JP2016071141A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さいＦ値でありながら小型で、かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６からなり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、第１レンズ群Ｇ１は、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定され、第２レンズ群Ｇ２は、広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に移動し、第６レンズ群Ｇ６は、正レンズと負レンズを有するものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラや放送用カメラ、監視用カメラ等の電子カメラに好適なズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

近年、放送用カメラでは４Ｋ化や８Ｋ化が進み、この放送用カメラに用いられるズームレンズについてもより高画素に対応した高性能なレンズが求められてきている。

このような放送用カメラを初め、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ等の電子カメラに用いられるズームレンズに関して、特許文献１、２が知られている。特許文献１、２では、いずれも６群構成の高性能なズームレンズが開示されている。

特開２０１１−１９７４７０号公報 特開２０１４−１４２４５１号公報

しかしながら、特許文献１のズームレンズはＦ値が大きく、特許文献２のズームレンズは全長が長いため、小さいＦ値でありながら小型で、かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズが求められている。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、小さいＦ値でありながら小型で、かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群から実質的になり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、第１レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定され、第２レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に移動し、第６レンズ群は、正レンズと負レンズを有することを特徴とするものである。

本発明のズームレンズにおいては、下記条件式（１）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
０．２＜ｄ２Ｔ／ｄ２Ｗ＜５ …（１）
０．２５＜ｄ２Ｔ／ｄ２Ｗ＜４ …（１−１）
ただし、
ｄ２Ｔ：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔
ｄ２Ｗ：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔

また、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は、一旦拡がり、再度減少することが好ましい。

また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
−０．３＜ｆ２／ｆ３＜−０．１ …（２）
−０．２５＜ｆ２／ｆ３＜−０．１５ …（２−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、第４レンズ群と第５レンズ群の間に絞りを備えることが好ましい。

また、第４レンズ群と第５レンズ群の軸上空気間隔は、広角端よりも望遠端の方が狭いことが好ましい。

また、第６レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定されていることが好ましい。

また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
１５＜νＬ＜４５ …（３）
１７＜νＬ＜４０ …（３−１）
ただし、
νＬ：第６レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．５７＜θｇＦＬ＜０．７ …（４）
０．５８＜θｇＦＬ＜０．６６ …（４−１）
ただし、
θｇＦＬ：第６レンズ群の最も像側のレンズの部分分散比

また、第１レンズ群全体のみ、もしくは、第１レンズ群を構成する一部のレンズのみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠から近距離方向への合焦が行われることが好ましい。

また、第１レンズ群は、物体側から順に、第１レンズ群前群、正の屈折力を有する第１レンズ群中群、正の屈折力を有する第１レンズ群後群から実質的になり、第１レンズ群前群は、合焦の際に像面に対して固定され、第１レンズ群中群は、無限遠から近距離方向への合焦に伴い像側から物体側に移動し、第１レンズ群後群は、無限遠から近距離方向への合焦に際して第１レンズ群中群と異なる軌跡で像側から物体側に移動することが好ましい。

この場合、第１レンズ群前群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズから実質的になることが好ましい。また、第１レンズ群後群を構成する正レンズのｄ線基準の平均屈折率は、第１レンズ群中群を構成する正レンズのｄ線基準の平均屈折率より高いことが好ましい。

また、第６レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを含むことが好ましい。

また、第６レンズ群は、物体側から順に、正単レンズ、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズの２つのレンズを接合した接合レンズ、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズの２つのレンズを接合した接合レンズ、正単レンズから実質的になることが好ましい。なお、接合レンズを構成する正レンズと負レンズについては、どちらが物体側であってもよい。

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。

なお、上記「〜から実質的になる」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやマスクやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。

また、部分分散比θｇＦは下記式で表されるものである。
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、ｎｇ：ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)に対する屈折率、ｎＦ：Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)に対する屈折率、ｎＣ：Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)に対する屈折率とする。

また、上記のレンズの面形状や屈折力の符号は、非球面が含まれている場合は近軸領域で考えるものとする。

本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群から実質的になり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、第１レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定され、第２レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に移動し、第６レンズ群は、正レンズと負レンズを有するものとしたので、小さいＦ値でありながら小型で、かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズとすることが可能となる。

また、本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えているため、小型の装置とすることができるとともに、明るく高画質の画像を取得することができる。

