(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素な構成でありながら広画角でズーム倍率も４〜５倍程度にも対応可能である良好な性能のズームレンズ及びそれを有する光学機器を提供する。【解決手段】物体側より像側へ順に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｌ２を有し、絞りＳＰが第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置され、ズーム時に絞りＳＰが他のレンズ群と独立して移動するズームレンズにおいて、絞りＳＰはズーム時像側凸軌跡で移動し、絞りＳＰの像側への移動量をMimg、第１レンズ群Ｌ１の移動量をM1、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をf2、広角端の焦点距離をfwとしたとき、0.01＜Mimg／M1＜0.65、2.0＜f2／fw＜4.5を満足する。【選択図】図１
2019070690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ．物体側より像側へ順に負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折率を有する第２レンズ群を有し、
Ｂ．絞りが第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置され、ズーム時に絞りが他のレンズ群と独立して移動するズームレンズにおいて、
Ｃ．絞りはズーム時像側凸軌跡で移動し、
Ｄ．絞りの像側への移動量をMimg、第1レンズ群の移動量をM1、第２レンズ群の焦点距離をf2、広角端の焦点距離をfwとしたとき、下記条件式を満足する事を特徴とするズームレンズ。
0.01 ＜ Mimg／M1 ＜ 0.65
2.0 ＜f2／fw＜ 4.5
ここで、Mimgは広角端を基準とし、絞りが最も像側へ移動したズーム位置までの量、M1は広角端を基準とし、第1レンズ群が望遠端まで移動した量とする。
【請求項２】
Ａ．絞りが最も像側へ位置する際の焦点距離をfm、広角端の焦点距離をfwとしたとき、下記条件式を満足する事を特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
1.0 ＜fm／fw＜ 2.5 
【請求項３】
Ａ．該第2レンズ群の移動量をM2、望遠端の焦点距離をftとしたとき、下記条件式を
満足する事を特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
0.8 ＜ M2／ft ＜ 1.5 
【請求項４】
Ａ．該第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの距離をD1としたとき、下記
条件式を満足する事を特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のズームレンズ。
2.0 ＜ D1／fw ＜ 3.5
【請求項５】
Ａ．該第1レンズ群の最も物体側負レンズの物体側面の曲率をR1としたとき、下記条
件式を満足する事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載のズームレンズ。
4.5 ＜ R1／fw ＜ 15     
【請求項６】
Ａ．絞りの物体側への移動量をMobj、第2レンズ群の移動量をM2としたとき、下記条件式を満足する事を特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載のズームレンズ。
0.2 ＜ Mobj／M2 ＜ 0.8
ここで、Mobjは広角端を基準とし、絞りが最も物体側へ移動したズーム位置までの量、M2は広角端を基準とし、第2レンズ群が望遠端まで移動した量とする。
【請求項７】
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズと広角側での有効像円径を望遠端での有効像円径よりも小さくした事を特徴とする光学機器。
【請求項８】
請求項１乃至7のいずれか１項に記載のズームレンズと該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有する事を特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ及びそれを有する光学機器に関し、特に監視カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、フィルム用カメラ等に用いられるズームレンズ及びそれを有する光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置は広画角化と共にそれに用いる撮影光学系のコンパクト化が要求されている。
【０００３】
また、スポーツタイプのカメラは使用用途が広く、陸上から水中など多岐に渡る。特に陸上で任意の場所に固定して撮影を行うカメラ用のレンズにおいては、コンパクトである事に加え、広画角での撮影から遠方の撮影まで対応出来る様、ある程度の高倍率が要求されている。
【０００４】
従来より、負の屈折力を有する第1レンズ群と正の屈折力を有する第2レンズ群の２つのレンズ群よりなり、双方のレンズ間隔を変えて変倍を行う、所謂ショートズームタイプの2群ズームレンズが種々提案されている。これらのショートズームタイプの光学系では、正の屈折力を有する第2レンズ群を移動することで変倍を行い、負の屈折力を有する第1レンズ群を移動することで変倍に伴う像点位置の補正を行っている。これらの２つのレンズ群よりなるレンズ構成においては、ズーム倍率は2から3倍程度と低い（特許文献1、2）。
【０００５】
特にスポーツタイプのカメラは撮影画界を広げるために歪曲収差を許容し、広範囲の撮影に対応する設計が知られている。一方、近年のデジタルスチルカメラやビデオカメラといった撮像装置においては、諸収差のうち歪曲収差を電気的な画像処理で補正する事も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１４２４０３号公報
【特許文献２】特開平１１−３０５１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
２群ズームレンズの例として、例えば特開２０１４−１４２４０３号公報が提案されている。このズームレンズは3倍弱のズーム倍率であり、広画角でコンパクトを特徴としている。しかし、近年の高倍率化のニーズに対しては必ずしも十分とは言えなかった。
【０００８】
また、高倍率化を図った例として、例えば特開平１１−３０５１２５号公報が提案されている。このズームレンズはズーム倍率を３倍強としている。しかし、広角端の画角が狭く、近年の広画角化のニーズに対しては必ずしも十分とは言えなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、簡素な構成でありながら広画角でズーム倍率も４〜５倍程度にも対応可能な良好な性能のズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のズームレンズは、
Ａ．物体側より像側へ順に負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折率を有する第２レンズ群を有し、
Ｂ．絞りが第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置され、ズーム時に絞りが他のレンズ群と独立して移動するズームレンズにおいて、
Ｃ．絞りはズーム時像側凸軌跡で移動し、
