JPH1195101A

JPH1195101A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH1195101A
Application number: JP9257204A
Authority: JP
Inventors: Junji Hashimura; 淳司橋村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-09
Also published as: US6384985B1

Abstract

(57)【要約】【課題】大口径比・高倍率でありながら、非常に高性
能なズームレンズを少ない構成枚数で提供する。【解決手段】正のパワーを有する第１レンズ群(Gr
1)，負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)，第３レン
ズ群(Gr3)，第４レンズ群(Gr4)の４成分をそれぞれレン
ズ１枚で構成した。第２レンズ群(Gr2)と第４レンズ群
(Gr4)が屈折率分布型レンズ(GRIN1,GRIN2)であり、*が
付された面が非球面、#が付された面が回折光学面であ
る。第２レンズ群(Gr2)のパワーと広角端[Ｗ]での全系
のパワーとの比を適切に規定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズに関
するものであり、特に写真用カメラやビデオカメラ等に
適した、大口径比で高倍率なズームレンズに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、写真用カメラやビデオカメラ
等のズームレンズにおいて、物体側から順に、正のパワ
ーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レ
ンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、の４つの
レンズ群から成るものが種々提案されている。例えば、
特開平４−３６９６１１号公報においては、物体側から
順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワー
を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ
群とから成り、少なくとも１つのレンズ群に屈折率分布
型レンズを含むズームレンズが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の特開平４−３６
９６１１号公報に記載されているズームレンズでは、一
部のレンズ群に屈折率分布型レンズを用いることにより
レンズ枚数の削減を行っているが、第２レンズ群のパワ
ーが強いために、そのレンズ群の構成枚数が多くなって
しまっているという問題があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、大口径比・高倍率であ
りながら、非常に高性能なズームレンズを少ない構成枚
数で提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明のズームレンズは、物体側から順に、正
のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する
第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから
成り、以下の条件を満足することを特徴とする。 0.
4＜｜φ2／φW｜＜0.8 ただし、 φ2：第２レンズ群のパワー、 φW：広角端での全系のパワーである。

【０００６】第２の発明のズームレンズは、上記第１の
発明の構成において、前記第１乃至第４レンズ群中の少
なくとも１つのレンズ群に屈折率分布型レンズを含み、
以下の条件を満足することを特徴とする。 0＜sgn[φG]・N1／φG²＜10.0 ただし、 sgn[φG]：屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワー
が負のとき＋１，屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワーが正のとき
−１、 N1 ：屈折率分布型レンズの２次の屈折率分布係数、 φG：屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワーである。

【０００７】第３の発明のズームレンズは、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記第２レンズ群中に屈
折率分布型レンズを含むことを特徴とする。

【０００８】第４の発明のズームレンズは、上記第１，
第２又は第３の発明の構成において、前記屈折率分布型
レンズの少なくとも１面が回折光学面であることを特徴
とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したズームレ
ンズを、図面を参照しつつ説明する。

【００１０】《第１〜第４の実施の形態の構成(図１，
図３，図５，図７)》図１，図３，図５，図７は、第１
〜第４の実施の形態のズームレンズにそれぞれ対応する
レンズ構成図であり、広角端[Ｗ]，ミドル(中間焦点距
離状態)[Ｍ]及び望遠端[Ｔ]でのレンズ配置を示してい
る。各レンズ構成図中の矢印ｍ１〜ｍ４は、広角端[Ｗ]
からミドル[Ｍ]，ミドル[Ｍ]から望遠端[Ｔ]へのズーミ
ングにおける第１レンズ群(Gr1)〜第４レンズ群(Gr4)の
移動をそれぞれ模式的に示している。また、各レンズ構
成図中、Si(i=1,2,3,...)が付された面は物体側から数
えてi番目の面であり、Siに*印が付された面は非球面、
Siに#印が付された面は回折光学面である。di(i=1,2,
3,...)が付された各レンズ群間の軸上面間隔は、物体側
から数えてi番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにお
いて変化する可変間隔である。

【００１１】第１及び第２の実施の形態では、第１レン
ズ群(Gr1)及び第３レンズ群(Gr3)がそれぞれ１枚の均質
レンズから成っており、第２レンズ群(Gr2)及び第４レ
ンズ群(Gr4)がそれぞれ１枚の屈折率分布型レンズ(GRIN
1,GRIN2)から成っている。第１レンズ群(Gr1)は、物体
側に凸の正メニスカスレンズ又は両凸の正レンズから成
っている。第２レンズ群(Gr2)は、像側に凹の負メニス
カス形状又は両凹形状のレンズ(GRIN1)から成ってい
る。第３レンズ群(Gr3)は、像側に凸面を有する正メニ
スカスレンズ又は両凸レンズから成っている。第４レン
ズ群(Gr4)は、物体側に凹面又は像側に強い曲率の凸面
を有する正レンズ(GRIN2)から成っている。

【００１２】第３及び第４の実施の形態では、第１レン
ズ群(Gr1)及び第３レンズ群(Gr3)がそれぞれ１枚の均質
レンズから成っており、第２レンズ群(Gr2)が１枚の屈
折率分布型レンズ(GRIN1)から成っており、第４レンズ
群(Gr4)が１枚の貼合わせレンズから成っている。第１
レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の正メニスカスレンズか
ら成っている。第２レンズ群(Gr2)は、像側に凹の負メ
ニスカスレンズ(GRIN1)から成っている。第３レンズ群
(Gr3)は、像側に強い曲率の凸面を有する負メニスカス
レンズから成っている。第４レンズ群(Gr4)は、物体側
に凸の負メニスカスレンズと両凸の正レンズとの貼合せ
レンズから成っている。

【００１３】《第１〜第４の実施の形態の特徴》第１〜
第４の実施の形態は、以下の条件式(1)を満足するよう
に構成されている。このように、物体側から順に、正の
パワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有
する第２レンズ群(Gr2)と、第３レンズ群(Gr3)と、第４
レンズ群(Gr4)と、の４つのレンズ群から成るズームレ
ンズにおいては、条件式(1)を満足するように構成され
ていることが望ましい。 0.4＜｜φ2／φW｜＜0.8 …(1) ただし、 φ2：第２レンズ群(Gr2)のパワー、 φW：広角端[Ｗ]での全系のパワーである。

【００１４】条件式(1)を満たすことによって、このタ
イプのズームレンズにおいて最も困難とされる、第２レ
ンズ群(Gr2)のレンズ構成枚数の削減が可能となる。条
件式(1)の上限を超えた場合には、第２レンズ群(Gr2)の
パワーが強くなりすぎて、レンズ群を少ない枚数で構成
するのが困難になる。また、条件式(1)の下限を超えた
場合には、第２レンズ群(Gr2)のパワーが弱くなりすぎ
て、像側のレンズ群{特に第４レンズ群(Gr4)}において
軸外光線の通過位置が高くなってしまい、レンズ径の増
大を招くとともに照度を確保するのが困難になる。

【００１５】前述したように、第１〜第４の実施の形態
では、第２レンズ群(Gr2)や更には第４レンズ群(Gr4)
が、以下の式(GR)で表される屈折率分布型レンズ(GRIN
1,GRIN2)で構成されている。このように、物体側から順
に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパ
ワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、第３レンズ群(Gr3)
と、第４レンズ群(Gr4)と、の４つのレンズ群から成る
ズームレンズにおいては、第１乃至第４レンズ群(Gr1)
〜(Gr4)中の少なくとも１つのレンズ群に、以下の式(G
R)で表されるような屈折率分布型レンズを含むことが望
ましい。このような屈折率分布型レンズを用いると、収
差補正の自由度が増えるため、光学系の構成枚数を減ら
すことができる。