本発明の一実施形態にかかるズームレンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１０のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡を示す図 本発明の実施例１のズームレンズの各収差図 本発明の実施例２のズームレンズの各収差図 本発明の実施例３のズームレンズの各収差図 本発明の実施例４のズームレンズの各収差図 本発明の実施例５のズームレンズの各収差図 本発明の実施例６のズームレンズの各収差図 本発明の実施例７のズームレンズの各収差図 本発明の実施例８のズームレンズの各収差図 本発明の実施例９のズームレンズの各収差図 本発明の実施例１０のズームレンズの各収差図 本発明の実施例１１のズームレンズの各収差図 本発明の実施例１２のズームレンズの各収差図 本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図、図１３は上記ズームレンズの各レンズ群の移動軌跡を示す図である。図１、１３に示す構成例は、後述の実施例１のズームレンズの構成と共通である。図１、１３においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１では軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂも合わせて示している。

図１に示すように、このズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６からなり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うものである。

このズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図１では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰ１〜ＰＰ３をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。

また、第１レンズ群Ｇ１は、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定され、第２レンズ群Ｇ２は、広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に移動し、第６レンズ群Ｇ６は、正レンズと負レンズを有するように構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するものとすることで、全長を短く保ちながら、変倍比を大きく取るのに有利となる。また、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されたものとすることで、変倍による重心の移動を少なくすることができる。

第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有するものとし、広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に移動するものとすることで、変倍の主な作用を担う。

第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２との間隔を変えることにより、変倍による像面湾曲、球面収差、倍率色収差の変動を補正する作用を担う。また、第３レンズ群Ｇ３に正の屈折力を持たせ、第２レンズ群Ｇ２と異なる符号の屈折力を持たせることにより、その効果をより高めることができる。また、望遠端で広角端よりも像側に位置するように構成することで、変倍比を上げても全長を短く構成することができる。

第４レンズ群Ｇ４は、変倍による像面位置の変動を主に補正する。また、第４レンズ群Ｇ４に負の屈折力を持たせることにより、第５レンズ群Ｇ５以降を少ない構成枚数としても十分なバックフォーカスを確保しつつ全長を短くすることができる。

第５レンズ群Ｇ５は、第６レンズ群Ｇ６との間隔を変えることにより、変倍による像面湾曲、非点収差、倍率色収差の変動を補正する作用を担う。第２レンズ群Ｇ２−第３レンズ群Ｇ３間のフローティングのみでは、球面収差を補正するのに適した間隔と像面湾曲を補正するのに適した間隔が異なるため、両収差を同時に補正することが難しいが、第２レンズ群Ｇ２−第３レンズ群Ｇ３間と、第５レンズ群Ｇ５−第６レンズ群Ｇ６間の２カ所をフローティングとすることにより、複数の収差変動を同時に抑えることができる。

第６レンズ群Ｇ６は、主な結像作用を担う。また、正レンズと負レンズを有するものとすることで、レンズの中心部と周辺部を通る光路の差や色による光路の差を打ち消し合わせることができるため、球面収差、軸上色収差を良好に補正することができるとともに、Ｆ値を小さくすることができる。

本実施形態のズームレンズにおいては、下記条件式（１）を満足することが好ましい。第２レンズ群Ｇ２は広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に大きく移動し、第４レンズ群Ｇ４に接近するが、望遠側で第２レンズ群Ｇ２−第３レンズ群Ｇ３間の間隔が開いていると、第２レンズ群Ｇ２は望遠側で十分に第４レンズ群Ｇ４に接近することができなくなるため、条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２を十分に第４レンズ群Ｇ４に接近させることができるので、高倍率化に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２−第３レンズ群Ｇ３間の間隔を変化させることにより、各焦点距離間の相対的な収差変動を抑えることができるが、条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、特に広角側での像面湾曲の補正作用が強くなるため、広角端での像面湾曲の補正に有利となる。なお、下記条件式（１−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
０．２＜ｄ２Ｔ／ｄ２Ｗ＜５ …（１）
０．２５＜ｄ２Ｔ／ｄ２Ｗ＜４ …（１−１）
ただし、
ｄ２Ｔ：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔
ｄ２Ｗ：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の軸上空気間隔

また、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は、一旦拡がり、再度減少することが好ましい。このような構成とすることで、高倍率化した場合に補正の難しい中間焦点距離における球面収差、像面湾曲、非点収差の補正に有利となる。

