JP2023072954A

JP2023072954A - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP2023072954A
Application number: JP2021185712A
Authority: JP
Inventors: 悠井元; yu Imoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2023-05-25
Also published as: WO2023084801A1; US20240255741A1

Abstract

【課題】ズームレンズにおいて小型軽量、高仕様で高い光学性能を確保する。【解決手段】ズームレンズは、ズームのためには不動の正の第１レンズ群Ｌ１、ズームにおいて移動する負の第２レンズ群Ｌ２、ズームにおいて移動する少なくとも２つのレンズ群Ｌ３、Ｌ４、ズームのためには不動の正の最終レンズ群Ｌ５および第２レンズ群と最終レンズ群との間に配置されて変倍時に移動する開口絞りＳＰとを有する。フォーカスにおいて、第１レンズ群のうち最も物体側の不動のサブレンズ群より像側のサブレンズ群が移動する。第２レンズ群は、最も物体側の第１負レンズと、第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズと、少なくとも１つの正レンズとを有する。第１負レンズのｄ線基準のアッベ数νｄ２１と第２レンズ群の第１負レンズ以外の負レンズの平均アッベ数をνｄ２Ｎａｖｅは、６０≦νｄ２１≦１０５、３０≦νｄ２Ｎａｖｅ≦６５なる条件を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に好適なズームレンズに関する。

テレビカメラ、シネマカメラ、デジタルスチルカメラおよびビデオカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズは、小型軽量であり、かつ広画角、高ズーム比高い光学性能を有することが求められる。また、撮像装置に搭載される撮像素子の高画素化に伴って、ズームレンズには像の中心部から周辺部まで解像力が高く、色収差が少ないことが求められる。

特許文献１、２には、物体側から像側へ順に、ズームのためには不動で正の第１レンズ群、ズーム用の負の第２レンズ群、像面補償用の負の第３レンズ群、開口絞りおよびズームのためには不動で正の最終レンズ群を有するズームレンズが開示されている。これらのズームレンズでは、第１レンズ群は、負の第１ａサブレンズ群、正の第１ｂサブレンズ群および正の第１ｃサブレンズ群により構成され、フォーカスのために第１ｂサブレンズ群が移動する。

特開２００９－０４２３４６号公報特開２０１２－０５８６６０号公報

小型軽量で高い光学性能を有するズームレンズを実現するためには、これを構成する複数のレンズ群に対して適切な屈折力配置と硝材選択を行うことが重要である。しかしながら、小型軽量化しつつ大口径化や高ズーム比化等の高仕様化をすると、軸上色収差や倍率色収差を含む諸収差点で高い光学性能を得難い。

本発明は、例えば、小型軽量、高仕様、全ズーム範囲にわたる高い光学性能を得るのに有利なズームレンズを提供することを目的とする。

本発明の一側面としてのズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、ズームのためには不動の正の屈折力の第１レンズ群と、ズームにおいて移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズームにおいて移動する少なくとも２つのレンズ群と、最も像側に配置され、ズームのためには不動の正の屈折力の最終レンズ群と、第２レンズ群の最も像側の面と最終レンズ群の最も物体側の面との間に配置され、ズームにおいて移動する開口絞りとを有する。第１レンズ群は、該第１レンズ群のうち最も物体側に配置されてフォーカスのためには不動のサブレンズ群と、該サブレンズ群より像側に配置されてフォーカスのために移動するサブレンズ群とを有する。第２レンズ群は、最も物体側の第１負レンズと、該第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズと、少なくとも１つの正レンズとを有する。第１負レンズの光学材料のｄ線を基準とするアッベ数をνｄ２１、第２レンズ群における第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズの光学材料の平均アッベ数をνｄ２Ｎａｖｅとするとき、
６０≦νｄ２１≦１０５
３０≦νｄ２Ｎａｖｅ≦６５
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記ズームレンズを有する撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、例えば、小型軽量、高仕様、全ズーム範囲にわたる高い光学性能を得るのに有利なズームレンズを提供することができる。

実施例１（数値例１）のズームレンズの断面図。数値例１のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端および中間ズーム位置での収差図。数値例１のズームレンズの無限遠合焦状態における望遠端での収差図。実施例２（数値例２）のズームレンズの断面図。数値例２のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端および中間ズーム位置での収差図。数値例２のズームレンズの無限遠合焦状態における望遠端での収差図。実施例３（数値例３）のズームレンズの断面図。数値例３のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端および中間ズーム位置での収差図。数値例３のズームレンズの無限遠合焦状態における望遠端での収差図。実施例４（数値例４）のズームレンズの断面図。数値例４のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端および中間ズーム位置での収差図。数値例４のズームレンズの無限遠合焦状態における望遠端での収差図。実施例５（数値例５）のズームレンズの断面図。数値例５のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端および中間ズーム位置での収差図。数値例５のズームレンズの無限遠合焦状態における望遠端での収差図。実施例１～５のズームレンズを用いた撮像装置を示す図。光学材料のアッベ数νと部分分散比θの分布を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１、図４、図７、図１０および図１３はそれぞれ、実施例１、２、３、４および５のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における広角端でのレンズ群の配置を示している。各実施例のズームレンズは、テレビ放送用カメラ、映画撮影（シネマ）用カメラ、汎用ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置とともに用いられる。ここでは、具体的な実施例１～５について説明する前に、まず各実施例に共通する事項について説明する。

