JP2018109710A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】良好な色収差補正と小型の構成が可能であり、特殊な樹脂材料および光学部材以外の温度補償制御部材を使用せずに環境温度変化時のピント変動が少ない高性能のズームレンズ、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】ズームレンズは、物体側から順に、変倍時に不動の正の第１レンズ群Ｇ１、変倍時に移動する複数の移動レンズ群、変倍時に不動の正の最終レンズ群Ｇｅからなる。最終レンズ群Ｇｅは、所定の条件式を満足する材料からなる２枚以上のＥＤ正レンズＥＤＬを有する。最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅの正レンズの屈折率の温度係数と異常分散性に関する所定の条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、および監視用カメラ等の電子カメラに好適なズームレンズ、ならびに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。
従来、放送用カメラ等に使用されるズームレンズにおいて、軸上色収差の２次スペクトル低減のために、異常分散ガラスからなる正レンズを使用する手法がよく用いられている。しかし、Ｓ−ＦＰＬ５１（株式会社オハラ製）およびＳ−ＦＰＬ５３（株式会社オハラ製）に代表される異常分散ガラスは屈折率の温度係数が絶対値の大きな負の値をとるため、多用すると温度変化時にズームレンズのピント変動（結像位置の変動）が生じやすい。このようなことから、下記特許文献１〜４では、２次スペクトルの低減と温度変化時のピント変動の抑制を両立することを図ったズームレンズが提案されている。
特開２０１３−３３２４２号公報 特開２０１１−７５６４６号公報 特許第３５１３２６４号公報 特開２０１５−１７２６５１号公報
放送用カメラおよび映画撮影用カメラはレンズ交換式が一般的なため、撮影前にフランジバック調整を行い、レンズの焦点位置とカメラの撮像素子の位置を合わせている。しかし、フランジバック調整後に環境変化によってフランジバックが大きくずれた場合、フランジバックの再調整が必要となってしまう。
また、放送用カメラおよび／または映画用カメラに使用されるズームレンズは最も物体側のレンズ群内で合焦を行うことが一般的であり、このようなズームレンズのフォーカス敏感度（合焦時に移動するレンズ群が単位量移動したときの像面の移動量）は望遠側より広角側で小さい。そのため、環境変化に伴うピントずれは広角側で問題となりやすい。以上のことから、広角側で環境変化時のピント感度が高い像側のレンズ群のレンズ構成が重要となる。
特許文献１に記載のレンズ系は像側のレンズ群において工夫がなされており、屈折率の温度係数が特異な材料を使用しているが、樹脂を使用するため線膨張係数が大きく、温度変化時の応力変化によりレンズの形状が変化しやすく、性能の劣化が生じやすい。
特許文献２および特許文献３に記載のレンズ系は、レンズ材料の選択を工夫しているが、変倍時に固定されている最も像側のレンズ群の構成が複雑になっており、その結果、この最も像側のレンズ群の光軸方向の長さが長くなり、光学系が大型化してしまっている。さらに、特許文献３に記載のレンズ系は２次スペクトルの補正が十分ではない。
特許文献４に記載のレンズ系は、温度変化時に、変倍時に固定されている最も像側のレンズ群の全体または一部を移動させなければピント変動を補正できない。そのためには、アクチュエーター等のメカ機構、制御回路等の電気部品、および温度センサなどが必要であり、すなわち温度補償のために光学部材以外の温度補償制御部材が必要となり、装置全体が大型化してしまう。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、色収差を良好に補正しつつ、特殊な樹脂材料および光学部材以外の温度補償制御部材を使用せずに、環境温度の変化時もピント変動が少なく、小型の構成が可能であり、良好な光学性能を有するズームレンズ、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。
本発明のズームレンズは、変倍時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔を変化させて移動する複数の移動レンズ群と、変倍時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、最終レンズ群は、下記条件式（１）および（２）を満足するレンズ材料からなるＥＤ正レンズを少なくとも２枚有し、上記複数の移動レンズ群における最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群の少なくとも一方はＥＤ正レンズ以外の正レンズを少なくとも１枚有し、下記条件式（３）〜（５）全てを満足することを特徴とする。
６２＜νｄ （１）
０．６４＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７０ （２）
４．０×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ＜８．２×１０−６ （３）
０．７×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ＜４．０×１０−６ （４）
０．６５５＜（θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ＜０．６７０ （５）
ただし、
νｄ：レンズ材料のｄ線基準のアッベ数
θｇＦ：レンズ材料のｇ線とＦ線間の部分分散比
（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群におけるＥＤ正レンズ以外の正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値
（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値
（θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における正レンズのθｇＦ＋０．００１６２５×νｄの平均値
であり、ここで、
ｄＮ／ｄＴ：空気中でのｄ線に対する屈折率の温度係数であり、温度０℃〜４０℃の範囲の平均値
である。
本発明のズームレンズにおいては、最終レンズ群の少なくとも２枚のＥＤ正レンズのレンズ材料が下記条件式（１−１）および／または（２−１）を満足することが好ましい。
７０＜νｄ＜１００ （１−１）
０．６５＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．６９ （２−１）
本発明のズームレンズにおいては、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
ただし、
ΦＧｅ：最終レンズ群の屈折力
ｋ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群におけるレンズの総数
Φｉ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における物体側からｉ番目のレンズの屈折力
ｄＮｉ／ｄＴ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における物体側からｉ番目のレンズのｄＮ／ｄＴ
であり、ここで、
ｄＮ／ｄＴ：空気中でのｄ線に対する屈折率の温度係数であり、温度０℃〜４０℃の範囲の平均値
である。
また、本発明のズームレンズにおいては、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
０．１５＜ｆｔ×（ｔａｎωｔ）／ｆＧｅ＜０．５ （７）
０．２５＜ｆｔ×（ｔａｎωｔ）／ｆＧｅ＜０．４５ （７−１）
ただし、
ｆｔ：無限遠物体に合焦した状態の望遠端でのズームレンズの焦点距離
ωｔ：無限遠物体に合焦した状態の望遠端でのズームレンズの最大半画角
ｆＧｅ：最終レンズ群の焦点距離
である。
また、本発明のズームレンズにおいては、最終レンズ群の最も像側のレンズは正レンズであり、下記条件式（８）を満足することが好ましく、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
０．６５＜ＤＤ２／ＤＤ１＜０．８５ （８）
０．６７＜ＤＤ２／ＤＤ１＜０．８１ （８−１）
ただし、
