JP6399166B2

JP6399166B2 - ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法

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Publication number: JP6399166B2
Application number: JP2017140585A
Authority: JP
Inventors: 大作荒井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: JP2017187809A

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。

ビデオカメラや電子スチルカメラ等の撮影レンズとして用いるズームレンズでは、小型化、高変倍化が図られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０−１６０２４２号公報

近年、ズームレンズでは、さらなる高倍率化が望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、従来と比べて大きな変倍比を有し、小型で、超高画質で、高倍率なズームレンズ、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。

このような目的を達成するため、本発明は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とにより実質的に４つのレンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズのみで構成され、前記第３レンズ群の物体側に開口絞りが配置され、ズーミングにおいて、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記４つのレンズ群がすべて移動し、前記開口絞りが前記第３レンズ群との間隔を一定にするように移動し、前記第１レンズ群は、前記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し、以下の条件式を満足する。

νｄｐ１＞８５．０
但し、
νｄｐ１：前記第１レンズ群を構成する前記正レンズのｄ線を基準とするアッベ数。

本発明は、前記ズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器（例えば、本実施形態におけるデジタルスチルカメラＣＡＭ）を提供する。

本発明は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とにより実質的に４つのレンズ群からなるズームレンズの製造方法であって、前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズのみで構成され、前記第３レンズ群の物体側に開口絞りが配置され、ズーミングにおいて、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記４つのレンズ群がすべて移動し、前記開口絞りが前記第３レンズ群との間隔を一定にするように移動し、前記第１レンズ群は、前記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組み込む。
νｄｐ１＞８５．０
但し、
νｄｐ１：前記第１レンズ群を構成する前記正レンズのｄ線を基準とするアッベ数。

本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、従来と比べて大きな変倍比を有し、小型で、超高画質で、高倍率なズームレンズ、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。

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）までのズーム軌道を示す図である。第１実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は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、（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、（ａ）は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、（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）までのズーム軌道を示す図である。第２実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は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、（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、（ａ）は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、（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）までのズーム軌道を示す図である。第３実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は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、（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、（ａ）は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、（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）までのズーム軌道を示す図である。第４実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、（ａ）は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、（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、（ａ）は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、（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。本実施形態に係るズームレンズを搭載するデジタルカメラ（光学機器）を説明する図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。図１３（ａ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。本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。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。本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、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３のみで構成され、明るさを決定する開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、ズーミングにおいて、４つの群Ｇ１〜Ｇ４がすべて移動するとともに、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動するように構成されている。この構成により、第１レンズ群Ｇ１にて発生する倍率色収差及び球面収差を良好に補正することが可能となる。その結果、ズーム望遠端状態における倍率色収差および球面収差を良好に補正することが可能となる。

また、明るさを決定する開口絞りＳが、ズーミングにおいて、第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動することにより、第３レンズ群Ｇ３を通過する光束径の変動を抑えることができ、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。

そして、本実施形態のズームレンズＺＬは、次の条件式（１）を満足する。

νｄｐ１＞８５．０…（１）
但し、
νｄｐ１：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された正レンズＬ１２のｄ線（波長587.56nm）を基準とするアッベ数。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された正レンズＬ１２のアッベ数の値を規定するものである。条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１内にて発生する倍率色収差を良好に補正することが困難となる。その結果、ズーム望遠端状態における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。

本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８７．５とすることが好ましい。本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９０．０とすることが好ましい。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、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ことが好ましい。この構成により、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。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、次の条件式（２）を満足することが好ましい。

νｄｐ２＞６０．０ …（２）
但し、
νｄｐ２：第１レンズ群Ｇ１の最も像面側に配置された正レンズＬ１３のｄ線（波長587.56nm）を基準とするアッベ数。

条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の最も像面側に配置された正レンズＬ１３のアッベ数の値を規定するものである。条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１内にて発生する倍率色収差を良好に補正することが困難となる。その結果、ズーム望遠端状態における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。

本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７０．０とすることが好ましい。本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８０．０とすることが好ましい。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３と、負レンズＬ２４のみで構成されていることが好ましい。この構成により、ズーム広角端状態における非点収差を良好に補正することが可能となる。

