特許 5895761 ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5895761

(24)【登録日】2016年3月11日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20160317BHJP

【ＦＩ】

   G02B15/20

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-165554(P2012-165554)

(22)【出願日】2012年7月26日

(65)【公開番号】特開2014-26074(P2014-26074A)

(43)【公開日】2014年2月6日

【審査請求日】2015年1月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 正悟

(74)【代理人】

【識別番号】100097984

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100157417

【弁理士】

【氏名又は名称】並木 敏章

(72)【発明者】

【氏名】真杉 三郎

【審査官】 森内 正明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−７８７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３２６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−９５４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−３９４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４７９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−９３１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−９６９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７００５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、
変倍の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ単レンズと、負の屈折力を持つ第１の接合レンズと、第２の接合レンズとを有し、
前記第４レンズ群は、１枚の正レンズからなり、
前記第５レンズ群は、変倍中に像面に対して固定された１枚のレンズからなり、
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。
０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７
但し、
β２ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群の倍率。

【請求項2】

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、第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、
変倍の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、
前記第４レンズ群は、１枚の正レンズからなり、
前記第５レンズ群は、変倍中に像面に対して固定された１枚のレンズからなり、
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。
０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７
２．８６ ≦ ｆ２２／ｆ２１ ≦ ３．４９
但し、
β２ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群の倍率、
ｆ２１：前記第２レンズ群を構成する前記第１の負レンズの焦点距離、
ｆ２２：前記第２レンズ群を構成する前記第２の負レンズの焦点距離。

【請求項3】

前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、
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。
１．２ ＜ ｆ２２／ｆ２１ ＜ ５．０
但し、
ｆ２１：前記第２レンズ群を構成する前記第１の負レンズの焦点距離、
ｆ２２：前記第２レンズ群を構成する前記第２の負レンズの焦点距離。

【請求項4】

以下の条件式を満足す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。
４．０ ＜ β２ｔ・β３ｔ／（β２ｗ・β３ｗ） ＜ １０．０

【請求項5】

以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は３に記載のズームレンズ。
−０．４ ＜ ｆ３／ｆ３Ｌ ＜ ０．４
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ３Ｌ：前記第３レンズ群を構成する前記第２の接合レンズの焦点距離。

【請求項6】

以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．０ ＜ （Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１） ＜ １．５
但し、
Ｒ１：前記第３レンズ群を構成する前記第１の接合レンズの最も像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２：前記第３レンズ群を構成する前記第２の接合レンズの最も物体側のレンズ面の曲率半径。

【請求項7】

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。
０．８５ ＜ β５ ＜ １．１５
但し、
β５：前記第５レンズ群の倍率。

【請求項8】

前記第５レンズ群は、プラスチックレンズで構成されてい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。

【請求項9】

広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群は広角端状態よりも望遠端状態の方が物体側にあるように移動し、前記第２レンズ群は像側に凸の軌跡を描いて移動し、前記第３レンズ群は物体側へ移動し、前記第４レンズ群は物体側に凸の軌跡を描いて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。

【請求項10】

請求項１〜９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。

【請求項11】

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、第５レンズ群とにより実質的に５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、
変倍の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ単レンズと、負の屈折力を持つ第１の接合レンズと、第２の接合レンズとを有し、
前記第４レンズ群は、１枚の正レンズからなり、
前記第５レンズ群は、変倍中に像面に対して固定された１枚のレンズからなり、
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組み込むことを特徴とするズームレンズの製造方法。
０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７
但し、
β２ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群の倍率。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

従来、高変倍比のズームレンズとして、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、各レンズ群を移動させることにより変倍を行う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)

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２１７４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のズームレンズでは、明るさは確保されているものの、変倍比は十分とは言えなかった。

【0005】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、明るく、高変倍で、高画質なズームレンズ、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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的を達成するため、第１の発明に係るズームレンズは、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、第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、変倍の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ単レンズと、負の屈折力を持つ第１の接合レンズと、第２の接合レンズとを有し、前記第４レンズ群は、１枚の正レンズからなり、前記第５レンズ群は、変倍中に像面に対して固定された１枚のレンズからなり、次の条件式を満足する。

