WO2018235881A1 - 変倍光学系、光学装置および変倍光学系の製造方法 - Google Patents

変倍光学系、光学装置および変倍光学系の製造方法 Download PDF

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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing

Definitions

  • the present invention relates to a variable magnification optical system, an optical apparatus using the same, and a method of manufacturing the variable magnification optical system.
  • variable magnification optical system suitable for a photographic camera, an electronic still camera, a video camera or the like has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the conventional variable magnification optical system has a problem that the angle of view in the wide-angle end state is narrow, and the aberration fluctuation at the time of zooming is large.
  • the variable magnification optical system (zoom lens) comprises a first lens group having negative refractive power, a second lens group having positive refractive power, and a rear lens group, arranged in order from the object side.
  • the rear group lens group has a final lens group and an F lens group in order from the image side, and a lens group constituting the first lens group, the second lens group and the rear group lens group has At the time of zooming, each lens group moves and the distance between adjacent lens groups changes, and at the time of focusing, at least a part of the F lens group moves, and the following conditional expression is satisfied.
  • An optical apparatus is configured by mounting the above-described variable magnification optical system.
  • a first lens group having negative refractive power, a second lens group having positive refractive power, and a rear lens group are arranged in order from the object side.
  • the rear lens group has a final lens group and an F lens group in this order from the image side, and the first lens group, the second lens group, and the rear lens group are arranged in this order from the image side.
  • the lens groups constituting the group lens group at the time of zooming, as each lens group moves, the distance between adjacent lens groups changes, and at the time of focusing, at least a part of the F lens group moves.
  • the first lens group, the second lens group, and the rear group lens group are arranged in a lens barrel so as to satisfy the conditional expression. -0.220 ⁇ f1 / fE ⁇ 0.280 Where f1: focal length of the first lens group fE: focal length of the last lens group
  • FIG. 2A, FIG. 2B and FIG. 2C are respectively various aberration diagrams in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the zoom lens according to the first embodiment. It is sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on 2nd Example of this embodiment.
  • FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C are various aberration diagrams in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the zoom lens according to the second embodiment, respectively. It is sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on 3rd Example of this embodiment.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C are aberration diagrams of the zoom lens according to the third example at the wide-angle end, at an intermediate focal length, and at the telephoto end, respectively. It is sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on 4th Example of this embodiment.
  • FIGS. 8A, 8B and 8C show various aberrations of the zoom lens according to the fourth embodiment at the wide-angle end, at the intermediate focal length, and at the telephoto end, respectively. It is sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on 5th Example of this embodiment.
  • FIGS. 10A, 10B, and 10C show various aberrations of the zoom lens according to Example 5 at the wide-angle end, at the intermediate focal length, and at the telephoto end, respectively.
  • FIGS. 12A, 12B and 12C respectively show various aberrations of the zoom lens according to Example 6 at the wide-angle end, at the intermediate focal length, and at the telephoto end.
  • the zoom lens ZL (1) as an example of the zoom lens (variable magnification optical system) ZL according to the present embodiment has a negative refractive index, which is arranged in order from the object side along the optical axis, as shown in FIG.
  • the second lens group G2 has a first lens group G1 having a positive refractive index, and a rear group lens group GR.
  • the rear lens group has a final lens group GE and an F lens group GF in this order from the image side, and includes the first lens group G1, the second lens group G2, and the rear lens group GR.
  • each lens group moves and the distance between adjacent lens groups changes, and at the time of focusing, at least a part of the F lens group GF moves to perform focusing.
  • the zoom lens ZL according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (1) under such a configuration.
  • the zoom lens ZL according to this embodiment includes the zoom lens ZL (2) shown in FIG. 3, the zoom lens ZL (3) shown in FIG. 5, the zoom lens ZL (4) shown in FIG. 7, and the zoom lens ZL shown in FIG. (5)
  • the zoom lens ZL (6) shown in FIG. 11 may be used.
  • Conditional expression (1) defines the ratio of the focal length f1 of the first lens group G1 to the focal length fE of the final lens group GE.
  • the lower limit value of the conditional expression (1) is lower than the lower limit value (the lower limit value is a negative value, which means that the absolute value becomes large), and the upper limit value is higher than the upper limit value This is a positive value, which means that the value is further increased), and it is difficult to obtain the desired optical performance. This will be described in detail below.
  • the value of the expression "f1 / fE" that constitutes the conditional expression (1) becomes negative.
  • the value at this time is smaller than the lower limit value “ ⁇ 0.220” of the conditional expression (1) (when the absolute value is increased)
  • the focal length of the final lens group GE needs to be reduced, coma aberration is deteriorated, and the total length of the zoom lens ZL becomes too long.
  • the lower limit value it is more preferable to set the lower limit value to ⁇ 0.210, further ⁇ 0.200, ⁇ 0.190, ⁇ 0.188.
  • the value of the expression “f1 / fE” that constitutes the conditional expression (1) becomes positive. Even if the value at this time is larger than the upper limit value "0.280" of the conditional expression (1), it is necessary to increase the focal length of the first lens group G1, and the lens on the object side in the first lens group G1. There is a problem that the diameter is too large, and further, there is a problem that the total length of the zoom lens ZL is too long. Alternatively, the focal length of the final lens group GE needs to be reduced, coma aberration is deteriorated, and the total length of the zoom lens ZL becomes too long.
  • the upper limit value it is more preferable to set the upper limit value to 0.279, further 0.278, 0.250, 0.200.
  • the F lens group GF (a lens group having a lens moving at the time of focusing. It is also a lens group adjacent to the object side of the final lens group GE) is positive.
  • the value of the expression “f1 / fF” that constitutes the conditional expression (2) becomes negative. If the value at this time is smaller than the lower limit value “ ⁇ 0.500” of the conditional expression (2) (if the absolute value becomes large), it is necessary to increase the focal length of the first lens group G1, and the first lens group The problem arises that the lens diameter on the object side in G1 becomes too large, and the problem that the total length of the zoom lens ZL becomes too long arises. Alternatively, it is necessary to reduce the focal length of the focusing lens unit GF, which causes a problem that coma aberration is deteriorated.
  • conditional expression (2) it is more preferable to set the lower limit value to -0.495, further -0.490, -0.485, -0.250, or 0.000. preferable.
  • the value of the expression “f1 / fF” that constitutes the conditional expression (2) becomes positive. Even if the value at this time is larger than the upper limit value “0.700” of the conditional expression (2), it is necessary to increase the focal length of the first lens group G1, and the lens on the object side in the first lens group G1. There is a problem that the diameter is too large, and further, there is a problem that the total length of the zoom lens ZL is too long. Alternatively, it is necessary to reduce the focal length of the F lens group GF, which causes a problem that coma aberration is deteriorated.
  • the upper limit value 0.650, more preferably 0.630, 0.625, 0.621.
  • the value of the expression "f2 / fF" constituting the conditional expression (3) becomes negative.
  • the value at this time is smaller than the lower limit value “-1.500” of the conditional expression (3) (when the absolute value is increased)
  • the lower limit value it is more preferable to set the lower limit value to ⁇ 1.400, further ⁇ 1.350, ⁇ 1.305, ⁇ 1.300.
  • the value of the expression “f2 / fF” constituting the conditional expression (3) becomes positive. Even if the value at this time is larger than the upper limit value "0.950" of the conditional expression (3), it is necessary to increase the focal length of the second lens group G2, which causes a problem that the spherical aberration is deteriorated. Alternatively, it is necessary to reduce the focal length of the F lens group GF, which causes a problem that coma aberration is deteriorated.
  • the upper limit value 0.900, further 0.800, 0.730, 0.400, 0.000.
  • Condition (4) defines a condition regarding the ratio of the focal length of the first lens group G1 to the focal length of the second lens group G2. Since the first lens group G1 has negative refractive power, the conditional expression (4) is set to a positive value as a negative value. When the value of the expression "-f1 / f2" constituting the conditional expression (4) becomes smaller than the lower limit value "0.400" of the conditional expression (4), it is necessary to reduce the focal length of the first lens group G1. There is a problem that the spherical aberration in a state where the zoom lens is at the telephoto end side is deteriorated, and a problem that a coma in the state where the zoom lens is at the wide angle end side is deteriorated. Alternatively, it is necessary to increase the focal length of the second lens group G2, which causes a problem that the spherical aberration is deteriorated.
  • the lower limit value 0.420, further 0.440, 0.460, 0.470.
  • the upper limit value is set to 1.150, more preferably 1.120, 1.100 and 1.070.
  • the lens closest to the object side constituting the first lens group G1 have an aspheric surface. Thereby, optical performance can be more appropriately improved.
  • the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 be reduced at the time of at least a part of zooming from the wide angle end state to the telephoto end state. This makes it easy to obtain the desired optical performance.
  • the second lens group G2 and the final lens group GE have the same movement locus at the time of at least partial magnification change from the wide angle end state to the telephoto end state.
  • desired optical performance can be easily obtained, and since the second lens group G2 and the final lens group GE can be integrally moved for zooming, the configuration of the movement control device becomes simple. preferable.
  • Conditional expression (5) defines the condition regarding the ratio of the back focus to the focal length of the entire system in the wide-angle end state.
  • the upper limit value is set to 1.900, more preferably 1.805, 1.700, and 1.650.
  • the lower limit value is set to 1.100, more preferably 1.200, 1.300, and 1.400.
  • f2Rw is a combined focal length of the second lens group G2 and the rear group lens group GR in the wide-angle end state
  • Conditional expression (6) defines a condition regarding the ratio of the focal length of the first lens group G1 to the combined focal length of the second lens group G2 and the rear lens group GR.
  • the refractive power of the combination of the lens units behind the first lens group G1 in the wide-angle end state becomes strong, and various aberrations including coma aberration in the wide-angle end state are effective. It is difficult to make corrections.
  • the refractive power of the first lens group G1 becomes strong, and the fluctuation of various aberrations including the spherical aberration at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is suppressed. It becomes difficult.
  • the upper limit value is set to 1.400, further 1.200, 1.100, 1.000, 0.900.
  • the lower limit value 0.200, further 0.300, 0.400 and 0.500.
  • f FE w is a combined focal length in the wide-angle end state of the F lens group GF and the final lens group GE
  • Conditional expression (7) defines a condition regarding the ratio of the focal length of the first lens group G1 to the combined focal length of the F lens group GF and the final lens group GE.
  • the upper limit value 0.900, further 0.850, 0.800, and 0.750.
  • the lower limit value it is more preferable to set the lower limit value to ⁇ 0.350, more preferably ⁇ 0.200, ⁇ 0.100, and 0.000.
  • the conditional expression (8) defines a condition regarding the ratio of the focal length of the first lens group G1 to the focal length of the rear lens group GR.
  • the upper limit value 0.500, further 0.450, 0.420, 0.400.
  • the lower limit value it is more preferable to set the lower limit value to ⁇ 0.900, further ⁇ 0.800, ⁇ 0.720, ⁇ 0.300, and 0.000.
  • Conditional expression (9) defines the optimum value of the angle of view in the wide-angle end state.
  • various aberrations such as coma, distortion and curvature of field can be corrected well while having a wide angle of view.
  • the upper limit value is set to 75.00 °, further 70.00 °, 65.00 °, 62.00 °.
  • the lower limit value is 43.50 °, and further 46.00 °, 48.00 °, 50.00 °, 52.00 °, 54.00 ° It is more preferable to do.
  • the rear lens group GR preferably includes a third lens group G3 having a positive refractive power on the most object side. Thereby, optical performance can be more appropriately improved.
  • the zoom lens ZL according to the present embodiment having the above-described configuration, it is possible to realize a high optical performance with a wide angle of view in the wide-angle end state and suppressing aberration fluctuation at the time of zooming.
  • the optical apparatus of the present embodiment is configured to include the zoom lens ZL having the above-described configuration.
  • a camera (optical apparatus) provided with the zoom lens ZL will be described based on FIG.
  • This camera 1 is a digital camera provided with the zoom lens ZL according to the above embodiment as the photographing lens 2 as shown in FIG.
  • light from an object (a subject) (not shown) is collected by the photographing lens 2 and reaches the image pickup element 3.
  • light from the subject is captured by the imaging device 3 and recorded as a subject image in a memory (not shown).
  • the camera may be a mirrorless camera or a single-lens reflex camera having a quick return mirror.
  • the camera 1 also includes an auxiliary light emitting unit that emits auxiliary light when the subject is dark, a function button used to set various conditions of the digital still camera, and the like.
  • the compact type camera in which the camera 1 and the zoom lens ZL are integrally formed is exemplified, but as an optical device, even a single-lens reflex camera in which a lens barrel having the zoom lens ZL and a camera body main body can be detachable good.
  • the above-described zoom lens ZL is mounted as a shooting lens, so that the angle of view in the wide-angle end state is wide and aberration fluctuation during zooming is suppressed. And a camera with good optical performance can be realized.
  • a method of manufacturing the above-described zoom lens ZL will be described with reference to FIG.
  • the first lens group G1, the second lens group G2, and the rear group lens group GR are configured such that, at the time of zooming, each lens group moves and the distance between adjacent lens groups changes (step ST2).
  • at least a part of the F lens group GF is configured to move (step ST3).
  • each lens is disposed in the lens barrel so as to satisfy the conditional expression (1) (step ST4).
