JP6234784B2

JP6234784B2 - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP6234784B2
Application number: JP2013234861A
Authority: JP
Inventors: 大雅野田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2017-11-22
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Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラや放送用カメラ、監視用カメラ等の電子カメラに適したズームレンズおよび該ズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

従来から、簡単なズームレンズの構成として、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群を先行して配置するズームタイプが提案されている。

それらの中でもさらに、レンズ交換式カメラに用いられる交換レンズ用の撮像レンズとして広角化を図っているものに、下記特許文献１〜５に記載のものが挙げられる。なお、負先行タイプにすることで、広角化は比較的容易になる。

特開２０１０−２１７５３５号公報特開２０１０−２４９９５６号公報特開２０１０−１７６０９８号公報特開２０１２−２０８３７８号公報特開２０１２−２２５９８７号公報

ところで、近年のデジタルカメラ等の小型化や高画質化に伴い、レンズにも小型でより高い光学性能が求められてきているといった傾向がある。

しかしながら、特許文献１，２に記載されているレンズは、レンズのバックフォーカスを大きく確保しているということもあり、全長が長く、十分コンパクトなレンズとは言い切れない。

また、特許文献３に記載されているレンズは、バックフォーカスを大きく確保しない構成だが、実施例のイメージサイズをみると、対角で２１．６３ｍｍ程度のイメージセンサーになる。これを対角２８．４ｍｍ程度のいわゆるＡＰＳ−Ｃ型のイメージセンサーに対応しようとすると、全体を比例拡大しなければならず、レンズ系が大きくなりすぎるという問題が挙げられる。

また、特許文献４，５に記載されているレンズは、広角端での全画角が最大でも１００度程度と、十分広角なレンズとは言い切れない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、全長が短く小型でありながら、広角かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズおよび該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。

本発明の第１のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭まり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広がるように、第１レンズ群から第４レンズ群が光軸に沿って互いに間隔を変化させるように移動し、第５レンズ群は変倍時に像面に対して固定であり、第４レンズ群の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズからなり、下記条件式（１）、（２）、および（３）を満足することを特徴とする。

０．１５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．００ …（１）
０．１＜ｆ４／ｆ５＜１．１ …（２）
０．２＜ｆ４１／ｆ４＜１．０ …（３）
ただし、ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離、ｆ４１：第４レンズ群の最も物体側の単レンズの焦点距離とする。
本発明の第２のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭まり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広がるように、第１レンズ群から第４レンズ群が光軸に沿って互いに間隔を変化させるように移動し、第５レンズ群は変倍時に像面に対して固定であり、第４レンズ群の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズからなり、単レンズを光軸方向に移動させることで合焦を行い、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
０．１５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．００ …（１）
０．１＜ｆ４／ｆ５＜１．１ …（２）
ただし、ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離とする。

本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群の最も像側の面から第３レンズ群の最も物体側の面の間に絞りを備え、この絞りは、変倍時に第２レンズ群と一体的に移動することが好ましい。

また、第４レンズ群は、屈折力符号の異なる２つのレンズを含む接合レンズを含み、下記条件式（４）を満足することが好ましい。

３０＜νｄｐ−νｄｎ＜４５ …（４）
ただし、νｄｐ：第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の正レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数、νｄｎ：第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の負レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数とする。

また、第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する両凸レンズ、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズの接合レンズからなるものとしてもよいし、物体側から順に、正の屈折力を有する両凸レンズ、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズの接合レンズ、負の屈折力を有するレンズからなるものとしてもよい。

また、下記条件式（５）を満足することが好ましい。

０．１＜Ｄ４５ｔ／ｆ４＜１．１ …（５）
ただし、Ｄ４５ｔ：望遠端における第４レンズ群の最像側面頂点から第５レンズ群の最物体側面頂点までの距離とする。

また、下記条件式（６）を満足することが好ましい。

０．０５＜ｂｆｗ／ｆ５＜０．５ …（６）
ただし、ｂｆｗ：広角端におけるバックフォーカス長とする。

また、第５レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズからなり、下記条件式（７）を満足することが好ましい。

−３．０＜（ｒ５１ｆ＋ｒ５１ｒ）／（ｒ５１ｆ−ｒ５１ｒ）＜７．５ …（７）
ただし、ｒ５１ｆ：第５レンズ群を構成する単レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ５１ｒ：第５レンズ群を構成する単レンズの像側の面の曲率半径とする。

また、下記条件式（８）を満足することが好ましい。

５０＜ω …（８）
ただし、ω：広角端の半画角（度）とする。

また、下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。

０．２５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９０ …（１−１）
また、下記条件式（２−１）を満足することが好ましい。