【0007】

０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７
但し、
β２ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群の倍率。

【0008】

第２の発明に係るズームレンズは、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、第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、変倍の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群は、物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、前記第４レンズ群は、１枚の正レンズからなり、前記第５レンズ群は、変倍中に像面に対して固定された１枚のレンズからなり、以下の条件式を満足する。

【0009】

０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７
２．８６ ≦ ｆ２２／ｆ２１ ≦ ３．４９
但し、
β２ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群の倍率、
ｆ２１：前記第２レンズ群を構成する前記第１の負レンズの焦点距離、
ｆ２２：前記第２レンズ群を構成する前記第２の負レンズの焦点距離。

【0021】

本発明に係る光学機器は、上述のズームレンズのいずれかを備えて構成される。

【0022】

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、第５レンズ群とにより実質的に５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、変倍の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ単レンズと、負の屈折力を持つ第１の接合レンズと、第２の接合レンズとを有し、前記第４レンズ群は、１枚の正レンズからなり、前記第５レンズ群は、変倍中に像面に対して固定された１枚のレンズからなり、次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。

【0023】

０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７
但し、
β２ｗ：広角端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群の倍率。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、明るく、高変倍で、高画質なズームレンズ、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。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１実施例に係るレンズ構成及び広角端状態から望遠端状態までの移動軌跡を示す図である。

【図2】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無限遠合焦状態での諸収差図、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示す。

【図3】第２実施例に係るレンズ構成及び広角端状態から望遠端状態までの移動軌跡を示す図である。

【図4】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無限遠合焦状態での諸収差図、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示す。

【図5】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6】図５（ａ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。

【図7】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。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、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、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、第５レンズ群Ｇ５とを有し、第４レンズ群Ｇ４は１枚の正レンズＬ４１からなり、第５レンズ群Ｇ５は変倍中に像面Ｉに対して固定された１枚のレンズＬ５１からなる。この構成により、レンズ全体のサイズを大型化させずに、非点収差を維持したままで、高変倍化が可能となる。

【0027】

そして、本実施形態に係るズームレンズＺＬは、上記構成を踏まえた上で、次の条件式（１）を満足するように構成されている。

【0028】

０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７ …（１）
但し、
β２ｗ：広角端状態における第２レンズ群Ｇ２の倍率、
β３ｗ：広角端状態における第３レンズ群Ｇ３の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における第２レンズ群Ｇ２の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における第３レンズ群Ｇ３の倍率。

【0029】

条件式（１）は、広角端状態から望遠端状態への変倍時における、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の適切な倍率変化の比率を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると、コマ収差が悪化するため、好ましくない。同様に、条件式（１）の上限値を上回ると、コマ収差が悪化するため、好ましくない。

【0030】

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１．０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（１）の上限値を１．５とすることが好ましい。

【0031】

本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。

【0032】

４．０ ＜ β２ｔ・β３ｔ／（β２ｗ・β３ｗ） ＜ １０．０ …（２）

【0033】

条件式（２）は、広角端状態から望遠端状態への変倍時における、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の適切な倍率変化の積を規定している。条件式（２）の下限値を下回ると、コマ収差が悪化するため、好ましくない。同様に、条件式（２）の上限値を上回ると、コマ収差が悪化するため、好ましくない。

【0034】

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５．０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）の上限値を８．５とすることが好ましい。

【0035】

本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、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ単レンズと、負の屈折力を持つ第１の接合レンズと、第２の接合レンズとを有することが好ましい。この構成により、球面収差を効率良く補正することができる。また、大口径化が容易となる。

【0036】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、次の条件式（３）を満足することが好ましい。

【0037】

−０．４ ＜ ｆ３／ｆ３Ｌ ＜ ０．４ …（３）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆ３Ｌ：第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の接合レンズの焦点距離。

【0038】

条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の接合レンズと、第３レンズ群Ｇ３との適切な焦点距離比を規定している。条件式（３）の下限値を下回ると、球面収差とコマ収差が悪化するため、好ましくない。条件式（３）の上限値を上回ると、光学系全体が大型化するとともに、製造誤差によるコマ収差と非点収差の変動が大きくなるため、好ましくない。

