JP2024096397A - ズームレンズ、およびそれを有する撮像装置、撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で広画角なズームレンズ、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供すること。
【解決手段】ズームレンズは、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ｎ－１レンズ群、正の屈折力の第ｎレンズ群を有し、ズーミングに際して第ｎ－１レンズ群および第ｎレンズ群が移動するズームレンズであって、第ｎレンズ群は最も像側に配置され、第ｎ－１レンズ群は第ｎレンズ群の物体側に隣接して配置され、開口絞りは第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第２レンズ群の最も像側のレンズ面との間に配置され、第ｎレンズ群の焦点距離、第ｎ－１レンズ群の焦点距離、広角端における最も像側のレンズ面から近軸像面位置までの光軸上の距離、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第ｎレンズ群および第ｎ－１レンズ群の移動量を各々適切に設定すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズに関し、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、監視用カメラ等に好適なものである。

近年、撮像装置に用いられるズームレンズは、撮像装置の高機能化に伴い、全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で広画角であることが求められている。小型で、広角化が比較的容易なズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズとして、特許文献１には、物体側より像側へ順に配置された、負、正、負、正の屈折力の第１乃至第４レンズ群よりなるズームレンズが開示されている。また、特許文献２には、物体側より像側へ順に配置された、負、正、正、負、正の屈折力の第１乃至第５レンズ群よりなるズームレンズが開示されている。

特開２０１５－３４８９２号公報 特開２０１９－８０３１号公報

ネガティブリード型のズームレンズは、レンズ構成が非対称となるため、諸収差の補正が難しく、小型化を図りつつ高い光学性能を得ることが難しい。例えば、ネガティブリード型のズームレンズにおいて広画角化を図るには、負の屈折力の第１レンズ群のパワーを強くする必要がある。この場合、樽型の歪曲が大きく発生してしまう。小型化と広画角化を図りつつ、全ズーム範囲で高い光学性能を得るためには、像面近傍に配置されるレンズ群の屈折力や配置位置を適切に設定することが重要となる。

本発明は、全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で広画角なズームレンズ、およびそれを有する撮像装置、撮像システム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ｎ－１レンズ群、正の屈折力の第ｎレンズ群を有し、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、ズーミングに際して第ｎ－１レンズ群、および第ｎレンズ群が移動するズームレンズであって、第ｎレンズ群は、最も像側に配置され、第ｎ－１レンズ群は、第ｎレンズ群の物体側に隣接して配置され、第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有し、開口絞りは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第２レンズ群の最も像側のレンズ面との間に配置され、第ｎレンズ群の焦点距離をｆｎ、第ｎ－１レンズ群の焦点距離をｆｎ１、広角端における最も像側のレンズ面から近軸像面位置までの光軸上の距離をｂｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第ｎレンズ群の移動量をＭｎ、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第ｎ－１レンズ群の移動量をＭｎ１とし、レンズ群の物体側への移動方向を正方向とするとき、
－０．５０＜ｆｎ１／ｆｎ＜－０．２０
４．００＜ｆｎ／ｂｆｗ＜８．００
０．２０＜Ｍｎ／Ｍｎ１＜０．６０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。

本発明によれば、全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で広画角なズームレンズ、およ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のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例１の広角端、中間ズーム位置、および望遠端における収差図である。 実施例２のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例２の広角端、中間ズーム位置、および望遠端における収差図である。 実施例３のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例３の広角端、中間ズーム位置、および望遠端における収差図である。 実施例４のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例４の広角端、中間ズーム位置、および望遠端における収差図である。 撮像装置の概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１，３，５，７はそれぞれ、実施例１乃至４のズームレンズの広角端における断面図である。各実施例のズームレンズは、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に用いられる。

各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。本願明細書においてレンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動又は静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例のズームレンズでは、ズーミングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。各断面図に示した矢印はズーミングに際してのレンズ群の移動方向を表している。なお、レンズ群は１枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。

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、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ｎ－１レンズ群、正の屈折力の第ｎレンズ群を有する。第ｎレンズ群は、最も像側に配置され、第ｎ－１レンズ群は、第ｎレンズ群に隣接する。開口絞りは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第２レンズ群の最も像側のレンズ面との間に配置される。ズーミングに際して少なくとも第ｎ－１レンズ群、および第ｎレンズ群は移動する。