  • the manufacturing method according to the present embodiment as described above, it is possible to manufacture the zoom lens ZL having good optical performance, which has a wide angle of view in the wide-angle end state and suppresses aberration fluctuation during zooming.
  • FIG. 1 1, 3, 5, 7, 9, and 11 are cross-sectional views showing the configuration and the like of zoom lenses ZL ⁇ ZL (1) to ZL (6) ⁇ according to the first to sixth embodiments, respectively. is there.
  • the position of each lens group in the wide-angle end state (W) is described in each cross-sectional view.
  • the arrows shown in the middle portions of these figures indicate the moving directions of the respective lens units when zooming (zooming operation) from the wide-angle end state to the telephoto end state.
  • the F lens group GF indicated as an arrow indicates a lens group used as a whole or in part for focusing, and the arrow indicates the moving direction of the F lens group GF at this time.
  • the F lens group GF is used as a whole or in part for focusing in this way, it is also referred to as a focusing lens group GF.
  • each lens group is represented by a combination of a code G and a numeral, and each lens is represented by a combination of a code L and a numeral.
  • the lens group and the like are represented using combinations of codes and numbers independently for each embodiment. For this reason, although the combination of the same code
  • Tables 1 to 6 are shown below, which are tables showing each item of data in the first to sixth examples.
  • the surface number indicates the order of the optical surface from the object side along the traveling direction of the light ray
  • R indicates the radius of curvature of each optical surface (the surface on which the center of curvature is located on the image side)
  • a positive value D is the distance on the optical axis from each optical surface to the next optical surface
  • ⁇ d is the Abbe number based on the d-line of the material of the optical member
  • nd is the optical member
  • the refractive index for the d-line (wavelength 587.6 nm) of the material is shown.
  • the surface number indicates the order of the lens surface from the object side along the traveling direction of the light beam.
  • of the radius of curvature indicates a plane or an aperture, and (aperture S) indicates an aperture stop S, respectively.
  • the description of the refractive index nd 1.00000 of air is omitted.
  • the lens surface is aspheric, the surface number is marked with *, and the column of the radius of curvature R shows the paraxial radius of curvature.
  • Table of [All specifications] shows zoom lens specifications, and f is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end (wide), middle position (middle) and telephoto end (tele), and FNo is F A number, ⁇ indicates a half angle of view (unit: °), and Y indicates an image height.
  • the table of [Variable distance data] shows the surface distance to the next surface in the surface number to which the symbol of D1, D2, D3, D4 is given as the surface distance in the table showing [lens specification].
  • Bf represents the distance (back focus) from the lens last surface to the image plane I on the optical axis at infinity focusing.
  • the total length is the total length of the zoom lens, which is the distance from the foremost surface of the lens to the final surface of the lens on the optical axis plus Bf.
  • the values at the wide angle end (wide), the middle position (middle) and the telephoto end (tele) are shown, respectively.
  • the table of [lens group data] shows the focal length of each lens group.
  • f1 to f5 indicate focal lengths of the first to fifth lens groups.
  • mm is generally used unless otherwise specified for the focal length f, radius of curvature R, surface distance D, other lengths, etc. listed, but the optical system is proportionally expanded. Alternatively, since the same optical performance can be obtained by proportional reduction, it is not limited to this.
  • FIG. 1 is a diagram showing a lens configuration of a zoom lens ZL (1) according to a first example of the present embodiment.
  • the zoom lens ZL (1) has a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a positive refractive power, which are arranged in order from the object side along the optical axis. It comprises a third lens group G3 having a force, a fourth lens group G4 having a negative refractive power, and a fifth lens group G5 having a negative refractive power.
  • each lens group symbol indicates the refractive power of each lens group (the same applies to the following embodiments).
  • the third lens group G3, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 constitute a rear group lens group GR.
  • the fifth lens group G5 constitutes the final lens group GE and the fourth lens group G4 constitutes the F lens group GF in order from the image side, and the fourth lens group G4 (F lens group GF) Constitute a focusing lens group.
  • An aperture stop S for determining the brightness is disposed on the image side of the second lens group G2.
  • the aperture stop S is disposed independently of the second lens group G2, but moves in the optical axis direction together with the second lens group G2.
  • an image plane I of a solid-state imaging device such as a CCD is positioned, for example.
  • the first to fifth lens groups G1 to G5 move in the optical axis direction as indicated by arrows in FIG.
  • Spacings D1, D2, D3 and D4 shown in the column of [lens specification] in Table 1 are variable in the spacing of each lens group generated by this movement, and the values are shown in the column of [variable spacing data]. There is.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side along the optical axis, a negative meniscus lens L11 with a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L12 with a concave surface facing the image side, and a negative biconcave shape It comprises a lens L13 and a positive meniscus lens L14 having a concave surface facing the image side.
  • the image-side surface of the negative meniscus lens L11 and the image-side surface of the negative meniscus lens L12 have an aspheric shape.
  • the second lens group G2 has a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L22 having a concave surface facing the image side, and a concave surface having the concave surface facing the image side. And a cemented lens of a positive meniscus lens L23.
  • the third lens group G3 has a biconvex shape, which is a cemented lens of a negative meniscus lens L31 having a concave surface facing the image side and a positive meniscus lens L32 having a concave surface facing the image side, arranged in order from the object side along the optical axis And a biconvex positive lens L34.
  • the image-side surface of the positive meniscus lens L32 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is composed of a negative meniscus lens L41 having a concave surface facing the image side.
  • the fifth lens group G5 is composed of a positive meniscus lens L51 having a convex surface facing the image side, and a biconcave negative lens L52.
  • the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 and the third lens group G3 are combined to form a rear group lens group GR.
  • the object-side surface of the negative lens L52 is aspheric.
  • the zoom lens ZL (1) by moving the fourth lens group G4 in the direction of the image plane, focusing from an infinite distance (long distance object) to a short distance object is performed.
  • the zoom lens ZL (1) moves the first lens group G1 to the image side during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as indicated by the arrows in FIG.
  • the fifth lens group G2 to G5 is moved to the object side.
  • the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2 during zooming. As described above, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow. Further, the movement loci of the second lens unit G2 and the fifth lens unit G5 at the time of zooming are the same.
  • Table 1 below provides values of specifications of the optical system according to the first example.
  • the zoom lens ZL (1) according to the first example shown in FIG. 1 satisfies all of the conditional expressions (1) to (9).
  • FIGS. 2A, 2B, and 2C respectively show an infinity in-focus condition in the wide-angle end state, an intermediate focal length state, and a telephoto end state of the zoom lens ZL (1) according to the first embodiment.
  • FIG. 7 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, coma and lateral chromatic aberration) of the lens.
  • the zoom lens ZL (1) according to Example 1 has well corrected various aberrations from the wide-angle end state to the telephoto end state, and has excellent imaging performance. There is. The distortion can be corrected by image processing after imaging, and optical correction is not necessary.
  • FNO denotes an F number
  • denotes a half angle of view (unit: °).
  • d shows the aberration at d-line (wavelength 587.6 nm)
  • g shows g-line (wavelength 435.8 nm)
  • C shows C-line (wavelength 656.3 nm)
  • F shows F-line (wavelength 486.1 nm).
  • the solid line indicates the sagittal image plane
  • the broken line indicates the aberration of the meridional image plane.
  • FIG. 3 is a diagram showing a lens configuration of a zoom lens ZL (2) according to a second example of the present embodiment.
  • the zoom lens ZL (2) has a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a positive refractive power, which are arranged in order from the object side along the optical axis. It comprises a third lens group G3 having a force, a fourth lens group G4 having a negative refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power.
  • the third lens group G3, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 constitute a rear group lens group GR.
  • the fifth lens group G5 constitutes the final lens group GE and the fourth lens group G4 constitutes the F lens group GF in order from the image side, and the fourth lens group G4 (F lens group GF) Constitute a focusing lens group.
  • An aperture stop S for determining the brightness is disposed on the image side of the second lens group G2.
  • the aperture stop S is disposed independently of the second lens group G2, but moves in the optical axis direction together with the second lens group G2.
  • An image plane I is located on the image side of the fifth lens group G5.
  • the first to fifth lens groups G1 to G5 move in the axial direction as indicated by arrows in FIG.
  • the distance between the lens units generated by this movement that is, the surface distances D1, D2, D3 and D4 shown in the column of [lens specification] in Table 2 is variable, and the values are shown in the column of [variable distance data]. There is.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side along the optical axis, a negative meniscus lens L11 with a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L12 with a concave surface facing the image side, and a negative biconcave shape It comprises a lens L13 and a positive meniscus lens L14 having a concave surface facing the image side.
  • the surface of the negative meniscus lens L11 on the image side and the surface of the negative meniscus lens L12 on the image side are aspheric.
  • the second lens group G2 is a cemented lens of a biconvex positive lens L21, a negative meniscus lens L22 having a concave surface facing the image side, and a biconvex positive lens L23 arranged in order from the object side along the optical axis And consists of
  • the third lens group G3 is a cemented lens of a negative meniscus lens L31 having a concave surface facing the image side and a biconvex positive lens L32 arranged in order from the object side along the optical axis, and a biconvex positive lens L33 And a biconvex positive lens L34.
  • the image-side surface of the biconvex positive lens L33 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is composed of a negative meniscus lens L41 having a concave surface facing the image side.
  • the fifth lens group G5 is composed of a positive meniscus lens L51 having a convex surface facing the image side.
  • the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 and the third lens group G3 are combined to form a rear group lens group GR.
  • the image side surface of the positive meniscus lens L51 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is moved in the direction of the image plane, whereby focusing from an infinite distance (long distance object) to a close distance object is performed.
  • the zoom lens ZL (2) moves the first lens group G1 to the image side during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as indicated by the arrows in FIG.
  • the fifth lens group G2 to G5 is moved to the object side.
  • the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2 during zooming. As described above, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow. Further, the movement loci of the second lens unit G2 and the fifth lens unit G5 at the time of zooming are the same.
  • Table 2 below presents values of specifications of the optical system according to the second example.
  • the zoom lens ZL (2) according to the second example shown in FIG. 3 satisfies all the conditional expressions (1) to (9).
  • FIGS. 4A, 4B, and 4C respectively show the infinity in-focus condition in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the zoom lens ZL (2) according to the second embodiment.
  • FIG. 7 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, coma and lateral chromatic aberration) of the lens.
  • the zoom lens ZL (2) according to the second example satisfactorily corrects various aberrations from the wide-angle end state to the telephoto end state, and has excellent imaging performance. There is.
  • FIG. 5 is a diagram showing a lens configuration of a zoom lens ZL (3) according to a third example of the present embodiment.
  • the zoom lens ZL (3) has a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a positive refractive power, which are arranged in order from the object side along the optical axis. It comprises a third lens group G3 having a force, a fourth lens group G4 having a negative refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power.
  • the third lens group G3, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G5 constitute a rear group lens group GR.
  • the fifth lens group G5 constitutes the final lens group GE and the fourth lens group G4 constitutes the F lens group GF in order from the image side, and the fourth lens group G4 (F lens group GF) Constitute a focusing lens group.
  • An aperture stop S for determining the brightness is disposed on the image side of the second lens group G2.
  • the aperture stop S is disposed independently of the second lens group G2, but moves in the optical axis direction together with the second lens group G2.
  • An image plane I is located on the image side of the fifth lens group G5.
  • the first to fifth lens groups G1 to G5 move in the axial direction as indicated by arrows in FIG.
  • Spacings D1, D2, D3 and D4 shown in the column of [lens specification] in Table 3 are variable, and the values are shown in the column of [variable spacing data]. There is.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side along the optical axis, a negative meniscus lens L11 with a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L12 with a concave surface facing the image side, and a negative biconcave shape It comprises a lens L13 and a biconvex positive lens L14.
  • the surface of the negative meniscus lens L11 on the image side and the surface of the negative meniscus lens L12 on the image side are aspheric.
  • the second lens group G2 includes a biconvex positive lens L21, a negative meniscus lens L22 having a concave surface facing the image side, and a positive meniscus lens having a concave surface facing the image side, which are arranged in order from the object side along the optical axis And a cemented lens of L23.
  • the third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L32 having a concave surface facing the image side, and a biconvex positive lens, arranged in order from the object side along the optical axis And a cemented lens of L33.
  • the image-side surface of the biconvex positive lens L33 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is composed of a biconcave negative lens L41.
  • the fifth lens group G5 is composed of a cemented lens of a negative meniscus lens L51 having a concave surface facing the image side and a positive biconvex lens L52.
  • the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 and the third lens group G3 are combined to form a rear group lens group GR.