Ｄ．絞りの像側への移動量をMimg、第1レンズ群の移動量をM1、第２レンズ群の焦点距離をf2、広角端の焦点距離をfwとしたとき、下記条件式を満足する事である。
0.01 ＜ Mimg／M1 ＜ 0.65
2.0 ＜f2／fw＜ 4.5
ここで、Mimgは広角端を基準とし、絞りが最も像側へ移動したズーム位置までの量、M1は広角端を基準とし、第1レンズ群が望遠端まで移動した量とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な構成でありながら広画角でズーム倍率も４〜５倍程度にも対応可能な良好な性能のズームレンズ及びそれを有する光学機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のズームレンズのレンズ断面図
【図２】実施例１のズームレンズの広角端での収差図
【図３】実施例１のズームレンズの中間1での収差図
【図４】実施例１のズームレンズの望遠端での収差図
【図５】実施例１のズームレンズの中間2(fm)での収差図
【図６】実施例２のズームレンズのレンズ断面図
【図７】実施例２のズームレンズの広角端での収差図
【図８】実施例２のズームレンズの中間1での収差図
【図９】実施例２のズームレンズの望遠端での収差図
【図１０】実施例２のズームレンズの中間2(fm)での収差図
【図１１】実施例３のズームレンズのレンズ断面図
【図１２】実施例３のズームレンズの広角端での収差図
【図１３】実施例３のズームレンズの中間1での収差図
【図１４】実施例３のズームレンズの望遠端での収差図
【図１５】実施例３のズームレンズの中間2(fm)での収差図
【図１６】実施例４のズームレンズのレンズ断面図
【図１７】実施例４のズームレンズの広角端での収差図
【図１８】実施例４のズームレンズの中間1での収差図
【図１９】実施例４のズームレンズの望遠端での収差図
【図２０】実施例４のズームレンズの中間2(fm)での収差図
【図２１】実施例５のズームレンズのレンズ断面図
【図２２】実施例５のズームレンズの広角端での収差図
【図２３】実施例５のズームレンズの中間1での収差図
【図２４】実施例５のズームレンズの望遠端での収差図
【図２５】実施例５のズームレンズの中間2(fm)での収差図
【図２６】実施例６のズームレンズのレンズ断面図
【図２７】実施例６のズームレンズの広角端での収差図
【図２８】実施例６のズームレンズの中間1での収差図
【図２９】実施例６のズームレンズの望遠端での収差図
【図３０】実施例６のズームレンズの中間2(fm)での収差図
【図３１】該ズームレンズを搭載する光学機器の装置図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のズームレンズは、簡素な構成でありながら広画角でズーム倍率も４〜５倍程度にも対応可能であることが特徴である。高倍率化を達成するためには正群から始まる構成の所謂ポジティブリードが有利である。しかし、レンズ枚数が多くなるために光学系全体が大型化してしまう。その為、少ないレンズ枚数の簡素な構成と広画角を達成するためには負群から始まる所謂ネガティブリードの方が有利である。
【００１４】
一方、コンパクトで広画角を達成しようとすると、特に前玉径の増大や、中間ズーム域のコマ収差が低下する。この問題を解決するために、本発明では第1レンズ群と第2レンズ群の間に配置した絞りを各群と独立して移動するように設定している。
【００１５】
具体的には、広角端で絞りを第1レンズ群側に配置し、広角端から少し望遠寄りの位置で発生するコマ収差の原因となる光線を遮光するために像側へ移動させ、望遠寄りでは第2レンズ群と共に物体側へ移動させる様にしている。ネガティブリードの場合、前玉径の大きさは広角端で決まることが多く、レンズ径を小さくするために絞りを極力前玉に近づける必要がある。そのため、本発明では広角端で絞りを第1レンズ側に近づけている。
【００１６】
広画角となると口径食とコサイン4乗則で周辺光量の低下が発生する。そのため、広角端では周辺の光束径を大きく確保する必要がある。しかし、ズーム中間域では口径食、コサイン4乗則による周辺光量の低下が小さくなるため周辺の光束径が必要以上となり、これがコマ収差の原因となる。そのため、本発明ではズーム中間域でこの光束径をカットするために絞りを像側へ移動させている。
【００１７】
高倍率化すると主変倍である第2レンズ群の物体側への移動量が増加する。この第2レンズ群の移動スペースを確保するために、本発明ではズーム中間以降で絞りを物体側へ移動させている。
【００１８】
この様にする事で限られたスペースの中で前玉径の抑制、不要光線の遮光と主変倍群の移動量を確保し、広画角と高倍率を達成している。また、レンズを高倍率化すると望遠端の球面収差が多く発生してくる。その為、軸上光束が広がる絞り付近の第2レンズ群で球面収差の発生を抑えるようにしている。具体的には、第2レンズ群の屈折力を適切に設定する事で各面での球面収差等の発生を抑えている。
【００１９】
本発明のズームレンズは、簡素な構成でありながら広画角でズーム倍率も４〜５倍程度にも対応可能な良好な性能のズームレンズを提供するために
Ａ．物体側より像側へ順に負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折率を有する第２レンズ群を有し、
Ｂ．絞りが第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置され、ズーム時に絞りが他のレンズ群と独立して移動するズームレンズにおいて、
Ｃ．絞りはズーム時像側凸軌跡で移動し、
Ｄ．絞りの像側への移動量をMimg、第1レンズ群の移動量をM1、第２レンズ群の焦点距離をf2、広角端の焦点距離をfwとしたとき、下記条件式を満足する事である。
0.01 ＜ Mimg／M1 ＜ 0.65                                −(1)
2.0 ＜f2／fw＜ 4.5                                      −(2)
【００２０】
ここで、Mimgは広角端を基準とし、絞りが最も像側へ移動したズーム位置までの量、M1は広角端を基準とし、第1レンズ群が望遠端まで移動した量を表している。前述したように、本発明では絞りの移動軌跡および光束径が広がる絞りより後群の屈折力を適切に設定する事が重要となる。
【００２１】
条件式(1)は、絞りの像側への移動量と第１レンズ群の移動量に関する条件式であり、特に大きさとズーム中間の光学性能に関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、絞りの像側への移動量が小さくなり、軸外光束の上線側をカット出来ないため、ズーム中間のコマ収差を補正する上で困難となる。また、第1レンズ群の移動量が大きくなるため、広角端でレンズ全長が大型化するため好ましくない。一方、条件式の上限値を上回ると、絞りの移動量が大きくなるため主変倍群の移動量が確保出来ず、高倍率化する際に困難となる。
【００２２】
条件式(2)は、第２レンズ群の屈折力に関する条件式であり、レンズ全長とズームによる軸上色収差、球面収差の変動に関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強まるためにレンズ全長の短縮に有利だが、ズームによる軸上色収差変動、球面収差変動を抑える事が困難となる。一方、条件式の上限値を上回ると、第2レンズ群の屈折力が弱まるためにズームのための移動量が大きくなり、レンズ全長の大型化を招くため好ましくない。また、ズームによるコマ収差の変動を抑える上で困難となる。
【００２３】
尚、各数値実施例において、収差補正上更に好ましくは、条件式（1）、（2）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.03 ＜ Mimg／M1 ＜ 0.60                                −（1a）