【００１６】 N(r)＝N0＋N1・r²＋N2・r⁴＋N3・r⁶＋N4・r⁸＋… …(GR) ただし、式(GR)中、 r ：光軸に対して垂直な方向の高さ、 N(r)：高さrの位置での屈折率(すなわち屈折率分布)、 N0 ：光軸上での屈折率、 Ni ：2i次(i=1,2,3,…；rの2i乗)の屈折率分布係数(つ
まり、N1：２次の屈折率分布係数，N2：４次の屈折率分
布係数，N3：６次の屈折率分布係数，N4：８次の屈折率
分布係数，…)である。

【００１７】前述したように、第１，第２の実施の形態
は、各レンズ群がレンズ１枚で構成されており、第２レ
ンズ群(Gr2)と第４レンズ群(Gr4)が屈折率分布型レンズ
(GRIN1,GRIN2)から成っている。このように、物体側か
ら順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負
のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、第３レンズ群
(Gr3)と、第４レンズ群(Gr4)と、の４つのレンズ群から
成るズームレンズにおいて、各レンズ群をそれぞれレン
ズ１枚構成にする場合には、少なくとも第２レンズ群(G
r2)と第４レンズ群(Gr4)は屈折率分布型レンズであるこ
とが望ましい。

【００１８】ところで、過去の論文等によれば、球面又
は平板から成る屈折率分布型レンズで単焦点レンズを構
成すると、３次の収差補正に対する自由度が足りなくな
るため、単焦点レンズを屈折率分布型レンズ１枚で構成
することは、収差補正上不可能とされていた(L.G.Atkin
son et.al.の“Design of a gradient-index photograp
hic objective”,Appl.Opt.,Vol.21,1982,993-998を参
照。)。ズームレンズについても同様のことが言える。
ズームを構成するレンズ群をそれぞれレンズ１枚で構成
した場合でも、やはり３次収差の自由度が足りなくなる
ため収差補正が不可能となる。結局、ズームレンズの各
群を屈折率分布型レンズ１枚で構成するのは不可能とい
うことになる。また、ズームレンズを構成するレンズ群
を非球面又は球面から成る均質レンズのみで構成した場
合には、色収差補正やペッツバール和補正の能力が非球
面には無いため、少なくとも２枚のレンズ(正レンズ１
枚と負レンズ１枚)が各群に必要とされる。

【００１９】このような問題を解決するために、第１〜
第４の実施の形態では、屈折率分布型レンズ(GRIN1,GRI
N2)の少なくとも１つの面に非球面を用いている。ズー
ムレンズを構成するレンズ群に屈折率分布型レンズを用
いるとともに、屈折率分布型レンズの少なくとも１つの
面を非球面とすることによって、各群をレンズ１枚で構
成しながら大口径比で高倍率なズームレンズを達成する
ことが可能となる。しかも、これにより各レンズ群の厚
さを小さくすることができるため、ズームレンズ全体の
コンパクト化をも達成することができる。

【００２０】第１〜第４の実施の形態に用いられている
屈折率分布型レンズ(GRIN1,GRIN2)は、以下の条件式(2)
を満たしている。このように、条件式(2)を満たした屈
折率分布型レンズを用いることは、ペッツバール和を良
好に補正する上で望ましい。 0＜sgn[φG]・N1／φG²＜10.0 …(2) ただし、 sgn[φG]：屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワー
が負のとき＋１，屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワーが正のとき
−１、 N1 ：屈折率分布型レンズの２次の屈折率分布係数、 φG：屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワーである。

【００２１】この条件式(2)は、屈折率分布型レンズの
屈折率分布に関するものであり、主に、屈折率分布型レ
ンズが用いられたレンズ群内でのペッツバール和を補正
するための条件を規定している。この条件範囲を超えた
場合には、屈折率分布型レンズによるペッツバール和の
補正が困難になるとともに、屈折率分布が大きくなるた
め製造が困難になる。

【００２２】第１〜第４の実施の形態は、以下の式(DS)
で表される回折光学面(すなわち、回折光学素子が有す
る回折格子面)を有する構成となっている。このよう
に、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群
(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、第
３レンズ群(Gr3)と、第４レンズ群(Gr4)と、の４つのレ
ンズ群から成るズームレンズにおいては、式(DS)で表さ
れるような回折光学面を有することが望ましい。

【００２３】φ(H)＝2π・{Σ(Ri・Hⁱ)}／λ0 …(DS) ただし、式(DS)中、 φ(H)：位相関数、 H ：光軸に対して垂直な方向の高さ、 Ri ：i次の位相係数、 λ0 ：設計波長である。

【００２４】上記のような回折光学面を用いると、収差
補正の自由度が増えるとともに、回折格子が持つ負分散
の効果によって、少ないレンズ枚数で色収差を補正する
ことが可能になる。したがって、高い光学性能を保持し
つつ光学系全体の構成枚数を減らすことができる。そし
て、回折光学面を前述した屈折率分布型レンズの少なく
とも１面に用いるのが更に効果的であり、第１，第３，
第４の実施の形態では、第２レンズ群(Gr2)を構成して
いる屈折率分布型レンズ(GRIN1)に回折光学面を用いて
いる。

【００２５】第１〜第４の実施の形態には、以下の条件
式(3)を満たす回折光学素子が用いられている。このよ
うに、条件式(3)を満たす回折光学素子を用いること
は、色収差を良好に補正する上で望ましい。 0.02＜｜φd／φ｜＜0.8 …(3) ただし、 φd：回折光学面のパワー、 φ ：回折光学面を含むレンズ群のパワーであり、φd，φは以下の式(a),(b)でそれぞれ表され
る。 φd＝-2・m・R2 …(a) φ＝φr＋φd …(b) ここで、 m ：回折次数、 R2 ：２次の位相係数、 φr：回折光学面を含むレンズ群を構成している屈折光
学系の合成パワー(すなわち、レンズを均質レンズとし
た場合のパワーと、屈折率分布型レンズの媒質のパワー
と、の和)である。

【００２６】この条件式(3)は、回折光学素子のパワー
を規定する条件式である。条件式(3)の上限を超える
と、レンズ群内での回折光学素子のパワーが強くなりす
ぎるため、回折光学素子の色収差補正が過剰となる。逆
に条件式(3)の下限を超えると、レンズ群内での回折光
学素子のパワーが弱くなりすぎるため、色収差補正が不
足となる。

【００２７】第１〜第４の実施の形態は、以下の条件式
(4)を満足するように構成されている。このように、物
体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)
と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、第３レ
ンズ群(Gr3)と、第４レンズ群(Gr4)と、の４つのレンズ
群から成るズームレンズにおいては、条件式(4)を満た
すことが望ましい。 0.1＜｜φ1／φ2｜＜0.4 …(4) ただし、 φ1：第１レンズ群(Gr1)のパワー、 φ2：第２レンズ群(Gr2)のパワーである。

【００２８】この条件式(4)は、大口径・高倍率のズー
ムレンズをコンパクトにしながらバランス良く収差補正
するための、ズーム解が満たすべき望ましい条件を規定
している。条件式(4)の上限を超えると、第１レンズ群
(Gr1)のパワーが第２レンズ群(Gr2)のパワーに比べて強
くなり、広角端[Ｗ]での第１レンズ群(Gr1)と第２レン
ズ群(Gr2)との合成パワーと、望遠端[Ｔ]での第２レン
ズ群(Gr2)から第４レンズ群(Gr4)までの合成パワーとが
弱くなるため、光学系全体の大きさが増大してしまう。
また、条件式(4)の下限を超えた場合には、第２レンズ
群(Gr2)のパワーが強くなりすぎてしまうため、収差補
正が困難になる。

【００２９】〈第１レンズ群(Gr1)の特徴〉第１レンズ
群(Gr1)をレンズ１枚で構成する場合、屈折率分布型レ
ンズを用いるとレンズ径が増大してしまう。また、屈折
率分布型レンズは、レンズ群が持つペッツバール和を補
正する上で必ずしも必要ではない。そこで、第１レンズ
群(Gr1)をレンズ１枚で構成する場合には、回折光学面
を少なくとも１面有する均質レンズを用いればよい。こ
れにより、第１レンズ群(Gr1)での色収差補正を行うこ
とができる。