また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２−第３レンズ群Ｇ３間の間隔を変倍時に変化させることによるフローティング作用を十分に確保することができる。また、条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成光学系の負の屈折力を確保することができるため、変倍作用を十分に持たせることができる。なお、下記条件式（２−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．３＜ｆ２／ｆ３＜−０．１ …（２）
−０．２５＜ｆ２／ｆ３＜−０．１５ …（２−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間に絞りＳｔを備えることが好ましい。このような構成とすることで、第１レンズ群Ｇ１の外径を抑えつつ、周辺画角の主光線の像面への入射角を抑えることができる。

また、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の軸上空気間隔は、広角端よりも望遠端の方が狭いことが好ましい。このような構成とすることで、変倍作用を補助することができる。

また、第６レンズ群Ｇ６は、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されていることが好ましい。このような構成とすることで、変倍によるＦ値の変動を抑えることができる。

また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）を満足することで、倍率色収差を好適な範囲に補正することができる。また、第５レンズ群Ｇ５の移動に応じて主光線の高さが変化するため、特に条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、変倍による倍率色収差の変動を抑えるのに効果がある。なお、下記条件式（３−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
１５＜νＬ＜４５ …（３）
１７＜νＬ＜４０ …（３−１）
ただし、
νＬ：第６レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）を満足することで、二次の倍率色収差を好適な範囲に抑えることができる。また、第５レンズ群Ｇ５の移動に応じて主光線の高さが変化するため、特に条件式（４）の下限以下とならないようにすることで、変倍による二次の倍率色収差の変動を抑えるのに効果がある。なお、下記条件式（４−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
０．５７＜θｇＦＬ＜０．７ …（４）
０．５８＜θｇＦＬ＜０．６６ …（４−１）
ただし、
θｇＦＬ：第６レンズ群の最も像側のレンズの部分分散比

また、第１レンズ群Ｇ１全体のみ、もしくは、第１レンズ群Ｇ１を構成する一部のレンズのみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠から近距離方向への合焦が行われることが好ましい。このような構成とすることで、フォーカシングの際に移動するレンズ群の移動量の変倍状態による差を抑えることができる。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、第１レンズ群前群、正の屈折力を有する第１レンズ群中群、正の屈折力を有する第１レンズ群後群からなり、第１レンズ群前群は、合焦の際に像面に対して固定され、第１レンズ群中群は、無限遠から近距離方向への合焦に伴い像側から物体側に移動し、第１レンズ群後群は、無限遠から近距離方向への合焦に際して第１レンズ群中群と異なる軌跡で像側から物体側に移動することが好ましい。このような構成とすることで、物体距離による像面湾曲、球面収差の変動を抑えることができる。なお、第１レンズ群中群と第１レンズ群後群の間隔を、無限遠側よりも最至近側で拡がるものとすれば、より良好な特性とすることができる。本実施形態では、第１レンズ群Ｇ１中のレンズＬ１１〜Ｌ１３を第１レンズ群前群、レンズＬ１４〜Ｌ１５を第１レンズ群中群、レンズＬ１６を第１レンズ群後群としている。

この場合、第１レンズ群前群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズから実質的になることが好ましい。このように、負レンズを最も物体側に置くことにより、以降のレンズへの周辺光線の入射角を抑えることができるため、広角化に有利となる。また、正レンズを２枚とすることにより球面収差の発生を抑えることができる。

また、第１レンズ群後群を構成する正レンズのｄ線基準の平均屈折率は、第１レンズ群中群を構成する正レンズのｄ線基準の平均屈折率より高いことが好ましい。このような構成とすることで、物体距離による像面湾曲の変動を抑えることができる。

また、第６レンズ群Ｇ６は、少なくとも２枚の正レンズを含むことが好ましい。このような構成とすることで、球面収差、歪曲収差の発生を抑えることができる。

また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、正単レンズ、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズの２つのレンズを接合した接合レンズ、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズの２つのレンズを接合した接合レンズ、正単レンズからなることが好ましい。第６レンズ群Ｇ６のレンズについて、この順番に配置することにより、軸上、軸外の諸収差を良好にバランスさせることができる。なお、最初の正単レンズは、Ｆ値を小さくする効果がある。次の２組の接合レンズは、球面収差、軸上色収差を補正する効果がある。また、このように接合レンズを複数にすることにより、球面収差、軸上色収差の補正を分担できるため、高次の球面収差や波長による球面収差の差が発生するのを抑えることができる。また正レンズ、負レンズを分離せず接合とするとで、面間隔の誤差による球面収差の変動や、偏心によるコマ収差の発生を抑えることができる。最後の正単レンズは、周辺画角の主光線の像面への入射角を抑制する効果がある。

