JP2010122423A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤の領域の色収差補正を良好に行うことができるズームレンズおよび撮像装置を提供する。
【解決手段】
物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負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、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、広角端から望遠端への変倍を第２レンズ群Ｇ２を像側へ単調に移動させることにより行い、その変倍に伴う像面の変動の補正を第３レンズ群Ｇ３を移動させることによって行う。第１レンズ群Ｇ１または第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方の群内に、以下の条件式を満足する所定の光学材料が用いられた少なくとも１枚の正レンズを含む。νｄはｄ線に対するアッベ数、θC,A'は部分分散を（ｎＣ−ｎＡ’）としたときの部分分散比。ｎＣはＣ線に対する屈折率、ｎＡ’はＡ’線に対する屈折率。
νｄ＞６０ ……（１）
θC,A'＜０．００１１９８νｄ＋０．２７６５ ……（２）
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＴＶ（テレビジョン）カメラ用の撮像レンズとして好適に用いられるズームレンズ、およびそのズームレンズにより形成された光学像を電気的な撮像信号に変換する撮像装置に関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を用いる光学系においては、素子の感度が赤外領域でも高いため、Ａ’線付近（７５０ｎｍ前後）での透過率が５０％（半値）程度となる赤外線カットフィルタを挿入することが多い。それでも、赤の領域の収差は、像質や解像力に多大な影響を与えうるので、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）からＡ’線（７６８．２ｎｍ）にかけての色収差の補正は重要である。また、移動群を有する光学系においては、変倍時に色収差が変動しないよう、各群ごとに色収差が補正されていることが望ましい。従来より、色収差の補正、特に２次スペクトルの補正には、異常分散性を有する光学材料を使用することが効果的であることが知られている（特許文献１ないし４参照）。

特開２００７−１６３９６４号公報 特開２００６−３４９９４７号公報 特開２００６−７８９６４号公報 特開２００５−３４５８９２号公報

しかしながら、上記各特許文献では、青の領域の色収差補正に着目し、青の領域の部分分散比、例えばｇ線（４３５．８ｎｍ）およびＦ線（４８６．１ｎｍ）に関する部分分散比θg,Fに着目したレンズ系が記載されているのみであり、赤の領域の色収差補正は不十分である。特に、材料によっては青の領域と赤の領域とで異常分散性の傾向が異なる場合があり、青の領域の異常分散性にのみ着目しただけでは十分な色収差補正ができない可能性がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、特に赤の領域の色収差補正を従来よりも良好に行うことができるズームレンズおよび撮像装置を提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍を第２レンズ群を光軸に沿って像側へ単調に移動させることにより行い、その変倍に伴う像面の変動の補正を第３レンズ群を光軸に沿って移動させることによって行うようになされ、第１レンズ群または第４レンズ群の少なくとも一方の正のレンズ群内に、以下の条件式（１），（２）を満足する所定の光学材料が用いられた少なくとも１枚の正レンズを含むようにしたものである。
νｄ＞６０ ……（１）
θC,A'＜０．００１１９８νｄ＋０．２７６５ ……（２）
ただし、νｄはｄ線に対するアッベ数、θC,A'は部分分散を（ｎＣ−ｎＡ’）としたときの部分分散比（ｎＣはＣ線に対する屈折率、ｎＡ’はＡ’線に対する屈折率）とする。

本発明によるズームレンズでは、赤の領域の部分分散比に着目して適切な光学材料を用いてレンズ構成の最適化を行ったことで、特に赤の領域の色収差が従来よりも良好に補正される。本発明によるズームレンズでは、レンズ群内で比較的パワーが強く、色収差の発生原因となりやすいレンズ、特に正の屈折力を有するレンズ群内（第１レンズ群または第４レンズ群の少なくとも一方）の正レンズに、上記条件を満たす色収差の補正に有利な異常分散性を有する所定の光学材料が用いられていることで、効果的な色収差補正がなされる。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、色収差の補正がより効果的になされる。

本発明によるズームレンズにおいて、さらに以下の条件式を満足することが好ましい。
０．３３０＜θC,A'＜０．３６０ ……（３）

本発明によるズームレンズにおいて、第１レンズ群と第４レンズ群は、変倍時に固定のレンズ群であっても良い。

また、本発明によるズームレンズにおいて、第１レンズ群が、前群と後群とからなり、前群または後群のいずれか一方を光軸に沿って移動させることによって合焦を行うようになされていても良い。そして、少なくとも第１レンズ群内に、所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれていても良い。

