特許 5935879 ズームレンズ及び光学機器

(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】5935879

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月15日

(54)【発明の名称】ズームレンズ及び光学機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20160602BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20160602BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20160602BHJP

【ＦＩ】

   G02B15/20

   G02B13/18

   G02B5/18

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-512323(P2014-512323)

(86)(22)【出願日】2013年4月3日

(86)【国際出願番号】JP2013002326

(87)【国際公開番号】WO2013161197

(87)【国際公開日】20131031

【審査請求日】2014年10月7日

(31)【優先権主張番号】特願2012-98812(P2012-98812)

(32)【優先日】2012年4月24日

(33)【優先権主張国】JP

(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】鈴木 憲三郎

【審査官】 小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３０５１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５８２３９（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】

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レンズ群とからなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群がそれぞれ物体側へ移動するとともに前記第２レンズ群が一旦像面側に移動した後物体側に移動し、
前記第１レンズ群は、ｄ線に対する屈折率差が０．４５以下の光学材料からなる２つの光学要素を接合し、その界面に回折格子溝が形成された回折光学面を有する回折光学素子を有し、
以下の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０．０５ ＜ Φ１／ｆｔ ＜ １．００
３．０ ＜ Φｄ／ｙ ＜ １０．０
但し、
Φ１：前記第１レンズ群の最も物体側の光学面の有効径、
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
Φｄ：前記回折光学面の有効径、
ｙ ：前記ズームレンズの最大像高。

【請求項2】

前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと前記回折光学素子との接合レンズを有することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項3】

前記第１レンズ群は、部分分散比Ｐｇｆ＜０．５８、ｄ線を基準とするアッベ数νｄ＜７５の光学材料からなる正レンズを少なくとも１枚と、部分分散比Ｐｇｆ＞０．５９の光学材料からなる負レンズを少なくとも１枚有し、
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
０．５０ ＜ ｛ｆ１＋（−ｆ２）＋ｆ３｝／ｆｔ ＜ １．５０
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、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離。

【請求項4】

前記第２レンズ群は、部分分散比Ｐｇｆ＞０．６０、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＞１．５５の光学材料からなるレンズを少なくとも１枚有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。

【請求項5】

前記第３レンズ群は、部分分散比Ｐｇｆ＞０．６０、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＞１．５５の光学材料からなるレンズを少なくとも２枚と、負レンズを少なくとも１枚有す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。

【請求項6】

請求項１〜５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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ズームレンズ及び光学機器に関する。

【背景技術】

【0002】

フィルムカメラはもとより、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の電子画像機器に搭載される、種々の仕様のズームレンズが提案されている。例えば、物体側から順に並んだ正負正の屈折力配置を有する３群構成タイプのズームレンズが開示されている（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】特開昭６４−７９７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、撮像素子の画素ピッチの微細化や高感度化など、撮像技術の進歩に対応した優れた結像性能（特に、色ずれやフレアの少ないもの）が要求されている。しかしながら、超望遠ズームレンズと呼ばれる領域では、結像性能と小型化を両立させることが極めて困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明を例示する第一の態様に従えば、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レンズ群とからなり、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群がそれぞれ物体側へ移動するとともに前記第２レンズ群が一旦像面側に移動した後物体側に移動し、前記第１レンズ群は、屈折率差が０．４５以下の光学材料からなる２つの光学要素を接合し、その界面に回折格子溝が形成された回折光学面を備える回折光学素子を有し、次の条件式を満たすズームレンズが提供される。
０．０５ ＜ Φ１／ｆｔ ＜ １．０
３．０ ＜ Φｄ／ｙ ＜ １０．０
但し、
Φ１：前記第１レンズ群の最も物体側の光学面の有効径、
ｆｔ：望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
Φｄ：前記回折光学面の有効径、
ｙ ：前記ズームレンズの最大像高。

【0007】

本発明を例示する第二の態様に従えば、上記態様のズームレンズを有することを特徴とする光学機器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】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。

【図2】第１実施例に係るズームレンズの広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図（紙面左側から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）である。

【図3】第１実施例に係るズームレンズの広角端状態における撮影距離無限遠での横収差図である。

【図4】第１実施例に係るズームレンズの望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図（紙面左側から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）である。

【図5】第１実施例に係るズームレンズの望遠端状態における撮影距離無限遠での横収差図である。

【図6】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。

【図7】第２実施例に係るズームレンズの広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図（紙面左側から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）である。

【図8】第２実施例に係るズームレンズの広角端状態における撮影距離無限遠での横収差図である。

【図9】第２実施例に係るズームレンズの望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図（紙面左側から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）である。

【図10】第２実施例に係るズームレンズの望遠端状態における撮影距離無限遠での横収差図である。

【図11】本実施形態に係るカメラ（光学機器）の構成を示す略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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、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とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３がそれぞれ物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１は、ｄ線に対する屈折率差が０．４５以下の光学材料からなる２つの光学要素を接合し、その界面に回折格子溝が形成された回折光学面（図１では、曲率半径Ｒ８の光学面が該当）を有する回折光学素子ＤＯＥを有する構成となっている。

【0012】

まず、一般論として、３群構成のズームレンズの特徴について説明する。但し、ズームレンズを構成するには、少なくとも２つのレンズ群を必要とするので、以下の説明において多群構成とは３群以上のレンズ群を有するレンズ構成を指すものとする。

