JP2016014802A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】全ズーム域、全フォーカス域で良好な性能を有しつつ、動画撮影にも最適な小型の光学系を得る。
【解決手段】
物体側から順に負の第１群、正の第２群、負の第３群、正の第４群からなり、各々の群間変化させることでズーミングを行い、該第１群と該第３群を物体側へ移動させることで無限遠から至近物点へのフォーカシングを行い、第１群と第３群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３としたとき、
０．４＜ｆ１／ｆ３＜０．８
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【選択図】図１

Description

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、広角端におけるバックフォーカスが比較的長い変倍比３〜４倍程度の写真用カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の光学機器等に好適なものである。

従来より、負先行型のズームレンズが知られているが、一般的に比較的レンズ枚数が多くて重い負の第１群をフォーカス群とすることで近距離撮影時の光学性能を良好に補正している。

近年、一眼レフカメラ等の撮影光学系では、高速かつ高精度なオートフォーカスを達成するべく、フォーカス群を極力小型軽量化することが強く要望されている。

また、一方では、近年、一眼レフカメラでの動画撮影機能が要望されており、動画撮影中は、従来の位相差光学系によるピントサーチではなく、センサーで画像のコントラストをリアルタイムで判定しながらピントをサーチする、テレビオートフォーカスが用いられている。

その際、コントラストのピークを決定するべく、フォーカス群を光軸方向に微少量前後させるウォブリング駆動が必要になる。

フォーカス群をウォブリング駆動させるにも、特にフォーカス群を小型軽量化する必要がある。一方では、デジタルカメラの普及により、更なる高画質化が求められている。

特許文献１、特許文献２では、物体側より順に負正正負正のズームレンズにおいて、比較的レンズ径が小さく、軽量な正の第２群をフォーカス群とすることで、フォーカス群の小型軽量化を図っている。

特開２００９−２５１１１２号公報 特開２００９−２５１１１７号公報

通常、フォーカス群を少ない枚数で構成する場合、フォーカス群のパワーを強め過ぎると、フォーカス群の残存収差が大きくなり、フォーカスによる収差変動が大きくなってしまうため、あまりパワーを強めることができない。

特許文献１及び２では、第２レンズ群と第３レンズ群を合成した正群と考えた時、一般的な負正負正の４群ズームレンズの正の第２レンズ群に対し、主点位置が大きく物体側にずれてしまう。特に広角端においてバックフォーカスを確保することが困難となる。また、各群の屈折力が強くなる傾向にあり、ズームによる収差変動を補正するための適切なパワー配置を取れず、高性能化と小型化の両立が達成できない問題点を有している。

また、動画撮影時のウォブリング動作のために、制御性を考慮してフォーカス群のフォーカス敏感度を比較的低く設定する必要があるが、フォーカス群の敏感度を低く設定するとフォーカス群の移動量が増大し、レンズ系が大型化する。更に、静止画撮影時のフォーカス移動量が増大すると、フォーカス速度も低下する。

以上の問題を鑑みて、本発明では全ズーム域、全フォーカス域で良好な性能を有しつつ、動画撮影にも最適な小型の光学系を提供することを目的としている。

本発明に係るズームレンズの構成は、物体側から順に負の第１群、正の第２群、負の第３群、正の第４群からなり、各々の群間を変化させることでズーミングを行い、該第１群と該第３群を物体側へ移動させることで無限遠から至近物点へのフォーカシングを行い、第１群と第３群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３としたとき、
０．４＜ｆ１／ｆ３＜０．８・・・（１）
なる条件を満足することを特徴とする。

本発明によれば、全ズーム域、全フォーカス域で良好な性能を有しつつ、動画撮影にも最適な小型の光学系を得ることができる。

本発明における実施形態１の光学系の断面図 本発明における数値実施例１の光学系をｍｍ単位で表した時の、広角端の物体距離無限時における収差図 本発明における数値実施例１の光学系をｍｍ単位で表した時の、望遠端の物体距離無限時における収差図 本発明における実施形態２の光学系の断面図 本発明における数値実施例２の光学系をｍｍ単位で表した時の、広角端の物体距離無限時における収差図 本発明における数値実施例２の光学系をｍｍ単位で表した時の、望遠端の物体距離無限時における収差図 本発明における実施形態３の光学系の断面図 本発明における数値実施例３の光学系をｍｍ単位で表した時の、広角端の物体距離無限時における収差図 本発明における数値実施例３の光学系をｍｍ単位で表した時の、望遠端の物体距離無限時における収差図 本発明における実施形態４の光学系の断面図 本発明における数値実施例４の光学系をｍｍ単位で表した時の、広角端の物体距離無限時における収差図 本発明における数値実施例４の光学系をｍｍ単位で表した時の、望遠端の物体距離無限時における収差図

