JP6818429B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどの撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
近年、撮像装置は高機能化されている。それに伴い撮像装置に用いる撮像光学系としては、高いズーム比（変倍比）で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズであることが要求されている。また、手ぶれ等による撮影画像のぶれ（像ぶれ）を補正し、光学性能の低下を防止する防振機能を有すること等が要望されている。
従来、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型で、ズームレンズを構成する一部のレンズ群で像ぶれ補正を行ったズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。特許文献１では、物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、像ぶれ補正を第４レンズ群で行う変倍光学系を開示している。
また特許文献２では、物体側より像側へ順に、正、負、正、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、像ぶれ補正を第５レンズ群で行うズームレンズを開示している。特許文献３では、物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズを開示している。特許文献３では、負の屈折力の第４レンズ群を負の屈折力の２つの部分群に分割し、一方の部分群で像ぶれ補正を行っている。
特開２０１０−０１５００３号公報 特開２００５−２４２０１５号公報 特開２０１２−１４１５５５号公報
ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ高ズーム比で全ズーム範囲で高い光学性能を得ること、像ぶれ補正に際して高い光学性能を維持するには、ズームレンズを構成する各要素を適切に設定することが重要となってくる。例えばズームタイプ（レンズ群の数や各レンズ群の屈折力等）を適切に設定することが重要になってくる。特に像ぶれ補正用のレンズ群の選定やその屈折力等を適切に設定することが像ぶれ補正に際して高い光学性能を維持するために重要になってくる。
前述の５群ズームレンズにおいて負の屈折力の第４レンズ群で像ぶれ補正を行う場合や、６群ズームレンズにおいて負の屈折力の第５レンズ群で像ぶれ補正を行う場合には、高ズーム比化に伴って像ぶれ補正用のレンズ群の防振敏感度が大きくなってくる。そうすると、像ぶれ補正に際してレンズ群を高精度に移動しなくてはならず、像ぶれ補正を良好に行うのが大変困難になってくる。
一方、前述した特許文献３では、物体側より順に正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなる５群ズームレンズにおいて負の屈折力の第４レンズ群を２つの負の屈折力の部分群に分割している。そして一方の部分群で像ぶれ補正をする方法では、防振敏感度を抑えることが容易である。しかしながら、負の屈折力のレンズ群を２つの部分群に分割することで、レンズ群厚が長くなってしまい、負の屈折力の第４レンズ群のズーミングに際しての移動スペースが確保しづらくなり、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比を得るのが難しい。
本発明は、全系が小型で、高ズーム比でしかも像ぶれ補正に際して高い光学性能を維持することが容易なズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第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、一つ以上のレンズ群を含む後群から構成され、ズーミングに際して隣り合う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、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第６レンズ群、正の屈折力の第７レンズ群から構成され、
広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第３レンズ群が物体側へ移動し、
像ぶれ補正に際して前記第４レンズ群が光軸に垂直な方向の成分を含む方向へ移動し、
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第５レンズ群が像側へ移動し、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
１．２＜ｆ４／ｆ３＜３．０
１．０＜−ｆ５／ｆｗ＜２．０
なる条件式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、全系が小型で、高ズーム比でしかも像ぶれ補正に際して高い光学性能を維持することが容易なズームレンズが得られる。
実施例１のズームレンズのレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例１のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例１のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における横収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例１のズームレンズの無限遠に合焦時における０．３度の防振時の広角端と望遠端における収差図 実施例２のズームレンズのレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における横収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２のズームレンズの無限遠に合焦時における０．３度の防振時の広角端と望遠端における収差図 実施例３のズームレンズのレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例３のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例３のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における横収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例４のズームレンズの無限遠に合焦時における０．３度の防振時の広角端と望遠端における収差図 実施例３のズームレンズのレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例４のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例４のズームレンズの無限遠に合焦時における広角端と望遠端における横収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例４のズームレンズの無限遠に合焦時における０．３度の防振時の広角端と望遠端における収差図 本発明のズームレンズを搭載したデジタル一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第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、１つ以上のレンズ群を含む後群から構成される。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群が物体側に移動する。像ぶれ補正に際して第４レンズ群は光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する。
