JP6150302B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にデジタルカメラやレンズ交換式デジタルカメラ等に好適なズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

変倍比が２．５〜３．０程度で、ズーム全域での開放Ｆ値がＦ２．８、もしくは、Ｆ４程度で一定である、いわゆるＦ値通しのズームレンズが知られている。

このようなズームレンズは、例えば、物体側から順に、正の屈折力を有し変倍時に固定された第１レンズ群、負の屈折力を有し強い変倍作用を有する第２レンズ群、それに加え、正の屈折力を有するレンズ群を含む１または２程度の変倍群、変倍時に固定された最終レンズ群の、４群もしくは５群で構成されている。

このような構成を持つズームレンズとしては、特許文献１〜５に記載のものが知られている。

特開２０１３−７８７８号公報 特開２０１２−５８６１９号公報 特開２０１２−９３５４８号公報 特開２０１１−９９９６４号公報 特開２０１３−１６０９９７号公報

上記のようなズームレンズにおいて、色収差補正は重要な課題の１つであり、従来、色収差補正のために、望遠端で最も太い光束が通過する第１レンズ群を構成する正レンズに低分散で、かつ、異常分散性の高い材料を用いる方法が知られている。しかし、第１レンズ群以降の第２レンズ群や、第３レンズ群等の可動群においても、色収差が発生しやすく、特に、変倍作用の強い第２レンズ群や、負の屈折力を有する変倍群で色収差が発生してしまうと、広角端と望遠端での色収差変動が大きくなってしまうという問題がある。

上記のようなズームレンズにおいて、第２レンズ群は、４〜５枚程度のレンズによって構成されている。比較的シンプルな構成例として、特許文献１では、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズの接合、負レンズの４枚で構成されている。従来、色収差を補正する方法として、接合レンズを適切に配置することが考えられ、この例においても、１組の接合レンズが使用されている。色収差を補正するために、負レンズにはアッベ数７０．３の材料、正レンズにはアッベ数２３．８の材料を使用し、２つのレンズのアッベ数差を大きくすることによって色消しを行っている。しかし、ここで負レンズに用いられている材料は、分散は低いが、異常分散性は高くなく、この場合、２次の色収差の発生を抑えることが難しい。

特許文献２では、第２レンズ群に配置された接合レンズを構成する負レンズに、ＯＨＡＲＡ社製のＳ−ＦＰＬ５１に相当する異常分散性が高い材料を用いた例が示されている。特許文献２では、第２レンズ群中にさらに、接合レンズをもう１組使用することで色収差補正を行っている。しかし、もう１つの可動群である第３レンズ群は、単レンズ２枚で構成されており、十分な色消しを実現することは難しい。

特許文献３でも、光ガラス社製のＪ−ＦＫＨ１に相当する異常分散性が高い材料を用いた例が示されている。特許文献３では、第２レンズ群には接合レンズが１組のみであるが、第１レンズに接合レンズが２組使用されており、大型化してしまっている。

特許文献４では、第２レンズ群に接合レンズを２組使用するとともに、もう１つの変倍群である第３レンズ群にも接合レンズを配置しており、変倍時の色収差の変動を抑えやすい構成となっているが、第２レンズ群には低分散で異常分散性の高いガラスは使用されておらず、十分な色収差補正を行うことが難しい。