【0013】

３群構成のズームレンズでは、変倍を担うレンズ群の数が増えるので、高倍率化を図ることが可能である。また、レンズ群の数が増えると、各群での収差発生量の負担を均等化しやすいので、優れた結像性能を達成することが可能である。また、最も後ろのレンズ群、つまり最も像面に近いレンズ群Ｇ３を可動とし、広角端状態から望遠端状態へのズーミング時に物体側へ移動するように構成すれば、高倍率化しやすい利点がある。なお、光軸に沿って移動可能なレンズ群の増加による鏡筒構造の複雑化などの不都合もあったが、近年の鏡筒技術の進歩によりこの不都合は克服されつつある。

【0014】

本実施形態では、上述のような多群構成のズームレンズの技術的基盤及び背景に基づき、図１に示すように、物体側から順に並んだ正、負、正の屈折力配置を有する、３群構成を採用している。すなわち、本実施形態のズームレンズＺＬでは、構成レンズ群の数を多くして、各レンズ群の移動の自由度も含めて、収差補正の自由度を高めている。その結果、高性能のズームレンズを実現することができるとともに、広角端状態及び望遠端状態以外の中間の焦点距離状態においても優れた結像性能を得ることができる。例えば、高解像デジタルスチルカメラに好適な、高倍率ズームレンズを得ることができる。また、フィルム用撮影レンズに適用しても、優れた結像性能を得ることができる。

【0015】

次に、回折光学面について説明する。一般に、光線を曲げる方法は屈折と反射が知られているが、第３番目の方法として回折が知られている。回折光学素子とは、光の回折現象を利用した光学素子であって、屈折や反射とは異なる振る舞いを示すことが知られている。具体的には回折格子やフレネルゾーンプレートが従来から知られている。自然光であっても、通常コヒーレント長（可干渉距離）が数λ（nm）はあるため、波長オーダの構造体を作れば、光波の干渉作用の結果、明らかな回折現象を生じさせることができる。このように回折現象を応用して光線を曲げる作用を有する面を回折光学面と呼ぶことにする。そして、このような面を有する光学素子を回折光学素子と一般に呼ぶ。

【0016】

回折光学面の性質として、正屈折力でありながら負の分散値を有しており、色収差補正に極めて有効であることが知られている。このため、通常ガラスでは達成し得ない良好な色収差補正が可能となることや、高価な特殊低分散ガラスでしか達成し得ないような良好な色収差補正が可能である。

【0017】

そこで、本実施形態に係るズームレンズＺＬでは、ガラスやプラスチック等の光学部材の表面に回折格子やフレネルゾーンプレートのように回折現象を応用して光線を曲げる作用を有する回折光学面を創製して、その作用により良好な光学性能を得ようというものである。

【0018】

ところで、光学系の回折光学面を通過する光線角度は、できるだけ小さいことが好ましい。なぜならば、回折光学面を通過する光線角度が大きくなると、回折光学面の格子の崖部分（段差部分）などから、フレア（ブレーズした所定次数以外の光が有害光となって、投影面に達する現象）が発生しやすくなり、画質を損ねてしまうからである。フレアの影響を殆ど受けずに、良好な画像を得るためには、本実施形態に係るズームレンズＺＬの場合、回折光学面を通過する光線角度を３０度以下とすることが望ましい。このような条件を満たすことができれば、回折光学面をズームレンズＺＬ中のどこに配置してもよい。

【0019】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、上述のように、多群構成による高倍率ズームレンズに回折光学素子を有効活用することにより、超望遠領域での良好な結像性能を達成するものである。

【0020】

ここから、本実施形態に係るズームレンズＺＬを構成するための条件について、より詳しく説明する。

【0021】

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），（２）を満足するように構成されている。

【0022】

０．０５ ＜ Φ１／ｆｔ ＜ １．００ …（１）
３．０ ＜ Φｄ／ｙ ＜ １０．０ …（２）
但し、
Φ１：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の光学面の有効径、
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、
Φｄ：回折光学面の有効径、
ｙ：ズームレンズＺＬの最大像高。

【0023】

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の光学面の有効径Φ１を、望遠端状態におけるズームレンズＺＬの全系の焦点距離ｆｔで規格化して、適正なる範囲を示すものである。条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の光学面の有効径Φ１が大きくなりすぎて、光学系全体の大型化と重量化を招く。また、望遠側でのコマ収差が発生しやすくなるばかりか、迷光が入りやすくなり、画質が劣化する。条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の光学面の有効径Φ１が小さくなりすぎて、広角側で十分な周辺光量が取りづらくなる。また、有効径Φ１に対して望遠端での全系の焦点距離ｆｔが大きくなりすぎて、光学系全長が長くなるだけでなく、軸上色収差の拡がりが大きくなり、不都合である。さらに、望遠側でＦナンバーが大きくなり、撮影に必要な明るさが十分に確保できないおそれがある。

【0024】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を０．４０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（１）の下限値を０．０８とすることが好ましい。