【００３０】第１レンズ群(Gr1)に用いる回折光学素子
は、以下の条件式(5)を満たすことが望ましい。 0.02＜｜φ1d／φ1｜＜0.8 …(5) ただし、 φ1d：第１レンズ群(Gr1)に設けられている回折光学面
のパワー、 φ1 ：第１レンズ群(Gr1)のパワーであり、φ1d，φ1は以下の式(c),(d)でそれぞれ表され
る。 φ1d＝-2・m・R2 …(c) φ1＝φ1r＋φ1d …(d) ここで、 m ：回折次数、 R2 ：２次の位相係数、 φ1r：第１レンズ群(Gr1)を構成している屈折光学系の
合成パワー(すなわち、レンズを均質レンズとした場合
のパワーと、屈折率分布型レンズの媒質のパワーと、の
和)である。

【００３１】この条件式(5)は、回折光学素子のパワー
を規定する条件式である。条件式（５）の上限を超える
と、第１レンズ群（Ｇｒ１）内での回折光学素子のパワ
ーが強くなりすぎるため、回折光学素子の色収差補正が
過剰となる。逆に条件式(5)の下限を超えると、第１レ
ンズ群(Gr1)内での回折光学素子のパワーが弱くなりす
ぎるため、色収差補正が不足となる。

【００３２】第１レンズ群(Gr1)を１枚のレンズで構成
する場合、物体側に強い凸面を有する正レンズで構成す
るか、あるいは物体側に凸の正メニスカス形状とするこ
とが望ましい。このような形状を採用することによっ
て、第１レンズ群(Gr1)で発生する球面収差とコマ収差
を小さくすることができる。この形状は、特に望遠端
[Ｔ]での球面収差とコマ収差の補正を行う上で望ましい
形状である。また、この形状にすると、第１レンズ群(G
r1)の後側主点位置がレンズの前側になるので、光学系
の全長を短くする効果が得られる。

【００３３】第１レンズ群(Gr1)を１枚のレンズで構成
する場合、そのレンズは以下の条件式(6)を満たすこと
が望ましい。 0.0＜(R12+R11)／(R12-R11)＜5.0 …(6) ただし、 R11：第１レンズ群(Gr1)の物体側面の曲率半径、 R12：第１レンズ群(Gr1)の像側面の曲率半径である。

【００３４】この条件式(6)は、第１レンズ群(Gr1)に屈
折率分布型レンズを用いた場合の、屈折率分布型レンズ
のレンズ形状に関するものである。条件式(6)の上限を
超えた場合には、特に球面収差がオーバー側に倒れてし
まうので望ましくない。また、条件式(6)の下限を超え
た場合には、球面収差がアンダー側に倒れてしまうので
望ましくない。

【００３５】第１レンズ群(Gr1)中のレンズに非球面を
用いる場合、その非球面は、0＜H＜Hmaxにおいて以下の
条件式(7)を満たすことが望ましい。 -2.0＜(φa−φ0a)／φ1＜2.0 …(7) ただし、 H ：レンズ径方向の高さ、 Hmax：レンズ有効径、 φa ：非球面の局所的なパワー、 φ0a：非球面の基準曲率によるパワー、 φ1 ：第１レンズ群(Gr1)のパワーであり、φa及びφ0aは以下の式(e),(f)で表される。 φa＝Calo{N(H)'-N(H)} …(e) φ0a＝C0(N0'-N0) …(f) ここで、 Calo ：非球面の各高さHでの局所的な曲率、 C0 ：非球面の基準曲率、 N(H)'：非球面の像側媒質の各高さHでの屈折率、 N(H) ：非球面の物体側媒質の各高さHでの屈折率、 N0' ：非球面の像側媒質の光軸上での屈折率、 N0 ：非球面の物体側媒質の光軸上での屈折率である。

【００３６】この条件式(7)は、第１レンズ群(Gr1)中に
非球面を用いた場合に、それが満たすべき望ましい条件
を規定している。条件式(7)の上限を超えると、第１レ
ンズ群(Gr1)内の球面系で発生している諸収差を非球面
で更に悪くすることになるので望ましくない。また、条
件式(7)の下限を超えると、非球面による補正が過多と
なり、例えば、複数の非球面を用いた場合でもその補正
過多を他の非球面によって打ち消すのが困難になるので
望ましくない。

【００３７】〈第２レンズ群(Gr2)の特徴〉第１〜第４
の実施の形態のように、物体側から順に、正のパワーを
有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２
レンズ群(Gr2)と、第３レンズ群(Gr3)と、第４レンズ群
(Gr4)と、の４つのレンズ群から成るズームレンズにお
いては、第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズを用
いることが望ましい。第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布
型レンズを用いることによって、第２レンズ群(Gr2)の
構成枚数を少なくすることができる。

【００３８】物体側から順に、正のパワーを有する第１
レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、第３
レンズ群と、第４レンズ群と、の４つのレンズ群から成
るズームレンズにおいて、第２レンズ群を均質レンズの
みで構成しようとすると、第２レンズ群中に含まれる負
レンズの数が１枚の場合には、第２レンズ群内でのペッ
ツバール和の負の増大を補正することが困難になる。こ
のため、少なくとも２枚の負レンズが必要となり、色収
差の補正をも考慮すると少なくとも１枚の正レンズが必
要となるので、トータルで少なくとも３枚のレンズが必
要になる。このように従来の設計では第２レンズ群の構
成枚数が多いことから、第２レンズ群の構成枚数を削減
することが、ズームレンズ全体の枚数削減に対して最も
大きなポイントとなる。この観点から、第２レンズ群に
前述の式(GR)で表されるような屈折率分布型レンズを用
いることが望ましく、第２レンズ群に屈折率分布型レン
ズを用いることは、構成枚数を削減する上で有効であ
る。

【００３９】また、上記４つのレンズ群から成るズーム
レンズでは、第２レンズ群のパワーが強いため、球面又
は平板から成る屈折率分布型レンズで十分な性能を確保
し、かつ、構成枚数を削減することは非常に困難であ
る。そこで、第１〜第４の実施の形態のように、物体側
から順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、
負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、第３レンズ
群(Gr3)と、第４レンズ群(Gr4)と、の４つのレンズ群か
ら成るズームレンズにおいては、第２レンズ群(Gr2)に
式(GR)で表されるような屈折率分布型レンズを用いると
ともに、第２レンズ群(Gr2)中の少なくとも１つの面に
非球面を用いることが望ましい。これによって、第２レ
ンズ群(Gr2)の構成枚数を１枚にすることが可能にな
る。

【００４０】また、第１〜第４の実施の形態のように、
物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr
1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、第３
レンズ群(Gr3)と、第４レンズ群(Gr4)と、の４つのレン
ズ群から成るズームレンズにおいては、第２レンズ群(G
r2)に回折光学面を少なくとも１面用いることが望まし
い。第２レンズ群(Gr2)に回折光学面を少なくとも１面
用いることにより、第２レンズ群(Gr2)の構成枚数を少
なくすることができる。しかも、第２レンズ群(Gr2)を
屈折率分布型レンズ１枚で構成する場合には、回折格子
の持つ負分散によって屈折率分布型レンズの分散の方向
を正の方向とすることが可能になるので、製造が比較的
容易になる。

【００４１】第２レンズ群(Gr2)に用いる屈折率分布型
レンズは、以下の条件式(8)を満たすことが望ましい。 -5.0＜N1d2／φ2²＜10.0 …(8) ただし、 N1d2：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する２次の屈折率分布係数、 φ2：第２レンズ群(Gr2)のパワーである。

