JP2020101750A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本件発明の課題は、大口径、且つ、小型で光学性能の高い広角系のズームレンズ及び撮像装置を提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するため、本件発明に係るズームレンズは、最も物体側に、負の第１レンズ群Ｇ１を備え、第１レンズ群Ｇ１より像側に、正のレンズ群Ｐａと、負のレンズ群Ｎと、正のレンズ群Ｐｂとを備え、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、前記レンズ群Ｐａと前記レンズ群Ｎと前記レンズ群Ｐｂとは、物体側から順に当該順序で隣接配置されており、変倍時に前記レンズ群Ｐａと前記レンズ群Ｐｂとは同一の軌跡で移動し、所定の条件を満たすことを特徴とする。【選択図】図１
Description
本件発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、固体撮像素子等を用いた小型の撮像装置に好適なズームレンズ及び撮像装置に関する。
従来より、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。撮像装置の光学系として、例えば、複数のレンズ群を備え、変倍時に隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで焦点距離を変化させるズームレンズが広く知られている。ズームレンズは被写体との距離に応じて焦点距離を調整することができるため、撮像時の利便性が高い。近年、変倍領域に広角領域を含むいわゆる広角ズームレンズに対する需要も高くなってきている。
広角ズームレンズとして、物体側から順に負の屈折力を有するレンズ群、正の屈折力を有するレンズ群、負の屈折力を有するレンズ群及び正の屈折力を有するレンズ群を備えた、いわゆる負先行型のズームレンズが知られている（例えば、特許文献１から特許文献３参照）。このような負先行型のズームレンズは、広画角化が容易であると共に、光学性能を確保しつつ小型化を図ることができ、交換レンズシステムを採用した小型の撮像装置の広角ズームレンズとして広く用いられている。
これらのズームレンズでは、変倍時に、上記２つの正の屈折力を有するレンズ群を同じ軌跡で移動させることで、両レンズ群を一つのユニットとして構成することが可能になる。このような構成を採用することで、組立時の偏芯誤差等が生じるのを抑制することができ、製造誤差を低減することができると共に、歩留まりを向上することができる。
ところで、ズームレンズは単焦点レンズと比較すると構成するレンズ枚数が多いため暗いレンズになりやすい。また、変倍時に上記２つの正の屈折力を有するレンズ群を一つのユニットとして構成すると、上述のとおり偏芯誤差や製造誤差を低減する上では有利であるが、高い光学性能を維持しつつ、大口径化や小型化を図る上では制約が生じる。特許文献１及び特許文献２に開示のズームレンズは望遠端におけるＦｎｏが５．８程度であり、大口径化が図られていない。特許文献３に開示のズームレンズはＦｎｏが２．８であり大口径であるが、合焦時に２つのレンズ群を移動させており、合焦時及び変倍時におけるレンズ群の移動機構が複雑である。そのため、当該ズームレンズは十分に小型化されていない。
本件発明の課題は、大口径、且つ、小型で光学性能の高い広角系のズームレンズ及び撮像装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本件発明に係るズームレンズは、最も物体側に、負の屈折力を有する第１レンズ群を備え、前記第１レンズ群より像側に、正の屈折力を有するレンズ群Ｐａと、負の屈折力を有するレンズ群Ｎと、正の屈折力を有するレンズ群Ｐｂとを備え、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、前記レンズ群Ｐａと前記レンズ群Ｎと前記レンズ群Ｐｂとは、物体側から順に当該順序で隣接配置されており、変倍時に前記レンズ群Ｐａと前記レンズ群Ｐｂとは同一の軌跡で移動し、以下の条件を満たすことを特徴とする。
０．２ ＜ （Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ） ＜ １．３ ・・・（１）
−４．０ ＜ ｆｎ／ｆｗ ＜ −１．５ ・・・（２）
但し、
Ｒｎｆ：前記レンズ群Ｎにおいて最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒｎｒ：前記レンズ群Ｎにおいて最も像側のレンズ面の曲率半径
ｆｎ ：前記レンズ群Ｎの焦点距離
ｆｗ ：広角端における当該ズームレンズの焦点距離
０．２ ＜ （Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ） ＜ １．３ ・・・（１）
−４．０ ＜ ｆｎ／ｆｗ ＜ −１．５ ・・・（２）
但し、
Ｒｎｆ：前記レンズ群Ｎにおいて最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒｎｒ：前記レンズ群Ｎにおいて最も像側のレンズ面の曲率半径
ｆｎ ：前記レンズ群Ｎの焦点距離
ｆｗ ：広角端における当該ズームレンズの焦点距離
上記課題を解決するために、本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当該ズームレンズの像側に、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本件発明によれば、大口径、且つ、小型で光学性能の高い広角系のズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明する当該ズームレンズ及び撮像装置は本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。
１．ズームレンズ
１−１．ズームレンズの光学構成
本実施の形態のズームレンズは、最も物体側に、負の屈折力を有する第１レンズ群を備え、第１レンズ群より像側に、正の屈折力を有するレンズ群Ｐａと、負の屈折力を有するレンズ群Ｎと、正の屈折力を有するレンズ群Ｐｂとを備え、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。このとき、レンズ群Ｐａと、レンズ群Ｎと、レンズ群Ｐｂとは、物体側から順に当該順序で隣接配置されるものとする。
１−１．ズームレンズの光学構成
本実施の形態のズームレンズは、最も物体側に、負の屈折力を有する第１レンズ群を備え、第１レンズ群より像側に、正の屈折力を有するレンズ群Ｐａと、負の屈折力を有するレンズ群Ｎと、正の屈折力を有するレンズ群Ｐｂとを備え、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。このとき、レンズ群Ｐａと、レンズ群Ｎと、レンズ群Ｐｂとは、物体側から順に当該順序で隣接配置されるものとする。
当該ズームレンズは、上記屈折力配置を採用することにより、広角端における画角を広げつつ、変倍時の収差補正を容易にすることができる。そのため、小型で光学性能の高い広角系のズームレンズを実現することができる。
ここで、当該ズームレンズは上記第１レンズ群と、物体側から順に隣接配置されるレンズ群Ｐａ、レンズ群Ｎ及びレンズ群Ｐｂを備えていればよい。当該ズームレンズはこの４つのレンズ群から実質的に構成されてもよいし、その他のレンズ群を備えていてもよい。その他のレンズ群は、第１レンズ群と、レンズ群Ｐａとの間に１つ以上配置されていてもよいし、レンズ群Ｐｂの像側に１つ以上配置されていてもよい。例えば、物体側から順に、負・正・負・正の屈折力配置を有する４群構成、物体側から順に、負・正・正・負・正の屈折力配置、又は、負・負・正・負・正の屈折力配置を有する５群構成、物体側から順に、負・負・正・正・負・正の屈折力配置又は負・正・正・負・正・負の屈折力配置を有する６群構成等、種々の構成を採用し得る。いずれの構成においても、変倍に際して、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで、収差補正が容易になり、変倍域全域において光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
（１）第１レンズ群
第１レンズ群は当該ズームレンズにおいて、最も物体側に配置されるレンズ群である。最も物体側に負の屈折力を有するレンズ群を配置したいわゆる負先行型のズームレンズは、近接撮影距離を短くすることができ、広画角化が比較的容易である。また、バックフォーカスを確保することが比較的容易である。これらのことから、一眼レフカメラ等の広角系のズームレンズに好適である。
第１レンズ群は当該ズームレンズにおいて、最も物体側に配置されるレンズ群である。最も物体側に負の屈折力を有するレンズ群を配置したいわゆる負先行型のズームレンズは、近接撮影距離を短くすることができ、広画角化が比較的容易である。また、バックフォーカスを確保することが比較的容易である。これらのことから、一眼レフカメラ等の広角系のズームレンズに好適である。
当該第１レンズ群は負の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。最も物体側に負の屈折力を有する第１レンズ群を備える広角系のズームレンズでは、第１レンズ群に入射する最大軸外光束の光線高さ、すなわち、第１レンズ群に対する最大軸外光束の入射位置は高くなるため、軸外光線はレンズの周辺部に入射する。そのため、当該ズームレンズを小型に維持した状態で、広角端においてより広い画角を実現するには、負の屈折力を有するレンズを複数枚用いて構成することが好ましい。特に、第１レンズ群を構成する負の屈折力を有するレンズのうち、少なくとも１枚、好ましくは２枚以上のレンズを像側に凹形状のメニスカスレンズとすることが好ましい。このような構成を採用することで、第１レンズ群に強い負の屈折力を配置しつつ、軸外光線が第１レンズ群を構成する各面を通過する際に強く屈曲することを防ぐことができる。そのため、像面湾曲や歪曲収差等の発生を小さくすることができ、像面特性の良好なズームレンズを得ることができる。また、像面特性を向上させる上で、当該像側に凹形状のメニスカスレンズのうち、少なくとも１枚は非球面を１面以上備えることが好ましい。
また、当該第１レンズ群は、球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正するため、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズを有することが好ましい。
なお、当該第１レンズ群より物体側に、屈折力を有さない、若しくは屈折力の極めて小さい光学素子が配置されていてもよい。そのような光学素子として、例えば、レンズを汚れやキズなどから保護するための保護フィルターや、入射光量を低下させるために用いられるＮＤフィルターや、色彩を調整するためのＰＬフィルター等の種々のフィルターが挙げられる。
（２）レンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂ
レンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂはそれぞれ正の屈折力を有する。ここで、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとは、変倍時に同一の軌跡で移動する。正の屈折力を有するレンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂを同じ軌跡で移動させることで、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを一つのユニットとして構成することが可能になる。そのため、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを別々の軌跡で移動させる場合と比較すると、変倍時に各レンズ群を移動させるための変倍機構を簡素に構成することができる。さらに、組立時に偏芯誤差等が生じるのを抑制することができ、製造誤差を低減することができると共に、歩留まりを向上することができる。
レンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂはそれぞれ正の屈折力を有する。ここで、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとは、変倍時に同一の軌跡で移動する。正の屈折力を有するレンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂを同じ軌跡で移動させることで、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを一つのユニットとして構成することが可能になる。そのため、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを別々の軌跡で移動させる場合と比較すると、変倍時に各レンズ群を移動させるための変倍機構を簡素に構成することができる。さらに、組立時に偏芯誤差等が生じるのを抑制することができ、製造誤差を低減することができると共に、歩留まりを向上することができる。
レンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂはそれぞれ正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。当該ズームレンズにおいて像側に配置される。当該ズームレンズの変倍動作に伴い、レンズ群Ｐｂに入射する最大軸外光束の光線高さは変動する。すなわち、広角端と望遠端ではレンズ群Ｐｂに入射する最大軸外光束の光線高さが異なる。そのため、コマ収差及び像面湾曲等を良好に補正するため、レンズ群Ｐｂは非球面を少なくとも１面含むことが好ましい。
（３）レンズ群Ｎ
レンズ群Ｎは負の屈折力を有し、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとの間にこれらのレンズ群と隣接配置され、変倍に際してレンズ群Ｐａとレンズ群Ｎとの光軸上の間隔及びレンズ群Ｎとレンズ群Ｐｂとの光軸上の間隔が変化する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。例えば、レンズ群Ｎは、１つの単レンズユニットから構成されることが好ましい。ここで、単レンズユニットとは、１枚の単レンズ、或いは、複数の単レンズを空気間隔を介することなく一体化した接合レンズなどをいう。すなわち、単レンズユニットは、複数の光学面を有する場合であっても、その最物体側面及び最像側面のみ空気と接し、その他の面は空気とは接していないものをいう。また、当該明細書において、単レンズは、球面レンズ及び非球面レンズのいずれであってもよい。また、非球面レンズには、表面に非球面フィルムが貼設されたいわゆる複合非球面レンズも含まれるものとする。
レンズ群Ｎは負の屈折力を有し、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとの間にこれらのレンズ群と隣接配置され、変倍に際してレンズ群Ｐａとレンズ群Ｎとの光軸上の間隔及びレンズ群Ｎとレンズ群Ｐｂとの光軸上の間隔が変化する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。例えば、レンズ群Ｎは、１つの単レンズユニットから構成されることが好ましい。ここで、単レンズユニットとは、１枚の単レンズ、或いは、複数の単レンズを空気間隔を介することなく一体化した接合レンズなどをいう。すなわち、単レンズユニットは、複数の光学面を有する場合であっても、その最物体側面及び最像側面のみ空気と接し、その他の面は空気とは接していないものをいう。また、当該明細書において、単レンズは、球面レンズ及び非球面レンズのいずれであってもよい。また、非球面レンズには、表面に非球面フィルムが貼設されたいわゆる複合非球面レンズも含まれるものとする。
レンズ群Ｎを１つの単レンズユニットから構成することにより、偏芯誤差や、複数の単レンズユニット間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
変倍に際して、レンズ群Ｎとレンズ群Ｐａとの光軸上の間隔、及び、レンズ群Ｎとレンズ群Ｐｂとの光軸上の間隔を変化せることによって、ズーム全域において諸収差を良好に補正することができ、変倍比の大きなズームレンズを実現することが可能となる。さらに、レンズ群Ｎとレンズ群Ｐａとの光軸上の間隔、及び、レンズ群Ｎとレンズ群Ｐｂとの光軸上の間隔を変化せることによって、変倍時の像面性を良好に保つことが可能になる。
さらに、当該レンズ群Ｎを合焦群として用い、当該レンズ群Ｎを光軸に沿って移動させることで無限遠から近接物体に合焦させることが好ましい。上述のように、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを一つのユニットとして構成した場合、レンズ群Ｎを当該ユニットに対して移動可能に支持させることにより、変倍時及び合焦時にレンズ群Ｎをステッピングモータ等により直接駆動させたときも、レンズ群Ｎの移動に伴う偏芯誤差を抑制することができる。そのため、被写体の位置に応じて撮像距離が変化しても、偏芯誤差に伴う収差変動を抑制し、撮像距離によらず秀麗な被写体像を得ることができる。
また、当該レンズ群Ｎ群を合焦群として用いる場合、上述のようにレンズ群Ｎを１つの単レンズで構成することで、より軽量な合焦群とすることができ、合焦群の制御性を良好にすることができ、迅速なオートフォーカスを実現することが可能となる。
（４）開口絞り
当該ズームレンズにおいて、開口絞りの配置は特に限定されるものではないが、当該ズームレンズの小型化と大口径化とを図る上で、第１レンズ群の最も像側のレンズ面とレンズ群Ｐａの最も物体側のレンズ面との間に開口絞りが配置されることが好ましい。但し、ここでいう開口絞りは、当該ズームレンズの軸上光束径を規定する絞り、すなわち当該ズームレンズのＦｎｏを規定する絞りをいう。
当該ズームレンズにおいて、開口絞りの配置は特に限定されるものではないが、当該ズームレンズの小型化と大口径化とを図る上で、第１レンズ群の最も像側のレンズ面とレンズ群Ｐａの最も物体側のレンズ面との間に開口絞りが配置されることが好ましい。但し、ここでいう開口絞りは、当該ズームレンズの軸上光束径を規定する絞り、すなわち当該ズームレンズのＦｎｏを規定する絞りをいう。
当該ズームレンズでは、最も物体側に負の屈折力を有する第１レンズ群を備える。そのため、レンズ群Ｐａよりも像側に開口絞りを配置すると、当該ズームレンズ全系において入射瞳位置が像側に位置することになる。入射瞳位置が像側に位置すると、前玉径が大きくなり、当該ズームレンズの小型化が困難になる。また、この場合、軸外光束を十分に通すことが難しくなり、周辺光量を確保しつつ、当該ズームレンズの大口径化を図ることが困難になる。
第１レンズ群とレンズ群Ｐａとの間に、一又は複数のレンズ群が配置される場合は、第１レンズ群の最も像側のレンズ面とレンズ群Ｐａの最も物体側のレンズ面との間に、開口絞りが配置されればよく、この間であれば開口絞りの位置は特に限定されるものではない。レンズ群Ｐａと、レンズ群Ｐａの物体側に配置されるレンズ群との間に、開口絞りが配置されると、上記効果を得る上でより好ましい。
（５）変倍時の動作
当該ズームレンズにおいて、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることにより変倍する。その際、上述したとおり、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとは変倍時に同じ軌跡で移動するものとする。この点を除いて、変倍時における各レンズ群の移動の向きや移動量は特に限定されるものではない。また、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔が変化していれば、各レンズ群は変倍時に光軸に沿って移動する移動群であってもよいし、像面に対して固定される固定群であってもよい。
当該ズームレンズにおいて、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることにより変倍する。その際、上述したとおり、レンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとは変倍時に同じ軌跡で移動するものとする。この点を除いて、変倍時における各レンズ群の移動の向きや移動量は特に限定されるものではない。また、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔が変化していれば、各レンズ群は変倍時に光軸に沿って移動する移動群であってもよいし、像面に対して固定される固定群であってもよい。
１−２．条件式
当該ズームレンズでは、上述した構成を採用するとともに、次に説明する条件式を１つ以上満足することが好ましい。
当該ズームレンズでは、上述した構成を採用するとともに、次に説明する条件式を１つ以上満足することが好ましい。
１−２−１．条件式（１）
０．２ ＜（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）＜ １．３ ・・・（１）
但し、
Ｒｎｆ：レンズ群Ｎにおいて最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒｎｒ：レンズ群Ｎにおいて最も像側のレンズ面の曲率半径
０．２ ＜（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）＜ １．３ ・・・（１）
但し、
Ｒｎｆ：レンズ群Ｎにおいて最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒｎｒ：レンズ群Ｎにおいて最も像側のレンズ面の曲率半径
条件式（１）は、レンズ群Ｎの入射面と射出面の形状を規定する式である。条件式（１）を満足させることにより、変倍時の球面収差の補正を良好に行うことが可能になる。また、当該レンズ群Ｎを合焦群として用いる場合に、近接物体に合焦する際の球面収差の変動を抑制することができ、合焦域全域において光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式（１）の数値が下限値以下になると、レンズ群Ｐａにより収斂された光線をレンズ群Ｎの入射面において跳ね上げる作用が大きくなる。この場合、変倍時及び合焦時における球面収差の変動が大きくなるため、光学性能の高いズームレンズを得るには、変倍時にレンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを同一の軌跡で移動させることが困難になる。そのため、レンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂを一つのユニットとして構成することができなくなり、変倍時において各レンズ群を移動させるための機構が複雑になり、鏡筒の構成も複雑化して、当該ズームレンズユニット全体の小型化が困難になる。一方、条件式（１）の数値が上限値以上になると、レンズ群Ｎの射出面において軸外光線を跳ね上げる作用が大きくなる。この場合、変倍時及び合焦時における像面湾曲や歪曲収差の変動が大きくなる。そのため、変倍時にレンズ群Ｐａ及びレンズ群Ｐｂを同一の軌跡で移動させることができなくなり、上記と同様の理由から、当該ズームレンズユニット全体の小型化が困難になる。
上記効果を得る上で、条件式（１）の下限値は、０．３であることが好ましく、０．３５であることがより好ましく、０．４であることがさらに好ましい。また、条件式（１）の上限値は、１．２であることが好ましく、１．１であることがより好ましく、１．０であることがさらに好ましい。なお、当該条件式（１）において、上記下限値及び上限値の好ましい数値を適宜選択することができ、その場合、条件式（１）における不等号（＜）を等号付不等号（≦）に変換してもよい。他の条件式についても同様である。
１−２−２．条件式（２）
−４．０ ＜ ｆｎ／ｆｗ ＜ −１．５ ・・・（２）
但し、
ｆｎ：レンズ群Ｎの焦点距離
ｆｗ：広角端における当該ズームレンズの焦点距離
−４．０ ＜ ｆｎ／ｆｗ ＜ −１．５ ・・・（２）
但し、
ｆｎ：レンズ群Ｎの焦点距離
ｆｗ：広角端における当該ズームレンズの焦点距離
条件式（２）は、レンズ群Ｎの焦点距離と広角端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式（２）を満足させることにより、レンズ群Ｎの屈折力が適正な範囲内となり、変倍時におけるレンズ群Ｎの移動量を適正な範囲内にすることができ、小型で、変倍域全域において光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式（２）の数値が下限値以下になると、レンズ群Ｎの屈折力が弱くなり、焦点距離に応じて良好な収差補正を行うには、変倍時におけるレンズ群Ｎの移動量を大きくする必要がある。そのため、高い光学性能を維持しつつ、当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になるため、好ましくない。一方、条件式（２）の数値が上限値以上になると、レンズ群Ｎの屈折力が強くなり、変倍時におけるレンズ群Ｎの移動量を小さくすることができる。しかしながら、レンズ群Ｎの屈折力が強くなると、レンズ群Ｎの移動に伴う収差変動が大きくなる。光学性能の高いズームレンズを得るには、変倍時にレンズ群Ｐａとレンズ群Ｐｂとを同一の軌跡で移動させることが困難になり、上記と同様の理由から当該ズームレンズユニット全体の小型化が困難になる。