2.2 ＜f2／fw＜ 4.3                                      −（2a）
【００２４】
より更に好ましくは、条件式（1）、（2）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.05 ＜ Mimg／M1 ＜ 0.55                                −（1b）
2.5 ＜f2／fw＜ 4.0                                      −（2b）
【００２５】
上記条件式で本発明の目的は達成されるが、より好ましくは該構成において、絞りが最も像側へ位置する際の焦点距離をfm、広角端の焦点距離をfwとしたとき、
1.0 ＜fm／fw＜ 2.5                                    −(3)
なる条件式を満足する事である。
【００２６】
条件式(3)は、絞りの軌跡に関する条件式で、特にズーム中間のコマ収差といった光学性能に関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、広角側で軸外光束の上線をカットしてしまい、周辺光量不足となるため好ましくない。一方、条件式の上限値を上回ると、望遠寄りで軸外光束をカットする事となり、広角寄りで発生するコマ収差を補正する上で好ましくない。また、主変倍群の移動量が確保出来ず、高倍率化に対して不利となる。
【００２７】
上記同様に、より好ましくは該構成において、該第2レンズ群の移動量をM2、望遠端の焦点距離をftとしたとき、
0.8 ＜ M2／ft ＜ 1.5                                  −(4)
なる条件式を満足する事である。
【００２８】
条件式(4)は、第２レンズ群の移動量に関する条件式で、特に大きさと像面湾曲の変動に関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、主変倍群である第2レンズ群の移動量が小さくなるため倍率を稼ぐために第2レンズ群の屈折力が強まり、球面収差、軸上色収差を補正する上で困難となる。一方、条件式の上限値を上回ると、第2レンズ群の移動量が増えるため高倍率化に対して有利だが、ズーム時の像面湾曲変動、コマ収差変動が大きくなるため好ましくない。また、移動量が大きくなる事によるレンズ全長の大型化を招くため好ましくない。
【００２９】
上記同様に、より好ましくは該構成において、該第1レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの距離をD1としたとき、
2.0 ＜ D1／fw ＜ 3.5                              −（5）
なる条件式を満足する事である。
【００３０】
条件式(5)は、第１レンズ群の大きさに関する条件式で、特にレンズ全長、前玉径といった大きさに関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、第1レンズ群の厚みが薄くなるためレンズ全長に対して有利だが、負の屈折力を持たせる事が困難となり、広角化に対して不利となる。また、最物体側レンズのメニス形状が弱まり、広角側の像面湾曲を補正する上で困難となる。一方、条件式の上限値を上回ると、第1レンズ群の厚みが厚くなるため前玉径の小型化に対しては不利となる。
【００３１】
上記同様に、より好ましくは該構成において、該第1レンズ群の最も物体側負レンズの物体側面の曲率をR1としたとき、
4.5 ＜ R1／fw ＜ 15                                        −（6）
なる条件式を満足する事である。
【００３２】
条件式(6)は、第１レンズ群内の負レンズの形状に関する条件式であり、特に広角端の画角と像面湾曲に関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、第1レンズ群内の負レンズの曲率が強まるため、歪曲収差の発生が小さくなり広画角化に対して不利となる。一方、条件式の上限値を上回ると、第１レンズ群内の負レンズの曲率が弱まるため画角を広げる上で有利だが、広角側の像面湾曲を抑える上で困難となる。
【００３３】
上記同様に、より好ましくは該構成において、絞りの物体側への移動量をMobj、第2レンズ群の移動量をM2としたとき、
0.2 ＜ Mobj／M2 ＜ 0.8                                   −（7）
なる条件式を満足する事である。ここで、Mobjは広角端を基準とし、絞りが最も物体側へ移動したズーム位置までの量、M2は広角端を基準とし、第2レンズ群が望遠端まで移動した量を表している。
【００３４】
条件式(7)は、絞りの移動量に関する条件式であり、特に高倍率化と大きさに関する条件式である。条件式の下限値を下回ると、絞りの移動量が小さくなるため、高倍率化に対して第2レンズ群の移動スペース確保が必要となり大型化するため好ましくない。一方、条件式の上限値を上回ると絞りの移動量に対して第2レンズ群の移動量が小さくなるため、望遠端での絞りと第2レンズ群との間隔が広がり、周辺で発生するコマ収差の原因となる不要光を絞りでカット出来なくなるため好ましくない。
【００３５】
尚、各数値実施例において、収差補正上更に好ましくは、条件式（3）〜（7）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.1 ＜fm／fw＜ 2.3                                      −（3a）
0.85 ＜ M2／ft ＜ 1.4                                   −（4a）
2.1 ＜ D1／fw ＜ 3.3                             −（5a）
5.0 ＜ R1／fw ＜ 14                                          −（6a）
0.25 ＜ Mobj/M2 ＜ 0.75                               −（7a）
【００３６】
より更に好ましくは、条件式（3）〜（7）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.2 ＜fm／fw＜ 2.0                                      −（3b）
0.9 ＜ M2／ft ＜ 1.3                             −（4b）
2.2 ＜ D1／fw ＜ 3.1                             −（5b）
6.0 ＜ R1／fw ＜ 12                                          −（6b）
0.3 ＜ Mobj/M2 ＜ 0.7                                 −（7b）
【００３７】
各数値実施例では以上のように各レンズ群を構成することによって、簡素な構成でありながら広画角でズーム倍率も４〜５倍程度にも対応可能な良好な性能のズームレンズ及びそれを有する光学機器を得ている。
【００３８】
以下に、本発明のズームレンズの実施形態（数値実施例）について図面を参照して説明する。
【００３９】