各断面図において、Ｌｉ（ｉは自然数）はズームレンズに含まれるレンズ群のうち物体側から数えてｉ番目のレンズ群を表している。

また、ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、各実施例のズームレンズ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。

図２（Ａ），４（Ａ）,６（Ａ），８（Ａ）はそれぞれ、実施例１乃至４のズームレンズの広角端における収差図である。図２（Ｂ），４（Ｂ）,６（Ｂ），８（Ｂ）はそれぞれ、実施例１乃至４のズームレンズの中間ズーム位置における収差図である。図２（Ｃ），４（Ｃ）,６（Ｃ），８（Ｃ）はそれぞれ、実施例１乃至４のズームレンズの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（°）である。

次に、各実施例のズームレンズ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は、第ｎレンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎ、第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の焦点距離をｆｎ１とするとき、以下の条件式（１）を満足する。

－０．５０＜ｆｎ１／ｆｎ＜－０．２０ （１）
条件式（１）は、像面湾曲等の軸外収差補正とズームレンズの小型化を両立させるために、第ｎレンズ群の焦点距離と第ｎ－１レンズ群の焦点距離との比を規定している。条件式（１）の上限値を上回って第ｎ－１レンズ群の焦点距離が短くなると、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。件式（１）の下限値を下回って第ｎ－１レンズ群の焦点距離が長くなると、前玉から入射瞳位置までの距離が長くなりすぎる。その場合、広角端における像周辺部の光量を十分に確保するためには前玉径が大きくなりすぎるため、好ましくない。

また、各実施例のズームレンズは、広角端における最も像側のレンズ面から近軸像面位置までの光軸上の距離をｂｆｗとするとき、以下の条件式（２）を満足する。

４．００＜ｆｎ／ｂｆｗ＜８．００ （２）
条件式（２）は、像面湾曲等の軸外収差補正とズームレンズの全長の短縮化を両立させるために、第ｎレンズ群の焦点距離と広角端における最も像側のレンズ面から像面までの距離との比を規定している。条件式（２）の上限値を上回って第ｎレンズ群の焦点距離が長くなると、ズームレンズの全長の短縮化や第ｎレンズ群の物体側に配置されるレンズの径の小型化が困難となるため、好ましくない。条件式（２）の下限値を下回って第ｎレンズ群の焦点距離が短くなると、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。

また、各実施例のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第ｎレンズ群Ｌｎの移動量をＭｎ、第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の移動量をＭｎ１とするとき、以下の条件式（３）を満足する。なお、レンズ群の物体側への移動方向を正方向とする。

０．２０＜Ｍｎ／Ｍｎ１＜０．６０ （３）
条件式（３）は、コマ収差や像面湾曲等の軸外収差を良好に補正しつつ十分な変倍比を得るために、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第ｎレンズ群Ｌｎおよび第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の移動量の比を規定している。条件式（３）の上限値を上回って第ｎレンズ群Ｌｎの移動量が第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の移動量に対して大きくなると、望遠端におけるコマ収差や像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。条件式（３）の下限値を下回って第ｎレンズ群Ｌｎの移動量が第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の移動量に対して小さくなると、十分な変倍比を得ることが困難となるため、好ましくない。

上述した構成を有することで、全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で広画角なズームレンズを実現することが可能となる。

なお、条件式（１）乃至（３）の数値範囲を以下の条件式（１ａ）乃至（３ａ）の数値範囲とすることが好ましい。

－０．４５＜ｆｎ１／ｆｎ＜－０．２３ （１ａ）
４．３０＜ｆｎ／ｂｆｗ＜７．００ （２ａ）
０．２６＜Ｍｎ／Ｍｎ１＜０．５８ （３ａ）
また、条件式（２）乃至（３）の数値範囲を以下の条件式（１ｂ）乃至（３ｂ）の数値範囲とすることがさら好ましい。