また、本発明によるズームレンズにおいて、第４レンズ群が、第４レンズ群内の最も広い空気間隔を隔てて前群と後群とからなり、少なくとも第４レンズ群内に、所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれていても良い。

また、本発明によるズームレンズにおいて、所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれる群の全体（前群と後群で構成されている場合、第１レンズ群については第１レンズ群全体、第４レンズ群については前群全体または後群全体）のパワーをΦＡとし、その群内において所定の光学材料が用いられた正レンズのパワーの総和をΦＢとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
ΦＢ／ΦＡ＞０．４ ……（４）

本発明による撮像装置は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明のズームレンズによって得られた良質の光学像に基づいて良質の撮像信号が得られ、その撮像信号に基づいて高画質の撮影画像が得られる。

本発明のズームレンズによれば、正の屈折力を有するレンズ群内（第１レンズ群または第４レンズ群の少なくとも一方）に、赤の領域の部分分散比に着目して適切に最適化された所定の光学材料を用いた正レンズを含めるようにしたので、特に赤の領域の色収差補正を従来よりも良好に行うことができる。

また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、高画質の撮影画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図８、図１３（Ａ）〜（Ｃ））のレンズ構成に対応している。なお、図１（Ａ）は広角端（最短焦点距離状態）で無限遠合焦時の光学系配置、図１（Ｂ）は望遠端（最長焦点距離状態）で無限遠合焦時の光学系配置に対応している。同様にして、後述の第２ないし第４の数値実施例のレンズ構成に対応する第２ないし第４の構成例の断面構成を、図２（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）に示す。図１（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）において、符号Ｄｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍および合焦に伴って変化する部分の面間隔のみ符号を付す。なお、以下では、図１（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）の構成例についても説明する。

このズームレンズは、例えばＴＶ放送用のカメラやビデオカメラに搭載される撮像レンズである。このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負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、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備えている。光学的な開口絞りＳｔは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。

このズームレンズの像側には、搭載されるカメラの撮像部の構成に応じた光学部材が配置される。例えば、このズームレンズの結像面（撮像面）には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が配置される。また、最終レンズ群（第４レンズ群Ｇ４）と撮像面との間には、例えば３ＣＣＤ方式のカメラのように、色分解用のプリズムブロック（色分解光学系）ＧＰが配置される。本実施の形態に係る撮像装置は、少なくともズームレンズと撮像素子とを備えて構成される。

図２８は、本実施の形態に係るズームレンズが適用される撮像装置としてのカメラの一例を示している。
このカメラは、カメラ本体１と、カメラ本体１にマウントされるカメラ用レンズ２とを備えている。カメラ本体１内には、カメラ用レンズ２によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路、およびその生成された画像を記録するための記録媒体等が設けられている。このようなカメラにおけるカメラ用レンズ２として、本実施の形態におけるズームレンズを用いることで、赤の領域の色収差補正が良好になされた高画質の撮影画像が得られる。

このズームレンズは、変倍に際して第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚ１に沿って移動するようになっている。より具体的には、広角端から望遠端への変倍を第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ１に沿って像側へ単調に移動させることにより行い、その変倍に伴う像面の変動の補正を第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ１に沿って移動させることによって行うようになされている。第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は、変倍時に固定のレンズ群となっている。

このズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１を、前群Ｇ１ａと後群Ｇ１ｂとで構成し、前群Ｇ１ａと後群Ｇ１ｂのいずれか一方を光軸Ｚ１に沿って移動させることによって合焦を行うようになされていても良い。図１（Ａ），（Ｂ）および図２（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１を前群Ｇ１ａと後群Ｇ１ｂとに分割し、近距離側への合焦を、後群Ｇ１ｂを光軸Ｚ１に沿って物体側へ移動させることにより行うようになっている。図１（Ａ），（Ｂ）および図２（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａが３枚のレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３で構成され、後群Ｇ１ｂが２枚のレンズＬ１４，Ｌ１５で構成されている。

