因为理光GR采用了APS-C画幅CMOS，所以新的GR镜头进行了重新设计。上一代的GRD IV因为采用了小尺寸CCD，所以它的镜头最大光圈做到了F1.9，等效焦距28mm，而新的理光GR镜头为了保持实用性与便携性的统一，所以它的镜头最大光圈只能做到F2.8，这也是目前使用APS-C画幅CMOS的理光GR最好的镜头设计方案了。
理光GR重新设计了镜头
理光GR采用一节伸缩镜头
理光GRD IV采用两节伸缩镜头
理光GR与GRD IV伸出镜头长度对比
除了光圈大小不同外，GR与GRD IV的镜头伸缩方式也有了根本性的不同。GR采用一节镜头伸缩式设计，而之前的GRD IV采用的是两节镜头伸缩式设计，显然，前者在镜头体积上具有一定的优势。笔者猜想，这样的设计也有可能对伸缩式镜头的强度有所帮助。
理光GR(左)与GR1(胶片)相比
理光GR(左)与GRD IV相比
从与胶片的GR1及GRD IV的正面对比来看，新的理光GR镜头的口径要稍大一些，这也是新GR镜头配合更大传感器进行设计后的必然结果。
理光GR1之所以出名，除方便携带外，就是因为那颗小巧、且画质又牛的28/2.8 GR镜头。这颗传奇镜头采用4组7片镜头结构，镜片全部进行了多层镀膜，镜头的前后两组均采用非球面镜片，并采用了7片光圈叶片的镜间快门，且这支镜头是德国施耐德协助设计的。再看理光GR这颗18.3/2.8(等效焦距28mm)GR镜头，它采用了5组7片(与CoolPix A一样)镜头结构设计，且镜片的所有空气接触面都进行了多层镀膜处理，在镜片数量方面，理光GR与理光GR1完全相同。另外，理光GR的镜头也采用了两片非球面镜片，但因为目前没有看到理光GR的镜头光学结构图，并不确定是否也是前后组采用了非球面镜片。还有，理光GR的光圈叶片数为9片，AF最近对焦距离为0.3m，理光GR1的最近对焦距离为0.35m，两者相当。而理光GR还具有微距模式，其微距最近对焦距离为0.1m。
理光GR(左)与GR1(胶片)的镜头大小对比
理光GR镜头采用5组7片结构，上图是F2.8时的MTF
可以看出，因为理光GR采用了大底CMOS，在镜头设计方面可以大量吸收GR1镜头的特点，这是理光GR采用大底传感器带来的另一个好处。可以这样讲，在采用大底CMOS的同时，保证了机身小巧、操作快速、并继承了原有GR1镜头的特色，这才是理光GR倍受关注的真正原因。
理光GR采用一节伸缩镜头
理光GRD IV采用两节伸缩镜头
理光GR与GRD IV伸出镜头长度对比
另外，与上一代的GRD4相比，两者因为传感器尺寸大不相同，所以两者的镜头规格也完全不一样。上一代的GRD IV因为采用了小尺寸CCD，所以它的镜头最大光圈做到了F1.9，等效焦距28mm，微距时的最近对焦距离为1CM，而理光GR的镜头最大光圈只能做到F2.8，等效焦距28mm，微距最近对焦距离为0.1m。
理光GR重新设计的镜头
除了光圈大小与镜头结构不同外，GR与GRD4的镜头伸缩方式也有了根本性的不同。从外观看，GR采用一节镜头伸缩式设计，而之前的GRD4采用的是两节镜头伸缩式设计。显然，前者在镜头体积上具有一定的优势。另外，从图中可以看出，GR的这枚镜头是包裹在一个镜筒里的，其镜头的前镜片离镜筒的最外边缘还有很大一段距离。笔者认为，这个外筒起到了对里面伸缩镜头的保护作用，也有人认为这样的设计起到了遮光罩的作用，总之，这样的设计也可以降低伸缩式镜头容易卡镜头的问题。