JP2023099393A - ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型かつ良好な光学特性を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置、撮像システムを提供する。【解決手段】ズームレンズL0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1と、正の屈折力の第2レンズ群L2と、1つ以上のレンズ群を含む後群LRからなる。後群は、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して像側から物体側へ移動する正の屈折力のフォーカスレンズ群LPを含む。フォーカスレンズ群の焦点距離fLP、第1レンズ群の焦点距離fL1、第2レンズ群の焦点距離fL2は、所定の条件式を満足する。【選択図】図1

Description

本発明は、ズームレンズに関し、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のような固体撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。
撮像装置に用いられるズームレンズは、広画角であり、小型かつ良好な光学特性であることが要望されている。広画角のズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を配置した、所謂ネガティブリード型のズームレンズが知られている。
負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型のズームレンズは、広画角化が比較的容易であり、又長いバックフォーカスが容易に得られるという特徴がある。しかしながら、ネガティブリード型のズームレンズは開口絞りに対し、レンズ構成が非対称となる傾向があるため、諸収差の補正が難しく、例えばフォーカシングの際の収差変動の抑制が困難となり、高い光学性能を得ることが大変難しい。特に第1レンズ群L1よりも像側に配置されるレンズ群でフォーカシングを行うインナーフォーカス方式では、フォーカスレンズ群を小型、軽量化しやすく、高速なフォーカシングを行うことが容易であるが、フォーカシングの際の収差変動が増大する傾向がある。フォーカスレンズ群を小型、軽量化しつつ良好な光学性能を実現するためには、フォーカスレンズ群を含めた、各レンズ群のパワー配置を適切に設定することが重要となる。
特許文献1は、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群よりなるズームレンズを開示している。
特開2019-040029号公報
しかしながら、特許文献1に記載のズームレンズでは、フォーカスレンズ群の小型化を達成しているが、光学性能は不十分であった。
本発明は、小型かつ良好な光学特性を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置、撮像システムを提供する。
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、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、1つ以上のレンズ群を含む後群からなり、ズーミングに際して隣接するレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記後群は、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して像側から物体側へ移動する正の屈折力のフォーカスレンズ群を含み、前記フォーカスレンズ群の焦点距離をfLP、前記第1レンズ群の焦点距離をfL1、前記第2レンズ群の焦点距離をfL2とするとき、
1.20<fLP/fL2<3.20
-3.00<fL1/fL2<-0.85
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
本発明によれば、小型かつ良好な光学特性を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することができる。
実施例1のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例1のズームレンズの収差図である。 実施例2のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例2のズームレンズの収差図である。 実施例3のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例3のズームレンズの収差図である。 実施例4のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例4のズームレンズの収差図である。 実施例5のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例5のズームレンズの収差図である。 実施例6のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例6のズームレンズの収差図である。 撮像装置の概略図である。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
図1、図3、図5、図7、図9、図11は、それぞれ実施例1乃至6のズームレンズL0の広角端での無限遠に合焦した状態(無限遠合焦状態)でのレンズ断面図である。各実施例のズームレンズL0は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置や交換レンズを含む光学機器に用いられる。
各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例のズームレンズL0は、複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書におけるレンズ群とは1枚のレンズまたは複数のレンズから構成されるズームレンズL0の構成要素である。レンズ群は、開口絞りやフレアーカット絞りを含んでいても良い。各実施例のズームレンズL0において、広角端から望遠端のズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔は変化する。
各レンズ断面図において、LiはズームレンズL0に含まれるレンズ群のうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズ群を表している。また、SPは開口絞りである。FPはフレアーカット絞りであり、不要光をカットしている。IPは像面であり、各実施例のズームレンズL0をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例のズームレンズL0を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には、像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
各レンズ断面図に示した実線の矢印は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を簡略化して表したものである。なお、本願明細書において広角端および望遠端は各レンズ群が、機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。また、各レンズ断面図に示した破線の矢印は、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動軌跡を簡略化して表したものである。
図2、図4、図6、図8、図10、図12は、それぞれ実施例1乃至6のズームレンズL0の収差図である。各収差図はそれぞれ無限遠合焦時について表しており、(A)は広角端における収差図、(B)は中間ズーム位置における収差図、(C)は望遠端における収差図である。
球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔSはサジタル像面における非点収差量、ΔMはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)であり、近軸計算による画角である。
次に、各実施例のズームレンズL0における特徴的な構成について述べる。