特許文献５では、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群に各々接合レンズを有しており、変倍時の色収差の変動を抑えやすい構成となっているが、負レンズ群である第２レンズ群および第３レンズ群には、特許文献２や特許文献３で使用されているような、低分散、かつ、異常分散性の高い材料は用いられていない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、１次色収差および２次色収差を良好に抑え、高い光学性能を有するズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明のズームレンズは、全体として４つもしくは５つのレンズ群から実質的になり、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第ｍｐレンズ群を含む１つもしくは２つの中間レンズ群、全系の最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群から実質的になり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、第２レンズ群の最も物体側に配置され、正レンズと負レンズが物体側からこの順に接合された第Ａ接合レンズと、第Ａ接合レンズよりも像側、かつ、第ｍｐレンズ群よりも物体側に配置され、１枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になる第Ｂ接合レンズと、第ｍｐレンズ群中に配置され、１枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になる第Ｃ接合レンズとを有し、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするものである。
６０＜νｄＢｎ …（１）
０．００５５＜θｇＦＢｎ＋０．００１６２νｄＢｎ−０．６４１５＜０．０５０ …（２）
ただし、νｄＢｎ：第Ｂ接合レンズを構成する負レンズのアッベ数、θｇＦＢｎ：第Ｂ接合レンズを構成する負レンズの部分分散比とする。

なお、第ｍｐレンズ群は、レンズ群の一部（サブレンズ群）ではなく、１つの独立したレンズ群である。ここで、独立したレンズ群とは、変倍の際に隣り合うレンズ群の間隔が変化するレンズ群のことである。また、中間レンズ群が２つのレンズ群からなり、かつ、２つとも正の屈折力を有する場合には、どちらのレンズ群を第ｍｐレンズ群としてもよい。

本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群が変倍の際に像面に対して固定されていることが好ましい。

また、最終レンズ群が変倍の際に像面に対して固定されていることが好ましい。

また、第１レンズ群が少なくとも２枚の正レンズを有し、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
８０．５＜νｄ１ｐ …（３）
ただし、νｄ１ｐ：第１レンズ群に配置された正レンズの平均アッベ数とする。

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
５７＜νｄＣｐ …（４）
ただし、νｄＣｐ：第Ｃ接合レンズを構成する正レンズのアッベ数とする。

また、第ｍｐレンズ群全体のみ、もしくは、第ｍｐレンズ群を構成する一部のレンズのみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体から最至近物体への合焦が行われることが好ましく、第ｍｐレンズ群全体のみで合焦が行われるようにすればより好ましい。

また、第ｍｐレンズ群は、第Ｃ接合レンズと１枚の正レンズを有することが好ましい。

また、第１レンズ群は、下記条件式（５）を満足する負レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。
２８＜νｄ１ｎ＜４５ …（５）
ただし、νｄ１ｎ：第１レンズ群に配置された負レンズのアッベ数とする。

また、最終レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群、負の屈折力を有する中群、正の屈折力を有する後群から実質的になり、前群は、３枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になり、中群のみを光軸方向に対して垂直方向に移動させることにより、手ぶれ補正が行われることが好ましい。

このとき、中群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズから実質的になることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群、第ｍｐレンズ群、最終レンズ群の４つのレンズ群から実質的になるものとしてもよいし、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群、負の屈折力を有するレンズ群、第ｍｐレンズ群、最終レンズ群の５つのレンズ群から実質的になるものとしてもよい。

また、第２レンズ群は、２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有することが好ましい。

また、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズから実質的になることが好ましい。

また、第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
８３＜νｄ１ｍ …（６）
ただし、νｄ１ｍ：第１レンズ群に配置された正レンズの最大アッベ数とする。

また、第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、第１レンズ群の中で最大アッベ数の正レンズが単レンズであることが好ましい。

また、絞りが最終レンズ群の最も物体側に配置されていることが好ましい。

また、第Ａ接合レンズを構成する正レンズの中心厚が、第Ａ接合レンズを構成する負レンズの中心厚よりも大きいことが好ましい。

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたものである。

なお、上記「〜から実質的になる」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやマスクやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。

また、アッベ数はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準としたものであり、部分分散比θｇｆは下記式で表されるものである。
θｇｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、ｎｇ：ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)に対する屈折率、ｎＦ：Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)に対する屈折率、ｎＣ：Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)に対する屈折率とする。

