JP5998734B2

JP5998734B2 - ズームレンズ、光学装置、ズームレンズの製造方法

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Publication number: JP5998734B2
Application number: JP2012175839A
Authority: JP
Inventors: 真美村谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-08-08
Also published as: JP2014035405A

Description

本発明は、固体撮像素子を有する小型カメラ等に好適なズームレンズと、これを有する光学装置、およびズームレンズの製造方法に関する。

従来、固体撮像素子を有する小型カメラ等に好適な負レンズ先行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。）。

特開２００１−２１５４０７号公報

負正構成の２群ズームレンズは、単純な構成で小型化には適しているが、更に小型化しようとして負屈折力の第１レンズ群を少ない枚数の負レンズと正レンズの２枚のレンズだけで構成した場合には、諸収差を良好に補正することが難しくなる。収差補正を行う為には、２枚のレンズ間隔を十分に広げる必要があり、結果として第１レンズ群全体の厚みが増してしまい小型化を達成することが困難となる。また、第２レンズ群の構成によっては収差補正が不十分であったり、ズームレンズを構成する各レンズの位置敏感度が上がり製造において歩留まりが悪化するといった問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型でありながら諸収差を良好に補正した高い結像性能を有するズームレンズと、これを有する光学装置、およびズームレンズの製造方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明は、
物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有し、
前記負メニスカスレンズと前記負レンズとの間は空気で隔てられており、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径
また、本発明は、
物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有し、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径

また、本発明は、上記ズームレンズを具備することを特徴とする光学装置を提供する。

また、本発明は、
物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個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、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有するようにし、
前記負メニスカスレンズと前記負レンズの間を空気で隔て、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有するようにし、
前記第２レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するようにすることを特徴とするズームレンズの製造方法を提供する。
−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径

本発明によれば、小型でありながら諸収差を良好に補正した高い結像性能を有するズームレンズと、これを有する光学装置、およびズームレンズの製造方法を提供することができる。

本願の第１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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第１実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第２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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第２実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第３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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第３実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第４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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第４実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願の第５実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。本願のズームレンズを搭載したカメラの一例を示す。本願のズームレンズの製造方法を示すフローチャートである。

以下、本願の実施形態にかかるズームレンズと、これを有する光学装置、およびズームレンズの製造方法について説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。

本願に係るズームレンズは、物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が変化し、第１レンズ群は、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有し、第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有する構成である。

本願のズームレンズでは、第１レンズ群と第２レンズ群を上記構成にすることで、収差を良好に補正しながら小型化を達成できる。また少ない枚数のレンズで各レンズ群を構成し、製造時の位置誤差による結像性能の悪化を抑えることができる。

また、本願のズームレンズは、以下の条件式（１）を満足する。
（１） −０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、ｒ４Ｆは前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、ｒ４Ｒは前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径である。

条件式（１）は、第２レンズ群内の最も物体側に配置された正屈折力の単レンズの形状因子を規定するものである。この条件式（１）を満たすことで軸外収差を良好に補正することができ、高い結像性能を達成することができる。

条件式（１）の上限値を超えると、コマ収差を良好に補正できないので好ましくない。また、コマ収差を補正しようとすれば、非球面が必要となるため、コストが増大してしまう。

条件式（１）の下限値を超えると、球面収差を良好に補正できないので好ましくない。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を０．４０にすることが好ましい。さらに本願の効果を確実にするために、上限値を０．３０とすることが好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を−０．２０にすることが好ましい。さらに本願の効果を確実にするために、下限値を−０．１５とすることが好ましい。

以上の構成により、本願のズームレンズは、小型でありながら諸収差を良好に補正した高い結像性能を実現できる。

また、本願のズームレンズでは、第１接合レンズは負の屈折力を有することが望ましい。このように、第１接合レンズを負の屈折力することで球面収差等の収差を良好に補正して高い結像性能を達成することができる。

また、本願のズームレンズでは、第２接合レンズは正の屈折力を有することが望ましい。このように、第２接合レンズを正の屈折力することで球面収差等の収差を良好に補正して高い結像性能を達成することができる。

また、本願のズームレンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．０５＜｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＜０．７０
但し、ｆＬ７８は前記第２接合レンズの焦点距離、ｆＬ５６は前記第１接合レンズの焦点距離である。

条件式（２）は、レンズの小型化を図りながら高い結像性能を確保するための、第１接合レンズと第２接合レンズの適切な屈折力を規定したものである。この条件式（２）を満たすことで球面収差やコマ収差を良好に補正することができ、高い結像性能を達成することができる。