ＤＤ２：最終レンズ群内の最も物体側のレンズ面と像側から２番目のレンズの像側のレンズ面との光軸上の距離
ＤＤ１：最終レンズ群内の最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面との光軸上の距離
である。
また、本発明のズームレンズにおいては、最終レンズ群の最も物体側のレンズは正レンズであり、下記条件式（９）および（１０）を満足することが好ましい。その際にさらに、下記条件式（９−１）および／または（１０−１）を満足することがより好ましい。
１．８＜Ｎｄｐ （９）
０．６５＜θｇＦｐ＋０．００１６２５×νｄｐ＜０．６７ （１０）
１．８＜Ｎｄｐ＜１．９５ （９−１）
０．６５＜θｇＦｐ＋０．００１６２５×νｄｐ＜０．６６ （１０−１）
ただし、
Ｎｄｐ：最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線に対する屈折率
θｇＦｐ：最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
νｄｐ：最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線基準のアッベ数
である。
また、本発明のズームレンズにおいては、最終レンズ群が、最も物体側から順に連続して、正レンズと、屈折力の符号が互いに異なる２枚のレンズを接合してなる接合レンズとを有することが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群内の少なくとも１枚のレンズを光軸方向に移動させることにより合焦が行われることが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群は、物体側から順に、合焦時に像面に対して固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群前群と、合焦時に光軸方向に移動する正の屈折力を有する第１レンズ群中群と、合焦時に第１レンズ群中群との光軸方向の間隔が変化する正の屈折力を有する第１レンズ群後群とからなることが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいては、最終レンズ群は、１０枚以下のレンズからなることが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいては、最も像側の移動レンズ群は負の屈折力を有するように構成してもよい。
また、本発明のズームレンズにおいては、下記条件式（１１）を満足することが好ましく、下記条件式（１１−１）を満足することがより好ましい。
−２．０＜βＧｅｗ＜−０．８ （１１）
−１．２＜βＧｅｗ＜−０．８２ （１１−１）
ただし、
βＧｅｗ：無限遠物体に合焦した状態の広角端での最終レンズ群の横倍率
である。
本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えたものである。
なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」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、フィルタ、カバーガラス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、および手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図するものである。
なお、上記の「正の屈折力を有する〜群」とは、群全体として正の屈折力を有することを意味する。上記の「負の屈折力を有する〜群」についても同様である。上記の「〜群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。上記の群の屈折力の符号、およびレンズの屈折力の符号は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。部分分散比を除き上記条件式の数値は全てｄ線（波長５８７．５６ｎｍ（ナノメートル））を基準とする。
なお、あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、ｇ線、Ｆ線、およびＣ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））に対するそのレンズの屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、およびＮＣとしたとき、θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
本発明によれば、物体側から順に、変倍時に不動の正の第１レンズ群と、変倍時に移動する複数の移動レンズ群と、変倍時に不動の正の最終レンズ群とからなるズームレンズにおいて、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群に含まれるレンズの材料を好適に設定することにより、色収差を良好に補正しつつ、特殊な樹脂材料および光学部材以外の温度補償制御部材を使用せずに、環境温度の変化時もピント変動が少なく、小型の構成が可能であり、良好な光学性能を有するズームレンズ、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ができる。
本発明の実施例１のズームレンズの構成と光路を示す断面図であり、上段が広角端状態のものであり、下段が望遠端状態のものである。 本発明の実施例２のズームレンズの構成と光路を示す断面図であり、上段が広角端状態のものであり、下段が望遠端状態のものである。 本発明の実施例３のズームレンズの構成と光路を示す断面図であり、上段が広角端状態のものであり、下段が望遠端状態のものである。 本発明の実施例４のズームレンズの構成と光路を示す断面図であり、上段が広角端状態のものであり、下段が望遠端状態のものである。 本発明の実施例５のズームレンズの構成と光路を示す断面図であり、上段が広角端状態のものであり、下段が望遠端状態のものである。 本発明の実施例１のズームレンズの各収差図であり、上段が広角端状態のものであり、中段が中間焦点距離状態のものであり、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図はいずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの各収差図であり、上段が広角端状態のものであり、中段が中間焦点距離状態のものであり、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図はいずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。 本発明の実施例３のズームレンズの各収差図であり、上段が広角端状態のものであり、中段が中間焦点距離状態のものであり、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図はいずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。 本発明の実施例４のズームレンズの各収差図であり、上段が広角端状態のものであり、中段が中間焦点距離状態のものであり、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図はいずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。 本発明の実施例５のズームレンズの各収差図であり、上段が広角端状態のものであり、中段が中間焦点距離状態のものであり、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図はいずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。
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に、本発明の一実施形態に係るズームレンズのレンズ構成と光路の断面図を示す。図１では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態を示し、光束として軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂを記入しており、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態を示し、光束として軸上光束ｔａおよび最大画角の光束ｔｂを記入している。なお、図１に示す例は後述の実施例１のズームレンズに対応している。図１では紙面左側が物体側、紙面右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示している。