各実施例のズームレンズL0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、1つ以上のレンズ群を含む後群LRからなる。後群LRは、第2レンズ群L2より像側に配置された全てのレンズ群から成る。ズームレンズL0は、ズーミングに際して隣接するレンズ群の間隔が変化するズームレンズである。後群LRは、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して像側から物体側へ移動する正の屈折力のレンズ群LP(フォーカスレンズ群)を含む。
なお、各実施例のズームレンズL0において、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズG1(第1負レンズ)、負レンズG2(第2負レンズ)を含むことが好ましい。
第1レンズ群L1よりも像側に配置されるレンズ群でフォーカシングを行うインナーフォーカス方式では、フォーカスレンズ群を小型、軽量化しやすく、高速なフォーカシングを行うことが容易であるが、フォーカシングの際の収差変動が増大する傾向がある。フォーカスレンズ群を小型、軽量化しつつ良好な光学性能を実現するためには、フォーカスレンズ群を含めた、各レンズ群のパワー配置を適切に設定することが重要となる。
そこで、各実施例のズームレンズL0では、各レンズ群の焦点距離を適切に設定している。具体的には、各実施例のズームレンズL0は、以下の条件式(1)と条件式(2)を満足している。
1.20<fLP/fL2<3.20 ・・・(1)
-3.00<fL1/fL2<-0.85 ・・・(2)
ここで、fLPはレンズ群LPの焦点距離、fL1は第1レンズ群L1の焦点距離、fL2は第2レンズ群L2の焦点距離である。
条件式(1)は、レンズ群LPの焦点距離fLPと第2レンズ群L2の焦点距離fL2の比に関するものである。条件式(1)の下限値を下回ると、レンズ群LPの屈折力が強くなり、フォーカシングに伴う球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑制することが困難となる。一方、条件式(1)の上限値を上回ると、レンズ群LPの屈折力が弱くなり、フォーカシングに伴う移動量が長くなる。
条件式(2)は、第1レンズ群L1の焦点距離fL1と第2レンズ群L2の焦点距離fL2の比に関するものである。条件式(2)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の屈折力が弱くなりすぎて、ズームレンズの小型化が困難となる。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第1レンズ群L1の負の屈折力が強くなりすぎて、第1レンズ群L1で発生するコマ収差や像面湾曲等の軸外収差が増加し十分に補正することが困難となる。
以上の構成により、小型かつ良好な光学特性を有するズームレンズが得られる。
なお、上述した条件式(1)、(2)の数値範囲を以下の条件式(1a)、(2a)の範囲とすることがより好ましい。
1.30<fLP/fL2<3.10 ・・・(1a)
-2.50<fL1/fL2<-0.90 ・・・(2a)
また、条件式(1a)、(2a)の数値範囲は、以下の条件式(1b)、(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。
1.40<fLP/fL2<3.05 ・・・(1b)
-2.00<fL1/fL2<-0.95 ・・・(2b)
ここで、各実施例のズームレンズL0は歪曲収差の発生を許容した設計になっている。近年の技術発展による電子収差補正技術の利用を前提として考えた場合に、この画像処理技術によって歪曲収差起因の画像の歪みを補正することができる。そのため、これらのズームレンズL0を有する撮像光学系は当該ズームレンズL0が有する歪曲収差量の設計値を有している。当該撮像光学系を用いて撮影された電子画像は、当該歪曲収差量の設計値を用いて任意の画像処理部(例えばカメラボディ等の撮像装置に付属するCPU)における画像処理により補正される。
歪曲収差の発生を許容したズームレンズにおいては、歪曲収差を補正するためのレンズが不要となるため、ズームレンズの小型化や軽量化が容易となる。特に、広角端における撮像素子の有効撮像範囲(有効像円径)を望遠端における有効撮像範囲(有効像円径)より小さくし、上記歪曲収差の補正を行うことによって、前玉径の小型化に寄与する。
各実施例のズームレンズL0においては、一部のレンズ又は一部のレンズ群を像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直な成分を含む方向(好ましくは、光軸に対して垂直方向)に平行偏心(移動)させることで、防振光学系としての機能を有するようにしても良い。また、最も像側に配置されたレンズと撮像面との間に、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の実質的に屈折力を持たない平行平板を配置しても良い。
次に、各実施例のズームレンズL0において、満足することが好ましい条件について述べる。
各実施例のズームレンズL0は、以下の条件式(3)乃至(12)のうち1つ以上を満足することが好ましい。
0.25<DSPw/TLw<0.53 ・・・(3)
1.40<ndG1<1.69 ・・・(4)
45<νdG1<95 ・・・(5)
1.40<ndLPP<1.65 ・・・(6)
45<νdLPP<95 ・・・(7)
1.60<ndL1P<2.10 ・・・(8)
15<νdL1P<45 ・・・(9)
0.50<MLP/ML2<1.50 ・・・(10)
0<fG1/fG2<0.42 ・・・(11)
-3.00<(G1R2+G1R1)/(G1R2-G1R1)<-0.10 ・・・(12)
ここで、DSPwは広角端における開口絞りSPから像面IPまでの光軸上の距離である。TLwは、広角端におけるズームレンズL0のレンズ全長である。ndG1は負レンズG1のd線に対する屈折率、νdG1は負レンズG1のd線に対するアッベ数である。ndLPPはレンズ群LPに含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い(屈折力の値が最も大きい)正レンズLPPのd線に対する屈折率である。ここで、屈折力とは焦点距離の逆数で表されるものであり、屈折力が強いというのは、焦点距離の逆数の値が大きい(焦点距離の値が小さい)ことをいう。νdLPPは、レンズ群LPに含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い(屈折力の値が最も大きい)正レンズLPPのd線に対するアッベ数である。ndL1Pは、第1レンズ群L1に含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い(屈折力の値が最も大きい)正レンズL1Pのd線に対する屈折率である。νdL1Pは、第1レンズ群L1に含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い(屈折力の値が最も大きい)正レンズL1Pのd線に対するアッベ数である。MLPは、無限遠に合焦した状態における、広角端から望遠端へのズーミングに際してのレンズ群LPの移動量である。なお、移動量の符号は、レンズ群LPが広角端に比べて望遠端において物体側に位置するときに負、像側に位置するときに正とする。ML2は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第2レンズ群L2の移動量である。なお、移動量の符号は、第2レンズ群L2が広角端に比べて望遠端において物体側に位置するときに負、像側に位置するときに正とする。fG1は負レンズG1の焦点距離、fG2は負レンズG2の焦点距離である。G1R2は負レンズG1の像側のレンズ面の曲率半径、G1R1は負レンズG1の物体側のレンズ面の曲率半径である。
条件式(3)は、広角端における開口絞りSPから像面IPまでの光軸上の距離DSPwと広角端におけるレンズ全長TLwの比に関するものである。開口絞りSPを適切な位置に配置することで、開口絞りSPを小径化しつつズームレンズL0を小型化することが容易となる。条件式(3)の下限値を下回り、開口絞りSPから像面IPまでの距離が短くなりすぎると、開口絞りSPよりも物体側に配置されるレンズの外径が大きくなりやすい。そのため、ズームレンズL0の小型化が困難となり好ましくない。一方、条件式(3)の上限値を上回り、開口絞りSPから像面IPまでの距離が長くなりすぎると、第1レンズ群L1で発散した光束が収斂されないまま開口絞りSPへ入射する。そのため、開口絞りSPを小径化することが困難となり、ズームレンズL0の小型化が困難となり好ましくない。