図３（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１を前群Ｇ１ａと後群Ｇ１ｂとに分割し、近距離側への合焦を、前群Ｇ１ａを光軸Ｚ１に沿って物体側へ移動させることにより行うようになっている。図３（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａが３枚のレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３で構成され、後群Ｇ１ｂが６枚のレンズＬ１４，Ｌ１５，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９で構成されている。

なお、図４（Ａ），（Ｂ）の構成例のように、近距離側への合焦を、第１レンズ群Ｇ１全体を光軸Ｚ１に沿って物体側へ移動させることにより行うようにしても良い。図４（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１が４枚のレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４で構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、例えば４枚のレンズＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４で構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、例えば２枚のレンズＬ３１，Ｌ３２からなる接合レンズで構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群Ｇ４内の最も広い空気間隔を隔てて前群Ｇ４ａと後群４ｂとで構成されている。図１（Ａ），（Ｂ）および図２（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第４レンズ群Ｇ４の前群Ｇ４ａが４枚のレンズＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４で構成され、後群Ｇ４ｂが６枚のレンズＬ４５，Ｌ４６，Ｌ４７，Ｌ４８，Ｌ４９，Ｌ５０で構成されている。図３（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第４レンズ群Ｇ４の前群Ｇ４ａが３枚のレンズＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３で構成され、後群Ｇ４ｂが６枚のレンズＬ４４，Ｌ４５，Ｌ４６，Ｌ４７，Ｌ４８，Ｌ４９で構成されている。図４（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第４レンズ群Ｇ４の前群Ｇ４ａが３枚のレンズＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３で構成され、後群Ｇ４ｂが４枚のレンズＬ４４，Ｌ４５，Ｌ４６，Ｌ４７で構成されている。

本実施の形態に係るズームレンズは、正の屈折力を有するレンズ群内（第１レンズ群Ｇ１または第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方）に、以下の条件式（１），（２）を満足する、所定の光学材料が用いられた少なくとも１枚の正レンズを含んでいる。これらの条件を満足することの意義については後述する。
νｄ＞６０ ……（１）
θC,A'＜０．００１１９８νｄ＋０．２７６５ ……（２）
ただし、νｄはｄ線に対するアッベ数。θC,A'は部分分散を（ｎＣ−ｎＡ’）としたときの部分分散比（ｎＣはＣ線に対する屈折率、ｎＡ’はＡ’線に対する屈折率）。

ここで、条件式（１），（２）を満たすとき、さらに以下の条件式を満足することが好ましい。
０．３３０＜θC,A'＜０．３６０ ……（３）

図１（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）において、斜線のハッチングを施したレンズ部分が、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満足する異常分散性のある所定の光学材料を用いた正レンズとなっている。

図１（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａ内の２枚のレンズＬ１２，Ｌ１３と、後群Ｇ１ｂ内の１枚のレンズＬ１４とが、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっている。図２（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａ内の１枚のレンズＬ１２が、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっている。図３（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１ｂ内の４枚のレンズＬ１４，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８と、第４レンズ群Ｇ４の前群Ｇ４ａ内の１枚のレンズＬ４１と後群Ｇ４ｂ内の１枚のレンズＬ４５とが、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっている。図４（Ａ），（Ｂ）の構成例では、第１レンズ群Ｇ１内の３枚のレンズＬ１２，Ｌ１３，Ｌ１４と、第４レンズ群Ｇ４の後群Ｇ４ｂ内の１枚のレンズＬ４７とが、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっている。

なお、第１レンズ群Ｇ１内または第４レンズ群Ｇ４内において、上記所定の光学材料からなる正レンズを用いる枚数およびその正レンズを配置する位置は、図１（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）の各構成例で示した例に限定されるものではなく、各構成例で示した枚数よりも多いまたは枚数を用いたり、各構成例で示した位置とは異なる位置に配置されていても良い。

また、本実施の形態に係るズームレンズにおいて、所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれる群の全体（前群と後群で構成されている場合、第１レンズ群Ｇ１については第１レンズ群Ｇ１全体、第４レンズ群Ｇ４については前群Ｇ４ａ全体または後群Ｇ４ｂ全体）のパワーをΦＡとし、その群内において所定の光学材料が用いられた正レンズのパワーの総和をΦＢとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
ΦＢ／ΦＡ＞０．４ ……（４）