本実施形態のズームレンズ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Ｌ３１と、正レンズＬ３２と負レンズＬ３３との接合レンズと、正レンズＬ３４のみで構成されていることが好ましい。この構成により、ズーミングによる軸上色収差
の変動及び球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、正レンズＬ４１と負レンズＬ４２との接合レンズのみで構成されていることが好ましい。この構成により、ズーム中間焦点距離状態における倍率色収差を良好に補正することが可能となる。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、次の条件式（３）を満足することが好ましい。

０．０５＜（−ｆＧ２）／ｆＧ１＜０．１５ …（３）
但し、
ｆＧ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比率を規定するものである。条件式（３）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及び球面収差が大きくなり、ズーミングによる倍率色収差補正及び球面収差補正が困難となり、好ましくない。また、条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２にて発生する非点収差が大きくなり、ズーミングによる非点収差の補正が困難となり、好ましくない。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

０．２００＜ νｄｎ１／ νｄｐ１＜０．４００ …（４）
但し、
νｄｎ１：前記第１レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズのｄ線（波長587.56nm）を基準とするアッベ数、
νｄｐ１：前記第１レンズ群の最も物体側に配置された前記正レンズのｄ線（波長587.56nm）を基準とするアッベ数。

条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された負レンズＬ１１のアッベ数と、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された正レンズＬ１２のアッベ数との比率を規定するものである。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が大きくなり、ズーミングによる倍率色収差補正が困難となり、好ましくない。また、条件式（４）の下限値を下回ると、ズーミングによる軸上色収差を良好にすることが困難となり、好ましくない。

本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０．３９０とすることが好ましい。本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０．２５０とすることが好ましい。

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、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ことが好ましい。この構成により、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。

本実施形態のズームレンズ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することが好ましい。この構成により、ズーミングによる球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。

図１３及び図１４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。

このカメラ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Ｄ、撮影レンズＺＬを広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタンＢ２、及び、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Ｂ３等が配置されている。図１３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。

続いて、図１５を参照しながら、上述のズームレンズＺＬの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群とを組み込む（ステップＳＴ１０）。この組み込みステップにおいて、第１レンズ群Ｇ１が正の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２が負の屈折力を持ち、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力を持ち、第４レンズ群Ｇ４が正の屈折力を持つように、各レンズを配置する。次に、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から順に並んだ、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３のみで構成されるように、各レンズを配置する（ステップＳＴ２０）。そして、明るさを決定する開口絞りを、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置する（ステップＳＴ３０）。このとき、ズーミングにおいて４つの群Ｇ１〜Ｇ４がすべて移動するとともに、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動するように、各レンズを配置する（ステップＳＴ４０）。そして、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された正レンズＬ１２には、このレンズのｄ線を基準とするアッベ数をνｄｐ１としたとき、次の条件式（１）を満足するレンズを組み込む（ステップＳＴ５０）。

νｄｐ１＞８５．０ …（１）

ここで、本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図１に示すように、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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを配置する。第２レンズ群Ｇ２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Ｌ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、両凹形状の負レンズＬ２４とを配置する。第３レンズ群Ｇ３として、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正メニスカスレンズＬ３２と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４とを配置する。第４レンズ群Ｇ４として、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズを配置する。そして、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された、両凸形状の正レンズＬ１２のｄ線を基準とするアッベ数νｄｐ１を９５．０とした。

以上のような本実施形態に係るズームレンズの製造方法によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、従来と比べて大きな変倍比を有し、小
型で、超高画質で、高倍率なズームレンズを得ることができる。

以下、本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。

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レンズ面の順序を、Ｒは各レンズ面の曲率半径を、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を、ｎｄはレンズに用いる硝材のｄ線（波長587.56nm）に対する屈折率を、νｄはレンズに用いる硝材のｄ線（波長587.56nm）を基準とするアッベ数を示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。空気の屈折率1.000000は省略する。

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／Ｒ²）^1/2｝］
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸＋Ａ10×ｙ¹⁰ …（ａ）