ズームレンズにおいて、レンズ群は、広角端と望遠端との間での変倍（ズーム）に際して一体で移動する１または複数のレンズのまとまりである。すなわち、ズームに際して隣り合うレンズ群間の間隔が変化する。レンズ群は、開口絞りを含んでもよい。また、広角端と望遠端はそれぞれ、ズームに際して移動するレンズ群が光軸上を機構上または制御上、移動可能な範囲の両端に位置したときの最大画角（最短焦点距離）と最小画角（最大焦点距離）の状態を示す。

上記各図において、左側が物体側（前側）で、右側が像側（後側）である。各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、ズームのためには不動（固定）の正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、ズームにおいて移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、ズームにおいて移動する２つ以上の他のレンズ群（Ｌ３、Ｌ４）と、最も像側の正の屈折力の最終レンズ群（Ｌ５）とを有する。なお、各実施例では５つのレンズ群により構成されるズームレンズを示すが、６つ以上のレンズ群によりズームレンズを構成してもよい。以下の説明において、「正の屈折力のレンズ群」および「負の屈折力のレンズ群」をそれぞれ、単に「正のレンズ群」および「負のレンズ群」と記す。

像面Ｉには、撮像装置に設けられた固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面または銀塩フィルムのフィルム面（感光面）が配置される。

また各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の面と最終レンズ群の最も物体側面との間に、ズームにおいて移動する開口絞りＳＰを備えている。

また各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、第１レンズ群Ｌ１のうち最も物体側の第１サブレンズ群Ｌ１ａと、これよりも像側の第２サブレンズ群Ｌ１ｂを有する。焦点調節（フォーカス）のためには、第１サブレンズ群Ｌ１ａは不動であり、第２サブレンズ群Ｌ１ｂが移動する。サブレンズ群は、無限遠合焦状態と至近端合焦状態との間でのフォーカスに際して一体で移動する１または複数のレンズのまとまりである。すなわち、フォーカスに際して隣り合うサブレンズ群間の間隔が変化する。

なお、各実施例の第１レンズ群Ｌ１は、第２サブレンズ群Ｌ１ｂより像側に配置された第３サブレンズ群Ｌ１ｃを含み、該第３サブレンズ群Ｌ１ｃはフォーカスのためには不動である。ただし、第３サブレンズ群Ｌ１ｃをフォーカスのために移動させてもよい。

さらに各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は、最も物体側に配置された負レンズ（以下、第１負レンズという）と、第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズと、少なくとも１つの正レンズを有する。

各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の第１負のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準とするアッベ数をνｄ２１、第２レンズ群Ｌ２における第１負レンズ以外の負レンズのｄ線を基準とする平均アッベ数をνｄ２Ｎａｖｅとするとき、以下の式（１）、（２）で示す条件を満足する。
６０≦νｄ２１≦１０５（１）
３０≦νｄ２Ｎａｖｅ≦６５（２）
なお、ｄ線を基準とするアッベ数νｄは、ｄ線、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）における屈折率をそれぞれＮｄ、ＮＦおよびＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。

従来のズームレンズには、物体側から像側へ順に配置された、ズームのためには不動の正の第１レンズ群、ズームにおいて移動する負の第２レンズ群、ズームにおいて像面補償のために移動する負の第３レンズ群、および正の第４レンズ群により構成されるものがある。このズームレンズは、一般に小型軽量で高ズーム比に有利である。

各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、ズームのためには不動の正の第１レンズ群Ｌ１、ズームにおいて移動する負の第２レンズ群Ｌ２、それぞれズームにおいて移動する負の第３レンズ群Ｌ３と正の第４レンズ群Ｌ４、および正の第５レンズ群Ｌ５により構成されている。このズームレンズは、従来のズームレンズに比べてズームにおいて移動するレンズ群を増やすことで、さらなる小型軽量化、高ズーム比化および高性能化を可能としている。

また各実施例において、前述した開口絞りＳＰを配置することで、第１レンズ群Ｌ１の径の増加を抑制して小型軽量化と高ズーム比化を可能としている。第１レンズ群Ｌ１の径の増加を抑制するには、広角端において開口絞りＳＰを物体側に配置することで、入射瞳位置をより物体側に位置させることが重要である。一方、高ズーム比化のためには第２レンズ群Ｌ２等のズーム移動群の移動量を十分確保する必要があり、このために開口絞りＳＰを望遠端においてより像側に移動させる必要がある。

フォーカスにおいて第１レンズ群Ｌ１のうち第２サブレンズ群Ｌ１ｂを移動させることは、ズームレンズを小型軽量化しつつ高い光学性能を得るのに好適な構成である。

次に、式（１）、（２）の条件について説明する。第２レンズ群Ｌ２は、広角端から望遠端へのズームに際して主ズーム群として移動し、高ズーム比化への寄与が最も高いレンズ群である。このため、特に広角端における倍率色収差や望遠端における軸上色収差を抑制するために第２レンズ群Ｌ２を構成するレンズの光学材料（硝材）の選択が重要となる。