動画撮影時のウォブリング動作に適したフォーカス群には、レンズ径の小さい第２群以降のレンズ群をフォーカス群に選定しなければならない。また、軽量化を図るためには、フォーカス群は１枚ないし、２枚で構成することが求められる。

フォーカス群のレンズ枚数を少枚数で構成した場合、収差の距離変動を抑制するたにフォーカス群の屈折力が弱くなる傾向にある。しかしながら、フォーカス群の屈折力を弱くし過ぎると、至近物点へのフォーカス群の繰出量が増大し、レンズ全系が大型化する傾向にある。フォーカス群の小型軽量化と、レンズ全系の小型化と高い光学性能を両立するためには、収差の距離変動が比較的少ないようにレンズを構成しつつ、フォーカス群の屈折力を適切に設定することが重要となる。

一方、静止画撮影時にはフォーカス敏感度が高い第１群がフォーカス群として適している。しかしながら、１群単独でフォーカシングを行うと像面湾曲の変動が良くない。

そこで本発明では第１群をメインフォーカシングとし、第３群をサブフォーカス群として無限から至近の物体に対して各群を物体側へ独立に移動させることで良好な光学性能とフォーカス速度を同時に確保している。

次に、本実施例の光学系における、最良の形態を述べる。物体側から順に負の第１群、正の第２群、負の第３群、正の第４群からなり、各々の群間を変化させることでズーミングを行い、該第１群と該第３群を物体側へ移動させることで無限遠から至近物点へのフォーカシングを行い、第１群と第３群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３としたとき、
０．４＜ｆ１／ｆ３＜０．８・・・（１）
なる条件を満足することを特徴としている。

負の第１群をメインフォーカス群とし、正の第２群に続く負の第３群をサブフォーカス群としている。負の第３群に続く正の第４群を配置することで、比較的長いバックフォーカスを得ることができる。

第１群と第３群を物体側へ移動させることで無限遠から至近物点へのフォーカシングを行うことで、像面湾曲の距離変動を抑制することができ、良好な光学性能を得ることができる。

また、本発明では、上記条件式（１）を満足させている。条件式（１）は、前記第１群と前記第３群の焦点距離の比に関し、メインフォーカス群である第１群とサブフォーカス群である第３群の屈折力分担を適切に設定するためのものである。

条件式（１）の下限値を超えるとサブフォーカス群である第３群の屈折力が弱くなり過ぎて、繰出量が増大し、レンズ全長が大型化するので良くない。また、上限値を超えて第３群の屈折力が強くなり過ぎるとフォーカス敏感度が高くなり過ぎて、制御が難しくなり、また、特に望遠端における球面収差の補正が困難となるため良くない。

また、更に好ましくは、条件式（１）の下限値を０．５とすることが望ましい。また、条件式（１）の上限値を０．６５とすることが望ましい。

以上の如く構成することで本発明の目的は達成できる。

更に好ましくは、以下の条件（Ａ）〜（Ｋ）のいずれか一つ以上を満足させることが望ましい。

（Ａ）：望遠端における前記第１群、前記第３群の無限端から至近端の繰出量を各々、Δｘ１、Δｘ３としたとき、
０．１＜Δｘ３／Δｘ１＜０．７・・・（２）
なる条件を満足すること。

（Ｂ）：前記第２群と前記第４群の焦点距離を各々、ｆ２、ｆ４としたとき、
０．１＜ｆ４／ｆ２＜０．５・・・（３）
なる条件を満足すること。

（Ｃ）：前記第４群の近傍に絞りを有すること。

（Ｄ）：前記第１群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
−３＜ｆ１／ｆｗ＜−１・・・（４）
なる条件を満足すること。

（Ｅ）：前記第３群は一枚の負レンズで構成され、該負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｎ１、該負レンズの像面側のレンズ面の曲率半径をＲｎ２としたとき、
−０．９＜（Ｒｎ１−Ｒｎ２）／（Ｒｎ１＋Ｒｎ２）＜−０．４・・・（５）
なる条件を満足すること。

（Ｆ）：前記第２群は、正レンズ１枚からなり、該正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｐ１、該負レンズの像面側のレンズ面の曲率半径をＲｐ２としたとき、
−３＜（Ｒｐ１−Ｒｐ２）／（Ｒｐ１＋Ｒｐ２）＜−０．５・・・（６）
なる条件を満足すること。