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、赤の領域の部分分散比に着目して適切な光学材料を用いてレンズ構成の最適化を行ったことで、特に赤の領域の色収差が従来よりも良好に補正される。このズームレンズでは、特に、レンズ群内で比較的パワーが強く、色収差の発生原因となりやすいレンズ、特に正の屈折力を有するレンズ群内（第１レンズ群Ｇ１または第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方）の正レンズに、少なくとも上記条件式（１），（２）を満たす色収差の補正に有利な異常分散性を有する所定の光学材料を用いることで、効果的な色収差補正がなされる。

この異常分散性を有する所定の光学材料を用いる群においては、その所定の光学材料を用いたレンズのパワー（焦点距離の逆数）がその群のパワーのメインであることがその所定の光学材料の異常分散性を有効に利用していることとなるので好ましい。この点で、上記条件式（４）の条件を満足することが好ましい。上記条件式（４）で表されるように、群のパワーΦＡに対して、その群内において所定の光学材料が用いられた正レンズのパワーの総和ΦＢが４割以上あることが好ましい。より効果を上げるためには、群のパワーΦＡに対して、所定の光学材料が用いられた正レンズのパワーの総和ΦＢが１０割以上あることが望ましい。なお、接合レンズの一部の正レンズに所定の光学材料が用いられている場合、上記条件式（４）におけるΦＢは、接合をはがした単体での焦点距離からパワーを算出する。

上記条件式（１）〜（３）は、異常分散性に関するものである。以下、上記条件式（１）〜（３）を満たすことの意義を説明する、ある２波長の屈折率の差である部分分散（ｎｘ−ｎｙ）の、Ｆ線とＣ線の屈折率の差である主分散（ｎＦ−ｎＣ）に対する比（ｎｘ−ｎｙ）／（ｎＦ−ｎＣ）を、部分分散比（θｘ，ｙ）という。この部分分散比（θｘ，ｙ）を縦軸、アッベ数νｄを横軸に取ったグラフ上で、標準の２つの硝種を結ぶ直線を基準線としたとき、一般にこの基準線から離れた位置に分布する光学材料は「異常分散性がある」光学材料という。

例えば株式会社オハラ製の２つの硝種、ＮＳＬ７（ｎｄ＝１．５１１１２、νｄ＝６０．５）とＰＢＭ２（ｎｄ＝１．６２００４、νｄ＝３６．３）とを結ぶ直線を基準線としたとき、長波長（赤）の領域の部分分散比θC,A'に関しては、
ＮＳＬ７＝０．３４９２、ＰＢＭ２＝０．３１９８より、基準線の式は、
θC,A' ≒ ０．００１２１５νｄ ＋ ０．２７５７ ・・・（Ａ）
となる。なお、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）とする（ｎｄはｄ線に対する屈折率）。
一方、短波長（青）の領域の部分分散比θg,Fに関しては、
ＮＳＬ７＝０．５４３６、ＰＢＭ２＝０．５８２８より、基準線の式は、
θg,F ≒ −０．００１６２０νｄ ＋ ０．６４１６ ・・・（Ｂ）
となる。多くの硝種は、この基準線に沿って分布するが、異常分散性がある硝材ほど、この直線から離れて位置し、色収差の補正、２次スペクトルの低減に有効である。

図５は、株式会社オハラ、および株式会社住田光学ガラス製のいくつかの代表的な光学材料について、青の領域の部分分散比θg,Fとアッベ数νｄとの関係をプロットして示している。また、上記式（Ｂ）による基準線を実線で図示している。図６は、同様のいくつかの代表的な光学材料について、赤の領域の部分分散比C,A'とアッベ数νｄとの関係をプロットして示している。また、上記式（Ａ）による基準線を実線で図示している。

