JP2016048354A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 全系が小型、かつ大口径比、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能のズームレンズを得ること。【解決手段】 物体側から像側へ順に、正、負、正の屈折力の第１レンズ群ないし第３レンズ群を含む後群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、後群は全体として正の屈折力を有し、第３レンズ群は後群の最も物体側に配置され、ズーミングに際して第１ないし第３レンズ群は移動し、広角端における全系の焦点距離ｆｗ、望遠端における全系の焦点距離ｆｔ、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第２レンズ群の焦点距離ｆ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける第１レンズ群ないし第３レンズ群の移動量ｍ１、ｍ２、ｍ３を各々適切に設定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像素子を用いた電子カメラやフィルム用カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系として好適なものである。

近年、撮像素子を用いた撮像装置は高機能化され、又、装置全体が小型化されている。また撮像装置に用いられる撮像素子は高解像の画像が得られるよう、素子サイズが微細化されている。それに対応して撮像装置に用いられる撮像光学系には、高い空間周波数まで解像力を有する高い光学性能を有することが要求されている。また、高い空間周波数を有する撮像光学系においては、回折による光学特性の劣化が無視できなくなってくる。回折による結像性能の劣化は撮像光学系のＦナンバー（Ｆｎｏ）で決まってくる。

このため、撮像光学系には開放Ｆｎｏが明るいことが（大口径比）求められている。さらに撮像素子の素子サイズの微細化に伴い暗所での撮影時におけるノイズの増大を軽減するために、ズーム全域に渡り明るいＦｎｏを有する撮像光学系であることが求められている。更にそれに用いる撮像光学系としてレンズ全長が短く、全系が小型で高ズーム比であること、しかもズーム全域にわたり高解像力のズームレンズであること等が要求されている。

従来、全系が小型で高ズーム比で明るく、ズーミングの際のＦナンバーの変動が少ないズームレンズが知られている（特許文献１乃至４）。特許文献１，２では物体側から像側へ順に、正，負，正，負，正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなり、ズーミングに際して各レンズ群が移動する５群ズームレンズを開示している。

特許文献３では物体側から像側へ順に、正，負，正，正，負の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなり、ズーミングに際して各レンズ群が移動する５群ズームレンズを開示している。特許文献４では物体側より像側へ順に、正，負，正，負，正，負の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群より成る６群ズームレンズを開示している。

特開２０１４−２９３７５号公報 特開２０１３−１６０９４４号公報 特開２００３−２５５２２８号公報 特開平０７−２６１０７９号公報

撮像装置に使用されるズームレンズには、全系が小型で明るく（大口径比）、高ズーム比でありかつズーム全域において高い光学性能を有していることが要望されている。前述した５群ズームレンズや６群ズームレンズにおいて、高ズーム比とレンズ系全体の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得るには各レンズ群の屈折力やレンズ構成、そして各レンズ群のズーミングに伴う移動条件などを適切に設定することが重要となる。

特に第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の屈折力やズーミングに際しての第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の移動条件等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、大口径比、高ズーム比で高い光学性能のズームレンズを得るのが難しくなってくる。

本発明は、光学系全体が小型で、大口径比、高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を含む後群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記後群は全体として正の屈折力を有し、前記第３レンズ群は前記後群の最も物体側に配置され、ズーミングに際して、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群は移動し、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の移動量をそれぞれｍ１、ｍ２、ｍ３とするとき、
０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５
１．１＜ｆ１／ｆｔ＜２．０
−１．９＜ｍ１／ｍ２＜−１．０
−２．３＜ｍ３／ｍ２＜−１．１
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、全系が小型、かつ大口径比、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能のズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

本発明の実施例１のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ） 実施例１のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図 本発明の実施例２のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ） 実施例２のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図 本発明の実施例３のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ） 実施例３のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図 本発明の実施例４のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ） 実施例４のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図 本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図

以下、本発明のズームレンズ系及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を含む後群を有し、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。第３レンズ群は後群の最も物体側に配置されている。ズーミングに際して第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群が移動する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）において無限遠物体に合焦（フォーカス）したときのレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は実施例１のズームレンズの広角端と望遠端（長焦点距離端）において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図である。図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。図４（Ａ），（Ｂ）は実施例２のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図である。