【００４２】この条件式(8)は、第２レンズ群(Gr2)中に
用いる屈折率分布型レンズの屈折率分布に関するもので
あり、主に、第２レンズ群(Gr2)内でのペッツバール和
を補正するための条件を規定している。条件式(8)の下
限を超えた場合には、第２レンズ群(Gr2)のペッツバー
ル和が負に大きくなってしまう。また、条件式(8)の上
限を超えた場合には、屈折率分布型レンズによるペッツ
バール和の補正が過多になるとともに、屈折率分布が大
きくなるため製造が困難になる。

【００４３】第２レンズ群(Gr2)を屈折率分布型レンズ
１枚のみで構成すると、その屈折率分布の分散の方向が
負方向(ν1＜０となる方向)となってしまい、製造が非
常に困難になる。屈折率分布型レンズに回折光学面(回
折格子面)を用いると、回折格子が持つ負の分散によっ
て、軸上色収差と倍率色収差を補正することができる。
このときに補正過多となった負の分散による色収差を屈
折率分布によって補正すれば、屈折率分布の分散分布の
方向を、正の色収差を発生する方向(ν1＞０となる方
向)又は負の弱い分散分布の方向(ν1が大きな負の値と
なる方向)とすることができ、屈折率分布型レンズのみ
で色補正を行う場合(ν1が負の小さい値となる方向とな
る)と違い、屈折率分布型レンズが製造容易な方向の屈
折率分布となりうる。更にこのとき、屈折率分布型レン
ズの両側の面を回折光学面とすることによって、屈折率
分布の方向を製造容易な方向としながら、そのとき必要
となる回折作用によるパワーを両方の面に分散すること
ができるので、色収差を補正しつつ、屈折率分布，回折
格子共に製造が可能となる。

【００４４】なお、上記ν1は以下の式(g)で定義され
る。 ν1＝N1d／(N1f−N1C) …(g) ただし、 N1d：ｄ線に対する２次の屈折率分布係数、 N1f：ｆ線に対する２次の屈折率分布係数、 N1C：Ｃ線に対する２次の屈折率分布係数である。

【００４５】第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、0＜H＜Hmax
において以下の条件式(9)を満たすことが望ましい。 -0.5＜sgn[N1]・{νd(H)-νd(0)}／νd(0)＜2.0 …(9) ただし、 H ：レンズ径方向の高さ、 Hmax：レンズ有効径、 sgn[N1]：２次の屈折率分布係数N1が負のとき＋１，２次の屈折率分布係数N1が正のとき−１、 νd(H)：屈折率分布型レンズ内で光軸から垂直な方向に
高さHだけ離れた点での分散値であり、νd(H)は以下の
式(h)で表される。 νd(H)＝{Nd(H)-1}／{NF(H)-NC(H)} …（ｈ）ここで、Ｎｄ（Ｈ）：高さHでのｄ線に対する屈折率、 NF(H)：高さHでのＦ線に対する屈折率、 NC(H)：高さHでのＣ線に対する屈折率である。

【００４６】第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(10A)及び(10B)を満たすことが望ましい。 -0.1＜(N1F2-N1d2)／φ2G²＜0.1 …(10A) -0.1＜(N1C2-N1d2)／φ2G²＜0.1 …(10B) ただし、 N1d2：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する２次の屈折率分布係数、 N1F2：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのＦ
線に対する２次の屈折率分布係数、 N1C2：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのＣ
線に対する２次の屈折率分布係数、 φ2G：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのパ
ワーである。

【００４７】第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(11)を満たすことが望ましい。｜N2d2／φ2⁴｜＜100 …(11) ただし、 N2d2：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する４次の屈折率分布係数、 φ2：第２レンズ群(Gr2)のパワーである。

【００４８】第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズ
を用いた場合、屈折率分布型レンズは諸収差(特にペッ
ツバール和)を補正するとともに、色収差を補正する働
きもしている。これらの条件式(9)〜(11)は、第２レン
ズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズを用いた場合に、その
屈折率分布型レンズが満たすべき分散と屈折率分布係数
の望ましい条件を規定している。条件式(9),(10A),(10
B)の範囲を超えた場合、第２レンズ群(Gr2)内で発生す
る色収差のために、光学系全体での色補正が非常に困難
になる。また、条件式(11)の範囲を超えた場合、屈折率
分布が大きくなりすぎて製造が困難になるとともに、高
次の収差が発生してしまうため収差補正も困難になる。

【００４９】また、第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型
レンズを用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下
の条件式(12)を満たすことが望ましい。 0.3＜φ2GM／φ2GS＜3.0 …(12) ただし、 φ2GS：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズの面
のパワー、 φ2GM：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズの媒
質のパワーである。

【００５０】条件式(12)中のφ2GS及びφ2GMは、第２レ
ンズ群(Gr2)中に用いる屈折率分布型レンズのパワーを
φ2Gとすると、以下の式(i)で表される。また、レンズ
を均質レンズとした場合のパワー(屈折率はレンズの光
軸上の屈折率である。)がφ2GSであり、レンズが屈折率
分布を持つことによる媒質の持つパワーがφ2GMである
ことから、φ2GMは以下の式(j)で表される。 φ2G＝φ2GS＋φ2GM …(i) φ2GM＝-2・N1d2・T2G …(j) ただし、 N1d2：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する２次の屈折率分布係数、 T2G ：第２レンズ群(Gr2)中の屈折率分布型レンズの心
厚である。

【００５１】条件式(12)は、第２レンズ群(Gr2)に屈折
率分布型レンズを用いた場合に、その屈折率分布型レン
ズが満たすべき望ましい条件を規定している。条件式(1
2)の上限を超えると、屈折率分布が大きくなりすぎて製
造が困難になるとともに、高次の収差が発生してしま
う。また、条件式(12)の下限を超えると、屈折率分布が
小さくなりすぎてペッツバール和の補正が困難になると
ともに、屈折率分布による収差補正の効果も小さくなる
ため、各収差の補正が困難になる。

【００５２】第２レンズ群(Gr2)に用いる回折光学素子
は、以下の条件式(13)を満たすことが望ましい。 0.02＜｜φ2d／φ2｜＜0.8 …(13) ただし、 φ2d：第２レンズ群(Gr2)に設けられている回折光学面
のパワー、 φ2 ：第２レンズ群(Gr2)のパワーであり、φ2d，φ2は以下の式(k),(l)でそれぞれ表され
る。 φ2d＝-2・m・R2 …(k) φ2＝φ2r＋φ2d …(l) ここで、 m ：回折次数、 R2 ：２次の位相係数、 φ2r：第２レンズ群(Gr2)を構成している屈折光学系の
合成パワー(すなわち、レンズを均質レンズとした場合
のパワーと、屈折率分布型レンズの媒質のパワーと、の
和)である。

【００５３】この条件式(13)は、回折光学素子のパワー
を規定する条件式である。条件式(13)の上限を超える
と、第２レンズ群(Gr2)内での回折光学素子のパワーが
強くなりすぎるため、回折光学素子の色収差補正が過剰
となる。逆に条件式(13)の下限を超えると、第２レンズ
群(Gr2)内での回折光学素子のパワーが弱くなりすぎる
ため、色収差補正が不足となる。

【００５４】第２レンズ群(Gr2)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(14)を満たすことが望ましい。 -5.0＜(R22+R21)／(R22-R21)＜0.0 …(14) ただし、 R21：第２レンズ群(Gr2)の物体側面の曲率半径、 R22：第２レンズ群(Gr2)の像側面の曲率半径である。

【００５５】この条件式(14)は、第２レンズ群(Gr2)に
屈折率分布型レンズを用いた場合の、屈折率分布型レン
ズのレンズ形状に関するものである。条件式(14)の上限
を超えた場合には、特に球面収差がアンダー側に倒れて
しまうので望ましくない。また、条件式(14)の下限を超
えた場合には、球面収差がオーバー側に倒れてしまうの
で望ましくない。さらに、条件式(14)の範囲外では、コ
マ収差も大きくなるので望ましくない。