ここで、低分散硝材で、青の領域での異常分散性もあるとされる株式会社オハラ製のＦＳＬ５（ｎｄ＝１．４８７４９、νｄ＝７０．２）を例にすると、式（Ａ）で算出される部分分散比θC,A'は０．３６１、式（Ｂ）から算出される部分分散比θg,Fは０．５２８となる。これに対して、実際のＦＳＬ５の部分分散比θC,A'は、０．３６３３、０．５３００である。従って、その短波長の異常分散の量は、＋０．００２で、他の異常分散性のある硝材と同じに＋側（図５のグラフで基準線よりも左側）に位置しているが、赤の領域では、他の異常分散性のある硝材とは逆方向（図６のグラフで基準線よりも右側）に＋０．００２の位置に分布している。すなわちＦＳＬ５は、図５のθg,F−νｄのグラフ上では、基準線に対して株式会社オハラ製のＦＰＬ５３、ＦＰＬ５１、ＰＨＭ５３、株式会社住田光学ガラス製のＧＦＫ７０などと同じ側にあるのに対して、図６のθC,A'−νｄのグラフ上では、基準線に対してＦＰＬ５３等とは逆側に存在している。

このＦＳＬ５のように、光学材料の中には、青の領域と赤の領域とで異常分散性の傾向が異なるものが存在する。従って、青の領域の異常分散性にのみ着目して硝材を選定して色収差を取ろうとすると、赤の領域では十分な色収差補正ができない場合がある。このため、本実施の形態では、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満たして、Ｃ線からＡ’線にかけての赤の領域の部分分散比θC,A'に着目してレンズの材料を選定することで、赤の領域の色収差を良好に補正することができる。図６において、斜線で強調表示した領域は、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満足する領域である。

なお、さらに長波長のｔ線（１０１４ｎｍ）にまで着目した部分分散比θC,tによって材料を選定するようにしても良い。すなわち、以下の条件式を満たすような材料を選定すれば良い。θC,tは部分分散を（ｎＣ−ｎｔ）としたときの部分分散比（ｎＣはＣ線に対する屈折率、ｎｔはｔ線に対する屈折率）を示す。
νｄ＞６０ ……（１）
θC,t＜０．００４７００νｄ＋０．５４６０ ……（５）
０．７６０＜θC,t＜０．８５５ ……（６）

図７に、図５および図６と同様にして、株式会社オハラ製、および株式会社住田光学ガラス製のいくつかの代表的な光学材料について、より長波長の領域の部分分散比θC,tとアッベ数νｄとの関係をプロットしたものを示す。また、ＮＳＬ７とＰＢＭ２とによって決められる基準線を実線で図示している。図７において、斜線で強調表示した領域は、上記条件式（１），（５）および条件式（６）を満足する領域である。

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、赤の領域の部分分散比に着目して適切な光学材料を用いてレンズ構成の最適化を図るようにしたので、特に赤の領域の色収差補正を従来よりも良好に行うことができる。また、本実施の形態に係るズームレンズを搭載した撮像装置によれば、そのズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、高画質の撮影画像を得ることができる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。

図８および図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、図１（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に図８にはその基本的なレンズデータを示し、図１３（Ａ）〜（Ｃ）には変倍および合焦等に関するその他のデータを示す。図８に示したレンズデータにおける面ＮＯ．は、実施例１に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１，２，３…）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１，２，３…）の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。

図８にはまた、部分分散比θC,A'および部分分散比θC,tの値を示す。この実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａ内の２枚のレンズＬ１２，Ｌ１３と、後群Ｇ１ｂ内の１枚のレンズＬ１４とが、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっており、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満足する異常分散性のある光学材料とされている。またそれらのレンズは、上記条件式（１），（５）および条件式（６）をも満足している。これら異常分散性のある所定の光学材料に該当する部分に「＊」の記号を付している。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ１１，Ｄ１９，Ｄ２２の値は可変となっている。図１３（Ａ）には、これらの面間隔Ｄ１１，Ｄ１９，Ｄ２２の変倍時のデータとして、図１（Ａ）のレンズ配置に対応する広角端（最短焦点距離状態）で無限遠合焦時のデータと、図１（Ｂ）のレンズ配置に対応する望遠端（最長焦点距離状態）で無限遠合焦時のデータとを示す。図１３（Ａ）にはまた、広角端と望遠端における焦点距離およびＦナンバーの値を示す。

実施例１に係るズームレンズはまた、合焦に伴って第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１ｂが光軸上を移動する。図１３（Ｂ）には、この合焦時の後群Ｇ１ｂの移動量のデータとして、物体距離が３．０ｍと１．０ｍのときの値を示す。

