JP7321127B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本開示は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。
従来、放送用カメラ、映画撮影用カメラ及びデジタルカメラ等の撮像装置に適用可能なズームレンズとして、例えば、下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載のレンズ系が知られている。
特開２０１８－１９４７３０号公報 特開２０１７－１８１７１９号公報 特開２０１７－０８３７８２号公報
近年、小型でありながら、良好な光学性能を有するズームレンズが要望されている。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型でありながら、良好な光学性能を有するズームレンズ、及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。
本開示の第１の態様に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１つ又は２つのレンズ群からなる中間レンズ群と、最終レンズ群と、からなり、変倍の際に、第２レンズ群は光軸に沿って移動し、隣り合うレンズ群の間隔が全て変化する。
本開示の第２の態様に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１つ又は２つのレンズ群からなる中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群と、からなり、変倍の際に、第２レンズ群は光軸に沿って移動し、隣り合うレンズ群の間隔が全て変化し、中間レンズ群及び最終レンズ群の少なくとも１つのレンズ群は、隣り合って配置される一対の正レンズと負レンズとを含み、正レンズのｄ線基準のアッベ数をνｐ、負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｎ、負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｎ、負レンズの２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数を（ｄＮｎ／ｄＴ）×１０－６、ｄＮｎ／ｄＴの単位を℃－１とした場合、下記条件式（１）、（２）及び（３）を満足する。
－１．５＜ｄＮｎ／ｄＴ＜３ （１）
０＜Ｎｎ＋０．０１０５×νｎ－２．２１８８＜０．１５ （２）
１．５＜νｐ／νｎ＜２．５ （３）
なお、第２の態様に係るズームレンズは、下記条件式（１－１）、（２－１）及び（３－１）の少なくとも１つを満足することが好ましい。
－０．５＜ｄＮｎ／ｄＴ＜２ （１－１）
０＜Ｎｎ＋０．０１０５×νｎ－２．２１８８＜０．１ （２－１）
１．７＜νｐ／νｎ＜２．３ （３－１）
また、第２の態様に係るズームレンズは、下記条件式（４）及び（５）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）及び（５－１）の少なくとも一方を満足することがより好ましい。
１．６８＜Ｎｎ＜１．８８ （４）
１．７１＜Ｎｎ＜１．８５ （４－１）
３０＜νｎ＜５０ （５）
３３＜νｎ＜４８ （５－１）
また、第２の態様に係るズームレンズは、正レンズの焦点距離をｆｐ、負レンズの焦点距離をｆｎ、正レンズの２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数を（ｄＮｐ／ｄＴ）×１０－６、ｆｐ及びｆｎの単位をｍｍ、ｄＮｐ／ｄＴの単位を℃－１とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６－１）を満足することがより好ましい。
－０．２＜（ｄＮｐ／ｄＴ）／ｆｐ＋（ｄＮｎ／ｄＴ）／ｆｎ＜０．２ （６）
－０．１５＜（ｄＮｐ／ｄＴ）／ｆｐ＋（ｄＮｎ／ｄＴ）／ｆｎ＜０．１５ （６－１）
また、第２の態様に係るズームレンズは、正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｐ、負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｎ、とした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７－１）を満足することがより好ましい。
０＜θｇＦｎ－θｇＦｐ＜０．０７ （７）
０．０１＜θｇＦｎ－θｇＦｐ＜０．０６ （７－１）
また、第１及び第２の態様に係るズームレンズは、中間レンズ群及び最終レンズ群に含まれる全ての正レンズについてのｄ線基準のアッベ数の平均値をνｐａｖｅ、中間レンズ群及び最終レンズ群に含まれる全ての負レンズについてのｄ線基準のアッベ数の平均値をνｎａｖｅ、とした場合、下記条件式（８）を満足することが好ましく、下記条件式（８－１）を満足することがより好ましい。
１＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．８５ （８）
１＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．８ （８－１）
また、第１及び第２の態様に係るズームレンズは、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、第１及び第２の態様に係るズームレンズは、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及び第２の態様に係るズームレンズは、無限遠物体に合焦した状態における広角端でのズームレンズの焦点距離をｆｗ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、とした場合、下記条件式（９）を満足することが好ましい。
０．３＜ｆｗ／ｆ１＜０．５５ （９）
また、第１及び第２の態様に係るズームレンズは、中間レンズ群が、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、からなるものであってもよい。
また、第１及び第２の態様に係るズームレンズは、中間レンズ群が、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、からなるものであってもよい。