【0039】

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（３）の下限値を−０．３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（３）の上限値を０．３とすることが好ましい。

【0040】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

【0041】

０．０ ＜ （Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１） ＜ １．５ …（４）
但し、
Ｒ１：第３レンズ群Ｇ３を構成する第１の接合レンズの最も像側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２：第３レンズ群Ｇ３を構成する第２の接合レンズの最も物体側のレンズ面の曲率半径。

【0042】

条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ３を構成する２つの接合レンズ間、すなわち第１の接合レンズと第２の接合レンズとの間に形成される空気レンズの好ましい形状を規定している。条件式（４）の下限値を下回ると、コマ収差と球面収差が悪化するため、好ましくない。同様に、条件式（４）の上限値を上回ると、コマ収差と球面収差が悪化するため、好ましくない。

【0043】

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（４）の下限値を０．４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（４）の上限値を１．２とすることが好ましい。

【0044】

本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、物体側から順に並んだ、第１の負レンズと、第２の負レンズとを有し、次の条件式（５）を満足することが好ましい。

【0045】

１．２ ＜ ｆ２２／ｆ２１ ＜ ５．０ …（５）
但し、
ｆ２１：第２レンズ群Ｇ２を構成する第１の負レンズの焦点距離、
ｆ２２：第２レンズ群Ｇ２を構成する第２の負レンズの焦点距離。

【0046】

条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２を構成する２つの負レンズ、すなわち第１の負レンズと第２の負レンズとの適切な焦点距離比を規定している。条件式（５）の下限値を下回ると、コマ収差と球面収差が悪化するため、好ましくない。同様に、条件式（５）の上限値を下回ると、コマ収差と球面収差が悪化するため、好ましくない。

【0047】

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（５）の下限値を１．５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（５）の上限値を４．５とすることが好ましい。

【0048】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．８５ ＜ β５ ＜ １．１５ …（６）
但し、
β５：第５レンズ群Ｇ５の倍率。

【0049】

条件式（６）は、第５レンズ群Ｇ５の適切な倍率を規定している。条件式（６）の下限値を下回ると、光学系が大型化するとともに、像面湾曲が悪化するため、好ましくない。同様に、条件式（６）の上限値を上回ると、光学系が大型化するとともに、像面湾曲が悪化するため、好ましくない。

【0050】

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（６）の下限値を０．９０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（６）の上限値を１．１０とすることが好ましい。

【0051】

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、第５レンズ群Ｇ５は、プラスチックレンズで構成されていることが好ましい。一般に、プラスチックレンズは温度変化による諸性能の変動が問題となりやすいが、本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいては、像面Ｉに近い第５レンズ群Ｇ５に使用するため、温度変化による性能変化はほぼ無視することができる。よって、製造コストの観点から、第５レンズ群Ｇ５には、プラスチックレンズを使用することがより好ましい。

【0052】

本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は広角端状態よりも望遠端状態の方が物体側にあるように移動することが好ましい。その際、第１レンズ群Ｇ１は、物体側へ単調に移動してもよいし、像側に凸の軌跡を描いて移動してもよい。第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸の軌跡を描いて移動するのが好ましい。第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ単調に移動するのが好ましい。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸の軌跡を描いて移動することが好ましい。この構成により、変倍時に球面収差等の諸収差の変動を小さく抑えつつ、各レンズ群の移動量が大きくなりすぎることを防いで、レンズ全体の小型化を図ることができる。

【0053】

図５及び図６に、撮影レンズとして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。また、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。

