JP2016109719A

JP2016109719A - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP2016109719A
Application number: JP2014243845A
Authority: JP
Inventors: 大雅野田; Hiromasa Noda; 長　倫生; Michio Cho; 倫生長
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: CN105652426B; JP6291406B2; US20160154221A1; CN105652426A; US9746649B2

Abstract

【課題】ズーム全域でＦ値が小さく、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、正の第１レンズ群Ｇ１、負の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３、負の第４レンズ群Ｇ４、正の第５レンズ群Ｇ５からなり、広角端から望遠端への変倍の際に、第１および第２レンズ群の間隔が常に拡がり、第２および第３レンズ群の間隔が常に狭まり、第３および第４レンズ群の間隔が常に変化し、第４および第５レンズ群の間隔が常に拡がり、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に負・正・正の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に負・負・正・負の４枚のレンズからなり、第３レンズ群は、４枚の正レンズ、２枚の負レンズ、開口絞りからなり、第５レンズ群は、１つのレンズ成分からなるものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、特にデジタルカメラやレンズ交換式デジタルカメラ、映画撮影用カメラ等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。

デジタルカメラやレンズ交換式デジタルカメラ、映画撮影用カメラ等に用いられる５群構成のズームレンズとして、特許文献１〜３に記載のものが知られている。

特開２００３−２８７６８１号公報特開昭６１−２８６８１３号公報特開２０１４−１０２５２６号公報

近年、デジタルカメラやレンズ交換式デジタルカメラ、映画撮影用カメラ等では高画素化が進み、これらの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て諸収差が良好に補正された高性能なレンズが求められてきている。

また、上記のズームレンズでは、望遠側においてもＦ値の小さいズームレンズが求められている。特に１３５フィルム換算で焦点距離５０ｍｍを含む変倍域を有するいわゆる標準ズームレンズにおいては、撮影における表現上の観点から、望遠側においてもＦ値の小さいズームレンズへの要望が高い。

しかしながら、特許文献１〜３のズームレンズは、いずれも望遠側においてＦ値が大きく、また、諸収差の補正が十分とは言えない。従って、ズーム全域でＦ値が小さく、諸収差がさらに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、ズーム全域でＦ値が小さく、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レンズ群から実質的になるズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が常に拡がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が常に狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が常に変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が常に拡がり、第１レンズ群は、物体側から順に、第１１負レンズ、第１２正レンズ、第１３正レンズから実質的になり、第２レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた第２１負メニスカスレンズ、第２２負レンズ、第２３正レンズ、第２４負レンズから実質的になり、第３レンズ群は、４枚の正レンズ、２枚の負レンズ、開口絞りから実質的になり、第５レンズ群は、１つのレンズ成分から実質的になることを特徴とするものである。

ここで、「レンズ成分」とは、光軸上での空気接触面が物体側の面と像側の面の２つのみのレンズを意味し、「１つのレンズ成分」とは、１つの単レンズあるいは１組の接合レンズを意味する。

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。
−０．９＜（Ｌ１１ｆ−Ｌ１２ｒ）／（Ｌ１１ｆ＋Ｌ１２ｒ）＜−０．１ …（１）
−０．５＜（Ｌ１１ｆ−Ｌ１２ｒ）／（Ｌ１１ｆ＋Ｌ１２ｒ）＜−０．１２ …（１−１）
ただし、
Ｌ１１ｆ：第１１負レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｌ１２ｒ：第１２正レンズの像側の面の近軸曲率半径

また、第３レンズ群は、物体側から順に、第３１正レンズ、開口絞り、正の合成屈折力を有する第３２接合レンズ、負の合成屈折力を有する第３３接合レンズ、第３４正レンズから実質的になることが好ましい。

また、第３２接合レンズは、物体側から順に負レンズと両凸レンズを接合したものであることが好ましい。

また、第３３接合レンズは、物体側から順に像側に凸面を向けた正レンズと両凹レンズを接合したものであることが好ましい。

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。
０．２＜ｆ２／Ｌ２２ｆ＜１ …（２）
０．３＜ｆ２／Ｌ２２ｆ＜０．７ …（２−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
Ｌ２２ｆ：第２２負レンズの物体側の面の近軸曲率半径