表中の［全体諸元］において、ｆは焦点距離を、ＦＮｏはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｙは像高を、ＴＬはレンズ全長を、Ｂｆは最も像面側に配置されている光学部材の像面側の面から近軸像面までの距離を、Ｂｆ（空気換算）は最終レンズ面から近軸像面までの空気換算した際の距離を示す。

表中の［ズーミングデータ］において、広角端状態、中間焦点距離状態（中間位置１、中間位置２）及び望遠端状態の各状態における、Ｄｉ（但し、ｉは整数）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を、群焦点距離は各群の焦点距離を、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］において、上記の条件式（１）〜（４）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、光学系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。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。図１は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ１）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌道を示す。第１実施例に係るズームレンズ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とを有する。

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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、両凹形状の負レンズＬ２４とから構成されている。

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正メニスカスレンズＬ３２と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４とから構成されている。

第４レンズ群Ｇ４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Ｌ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズから構成されている。

第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、像面Ｉに配設される固体撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）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のガラスブロックＧＢを有する。

このような構成のズームレンズＺＬ１では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、４つの群Ｇ１〜Ｇ４がすべて移動する。このとき、第１レンズ群Ｇ１は、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、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、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。明るさを決定する開口絞りＳは、ズーミングに際して、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１〜２８は、図１に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２８の各光学面に対応している。第１実施例では、第１５面、第１６面が非球面形状に形成されている。

（表１）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 76.9288 1.8000 1.910820 35.25
2 47.9825 6.0000 1.437000 95.00
3 -221.3615 0.2000
4 42.5678 3.8000 1.497820 82.57
5 176.2978 D5
6 281.2471 1.1000 1.902650 35.73
7 8.5375 4.3500
8 -47.3993 0.9000 1.788000 47.35
9 22.7834 0.2000
10 14.2653 4.6000 1.805180 25.45
11 -19.6976 0.6000
12 -15.7768 0.8000 1.772500 49.62
13 87.9533 D13
14(開口絞り) ∞ 0.7500
*15(非球面) 10.0167 2.4000 1.592010 67.05
*16(非球面) -52.0434 0.2000
17 8.6454 2.4000 1.497820 82.57
18 82.1508 1.0000 1.834000 37.18
19 6.7178 1.1000
20 113.4489 1.5000 1.497820 82.57
21 -25.2898 D21
22 16.3759 1.8000 1.589130 61.22
23 -182.2597 0.8000 1.805180 25.45
24 65.6111 D24
25 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
26 ∞ 0.3900
27 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
28 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第１５面
κ=0.1629,A4=3.31498E-05,A6=-1.97146E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１６面
κ=1.0000,A4=5.40906E-05,A6=-2.86274E-06,A8=1.60868E-08,A10=0.00000E+00

［全体諸元］
ズーム比 40.0000
広角端中間位置1 中間位置2 望遠端
ｆ 4.40750 15.70000 47.60001 176.30006
ＦＮｏ 2.90944 3.97722 4.78754 6.08031
ω 44.16400 14.39427 4.83335 1.29114
Ｙ 7.00000 7.80000 7.80000 7.80000
ＴＬ 86.05884 94.76026 116.30170 135.43826
Ｂｆ 0.53000 0.53000 0.53000 0.52999
Ｂｆ(空気換算) 1.38809 1.38810 1.38809 1.38808

［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
D5 0.90008 21.69449 43.46347 57.97994
D13 34.05040 12.02500 5.16835 1.84997
D21 7.45633 7.91620 6.08540 34.64074
D24 5.72394 15.19647 23.65638 3.03952

［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 78.07027 11.80
Ｇ２ 6 -8.17069 12.55
Ｇ３ 15 17.15961 9.35
Ｇ４ 22 43.00000 2.60

［条件式］
条件式（１）νｄｐ１＝９５．０
条件式（２）νｄｐ２＝８２．５７
条件式（３）（−ｆＧ２）／ｆＧ１＝０．１０５
条件式（４） νｄｎ１／ νｄｐ１＝０．３７１