【0025】

条件式（２）は、回折光学面の有効径Φｄを、ズームレンズＺＬの最大像高ｙで規格化して、適正なる範囲を示すものである。条件式（２）の上限値を上回ると、回折光学面の有効径Φｄが大きくなりすぎて、回折光学素子ＤＯＥの大型化と重量化を招く。また、回折光学面の輪帯数が増え、製作しづらくなる。また、高次の色収差（特に球面収差やその色差）の補正が難しくなる。条件式（２）の下限値を下回ると、回折光学面の有効径Φｄが小さくなりすぎて、望遠側での十分な色収差補正がしづらくなり、良好な画質が得られない。また、回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチが細かくなり、製作しづらくなる不都合が生じる。

【0026】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を７．０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（２）の下限値を３．５とすることが好ましい。

【0027】

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

【0028】

０．５０ ＜ ｛ｆ１＋（−ｆ２）＋ｆ３｝／ｆｔ ＜ １．５０ …（３）
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、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離。

【0029】

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１，第２レンズ群Ｇ２，第３レンズ群Ｇ３の各焦点距離ｆ１，ｆ２，ｆ３、すなわちパワー配分について、適正なる範囲を示すものである。条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の各焦点距離ｆ１，ｆ２，ｆ３の和が大きくなりすぎて、光学系全体の長大化を招く。また、望遠側の球面収差が大きくなりすぎて、良好な画質が得られない。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の各焦点距離ｆ１，ｆ２，ｆ３の和が小さくなりすぎる上に、主たる変倍を担う第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなりすぎて、光学系全体のペッツバール和が負側に大きくなり、像面平坦性が失われやすくなる。

【0030】

本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１．２０とすることが好ましい。また、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１．１０とすることがより好ましい。

【0031】

本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０．６５とすることが好ましい。また、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０．７０とすることがより好ましい。

【0032】

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、回折光学素子ＤＯＥを構成する２つの光学要素の光学材料は樹脂であり、次の条件式（４），（５）を満たすことが好ましい。

【0033】

２０．０ ＜ ｆｄ／ｆ１ ＜ ７００．０ …（４）
０．００２ ＜ ｐ／ｆｗ ＜ ０．１５０ …（５）
但し、
ｆｄ：回折光学素子ＤＯＥの焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｐ ：回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチ、
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。

【0034】

条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１内に配置された、回折光学素子ＤＯＥのパワーの適正なる範囲を示すものである。条件式（４）の上限値を上回ると、回折光学素子ＤＯＥの焦点距離ｆｄが長くなりすぎて、回折光学面の効果が薄らぎ、望遠側における良好な色収差補正が難しくなる。条件式（４）の下限値を下回ると、回折光学素子ＤＯＥの焦点距離ｆｄが短くなりすぎて、望遠側における長波長の軸上色収差がアンダーとなり、十分な色収差補正ができず、良好な画質が得られなくなる。また、回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチが細かくなりすぎて、製作しづらくなる。

【0035】

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２５０．０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８０．０とすることが好ましい。

【0036】

条件式（５）は、回折光学素子ＤＯＥの、回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチｐを、広角端状態におけるズームレンズＺＬの全系の焦点距離ｆｗで規格化して、適正なる範囲を示すものである。条件式（５）の上限値を上回ると、回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチが大きくなりすぎて、十分な色収差補正ができない。条件式（５）の下限値を下回ると、回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチが小さくなりすぎて、望遠側における長波長の軸上色収差がアンダーとなり、十分な色収差補正ができず、良好な画質が得られなくなる。また、回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチが細かくなりすぎて、製作しづらくなる。

【0037】

本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０．０４０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（５）の下限値を０．０７０とすることが好ましい。

【0038】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、次の条件式（６），（７）を満足することが好ましい。

【0039】

０．０００１ ＜ Δ２（ｇ〜Ｃ）／（−ｆ２） ＜ ０．００１０ …（６）
０．０００１ ＜ ｜Δ３（ｇ〜Ｃ）／ｆ３｜ ＜ ０．００１０ … （７）
但し、
Δ２（ｇ〜Ｃ）：第２レンズ群Ｇ２単独の軸上色収差（無限共役）の大きさ、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、
Δ３（ｇ〜Ｃ）：第３レンズ群Ｇ３単独の軸上色収差（無限共役）の大きさ、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離。

【0040】

条件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２単独の軸上色収差（無限共役）の大きさΔ２（ｇ〜Ｃ）の適正なる範囲を示すものである。条件式（６）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２単独で発生する色収差が大きくなりすぎて、ズーミング時に色収差、特に軸上色収差の変動が大きくなり、良好な画質が得られない。条件式（６）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズ枚数が多くなり、光学系全体の大型化と重量化を招く。

【0041】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の上限値を０．００１５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（６）の下限値を０．０００２とすることが好ましい。

【0042】

条件式（７）は、第３レンズ群Ｇ３単独の軸上色収差（無限共役）の大きさΔ３（ｇ〜Ｃ）の適正なる範囲を示すものである。条件式（７）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３単独で発生する色収差が大きくなりすぎて、ズーミング時に色収差、特に軸上色収差の変動が大きくなり、良好な画質が得られない。条件式（７）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズのうち、絞り近傍の枚数が特に多くなり、光学系全体の大型化と重量化を招く。

【0043】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（７）の上限値を０．００１５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（７）の下限値を０．０００２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は、次の条件式（８）を満たすことが好ましい。

【0045】

０．００５ ＜ （ｈｄ）／ｐ ＜０．８００ …（８）
但し、
（ｈｄ）：回折光学面に形成された回折格子溝の格子高さ、
ｐ：回折光学面に形成された回折格子溝の最小ピッチ。