０．１５＜ｆ４／ｆ５＜０．９ …（２−１）
また、第４レンズ群の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズからなり、下記条件式（３−１）を満足することが好ましい。

０．３＜ｆ４１／ｆ４＜０．８ …（３−１）
また、第４レンズ群は、屈折力符号の異なる２つのレンズを含む接合レンズを含み、下記条件式（４−１）を満足することが好ましい。

３３＜ｖｄｐ−ｖｄｎ＜４２ …（４−１）
また、下記条件式（５−１）を満足することが好ましい。

０．３＜Ｄ４５ｔ／ｆ４＜０．９ …（５−１）
また、下記条件式（６−１）を満足することが好ましい。

０．１０＜ｂｆｗ／ｆ５＜０．３ …（６−１）
また、第５レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズからなり、下記条件式（７−１）を満足することが好ましい。

−１．５＜（ｒ５１ｆ＋ｒ５１ｒ）／（ｒ５１ｆ−ｒ５１ｒ）＜５．０ …（７−１）
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ことを特徴とするものである。

なお、上記「〜からなり」とは、構成要素として挙げたレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞り、マスク、カバーガラス、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、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、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭まり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広がるように、第１レンズ群から第４レンズ群が光軸に沿って互いに間隔を変化させるように移動し、第５レンズ群は変倍時に像面に対して固定であり、下記条件式（１）、（２）を満足するものとしたので、全長が短く小型でありながら、全画角が１１０度程度の広角かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズとすることが可能となる。

０．１５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．００ …（１）
０．１＜ｆ４／ｆ５＜１．１ …（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、小型化を図ることができるとともに、高画質の映像を得ることができる。

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一実施形態にかかるズームレンズ（実施例１と共通）の光路図本発明の実施例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１のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例２のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例３のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例４のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施例５のズームレンズの各収差図（Ａ〜Ｌ）本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図

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、図２は上記ズームレンズの光路図である。図１および図２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および図２においては、左側が物体側、右側が像側である。また、図２では、軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂも合わせて示している。

図１および図２に示すように、このズームレンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正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、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５から構成される。

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および図２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。

このような構成とすることで、広角化を実現しつつ小型化を図ることができる。また正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５を配置することで、全長を短くしつつ、結像面への光線入射角を小さくできるというメリットがある。

また、本実施形態のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が狭まり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が広がるように、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４が光軸Ｚに沿って互いに間隔を変化させるように移動し、第５レンズ群Ｇ５は変倍時に像面に対して固定となるよう構成されている。

変倍時に第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４について上記のような構成とすることで、変倍時の各レンズ群の移動量を小さく抑えることができる。これにより、レンズ鏡胴の筒の長さを抑えることもでき、ズーム比を確保しつつレンズの小型化を図ることができる。また、変倍時に第５レンズ群Ｇ５を像面に対して固定とすることで、テレセントリック性を図るのに有利になり、また、レンズ鏡筒内へのゴミ等の侵入を抑制する効果も期待できる。

また、下記条件式（１）、（２）を満足するように構成されている。

条件式（１）の下限を下回らないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１のパワーが大きくなるのを抑えることができるので、像面湾曲を小さくすることができる。また、条件式（１）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２のパワーが大きくなるのを抑えることができるので、球面収差の補正が容易になるとともに、広角化も容易となる。

条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇ４のパワーが大きくなり、第５レンズ群Ｇ５のパワーが小さくなるのを抑えることができるので、軸外光束のセンサー入射角が大きくなってセンサーが十分な光を取り込むことができなくなるシェーディングという現象が生じにくくなる。また、条件式（２）の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５で発生する非点収差を小さくすることができる。

なお、下記条件式（１−１）および／または（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。

０．１５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．００ …（１）
０．２５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９０ …（１−１）
０．１＜ｆ４／ｆ５＜１．１ …（２）
０．１５＜ｆ４／ｆ５＜０．９ …（２−１）
ただし、ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離とする。

本実施形態のズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面から第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面の間に絞りＳｔを備え、この絞りＳｔは、変倍時に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動することが好ましい。なお、一例として図１および図２に示している絞り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。

このように絞りＳｔの位置をレンズ全体の中で比較的前方に配置することで、広角レンズでありながら第１レンズ群Ｇ１の径方向の大きさを小さくすることができるため、レンズの小型化に有利である。また、望遠端時の絞り位置が前方に変動するのを抑えることにもつながり、望遠端でもＦ値の小さい明るいレンズを達成することができる。