  • the image-side surface of the biconvex positive lens L52 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is moved in the direction of the image plane, whereby focusing from an infinite distance (long distance object) to a close distance object is performed.
  • the zoom lens ZL (3) moves the first lens group G1 to the image side during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as indicated by the arrows in FIG.
  • the fifth lens group G2 to G5 is moved to the object side.
  • the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2 during zooming. As described above, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow. Further, the movement loci of the second lens unit G2 and the fifth lens unit G5 at the time of zooming are the same.
  • Table 3 below presents values of specifications of the optical system according to the third example.
  • the zoom lens ZL (3) according to the third example shown in FIG. 5 satisfies all of the conditional expressions (1) to (9).
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C respectively show an infinity in-focus condition in the wide-angle end state, an intermediate focal length state, and a telephoto end state of the zoom lens ZL (3) according to the third embodiment.
  • FIG. 7 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, coma and lateral chromatic aberration) of the lens.
  • the zoom lens ZL (3) according to the third example satisfactorily corrects various aberrations from the wide-angle end state to the telephoto end state, and has excellent imaging performance. There is.
  • FIG. 7 is a diagram showing the lens configuration of the zoom lens ZL (4) according to the fourth example of the present embodiment.
  • the zoom lens ZL (4) has a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a negative refractive power, which are arranged in order from the object side along the optical axis. It is configured to include a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power.
  • the third lens group G3 and the fourth lens group G4 constitute a rear group lens group GR.
  • the fourth lens group G4 constitutes the final lens group GE and the third lens group G3 constitutes the F lens group GF in order from the image side, and the third lens group G3 (F lens group GF) Constitute a focusing lens group.
  • An aperture stop S is disposed inside the second lens group G2, and moves in the optical axis direction together with the second lens group G2.
  • An image plane I is located on the image side of the fourth lens group G4.
  • the first to fourth lens groups G1 to G4 move in the axial direction as indicated by arrows in FIG.
  • the distances between the lens units resulting from this movement that is, the surface distances D1, D2 and D3 shown in the column of [lens specification] in Table 4 are variable, and the values thereof are shown in the column of [variable distance data].
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side along the optical axis, a negative meniscus lens L11 with a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L12 with a concave surface facing the image side, and a negative biconcave shape It comprises a lens L13 and a biconvex positive lens L14.
  • the surface of the negative meniscus lens L11 on the image side and the surface of the negative meniscus lens L12 on the image side are aspheric.
  • the second lens group G2 has a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L22 having a concave surface facing the image side, and a concave surface having the concave surface facing the image side.
  • the third lens group G3 is composed of a negative meniscus lens L31 having a convex surface facing the image side.
  • the image side surface of the negative meniscus lens L31 is aspheric.
  • the third lens group G3 constitutes a focusing lens group GF.
  • the fourth lens group G4 is composed of a biconvex positive lens L41 and a biconcave negative lens L42.
  • the fourth lens group G4 and the third lens group G3 constitute a rear lens group GR.
  • the object-side surface of the negative lens L42 is aspheric.
  • the zoom lens ZL (4) by moving the third lens unit G3 constituting the focusing lens unit GF in the direction of the image plane, focusing from an infinite distance (long distance object) to a near distance object is performed. .
  • the zoom lens ZL (4) moves the first lens group G1 to the image side during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as indicated by the arrows in FIG.
  • the fourth lens group G2 to G4 is moved to the object side.
  • the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2 during zooming. As described above, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow. Further, the movement loci of the second lens group G2 and the fourth lens group G4 at the time of zooming are the same.
  • Table 4 below shows values of specifications of the optical system according to the fourth example.
  • the zoom lens ZL (4) according to the fourth example shown in FIG. 7 satisfies all the conditional expressions (1) to (9).
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C respectively show an infinity in-focus condition in the wide-angle end state, an intermediate focal length state, and a telephoto end state of the zoom lens ZL (4) according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, coma and lateral chromatic aberration) of the lens.
  • the zoom lens ZL (4) according to the fourth example satisfactorily corrects various aberrations from the wide-angle end state to the telephoto end state, and has excellent imaging performance. There is.
  • FIG. 9 is a diagram showing a lens configuration of a zoom lens ZL (5) according to a fifth example of the present embodiment.
  • the zoom lens ZL (5) has a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a positive refractive power, which are arranged in order from the object side along the optical axis. It is configured to include a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power.
  • the third lens group G3 and the fourth lens group G4 constitute a rear group lens group GR.
  • the fourth lens group G4 constitutes the final lens group GE and the third lens group G3 constitutes the F lens group GF in order from the image side, and the third lens group G3 (F lens group GF) Constitute a focusing lens group.
  • An aperture stop S is disposed on the image side of the second lens group G2, and moves in the optical axis direction together with the third lens group G3.
  • An image plane I is located on the image side of the fourth lens group G4.
  • the first to fourth lens groups G1 to G4 move in the axial direction as indicated by arrows in FIG.
  • the distances between the lens units resulting from this movement that is, the surface distances D1, D2 and D3 shown in the column of "lens specification" in Table 5 are variable, and the values are shown in the column of "variable distance data".
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side along the optical axis, a negative meniscus lens L11 with a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L12 with a concave surface facing the image side, and a negative biconcave shape It comprises a lens L13 and a biconvex positive lens L14.
  • the surface of the negative meniscus lens L11 on the image side and the surface of the negative meniscus lens L12 on the image side are aspheric.
  • the second lens group G2 has a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L22 having a concave surface facing the image side, and a concave surface having the concave surface facing the image side. And a cemented lens of a positive meniscus lens L23.
  • the third lens group G3 is composed of a double convex positive lens L31 and a negative meniscus lens L32 having a convex surface facing the image side.
  • the image side surface of the negative meniscus lens L32 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is composed of a cemented lens of a biconcave negative lens L41 and a biconvex positive lens L42.
  • the fourth lens group G4 and the third lens group G3 constitute a rear lens group GR.
  • the image-side surface of the biconvex positive lens L42 is aspheric.
  • the zoom lens ZL (5) by moving the third lens group G3 in the direction of the object side, focusing from an infinite distance (long distance object) to a near distance object is performed.
  • the zoom lens ZL (5) moves the first lens group G1 to the image side during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as indicated by the arrows in FIG.
  • the fourth lens group G2 to G4 is moved to the object side.
  • the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2 during zooming. As described above, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow. Further, the movement loci of the second lens group G2 and the fourth lens group G4 at the time of zooming are the same.
  • Table 5 below shows values of specifications of the optical system according to the fifth example.
  • the zoom lens ZL (5) according to the fifth example shown in FIG. 9 satisfies all of the conditional expressions (1) to (9).
  • FIGS. 10A, 10B, and 10C respectively show the infinity in-focus condition in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the zoom lens ZL (5) according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, coma and lateral chromatic aberration) of the lens.
  • the zoom lens ZL (5) according to the fifth example satisfactorily corrects various aberrations from the wide-angle end state to the telephoto end state, and has excellent imaging performance. There is.
  • FIG. 11 is a diagram showing a lens configuration of a zoom lens ZL (6) according to a sixth example of the present embodiment.
  • the zoom lens ZL (6) has a first lens group G1 having negative refractive power, a second lens group G2 having positive refractive power, and a positive refractive power, which are arranged in order from the object side along the optical axis. It is configured to include a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power.
  • the third lens group G3 and the fourth lens group G4 constitute a rear group lens group GR.
  • the fourth lens group G4 constitutes the final lens group GE and the third lens group G3 constitutes the F lens group GF in order from the image side, and the third lens group G3 (F lens group GF)
  • the lens L35 closest to the image side of the lens forms a focusing lens group.
  • An aperture stop S for determining the brightness is disposed on the image side of the second lens group G2.
  • the aperture stop S is disposed independently of the second lens group G2, but moves in the optical axis direction together with the second lens group G2.
  • An image plane I is located on the image side of the fourth lens group G4.
  • the first to fourth lens groups G1 to G4 move in the optical axis direction as indicated by arrows in FIG.
  • the distances between the lens units resulting from this movement that is, the surface distances D1, D2 and D3 shown in the [lens specification] column of Table 6 are variable, and the values thereof are shown in the [variable distance data] column.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side along the optical axis, a negative meniscus lens L11 with a concave surface facing the image side, a negative meniscus lens L12 with a concave surface facing the image side, and a negative biconcave shape It comprises a lens L13 and a positive meniscus lens L14 having a concave surface facing the image side.
  • the image-side surface of the negative meniscus lens L11 and the image-side surface of the negative meniscus lens L12 have an aspheric shape.
  • the second lens group G2 includes a biconvex positive lens L21, a negative meniscus lens L22 having a concave surface facing the image side, and a positive meniscus lens having a concave surface facing the image side, which are arranged in order from the object side along the optical axis And a cemented lens of L23.
  • the third lens group G3 has a biconvex shape, which is a cemented lens of a negative meniscus lens L31 having a concave surface facing the image side and a positive meniscus lens L32 having a concave surface facing the image side, arranged in order from the object side along the optical axis
  • the positive lens L33, the biconvex positive lens L34, and the negative meniscus lens L35 having a concave surface facing the image side.
  • the image-side surface of the positive meniscus lens L32 is aspheric.
  • the fourth lens group G4 is composed of a positive meniscus lens L41 having a convex surface facing the image side, and a biconcave negative lens L42.
  • the fourth lens group G4 and the third lens group G3 are combined to form a rear lens group GR.
  • the object-side surface of the negative lens L42 is aspheric.
  • the lens L35 on the most image side of the third lens group G3 is moved in the direction of the image plane, whereby focusing from an infinite distance (long distance object) to a close distance object is performed.
  • the zoom lens ZL (6) moves the first lens group G1 to the image side during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as indicated by the arrows in FIG.
  • the fourth lens group G2 to G4 is moved to the object side.
  • the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2 during zooming. As described above, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow. Further, the movement loci of the second lens group G2 and the fourth lens group G4 at the time of zooming are the same.
  • Table 6 below presents values of specifications of the optical system according to the sixth example.
  • the zoom lens ZL (6) according to the sixth example shown in FIG. 11 satisfies all of the conditional expressions (1) to (9).
  • FIG. 7 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, coma and lateral chromatic aberration) of the lens.
  • the zoom lens ZL (6) according to the sixth example satisfactorily corrects various aberrations from the wide-angle end state to the telephoto end state, and has excellent imaging performance. There is.
  • zoom lens according to the present embodiment is shown as having five or four lenses, the present invention is not limited to this, and zoom lenses having other lens constitutions (for example, six lenses etc.) can be configured. .
  • a lens or a lens group may be added to the most object side or the most image plane side of the zoom lens according to the present embodiment.
  • the lens group indicates a portion having at least one lens separated by an air gap that changes at the time of zooming.
  • a single or a plurality of lens groups or a partial lens group may be moved in the optical axis direction to provide a focusing lens group for focusing from an infinite distance object to a near distance object.
  • the focusing lens group can also be applied to auto focusing, and is also suitable for motor driving (using an ultrasonic motor or the like) for auto focusing.
  • the lens group or partial lens group is moved so as to have a component in the direction perpendicular to the optical axis, or is rotationally moved (rocked) in the in-plane direction including the optical axis to correct image blurring caused by camera shake. It may be an anti-vibration lens group. It is preferable that at least a part of lenses in the lens group between the first lens group and the focusing lens group be a vibration reduction lens (vibration reduction lens group).
  • the lens surface may be formed as a spherical surface, a flat surface, or an aspherical surface.
  • the lens surface is spherical or flat, it is preferable because lens processing and assembly adjustment are facilitated, and deterioration of optical performance due to processing and assembly adjustment errors can be prevented. In addition, even when the image plane shifts, it is preferable because there is little deterioration in the imaging performance.
  • the aspheric surface is an aspheric surface formed by grinding, a glass mold aspheric surface formed of glass into an aspheric surface shape, or a composite aspheric surface formed of resin on the surface of glass with an aspheric surface shape. Any one is fine.
  • the lens surface may be a diffractive surface, and the lens may be a gradient index lens (GRIN lens) or a plastic lens.
  • the aperture stop is preferably disposed near or in the second lens group, but the lens frame may substitute for the role without providing a member as the aperture stop.
  • Each lens surface may be provided with an anti-reflection film having high transmittance over a wide wavelength range in order to reduce flare and ghost and to achieve optical performance with high contrast.

