮像素子Cで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
カメラCAMには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部EF、デジタルスチルカメラCAMの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンB2等が配置されている。ここでは、カメラCAMとズームレンズZLとが一体に成形されたコンパクトタイプのカメラを例示したが、光学機器としては、ズームレンズZLを有するレンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフカメラでも良い。
以上のような構成を備える本実施形態に係るカメラCAMによれば、撮影レンズとして上述のズームレンズZLを搭載することにより、小型で、高変倍のカメラを実現することができる。
続いて、図50を参照しながら、第5の実施形態に係るズームレンズZLの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とが並ぶように、各レンズを配置する(ステップST10)。このとき、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも第1レンズ群G1が移動するように、各レンズを配置する(ステップST20)。第1レンズ群G1は、負レンズと正レンズから構成されるように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST30)。第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚から構成されるように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST40)。第3レンズ群G3は、正レンズと負レンズから構成されるように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST50)。そして、次の条件式(20),(21)を満足するように、各レンズを鏡筒内に配置する(ステップST60)。
−1.50<(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1)<−0.10…(20)
−2.00<(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1)<−0.50…(21)
ここで、第5の実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図30に示すズームレンズZLでは、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1として、光軸に沿って物体側から、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。負の屈折力を持つ第2レンズ群G2として、光軸に沿って物体側から、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第3レンズ群G3として、光軸に沿って物体側から、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32の順で並ぶように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる。正の屈折力を持つ第4レンズ群G4として、両凸形状の正レンズL41を鏡筒内に組み込んでいる。また、上記条件式(20),(21)を満足するように、各レンズを鏡筒内に組み込んでいる(条件式(20)の対応値は-1.0271、条件式(21)の対応値は-0.6470)。
上記のズームレンズZLの製造方法によれば、小型で、高変倍のズームレンズを製造することができる。
第5の実施形態に係る実施例
これより第5の実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表25〜表30を示すが、これらは第10実施例〜第15実施例における各諸元の表である。
なお、第10実施例に係る図30に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
各実施例では収差特性の算出対象として、C線(波長656.2730nm)、d線(波長587.5620nm)、F線(波長486.1330nm)、g線(波長435.8350nm)を選んでいる。
表中の[レンズ諸元]において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序、Rは各光学面の曲率半径、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔、ndは光学部材の材質のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材質のd線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、(可変)は可変の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、(絞りS)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.00000」は省略する。光学面が非球面である場合には、曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示す。
表中の[非球面データ]には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(a)で示す。X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、Rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。
X(y)=(y2/R)/{1+(1−κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8 …(a)
表中の[全体諸元]において、fはレンズ全系の焦点距離、FNoはFナンバー、ωは半画角(最大入射角、単位:°)、Yは像高、Bfは光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離、Bf(空気換算)は光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算したもの、TLはレンズ全長(光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBfを加えたもの)、WLは広角端状態におけるレンズ全長、TLは望遠端状態におけるレンズ全長を示す。
表中の[ズーミングデータ]において、広角端、中間焦点距離(広角端側を中間位置1とし、望遠端側を中間位置2とする)、望遠端の各状態における可変間隔の値Diを示す。なお、Diは、第i面と第(i+1)面の可変間隔を示す。
表中の[ズームレンズ群データ]において、Gは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号、群焦点距離は各群の焦点距離、レンズ構成長は各群の最も物体側のレンズ面から最も像面側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。
表中の[条件式]には、上記の条件式(20)〜(22)に対応する値を示す。
以下、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、面間隔D、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、ズームレンズ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ので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
(第10実施例)
第10実施例について、図30〜図32及び表25を用いて説明する。第10実施例に係るズームレンズZL(ZL1)は、図30に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL1においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表25に、第10実施例における各諸元の値を示す。表25における面番号1〜20が、図30に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表25)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.1335 0.40 1.846660 23.80
2 10.8229 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -181.0268 D3(可変)
4 -74.4862 0.30 1.834810 42.73
5 4.8217 1.85
6(非球面) -38.6322 0.70 1.531130 55.90
7(非球面) 8.2801 0.10
8 7.4753 1.05 1.945950 17.98
9 17.5000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.8315 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.3456 0.20
13 357.2080 1.10 1.634940 23.96
14(非球面) 4.7701 D14(可変)
15(非球面) 25.4371 1.30 1.531130 55.90
16 -39.4019 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.29719E-05 3.61922E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -2.15880E-03 3.12591E-05 1.07858E-05 -3.73219E-07
7 1.0000 -2.41357E-03 1.54254E-04 4.62223E-07 0.00000E+00
11 1.0000 -5.32252E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 3.34168E-03 -1.12800E-04 0.00000E+00 0.00000E+00
14 5.5071 -3.15120E-03 -2.67555E-04 -9.73940E-05 0.00000E+00
15 1.0000 8.84897E-05 8.14627E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.10000 17.69999 34.91999
FNo 3.81952 5.20872 6.08863 6.82898
ω 42.09211 25.29917 12.95583 6.63865
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.41999 0.41999 0.41997 0.41994
Bf(空気換算) 1.27809 1.27808 1.27806 1.27803
WL 31.087
TL 43.544