以下の説明、図において、riは物体側からi番目の面の曲率半径、diは物体側からi番目の面とi+1番目の面との間の面間隔、niは第i番目のレンズのd線における屈折率、niは第i番目のレンズのd線におけるアッベ数を示すものとする。また、ｋを円錐定数、A3，A4，A5，A6，A7，A8，A9，A10，A11，A12，A13，A14を3次、４次、5次、６次、７次、８次、９次、１０次、1１次、１２次、１３次、１４次の非球面係数とし、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝(ｈ2／Ｒ)／[１＋[１−(１＋Ｋ)(ｈ／Ｒ)2]1/2] ＋A3ｈ3＋A4ｈ4＋A5ｈ5＋A6ｈ6＋A7ｈ7＋A8ｈ8＋A9ｈ9＋A10ｈ10＋A11ｈ11＋A12ｈ12＋A13ｈ13＋A14ｈ14
で表示される。但し、Ｒは曲率半径であり、「ｅ−Ｘ」は「×１０-X」を意味している。尚、非球面は各表中の面番号の右側に*印を付している。
【００４０】
また、変倍の際の絞りの移動量Mはs1、s2、s3を絞りの移動係数とし、
M = s1x＋s2x2＋s3x3
で表示される。ここで、xは移動パラメータで広角端をx=0、望遠端をx=1としている。
【００４１】
次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。図１、６、１１は、数値実施例1乃至3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図であり、各図において、左方が被写体側で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力を有する第２レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置しており、ズーミングに際して第2レンズ群L２と別体に可動である。
【００４２】
第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凸面でメニスカス形状の負レンズと両面が凹面の負レンズと物体側の面が凸面でメニスカス形状の正レンズで構成している。各数値実施例のズームレンズでは小型とするために第１レンズ群Ｌ１の屈折力を適切な範囲で強めている。このとき、第１レンズ群Ｌ１内で発生する諸収差、特に広角端において歪曲収差、像面湾曲が多く発生してくる。そこで第１レンズ群Ｌ１で発生する歪曲収差を許容し、負レンズを2枚に分ける事で広角でありながら像面湾曲を良好に補正する様にしている。
【００４３】
第２レンズ群Ｌ２は物体側の面が凸で非球面形状の正レンズと像側の面が凹形状の負レンズと両側面が凸の正レンズで構成している。各数値実施例のズームレンズでは良好な光学性能を確保するために第２レンズ群Ｌ２の屈折力を適切な範囲で強めている。このとき、第２レンズ群Ｌ２で発生する諸収差、特に球面収差、コマ収差が多く発生してくる。各実施例では最も物体側に非球面レンズを使用する事で球面収差の発生を低減している。また、負レンズに高屈折率の硝材を使用し、また、最像側の正レンズに非球面レンズを採用することでコマ収差の発生を低減している。
【００４４】
図１６は、数値実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図であり、各図において、左方が被写体側で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力を有する第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置しており、ズーミングに際して第2レンズ群L２と別体に可動である。
【００４５】
第３レンズ群Ｌ３は物体側が凸形状の正レンズ1枚で構成している。数値実施例4のズームレンズでは、少ないレンズ枚数で第3レンズ群を構成する事で薄型化、軽量化を図っている。特に像側に移動させることでズーム時の像面湾曲の変動を抑えている。
【００４６】
図２１は、数値実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図であり、各図において、左方が被写体側で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力を有する第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置しており、ズーミングに際して第2レンズ群L２と別体に可動である。
【００４７】
第３レンズ群Ｌ３は物体側が凹形状の正レンズ1枚で構成している。数値実施例5のズームレンズでは、少ないレンズ枚数で第3レンズ群を構成する事で薄型化、軽量化を図っている。特に屈折力の配置を絞りに対して対称とすることで倍率色収差の発生を抑えている。また、物体側を凹形状とすることで特に広角側の像面湾曲の発生を抑えている。
【００４８】
図２６は、数値実施例6のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図であり、各図において、左方が被写体側で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力を有する第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力を有する第４レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置しており、ズーミングに際して第2レンズ群L２と別体に可動である。
【００４９】
第３レンズ群Ｌ３は物体側が凹形状の負レンズ1枚で構成している。数値実施例6のズームレンズでは、少ないレンズ枚数で第3レンズ群を構成する事で薄型化、軽量化を図っている。特に第2レンズ群と同様に物体側に移動させることでズーム時のコマ収差の変動を抑えている。第４レンズ群Ｌ４は物体側が凸形状の正レンズ1枚で構成している。数値実施例6のズームレンズでは、少ないレンズ枚数で第4レンズ群を構成する事で薄型化、軽量化を図っている。特に像面に近い位置に配置することで像面湾曲を良好に補正している。
【００５０】
GBは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。IPは像面であり、デジタルスチルカメラやビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。
【００５１】
収差図において、d，gは各々d線及びg線、ΔM，ΔSはメリジオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はg線によって表している。また、fnoはFナンバーである。ωは実トレースによる半画角である。
【００５２】
尚、以下の各数値実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。また、ズーム中間1は第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、ズーム中間2は絞りが最も像側に位置するズーム位置としている。
【００５３】
各数値実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第２レンズ群Ｌ２を物体側に移動することによって変倍を行う。また、第1レンズ群Ｌ1を像側に凸状の軌跡で移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。また、第1レンズ群Ｌ1を光軸上移動させてフォーカシングを行う方式を採用している。第1レンズ群Ｌ1に関する実線の曲線1ａと点線の曲線1ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
【００５４】
又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印1ｃに示すように第1レンズ群Ｌ1を前方に繰り出すことで行っている。尚、第2レンズ群Ｌ2はフォーカスの為には光軸方向に固定であるが、収差補正や画角変動等の理由で必要に応じて移動させてもよい。また、撮影時には、被写体像のブレを補正するために該第２レンズ群L２の全体または一部を光軸に対して略垂直方向に移動させてもよい。