なお、本明細書の「～からなり」、「～からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子及び手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
なお、本明細書の「正の屈折力を有する～群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する～群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。また、「１つのレンズ群」は、変倍の際に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化するレンズ群を「１つのレンズ群」とする。すなわち、変倍の際に変化する間隔でレンズ群を区切った場合に１区切りに含まれるレンズ群を１つのレンズ群とする。
「正の屈折力を有するレンズ」、「正レンズ」及び「正のレンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」、「負レンズ」及び「負のレンズ」は同義である。複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、及びレンズ面の面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。
各条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。各条件式で用いている値は、部分分散比以外は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、ｇ線、Ｆ線及びＣ線に対するそのレンズの屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ及びＮＣとした場合に、θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）で定義される。
本明細書に記載の「Ｃ線」、「ｄ線」、「Ｆ線」及び「ｇ線」は輝線であり、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）、ｇ線の波長は４３５．８４ｎｍ（ナノメートル）である。
本開示によれば、小型でありながら、良好な光学性能を有するズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
実施例１のズームレンズに対応し、本開示の一実施形態に係るズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１のズームレンズの構成と光束を示す断面図である。 実施例１のズームレンズの各収差図である。 実施例２のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例２のズームレンズの各収差図である。 実施例３のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例３のズームレンズの各収差図である。 実施例４のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例４のズームレンズの各収差図である。 実施例５のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例５のズームレンズの各収差図である。 実施例６のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例６のズームレンズの各収差図である。 実施例７のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例７のズームレンズの各収差図である。 実施例８のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例８のズームレンズの各収差図である。 実施例９のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例９のズームレンズの各収差図である。 実施例１０のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１０のズームレンズの各収差図である。 実施例１１のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１１のズームレンズの各収差図である。 実施例１２のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１２のズームレンズの各収差図である。 実施例１３のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１３のズームレンズの各収差図である。 実施例１４のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１４のズームレンズの各収差図である。 実施例１５のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 実施例１５のズームレンズの各収差図である。 本開示の一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。
以下、本開示の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１及び図２を参照して、本開示の第１実施形態に係るズームレンズの構成について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るズームレンズの構成と移動軌跡を示す断面図である。図２は、このズームレンズの各状態におけるレンズ構成と光束を示す断面図である。図１及び図２に示す例は、後述の実施例１のズームレンズに対応している。図１及び図２では、無限遠物体に合焦している状態を示し、左側が物体側、右側が像側である。図１では、広角端状態を示す。図２では、「広角端」と付した上段に広角端状態を示し、「望遠端」と付した下段に望遠端状態を示す。図２では、光束として、広角端状態における軸上光束ｗａ及び最大画角の光束ｗｂ、望遠端状態における軸上光束ｔａ及び最大画角の光束ｔｂを示す。