また、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側のレンズＬ４１は正の屈折力を有する単レンズからなり、下記条件式（３）を満足することが好ましい。第４レンズ群Ｇ４の最も物体側のレンズＬ４１を正の屈折力を有する単レンズとすることで、第４レンズ群Ｇ４以降のレンズの径方向の大きさを小さくすることができる。また、条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の単レンズＬ４１の正のパワーが大きくなりすぎるのを抑えることができるので、非点収差を抑えることができるとともに、望遠側での球面収差も抑えることができる。また、条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇ４内のレンズＬ４１より後方のレンズの径方向の大きさが増大するのを抑えることができるので、第４レンズ群Ｇ４自体の径方向の大きさを小さくすることができる。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。

０．２＜ｆ４１／ｆ４＜１．０ …（３）
０．３＜ｆ４１／ｆ４＜０．８ …（３−１）
ただし、ｆ４１：第４レンズ群の最も物体側の単レンズの焦点距離、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離とする。

また、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズＬ４１からなり、この単レンズＬ４１を光軸方向に移動させることで合焦を行うことが好ましい。広角端から望遠端までの周辺光束の通り方が近いため、この位置で合焦を行うことで、合焦時の収差変動を小さくすることができ、さらに合焦時の画角変動も少なくすることができる。さらに単レンズＬ４１のみでの合焦とすることで、合焦用のレンズ重量を小さくできるため、オートフォーカスのスピードを速くすることができる。

また、第４レンズ群Ｇ４は、屈折力符号の異なる２つのレンズを含む接合レンズを含み、下記条件式（４）を満足することが好ましい。第４レンズ群Ｇ４内に接合レンズを配置することで、倍率色収差の補正を有利に行うことができる。また、条件式（４）の下限を下回らないようにすることで、十分な色収差補正効果を得ることができる。また、条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、接合レンズを構成する正レンズと負レンズの屈折率差の増大を抑え、製造誤差による収差変動の影響を受けにくくすることができる。なお、下記条件式（４−１）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。

３０＜νｄｐ−νｄｎ＜４５ …（４）
３３＜ｖｄｐ−ｖｄｎ＜４２ …（４−１）
ただし、νｄｐ：第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の正レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数、νｄｎ：第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の負レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数とする。

また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する両凸レンズＬ４１、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズＬ４２と正の屈折力を有するレンズＬ４３と負の屈折力を有するレンズＬ４４の接合レンズからなるものとしてもよいし（後述の実施例１，２に対応）、物体側から順に、正の屈折力を有する両凸レンズＬ４１、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズＬ４２と正の屈折力を有するレンズＬ４３の接合レンズ、負の屈折力を有するレンズＬ４４からなるものとしてもよい（後述の実施例３−５に対応）。

正の屈折力を有する両凸レンズＬ４１を最も物体側に配置することで第４レンズ群Ｇ４の小型化を図ることができ、その像側に、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズＬ４２と正の屈折力を有するレンズＬ４３の接合レンズを配置することで色収差の補正を行うことができる。また、さらに像側に負の屈折力を有するレンズＬ４４を配置することで非点収差の補正を良好に行うことができる。なお、レンズＬ４４をレンズＬ４２，Ｌ４３と接合した場合も同様の効果を得ることができる。

また、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限を下回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇ４のパワーが弱くなるのを抑えることができるので、望遠端でのレンズ全長の増大を抑えることができる。また、条件式（５）の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇ４のパワーが強くなるのを抑えることができるので、球面収差を小さくすることができる。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。

０．１＜Ｄ４５ｔ／ｆ４＜１．１ …（５）
０．３＜Ｄ４５ｔ／ｆ４＜０．９ …（５−１）
ただし、Ｄ４５ｔ：望遠端における第４レンズ群の最像側面頂点から第５レンズ群の最物体側面頂点までの距離、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離とする。

また、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、第５レンズ群Ｇ５のパワーが小さくなる、もしくはバックフォーカスが短くなるのを抑えることができる。これにより第５レンズ群Ｇ５を通過する光線が細くなるのを抑えることができるので、第５レンズ群Ｇ５のレンズ面上の小さなキズやゴミが撮影時に及ぼす影響を小さくすることができる。また、条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、第５レンズ群Ｇ５が径方向に大きくなるのを抑えることができるので、レンズ系全体の小型化を図ることができる。なお、下記条件式（６−１）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。

０．０５＜ｂｆｗ／ｆ５＜０．５ …（６）
０．１０＜ｂｆｗ／ｆ５＜０．３ …（６−１）
ただし、ｂｆｗ：広角端におけるバックフォーカス長、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離とする。