【0046】

条件式（８）は、回折光学素子ＤＯＥの、回折光学面に形成された回折格子溝の高さ（ｈｄ）と最小ピッチｐの比、すなわちアスペクト比の適正なる範囲を示すものである。条件式（８）は、製造上並びにフレアを減ずる対策のために重要である。条件式（８）の上限値を上回ると、アスペクト比が大きくなり過ぎて、製造が困難となり、不都合である。また、回折フレア発生量が大きくなり、良好な結像性能が得られなくなる。一方、条件式（８）の下限値を下回ると、回折光学面に形成された回折格子溝のピッチが緩くなりすぎて、色消し作用が十分に得られなくなる。

【0047】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（８）の上限値を０．０８０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（８）の下限値を０．０１０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（９）を満たすことが好ましい。

【0049】

０．０５ ＜ ΔＮ ＜ ０．４５ …（９)
但し、
ΔＮ：第１レンズ群Ｇ１中の貼り合わせレンズ（複数ある場合は最も物体側のもの）を構成する、２つのレンズ要素に用いた光学材料のｄ線に対する屈折率差。

【0050】

条件式（９）は、第１レンズ群Ｇ１中の貼り合わせレンズを構成する、２つのレンズ要素に用いた光学材料の屈折率差ΔＮの適切なる範囲を示すものである。条件式（９）の上限値を上回ると、屈折率差ΔＮが大きくなりすぎて、貼り合わせ面での反射光が強くなり、ゴーストやフレアが発生しやすくなる。また、像面湾曲の曲がりが発生しやすくなり、像面平坦性が失われるおそれがある。条件式（９）の下限値を下回ると、２つのレンズ要素において光学材料の屈折率差が小さくなり、望遠端状態における球面収差及び像面湾曲が共に負側に変位しやすくなるため、好ましくない。

【0051】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（９）の上限値を０．２０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（９）の下限値を０．０４とすることが好ましい。

【0052】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、次の条件式（１０）を満たすことが好ましい。

【0053】

０．００１ ＜ ｄ１／ｆｗ ＜ ０．１００ …（１０）
但し、
ｄ１：第１レンズ群Ｇ１中の回折光学素子ＤＯＥを構成する光学要素のうち、相対的に低屈折率の光学材料からなる光学要素の光軸上の厚さ、
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。

【0054】

条件式（１０）は、第１レンズ群Ｇ１中の回折光学素子ＤＯＥにおいて、低屈折率側の光学材料からなる光学要素の光軸上の厚さｄ１を、広角端状態におけるズームレンズＺＬの全系の焦点距離ｆｗで規格化して、適正なる範囲を示すものである。条件（１０）の上限値を上回ると、前記光学要素の光軸上の厚さｄ１が大きくなりすぎて、短波長側の光吸収が大きくなり、光学系全体の短波長側の透過率が劣化する。条件（１０）の下限値を下回ると、前記光学要素の光軸上の厚さｄ１が小さくなりすぎて、回折光学素子ＤＯＥが成形しづらくなる。

【0055】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１０）の上限値を０．０３０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（１０）の下限値を０．００１とすることが好ましい。

【0056】

実際にレンズを構成するとき、以下に述べる構成的要件をさらに満たすことが望ましい。

【0057】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、第１レンズ群Ｇ１が、部分分散比Ｐｇｆ＜０．５８、ｄ線を基準とするアッベ数νｄ＜７５の光学材料からなる正レンズを少なくとも１枚と、部分分散比Ｐｇｆ＞０．５９の光学材料からなる負レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。この構成により、回折光学面と併せて、第１レンズ群Ｇ１単独での十分な色消しが可能となる。

【0058】

なお、本実施形態では、部分分散比Ｐｇｆを、レンズの光学材料のｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦ、ｎＣとしたとき、Ｐｇｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）と定義する。また、ｄ線を基準とするアッベ数νｄを、レンズの光学材料のｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｄ、ｎＦ、ｎＣとしたとき、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）と定義する。

【0059】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、第２レンズ群Ｇ２が、部分分散比Ｐｇｆ＞０．６０、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＞１．５５の光学材料からなるレンズを少なくとも１枚有することが好ましい。この構成によれば、第２レンズ群Ｇ２単独での十分な色消しが可能となる。

【0060】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、第３レンズ群Ｇ３が、部分分散比Ｐｇｆ＞０．６０、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＞１．５５の光学材料からなるレンズを少なくとも２枚と、クルツフリント（高屈折でありながら低分散（青から紫にかけての分散を短くした）光学材料）からなる負レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。この構成によれば、第３レンズ群Ｇ３単独での十分な色消しが可能となる。

【0061】

本実施形態に係るズームレンズＺＬでは、望遠端状態において第１レンズ群Ｇ１を通過する光線を５度以下とすることができれば、回折光学面をズームレンズＺＬ中のどこに配置しても構わない。この構成により、回折光学面を通過する光線の角度を抑え、回折光学面で発生するフレアがあまり影響を及ぼさず、良好な画像を得ることができる。このとき、回折光学面を配置するレンズは、正レンズでも、負レンズでも構わない。しかしながら、回折光学面では補正しきれない２次スペクトルを補正するために、本実施形態に係るズームレンズＺＬでは、第１レンズ群Ｇ１に、正レンズと負レンズとからなる貼り合わせレンズを有することが好ましい。