なお、ズームレンズが撮像装置に搭載される際には、撮像装置の仕様に応じた各種フィルタおよび／または保護用のカバーガラスを備え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。しかし、光学部材ＰＰの位置は図１に示すものに限定されないし、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
このズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔を変化させて移動する複数の移動レンズ群と、変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されている正の屈折力を有する最終レンズ群Ｇｅとからなる。
図１に示す例のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは光軸方向の相互間隔を変化させて移動する。図１に示す例では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４それぞれが移動レンズ群に対応し、第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。図１の上段の図の第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４それぞれの下に、広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の移動方向を模式的に示す矢印を記入している。
図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、レンズＬ１１〜レンズＬ１７の計７枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３４の４枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は、レンズＬ４１の１枚のレンズからなり、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ５１〜レンズＬ５９の９枚のレンズとからなる。ただし、本発明においては、第１レンズ群Ｇ１と最終レンズ群Ｇｅの間に配置される移動レンズ群の数は図１の例と異なる数であってもよく、各レンズ群を構成するレンズの枚数は図１に示す例と異なる枚数であってもよく、開口絞りＳｔは図１に示す例とは異なる位置に配置してもよい。また、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさおよび／または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。
このズームレンズでは、最も物体側の第１レンズ群Ｇ１を正レンズ群とすることにより、レンズ系全長の短縮が可能となり、小型化に有利となる。また、最も像側の最終レンズ群Ｇｅを正レンズ群とすることにより、軸外光線の主光線が像面Ｓｉｍへ入射する入射角が大きくなるのを抑制することができ、シェーディングを抑制できる。そして、最も物体側のレンズ群と最も像側のレンズ群が変倍時に固定されている構成をとることにより、変倍時にレンズ系全長を不変とすることができる。
最終レンズ群Ｇｅは下記条件式（１）および（２）を満足するレンズ材料からなるＥＤ正レンズＥＤＬを少なくとも２枚有するように構成される。図１の例ではレンズＬ５２とレンズＬ５７がＥＤ正レンズＥＤＬに対応する。上記複数の移動レンズ群における最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅの少なくとも一方はＥＤ正レンズＥＤＬ以外の正レンズを少なくとも１枚有するように構成される。そして、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅは下記条件式（３）〜（５）全てを満足するように構成される。
６２＜νｄ （１）
０．６４＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７０ （２）
４．０×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ＜８．２×１０−６ （３）
０．７×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ＜４．０×１０−６ （４）
０．６５５＜（θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ＜０．６７０ （５）
ただし、
νｄ：レンズ材料のｄ線基準のアッベ数
θｇＦ：レンズ材料のｇ線とＦ線間の部分分散比
（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群におけるＥＤ正レンズ以外の正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値
（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値
（θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における正レンズのθｇＦ＋０．００１６２５×νｄの平均値
であり、ここで、
ｄＮ／ｄＴ：空気中でのｄ線に対する屈折率の温度係数であり、温度０℃〜４０℃の範囲の平均値
である。
条件式（１）および（２）を同時に満足する材料を用いることによって、１次および２次の軸上色収差を良好に補正することができる。なお、条件式（１）および（２）を同時に満足する光学ガラスは一般に温度０℃〜４０℃の範囲における屈折率の温度係数が負となる特性を有する。すなわち、条件式（１）および（２）を同時に満足する光学ガラスは一般にｄＮ／ｄＴ＜０となる特性を有する。例えば、一般に異常分散ガラスと呼ばれるものは条件式（１）および（２）を満足し、そのｄＮ／ｄＴは絶対値の大きな負の値をとる。
ＥＤ正レンズＥＤＬのｄＮ／ｄＴは一般に負の値をとる。一方、条件式（３）を満足することによって、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群ＧｅにおけるＥＤ正レンズＥＤＬを除く正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値は所定の範囲の正の値をとる。環境温度が変化した時、各レンズはｄＮ／ｄＴの値に基づき屈折率が変化しその焦点距離が変化し、その結果ズームレンズの結像位置が変化する。そこで、最終レンズ群Ｇｅが少なくとも２枚のＥＤ正レンズＥＤＬを有するレンズ系において、条件式（３）を満足するように構成することによって、環境温度の変化があっても、ＥＤ正レンズＥＤＬによるピント変動と最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群ＧｅにおけるＥＤ正レンズＥＤＬを除く正レンズによるピント変動が打ち消し合ってズームレンズ全体のピント変動を少なくすることができる。
より詳しくは、条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、高温でピントがオーバーに外れてしまうのを防ぐことができる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、高温でピントがアンダーに外れてしまうのを防ぐことができる。条件式（３）に関する効果を高めるためには下記条件式（３−１）を満足することが好ましい。
４．１×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ＜８．１×１０−６ （３−１）
また、条件式（４）を満足することによって、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅにおける全ての正レンズについてのｄＮ／ｄＴの平均値を所定の範囲の値とすることができ、環境温度が変化した時のズームレンズ全体のピント変動を少なくすることができる。