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Abstract

物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群(G2)と、後群レンズ群(GR)とから成り、前記後群レンズ群(GR)は、最も像側から順に、最終レンズ群GEとFレンズ群GFを有し、前記第1レンズ群(G1)、前記第2レンズ群(G2)および前記後群レンズ群(GR)を構成するレンズ群は、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、合焦時に、前記Fレンズ群(GF)の少なくとも一部が移動し、下記の条件式を満足するように変倍光学系が構成される。 -0.220 < f1/fE < 0.280 但し、f1:前記第1レンズ群(G1)の焦点距離 fE:前記最終レンズ群(GE)の焦点距離

Description

変倍光学系、光学装置および変倍光学系の製造方法
 本発明は、変倍光学系、これを用いた光学装置およびこの変倍光学系の製造方法に関する。
 従来から、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。従来の変倍光学系は、広角端状態における画角が狭く、変倍時における収差変動が大きいという課題があった。
特開2015-166834公報
 本発明に係る変倍光学系(ズームレンズ)は、物体側から順に並んだ、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レンズ群と、後群レンズ群とから成り、前記後群レンズ群は、最も像側から順に、最終レンズ群とFレンズ群を有し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記後群レンズ群を構成するレンズ群は、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、合焦時に、前記Fレンズ群の少なくとも一部が移動し、下記の条件式を満足する。
 -0.220 < f1/fE < 0.280
 但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fE:前記最終レンズ群の焦点距離
 本発明に係る光学装置は、上述の変倍光学系を搭載して構成される。
 本発明に係る変倍光学系の製造方法は、物体側から順に並んだ、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レンズ群と、後群レンズ群とから成る変倍光学系の製造方法であって、前記後群レンズ群は、最も像側から順に、最終レンズ群とFレンズ群を有し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記後群レンズ群を構成するレンズ群は、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、合焦時に、前記Fレンズ群の少なくとも一部が移動し、下記の条件式を満足するように、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記後群レンズ群を鏡筒内に配置するように構成される。
 -0.220 < f1/fE < 0.280
但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
   fE:前記最終レンズ群の焦点距離
本実施形態の第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る。 図2(A)、図2(B)および図2(C)はそれぞれ、第1実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第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る。 図4(A)、図4(B)および図4(C)はそれぞれ、第2実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第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る。 図6(A)、図6(B)および図6(C)はそれぞれ、第3実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第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る。 図8(A)、図8(B)および図8(C)はそれぞれ、第4実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第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る。 図10(A)、図10(B)および図10(C)はそれぞれ、第5実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第6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る。 図12(A)、図12(B)および図12(C)はそれぞれ、第6実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態に係るズームレンズを備えたカメラの構成を示す概略図である。 本実施形態に係るズームレンズの製造方法の概略を示すフローチャートである。
 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(変倍光学系)ZLの一例としてのズームレンズZL(1)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、負の屈折率を有する第1レンズ群G1と、正の屈折率を有する第2レンズ群G2と、後群レンズ群GRとから構成される。後群レンズ群は、最も像側から順に、最終レンズ群GEとFレンズ群GFを有し、前記第1レンズ群G1、前記第2レンズ群G2および前記後群レンズ群GRを構成するレンズ群は、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、合焦時に、前記Fレンズ群GFの少なくとも一部が移動して合焦を行う構成である。本実施形態に係るズームレンズZLは、このような構成の下、下記の条件式(1)を満足する。
 -0.220 < f1/fE < 0.280  ・・・(1)
 但し、f1:前記第1レンズ群G1の焦点距離
    fE:前記最終レンズ群GEの焦点距離
 本実施形態に係るズームレンズZLは、図3に示すズームレンズZL(2)、図5に示すズームレンズZL(3)、図7に示すズームレンズZL(4)、図9に示すズームレンズZL(5)、図11に示すズームレンズZL(6)でも良い。
 条件式(1)は、第1レンズ群G1の焦点距離f1と最終レンズ群GEの焦点距離fEとの比を規定したものである。上記構成のズームレンズZLにおいて条件式(1)を満足することにより、広角端状態における画角が広くとれ、変倍時における収差変動を抑えた高い光学性能を有するズームレンズ(変倍光学系)を実現することができる。
 このズームレンズZLにおいて、条件式(1)の下限値を下回っても(下限値は負の値であり、その絶対値が大きくなることを意味する)、上限値を上回っても(上限値は正の値であり、その値がさらに大きくなることを意味する)、所望の光学性能を得るのが難しい。これについて以下に詳しく説明する。
 第1レンズ群G1は負の屈折力を有するので、最終レンズ群GEが正の屈折力を有するときに、条件式(1)を構成する式「f1/fE」の値が負になる。このときの値が、条件式(1)の下限値「-0.220」より小さくなると(絶対値が大きくなると)、第1レンズ群G1の焦点距離を大きくする必要があり、第1レンズ群G1における物体側のレンズ径が大きくなりすぎるという問題が生じ、さらに、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。もしくは、最終レンズ群GEの焦点距離を小さくする必要が生じ、コマ収差が劣化し、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。
 なお、条件式(1)の効果を確実なものとするために、下限値を-0.210、更に-0.200、-0.190、-0.188とするのがより好ましい。
 一方、最終レンズ群GEが負の屈折力を有するときに、条件式(1)を構成する式「f1/fE」の値が正になる。このときの値が、条件式(1)の上限値「0.280」より大きくなっても、第1レンズ群G1の焦点距離を大きくする必要があり、第1レンズ群G1における物体側のレンズ径が大きくなりすぎるという問題が生じ、さらに、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。もしくは、最終レンズ群GEの焦点距離を小さくする必要が生じ、コマ収差が劣化し、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。
 なお、条件式(1)の効果を確実なものとするために、上限値を0.279、更に0.278、0.250、0.200とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(2)を満足することが好ましい。
 -0.500 < f1/fF < 0.700  ・・・(2)
 但し、fF:前記Fレンズ群GFの焦点距離
 第1レンズ群G1は負の屈折力を有するので、前記Fレンズ群GF(合焦時に移動するレンズを有するレンズ群。最終レンズ群GEの物体側に隣接するレンズ群でもある。)が正の屈折力を有するときに、条件式(2)を構成する式「f1/fF」の値が負になる。このときの値が、条件式(2)の下限値「-0.500」より小さくなると(絶対値が大きくなると)、第1レンズ群G1の焦点距離を大きくする必要があり、第1レンズ群G1における物体側のレンズ径が大きくなりすぎるという問題が生じ、さらに、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。もしくは、合焦レンズ群GFの焦点距離を小さくする必要が生じ、コマ収差が劣化するという問題が生じる。
 なお、条件式(2)の効果を確実なものとするために、下限値を-0.495、更に-0.490、-0.485、-0.250、0.000とするのがより好ましい。
 一方、合焦レンズ群GFが負の屈折力を有するときに、条件式(2)を構成する式「f1/fF」の値が正になる。このときの値が、条件式(2)の上限値「0.700」より大きくなっても、第1レンズ群G1の焦点距離を大きくする必要があり、第1レンズ群G1における物体側のレンズ径が大きくなりすぎるという問題が生じ、さらに、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。もしくは、Fレンズ群GFの焦点距離を小さくする必要が生じ、コマ収差が劣化するという問題が生じる。
 なお、条件式(2)の効果を確実なものとするために、上限値を0.650、更に0.630、0.625、0.621とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
 -1.500 < f2/fF < 0.950  ・・・(3)
 但し、f2:前記第2レンズ群G2の焦点距離
 第2レンズ群G2は正の屈折力を有するので、Fレンズ群GFが負の屈折力を有するときに、条件式(3)を構成する式「f2/fF」の値が負になる。このときの値が、条件式(3)の下限値「-1.500」より小さくなると(絶対値が大きくなると)、第2レンズ群G2の焦点距離を大きくする必要があり、球面収差が劣化するという問題が生じる。もしくは、Fレンズ群GFの焦点距離を小さくする必要が生じ、コマ収差が劣化するという問題が生じる。
 なお、条件式(3)の効果を確実なものとするために、下限値を-1.400、更に-1.350、-1.305、-1.300とするのがより好ましい。
 一方、Fレンズ群GFが正の屈折力を有するときに、条件式(3)を構成する式「f2/fF」の値が正になる。このときの値が、条件式(3)の上限値「0.950」より大きくなっても、第2レンズ群G2の焦点距離を大きくする必要があり、球面収差が劣化するという問題が生じる。もしくは、Fレンズ群GFの焦点距離を小さくする必要が生じ、コマ収差が劣化するという問題が生じる。
 なお、条件式(3)の効果を確実なものとするために、上限値を0.900、更に0.800、0.730、0.400、0.000とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
 0.400 < -f1/f2 < 1.200  ・・・(4)
 条件式(4)は、第1レンズ群G1の焦点距離と第2レンズ群G2の焦点距離の比に関する条件を既定する。第1レンズ群G1は負の屈折力を有するため、マイナスの値として、条件式(4)が正の値となるようにしている。条件式(4)を構成する式「-f1/f2」の値が、条件式(4)の下限値「0.400」より小さくなると、第1レンズ群G1の焦点距離を小さくする必要があり、ズームレンズを望遠端側にした状態での球面収差が劣化するという問題が生じ、広角端側にした状態でのコマ収差が劣化するという問題が生じる。もしくは第2レンズ群G2の焦点距離を大きくする必要があり、球面収差が劣化するという問題が生じる。
 なお、条件式(4)の効果を確実なものとするために、下限値を0.420、更に0.440、0.460、0.470とするのがより好ましい。
 一方、条件式(4)を構成する式「-f1/f2」の値が、条件式(4)の上限値「1.200」より大きくなると、第1レンズ群G1の焦点距離を大きくする必要があり、第1レンズ群G1における物体側のレンズ径が大きくなりすぎるという問題が生じ、さらに、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎるという問題が生じる。もしくは第2レンズ群G2の焦点距離を小さくする必要があり、球面収差が劣化するという問題が生じる。
 なお、条件式(4)の効果を確実なものとするために、上限値を1.150、更に1.120、1.100、1.070とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1を構成する最も物体側のレンズは非球面を有するのが好ましい。これにより、光学性能をより的確に向上させることができる。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、広角端状態から望遠端状態への少なくとも一部の変倍時に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が減少するのが好ましい。これにより、所望の光学性能が得やすくなる。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、広角端状態から望遠端状態への少なくとも一部の変倍時に、第2レンズ群G2と最終レンズ群GEとが同一移動軌跡を有するのが好ましい。これにより、所望の光学性能が得やすくなり、また、変倍のために第2レンズ群G2および最終レンズ群GEを一体的に移動させることができるので、その移動制御装置構成が簡単となるので好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
 1.000 < Bfw/fw < 2.000 ・・・(5)
 但し、Bfw:広角端状態における全系のバックフォーカス
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
 条件式(5)は、広角端状態における、バックフォーカスと全系の焦点距離との比に関する条件を規定する。この条件式(5)を満足することにより、小型化を達成でき、広い画角を有しつつ、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。
 条件式(5)の効果を確実なものとするために、上限値を1.900、更に1.805、1.700、1.650とするのがより好ましい。
 条件式(5)の効果を確実なものとするために、下限値を1.100、更に1.200、1.300、1.400とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(6)を満足することが好ましい。
 0.100 < -f1/f2Rw < 1.600 ・・・(6)
 但し、f2Rw:前記第2レンズ群G2と前記後群レンズ群GRの広角端状態における合成焦点距離
 条件式(6)は、第1レンズ群G1の焦点距離と、第2レンズ群G2及び後群レンズ群GRの合成焦点距離との比に関する条件を規定する。この条件式(6)を満足することにより、広い画角を有しつつ、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を効果的に補正し、変倍時の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