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。
０．６＜ｆ２／ｆ２１＜１．３ …（３）
０．７＜ｆ２／ｆ２１＜１．１ …（３−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ２１：第２１負メニスカスレンズのｄ線における近軸焦点距離

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。
０．７＜ｆ３／ｆ３４＜１．６ …（４）
０．９＜ｆ３／ｆ３４＜１．５ …（４−１）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３４：第３４正レンズのｄ線における近軸焦点距離

また、下記条件式（５）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
０．２＜ｆ３／ｆ３１＜０．８ …（５）
０．３＜ｆ３／ｆ３１＜０．７ …（５−１）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３１：第３１正レンズのｄ線における近軸焦点距離

また、第５レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定されることが好ましい。

また、第５レンズ群は、単レンズから実質的になり、下記条件式（６）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
１５＜νｄ５＜４０ …（６）
１６＜νｄ５＜３８ …（６−１）
ただし、
νｄ５：単レンズのｄ線におけるアッベ数

また、下記条件式（７）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
２０＜νｄ３１＜４０ …（７）
２５＜νｄ３１＜３５ …（７−１）
ただし、
νｄ３１：第３１正レンズのｄ線におけるアッベ数

また、第４レンズ群は、物体側から順に、第４１負レンズ、第４２負レンズ、第４３正レンズから実質的になり、遠距離から近距離への合焦の際に像側に移動することが好ましい。

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、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レンズ群から実質的になるズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が常に拡がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が常に狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が常に変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が常に拡がり、第１レンズ群は、物体側から順に、第１１負レンズ、第１２正レンズ、第１３正レンズから実質的になり、第２レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた第２１負メニスカスレンズ、第２２負レンズ、第２３正レンズ、第２４負レンズから実質的になり、第３レンズ群は、４枚の正レンズ、２枚の負レンズ、開口絞りから実質的になり、第５レンズ群は、１つのレンズ成分から実質的になるものとしたので、ズーム全域でＦ値が小さく、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、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一実施形態にかかるズームレンズの変倍時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一実施形態による撮像装置の前面側を示す斜視図図８の撮像装置の背面側を示す斜視図

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４は上記ズームレンズの変倍時の移動軌跡を示す図である。図１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。また、図４に示す移動軌跡は、後述の実施例１〜３のズームレンズの構成と共通である。図１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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から構成されている。

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ＰＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。

このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が常に拡がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が常に狭まり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が常に変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が常に拡がるように構成されている。なお、変倍の際には、第１レンズ群Ｇ１から第５レンズ群Ｇ５の全てのレンズ群を移動させてもよいし、一部のレンズ群のみ移動させてもよい。

このような構成とすることで、全長の短縮に有利となり、特に、バックフォーカスの短いノンレフレックス（いわゆるミラーレス）方式のカメラに適用した場合に、より全長短縮の効果がある。

第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有し、物体側から順に、第１１負レンズＬ１１、第１２正レンズＬ１２、第１３正レンズＬ１３から構成されている。第１レンズ群Ｇ１を正の屈折力とすることにより、全長の短縮に有利となる。また、第１１負レンズＬ１１は、軸上色収差、倍率色収差、球面収差を補正する作用を担う。また、第１２正レンズＬ１２および第１３正レンズＬ１３の２枚の正レンズを持たすことで、球面収差の発生を抑制しつつ第１レンズ群Ｇ１の屈折力を確保し、全長を短縮しつつ、小さいＦ値を達成するのに有利となる。