条件式(4)は、負レンズG1の屈折率ndG1に関する。条件式(4)の下限値を下回ると、屈折率が低くなるため、比重が小さい硝材が多い傾向にある。そのためズームレンズL0の軽量化には有効であるが、屈折力が弱くなるため小型化が困難になり好ましくない。条件式(4)の上限値を上回ると、レンズの比重が大きくなり、軽量化が困難となるため、好ましくない。
条件式(5)は、負レンズG1のd線に対するアッベ数νdG1に関する。条件式(5)の下限値を下回ると、倍率色収差を補正することが困難となり好ましくない。また、条件式(5)の上限値を上回ると、倍率色収差の補正が過大となるため好ましくない。
条件式(6)は、レンズ群LPに含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い正レンズLPPのd線に対する屈折率ndLPPに関する。条件式(6)の下限値を下回ると、正レンズLPPの屈折率が低くなりすぎて適切な屈折力を得るためにレンズ面の曲率半径が小さくなり。このため、球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難となるため好ましくない。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、正レンズLPPの比重が大きくなる傾向にあり、軽量化が困難となるため、好ましくない。
条件式(7)は、レンズ群LPに含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い正レンズLPPのd線に対するアッベ数νdLPPに関する。条件式(7)の下限値を下回ると、倍率色収差と軸上色収差を補正することが困難となり好ましくない。条件式(7)の上限値を上回ると、倍率色収差と軸上色収差の補正が過大となるため好ましくない。
条件式(8)は、第1レンズ群L1に含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い正レンズL1Pのd線に対する屈折率ndL1Pに関する。条件式(8)の上限値を上回り、正レンズL1Pの屈折率が高くなると、レンズ全系でのペッツバール和が小さくなりすぎて像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。一方、条件式(8)の下限値を下回り、正レンズL1Pの屈折率が低くなると、レンズ全系でのペッツバール和が大きくなるため像面湾曲の補正が困難となり好ましくない。また、適切な屈折力を得るためにレンズ面の曲率半径が小さくなり、コマ収差を始めとする軸外の収差の補正が困難となるため、好ましくない。
条件式(9)は、第1レンズ群L1に含まれる正レンズのうち、最も屈折力の強い正レンズL1Pのd線に対するアッベ数νdL1Pに関する。条件式(9)の下限値を下回ると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。一方、条件式(9)の上限値を上回ると、倍率色収差と軸上色収差の補正が不足するため、好ましくない。
条件式(10)は、無限遠に合焦した状態で広角端から望遠端へのズーミングに際してのレンズ群LPの移動量MLPと、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第2レンズ群L2の移動量ML2の比に関するものである。条件式(10)の下限値を下回ると、第2レンズ群L2の移動量が大きくなり、広角端でのレンズ全長が増大するため、好ましくない。一方、条件式(10)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2の移動量が小さくなり、所望の変倍比を得るために第2レンズ群L2の屈折力が強くなる。そのため、ズーミングに伴う球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑制することが困難となるため、好ましくない。
条件式(11)は、負レンズG1の焦点距離fG1と負レンズG2の焦点距離fG2の比に関するものである。条件式(11)の下限値を下回ると、負レンズG1または負レンズG2の一方が正レンズとなることとなり、広角化が困難となるため、好ましくない。なお、負レンズG1の焦点距離が負レンズG2の焦点距離と比べて絶対値が過度に小さくなると広角化と高性能化を両立させにくくなる場合があるため、以下に述べるように、条件式(11)の下限値として0より大きな値を設定することも好ましい。条件式(11)の上限値を上回ると、負レンズG1の屈折力が弱くなり、ズームレンズL0の小型化が困難になるため、好ましくない。または負レンズG2の屈折力が強くなり、像面湾曲等の軸外収差の補正が困難になるため、好ましくない。
条件式(12)は、負レンズG1の形状に関するものである。条件式(12)の下限値を下回ると、負レンズG1は負の屈折力を持つので、物体側に凸のメニスカス形状で、かつ屈折力の弱い形状となる。そうすると、負レンズG1で十分な屈折力が得られないため、負レンズG1より像側のレンズの屈折力が強くなり、像面湾曲等の軸外収差の補正が困難となるため好ましくない。一方、条件式(12)の上限値を上回ると、負レンズG1は両凹形状または像側に凸のメニスカス形状となり、かつ負レンズG1の物体側の面の曲率半径が小さくなる。そうすると、負レンズG1の物体側の面で発生する像面湾曲等の軸外収差の発生が増大し、補正が困難となるため、好ましくない。または、負レンズG1は屈折力の弱い形状となるため、像面湾曲等の軸外収差の補正が困難となり、好ましくない。
なお、条件式(3)乃至(12)の数値範囲を以下の条件式(3a)乃至(12a)の数値範囲とすることがより好ましい。
0.28<DSPw/TLw<0.51 ・・・(3a)
1.50<ndG1<1.67 ・・・(4a)
50<νdG1<85 ・・・(5a)
1.45<ndLPP<1.63 ・・・(6a)
55<νdLPP<90 ・・・(7a)
1.65<ndL1P<2.05 ・・・(8a)
18<νdL1P<40 ・・・(9a)
0.60<MLP/ML2<1.40 ・・・(10a)
0.05<fG1/fG2<0.41 ・・・(11a)
-2.50<(G1R2+G1R1)/(G1R2-G1R1)<-0.30 ・・・(12a)
また、条件式(3)乃至(12)の数値範囲は、以下の条件式(3b)乃至(12b)の数値範囲とすることがさらに好ましい。
0.30<DSPw/TLw<0.50 ・・・(3b)
1.55<ndG1<1.65 ・・・(4b)
55<νdG1<75 ・・・(5b)
1.48<ndLPP<1.61 ・・・(6b)
65<νdLPP<85 ・・・(7b)
1.68<ndL1P<2.01 ・・・(8b)
20<νdL1P<35 ・・・(9b)
0.70<MLP/ML2<1.30 ・・・(10b)
0.09<fG1/fG2<0.40 ・・・(11b)
-2.00<(G1R2+G1R1)/(G1R2-G1R1)<-0.50 ・・・(12b)
次に、各実施例のズームレンズL0において、満足することが好ましい構成について述べる。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズG1、負レンズG2、正レンズL1Pから成ることが好ましい。これにより、広角端における像面湾曲等の軸外収差を補正が容易となる。
負レンズG2の物体側および像側のレンズ面の少なくとも一方は、非球面形状を有することが好ましい。これにより、広角端におけるコマ収差や像面湾曲等の軸外収差の補正が容易となる。
負レンズG2は、樹脂材料よりなることが好ましい。レンズの外径が大きくなりやすい負レンズG2に樹脂材料を使用することで、ズームレンズL0の軽量化が容易となる。
負レンズG1と負レンズG2は、光軸上において空気間隔を有することが好ましい。これにより、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差の補正が容易となる。
像ぶれ補正に際し、第2レンズ群L2を光軸に対して垂直な成分を含む方向(好ましくは、光軸に対して垂直方向)に平行偏心(移動)させることが好ましい。像ぶれ補正のレンズ群を、光束が収斂している第2レンズ群L2とすることで、像ぶれ補正のレンズ群の小型化が容易となる。
第2レンズ群L2は、3枚以下のレンズで構成されることが好ましい。これにより、ズームレンズL0の軽量化が容易となる。
第2レンズ群L2が開口絞りSPを含み、開口絞りSPは、第2レンズ群L2の最も像側に配置されることが好ましい。第2レンズL2の像側は光束が収斂しているため開口絞りSPの小型化が容易となる。