また、上記のレンズの面形状や屈折力の符号は、非球面が含まれている場合は近軸領域で考えるものとする。

本発明のズームレンズは、全体として４つもしくは５つのレンズ群から実質的になり、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第ｍｐレンズ群を含む１つもしくは２つの中間レンズ群、全系の最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群から実質的になり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、第２レンズ群の最も物体側に配置され、正レンズと負レンズが物体側からこの順に接合された第Ａ接合レンズと、第Ａ接合レンズよりも像側、かつ、第ｍｐレンズ群よりも物体側に配置され、１枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になる第Ｂ接合レンズと、第ｍｐレンズ群中に配置され、１枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になる第Ｃ接合レンズとを有し、下記条件式（１）および（２）を満足するものとしたので、１次色収差および２次色収差を良好に抑え、高い光学性能を有するズームレンズとすることが可能となる。
６０＜νｄＢｎ …（１）
０．００５５＜θｇＦＢｎ＋０．００１６２νｄＢｎ−０．６４１５＜０．０５０ …（２）

また、本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えているため、１次色収差および２次色収差が少ない高画質の画像を取得することができる。

本発明の一実施形態にかかるズームレンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１０のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１のズームレンズの各収差図 本発明の実施例２のズームレンズの各収差図 本発明の実施例３のズームレンズの各収差図 本発明の実施例４のズームレンズの各収差図 本発明の実施例５のズームレンズの各収差図 本発明の実施例６のズームレンズの各収差図 本発明の実施例７のズームレンズの各収差図 本発明の実施例８のズームレンズの各収差図 本発明の実施例９のズームレンズの各収差図 本発明の実施例１０のズームレンズの各収差図 本発明の実施例１１のズームレンズの各収差図 本発明の実施例１のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例１のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例２のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例２のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例３のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例３のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例４のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例４のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例５のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例５のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例６のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例６のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例７のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例７のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例８のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例８のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例９のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例９のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例１０のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例１０のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の実施例１１のズームレンズの各横収差図 本発明の実施例１１のズームレンズの各横収差図（防振時） 本発明の一実施形態による撮像装置の前面側を示す斜視図 図４５の撮像装置の背面側を示す斜視図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。図１に示す構成例は、後述の実施例１のズームレンズの構成と共通である。図１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

図１に示すように、このズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３（本発明における第ｍｐレンズ群に相当）、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４（本発明における最終レンズ群に相当）からなり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うものである。

このズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図１では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側には、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２が物体側からこの順に接合された第Ａ接合レンズＣＡが配置され、その像側には負レンズＬ２３と正レンズＬ２４が物体側からこの順に接合された第Ｂ接合レンズＣＢが配置されている。このように、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に正レンズと負レンズが物体側からこの順に接合された第Ａ接合レンズＣＡを配置することで、軸上色収差の補正に有利となる。また、第Ａ接合レンズＣＡレンズよりも像側、かつ、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）よりも物体側に１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる第Ｂ接合レンズＣＢを配置することで、倍率色収差の２次色収差の補正に有利となる。

第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）中には、正レンズＬ３２と負レンズＬ３３が物体側からこの順に接合された第Ｃ接合レンズＣＣが配置されている。このように、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）中に１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる第Ｃ接合レンズＣＣを配置することで、ズーム時の色収差の変動を抑えることができる。

さらに、下記条件式（１）および（２）を満足するように構成されている。条件式（１）は第Ｂ接合レンズＣＢを構成する負レンズＬ２３のアッベ数に関するものであり、条件式（２）は第Ｂ接合レンズＣＢを構成する負レンズＬ２３の部分分散比に関するものである。条件式（１）が示す低分散性、および、条件式（２）が示す異常分散性を同時に満足することにより、ズーム全域にわたって、１次色収差（軸上色収差、倍率色収差）、２次色収差を良好にバランス良く補正することができる。

条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、第Ｂ接合レンズＣＢを構成する正レンズＬ２４とのアッベ数差を確保できるため、１次色収差の補正効果を十分に持たせることができる。また、第Ｂ接合レンズＣＢを構成する正レンズＬ２４に分散の大きな材料を選択する必要がなくなるため、２次色収差の補正に有利となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、負レンズＬ２３のレンズ面の曲率半径の絶対値を小さくしなくとも所望の屈折力を持たせることができるため、レンズ面で発生する諸収差を良好に抑えることができる。