－０．４０＜ｆｎ１／ｆｎ＜－０．２６ （１ｂ）
４．６０＜ｆｎ／ｂｆｗ＜６．５０ （２ｂ）
０．３２＜Ｍｎ／Ｍｎ１＜０．５６ （３ｂ）
各実施例のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とするとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。

０．８０＜ｆｎ１／ｆ１＜１．５０ （４）
条件式（４）は、ズームレンズの小型化および広画角化を実現しつつ、広角端における軸外収差を良好に補正するために、第１レンズ群Ｌ１および第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の焦点距離の比を規定している。条件式（４）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなると、広角端におけるコマ収差や像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。条件式（４）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなると、広角端における像周辺部の光量を十分に確保するために前玉径が大きくなりすぎるため、好ましくない。

各実施例のズームレンズは、広角端における第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｂｆｗｎ－１とするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。

－１．３０＜ｆｎ１／ｂｆｗｎ－１＜－０．８０ （５）
条件式（５）は、広角端における像側のテレセントリック性を確保しつつ、ズームレンズの小型化と軸外収差の良好な補正を両立するために、第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の、焦点距離と最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離との比を規定している。条件式（５）の上限値を上回って第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の焦点距離が短くなると、広角端における像側のテレセントリック性を確保しつつコマ収差や像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。条件式（５）の下限値を下回って第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の焦点距離が長くなると、ズームレンズの小型化が困難となるため、好ましくない。

各実施例のズームレンズは、広角端における最も物体側のレンズ面から開口絞りまでの光軸上の距離をＬＤｗｆｓ、広角端における開口絞りから像面までの距離をＬＤｗｓｉとするとき、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。

０．５０＜ＬＤｗｆｓ／ＬＤｗｓｉ＜１．００ （６）
条件式（６）は、レンズ径の小型化のために、開口絞りの位置を規定している。条件式（６）の上限値を上回って開口絞りから最も物体側のレンズ面までの距離が長くなると、広角端における像周辺部の光量を十分に確保するために前玉径が大きくなりすぎるため、好ましくない。条件式（６）の下限値を下回って開口絞りから像面までの距離が長くなると、広角端における像周辺部の光量を十分に確保するために後ろ玉径が大きくなりすぎるため、好ましくない。

各実施例のズームレンズは、第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の物体側に隣接する群の焦点距離をｆｎ２とするとき、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。

－１．４０＜ｆｎ２／ｆｎ１＜－０．７０ （７）
条件式（７）は、開口絞り近傍のレンズ径の小型化のために、第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１の焦点距離と第ｎ－２レンズ群Ｌｎ－２の焦点距離との比を規定している。条件式（７）の上限値を上回って第ｎ－２レンズ群Ｌｎ－２の焦点距離が短くなると、球面収差やコマ収差の補正を全ズーム範囲にて行うことが困難となるため、好ましくない。条件式（７）の下限値を下回って第ｎ－２レンズ群Ｌｎ－２の焦点距離が長くなると、開口絞り近傍のレンズ径の小型化が困難となるため、好ましくない。

各実施例のズームレンズは、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとするとき、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。

－１．６０＜ｆ１／ｆｗ＜－１．００ （８）
条件式（８）は、ズームレンズの小型化および広画角化を実現しつつ、広角端における軸外収差を良好に補正するために、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と広角端におけるズームレンズの焦点距離との比を規定している。条件式（８）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が広角端のズームレンズの焦点距離に対して短くなると、広角端におけるコマ収差や像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。条件式（８）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が広角端におけるズームレンズの焦点距離に対して長くなると、広角端における像周辺部の光量を十分に確保するために前玉径が大きくなりすぎるため、好ましくない。

各実施例のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されるレンズの焦点距離をｆ１１とするとき、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。

１．５０＜ｆ１１／ｆ１＜３．００ （９）
条件式（９）は、ズームレンズの小型化および広画角化を実現しつつ、広角端における軸外収差を良好に補正するために、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されるレンズの焦点距離との比を規定している。条件式（９）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されるレンズの焦点距離が長くなると、広角端における像周辺部の光量を十分に確保するために第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されるレンズの径が大きくなりすぎるため、好ましくない。条件式（９）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されるレンズの焦点距離が短くなると、広角端における像面湾曲や歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。