【００５６】第２レンズ群(Gr2)を屈折率分布型レンズ
１枚で構成する場合、像側に強い凹面を有する負レンズ
で構成するか、あるいは像側に凹の負メニスカス形状と
することが望ましい。このような形状を採用することに
よって、特に、広角端[Ｗ]において第１レンズ群(Gr1)
で発生する正の歪曲と、望遠端[Ｔ]において第１レンズ
群(Gr1)で発生する球面収差を、第２レンズ群(Gr2)で補
正することができる。

【００５７】第２レンズ群(Gr2)を１枚のレンズで構成
して、それに回折光学面を設ける場合には、レンズの像
側面に回折光学面を設けることが望ましい。レンズ面に
対する軸外光の(入射)角度はレンズの像側面の方が小さ
いので、レンズの像側面に回折光学面を設けると、回折
効率を高くすることができるからである。

【００５８】第２レンズ群(Gr2)中のレンズに非球面を
用いることが望ましい。第２レンズ群(Gr2)中のレンズ
に非球面を少なくとも１面用いると、収差補正に対する
自由度が高くなり、高倍率かつ大口径でありながら、第
２レンズ群(Gr2)の構成枚数を最低１枚という少ない枚
数で構成することができる。

【００５９】第２レンズ群(Gr2)中のレンズに非球面を
用いる場合、その非球面は、0＜H＜Hmaxにおいて以下の
条件式(15)を満たすことが望ましい。 -6.0＜(φa−φ0a)／φ2＜5.0 …(15) ただし、 H ：レンズ径方向の高さ、 Hmax：レンズ有効径、 φa ：非球面の局所的なパワー、 φ0a：非球面の基準曲率によるパワー、 φ2 ：第２レンズ群(Gr2)のパワーであり、φa及びφ0aは以下の式(e),(f)で表される。 φa＝Calo{N(H)'-N(H)} …(e) φ0a＝C0(N0'-N0) …(f) ここで、 Calo ：非球面の各高さHでの局所的な曲率、 C0 ：非球面の基準曲率、 N(H)'：非球面の像側媒質の各高さHでの屈折率、 N(H) ：非球面の物体側媒質の各高さHでの屈折率、 N0' ：非球面の像側媒質の光軸上での屈折率、 N0 ：非球面の物体側媒質の光軸上での屈折率である。

【００６０】この条件式(15)は、第２レンズ群(Gr2)中
に非球面を用いた場合に、それが満たすべき望ましい条
件を規定している。条件式(15)の上限を超えると、第２
レンズ群(Gr2)内の球面系で発生している負の諸収差を
非球面で更に悪くすることになるので望ましくない。ま
た、条件式(15)の下限を超えると、非球面による補正が
過多となり、例えば、複数の非球面を用いた場合でもそ
の補正過多を他の非球面によって打ち消すのが困難にな
るので望ましくない。

【００６１】また、第２レンズ群(Gr2)中のレンズに非
球面を用いる場合、それを両面非球面とすることが更に
望ましい。両面非球面レンズを用いれば、非球面が増え
たことによる自由度の増加により、更なる収差補正の効
果を得ることができる。

【００６２】〈第３レンズ群(Gr3)の特徴〉第３レンズ
群(Gr3)中のレンズに非球面を用いることが望ましい。
第３レンズ群(Gr3)中のレンズに非球面を少なくとも１
面用いると、収差補正に対する自由度が高くなり、高倍
率かつ大口径でありながら、第３レンズ群(Gr3)の構成
枚数を最低１枚という少ない枚数で構成することができ
る。

【００６３】第３レンズ群(Gr3)中のレンズに非球面を
用いる場合、その非球面は、0＜H＜Hmaxにおいて以下の
条件式(16)を満たすことが望ましい。 0＜(φa−φ0a)／φ3＜8 …(16) ただし、 H ：レンズ径方向の高さ、 Hmax：レンズ有効径、 φa ：非球面の局所的なパワー、 φ0a：非球面の基準曲率によるパワー、 φ3 ：第３レンズ群(Gr3)のパワーであり、φa及びφ0aは以下の式(e),(f)で表される。 φa＝Calo{N(H)'-N(H)} …(e) φ0a＝C0(N0'-N0) …(f) ここで、 Calo ：非球面の各高さHでの局所的な曲率、 C0 ：非球面の基準曲率、 N(H)'：非球面の像側媒質の各高さHでの屈折率、 N(H) ：非球面の物体側媒質の各高さHでの屈折率、 N0' ：非球面の像側媒質の光軸上での屈折率、 N0 ：非球面の物体側媒質の光軸上での屈折率である。

【００６４】この条件式(16)は、第３レンズ群(Gr3)中
に非球面を用いた場合に、それが満たすべき望ましい条
件を規定している。条件式(16)の上限を超えると、第３
レンズ群(Gr3)内の球面系で発生している諸収差を非球
面で更に悪くすることになるので望ましくない。また、
条件式(16)の下限を超えると、非球面による補正が過多
となり、例えば、複数の非球面を用いた場合でもその補
正過多を他の非球面によって打ち消すのが困難になるの
で望ましくない。

【００６５】また、第３レンズ群(Gr3)中のレンズに非
球面を用いる場合、それを両面非球面とすることが更に
望ましい。両面非球面レンズを用いれば、非球面が増え
たことによる自由度の増加により、更なる収差補正の効
果を得ることができる。

【００６６】〈第４レンズ群(Gr4)の特徴〉第４レンズ
群(Gr4)に屈折率分布型レンズを用いる場合、その屈折
率分布型レンズは、0＜H＜Hmaxにおいて以下の条件式(1
7)を満たすことが望ましい。 -1.0＜sgn[N1]・{νd(H)-νd(0)}／νd(0)＜2.0 …(17) ただし、 H ：レンズ径方向の高さ、 Hmax：レンズ有効径、 sgn[N1]：２次の屈折率分布係数N1が負のとき＋１，２次の屈折率分布係数N1が正のとき−１、 νd(H)：屈折率分布型レンズ内で光軸から垂直な方向に
高さHだけ離れた点での分散値であり、νd(H)は以下の
式(h)で表される。 νd(H)＝{Nd(H)-1}／{NF(H)-NC(H)} …(h) ここで、 Nd(H)：高さHでのｄ線に対する屈折率、 NF(H)：高さHでのＦ線に対する屈折率、 NC(H)：高さHでのＣ線に対する屈折率である。

【００６７】第４レンズ群(Gr4)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(18A)及び(18B)を満たすことが望ましい。 -0.1＜(N1F4-N1d4)／φ4G²＜0.1 …(18A) -0.1＜(N1C4-N1d4)／φ4G²＜0.1 …(18B) ただし、 N1d4：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する２次の屈折率分布係数、 N1F4：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのＦ
線に対する２次の屈折率分布係数、 N1C4：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのＣ
線に対する２次の屈折率分布係数、 φ4G：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのパ
ワーである。

【００６８】第４レンズ群(Gr4)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(19)を満たすことが望ましい。 -10.0＜N1d4／φ4²＜5.0 …(19) ただし、 N1d4：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する２次の屈折率分布係数、 φ4：第４レンズ群(Gr4)のパワーである。

【００６９】第４レンズ群(Gr4)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(20)を満たすことが望ましい。｜N2d4／φ4⁴｜＜100 …(20) ただし、 N2d4：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する４次の屈折率分布係数、 φ4：第４レンズ群(Gr4)のパワーである。

【００７０】第４レンズ群(Gr4)に屈折率分布型レンズ
を用いた場合、屈折率分布型レンズは諸収差(特に高次
の収差)を補正するとともに、色収差を補正する働きも
している。これらの条件式(17)〜(20)は、第４レンズ群
(Gr4)に屈折率分布型レンズを用いた場合に、その屈折
率分布型レンズが満たすべき分散と屈折率分布係数の望
ましい条件を規定している。条件式式(17),(18A),(18B)
の範囲を超えた場合、第４レンズ群(Gr4)内で発生する
色収差のために、光学系全体での色補正が非常に困難に
なる。また、条件式(19),(20)の範囲を超えた場合、屈
折率分布が大きくなりすぎて製造が困難になるととも
に、高次の収差が発生してしまうため収差補正も困難に
なる。