【0054】

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。

【0055】

上記構成のカメラＣＡＭによれば、撮影レンズとして本実施形態に係るズームレンズＺＬを搭載することにより、明るく、高変倍で、高画質なカメラを実現することができる。

【0056】

続いて、図７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、物体側から順に、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、第５レンズ群Ｇ５とが並ぶように、各レンズを組み込む（ステップＳＴ１０）。このとき、第４レンズ群Ｇ４として、１枚の正レンズＬ４１を組み込む（ステップＳＴ２０）。また、第５レンズ群Ｇ５として、変倍中に像面Ｉに対して固定された１枚のレンズＬ５１を組み込む（ステップＳＴ３０）。そして、次の条件式（１）を満足するように、鏡筒内に各レンズを組み込む（ステップＳＴ４０）。

【0057】

０．９ ＜ β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＜ １．７ …（１）
但し、
β２ｗ：広角端状態における第２レンズ群Ｇ２の倍率、
β３ｗ：広角端状態における第３レンズ群Ｇ２の倍率、
β２ｔ：望遠端状態における第２レンズ群Ｇ３の倍率、
β３ｔ：望遠端状態における第３レンズ群Ｇ３の倍率。

【0058】

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、ズームレンズＺＬでは、第１レンズ群Ｇ１として、光軸に沿って物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３とを組み込み、全体として正の屈折力を持つように構成した。第２レンズ群Ｇ２として、光軸に沿って物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３とを組み込み、全体として負の屈折力を持つように構成した。第３レンズ群Ｇ３として、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ３４と両凸形状の正レンズＬ３５との接合レンズとを組み込み、全体として正の屈折力を持つように構成した。第４レンズ群Ｇ４として、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１を組み込み、全体として正の屈折力を持つように構成した。第５レンズ群Ｇ５として、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５１を組み込み、全体
として正の屈折力を持つように構成した。なお、条件式（１）に対応する値が１．１８となるように、各レンズを組み込んでいる。

【0059】

上述の製造方法によれば、明るく、高変倍で、高画質なズームレンズＺＬを得ることができる。

【実施例】

【0060】

これより本実施形態に係る実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１，表２を示すが、これらは第１実施例，第２実施例における各諸元の表である。

【0061】

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、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。

【0062】

各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長587.5620nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。

【0063】

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、面番
号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。

【0064】

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。

【0065】

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ²／Ｒ²）^1/2｝
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶ …（ａ）

【0066】

表中の［全体諸元］において、βは撮影倍率、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位：°）、Ｙは像高、ＴＬはレンズ全長、ＢＦは最も像側に配置されている光学部材の像側の面から近軸像面までの距離、ＢＦ（空気換算）は最終光学面から近軸像面までの空気換算距離をそれぞれ示す。ここでＴＬは、最終光学面から近軸像面までの空気換算距離により表記している。

【0067】

表中の［可変間隔データ］において、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態のそれぞれにおけるＤｉを示す。なお、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を示す。

【0068】

表中の［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示す。

【0069】

表中の［条件式］において、上記の条件式（１）〜（６）に対応する値を示す。

【0070】

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。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。

【0071】

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。

【0072】

（第１実施例）
第１実施例について、図１，図２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、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、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とから構成される。

【0073】

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３とからなる。

【0074】

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３とからなる。負レンズ２１の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

【0075】

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メニスカス形状の正レンズＬ３２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ３４と両凸形状の正レンズＬ３５との接合レンズとからなる。正レンズＬ３１の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

【0076】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１からなる。

【0077】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５１からなる。負レンズＬ５１の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。

【0078】

第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配置されている。第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間には、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ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。

【0079】

上記構成の本実施例では、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は広角端状態よりも望遠端状態の方が物体側にあるように移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ単調に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸の軌跡を描いて移動する。また、第５レンズ群Ｇ５は像面Ｉに対して常に固定とする。開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。

【0080】

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が、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６面、第７面、第１３面、第１４面及び第２４面が非球面形状に形成されている。