条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、２次色収差の補正に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないような材料はある程度の屈折率を有するため、条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、負レンズＬ２３のレンズ面の曲率半径の絶対値を小さくしなくとも所望の屈折力を持たせることができるため、レンズ面で発生する諸収差を良好に抑えることができるとともに、広角端でのコマ収差の補正にも有利となる。

なお、下記条件式（１−１），（１−２），（１−３），（２−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
６０＜νｄＢｎ …（１）
６０＜νｄＢｎ＜１００ …（１−１）
６５＜νｄＢｎ …（１−２）
６５＜νｄＢｎ＜９０ …（１−３）
０．００５５＜θｇＦＢｎ＋０．００１６２νｄＢｎ−０．６４１５＜０．０５０ …（２）
０．０１０＜θｇＦＢｎ＋０．００１６２νｄＢｎ−０．６４１５＜０．０４５ …（２−１）
ただし、νｄＢｎ：第Ｂ接合レンズを構成する負レンズのアッベ数、θｇＦＢｎ：第Ｂ接合レンズを構成する負レンズの部分分散比とする。

本実施形態のズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１が変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されていることが好ましい。このように第１レンズ群Ｇ１を固定することによって、枠構成が簡略化される。第１レンズ群Ｇ１が望遠端において繰り出す構成と比較して、鏡枠等などのたわみ等によるレンズの偏芯の影響を小さくすることができたり、防塵・防滴構造を採用しやすくなったりするという利点がある。

また、第４レンズ群Ｇ４（最終レンズ群）が変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されていることが好ましい。このように、可動するレンズ群の数を少なくすることにより、偏芯の影響を受けにくくすることができる。また、変倍に伴うＦ値の変動を小さくすることができ、Ｆ値一定のズームレンズを構成するのに有利となる。

また、第１レンズ群Ｇ１が少なくとも２枚の正レンズを有し、下記条件式（３）を満足することが好ましい。このように、望遠端で最も光束が太くなる第１レンズ群Ｇ１に低分散材料を用いることにより、特に望遠側での軸上色収差を良好に補正することができる。なお、下記条件式（３−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
８０．５＜νｄ１ｐ …（３）
８０．５＜νｄ１ｐ＜１００ …（３−１）
ただし、νｄ１ｐ：第１レンズ群に配置された正レンズの平均アッベ数とする。

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることで、軸上色収差を良好に補正することができる。また、広角端と望遠端での色収差変動を小さくすることができる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることで、色収差を良好にバランス良く補正することができる。なお、下記条件式（４−１），（４−２），（４−３）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
５７＜νｄＣｐ …（４）
５７＜νｄＣｐ＜８５ …（４−１）
５９＜νｄＣｐ …（４−２）
５９＜νｄＣｐ＜８５ …（４−３）
ただし、νｄＣｐ：第Ｃ接合レンズを構成する正レンズのアッベ数とする。

また、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）全体のみ、もしくは、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）を構成する一部のレンズのみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体から最至近物体への合焦が行われることが好ましい。このように、インナーフォーカス方式を採用することで、フォーカスレンズを軽量化することができるため、オートフォーカスの高速化が可能となる。さらに、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）全体でフォーカスを行うことで、フォーカス時の収差変動を小さく抑えることができる。

また、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）は、第Ｃ接合レンズＣＣと１枚の正レンズを有することが好ましい。このような構成とすることで、第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）で発生する諸収差を良好に補正することができ、変倍時の収差変動を抑えることができる。また、上記のように第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）をフォーカス群として用いる場合には、フォーカス時の色収差変動を小さく抑えることができる。