なお、条件式（４）乃至（９）の数値範囲を以下の条件式（４ａ）乃至（９ａ）の数値範囲とすることが好ましい。

０．９０＜ｆｎ１／ｆ１＜１．４７ （４ａ）
－１．２５＜ｆｎ１／ｂｆｗｎ－１＜－０．８６ （５ａ）
０．５７＜ＬＤｗｆｓ／ＬＤｗｓｉ＜０．９３ （６ａ）
－１．３０＜ｆｎ２／ｆｎ１＜－０．７３ （７ａ）
－１．５５＜ｆ１／ｆｗ＜－１．０６ （８ａ）
１．７０＜ｆ１１／ｆ１＜２．７５ （９ａ）
また、条件式（４）乃至（９）の数値範囲を以下の条件式（４ｂ）乃至（９ｂ）の数値範囲とすることがさら好ましい。

１．００＜ｆｎ１／ｆ１＜１．４３ （４ｂ）
－１．２０＜ｆｎ１／ｂｆｗｎ－１＜－０．９２ （５ｂ）
０．６４＜ＬＤｗｆｓ／ＬＤｗｓｉ＜０．８５ （６ｂ）
－１．２０＜ｆｎ２／ｆｎ１＜－０．７６ （７ｂ）
－１．５０＜ｆ１／ｆｗ＜－１．１２ （８ｂ）
１．９０＜ｆ１１／ｆ１＜２．５０ （９ｂ）
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、負の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、負の屈折力の第３レンズ、正の屈折力の第４レンズからなることが好ましい。複数の負レンズを配置することで、各負レンズの屈折力を適切に分散させることができるため、広角端におけるコマ収差、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。

また、実施例１乃至３のように、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズと正の屈折力の第３レンズの接合レンズからなることが好ましい。また、実施例４のように、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズと正の屈折力の第３レンズの接合レンズ、正の屈折力の第４レンズからなることが好ましい。このような構成により、全ズーム範囲において球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。

また、第ｎ－１レンズ群Ｌｎ－１は、２枚以下の負レンズからなることが好ましい。このような構成により、全ズーム範囲においてコマ収差や像面湾曲を良好に補正することができる。

また、第ｎレンズ群Ｌｎは、１枚の正の屈折力のレンズからなることが好ましい。このような構成により、小型でありながら、全ズーム範囲において像側のテレセントリック性を良好に確保することができる。

次に、各実施例のズームレンズについて詳細に述べる。

実施例１のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、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からなる５群ズームレンズである。開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２内に配置される。

実施例２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Ｌ１、正の屈折力の第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からなる６群ズームレンズである。開口絞りＳＰは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置される。

実施例３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Ｌ１、正の屈折力の第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からなる５群ズームレンズである。開口絞りＳＰは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置される。

実施例４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Ｌ１、正の屈折力の第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からなる４群ズームレンズである。開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２内に配置される。

実施例１乃至４では、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は像側に凸の軌跡を描くように移動する。具体的には、第１レンズ群Ｌ１は、像側に移動した後、物体側に移動する。このように移動することで、十分な変倍比を確保しつつ、中間ズーム領域の像面湾曲を良好に補正することができる。また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は開口絞りＳＰと一体で物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｌ４は物体側に移動する。

実施例１乃至３では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第５レンズ群Ｌ５は物体側に移動する。実施例２では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第６レンズ群Ｌ６は物体側に移動する。

実施例１では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、図１の点線の矢印に示されるように、第３レンズ群Ｌ３を前方へ繰り出すことで行う。実施例２では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、図３の点線の矢印に示されるように、第４レンズ群Ｌ４を前方へ繰り出すことで行う。実施例３では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、図５の点線の矢印に示されるように、第３レンズ群Ｌ３の一部を前方へ繰り出すことで行う。実施例４では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、図７の点線の矢印に示されるように、第２レンズ群Ｌ２の一部を前方へ繰り出すことで行う。