より詳しくは、条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、温度変化時にＥＤ正レンズＥＤＬのｄＮ／ｄＴの影響が過剰となるのを防ぐことができ、高温でピントがオーバーに外れてしまうのを回避することができる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、温度変化時に最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群ＧｅにおけるＥＤ正レンズＥＤＬを除く正レンズのｄＮ／ｄＴの影響が過剰となるのを防ぐことができ、高温でピントがアンダーに外れてしまうのを回避することができる。条件式（４）に関する効果を高めるためには下記条件式（４−１）を満足することが好ましい。
０．８×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ＜３．５×１０−６ （４−１）
条件式（５）は、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅにおける全ての正レンズの異常分散性に関する条件式である。条件式（５）を満足することによって、２次スペクトルを良好に補正することができる。条件式（５）に関する効果を高めるためには下記条件式（５−１）を満足することが好ましい。
０．６５６＜（θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ＜０．６６７ （５−１）
課題の項で述べたように、環境変化に伴うピントずれは広角側で問題となりやすく、ズームレンズの中で像側のレンズ群は広角側で環境変化時のピント感度が高いため、像側のレンズ群のレンズ構成が重要となる。そこで、本実施形態のズームレンズでは、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅを上記構成とすることによって、色収差を良好に補正しながら、温度変化時のピント変動を抑制するようにしている。
なお、最終レンズ群の少なくとも２枚のＥＤ正レンズＥＤＬは下記条件式（１−１）および／または（２−１）を満足するレンズ材料からなることが好ましい。
７０＜νｄ＜１００ （１−１）
０．６５＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．６９ （２−１）
条件式（１−１）の下限以下とならないようにすることによって、１次および２次の軸上色収差をより良好に補正することができる。条件式（１−１）の上限以上とならないようにすることによって、軸上色収差を良好に補正しながら、必要な屈折率を確保して球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。条件式（２−１）を満足することによって、１次および２次の軸上色収差をより良好に補正することができる。
さらに、このズームレンズは下記条件式（６）を満足することが好ましい。
ただし、
ΦＧｅ：最終レンズ群の屈折力
ｋ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群におけるレンズの総数
Φｉ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における物体側からｉ番目のレンズの屈折力
ｄＮｉ／ｄＴ：最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群における物体側からｉ番目のレンズのｄＮ／ｄＴ
であり、ここで、
ｄＮ／ｄＴ：空気中でのｄ線に対する屈折率の温度係数であり、温度０℃〜４０℃の範囲の平均値
である。
条件式（６）を満足することによって、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅにおけるレンズの屈折力と温度係数の関係を適切に設定することができ、温度変化時のピント変動を抑制することができる。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、温度変化時にＥＤ正レンズＥＤＬのｄＮ／ｄＴの影響が過剰となるのを防ぐことができ、高温でピントがオーバーに外れてしまうのを回避することができる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、温度変化時に最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群ＧｅにおけるＥＤ正レンズＥＤＬを除く正レンズのｄＮ／ｄＴの影響が過剰となるのを防ぐことができ、高温でピントがアンダーに外れてしまうのを回避することができる。条件式（６）に関する効果を高めるためには下記条件式（６−１）を満足することが好ましい。
また、このズームレンズは、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
０．１５＜ｆｔ×（ｔａｎωｔ）／ｆＧｅ＜０．５ （７）
ただし、
ｆｔ：無限遠物体に合焦した状態の望遠端でのズームレンズの焦点距離
ωｔ：無限遠物体に合焦した状態の望遠端でのズームレンズの最大半画角
ｆＧｅ：最終レンズ群の焦点距離
である。
条件式（７）を満足することによって、レンズ系の大型化を防ぎつつ、収差補正を良好に行うことができる。条件式（７）の下限以下とならないようにすることによって、最終レンズ群Ｇｅの焦点距離が相対的に長くなりすぎないようにすることができ、最終レンズ群Ｇｅが大型化するのを防ぐことができる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることによって、最終レンズ群Ｇｅの正の屈折力が強くなりすぎないようにすることができ、最終レンズ群Ｇｅの収差の補正、特に球面収差の補正が容易になる。球面収差の補正が不十分な場合は小さなＦナンバーを有するレンズ系を実現することが困難になる。条件式（７）に関する効果を高めるためには下記条件式（７−１）を満足することが好ましい。
０．２５＜ｆｔ×（ｔａｎωｔ）／ｆＧｅ＜０．４５ （７−１）
また、このズームレンズは、最終レンズ群Ｇｅの最も像側のレンズは正レンズであり、下記条件式（８）を満足するように構成されることが好ましい。
０．６５＜ＤＤ２／ＤＤ１＜０．８５ （８）
ただし、
ＤＤ２：最終レンズ群内の最も物体側のレンズ面と像側から２番目のレンズの像側のレンズ面との光軸上の距離
ＤＤ１：最終レンズ群内の最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面との光軸上の距離
である。
条件式（８）の下限以下とならないようにすることによって、レンズ系全長が長くなりすぎるのを防ぐことができる。条件式（８）の上限以上とならないようにすることによって、像面湾曲および歪曲収差を良好に補正することができるとともに、周辺光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を抑えることができる。条件式（８）に関する効果を高めるためには下記条件式（８−１）を満足することが好ましい。
０．６７＜ＤＤ２／ＤＤ１＜０．８１ （８−１）
また、最終レンズ群Ｇｅの最も物体側のレンズは正レンズであり、下記条件式（９）および（１０）を満足するように構成されることが好ましい。
１．８＜Ｎｄｐ （９）
０．６５＜θｇＦｐ＋０．００１６２５×νｄｐ＜０．６７ （１０）
ただし、
Ｎｄｐ：最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線に対する屈折率
θｇＦｐ：最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
νｄｐ：最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線基準のアッベ数
である。
条件式（９）の下限以下とならないようにすることによって、最終レンズ群Ｇｅの最も物体側のレンズの正の屈折力を確保することが容易となり、最終レンズ群Ｇｅの大型化を抑制できる。または、最終レンズ群Ｇｅの最も物体側の正レンズの曲率半径の絶対値が小さくなりすぎないようにすることができ、その結果、高次収差の補正に有利となる。なお、ここでいう高次とは５次以上を意味する。
さらに下記条件式（９−１）を満足することが好ましい。
１．８＜Ｎｄｐ＜１．９５ （９−１）
条件式（９−１）の下限以下とならないようにすることによって、条件式（９）に関する効果を高めることが可能となる。現存の光学材料は、一般に屈折率が高くなると、アッベ数が小さくなる傾向があるため、条件式（９−１）の上限以上とならないようにすることによって、１次の軸上色収差の補正に有利となる。