上記効果を得る上で、条件式（２）の下限値は、−３．８であることが好ましく、−３．６であることがより好ましく、−３．４であることがさらに好ましい。また、条件式（２）の上限値は、−１．７であることが好ましく、−１．９であることがより好ましく、−２．１であることがさらに好ましい。
１−２−３．条件式（３）
−２．０ ＜ （１−βｎｗ２）×βｒｗ２ ＜ −１．２ ・・・（３）
但し、
βｎｗ：広角端における前記レンズ群Ｎの横倍率
βｒｗ：広角端における、前記レンズ群Ｎより像側に位置する全てのレンズ群の合成横倍率
−２．０ ＜ （１−βｎｗ２）×βｒｗ２ ＜ −１．２ ・・・（３）
但し、
βｎｗ：広角端における前記レンズ群Ｎの横倍率
βｒｗ：広角端における、前記レンズ群Ｎより像側に位置する全てのレンズ群の合成横倍率
条件式（３）は、レンズ群Ｎの敏感度を規定するための式である。ここで、敏感度とは、レンズ群が単位量移動したときの結像面の移動量を表す。レンズ群Ｎを合焦群として用いるとき、当該条件式（３）を満足させることにより、無限遠から近接物体へ合焦する際のレンズ群Ｎの移動量を適正な範囲内にすることができ、迅速なオートフォーカスを実現すると共に、当該ズームレンズの小型化を図ることが容易になる。
これに対して、条件式（３）の数値が下限値以下になると、レンズ群Ｎの敏感度が高くなる。そのため、当該レンズ群Ｎを合焦群として用いたときに、近接物体に合焦させる際のレンズ群Ｎの移動量が小さくなるため、合焦時におけるレンズ群Ｎの移動位置の制御を高精度に行う必要がある。一方、条件式（３）の数値が上限値以上になると、レンズ群Ｎの敏感度が低くなるため、当該レンズ群Ｎを合焦群として用いたときに、合近接物体に合焦させる際のレンズ群Ｎの移動量が大きくなる。そのため、当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。
上記効果を得る上で、条件式（３）の下限値は、−１．９であることが好ましく、−１．８５であることがより好ましく、−１．８であることがさらに好ましい。また、条件式（３）の上限値は、−１．３であることが好ましく、−１．３５であることがより好ましく、−１．４であることがさらに好ましい。
１−２−４．条件式（４）
ｖｄｎ ＞ ５０ ・・・（４）
但し、
ｖｄｎ：上記単レンズユニットが単レンズからなるときは、その単レンズのｄ線に対するアッベ数であり、上記単レンズユニットが接合レンズからなるときは、接合レンズを構成する複数の単レンズのうち、最も大きな負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数をいう。
ｖｄｎ ＞ ５０ ・・・（４）
但し、
ｖｄｎ：上記単レンズユニットが単レンズからなるときは、その単レンズのｄ線に対するアッベ数であり、上記単レンズユニットが接合レンズからなるときは、接合レンズを構成する複数の単レンズのうち、最も大きな負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数をいう。
条件式（４）は、レンズ群Ｎを単レンズユニットから構成したときに、当該単レンズユニットのｄ線に対するアッベ数を規定する式である。上述のとおり、単レンズユニットが単レンズからなるとき、ｖｄｎはその単レンズのｄ線に対するアッベ数を意味する。単レンズユニットが接合レンズからなるとき、ｖｄｎは接合レンズを構成する複数のレンズのうち、最も大きな負の屈折力を有するレンズのｄ線に対するアッベ数を意味する。
条件式（４）を満足させることによりレンズ群Ｎにおける色収差の発生を抑制することができる。また、ズームレンズでは、例えば、広角端では軸上色収差を良好に補正することができる一方倍率色収差が大きくなり、望遠端では倍率色収差を良好に補正することができる一方軸上色収差が大きくなるなど、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが困難な場合がある。条件式（４）を満足させることにより、広角端及び望遠端の双方において、軸上色収差と倍率色収差の双方をバランス良く補正することが容易になる。さらに、レンズ群Ｎを合焦群として用いた場合、撮像距離の変化に伴う軸上色収差の発生を抑制することができ、合焦域全域において良好に色収差を補正することができる。
これに対して、条件式（４）の数値が下限値以下になると、レンズ群Ｎを構成する単レンズユニットの色分散が大きくなるため、軸上色収差と倍率色収差をバランスよく補正することが困難になる。さらに、当該レンズ群Ｎを合焦群として用い、近接物体へ合焦させた場合、軸上色収差の補正が困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式（４）の下限値は、６０であることが好ましく、６５であることがより好ましく、７０であることがさらに好ましい。一方、条件式（４）を満足させることにより上記効果が得られ、条件式（４）の上限値は特に規定する必要はない。しかしながら、アッベ数の大きな硝材はアッベ数の小さな硝材と比較すると高価である。色収差の補正を良好に行うには、アッベ数の大きい硝材を用いることが好ましいが、アッベ数が大きくなればなるほどその費用対効果は小さくなる。従って、当該観点から条件式（４）の数値は１００以下であることが好ましく、９５であることがより好ましく、８５であることがさらに好ましい。
１−２−５．条件式（５）
０．７ ＜ Ｙｍａｘ／ＢＦｗ ＜ １．６ ・・・（５）
但し、
Ｙｍａｘ：当該ズームレンズの最大像高
ＢＦｗ ：広角端における当該ズームレンズの最像側面から結像面までの空気換算長
０．７ ＜ Ｙｍａｘ／ＢＦｗ ＜ １．６ ・・・（５）
但し、
Ｙｍａｘ：当該ズームレンズの最大像高
ＢＦｗ ：広角端における当該ズームレンズの最像側面から結像面までの空気換算長
条件式（５）は当該ズームレンズの最大像高と、広角端における当該ズームレンズの最像側面から結像面までの空気換算長との比を規定した式である。条件式（５）を満足させることにより、当該ズームレンズの小型化及び広角化を図りつつ、ミラーレスカメラ等の交換レンズシステムを採用する撮像装置の交換レンズに適切なバックフォーカスを確保することができる。
これに対して、条件式（５）の数値が下限値以下になると、当該ズームレンズのバックフォーカスが長くなりすぎ、当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。また、この場合、広角端においてレトロフォーカス型の屈折力配置となり、非対称性が強くなる。そのため、物体側で発生する樽型の歪曲収差が大きくなる。一方、条件式（５）の数値が上限値以上になると、当該ズームレンズのバックフォーカスが短くなりすぎ、上記交換レンズに適切なバックフォーカスを確保することが困難になる。
上記効果を得る上で、条件式（５）の下限値は、０．７５であることが好ましく、０．８であることがより好ましく、０．８５であることがさらに好ましい。また、条件式（５）の上限値は、１．５５であることが好ましく、１．５であることがより好ましく、１．４５であることがさらに好ましい。
１−２−６．条件式（６）
０．５ ＜ βｐｂｔ／βｐｂｗ ＜ １．５ ・・・（６）
但し、
βｐｂｗ：広角端におけるレンズ群Ｐｂの横倍率
βｐｂｔ：望遠端におけるレンズ群Ｐｂの横倍率
０．５ ＜ βｐｂｔ／βｐｂｗ ＜ １．５ ・・・（６）
但し、
βｐｂｗ：広角端におけるレンズ群Ｐｂの横倍率
βｐｂｔ：望遠端におけるレンズ群Ｐｂの横倍率
条件式（６）は、広角端におけるレンズ群Ｐｂの横倍率と、望遠端におけるレンズ群Ｐｂの横倍率との比を規定した式である。上述のとおり、当該ズームレンズの変倍動作に伴い、レンズ群Ｐｂに入射する最大軸外光束の光線高さは変動する。そのため、レンズ群Ｐｂを非球面を少なくとも１面含む構成とすると共に、条件式（６）を満足させることにより、コマ収差及び像面湾曲を効果的に補正することができ、変倍域全域において光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式（６）の数値が下限値以下になる、或いは、条件式（６）の数値が上限値以上になると、広角端と望遠端とにおけるレンズ群Ｐｂに入射する最大軸外光束の光線高さの差が大きくなる。そのため、広角端と望遠端の双方においてコマ収差と像面湾曲を良好に補正することが困難になる。
上記効果を得る上で、条件式（６）の下限値は、０．５であることが好ましく、０．６であることがより好ましく、０．７であることがさらに好ましい。また、条件式（６）の上限値は、１．４であることが好ましく、１．３であることがより好ましく、１．２であることがさらに好ましい。
２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に設けられた、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に設けられた、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
ここで、撮像素子等に特に限定はなく、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。
当該撮像装置は、固体撮像素子により取得した撮像画像データを電気的に加工して、撮像画像の形状を変化させる画像処理部や、当該画像処理部において撮像画像データを加工するために用いる画像補正データ、画像補正プログラム等を保持する画像補正データ保持部等を有することがより好ましい。ズームレンズを小型化した場合、結像面において結像された撮像画像形状の歪み（歪曲）が生じやすくなる。その際、画像補正データ保持部に予め撮像画像形状の歪みを補正するための歪み補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された歪み補正データを用いて、撮像画像形状の歪みを補正することが好ましい。このような撮像装置によれば、ズームレンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
さらに、本件発明に係る撮像装置において、上記画像補正データ保持部に予め倍率色収差補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された倍率色収差補正データを用いて、当該撮像画像の倍率色収差補正を行わせることが好ましい。画像処理部により、倍率色収差、すなわち、色の歪曲収差を補正することで、光学系を構成するレンズ枚数を削減することが可能になる。そのため、このような撮像装置によれば、ズームレンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（１）ズームレンズの光学構成
図１は、本件発明に係る実施例１のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。図１において、上段は広角端、中段は中間焦点距離状態、下段は望遠端における状態を示す。
図１は、本件発明に係る実施例１のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。図１において、上段は広角端、中段は中間焦点距離状態、下段は望遠端における状態を示す。
当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
以下、各レンズ群の構成を説明する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凸レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズ及び両凹レンズを接合した接合レンズと、両凸レンズとから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳと、両凸レンズ及び物体側に凹形状の負メニスカスレンズを接合した接合レンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹形状の負メニスカスレンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズと物体側に凹形状の負メニスカスレンズとから構成される。