【００７１】また、第４レンズ群(Gr4)に屈折率分布型
レンズを用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下
の条件式(21)を満たすことが望ましい。 -80＜φ4GM／φ4GS＜80 …(21) ただし、 φ4GS：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズの面
のパワー、 φ4GM：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズの媒
質のパワー、である。

【００７２】条件式(21)中のφ4GS及びφ4GMは、第４レ
ンズ群(Gr4)中に用いる屈折率分布型レンズのパワーを
φ4Gとすると、以下の式(m)で表される。また、レンズ
を均質レンズとした場合のパワー(屈折率はレンズの光
軸上の屈折率である。)がφ4GSであり、レンズが屈折率
分布を持つことによる媒質の持つパワーがφ4GMである
ことから、φ4GMは以下の式(n)で表される。 φ4G＝φ4GS＋φ4GM …(m) φ4GM＝-2・N1d4・T4G …(n) ただし、 N1d4：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズのｄ
線に対する２次の屈折率分布係数、 T4G ：第４レンズ群(Gr4)中の屈折率分布型レンズの心
厚である。

【００７３】条件式(21)は、第４レンズ群(Gr4)に屈折
率分布型レンズを用いた場合に、その屈折率分布型レン
ズが満たすべき望ましい条件を規定している。条件式(2
1)の上限を超えると、屈折率分布が大きくなりすぎて製
造が困難になるとともに、高次の収差が発生してしま
う。また、条件式(21)の下限を超えると、屈折率分布が
有する負のパワーが大きくなりすぎて、面のパワーが正
に大きくなる。その結果、ペッツバール和の補正が困難
になるとともに、各収差の補正(特に高次の収差の補正)
が困難になる。

【００７４】第４レンズ群(Gr4)に屈折率分布型レンズ
を用いる場合、その屈折率分布型レンズは、以下の条件
式(22)を満たすことが望ましい。 -40＜(R42+R41)／(R42-R41)＜40 …(22) ただし、 R41：第４レンズ群(Gr4)の物体側面の曲率半径、 R42：第４レンズ群(Gr4)の像側面の曲率半径である。

【００７５】この条件式(22)は、第４レンズ群(Gr4)に
屈折率分布型レンズを用いた場合の、屈折率分布型レン
ズのレンズ形状に関するものである。条件式(22)の上限
を超えた場合には、特に球面収差がオーバー側に倒れて
しまうので望ましくない。また、条件式(22)の下限を超
えた場合には、球面収差がアンダー側に倒れてしまうの
で望ましくない。さらに、条件式(22)の範囲外では、コ
マ収差も大きくなるので望ましくない。

【００７６】第４レンズ群(Gr4)を屈折率分布型レンズ
１枚で構成する場合、物体側に強い凸面を有する正レン
ズで構成することが望ましい。このような形状を採用す
ることによって、各収差(特に球面収差)を補正すること
ができる。

【００７７】第４レンズ群(Gr4)中のレンズに非球面を
用いることが望ましい。第４レンズ群(Gr4)中のレンズ
に非球面を少なくとも１面用いると、収差補正に対する
自由度が高くなり、高倍率かつ大口径でありながら、第
４レンズ群(Gr4)の構成枚数を最低１枚という少ない枚
数で構成することができる。

【００７８】第４レンズ群(Gr4)中のレンズに非球面を
用いる場合、その非球面は、0＜H＜Hmaxにおいて以下の
条件式(23)を満たすことが望ましい。 -20.0＜(φa−φ0a)／φ4＜10.0 …(23) ただし、 H ：レンズ径方向の高さ、 Hmax：レンズ有効径、 φa ：非球面の局所的なパワー、 φ0a：非球面の基準曲率によるパワー、 φ4 ：第４レンズ群(Gr4)のパワーであり、φa及びφ0aは以下の式(e),(f)で表される。 φa＝Calo{N(H)'-N(H)} …(e) φ0a＝C0(N0'-N0) …(f) ここで、 Calo ：非球面の各高さHでの局所的な曲率、 C0 ：非球面の基準曲率、 N(H)'：非球面の像側媒質の各高さHでの屈折率、 N(H) ：非球面の物体側媒質の各高さHでの屈折率、 N0' ：非球面の像側媒質の光軸上での屈折率、 N0 ：非球面の物体側媒質の光軸上での屈折率である。

【００７９】この条件式(23)は、第４レンズ群(Gr4)中
に非球面を用いた場合に、それが満たすべき望ましい条
件を規定している。条件式(23)の上限を超えると、第４
レンズ群(Gr4)内の球面系で発生している諸収差を非球
面で更に悪くすることになるので望ましくない。また、
条件式(23)の下限を超えると、非球面による補正が過多
となり、例えば、複数の非球面を用いた場合でもその補
正過多を他の非球面によって打ち消すのが困難になるの
で望ましくない。

【００８０】

【実施例】以下、本発明を実施したズームレンズの構成
を、コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更
に具体的に説明する。ここで例として挙げる実施例１〜
４は、前述した第１〜第４の実施の形態にそれぞれ対応
しており、第１〜第４の実施の形態を表すレンズ構成図
(図１，図３，図５，図７)は、対応する実施例１〜４の
レンズ構成をそれぞれ示している。

【００８１】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、Si(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面、
ri(i=1,2,3,...)は面Siの曲率半径、di(i=1,2,3,...)は
物体側から数えてi番目の軸上面間隔を示しており、Ndi
(i=1,2,3,...),νdi(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi
番目の均質レンズのｄ線に対する屈折率,アッベ数を示
している。また、コンストラクションデータ中、ズーミ
ングにおいて変化する軸上面間隔(可変間隔)は、広角端
(短焦点距離端)[Ｗ]〜ミドル(中間焦点距離状態)[Ｍ]〜
望遠端(長焦点距離端)[Ｔ]での各レンズ群間の軸上空気
間隔である。各焦点距離状態[Ｗ]，[Ｍ]，[Ｔ]に対応す
る全系の焦点距離ｆ及びＦナンバーFNOを併せて示し、
表１〜表２０に各実施例の条件式対応値を示す。

【００８２】*印が付された面Siは、非球面で構成され
た面であることを示し、非球面の面形状を表わす以下の
式(AS)で定義されるものとする。#印が付された面Si
は、回折光学面で構成された面であることを示し、回折
光学面のピッチの位相形状を表す前述の式(DS)で定義さ
れるものとする。屈折率分布型レンズ(GRIN1，GRIN2)
は、前述の式(GR)で表される屈折率分布型レンズであ
り、その屈折率分布係数Ni(Nid,Nic,Nif;i=1,2,3,...)
は、式(GR)における2i次の屈折率分布係数である。各非
球面の非球面データ，各回折光学面の回折光学面データ
及び各屈折率分布型レンズの屈折率分布係数を他のデー
タと併せて示す。

【００８３】

【数１】

【００８４】ただし、式(AS)中、 H ：光軸に対して垂直な方向の高さ、 X(H)：高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基
準)、 C ：近軸曲率、 ε ：２次曲面パラメータ、 Ai ：i次の非球面係数である。

【００８５】《実施例１》ｆ=4.500〜11.974〜25.650(mm) 2ω=43.6〜17.1〜8.0(°) FNO=1.85〜2.14〜2.65 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S1 r1= 17.648 d1= 6.00 Nd1= 1.67000 νd1=57.07 S2*# r2= 218.761 d2= 1.500〜10.443〜16.149 S3* r3= 19.489 d3= 1.20 …(GRIN1) S4*# r4= 4.584 d4= 8.956〜 2.402〜 2.401 S5* r5= -3.528 d5= 1.74 Nd2= 1.58913 νd2=61.11 S6 r6= -3.632 d6= 0.575〜 2.120〜 3.515 S7 r7= -32.736 d7= 2.09 …(GRIN2) S8* r8= -29.635 d8= 3.151〜 2.918〜 0.500 S9 r9= ∞ d9= 4.50 Nd3= 1.51633 νd3=64.15 S10 r10= ∞