条件式（２）の上限値を超えると、第２接合レンズの屈折力が大きくなり、コマ収差、像面湾曲、および非点収差といった諸収差の良好な補正が困難となるので好ましくない。

条件式（２）の下限値を超えると、第２接合レンズの屈折力が小さくなり、結果的に第２レンズ群が大型化してしまい小型化を達成することが困難になるので好ましくない。また、第１接合レンズの物体側にある第２レンズ群の正レンズの屈折力が大きくなり、球面収差やコマ収差を良好に補正できなくなるので好ましくない。

なお、本願の効果を確実なものにするために、条件式（２）の上限値を０．６５にすることが好ましい。さらに効果を上げるために、上限値を０．６０とすることが好ましい。また、本願の効果を確実なものにするために、条件式（２）の下限値を０．１０にすることが好ましい。さらに効果を上げるためには下限値を０．１５とすることが好ましい。

また、本願のズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．３０＜ｆ２／Ｓ２＜１．７０
但し、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、Ｓ２は前記第２レンズ群の、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の距離である。

条件式（３）は、第２レンズ群の総厚（第２レンズ群の、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の距離）と第２レンズ群の焦点距離の適正な範囲を規定したものである。この条件式（３）を満たすことで小型化しつつ球面収差やコマ収差を良好に補正することができ、高い結像性能を達成することができる。

条件式（３）の上限値を超えると、第２レンズ群の焦点距離が大きくなり、ズーム比を得る為に第２レンズ群の移動量が増大し、望遠端状態において第１レンズ群と第２レンズ群との距離が保てなくなる。両群間の距離を確保しようとすると第１レンズ群と第２レンズ群との距離を大きくする必要があり、結果としてズームレンズの小型化が困難になる。また必要以上に第２レンズ群の焦点距離が大きくなり、ズームレンズの小型化が困難になる。小型化しようとすると球面収差が大きくなり好ましくない。

条件式（３）の下限値を超えると、第２レンズ群の総厚が薄くなりすぎ球面収差やコマ収差の良好な補正が困難となるので好ましくない。

なお、本願の効果を確実なものにするために、条件式（３）の上限値を１．６０にすることが好ましい。さらに効果を上げるために、上限値を１．５０とすることが好ましい。また、本願の効果を確実なものにするために、条件式（３）の下限値を０．５０にすることが好ましい。さらに効果を上げるために、下限値を０．８０とすることが好ましい。

また、本願のズームレンズでは、第２レンズ群は、以下の条件式（４）を満足する負レンズを少なくとも一つ有することが望ましい。
（４）１．８１０＜ｎｄＬｉ
但し、ｎｄＬｉは前記負レンズのｄ線（波長λ＝587.6nm）に対する屈折率である。

条件式（４）は、第２レンズ群に少なくとも一つ含まれる負レンズの屈折率（ｄ線：λ＝587.6nm）を規定するものである。条件式（４）を満足することで、この負レンズが所定の屈折力を得るための曲率半径を大きくすることができ、高次の収差を減少させることができる。

条件式（４）の下限値を超えると、この負レンズが所定の屈折力を得るための曲率半径が小さくなりすぎ高次の収差が増大してしまうので好ましくない。またペッツバール和の補正が難しくなり、広角端状態での像面湾曲が悪化するので好ましくない。

なお、本願の効果を確実なものにするために、条件式（４）の下限値を１．８５０することが好ましい。また、さらに本願の効果を確実なものにするために、条件式（４）の下限値を１．９００とすることが好ましい。

また、本願のズームレンズでは、第１接合レンズは、物体側から順に、正レンズと負レンズとの接合で構成されることが望ましい。このように、第１接合レンズを正レンズと負レンズの接合により構成することで球面収差や軸上色収差等の収差を良好に補正することができ、高い結像性能を有する小型のズームレンズを達成することができる。

また、本願のズームレンズでは、第２接合レンズは、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合で構成されることが望ましい。このように、第２接合レンズを負レンズと正レンズの接合により構成することで球面収差や軸上色収差等の収差を良好に補正することができ、高い結像性能を有する小型のズームレンズを達成することができる。

また、本願のズームレンズは、開口絞りを有し、この開口絞りは第１レンズ群の最も像面側のレンズ面より像面側に配置される構成が望ましい。このような構成により、本願のズームレンズは、コマ収差等の軸外収差を良好に補正して高い結像性能を達成することができる。なお、開口絞りは、第２レンズ群の物体側に配置することがより望ましい。これにより、本願のズームレンズは、コマ収差等の軸外収差をより良好に補正して高い結像性能を達成することができる。