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 1.99608 7.53964 12.05887
D9 9.94216 5.13205 2.83585 0.59009
D14 4.98440 9.29684 11.57322 14.20962
D16 2.64064 2.89064 3.81610 3.56545

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 25.83002 2.8
G2 4 -5.20273 4.0
G3 11 7.73411 3.3
G4 15 29.30751 1.3

[条件式]
条件式(20)(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) =-0.6470
条件式(21)(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) =-1.0271
条件式(22)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.031
表25から、本実施例に係るズームレンズZL1は、条件式(20)〜(22)を満たすことが分かる。
図31,図32は、第10実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図31(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図31(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図32(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図32(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高を示す。dはd線、gはg線、CはC線、FはF線における収差を示す。また、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示す。これら収差図に関する説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
図31,図32に示す各収差図から明らかなように、第10実施例に係るズームレンズZL1は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第11実施例)
第11実施例について、図33〜図35及び表26を用いて説明する。第11実施例に係るズームレンズZL(ZL2)は、図33に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL2においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表26に、第11実施例における各諸元の値を示す。表26における面番号1〜20が、図33に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表26)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.3990 0.40 1.846660 23.80
2 10.9551 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -148.0387 D3(可変)
4 -75.3049 0.30 1.834810 42.73
5 4.9414 1.85
6(非球面) -38.6026 0.70 1.531130 55.90
7(非球面) 8.1327 0.10
8 7.4470 1.05 1.945950 17.98
9 17.5000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.8990 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.0329 0.20
13 150.0000 1.10 1.635510 23.89
14(非球面) 4.6958 D14(可変)
15(非球面) 26.2260 1.30 1.531130 55.90
16 -37.6379 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.35954E-05 3.52240E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -2.42468E-03 6.73131E-05 9.05900E-06 -4.02301E-07
7 1.0000 -2.61547E-03 1.95582E-04 -1.73855E-06 0.00000E+00
11 1.0000 -9.26677E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.58282E-03 -3.58732E-05 0.00000E+00 0.00000E+00
14 4.3310 -1.72854E-03 -2.39675E-04 -2.66496E-06 0.00000E+00
15 1.0000 5.75499E-05 8.85772E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.10000 17.69999 34.91999
FNo 3.81400 5.19868 6.07570 6.81567
ω 42.09220 25.25186 12.90628 6.61491
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.41999 0.41999 0.41997 0.41994
Bf(空気換算) 1.27809 1.27808 1.27806 1.27803
WL 31.123
TL 43.580

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 1.99608 7.53964 12.05887
D9 9.96046 5.15035 2.85415 0.60839
D14 4.98645 9.29889 11.57527 14.21167
D16 2.65627 2.90627 3.83173 3.58108

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 25.83002 2.8
G2 4 -5.20273 4.0
G3 11 7.73411 3.3
G4 15 29.30751 1.3