図１７は、光学ガラス材料のアッベ数νｄとｇ線とＦ線に対する部分分散比θｇＦの例を示している。部分分散比θｇＦは、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における屈折率をＮｇとするとき、
θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。

図１７から分かるように、部分分散比θｇＦはアッベ数νｄが６０以上になると図中に破線で示されている直線から外れ、異常分散性が高まる傾向がある。このため、広角端において第２レンズ群Ｌ２中で最も軸外主光線の光軸からの高さが最大となる最も物体側に、式（１）の条件を満足する光学ガラス材料の第１負レンズを配置することで、広角端での倍率色収差を効果的に抑制することができる。

式（１）は、第１負レンズの材料のアッベ数に関する条件を示している。第１負レンズのアッベ数が式（１）の下限を下回ると、広角端における倍率色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。第１負レンズのアッベ数が式（１）の上限を上回ると、望遠端における軸上色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。

また、第２レンズ群Ｌ２における第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズに式（２）の条件を満足する光学ガラス材料を用いることで、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差を共に抑制することができる。第２レンズ群Ｌ２により軸上色収差を抑制することで、第１レンズ群Ｌ１の軸上色収差の抑制分担を低減することができ、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズ数を減少させることができる。このことは、小型軽量化にも有利である。

式（２）は、第２レンズ群Ｌ２における第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズの材料のアッベ数の平均値に関する条件を示している。平均アッベ数が式（２）の下限を下回ると、広角端における倍率色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。平均アッベ数が式（２）の上限を上回ると、望遠端における軸上色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。

各実施例のズームレンズは、上記構成を有して式（１）、（２）の条件を満足することにより、小型軽量で高ズーム比でありながらも、全ズーム範囲にわたって高い光学性能を有する。

また、各実施例のズームレンズは、以下の式（３）～（５）で示す条件のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。

θｇＦ２１＋０．００１×νｄ２１－０．６０３＞０（３）
１．５≦ｆ２１／ｆ２≦５．０（４）
νｄ２Ｐｍｉｎ≦２８（５）
式（３）～（５）において、θｇＦ２１は第２レンズ群Ｌ２の第１負レンズの材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比、ｆ２１は第１負レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。νｄ２Ｐｍｉｎは、第２レンズ群Ｌ２に含まれる少なくとも１つの正レンズの材料のｄ線を基準とするアッベ数のうち最小のアッベ数である。

式（３）の条件は、第１負レンズの材料の部分分散比に関する条件を示している。式（１）のアッベ数に関する条件に加えて式（３）の部分分散比の条件を満足することにより、より小型軽量化、高ズーム比化および全ズーム範囲にわたる高性能を実現し易くなる。式（３）の値が下限を下回るように第１負レンズの部分分散比が小さくなると、広角端における倍率色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。

式（４）は、第１負レンズと第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の関係に関する条件を示している。ｆ２１／ｆ２が式（４）の下限を下回るように第１負レンズの焦点距離が短くなると、諸収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。また、ｆ２１／ｆ２が式（４）の下限を下回るように第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなると、ズームレンズの小型軽量化が困難となるため、好ましくない。ｆ２１／ｆ２が式（４）の上限を上回るように第１負レンズの焦点距離が長くなると、広角端における倍率色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。また、ｆ２１／ｆ２が式（４）の上限を上回るように第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなると、諸収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。

式（５）は、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの最小アッベ数に関する条件を示している。νｄ２Ｐｍｉｎが式（５）の上限を上回ると、望遠端における軸上色収差が増加して高い光学性能を得ることが困難となるため、好ましくない。

なお、式（１）～（５）の数値範囲を以下のように設定すると、より好ましい。
６０≦νｄ２１≦１００（１ａ）
３５≦νｄ２Ｎａｖｅ≦５７（２ａ）
θｇＦ２１＋０．００１×νｄ２１－０．６０４＞０（３ａ）
１．７≦ｆ２１／ｆ２≦４．２（４ａ）
νｄ２Ｐｍｉｎ≦２６（５ａ）
また、式（１）～（５）の数値範囲を以下のように設定すると、さらに好ましい。
６０≦νｄ２１≦９５（１ｂ）
４０≦νｄ２Ｎａｖｅ≦５０（２ｂ）
θｇＦ２１＋０．００１×νｄ２１－０．６０５＞０（３ｂ）
２．０≦ｆ２１／ｆ２≦３．５（４ｂ）
νｄ２Ｐｍｉｎ≦２４（５ｂ）
さらに各実施例のズームレンズは、上記条件を満足することに加えて、以下の構成を有することが好ましい。

第２レンズ群Ｌ２は、負レンズを少なくとも３つ有することが好ましい。また、第２レンズ群Ｌ２の第１負レンズは、単レンズであることが好ましい。また、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカスのためには不動の第サブレンズ群Ｌ１ａ、フォーカスのために移動する第２サブレンズ群Ｌ１ｂおよびフォーカスのためには不動の第３サブレンズ群Ｌ１ｃにより構成されることが好ましい。

