JP7146522B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように撮像素子を用いた撮像装置に用いる撮像光学系に好適なものである。

近年、撮像装置に用いる撮像光学系には、全系が小型でありながら高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い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。またフォーカシングに際して収差変動が少なく、全物体距離にわたり高い光学性能を有すること等が要望されている。

高ズーム比を実現しやすいズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群が配置されたポジティブリードタイプのズームレンズが知られている。ポジティブリードタイプでフォーカシングに際しての収差変動が少なく、全物体距離にわたり高い光学性能を得るために、フォーカシングに際して２つのレンズ群を移動するようにしたフローティング方式を用いたズームレンズが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では物体側から像側へ順に、正、負、負、正、負の屈折力の第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、第３レンズ群と第５レンズ群を互いに逆方向へ移動させてフォーカシングを行っている。また特許文献１では物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群よりなる６群ズームレンズにおいて、第４レンズ群と第６レンズ群を互いに逆方向へ移動させてフォーカシングを行っている。

特許文献２では、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、第４レンズ群と第５レンズ群を移動させてフォーカシングを行っている。

特開２０１１－１８０２１８号公報 特開２０１３－２２４９９３号公報

フォーカシングによる収差変動を改善するには、フォーカシングに際して複数のレンズ群を光軸方向に移動させるフローティング方式を用いるのが有効である。フローティング方式を用いると、フォーカシングレンズ群の移動量を短くすることができ、レンズ系全体の小型化を図りつつ、収差変動の低減を図ることが容易となる。

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、高ズーム比で全物体距離にわたり高い光学性能を得るには、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、ズーミングに際しての移動条件等）、フォーカシングに際して移動するレンズ群の選定やフォーカシングに際して移動するレンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。

例えばフォーカシングに際して２つのレンズ群を移動させるフローティング方式を用いるときは、フォーカシングに際して移動させる２つのレンズ群の選定や、移動方向そして移動量等を適切に設定することが重要になってくる。本発明は、高ズーム比で無限遠から至近までの物体距離全般にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、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、負の屈折力の第４レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、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において、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭まり、ズーミングに際して前記第４レンズ群及び前記後群に含まれる全てのレンズ群は移動し、前記後群は最も物体側に配置された正の屈折力の第５レンズ群を有し、無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記第４レンズ群は像側に移動し、前記第５レンズ群は物体側に移動し、望遠端におけるレンズ全長をＴＬ、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、広角端において無限遠から至近へのフォーカシングするときの前記第４レンズ群の移動量をＤＸ４、広角端において無限遠から至近へのフォーカシングするときの前記第５レンズ群の移動量をＤＸ５とするとき、
０．５５＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８０
－０．６＜ＤＸ５／ＤＸ４＜－０．１
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、高ズーム比で無限遠から至近までの物体距離全般にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。

（Ａ）、（Ｂ） 実施例１の無限遠物点における広角端と望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例１の無限遠物点における広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例１の物体距離１．０ｍにおける広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２の無限遠物点における広角端と望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例２の無限遠物点における広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例２の物体距離１．０ｍにおける広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例３の無限遠物点における広角端と望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例３の無限遠物点における広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例３の物体距離１．０ｍにおける広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 アッベ数νｄと部分分散比θｇＦの関係を示す図 ズームレンズを備える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。

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、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、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群を含む後群より構成されている。そして、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。広角端に比べて望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭まり、ズーミングに際して第４レンズ群及び後群は移動する。後群は最も物体側に正の屈折力の第５レンズ群を有し、無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第４レンズ群は像側に、前記第５レンズ群は物体側に移動する。

図１（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１の無限遠物体における広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１の物体距離１ｍ（像面からの距離）の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比３．０１、Ｆナンバー５．５０～７．１０のズームレンズである。

図４（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例２の無限遠物体における広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例２の物体距離１ｍ（像面からの距離）の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．０１、Ｆナンバー５．５０～７．１０のズームレンズである。