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。図６（Ａ），（Ｂ）は実施例３のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図である。図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。図８（Ａ），（Ｂ）は実施例４のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図である。

図９は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視カメラ、そして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＢは１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の後群である。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。レンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。フォーカスに関する矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群又はレンズ部の移動方向を示している。

次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。図１のレンズ断面図においてＬ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群である。後群ＬＢは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５よりなっている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。

図１の実施例１では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。開口絞りＳＰは物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。

図３のレンズ断面図においてＬ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群である。後群ＬＢは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５よりなっている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３の一部のレンズ部Ｌ３Ｆは物体側へ移動する。

図３の実施例２では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を増大しつつ物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。

図５のレンズ断面図においてＬ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群である。後群ＬＢは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５よりなっている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。

図５の実施例３では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動する。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を増大しつつ物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と一体で物体側へ移動している。

図７のレンズ断面図においてＬ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群である。後群ＬＢは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６よりなっている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。

図７の実施例４では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を増大しつつ像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を増大しつつ物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を増大しつつ物体側へ移動する。第６レンズ群Ｌ６は物体側へ凸状の軌跡で移動する。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３との間隔を縮小しつつ物体側へ移動する。

球面収差図においてｄはｄ線，ｇはｇ線である。非点収差図においてＭはメリディオナル像面、Ｓはサジタル像面である。倍率色収差においてｇはｇ線である。ωは半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用のレンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。尚、各実施例においてフォーカシングはズームレンズ全体又は任意の１つのレンズ群を移動させて行っても良い。像ぶれ補正（防振）に際して、実施例１，３，４では第３レンズ群Ｌ３を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させても良い。また実施例２では第３レンズ群Ｌ３の一部のレンズを光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させても良い。

次に、本発明のズームレンズの特徴について説明する。多くのポジティブリードタイプのズームレンズにおいては、高ズーム比化とレンズ系全体の小型化を図りつつ、物体距離全般にわたり良好な光学性能を得ることが課題となっている。この課題を解決するために、本発明のズームレンズでは、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、そして各レンズ群のズーミングに伴う移動条件を適切に設定している。これによって、高ズーム比化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得ている。

具体的に本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、１つ以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力の後群ＬＢを有し、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。後群ＬＢは最も物体側に正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有する。広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３は移動する。

広角端から望遠端へのズーミングにおける第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３の移動量をそれぞれｍ１、ｍ２、ｍ３とする。このとき、
０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５ ・・・（１）
１．１＜ｆ１／ｆｔ＜２．０ ・・・（２）
−１．９＜ｍ１／ｍ２＜−１．０ ・・・（３）
−２．３＜ｍ３／ｍ２＜−１．１ ・・・（４）
なる条件式を満足する。

ここで広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ群の移動量とは、広角端におけるレンズ群の光軸方向の位置と望遠端におけるレンズ群の光軸方向の位置との差をいう。移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定する。条件式（１）を満足することで、広角端において、全系がレトロフォーカスタイプのパワー配置とすることが容易となる。これにより、広角端の広画角化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり諸収差の変動が少なく、画面全体にわたり高い光学性能を得ている。

条件式（１）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が小さくなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）レトロフォーカスタイプのパワー配置とするのが難しくなり、広角端において撮影画角を広くすることが困難となる。条件式（１）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が大きくなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動を小さくするのが困難となる。又、第２レンズ群Ｌ２による軸上光束の発散作用が大きくなり過ぎるために後群ＬＢの小型化が困難になってくる。

条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定する。条件式（２）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が小さくなりすぎると、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくしなければならず、この結果、望遠端においてレンズ全長が長くなってくる。また、前玉有効径の小型化が難しくなる。条件式（２）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなりすぎると、高ズーム比化には有利であるが、望遠端において球面収差が増大し、球面収差の補正が困難となる。