図１は実施例１の無限遠物体に合焦時（フォーカス時）の広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の無限遠物体に合焦時の広角端と望遠端における横収差図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の無限遠物体に合焦時で０．３度の像振れ補正をしたときの広角端と望遠端における横収差図である。実施例１はズーム比９．４１、Ｆナンバー３．４０〜６．４６のズームレンズである。
図５は実施例２の無限遠物体に合焦時の広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図である。図７（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の無限遠物体に合焦時の広角端と望遠端における横収差図である。図８（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の無限遠物体に合焦時で０．３度の像振れ補正をしたときの広角端と望遠端における横収差図である。実施例２はズーム比８．４６、Ｆナンバー３．５１〜６．４７のズームレンズである。
図９は実施例３の無限遠物体に合焦時の広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）は実施例３の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）は実施例３の無限遠物体に合焦時の広角端と望遠端における横収差図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）は実施例３の無限遠物体に合焦時で０．３度の像振れ補正をしたときの広角端と望遠端における横収差図である。実施例３はズーム比７．０５、Ｆナンバー３．７９〜６．４６のズームレンズである。
図１３は実施例４の無限遠物体に合焦時の広角端におけるレンズ断面図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）は実施例４の無限遠物体に合焦時の広角端、望遠端における収差図である。図１５（Ａ）、（Ｂ）は実施例４の無限遠物体に合焦時の広角端と望遠端における横収差図である。図１６（Ａ）、（Ｂ）は実施例４の無限遠物体に合焦時で０．３度の像振れ補正をしたときの広角端と望遠端における横収差図である。実施例４はズーム比７．０５、Ｆナンバー３．７３〜６．４７のズームレンズである。
図１７は本発明のズームレンズを搭載したデジタル一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
本発明のズームレンズはデジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどの撮像装置の撮像光学系として用いられる。尚、本発明のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。
レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図において、Ｌ０はズームレンズである。またｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは１つ以上のレンズ群を含む後群である。ＩＳは像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する像ぶれ補正群（防振群）である。
ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面である。像面ＩＰは、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサーなどの撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像装置としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。Focusに関する矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのフォーカスレンズ群の移動方向を示す。
球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーである。またｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図でＭはｄ線におけるメリディオナル像面、Ｓはｄ線におけるサジタル像面である。歪曲収差図はｄ線について示している。倍率色収差図はｇ線について示している。ωは半画角（度）である。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された次のレンズ群を有する。正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、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、１つ以上のレンズ群を含む後群ＬＲよりなる。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。像ぶれ補正に際して第４レンズ群Ｌ４は光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、第５レンズ群Ｌ５（フォーカスレンズ群）は像側へ移動する。
本発明では、強い正の屈折力の第３レンズ群を２つのレンズ群に分割した一方の正の屈折力の第４レンズ群で像ぶれ補正を行っている。これによれば、負の屈折力の第５レンズ群で効果的に変倍を行うことができ、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化が容易となる。そして第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。このとき、
１．２＜ｆ４／ｆ３＜３．０ ・・・（１）
なる条件式を満たす。
次に前述の条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第３レンズ群Ｌ３Ｌ３の正の屈折力と第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力の屈折力配分を適切にし、正の屈折力のレンズ群の製造誤差による光学性能の低下を小さくするとともに、第４レンズ群Ｌ４で像ぶれ補正を効果的に行うためのものである。