表１に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ１では、上記条件式（１）〜（４）を全て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ＺＬ１の諸収差図である。すなわち、図２（ａ）は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（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ナンバーを、Ｙは像高を示す。ｄ，ｇ，Ｃ，Ｆは、それぞれｄ線（波長587.6nm），ｇ線（波長435.8nm），Ｃ線（波長656.3nm），Ｆ線（波長486.1nm）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。球面収差図において、実線は球面収差を、破線は正弦条件を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面を示す。コマ収差図において、実線はメリジオナルコマを示す。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。

各収差図から明らかなように、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像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。図４は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ２）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌道を示す。第２実施例に係るズームレンズ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とを有する。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と両凹形状の負レンズＬ２４との接合レンズとから構成されている。

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正メニスカスレンズＬ３２と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とから構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズから構成されている。

このような構成のズームレンズＺＬ２では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、４つの群Ｇ１〜Ｇ４がすべて移動する。このとき、第１レンズ群Ｇ１は、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、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、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。明るさを決定する開口絞りＳは、ズーミングに際して、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１〜２７は、図４に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２７の各光学面に対応している。第２実施例では、第１４面、第１５面が非球面形状に形成されている。

（表２）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 73.7491 1.8000 1.910820 35.25
2 47.1251 6.0000 1.437000 95.00
3 -279.6405 0.2000
4 43.6242 3.8000 1.497820 82.57
5 204.4046 D5
6 206.9524 1.1000 1.902650 35.73
7 8.1853 4.5000
8 -42.0468 0.9000 1.788000 47.35
9 44.8258 0.2000
10 14.8008 4.6000 1.805180 25.45
11 -13.4995 1.0000 1.883000 40.66
12 42.6389 D12
13(開口絞り) ∞ 0.7500
*14(非球面) 10.5856 2.3000 1.592010 67.05
*15(非球面) -31.9516 0.2000
16 8.3719 2.4000 1.497820 82.57
17 366.3843 1.0000 1.834000 37.18
18 6.8715 1.4000
19 -22.1431 1.5000 1.497820 82.57
20 -12.8809 D20
21 16.4211 1.8000 1.589130 61.22
22 -247.3838 0.8000 1.805180 25.45
23 64.4981 D23
24 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
25 ∞ 0.3900
26 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
27 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第１４面
κ=0.2008,A4=2.04962E-05,A6=0.00000E+00,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１５面
κ=1.0000,A4=8.40989E-05,A6=-3.91763E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

［全体諸元］
ズーム比 40.0000
広角端中間位置1 中間位置2 望遠端
ｆ 4.40750 15.70000 47.60001 176.30006
ＦＮｏ 2.89643 3.94568 4.74158 6.03502
ω 44.15746 14.39910 4.83198 1.29095
Ｙ 7.00000 7.80000 7.80000 7.80000
ＴＬ 85.75414 94.45557 115.99700 135.13356
Ｂｆ 0.53000 0.53000 0.53000 0.52999
Ｂｆ(空気換算) 1.38809 1.38810 1.38809 1.38808

［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
D5 0.90012 21.69453 43.46351 57.97998
D12 34.05040 12.02500 5.16835 1.84997
D20 7.19867 7.65855 5.82774 34.38309
D23 5.72495 15.19748 23.65739 3.04053

［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 78.07027 11.80
Ｇ２ 6 -8.17069 12.30
Ｇ３ 14 17.15961 9.55
Ｇ４ 21 43.00000 2.60

［条件式］
条件式（１）νｄｐ１＝９５．０
条件式（２）νｄｐ２＝８２．５７
条件式（３）（−ｆＧ２）／ｆＧ１＝０．１０５
条件式（４） νｄｎ１／ νｄｐ１＝０．３７１

表２に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ２では、上記条件式（１）〜（４）を全て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ＺＬ２の諸収差図である。すなわち、図５（ａ）は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（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。

各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像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。図７は、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ３）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌道を示す。第３実施例に係るズームレンズ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とを有する。

このような構成のズームレンズＺＬ３では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、４つの群Ｇ１〜Ｇ４がすべて移動する。このとき、第１レンズ群Ｇ１は、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、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、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。明るさを決定する開口絞りＳは、ズーミングに際して、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１〜２８は、図７に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２８の各光学面に対応している。第３実施例では、第１５面、第１６面が非球面形状に形成されている。