また、本願のズームレンズは、固定絞りを有し、この固定絞りは、第１接合レンズの像面側に配置されていることが望ましい。このような構成により、本願のズームレンズは、コマ収差や像面湾曲を良好に補正して高い結像性能を達成することができる。

また、本願のズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第１レンズ群全体を移動することで行う構成が望ましい。これにより、本願のズームレンズは、小型化を達成することができる。

また、本願のズームレンズでは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の物体側に、平行平面ガラスを配置することが望ましい。このような構成にすることで、第１レンズ群の最も像側のレンズ面を埃や汚れから保護することができる。

次に、後述する本願の第１実施例に係るズームレンズを備えたカメラを図１１に基づいて説明する。

カメラ１は、図１１に示すように撮影レンズ２として前記本願の第１実施例に係るズームレンズ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、撮影レンズ２内のＬＰＦ（Optical low pass filter：光学ローパスフィルタ）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。

ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した本願の第１実施例に係るズームレンズは、小型でありながら諸収差を良好に補正した高い結像性能を有するズームレンズである。したがって、本カメラ１は小型化と高い結像性能を実現することができる。なお、後述する第２〜第５実施例に係るズームレンズを撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、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上記各実施例に係るズームレンズ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。

次に、本願のズームレンズの製造方法について図１２に基づいて説明する。
図１２に示すズームレンズの製造方法は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群を有するズームレンズの製造方法であって、以下のステップＳ１〜Ｓ４を含むものである。

（ステップＳ１）
第１レンズ群は、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有するようにする。

（ステップＳ２）
第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有するようにする。

（ステップＳ３）
第２レンズ群が、以下の条件式（１）を満足するようにする。
（１）−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径

（ステップＳ４）
第１レンズ群と第２レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置し、公知の移動機構を設けることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するようにする。

斯かる本願のズームレンズの製造方法によれば、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって高い結像性能を有する小型のズームレンズを製造することができる。

以下、本願の数値実施例に係るズームレンズを添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は本願の第１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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

本実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凹形状の負レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凸形状の正レンズＬ４と、両凸形状の正レンズＬ５と両凹形状の負レンズＬ６との負接合レンズＬ５６と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７と両凸形状の正レンズＬ８との正接合レンズＬ７８とからなる。

本実施例に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、開口絞りＳが配置されている。第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉとの間には、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。ローパスフィルタＬＰＦは、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の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ものである。

本実施例に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が変化するように、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを光軸方向へ移動させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２とともに光軸方向へ移動し、ローパスフィルタＬＰＦは光軸方向の位置が固定である。

本実施例に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１全体を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。

以下の表１に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（最も像面側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の距離）を示す。[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（λ＝587.6nm）に対する屈折率、νｄはｄ線（λ＝587.6nm）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りSは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。また、非球面には面番号に＊を付して曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示している。

［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を示す。
Ｘ（ｙ）＝ｙ^２／［ｒ・｛１＋（１−κ・ｙ^２／ｒ^２）^１／２｝］
＋A4・ｙ^４＋A6・ｙ^６＋A8・ｙ^８＋A10・ｙ^１０

ここで、ｙを光軸に垂直な方向の高さ、Ｘ（ｙ）を高さｙにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κを円錐定数、A4，A6，A8，A10を非球面係数、ｒを基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）とする。なお、「E−n」（nは整数）は「×10^−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10^−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。

［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬはズームレンズの全長（第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、空気換算ＴＬはズームレンズの全長の空気換算値、空気換算ＢＦはバックフォーカスの空気換算値、dnは第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。

ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、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ため、これに限られるものではない。なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。

（表１）第１実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞
1 21.1989 1.10 1.85135 40.10
＊2 7.5975 4.41 1.00000
3 -52.6643 0.80 1.49782 82.57
4 42.3237 0.84 1.00000
5 15.6071 1.68 1.84666 23.78
6 32.7790 可変 1.00000
7(絞りS) ∞ 0.65 1.00000
8 37.1408 1.47 1.65844 50.84
9 -29.0801 0.10 1.00000
10 9.6037 2.76 1.59319 67.90
11 -14.5302 3.16 1.74400 44.81
12 9.7023 1.83 1.00000
13 31.5814 0.80 1.90265 35.73
14 9.1997 2.75 1.58913 61.22
15 -15.6188 可変 1.00000
16 ∞ 2.79 1.51680 63.88
17 ∞ 2.11 1.00000
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.7566 -3.95310E-07 -6.33270E-08 1.17320E-09 -1.39090E-10