[条件式]
条件式(20)(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) =-0.6007
条件式(21)(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) =-1.0646
条件式(22)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.031
表26から、本実施例に係るズームレンズZL2は、条件式(20)〜(22)を満たすことが分かる。
図34,図35は、第11実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図34(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図34(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図35(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図35(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図34,図35に示す各収差図から明らかなように、第11実施例に係るズームレンズZL2は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第12実施例)
第12実施例について、図36〜図38及び表27を用いて説明する。第12実施例に係るズームレンズZL(ZL3)は、図36に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL3においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表27に、第12実施例における各諸元の値を示す。表27における面番号1〜20が、図36に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表27)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.3926 0.40 1.846660 23.80
2 11.1253 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -188.5599 D3(可変)
4 -110.8316 0.30 1.834810 42.73
5 4.9051 1.90
6(非球面) -33.6723 0.70 1.531130 55.90
7(非球面) 8.9314 0.10
8 7.8592 1.00 1.945950 17.98
9 18.0000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.9086 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.4504 0.20
13 46.8242 1.10 1.635510 23.89
14(非球面) 4.4257 D14(可変)
15(非球面) 28.5749 1.30 1.531130 55.90
16 -34.5274 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.31891E-05 3.67047E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -2.62600E-03 5.99532E-05 8.21675E-06 -3.25393E-07
7 1.0000 -2.78015E-03 1.73673E-04 -7.25525E-07 0.00000E+00
11 1.0000 -1.09066E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.18089E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
14 1.1731 1.93942E-03 3.89327E-04 2.11441E-05 0.00000E+00
15 1.0000 1.59177E-04 6.48193E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.10000 17.70000 34.92000
FNo 3.81236 6.83942 6.06678 5.26535
ω 42.09322 6.68168 13.01848 25.49271
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.59999 0.59999 0.59997 0.59994
Bf(空気換算) 1.45809 1.45808 1.45806 1.45803
WL 31.287
TL 43.536

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 1.58487 7.55020 12.12811
D9 10.19987 5.13906 2.83506 0.57040
D14 4.78750 9.29480 11.17093 14.03750
D16 2.59965 2.84966 3.95153 3.49965

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 26.17906 2.8
G2 4 -5.31537 4.0
G3 11 7.79597 3.3
G4 15 29.64947 1.3

[条件式]
条件式(20)(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) =-0.5807
条件式(21)(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) =-1.2088
条件式(22)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.059
表27から、本実施例に係るズームレンズZL3は、条件式(20)〜(22)を満たすことが分かる。
図37,図38は、第12実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図37(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図37(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図38(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図38(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図37,図38に示す各収差図から明らかなように、第12実施例に係るズームレンズZL3は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第13実施例)
第13実施例について、図39〜図41及び表28を用いて説明する。第13実施例に係るズームレンズZL(ZL4)は、図39に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凹形状の負レンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL4においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表28に、第13実施例における各諸元の値を示す。表28における面番号1〜20が、図39に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表28)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 13.6018 0.40 1.846660 23.80
2 10.0291 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -311.9862 D3(可変)
4 -85.9677 0.30 1.834810 42.73
5 4.4709 2.00
6(非球面) -51.9445 0.60 1.531130 55.90
7(非球面) 8.4843 0.10
8 8.0908 1.00 1.945950 17.98
9 20.0000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.7526 2.40 1.589130 61.24
12(非球面) -8.7294 0.20
13 -77.3329 0.60 1.634940 23.96
14(非球面) 5.4214 D14(可変)
15(非球面) 27.1715 1.30 1.531130 55.90
16 -35.0002 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.78584E-05 3.60592E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -3.22885E-03 2.15898E-04 -3.33463E-06 0.00000E+00
7 1.0000 -3.66232E-03 2.84074E-04 -7.45119E-06 0.00000E+00
11 1.0000 -5.37880E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.51208E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
14 2.9047 1.77634E-03 1.99194E-04 7.55455E-05 0.00000E+00
15 1.0000 1.64792E-04 5.11434E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63000 9.00000 17.70000 34.92000
FNo 3.73119 4.98117 6.09770 6.85529
ω 41.76905 25.66074 13.17878 6.73182
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.60000 0.60000 0.60000 0.60000
Bf(空気換算) 1.45809 1.45809 1.45809 1.45808
WL 31.237
TL 43.601