条件式（１）の上限値を逸脱すると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱過ぎ、第３レンズ群Ｌ３の製造誤差による光学性能の低下が大きくなってしまう。また第４レンズ群Ｌ４の防振敏感度が低下して全系が径方向に大型化してくるので良くない。条件式（１）の下限値を逸脱すると、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強過ぎ、第４レンズ群Ｌ４の防振敏感度が大きくなり、像ぶれ補正に際して光学性能の低下が大きくなってしまう。条件式（１）は、より好ましくは、次の数値範囲とするのが良い。
１．２５＜ｆ４／ｆ３＜１．８０ ・・・（１Ａ）
次に本発明を実施するにあたり、より好ましい条件について説明する。第４レンズ群Ｌ４は、３枚以下のレンズから構成されると良い。像ぶれ補正用の第４レンズ群Ｌ４は、レンズ群の重量が大きくなる程、それを駆動させるための機構が大きくなり、全系が大型化する。このため、像ぶれ補正用の第４レンズ群Ｌ４は軽量であることが好ましい。
しかしながら、１枚のレンズでは、像ぶれ補正時の収差を補正するのが難しくなるため、３枚以下のレンズから構成するのが良い。好ましくは、正レンズと負レンズを含む３枚以下のレンズから構成することが好ましい。より好ましくは、１枚の正レンズと１枚の負レンズから構成するのが良い。
広角端に比べて望遠端において、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔は狭くなることが良い。正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４が、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側に移動することで、全系の主点位置を物体側に効果的に移動している。この時、第３レンズ群Ｌ３の屈折力より、屈折力を弱くした第４レンズ群Ｌ４をズーミングに際して多く移動している。即ち、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が狭まるように移動することで、ズーミングに際して球面収差の変動を小さくしつつ、高ズーム比を効果的に得ている。
各実施例において好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。第４レンズ群Ｌ４の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ４ａ、第４レンズ群Ｌ４の最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ４ｂとする。第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５とする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。広角端における後群ＬＲの焦点距離をｆｒｗとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
０．５＜｜Ｒ４ａ｜／ｆ４＜１．５ ・・・（２）
１．０＜｜Ｒ４ｂ｜／ｆ４＜５．０ ・・・（３）
１．０＜−ｆ５／ｆｗ＜２．５ ・・・（４）
−０．３＜ｆｗ／ｆｒｗ＜０．４ ・・・（５）
３．５＜ｆ１／ｆｗ＜６．０ ・・・（６）
０．７＜−ｆ２／ｆｗ＜１．２ ・・・（７）
１．０＜ｆ３／ｆｗ＜２．０ ・・・（８）
１．５＜ｆ４／ｆｗ＜３．５ ・・・（９）
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）、（３）は、第４レンズ群Ｌ４で像ぶれ補正を良好に行うためのものである。像ぶれ補正する際、ある程度、レンズ面の曲率半径を大きくすると、像ぶれ補正無しで像ぶれ補正時にレンズ群への光線の入射角の変化が生じにくくなるため、好ましい。条件式（２）、（３）の上限値、又は条件式（２）、（３）の下限値を逸脱すると、レンズ面の曲率半径が大きくなりすぎて、像ぶれ補正の際に第４レンズ群Ｌ４への光線の入射角度が大きく変化し、像ぶれ補正に際して光学性能が低下するため好ましくない。
条件式（２）、（３）は、より好ましくは、次の数値範囲とするのが良い。
０．６＜｜Ｒ４ａ｜／ｆ４＜１．１ ・・・（２Ａ）
１．３＜｜Ｒ４ｂ｜／ｆ４＜３．５ ・・・（３Ａ）
条件式（４）は、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５の屈折力を適切にし、高ズーム比化を図りつつ、ズーム全域で良好な光学性能を得るためのものである。条件式（４）の上限値を逸脱すると、第５レンズ群Ｌ５の負の屈折力が弱過ぎ（負の屈折力の絶対値が小さくなりすぎ）、第５レンズ群Ｌ５での変倍効果が小さくなるため、高ズーム比化が困難になる。条件式（４）の下限値を逸脱すると、第５レンズ群Ｌ５の負の屈折力が強すぎ（負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎ）、高ズーム比化には効果的だが、ズーム全域での球面収差の変動が大きくなるため、好ましくない。
条件式（４）は、より好ましくは次の数値範囲とするのが良い。
１．０５＜−ｆ５／ｆｗ＜２．００ ・・・（４Ａ）
条件式（５）の下限値を逸脱すると、後群ＬＲの負の屈折力が強すぎ、像面への光束の入射角度が大きくなる。このため、シェーディングと呼ばれる撮像素子の画素内での光線ケラレが生じ、周辺画像の色付きや照度劣化が生じるため、好ましくない。条件式（５）の上限値を逸脱すると、後群ＬＲの正の屈折力が強すぎ、射出瞳位置が像面より遠くなり、広角端におけるレンズ全長が増大するため、好ましくない。
条件式（５）は、より好ましくは下記条件式（５Ａ）を満たすと良い。
−０．１５＜ｆｗ／ｆｒｗ＜０．２５ ・・・（５Ａ）
条件式（６）、（７）、（８）、（９）は、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４の各レンズ群の屈折力を最適にし、ズーミングに際しての収差変動を抑えつつ、全系の小型化を図るためのものである。条件式（６）の上限値を逸脱すると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱すぎて、高ズーム比化が困難になる。条件式（６）の下限値を逸脱すると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強すぎて、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。
条件式（７）の上限値を逸脱すると、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が弱過ぎて、高ズーム比化が困難になる。条件式（７）の下限値を逸脱すると、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強すぎて、広角端において歪曲収差が増大し、またズーミングに際して非点収差の変動が増大するため、好ましくない。