以下に、実施例１乃至４にそれぞれ対応する数値実施例１乃至４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（度）は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「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を各次数の非球面係数とするとき、
Ｘ＝（ｈ²／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）²｝^1/2 ＋Ａ４×ｈ⁴＋Ａ６×ｈ⁶＋Ａ８×ｈ⁸＋Ａ１０×ｈ¹⁰
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 45.834 1.70 1.60311 60.6
2 16.312 3.91
3* 29.906 2.00 1.53110 55.9
4* 14.939 8.54
5 -168.841 1.50 1.49700 81.5
6 19.984 2.16
7 22.940 3.28 1.72047 34.7
8 68.566 (可変)
9 27.988 2.00 1.91082 35.3
10 101.185 3.32
11(絞り) ∞ 1.00
12 28.303 1.10 1.85026 32.3
13 10.418 4.66 1.48749 70.2
14 -53.373 (可変)
15 30.850 6.50 1.48749 70.2
16 -17.744 (可変)
17 -49.984 1.20 1.83481 42.7
18 40.590 2.60
19* -109.881 1.50 1.53110 55.9
20* -258.089 (可変)
21 79.577 4.92 1.49700 81.5
22 -98.520 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.36686e-004 A 6=-9.36712e-007
A 8= 5.46779e-009 A10=-2.19182e-011 A12= 4.70614e-014
A14=-4.08928e-017

第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.50400e-004 A 6=-1.12618e-006
A 8= 6.22546e-009 A10=-2.84544e-011 A12= 3.02968e-014

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.53736e-004 A 6= 7.11077e-007
A 8=-4.77310e-009 A10= 1.17652e-011

第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.44793e-005 A 6= 8.13825e-007
A 8=-2.48598e-009 A10= 8.88608e-012

各種データ
ズーム比 1.79
広角 中間 望遠
焦点距離 16.48 22.05 29.50
Fナンバー 4.12 4.79 5.61
半画角（度） 55.80 44.90 35.80
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 100.88 99.27 100.51
BF 14.00 16.25 19.80

d 8 16.88 8.41 1.50
d14 7.77 7.16 6.16
d16 3.16 3.78 4.78
d20 7.17 11.77 16.38
d22 14.00 16.25 19.80

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -20.13
2 9 36.01
3 15 24.17
4 17 -24.70
5 21 89.39

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -42.92
2 3 -58.94
3 5 -35.86
4 7 46.45
5 9 41.93
6 12 -19.95
7 13 18.32
8 15 24.17
9 17 -26.67
10 19 -361.55
11 21 89.39

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 46.467 1.50 1.60311 60.6
2 17.216 3.00
3* 18.369 1.80 1.58313 59.4
4* 10.817 8.72
5 815.959 1.30 1.49700 81.5
6 18.205 1.81
7 20.515 4.24 1.72047 34.7
8 63.312 (可変)
9(絞り) ∞ 0.30
10 21.271 1.91 1.91082 35.3
11 106.046 0.20
12 34.731 1.10 1.91082 35.3
13 9.656 3.28 1.48749 70.2
14 -81.148 (可変)
15 -51.179 1.00 2.45820 43.8
16 -72.593 (可変)
17 27.274 1.30 1.54628 42.9
18 14.936 8.49 1.48749 70.2
19 -16.607 (可変)
20* -18.350 1.40 1.85400 40.4
21* -112.273 (可変)
22 49.800 4.80 1.59282 68.6
23 -585.286 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.89421e-005 A 6=-2.19943e-007
A 8= 1.91474e-010 A10= 4.46130e-013 A12=-2.49243e-015

第4面
K =-5.13629e-001 A 4= 2.30727e-005 A 6=-1.91602e-007
A 8=-2.36992e-009 A10= 1.17112e-011 A12=-3.54845e-014

第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.14106e-005 A 6=-1.11079e-007
A 8=-2.86339e-009 A10= 6.30218e-012

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.24674e-006 A 6= 2.90640e-008
A 8=-1.68972e-010 A10= 1.41164e-012

各種データ
ズーム比 1.79
広角 中間 望遠
焦点距離 16.48 22.05 29.50
Fナンバー 4.12 4.76 5.58
半画角（度） 55.20 45.10 36.40
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 97.90 95.92 97.50
BF 13.25 16.64 20.63

d 8 17.38 9.17 2.80
d14 4.73 4.29 3.50
d16 3.06 3.06 3.06
d19 9.68 10.11 10.90
d21 3.64 6.48 10.44
d23 13.25 16.64 20.63