【0062】

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいては、近距離物体へのフォーカシング（合焦）を、第１レンズ群Ｇ１を物体側へ繰り出す、いわゆるフロントフォーカス方式で行ってもよい。また、インナーフォーカスを実現させる観点から、第２レンズ群Ｇ２の使用結像倍率は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、等倍（−１倍）を超えないことが望ましい。

【0063】

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、良好な色収差補正のために、第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正レンズを有することが好ましい。更に、第２レンズ群Ｇ２は、負レンズを少なくとも２枚以上有することがより好ましい。

【0064】

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、良好な色収差補正のために、第３レンズ群Ｇ３は、絞り近傍に正レンズ、または、正レンズと負レンズとからなる貼り合わせレンズを有することが好ましい。更に、両凸形状の正レンズと負レンズとからなる貼り合わせレンズを、第３レンズ群Ｇ３内の少なくとも２か所に配置することがより好ましい。

【0065】

本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、実際に回折光学面をレンズ上に形成する場合には、製造を容易にする観点から、フレネルゾーンプレートのように、回折光学面を光軸に対して回転対称な構造（格子構造）にすることが好ましい。この場合、通常の非球面レンズと同じく、精研削でも、ガラスモールドでも製作可能である。さらには、レンズ表面に薄い樹脂層を形成し、この樹脂層に格子構造を設けるようにしてもよい。また、回折格子は、キノフォーム等の単純な単層構造に限らず、複数の格子構造を重ねて複層構造にしてもよい。このように複層構造の回折格子によれば、回折効率の波長特性や画角特性をより一層向上させることができるため、好都合である。

【0066】

本実施形態に係るズームレンズＺＬは、当該レンズのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段からの信号及びカメラの作動シークエンスの制御を行う制御手段からの信号に基づき適正なブレ補正量を定めるブレ制御装置と、このブレ制御装置により定められたブレ補正量に基づき防振レンズ群を移動させる駆動機構とを組みあわせて、防振レンズシステムを構成することもできる。また、本実施形態に係るズームレンズＺＬを構成する各レンズとして、屈折率分布型レンズ、非球面レンズ等を用いることにより、より良好な光学性能を得ることができることは言うまでもない。

【0067】

図１１に、上述のズームレンズＺＬを備えた光学機器として、レンズ交換式の所謂ミラーレスカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ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（ズームレンズＺＬ）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）を介して撮像部３の撮像面上に物体（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物体（被写体）像が光電変換され、物体（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を介して物体（被写体）像を観察することができる。

【0068】

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。

【0069】

なお、カメラ１は、撮影レンズ２（ズームレンズＺＬ）を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２（ズームレンズＺＬ）と一体に成形されるものでも良い。

【0070】

ここでは、撮影レンズ２（ズームレンズＺＬ）を備えた光学機器として、ミラーレスカメラの例を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、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を介して物体（被写体）像を観察する一眼レフタイプのカメラであってもよい。

【0071】

本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した本実施形態に係るズームレンズＺＬは、後述の各実施例からも分かるように、その特徴的なレンズ構成によって、超望遠領域で良好な結像性能を達成しながら、小型で、高性能なズームレンズを実現している。従って、本カメラ１は、超望遠領域で良好な結像性能を達成しながら、小型で、高性能な光学機器を実現することができる。

【実施例】

【0072】

これより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及び表２を示すが、これらは第１実施例及び第２実施例における各諸元の表である。

【0073】

なお、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）、ｅ線（波長546.0740nm）、Ｆ線（波長486.1330nm）を選んでいる。

【0074】

表中の［レンズ諸元］においては、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を、Ｒは各光学面の曲率半径を、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、ｎＣはレンズの材質のＣ線に対する屈折率を、ｎｄはレンズの材質のｄ線に対する屈折率を、ｎｅ線はレンズの材質のｅ線に対する屈折率を、ｎＦはレンズの材質のＦ線に対する屈折率を、ｎｇはレンズの材質のｇ線に対する屈折率を示す。物面は物体面を、（可変）は可変の面間隔を、曲率半径Ｒの欄の「∞」は平面又は開口を、（絞り）は開口絞りＳを、像面は像面Ｉを示す。空気の屈折率「1.000000」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。光学面が回折光学面である場合には面番号に**印を付す。

【0075】

表中の［非球面データ］においては、［レンズ諸元］に示した非球面の形状を、次式（ａ）で示す。ｙは光軸に垂直な方向の高さを、Ｓ（ｙ）は高さ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、ｒは基準の曲率半径（頂点曲率半径）を、κは円錐係数を、Ａiは第ｉ次の非球面係数を示す。また、「Ｅ-n」は「×１０^-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10^-5である。

【0076】

Ｓ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（κ＋１）×ｙ²／ｒ²｝^1/2］
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸＋Ａ10×ｙ¹⁰ …（ａ）

【0077】

表中の［回折光学面データ］においては、［レンズ諸元］に示した回折光学面の形状を位相関数法のデータ、次式（ｂ）で示す。つまり、回折光学面は、式（ｂ）に基づき、波面の位相変換を行うものとする。φは位相関数を、ｈは径方向の距離を、Ｃｉは第ｉ次の係数を、λ_dは基準波長（ｄ線）を示す。ここでは、回折光学面を光軸を中心として回転対称としている。なお、位相関数法については、「回折光学素子入門（応用物理学会日本光学会監修 平成１９年増補改訂版発行）」に詳しい。