また、ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、ズームのためには不動の正の第１レンズ群Ｌ１、ズームにおいて移動する負の第２レンズ群Ｌ２、ズームにおいて移動する負の第３レンズ群Ｌ３、ズームにおいて移動する少なくとも１つのレンズ群（Ｌ４）、および最も像側に配置されてズームにおいて不動の正の最終レンズ群（Ｌ５）を有することが好ましい。特に、ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、ズームのためには不動の正の第１レンズ群Ｌ１、ズームにおいて移動する負の第２レンズ群Ｌ２、ズームにおいて移動する負の第３レンズ群Ｌ３、ズームにおいて移動する正の第４レンズ群Ｌ４およびズームにおいて不動の正の最終レンズ群（Ｌ５）を有することが好ましい。さらに最終レンズ群は、物体側から５つ目の第５レンズ群Ｌ５であることが好ましい。

以下、実施例１～５のそれぞれについて説明する。実施例５の後には、実施例１～５のそれぞれに対応する数値例１～５を示している。

図１に示す実施例１（数値例１）のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の第１レンズ群Ｌ１、負の第２レンズ群Ｌ２、負の第３レンズ群Ｌ３、正の第４レンズ群Ｌ４および正の第５レンズ群（最終レンズ群）Ｌ５により構成されている。実施例１のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズームに際して、像面Ｉに対して第１レンズ群Ｌ１と第５レンズ群Ｌ５は不動であり、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４は移動する。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の移動によりズームが行われ、第４レンズ群Ｌ４の移動によりズームに伴う像面補償が行われる。

また実施例１のズームレンズにおいて、開口絞りＳＰは、第４レンズ群Ｌ４の最も物体側に配置され、広角端から望遠端へのズームに際して第４レンズ群Ｌ４と一体で移動する。これにより、第１レンズ群Ｌ１の小型軽量化を実現している。

図１におけるズームにおいて移動するレンズ群の下には、広角端から望遠端へのズームにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。このことは、他の実施例の図面でも同様である。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカスのためには不動の負の第１サブレンズ群Ｌ１ａ、フォーカスにおいて移動する正の第２サブレンズ群Ｌ１ｂおよびフォーカスにおいて不動の正の第３サブレンズ群１ｃにより構成されている。第２サブレンズ群Ｌ１ｂは、図１における第２サブレンズ群Ｌ１ｂの下に矢印で示すように、無限遠物体から至近物体へのフォーカスにおいて像側へ移動する。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、第１負レンズ、負レンズ、正レンズおよび負レンズにより構成されている。

数値例１において、面番号ｉは物体側から数えたときの面の順番を示す。ｒは物体側からｉ番目の面の曲率半径（mm）、ｄはｉ番目と（ｉ＋１）番目の面間のレンズ厚または空気間隔（mm）、ｎｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面間の光学材料のｄ線における屈折率である。νｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面間の光学材料のｄ線を基準としたアッベ数である。ＢＦはバックフォーカス（mm）を表す。「バックフォーカス」は、ズームレンズの最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものとする。「レンズ全長」は、ズームレンズの最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。

面番号に付された「＊」は、その面が非球面形状を有する面であることを意味する。非球面形状は、Ｘを光軸方向での面頂点からの変位量、Ｈを光軸に直交する方向における光軸からの高さ、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６を非球面係数とするとき、以下の式で表される。

円錐定数および非球面係数の「ｅ－ｘ」は×１０^-xを意味する。以上の数値例についての説明は、他の数値例でも同じである。

数値例１における式（１）～（５）の条件に対する値を表１にまとめて示す。数値例１は、式（１）～（５）を満足している。

図２（Ａ）、（Ｂ）および図３はそれぞれ、数値例１のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端、中間ズーム位置および望遠端での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲および色収差）を示している。球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーを示し、実線はｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する球面収差を、二点鎖線はｇ線に対する球面収差を、一点鎖線はＣ線に対する球面収差を、破線はＦ線に対する球面収差をそれぞれ示している。非点収差図において、実線Ｓはサジタル像面を、破線Ｍはメリディオナル像面を示している。ωは半画角（°）である。歪曲図はｅ線に対する歪曲収差を示している。色収差図はｇ線、Ｃ線およびＦ線における倍率色収差を示している。なお、球面収差図は０．４ｍｍのスケールで、非点収差図は０．４ｍｍのスケールで、歪曲図は５％のスケールで、倍率色収差図は０．０５ｍｍのスケールである。以上の縦収差図についての説明は、他の数値例でも同じである。

図４に示す実施例２（数値例２）のズームレンズは、実施例１と同様の構成を有する。第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２も、実施例１と同様に構成されている。

数値例２における式（１）～（５）の条件に対する値を表１にまとめて示す。数値例２は、式（１）～（５）を満足している。

図５（Ａ）、（Ｂ）および図６はそれぞれ、数値例２のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端、中間ズーム位置および望遠端での縦収差を示している。

図７に示す実施例３（数値例３）のズームレンズは、実施例１と同様の構成を有する。第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２も、実施例１と同様に構成されている。