後群LRに含まれる正の屈折力のレンズ群LPが像側から物体側へ移動することで、無限遠から至近距離へのフォーカシングを行うことが好ましい。第2レンズ群L2より像側では軸上光線が収斂している。これにより、フォーカシング時の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが容易となる。
レンズ群LPは、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の1つの正レンズ要素からなることが好ましい。ここで1つのレンズ要素とは、単レンズまたは接合レンズである。レンズ群LPの物体側のレンズ面を凹面とすることで、レンズ面に対する軸外光線の入射角度を緩めることができ、フォーカシング時の像面湾曲等の軸外収差の変動を抑えることが容易となる。
次に、各実施例のズームレンズL0について詳細に述べる。
実施例1と実施例2のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4から成る。実施例1と実施例2のズームレンズL0において、第3レンズ群L3および第4レンズ群L4が後群LRに相当する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸の軌跡で移動し、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4は物体側に単調移動する。なお、実施例1と実施例2のズームレンズL0において、第2レンズ群L2、第4レンズ群L4は、ズーミングの際に一体的に(同一の軌跡で)移動する。また、第3レンズ群L3が正の屈折力のレンズ群LPに相当し、第3レンズ群L3を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物点から至近距離物点への合焦を行う。
実施例3のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4から成る。実施例3のズームレンズL0において、第3レンズ群L3および第4レンズ群L4が後群LRに相当する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸の軌跡で移動し、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4は物体側に単調移動する。なお、実施例3のズームレンズL0において、第2レンズ群L2、第4レンズ群L4は、ズーミングの際に一体的に(同一の軌跡で)移動する。また、第3レンズ群L3が正の屈折力のレンズ群LPに相当し、第3レンズ群L3を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物点から至近距離物点への合焦を行う。
実施例4のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5から成る。実施例4のズームレンズL0において、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5が後群LRに相当する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸の軌跡で移動し、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4は物体側に単調移動し、第5レンズ群L5は像側に単調移動する。なお、実施例4のズームレンズL0において、第2レンズ群L2、第4レンズ群L4は、ズーミングの際に一体的に(同一の軌跡で)移動する。また、第3レンズ群L3が正の屈折力のレンズ群LPに相当し、第3レンズ群L3を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物点から至近距離物点への合焦を行う。
実施例5のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5から成る。実施例5のズームレンズL0において、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5が後群LRに相当する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸の軌跡で移動し、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5は物体側に単調移動する。なお、実施例5のズームレンズL0において、第2レンズ群L2、第5レンズ群L5は、ズーミングの際に一体的に(同一の軌跡で)移動する。また、第4レンズ群L4が正の屈折力のレンズ群LPに相当し、第4レンズ群L4を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物点から至近距離物点への合焦を行う。
実施例6のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、正の屈折力の第6レンズ群L6から成る。実施例6のズームレンズL0において、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6が後群LRに相当する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸の軌跡で移動し、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6は物体側に単調移動する。なお、実施例6のズームレンズL0において、第2レンズ群L2、第5レンズ群L5は、ズーミングの際に一体的に(同一の軌跡で)移動する。また、第4レンズ群L4が正の屈折力のレンズ群LPに相当し、第4レンズ群L4を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物点から至近距離物点への合焦を行う。
以下に、実施例1乃至6にそれぞれ対応する数値実施例1乃至6を示す。
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)における屈折率をNd,NF,NCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各実施例のズームレンズL0が無限遠物体に焦点を合わせたときの値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面(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である。「レンズ全長」は、ズームレンズL0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。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、1枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4,A6,A8,A10,A12を各次数の非球面係数とするとき、
X=(h2/R)/[1+[1-(1+K)(h/R)21/2]+A4×h4+A6×h6
+A8×h8+A10×h10+A12×h12
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 238.756 1.40 1.63854 55.4
2 18.479 7.21
3* 994.673 3.70 1.53110 55.9
4 56.399 0.30
5 28.004 3.60 1.69895 30.1
6 65.231 (可変)
7 21.644 3.00 1.90366 31.3
8 -709.102 2.60
9 -102.707 0.70 1.84666 23.9
10 16.164 0.37
11 26.583 2.05 1.77250 49.6
12 -76.939 2.00
13(絞り) ∞ 6.15
14 ∞ (可変)
15 -65.961 2.95 1.48749 70.2
16 -21.205 (可変)
17* -90.404 3.50 1.53110 55.9
18* -1111.779 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.06228e-006 A 6=-3.09541e-009 A 8= 7.24904e-011
A10=-3.07809e-013 A12= 9.19241e-016