【００５５】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いた光学機器（デジタルカメラ）の実施例を図３１を用いて説明する。
【００５６】
図３１において、３０はカメラ本体、３１は実施例１〜６で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。３２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系３１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。３３は固体撮像素子３２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。
【００５７】
以下に数値実施例1〜6のズームレンズの各数値を示す。また、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００５８】
数値実施例１
面データ
面番号       r        d      nd         vd   
1         34.250    1.05   2.00100    29.1  
2         10.493    4.43                    
3        -74.154    0.80   1.76802    49.2  
4*         9.951    1.66                    
5         12.316    1.74   1.95906    17.5  
6         28.286  (可変)                    
7(絞り)    ∞     (可変)                    
8*         8.332    4.39   1.80610    40.7  
9*       -69.743    0.79                    
10         22.810    0.55   2.00272    19.3  
11          7.071    1.08                    
12*        16.501    3.89   1.49710    81.6  
13        -10.873  (可変)                    
14          ∞       1.20   1.53000    60.0  
15          ∞       0.30   1.51400    70.0  
16          ∞       0.20                    
17          ∞       0.50   1.52000    61.4  
18          ∞       2.36                    
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K = 8.42954e-002  A 4= 1.79980e-005  A 6= 4.26241e-007  A 8=-9.80460e-009  
第8面
K =-3.93387e-001  A 4= 2.55499e-005  A 6= 2.81765e-006  A 8= 4.35904e-008  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.17206e-004  A 6= 2.56004e-006  A 8= 1.01201e-007  
第12面
K = 1.69196e+000  A 4= 2.51331e-004  A 6= 9.09499e-007  A 8= 5.48878e-008  
絞り移動係数
s1 = 10.31700、s2 = -31.96788、s3 = 12.28514
各種データ
ズーム比      4.28 
広角端  ズーム中間1  望遠端  ズーム中間2(fm)
焦点距離       3.90     9.02      16.70     6.20  
Fナンバー      2.88     4.56       6.61     3.58  
画角          50.01    27.27      15.56    36.85  
レンズ全長    54.20    44.90      49.52    46.71  
BF            10.53    17.38      27.66    13.61  
d 6           14.93     5.43       0.89     8.34   
d 7            8.36     1.71       0.60     4.39   
d13            6.66    13.51      23.79     9.74   
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  
1    1      -9.11         9.68    
2    8      12.19        10.70    
【００５９】
数値実施例2
面データ
面番号       r        d      nd         vd      
1         17.494    0.50   1.95375    32.3     
2          5.064    2.42                       
3        -88.799    0.50   1.88300    40.8     
4          4.709    0.80                       
5          5.867    1.27   2.10205    16.8     
6         11.753  (可変)                       
7(絞り)    ∞     (可変)                       
8*         5.346    3.19   1.69350    53.2     
9*       -11.359    0.38                       
10          9.998    0.50   2.00272    19.3     
11          4.345    0.76                       
12*         7.019    2.55   1.49710    81.6     
13        -10.872  (可変)                       
14          ∞       1.20   1.53000    60.0     
15          ∞       0.30   1.51400    70.0     
16          ∞       0.20                       
17          ∞       0.50   1.52000    61.4     
18          ∞       1.17                       
像面        ∞   
非球面データ
第8面