条件式（１０）を満足することによって、２次の軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（１０）に関する効果を高めるためには下記条件式（１０−１）を満足することが好ましい。
０．６５＜θｇＦｐ＋０．００１６２５×νｄｐ＜０．６６ （１０−１）
また、このズームレンズは、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。
−２．０＜βＧｅｗ＜−０．８ （１１）
ただし、
βＧｅｗ：無限遠物体に合焦した状態の広角端での最終レンズ群の横倍率
である。
条件式（１１）を満足することによって、レンズ系の大型化を防ぎつつ、収差補正を良好に行うことができる。条件式（１１）の下限以下とならないようにすることによって、最終レンズ群Ｇｅより物体側のレンズ群で発生する収差の拡大率を抑えることができ、収差の補正、特に望遠側の色収差の補正が容易となる。条件式（１１）の上限以上とならないようにすることによって、最終レンズ群Ｇｅより物体側のレンズの大型化、特に第１レンズ群Ｇ１の大型化を防ぐことができる。条件式（１１）に関する効果を高めるためには下記条件式（１１−１）を満足することが好ましい。
−１．２＜βＧｅｗ＜−０．８２ （１１−１）
最終レンズ群Ｇｅは、最も物体側から順に連続して、正レンズと、屈折力の符号が互いに異なる２枚のレンズを接合してなる接合レンズとを有することが好ましい。なお、ここでいう、屈折力の符号が互いに異なる２枚のレンズを接合してなる接合レンズは、物体側から順に正レンズと負レンズが接合された接合レンズであってもよく、物体側から順に負レンズと正レンズが接合された接合レンズであってもよい。最終レンズ群Ｇｅの物体側から１〜３番目のレンズを上記構成とすることによって、最終レンズ群Ｇｅ内の最も物体側の正レンズによって軸上のマージナル光線が高くならないようにしつつ２次の軸上色収差を補正し、接合レンズによって１次の軸上色収差を良好に補正することができる。
最終レンズ群Ｇｅは、１０枚以下のレンズからなるように構成することが好ましい。このようにした場合は、最終レンズ群Ｇｅの大型化を防ぐことができる。
最も像側の移動レンズ群は負の屈折力を有するように構成してもよい。このようにした場合は、変倍時の移動ストロークが小さくなり、レンズ系全長を短くすることができる。あるいは、最も像側の移動レンズ群は正の屈折力を有するように構成してもよい。このようにした場合は、最終レンズ群Ｇｅへ入る光線の高さが低くなり、小型化に有利となる。
例えば、第１レンズ群Ｇ１と最終レンズ群Ｇｅの間に配置される複数の移動レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有するレンズ群と、負の屈折力を有するレンズ群と、負の屈折力を有するレンズ群とからなるように構成することができる。このようにした場合は、広角端の歪曲収差を良好に補正し、変倍時の移動ストロークが小さくなり、レンズ系全長を短くすることができる。
あるいは、第１レンズ群Ｇ１と最終レンズ群Ｇｅの間に配置される複数の移動レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有するレンズ群と、負の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群とからなるように構成してもよい。このようにした場合は、広角端の歪曲収差を良好に補正し、最終レンズ群Ｇｅの小型化に有利となる。
あるいは、第１レンズ群Ｇ１と最終レンズ群Ｇｅの間に配置される複数の移動レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群と、負の屈折力を有するレンズ群とからなるように構成することができる。このようにした場合は、変倍機構を簡素化することができる。
また、このズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内の少なくとも１枚のレンズを光軸方向に移動させることにより合焦が行われるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍動作中のピントずれを抑えることができる。
例えば図１に例示するように、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、合焦時に像面Ｓｉｍに対して固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群前群Ｇ１ａと、合焦時に光軸方向に移動する正の屈折力を有する第１レンズ群中群Ｇ１ｂと、合焦時に第１レンズ群中群Ｇ１ｂとの光軸方向の間隔が変化する正の屈折力を有する第１レンズ群後群Ｇ１ｃとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、合焦による画角の変化を抑えることが容易となる。図１の第１レンズ群中群Ｇ１ｂの下の両矢印は、合焦時に第１レンズ群中群Ｇ１ｂが光軸方向に移動することを示している。
なお、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、合焦時に、像面Ｓｉｍに対して固定されていてもよく、このようにした場合は、合焦時に移動するレンズ群を第１レンズ群中群Ｇ１ｂのみとすることができ、合焦機構を簡略化できるため、装置の大型化を抑制できる。あるいは、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、合焦時に、第１レンズ群中群Ｇ１ｂとは異なる軌跡で光軸方向に移動してもよく、このようにした場合は、合焦時の収差変動を抑えることができる。
第１レンズ群前群Ｇ１ａは、最も物体側から順に連続して、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ１１と、負レンズであるレンズＬ１２とを有するように構成してもよい。このようにした場合は、非点収差の発生を抑えつつ、広角化に必要な負の屈折力を得ることができる。
第１レンズ群前群Ｇ１ａは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、正レンズとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、第１レンズ群前群Ｇ１ａの収差補正、特に、色収差の補正を良好に行うことができる。
第１レンズ群前群Ｇ１ａの最も像側のレンズは、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、広角側の非点収差の発生を抑えることができ、また、望遠側の球面収差の補正に有利となる。
第１レンズ群中群Ｇ１ｂは、例えば、１枚のレンズのみからなるように構成してもよい。このようにした場合は、合焦機構の負担を軽減できる。図１の例では、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは１枚の正レンズからなる。
第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、物体側から順に、負レンズおよび正レンズが物体側から順に接合されてなる接合レンズと、正レンズとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、第１レンズ群Ｇ１の色収差の補正と望遠側の球面収差の補正が容易になる。
なお、上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。
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。
［実施例１］
実施例１のズームレンズのレンズ構成は図１に示したものであり、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１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と、正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、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。これら５つのレンズ群は変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化する。移動レンズ群は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４であり、最終レンズ群Ｇｅは第５レンズ群Ｇ５である。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群前群Ｇ１ａと、正の屈折力を有する第１レンズ群中群Ｇ１ｂと、正の屈折力を有する第１レンズ群後群Ｇ１ｃとからなる。合焦時に、第１レンズ群前群Ｇ１ａは像面Ｓｉｍに対して固定されており、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは移動し、第１レンズ群中群Ｇ１ｂと第１レンズ群後群Ｇ１ｃとの光軸方向の間隔が変化する。