 条件式(6)の上限値を上回ると、広角端状態における第1レンズ群G1より後方のレンズ群の合成の屈折力が強くなり、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を効果的に補正することが困難となる。
 条件式(6)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。
 条件式(6)の効果を確実なものとするために、上限値を1.400、更に1.200、1.100、1.000、0.900とするのがより好ましい。
 条件式(6)の効果を確実なものとするために、下限値を0.200、更に0.300、0.400、0.500とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(7)を満足することが好ましい。
 -0.500 < f1/fFEw < 1.000 ・・・(7)
 但し、fFEw:前記Fレンズ群GFと前記最終レンズ群GEの広角端状態における合成焦点距離
 条件式(7)は、第1レンズ群G1の焦点距離と、Fレンズ群GF及び最終レンズ群GEの合成焦点距離との比に関する条件を規定する。この条件式(7)を満足することにより、広い画角を有しつつ、コマ収差等の諸収差を良好に補正することができる。また、ズームレンズZLの全長が長くなり過ぎないので好ましい。
 条件式(7)の効果を確実なものとするために、上限値を0.900、更に0.850、0.800、0.750とするのがより好ましい。
 条件式(7)の効果を確実なものとするために、下限値を-0.350、更に-0.200、-0.100、0.000とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(8)を満足することが好ましい。
 -1.000 < -f1/fRw < 0.600  ・・・(8)
 但し、fRw:前記後群レンズ群GRの広角端状態における焦点距離
 条件式(8)は、第1レンズ群G1の焦点距離と後群レンズ群GRの焦点距離の比に関する条件を規定する。この条件式(8)を満足することにより、広い画角を有しつつ、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を良好に補正し、変倍時の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
 条件式(8)の効果を確実なものとするために、上限値を0.500、更に0.450、0.420、0.400とするのがより好ましい。
 条件式(8)の効果を確実なものとするために、下限値を-0.900、更に-0.800、-0.720、-0.300、0.000とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(9)を満足することが好ましい。
 40.00° < ωw < 80.00°  ・・・(9)
 但し、ωw:広角端状態における半画角
 条件式(9)は、広角端状態における画角の最適な値を規定する条件である。この条件式(9)を満足することにより、広い画角を有しつつ、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を良好に補正することができる。
 条件式(9)の効果を確実なものとするために、上限値を75.00°、更に70.00°、65.00°、62.00°とするのがより好ましい。
 条件式(9)の効果を確実なものとするために、下限値を43.50°、更に46.00°、48.00°、50.00°、52.00°、54.00°とするのがより好ましい。
 本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、前記後群レンズ群GRは、最も物体側に、正の屈折力を有する第3レンズ群G3を有するのが好ましい。これにより、光学性能をより的確に向上させることができる。
 以上のような構成を備える本実施形態に係るズームレンズZLによれば、広角端状態における画角が広く、変倍時における収差変動を抑えた高い光学性能を実現することができる。
 本実施形態の光学機器は、上述した構成のズームレンズZLを備えて構成される。その具体例として、上記ズームレンズZLを備えたカメラ(光学機器)を図13に基づいて説明する。このカメラ1は、図13に示すように撮影レンズ2として上記実施形態に係るズームレンズZLを備えたデジタルカメラである。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、撮像素子3へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子3によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ1による被写体の撮影を行うことができる。なお、このカメラは、ミラーレスカメラでも、クイックリターンミラーを有した一眼レフタイプのカメラであっても良い。カメラ1には、図示しないが、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部、デジタルスチルカメラの種々の条件設定等に使用するファンクションボタン等も配置されている。
 ここでは、カメラ1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。
 以上のような構成を備える本実施形態に係るカメラ1によれば、撮影レンズとして上述のズームレンズZLを搭載することにより、広角端状態における画角が広く、変倍時の収差変動を抑えた、良好な光学性能を有するカメラを実現することができる。
 続いて、図14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、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、後群レンズ群GRとを並べて配置する(ステップST1)。第1レンズ群G1、第2レンズ群G2および後群レンズ群GRは、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合うレンズ群の間隔が変化するように構成する(ステップST2)。さらに、合焦時に、Fレンズ群GFの少なくとも一部が移動するように構成する(ステップST3)。そして、上記条件式(1)を満足するようにレンズ鏡筒内に各レンズを配置する(ステップST4)。
 以上のような本実施形態に係る製造方法によれば、広角端状態における画角が広く、変倍時の収差変動を抑えた、良好な光学性能を有するズームレンズZLを製造することができる。
 以下、本実施形態の実施例に係るズームレンズZLを図面に基づいて説明する。図1、図3、図5、図7、図9、図11は各々第1~第6実施例に係るズームレンズZL{ZL(1)~ZL(6)}の構成等を示す断面図である。各断面図には、広角端状態(W)での各レンズ群の位置が記載されている。これらの図の中間部に示す矢印は、広角端状態から望遠端状態にズーミング(変倍動作)するときにおける各レンズ群の移動方向を示している。また、矢印でフォーカスと示しているFレンズ群GFは、全体としてもしくは一部が合焦のために用いられるレンズ群を指し、矢印はこのときのFレンズ群GFの移動方向を示す。なお、このようにFレンズ群GFは、全体としてもしくは一部が合焦のために用いられるため、合焦レンズ群GFとも称する。
 これらの図において、各レンズ群を符号Gと数字の組み合わせにより、各レンズを符号Lと数字の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ群等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられているが、それぞれ実施例毎の構成を示すものであり、同一の構成であることを意味するものでは無い。
 以下に表1~表6を示すが、これは第1~第6実施例における各諸元データを示す表である。
 [レンズ諸元]の表において、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を示し、Rは各光学面の曲率半径(曲率中心が像側に位置する面を正の値としている)、Dは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離である面間隔、νdは光学部材の材質のd線を基準とするアッベ数、ndは光学部材の材質のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を、それぞれ示す。面番号は、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を、(絞りS)は開口絞りSを、それぞれ示す。空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。レンズ面が非球面である場合には面番号に*印を付して曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示している。
 [非球面データ]の表には、[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(ザグ量)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。なお、2次の非球面係数A2は0であり、その記載を省略している。
 X(y)=(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 +A12×y12 ・・・(a)
 [全体諸元]の表にはズームレンズの諸元を示し、広角端(wide)、中間位置(middle)および望遠端(tele)における、fはズームレンズ全系の焦点距離を、FNo はFナンバーを、ωは半画角(単位:°)を、Yは像高を、各々示している。
 [可変間隔データ]の表は、[レンズ諸元]を示す表において、面間隔としてD1,D2,D3,D4の符号を付している面番号における次の面までの面間隔を示す。Bfは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Iまでの距離(バックフォーカス)を示す。全長はズームレンズ全長で、光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBfを加えた距離を示す。それぞれ広角端(wide)、中間位置(middle)および望遠端(tele)での値を示している。
 [レンズ群データ]の表は、各レンズ群の焦点距離を示している。f1~f5は第1~第5レンズ群の焦点距離を示している。
 [条件式対応値]の表には、上記の条件式(1)~(9)に対応する値を示す。
 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。
 以上、全ての実施例に共通する事項の説明であり、以下における各実施例での重複する説明は省略する。
(第1実施例)
 第1実施例について、図1および図2並びに表1を用いて説明する。図1は、本実施形態の第1実施例に係るズームレンズZL(1)のレンズ構成を示す図である。このズームレンズZL(1)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有して構成される。各レンズ群記号に付けている符号(+)もしくは(-)は各レンズ群の屈折力を示す(以下の実施例でも同様)。この例では第3レンズ群G3、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5が後群レンズ群GRを構成する。そして、後群レンズ群GRにおいて、最も像側から順に第5レンズ群G5が最終レンズ群GE、第4レンズ群G4がFレンズ群GFを構成し、第4レンズ群G4(Fレンズ群GF)が合焦レンズ群を構成する。
 第2レンズ群G2の像側に、明るさを決定する開口絞りSが配置されている。開口絞りSは、第2レンズ群G2とは独立して配置されているが第2レンズ群G2と一緒に光軸方向に移動する。第5レンズ群G5の像側に、例えば、CCD等の固体撮像素子の像面Iが位置する。
 変倍時には、第1~第5レンズ群G1~G5が、図1において矢印で示すように、それぞれ光軸方向に移動する。この移動による生じる各レンズ群の間隔、すなわち表1の[レンズ諸元]の欄に示す面間隔D1,D2,D3,D4が可変であり、その値を[可変間隔データ]の欄に示している。
 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負メニスカスレンズL11と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とから構成される。負メニスカスレンズL11の像側の面と、負メニスカスレンズL12の像側の面が非球面形状である。
 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正メニスカスレンズL21と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズとから構成される。
 第3レンズ群G3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負メニスカスレンズL31および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL32の接合レンズと、両凸形状の正レンズL33と、両凸形状の正レンズL34とから構成される。正メニスカスレンズL32の像側の面が非球面形状である。
 第4レンズ群G4は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL41から構成される。第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL51と、両凹形状の負レンズL52とから構成される。これら第4レンズ群G4および第5レンズ群G5と上記第3レンズ群G3を合わせて後群レンズ群GRを構成する。負レンズL52の物体側の面が非球面形状である。
 ズームレンズZL(1)においては、第4レンズ群G4を像面方向へ移動させることにより、無限遠(遠距離物体)から近距離物体への合焦が行われる。
 本実施例に係るズームレンズZL(1)は、図1において矢印で示すように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1を像側に移動させ、第2~第5レンズ群G2~G5を物体側に移動させる構成である。開口絞りSは、変倍に際し、第2レンズ群G2と一体的に移動する。このように広角端状態から望遠端状態への変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が狭くなる。また、変倍時における第2レンズ群G2と第5レンズ群G5との移動軌跡が同一である。
 以下の表1に、第1実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表1)
[レンズ諸元]
面番号  R     D    νd    nd
  1  190.7535   3.000  53.32   1.69370 
 *2   18.8098   9.500
  3   51.5630   2.900  53.32   1.69370 
 *4   22.7020   9.700
  5  -71.0651   1.900  82.57   1.49782 
  6   44.4835   0.100
  7   32.6080   4.500  35.73   1.90265 
  8  296.5863    D1  
  9   63.0604   2.000  67.00   1.59349 
 10  499.8755   0.100
 11   24.0057   1.200  40.66   1.88300 
 12   13.3470   4.500  56.00   1.56883 
 13  333.9818   2.500
 14    ∞     D2             (絞りS)
 15   36.3784   1.100  46.59   1.81600 
 16   14.0097   4.710  64.08   1.51612 
*17   61.0448   0.200
 18   27.9719   3.150  82.57   1.49782 
 19  -75.3921   0.250
 20   91.9654   3.050  82.57   1.49782 
 21  -29.3923    D3
 22   72.0930   1.000  45.31   1.79500 
 23   20.9929    D4
 24  -538.2301   4.800  82.57   1.49782 
 25  -20.1257   0.100
*26  -38.9341   1.400  46.75   1.76546 
 27  154.8320    Bf
  