［各種データ］
変倍比 2.35

ＷＭＴ
ｆ 11.35 17.00 26.71
ＦＮＯ 3.64 4.38 5.77
２ω 73.6° 51.2° 33.4°
Ｙ 8.00 8.00 8.00
ＴＬ 59.8037 56.6351 59.8037
空気換算ＴＬ 58.8531 55.6845 58.8531
ＢＦ 20.0378 25.5878 35.1214
空気換算ＢＦ 19.0872 24.6372 34.1708

ＷＭＴ
d6 17.4158 8.6974 2.3323
d15 15.1378 20.6878 30.2214

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 -17.41
2 8 17.10

［条件式対応値］
（１）（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＝ -0.122
（２）｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＝ 0.267
（３）ｆ２／Ｓ２＝ 1.329
（４）ｎｄＬｉ＝ 1.903（Ｌ７）

図２は本願の第１実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

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。球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーを示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値を示し、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）における収差をそれぞれ示す。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。なお、後述する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。

各収差図より、本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

（第２実施例）
図３は本願の第２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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

本実施例に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、開口絞りＳが配置されている。第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉとの間には、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。

以下の表２に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
（表２）第２実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞
1 27.6355 1.10 1.85135 40.10
＊2 7.6407 3.86 1.00000
3 -150.2962 1.00 1.59319 67.90
4 31.0526 0.55 1.00000
5 15.2311 1.93 1.78472 25.64
6 55.6807 可変 1.00000
7(絞りS) ∞ 1.00 1.00000
8 27.1591 1.47 1.69680 55.52
9 -42.3201 0.10 1.00000
10 9.7355 4.49 1.59319 67.90
11 -14.9453 1.00 1.79952 42.09
12 9.9794 2.29 1.00000
13 34.1656 1.00 1.95400 33.46
14 9.1459 2.31 1.65844 50.84
15 -16.2105 可変 1.00000
16 ∞ 2.79 1.51680 63.88
17 ∞ 2.11 1.00000
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.7876 -2.07080E-05 -6.78850E-07 6.59940E-09 -3.36460E-10

［各種データ］
変倍比 2.35

ＷＭＴ
ｆ 11.35 17.30 26.70
ＦＮＯ 3.65 4.39 5.77
２ω 75.1° 51.6° 34.3°
Ｙ 8.20 8.20 8.20
ＴＬ 59.6000 56.3856 59.6000
空気換算ＴＬ 58.6494 55.4350 58.6494
ＢＦ 20.2437 26.1597 35.5059
空気換算ＢＦ 19.2931 25.2091 34.5553

ＷＭＴ
d6 17.2621 8.1318 2.0000
d15 15.3437 21.2597 30.6059

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 -17.41
2 8 17.31

［条件式対応値］
（１）（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＝ 0.218
（２）｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＝ 0.404
（３）ｆ２／Ｓ２＝ 1.368
（４）ｎｄＬｉ＝ 1.954（Ｌ７）

図４は本願の第２実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

（第３実施例）
図５は本願の第３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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

以下の表３に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
（表３）第３実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞
1 20.9555 1.10 1.85135 40.14
＊2 7.6934 4.31 1.00000
3 -73.1411 0.84 1.49782 82.56
4 25.3734 1.02 1.00000
5 15.7101 1.69 2.00069 25.47
6 31.1165 可変 1.00000
7(絞りS) ∞ 0.65 1.00000
8 40.2590 1.43 1.69680 55.52
9 -31.7401 0.10 1.00000
10 9.8087 3.12 1.59319 67.94
11 -14.5256 2.80 1.74400 44.82
12 10.5639 1.73 1.00000
13 27.6157 1.00 1.95000 29.39
14 8.6732 2.76 1.58267 46.46
15 -15.6920 可変 1.00000
16 ∞ 2.79 1.51680 63.88
17 ∞ 2.11 1.00000
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.1520 1.66840E-04 1.76430E-06 -9.16880E-09 3.34540E-10