数値例３における式（１）～（５）の条件に対する値を表１にまとめて示す。数値例３は、式（１）～（５）を満足している。

図８（Ａ）、（Ｂ）および図９はそれぞれ、数値例３のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端、中間ズーム位置および望遠端での縦収差を示している。

図１０に示す実施例４（数値例４）のズームレンズは、開口絞りＳＰの位置を除いて実施例１と同様の構成を有する。開口絞りＳＰは、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置され、広角端から望遠端へのズームに際して第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。これにより、第１レンズ群Ｌ１の小型軽量化を実現している。第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２は、実施例１と同様に構成されている。

数値例４における式（１）～（５）の条件に対する値を表１にまとめて示す。数値例４は、式（１）～（５）を満足している。

図１１（Ａ）、（Ｂ）および図１２はそれぞれ、数値例４のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端、中間ズーム位置および望遠端での縦収差を示している。

図１３に示す実施例５（数値例５）のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１の構成を除いて実施例１と同様の構成を有する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカスのためには不動の負の第１サブレンズ群Ｌ１ａ、フォーカスのために移動する負の第２サブレンズ群Ｌ１ｂおよびフォーカスのために不動の正の第３サブレンズ群１ｃにより構成されている。第２サブレンズ群Ｌ１ｂは、図１３における第２サブレンズ群Ｌ１ｂの下に矢印で示すように、無限遠物体から至近物体へのフォーカスにおいて物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２は、実施例１と同様に構成されている。

数値例５における式（１）～（５）の条件に対する値を表１にまとめて示す。数値例５は、式（１）～（５）を満足している。

図１４（Ａ）、（Ｂ）および図１５はそれぞれ、数値例５のズームレンズの無限遠合焦状態における広角端、中間ズーム位置および望遠端での縦収差を示している。
［数値例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1* 1000.000 2.60 1.78800 47.4 0.5559
2 32.256 23.95
3 -88.377 1.90 1.76385 48.5 0.5589
4 88.377 5.66
5 114.091 8.79 1.84666 23.8 0.6205
6 -260.864 3.67
7* 129.142 12.01 1.59522 67.7 0.5442
8 -91.536 7.58
9 904.821 2.10 1.80518 25.4 0.6161
10 52.963 10.78 1.43875 94.7 0.5340
11 317.068 0.20
12 114.339 14.88 1.72916 54.7 0.5444
13 -70.167 (可変)
14 161.422 1.25 1.49700 81.5 0.5375
15 40.138 5.16
16 -217.790 1.25 1.83481 42.7 0.5648
17 45.454 4.15 1.80810 22.8 0.6307
18 322.514 5.05
19 -45.032 1.25 1.76385 48.5 0.5589
20 -85.515 (可変)
21 -116.625 1.40 1.43875 94.7 0.5340
22 1041.652 (可変)
23(絞り) ∞ 1.00
24 65.715 5.25 1.80610 40.9 0.5713
25* -428.432 (可変)
26 33.050 5.45 1.51633 64.1 0.5353
27 60.689 3.50
28 56.772 1.30 2.00100 29.1 0.5997
29 28.425 11.14 1.43875 94.7 0.5340
30 -72.765 0.45
31 105.407 9.37 1.80810 22.8 0.6307
32 -32.447 1.30 2.00100 29.1 0.5997
33 -153.700 0.62
34 98.937 1.20 2.00100 29.1 0.5997
35 22.799 7.13 1.49700 81.5 0.5375
36 69.983 2.10
37 34.396 5.67 1.49700 81.5 0.5375
38 98.780 (可変)
39 ∞ 2.80 1.51633 64.1 0.5353
40 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.52488e-06 A 6=-2.13035e-09 A 8= 1.49204e-12
A10=-8.07214e-16 A12= 3.18248e-19 A14=-8.31641e-23 A16= 1.10117e-26

第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.87828e-06 A 6= 7.70106e-10 A 8=-1.59518e-12
A10= 3.02788e-15 A12=-3.46030e-18 A14= 2.16738e-21 A16=-5.66670e-25

第25面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.75719e-06 A 6= 3.28990e-10 A 8=-4.90716e-13

各種データ
ズーム比 2.50
広角中間望遠
焦点距離 20.00 35.00 50.00
Ｆナンバー 2.30 2.30 2.30
半画角(°) 49.24 33.54 24.89
像高 23.20 23.20 23.20
レンズ全長 278.91 278.91 278.91
BF 51.50 51.50 51.50

d13 1.40 34.57 50.76
d20 29.79 2.45 1.76
d22 3.27 11.21 3.27
d25 23.84 10.06 2.50
d38 20.00 20.00 20.00
d40 29.65 29.65 29.65

レンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 49.60
2 14 -38.73
3 21 -238.36
4 23 70.61
5 26 89.85
6 39 ∞