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -21.86
2 9 40.64
3 15 -122.37
4 17 23.63
5 20 -25.86
6 22 77.64

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -46.24
2 3 -49.46
3 5 -37.49
4 7 40.44
5 10 28.90
6 12 -15.00
7 13 17.91
8 15 -122.37
9 17 -62.78
10 18 17.69
11 20 -25.86
12 22 77.64

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 50.451 1.50 1.71300 53.9
2 20.006 3.00
3* 23.181 1.80 1.58313 59.4
4* 10.975 10.47
5 -176.092 1.30 1.49700 81.5
6 28.416 0.20
7 23.951 5.00 1.72047 34.7
8 161.523 (可変)
9(絞り) ∞ 0.30
10 34.492 2.18 1.51742 52.4
11 -786.063 0.20
12 28.625 1.20 1.95375 32.3
13 11.013 4.79 1.58144 40.8
14 -117.410 (可変)
15 -24.537 1.00 1.72916 54.7
16 72.485 3.79 1.49700 81.5
17 -22.006 2.40
18 27.274 1.30 1.51742 52.4
19 14.600 8.50 1.49700 81.5
20 -21.740 (可変)
21* -23.675 1.40 1.85400 40.4
22* 172.434 (可変)
23 84.478 5.75 1.59282 68.6
24 -62.297 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.15568e-005 A 6=-1.69310e-007
A 8= 6.26704e-010 A10=-1.55731e-012 A12= 1.63967e-015

第4面
K =-5.13629e-001 A 4= 1.37630e-005 A 6=-1.99486e-007
A 8=-3.16951e-010 A10= 2.59034e-012 A12=-1.51843e-014

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.36973e-005 A 6=-8.28985e-009
A 8=-1.72974e-009 A10= 7.56727e-013

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.61980e-005 A 6= 1.36614e-007
A 8=-7.95104e-010 A10= 2.49773e-012

各種データ
ズーム比 1.79
広角 中間 望遠
焦点距離 16.48 22.05 29.50
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 55.20 45.00 36.20
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 110.07 105.92 108.00
BF 12.80 17.50 21.37

d 8 20.76 10.32 3.12
d14 2.54 2.19 1.65
d20 13.07 13.42 13.96
d22 4.80 6.41 11.82
d24 12.80 17.50 21.37

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -24.13
2 9 48.52
3 15 28.22
4 21 -24.30
5 23 61.38

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -47.47
2 3 -37.80
3 5 -49.13
4 7 38.45
5 10 63.92
6 12 -19.41
7 13 17.56
8 15 -25.03
9 16 34.43
10 18 -62.92
11 19 19.05
12 21 -24.30
13 23 61.38

［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 42.899 1.70 1.60311 60.6
2 16.486 3.48
3* 29.906 2.00 1.53110 55.9
4* 15.229 7.69
5 1201.766 1.50 1.49700 81.5
6 14.526 1.91
7 16.813 3.50 1.72047 34.7
8 35.622 (可変)
9 29.099 2.00 1.91082 35.3
10 67.009 2.51
11(絞り) ∞ 2.63
12 21.932 1.10 1.85026 32.3
13 10.165 4.49 1.48749 70.2
14 -58.666 7.16
15 35.589 6.45 1.48749 70.2
16 -17.143 (可変)
17 -34.675 1.20 1.83481 42.7
18 81.524 2.60
19* -109.881 1.50 1.53110 55.9
20* -258.089 (可変)
21 -155.132 6.00 1.49700 81.5
22 -33.886 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.36686e-004 A 6=-9.36712e-007
A 8= 5.46779e-009 A10=-2.19182e-011 A12= 4.70614e-014
A14=-4.08928e-017

第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.50400e-004 A 6=-1.12618e-006
A 8= 6.22546e-009 A10=-2.84544e-011 A12= 3.02968e-014

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.71744e-004 A 6= 5.08427e-007
A 8=-3.37254e-009 A10= 2.39721e-011