図７（Ａ）、（Ｂ）は実施例３の広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例３の無限遠物体における広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例３の物体距離１ｍ（像面からの距離）の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２．９３、Ｆナンバー５．５０～７．１０のズームレンズである。図１０は材料のアッベ数と部分分散比との関係を示す説明図である。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルカメラ、監視カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。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。レンズ断面図において、Ｌ０はズームレンズである。ｉは物体側からレンズ群の順番を示し、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。ＳＰは開口絞りである。ＳＳＰは補助絞りである。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチル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センサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれている。矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。フォーカス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レンズ群の移動方向を示している。補助絞りＳＳＰは、広角端から望遠端へのズーミングにおいて可変絞りとなっており、ズーミングに際しての通過光束を決めている。

それぞれの縦収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲、倍率色収差を表している。球面収差と倍率色収差を示す図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、破線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を表している。また、非点収差を示す図において、実線のＳはｄ線のサジタル方向ΔＳ、破線のＭはｄ線のメリディオナル方向ΔＭを表している。また、歪曲を示す図は、ｄ線における歪曲を表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。

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、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、１つ以上のレンズ群を含む後群ＬＲより構成されている。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。広角端に比べて望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭まる。ズーミングに際して第４レンズ群Ｌ４及び後群ＬＲは移動する。第３レンズ群Ｌ３中に開口絞りＳＰを有する。

上述のレンズタイプでは、開口絞りＳＰより像側のレンズ系は光束の有効径が小さくなりやすい。

各実施例のズームレンズでは、望遠端におけるレンズ全長をＴＬ、望遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔとする。広角端において無限遠から至近へのフォーカシングにおける第４レンズ群Ｌ４の移動量をＤＸ４、広角端において無限遠から至近へのフォーカシングにおける第５レンズ群Ｌ５の移動量をＤＸ５とする。このとき、
０．５５＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８０ ・・・（１）
－０．６＜ＤＸ５／ＤＸ４＜－０．１・・・（２）
なる条件式を満足する。

ここで、フォーカシングに際してのレンズ群の移動量の符号は、無限遠から至近へのフォーカシングに際して物体側へ移動するときを負、像側へ移動するときを正とする。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は、小型、軽量で、高い光学性能を得るためのものである。条件式（１）は、望遠端におけるレンズ全長と望遠端におけるズームレンズの焦点距離の比（テレフォト比）を示す。条件式（１）の上限を超えてテレフォト比が大きくなると、ズームレンズは大型化してしまう。条件式（１）の下限を超えてテレフォト比が小さくなると、望遠端において、諸収差が増大し、特に色収差が増大して光学性能が低下してくる。

フォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５が移動する。無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４は像側に、第５レンズ群Ｌ５は物体側に移動する。

変倍作用の小さい開口絞りＳＰより像側のレンズ群をフォーカシング用のレンズ群にすると、無限遠から至近にフォーカスする際に像倍率の変化を小さくすることができる。この点は、被写体が無限遠から至近に変化した際に画角の変化を小さくすることができる為、動画撮影時において最適である。第４レンズ群Ｌ４より像側の第５レンズ群Ｌ５が物体側に移動することで、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が最適に狭まることで、無限遠から至近へのフォーカシングにおいて像面湾曲の変動を軽減している。

条件式（２）は、無限遠から至近までの物体距離全般において高い光学性能を得るためのものである。条件式（２）は、フォーカシングに際して移動する２つのレンズ群のフォーカス移動量の比を示す。特に条件式（２）は、無限遠から至近へのフォーカシングに際して像面湾曲の変動を適切に軽減するためのものである。

条件式（２）の数値範囲を超えると、フォーカシングに際して像面湾曲の変動を軽減し、物体距離全般にわたり、高い光学性能を得るのが困難になる。各実施例によれば、以上のようにレンズ構成を特定することによって、無限遠から至近までの物体距離全般にわたり像面湾曲の変動を良好に抑えたズームレンズを得ている。