【0078】

φ(ｈ)＝（２π／λ_d）×（Ｃ1×ｈ²＋Ｃ2×ｈ⁴＋Ｃ3×ｈ⁶＋Ｃ4×ｈ⁴） …（ｂ）

【0079】

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はレンズ全長を示す。

【0080】

表中の［ズーミングデータ］において、広角端状態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、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それぞれ示す。また、開口絞りＳの絞り径を示す。

【0081】

表中の［ズームレンズ群データ］において、Ｇは群番号、群初面は各レンズ群の最も物体側の面番号を、群焦点距離は各レンズ群の焦点距離を示す。

【0082】

表中の［条件式］において、上記の条件式（１）〜（１０）に対応する値を示す。

【0083】

以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離、曲率半径、面間隔、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。

【0084】

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。

【0085】

（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図５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とを有する。なお、図１では、像面を符号Ｉで示している。

【0086】

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、平行平板Ｌ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と複層の回折光学素子ＤＯＥとの接合レンズとを有する。回折光学素子ＤＯＥは、ｄ線に対する屈折率差が０．４５以下の樹脂材料からなる２つの光学要素を接合したものであり（後述の表１参照）、その界面には回折格子溝が形成された回折光学面（図１では、曲率半径Ｒ８の光学面が該当）が形成されている。

【0087】

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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとから構成されている。

【0088】

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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と両凹形状の負レンズＬ３４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Ｌ３５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３８と両凹形状の負レンズＬ３９との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３１０と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とから構成されている。なお、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と両凸形状の正レンズＬ３１０との光学材料として、クルツフリント（光ガラス株式会社製 光学ガラスＪ−ＫＺＦＨ１）を採用している。

【0089】

このような構成のズームレンズＺＬ１では、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーミングに際して、３つの群Ｇ１〜Ｇ３が全て移動する。第１レンズ群Ｇ１は、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。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とともに、絞り径が変化する。

【0090】

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１〜３４が、図１に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ３４の各光学面に対応している。第１実施例では、第９面及び第２３面が、非球面形状に形成されている。第８面に、回折光学面が形成されている。

【0091】

（表１）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎＣ ｎｄ ｎｅ ｎＦ ｎｇ
物面 ∞
1 ∞ 2.0000 1.514322 1.516800 1.518723 1.522384 1.526703
2 ∞ 0.1000
3 162.3021 4.1280 1.528457 1.531717 1.534303 1.539338 1.545469
4 -338.8649 0.2000
5 60.6463 1.9473 1.787032 1.795040 1.801581 1.814744 1.831539
6 39.5506 5.2126 1.604144 1.607380 1.609932 1.614847 1.620706
7 76.6326 0.2000 1.523300 1.527800 1.529597 1.531500 1.539100
**8 76.6326 0.2000 1.553800 1.557100 1.558402 1.559770 1.565000
*9 76.6327 D9(可変)
10 1971.1306 1.5000 1.590540 1.593190 1.595274 1.599276 1.604028
11 31.1213 3.5000 1.836491 1.846660 1.855042 1.872101 1.894191
12 49.7440 3.9343
13 -50.6124 1.4000 1.635061 1.638540 1.641281 1.646570 1.652891
14 377.7390 1.8271 1.715106 1.720000 1.723915 1.731589 1.740979
15 433.3623 D15(可変)
16 ∞ 1.3000 (絞り)
17 45.1408 6.5901 1.590540 1.593190 1.595274 1.599276 1.604028
18 -66.8046 1.5000 1.608532 1.612660 1.615933 1.622312 1.630085
19 -119.4217 11.7923
20 46.3036 5.6432 1.495980 1.497820 1.499260 1.502013 1.505265
21 -39.4507 1.4000 1.799015 1.806100 1.811838 1.823245 1.837500
22 43.2135 0.1000
*23 24.3525 4.3990 1.544572 1.548141 1.550984 1.556543 1.563348
24 103.2618 0.5000
25 50.0781 2.2260 1.733087 1.740769 1.747057 1.759748 1.775991
26 35.3167 2.5000 1.495980 1.497820 1.499260 1.502013 1.505265
27 51.5671 3.5000
28 69.8085 3.6512 1.787032 1.795040 1.801581 1.814744 1.831539
29 -72.4518 2.5000 1.648205 1.651597 1.654252 1.659336 1.665371
30 30.7143 11.8372
31 38.3881 4.0000 1.608532 1.612660 1.615933 1.622312 1.630085
32 -89.2924 2.4352
33 -26.7709 1.4000 1.590540 1.593190 1.595274 1.599276 1.604028
3 -406.7806 Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第９面
κ=-0.2909,A4=0.16828E-07,A6=-0.60959E-10,A8=0.96518E-13,A10=-0.45966E-16
第２３面
κ=-0.1789,A4=-0.25247E-05,A6=-0.16008E-08,A8=0.26705E-11,A10=-0.91305E-14

［回折光学面データ］
第８面
C1=-0.15415E-04,C2=0.39619E-09,C3=0.10787E-10,C4=-0.27463E-13

［全体諸元］
ズーム比 4.02759
広角端 望遠端
ｆ 72.500 292.000
ＦNo 4.57 5.92
ω 6.445 1.607
Ｙ 8.91 8.91
ＴＬ 187.100 251.623