また、絞りＳｔは、変倍時に第５レンズ群Ｇ５と共に移動することが好ましい。このような構成とすることで、第５レンズ群Ｇ５以降を小型化するのに有利となる。

また、本ズームレンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。

また、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰ１〜ＰＰ３を配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、もしくは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。
まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜１２に対応した図２〜１２においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、移動面の間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜１２についても基本的に同様である。

表１のレンズデータにおいて、面番号の欄には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面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示し、θｇＦの欄には各光学要素の部分分散比を示す。

なお、部分分散比θｇＦは下記式で表されるものである。
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、ｎｇ：ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)に対する屈折率、ｎＦ：Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)に対する屈折率、ｎＣ：Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)に対する屈折率とする。

ここで、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、絞りＳｔ、光学部材ＰＰ１〜ＰＰ３も含めて示している。絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[ｉ]と記載している。このＤＤ[ｉ]に対応する数値は表３に示している。

表２の諸元に関するデータに、広角端、中間、望遠端の各々の、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、バックフォーカスＢｆ´、Ｆ値ＦＮｏ、全画角２ωの値を示す。

基本レンズデータ、諸元に関するデータ、および移動面の間隔に関するデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、下記式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝４…２０）の値である。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ・ｈ^ｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に

下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝４…２０）

実施例１のズームレンズの各収差図を図１４に示す。なお、図１４中の上段左側から順に広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図１４中の中段左側から順に中間での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図１４中の下段左側から順に望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、灰色の実線で示す。非点収差図にはサジタル方向、タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と短破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ) 、ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、灰色の実線で示す。なお、これらの収差は全て無限遠物体合焦時のものである。球面収差の収差図のＦＮｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

次に、実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図２に示す。なお、第１レンズ群Ｇ１中のレンズＬ１１〜Ｌ１３を第１レンズ群前群、レンズＬ１４〜Ｌ１５を第１レンズ群中群、レンズＬ１６を第１レンズ群後群としている。以降の実施例３〜１２も同様であるので、以下では重複説明を省略する。また、実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、移動面の間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図１５に示す。

次に、実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、移動面の間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図１６に示す。

次に、実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。また、実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、移動面の間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、各収差図を図１７に示す。

次に、実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。また、実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１７に、諸元に関するデータを表１８に、移動面の間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、各収差図を図１８に示す。

次に、実施例６のズームレンズについて説明する。実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。また、実施例６のズームレンズの基本レンズデータを表２１に、諸元に関するデータを表２２に、移動面の間隔に関するデータを表２３に、非球面係数に関するデータを表２４に、各収差図を図１９に示す。

次に、実施例７のズームレンズについて説明する。実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図７に示す。また、実施例７のズームレンズの基本レンズデータを表２５に、諸元に関するデータを表２６に、移動面の間隔に関するデータを表２７に、非球面係数に関するデータを表２８に、各収差図を図２０に示す。

次に、実施例８のズームレンズについて説明する。実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図８に示す。また、実施例８のズームレンズの基本レンズデータを表２９に、諸元に関するデータを表３０に、移動面の間隔に関するデータを表３１に、非球面係数に関するデータを表３２に、各収差図を図２１に示す。

次に、実施例９のズームレンズについて説明する。実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図９に示す。また、実施例９のズームレンズの基本レンズデータを表３３に、諸元に関するデータを表３４に、移動面の間隔に関するデータを表３５に、非球面係数に関するデータを表３６に、各収差図を図２２に示す。

次に、実施例１０のズームレンズについて説明する。実施例１０のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１０に示す。また、実施例１０のズームレンズの基本レンズデータを表３７に、諸元に関するデータを表３８に、移動面の間隔に関するデータを表３９に、非球面係数に関するデータを表４０に、各収差図を図２３に示す。

次に、実施例１１のズームレンズについて説明する。実施例１１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１１に示す。また、実施例１１のズームレンズの基本レンズデータを表４１に、諸元に関するデータを表４２に、移動面の間隔に関するデータを表４３に、非球面係数に関するデータを表４４に、各収差図を図２４に示す。

次に、実施例１２のズームレンズについて説明する。実施例１２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１２に示す。また、実施例１２のズームレンズの基本レンズデータを表４５に、諸元に関するデータを表４６に、移動面の間隔に関するデータを表４７に、非球面係数に関するデータを表４８に、各収差図を図２５に示す。

実施例１〜６のズームレンズの条件式（１）〜（４）に対応する値を表４９に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表４９に示す値はこの基準波長におけるものである。