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.40000 2.01602 6.42120 10.73069
D9 9.71788 4.99023 2.60992 0.57221
D14 4.96639 8.70236 12.25371 15.59826
D16 2.95273 3.79440 4.55360 3.50000

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 23.77593 2.8
G2 4 -4.96037 4.0
G3 11 7.88644 3.2
G4 15 29.01028 1.3

[条件式]
条件式(20)(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) =-0.7192
条件式(21)(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) =-0.8690
条件式(22)fG1/(fw・ft)1/2 = 1.870
表28から、本実施例に係るズームレンズZL4は、条件式(20)〜(22)を満たすことが分かる。
図40,図41は、第13実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図40(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図40(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図41(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図41(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図40,図41に示す各収差図から明らかなように、第13実施例に係るズームレンズZL4は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第14実施例)
第14実施例について、図42〜図44及び表29を用いて説明する。第14実施例に係るズームレンズZL(ZL5)は、図42に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL5においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表29に、第14実施例における各諸元の値を示す。表29における面番号1〜20が、図42に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表29)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.7575 0.40 1.846660 23.80
2 11.3000 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -120.5650 D3(可変)
4 -78.1193 0.30 1.834810 42.73
5 5.2385 1.80
6(非球面) -35.8816 0.60 1.531130 55.90
7(非球面) 7.4375 0.20
8 7.6077 1.00 1.945950 17.98
9 17.4750 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ -0.20
11(非球面) 3.7732 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -8.8998 0.20
13 149.9138 1.00 1.634940 23.96
14(非球面) 4.8199 D14(可変)
15(非球面) 19.3000 1.40 1.531130 55.90
16(非球面) -52.0980 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.54817E-05 1.57371E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -3.65705E-03 2.76758E-04 -6.31652E-06 -1.68766E-07
7 1.0000 -3.79056E-03 3.93068E-04 -1.45268E-05 0.00000E+00
11 1.0000 -6.79768E-04 2.09993E-06 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.44223E-03 9.10565E-06 0.00000E+00 0.00000E+00
14 1.0000 3.09043E-03 2.09835E-04 1.11895E-04 0.00000E+00
15 1.0000 1.50664E-04 1.60251E-05 -2.38230E-07 0.00000E+00
16 1.0000 6.24623E-05 4.98315E-06 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.62987 9.07968 17.80626 34.92010
FNo 3.78428 5.07027 5.93889 6.78269
ω 42.00733 12.87423 12.87423 6.62713
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.56005 0.55622 0.55250 0.54508
Bf(空気換算) 1.41814 1.41431 1.41060 1.40317
WL 30.771
TL 43.102

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.32190 2.14772 7.62042 11.92415
D9 10.24862 5.33492 2.95734 0.81442
D14 5.11478 8.51688 10.70325 14.18710
D16 2.32583 3.31146 4.39003 3.43106

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 25.65474 2.8
G2 4 -5.25359 3.9
G3 11 7.73127 3.2
G4 15 26.69657 1.4