図１３（Ｃ）には、上記条件式（４）における、ΦＡ，ΦＢに関する値を示す。実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａ内の２枚のレンズＬ１２，Ｌ１３と、後群Ｇ１ｂ内の１枚のレンズＬ１４とが、異常分散性のある所定の光学材料となっているので、ΦＡは第１レンズ群Ｇ１全体（レンズＬ１１〜Ｌ１５）のパワーとなる。ΦＢは、第１レンズ群Ｇ１内のレンズＬ１２，Ｌ１３とレンズＬ１４のパワーの総和となる。

以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、図２（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図９および図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
なお、この実施例２に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａ内の１枚のレンズＬ１２が、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっており、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満足する異常分散性のある光学材料とされている。またレンズＬ１２は、上記条件式（１），（５）および条件式（６）をも満足している。図１４（Ｃ）には、上記条件式（４）における、ΦＡ，ΦＢに関する値を示す。ここでは、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１ａ内のレンズＬ１２が、異常分散性のある所定の光学材料となっているので、ΦＡは第１レンズ群Ｇ１全体（レンズＬ１１〜Ｌ１５）のパワーとなる。ΦＢは、レンズＬ１２のパワーとしている。

また同様にして、図３（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図１０および図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
なお、この実施例３に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１ｂ内の４枚のレンズＬ１４，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８と、第４レンズ群Ｇ４の前群Ｇ４ａ内の１枚のレンズＬ４１と後群Ｇ４ｂ内の１枚のレンズＬ４５とが、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっており、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満足する異常分散性のある光学材料とされている。またそれらのレンズは、上記条件式（１），（５）および条件式（６）をも満足している。図１５（Ｃ）には、上記条件式（４）における、ΦＡ，ΦＢに関する値を示すが、実施例４に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４の前群Ｇ４ａおよび後群Ｇ４ｂに上記所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれているので、ΦＡ，ΦＢの値は、それらの群ごとに値を算出している。

また同様にして、図４（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、図１１および図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
なお、この実施例４に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内の３枚のレンズＬ１２，Ｌ１３，Ｌ１４と、第４レンズ群Ｇ４の後群Ｇ４ｂ内の１枚のレンズＬ４７とが、上記所定の光学材料が用いられた正レンズとなっており、上記条件式（１），（２）および条件式（３）を満足する異常分散性のある光学材料とされている。またそれらのレンズは、上記条件式（１），（５）および条件式（６）をも満足している。図１６（Ｃ）には、上記条件式（４）における、ΦＡ，ΦＢに関する値を示すが、実施例４に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４の後群Ｇ４ｂとに上記所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれているので、ΦＡ，ΦＢの値は、それらの群ごとに値を算出している。

また、比較例に係るズームレンズのレンズデータを図１２および図１７（Ａ），（Ｂ）に示す。この比較例は、基本となる大まかなレンズ構成は実施例２と同様であり、レンズの断面も図２（Ａ），（Ｂ）とほぼ同様である。ただし、この比較例では、本実施の形態における異常分散性に関する所定の条件を満足する光学材料を用いていない。

図１８（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおいて広角端で、近距離（３ｍ）にフォーカスしている状態での球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）および倍率色収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示す。球面収差図および倍率色収差図には、Ｆ線、Ｃ線についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮｏ．はＦ値、ωは半画角を示す。同様にして、図１９（Ａ）〜（Ｄ）には、望遠端で、近距離（３ｍ）にフォーカスしている状態での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図２０（Ａ）〜（Ｄ）（広角端）および図２１（Ａ）〜（Ｄ）（望遠端）に示す。同様にして、実施例３に係るズームレンズについての諸収差を図２２（Ａ）〜（Ｄ）（広角端）および図２３（Ａ）〜（Ｄ）（望遠端）に示す。また同様にして、実施例４に係るズームレンズについての諸収差を図２４（Ａ）〜（Ｄ）（広角端）および図２５（Ａ）〜（Ｄ）（望遠端）に示す。また、比較例に係るズームレンズについての諸収差を図２６（Ａ）〜（Ｄ）（広角端）および図２７（Ａ）〜（Ｄ）（望遠端）に示す。