第１レンズ群前群Ｇ１ａは、物体側から順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなり、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、物体側から順に、レンズＬ１５〜Ｌ１７の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３４の４枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４はレンズＬ４１の１枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ５１〜レンズＬ５９の９枚のレンズとからなる。レンズＬ５２とレンズＬ５７がＥＤ正レンズＥＤＬに対応する。
実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に、温度係数と異常分散性に関する数値を表３に示す。表１のＳｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するように構成要素の面に面番号を付した場合のｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。なお、基本レンズデータの表の記号ｉは条件式（６）および（６−１）とは独立して用いている。表１のＮｄｊの欄には最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数を示し、θｇＦｊの欄にはｊ番目の構成要素のｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））とＦ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））間の部分分散比を示す。
ここで、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正とし、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。表１には開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には（Ｓｔ）という語句も記入している。Ｄｉの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１では合焦時に変化する可変面間隔については、ＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤｉの欄に記入している。
表２に、ズーム比Ｚｒ、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、および可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態の各値をそれぞれＷＩＤＥ、ＭＩＤＤＬＥ、およびＴＥＬＥと表記した欄に示している。表１と表２の値は無限遠物体に合焦した状態のものである。
表３に、最も像側の移動レンズ群および最終レンズ群Ｇｅにおける各レンズの温度係数ｄＮ／ｄＴ、異常分散性に関する数値θｇＦ＋０．００１６２５×νｄを示す。表３のレンズの欄には各レンズの符号を示し、面番号の欄には各レンズの物体側の面の面番号を示す。
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大また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。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
図６に実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図６では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。図６ではＷＩＤＥと付した上段に広角端状態のものを示し、ＭＩＤＤＬＥと付した中段に中間焦点距離状態のものを示し、ＴＥＬＥと付した下段に望遠端状態のものを示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、およびｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））における収差をそれぞれ黒の実線、長破線、短破線、および灰色の実線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、およびｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、および灰色の実線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、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、および記載方法は、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。
［実施例２］
実施例２のズームレンズのレンズ構成と光路を図２に示す。実施例２のズームレンズの群構成、各レンズ群の屈折力の符号、変倍時に移動するレンズ群、および合焦時に移動するレンズ群は実施例１のものと同様である。第１レンズ群前群Ｇ１ａは、物体側から順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなり、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、物体側から順に、レンズＬ１５〜Ｌ１７の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３４の４枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、レンズＬ４１の１枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ５１〜レンズＬ５９の９枚のレンズとからなる。レンズＬ５２とレンズＬ５７がＥＤ正レンズＥＤＬに対応する。
実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表４に、諸元と可変面間隔を表５に、温度係数と異常分散性に関する数値を表６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図７に示す。
［実施例３］
実施例３のズームレンズのレンズ構成と光路を図３に示す。実施例３のズームレンズの群構成、各レンズ群の屈折力の符号、変倍時に移動するレンズ群、および合焦時に移動するレンズ群は実施例１のものと同様である。第１レンズ群前群Ｇ１ａは、物体側から順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなり、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、物体側から順に、レンズＬ１５〜Ｌ１７の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３３の３枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、レンズＬ４１〜Ｌ４２の２枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ５１〜レンズＬ５９の９枚のレンズとからなる。レンズＬ５２とレンズＬ５７がＥＤ正レンズＥＤＬに対応する。
実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔を表８に、温度係数と異常分散性に関する数値を表９に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図８に示す。
［実施例４］