実施例１のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第１レンズ群Ｇ１が像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とが同一の軌跡で物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動する。また、無限遠から近接物体に合焦する際に、第４レンズ群Ｇ４が像側に移動する。
図１に示す「ＩＰ」は結像面であり、具体的にはＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を表す。また、結像面ＩＰの物体側にはカバーガラスＣＧ等の実質的な屈折力を有さない平行平板を備える。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１に当該ズームレンズの面データを示す。表１において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、「ｖｄ」はｄ線に対するアッベ数を示している。また、面番号の次に表示する「＊」は当該レンズ面が非球面であることを表し、「Ｓ」は開口絞りを表している。さらに、レンズ面の光軸上の間隔の欄に、「Ｄ１」、「Ｄ２」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時又は合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。なお、各表中の長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」である。また、曲率半径の欄の「∞」は平面を意味する。なお、表１における第３０面及び第３１面はカバーガラスＣＧの面データである。
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１に当該ズームレンズの面データを示す。表１において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、「ｖｄ」はｄ線に対するアッベ数を示している。また、面番号の次に表示する「＊」は当該レンズ面が非球面であることを表し、「Ｓ」は開口絞りを表している。さらに、レンズ面の光軸上の間隔の欄に、「Ｄ１」、「Ｄ２」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時又は合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。なお、各表中の長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」である。また、曲率半径の欄の「∞」は平面を意味する。なお、表１における第３０面及び第３１面はカバーガラスＣＧの面データである。
表２は、各非球面の非球面係数である。当該非球面係数は、各非球面形状を下記式で定義したときの値である。
X(Y)=CY2/[1+{1-(1+Κ)・C2Y2}1/2]+A4・Y4+A6・Y6+A8・Y8+A10・Y10+A12・Y12
但し、表２において、「Ｅ−ａ」は「×１０−ａ」を示す。また、上記式において、「Ｘ」は光軸方向の基準面からの変位量、「Ｃ」は面頂点での曲率、「Ｙ」は光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、「Κ」はコーニック係数、「Ａｎ」はｎ次の非球面係数とする。
表３に、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表３に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１１２°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
表４に、撮影距離（撮像距離）が２８０．０ｍｍのときの近接物体合焦時（有限距離合焦時）における広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの光軸上の可変間隔を示す。
表５は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。また、表２６に、条件式（１）〜条件式（６）の値と、条件式（１）〜条件式（６）の計算に用いた各値を示す。これらの表に関する事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
［表１］
面番号 r d nd vd
1 84.508 1.800 1.72916 54.09
2 21.420 5.014
3* 47.143 2.500 1.69350 53.19
4* 18.764 11.069
5 -39.543 1.200 1.49700 81.61
6 50.299 0.200
7 39.196 7.061 1.59551 39.24
8 -62.864 (D1)
9 46.823 5.753 1.48749 70.24
10 -28.360 1.000 1.90525 35.04
11 2144.120 0.200
12 41.043 3.518 1.74077 27.79
13 -1112.850 (D2)
14S ∞ 1.000
15* 66.725 0.300 1.51460 49.96
16 173.315 7.374 1.63854 55.38
17 -18.559 1.000 1.83481 42.74
18 -39.208 0.200
19 52.060 1.000 1.83481 42.74
20 18.291 8.881 1.49700 81.61
21 -27.927 (D3)
22 27261.500 0.800 1.48749 70.24
23 25.712 (D4)
24 28.722 7.956 1.43700 95.10
25 -21.103 0.200
26 -47.037 1.000 1.72916 54.09
27 46.722 3.852
28* -131.078 1.800 1.85108 40.12
29* ∞ (D5)
30 ∞ 2.500 1.51680 64.17
31 ∞ 1.000
面番号 r d nd vd
1 84.508 1.800 1.72916 54.09
2 21.420 5.014
3* 47.143 2.500 1.69350 53.19
4* 18.764 11.069
5 -39.543 1.200 1.49700 81.61
6 50.299 0.200
7 39.196 7.061 1.59551 39.24
8 -62.864 (D1)
9 46.823 5.753 1.48749 70.24
10 -28.360 1.000 1.90525 35.04
11 2144.120 0.200
12 41.043 3.518 1.74077 27.79
13 -1112.850 (D2)
14S ∞ 1.000
15* 66.725 0.300 1.51460 49.96
16 173.315 7.374 1.63854 55.38
17 -18.559 1.000 1.83481 42.74
18 -39.208 0.200
19 52.060 1.000 1.83481 42.74
20 18.291 8.881 1.49700 81.61
21 -27.927 (D3)
22 27261.500 0.800 1.48749 70.24
23 25.712 (D4)
24 28.722 7.956 1.43700 95.10
25 -21.103 0.200
26 -47.037 1.000 1.72916 54.09
27 46.722 3.852
28* -131.078 1.800 1.85108 40.12
29* ∞ (D5)
30 ∞ 2.500 1.51680 64.17
31 ∞ 1.000
［表２］
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -1.7301 2.91775E-05 -6.99735E-08 2.00903E-10 -3.35129E-13 2.35090E-16
4 -0.0660 1.51401E-05 -7.60478E-08 2.16156E-12 2.15621E-13 -1.48774E-15
15 0.0000 -2.44834E-05 -2.41951E-09 8.41905E-11 -4.63377E-13 1.58082E-15
28 0.0000 -9.57917E-05 -1.44295E-07 2.66649E-09 -1.59355E-11 5.63130E-15
29 0.0000 -6.18944E-05 -2.80254E-08 2.84367E-09 -1.67632E-11 3.29353E-14
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -1.7301 2.91775E-05 -6.99735E-08 2.00903E-10 -3.35129E-13 2.35090E-16
4 -0.0660 1.51401E-05 -7.60478E-08 2.16156E-12 2.15621E-13 -1.48774E-15
15 0.0000 -2.44834E-05 -2.41951E-09 8.41905E-11 -4.63377E-13 1.58082E-15
28 0.0000 -9.57917E-05 -1.44295E-07 2.66649E-09 -1.59355E-11 5.63130E-15
29 0.0000 -6.18944E-05 -2.80254E-08 2.84367E-09 -1.67632E-11 3.29353E-14
［表３］
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 15.454 21.199 29.106
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 111.748 91.720 72.321
D1 24.598 11.875 2.000
D2 7.940 3.909 1.000
D3 1.993 2.234 3.704
D4 6.955 6.714 5.244
D5 14.266 21.491 29.188
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 15.454 21.199 29.106
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 111.748 91.720 72.321
D1 24.598 11.875 2.000
D2 7.940 3.909 1.000
D3 1.993 2.234 3.704
D4 6.955 6.714 5.244
D5 14.266 21.491 29.188
［表４］
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D3 2.838 3.417 5.483
D4 6.109 5.531 3.465
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D3 2.838 3.417 5.483
D4 6.109 5.531 3.465
［表５］
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -23.366
G2 9-13 72.135
G3 14-21 31.548
G4 22-23 -52.795
G5 24-29 2430.99
CG 30-31 ∞
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -23.366
G2 9-13 72.135
G3 14-21 31.548
G4 22-23 -52.795
G5 24-29 2430.99
CG 30-31 ∞
また、図２〜図４に当該実施例１のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）である。球面収差を表す図では、縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、破線がｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）における球面収差を示す。非点収差を表す図では、縦軸は半画角（ω）、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線に対するサジタル像面（ｄＳ）、点線がｄ線に対するメリジオナル像面（ｄＭ）を示す。歪曲収差を表す図では、縦軸は半画角（ω）、横軸に％をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