条件式（３）はズーミングに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量と第２レンズ群Ｌ２の移動量の比を規定する。条件式（３）の下限を超え、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎると、望遠端において周辺光量を十分確保しようとすると、前玉有効径（第１レンズ群Ｌ１の有効径）が増大してくる。上限を超え、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりすぎると、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動を小さくするのが困難となる。また、広角端におけるレンズ全長が長くなり、広角端において前玉有効径が増大してくる。

条件式（４）はズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量と第３レンズ群Ｌ３の移動量の比を規定する。条件式（４）の下限を超え、第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなりすぎると、ズーミングに伴う球面収差、軸上色収差の変動が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。上限を超え、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりすぎると、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。また、広角端におけるレンズ全長が長くなり、広角端において前玉有効径が増大してくる。

更に好ましくは条件式（１）乃至（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４ ・・・（１ａ）
１．１＜ｆ１／ｆｔ＜１．８ ・・・（２ａ）
−１．９＜ｍ１／ｍ２＜−１．１ ・・・（３ａ）
−２．２＜ｍ３／ｍ２＜−１．２ ・・・（４ａ）
以上のように本発明によれば、全系が小型で、明るいＦｎｏを有し、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。

各実施例のズームレンズにおいて更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。それによれば各条件式に対応した効果が得られる。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。望遠端における全系のＦナンバーをＦｎｏｔとする。

本発明のズームレンズを撮像素子を有する撮像装置に用いたとき、広角端から望遠端のズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が第３レンズ群Ｌ３の最も物体側のレンズ面を通過する入射高さの最大値をｈｇｔとする。撮像素子の有効範囲の対角線長の半分をＹｍａｘとする。このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。

４．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．５ ・・・（５）
１．０＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（６）
０．１＜Ｆｎｏｔ／（ｆｔ／ｆｗ）＜１．０ ・・・（７）
０．２＜ｈｇｔ／（Ｙｍａｘ・Ｆｎｏｔ）＜１．０ ・・・（８）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定する。条件式（５）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が小さくなりすぎると、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくしなければならず、この結果、望遠端においてレンズ全長が長くなってくるので良くない。また、前玉有効径が増大してくる。条件式（５）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が大きくなりすぎると、高ズーム比化には有利であるが、望遠端において球面収差が増大し、球面収差の補正が困難となる。

条件式（６）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定する。条件式（６）の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなりすぎると、ズーミングに際しての第３レンズ群Ｌ３の移動量（ズームストローク）が長くなりすぎてレンズ全長が長くなってくる。また、下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなりすぎると、レンズ全長の短縮化及び高ズーム比化には有利となる。しかしながら、第３レンズ群Ｌ３を構成する正レンズのレンズ面の曲率が強くなりすぎて球面収差が多く発生し、大口径比が困難となる。

条件式（７）は広角端におけるＦナンバーとズーム比との関係を規定する。条件式（７）の下限値を超えてズーム比に対するＦナンバーが小さくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３より球面収差が大きく発生してズーム全域で高い光学性能を維持することが困難となる。また上限値を超えてズーム比に対するＦナンバーが大きくなりすぎると、高ズーム比化と大口径比化が困難となる。

条件式（８）は、ズームレンズを撮像装置に用いたときの撮像素子の大きさと、望遠端におけるＦナンバーに対する後群ＬＢの最も物体側のレンズの有効径ｈｇｔとの関係を規定する。条件式（８）の下限値を超えて後群ＬＢの最も物体側のレンズの有効径が小さくなりすぎると、明るいＦナンバーに対応する軸上光束に対して十分な有効径を確保するのが困難となり、大口径比が困難となる。また上限値を超えて後群ＬＢの最も物体側のレンズの有効径が大きくなりすぎると、後群ＬＢの最も物体側のレンズより球面収差が大きく発生してくる。

この結果、全系での球面収差の補正が困難となり、大口径比を図りつつ高い光学性能を得るのが困難になる。尚、各実施例において更に好ましくは前述の条件式（５）乃至（８）の数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