（Ｇ）：前記第１群と第３群の広角端における近軸横倍率を各々、β１２ｗ、β３ｗ、前記第１群と第３群の望遠端における近軸横倍率を各々、β１２ｔ、β３ｔとしたとき、
０．８＜１−β３ｗ^２ ＜１．０・・・（７）
０．７＜１−β３ｔ^２ ＜１．０・・・（８）
なる条件を満足すること。

（Ｈ）：前記第１群と第４群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ４としたとき、
−１．５＜ｆ１／ｆ４＜−１・・・（９）
なる条件を満足すること。

（Ｉ）：前記第１群と第４群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ４としたとき、
−０．５＜ｆ１／ｆ２＜−０．２・・・（１０）
なる条件を満足すること。

（Ｊ）：前記第２群、第３群、第４群は、広角端から望遠端への変倍の際し、各々物体側へ移動すること。

（Ｋ）：前記第１群単独で無限端から至近端までのフォーカシングを行う第１の撮影モードと、前記第１群と前記第３群を共に物体側へ繰出すことで無限端から至近端までのフォーカシングを行う第２の撮影モードを少なくとも有すること。

次に上述した条件（Ａ）〜（Ｋ）までの技術的意味について以下に述べる。

（Ａ）：上述の条件式（２）を満足させるようにしている。

条件式（２）は、第１群と第３群の繰出量の比の関し、主に望遠端における至近の非点収差を良好に補正するためのものである。

条件式（２）の下限値を超えると第３群の繰出量が第１群の繰出量に対して小さくなり過ぎると、特に望遠端における至近の非点収差がオーバー方向に増大するため好ましくない。また、上限値を超えて第３群の繰出量が第１群の繰出量に対して大きくなり過ぎると、特に望遠端における至近の非点収差がアンダー方向に増大するため好ましくない。

また、更に好ましくは、条件式（２）の下限値を０．１５とすることが望ましい。また、条件式（２）の上限値を０．５５とすることが望ましい。

（Ｂ）：上述の条件式（３）を満足させるようにしている。

条件式（３）は、前記第２群と前記第４群の焦点距離の比に関し、主にバックフォーカスを確保しつつ全長の小型化を図るための屈折力配置を設定するためのものである。

条件式（３）の下限値を超えると第２群に対し第４群の屈折力が強くなり過ぎて光学全長が増大し、また、特に広角端における像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。また、上限値を第２群に対し第４群の屈折力が弱くなり過ぎるとレンズ系の像側主点が物体側へ位置するようになり、特に広角単におけるバックフォーカスの確保が困難となるため好ましくない。

また、更に好ましくは、条件式（３）の下限値を０．２とすることが望ましい。また、条件式（３）の上限値を０．３５とすることが望ましい。

（Ｃ）：前記第４群の近傍に絞りを配置することが好ましい。

サブフォーカス群である前記第３よりも像面側に絞りを配置することで、第３群をフォーカスで移動させた時の軸外収差の補正を容易にし、適切な射出瞳位置を得ることができるので好ましい。

（Ｄ）：上述の条件式（４）を満足させるようにしている。

条件式（４）は前記第１群と広角端における全系の焦点距離の比に関し、主に広角端における小型化と広角端において良好な像面湾曲を補正可能となり得る屈折力配置を設定するためのものである。

条件式（４）の下限値を超えて第１群の屈折力が弱くなり過ぎると特に広角端における光学全長が増大し、強いては第１群のレンズ径も増大するので好ましくない。また、条件式（４）の上限値を超えて第１群の屈折力を強くし過ぎると特に広角端における像面湾曲の補正が困難となるので好ましくない。

また、更に好ましくは、条件式（４）の下限値を−１．９とすることが望ましい。また、条件式（４）の上限値を−１．５とすることが望ましい。

（Ｅ）：前記第３群を１枚の負レンズのみで構成するようにしている。

例えば、動画時のウォブリング動作を第３群で行う場合、軽量化されていることが好ましい。第３群を１枚の単レンズで構成することで軽量化できるものの、良好な性能を得るためにはレンズ形状を適切に設定する必要がある。

そこで、条件式（５）を満足するようにしている。

条件式（５）は、前記第３群の負レンズの物体側と像面側のレンズ面の曲率半径に関し、主に望遠端における至近の球面収差を良好に補正するためのものである。

条件式（５）の下限値を超えると物体側のレンズ面の曲率が強くなり過ぎて、特に望遠端における球面収差が補正過剰の傾向となり、また、球面収差の距離変動も増大する傾向にあるため好ましくない。また、条件式（５）の上限値を超えると物体側のレンズ面の曲率が弱くなり過ぎて、特に望遠端における球面収差が補正不足となる傾向にあるため好ましくない。