（１）ズームレンズの光学構成
図５は、本件発明に係る実施例２のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
図５は、本件発明に係る実施例２のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
以下、各レンズ群の構成を説明する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凸レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸形状の正メニスカスレンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び物体側に凸形状の正メニスカスレンズを接合した接合レンズとから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳと、両凸レンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズと物体側に凹形状の負メニスカスレンズとから構成される。
実施例２のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第１レンズ群Ｇ１が像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とが同一の軌跡で物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動する。また、無限遠から近接物体に合焦する際に、第４レンズ群Ｇ４が像側に移動する。
（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表６に当該ズームレンズの面データを示す。表７は、各非球面の非球面係数である。表８は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表８に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表６に当該ズームレンズの面データを示す。表７は、各非球面の非球面係数である。表８は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表８に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
表９に、撮影距離（撮像距離）が２８０．０ｍｍのときの近接物体合焦時（有限距離合焦時）における広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの光軸上の可変間隔を示す。表１０に、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示す。また、表２６に、条件式（１）〜条件式（６）の値と、条件式（１）〜条件式（６）の計算に用いた各値を示す。
さらに、図６〜図８に、当該実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
［表６］
面番号 r d nd vd
1 93.140 1.800 1.72916 54.09
2 21.226 4.511
3* 51.960 2.500 1.69350 53.19
4* 21.333 10.232
5 -74.933 1.200 1.49700 81.61
6 60.640 0.200
7 36.298 5.351 1.63980 34.47
8 -568.284 (D1)
9 44.099 2.450 1.62004 36.26
10 94.831 0.200
11 31.988 1.000 1.90525 35.04
12 19.107 5.964 1.51742 52.43
13 135.264 (D2)
14S ∞ 1.000
15* 21.713 6.118 1.61875 63.73
16* -112.880 0.200
17 63.220 1.000 1.83481 42.74
18 15.006 9.382 1.43700 95.10
19 -31.682 (D3)
20 -148.201 0.800 1.48749 70.24
21 23.890 (D4)
22 27.433 7.896 1.49700 81.61
23 -23.231 0.200
24 -44.279 1.000 1.51633 64.14
25 32.589 4.898
26* -209.427 1.800 1.80604 40.74
27* ∞ (D5)
28 ∞ 2.500 1.51680 64.17
29 ∞ 1.000
面番号 r d nd vd
1 93.140 1.800 1.72916 54.09
2 21.226 4.511
3* 51.960 2.500 1.69350 53.19
4* 21.333 10.232
5 -74.933 1.200 1.49700 81.61
6 60.640 0.200
7 36.298 5.351 1.63980 34.47
8 -568.284 (D1)
9 44.099 2.450 1.62004 36.26
10 94.831 0.200
11 31.988 1.000 1.90525 35.04
12 19.107 5.964 1.51742 52.43
13 135.264 (D2)
14S ∞ 1.000
15* 21.713 6.118 1.61875 63.73
16* -112.880 0.200
17 63.220 1.000 1.83481 42.74
18 15.006 9.382 1.43700 95.10
19 -31.682 (D3)
20 -148.201 0.800 1.48749 70.24
21 23.890 (D4)
22 27.433 7.896 1.49700 81.61
23 -23.231 0.200
24 -44.279 1.000 1.51633 64.14
25 32.589 4.898
26* -209.427 1.800 1.80604 40.74
27* ∞ (D5)
28 ∞ 2.500 1.51680 64.17
29 ∞ 1.000
［表７］
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -1.1370 4.48965E-05 -1.44818E-07 4.30024E-10 -6.07926E-13 2.27321E-16
4 0.3201 3.62198E-05 -1.40519E-07 4.07174E-11 1.32161E-12 -4.88514E-15
15 0.0000 -7.22219E-06 6.91089E-10 -5.40334E-11 9.44001E-13 -4.80746E-15
16 0.0000 1.37264E-05 -5.60616E-09 -2.57615E-11 5.07729E-13 -3.54696E-15
26 0.0000 -1.25954E-04 1.90283E-08 -1.39817E-10 6.95165E-12 -2.46050E-14
27 0.0000 -1.00330E-04 1.47696E-07 6.19499E-11 4.61917E-12 -1.43308E-14
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -1.1370 4.48965E-05 -1.44818E-07 4.30024E-10 -6.07926E-13 2.27321E-16
4 0.3201 3.62198E-05 -1.40519E-07 4.07174E-11 1.32161E-12 -4.88514E-15
15 0.0000 -7.22219E-06 6.91089E-10 -5.40334E-11 9.44001E-13 -4.80746E-15
16 0.0000 1.37264E-05 -5.60616E-09 -2.57615E-11 5.07729E-13 -3.54696E-15
26 0.0000 -1.25954E-04 1.90283E-08 -1.39817E-10 6.95165E-12 -2.46050E-14
27 0.0000 -1.00330E-04 1.47696E-07 6.19499E-11 4.61917E-12 -1.43308E-14
［表８］
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.515 24.408 33.955
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 105.020 83.104 63.722
D1 19.637 10.062 2.836
D2 17.168 7.930 1.567
D3 2.809 1.990 2.975
D4 4.684 5.503 4.518
D5 12.500 21.405 30.434
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.515 24.408 33.955
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 105.020 83.104 63.722
D1 19.637 10.062 2.836
D2 17.168 7.930 1.567
D3 2.809 1.990 2.975
D4 4.684 5.503 4.518
D5 12.500 21.405 30.434
［表９］
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D3 3.958 3.598 5.486
D4 3.536 3.895 2.007
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D3 3.958 3.598 5.486
D4 3.536 3.895 2.007
［表１０］
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -24.518
G2 9-13 80.465
G3 14-19 31.126
G4 20-21 -42.139
G5 22-27 100.585
CG 28-29 ∞
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -24.518
G2 9-13 80.465
G3 14-19 31.126
G4 20-21 -42.139
G5 22-27 100.585
CG 28-29 ∞
（１）ズームレンズの光学構成
図９は、本件発明に係る実施例３のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２において最も像側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
図９は、本件発明に係る実施例３のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２において最も像側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
以下、各レンズ群の構成を説明する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凸レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び物体側に凸形状の正メニスカスレンズを接合した接合レンズと、開口絞りＳとから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズとから構成される。
実施例３のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第１レンズ群Ｇ１が像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とが同一の軌跡で物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動する。また、無限遠から近接物体に合焦する際に、第４レンズ群Ｇ４が像側に移動する。