また、第１レンズ群Ｇ１は、下記条件式（５）を満足する負レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、２次色収差の補正に有利となる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、負レンズと正レンズの屈折力が強くなり過ぎないようにすることができるため、球面収差、特に、望遠側での球面収差補正に有利となる。なお、下記条件式（５−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
２８＜νｄ１ｎ＜４５ …（５）
３０＜νｄ１ｎ＜４３ …（５−１）
ただし、νｄ１ｎ：第１レンズ群に配置された負レンズのアッベ数とする。

また、第４レンズ群Ｇ４（最終レンズ群）は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群、負の屈折力を有する中群、正の屈折力を有する後群から実質的になり、前群は、３枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、中群のみを光軸方向に対して垂直方向に移動させることにより、手ぶれ補正が行われることが好ましい。このように、手ぶれ補正群と、その前後のレンズ群のパワーを逆符号とすることにより、手ぶれ補正群のパワーを強くすることができ、手ぶれ補正群の移動による像移動の敏感度を無理なく高めることができる。それによって、同じ補正効果を持たせる場合の防振レンズの可動範囲を小さくすることができる。また、群間での収差の打ち消し合いが可能となる。

このとき、中群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズからなることが好ましい。このように、手ぶれ補正群に３枚のレンズを使用することにより、手ぶれ補正群の移動に伴う、偏芯コマ収差や、色収差変動を小さく抑えることができる。

また、本発明のズームレンズは、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群、第ｍｐレンズ群、最終レンズ群の４つのレンズ群から実質的になるものとしてもよいし、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群、負の屈折力を有するレンズ群、第ｍｐレンズ群、最終レンズ群の５つのレンズ群から実質的になるものとしてもよい。４群構成のズームレンズとすることで、レンズ群の数を最低限に抑えることにより枠構成を簡略化することができ、偏芯の影響を受けにくくすることができる。５群構成のズームレンズとすることで、収差変動の抑制や像面湾曲の抑制に有利となる。なお、本実施形態では４群構成のズームレンズとしている。

また、第２レンズ群Ｇ２は、２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有することが好ましい。第２レンズ群Ｇ２をこのような構成とすることにより、前玉の小型化のため、もしくは、第２レンズ群Ｇ２の移動量を小さくするためにパワーを強くした場合でも、無理なく収差補正を行うことができ、特に、広角端でのコマ収差や色収差を良好に補正することができる。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズからなることが好ましい。このように第１レンズ群Ｇ１に正レンズを３枚用いることにより、特に、望遠側での色収差および球面収差を良好に補正することができる。また、小型化等の目的のため、第１レンズ群Ｇ１全体のパワーを強くした場合でも、パワーを分散させることができ、各レンズ面で発生する諸収差を小さくすることができる。

また、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）を満足することで、望遠端での軸上色収差や２次色収差を良好に補正することができる。
８３＜νｄ１ｍ …（６）
ただし、νｄ１ｍ：第１レンズ群に配置された正レンズの最大アッベ数とする。

また、第１レンズ群Ｇ１の中で最大アッベ数の正レンズが単レンズであることが好ましい。上記条件式（６）を満足する材料は、異常分散性も高く色収差補正には非常に有利であるが、軟材料であり接合レンズに用いるとレンズの加工難易度が高くなってしまうため、単レンズに用いることが好ましい。

また、絞りＳｔが第４レンズ群Ｇ４（最終レンズ群）の最も物体側に配置されていることが好ましい。第４レンズ群Ｇ４（最終レンズ群）の中ではなく、最も物体側に配置することにより、枠構成を簡略化することができる。また、第４レンズ群Ｇ４（最終レンズ群）が変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている場合には、いわゆる絞り径を変えることなくＦ値通しのズームレンズを構成することができる。

また、第Ａ接合レンズＣＡを構成する正レンズの中心厚が、第Ａ接合レンズＣＡを構成する負レンズの中心厚よりも大きいことが好ましい。このような構成とすることで、正レンズに十分な屈折力を与えることができるため、色収差の補正に有利となる。