また、更に好ましくは、条件式（５）の下限値を−０．７５とすることが望ましい。また、条件式（５）の上限値を−０．５５とすることが望ましい。

（Ｆ）：前記第２群を１枚の正レンズのみで構成するようにしている。

第２群を１枚構成とすることで、第２群のレンズ厚を小さくすることが可能となり、レンズ系全体の光学全長の小型化を図れることができるため好ましい。

正レンズ１枚で構成すると共に、条件式（６）を満足するようにしている。

条件式（６）は第２群の正レンズの物体側と像面側のレンズ面の曲率半径に関し、主に球面収差のズーム変動を良好に補正するためのものである。

条件式（６）の下限値を超えると球面収差のズーム変動が増大し、特に望遠端において球面収差が補正不足になる傾向となり、好ましくない。また、条件式（６）の上限値を超えると特に望遠端における球面収差が補正不足の傾向になると共に、第２群の物体側主点が像面側に位置し、十分な変倍が行えなくなる傾向となるため好ましくない。

更に好ましくは、条件式（６）の下限値を−１．４０とすることが望ましい。また、条件式（６）の上限値を−０．９０とすることが望ましい。

（Ｇ）：条件式（７）と条件式（８）を同時に満足するようにしている。

条件式（７）は広角端における近軸横倍率を規定したものであり、広角端において適切なフォーカス敏感度を得るためのものである。

条件式（７）の下限値を超えると広角端におけるフォーカス敏感度が小さくなり過ぎて、フォーカスにおける繰出量が増大し、レンズ全長が大型化するので好ましくない。更に、第３群のレンズ径も増大する傾向となり、レンズ重量が増大するので好ましくない。また、条件式（７）の上限値を超えると、広角端における第１群と第２群の合成焦点距離が大きくなり、第２群の屈折力が大きくなる傾向になる。その為、正の第２群で発生した球面収差を負の第３群で補正することが困難となるため好ましくない。

更に好ましくは、条件式（７）の下限値を０．９０とすることが望ましい。

条件式（８）は望遠端における近軸横倍率を規定したものであり、望遠端において適切なフォーカス敏感度を得るためのものである。

条件式（８）の下限値を超えると望遠端におけるフォーカス敏感度が小さくなり過ぎて、フォーカスにおける繰出量が増大し、レンズ全長が大型化するので好ましくない。更に、第３群のレンズ径も増大する傾向となり、レンズ重量が増大するので好ましくない。また、条件式（８）の上限値を超えると、望遠端における第１群と第２群の合成焦点距離が大きくなり、第２群の屈折力が大きくなる傾向になる。その為、正の第２群で発生した球面収差を負の第３群で補正することが困難となるため好ましくない。

更に好ましくは、条件式（８）の下限値を０．８０とすることが望ましい。また、条件式（８）の上限値を０．９５とすることが望ましい。

（Ｈ）：条件式（９）を満足するようにしている。

条件式（９）は前記第１群と第４群の焦点距離の比に関し、主に適切なバックフォーカスを確保しつつ光学全長の小型化を図るためのものである。

条件式（９）の下限値を超えると比較的第１群の屈折力が弱くなり過ぎて、特に広角端における光学全長が増大し、また、第１群のレンズ径も大型化するため好ましくない。また、条件式（９）の上限値を超えると比較的第４群の屈折力が弱くなり過ぎて、広角端におけるバックフォーカスの確保が困難となるため好ましくない。

更に好ましくは、条件式（９）の下限値を−１．３５とすることが望ましい。また、条件式（９）の上限値を−１．１とすることが望ましい。

（Ｉ）：条件式（１０）を満足するようにしている。

条件式（１０）は、前記第１群と前記第２群の焦点距離の比に関し、主に、レンズ全長の小型化を図るためのものである。

条件式（１０）の下限値を超えると第１群の屈折力が第２群に対して弱くなり過ぎて、特に広角端におけるレンズ全長が大型化すると共に第１群のレンズ径も増大するため好ましくない。また、条件式（１０）の上限値を超えると第１群の屈折力が第２群に対して強くなり過ぎて、特に、広角端における像面湾曲が増大するため好ましくない。

更に好ましくは、条件式（１０）の下限値を−０．４とすることが望ましい。また、条件式（１０）の上限値を−０．２５とすることが望ましい。

（Ｊ）：広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第２群、第３群、第４群を共に物体側へ移動するようにしている。