[非球面データ]
非球面    κ     A4      A6
第2面      -1.00000  -1.33157E-05  -3.07345E-08
第4面      -1.00000   3.67009E-05   1.37031E-07
第17面      0.00000   1.75905E-05  -6.64635E-08
第26面     -1.00000  -2.67902E-05  -3.34364E-08
 
非球面    A8      A10      A12
第2面     6.91260E-11  -3.76684E-14       -
第4面    -5.20756E-10   3.14884E-12  -5.61530E-15
第17面    2.26551E-10  -4.40763E-12       -
第26面   -1.13765E-10  -1.88017E-13       -
 
[全体諸元]
f=14.420~20.000~29.101
FNO=4.00~4.00~4.00
ω=57.68°~46.85°~35.27°
Y=21.70~21.70~21.70
 
[可変間隔データ]
    wide   middle   tele
D1   28.616   12.942   2.214
D2   7.483   6.371   3.521
D3   1.579   2.261   2.007
D4   5.766   6.196   9.300
Bf   21.360   26.809   36.297
全長 126.464  116.239  114.999
 
[レンズ群データ]
f1   -23.297
f2    48.882
f3    26.663
f4   -37.580
f5  -1392.883
 
[条件式対応値]
条件式(1) f1/fE = 0.017
条件式(2) f1/fF = 0.620
条件式(3) f2/fF = -1.301
条件式(4) -f1/f2 = 0.477
条件式(5) Bfw/fw = 1.481
条件式(6) -f1/f2Rw = 0.742
条件式(7) f1/fFEw = 0.643
条件式(8) -f1/fRw = 0.353
条件式(9) ωw = 57.68° 
 
 上記[条件式対応値]の表に示すように、図1に示す第1実施例に係るズームレンズZL(1)は、上記条件式(1)~(9)の全てを満たしている。
 図2(A)、図2(B)および図2(C)はそれぞれ、第1実施例に係るズームレンズZL(1)の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。各諸収差図から分かるように、第1実施例に係るズームレンズZL(1)は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正しており、優れた結像性能を有している。なお、歪曲収差は撮像後の画像処理により補正可能であり、光学的な補正は必要としない。
 図2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。dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)、CはC線(波長656.3nm)、FはF線(波長486.1nm)における収差をそれぞれ示す。球面収差図、非点収差図およびコマ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の収差を示す。この説明については、以下の各実施例の収差図全て同様であり、以下における重複する説明は省略する。
(第2実施例)
 第2実施例について、図3および図4並びに表2を用いて説明する。図3は、本実施形態の第2実施例に係るズームレンズZL(2)のレンズ構成を示す図である。このズームレンズZL(2)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有して構成される。この例では第3レンズ群G3、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5が後群レンズ群GRを構成する。そして、後群レンズ群GRにおいて、最も像側から順に第5レンズ群G5が最終レンズ群GE、第4レンズ群G4がFレンズ群GFを構成し、第4レンズ群G4(Fレンズ群GF)が合焦レンズ群を構成する。
 第2レンズ群G2の像側に、明るさを決定する開口絞りSが配置されている。開口絞りSは、第2レンズ群G2とは独立して配置されているが第2レンズ群G2と一緒に光軸方向に移動する。第5レンズ群G5の像側に像面Iが位置する。
 変倍時には、第1~第5レンズ群G1~G5が、図3において矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。この移動による生じる各レンズ群の間隔、すなわち表2の[レンズ諸元]の欄に示す面間隔D1,D2,D3,D4が可変であり、その値を[可変間隔データ]の欄に示している。
 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負メニスカスレンズL11と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とから構成される。負メニスカスレンズL11の像側の面および負メニスカスレンズL12の像側の面が非球面形状である。
 第2レンズ群G2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L21と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22および両凸形状の正レンズL23の接合レンズとから構成される。
 第3レンズ群G3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負メニスカスレンズL31および両凸形状の正レンズL32の接合レンズと、両凸形状の正レンズL33と、両凸形状の正レンズL34とから構成される。両凸形状の正レンズL33の像側の面が非球面形状である。
 第4レンズ群G4は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL41から構成される。第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL51から構成される。これら第4レンズ群G4および第5レンズ群G5と上記第3レンズ群G3を合わせて後群レンズ群GRを構成する。正メニスカスレンズL51の像側の面が非球面形状である。
 ズームレンズZL(2)においては、第4レンズ群G4を像面方向へ移動させることにより、無限遠(遠距離物体)から近距離物体への合焦が行われる。
 本実施例に係るズームレンズZL(2)は、図3において矢印で示すように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1を像側に移動させ、第2~第5レンズ群G2~G5を物体側に移動させる構成である。開口絞りSは、変倍に際し、第2レンズ群G2と一体的に移動する。このように広角端状態から望遠端状態への変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が狭くなる。また、変倍時における第2レンズ群G2と第5レンズ群G5との移動軌跡が同一である。
 以下の表2に、第2実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表2)
[レンズ諸元]
面番号  R     D    νd    nd
  1  105.12050   3.000  53.31   1.69370 
 *2   14.14270   7.068
  3   35.00310   2.955  46.77   1.76546 
 *4   23.32410   7.971
  5  -137.48910   1.847  46.50   1.80420 
  6   56.85210   0.100
  7   33.72800   5.000  29.13   2.00100 
  8  203.45350    D1
  9   54.10780   3.000  54.24   1.53768 
 10  -96.44030   0.100
 11   32.33530   1.500  44.85   1.74397 
 12   13.11780   4.000  58.10   1.51225 
 13  -480.99880   2.000
 14    ∞      D2             (絞りS)
 15   38.43600   2.000  40.66   1.88300 
 16   15.38660   3.500  68.87   1.49003 
 17  -200.15130   0.000
 18   52.69560   3.000  71.68   1.55332 
*19  -98.99660   0.000
 20  165.51060   3.000  82.57   1.49782 
 21  -36.89330    D3
 22  620.18560   1.500  40.66   1.88300 
 23   30.80350    D4
 24  -108.17020   3.000  70.35   1.48743 
*25  -36.57970    Bf
 
[非球面データ]
非球面    κ     A4      A6
第2面      -1.00000  -1.19107E-05   1.69580E-08
第4面      -1.00000   3.86364E-05   4.04048E-08
第19面      0.00000  -1.57314E-05  -5.85331E-08
第25面     -1.00000   2.59736E-05   1.09567E-08
 
非球面    A8      A10      A12
第2面     -1.21696E-10   2.63314E-13      -
第4面      4.14632E-11   1.08673E-12  -3.50920E-15
第19面    -1.51543E-10  -1.90250E-12      -
第25面     4.63419E-10  -1.35618E-12      -
 
[全体諸元]
f=14.430~20.010~29.110
FNO=4.10~4.10~4.10
ω=57.34°~47.36°~35.31°
Y=21.70~21.70~21.70
 
[可変間隔データ]
    wide   middle   tele
D1   28.929   13.211   1.599
D2   12.659   11.234   8.667
D3   2.011   3.965   6.046
D4   3.914   3.385   3.871
Bf   25.978   31.499   40.270
全長 128.032  117.835  114.994
 
[レンズ群データ]
f1   -20.907
f2    45.126
f3    31.818
f4   -36.752
f5   111.855
 
[条件式対応値]
条件式(1) f1/fE = -0.187
条件式(2) f1/fF = 0.569
条件式(3) f2/fF = -1.228
条件式(4) -f1/f2 = 0.463
条件式(5) Bfw/fw = 1.800
条件式(6) -f1/f2Rw = 0.624
条件式(7) f1/fFEw = 0.347
条件式(8) -f1/fRw = 0.328
条件式(9) ωw = 57.34°
 
 上記[条件式対応値]の表に示すように、図3に示す第2実施例に係るズームレンズZL(2)は、上記条件式(1)~(9)の全てを満たしている。
 図4(A)、図4(B)および図4(C)はそれぞれ、第2実施例に係るズームレンズZL(2)の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。各諸収差図から分かるように、第2実施例に係るズームレンズZL(2)は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正しており、優れた結像性能を有している。
(第3実施例)
 第3実施例について、図5、図6及び表3を用いて説明する。図5は、本実施形態の第3実施例に係るズームレンズZL(3)のレンズ構成を示す図である。このズームレンズZL(3)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有して構成される。この例では第3レンズ群G3、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5が後群レンズ群GRを構成する。そして、後群レンズ群GRにおいて、最も像側から順に第5レンズ群G5が最終レンズ群GE、第4レンズ群G4がFレンズ群GFを構成し、第4レンズ群G4(Fレンズ群GF)が合焦レンズ群を構成する。
 第2レンズ群G2の像側に、明るさを決定する開口絞りSが配置されている。開口絞りSは、第2レンズ群G2とは独立して配置されているが第2レンズ群G2と一緒に光軸方向に移動する。第5レンズ群G5の像側に像面Iが位置する。
 変倍時には、第1~第5レンズ群G1~G5が、図5において矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。この移動による生じる各レンズ群の間隔、すなわち表3の[レンズ諸元]の欄に示す面間隔D1,D2,D3,D4が可変であり、その値を[可変間隔データ]の欄に示している。
 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負メニスカスレンズL11と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成される。負メニスカスレンズL11の像側の面および負メニスカスレンズL12の像側の面が非球面形状である。
 第2レンズ群G2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L21と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズとから構成される。
 第3レンズ群G3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正メニスカスレンズL31と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32および両凸形状の正レンズL33の接合レンズととから構成される。両凸形状の正レンズL33の像側の面が非球面形状である。
 第4レンズ群G4は、両凹形状の負レンズL41から構成される。第5レンズ群G5は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51および両凸形状の正レンズL52の接合レンズから構成される。これら第4レンズ群G4および第5レンズ群G5と上記第3レンズ群G3を合わせて後群レンズ群GRを構成する。両凸形状の正レンズL52の像側の面が非球面形状である。
 ズームレンズZL(3)においては、第4レンズ群G4を像面方向へ移動させることにより、無限遠(遠距離物体)から近距離物体への合焦が行われる。
 本実施例に係るズームレンズZL(3)は、図5において矢印で示すように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1を像側に移動させ、第2~第5レンズ群G2~G5を物体側に移動させる構成である。開口絞りSは、変倍に際し、第2レンズ群G2と一体的に移動する。このように広角端状態から望遠端状態への変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が狭くなる。また、変倍時における第2レンズ群G2と第5レンズ群G5との移動軌跡が同一である。
 以下の表3に、第3実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表3)
[レンズ諸元]
面番号  R     D   νd   nd
  1  152.68820   3.000  53.31   1.69370 
 *2   15.55620   8.357
  3   38.53240   2.955  46.77   1.76546 
 *4   26.42970   8.354
  5  -57.53130   1.847  46.50   1.80420 
  6   93.52020   0.100
  7   49.33710   5.000  29.13   2.00100 
  8  -175.05800    D1
  9   39.75280   3.000  82.57   1.49782 
 10 -1718.80820   0.100
 11   25.06030   1.500  44.85   1.74397 
 12   14.25220   3.000  62.67   1.50163 
 13  133.78880   2.000
 14    ∞      D2             (絞りS)
 15   27.62150   2.000  70.40   1.48749 
 16   40.08290   3.000
 17   36.81870   1.500  44.85   1.74397
 18   12.66940   3.500  71.68   1.55332 
*19  -55.55510    D3
 20  -115.52620   2.000  40.66   1.88300 
 21  172.71080    D4
 22   74.31210   2.000  45.57   1.73496
 23   17.17290   7.000  63.88   1.51680 
*24  -60.86760    Bf
 