また、本ズームレンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。

また、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、もしくは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。
まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜１１に対応した図２〜１１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図中のＦｏｃｕｓは合焦を行うためのレンズ群を示しており、Ｏｉｓは手振れ補正を行うためのレンズ群を示している。

実施例１のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３（第ｍｐレンズ群）、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４（最終レンズ群）が配列されてなる４群構成のズームレンズである。

実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、移動面の間隔に関するデータを表３に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜１１についても基本的に同様である。

表１のレンズデータにおいて、面番号の欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加する面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎｄの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示し、θｇｆの欄には各光学要素の部分分散比を示す。

なお、部分分散比θｇｆは下記式で表される。
θｇｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、ｎｇ：ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)に対する屈折率、ｎＦ：Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)に対する屈折率、ｎＣ：Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)に対する屈折率とする。

ここで、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍の際に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[面番号]と記載している。広角端、中間、望遠端における、このＤＤ[面番号]に対応する数値は表３に示している。

表２の諸元に関するデータに、広角端、中間、望遠端における、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、バックフォーカスＢｆ´、Ｆ値ＦＮｏ．、全画角２ωの値を示す。

基本レンズデータ、諸元に関するデータ、および移動面の間隔に関するデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。

実施例１のズームレンズの各収差図を図１２に示す。なお、図１２中の上段左側から順に広角端での球面収差、正弦条件違反量、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、中段左側から順に中間位置での球面収差、正弦条件違反量、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、下段左側から順に望遠端での球面収差、正弦条件違反量、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。球面収差、正弦条件違反量、非点収差、歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、灰色線で示す。非点収差図にはサジタル方向、タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と短破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ) 、ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、灰色線で示す。なお、これらの縦収差は全て無限遠物体合焦時のものである。球面収差および正弦条件違反量の収差図のＦＮｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

実施例１のズームレンズの手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図２３に示す。図２３上側から順に広角端、中間位置、望遠端の横収差図を示す。各横収差図は左右２列に収差を示しているが、左列のものがタンジェンシャル方向に関する収差、右列のものがサジタル方向に関する収差である。各横収差図は、像面の中心における収差を上段に、像高が＋側最大像高の８０％となる位置における収差を中段に、そして像高が−側最大像高の８０％となる位置における収差を下段に示している。実施例１のズームレンズの手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図２４に示す。図面の内容は手ぶれ補正なしの場合と同様である。なお図２３および図２４では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、灰色線で示す。なお、これらの横収差は全て無限遠物体合焦時のものである。各収差図中のωは半画角を意味する。

上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

次に、実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図２に示す。また、実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表４に、諸元に関するデータを表５に、移動面の間隔に関するデータを表６に、各収差図を図１３に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図２５に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図２６に示す。

次に、実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表７に、諸元に関するデータを表８に、移動面の間隔に関するデータを表９に、各収差図を図１４に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図２７に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図２８に示す。

次に、実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。また、実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１０に、諸元に関するデータを表１１に、移動面の間隔に関するデータを表１２に、各収差図を図１５に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図２９に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図３０に示す。

次に、実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。また、実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、移動面の間隔に関するデータを表１５に、各収差図を図１６に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図３１に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図３２に示す。

次に、実施例６のズームレンズについて説明する。実施例６のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。また、実施例６のズームレンズの基本レンズデータを表１６に、諸元に関するデータを表１７に、移動面の間隔に関するデータを表１８に、各収差図を図１７に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図３３に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図３４に示す。

次に、実施例７のズームレンズについて説明する。実施例７のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図７に示す。また、実施例７のズームレンズの基本レンズデータを表１９に、諸元に関するデータを表２０に、移動面の間隔に関するデータを表２１に、各収差図を図１８に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図３５に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図３６に示す。

次に、実施例８のズームレンズについて説明する。実施例８のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４（第ｍｐレンズ群）、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５（最終レンズ群）が配列されてなる５群構成のズームレンズである。実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図８に示す。また、実施例８のズームレンズの基本レンズデータを表２２に、諸元に関するデータを表２３に、移動面の間隔に関するデータを表２４に、各収差図を図１９に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図３７に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図３８に示す。