以上のデータから、実施例１〜１２のズームレンズは全て、条件式（１）〜（４）を満たしており、小さいＦ値でありながら小型で、かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズであることが分かる。

次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図２６に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズを用いた撮像装置の概略構成図を示す。なお、図２６では各レンズ群を概略的に示している。この撮像装置としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等を挙げることができる。

図２６に示す撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。

ズームレンズ１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。

この撮像装置１０は、本発明の実施形態のズームレンズ１を備えているため、小型の装置とすることができるとともに、明るく高画質の画像を取得することができる。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

１ ズームレンズ
６ フィルタ
７ 撮像素子
８ 信号処理回路
９ 表示装置
１０ 撮像装置
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
Ｇ６ 第６レンズ群
ＰＰ１〜ＰＰ３ 光学部材
Ｌ１１〜Ｌ６６ レンズ
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 絞り
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群から実質的になり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定され、
   前記第２レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に伴い物体側から像側に移動し、
   前記第６レンズ群は、正レンズと負レンズを有する
   ことを特徴とするズームレンズ。
2. 下記条件式（１）を満足する
   請求項１記載のズームレンズ。
   ０．２＜ｄ２Ｔ／ｄ２Ｗ＜５ …（１）
   ただし、
   ｄ２Ｔ：望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の軸上空気間隔
   ｄ２Ｗ：広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の軸上空気間隔
3. 広角端から望遠端への変倍に際し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は、一旦拡がり、再度減少する
   請求項１または２記載のズームレンズ。
4. 下記条件式（２）を満足する
   請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
   −０．３＜ｆ２／ｆ３＜−０．１ …（２）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
5. 前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間に絞りを備える
   請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
6. 前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の軸上空気間隔は、広角端よりも望遠端の方が狭い
   請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
7. 前記第６レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定されている
   請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
8. 下記条件式（３）を満足する
   請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
   １５＜νＬ＜４５ …（３）
   ただし、
   νＬ：前記第６レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数
9. 下記条件式（４）を満足する
   請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ０．５７＜θｇＦＬ＜０．７ …（４）
   ただし、
   θｇＦＬ：前記第６レンズ群の最も像側のレンズの部分分散比
10. 前記第１レンズ群全体のみ、もしくは、前記第１レンズ群を構成する一部のレンズのみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠から近距離方向への合焦が行われる
    請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、第１レンズ群前群、正の屈折力を有する第１レンズ群中群、正の屈折力を有する第１レンズ群後群から実質的になり、
    前記第１レンズ群前群は、合焦の際に像面に対して固定され、
    前記第１レンズ群中群は、無限遠から近距離方向への合焦に伴い像側から物体側に移動し、
    前記第１レンズ群後群は、無限遠から近距離方向への合焦に際して前記第１レンズ群中群と異なる軌跡で像側から物体側に移動する
    請求項１から１０のいずれか１項記載のズームレンズ。
12. 前記第１レンズ群前群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズから実質的になる
    請求項１１項記載のズームレンズ。
13. 前記第１レンズ群後群を構成する正レンズのｄ線基準の平均屈折率は、前記第１レンズ群中群を構成する正レンズのｄ線基準の平均屈折率より高い
    請求項１１または１２記載のズームレンズ。
14. 前記第６レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを含む
    請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
15. 前記第６レンズ群は、物体側から順に、正単レンズ、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズの２つのレンズを接合した接合レンズ、いずれか一方が正レンズで他方が負レンズの２つのレンズを接合した接合レンズ、正単レンズから実質的になる
    請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズ。
16. 下記条件式（１−１）を満足する
    請求項１から１５のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ０．２５＜ｄ２Ｔ／ｄ２Ｗ＜４ …（１−１）
    ただし、
    ｄ２Ｔ：望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の軸上空気間隔
    ｄ２Ｗ：広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の軸上空気間隔
17. 下記条件式（２−１）を満足する
    請求項１から１６のいずれか１項記載のズームレンズ。
    −０．２５＜ｆ２／ｆ３＜−０．１５ …（２−１）
    ただし、
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
18. 下記条件式（３−１）を満足する
    請求項１から１７のいずれか１項記載のズームレンズ。
    １７＜νＬ＜４０ …（３−１）
    ただし、
    νＬ：前記第６レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数
19. 下記条件式（４−１）を満足する
    請求項１から１８のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ０．５８＜θｇＦＬ＜０．６６ …（４−１）
    ただし、
    θｇＦＬ：前記第６レンズ群の最も像側のレンズの部分分散比
20. 請求項１から１９のいずれか１項記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。