[非球面データ]
非球面    κ     A4      A6
第2面      -1.00000  -3.02541E-06  -3.52943E-08
第4面      -1.00000   2.29497E-05   6.39122E-08
第19面      0.00000  -6.57962E-07  -7.31304E-08
第24面     -1.00000   1.46455E-05   1.65839E-09
 
非球面    A8      A10      A12
第2面     3.90600E-11  -7.28685E-15      -
第4面    -4.07253E-11   9.08597E-14   6.7713E-16
第19面    5.86633E-10  -9.34166E-12      -
第24面    1.35320E-10  -1.34392E-12      -
 
[全体諸元]
f=14.425~20.003~29.112
FNO=4.10~4.10~4.10
ω=57.87°~47.98°~35.78°
Y=21.70~21.70~21.70
 
[可変間隔データ]
    wide   middle   tele
D1   31.558   16.828   3.888
D2   8.342   3.928   2.244
D3   2.000   2.000   6.130
D4   3.537   7.950   5.504
Bf   22.847   28.545   37.016
全長 128.497  119.464  114.996
 
[レンズ群データ]
f1   -22.803
f2    44.561
f3    49.665
f4   -78.141
f5   171.534
 
[条件式対応値]
条件式(1) f1/fE = -0.133
条件式(2) f1/fF = 0.292
条件式(3) f2/fF = -0.570
条件式(4) -f1/f2 = 0.512
条件式(5) Bfw/fw = 1.584
条件式(6) -f1/f2Rw = 0.682
条件式(7) f1/fFEw = 0.142
条件式(8) -f1/fRw = 0.310
条件式(9) ωw = 57.87°
 
 上記[条件式対応値]の表に示すように、図5に示す第3実施例に係るズームレンズZL(3)は、上記条件式(1)~(9)の全てを満たしている。
 図6(A)、図6(B)および図6(C)はそれぞれ、第3実施例に係るズームレンズZL(3)の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。各諸収差図から分かるように、第3実施例に係るズームレンズZL(3)は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正しており、優れた結像性能を有している。
(第4実施例)
 第4実施例について、図7、図8及び表4を用いて説明する。図7は、本実施形態の第4実施例に係るズームレンズZL(4)のレンズ構成を示す図である。このズームレンズZL(4)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4とを有して構成される。この例では第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が後群レンズ群GRを構成する。そして、後群レンズ群GRにおいて、最も像側から順に第4レンズ群G4が最終レンズ群GE、第3レンズ群G3がFレンズ群GFを構成し、第3レンズ群G3(Fレンズ群GF)が合焦レンズ群を構成する。
 第2レンズ群G2の内部に開口絞りSが配置され、第2レンズ群G2と一緒に光軸方向に移動する。第4レンズ群G4の像側に像面Iが位置する。
 変倍時には、第1~第4レンズ群G1~G4が、図7において矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。この移動による生じる各レンズ群の間隔、すなわち表4の[レンズ諸元]の欄に示す面間隔D1,D2,D3が可変であり、その値を[可変間隔データ]の欄に示している。
 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負メニスカスレンズL11と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成される。負メニスカスレンズL11の像側の面および負メニスカスレンズL12の像側の面が非球面形状である。
 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正メニスカスレンズL21と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成される。
 第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31から構成される。負メニスカスレンズL31の像側の面が非球面形状である。この第3レンズ群G3が合焦レンズ群GFを構成する。
 第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41と、両凹形状の負レンズL42とから構成される。この第4レンズ群G4および上記第3レンズ群G3が後群レンズ群GRを構成する。負レンズL42の物体側の面が非球面形状である。
 ズームレンズZL(4)においては、合焦レンズ群GFを構成する第3レンズ群G3を像面方向へ移動させることにより、無限遠(遠距離物体)から近距離物体への合焦が行われる。
 本実施例に係るズームレンズZL(4)は、図7において矢印で示すように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1を像側に移動させ、第2~第4レンズ群G2~G4を物体側に移動させる構成である。開口絞りSは、変倍に際し、第2レンズ群G2と一体的に移動する。このように広角端状態から望遠端状態への変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が狭くなる。また、変倍時における第2レンズ群G2と第4レンズ群G4との移動軌跡が同一である。
 以下の表4に、第4実施例に係る光学系の各諸元の値を示す。
(表4)
[レンズ諸元]
面番号  R     D    νd    nd
  1  143.42360   1.847  47.27   1.77377 
 *2   19.73580   7.301
  3   40.25320   2.955  46.76   1.76546 
 *4   22.69740   9.439
  5  -87.02160   1.847  40.66   1.88300 
  6   64.64980   0.100
  7   37.85550   6.000  25.26   1.90200 
  8  -193.93520    D1
  9   33.00090   2.493  36.96   1.74776 
 10  116.22960   0.100
 11   28.47880   2.025  37.18   1.83400 
 12   11.76190   4.000  82.57   1.49782 
 13  194.58320   2.000
 14    ∞     5.968            (絞りS)
 15   23.38410   6.000  82.57   1.49782 
 16  -25.16850    D2
 17  -32.91040   2.000  47.26   1.77377 
*18  -479.55090    D3
 19   37.69510   4.500  82.57   1.49782 
 20  -58.87610   2.500
*21  -31.51450   2.000  40.17   1.85135 
 22  610.49000    Bf
 
[非球面データ]
非球面    κ     A4      A6
第2面     -1.33200  -9.41293E-06  -3.20026E-08
第4面     -7.50410   1.06031E-04  -2.03530E-07
第18面     0.00000  -2.83335E-05  -8.65856E-08
第21面     3.36500  -6.30534E-05  -2.78346E-07
 
非球面    A8      A10
第2面    8.15624E-11  -5.06181E-14
第4面    1.08502E-09  -1.13123E-12
第18面  -9.10000E-12  -3.69900E-13
第21面   5.71867E-10  -1.54341E-11
 
[全体諸元]
f=14.420~20.000~29.101
FNO=4.10~4.10~4.10
ω=57.95°~47.98°~35.90°
Y=21.70~21.70~21.70
 
[可変間隔データ]
    wide   middle   tele
D1   29.236   15.205   3.623
D2   1.593   2.038   2.786
D3   3.886   3.441   2.693
Bf   21.267   27.363   36.916
全長 119.057  111.123  109.096
 
[レンズ群データ]
f1   -23.718
f2    22.703
f3   -45.756
f4   -224.939
 
[条件式対応値]
条件式(1) f1/fE = 0.105
条件式(2) f1/fF = 0.518
条件式(3) f2/fF = -0.496
条件式(4) -f1/f2 = 1.045
条件式(5) Bfw/fw = 1.475
条件式(6) -f1/f2Rw = 0.823
条件式(7) f1/fFEw = 0.703
条件式(8) -f1/fRw = -0.703
条件式(9) ωw = 57.95° 
 
 上記[条件式対応値]の表に示すように、図7に示す第4実施例に係るズームレンズZL(4)は、上記条件式(1)~(9)の全てを満たしている。
 図8(A)、図8(B)および図8(C)はそれぞれ、第4実施例に係るズームレンズZL(4)の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。各諸収差図から分かるように、第4実施例に係るズームレンズZL(4)は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正しており、優れた結像性能を有している。
(第5実施例)
 第5実施例について、図9、図10及び表5を用いて説明する。図9は、本実施形態の第5実施例に係るズームレンズZL(5)のレンズ構成を示す図である。このズームレンズZL(5)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4とを有して構成される。この例では第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が後群レンズ群GRを構成する。そして、後群レンズ群GRにおいて、最も像側から順に第4レンズ群G4が最終レンズ群GE、第3レンズ群G3がFレンズ群GFを構成し、第3レンズ群G3(Fレンズ群GF)が合焦レンズ群を構成する。
 第2レンズ群G2の像側に開口絞りSが配置され、第3レンズ群G3と一緒に光軸方向に移動する。第4レンズ群G4の像側に像面Iが位置する。
 変倍時には、第1~第4レンズ群G1~G4が、図9において矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。この移動による生じる各レンズ群の間隔、すなわち表5の[レンズ諸元]の欄に示す面間隔D1,D2,D3が可変であり、その値を[可変間隔データ]の欄に示している。
 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負メニスカスレンズL11と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、両凸形状の正レンズL14とから構成される。負メニスカスレンズL11の像側の面および負メニスカスレンズL12の像側の面が非球面形状である。
 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正メニスカスレンズL21と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズとから構成される。
 第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32とから構成される。負メニスカスレンズL32の像側の面が非球面形状である。
 第4レンズ群G4は、両凹形状の負レンズL41および両凸形状の正レンズL42の接合レンズから構成される。この第4レンズ群G4および上記第3レンズ群G3が後群レンズ群GRを構成する。両凸形状の正レンズL42の像側の面が非球面形状である。
 ズームレンズZL(5)においては、第3レンズ群G3を物体側面方向へ移動させることにより、無限遠(遠距離物体)から近距離物体への合焦が行われる。
 本実施例に係るズームレンズZL(5)は、図9において矢印で示すように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1を像側に移動させ、第2~第4レンズ群G2~G4を物体側に移動させる構成である。開口絞りSは、変倍に際し、第2レンズ群G2と一体的に移動する。このように広角端状態から望遠端状態への変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が狭くなる。また、変倍時における第2レンズ群G2と第4レンズ群G4との移動軌跡が同一である。
 以下の表5に、第5実施例に係る光学系の各諸元の値を示す。
(表5)
[レンズ諸元]
面番号  R     D    νd    nd
  1   93.21240   1.847  53.30   1.69370 
 *2   13.52240   5.931
  3   29.89960   2.955  46.76   1.76546 
 *4   20.20150   9.371
  5  -56.70350   1.847  44.85   1.74397 
  6   78.54540   0.100
  7   38.64210   8.000  30.65   1.69256 
  8  -69.11270    D1
  9   20.04870   3.000  82.57   1.49782 
 10   72.62870   0.100
 11   27.61350   1.500  44.85   1.74397 
 12   10.84710   5.500  55.25   1.52004 
 13  593.20040   2.000
 14    ∞      D2             (絞りS)
 15   25.23910   6.000  82.57   1.49782 
 16  -20.00280   0.100
 17  -35.40880   2.000  40.17   1.85135 
*18  -716.06180    D3
 19  -69.18060   2.000  44.91   1.74319
 20   16.99120   9.000  63.88   1.51680 
*21  -50.41600    Bf
 