また、図１及び図２では、ズームレンズが撮像装置に適用されることを想定して、ズームレンズと像面Ｓｉｍとの間に入射面と出射面が平行の光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、プリズム、及び／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び特定の波長域をカットするフィルタ等である。光学部材ＰＰは屈折力を有しない部材であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。以下では、主に図１を参照しながら説明する。
本実施形態に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、中間レンズ群Ｇｍと、最終レンズ群Ｇｓとからなる。第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するレンズ群である。第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有するレンズ群である。中間レンズ群Ｇｍは、１つ又は２つのレンズ群からなる。最終レンズ群Ｇｓは、正の屈折力を有するレンズ群である。本実施形態に係るズームレンズでは、変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って移動し、隣り合うレンズ群の間隔が全て変化する。
最も物体側の第１レンズ群Ｇ１が正の屈折力を有することで、レンズ系全長の短縮が可能となり、小型化に有利となる。変倍に伴い移動する負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２に対し、中間レンズ群Ｇｍによって、変倍に伴う合焦位置の変動を補正することができる。中間レンズ群Ｇｍが１つのレンズ群からなる場合、変倍機構を簡素化することができるため、軽量化に有利となる。中間レンズ群Ｇｍが２つのレンズ群からなる場合、２つのレンズ群を相対的に移動させるフローティング方式となるため、変倍の際の像面湾曲及び球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。最も像側の最終レンズ群Ｇｓが正の屈折力を有することで、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角度の増加を抑制することができるので、シェーディングの抑制に有利となる。
図１に示す例のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。第４レンズ群Ｇ４の最も物体側には開口絞りＳｔが配置されている。なお、図１に示す開口絞りＳｔは形状を示すものではなく、光軸方向の位置を示すものである。図１に示す例では、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間レンズ群Ｇｍに対応し、第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｓに対応する。
図１に示す例のズームレンズでは、変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。すなわち、中間レンズ群Ｇｍが含む２つのレンズ群である第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ変倍の際に互いに異なる軌跡で光軸Ｚに沿って移動する。図１では、変倍の際に移動するレンズ群の下に、広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。
図１に示す例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３ａの１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。
なお、本開示のズームレンズにおいては、各レンズ群を構成するレンズの枚数、及び開口絞りＳｔの位置は、図１に示す例と異なるものとすることも可能である。
本実施形態に係るズームレンズでは、中間レンズ群Ｇｍ及び最終レンズ群Ｇｓの少なくとも１つのレンズ群が、隣り合って配置される一対の正レンズＬｐと負レンズＬｎとを含む。ここで、「一対の正レンズＬｐと負レンズＬｎ」とは、隣り合って配置された正レンズと負レンズの組であって、各レンズ間の光軸上の面間隔が、それぞれ他方に隣接するレンズとの光軸上の面間隔よりも小さいものを意味する。「一対の正レンズＬｐと負レンズＬｎ」には、接合レンズも含まれる。また、正レンズＬｐと負レンズＬｎとは同一のレンズ群に含まれ、正レンズＬｐと負レンズＬｎの間には開口絞りＳｔ等の他の構成要素は含まれないものとする。
正レンズＬｐのｄ線基準のアッベ数をνｐ、負レンズＬｎのｄ線基準のアッベ数をνｎ、負レンズＬｎのｄ線に対する屈折率をＮｎ、負レンズＬｎの２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数を（ｄＮｎ／ｄＴ）×１０－６、ｄＮｎ／ｄＴの単位を℃－１とした場合、正レンズＬｐ及び負レンズＬｎは下記条件式（１）、（２）及び（３）を満足する。
－１．５＜ｄＮｎ／ｄＴ＜３ （１）
０＜Ｎｎ＋０．０１０５×νｎ－２．２１８８＜０．１５ （２）
１．５＜νｐ／νｎ＜２．５ （３）
条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、負レンズＬｎとして高い屈折率の材料、又は適切なアッベ数の材料を選択することができるため、曲率の絶対値が大きくなることを防ぐことができ、色収差を含む諸収差の発生を抑制することが容易となる。また、負レンズＬｎの周辺部の光軸方向の厚みが過大になることを防ぐことができ、小型化に有利となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、温度が変化した際の合焦位置の変動を抑制することができる。例えば、本実施形態に係るズームレンズのような光学系では、一般に温度が上昇すると合焦位置が像側へ移動する傾向にある。式（１）の上限以上とならないようにすることで、温度が上昇した際の合焦位置の像側への移動を抑制することができる。なお、下記条件式（１－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