実施例４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と、正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、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、第１レンズ群前群Ｇ１ａと、第１レンズ群中群Ｇ１ｂと、第１レンズ群後群Ｇ１ｃとからなる。実施例４のズームレンズの変倍時に移動するレンズ群、および合焦時に移動するレンズ群は実施例１のものと同様である。
第１レンズ群前群Ｇ１ａは、物体側から順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなり、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、物体側から順に、レンズＬ１５〜Ｌ１７の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３４の４枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、レンズＬ４１〜Ｌ４３の３枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ５１〜レンズＬ５６の６枚のレンズとからなる。レンズＬ５３とレンズＬ５４がＥＤ正レンズＥＤＬに対応する。
実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１０に、諸元と可変面間隔を表１１に、温度係数と異常分散性に関する数値を表１２に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図９に示す。
［実施例５］
実施例５のズームレンズのレンズ構成と光路を図５に示す。実施例５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とからなる。移動レンズ群は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３であり、最終レンズ群Ｇｅは第４レンズ群Ｇ４である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、第１レンズ群前群Ｇ１ａと、第１レンズ群中群Ｇ１ｂと、第１レンズ群後群Ｇ１ｃとからなる。実施例５のズームレンズの合焦時に移動するレンズ群は実施例１のものと同様である。
第１レンズ群前群Ｇ１ａは、物体側から順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第１レンズ群中群Ｇ１ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなり、第１レンズ群後群Ｇ１ｃは、物体側から順に、レンズＬ１５〜Ｌ１７の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１〜レンズＬ２３の３枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４１〜Ｌ４９の９枚のレンズとからなる。レンズＬ４２とレンズＬ４６とレンズＬ４７がＥＤ正レンズＥＤＬに対応する。
実施例５のズームレンズは非球面を含む。実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元と可変面間隔を表１４に、非球面係数を表１５に、温度係数と異常分散性に関する数値を表１６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１０に示す。
表１３では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。各非球面の非球面係数を表１５に示す。表１５の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…１６）の値である。
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（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
表１７に実施例１〜５のズームレンズの条件式（１）〜（１１）の対応値を示す。表１７において、条件式（１）、（２）の対応値の欄には対応するレンズの符号を括弧書きで記載している。表１７の部分分散比以外の値はｄ線を基準とするものである。
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１１に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係るズームレンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、映画撮影用カメラ、放送用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、または監視用カメラ等を挙げることができる。
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フィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された撮像素子３とを備えている。なお、図１１では、ズームレンズ１が備える第１レンズ群前群Ｇ１ａ、第１レンズ群中群Ｇ１ｂ、第１レンズ群後群Ｇ１ｃ、第２レンズ群Ｇ２〜第５レンズ群Ｇ５を概略的に図示している。ただし、図１１のズームレンズ１が有するレンズ群の数は一例であり、本発明の撮像装置は図１１の例とは異なる数のレンズ群で構成することも可能である。
撮像素子３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、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子３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。
撮像装置１０はまた、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部５と、信号処理部５により形成された像を表示する表示部６と、ズームレンズ１の変倍を制御するズーム制御部７と、ズームレンズ１の合焦を制御するフォーカス制御部８とを備えている。なお、図１１では１つの撮像素子３のみ図示しているが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置であってもよい。
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、および非球面係数は、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
２ フィルタ
３ 撮像素子
５ 信号処理部
６ 表示部
７ ズーム制御部
８ フォーカス制御部
１０ 撮像装置
ＥＤＬ ＥＤ正レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１ａ 第１レンズ群前群
Ｇ１ｂ 第１レンズ群中群
Ｇ１ｃ 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
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇｅ 最終レンズ群
Ｌ１１〜Ｌ１７、Ｌ２１〜Ｌ２３、Ｌ３１〜Ｌ３４、Ｌ４１〜Ｌ４９、Ｌ５１〜Ｌ５９ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
ｔａ、ｗａ 軸上光束
ｔｂ、ｗｂ 最大画角の光束
Ｚ 光軸

Claims (20)

  1. 物体側から順に、変倍時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔を変化させて移動する複数の移動レンズ群と、変倍時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
    前記最終レンズ群は、下記条件式（１）および（２）を満足するレンズ材料からなるＥＤ正レンズを少なくとも２枚有し、
    前記複数の移動レンズ群における最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群の少なくとも一方は前記ＥＤ正レンズ以外の正レンズを少なくとも１枚有し、
    下記条件式（３）〜（５）全てを満足することを特徴とするズームレンズ。