また、第５レンズ群Ｇ５は、正の屈折力を有する単レンズＬ５１からなり、下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の下限を下回らないようにすることで、第５レンズ群Ｇ５を構成する単レンズＬ５１が像側に比較的小さく凹面を向けることになり、センサー面や、センサー近傍に配置されるカバーガラスからの反射光が単レンズＬ５１で反射される際に集光しにくくなるので、ゴーストの発生を抑えることができる。また、条件式（７）の上限を上回らないようにすることで、単レンズＬ５１が第４レンズ群Ｇ４側に比較的小さく凹面を向けることになるので、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のスペース確保が容易になる。また、像面湾曲、非点収差の補正も容易になる。なお、単レンズＬ５１の少なくとも一面に非球面を設けることで、非点収差の補正や、像面湾曲の補正を有利に行うことができる。また、下記条件式（７−１）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。

−３．０＜（ｒ５１ｆ＋ｒ５１ｒ）／（ｒ５１ｆ−ｒ５１ｒ）＜７．５ …（７）
−１．５＜（ｒ５１ｆ＋ｒ５１ｒ）／（ｒ５１ｆ−ｒ５１ｒ）＜５．０ …（７−１）
ただし、ｒ５１ｆ：第５レンズ群を構成する単レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ５１ｒ：第５レンズ群を構成する単レンズの像側の面の曲率半径とする。

また、下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）の下限を下回らないようにすることで、十分な画角を確保することができる。

本ズームレンズにおいて、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。

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、あるいは、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２〜５に対応した図３〜６においては、光学部材ＰＰも合わせて示しており、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。

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、非球面係数に関するデータを表４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２〜５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、Ｓｉ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ｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。また、ｎｄｊの欄には最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄には同じくｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示す。

なお、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、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[ｉ]と記載している。また、ｄｉの最下欄の値は、光学部材ＰＰの像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。

表２の諸元に関するデータに、広角端・中間・望遠端の各々の、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、バックフォーカスＢｆ´、Ｆ値ＦＮｏ．および全画角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。

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号Ｓｉと、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…１２）の値である。

Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ・ｈ^ｍ …（Ｂ）
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１２）

実施例１のズームレンズの各収差図を図７（Ａ）〜（Ｌ）に示す。図７（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ広角端における無限遠の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図７（Ｅ）〜（Ｈ）はそれぞれ中間における無限遠の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図７（Ｉ）〜（Ｌ）はそれぞれ望遠端における無限遠の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。

球面収差、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)についての収差をそれぞれ実線、破線、点線で示す。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点線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)についての収差をそれぞれ破線、点線で示す。なお、球面収差図のＦｎｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

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のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３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５に、諸元に関するデータを表６に、移動面の間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図８（Ａ）〜（Ｌ）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のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４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９に、諸元に関するデータを表１０に、移動面の間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図９（Ａ）〜（Ｌ）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のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５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、非球面係数に関するデータを表１６に、各収差図を図１０（Ａ）〜（Ｌ）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のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図６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１７に、諸元に関するデータを表１８に、移動面の間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、各収差図を図１１（Ａ）〜（Ｌ）に示す。

実施例１〜５のズームレンズの条件式（１）〜（８）に対応する値を表２１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２１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１〜５のズームレンズは全て、条件式（１）〜（８）を満たしており、全長が短く小型でありながら、全画角が１１０度程度の広角かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズであることが分かる。

次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図１２に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズを用いたミラーレス一眼カメラの一構成例を示す外観図を示している。

特に図１２（Ａ）は、このカメラを前側から見た外観を示し、図１２（Ｂ）は、このカメラを背面側から見た外観を示している。このカメラは、カメラ本体１０を備え、そのカメラ本体１０の上面側には、レリーズボタン３２と電源ボタン３３とが設けられている。カメラ本体１０の背面側には、表示部３６と操作部３４，３５とが設けられている。表示部３６は、撮像された画像を表示するためのものである。

カメラ本体１０の前面側中央部には、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、マウント３７により交換レンズ２０がカメラ本体１０に装着されるようになっている。交換レンズ２０は、鏡筒内にレンズ部材を収納したものである。カメラ本体１０内には、交換レンズ２０によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子、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。このカメラでは、レリーズボタン３２を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがカメラ本体１０内の記録媒体（図示せず）に記録される。

このようなミラーレス一眼カメラにおける交換レンズ２０として、本実施形態によるズームレンズを用いることで、カメラ全体を小型化できるとともに、広角かつ諸収差が良好に補正された高画質の映像を得ることができる。

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、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値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。

１０カメラ本体
２０交換レンズ
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
Ｌ１１〜Ｌ５１レンズ
ＰＰ光学部材
Ｓｉｍ像面
Ｓｔ開口絞り
Ｚ光軸