[条件式]
条件式(20)(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) =-0.6566
条件式(21)(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) =-1.0664
条件式(22)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.018
表29から、本実施例に係るズームレンズZL5は、条件式(20)〜(22)を満たすことが分かる。
図43,図44は、第14実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図43(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図43(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図44(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図44(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図43,図44に示す各収差図から明らかなように、第14実施例に係るズームレンズZL5は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第15実施例)
第15実施例について、図45〜図47及び表30を用いて説明する。第15実施例に係るズームレンズZL(ZL6)は、図45に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12との接合レンズから構成される。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23とから構成される。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第4レンズ群G4と像面Iとの間に、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等からなるガラスブロックGBと、前記固体撮像素子のセンサーカバーガラスCGとが配設されている。
本実施例に係るズームレンズZL6においては、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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全ての群が移動する。第1レンズ群G1は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、ズーミングにおいて、一旦像面側に移動し、その後物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、ズーミングにおいて、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、ズーミングにおいて、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。開口絞りSは、ズーミングにおいて、第3レンズ群G3と一体となって、物体側へ移動する。
下記の表30に、第15実施例における各諸元の値を示す。表30における面番号1〜20が、図45に示すm1〜m20の各光学面に対応している。
(表30)
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 15.7332 0.40 1.846660 23.80
2 11.1811 2.40 1.622630 58.19
3(非球面) -114.7104 D3(可変)
4 -70.7581 0.30 1.834810 42.73
5 5.1023 1.80
6(非球面) -80.0000 0.60 1.531130 55.90
7(非球面) 6.8500 0.20
8 7.4929 1.00 1.945950 17.98
9 17.5000 D9(可変)
10(開口絞り) ∞ 0.20
11(非球面) 3.7058 2.00 1.589130 61.24
12(非球面) -9.3430 0.20
13 180.0000 1.00 1.635510 23.89
14(非球面) 4.8000 D14(可変)
15(非球面) 25.2439 1.40 1.531130 55.90
16(非球面) -31.6034 D16(可変)
17 ∞ 0.21 1.516800 63.88
18 ∞ 0.39
19 ∞ 0.50 1.516800 63.88
20 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
3 1.0000 1.69888E-05 -2.33930E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
6 1.0000 -4.60329E-03 4.21631E-04 -1.54563E-05 0.00000E+00
7 1.0000 -4.97295E-03 5.43398E-04 -2.27061E-05 0.00000E+00
11 1.0000 -6.13218E-04 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
12 1.0000 2.54037E-03 -5.24835E-06 0.00000E+00 0.00000E+00
14 1.0000 3.41054E-03 2.22242E-04 1.31105E-04 0.00000E+00
15 1.0000 1.47204E-04 8.32314E-06 -2.12893E-07 0.00000E+00
16 1.0000 1.86483E-05 -7.24917E-08 0.00000E+00 0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 7.542
広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
f 4.63009 9.08000 17.70000 34.91998
FNo 3.76829 5.01857 5.85297 6.67189
ω 42.05472 25.23026 12.88042 6.60228
Y 3.30 4.05 4.05 4.05
Bf 0.53000 0.53000 0.53000 0.53000
Bf(空気換算) 1.38809 1.38809 1.38009 1.38009
WL 30.890
TL 43.147

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置1 中間位置2 望遠端
D3 0.32190 2.14772 7.62042 11.92415
D9 10.24862 5.33492 2.95734 0.81442
D14 5.11478 8.51688 10.70325 14.18710
D16 2.32583 3.31146 4.39003 3.43106

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 25.57393 2.8
G2 4 -5.24300 3.9
G3 11 7.75800 3.2
G4 15 26.65053 1.4

[条件式]
条件式(20)(G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) =-0.6566
条件式(21)(G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) =-1.0664
条件式(22)fG1/(fw・ft)1/2 = 2.011
表30から、本実施例に係るズームレンズZL6は、条件式(20)〜(22)を満たすことが分かる。
図46,図47は、第15実施例に係るズームレンズの諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図46(a)は本実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図46(b)は本実施例の広角端側の中間焦点距離状態(中間位置1)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図47(a)は本実施例の望遠端側の中間焦点距離状態(中間位置2)における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図47(b)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
図46,図47に示す各収差図から明らかなように、第15実施例に係るズームレンズZL6は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
上記の第5実施形態に係る各実施例によれば、小型で、高変倍のズームレンズを実現することができる。
ここまで本発明を分かりやすくするために、第5の実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
上記第5実施形態に係る実施例では、4群構成を示したが、5群、6群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の(超音波モーター等を用いた)モーター駆動にも適している。特に、第4レンズ群G4の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させるか、或いは光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第3レンズ群G3の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。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)あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
開口絞りは、第3レンズ群G3の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
各レンズ面には、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ために、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。
ZL(ZL1〜ZL4) ズームレンズ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
S 開口絞り
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
GB ガラスブロック
CG センサーカバーガラス
I 像面
CAM デジタルスチルカメラ(光学機器)

Claims (82)