５．０＜ｆ１／ｆｗ＜７．０ ・・・（５ａ）
１．３＜ｆ３／ｆｗ＜３．５ ・・・（６ａ）
０．４＜Ｆｎｏｔ／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．９ ・・・（７ａ）
０．３＜ｈｇｔ／（Ｙｍａｘ・Ｆｎｏｔ）＜０．８ ・・・（８ａ）
以上のように各実施例によれば、全系が小型かつ高ズーム比で全ズーム範囲にわたり明るいＦｎｏを有するズームレンズが得られる。

各実施例において好ましくは次の構成のうち１つ以上を満足するのが良い。後群ＬＢを５つ以上のレンズで構成するのが良い。これによれば各レンズに屈折力を分担させレンズ面の曲率を弱く保ちながら第３レンズ群Ｌ３の屈折力を高めることができるので、ズーム全域で大口径比を維持しながら高ズーム比化が容易となる。第２レンズ群は広角端から望遠端までのズーミングにおいて、単調に像側に移動するのが良い。これによれば、中間ズーム位置において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を適切な間隔とし、周辺光量を十分確保することができるので、前玉有効径の小型化が容易となる。

広角端から望遠端へのズーミングにおいて、全てのレンズ群が移動することが良い。これによれば高ズーム比化を図りつつ、ズーミングに際しての収差変動を軽減するのが容易になる。

次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置について説明する。図９において、１０は撮像装置である。１１は本発明のズ−ムレンズによって構成された撮像光学系、１２は撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）を示す。また、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダ−である。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された披写体像が表示される。

このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の光学機器に適用することにより、高い光学性能を有した光学機器が実現できる。尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。尚、本発明のズームレンズはビデオカメラにも同様に適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

以下に、実施例１乃至４に各々対応する数値実施例１乃至４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした材料の屈折率、アッベ数を示す。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの長さである。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの長さである。非球面データには、非球面を次式で表した場合の非球面係数を示す。

但し、
x：光軸方向の基準面からの変位量
h：光軸に対して垂直な方向の高さ
R：ベースとなる２次曲面の半径
k：円錐定数
An：ｎ次の非球面係数
なお、「ｅ−Ｚ」の表示は「10^-Z」を意味する。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

[数値実施例１]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 32.903 0.85 1.94595 18.0 23.11
2 23.697 3.39 1.80420 46.5 22.16
3 239.525 (可変) 21.67
4 104.318 0.67 1.77250 49.6 17.70
5 9.356 4.75 13.33
6* -18.059 0.40 1.76802 49.2 12.53
7 116.691 0.10 12.34
8 30.603 1.20 1.95906 17.5 12.27
9 717.339 (可変) 12.12
10(絞り) ∞ (可変) 10.62
11* 15.470 2.65 1.76802 49.2 12.97
12* -45.132 0.10 12.82
13 11.775 2.52 1.83481 42.7 11.79
14 230.169 0.45 1.85478 24.8 11.01
15 8.338 (可変) 9.56
16 30.731 2.88 1.49700 81.5 11.95
17 -17.952 (可変) 12.20
18 -22.355 0.40 1.85135 40.1 12.30
19* 444.580 0.10 12.75
20 21.426 1.94 1.63854 55.4 13.57
21 -542.945 (可変) 13.69
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.29119e-005 A 6= 8.28299e-008 A 8=-1.20260e-008 A10= 1.04155e-010

第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.42389e-005 A 6= 1.20948e-007

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.80026e-005 A 6= 3.00368e-007 A 8=-3.24113e-009 A10= 2.62387e-011

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.63992e-005 A 6=-4.35159e-008 A 8=-9.87071e-010 A10= 8.77351e-012

各種データ
ズーム比 3.94
広角 中間 望遠
焦点距離 9.06 16.39 35.69
Fナンバー 1.85 2.54 2.88
レンズ全長 58.97 58.94 67.77
BF 8.90 13.30 12.40

d 3 0.31 4.81 15.34
d 9 12.26 3.51 0.70
d10 5.34 4.39 0.31
d15 8.38 7.60 6.58
d17 1.40 2.95 10.04
d21 8.90 13.30 12.40