［数値例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1* 2000.000 2.60 1.80400 46.5 0.5577
2 32.927 24.21
3 -86.387 1.90 1.76385 48.5 0.5589
4 86.387 2.49
5 97.891 9.73 1.84666 23.8 0.6205
6 -186.432 5.79
7* 121.200 10.07 1.59522 67.7 0.5442
8 -128.816 7.50
9 7866.732 2.10 1.84666 23.8 0.6205
10 57.091 9.01 1.43875 94.7 0.5340
11 338.868 0.20
12 169.060 6.89 1.43387 95.1 0.5373
13 -337.641 0.20
14 177.596 12.93 1.76385 48.5 0.5589
15 -73.703 (可変)
16 144.358 1.25 1.59410 60.5 0.5550
17 40.136 5.35
18 -175.011 1.25 1.80400 46.5 0.5577
19 42.542 4.86 1.84666 23.8 0.6205
20 283.982 5.32
21 -43.697 1.25 1.78800 47.4 0.5559
22 -72.462 (可変)
23 -123.732 1.40 1.49700 81.5 0.5375
24 -3772.937 (可変)
25(絞り) ∞ 1.00
26 62.367 5.33 1.80610 40.9 0.5701
27* -981.551 (可変)
28 35.425 8.36 1.51633 64.1 0.5353
29 1902.974 3.50
30 97.020 1.30 2.00100 29.1 0.5997
31 26.137 10.60 1.43875 94.7 0.5340
32 -85.247 0.65
33 100.001 9.71 1.89286 20.4 0.6393
34 -29.768 1.30 2.00069 25.5 0.6136
35 -249.566 2.20
36 96.213 1.20 2.00069 25.5 0.6136
37 25.904 5.21 1.48749 70.2 0.5300
38 54.465 2.10
39 36.080 5.06 1.55200 70.7 0.5421
40 93.903 (可変)
41 ∞ 2.80 1.51633 64.1 0.5353
42 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.43280e-06 A 6=-2.00828e-09 A 8= 1.37084e-12
A10=-7.61401e-16 A12= 3.28150e-19 A14=-9.63684e-23 A16= 1.39035e-26

第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.71014e-06 A 6= 9.30430e-10 A 8=-2.76952e-12
A10= 6.48482e-15 A12=-8.84033e-18 A14= 6.44490e-21 A16=-1.92691e-24

第27面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.83716e-06 A 6= 1.72553e-10 A 8=-1.67707e-13

各種データ
ズーム比 2.50
広角中間望遠
焦点距離 20.00 34.99 50.00
Ｆナンバー 2.30 2.30 2.30
半画角(°) 49.24 33.55 24.89
像高 23.20 23.20 23.20
レンズ全長 283.23 283.23 283.23
BF 49.04 49.04 49.04

d15 1.40 34.04 50.17
d22 30.73 1.88 2.81
d24 3.05 12.18 3.05
d27 25.20 12.28 4.35
d40 20.00 20.00 20.00
d42 27.20 27.20 27.20

レンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 48.74
2 16 -38.46
3 23 -256.68
4 25 72.49
5 28 91.92
6 41 ∞

［数値例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1* 1500.000 2.60 1.78800 47.4 0.5559
2 32.038 23.94
3 -89.817 1.90 1.76385 48.5 0.5589
4 89.817 5.52
5 114.049 9.28 1.84666 23.8 0.6205
6 -217.713 3.46
7* 121.006 12.18 1.53775 74.7 0.5392
8 -91.236 6.89
9 1055.000 2.10 1.80518 25.4 0.6161
10 52.458 10.29 1.43875 94.7 0.5340
11 397.280 0.20
12 110.081 15.11 1.71300 53.9 0.5459
13 -68.928 (可変)
14 239.083 1.25 1.43875 94.7 0.5340
15 40.835 5.21
16 -195.294 1.25 1.88300 40.8 0.5667
17 44.180 4.55 1.80810 22.8 0.6307
18 985.952 4.55
19 -48.671 1.25 1.83481 42.7 0.5648
20 -93.411 (可変)
21 -155.198 1.40 1.49700 81.5 0.5375
22 907.601 (可変)
23(絞り) ∞ 1.00
24 67.900 5.18 1.79952 42.2 0.5675
25* -418.024 (可変)
26 30.948 5.57 1.51633 64.1 0.5353
27 47.783 3.50
28 49.767 1.30 2.00100 29.1 0.5997
29 25.996 11.77 1.43875 94.7 0.5340
30 -72.593 0.65
31 120.105 9.84 1.89286 20.4 0.6393
32 -29.405 1.30 2.00069 25.5 0.6136
33 -245.364 2.20
34 107.162 1.20 2.00069 25.5 0.6136
35 24.048 6.94 1.48749 70.2 0.5300
36 77.451 2.10
37 34.720 6.49 1.48749 70.2 0.5300
38 103.366 (可変)
39 ∞ 2.80 1.51633 64.1 0.5353
40 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.76881e-06 A 6=-2.44791e-09 A 8= 1.83951e-12
A10=-1.10755e-15 A12= 5.10954e-19 A14=-1.59558e-22 A16= 2.42671e-26

第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.08474e-06 A 6= 8.21266e-10 A 8=-1.63814e-12
A10= 3.04825e-15 A12=-3.44439e-18 A14= 2.15183e-21 A16=-5.63274e-25

第25面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.61320e-06 A 6= 3.36179e-10 A 8=-4.84049e-13