【0081】

（表１）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 40.0406 1.00 1.84666 23.8
2 28.1663 3.20 1.60300 65.4
3 95.7899 0.10
4 27.9170 2.80 1.59319 67.9
5 95.7810 D5(可変)
*6(非球面) 48.2050 1.10 1.85135 40.1
*7(非球面) 5.9983 5.20
8 -18.5000 0.90 1.60300 65.4
9 59.7963 0.10
10 20.4465 1.90 1.92286 20.9
11 -459.9230 D11(可変)
12(絞りＳ) ∞ 0.70
*13(非球面) 10.1948 2.55 1.69350 53.2
*14(非球面) -35.4141 0.50
15 9.1807 2.00 1.60000 65.4
16 132.3288 0.60 1.74951 35.3
17 6.8378 1.35
18 -31.9343 0.60 1.74951 35.3
19 7.5503 2.60 1.48749 70.3
20 -10.2389 D20(可変)
21 13.7079 2.10 1.49782 82.6
22 104.3223 D22(可変)
23 -167.6500 1.20 1.53153 56.0
*24(非球面) -33.3219 0.50
25 ∞ 0.50 1.51680 63.9
26 ∞ 0.50
27 ∞ 0.50 1.51680 63.9
28 ∞ BF
像面 ∞

［非球面データ］
第６面
κ=1.0000,A4=-7.104E-05,A6=2.104E-07
第７面
κ=0.3441,A4=8.035E-05,A6=0.000E+00
第１３面
κ=0.9724,A4=-7.996E-05,A6=0.000E+00
第１４面
κ=1.0000,A4=1.092E-04,A6=0.0000E+00
第２４面
κ=1.0000,A4=3.729E-04,A6=-7.079E-06

［全体諸元］
広角端 中間 望遠端
f 6.17 16.00 41.54
開口絞り径 9.2 7.3 7.3
Fno 2.0 3.1 4.1
ω 39.7 16.4 6.5
BF 0.357 0.357 0.357
BF(空気換算) 2.016 2.016 2.016

［可変間隔データ］
f 6.17 16.00 41.54
D5 0.46 10.95 21.98
D11 19.07 5.98 2.02
D20 3.70 5.51 19.07
D22 5.53 10.09 5.77

［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 46.9
Ｇ２ 6 -9.0
Ｇ３ 13 15.6
Ｇ４ 21 31.5
Ｇ５ 23 78.0

［条件式］
条件式（１） β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＝ 1.18
条件式（２） β２ｔ・β３ｔ／（β２ｗ・β３ｗ） ＝ 6.80
条件式（３） ｆ３／ｆ３Ｌ ＝0.09
条件式（４） （Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１） ＝0.65
条件式（５） ｆ２２／ｆ２１ ＝ 2.86
条件式（６） β５ ＝0.98

【0082】

表１から、本実施例に係るズームレンズＺＬ１は、条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。

【0083】

図２は、第１実施例の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差）であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示す。

【0084】

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位：°）をそれぞれ示す。球面収差図において、実線は球面収差、破線は正弦条件をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。コマ収差図においては、メリジオナルコマを示す。ｄはｄ線に対する諸収差、ｇはｇ線に対する諸収差、記載のないものはｄ線に対する諸収差をそれぞれ示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

【0085】

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、優れた光学性能を有することが分かる。

【0086】

（第２実施例）
第２実施例について、図３，図４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３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、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、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とから構成される。

【0087】

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１３とからなる。

【0088】

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とからなる。負レンズ２１の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

【0089】

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メニスカス形状の正レンズＬ３２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３３との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ３４と両凸形状の正レンズＬ３５との接合レンズとからなる。正レンズＬ３１の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

【0090】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１からなる。

【0091】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５１からなる。負レンズＬ５１の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。

【0092】

第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配置されている。第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間には、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ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。

【0093】

上記構成の本実施例では、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は広角端状態よりも望遠端状態の方が物体側にあるように移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ単調に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸の軌跡を描いて移動する。また、第５レンズ群Ｇ５は像面Ｉに対して常に固定とする。開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と共に移動する。

【0094】

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１〜２８が、図３に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２８の各光学面に対応している。第２実施例では、第６面、第７面、第１３面、第１４面及び第２４面が非球面形状に形成されている。