（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１１に当該ズームレンズの面データを示す。表１２は、各非球面の非球面係数である。表１３は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表１３に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１１に当該ズームレンズの面データを示す。表１２は、各非球面の非球面係数である。表１３は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表１３に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
表１４に、撮影距離（撮像距離）が２８０．０ｍｍのときの近接物体合焦時（有限距離合焦時）における広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの光軸上の可変間隔を示す。表１５に、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示す。また、表２６に、条件式（１）〜条件式（６）の値と、条件式（１）〜条件式（６）の計算に用いた各値を示す。
さらに、図１０〜図１２に、当該実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
［表１１］
面データ
面番号 r d nd vd
1 68.881 1.800 1.72916 54.09
2 18.656 4.280
3* 47.831 2.500 1.69350 53.19
4* 20.068 12.165
5 -45.944 1.200 1.49700 81.61
6 44.215 0.200
7 33.452 5.233 1.60342 38.03
8 -86.321 (D1)
9 25.013 1.000 1.90525 35.04
10 16.314 5.897 1.51742 52.43
11 2220.950 3.390
12S ∞ (D2)
13* 23.283 0.299 1.51460 49.96
14 26.502 4.725 1.61800 63.39
15 -139.154 0.200
16 46.633 1.000 1.83481 42.74
17 15.289 7.185 1.43700 95.10
18 -43.777 (D3)
19 -61.398 0.800 1.48749 70.24
20 26.165 (D4)
21 25.333 7.948 1.49700 81.61
22 -22.994 3.029
23* -115.326 1.800 1.80604 40.74
24* 36.583 (D5)
25 ∞ 2.500 1.51680 64.17
26 ∞ 1.000
面データ
面番号 r d nd vd
1 68.881 1.800 1.72916 54.09
2 18.656 4.280
3* 47.831 2.500 1.69350 53.19
4* 20.068 12.165
5 -45.944 1.200 1.49700 81.61
6 44.215 0.200
7 33.452 5.233 1.60342 38.03
8 -86.321 (D1)
9 25.013 1.000 1.90525 35.04
10 16.314 5.897 1.51742 52.43
11 2220.950 3.390
12S ∞ (D2)
13* 23.283 0.299 1.51460 49.96
14 26.502 4.725 1.61800 63.39
15 -139.154 0.200
16 46.633 1.000 1.83481 42.74
17 15.289 7.185 1.43700 95.10
18 -43.777 (D3)
19 -61.398 0.800 1.48749 70.24
20 26.165 (D4)
21 25.333 7.948 1.49700 81.61
22 -22.994 3.029
23* -115.326 1.800 1.80604 40.74
24* 36.583 (D5)
25 ∞ 2.500 1.51680 64.17
26 ∞ 1.000
［表１２］
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -0.2625 6.61122E-05 -3.10824E-07 1.40182E-09 -3.23112E-12 2.64667E-15
4 0.6163 5.60801E-05 -3.38331E-07 7.52862E-10 2.41690E-12 -2.11262E-14
13 0.0000 -1.41507E-05 -1.13717E-08 -7.49395E-12 -5.25011E-14 6.74832E-16
23 0.0000 -1.10423E-04 6.49873E-07 -3.58914E-09 8.50912E-12 -2.25147E-14
24 0.0000 -7.37204E-05 7.72062E-07 -4.17146E-09 1.24066E-11 -2.09504E-14
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -0.2625 6.61122E-05 -3.10824E-07 1.40182E-09 -3.23112E-12 2.64667E-15
4 0.6163 5.60801E-05 -3.38331E-07 7.52862E-10 2.41690E-12 -2.11262E-14
13 0.0000 -1.41507E-05 -1.13717E-08 -7.49395E-12 -5.25011E-14 6.74832E-16
23 0.0000 -1.10423E-04 6.49873E-07 -3.58914E-09 8.50912E-12 -2.25147E-14
24 0.0000 -7.37204E-05 7.72062E-07 -4.17146E-09 1.24066E-11 -2.09504E-14
［表１３］
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.511 21.801 27.163
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 104.963 90.082 76.129
D1 14.268 7.625 2.021
D2 6.709 3.302 1.000
D3 2.220 2.000 2.640
D4 4.792 5.012 4.372
D5 18.861 24.230 29.502
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.511 21.801 27.163
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 104.963 90.082 76.129
D1 14.268 7.625 2.021
D2 6.709 3.302 1.000
D3 2.220 2.000 2.640
D4 4.792 5.012 4.372
D5 18.861 24.230 29.502
［表１４］
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D3 3.258 3.396 4.588
D4 3.754 3.616 2.423
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D3 3.258 3.396 4.588
D4 3.754 3.616 2.423
［表１５］
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -23.142
G2 9-12 79.028
G3 13-18 32.240
G4 19-20 -37.523
G5 21-24 58.322
CG 25-26 ∞
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -23.142
G2 9-12 79.028
G3 13-18 32.240
G4 19-20 -37.523
G5 21-24 58.322
CG 25-26 ∞
（１）ズームレンズの光学構成
図１３は、本件発明に係る実施例４のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２内に配置されている。本実施例では、第２レンズ群Ｇ２が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
図１３は、本件発明に係る実施例４のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２内に配置されている。本実施例では、第２レンズ群Ｇ２が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
以下、各レンズ群の構成を説明する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、両凹レンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、開口絞りＳと、両凸レンズと、物体側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズ及び物体側に凹形状の負メニスカスレンズを接合した接合レンズと、両凹レンズとから構成される。
実施例４のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第１レンズ群Ｇ１が像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とが同一の軌跡で物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動する。また、無限遠から近接物体に合焦する際に、第３レンズ群Ｇ３が像側に移動する。
（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１６に当該ズームレンズの面データを示す。表１７は、各非球面の非球面係数である。表１８は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表１８に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１６に当該ズームレンズの面データを示す。表１７は、各非球面の非球面係数である。表１８は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表１８に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
表１９に、撮影距離（撮像距離）が２８０．０ｍｍのときの近接物体合焦時（有限距離合焦時）における広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの光軸上の可変間隔を示す。表２０に、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示す。また、表２６に、条件式（１）〜条件式（６）の値と、条件式（１）〜条件式（６）の計算に用いた各値を示す。
さらに、図１４〜図１６に、当該実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
［表１６］
面データ
面番号 r d nd vd
1 46.388 1.350 1.95375 32.32
2 20.000 3.869
3* 42.449 1.700 1.69350 53.19
4* 18.079 15.488
5 -30.445 0.800 1.59319 67.90
6 38.760 5.410 1.87070 40.73
7 -50.478 (D1)
8* 36.319 0.150 1.51460 49.96
9 42.306 0.900 1.80610 33.27
10 25.854 4.533 1.57501 41.50
11 -98.531 1.000
12S ∞ 5.475
13 34.064 3.930 1.61800 63.39
14 -118.864 0.100
15 104.240 0.700 1.87070 40.73