－０．５＜ｄＮｎ／ｄＴ＜２ （１－１）
条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、負レンズＬｎとして高い屈折率の材料、又は適切なアッベ数の材料を選択することができるため、曲率の絶対値が大きくなることを防ぐことができ、色収差を含む諸収差の発生を抑制することが容易となる。また、負レンズＬｎの周辺部の光軸方向の厚みが過大になることを防ぐことができ、小型化に有利となる。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Ｌｎの曲率の絶対値が小さくならず、色収差の補正に有利となる。また、適切なアッベ数の材料を選択することができるため、色収差の補正が容易となる。なお、下記条件式（２－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０＜Ｎｎ＋０．０１０５×νｎ－２．２１８８＜０．１ （２－１）
条件式（３）を満足することで、１次の軸上色収差を適切に補正することができ、軸上色収差及び倍率色収差を補正することが容易となる。なお、下記条件式（３－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．７＜νｐ／νｎ＜２．３ （３－１）
例えば、図１に示す例のズームレンズでは、レンズＬ５ｆが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｇが負レンズＬｎに対応する。なお、本実施形態に係るズームレンズにおいては、正レンズＬｐ及び負レンズＬｎを、図１に示す例と異なるものとすることも可能である。
また、本実施形態に係るズームレンズでは、負レンズＬｎは下記条件式（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、高い屈折率の材料を選択することができるため、曲率の絶対値が大きくなることを防ぐことができ、色収差を含む諸収差の発生を抑制することが容易となる。また、負レンズＬｎの周辺部の光軸方向の厚みが過大になることを防ぐことができ、小型化に有利となる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることで、適切なアッベ数の材料を選択することができるため、倍率色収差の発生を抑制することが容易となる。なお、下記条件式（４－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．６８＜Ｎｎ＜１．８８ （４）
１．７１＜Ｎｎ＜１．８５ （４－１）
また、本実施形態に係るズームレンズでは、負レンズＬｎは下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、色収差の発生を抑制することが容易となる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、高い屈折率の材料を選択することができるため、曲率の絶対値が大きくなることを防ぐことができ、色収差を含む諸収差の発生を抑制することが容易となる。また、負レンズＬｎの周辺部の光軸方向の厚みが過大になることを防ぐことができ、小型化に有利となる。なお、下記条件式（５－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
３０＜νｎ＜５０ （５）
３３＜νｎ＜４８ （５－１）
また、本実施形態に係るズームレンズでは、正レンズＬｐの焦点距離をｆｐ、負レンズＬｎの焦点距離をｆｎ、正レンズＬｐの２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数を（ｄＮｐ／ｄＴ）×１０－６、ｆｐ及びｆｎの単位をｍｍ（ミリメートル）、ｄＮｐ／ｄＴの単位を℃－１とした場合、正レンズＬｐ及び負レンズＬｎは下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限以下とならないようにすることで、温度が変化した際の合焦位置の変動を抑制することができる。例えば、本実施形態に係るズームレンズのような光学系では、一般に温度が上昇すると合焦位置が像側へ移動する傾向にある。式（６）の上限以上とならないようにすることで、温度が上昇した際の合焦位置の像側への移動を抑制することができる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることで、正レンズＬｐに適切な屈折力を持たせることができ、軸上色収差の補正が容易となる。また、負レンズＬｎとして適切な屈折率及びアッベ数の材料を選択することができるため、諸収差の発生を抑えることができる。なお、下記条件式（６－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
－０．２＜（ｄＮｐ／ｄＴ）／ｆｐ＋（ｄＮｎ／ｄＴ）／ｆｎ＜０．２ （６）
－０．１５＜（ｄＮｐ／ｄＴ）／ｆｐ＋（ｄＮｎ／ｄＴ）／ｆｎ＜０．１５ （６－１）
また、本実施形態に係るズームレンズでは、正レンズＬｐのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｐ、負レンズＬｎのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｎ、とした場合、正レンズＬｐ及び負レンズＬｎは下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の下限以下とならないようにすることで、適切なアッベ数の材料を選択することができ、１次の軸上色収差の補正が容易となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることで、２次の軸上色収差の補正が容易となる。なお、下記条件式（７－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０＜θｇＦｎ－θｇＦｐ＜０．０７ （７）
０．０１＜θｇＦｎ－θｇＦｐ＜０．０６ （７－１）