こうすることで、特に広角端におけるレンズ全長を小型化可能となり、更に第１群のレンズ径も小型化できるので好ましい。

（Ｋ）：本発明においては、無限遠から至近物点へのフォーカシングにおいて前記第１群と第３群を共に物体側へ移動することで至近端において良好な収差補正している。

例えば、静止画モードを第１の撮影モードとし、動画モードを第２の撮影モードとした時、第１のモードではフォーカス敏感度が比較的高い第１群単独でフォーカスを行えば、ピント合わせまでの時間を短縮できる。また、第２の動画モードでは第１群と第３群でフォーカシングを行い、特にウォブリング動作を比較的フォーカス敏感度の低い第３群を移動させて行うことが好ましい。

本発明は、上述のような光学系を有する光学機器（例えば撮像装置、画像投影装置やその他の光学機器）に、種々適用可能である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１、図４、図７、図１０は、本発明における実施形態１〜４の光学系の断面図である。図２、図５、図８、図１１は、本発明における実施形態１〜４の、広角端の物体距離無限時の収差図である。図３、図６、図９、図１２は、本発明における実施形態１〜４の、望遠端の物体距離無限時の収差図である。それぞれの収差図は、左から順に、球面収差（軸上色収差）、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を表している。

球面収差と倍率色収差を示す図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、破線はｆ線（４８６．１ｎｍ）を表している。また、非点収差を示す図において、実線はｄ線のサジタル方向、破線はｄ線のメリディオナル方向を表している。また、歪曲収差を示す図は、ｄ線における歪曲を表している。

数値実施例１〜４に、この実施形態１〜４の光学系のレンズデータを示す。これらの数値実施例では、物体側からの各面の順序、各光学面の曲率半径ｒ、各光学面の間隔ｄ、各光学部材のｄ線における屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、光線有効径を示している。

また、焦点距離、Ｆナンバー等のスペックに加え、画角は全系の半画角、像高は半画角を決定する最大像高、レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離、ＢＦは最終レンズ面から像面までの長さを示している。

また、ズーム群データは、各レンズ群の焦点距離、光軸上の長さ、前側主点位置、後側主点位置を表している。

非球面は、光軸に垂直な方向にＲ離れた位置での、光軸方向の面位置をＳａｇ（Ｒ）とした時、

の関係を満足する形状であり、各非球面の非球面係数を各表に記す。

また、各光学面の間隔ｄが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。

尚、以下に記載する数値実施例１から４のレンズデータに基づく、各条件式の計算結果を表１に示す。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 122.877 3.30 1.51633 64.1 47.09
2 2001.200 0.50 45.52
3 41.295 1.50 1.71300 53.9 36.28
4 17.415 8.09 29.03
5 405.360 1.20 1.77250 49.6 27.54
6 24.302 5.11 25.20
7 26.119 3.20 1.76182 26.5 24.65
8 53.313 (可変) 23.82
9 55.804 2.00 1.48749 70.2 13.85
10 -399.502 (可変) 14.02
11 -33.400 0.90 1.77250 49.6 14.34
12 -130.259 (可変) 14.75
13 26.306 2.80 1.60311 60.6 15.55
14 -62.298 1.04 15.56
15(絞り) ∞ 0.99 15.35
16 17.488 2.50 1.60311 60.6 14.98
17 45.584 3.25 14.39
18 -116.490 0.70 1.73800 32.3 13.14
19 17.582 2.29 12.66
20* 43.005 2.50 1.58313 59.4 12.92
21 -37.220 (可変) 12.95
像面 ∞

非球面データ
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.27202e-005 A 6=-1.19043e-007 A 8= 9.28766e-010 A10=-8.77908e-012

各種データ
ズーム比 2.92
広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 32.73 54.00
Fナンバー 3.47 4.39 5.80
画角 36.44 22.65 14.20
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 118.54 109.85 119.98
BF 37.55 52.20 74.17

d 8 35.82 12.48 0.64
d10 2.50 2.61 2.76
d12 0.80 0.70 0.55
d21 37.55 52.20 74.17

入射瞳位置 26.66 22.74 19.45
射出瞳位置 -10.99 -10.99 -10.99
前側主点位置 38.11 38.52 39.21
後側主点位置 19.05 19.46 20.17

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -31.21 22.90 6.43 -13.20
2 9 100.59 2.00 0.17 -1.18
3 11 -58.38 0.90 -0.18 -0.69
4 13 25.95 16.07 0.98 -12.85

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 253.40
2 3 -43.37
3 5 -33.51
4 7 63.96
5 9 100.59
6 11 -58.38
7 13 31.04
8 16 45.52
9 18 -20.65
10 20 34.61