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 50.83
2 4 -10.03
3 10 ∞
4 11 17.24
5 16 23.26
6 18 -115.71

[数値実施例２]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 0.00 26.50
2 33.214 0.85 1.94595 18.0 22.60
3 24.125 3.22 1.80420 46.5 21.75
4 225.206 (可変) 21.27
5 261.263 0.67 1.77250 49.6 18.42
6 9.344 4.53 13.80
7* -24.737 0.40 1.76802 49.2 13.38
8 82.654 0.10 13.17
9 29.481 1.28 1.95906 17.5 13.11
10 386.248 (可変) 12.95
11(絞り) ∞ (可変) 9.75
12* 13.043 3.18 1.76802 49.2 11.63
13* -89.602 0.10 11.22
14 11.511 2.31 1.83481 42.7 10.48
15 89.584 0.45 1.85478 24.8 9.62
16 7.646 5.45 8.48
17 19.041 2.79 1.49700 81.5 10.31
18 -16.625 (可変) 10.52
19 -18.851 0.40 1.67790 55.3 10.47
20* 63.996 (可変) 10.74
21 24.884 2.33 1.48749 70.2 14.32
22 -75.840 (可変) 14.50
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.82203e-006 A 6= 1.35115e-007 A 8=-6.19412e-009 A10= 4.22264e-011

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.21022e-005 A 6= 2.55436e-007

第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.52048e-005 A 6= 6.05322e-007 A 8=-5.50338e-009 A10= 7.59084e-011

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.50043e-005 A 6=-1.99034e-007 A 8= 7.35018e-009 A10=-2.41682e-010

各種データ
ズーム比 3.99
広角 中間 望遠
焦点距離 8.95 16.47 35.70
Fナンバー 2.06 3.00 3.40
レンズ全長 59.41 59.23 69.20
BF 9.32 12.62 10.66

d 4 0.31 4.62 15.49
d10 14.35 5.72 0.70
d11 5.01 3.28 1.54
d18 0.80 1.73 4.88
d20 1.56 3.19 7.87
d22 9.32 12.62 10.66

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 51.82
2 5 -10.78
3 11 ∞
4 12 13.79
5 19 -21.44
6 21 38.73

[数値実施例３]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 0.00 33.82
2 32.270 1.15 1.95906 17.5 31.50
3 25.298 5.13 1.72916 54.7 30.00
4 162.718 (可変) 29.41
5 127.361 0.90 1.72916 54.7 21.52
6 10.729 5.56 15.96
7* -37.203 0.65 1.76802 49.2 14.82
8 33.293 0.10 14.25
9 22.874 1.34 1.95906 17.5 14.19
10 65.421 (可変) 13.97
11(絞り) ∞ 0.50 12.34
12 17.127 2.68 1.90366 31.3 13.33
13 -174.033 1.52 13.16
14 -70.217 0.55 1.72047 34.7 12.69
15 9.177 3.28 1.59201 67.0 12.31
16* 584.131 (可変) 12.32
17 13.744 0.65 2.00069 25.5 12.87
18 9.897 6.12 1.49700 81.5 12.32
19 -20.152 (可変) 11.98
20 -34.377 4.17 1.80809 22.8 12.52
21 -7.915 0.65 1.78470 26.3 12.82
22 33.357 2.34 13.60
23* 14.742 4.02 1.77250 49.6 16.40
24 -90.073 4.62 16.07
25 -11.976 0.75 1.58913 61.1 14.41
26 -68.243 (可変) 14.99
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.08794e-006 A 6=-9.04283e-008 A 8= 2.59296e-010 A10=-2.01335e-012

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.72570e-005 A 6= 3.22186e-007 A 8=-4.43524e-009 A10= 3.17129e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.42861e-005 A 6= 4.66096e-007 A 8=-5.01592e-009 A10= 5.52194e-011

各種データ
ズーム比 3.94
広角 中間 望遠
焦点距離 9.07 18.22 35.70
Fナンバー 1.79 2.11 2.30
レンズ全長 73.46 75.70 83.26
BF 3.27 5.83 4.96

d 4 0.31 8.91 18.81
d10 21.02 9.19 1.37
d16 1.15 2.19 3.16
d19 1.03 2.91 8.29
d26 3.27 5.83 4.96