好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．５５＜ＴＬ／ｆｔ＜０．７０ ・・・（１ａ）
－０．４５＜ＤＸ５／ＤＸ４＜－０．１・・・（２ａ）
各実施例において更に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。
広角端におけるバックフォーカをＳＫ、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５とする。後群ＬＲは、第５レンズ群Ｌ５の像側に隣接して負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６を有し、第６レンズ群Ｌ６の焦点距離をｆ６とする。第１レンズ群Ｌ１は１枚以上の正レンズを有し、第１レンズ群Ｌ１に含まれる１枚の正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄ１ｐ、θｇＦ１ｐ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。

０．０５＜Ｓｋ／ｆｗ＜０．５０ ・・・（３）
１．０＜ｆ１／ｆｗ＜３．０ ・・・（４）
－１．０＜ｆ５／ｆ４＜－０．４ ・・・（５）
－２．０＜ｆ６／ｆ５＜－０．５ ・・・（６）
－１．０＜ｆ４／ｆｗ＜－０．４ ・・・（７）
νｄ１ｐ＞６５ ・・・（８）
θｇＦ１ｐ＜０．５５ ・・・（９）
次に前述の各条件式の技術的な意味について説明する。

条件式（３）はレンズ全長を短くするためのものである。条件式（３）の上限を超えると、バックフォーカスが長くなり、レンズ全長が増大する。条件式（３）の下限を超えると、レンズ最終面が像面に近くなり過ぎて物理的に干渉してくるので良くない。条件式（４）は、ズームレンズの小型化を図りつつ良好な光学性能を得るためのものである。条件式（４）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなると、ズームレンズが大型化してしまう。条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなると、望遠端において、色収差が増加し、高い光学性能を維持するのが困難になる。

条件式（５）は、無限遠から至近までの物体距離全般にわたり像面湾曲の変動を適切に抑制するためのものである。条件式（５）の上限を超えて第５レンズ群Ｌ５の屈折力が強くなると、無限遠から至近へのフォーカシングにおいて像面湾曲の変動が過補正となる。条件式（５）の下限を超えて第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力が弱くなると、像面湾曲の変動が補正不足となり大きくなる。

各実施例において、更にズームレンズ全体が小型で且つ無限遠から至近までの物体距離全般において像面湾曲の変動を軽減して高い光学性能を得るには、後群ＬＲを次の如く構成するのが良い。即ち後群ＬＲは、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第５レンズ群と負の屈折力の第６レンズ群より構成するのが良い。

条件式（６）は、ズームレンズ全体が小型で且つ無限遠から至近までの物体距離全般において像面湾曲の変動を適切に軽減するためのものである。条件式（６）の上限を超えて負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６の負の屈折力が強くなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５の屈折力が強くなり過ぎる。この結果、無限遠から至近までの物体距離全般において像面湾曲の変動が過補正となる。

条件式（６）の下限を超えて負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６の屈折力が弱くなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）、レンズ群全系での像側の主点をレンズ群よりも前方に配置するのが困難となり、レンズ全長を短くすることが困難になる。

条件式（７）は、ズームレンズ全体が小型で且つフォーカシングの際の敏感度を適切に抑制するためのものである。条件式（７）の上限を超えて第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が強くなると、フォーカシングの際のコマ収差の変動が大きくなり、高い光学性能を維持するのが困難になる。条件式（７）の下限を超えて第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が弱くなると、無限遠から至近までの物体距離全般において第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなり、レンズ全長を短くすることが困難になる。

条件式（８）、（９）は、ズームレンズ全体が小型で高い光学性能を得るための第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズの材料に関する。但し、アッベ数νｄ１ｐと、部分分散比θｇＦ１ｐはｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。このときアッベ数νｄと、部分分散比θｇＦ、は以下のように表すことができる。

νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ） ・・・（ａ）
θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）・・・（ｂ）
図１０は材料のアッベ数νｄと部分分散比θｇＦの関係を示した説明図である。図１０においては、株式会社オハラ社製の製品名：ＰＢＭ２（νｄ＝３６．２６、θｇＦ＝０．５８２８）と製品名：ＮＳＬ７（νｄ＝６０．４９、θｇＦ＝０．５４３６）を示す。図１０において、２つの材料の２点を結んだ線を基準線とする。低分散ガラスに関しては、基準線より上側に位置するものを使用するのが二次スペクトルの補正に対し効果的であり、基準線から離れるほど補正効果が高まる。

条件式（８）、（９）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズにおいて、アッベ数と部分分散比の適切な値となる材料を用いること示す。低分散でありながら、異常分散性を有している材料は、色収差の補正に効果的である。条件式（８）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１より色収差が大きく増大し、第２レンズ群Ｌ２を構成する正レンズによる補正が不十分となり、色収差の補正が困難となる。

また第１レンズ群Ｌ１より色収差の発生を小さくすると、第１レンズ群Ｌ１が大型化し、小型化及び軽量化が困難になる。条件式（９）の上限を超えると、正レンズの材料の異常分散性が小さくなり、望遠端において倍率色収差を補正することが困難となる。

好ましくは条件式（３）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．０５＜Ｓｋ／ｆｗ＜０．３０ ・・・（３ａ）
１．２＜ｆ１／ｆｗ＜２．４ ・・・（４ａ）
－０．８＜ｆ５／ｆ４＜－０．４ ・・・（５ａ）
－１．２＜ｆ６／ｆ５＜－０．５ ・・・（６ａ）
－０．８＜ｆ４／ｆｗ＜－０．４ ・・・（７ａ）
νｄ１ｐ＞７０ ・・・（８ａ）
θｇＦ１ｐ＜０．５４ ・・・（９ａ）
各実施例において、更にズームレンズ全体が小型で高い光学性能を得るには、第２レンズ群Ｌ２は負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成することが好ましい。上述のようにすることで、第２レンズ群Ｌ２による色収差の補正を適切にすることができ、色収差を良好に補正して高い光学性能を得ることが容易となる。また、第２レンズ群Ｌ２を光軸と垂直方向の成分を含む方向に移動させることによって像ぶれ補正を行うと、像ぶれ補正の際に色収差の変動を軽減することができる。

各実施例において、更にズームレンズが小型であり、且つ高い光学性能を得るには、望遠端において後群の焦点距離が、全体として負の屈折力であることが好ましい。上述のようにすることで、レンズ群全系での像面側の主点をレンズ群よりも前方に位置するようにでき、レンズ全長を短くすることができる。

各実施例において、更にズームレンズ全体が小型で高い光学性能を得るには、第４レンズ群Ｌ４は物体側から像側へ順に配置された正レンズと負レンズを接合した接合レンズより構成することが好ましい。上述のようにすることで、第４レンズ群Ｌ４による色収差の補正を適切にすることができ、物体距離全体において、フォーカシングによる色収差の変動を軽減することができる。

各実施例において、更にズームレンズ全体が小型で高い光学性能を得るには、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５は１枚の正レンズより構成することが好ましい。上述のようにすることで、フローティングによるフォーカシング用のレンズ群全体を軽量化することができ、フォーカシング用のレンズ群を可動させるモーターの消費エネルギーを低減化でき、且つフォーカススピードを高速化することが容易になる。

各実施例において、更にズームレンズ全体が小型で高い光学性能を得るには、フォーカシングに際して不動の第６レンズ群は少なくとも１枚の非球面レンズを有することが好ましい。上述のようにすることで、レンズ構成枚数を削減してズームレンズの小型化及び軽量化しつつ諸収差、特に広角端において像面湾曲を良好に補正して高い光学性能を得ることが容易となる。フォーカシングに際して不動の第６レンズ群は最も物体側に負レンズが配置されており、該負レンズは樹脂レンズより構成されている。