［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 望遠端
D9 3.50000 48.34113
D15 43.43817 1.50000
Bf 46.73878 108.35886
絞り径 11.90000 14.00000

［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 169.449
G2 10 -44.1401
G3 17 48.6085

［条件式］
Φ１＝ 48.0
Φｄ＝ 41.1
ｆｄ＝ 22815.3
ｐ＝ 0.859
Δ２（ｇ〜Ｃ）＝ 0.0286227
Δ３（ｇ〜Ｃ）＝ -0.0256129
（ｈｄ）＝ 0.02005
ｄ１＝ 0.2

条件式（１） Φ１／ｆｔ ＝ 0.16438
条件式（２） Φｄ／ｙ ＝ 4.61279
条件式（３） ｛ｆ１＋（−ｆ２）＋ｆ３｝／ｆｔ＝ 0.89794
条件式（４） ｆｄ／ｆ１ ＝ 134.644
条件式（５） ｐ／ｆｗ ＝ 0.01185
条件式（６） Δ２（ｇ〜Ｃ）／（−ｆ２） ＝ 0.0006485
条件式（７） ｜Δ３（ｇ〜Ｃ）／ｆ３｜ ＝ 0.0005269
条件式（８） （ｈｄ）／ｐ ＝ 0.02334
条件式（９） ΔＮ ＝ 0.14735
条件式（10） ｄ１／ｆｗ ＝ 0.00276

【0092】

表１から、第１実施例に係るズームレンズＺＬ１は、条件式（１）〜（１０）を満たすことが分かる。

【0093】

また、表１から、第１レンズ群Ｇ１を構成する、両凸形状の正レンズＬ１２は部分分散比Ｐｇｆ＝0.563、ｄ線を基準とするアッベ数νｄ＝48.9であり、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３は部分分散比Ｐｇｆ＝0.606であり、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４は部分分散比Ｐｇｆ＝0.547、ｄ線を基準とするアッベ数νｄ＝56.7であることが分かる。また、第２レンズ群Ｇ２を構成する、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２は部分分散比Ｐｇｆ＝0.620、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.846660であることが分かる。また、第３レンズ群Ｇ３を構成する、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６は部分分散比Ｐｇｆ＝0.609、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.740769であり、両凸形状の正レンズＬ３８は部分分散比Ｐｇｆ＝0.606、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.795040であることが分かる。

【0094】

図２〜図５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３は広角端状態における撮影距離無限遠での横収差図であり、図４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り、図５は望遠端状態における撮影距離無限遠での横収差図である。

【0095】

各収差図において、Ｃ，ｄ，ｅ，Ｆ，ｇは、それぞれＣ線，ｄ線，ｅ線，Ｆ線，ｇ線における収差を示す。球面収差図において、横軸は光軸上の位置（FOCUS）、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を示す。非点収差図において、横軸は光軸上の位置（FOCUS）、縦軸は像高Ｙ（IMG HT）を、破線はタンジェンシャル像面を、実線はサジタル像面を示す。歪曲収差図において、横軸は焦点の位置ずれ量（DISTORTION）、縦軸は像高Ｙ（IMG HT）を示す。横収差図において、各像高（半画角ω）毎に、タンジェンシャル像面（TANGENTIAL）及びサジタル像面（SAGITTAL）の収差曲線を示す。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。

【0096】

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。

【0097】

（第２実施例）
第２実施例について、図６〜図１０及び表２を用いて説明する。図６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６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とを有する。なお、図６では、像面を符号Ｉで示している。

【0098】

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、平行平板Ｌ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と複層の回折光学素子ＤＯＥとの貼り合わせレンズとを有する。回折光学素子ＤＯＥは、ｄ線に対する屈折率差が０．４５以下の樹脂材料からなる２つの光学要素を接合したものであり（後述の表２参照）、その界面には回折格子溝が形成された回折光学面（図６では、曲率半径Ｒ８の光学面が該当）が形成されている。

【0099】

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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとから構成されている。

【0100】

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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と両凹形状の負レンズＬ３４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Ｌ３５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３８と両凹形状の負レンズＬ３９との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３１０と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１１とから構成されている。なお、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２の光学材料として、クルツフリント（光ガラス株式会社製 光学ガラスＪ−ＫＺＦＨ１）を採用している。

【0101】

このような構成のズームレンズＺＬ２では、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーミングに際して、３つの群Ｇ１〜Ｇ３が全て移動する。第１レンズ群Ｇ１は、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。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とともに、絞り径が変化する。

【0102】

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１〜３４が、図６に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ３４の各光学面に対応している。第２実施例では、第９面及び第２３面が、非球面形状に形成されている。第８面に、回折光学面が形成されている。