16 17.006 7.120 1.49700 81.61
17 -28.456 (D2)
18 -108.828 0.700 1.72916 54.09
19 47.059 (D3)
20 27.423 8.223 1.59319 67.90
21 -13.423 0.900 1.80400 46.53
22 -19.273 0.100
23* ∞ 1.878 1.85108 40.12
24* 19.138 (D4)
25 ∞ 2.500 1.51633 64.14
26 ∞ 1.000
面データ
面番号 r d nd vd
1 46.388 1.350 1.95375 32.32
2 20.000 3.869
3* 42.449 1.700 1.69350 53.19
4* 18.079 15.488
5 -30.445 0.800 1.59319 67.90
6 38.760 5.410 1.87070 40.73
7 -50.478 (D1)
8* 36.319 0.150 1.51460 49.96
9 42.306 0.900 1.80610 33.27
10 25.854 4.533 1.57501 41.50
11 -98.531 1.000
12S ∞ 5.475
13 34.064 3.930 1.61800 63.39
14 -118.864 0.100
15 104.240 0.700 1.87070 40.73
16 17.006 7.120 1.49700 81.61
17 -28.456 (D2)
18 -108.828 0.700 1.72916 54.09
19 47.059 (D3)
20 27.423 8.223 1.59319 67.90
21 -13.423 0.900 1.80400 46.53
22 -19.273 0.100
23* ∞ 1.878 1.85108 40.12
24* 19.138 (D4)
25 ∞ 2.500 1.51633 64.14
26 ∞ 1.000
［表１７］
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 0.1532 4.95803E-05 -2.62829E-07 1.08144E-09 -2.38164E-12 1.94055E-15
4 0.1699 3.95986E-05 -2.68048E-07 4.25372E-10 1.79383E-12 -1.20306E-14
8 1.0000 -1.74604E-05 -2.01950E-08 1.59165E-11 -4.63944E-14 0.00000E+00
23 0.0000 -2.29594E-04 2.46435E-06 -2.29265E-08 1.27311E-10 -3.16258E-13
24 0.0000 -2.11389E-04 2.70152E-06 -2.51585E-08 1.38235E-10 -3.38539E-13
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 0.1532 4.95803E-05 -2.62829E-07 1.08144E-09 -2.38164E-12 1.94055E-15
4 0.1699 3.95986E-05 -2.68048E-07 4.25372E-10 1.79383E-12 -1.20306E-14
8 1.0000 -1.74604E-05 -2.01950E-08 1.59165E-11 -4.63944E-14 0.00000E+00
23 0.0000 -2.29594E-04 2.46435E-06 -2.29265E-08 1.27311E-10 -3.16258E-13
24 0.0000 -2.11389E-04 2.70152E-06 -2.51585E-08 1.38235E-10 -3.38539E-13
［表１８］
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.501 22.416 27.506
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 104.715 87.717 74.984
D1 19.714 8.547 1.200
D2 2.197 2.841 3.454
D3 4.586 3.942 3.329
D4 21.676 26.366 31.175
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.501 22.416 27.506
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 104.715 87.717 74.984
D1 19.714 8.547 1.200
D2 2.197 2.841 3.454
D3 4.586 3.942 3.329
D4 21.676 26.366 31.175
［表１９］
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D2 3.087 4.064 5.052
D3 3.696 2.719 1.732
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.0 280.0 280.0
D2 3.087 4.064 5.052
D3 3.696 2.719 1.732
［表２０］
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-7 -27.226
G2 8-17 26.563
G3 18-19 -44.971
G4 20-24 134.150
CG 25-26 ∞
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-7 -27.226
G2 8-17 26.563
G3 18-19 -44.971
G4 20-24 134.150
CG 25-26 ∞
（１）ズームレンズの光学構成
図１７は、本件発明に係る実施例５のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
図１７は、本件発明に係る実施例５のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負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、正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、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されている。本実施例では、第３レンズ群Ｇ３が本件発明にいうレンズ群Ｐａであり、第４レンズ群Ｇ４が本件発明にいうレンズ群Ｎであり、第５レンズ群Ｇ５が本件発明にいうレンズ群Ｐｂである。
以下、各レンズ群の構成を説明する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズと、両凹レンズと、両凸レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳと、両凸レンズと、像側に凹形状の負メニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、像側に凹形状の負メニスカスレンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズとから構成される。
第６レンズ群Ｇ６は、像側に凹形状の負メニスカスレンズから構成される。
実施例５のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第１レンズ群Ｇ１が像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とが同一の軌跡で物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動し、第６レンズ群Ｇ６は固定されている。また、無限遠から近接物体に合焦する際に、第４レンズ群Ｇ４が像側に移動する。
（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表２１に当該ズームレンズの面データを示す。表２２は、各非球面の非球面係数である。表２３は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表２３に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表２１に当該ズームレンズの面データを示す。表２２は、各非球面の非球面係数である。表２３は、無限遠合焦時における当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における焦点距離、Ｆｎｏ、画角、光軸上の可変間隔を示す。表２３に示すとおり、当該ズームレンズは、広角端における画角が約１０５°であり、Ｆｎｏが２．９０の明るい大口径レンズである。
表２４に、撮影距離（撮像距離）が２８０．０ｍｍのときの近接物体合焦時（有限距離合焦時）における広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの光軸上の可変間隔を示す。表２５に、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示す。また、表２６に、条件式（１）〜条件式（６）の値と、条件式（１）〜条件式（６）の計算に用いた各値を示す。
さらに、図１８〜図２０に、当該実施例５のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
［表２１］
面データ
面番号 r d nd vd
1 53.748 1.600 1.80400 46.53
2 18.140 4.135
3* 47.221 2.500 1.69350 53.19
4* 19.061 11.903
5 -39.991 1.000 1.49700 81.61
6 82.331 0.200
7 39.131 4.432 1.64769 33.79
8 -93.122 (D1)
9 28.726 1.000 1.83481 42.74
10 16.822 5.801 1.51633 64.14
11 -213.120 (D2)
12S ∞ 1.544
13* 26.594 4.922 1.59201 67.02
14 -116.740 2.890
15 43.588 1.000 1.83481 42.74
16 15.145 6.931 1.43700 95.10
17 -38.123 (D3)
18 252.707 0.800 1.48749 70.24
19 22.763 (D4)
20 29.495 7.648 1.49700 81.61
21 -19.479 0.200
22* -32.403 1.600 1.80139 45.45
23* 116.089 (D5)
24 204.014 1.200 1.48749 70.44
25 63.294 16.588
26 ∞ 2.500 1.51680 64.17
27 ∞ 1.000
面データ
面番号 r d nd vd
1 53.748 1.600 1.80400 46.53
2 18.140 4.135
3* 47.221 2.500 1.69350 53.19
4* 19.061 11.903
5 -39.991 1.000 1.49700 81.61
6 82.331 0.200
7 39.131 4.432 1.64769 33.79
8 -93.122 (D1)
9 28.726 1.000 1.83481 42.74
10 16.822 5.801 1.51633 64.14
11 -213.120 (D2)
12S ∞ 1.544
13* 26.594 4.922 1.59201 67.02
14 -116.740 2.890
15 43.588 1.000 1.83481 42.74
16 15.145 6.931 1.43700 95.10
17 -38.123 (D3)
18 252.707 0.800 1.48749 70.24
19 22.763 (D4)
20 29.495 7.648 1.49700 81.61
21 -19.479 0.200
22* -32.403 1.600 1.80139 45.45
23* 116.089 (D5)
24 204.014 1.200 1.48749 70.44
25 63.294 16.588
26 ∞ 2.500 1.51680 64.17