次に、実施例９のズームレンズについて説明する。実施例９のズームレンズは、実施例８のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図９に示す。また、実施例９のズームレンズの基本レンズデータを表２５に、諸元に関するデータを表２６に、移動面の間隔に関するデータを表２７に、各収差図を図２０に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図３９に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図４０に示す。

次に、実施例１０のズームレンズについて説明する。実施例１０のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例１０のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１０に示す。また、実施例１０のズームレンズの基本レンズデータを表２８に、諸元に関するデータを表２９に、移動面の間隔に関するデータを表３０に、各収差図を図２１に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図４１に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図４２に示す。

次に、実施例１１のズームレンズについて説明する。実施例１１のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様のレンズ群構成である。実施例１１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１１に示す。また、実施例１１のズームレンズの基本レンズデータを表３１に、諸元に関するデータを表３２に、移動面の間隔に関するデータを表３３に、各収差図を図２２に、手ぶれ補正なしの時の各横収差図を図４３に、手ぶれ補正ありの時の各横収差図を図４４に示す。

実施例１〜１１のズームレンズの条件式（１）〜（６）に対応する値を表３４に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表３４に示す値はこの基準波長におけるものである。

以上のデータから、実施例１〜１１のズームレンズは全て、条件式（１）〜（６）を満たしており、望遠端での画角が１０度〜１３度程度、変倍比が２．４〜３．１程度、ズーム全域での開放Ｆ値が２．８程度の大口径望遠ズームレンズであり、１次色収差および２次色収差が良好に抑えられたズームレンズであることが分かる。

次に、図４５および図４６を参照して本発明に係る撮像装置の一実施形態について説明する。図４５、図４６にそれぞれ前面側、背面側の斜視形状を示すカメラ３０は、本発明の実施形態によるズームレンズ１を鏡筒内に収納した交換レンズ２０が取り外し自在に装着される、ノンレフレックス方式のデジタルカメラである。

このカメラ３０はカメラボディ３１を備え、その上面にはシャッターボタン３２と電源ボタン３３とが設けられている。またカメラボディ３１の背面には、操作部３４、３５と表示部３６とが設けられている。表示部３６は、撮像された画像や、撮像される前の画角内にある画像を表示するためのものである。

カメラボディ３１の前面中央部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口が設けられ、その撮影開口に対応する位置にマウント３７が設けられ、このマウント３７を介して交換レンズ２０がカメラボディ３１に装着されるようになっている。

そしてカメラボディ３１内には、交換レンズ２０によって形成された被写体像を受け、それに応じた撮像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子（不図示）、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路、およびその生成された画像を記録するための記録媒体等が設けられている。このカメラ３０では、シャッターボタン３２を押すことにより静止画または動画の撮影が可能であり、この撮影で得られた画像データが上記記録媒体に記録される。

本実施形態のカメラ３０は、本発明のズームレンズ１を備えたものであるから、１次色収差および２次色収差が少ない高画質の画像を取得することができる。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

また、撮像装置の実施形態では、ノンレフレックス（いわゆるミラーレス）方式のデジタルカメラを例に挙げ図を示して説明したが、本発明の撮像装置はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ、映画撮影用カメラ、放送用カメラ等の撮像装置に本発明を適用することも可能である。