条件式（８）の上限値を逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱過ぎて、高ズーム比化が困難になる。条件式（８）の下限値を逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強過ぎて、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなるため、好ましくない。
条件式（９）の上限値を逸脱すると、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が弱過ぎて、ズーミングに際して第４レンズ群Ｌ４の移動によるズーム比を十分に確保しづらくなるため、好ましくない。また像ぶれ補正に際して第４レンズ群Ｌ４の移動量が増大し、全系が大型化してくるので良くない。条件式（９）の下限値を逸脱すると、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強過ぎて、像ぶれ補正に際して良好なる光学性能を維持するのが困難となり、好ましくない。
条件式（６）乃至（９）は、より好ましくは、次の数値範囲とするのが良い。
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜５．５ ・・・（６Ａ）
０．８＜−ｆ２／ｆｗ＜１．０ ・・・（７Ａ）
１．３＜ｆ３／ｆｗ＜１．８ ・・・（８Ａ）
１．８＜ｆ４／ｆｗ＜２．８ ・・・（９Ａ）
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第５レンズ群Ｌ５を像側に移動するフォーカシング方式が良い。近年のデジタルカメラには、動画撮影が要望されるため、フォーカシングによる像倍率変化を小さくすることが要望されている。そのためには、像面に近い位置にフォーカシング用のレンズ群を設定すると良く、各実施例では第５レンズ群Ｌ５が適している。
次に、第５レンズ群は、２枚のレンズから構成するのが良い。ズーミングによる収差変動、フォーカシングによる収差変動を小さくし、かつ、レンズ群厚を短くして変倍を効率に行うためには、１枚の正レンズと１枚の負レンズから構成するのが良い。
次に、各実施例におけるレンズ構成について説明する。実施例１のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、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、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６、正の屈折力の第７レンズ群Ｌ７より成る。実施例１は７群ズームレンズである。
後群ＬＲは負の屈折力の第６レンズ群と正の屈折力の第７レンズ群Ｌ７より構成されている。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１、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が物体側に移動する。第７レンズ群Ｌ７はズーミングに際して不動である。また、第４レンズ群Ｌ４全体を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれ補正をしている。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動することで、全系の主点を物体側に移動し、高ズーム比化を容易にしている。第３レンズ群Ｌ３の屈折力と第４レンズ群Ｌ４の屈折力の比が条件式（１）を満たしており、これにより正の屈折力を効果的に配分し、製造誤差による光学性能の低下を小さくしつつ、防振敏感度を適切に設定している。また、比較的、正の屈折力が弱い第４レンズ群Ｌ４を第３レンズ群Ｌ３よりも大きく物体側に移動させている。
即ち、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔を狭めるように移動することで、高ズーム比化を図りつつ、球面収差の変動を軽減している。また、第４レンズ群Ｌ４は、正レンズと負レンズより構成し、かつ第４レンズ群Ｌ４の最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面が、条件式（２）、（３）を満たしている。それにより像ぶれ補正の際の光学性能を良好に維持しつつ、防振駆動機構を含む小型の軽量化を容易にしている。
また、第５レンズ群Ｌ５の屈折力が、条件式（４）を満たしており、高ズーム比化を効果的に行っている。また、第５レンズ群Ｌ５は、２枚のレンズより構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して像側へ移動している。それにより、フォーカス用のレンズ群が軽量化されて静穏駆動が容易になると共に、フォーカシングに際しての像倍率の変動を小さくし、動画撮影にも適するようにしている。
また、第６レンズ群Ｌ６と第７レンズ群Ｌ７よりなる後群ＬＲの広角端における合成焦点距離が、条件式（５）を満たしており、これにより像面への光束の入射角を制限しつつ、全系の小型化を図っている。
次に、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が条件式（６）を満たしており、これによりズーミングに際しての球面収差の変動や倍率色収差の変動を抑えつつ、全系を小型化している。
次に、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が条件式（７）を満たしており、これによりズーミングに際しての球面収差の変動や倍率色収差変動、像面湾曲の変動を抑えつつ、全系を小型化している。
次に、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が条件式（８）を満たしており、これによりズーミングに際しての球面収差の変動や軸上色収差の変動を抑えつつ、全系を小型化している。
次に、第４レンズ群の屈折力が条件式（９）を満たしており、これによりズーミングに際しての球面収差の変動や軸上色収差の変動を抑えつつ、防振敏感度を適切にし、かつ全系を小型化している。
実施例２のズームレンズは、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号等のズームタイプは実施例１と同じである。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１、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が物体側に移動する。第７レンズ群Ｌ７はズーミングに際して不動である。広角端に比べて望遠端における各レンズ群の間隔変化は実施例１と同じである。各レンズ群の光学作用も実施例１と同じである。
実施例３は、物体側より像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、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より成る。実施例３は６群ズームレンズである。後群ＬＲは正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６より構成されている。