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.01775e-004 A 6= 1.71677e-007 A 8= 1.83977e-010
A10=-1.16025e-011 A12= 2.80092e-014

第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.00719e-005 A 6= 2.07355e-007 A 8=-1.21619e-010
A10=-4.95038e-012 A12= 1.35424e-014

各種データ
ズーム比 1.96
広角 中間 望遠
焦点距離 24.71 35.01 48.53
Fナンバー 4.63 5.66 6.48
半画角(°) 36.23 29.55 23.08
像高 18.10 19.85 20.68
レンズ全長 105.60 98.52 99.03
BF 16.94 25.84 37.19

d 6 27.85 11.87 1.02
d14 10.04 10.38 10.30
d16 11.24 10.91 10.98
d18 16.94 25.84 37.19

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -40.14
2 7 39.51
3 15 62.75
4 17 -185.51

[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 194.836 1.40 1.63854 55.4
2 19.216 7.45
3* 97.731 3.30 1.53110 55.9
4 50.481 0.15
5 25.378 3.36 1.74077 27.8
6 40.484 (可変)
7 28.994 1.78 1.95375 32.3
8 -2837.037 4.32
9 -36.870 0.55 1.80810 22.8
10 26.363 0.35
11 61.033 1.82 1.85150 40.8
12 -30.900 2.06
13(絞り) ∞ (可変)
14 ∞ 9.45
15 -87.219 2.77 1.48749 70.2
16 -22.880 (可変)
17* -140.744 3.55 1.53110 55.9
18* 244.765 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.74257e-006 A 6=-2.46696e-009 A 8= 7.75729e-011
A10=-3.31377e-013 A12= 8.09051e-016