各収差図から分かるように、各実施例のレンズについて、倍率色収差と軸上色収差とが良好に補正されている。一方、比較例のレンズでは、異常分散性のある所定の光学材料を用いていないため、倍率色収差と軸上色収差の補正が不十分である。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。 ｇ線からＦ線にかけての青の領域の部分分散比θg,Fとアッベ数νｄとの関係を示す説明図である。 Ｃ線からＡ’線にかけての赤の領域の部分分散比θC,A'とアッベ数νｄとの関係を示す説明図である。 Ｃ線からｔ線にかけての赤の領域の部分分散比θC,tとアッベ数νｄとの関係を示す説明図である。 実施例１に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。 実施例２に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。 実施例３に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。 実施例４に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。 比較例に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。 実施例１に係るズームレンズのその他のデータを示す図であり、（Ａ）は変倍に関するデータを示し、（Ｂ）は合焦に関するデータを示し、（Ｃ）は異常分散性のある光学材料を用いたレンズのパワーに関するデータを示す。 実施例２に係るズームレンズのその他のデータを示す図であり、（Ａ）は変倍に関するデータを示し、（Ｂ）は合焦に関するデータを示し、（Ｃ）は異常分散性のある光学材料を用いたレンズのパワーに関するデータを示す。 実施例３に係るズームレンズのその他のデータを示す図であり、（Ａ）は変倍に関するデータを示し、（Ｂ）は合焦に関するデータを示し、（Ｃ）は異常分散性のある光学材料を用いたレンズのパワーに関するデータを示す。 実施例４に係るズームレンズのその他のデータを示す図であり、（Ａ）は変倍に関するデータを示し、（Ｂ）は合焦に関するデータを示し、（Ｃ）は異常分散性のある光学材料を用いたレンズのパワーに関するデータを示す。 比較例に係るズームレンズのその他のデータを示す図であり、（Ａ）は変倍に関するデータを示し、（Ｂ）は合焦に関するデータを示す。 実施例１に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例１に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例２に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例２に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例３に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例３に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例４に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 実施例４に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 比較例に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 比較例に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズが搭載されるカメラの一例を示す構成図である。

符号の説明

Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ１ａ…第１レンズ群前群、Ｇ１ｂ…第１レンズ群後群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、Ｇ４ａ…第４レンズ群前群、Ｇ４ｂ…第４レンズ群後群、ＧＰ…色分解光学系、Ｓｔ…開口絞り、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims (7)

1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍を前記第２レンズ群を光軸に沿って像側へ単調に移動させることにより行い、その変倍に伴う像面の変動の補正を前記第３レンズ群を光軸に沿って移動させることによって行うようになされ、
   前記第１レンズ群または前記第４レンズ群の少なくとも一方の正のレンズ群内に、以下の条件式（１），（２）を満足する所定の光学材料が用いられた少なくとも１枚の正レンズを含む
   ことを特徴とするズームレンズ。
   νｄ＞６０ ……（１）
   θC,A'＜０．００１１９８νｄ＋０．２７６５ ……（２）
   ただし、
   νｄ：ｄ線に対するアッベ数
   θC,A'：部分分散を（ｎＣ−ｎＡ’）としたときの部分分散比。ｎＣはＣ線に対する屈折率、ｎＡ’はＡ’線に対する屈折率
   とする。
2. 前記所定の光学材料が用いられた正レンズはさらに、以下の条件式を満足する
   ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   ０．３３０＜θC,A'＜０．３６０ ……（３）
3. 前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は、変倍時に固定のレンズ群である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群は、前群と後群とからなり、前記前群または前記後群のいずれか一方を光軸に沿って移動させることによって合焦を行うようになされ、
   少なくとも前記第１レンズ群内に、前記所定の光学材料が用いられた正レンズを含む
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第４レンズ群は、前記第４レンズ群内の最も広い空気間隔を隔てて前群と後群とからなり、
   少なくとも前記第４レンズ群内に、前記所定の光学材料が用いられた正レンズを含む
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記所定の光学材料が用いられた正レンズが含まれる群の全体（前群と後群で構成されている場合、第１レンズ群については第１レンズ群全体、第４レンズ群については前群全体または後群全体）のパワーをΦＡとし、その群内において前記所定の光学材料が用いられた正レンズのパワーの総和をΦＢとしたとき、以下の条件式を満足する
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ΦＢ／ΦＡ＞０．４ ……（４）
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のズームレンズと、
   前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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