K =-2.42493e+000  A 4= 6.37917e-004  A 6=-3.07628e-005  A 8= 1.74732e-006  A10=-1.15692e-008  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.84254e-004  A 6= 2.04078e-006  A 8= 1.04154e-006  
第12面
K = 1.22886e+000  A 4=-1.02872e-003  A 6=-2.53241e-005  A 8= 5.70365e-006  
絞り移動係数
s1 = 7.61078、s2 = -17.73823、s3 = 7.19336
各種データ
ズーム比      4.03 
広角端  ズーム中間1  望遠端  ズーム中間2(fm)
焦点距離       1.86     4.12       7.50     3.33   
Fナンバー      2.40     3.81       6.08     3.25   
画角          50.44    28.67      16.70    34.08   
レンズ全長    30.11    25.84      28.30    26.12   
BF             5.01     8.60      13.98     7.34   
d 6            5.59     1.98       0.85     2.51   
d 7            6.64     2.38       0.60     3.40   
d13            2.33     5.92      11.30     4.66   
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  
1    1      -4.09         5.49     
2    8       6.51         7.38     
【００６０】
数値実施例3
面データ
面番号       r        d      nd         vd    
1         33.596    1.05   2.00100    29.1   
2         10.439    4.48                     
3        -81.471    0.80   1.76802    49.2   
4*         9.951    1.66                     
5         12.301    1.83   1.95906    17.5   
6         27.787  (可変)                     
7(絞り)    ∞     (可変)                     
8*         8.521    4.39   1.80610    40.7   
9*       -53.009    0.79                     
10         22.813    0.55   2.00272    19.3   
11          7.124    1.12                     
12*        17.743    3.80   1.49710    81.6   
13        -10.963  (可変)                     
14          ∞       1.20   1.53000    60.0   
15          ∞       0.30   1.51400    70.0   
16          ∞       0.20                     
17          ∞       0.50   1.52000    61.4   
18          ∞       2.39                     
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K = 3.26809e-002  A 4= 2.32201e-005  A 6= 4.71990e-007  A 8=-8.41142e-009  
第8面
K =-4.94162e-001  A 4= 1.87785e-005  A 6= 2.14360e-006  A 8= 3.64569e-008  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.55965e-004  A 6= 1.02589e-006  A 8= 5.49999e-008  
第12面
K =-3.27544e+000  A 4= 3.57188e-004  A 6= 4.64426e-007  A 8= 8.52075e-008  
絞り移動係数
s1 = 10.94741、s2 = -32.80491、s3 = 12.82857
各種データ
ズーム比      4.27 
広角端  ズーム中間1  望遠端  ズーム中間2(fm)
焦点距離       3.86     8.92      16.50     6.14   
Fナンバー      2.65     4.19       6.07     3.29   
画角          50.30    27.54      15.74    37.16   
レンズ全長    54.70    45.11      49.51    47.05   
BF            10.56    17.32      27.47    13.60   
d 6           15.19     5.55       0.98     8.52   
d 7            8.48     1.77       0.60     4.45   
d13            6.66    13.42      23.57     9.70   
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  
1    1      -9.12         9.83     
2    8      12.21        10.64     
【００６１】
数値実施例4
面データ
面番号       r        d      nd         vd      
1         41.652    1.05   2.00100    29.1     
2         11.079    3.97                       
3       -111.487    0.80   1.77250    49.5     
4*         9.951    1.66                       
5         12.491    1.77   1.95906    17.5     
6         30.685  (可変)                       
7(絞り)    ∞     (可変)                       
8*         8.232    4.57   1.80139    45.5    
9*       -39.400    0.79                       
10         14.935    0.55   2.00272    19.3     
11          6.137    1.62                       
12*        24.263    3.14   1.49710    81.6     
13        -19.595  (可変)                       