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.76708e-005 A 6= 1.10417e-007 A 8= 2.08926e-009
A10=-3.00779e-011 A12= 1.05365e-013

第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.05410e-005 A 6= 2.07802e-007 A 8= 2.03128e-010
A10=-8.66422e-012 A12= 2.90115e-014

各種データ
ズーム比 1.96
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 36.55 48.52
Fナンバー 4.64 5.88 6.49
半画角(°) 36.09 28.56 23.01
像高 18.02 19.90 20.61
レンズ全長 108.53 98.64 98.06
BF 16.96 26.55 36.14

d 6 30.74 11.26 1.09
d13 7.26 7.81 8.06
d16 11.25 10.70 10.44
d18 16.96 26.55 36.14

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -44.09
2 7 41.43
3 14 62.74
4 17 -167.72

[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 232.845 1.40 1.62299 58.2
2 19.941 7.96
3* 111.062 3.30 1.53110 55.9
4 51.120 0.15
5 27.285 3.28 1.85026 32.3
6 42.225 (可変)
7 21.725 3.96 1.95375 32.3
8 1131.357 2.85
9 -46.823 0.55 1.80810 22.8
10 20.233 0.51
11 60.580 1.70 1.80400 46.5
12 -36.758 1.68
13(絞り) ∞ (可変)
14 ∞ 5.20
15 -49.571 2.22 1.49700 81.5
16 -27.201 (可変)
17* 39.782 3.43 1.53110 55.9
18* 50.673 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.84216e-006 A 6= 8.01311e-010 A 8= 5.12283e-011
A10=-2.30863e-013 A12= 5.59343e-016

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.36850e-005 A 6=-1.04709e-007 A 8= 1.10943e-009
A10=-6.81115e-012 A12= 1.19305e-014

第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.39901e-005 A 6=-9.00326e-008 A 8= 9.46107e-010
A10=-5.28840e-012 A12= 9.00245e-015

各種データ
ズーム比 1.96
広角 中間 望遠
焦点距離 24.71 36.32 48.52
Fナンバー 4.64 5.88 6.49
半画角(°) 36.10 28.72 23.02
像高 18.02 19.90 20.62
レンズ全長 111.00 99.87 98.01
BF 16.96 26.97 36.98

d 6 34.02 12.88 1.01
d13 14.34 17.31 17.82
d16 7.48 4.50 3.99
d18 16.96 26.97 36.98

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -46.24
2 7 38.99
3 14 117.40
4 17 314.18

[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -1120.940 1.40 1.63854 55.4
2 29.481 9.39
3* -105.871 3.30 1.53110 55.9
4* -390.341 0.15
5 37.169 5.61 2.00100 29.1
6 55.239 (可変)
7 22.578 3.84 1.85150 40.8
8 -4398.814 3.78
9 -49.047 3.04 1.76182 26.5
10 19.940 0.38
11 38.988 1.70 1.77250 49.6
12 -50.780 1.49
13(絞り) ∞ (可変)
14 ∞ 8.31
15 -60.430 2.44 1.53775 74.7
16 -28.373 (可変)
17* 27.547 3.42 1.53110 55.9
18* 19.381 (可変)
19 -476.759 2.53 1.98612 16.5
20 -139.384 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.73506e-005 A 6=-5.81504e-008 A 8= 2.33643e-010
A10=-4.73065e-013 A12= 3.72284e-016

第4面
K = 2.78976e+002 A 4= 1.77155e-005 A 6=-5.73090e-008 A 8= 2.47146e-010
A10=-5.30598e-013 A12= 4.44306e-016

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.15240e-004 A 6= 1.08980e-007 A 8= 1.09284e-009
A10=-9.51817e-012 A12= 2.49887e-014

第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.42130e-004 A 6= 2.49994e-007 A 8= 5.94173e-011
A10=-4.17813e-012 A12= 1.06545e-014

各種データ
ズーム比 2.07
広角 中間 望遠
焦点距離 26.52 40.09 55.00
Fナンバー 4.63 5.88 6.49
半画角(°) 34.19 26.40 20.54
像高 18.02 19.90 20.61
レンズ全長 130.02 109.61 101.49
BF 11.57 11.28 11.00

d 6 47.80 18.28 1.05
d13 12.86 15.19 14.62
d16 4.53 2.19 2.76
d18 2.50 11.89 21.29
d20 11.57 11.28 11.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -66.85
2 7 42.89
3 14 96.88
4 17 -144.01
5 19 199.00