（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 215.052 3.30 1.51633 64.1 51.66
2 -568.344 0.50 50.10
3 41.328 1.50 1.77250 49.6 37.98
4 17.510 8.68 30.08
5 285.993 1.20 1.77250 49.6 28.58
6 24.863 4.40 26.23
7 25.905 3.20 1.78472 25.7 25.91
8 53.515 (可変) 25.16
9 48.970 2.00 1.48749 70.2 13.84
10 3625.039 (可変) 14.00
11 -32.054 0.90 1.77250 49.6 14.27
12 -131.455 (可変) 14.70
13 23.817 2.80 1.60311 60.6 15.38
14 -58.781 1.04 15.37
15(絞り) ∞ 0.99 15.11
16 16.580 2.50 1.60311 60.6 14.65
17 41.550 2.83 14.01
18 -118.920 0.70 1.73800 32.3 12.89
19 16.710 2.39 12.36
20* 37.298 2.50 1.58313 59.4 12.60
21 -43.653 (可変) 12.59
像面 ∞

非球面データ
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.14304e-005 A 6=-2.33794e-007 A 8= 2.39275e-009 A10=-2.11200e-011

各種データ
ズーム比 3.03
広角 中間 望遠
焦点距離 17.50 31.73 53.00
Fナンバー 3.40 4.35 5.80
画角 37.97 23.29 14.45
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 117.40 107.56 117.48
BF 35.78 50.36 72.23

d 8 37.57 13.15 1.20
d10 2.28 2.38 2.51
d12 0.33 0.24 0.10
d21 35.78 50.36 72.23

入射瞳位置 26.20 22.24 18.96
射出瞳位置 -10.56 -10.56 -10.56
前側主点位置 37.09 37.44 38.03
後側主点位置 18.28 18.62 19.23

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -30.64 22.78 6.09 -13.19
2 9 101.81 2.00 -0.02 -1.36
3 11 -55.09 0.90 -0.16 -0.67
4 13 24.67 15.76 0.65 -12.71

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 302.60
2 3 -40.44
3 5 -35.32
4 7 60.88
5 9 101.81
6 11 -55.09
7 13 28.47
8 16 44.09
9 18 -19.81
10 20 34.89


（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 229.082 3.30 1.51633 64.1 51.78
2 -501.371 0.50 50.22
3 42.135 1.50 1.77250 49.6 38.08
4 17.816 8.38 30.28
5 192.992 1.20 1.77250 49.6 28.80
6 23.408 4.26 26.26
7 24.660 3.20 1.76182 26.5 26.01
8 50.850 (可変) 25.30
9 47.608 2.00 1.51823 58.9 13.68
10 7348.815 (可変) 13.83
11 -29.045 0.90 1.77250 49.6 14.06
12 -116.239 (可変) 14.52
13 26.818 2.80 1.60311 60.6 15.14
14 -49.081 1.04 15.18
15(絞り) ∞ 0.99 14.96
16 17.743 2.50 1.71700 47.9 14.62
17 34.933 2.64 13.90
18 423.773 0.70 1.76182 26.5 12.96
19 19.159 3.61 12.49
20* 41.076 2.50 1.58313 59.4 12.58
21 -81.264 (可変) 12.48
像面 ∞

非球面データ
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.49905e-005 A 6=-2.98812e-007 A 8= 2.61698e-009 A10=-2.35759e-011

各種データ
ズーム比 3.03
広角 中間 望遠
焦点距離 17.50 31.74 53.00
Fナンバー 3.42 4.36 5.80
画角 37.97 23.29 14.45
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 117.47 107.66 117.64
BF 35.30 49.90 71.81

d 8 37.57 13.16 1.23
d10 2.25 2.35 2.49
d12 0.33 0.23 0.09
d21 35.30 49.90 71.81

入射瞳位置 26.18 22.15 18.82
射出瞳位置 -11.62 -11.62 -11.62
前側主点位置 37.15 37.52 38.15
後側主点位置 17.79 18.16 18.81

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -30.63 22.33 6.14 -12.66
2 9 92.46 2.00 -0.01 -1.33
3 11 -50.35 0.90 -0.17 -0.68
4 13 24.38 16.79 1.17 -13.31

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 305.00
2 3 -41.06
3 5 -34.59
4 7 59.69
5 9 92.46
6 11 -50.35
7 13 29.16
8 16 47.41
9 18 -26.36
10 20 47.15