第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有し、物体側から順に、像側に凹面を向けた第２１負メニスカスレンズＬ２１、第２２負レンズＬ２２、第２３正レンズＬ２３、第２４負レンズＬ２４から構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、変倍の主たる作用を担う。また、第２１負メニスカスレンズＬ２１は、広角端での歪曲収差の発生を抑制しつつ第２レンズ群Ｇ２の主たる負の屈折力を確保する。また、第２レンズ群Ｇ２の先頭に負レンズを配置することにより、以降のレンズに入射する軸外主光線の光軸に対する角度を減じるため、広角化に有利となる。また、第２２負レンズＬ２２は、第２１負メニスカスレンズＬ２１と負の屈折力を分担し、諸収差の発生を抑制する。また、第２３正レンズＬ２３は、変倍による軸上色収差、倍率色収差、球面収差の変動を抑制する。また、第２４負レンズＬ２４は、第２１負メニスカスレンズＬ２１および第２２負レンズＬ２２と負の屈折力を分担するが、広角端では第２１負メニスカスレンズＬ２１に較べて軸外主光線の高さが低く、望遠端では第２１負メニスカスレンズＬ２１に較べて軸上マージナル光線の高さが高いため、広角端、望遠端での軸上色収差、倍率色収差のバランスを取ることができる。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、４枚の正レンズ、２枚の負レンズ、開口絞りＳｔから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、全系の主な正の屈折作用を担う。また、第３レンズ群Ｇ３のレンズ枚数を６枚とすることで、球面収差を良好にしつつ、光軸方向の厚さを抑えることができるので、広角化に有利となる。また、正の屈折力を４枚で分担することにより、特に望遠端での球面収差の発生を抑えることができる。これにより小さいＦ値の達成に有利となる。また、負の屈折力を２枚で分担することにより、小さいＦ値における高次の球面収差の発生を抑えることができる。また、第３レンズ群Ｇ３内に開口絞りＳｔを配置することにより、周辺画角の光線の高さが低くなるため、より第３レンズ群Ｇ３に正の屈折力を与えやすくすることができる。

第４レンズ群Ｇ４に、負の屈折力を持たすことで、変倍による中間領域の非点収差の変動を補正することができる。

第５レンズ群Ｇ５は、正の屈折力を有し、１つのレンズ成分から構成されている。第５レンズ群Ｇ５を正の屈折力とすることにより、周辺画角の光線の像面への入射角を減じることができる。また、第５レンズ群Ｇ５のレンズ枚数が増えて厚みが増すと、バックフォーカスの維持のために第２レンズ群Ｇ２や第４レンズ群Ｇ４の屈折力を増さなければならず球面収差の変動が大きくなってしまうため、第５レンズ群Ｇ５を１つのレンズ成分から構成することで、このような問題を解消することができる。なお、このような観点から、第５レンズ群Ｇ５は単レンズのみから構成することが好ましい。

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。条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、球面収差の発生を抑制することができる。また、条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、望遠端での歪曲収差の発生を抑制することができる。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。
−０．９＜（Ｌ１１ｆ−Ｌ１２ｒ）／（Ｌ１１ｆ＋Ｌ１２ｒ）＜−０．１ …（１）
−０．５＜（Ｌ１１ｆ−Ｌ１２ｒ）／（Ｌ１１ｆ＋Ｌ１２ｒ）＜−０．１２ …（１−１）
ただし、
Ｌ１１ｆ：第１１負レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｌ１２ｒ：第１２正レンズの像側の面の近軸曲率半径

また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、第３１正レンズＬ３１、開口絞りＳｔ、正の合成屈折力を有する第３２接合レンズＬ３２、負の合成屈折力を有する第３３接合レンズＬ３３、第３４正レンズＬ３４からなることが好ましい。このように、第２レンズ群Ｇ２からの発散光束を第３１正レンズＬ３１で受けることにより、以降のレンズ径が拡大するのを防ぐとともに、球面収差の発生を抑えることができ、小さいＦ値の達成に有効である。また、第３レンズ群Ｇ３内で開口絞りＳｔを挟んで両側に正の屈折力を有するレンズ成分を配することにより、倍率色収差のバランスが取りやすくなる。また、正負正のトリプレット配置とすることにより、諸収差を良好に補正することができる。また、第３２接合レンズＬ３２および第３３接合レンズＬ３３の２つの接合レンズを持たすことで、軸上色収差、倍率色収差の、球面収差のバランスが取りやすくなる。

また、第３２接合レンズＬ３２は、物体側から順に負レンズＬ３２Ａと両凸レンズＬ３２Ｂを接合したものであることが好ましい。このような構成とすることで、特に望遠端において、波長による球面収差の差を発生しにくくすることができる。