各種データ
ズーム比 2.50
広角中間望遠
焦点距離 20.00 35.00 50.00
Ｆナンバー 2.30 2.30 2.30
半画角(°) 49.24 33.54 24.89
像高 23.20 23.20 23.20
レンズ全長 280.12 280.12 280.12
BF 49.04 49.04 49.04

d13 1.40 34.91 51.02
d20 30.35 2.69 2.23
d22 3.30 11.76 3.29
d25 24.06 9.74 2.55
d38 20.00 20.00 20.00
d40 27.20 27.20 27.20

レンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 49.67
2 14 -38.92
3 21 -265.77
4 23 73.00
5 26 90.05
6 39 ∞

［数値例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1* 140.631 2.50 1.78800 47.4 0.5559
2 32.127 22.27
3 -100.348 1.80 1.76385 48.5 0.5589
4 63.071 14.38
5 102.236 6.66 1.84666 23.8 0.6205
6 -683.650 1.50
7 -712.237 6.88 1.49700 81.5 0.5375
8 -85.591 12.43
9 100.739 1.70 1.84666 23.8 0.6205
10 45.367 14.71 1.49700 81.5 0.5375
11 -71.355 0.20
12 67.922 4.78 1.61800 63.3 0.5426
13 174.918 (可変)
14 142.466 1.10 1.60300 65.4 0.5401
15 51.304 2.19
16 130.629 1.10 1.80400 46.5 0.5577
17 26.164 3.74 1.77830 23.9 0.6248
18 60.029 5.22
19 -41.502 1.10 1.76385 48.5 0.5589
20 -90.207 (可変)
21(絞り) ∞ 2.50
22 -133.987 1.40 1.43875 94.7 0.5340
23 315.711 (可変)
24 45.595 4.14 1.79952 42.2 0.5675
25* 322.587 (可変)
26 58.226 4.31 1.55200 70.7 0.5421
27 -502.728 3.50
28 84.037 1.20 2.00100 29.1 0.5997
29 33.108 9.61 1.43875 94.7 0.5340
30 -47.530 0.45
31 66.004 8.40 1.80810 22.8 0.6307
32 -37.368 1.20 2.00100 29.1 0.5997
33 281.976 0.20
34 64.942 1.10 2.00100 29.1 0.5997
35 22.286 5.63 1.49700 81.5 0.5375
36 47.955 2.10
37 32.521 4.36 1.49700 81.5 0.5375
38 65.368 (可変)
39 ∞ 2.80 1.51633 64.1 0.5353
40 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.46115e-06 A 6= 9.22179e-10 A 8=-2.83217e-12
A10= 4.02836e-15 A12=-3.14659e-18 A14= 1.30010e-21 A16=-2.20972e-25

第25面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.51579e-06 A 6= 2.91886e-10 A 8= 1.72212e-13

各種データ
ズーム比 2.50
広角中間望遠
焦点距離 20.00 35.00 50.00
Ｆナンバー 2.80 2.80 2.80
半画角(°) 49.24 33.54 24.89
像高 23.20 23.20 23.20
レンズ全長 255.42 255.42 255.42
BF 49.03 49.03 49.03

d13 1.40 32.07 46.95
d20 27.55 2.50 1.30
d23 3.22 9.07 1.30
d25 19.88 8.41 2.50
d38 20.00 20.00 20.00
d40 27.18 27.18 27.18

レンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 46.50
2 14 -38.13
3 21 -213.65
4 24 65.61
5 26 85.58
6 39 ∞

［数値例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 ∞ 6.08 1.58313 59.4 0.5434
2 -252.578 0.20
3 -1373.552 2.90 1.64000 60.1 0.5370
4 134.783 27.92
5 -122.271 2.30 1.64000 60.1 0.5370
6 122.968 4.78 1.84666 23.8 0.6205
7 301.282 3.89
8 475.195 8.59 1.49700 81.5 0.5375
9 -117.444 0.30
10 185.531 2.30 1.84666 23.8 0.6205
11 82.989 12.19 1.49700 81.5 0.5375
12 -213.462 0.20
13 78.100 8.49 1.72916 54.7 0.5444
14 352.078 (可変)
15 767.929 1.30 1.53775 74.7 0.5392
16 42.423 4.77
17 -526.368 1.20 1.61340 44.3 0.5633
18 47.303 3.84 1.84666 23.8 0.6205
19 132.805 4.98
20 -58.327 1.30 1.69680 55.5 0.5434
21 -210.627 (可変)
22 -75.234 1.40 1.43875 94.7 0.5340
23 842.023 (可変)
24(絞り) ∞ 3.77
25 74.284 5.74 1.90525 35.0 0.5848
26* -485.693 (可変)
27 55.529 7.18 1.72916 54.7 0.5444
28 -807.003 0.67
29 119.770 2.00 1.85478 24.8 0.6122
30 30.269 12.09 1.43875 94.7 0.5340
31 -137.180 6.24
32 386.578 9.05 1.60311 60.6 0.5415
33 -36.786 1.50 1.85025 30.1 0.5979
34 -146.068 0.56
35 100.272 9.04 1.89286 20.4 0.6393
36 -34.502 1.40 1.85025 30.1 0.5979
37 41.026 8.30
38 107.432 2.58 1.83481 42.7 0.5648
39 2158.270 (可変)
40 ∞ 2.80 1.51633 64.1 0.5353
41 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第26面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.31931e-06 A 6=-1.58495e-11 A 8=-3.48044e-14