[数値実施例5]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 80.208 1.40 1.63854 55.4
2 19.361 14.61
3* -164.348 2.80 1.53110 55.9
4* 253.136 0.15
5 38.801 2.51 1.92286 20.9
6 55.307 (可変)
7 21.105 4.44 1.91082 35.3
8 -157.113 0.10
9 -95.832 4.01 1.85451 25.2
10 15.464 0.27
11 20.249 2.55 1.63930 44.9
12 -54.619 1.98
13(絞り) ∞ (可変)
14 -20.018 0.80 1.83481 42.7
15 -24.304 (可変)
16 ∞ 5.38
17 -79.509 2.82 1.49700 81.5
18 -23.407 (可変)
19* 106.844 3.57 1.53110 55.9
20* 35.485 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.19088e-006 A 6=-4.23962e-008 A 8= 4.87158e-011
A10= 2.63400e-013 A12=-6.28278e-016

第4面
K =-1.79037e+002 A 4= 6.17666e-006 A 6=-5.09905e-008 A 8= 3.25197e-011
A10= 3.67841e-013 A12=-9.82139e-016

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.33629e-004 A 6= 9.73781e-008 A 8= 1.70352e-009
A10=-1.81236e-011 A12= 4.81540e-014

第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.31273e-004 A 6= 3.10386e-007 A 8= 7.12932e-012
A10=-5.06314e-012 A12= 1.39234e-014

各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 20.61 33.70 48.50
Fナンバー 4.63 5.88 6.49
半画角(°) 41.17 30.56 23.03
像高 18.02 19.90 20.61
レンズ全長 120.00 104.38 100.66
BF 10.49 20.91 31.34

d 6 41.21 15.16 1.01
d13 4.86 6.13 7.40
d15 6.56 8.20 6.82
d18 9.48 6.58 6.69
d20 10.49 20.91 31.34

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -45.32
2 7 32.92
3 14 -148.57
4 16 65.65
5 19 -101.81

[数値実施例6]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 91.050 1.40 1.63854 55.4
2 22.276 17.49
3* -59.262 2.80 1.53110 55.9
4* -858.745 0.15
5 46.234 3.30 1.92286 20.9
6 79.048 (可変)
7 21.043 4.64 1.80400 46.5
8 172.624 2.15
9 -5060.863 4.00 1.73037 32.2
10 13.782 0.37
11 17.389 4.12 1.75500 52.3
12 -278.333 1.71
13(絞り) ∞ (可変)
14* -66.256 1.20 1.82165 24.0
15 -282.440 3.65
16 ∞ (可変)
17 -129.496 4.64 1.59522 67.7
18 -13.532 1.00 1.72916 54.7
19 -22.824 (可変)
20* 110.948 2.98 1.53110 55.9
21* 29.174 (可変)
22 154.476 2.41 1.98612 16.5
23 -14900.415 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.47198e-005 A 6=-8.08847e-008 A 8= 1.65476e-010
A10=-1.37297e-013 A12= 3.16753e-017

第4面
K =-8.61713e+003 A 4= 1.91654e-005 A 6=-6.74993e-008 A 8= 7.58767e-011
A10= 1.07307e-013 A12=-2.66741e-016

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.45333e-006 A 6= 1.17313e-007 A 8=-6.37183e-012
A10= 2.95045e-011 A12= 0.00000e+000

第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.23685e-004 A 6= 4.03138e-007 A 8= 6.98371e-010
A10=-1.74137e-011 A12= 5.43473e-014

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.34776e-004 A 6= 5.78897e-007 A 8=-1.36238e-009
A10=-2.66916e-012 A12= 1.50537e-014

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 20.61 39.47 58.50
Fナンバー 4.64 5.88 6.49
半画角(°) 41.17 26.75 19.41
像高 18.02 19.90 20.61
レンズ全長 135.00 120.11 125.50
BF 10.49 11.09 11.70

d 6 46.04 13.39 1.02
d13 2.30 4.06 5.83
d16 7.15 9.97 10.76
d19 9.71 5.12 2.57
d21 1.30 18.46 35.61
d23 10.49 11.09 11.70

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -47.50
2 7 34.88
3 14 -105.62
4 17 55.50
5 20 -75.48
6 22 155.06

各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
Figure 2023099393000002
[撮像装置]
次に、本発明のズームレンズL0を撮像光学系として用いたデジタルカメラ(撮像装置)の実施例について、図13を用いて説明する。図13は、本実施例の撮像装置(デジタルスチルカメラ)10の概略図である。撮像装置10は、カメラ本体13と、上述した実施例1乃至6のいずれかと同様であるズームレンズ11と、カメラ本体13に内蔵され、ズームレンズ11によって形成される光学像を光電変換する受光素子(撮像素子)12を備える。カメラ本体13はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
本実施例の撮像装置10は、小型かつ良好な光学特性を有するズームレンズ11を有するため、高品位な画像を得ることができる。
なお、受光素子12としては、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子を用いることができる。このとき、受光素子12により取得された画像の歪曲収差や色収差等の諸収差を電気的に補正することにより、出力画像を高画質化することもできる。
なお、上述した各実施例のズームレンズL0は、図13に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。
[撮像システム]
なお、各実施例のズームレンズL0と、ズームレンズL0を制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングやフォーカシング、像ぶれ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するようズームレンズL0を制御することができる。このとき、制御部がズームレンズL0と一体的に構成されている必要はなく、制御部をズームレンズL0とは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズL0の各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、ズームレンズL0を制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、ズームレンズL0を遠隔操作することができる。
また、ズームレンズL0を遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じてズームレンズL0を制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設けてもよい。この場合、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズL0の倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したらズームレンズL0の倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズL0の駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
また、撮像システムは、ズームレンズL0のズームに関する情報(移動状態)を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。ズームレンズL0のズームに関する情報とは、例えばズーム倍率(ズーム状態)や各レンズ群の移動量(移動状態)である。この場合、表示部に示されるズームレンズL0のズームに関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーがズームレンズL0を遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
L0 ズームレンズ
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
LR 後群
LP フォーカスレンズ群