広角端から望遠譚へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５が物体側に移動し、また第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡を描きながら像側に移動する。第６レンズ群Ｌ６は不動である。第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５までの各レンズ群の光学作用は実施例１と同様である。第６レンズ群Ｌ６が、条件式（５）を満たしており、これにより像面への光束の入射角を制限しつつ、全系を小型化している。
実施例４のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、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、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６より成る。実施例４は６群ズームレンズである。後群ＬＲは負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６より構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１、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が物体側に移動する。第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状を描きながら物体側に移動している。第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５までの各レンズ群の光学作用は実施例１と同様である。第６レンズ群Ｌ６が、条件式（５）を満たしており、これにより像面への光束の入射角を制限しつつ、全系を小型化している。
図１７に、本発明の撮像装置の一例としての一眼レフカメラについて説明する。図１７において１０は実施例１乃至４のいずれか１つのズームレンズ１を有する交換レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、交換レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、交換レンズ１０の像形成装置に配置された焦点板４より構成されている。更に焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６などによって構成されている。
７は感光面であり、ＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサー等の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（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮像時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に交換レンズ１０によって像が形成される。
実施例１乃至４にて説明した利益は本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。撮像装置としてクイックリターンミラー３のないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
以上、本発明の好ましい撮像光学系の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下、実施例１乃至４の具体的な数値データを示す。各数値データにおいて、ｉは物体側から数えた順序を示し、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の軸上間隔を示す。又、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。非球面係数は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、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を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。＊は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０−ｘを意味している。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスＢＦの値を加えた値である。また、前述の各条件式と数値データとの関係を表１に示す。
（数値データ１）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 198.873 1.50 1.91082 35.3 41.97
2 40.323 7.14 1.49700 81.5 37.84
3 -264.154 0.15 36.51
4 46.385 4.93 1.76385 48.5 34.01
5 -673.110 (可変) 33.51
6 271.155 1.10 1.88300 40.8 22.30
7 12.848 5.33 17.35
8 -21.984 0.90 1.77250 49.6 17.20
9 185.815 0.15 17.29
10 32.682 4.98 1.76182 26.5 17.43
11 -21.267 0.37 17.09
12 -17.949 0.80 1.77250 49.6 17.09
13 -51.928 (可変) 17.07
14(絞り) ∞ 1.00 13.74
15* 11.578 4.75 1.58313 59.4 15.02
16* -80.796 1.54 14.38
17 36.810 0.80 1.88300 40.8 13.03
18 8.199 4.39 1.49700 81.5 11.75
19 -163.069 (可変) 11.56
20 35.246 3.44 1.80610 33.3 11.23
21 -13.251 0.70 1.84666 23.8 11.00
22 -116.680 (可変) 10.84
23 134.572 1.80 1.78472 25.7 10.93
24 -30.547 0.15 10.93
25 -37.012 0.70 1.88300 40.8 10.87
26 17.298 (可変) 10.88
27* -38.909 1.40 1.52996 55.8 14.32
28* -78.739 (可変) 15.64
29 -54.752 3.77 1.48749 70.2 25.34
30 -24.401 26.02
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.51435e-005 A 6= 3.49602e-009 A 8=-3.37383e-009 A10= 1.18237e-011