また、第３３接合レンズＬ３３は、物体側から順に像側に凸面を向けた正レンズＬ３３Ａと両凹レンズＬ３３Ｂを接合したものであることが好ましい。この第３３接合レンズＬ３３は、第３２接合レンズＬ３２よりも開口絞りＳｔからの距離が長く、広角端と望遠端で軸外主光線の高さに差が出るため、倍率色収差のバランスが取りやすい。

また、第３１正レンズＬ３１の少なくとも１面を非球面とすることで、第３レンズ群Ｇ３における球面収差の発生を抑制することができる。

また、第３４正レンズＬ３４の少なくとも１面を非球面とすることで、第３レンズ群Ｇ３における非点収差、球面収差の発生を抑制することができる。

また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、特に望遠端において、波長による球面収差の差の発生を抑えつつ、第２１負メニスカスレンズＬ２１と第２２負レンズＬ２２の負の屈折力を分担することができる。また、条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、広角端での負の歪曲収差の発生を抑えることができる。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。
０．２＜ｆ２／Ｌ２２ｆ＜１ …（２）
０．３＜ｆ２／Ｌ２２ｆ＜０．７ …（２−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
Ｌ２２ｆ：第２２負レンズの物体側の面の近軸曲率半径

また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることで、広角化に有利となる。また、条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、変倍による球面収差の変動を抑制することができる。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。
０．６＜ｆ２／ｆ２１＜１．３ …（３）
０．７＜ｆ２／ｆ２１＜１．１ …（３−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ２１：第２１負メニスカスレンズのｄ線における近軸焦点距離

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の後側主点を像側に寄せることができるため、バックフォーカスを確保しやすくすることができる。また、条件式（４）の上限以上とならないようにすることで、球面収差の発生を抑制することができる。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。
０．７＜ｆ３／ｆ３４＜１．６ …（４）
０．９＜ｆ３／ｆ３４＜１．５ …（４−１）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３４：第３４正レンズのｄ線における近軸焦点距離

また、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、倍率色収差のバランスを取りやすくすることができる。また、条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、球面収差の発生を抑制することができる。また、第３レンズ群Ｇ３の後側主点が物体側に寄りすぎるのを防ぐことができるので、バックフォーカスを維持しやすくすることができる。なお、下記条件式（５−１）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＜ｆ３／ｆ３１＜０．８ …（５）
０．３＜ｆ３／ｆ３１＜０．７ …（５−１）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３１：第３１正レンズのｄ線における近軸焦点距離

また、第５レンズ群Ｇ５は、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されることが好ましい。このような構成とすることで鏡胴とレンズの間を密閉できるので、ゴミの侵入を防ぐことができる。特にノンレフレックス方式のカメラではゴミが写りやすいため、このような構成が有効である。

また、第５レンズ群Ｇ５は、単レンズからなり、下記条件式（６）を満足することが好ましい。このように第５レンズ群Ｇ５を単レンズから構成することで、バックフォーカスを確保しやすくすることができる。また、条件式（６）を満足することで、広角端と望遠端での倍率色収差の変動を抑えることができる。なお、下記条件式（６−１）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＜νｄ５＜４０ …（６）
１６＜νｄ５＜３８ …（６−１）
ただし、
νｄ５：単レンズのｄ線におけるアッベ数

また、第３レンズ群Ｇ３の第３３接合レンズＬ３３を光軸と垂直方向に動かして防振を行うことが好ましい。この第３３接合レンズＬ３３は、比較的開口絞りＳｔの近くであるため軸外光束の高さが低く、防振動作による非点収差の変動を抑えやすい。また、負の屈折力を有する第３３接合レンズＬ３３の両側を、正の屈折力を有する第３２接合レンズＬ３２および第３４正レンズＬ３４で挟むことで、第３３接合レンズＬ３３に対して大きな負の屈折力を与えやすくなるため、防振時の移動量の抑制に有利となる。

また、下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）を満足することで、広角端と望遠端での倍率色収差の変動を抑えることができる。なお、下記条件式（７−１）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。
２０＜νｄ３１＜４０ …（７）
２５＜νｄ３１＜３５ …（７−１）
ただし、
νｄ３１：第３１正レンズのｄ線におけるアッベ数