（表３）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 76.3753 1.8000 1.910820 35.25
2 47.9750 6.0000 1.437000 95.00
3 -218.0715 0.2000
4 42.9114 3.8000 1.497820 82.57
5 177.4930 D5
6 315.0519 1.1000 1.902650 35.73
7 8.6946 4.4000
8 -31.8602 0.9000 1.788000 47.35
9 31.3673 0.2000
10 15.7719 4.6000 1.805180 25.45
11 -17.5294 0.6000
12 -14.3291 0.8000 1.772500 49.62
13 107.8052 D13
14(開口絞り) ∞ 0.7500
*15(非球面) 9.1580 2.4000 1.592010 67.05
*16(非球面) -37.0828 0.2000
17 11.0772 2.4000 1.497820 82.57
18 -134.8964 1.5000 1.834000 37.18
19 7.0370 1.0000
20 67.8174 1.5000 1.497820 82.57
21 -26.8569 D21
22 15.2863 1.8000 1.593190 67.90
23 -297.4796 0.8000 1.672700 32.19
24 41.2256 D24
25 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
26 ∞ 0.3900
27 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
28 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第１５面
κ=0.0552,A4=3.82466E-05,A6=0.00000E+00,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１６面
κ=1.0000,A4=6.09831E-05,A6=-3.71841E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

［全体諸元］
ズーム比 40.0000
広角端中間位置1 中間位置2 望遠端
ｆ 4.40750 15.70000 47.60001 176.30548
ＦＮｏ 2.93426 4.03058 4.87426 5.98056
ω 44.15413 14.40030 4.83385 1.29094
Ｙ 7.00000 7.80000 7.80000 7.80000
ＴＬ 85.96880 94.70329 116.31449 133.86928
Ｂｆ 0.53000 0.53000 0.53000 0.52997
Ｂｆ(空気換算) 1.38809 1.38810 1.38809 1.38808

［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
D5 0.89998 21.63034 43.30567 57.97751
D13 34.12700 12.24012 5.46236 1.85000
D21 7.83663 8.06163 6.24145 32.61629
D24 4.72518 14.39121 22.92500 3.04552

［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 77.85366 11.80
Ｇ２ 6 -8.10200 12.60
Ｇ３ 15 16.82676 9.75
Ｇ４ 22 43.01372 2.60

［条件式］
条件式（１）νｄｐ１＝９５．０
条件式（２）νｄｐ２＝８２．５７
条件式（３）（−ｆＧ２）／ｆＧ１＝０．１０４
条件式（４） νｄｎ１／ νｄｐ１＝０．３７１

表３に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ３では、上記条件式（１）〜（４）を全て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ＺＬ３の諸収差図である。すなわち、図８（ａ）は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（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。

各収差図から明らかなように、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像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。図１０は、第４実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ４）の構成及び広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーム軌道を示す。第４実施例に係るズームレンズ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とを有する。

このような構成のズームレンズＺＬ４では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、４つの群Ｇ１〜Ｇ４がすべて移動する。このとき、第１レンズ群Ｇ１は、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、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、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は、一旦物体側に移動し、その後像面側へ移動する。明るさを決定する開口絞りＳは、ズーミングに際して、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１〜２８は
、図１０に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２８の各光学面に対応している。第４実施例では、第１５面、第１６面が非球面形状に形成されている。

（表４）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 76.7886 1.8000 1.910822 35.25
2 47.9026 6.0000 1.435000 95.00
3 -225.7879 0.2000
4 42.9180 3.8000 1.497820 82.57
5 188.7852 D5
6 276.0607 1.1000 1.902650 35.73
7 8.5480 4.3500
8 -37.4926 0.9000 1.788000 47.35
9 31.6923 0.2000
10 15.1743 4.6000 1.805180 25.45
11 -18.6426 0.6000
12 -15.3527 0.8000 1.772500 49.62
13 65.8528 D13
14(開口絞り) ∞ 0.7500
*15(非球面) 9.4375 2.5000 1.592014 67.02
*16(非球面) -46.9864 0.2000
17 9.6434 2.3000 1.497820 82.57
18 415.9130 1.5000 1.834000 37.18
19 6.9904 1.1000
20 152.5075 1.5000 1.593190 67.90
21 -27.9357 D21
22 16.3477 1.8000 1.589130 61.22
23 -165.1591 0.8000 1.805180 25.45
24 65.9246 D24
25 ∞ 0.2100 1.516800 63.88
26 ∞ 0.3900
27 ∞ 0.5000 1.516800 63.88
28 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第１５面
κ=-0.2070,A4=8.34557E-05,A6=-6.60636E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１６面
κ=1.0000,A4=5.19910E-05,A6=-1.04824E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