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.21894e-005 A 6= 2.02765e-007 A 8=-4.59069e-009 A10= 4.09901e-011

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.43806e-004 A 6=-8.65291e-007 A 8= 1.39952e-008 A10=-5.71046e-011

第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.91852e-004 A 6=-2.19312e-007 A 8= 9.88639e-009 A10=-2.84875e-011
各種データ

ズーム比 9.41

広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 49.96 145.34
Fナンバー 3.40 5.69 6.46
半画角（度） 38.52 13.83 4.84
像高 12.30 12.30 12.30
レンズ全長 103.56 119.51 145.46
BF 10.50 10.50 10.50

d 5 0.90 14.60 39.65
d13 26.78 8.35 2.01
d19 3.00 3.72 1.41
d22 1.51 4.85 3.11
d26 8.08 4.02 8.08
d28 1.00 21.71 28.95
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 70.12 13.71 7.46 -0.90
2 6 -13.84 13.64 0.61 -9.92
3 14 23.66 12.48 -0.78 -9.19
4 20 37.27 4.14 0.40 -1.90
5 23 -23.48 2.65 1.87 0.32
6 27 -146.93 1.40 -0.90 -1.83
7 29 86.77 3.77 4.39 1.96
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -55.78
2 2 70.94
3 4 56.98
4 6 -15.30
5 8 -25.40
6 10 17.62
7 12 -35.88
8 15 17.70
9 17 -12.11
10 18 15.84
11 20 12.34
12 21 -17.71
13 23 31.88
14 25 -13.27
15 27 -146.93
16 29 86.77
（数値データ２）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 182.490 1.50 1.91082 35.3 41.81
2 40.390 6.96 1.49700 81.5 37.73
3 -334.389 0.15 36.44
4 46.123 5.37 1.76385 48.5 36.28
5 -1009.243 (可変) 35.77
6 188.791 1.10 1.83481 42.7 21.39
7 12.282 4.86 16.53
8 -23.669 0.90 1.88300 40.8 16.36
9 117.175 0.68 16.31
10 32.609 5.80 1.78472 25.7 16.42
11 -22.439 0.41 15.92
12 -17.879 0.80 1.77250 49.6 15.92
13 -48.031 (可変) 15.96
14(絞り) ∞ 1.00 13.20
15* 11.948 4.15 1.58313 59.4 14.36
16* -181.947 2.21 13.84
17 43.363 0.80 1.88300 40.8 12.60
18 8.701 4.16 1.49700 81.5 11.63
19 -50.521 (可変) 11.57
20 28.134 3.07 1.63854 55.4 11.22
21 -21.933 0.70 1.90366 31.3 11.04
22 -55.997 (可変) 11.13
23 64.637 1.44 1.85478 24.8 11.27
24 1932.258 0.15 11.21
25 189.424 0.70 1.77250 49.6 11.19
26 14.844 (可変) 11.09
27* -16.820 1.40 1.52996 55.8 14.29
28* -28.684 (可変) 15.59
29 -54.143 3.81 1.51633 64.1 25.29
30 -24.120 26.00
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.45334e-005 A 6=-1.26495e-008 A 8=-1.60788e-009 A10= 4.51942e-012

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.00782e-005 A 6= 1.18316e-007 A 8=-2.15861e-009 A10= 2.03658e-011

第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.18319e-005 A 6=-2.00662e-007 A 8=-5.37809e-009 A10= 1.18688e-010

第28面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.01150e-005 A 6=-2.76469e-007 A 8=-3.38645e-010 A10= 3.46028e-011
各種データ