上述を満たす光学材料の具体例として、例えばシクロオレフィンポリマー系の熱可塑性樹脂がある。樹脂レンズはガラスレンズに比べて比重が小さく、光学系のレンズ重量が小さくなる。尚、ガラスレンズに比して比重の小さな材料であれば、これらに限定するものではない。

以上のようにレンズ構成を特定することによって、無限遠から至近までの物体距離全般において像面湾曲の変動を良好に抑えられたズームレンズが得られる。

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、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、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、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６からなる。以下、各レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された次のレンズより構成されている。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズから構成されている。第２レンズ群Ｌ２は、両凹形状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズから構成されている。第３レンズ群Ｌ３は、補助絞りＳＳＰ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、開口絞りＳＰ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、正レンズから構成されている。第４レンズ群Ｌ４は、正レンズと負レンズを接合した接合レンズから構成されている。第５レンズ群Ｌ５は、正レンズから構成されている。第６レンズ群Ｌ６は樹脂材料よりなり、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、負レンズから構成されている。

広角端に比べ望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭まる。広角端から望遠端へのズーミングに際して第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５、第６レンズ群Ｌ６は物体側に移動する。フォーカシングは、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５行っている。具体的には、無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４は像側に、第５レンズ群Ｌ５は物体側に移動する。各収差図から明らかなように本実施例では諸収差が良好に補正されていることがわかる。

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、ズーミングに際しての各レンズ群の移動条件等のズームタイプは実施例１と同じである。各レンズ群のレンズ構成、フォーカシングに際しての各レンズ群の移動条件等は実施例１と同じである。

実施例３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、ズーミングに際しての各レンズ群の移動条件等のズームタイプは実施例１と同じである。各レンズ群の構成、フォーカシングに際しての各レンズ群の移動条件等も実施例１と同じである。

次に、本発明のズームレンズを用いたカメラシステム（撮像装置）の実施例を、図１１を用いて説明する。図１１において、１０はカメラ本体、１１は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録する（受光する）撮像素子などの記録手段である。１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１で形成された被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。

ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ等の交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を得ている。

また、各実施例のズームレンズでは、クイックリターンミラー１４等を有さないミラ－レスの撮像装置でも良いし、レンズ交換式ではない撮像装置にも同様に適用できる。

次に、実施例１乃至３に対応する数値データ１乃至３を示す。数値データにおいて、ｉは物体側から数えた面の順序を示す。ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目のレンズの材料の屈折率、アッベ数を示す。また、各実施例において非球面形状は、次式によって定義している。

但し、Ｘは光軸からｈだけ離れたレンズ面上の光軸方向への変位量、ｒは近軸曲率半径、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。尚、「ｅ－ｎ」の表示は「１０^－ｎ」を意味する。また、各非球面は、面データにおいて、面番号の右側に「＊」を付して示している。

各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）はレンズ最終面から近軸像面までの空気換算での距離である。レンズ全長は最も物体側の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を加えた値である。また、各実施例における上述した各条件式の値とその関する対応を表１に示す。

（数値データ１）
面データ
面番号 r d nd vd
1 82.004 1.20 1.91082 35.3
2 57.139 8.14 1.53775 74.7
3 -1125.156 (可変)
4 -132.551 1.00 1.80610 33.3
5 34.409 4.86 1.85478 24.8
6 1030.377 (可変)
7(SSP) ∞ 0.48
8 51.881 4.56 1.49700 81.5
9 -103.476 0.80 2.00100 29.1
10 -217.743 2.49
11(絞り) ∞ 24.02
12 29.676 3.03 1.51742 52.4
13 -188.820 0.60 2.00100 29.1
14 23.582 2.47
15 26.924 3.86 1.64769 33.8
16 -91.903 (可変)
17 77.472 2.17 1.80610 33.3
18 -45.759 0.50 1.67000 57.3
19 19.804 (可変)
20 38.922 5.42 1.54814 45.8
21 -27.588 (可変)
22* -12.372 1.40 1.53110 55.9
23* -16.440 0.44
24 -29.620 0.90 1.78800 47.4
25 170.973 (可変)
26 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.08843e-004 A 6=-4.72548e-008 A 8=-7.07850e-009
A10= 3.76375e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.44612e-004 A 6=-1.37973e-007 A 8=-6.82897e-009
A10= 2.20385e-011