［各種データ］
変倍比 2.35

ＷＭＴ
ｆ 11.35 17.30 26.70
ＦＮＯ 3.64 4.57 5.80
２ω 75.0° 51.5° 34.2°
Ｙ 8.20 8.20 8.20
ＴＬ 59.8881 56.7244 59.8834
空気換算ＴＬ 58.9375 55.7738 58.9328
ＢＦ 19.9000 25.7174 34.9080
空気換算ＢＦ 18.9494 24.7668 33.9574

ＷＭＴ
d6 17.4426 8.4614 2.4299
d15 15.0000 20.8174 30.0080

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 -17.41
2 8 17.02

［条件式対応値］
（１）（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＝ -0.118
（２）｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＝ 0.167
（３）ｆ２／Ｓ２＝ 1.315
（４）ｎｄＬｉ＝ 1.950（Ｌ７）

図６は本願の第３実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

（第４実施例）
図７は本願の第４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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

本実施例に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１の物体側には、平行平面板Ｐが配置されている。この平行平面板Ｐにより、第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側のレンズ面の保護等をすることができる。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、開口絞りＳが配置されている。第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉとの間には、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。

本実施例に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が変化するように、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを光軸方向へ移動させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、平行平面板Ｐは第１レンズ群Ｇ１とともに光軸方向へ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２とともに光軸方向へ移動し、ローパスフィルタＬＰＦは光軸方向の位置が固定である。

以下の表４に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
（表４）第４実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞
1 ∞ 1.00 1.51680 63.88
2 ∞ 2.00 1.00000
3 22.1410 1.10 1.85135 40.14
＊4 7.6618 4.23 1.00000
5 -97.7669 0.80 1.49782 82.57
6 29.9606 0.84 1.00000
7 14.8029 1.77 1.84666 23.80
8 30.8037 可変 1.00000
9(絞りS) ∞ 0.65 1.00000
10 35.5510 1.46 1.63854 55.34
11 -30.6717 0.10 1.00000
12 9.6339 2.77 1.59319 67.90
13 -15.0148 3.28 1.74400 44.80
14 9.8040 1.78 1.00000
15 28.6661 1.00 1.90366 31.27
16 8.5586 2.77 1.61772 49.78
17 -17.3121 可変 1.00000
18 ∞ 2.79 1.51680 63.88
19 ∞ 2.11 1.00000
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
4 0.7721 -7.96219E-06 8.08394E-08 -3.39865E-09 -1.43235E-10

［各種データ］
変倍比 2.35

ＷＭＴ
ｆ 11.35 17.40 26.71
ＦＮＯ 3.63 4.56 5.77
２ω 75.0° 51.4° 34.2°
Ｙ 8.19 8.19 8.19
ＴＬ 59.9000 56.7320 59.9056
空気換算ＴＬ 58.9494 55.7821 58.9493
ＢＦ 19.9000 25.8271 34.9480
空気換算ＢＦ 18.9494 24.8765 33.9974

ＷＭＴ
d8 17.4708 8.37574 2.42841
d17 15.0000 20.92712 30.04804

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 3 -17.41
2 10 17.05

［条件式対応値］
（１）（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＝ -0.074
（２）｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＝ 0.226
（３）ｆ２／Ｓ２＝ 1.297
（４）ｎｄＬｉ＝ 1.904（Ｌ７）

図８は本願の第４実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

（第５実施例）
図９は本願の第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り、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とからなる。

以下の表５に、本実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
（表５）第５実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞
1 21.8349 1.10 1.85135 40.10
＊2 6.9683 3.58 1.00000
3 232.0289 1.00 1.75700 47.73
4 29.0118 0.60 1.00000
5 13.9434 1.92 1.84666 23.78
6 38.9245 可変 1.00000
7(絞りS) ∞ 1.00 1.00000
8 33.9295 1.47 1.67790 55.35
9 -31.2393 0.10 1.00000
10 8.7609 3.86 1.59319 67.90
11 -15.0893 1.00 1.79952 42.09
12 9.7880 2.30 1.00000
13 34.5787 1.00 1.90366 31.27
14 8.1693 2.33 1.61266 44.46
15 -14.8870 可変 1.00000
16 ∞ 2.79 1.51680 63.88
17 ∞ 2.11 1.00000
像面 ∞

［非球面データ］
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 -0.8415 5.64840E-04 -1.28470E-06 3.29740E-08 5.58720E-11

［各種データ］
変倍比 2.35

ＷＭＴ
ｆ 11.35 17.30 26.71
ＦＮＯ 3.59 4.40 5.78
２ω 73.0° 51.0° 34.1°
Ｙ 8.20 8.20 8.20
ＴＬ 58.4836 55.3260 58.4795
空気換算ＴＬ 57.5330 54.3754 57.5289
ＢＦ 20.1001 25.9034 35.0772
空気換算ＢＦ 19.1495 24.3528 34.1266