ズーム比 8.45

広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 50.00 130.49
Fナンバー 3.51 5.82 6.47
半画角（度） 38.52 13.82 5.38
像高 12.30 12.30 12.30
レンズ全長 103.56 120.68 145.50
BF 10.52 10.52 10.52

d 5 0.90 15.27 39.37
d13 24.90 6.92 2.00
d19 3.87 3.61 1.87
d22 1.60 5.74 3.60
d26 8.57 4.68 8.57
d28 1.11 21.81 27.47
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 71.68 13.98 7.14 -1.38
2 6 -13.58 14.55 0.57 -10.64
3 14 24.45 12.32 -0.03 -8.97
4 20 37.72 3.77 0.51 -1.76
5 23 -29.20 2.29 1.90 0.55
6 27 -80.00 1.40 -1.35 -2.31
7 29 80.76 3.81 4.34 1.93
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -57.24
2 2 72.96
3 4 57.87
4 6 -15.78
5 8 -22.23
6 10 17.76
7 12 -37.30
8 15 19.38
9 17 -12.46
10 18 15.29
11 20 19.77
12 21 -40.29
13 23 78.21
14 25 -20.89
15 27 -80.00
16 29 80.76
（数値データ３）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 107.433 1.50 1.91082 35.3 40.65
2 39.554 5.92 1.49700 81.5 38.39
3 215.316 0.15 38.27
4 47.216 5.27 1.76385 48.5 38.21
5 679.083 (可変) 37.63
6 74.270 1.10 1.83481 42.7 24.32
7 12.936 5.72 19.06
8 -33.796 0.90 1.88300 40.8 18.94
9 127.091 0.64 18.87
10 30.357 4.57 1.78472 25.7 19.01
11 -32.370 0.59 18.60
12 -23.071 0.80 1.77250 49.6 18.60
13 -83.564 (可変) 18.37
14(絞り) ∞ 1.00 12.91
15* 11.494 3.92 1.58313 59.4 13.98
16* 209.972 2.47 13.40
17 43.488 0.80 1.88300 40.8 12.21
18 8.426 4.05 1.49700 81.5 11.31
19 -58.362 (可変) 11.35
20 24.617 3.11 1.63854 55.4 11.28
21 -23.283 0.70 1.90366 31.3 11.30
22 -68.315 (可変) 11.47
23 -156.911 1.60 1.85478 24.8 11.67
24 -34.241 2.78 11.79
25 -28.890 0.70 1.77250 49.6 11.48
26* 17.744 (可変) 11.74
27 -32.373 3.88 1.51633 64.1 23.82
28 -20.000 24.91
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.12723e-005 A 6=-1.23113e-008 A 8=-2.06526e-009 A10= 3.60303e-013

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.58203e-005 A 6= 1.01409e-007 A 8=-1.90789e-009 A10= 1.32410e-011

第26面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.94356e-005 A 6=-1.65287e-007 A 8=-3.33203e-009 A10= 2.63615e-011
各種データ

ズーム比 7.05

広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 50.00 130.50
Fナンバー 3.79 5.76 6.46
半画角（度） 36.44 15.28 5.98
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 104.55 111.46 146.48
BF 10.50 10.50 10.50

d 5 1.00 13.27 47.10
d13 26.85 7.19 2.00
d19 4.17 0.80 0.80
d22 1.54 6.22 4.17
d26 8.31 21.31 29.73
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 91.81 12.84 4.75 -3.15
2 6 -16.71 14.33 1.01 -10.01
3 14 27.94 12.24 -1.21 -9.89
4 20 36.21 3.81 0.31 -1.99
5 23 -21.17 5.08 5.26 1.01
6 27 91.57 3.88 6.05 3.74
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -69.46
2 2 96.42
3 4 66.19
4 6 -18.92
5 8 -30.16
6 10 20.62
7 12 -41.49
8 15 20.70
9 17 -11.96
10 18 15.12
11 20 19.23
12 21 -39.38
13 23 50.93
14 25 -14.14
15 27 91.57
（数値データ４）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 106.598 1.50 1.91082 35.3 40.62
2 36.423 6.11 1.49700 81.5 36.53
3 253.154 0.15 36.34
4 43.322 5.33 1.76385 48.5 36.42
5 977.649 (可変) 35.90
6 97.697 1.10 1.83481 42.7 24.29
7 12.316 5.83 18.72
8 -33.346 0.90 1.88300 40.8 18.62
9 84.377 0.87 18.70
10 31.920 4.53 1.78472 25.7 19.17
11 -33.501 0.16 18.94
12 -30.150 0.80 1.77250 49.6 18.94
13 -70.824 (可変) 18.83
14(絞り) ∞ 1.00 13.19
15* 11.376 4.22 1.58313 59.4 13.96
16* -119.159 2.76 13.34
17 -293.303 0.80 1.88300 40.8 11.67
18 8.787 4.17 1.49700 81.5 10.93
19 -26.291 (可変) 11.05
20 26.902 2.83 1.69680 55.5 10.81
21 -30.073 0.70 1.90366 31.3 10.80
22 -117.954 (可変) 10.88
23 36.458 2.10 1.80000 29.8 11.22
24 -31.416 0.22 11.19
25 -27.170 0.70 1.77250 49.6 11.14
26* 14.304 (可変) 11.10
27 604.082 0.70 1.83400 37.2 14.79
28 34.422 3.21 15.32
29 22.568 3.98 1.48749 70.2 21.91
30 95.890 22.36
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.51251e-005 A 6=-4.07564e-008 A 8=-1.25007e-009 A10=-1.73201e-011