各種データ
ズーム比 3.01
広角 中間 望遠
焦点距離 119.97 218.00 360.96
Fナンバー 5.50 6.50 7.10
半画角（度） 6.50 3.59 2.17
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 179.62 192.93 233.56
BF 15.03 15.03 15.04

d 3 3.03 41.52 73.02
d 6 51.30 14.71 3.74
d16 23.01 12.61 1.23
d19 11.57 15.26 19.44
d21 6.51 3.19 1.92
d25 0.82 22.26 50.82
d26 15.03 15.03 15.04

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 196.61
2 4 -181.67
3 7 76.69
4 17 -50.18
5 20 30.33
6 22 -23.81
7 26 ∞

物体距離１．０ｍにおけるフォーカシング時のデータ
d16 30.50 23.72 17.39
d19 2.61 2.50 2.02
d21 7.97 4.83 3.18

（数値データ２）
面データ
面番号 r d nd vd
1 85.161 1.20 1.91082 35.3
2 61.286 7.52 1.49700 81.5
3 -1169.797 (可変)
4 -112.859 1.00 1.83400 37.2
5 43.505 5.02 1.92119 24.0
6 667.764 (可変)
7(SSP) ∞ 0.48
8 46.324 6.92 1.49700 81.5
9 -121.839 0.80 1.95906 17.5
10 -272.390 19.44
11(絞り) ∞ 12.92
12 30.747 3.78 1.74077 27.8
13 -94.756 0.60 2.00100 29.1
14 20.640 2.43
15 22.827 4.06 1.58267 46.4
16 -576.647 (可変)
17 53.653 2.30 1.83400 37.2
18 -56.737 0.50 1.72916 54.7
19 22.894 (可変)
20 48.530 5.18 1.54814 45.8
21 -29.646 (可変)
22* -12.970 1.40 1.53110 55.9
23* -16.321 1.08
24 -28.188 0.90 1.78800 47.4
25 308.565 (可変)
26 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.09100e-004 A 6=-5.66417e-007 A 8=-9.84797e-010
A10=-2.54987e-012

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.53923e-004 A 6=-4.90817e-007 A 8=-3.08474e-009
A10= 2.40048e-012

各種データ
ズーム比 3.01
広角 中間 望遠
焦点距離 119.99 218.00 360.98
Fナンバー 5.50 6.50 7.10
半画角（度） 6.49 3.59 2.17
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 188.52 207.83 243.53
BF 15.02 15.02 15.02

d 3 3.07 40.31 68.63
d 6 46.11 15.98 1.25
d16 23.02 12.87 1.32
d19 14.97 22.89 27.89
d21 8.48 4.43 2.31
d25 0.32 18.79 49.59
d26 15.02 15.02 15.02

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 227.18
2 4 -147.45
3 7 85.11
4 17 -72.92
5 20 34.38
6 22 -25.56
7 26 ∞

物体距離１．０ｍにおけるフォーカシング時のデータ
d16 33.09 29.47 24.77
d19 2.67 3.56 2.05
d21 10.71 7.17 4.69