14         29.486    0.86   1.72668    52.2     
15        154.515  (可変)                       
16          ∞       1.20   1.53000    60.0     
17          ∞       0.30   1.51400    70.0     
18          ∞       0.20                       
19          ∞       0.50   1.52000    61.4     
20          ∞       0.99                       
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-9.16877e-001  A 4= 1.11787e-004  A 6= 7.19940e-007  A 8= 3.02385e-009  
第8面
K = 3.39316e-001  A 4=-1.75039e-004  A 6= 9.85160e-007  A 8=-3.13821e-008  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.24652e-004  A 6= 5.24520e-007  A 8= 1.13071e-007  
第12面
K =-1.24723e+001  A 4= 6.17388e-004  A 6= 8.95394e-007  A 8= 1.29343e-007  
絞り移動係数
s1 = 4.53019、s2 = -26.19936、s3 = 8.86441
各種データ
ズーム比      4.28 
広角端  ズーム中間1  望遠端  ズーム中間2(fm)
焦点距離       3.90     8.97      16.70     5.16  
Fナンバー      2.88     4.75       7.20     3.29  
画角          50.01    27.40      15.56    42.01  
レンズ全長    54.70    47.41      54.09    50.07  
BF             7.16     6.90       6.50     7.09  
d 6           16.34     7.24       2.93    11.91   
d 7            8.17     1.87       0.69     5.94   
d13            2.25    10.63      23.19     4.35   
d15            4.66     4.39       4.00     4.59   
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長 
1    1      -9.68         9.26    
2    8      13.06        10.66    
3   14      50.00         0.86    
【００６２】
数値実施例5
面データ
面番号       r        d      nd         vd     
1         36.314    1.05   2.00100    29.1    
2         10.671    4.31                      
3        -77.475    0.80   1.76802    49.2    
4*         9.951    1.66                      
5         12.693    1.73   1.95906    17.5    
6         30.387  (可変)                      
7(絞り)    ∞     (可変)                      
8*         8.350    4.12   1.80610    40.7    
9*       -59.853    0.79                      
10         22.648    0.55   2.00272    19.3    
11          7.241    0.97                      
12*        15.405    4.49   1.49710    81.6    
13         -9.275  (可変)                      
14         -6.729    0.50   1.90043    37.4    
15         -7.797  (可変)                      
16          ∞       1.20   1.53000    60.0    
17          ∞       0.30   1.51400    70.0    
18          ∞       0.20                      
19          ∞       0.50   1.52000    61.4    
20          ∞       0.99                      
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-9.52669e-002  A 4= 4.75599e-005  A 6=-1.53405e-007  A 8= 2.50317e-010  
第8面
K =-5.07871e-001  A 4= 6.22786e-005  A 6= 1.90555e-006  A 8= 7.29095e-008  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.75033e-004  A 6=-1.61504e-006  A 8= 1.62192e-007  
第12面
K = 1.11087e+000  A 4= 3.70487e-004  A 6=-3.95308e-006  A 8= 1.46122e-007  
絞り移動係数
s1 = 7.15362、s2 = -31.94685、s3 = 15.34726
各種データ
ズーム比      4.28 
広角端  ズーム中間1  望遠端  ズーム中間2(fm)
焦点距離       3.90     8.99      16.70     5.42   
Fナンバー      2.88     4.33       6.47     3.28   
画角          50.01    27.35      15.56    40.61   
レンズ全長    53.79    44.36      48.57    47.82   
BF             7.16    13.49      22.97     9.06   
d 6           15.50     4.80       0.83     9.96   
d 7            7.63     2.31       0.60     5.23   
d13            2.55     2.82       3.21     2.63   
d15            4.66    10.98      20.47     6.56   
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  
1    1      -9.16         9.55     