各種データ
ズーム比 2.91
広角中間望遠
焦点距離 45.00 85.00 131.00
Ｆナンバー 2.30 2.30 2.30
半画角(°) 27.27 15.27 10.04
像高 23.20 23.20 23.20
レンズ全長 289.08 289.08 289.08
BF 51.84 51.84 51.84

d14 4.23 40.23 59.21
d21 40.95 7.56 4.59
d23 3.42 10.41 2.88
d26 19.58 9.98 1.50
d39 20.00 20.00 20.00
d41 30.00 30.00 30.00

レンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 115.17
2 15 -40.32
3 22 -156.94
4 24 71.04
5 27 101.05
6 40 ∞

図１６は、実施例１～５のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像システム１２５の構成を示している。１０１は実施例１～５のいずれかのズームレンズである。１２４は撮像装置としてのカメラ本体である。ズームレンズ１０１はカメラ本体１２４に対して着脱（交換）可能に装着されている。

ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、ズーム部ＬＺおよび結像レンズ群Ｒを有する。第１レンズ群Ｆは、実施例１～３にて説明したように、フォーカスのためには不動の第１および第３サブレンズ群とフォーカスのために移動する第２サブレンズ群を含んでいる。ズーム部ＬＺは、ズームにおいて移動する少なくとも３つの移動群が含まれている。開口絞りＳＰは、ズーム部ＬＺと結像レンズ群Ｒとの間に配置されている。ズームレンズ１０１波、第２サブレンズ群およびズーム部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構１１４、１１５を有する。

また、ズームレンズ１０１は、駆動機構１１４、１１５および開口絞りＳＰを駆動する電動アクチュエータ（モータ等）１１６、１１７、１１８とこれらを制御する制御部１２２を有する。第２サブレンズ群およびズーム部ＬＺを構成するレンズ群の位置や開口絞りＳＰの絞り径は、エンコーダ、ポテンショメータまたはフォトセンサ等の検出器１１９、１２０、１２１により検出され、これらの検出結果に応じて制御部１２２により制御される。

カメラ本体１２４には、光学フィルタ等のガラスブロック１０９と、ズームレンズ１０１により形成された被写体像を撮像する（撮像光学系を介して被写体を撮る）ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子１１０が設けられている。

このように各実施例のズームレンズを用いて撮像を行うことで、良好な撮像画像を得ることができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

Ｌ１第１レンズ群
Ｌ２第２レンズ群
Ｌ３第３レンズ群
Ｌ４第４レンズ群
Ｌ５第５レンズ群
Ｌ１ａ第１サブレンズ群、
Ｌ１ｂ第２サブレンズ群
Ｌ１ｃ第３サブレンズ群
ＳＰ開口絞り
Ｉ像面

Claims

物体側から像側へ順に配置された、
ズームのためには不動の正の屈折力の第１レンズ群と、
ズームにおいて移動する負の屈折力の第２レンズ群と、
ズームにおいて移動する少なくとも２つのレンズ群と、
最も像側に配置され、ズームのためには不動の正の屈折力の最終レンズ群と、
前記第２レンズ群の最も像側の面と前記最終レンズ群の最も物体側の面との間に配置され、ズームにおいて移動する開口絞りとを有し、
前記第１レンズ群は、該第１レンズ群のうち最も物体側に配置されてフォーカスのためには不動のサブレンズ群と、該サブレンズ群より像側に配置されてフォーカスのために移動するサブレンズ群とを有し、
前記第２レンズ群は、最も物体側の第１負レンズと、該第１負レンズ以外の少なくとも１つの負レンズと、少なくとも１つの正レンズとを有し、
前記第１負レンズの光学材料のｄ線を基準とするアッベ数をνｄ２１、前記第２レンズ群における前記第１負レンズ以外の前記少なくとも１つの負レンズの光学材料の平均アッベ数をνｄ２Ｎａｖｅとするとき、
６０≦νｄ２１≦１０５
３０≦νｄ２Ｎａｖｅ≦６５
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
前記第１負レンズの光学材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦ２１とするとき、
θｇＦ２１＋０．００１×νｄ２１－０．６０３＞０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群は、前記第１負レンズを含む少なくとも３つの負レンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
前記第１負レンズは、単レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の前記少なくとも１つの正レンズのうちｄ線を基準とするアッベ数が最小となる光学材料が用いられた正レンズの該アッベ数をνｄ２Ｐｍｉｎとするとき、
νｄ２Ｐｍｉｎ≦２８
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第１負レンズの焦点距離をｆ２１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
１．５≦ｆ２１／ｆ２≦５．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカスのためには不動の第１サブレンズ群と、フォーカスのために移動する第２サブレンズ群と、フォーカスのためには不動の第３サブレンズ群とを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
ズームにおいて移動する前記少なくとも２つのレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第３レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群とを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
ズームにおいて移動する前記少なくとも２つのレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記最終レンズ群は、物体側から５つ目のレンズ群であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズと、
該ズームレンズを介して形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。