Claims

物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭まり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が広がるように、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群が光軸に沿って互いに間隔を変化させるように移動し、前記第５レンズ群は変倍時に像面に対して固定であり、
前記第４レンズ群の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズからなり、
下記条件式（１）、（２）、および（３）を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
０．１５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．００ …（１）
０．１＜ｆ４／ｆ５＜１．１ …（２）
０．２＜ｆ４１／ｆ４＜１．０ …（３）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
ｆ４１：前記第４レンズ群の最も物体側の単レンズの焦点距離
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭まり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が広がるように、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群が光軸に沿って互いに間隔を変化させるように移動し、前記第５レンズ群は変倍時に像面に対して固定であり、
前記第４レンズ群の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズからなり、
該単レンズを光軸方向に移動させることで合焦を行い、
下記条件式（１）、（２）を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
０．１５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．００ …（１）
０．１＜ｆ４／ｆ５＜１．１ …（２）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
前記第１レンズ群の最も像側の面から前記第３レンズ群の最も物体側の面の間に絞りを備え、
該絞りは、変倍時に前記第２レンズ群と一体的に移動する
ことを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、屈折力符号の異なる２つのレンズを含む接合レンズを含み、
下記条件式（４）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１項記載のズームレンズ。
３０＜νｄｐ−νｄｎ＜４５ …（４）
ただし、
νｄｐ：前記第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の正レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数
νｄｎ：前記第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の負レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する両凸レンズ、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズの接合レンズからなる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する両凸レンズ、物体側の面よりも曲率半径の絶対値が小さい凹面を像側に向けた負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズの接合レンズ、負の屈折力を有するレンズからなる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
下記条件式（５）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１項記載のズームレンズ。
０．１＜Ｄ４５ｔ／ｆ４＜１．１ …（５）
ただし、
Ｄ４５ｔ：望遠端における前記第４レンズ群の最像側面頂点から前記第５レンズ群の最物体側面頂点までの距離
下記条件式（６）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１項記載のズームレンズ。
０．０５＜ｂｆｗ／ｆ５＜０．５ …（６）
ただし、
ｂｆｗ：広角端におけるバックフォーカス長
前記第５レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズからなり、
下記条件式（７）を満足する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
−３．０＜（ｒ５１ｆ＋ｒ５１ｒ）／（ｒ５１ｆ−ｒ５１ｒ）＜７．５ …（７）
ただし、
ｒ５１ｆ：前記第５レンズ群を構成する単レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ５１ｒ：前記第５レンズ群を構成する単レンズの像側の面の曲率半径
下記条件式（８）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１項記載のズームレンズ。
５０＜ω …（８）
ただし、
ω：広角端の半画角（度）
下記条件式（１−１）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１項記載のズームレンズ。
０．２５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９０ …（１−１）
下記条件式（２−１）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１項記載のズームレンズ。
０．１５＜ｆ４／ｆ５＜０．９ …（２−１）
前記第４レンズ群の最も物体側のレンズは正の屈折力を有する単レンズからなり、
下記条件式（３−１）を満足する
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．３＜ｆ４１／ｆ４＜０．８ …（３−１）
ただし、
ｆ４１：前記第４レンズ群の最も物体側の単レンズの焦点距離
前記第４レンズ群は、屈折力符号の異なる２つのレンズを含む接合レンズを含み、
下記条件式（４−１）を満足する
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
３３＜ｖｄｐ−ｖｄｎ＜４２ …（４−１）
ただし、
νｄｐ：前記第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の正レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数
νｄｎ：前記第４レンズ群内の接合レンズを構成する少なくとも１枚の負レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のアッベ数
下記条件式（５−１）を満足する
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．３＜Ｄ４５ｔ／ｆ４＜０．９ …（５−１）
ただし、
Ｄ４５ｔ：望遠端における前記第４レンズ群の最像側面頂点から前記第５レンズ群の最物体側面頂点までの距離
下記条件式（６−１）を満足する
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．１０＜ｂｆｗ／ｆ５＜０．３ …（６−１）
ただし、
ｂｆｗ：広角端におけるバックフォーカス長
前記第５レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズからなり、
下記条件式（７−１）を満足する
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載のズームレンズ。
−１．５＜（ｒ５１ｆ＋ｒ５１ｒ）／（ｒ５１ｆ−ｒ５１ｒ）＜５．０ …（７−１）
ただし、
ｒ５１ｆ：前記第５レンズ群を構成する単レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ５１ｒ：前記第５レンズ群を構成する単レンズの像側の面の曲率半径
請求項１または２記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。