１ ズームレンズ
２０ 交換レンズ
３０ カメラ
３１ カメラボディ
３２ シャッターボタン
３３ 電源ボタン
３４、３５ 操作部
３６ 表示部
３７ マウント
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
ＰＰ 光学部材
Ｌ１１〜Ｌ６１ レンズ
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 絞り
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 全体として４つもしくは５つのレンズ群から実質的になり、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第ｍｐレンズ群を含む１つもしくは２つの中間レンズ群、全系の最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群から実質的になり、隣接するレンズ群の間隔を全て変化させることによって変倍を行うズームレンズであって、
   前記第２レンズ群の最も物体側に配置され、正レンズと負レンズが物体側からこの順に接合された第Ａ接合レンズと、
   該第Ａ接合レンズよりも像側、かつ、前記第ｍｐレンズ群よりも物体側に配置され、１枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になる第Ｂ接合レンズと、
   前記第ｍｐレンズ群中に配置され、１枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になる第Ｃ接合レンズとを有し、
   下記条件式（１）および（２）を満足する
   ことを特徴とするズームレンズ。
   ６０＜νｄＢｎ …（１）
   ０．００５５＜θｇＦＢｎ＋０．００１６２νｄＢｎ−０．６４１５＜０．０５０ …（２）
   ただし、
   νｄＢｎ：前記第Ｂ接合レンズを構成する前記負レンズのアッベ数
   θｇＦＢｎ：前記第Ｂ接合レンズを構成する前記負レンズの部分分散比
2. 前記第１レンズ群が変倍の際に像面に対して固定されている
   請求項１記載のズームレンズ。
3. 前記最終レンズ群が変倍の際に像面に対して固定されている
   請求項１または２記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群が少なくとも２枚の正レンズを有し、
   下記条件式（３）を満足する
   請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ８０．５＜νｄ１ｐ …（３）
   ただし、
   νｄ１ｐ：前記第１レンズ群に配置された正レンズの平均アッベ数
5. 下記条件式（４）を満足する
   請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ５７＜νｄＣｐ …（４）
   ただし、
   νｄＣｐ：前記第Ｃ接合レンズを構成する前記正レンズのアッベ数
6. 前記第ｍｐレンズ群全体のみ、もしくは、前記第ｍｐレンズ群を構成する一部のレンズのみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体から最至近物体への合焦が行われる
   請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
7. 前記第ｍｐレンズ群全体のみを光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体から最至近物体への合焦が行われる
   請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
8. 前記第ｍｐレンズ群は、前記第Ｃ接合レンズと１枚の正レンズを有する
   請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
9. 前記第１レンズ群は、下記条件式（５）を満足する負レンズを少なくとも１枚有する
   請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ２８＜νｄ１ｎ＜４５ …（５）
   ただし、
   νｄ１ｎ：前記第１レンズ群に配置された負レンズのアッベ数
10. 前記最終レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群、負の屈折力を有する中群、正の屈折力を有する後群から実質的になり、
    前記前群は、３枚の正レンズと１枚の負レンズから実質的になり、
    前記中群のみを光軸方向に対して垂直方向に移動させることにより、手ぶれ補正が行われる
    請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
11. 前記中群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズから実質的になる
    請求項１０記載のズームレンズ。
12. 物体側から順に、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第ｍｐレンズ群、前記最終レンズ群の４つのレンズ群から実質的になる
    請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
13. 物体側から順に、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、負の屈折力を有するレンズ群、前記第ｍｐレンズ群、前記最終レンズ群の５つのレンズ群から実質的になる
    請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
14. 前記第２レンズ群は、２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有する
    請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
15. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズから実質的になる
    請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズ。
16. 前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、
    下記条件式（６）を満足する
    請求項１から１５のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ８３＜νｄ１ｍ …（６）
    ただし、
    νｄ１ｍ：前記第１レンズ群に配置された正レンズの最大アッベ数
17. 前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、
    前記第１レンズ群の中で最大アッベ数の正レンズが単レンズである
    請求項１から１６のいずれか１項記載のズームレンズ。
18. 絞りが前記最終レンズ群の最も物体側に配置されている
    請求項１から１７のいずれか１項記載のズームレンズ。
19. 前記第Ａ接合レンズを構成する前記正レンズの中心厚が、前記第Ａ接合レンズを構成する前記負レンズの中心厚よりも大きい
    請求項１から１８のいずれか１項記載のズームレンズ。
20. 請求項１から１９のいずれか１項記載のズームレンズを備えた撮像装置。