また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、第４１負レンズＬ４１、第４２負レンズＬ４２、第４３正レンズＬ４３からなり、遠距離から近距離への合焦の際に像側に移動することが好ましい。このように、物体側に２枚の負レンズを配置することにより、第４レンズ群Ｇ４の前側主点を物体側に寄せることができ、第４レンズ群Ｇ４全体の負の屈折力を大きくせずにフォーカシングの感度を上げられるため、移動量を小さく抑えることができる。また、負レンズを２枚に分割することにより負の屈折力を分散できるため、フォーカシング時の球面収差、非点収差の変動を抑制することができる。なお、第４１負レンズＬ４１および第４２負レンズＬ４２ともに、像側に曲率半径の絶対値が小さい面を向けることで、フォーカシング時の球面収差、非点収差の変動をさらに効果的に抑制することができる。

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ＰＰ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２〜３に対応した図２〜３においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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。なお、実施例１〜３の開口絞りＳｔは可変絞りである。

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２〜３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、ｎｄ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、νｄ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す。

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、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（開口絞り）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[面番号]と記載している。このＤＤ[面番号]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＝３〜１６）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＝３〜１６）

実施例１のズームレンズの各収差図を図５に示す。なお、図５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、中段左側から順に中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、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、これらの縦収差は全て無限遠物体合焦時のものである。球面収差図の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。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６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７に示す。

実施例１〜３のズームレンズの条件式（１）〜（７）に対応する値を表１３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１３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１〜３のズームレンズは全て、条件式（１）〜（７）を満たしており、ズーム全域でＦ値が３．０以下さらには２．９以下でほぼ一定と小さく、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。なお、本実施例１〜３のズームレンズは全て、１３５フィルム換算で焦点距離５０ｍｍを含む変倍域を有する標準ズームレンズである。ただし、上記実施例の諸元に記載している焦点距離ｆ’の値は、１３５フィルム換算の焦点距離の値そのものではない。１３５フィルム換算での焦点距離の値は、上記実施例の諸元に記載している焦点距離ｆ’の値の約１．５倍の値になる。

次に、図８および図９を参照して本発明に係る撮像装置の一実施形態について説明する。図８、図９にそれぞれ前面側、背面側の斜視形状を示すカメラ３０は、本発明の実施形態によるズームレンズ１を鏡筒内に収納した交換レンズ２０が取り外し自在に装着される、ノンレフレックス（いわゆるミラーレス）方式のデジタルカメラである。

このカメラ３０はカメラボディ３１を備え、その上面にはシャッターボタン３２と電源ボタン３３とが設けられている。またカメラボディ３１の背面には、操作部３４、３５と表示部３６とが設けられている。表示部３６は、撮像された画像や、撮像される前の画角内にある画像を表示するためのものである。

カメラボディ３１の前面中央部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口が設けられ、その撮影開口に対応する位置にマウント３７が設けられ、このマウント３７を介して交換レンズ２０がカメラボディ３１に装着されるようになっている。

そしてカメラボディ３１内には、交換レンズ２０によって形成された被写体像を受け、それに応じた撮像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子（不図示）、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。このカメラ３０では、シャッターボタン３２を押すことにより静止画または動画の撮影が可能であり、この撮影で得られた画像データが上記記録媒体に記録される。

本実施形態のカメラ３０は、本発明のズームレンズ１を備えたものであるから、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、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値は、上記各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。

また、撮像装置の実施形態では、ノンレフレックス方式のデジタルカメラを例に挙げ図を示して説明したが、本発明の撮像装置はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ、ノンレフレックス方式以外のデジタルカメラ、映画撮影用カメラ、放送用カメラ等の撮像装置に本発明を適用することも可能である。

１ズームレンズ
２０交換レンズ
３０カメラ
３１カメラボディ
３２シャッターボタン
３３電源ボタン
３４、３５操作部
３６表示部
３７マウント
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
ＰＰ光学部材
Ｌ１１〜Ｌ５１レンズ
Ｓｉｍ像面
Ｓｔ開口絞り
Ｚ光軸