[非球面データ]
非球面    κ     A4      A6
第2面     -1.00000   1.38355E-06   2.07620E-08
第4面     -1.00000   3.59847E-05   2.08880E-08
第18面    -1.00000   2.70717E-05   3.79198E-08
第21面    -1.00000   1.19458E-05   6.17241E-08
 
非球面    A8      A10      A12
第2面    -1.89816E-10   5.02341E-13       -
第4面     4.46280E-10  -1.00580E-12   1.42060E-17
第18面    3.60945E-10   1.44176E-12       -
第21面   -3.96485E-10   3.16643E-13       -
 
[全体諸元]
f=14.420~20.000~29.100
FNO=4.10~4.10~4.10
ω=58.12°~48.25°~36.38°
Y=21.70~21.70~21.70
 
[可変間隔データ]
    wide   middle   tele
D1   27.410   13.108   1.500
D2   7.612   6.891   5.627
D3   4.000   4.721   5.985
Bf   21.168   28.042   38.588
全長 121.440  114.013  112.952
 
[レンズ群データ]
f1   -22.394
f2    41.067
f3    46.152
f4   -80.774
 
[条件式対応値]
条件式(1) f1/fE = 0.277
条件式(2) f1/fF = -0.485
条件式(3) f2/fF = 0.890
条件式(4) -f1/f2 = 0.545
条件式(5) Bfw/fw = 1.468
条件式(6) -f1/f2Rw = 0.708
条件式(7) f1/fFEw = -0.233
条件式(8) -f1/fRw = 0.233
条件式(9) ωw = 58.12°
 
 上記[条件式対応値]の表に示すように、図9に示す第5実施例に係るズームレンズZL(5)は、上記条件式(1)~(9)の全てを満たしている。
 図10(A)、図10(B)および図10(C)はそれぞれ、第5実施例に係るズームレンズZL(5)の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。各諸収差図から分かるように、第5実施例に係るズームレンズZL(5)は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正しており、優れた結像性能を有している。
(第6実施例)
 第6実施例について、図11および図12並びに表6を用いて説明する。図11は、本実施形態の第6実施例に係るズームレンズZL(6)のレンズ構成を示す図である。このズームレンズZL(6)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4とを有して構成される。この例では第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が後群レンズ群GRを構成する。そして、後群レンズ群GRにおいて、最も像側から順に第4レンズ群G4が最終レンズ群GE、第3レンズ群G3がFレンズ群GFを構成し、第3レンズ群G3(Fレンズ群GF)の最も像側のレンズL35が合焦レンズ群を構成する。
 第2レンズ群G2の像側に、明るさを決定する開口絞りSが配置されている。開口絞りSは、第2レンズ群G2とは独立して配置されているが第2レンズ群G2と一緒に光軸方向に移動する。第4レンズ群G4の像側に像面Iが位置する。
 変倍時には、第1~第4レンズ群G1~G4が、図11において矢印で示すように、それぞれ光軸方向に移動する。この移動による生じる各レンズ群の間隔、すなわち表6の[レンズ諸元]の欄に示す面間隔D1,D2,D3が可変であり、その値を[可変間隔データ]の欄に示している。
 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負メニスカスレンズL11と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とから構成される。負メニスカスレンズL11の像側の面と、負メニスカスレンズL12の像側の面が非球面形状である。
 第2レンズ群G2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L21と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズとから構成される。
 第3レンズ群G3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負メニスカスレンズL31および像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL32の接合レンズと、両凸形状の正レンズL33と、両凸形状の正レンズL34と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とから構成される。正メニスカスレンズL32の像側の面が非球面形状である。
 第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL41と、両凹形状の負レンズL42とから構成される。第4レンズ群G4と上記第3レンズ群G3を合わせて後群レンズ群GRを構成する。負レンズL42の物体側の面が非球面形状である。
 ズームレンズZL(6)においては、第3レンズ群G3の最も像側のレンズL35を像面方向へ移動させることにより、無限遠(遠距離物体)から近距離物体への合焦が行われる。
 本実施例に係るズームレンズZL(6)は、図11において矢印で示すように、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1を像側に移動させ、第2~第4レンズ群G2~G4を物体側に移動させる構成である。開口絞りSは、変倍に際し、第2レンズ群G2と一体的に移動する。このように広角端状態から望遠端状態への変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が狭くなる。また、変倍時における第2レンズ群G2と第4レンズ群G4との移動軌跡が同一である。
 以下の表6に、第6実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表6)
[レンズ諸元]
面番号  R     D    νd    nd
  1   59.8522   3.000  53.32   1.69370 
 *2   20.0478   9.500
  3  114.7269   2.900  53.32   1.69370 
 *4   22.1986  11.955
  5  -224.8102   1.900  82.57   1.49782 
  6   31.3956   0.665
  7   29.3038   4.500  35.73   1.90265 
  8   98.7168    D1
  9  331.6158   2.000  67.00   1.59349 
 10  -82.5907   1.205
 11   22.2836   1.200  40.66   1.88300 
 12   12.6519   4.500  56.00   1.56883 
 13  163.3779   2.500
 14    ∞     D2             (絞りS)
 15   27.8092   1.100  46.59   1.81600 
 16   12.6205   4.710  64.08   1.51612 
*17   59.9800   0.200
 18   34.7740   3.150  82.57   1.49782 
 19  -41.7717   0.250 
 20   76.1603   3.050  82.57   1.49782 
 21  -41.4669   1.115 
 22  158.9131   1.000  45.31   1.79500 
 23   25.4250    D3
 24  -179.2003   3.000  82.57   1.49782 
 25  -29.1129   1.000 
*26  -44.2756   1.400  46.75   1.76546 
 27  333.0581    Bf
 
[非球面データ]
非球面    κ     A4      A6
第2面      -1.00000  -5.37297E-06  -2.45009E-08
第4面      -1.00000   3.94361E-05   1.22579E-07
第17面      0.00000  -4.54651E-07  -1.25750E-07
第26面     -1.00000  -2.29913E-05  -3.91709E-08
 
非球面    A8      A10      A12
第2面     3.23042E-11  -4.78483E-15       -
第4面    -5.49173E-10   3.15773E-12  -5.51800E-15
第17面    2.28790E-10  -9.64769E-12       -
第26面   -5.02820E-11  -2.37742E-13       -
 
[全体諸元]
f=14.430~20.010~29.110
FNO=4.00~4.00~4.00
ω=57.66°~46.96°~35.32°
Y=21.07~21.70~21.70
 
[可変間隔データ]
    wide   middle   tele
D1   25.911   12.633   2.346 
D2   8.768   6.786   4.521 
D3   3.925   5.907   8.171 
Bf   21.438   27.017   36.366 
全長 125.841   118.142  117.203
 
[レンズ群データ]
f1   -22.037
f2    47.094
f3    54.811
f4   -199.936
 
[条件式対応値]
条件式(1) f1/fE = 0.110
条件式(2) f1/fF = -0.402
条件式(3) f2/fF = 0.859
条件式(4) -f1/f2 = 0.468
条件式(5) Bfw/fw = 1.486
条件式(6) -f1/f2Rw = 0.739
条件式(7) f1/fFEw = -0.331
条件式(8) -f1/fRw = 0.331
条件式(9) ωw = 57.66° 
 
 上記[条件式対応値]の表に示すように、図11に示す第6実施例に係るズームレンズZL(6)は、上記条件式(1)~(9)の全てを満たしている。
 図12(A)、図12(B)および図12(C)はそれぞれ、第6実施例に係るズームレンズZL(6)の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。各諸収差図から分かるように、第6実施例に係るズームレンズZL(6)は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正しており、優れた結像性能を有している。
 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、本実施形態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。
 本実施形態のズームレンズの実施例として5群もしくは4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、6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、本実施形態のズームレンズの最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、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。
 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良い。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。
 レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、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良い。第1レンズ群と合焦レンズ群の間のレンズ群の少なくとも一部のレンズを防振レンズ(防振レンズ群)とするのが好ましい。
 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、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工およ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でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、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良い。
 開口絞りは第2レンズ群近傍又は中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、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
 各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、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良い。
 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
 GR 後群レンズ群          GE 最終レンズ群
 GF Fレンズ群

Claims (15)

  1.  物体側から順に並んだ、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レンズ群と、後群レンズ群とから成り、
     前記後群レンズ群は、最も像側から順に、最終レンズ群とFレンズ群を有し、
     前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記後群レンズ群を構成するレンズ群は、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
     合焦時に、前記Fレンズ群の少なくとも一部が移動し、
     下記の条件式を満足する変倍光学系。
     -0.220 < f1/fE < 0.280
     但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
        fE:前記最終レンズ群の焦点距離
  2.  下記の条件式を満足する請求項1に記載の変倍光学系。
     -0.500 < f1/fF < 0.700
     但し、fF:前記Fレンズ群の焦点距離
  3.  下記の条件式を満足する請求項1または2に記載の変倍光学系。
     -1.500 < f2/fF < 0.950
     但し、f2:前記第2レンズ群の焦点距離
        fF:前記Fレンズ群の焦点距離
  4.  下記の条件式を満足する請求項1~3のいずれかに記載の変倍光学系。
     0.400 < -f1/f2 < 1.200
     但し、f2:前記第2レンズ群の焦点距離
  5.  前記第1レンズ群における最も物体側のレンズは非球面を有する請求項1~4のいずれか記載の変倍光学系。
  6.  広角状態から望遠状態への変倍時に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  7.  変倍時における、前記第2レンズ群と前記最終レンズ群の移動軌跡が同じである請求項1~6のいずれかに記載の変倍光学系。
  8.  下記の条件式を満足する請求項1~7のいずれかに記載の変倍光学系。
     1.000 < Bfw/fw < 2.000
     但し、Bfw:広角端状態における全系のバックフォーカス
        fw:広角端状態における全系の焦点距離
  9.  下記の条件式を満足する請求項1~8のいずれかに記載の変倍光学系。
     0.100 < -f1/f2Rw < 1.600
     但し、f2Rw:前記第2レンズ群と前記後群レンズ群の広角端状態における合成焦点距離
  10.  下記の条件式を満足する請求項1~9のいずれかに記載の変倍光学系。
     -0.500 < f1/fFEw < 1.000
     但し、fFEw:前記Fレンズ群と前記最終レンズ群の広角端状態における合成焦点距離
  11.  下記の条件式を満足する請求項1~10のいずれかに記載の変倍光学系。
     -1.000 < -f1/fRw < 0.600
     但し、fRw:前記後群レンズ群の広角端状態における焦点距離
  12.  下記の条件式を満足する請求項1~11のいずれかに記載の変倍光学系。
     40.00° < ωw < 80.00°
     但し、ωw:広角端状態における半画角
  13.  前記後群レンズ群は、最も物体側に、正の屈折力を有する第3レンズ群を有することを特徴とする請求項1~12のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  14.  請求項1~13のいずれかに記載の変倍光学係を搭載して構成される光学装置。
  15.  物体側から順に並んだ、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レンズ群と、後群レンズ群とから成る変倍光学系の製造方法であって、
     前記後群レンズ群は、最も像側から順に、最終レンズ群とFレンズ群を有し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記後群レンズ群を構成するレンズ群は、変倍時に、各レンズ群が移動するとともに隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、合焦時に、前記Fレンズ群の少なくとも一部が移動し、下記の条件式を満足するように、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記後群レンズ群を鏡筒内に配置するように構成された変倍光学系の製造方法。
     -0.220 < f1/fE < 0.280
    但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
       fE:前記最終レンズ群の焦点距離
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