第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.54197e-005 A 6= 5.24837e-007
A 8= 4.24234e-010 A10= 1.41039e-012

各種データ
ズーム比 1.79
広角 中間 望遠
焦点距離 16.48 22.03 29.50
Fナンバー 4.12 4.78 5.70
半画角（度） 55.90 45.00 36.00
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 100.00 99.71 104.31
BF 14.62 18.14 20.32

d 8 15.88 8.01 2.35
d16 3.90 4.51 5.33
d20 6.18 9.63 16.88
d22 14.62 18.14 20.32

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -18.82
2 9 20.79
3 17 -26.69
4 21 85.83

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -45.50
2 3 -61.33
3 5 -29.60
4 7 41.00
5 9 55.09
6 12 -23.28
7 13 18.16
8 15 24.72
9 17 -29.01
10 19 -361.55
11 21 85.83

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。

［撮像装置］
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図９を用いて説明する。図９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０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。

このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。
［撮像システム］
なお、各実施例のズームレンズと、ズームレンズ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、像ブレ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とは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズ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、ズームレンズを遠隔操作することができる。

また、ズームレンズ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、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズ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の倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズ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。

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
ＳＰ 開口絞り

Claims (12)

1. 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ｎ－１レンズ群、正の屈折力の第ｎレンズ群を有し、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、ズーミングに際して前記第ｎ－１レンズ群、および前記第ｎレンズ群が移動するズームレンズであって、
   前記第ｎレンズ群は、最も像側に配置され、
   前記第ｎ－１レンズ群は、前記第ｎレンズ群の物体側に隣接して配置され、
   前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有し、
   開口絞りは、前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面との間に配置され、
   前記第ｎレンズ群の焦点距離をｆｎ、前記第ｎ－１レンズ群の焦点距離をｆｎ１、広角端における最も像側のレンズ面から近軸像面位置までの光軸上の距離をｂｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第ｎレンズ群の移動量をＭｎ、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第ｎ－１レンズ群の移動量をＭｎ１とし、レンズ群の物体側への移動方向を正方向とするとき、
   －０．５０＜ｆｎ１／ｆｎ＜－０．２０
   ４．００＜ｆｎ／ｂｆｗ＜８．００
   ０．２０＜Ｍｎ／Ｍｎ１＜０．６０
   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. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   ０.８０＜ｆｎ１／ｆ１＜１．５０
   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. 広角端における前記第ｎ－１レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｂｆｗｎ－１とするとき、
   －１．３０＜ｆｎ１／ｂｆｗｎ－１＜－０．８０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 広角端における最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの光軸上の距離をＬＤｗｆｓ、広角端における前記開口絞りから像面までの距離をＬＤｗｓｉとするとき、
   ０．５０＜ＬＤｗｆｓ／ＬＤｗｓｉ＜１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のズームレンズ。
5. 前記第ｎ－１レンズ群の物体側に隣接して配置された第ｎ－２レンズ群を更に有し、
   前記第ｎ－２レンズ群の焦点距離をｆｎ２とするとき、
   －１．４０＜ｆｎ２／ｆｎ１＜－０．７０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のズームレンズ。
6. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとするとき、
   －１．６０＜ｆ１／ｆｗ＜－１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のズームレンズ。
7. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は、像側に移動した後、物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のズームレンズ。
8. 物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、前記第ｎ－１レンズ群としての第４レンズ群、前記第ｎレンズ群としての第５レンズ群からなり、
   前記開口絞りは、前記第２レンズ群内に配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のズームレンズ。
9. 物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第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、前記第ｎ－１レンズ群としての第５レンズ群、前記第ｎレンズ群としての第６レンズ群からなり、
   前記開口絞りは、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のズームレンズ。
10. 物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、前記第ｎ－１レンズ群としての第４レンズ群、前記第ｎレンズ群としての第５レンズ群からなり、
    前記開口絞りは、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のズームレンズ。
11. 物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第ｎ－１レンズ群としての第３レンズ群、前記第ｎレンズ群としての第４レンズ群からなり、
    前記開口絞りは、前記第２レンズ群内に配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のズームレンズ。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載のズームレンズと、
    該ズームレンズに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。