    ６２＜νｄ （１）
    ０．６４＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７０ （２）
    ４．０×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ＜８．２×１０−６ （３）
    ０．７×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ＜４．０×１０−６ （４）
    ０．６５５＜（θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ＜０．６７０ （５）
    ただし、
    νｄ：レンズ材料のｄ線基準のアッベ数
    θｇＦ：レンズ材料のｇ線とＦ線間の部分分散比
    （ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ：前記最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群における前記ＥＤ正レンズ以外の正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値
    （ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ：前記最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群における正レンズのｄＮ／ｄＴの平均値
    （θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ）ａｖｅＡ：前記最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群における正レンズのθｇＦ＋０．００１６２５×νｄの平均値
    であり、ここで、
    ｄＮ／ｄＴ：空気中でのｄ線に対する屈折率の温度係数であり、温度０℃〜４０℃の範囲の平均値
    である。
  2. 下記条件式（６）を満足する請求項１記載のズームレンズ。
    ただし、
    ΦＧｅ：前記最終レンズ群の屈折力
    ｋ：前記最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群におけるレンズの総数
    Φｉ：前記最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群における物体側からｉ番目のレンズの屈折力
    ｄＮｉ／ｄＴ：前記最も像側の移動レンズ群および前記最終レンズ群における物体側からｉ番目のレンズのｄＮ／ｄＴ
    である。
  3. 下記条件式（７）を満足する請求項１または２記載のズームレンズ。
    ０．１５＜ｆｔ×（ｔａｎωｔ）／ｆＧｅ＜０．５ （７）
    ただし、
    ｆｔ：無限遠物体に合焦した状態の望遠端での前記ズームレンズの焦点距離
    ωｔ：無限遠物体に合焦した状態の望遠端での前記ズームレンズの最大半画角
    ｆＧｅ：前記最終レンズ群の焦点距離
    である。
  4. 前記最終レンズ群の最も像側のレンズは正レンズであり、
    下記条件式（８）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。
    ０．６５＜ＤＤ２／ＤＤ１＜０．８５ （８）
    ただし、
    ＤＤ２：前記最終レンズ群内の最も物体側のレンズ面と像側から２番目のレンズの像側のレンズ面との光軸上の距離
    ＤＤ１：前記最終レンズ群内の最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面との光軸上の距離
    である。
  5. 前記最終レンズ群の最も物体側のレンズは正レンズであり、
    下記条件式（９）および（１０）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
    １．８＜Ｎｄｐ （９）
    ０．６５＜θｇＦｐ＋０．００１６２５×νｄｐ＜０．６７ （１０）
    ただし、
    Ｎｄｐ：前記最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線に対する屈折率
    θｇＦｐ：前記最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
    νｄｐ：前記最終レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線基準のアッベ数
    である。
  6. 前記最終レンズ群が、最も物体側から順に連続して、正レンズと、屈折力の符号が互いに異なる２枚のレンズを接合してなる接合レンズとを有する請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
  7. 前記第１レンズ群内の少なくとも１枚のレンズを光軸方向に移動させることにより合焦が行われる請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
  8. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、合焦時に像面に対して固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群前群と、合焦時に光軸方向に移動する正の屈折力を有する第１レンズ群中群と、合焦時に該第１レンズ群中群との光軸方向の間隔が変化する正の屈折力を有する第１レンズ群後群とからなる請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
  9. 前記最終レンズ群は、１０枚以下のレンズからなる請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
  10. 前記最も像側の移動レンズ群は負の屈折力を有する請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
  11. 下記条件式（１１）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。
    −２．０＜βＧｅｗ＜−０．８ （１１）
    ただし、
    βＧｅｗ：無限遠物体に合焦した状態の広角端での前記最終レンズ群の横倍率
    である。
  12. 下記条件式（３−１）を満足する請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ４．１×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＢ＜８．１×１０−６ （３−１）
  13. 下記条件式（４−１）を満足する請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ０．８×１０−６＜（ｄＮ／ｄＴ）ａｖｅＡ＜３．５×１０−６ （４−１）
  14. 前記最終レンズ群の少なくとも２枚の前記ＥＤ正レンズが下記条件式（１−１）および／または（２−１）を満足するレンズ材料からなる請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ７０＜νｄ＜１００ （１−１）
    ０．６５＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．６９ （２−１）
  15. 下記条件式（６−１）を満足する請求項２記載のズームレンズ。
  16. 下記条件式（７−１）を満足する請求項３記載のズームレンズ。
    ０．２５＜ｆｔ×（ｔａｎωｔ）／ｆＧｅ＜０．４５ （７−１）
  17. 下記条件式（８−１）を満足する請求項４記載のズームレンズ。
    ０．６７＜ＤＤ２／ＤＤ１＜０．８１ （８−１）
  18. 下記条件式（９−１）および／または（１０−１）を満足する請求項５記載のズームレンズ。
    １．８＜Ｎｄｐ＜１．９５ （９−１）
    ０．６５＜θｇＦｐ＋０．００１６２５×νｄｐ＜０．６６ （１０−１）
  19. 下記条件式（１１−１）を満足する請求項１１記載のズームレンズ。
    −１．２＜βＧｅｗ＜−０．８２ （１１−１）
  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撮像装置。
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