［全体諸元］
ズーム比 40.0000
広角端中間位置1 中間位置2 望遠端
ｆ 4.40750 15.70000 47.60001 176.30006
ＦＮｏ 2.90220 3.95956 4.76169 6.05590
ω 44.15356 14.39569 4.83259 1.29103
Ｙ 7.00000 7.80000 7.80000 7.80000
ＴＬ 86.16422 94.86564 116.40708 135.54364
Ｂｆ 0.53000 0.53000 0.53000 0.52999
Ｂｆ(空気換算) 1.38809 1.38810 1.38809 1.38808

［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
D5 0.90006 21.69447 43.46345 57.97992
D13 34.05042 12.02500 5.16837 1.84999
D21 7.56367 8.02355 6.19274 34.74809
D24 5.72198 15.19451 23.65442 3.03756

［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 78.07027 11.80
Ｇ２ 6 -8.17069 12.55
Ｇ３ 15 17.15961 9.35
Ｇ４ 22 43.00000 2.60

［条件式］
条件式（１）νｄｐ１＝９５．０
条件式（２）νｄｐ２＝８２．５７
条件式（３）（−ｆＧ２）／ｆＧ１＝０．１０５
条件式（４） νｄｎ１／ νｄｐ１＝０．３７１

表４に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズＺＬ４では、上記条件式（１）〜（４）を全て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ＺＬ４の諸収差図である。すなわち、図１１（ａ）は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（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。

各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。

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。

ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４）ズームレンズ
Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
Ｇ４第４レンズ群
Ｓ開口絞り
ＧＢガラスブロック
Ｃ固体撮像素子
Ｉ像面
ＣＡＭデジタルスチルカメラ（光学機器）

Claims

物体側から順に並んだ、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レンズ群とにより実質的に４つのレンズ群からなるズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズのみで構成され、
前記第３レンズ群の物体側に開口絞りが配置され、
ズーミングにおいて、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記４つのレンズ群がすべて移動し、前記開口絞りが前記第３レンズ群との間隔を一定にするように移動し、
前記第１レンズ群は、前記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。
νｄｐ１＞８５．０
但し、
νｄｐ１：前記第１レンズ群を構成する前記正レンズのｄ線を基準とするアッベ数。
前記第２レンズ群は、前記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ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
νｄｐ２＞６０．０
但し、
νｄｐ２：前記第１レンズ群を構成する前記正メニスカスレンズのｄ線を基準とするアッベ数。
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、正レンズと、負レンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと負レンズとの接合レンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．０５＜（−ｆＧ２）／ｆＧ１＜０．１５
但し、
ｆＧ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：前記第２レンズ群の焦点距離。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．２００＜ νｄｎ１／ νｄｐ１＜０．４００
但し、
νｄｎ１：前記第１レンズ群を構成する前記負レンズのｄ線を基準とするアッベ数、
νｄｐ１：前記第１レンズ群を構成する前記正レンズのｄ線を基準とするアッベ数。
前記第４レンズ群は、前記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ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
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することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
請求項１〜１０のいずれか一項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。
物体側から順に並んだ、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レンズ群とにより実質的に４つのレンズ群からなるズームレンズの製造方法であって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズのみで構成され、
前記第３レンズ群の物体側に開口絞りが配置され、
ズーミングにおいて、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記４つのレンズ群がすべて移動し、前記開口絞りが前記第３レンズ群との間隔を一定にするように移動し、
前記第１レンズ群は、前記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組み込むことを特徴とするズームレンズの製造方法。
νｄｐ１＞８５．０
但し、
νｄｐ１：前記第１レンズ群を構成する前記正レンズのｄ線を基準とするアッベ数。