Claims

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レンズ群から実質的になるズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が常に拡がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が常に狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が常に変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が常に拡がり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、第１１負レンズ、第１２正レンズ、第１３正レンズから実質的になり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた第２１負メニスカスレンズ、第２２負レンズ、第２３正レンズ、第２４負レンズから実質的になり、
前記第３レンズ群は、４枚の正レンズ、２枚の負レンズ、開口絞りから実質的になり、
前記第５レンズ群は、１つのレンズ成分から実質的になる
ことを特徴とするズームレンズ。
下記条件式（１）を満足する
請求項１記載のズームレンズ。
−０．９＜（Ｌ１１ｆ−Ｌ１２ｒ）／（Ｌ１１ｆ＋Ｌ１２ｒ）＜−０．１ …（１）
ただし、
Ｌ１１ｆ：前記第１１負レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｌ１２ｒ：前記第１２正レンズの像側の面の近軸曲率半径
前記第３レンズ群は、物体側から順に、第３１正レンズ、前記開口絞り、正の合成屈折力を有する第３２接合レンズ、負の合成屈折力を有する第３３接合レンズ、第３４正レンズから実質的になる
請求項１または２記載のズームレンズ。
前記第３２接合レンズは、物体側から順に負レンズと両凸レンズを接合したものである
請求項３記載のズームレンズ。
前記第３３接合レンズは、物体側から順に像側に凸面を向けた正レンズと両凹レンズを接合したものである
請求項３または４記載のズームレンズ。
下記条件式（２）を満足する
請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．２＜ｆ２／Ｌ２２ｆ＜１ …（２）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
Ｌ２２ｆ：前記第２２負レンズの物体側の面の近軸曲率半径
下記条件式（３）を満足する
請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．６＜ｆ２／ｆ２１＜１．３ …（３）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ２１：前記第２１負メニスカスレンズのｄ線における近軸焦点距離
下記条件式（４）を満足する
請求項３から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．７＜ｆ３／ｆ３４＜１．６ …（４）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３４：前記第３４正レンズのｄ線における近軸焦点距離
下記条件式（５）を満足する
請求項３から５、８のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．２＜ｆ３／ｆ３１＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３１：前記第３１正レンズのｄ線における近軸焦点距離
前記第５レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定される
請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
前記第５レンズ群は、単レンズから実質的になり、
下記条件式（６）を満足する
請求項１から１０のいずれか１項記載のズームレンズ。
１５＜νｄ５＜４０ …（６）
ただし、
νｄ５：前記単レンズのｄ線におけるアッベ数
下記条件式（７）を満足する
請求項３から５、８、９のいずれか１項記載のズームレンズ。
２０＜νｄ３１＜４０ …（７）
ただし、
νｄ３１：前記第３１正レンズのｄ線におけるアッベ数
前記第４レンズ群は、物体側から順に、第４１負レンズ、第４２負レンズ、第４３正レンズから実質的になり、
遠距離から近距離への合焦の際に像側に移動する
請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
下記条件式（１−１）を満足する
請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
−０．５＜（Ｌ１１ｆ−Ｌ１２ｒ）／（Ｌ１１ｆ＋Ｌ１２ｒ）＜−０．１２ …（１−１）
ただし、
Ｌ１１ｆ：前記第１１負レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｌ１２ｒ：前記第１２正レンズの像側の面の近軸曲率半径
下記条件式（３−１）を満足する
請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．７＜ｆ２／ｆ２１＜１．１ …（３−１）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ２１：前記第２１負メニスカスレンズのｄ線における近軸焦点距離
下記条件式（４−１）を満足する
請求項８記載のズームレンズ。
０．９＜ｆ３／ｆ３４＜１．５ …（４−１）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３４：前記第３４正レンズのｄ線における近軸焦点距離
下記条件式（５−１）を満足する
請求項９記載のズームレンズ。
０．３＜ｆ３／ｆ３１＜０．７ …（５−１）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群のｄ線における近軸焦点距離
ｆ３１：前記第３１正レンズのｄ線における近軸焦点距離
前記第５レンズ群は、単レンズから実質的になり、
下記条件式（６−１）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。
１６＜νｄ５＜３８ …（６−１）
ただし、
νｄ５：前記単レンズのｄ線におけるアッベ数
下記条件式（７−１）を満足する
請求項１２記載のズームレンズ。
２５＜νｄ３１＜３５ …（７−１）
ただし、
νｄ３１：前記第３１正レンズのｄ線におけるアッベ数
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撮像装置。