（数値データ３）
面データ
面番号 r d nd vd
1 79.401 1.20 1.95375 32.3
2 58.744 7.45 1.49700 81.5
3 -658.166 (可変)
4 -104.810 1.00 1.72600 53.6
5 37.832 4.99 1.80000 29.8
6 185.222 (可変)
7(SSP) ∞ 0.48
8 52.471 6.71 1.49700 81.5
9 -71.459 0.80 2.00069 25.5
10 -116.649 11.93
11(絞り) ∞ 25.00
12 33.636 3.88 1.72151 29.2
13 -68.191 0.60 2.00100 29.1
14 23.584 2.07
15 25.614 3.83 1.63930 44.9
16 -295.612 (可変)
17 56.374 2.14 1.83400 37.2
18 -101.605 0.50 1.72916 54.7
19 25.777 (可変)
20 129.802 3.79 1.51742 52.4
21 -32.766 (可変)
22* -14.459 1.40 1.53110 55.9
23* -17.890 1.33
24 -29.765 0.90 1.49700 81.5
25 134.449 (可変)
26 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.73630e-004 A 6=-3.93396e-007 A 8= 7.89091e-010
A10=-4.46567e-012

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.37417e-004 A 6=-3.72959e-007 A 8= 3.67963e-010
A10=-5.86378e-012

各種データ
ズーム比 2.93
広角 中間 望遠
焦点距離 123.00 220.00 361.00
Fナンバー 5.50 6.50 7.10
半画角（度） 6.34 3.55 2.17
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 187.50 211.57 243.50
BF 15.00 15.00 15.00

d 3 3.03 38.15 56.04
d 6 35.12 13.97 1.86
d16 19.42 10.45 1.61
d19 22.22 28.89 30.51
d21 12.23 5.87 1.99
d25 0.47 19.22 56.47
d26 15.00 15.00 15.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 198.91
2 4 -106.85
3 7 76.36
4 17 -84.30
5 20 50.97
6 22 -36.57
7 26 ∞

物体距離１．０ｍにおけるフォーカシング時のデータ
d16 28.71 27.48 25.16
d19 9.67 7.57 3.12
d21 15.48 10.16 5.84

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
ＬＲ 後群

Claims (13)

1. 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、負の屈折力の第４レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、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において、
   広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭まり、
   ズーミングに際して前記第４レンズ群及び前記後群に含まれる全てのレンズ群は移動し、
   前記後群は最も物体側に配置された正の屈折力の第５レンズ群を有し、
   無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記第４レンズ群は像側に移動し、前記第５レンズ群は物体側に移動し、
   望遠端におけるレンズ全長をＴＬ、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、広角端において無限遠から至近へのフォーカシングするときの前記第４レンズ群の移動量をＤＸ４、広角端において無限遠から至近へのフォーカシングするときの前記第５レンズ群の移動量をＤＸ５とするとき、
   ０．５５＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８０
   －０．６＜ＤＸ５／ＤＸ４＜－０．１
   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. 広角端におけるバックフォーカスをＳｋ、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、
   ０．０５＜Ｓｋ／ｆｗ＜０．５０
   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. 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、
   １．０＜ｆ１／ｆｗ＜３．０
   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. 前記望遠端における前記後群の屈折力は負であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 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とするとき、
   －１．０＜ｆ５／ｆ４＜－０．４
   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のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記後群は、前記第５レンズ群の像側に隣接して負の屈折力の第６レンズ群を有し、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、前記第６レンズ群の焦点距離をｆ６とするとき、
   －２．０＜ｆ６／ｆ５＜－０．５
   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のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、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、
   －１．０＜ｆ４／ｆｗ＜－０．４
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第４レンズ群は、正レンズと負レンズを接合した接合レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第５レンズ群は、１枚の正レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記後群は前記第５レンズ群の像側に隣接してフォーカシングに際して不動の負の屈折力の第６レンズ群を有し、前記第６レンズ群は少なくとも１枚の非球面レンズを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群は１枚以上の正レンズを有し、前記第１レンズ群に含まれる１枚の正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々、νｄ１ｐ、θｇＦ１ｐとするとき、
    νｄ１ｐ＞６５
    θｇＦ１ｐ＜０．５５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 前記第２レンズ群は、負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１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していることを特徴とする撮像装置。

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