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.75794e-005 A 6= 8.34718e-008 A 8=-2.04727e-009 A10= 3.94544e-012

第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.58392e-006 A 6=-7.04582e-008 A 8= 1.45526e-009 A10=-7.98802e-011
各種データ

ズーム比 7.05

広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 50.00 130.44
Fナンバー 3.73 5.31 6.47
半画角（度） 36.44 15.28 5.98
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 104.55 112.29 146.47
BF 10.50 19.69 37.01

d 5 1.00 17.18 42.59
d13 27.12 6.50 2.00
d19 2.02 0.80 1.61
d22 2.54 5.99 1.21
d26 6.71 7.47 7.40
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 81.59 13.09 5.26 -2.79
2 6 -17.34 14.19 -0.23 -12.17
3 14 28.63 12.95 -1.37 -10.80
4 20 37.60 3.53 0.16 -1.89
5 23 -30.94 3.02 3.26 1.34
6 27 -195.63 7.89 -7.42 -14.06
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -61.37
2 2 84.81
3 4 59.20
4 6 -16.98
5 8 -26.97
6 10 21.48
7 12 -68.55
8 15 18.02
9 17 -9.65
10 18 13.80
11 20 20.80
12 21 -44.84
13 23 21.39
14 25 -12.04
15 27 -43.79
16 29 59.49
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 Ｌ６ 第６レンズ群
Ｌ７ 第７レンズ群 ＬＲ 後群

Claims (13)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第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、一つ以上のレンズ群を含む後群から構成され、ズーミングに際して隣り合う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、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第６レンズ群、正の屈折力の第７レンズ群から構成され、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第３レンズ群が物体側へ移動し、
    像ぶれ補正に際して前記第４レンズ群が光軸に垂直な方向の成分を含む方向へ移動し、
    無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第５レンズ群が像側へ移動し、
    前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    １．２＜ｆ４／ｆ３＜３．０
    １．０＜−ｆ５／ｆｗ＜２．０
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第４レンズ群は、３枚以下のレンズから構成されることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 広角端に比べて望遠端において、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が狭い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４レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ４ａ、前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ４ｂとするとき、
    ０．５＜｜Ｒ４ａ｜／ｆ４＜１．５
    １．０＜｜Ｒ４ｂ｜／ｆ４＜５．０
    なる条件式を満たす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. 広角端における前記後群の焦点距離をｆｒｗとするとき、
    −０．３＜ｆｗ／ｆｒｗ＜０．４
    なる条件式を満たす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５レンズ群は、２枚のレンズから構成され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. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
    ３．５＜ｆ１／ｆｗ＜６．０
    なる条件式を満たす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. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
    ０．７＜−ｆ２／ｆｗ＜１．２
    なる条件式を満たす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. １．０＜ｆ３／ｆｗ＜２．０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のズームレンズ。
  10. １．５＜ｆ４／ｆｗ＜３．５
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のズームレンズ。
  11. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第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、負の屈折力の第６レンズ群、正の屈折力の第７レンズ群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、
    像ぶれ補正に際して、前記第４レンズ群が光軸に垂直な方向の成分を含む方向へ移動し、
    前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
    １．２＜ｆ４／ｆ３＜３．０
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  12. 無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第５レンズ群が像側へ移動することを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
  13. 請求項１乃至１２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た像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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