27 ∞ 1.000
［表２２］
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 1.7035 7.76467E-05 -3.46756E-07 1.31752E-09 -2.53243E-12 1.06503E-15
4 0.5112 7.32281E-05 -3.21519E-07 -2.99448E-11 7.03942E-12 -3.60850E-14
13 0.0000 -9.19433E-06 -1.09305E-08 1.85619E-10 -1.13341E-12 3.09984E-15
22 0.0000 -8.26319E-07 -6.95253E-08 -2.57085E-09 2.84216E-11 -1.06783E-13
23 0.0000 3.11647E-05 -6.19614E-08 -1.39613E-09 1.63344E-11 -5.65753E-14
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 1.7035 7.76467E-05 -3.46756E-07 1.31752E-09 -2.53243E-12 1.06503E-15
4 0.5112 7.32281E-05 -3.21519E-07 -2.99448E-11 7.03942E-12 -3.60850E-14
13 0.0000 -9.19433E-06 -1.09305E-08 1.85619E-10 -1.13341E-12 3.09984E-15
22 0.0000 -8.26319E-07 -6.95253E-08 -2.57085E-09 2.84216E-11 -1.06783E-13
23 0.0000 3.11647E-05 -6.19614E-08 -1.39613E-09 1.63344E-11 -5.65753E-14
［表２３］
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.509 21.797 27.163
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 104.938 89.246 75.719
D1 18.978 10.161 4.090
D2 5.051 3.603 1.200
D3 1.930 2.589 2.183
D4 5.614 4.956 5.361
D5 2.032 6.221 12.295
(無限遠合焦時)
広角端 中間 望遠端
焦点距離 17.509 21.797 27.163
Fno 2.90 2.90 2.90
画角 104.938 89.246 75.719
D1 18.978 10.161 4.090
D2 5.051 3.603 1.200
D3 1.930 2.589 2.183
D4 5.614 4.956 5.361
D5 2.032 6.221 12.295
［表２４］
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.000 280.000 280.000
D3 3.133 4.225 4.341
D4 4.412 3.320 3.204
(有限距離合焦時)
広角端 中間 望遠端
撮影距離 280.000 280.000 280.000
D3 3.133 4.225 4.341
D4 4.412 3.320 3.204
［表２５］
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -23.679
G2 9-11 78.642
G3 12-17 33.498
G4 18-19 -51.374
G5 20-23 86.050
G6 24-25 -188.761
CG 30-31 ∞
群 面番号範囲 焦点距離
G1 1-8 -23.679
G2 9-11 78.642
G3 12-17 33.498
G4 18-19 -51.374
G5 20-23 86.050
G6 24-25 -188.761
CG 30-31 ∞
［表２６］
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
条件式(1) 1.002 0.722 0.402 0.396 1.198
条件式(2) -3.416 -2.406 -2.143 -2.570 -2.934
条件式(3) -1.697 -1.570 -1.591 -1.781 -1.399
条件式(4) 70.235 70.235 70.235 54.094 70.235
条件式(5) 1.279 1.428 1.006 0.889 1.125
条件式(6) 0.993 0.729 0.514 0.892 0.818
fn -52.795 -42.139 -37.523 -44.971 -51.374
fw 15.454 17.515 17.511 17.501 17.509
βnw 1.806 2.162 3.511 2.275 1.926
βrw 0.866 0.654 0.375 0.653 0.719
BFw 16.914 15.148 21.509 24.325 19.236
Ymax 21.633 21.633 21.633 21.633 21.633
βpbw 0.866 0.654 0.375 0.653 0.653
βpbt 0.860 0.476 0.193 0.583 0.534
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
条件式(1) 1.002 0.722 0.402 0.396 1.198
条件式(2) -3.416 -2.406 -2.143 -2.570 -2.934
条件式(3) -1.697 -1.570 -1.591 -1.781 -1.399
条件式(4) 70.235 70.235 70.235 54.094 70.235
条件式(5) 1.279 1.428 1.006 0.889 1.125
条件式(6) 0.993 0.729 0.514 0.892 0.818
fn -52.795 -42.139 -37.523 -44.971 -51.374
fw 15.454 17.515 17.511 17.501 17.509
βnw 1.806 2.162 3.511 2.275 1.926
βrw 0.866 0.654 0.375 0.653 0.719
BFw 16.914 15.148 21.509 24.325 19.236
Ymax 21.633 21.633 21.633 21.633 21.633
βpbw 0.866 0.654 0.375 0.653 0.653
βpbt 0.860 0.476 0.193 0.583 0.534
本件発明によれば、大口径、且つ、小型で光学性能の高い広角系のズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
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
Ｓ ・・・開口絞り
ＣＧ ・・・カバーガラス
ＩＰ ・・・結像面
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
Ｓ ・・・開口絞り
ＣＧ ・・・カバーガラス
ＩＰ ・・・結像面
Claims (9)
- 最も物体側に、負の屈折力を有する第１レンズ群を備え、
前記第１レンズ群より像側に、正の屈折力を有するレンズ群Ｐａと、負の屈折力を有するレンズ群Ｎと、正の屈折力を有するレンズ群Ｐｂとを備え、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、
前記レンズ群Ｐａと前記レンズ群Ｎと前記レンズ群Ｐｂとは、物体側から順に当該順序で隣接配置されており、変倍時に前記レンズ群Ｐａと前記レンズ群Ｐｂとは同一の軌跡で移動し、
以下の条件を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０．２ ＜ （Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ） ＜ １．３ ・・・（１）
−４．０ ＜ ｆｎ／ｆｗ ＜ −１．５ ・・・（２）
但し、
Ｒｎｆ：前記レンズ群Ｎにおいて最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒｎｒ：前記レンズ群Ｎにおいて最も像側のレンズ面の曲率半径
ｆｎ ：前記レンズ群Ｎの焦点距離
ｆｗ ：広角端における当該ズームレンズの焦点距離 - 前記レンズ群Ｎを光軸に沿って像側に移動させることで、無限遠から近接物体へ合焦する請求項１に記載のズームレンズ。
- 以下の条件を満たす請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
−２．０ ＜ （１−βｎｗ２）×βｒｗ２ ＜ −１．２ ・・・（３）
但し、
βｎｗ：広角端における前記レンズ群Ｎの横倍率
βｒｗ：広角端における、前記レンズ群Ｎより像側に位置する全てのレンズ群の合成横倍率 - 前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面と前記レンズ群Ｐａの最も物体側のレンズ面との間に絞りが配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記レンズ群Ｎは、１枚の単レンズ、或いは、複数の単レンズを空気間隔を介することなく一体化した接合レンズからなる単レンズユニット１つからなり、
以下の条件式を満たす請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
ｖｄｎ ＞ ５０ ・・・（４）
但し、
ｖｄｎ：前記単レンズユニットが単レンズからなるときは、その単レンズのｄ線に対するアッベ数であり、前記単レンズユニットが接合レンズからなるときは、接合レンズを構成する複数の単レンズのうち、最も大きな負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数をいう。 - 前記第１レンズ群は像側に凹形状のメニスカスレンズを少なくとも２枚含み、そのうち少なくともいずれか一枚のメニスカスレンズは非球面を少なくとも１面含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 以下の条件を満たす請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．７ ＜ Ｙｍａｘ／ＢＦｗ ＜ １．６ ・・・（５）
但し、
Ｙｍａｘ：当該ズームレンズの最大像高
ＢＦｗ ：広角端における当該ズームレンズの最像側面から結像面までの空気換算長 - 前記レンズ群Ｐｂは非球面を少なくとも１面含み、
以下の条件式を満たす請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．５ ＜ βｐｂｔ／βｐｂｗ ＜ １．５ ・・・（６）
但し、
βｐｂｗ：広角端における前記レンズ群Ｐｂの横倍率
βｐｂｔ：望遠端における前記レンズ群Ｐｂの横倍率 - 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像側に、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換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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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018241173A JP7183032B2 (ja) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | ズームレンズ及び撮像装置 |
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| JP2018241173A JP7183032B2 (ja) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | ズームレンズ及び撮像装置 |
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| JP7183032B2 JP7183032B2 (ja) | 2022-12-05 |
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