Claims (30)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、1つ以上のレンズ群を含む後群からなり、ズーミングに際して隣接するレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記後群は、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して像側から物体側へ移動する正の屈折力のフォーカスレンズ群を含み、
    前記フォーカスレンズ群の焦点距離をfLP、前記第1レンズ群の焦点距離をfL1、前記第2レンズ群の焦点距離をfL2とするとき、
    1.20<fLP/fL2<3.20
    -3.00<fL1/fL2<-0.85
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 広角端における開口絞りから像面までの光軸上の距離をDSPw、広角端における前記ズームレンズのレンズ全長をTLwとするとき、
    0.25<DSPw/TLw<0.53
    なる条件式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。
  3. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第1負レンズの屈折率をndG1するとき、
    1.40<ndG1<1.69
    なる条件式を満足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。
  4. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第1負レンズのアッベ数をνdG1とするとき、
    45<νdG1<95
    なる条件式を満足す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。
  5. 前記フォーカスレンズ群に含まれる正レンズのうち、屈折力の値が最も大きい正レンズの屈折率をndLPPをとするとき、
    1.40<ndLPP<1.65
    なる条件式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。
  6. 前記フォーカスレンズ群に含まれる正レンズのうち、屈折力の値が最も大きい正レンズのアッベ数をνdLPPとするとき、
    45<νdLPP<95
    なる条件式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。
  7. 前記第1レンズ群に含まれる正レンズのうち、屈折力の値が最も大きい正レンズの屈折率をndL1Pとするとき、
    1.60<ndL1P<2.10
    なる条件式を満足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。
  8. 前記第1レンズ群に含まれる正レンズのうち、屈折力の値が最も大きい正レンズのアッベ数をνdL1Pとするとき、
    15<νdL1P<45
    なる条件式を満足する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。
  9. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第1負レンズと前記第2負レンズは、光軸上において空気間隔を有する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。
  10. 無限遠に合焦した状態における、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記フォーカスレンズ群の移動量をMLP、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第2レンズ群の移動量をML2とするとき、
    0.50<MLP/ML2<1.50
    なる条件式を満足す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。
  11. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第1負レンズの焦点距離をfG1、前記第2負レンズの焦点距離をfG2とするとき、
    0<fG1/fG2<0.42
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  12. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第1負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をG1R2、前記第1負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をG1R1とするとき、
    -3.00<(G1R2+G1R1)/(G1R2-G1R1)<-0.10
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズ、正レンズから成ることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  14. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第2負レンズは、樹脂材料よりなることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  15. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第1負レンズ、第2負レンズを含み、
    前記第2負レンズの物体側および像側のレンズ面の少なくとも一方は、非球面形状を有することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  16. 前記第2レンズ群は、開口絞りを含み、
    前記開口絞りは、前記第2レンズ群の最も像側に配置されていることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  17. 前記第2レンズ群は、3枚以下のレンズで構成されることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  18. 前記フォーカスレンズ群は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の1つの正レンズ要素からなることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  19. 前記第2レンズ群は、像ぶれ補正に際し、光軸に対して垂直な成分を含む方向に移動することを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  20. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群からなることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  21. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群からなることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  22. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群からなることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  23. 前記後群は、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、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群からなることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  24. 前記後群は、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、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、正の屈折力の第6レンズ群からなることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  25. 請求項1から24のいずれか一項に記載のズームレンズと、該ズームレンズよって形成される像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
  26. 広角端における前記撮像素子の有効像円径が、望遠端における有効像円径よりも小さいことを特徴とする請求項25に記載の撮像装置。
  27. 請求項1から24のいずれか一項に記載のズームレンズと、ズーミングに際して前記ズームレンズを制御する制御部とを有することを特徴とする撮像システム。
  28. 前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項27に記載の撮像システム。
  29. 前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを操作するための操作部を有することを特徴とする請求項27または28に記載の撮像システム。
  30. 前記ズームレンズのズームに関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項27から29のいずれか一項に記載の撮像システム。
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JPH0415610A (ja) * 1990-05-09 1992-01-21 Olympus Optical Co Ltd 変倍レンズ
JP4992102B2 (ja) * 2005-01-21 2012-08-08 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 変倍光学系及び撮像装置
JP5289922B2 (ja) * 2008-12-12 2013-09-11 オリンパス株式会社 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
US11543637B2 (en) * 2017-04-05 2023-01-03 Nikon Corporation Variable magnification optical system, optical apparatus, and method for producing variable magnification optical system
JP6797768B2 (ja) 2017-08-24 2020-12-09 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP2021179531A (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置

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