（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 123.888 3.30 1.51633 64.1 47.65
2 2001.200 0.50 46.11
3 41.743 1.50 1.69680 55.5 36.72
4 17.421 8.24 29.26
5 592.541 1.20 1.80400 46.6 27.81
6 25.540 5.34 25.55
7 27.591 3.20 1.78472 25.7 25.01
8 57.662 (可変) 24.19
9 48.447 2.00 1.51633 64.1 13.98
10 -433.342 (可変) 14.11
11 -32.010 0.90 1.69680 55.5 14.37
12 -205.198 (可変) 14.78
13 25.341 3.20 1.59282 68.6 15.56
14 -54.216 1.04 15.55
15(絞り) ∞ 1.00 15.27
16 16.893 2.50 1.59282 68.6 14.79
17 36.713 2.76 14.11
18 -292.107 0.70 1.73800 32.3 13.10
19 18.081 2.66 12.59
20* 45.432 2.50 1.58313 59.4 12.75
21 -50.442 (可変) 12.72
像面 ∞

非球面データ
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.02793e-005 A 6=-1.45626e-007 A 8=-3.72240e-010 A10= 3.29043e-012

各種データ
ズーム比 2.92
広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 32.73 54.00
Fナンバー 3.46 4.38 5.80
画角 36.44 22.66 14.20
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 118.44 109.57 119.45
BF 36.69 51.22 73.01

d 8 35.87 12.46 0.56
d10 2.55 2.63 2.76
d12 0.80 0.71 0.59
d21 36.69 51.22 73.01

入射瞳位置 26.80 22.95 19.73
射出瞳位置 -10.71 -10.71 -10.71
前側主点位置 38.08 38.38 38.90
後側主点位置 18.19 18.49 19.01

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -31.35 23.27 6.38 -13.70
2 9 84.51 2.00 0.13 -1.19
3 11 -54.55 0.90 -0.10 -0.63
4 13 26.17 16.36 0.66 -13.11

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 255.62
2 3 -44.03
3 5 -33.23
4 7 64.41
5 9 84.51
6 11 -54.55
7 13 29.57
8 16 50.42
9 18 -23.05
10 20 41.39

以下、各実施形態における詳細な構成について説明する。実施形態１は、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、負の第３レンズ群、絞りを含む正の第４レンズ群で構成される、変倍比２．９倍のネガティブリードタイプの４群ズームレンズを紹介している。但し、メカ構造の簡易化を図るために、第２群と第４群は、変倍に際して一体で移動するようにしているが、一体で移動しなくても良い。

負の第１群と負の第３レンズ群でフォーカシングを行っている。

第３レンズ群が１枚構成であり、フォーカス群の小型軽量化を達成している。

また、正の第２レンズ群もフォーカスには寄与しないが、１枚の正レンズで構成することで、全系の小型軽量化に貢献している。

また、第１群と第３群の焦点距離に関して条件式（１）を満たしている。
それらにより、第１群と第３群の屈折力を適切に設定し、小型化と高性能化を両立させていると共に適切なフォーカス敏感度が得られる。

絞りは前記第４群の中に配置している。第４群の最も物体側に配置しても良いが、第３群のフォーカス機構との干渉を避けるためには、第４群の中に配置した方が好ましい。

実施形態２は、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、負の第３レンズ群、絞りを含む正の第４レンズ群で構成される、変倍比２．９倍のネガティブリードタイプの４群ズームレンズを紹介している。但し、メカ構造の簡易化を図るために、第２群と第４群は、変倍に際して一体で移動するようにしているが、一体で移動しなくても良い。

負の第１群と負の第３レンズ群でフォーカシングを行っている。

第３レンズ群が１枚構成であり、フォーカス群の小型軽量化を達成している。

また、正の第２レンズ群もフォーカスには寄与しないが、１枚の正レンズで構成することで、全系の小型軽量化に貢献している。

また、第１群と第３群の焦点距離に関して条件式（１）を満たしている。

それらにより、第１群と第３群の屈折力を適切に設定し、小型化と高性能化を両立させていると共に適切なフォーカス敏感度が得られる。

絞りは前記第４群の中に配置している。第４群の最も物体側に配置しても良いが、第３群のフォーカス機構との干渉を避けるためには、第４群の中に配置した方が好ましい。

実施形態３は、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、負の第３レンズ群、絞りを含む正の第４レンズ群で構成される、変倍比３．０倍のネガティブリードタイプの４群ズームレンズを紹介している。但し、メカ構造の簡易化を図るために、第２群と第４群は、変倍に際して一体で移動するようにしているが、一体で移動しなくても良い。