【0095】

（表２）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 42.5763 1.00 1.84666 23.80
2 29.1423 3.20 1.59319 67.90
3 100.4970 0.10
4 24.8831 2.85 1.60300 65.44
5 69.9033 D5(可変)
*6(非球面) 58.8322 1.10 1.80139 45.46
*7(非球面) 5.7793 5.20
8 -19.0000 0.70 1.60300 65.44
9 162.1080 0.30
10 20.7314 1.70 1.92286 20.88
11 208.7749 D11(可変)
12(絞りＳ) ∞ 0.70
*13(非球面) 9.5179 2.45 1.69350 53.22
*14(非球面) -38.1787 0.50
15 11.4039 2.10 1.48749 70.31
16 305.4914 0.60 1.90265 35.73
17 9.7755 1.00
18 248.7610 0.60 1.74951 35.33
19 6.9238 2.50 1.48749 70.31
20 -10.3196 D20(可変)
21 14.7422 2.10 1.49782 82.57
22 598.6161 D22(可変)
23 -36.5173 1.00 1.53153 55.95
*24(非球面) -86.2360 0.60
25 ∞ 0.40 1.51680 63.88
26 ∞ 0.50
27 ∞ 0.50 1.51680 63.88
28 ∞ BF
像面 ∞

［非球面データ］
第６面
κ=0.0000,A4=-4.02E-05,A6=8.10E-08,A8=0.00E+00,A10=0.00E+00
第７面
κ=-0.656,A4=-1.10E-05,A6=0.000E+00,A8=0.000E+00,A10=-8.34E-10
第１３面
κ=-0.506,A4=-8.67E-05,A6=0.000E+00,A8=0.000E+00,A10=0.000E+00
第１４面
κ=0.011,A4=1.42E-04,A6=0.000E+00,A8=0.000E+00,A10=0.000E+00
第２４面
κ=0.000,A4=1.78E-04,A6=-5.19E-06,A8=0.000E+00,A10=0.000E+00

［全体諸元］
広角端 中間 望遠端
f 6.17 16.10 41.56
開口絞り径 8.8 7.1 7.1
Fno 2.1 3.2 4.1
ω 39.7 16.6 6.6
BF 0.6 0.6 0.6
BF(空気換算) 2.292 2.292 2.292

［可変間隔データ］
f 6.17 16.10 41.56
D5 0.450 10.749 21.977
D11 17.796 4.740 1.093
D20 3.272 5.492 18.866
D22 5.577 9.748 5.471

［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 47.40
Ｇ２ 6 -8.95
Ｇ３ 13 15.16
Ｇ４ 21 29.88
Ｇ５ 23 -120.00

［条件式］
条件式（１） β２ｔ・β３ｗ／（β２ｗ・β３ｔ） ＝ 1.14
条件式（２） β２ｔ・β３ｔ／（β２ｗ・β３ｗ） ＝ 6.70
条件式（３） ｆ３／ｆ３Ｌ ＝0.15
条件式（４） （Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１） ＝0.92
条件式（５） ｆ２２／ｆ２１ ＝ 3.49
条件式（６） β５ ＝1.03

【0096】

表２から、本実施例に係るズームレンズＺＬ２は、条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。

【0097】

図４は、第２実施例の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差）であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示す。

【0098】

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、優れた光学性能を有することが分かる。

【0099】

以上のように、各実施例によれば、Ｆ値が２程度と明るく、６倍以上の高い変倍比を確保しながら、高画質なズームレンズを実現することができる。

【0100】

上述の実施形態において、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。

【0101】

各実施例では、ズームレンズとして５群構成を示したが、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。

【0102】

本実施形態のズームレンズＺＬにおいては、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。前記合焦レンズ群は、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を合焦レンズ群とするのが好ましい。

【0103】

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させ、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。

【0104】

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、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。

【0105】

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の中又は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枠でその役割を代用してもよい。

【0106】

本実施形態のズームレンズＺＬにおいて、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。

【0107】

本実施形態のズームレンズＺＬは、変倍比が３〜１０倍程度である。

【0108】

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。

【符号の説明】

【0109】

ＺＬ（ＺＬ１，ＺＬ２） ズームレンズ
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
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
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｓ 開口絞り
ＬＰＦ ローパスフィルタ
Ｉ 像面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】