【0103】

（表２）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎＣ ｎｄ ｎｅ ｎＦ ｎｇ
物面 ∞
1 ∞ 2.0000 1.514322 1.516800 1.518723 1.522384 1.526703
2 ∞ 0.0840
3 104.1487 4.2338 1.544572 1.548141 1.550984 1.556543 1.563348
4 3764.8349 0.2000
5 92.8285 1.5000 1.787032 1.795040 1.801581 1.814744 1.831539
6 48.4504 4.5820 1.692974 1.696797 1.699789 1.705523 1.712340
7 125.0000 0.2000 1.523300 1.527800 1.529597 1.531500 1.539100
**8 125.0000 0.2000 1.553800 1.557100 1.558402 1.559770 1.565000
*9 125.0001 D9(可変)
10 309.0696 1.5190 1.590540 1.593190 1.595274 1.599276 1.604028
11 28.6653 3.1912 1.836491 1.846660 1.855042 1.872101 1.894191
12 46.1966 3.5171
13 -51.6803 1.3000 1.647491 1.651000 1.653761 1.659080 1.665441
14 169.7247 1.5000 1.647491 1.651000 1.653761 1.659080 1.665441
15 162.6744 D15(可変)
16 ∞ 1.8000 (絞り)
17 51.0889 5.9661 1.590540 1.593190 1.595274 1.599276 1.604028
18 -40.0000 1.0000 1.608532 1.612660 1.615933 1.622312 1.630085
19 -119.6454 10.0000
20 37.2350 4.8169 1.495980 1.497820 1.499260 1.502013 1.505265
21 -92.9900 1.3000 1.799015 1.806100 1.811838 1.823245 1.837500
22 40.8865 0.1000
*23 23.1580 3.8452 1.544572 1.548141 1.550984 1.556543 1.563348
24 55.2954 0.5000
25 33.5464 2.2124 1.836491 1.846660 1.855042 1.872101 1.894191
26 27.6710 2.5000 1.495980 1.497820 1.499260 1.502013 1.505265
27 34.6220 4.6969
28 39.0433 4.0000 1.787032 1.795040 1.801581 1.814744 1.831539
29 -47.5285 1.8101 1.798375 1.804398 1.809222 1.818699 1.830338
30 20.6959 5.8812
31 27.3010 3.8357 1.563387 1.567320 1.570479 1.576673 1.584255
32 -53.1056 1.5429
33 -25.4384 3.0000 1.692974 1.696797 1.699789 1.705523 1.712340
34 -121.6843 Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第９面
κ=-0.5050,A4=-0.46934E-07,A6=-0.27663E-10,A8=0.26292E-13,A10=-0.20608E-16
第２３面
κ=-0.1130,A4=-0.15158E-05,A6=-0.24883E-09,A8=0.71991E-12,A10=0.25938E-15

［回折光学面データ］
第８面
C1=-0.14345E-04,C2=-0.64843E-09,C3=0.25512E-11,C4=-0.67302E-14

［全体諸元］
ズーム比 4.08386
広角端 望遠端
f 71.500 291.996
ＦNo 4.57 5.92
ω 6.535 1.607
Ｙ 8.91 8.91
ＴＬ 182.088 240.088

［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 望遠端
D9 2.50000 52.27624
D15 41.74977 0.51657
Bf 55.00355 105.24624
絞り径 11.90000 13.20000

［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 157.0760
G2 10 -41.6258
G3 17 47.8666

［条件式］
Φ１＝ 48.0
Φｄ＝ 42.4
ｆｄ＝ 29781.1
ｐ＝ 0.922
Δ２（ｇ〜Ｃ）＝ 0.0196523
Δ３（ｇ〜Ｃ）＝ -0.0221278
ｈｄ（ｄ線ブレーズ）＝ 0.02005
ｄ１＝ 0.2

条件式（１） Φ１／ｆｔ ＝ 0.16439
条件式（２） Φｄ／ｙ ＝ 4.75870
条件式（３） ｛ｆ１＋（−ｆ２）＋ｆ３｝／ｆｔ＝ 0.84442
条件式（４） ｆｄ／ｆ１ ＝ 189.597
条件式（５） ｐ／ｆｗ ＝ 0.01290
条件式（６） Δ２（ｇ〜Ｃ）／（−ｆ２） ＝ 0.0004721
条件式（７） ｜Δ３（ｇ〜Ｃ）／ｆ３｜ ＝ 0.0004623
条件式（８） （ｈｄ）／ｐ ＝ 0.02175
条件式（９） ΔＮ ＝ 0.09824
条件式（10） ｄ１／ｆｗ ＝ 0.00280

【0104】

表２から、第２実施例に係るズームレンズＺＬ２は、条件式（１）〜（１０）を満たすことが分かる。

【0105】

また、表２から、第１レンズ群Ｇ１を構成する、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２は部分分散比Ｐｇｆ＝0.568、ｄ線を基準とするアッベ数νｄ＝45.8であり、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３は部分分散比Ｐｇｆ＝0.606であり、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４は部分分散比Ｐｇｆ＝0.543、ｄ線を基準とするアッベ数νｄ＝55.5であることが分かる。また、第２レンズ群Ｇ２を構成する、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２は部分分散比Ｐｇｆ＝0.620、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.846660であることが分かる。また、第３レンズ群Ｇ３を構成する、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６は部分分散比Ｐｇｆ＝0.620、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.846660であり、両凸形状の正レンズＬ３８は部分分散比Ｐｇｆ＝0.606、ｄ線に対する屈折率ｎｄ＝1.795040であることが分かる。

【0106】

図７〜図１０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７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は広角端状態における撮影距離無限遠での横収差図であり、図９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り、図１０は望遠端状態における撮影距離無限遠での横収差図である。

【0107】

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。

【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
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
ＤＯＥ 回折光学素子
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
ＣＡＭ カメラ（光学機器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】