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 60.01
2 5 -11.87
3 11 27.25
4 17 22.29
5 20 -64.56

[数値実施例４]

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 0.00 28.20
2 30.284 0.85 1.94595 18.0 23.61
3 22.814 3.35 1.80420 46.5 22.73
4 112.619 (可変) 22.26
5 108.172 0.67 1.77250 49.6 19.39
6 9.438 4.57 14.46
7* -32.526 0.40 1.76802 49.2 14.14
8 59.773 0.10 13.83
9 28.766 1.30 1.95906 17.5 13.75
10 187.781 (可変) 13.56
11(絞り) ∞ (可変) 9.89
12* 12.657 2.99 1.76802 49.2 10.51
13* -113.566 0.10 10.30
14 12.143 2.40 1.83481 42.7 9.92
15 97.578 0.45 1.85478 24.8 9.12
16 7.681 (可変) 8.26
17 23.603 2.37 1.49700 81.5 8.92
18 -15.079 (可変) 9.22
19 -12.981 0.40 1.62041 60.3 9.25
20* 319.494 (可変) 9.68
21 33.233 2.74 1.51633 64.1 16.04
22 -34.422 (可変) 16.20
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.96670e-006 A 6=-9.57353e-008 A 8= 2.36657e-009 A10=-3.69455e-011

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.39746e-005 A 6=-5.69486e-007

第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.03391e-006 A 6=-4.10695e-007 A 8=-4.41618e-009 A10= 1.33682e-010

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.94043e-005 A 6= 1.43954e-006 A 8=-9.08219e-008 A10= 1.62266e-009

各種データ
ズーム比 5.03
広角 中間 望遠
焦点距離 9.09 18.38 45.70
Fナンバー 2.27 2.83 3.60
レンズ全長 61.57 59.84 72.25
BF 10.40 15.18 5.72

d 4 0.31 5.18 18.10
d10 15.97 5.28 0.70
d11 5.95 3.12 0.30
d16 3.32 5.62 6.80
d18 0.80 1.96 7.59
d20 2.12 0.80 10.35
d22 10.40 15.18 5.72

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 54.36
2 5 -11.76
3 11 ∞
4 12 19.57
5 17 18.90
6 19 -20.10
7 21 33.21

Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 Ｌ６ 第６レンズ群
ＬＢ 後群 ＳＰ 開口絞り ＩＰ 像面

Claims (13)

1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を含む後群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
   前記後群は全体として正の屈折力を有し、前記第３レンズ群は前記後群の最も物体側に配置され、ズーミングに際して、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群は移動し、
   広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の移動量をそれぞれｍ１、ｍ２、ｍ３とするとき、
   ０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５
   １．１＜ｆ１／ｆｔ＜２．０
   −１．９＜ｍ１／ｍ２＜−１．０
   −２．３＜ｍ３／ｍ２＜−１．１
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. ４．２＜ｆ１／ｆｗ＜７．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   １．０＜ｆ３／ｆｗ＜４．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 前記後群は全体として５つ以上のレンズを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群は広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に単調に移動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項のズームレンズ。
6. 広角端から望遠端へのズーミングにおいて、全てのレンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズ。
7. 望遠端におけるＦナンバーをＦｎｏｔとするとき、
   ０．１＜Ｆｎｏｔ／（ｆｔ／ｆｗ）＜１．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項のズームレンズ。
8. 前記後群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
9. 前記後群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
10. 前記後群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
11. 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項のズームレンズ。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
13. 望遠端における全系のＦナンバーをＦｎｏｔ、広角端から望遠端のズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面を通過する入射高さの最大値をｈｇｔ、前記撮像素子の有効範囲の対角線長の半分をＹｍａｘとするとき、
    ０．２＜ｈｇｔ／（Ｙｍａｘ・Ｆｎｏｔ）＜１．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１２の撮像装置。