【００８６】[第２面(S2)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.315946×10^-4 A6=-0.220463×10^-6 A8= 0.103431×10^-8 A10=-0.622126×10^-12

【００８７】[第３面(S3)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.951591×10^-4 A6= 0.139710×10^-5 A8= 0.312942×10^-5 A10=-0.192338×10^-6 A12= 0.173460×10^-8

【００８８】[第４面(S4)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.749486×10^-3 A6= 0.546413×10^-4 A8= 0.294760×10^-4 A10=-0.273638×10^-5

【００８９】[第５面(S5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.451936×10^-2 A6=-0.501670×10^-3 A8= 0.135049×10^-3 A10=-0.377007×10^-4 A12=-0.919654×10^-6

【００９０】[第８面(S8)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.237059×10^-3 A6= 0.210044×10^-4 A8=-0.569272×10^-6 A10= 0.343627×10^-7 A12=-0.361090×10^-9

【００９１】[第２面(S2)の回折光学面データ] R2=-0.115193×10^-2 R4=-0.777674×10^-5 R6= 0.136204×10^-6 R8=-0.731782×10^-9 R10= 0.590414×10^-12

【００９２】[第４面(S4)の回折光学面データ] R2= 0.650879×10^-2 R4= 0.300165×10^-3 R6=-0.151678×10^-4 R8= 0.104684×10^-5 R10= 0.233231×10^-7

【００９３】 [GRIN1の屈折率分布係数] (ｄ線) (ｃ線) (ｆ線) N0… N0d= 1.68893 ,N0c= 1.68250 ,N0f= 1.70461 N1… N1d= 0.244900×10^-2,N1c= 0.240000×10^-2,N1f= 0.248900×10^-2 N2… N2d= 0.250000×10^-5,N2c= 0.180000×10^-5,N2f= 0.360000×10^-5 N3… N3d= 0.180000×10^-6,N3c= 0.128000×10^-6,N3f= 0.240000×10^-6 N4… N4d= 0.600000×10^-8,N4c= 0.800000×10^-8,N4f= 0.400000×10^-8

【００９４】 [GRIN2の屈折率分布係数] (ｄ線) (ｃ線) (ｆ線) N0… N0d= 1.58913 ,N0c= 1.58619 ,N0f= 1.59583 N1… N1d=-0.352716×10^-1,N1c=-0.353733×10^-1,N1f=-0.352255×10^-1 N2… N2d=-0.138879×10^-3,N2c=-0.143585×10^-3,N2f=-0.156680×10^-3 N3… N3d=-0.761692×10^-5,N3c=-0.737068×10^-5,N3f=-0.666698×10^-5 N4… N4d= 0.397344×10^-6,N4c= 0.396329×10^-6,N4f= 0.381394×１０^−６

【００９５】《実施例２》ｆ=4.500〜11.970〜25.648(mm) 2ω=43.6〜17.1〜8.0(°) FNO=1.85〜2.14〜2.65 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S1 r1= 22.511 d1= 3.00 Nd1= 1.67000 νd1=57.07 S2*# r2=-133.741 d2= 1.874〜10.535〜17.530 S3* r3= -45.836 d3= 1.19 …(GRIN1) S4* r4= 7.259 d4= 16.110〜 7.093〜 3.054 S5* r5=1074.711 d5= 1.84 Nd2= 1.58913 νd2=61.11 S6 r6= -6.345 d6= 1.960〜 1.678〜 1.343 S7 r7= -5.713 d7= 1.99 …(GRIN2) S8* r8= -6.196 d8= 2.482〜 3.121〜 0.500 S9 r9= ∞ d9= 4.50 Nd3= 1.51633 νd3=64.15 S10 r10= ∞

【００９６】[第２面(S2)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.265939×10^-4 A6=-0.161807×10^-6 A8=-0.178798×10^-8 A10= 0.314265×10^-10

【００９７】[第３面(S3)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.487689×10^-3 A6= 0.205231×10^-4 A8= 0.322970×10^-5 A10=-0.160004×10^-6 A12= 0.264528×10^-8

【００９８】[第４面(S4)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.388569×10^-3 A6= 0.951283×10^-5 A8= 0.180463×10^-4 A10=-0.259983×10^-5 A12= 0.821291×10^-7

【００９９】[第５面(S5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.213988×10^-2 A6= 0.537121×10^-4 A8=-0.237078×10^-4 A10= 0.330489×10^-5 A12=-0.186163×10^-6

【０１００】[第８面(S8)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.252423×10^-3 A6=-0.129516×10^-4 A8=-0.626213×10^-6 A10=-0.396109×10^-6 A12= 0.745911×10^-8

【０１０１】[第２面(S2)の回折光学面データ] R2=-0.807230×10^-3 R4=-0.843223×10^-5 R6= 0.116234×10^-6 R8= 0.106355×10^-8 R10=-0.215881×10^-10

【０１０２】 [GRIN1の屈折率分布係数] (ｄ線) (ｃ線) (ｆ線) N0… N0d= 1.68893 ,N0c= 1.68250 ,N0f= 1.70461 N1… N1d= 0.622548×10^-2,N1c= 0.628328×10^-2,N1f= 0.589901×10^-2 N2… N2d= 0.309774×10^-4,N2c= 0.166568×10^-3,N2f=-0.272080×10^-4 N3… N3d=-0.304718×10^-5,N3c=-0.181063×10^-4,N3f= 0.471857×10^-5 N4… N4d= 0.254698×10^-5,N4c= 0.296326×10^-5,N4f= 0.230854×10^-5

【０１０３】 [GRIN2の屈折率分布係数] (ｄ線) (ｃ線) (ｆ線) N0… N0d= 1.58913 ,N0c= 1.58619 ,N0f= 1.59583 N1… N1d=-0.146521×10^-1,N1c=-0.146797×10^-1,N1f=-0.144613×10^-1 N2… N2d=-0.277589×10^-3,N2c=-0.302424×10^-3,N2f=-0.277479×10^-3 N3… N3d=-0.264829×10^-5,N3c= 0.499153×10^-9,N3f=-0.510408×10^-5 N4… N4d= 0.152335×10^-5,N4c= 0.145287×10^-5,N4f= 0.176745×１０^−５

【０１０４】《実施例３》ｆ=4.500〜11.970〜25.650(mm) 2ω=43.6〜17.1〜8.0(°) FNO= 1.85〜2.14〜2.65 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S1 r1= 15.797 d1= 6.00 Nd1= 1.67000 νd1=57.07 S2*# r2= 89.417 d2= 1.500〜10.488〜15.079 S3* r3= 8.018 d3= 1.20 …(GRIN1) S4*# r4= 2.833 d4= 9.448〜 4.712〜 2.401 S5* r5= -2.461 d5= 0.52 Nd2= 1.58913 νd2=61.11 S6 r6= -2.550 d6= 0.500〜 1.945〜 4.243 S7 r7= 6.335 d7= 0.76 Nd3= 1.84666 νd3=23.82 S8 r8= 3.700 d8= 4.00 Nd4= 1.58913 νd4=61.11 S9* r9= -4.971 d9= 2.775〜 2.519〜 0.500 S10 r10= ∞ d10= 4.50 Nd5= 1.51633 νd5=64.15 S11 r11= ∞

【０１０５】[第２面(S2)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.434088×10^-4 A6=-0.573295×10^-6 A8= 0.695724×10^-8 A10=-0.299018×10^-10