  1. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、
    前記第1レンズ群は、1組の接合レンズからなり、
    前記第3レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなり、
    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。
    0.50 < TL/ft < 1.28
    但し、
    TL:望遠端状態における前記ズームレンズの全長
    ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
  2. 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。
    0.1 < fG1/fG4 < 1.0
    10.0 < ft/dG1 < 16.0
    但し、
    fG1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fG4:前記第4レンズ群の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
    dG1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
  3. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    次式の条件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。
    0.050 < ΣD2/ft < 0.115
    4.3 < f4/fw < 6.8
    但し、
    ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  4. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    次式の条件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。
    −0.25 < M2/fw < 1.10
    3.0 < fL2/fw < 4.5
    但し、
    M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
  5. 前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、
    前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、
    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。
    −1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
    −2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
    但し、
    G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
    G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
  6. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群は、一旦像面側へ移動した後に、物体側へ移動することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  7. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第4レンズ群は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  8. 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。
    1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10
    但し、
    fG1: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
  9. 前記第2レンズ群は、負レンズと、負レンズと、正レンズから構成されていることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  10. 前記第4レンズ群は、1枚の正レンズから構成されていることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  11. 前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  12. 前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  13. 前記第4レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  14. 前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  15. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、
    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。
    0.1 < fG1/fG4 < 1.0
    10.0 < ft/dG1 < 16.0
    但し、
    fG1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fG4:前記第4レンズ群の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
    dG1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
  16. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    次式の条件を満足することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
    0.050 < ΣD2/ft < 0.115
    4.3 < f4/fw < 6.8
    但し、
    ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  17. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    次式の条件を満足することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
    −0.25 < M2/fw < 1.10
    3.0 < fL2/fw < 4.5
    但し、
    M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
  18. 前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、
    前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
    −1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
    −2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
    但し、
    G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
    G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
  19. 前記第1レンズ群は、負レンズと、正レンズからなることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  20. 前記第3レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  21. 前記第2レンズ群は、負レンズと、負レンズと、正レンズからなることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  22. 前記第4レンズ群は、1枚の正レンズからなることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  23. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
    1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10
    但し、
    fw:広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離
  24. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第4レンズ群は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  25. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群は、一旦像面側へ移動した後に、物体側へ移動することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  26. 前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  27. 前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  28. 前記第4レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  29. 前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
  30. 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、を有し、
    広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、
    前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    次式の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
    0.050 < ΣD2/ft < 0.115
    4.3 < f4/fw < 6.8
    但し、
    ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  31. 前記第3レンズ群は、1枚の正の屈折力を有する単レンズ及び1枚の負の屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  32. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
    0.50 < TLt/ft < 1.40
    但し、
    TLt:望遠端状態における光学全長
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
  33. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
    0.16 < (−f2)/f1 < 0.40
    但し:
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
  34. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
    0.70 < f4/f1 < 1.40
    但し、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  35. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が移動することを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  36. 前記第1レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、接合されていることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  37. 前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ、前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、各々が空気間隔で分離されていることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  38. 前記第4レンズ群は、1枚の正の屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  39. 前記第1レンズ群を構成する前記正の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  40. 前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズのレンズ面のうちの少なくとも一面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  41. 前記第3レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  42. 前記第4レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  43. 前記第4レンズ群を構成するレンズの媒質は、プラスチック樹脂であることを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  44. 無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第4レンズ群が光軸に沿って移動することを特徴とする請求項30に記載のズームレンズ。
  45. 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、を有し、
    広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、
    前記第1レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなり、
    次式の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
    −0.25 < M2/fw < 1.10
    3.0 < fL2/fw < 4.5
    但し、
    M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
  46. 前記第3レンズ群は、1枚の正の屈折力を有する単レンズ及び1枚の負の屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  47. 前記第3レンズ群は、負の屈折力を有するレンズを有し、