負の第１群と負の第３レンズ群でフォーカシングを行っている。

第３レンズ群が１枚構成であり、フォーカス群の小型軽量化を達成している。

また、正の第２レンズ群もフォーカスには寄与しないが、１枚の正レンズで構成することで、全系の小型軽量化に貢献している。

また、第１群と第３群の焦点距離に関して条件式（１）を満たしている。

それらにより、第１群と第３群の屈折力を適切に設定し、小型化と高性能化を両立させていると共に適切なフォーカス敏感度が得られる。

絞りは前記第４群の中に配置している。第４群の最も物体側に配置しても良いが、第３群のフォーカス機構との干渉を避けるためには、第４群の中に配置した方が好ましい。

実施形態４は、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、負の第３レンズ群、絞りを含む正の第４レンズ群で構成される、変倍比２．９倍のネガティブリードタイプの４群ズームレンズを紹介している。但し、メカ構造の簡易化を図るために、第２群と第４群は、変倍に際して一体で移動するようにしているが、一体で移動しなくても良い。

負の第１群と負の第３レンズ群でフォーカシングを行っている。

第３レンズ群が１枚構成であり、フォーカス群の小型軽量化を達成している。

また、正の第２レンズ群もフォーカスには寄与しないが、１枚の正レンズで構成することで、全系の小型軽量化に貢献している。

また、第１群と第３群の焦点距離に関して条件式（１）を満たしている。

それらにより、第１群と第３群の屈折力を適切に設定し、小型化と高性能化を両立させていると共に適切なフォーカス敏感度が得られる。

絞りは前記第４群の中に配置している。第４群の最も物体側に配置しても良いが、第３群のフォーカス機構との干渉を避けるためには、第４群の中に配置した方が好ましい。

以上、本発明の好ましい光学系の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

ＳＰ：絞り、ＩＰ：撮像面、Ｌ１〜Ｌ４：第１レンズ群〜第４レンズ群、
Ｆｏｃｕｓ：フォーカス群と、無限から至近物点へかけてのフォーカス群の移動方向

Claims (12)

1. 物体側から順に負の第１群、正の第２群、負の第３群、正の第４群からなり、各々の群間変化させることでズーミングを行い、該第１群と該第３群を物体側へ移動させることで無限遠から至近物点へのフォーカシングを行い、第１群と第３群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３としたとき、
   ０．４＜ｆ１／ｆ３＜０．８
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 望遠端における前記第１群、前記第３群の無限端から至近端の繰出量を各々、Δｘ１、Δｘ３としたとき、
   ０．１＜Δｘ３／Δｘ１＜０．７
   なる条件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。
3. 前記第２群と前記第４群の焦点距離を各々、ｆ２、ｆ４としたとき、
   ０．１＜ｆ４／ｆ２＜０．５
   なる条件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。
4. 前記第４群の近傍に絞り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。
5. 前記第１群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
   −３＜ｆ１／ｆｗ＜−１
   なる条件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。
6. 前記第３群は一枚の負レンズで構成され、該負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｎ１、該負レンズの像面側のレンズ面の曲率半径をＲｎ２としたとき、
   −０．９＜（Ｒｎ１−Ｒｎ２）／（Ｒｎ１＋Ｒｎ２）＜−０．４
   なる条件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。
7. 前記第２群は、正レンズ１枚からなり、該正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｐ１、該負レンズの像面側のレンズ面の曲率半径をＲｐ２としたとき、
   −３＜（Ｒｐ１−Ｒｐ２）／（Ｒｐ１＋Ｒｐ２）＜−０．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の小型軽量なフォーカス機構を有するズームレンズ。
8. 前記第１群と第３群の広角端における近軸横倍率を各々、β１２ｗ、β３ｗ、前記第１群と第３群の望遠端における近軸横倍率を各々、β１２ｔ、β３ｔとしたとき、
   ０．８＜１−β３ｗ^２ ＜１．０
   ０．７＜１−β３ｔ^２ ＜１．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の小型軽量なフォーカス機構を有するズームレンズ。
9. 前記第１群と第４群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ４としたとき、
   −１．５＜ｆ１／ｆ４＜−１
   なる条件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。
10. 前記第１群と第４群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ４としたとき、
    −０．５＜ｆ１／ｆ２＜−０．２
    なる条件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。
11. 前記第２群、第３群、第４群は、広角端から望遠端への変倍の際し、各々物体側へ移動することを特徴とする請求項１に記載の小型軽量なフォーカス機構を有するズームレンズ。
12. 前記第１群単独で無限端から至近端までのフォーカシングを行う第１の撮影モードと、前記第１群と前記第３群を共に物体側へ繰出すことで無限端から至近端までのフォーカシングを行う第２の撮影モードを少なくとも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。