【０１０６】[第３面(S3)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.252875×10^-2 A6= 0.277003×10^-3 A8=-0.276314×10^-4 A10= 0.108379×10^-5 A12= 0.173460×10^-8

【０１０７】[第４面(S4)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.731088×10^-2 A6=-0.301888×10^-3 A8= 0.435497×10^-4 A10=-0.995262×10^-5

【０１０８】[第５面(S5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.257270×10^-2 A6=-0.105948×10^-3 A8=-0.385597×10^-3 A10= 0.148930×10^-3 A12=-0.258558×１０^−４

【０１０９】［第９面(S9)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.142682×10^-2 A6= 0.108850×10^-3 A8=-0.253887×10^-4 A10= 0.292283×10^-5 A12=-0.131052×10^-6

【０１１０】[第２面(S2)の回折光学面データ] R2=-0.116134×10^-2 R4=-0.115095×10^-4 R6= 0.372317×10^-6 R8=-0.474343×10^-8 R10= 0.206117×10^-10

【０１１１】[第４面(S4)の回折光学面データ] R2= 0.514458×10^-2 R4= 0.882018×10^-3 R6= 0.196602×10^-3 R8=-0.691768×10^-4 R10= 0.305512×10^-5

【０１１２】 [GRIN1の屈折率分布係数] (ｄ線) (ｃ線) (ｆ線) N0… N0d= 1.68893 ,N0c= 1.68250 ,N0f= 1.70461 N1… N1d= 0.244900×10^-2,N1c= 0.240000×10^-2,N1f= 0.248900×10^-2 N2… N2d= 0.250000×10^-5,N2c= 0.180000×10^-5,N2f= 0.360000×10^-5 N3… N3d= 0.180000×10^-6,N3c= 0.128000×10^-6,N3f= 0.240000×10^-6 N4… N4d= 0.600000×10^-8,N4c= 0.800000×10^-8,N4f= 0.400000×10^-8

【０１１３】《実施例４》ｆ=4.500〜11.970〜25.650(mm) 2ω=43.6〜17.1〜8.0(°) FNO= 2.00〜2.20〜2.65 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S1 r1= 16.090 d1= 6.00 Nd1= 1.67000 νd1=57.07 S2*# r2= 88.091 d2= 1.500〜10.498〜15.481 S3* r3= 6.870 d3= 1.20 …(GRIN1) S4*# r4= 2.680 d4= 9.575〜 4.235〜 2.401 S5* r5= -2.583 d5= 0.49 Nd2= 1.58913 νd2=61.11 S6 r6= -2.654 d6= 0.500〜 1.992〜 3.948 S7 r7= 6.490 d7= 0.68 Nd3= 1.84666 νd3=23.82 S8 r8= 3.755 d8= 4.00 Nd4= 1.58913 νd4=61.11 S9* r9= -4.813 d9= 2.755〜 2.593〜 0.500 S10 r10= ∞ d10= 4.50 Nd5= 1.51633 νd5=64.15 S11 r11= ∞

【０１１４】[第２面(S2)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.413135×10^-4 A6=-0.572308×10^-6 A8= 0.695463×10^-8 A10=-0.299451×10^-10

【０１１５】[第３面(S3)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.306554×10^-2 A6= 0.205407×10^-3 A8=-0.136020×10^-4 A10= 0.311147×10^-6 A12= 0.173460×10^-8

【０１１６】[第４面(S4)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.966688×10^-2 A6=-0.403297×10^-4 A8=-0.368630×10^-4 A10=-0.995262×10^-5

【０１１７】[第５面(S5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.253535×10^-2 A6= 0.251267×10^-4 A8=-0.456775×10^-3 A10= 0.169697×10^-3 A12=-0.258558×10^-4

【０１１８】[第９面(S9)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.151120×10^-2 A6= 0.887360×10^-4 A8=-0.206285×10^-4 A10= 0.253984×10^-5 A12=-0.118868×10^-6

【０１１９】[第２面(S2)の回折光学面データ] R2=-0.116134×10^-2 R4=-0.113046×10^-4 R6= 0.369518×10^-6 R8=-0.468896×10^-8 R10= 0.204026×10^-10

【０１２０】[第４面(S4)の回折光学面データ] R2= 0.514458×10^-2 R4= 0.154266×10^-4 R6=-0.331580×10^-3 R8= 0.709356×10^-4 R10=-0.906991×10^-5

【０１２１】 [GRIN1の屈折率分布係数] (ｄ線) (ｃ線) (ｆ線) N0… N0d= 1.68893 ,N0c= 1.68250 ,N0f= 1.70461 N1… N1d= 0.244900×10^-2,N1c= 0.240000×10^-2,N1f= 0.248900×10^-2 N2… N2d= 0.250000×10^-5,N2c= 0.180000×10^-5,N2f= 0.360000×10^-5 N3… N3d= 0.180000×10^-6,N3c= 0.128000×10^-6,N3f= 0.240000×10^-6 N4… N4d= 0.600000×10^-8,N4c= 0.800000×10^-8,N4f= 0.400000×10^-8

【０１２２】

【表１】

【０１２３】

【表２】

【０１２４】

【表３】

【０１２５】

【表４】

【０１２６】

【表５】

【０１２７】

【表６】

【０１２８】

【表７】

【０１２９】

【表８】

【０１３０】

【表９】

【０１３１】

【表１０】

【０１３２】

【表１１】

【０１３３】

【表１２】

【０１３４】

【表１３】

【０１３５】

【表１４】

【０１３６】

【表１５】

【０１３７】

【表１６】

【０１３８】

【表１７】

【０１３９】

【表１８】

【０１４０】

【表１９】

【０１４１】

【表２０】

【０１４２】図２，図４，図６，図８は、実施例１〜実
施例４にそれぞれ対応する収差図であり、各図中、[Ｗ]
は広角端，[Ｍ]はミドル，[Ｔ]は望遠端における諸収差
{左から順に、球面収差(縦軸の最大値は各焦点距離状態
でのFNOに相当する。)，非点収差及び歪曲}を示してい
る。また、球面収差図において、実線はｄ線に対する収
差、破線はｆ線に対する収差、一点鎖線はｃ線に対する
収差を表しており、非点収差図において、実線(ＤＳ)と
破線(ＤＭ)は、サジタル面とメリディオナル面でのｄ線
に対する収差をそれぞれ表わしている。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
口径比・高倍率でありながら、非常に高性能なズームレ
ンズを少ない構成枚数で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。

【図２】実施例１の収差図。

【図３】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。

【図４】実施例２の収差図。

【図５】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。

【図６】実施例３の収差図。

【図７】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。

【図８】実施例４の収差図。

【符号の説明】

Gr1 …第１レンズ群 Gr2 …第２レンズ群 Gr3 …第３レンズ群 Gr4 …第４レンズ群 GRIN1 …屈折率分布型レンズ GRIN2 …屈折率分布型レンズ A …絞り P …ローパスフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、正のパワーを有する第
１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、第
３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、以下の条件を
満足することを特徴とするズームレンズ； 0.4＜｜φ2／φW｜＜0.8 ただし、 φ2：第２レンズ群のパワー、 φW：広角端での全系のパワーである。
【請求項２】前記第１乃至第４レンズ群中の少なくと
も１つのレンズ群に屈折率分布型レンズを含み、以下の
条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズーム
レンズ； 0＜sgn[φG]・N1／φG²＜10.0 ただし、 sgn[φG]：屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワー
が負のとき＋１，屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワーが正のとき
−１、 N1 ：屈折率分布型レンズの２次の屈折率分布係数、 φG：屈折率分布型レンズを含むレンズ群のパワーである。
【請求項３】前記第２レンズ群中に屈折率分布型レン
ズを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
ズームレンズ。
【請求項４】前記屈折率分布型レンズの少なくとも１
面が回折光学面であることを特徴とする請求項１，請求
項２又は請求項３記載のズームレンズ。