2    8      11.28        10.90     
3   14     -70.11         0.50     
【００６３】
数値実施例6
面データ
面番号       r        d      nd         vd    
1         32.346    1.05   2.00100    29.1    
2         10.811    4.31                       
3        -66.113    0.80   1.76802    49.2     
4*         9.951    1.66                       
5         12.386    1.72   1.95906    17.5     
6         28.054  (可変)                       
7(絞り)    ∞     (可変)                       
8*         8.486    3.86   1.80610    40.7     
9*      -197.679    0.79                       
10         16.860    0.55   2.00272    19.3     
11          6.896    1.37                       
12*        15.710    3.99   1.49710    81.6     
13        -10.060  (可変)                       
14        -70.936    0.50   1.78590    44.2     
15         40.520  (可変)                      
16         18.853    0.80   1.73400    51.5     
17         38.440  (可変)                       
18          ∞       1.20   1.53000    60.0   
19          ∞       0.30   1.51400    70.0     
20          ∞       0.20                      
21          ∞       0.50   1.52000    61.4     
22          ∞       0.99                       
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-7.72730e-001  A 4= 1.25725e-004  A 6= 6.58222e-007  A 8= 2.89149e-009  
第8面
K =-6.21545e-001  A 4= 6.64282e-005  A 6= 1.11027e-006  A 8= 1.13900e-007  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.68001e-004  A 6= 1.37890e-007  A 8= 2.34002e-007  
第12面
K = 1.34646e+000  A 4= 4.04429e-005  A 6= 1.49391e-006  A 8= 1.53944e-007  
絞り移動係数
s1 = 10.39184、s2 = -34.05120、s3 = 12.44468
各種データ
ズーム比      5.00 
広角端  ズーム中間1  望遠端  ズーム中間2(fm)
焦点距離       3.90     9.77      19.50     6.19 
Fナンバー      2.88     5.00       7.89     3.62  
画角          50.01    25.45      13.41    36.92  
レンズ全長    56.19    47.30      53.59    49.02   
BF             5.35     5.41       5.50     5.37   
d 6           15.27     5.89       1.46     8.94   
d 7            9.51     1.97       0.65     5.45   
d13            3.07     5.08       8.10     3.88  
d15            1.60     7.56      16.49     3.98  
d17            2.85     2.91       3.00     2.87  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長 
1    1      -9.34         9.54    
2    8      11.84        10.55    
3   14     -32.75         0.50    
4   16      49.55         0.80    
【００６４】
【表１】
2019070690.tif 000003
【符号の説明】
【００６５】
L1 ： 第1レンズ群
L2 ： 第2レンズ群
L3 ： 第3レンズ群
L4 ： 第4レンズ群
SP ： 開口絞り
GB ： ガラスブロック
IP ： 像面
d ： d線
g ： g線
Fno ： Fナンバー
w ： 半画角
DS ： サジタル像面
DM ： メリジオナル像面
【図１】
2019070690.tif 000004
【図２】
2019070690.tif 000005
【図３】
2019070690.tif 000006
【図４】
2019070690.tif 000007
【図５】
2019070690.tif 000008
【図６】
2019070690.tif 000009
【図７】
2019070690.tif 000010
【図８】
2019070690.tif 000011
【図９】
2019070690.tif 000012
【図１０】
2019070690.tif 000013
【図１１】
2019070690.tif 000014
【図１２】
2019070690.tif 000015
【図１３】
2019070690.tif 000016
【図１４】
2019070690.tif 000017
【図１５】
2019070690.tif 000018
【図１６】
2019070690.tif 000019
【図１７】
2019070690.tif 000020
【図１８】
2019070690.tif 000021
【図１９】
2019070690.tif 000022
【図２０】
2019070690.tif 000023
【図２１】
2019070690.tif 000024
【図２２】
2019070690.tif 000025
【図２３】
2019070690.tif 000026
【図２４】
2019070690.tif 000027
【図２５】
2019070690.tif 000028
【図２６】
2019070690.tif 000029
【図２７】
2019070690.tif 000030
【図２８】
2019070690.tif 000031
【図２９】
2019070690.tif 000032
【図３０】
2019070690.tif 000033
【図３１】
2019070690.tif 000034