    次式の条件を満足することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
    −4.5 < (R72+R71)/(R72−R71) < −0.1
    但し、
    R71:前記第3レンズ群に含まれる前記負の屈折力を有するレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
    R72:前記第3レンズ群に含まれる前記負の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面の曲率半径
  48. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
    0.50 < TLt/ft < 1.40
    但し、
    TLt:望遠端状態における光学全長
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
  49. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
    0.16 < (−f2)/f1 < 0.40
    但し:
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
  50. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
    0.70 < f4/f1 < 1.40
    但し、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  51. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
    4.0 < f1/fw < 6.5
    但し、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
  52. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
    −0.4 < M3/ft < −0.05
    但し、
    M3:前記第3レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
  53. 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、からなることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  54. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項53に記載のズームレンズ。
    1.55 < (R52+R51)/(R52−R51) < 3.65
    但し、
    R51:前記第2レンズ群において最も像面側に位置するレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
    R52:前記第2レンズ群において最も像面側に位置するレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  55. 前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ、前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、各々が空気間隔で分離されていることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  56. 前記第2レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズのレンズ面のうちの少なくとも一面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  57. 前記第1レンズ群を構成する前記負の屈折力を有するレンズ及び前記正の屈折力を有するレンズは、接合されていることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  58. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が移動することを特徴とする請求項45項に記載のズームレンズ。
  59. 前記第4レンズ群は、正の屈折力を有するレンズからなることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  60. 前記第1レンズ群を構成する前記正の屈折力を有するレンズの像側のレンズ面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  61. 前記第3レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  62. 前記第4レンズ群を構成するレンズの少なくとも一面は、非球面形状に形成されていることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  63. 前記第4レンズ群を構成するレンズの媒質は、プラスチック樹脂であることを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  64. 無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第4レンズ群が光軸に沿って移動することを特徴とする請求項45に記載のズームレンズ。
  65. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、
    前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、
    前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、
    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。
    −1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
    −2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
    但し、
    G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
    G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
  66. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
    1.00 < fG1/(fw・ft)1/2 < 2.10
    但し、
    fG1: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
    ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
  67. 前記第4レンズ群は、正レンズからなることを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
  68. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第4レンズ群は、一旦物体側へ移動した後に、像面側へ移動することを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
  69. 前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
  70. 前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
  71. 前記第4レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
  72. 前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項65に記載のズームレンズ。
  73. 請求項1に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  74. 請求項15に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  75. 請求項30に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  76. 請求項45に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  77. 請求項65に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  78. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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、
    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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、
    前記第1レンズ群は、1組の接合レンズからなり、
    前記第3レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、負レンズからなり、
    以下の条件式を満足するように、
    レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
    0.50 < TL/ft < 1.28
    但し、
    TL:望遠端状態における前記ズームレンズの全長
    ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
  79. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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、
    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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、
    以下の条件式を満足するように、
    レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
    0.1 < fG1/fG4 < 1.0
    10.0 < ft/dG1 < 16.0
    但し、
    fG1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fG4:前記第4レンズ群の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記ズームレンズの焦点距離
    dG1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
  80. 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、を有するズームレンズの製造方法であって、
    広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、
    前記第1レンズ群に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置し、
    前記第2レンズ群に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置し、
    次式の条件を満足するようにレンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
    0.050 < ΣD2/ft < 0.115
    4.3 < f4/fw < 6.8
    但し、
    ΣD2:前記第2レンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  81. 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、を有するズームレンズの製造方法であって、
    広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、
    前記第1レンズ群に、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと、を配置し、
    次式の条件を満足するようにレンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
    −0.25 < M2/fw < 1.10
    3.0 < fL2/fw < 4.5
    但し、
    M2:前記第2レンズ群の広角端状態から望遠端状態への変倍における移動量(但し、像面側を正とする)
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    fL2:前記第1レンズ群に含まれる前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離
  82. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第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、
    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変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、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、少なくとも前記第1レンズ群が移動し、
    前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズからなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズの3枚からなり、
    前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズからなり、
    以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とするズームレンズの製造方法。
    −1.50 < (G2R2+G2R1)/(G2R2−G2R1) < −0.10
    −2.00 < (G3R2+G3R1)/(G3R2−G3R1) < −0.50
    但し、
    G2R1:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G2R2:前記第2レンズ群の像面側に配置された前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
    G3R1:前記第3レンズ群の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    G3R2:前記第3レンズ群の前記負レンズの像面側レンズ面の曲率半径
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