ＷＭＴ
d6 17.1169 8.1560 2.1357
d15 15.2001 21.0034 30.1772

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 -17.41
2 8 16.98

［条件式対応値］
（１）（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＝ -0.041
（２）｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＝ 0.294
（３）ｆ２／Ｓ２＝ 1.407
（４）ｎｄＬｉ＝ 1.904（Ｌ７）

図１０は本願の第５実施例に係るズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態を、（ｂ）は中間焦点距離状態を、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本願のズームレンズの光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。

本願のズームレンズの数値実施例として２群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、３、４群等）のズームレンズを構成することもできる。具体的には、本願のズームレンズの最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。また、本願のズームレンズの最も物体側や最も像側に実質的に屈折力を有しないレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。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、本願のズームレンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、第１レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。

また、本願のズームレンズにおいて、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれを補正する構成とすることもできる。特に、本願のズームレンズでは第２レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。

また、本願のズームレンズを構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。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）或いはプラスチックレンズとしてもよい。

また、本願のズームレンズにおいて開口絞りは第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置されることが好ましく、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。

また、本願のズームレンズを構成するレンズのレンズ面に、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。これにより、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ことができる。

また、上記第４実施例に係るズームレンズは、第１レンズ群の物体側に平行平面板を有する例を示しているが、これに限られない。本願のズームレンズは、第１レンズ群の物体側又は第１レンズ群中の最も物体側に、平行平面板又は実質的に屈折力を有しないレンズを有する構成としてもよい。この構成により、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面を埃や汚れから保護することができる。

また、本願のズームレンズは、最も像面側に配置されるレンズ成分の像面側のレンズ面から像面までの項軸上の距離（バックフォーカス）が最も小さい状態で、１０．０〜３０．０ｍｍ程度とするのが好ましい。

また、本願のズームレンズは、像高を５．０〜１２．５ｍｍとするのが好ましく、５．０〜９．５ｍｍとするのがより好ましい。

以上述べたように、本願は、小型でありながら諸収差を良好に補正した高い結像性能を有するズームレンズと、これを有する光学装置、およびズームレンズの製造方法を提供することができる。

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｌ１〜Ｌ８レンズ
Ｌ５６第１接合レンズ
Ｌ７８第２接合レンズ
ＬＰＦローパスフィルタ
Ｓ開口絞り
Ｉ像面
１カメラ
２撮影レンズ
３撮像部
４ＥＶＦ

Claims

物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有し、
前記負メニスカスレンズと前記負レンズとの間は空気で隔てられており、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径
物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有し、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有し、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径
前記第１接合レンズは、負の屈折力を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
前記第２接合レンズは、正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．０５＜｜ｆＬ７８／ｆＬ５６｜＜０．７０
但し、
ｆＬ７８：前記第２接合レンズの焦点距離
ｆＬ５６：前記第１接合レンズの焦点距離
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．３０＜ｆ２／Ｓ２＜１．７０
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
Ｓ２：前記第２レンズ群の、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の距離
前記第２レンズ群は、以下の条件を満足する負レンズを少なくとも一つ有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１．８１０＜ｎｄＬｉ
但し、
ｎｄＬｉ：前記負レンズのｄ線（λ＝587.6nm）に対する屈折率
前記第１接合レンズは、物体側から順に、正レンズと負レンズからなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第２接合レンズは、物体側から順に、負レンズと正レンズからなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
開口絞りを有し、
前記開口絞りは、前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面より像面側に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
固定絞りを有し、
前記固定絞りは、前記第１接合レンズの像面側に配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
請求項１から１１のいずれか一項に記載のズームレンズを具備することを特徴とする光学装置。
物体側より順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個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、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズを有するようにし、
前記負メニスカスレンズと前記負レンズの間を空気で隔て、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、第１接合レンズと、第２接合レンズを有するようにし、
前記第２レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するようにすることを特徴とするズームレンズの製造方法。
−０．３０＜（ｒ４Ｒ＋ｒ４Ｆ）／（ｒ４Ｒ−ｒ４Ｆ）＜０．５０
但し、
ｒ４Ｆ：前記第２レンズ群の前記正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ４Ｒ：前記第２レンズ群の前記正レンズの像面側のレンズ面の曲率半径