次に、図１を参照して、本開示の第２実施形態に係るズームレンズの構成について説明する。図１に示すズームレンズの図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。本実施形態に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、中間レンズ群Ｇｍと、最終レンズ群Ｇｓとからなる。第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するレンズ群である。第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有するレンズ群である。中間レンズ群Ｇｍは、１つ又は２つのレンズ群からなる。本実施形態に係るズームレンズでは、変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って移動し、隣り合うレンズ群の間隔が全て変化する。
最も物体側の第１レンズ群Ｇ１が正の屈折力を有することで、レンズ系全長の短縮が可能となり、小型化に有利となる。変倍に伴い移動する負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２に対し、中間レンズ群Ｇｍによって、変倍に伴う合焦位置の変動を補正することができる。中間レンズ群Ｇｍが１つのレンズ群からなる場合、変倍機構を簡素化することができるため、軽量化に有利となる。中間レンズ群Ｇｍが２つのレンズ群からなる場合、２つのレンズ群を相対的に移動させるフローティング方式となるため、変倍の際の像面湾曲及び球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。
次に、本開示の第１実施形態及び第２実施形態に係るズームレンズに共通の好ましい構成及び可能な構成について説明する。
各実施形態に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１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。図１に示す例のズームレンズでは、変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１が、像面Ｓｉｍに対して固定されている。最も外形の大きい第１レンズ群Ｇ１を像面Ｓｉｍに対して固定することで、変倍によるズームレンズの重心の変動を小さくすることができるため、撮影の際の利便性を高めることができる。
また、各実施形態に係るズームレンズは、最終レンズ群Ｇｓ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。図１に示す例のズームレンズでは、変倍の際に、最終レンズ群Ｇｓに対応する第５レンズ群Ｇ５が、像面Ｓｉｍに対して固定されている。最も像側の最終レンズ群Ｇｓの付近にはカメラボディとの通信接点及びマウント機構等が設けられ配置すべき部材が多いため、変倍の際に最終レンズ群Ｇｓを固定して最終レンズ群Ｇｓ用の移動機構を不要にする構成は、小型軽量化に有利である。
また、各実施形態に係るズームレンズでは、中間レンズ群Ｇｍとして、例えば以下に述べる構成を採ることができる。中間レンズ群Ｇｍが、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、からなるように構成することができる。この場合、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力を有することで、第４レンズ群Ｇ４に入射する光束の径方向の高さを低く抑えることができるので、小型化に有利となる。
若しくは、中間レンズ群Ｇｍが、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、からなるように構成することができる。この場合、第２レンズ群Ｇ２とともに、第３レンズ群Ｇ３にも変倍作用を担わせることができるため、変倍の際の諸収差の変動を抑制することが容易となるとともに、高倍率化に有利となる。
また、各実施形態に係るズームレンズは、中間レンズ群Ｇｍ及び最終レンズ群Ｇｓに含まれる全ての正レンズについてのｄ線基準のアッベ数の平均値をνｐａｖｅ、中間レンズ群Ｇｍ及び最終レンズ群Ｇｓに含まれる全ての負レンズについてのｄ線基準のアッベ数の平均値をνｎａｖｅ、とした場合、下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）を満足することで、１次の軸上色収差を適切に補正することができ、軸上色収差及び倍率色収差を補正することが容易となる。なお、下記条件式（８－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．８５ （８）
１＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．８ （８－１）
また、各実施形態に係るズームレンズは、無限遠物体に合焦した状態における広角端でのズームレンズの焦点距離をｆｗ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、とした場合、下記条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の下限以下とならないようにすることで、レンズ系全長の長大化を抑制することができる。条件式（９）の上限以上とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が短くなることを抑制できる、すなわち、第１レンズ群Ｇ１を薄肉レンズで近似した場合の第１レンズ群Ｇ１のバックフォーカスが短くなることを抑制できる。これによって、変倍の際に第２レンズ群Ｇ２が移動できる範囲を長くとることが容易となり、必要な倍率を確保することが容易となる。なお、下記条件式（９－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．３＜ｆｗ／ｆ１＜０．５５ （９）
０．４＜ｆｗ／ｆ１＜０．５５ （９－１）
上述した各実施形態における好ましい構成及び可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。
次に、本開示のズームレンズの数値実施例について説明する。なお、以下の実施例１から実施例５及び実施例７は本開示の実施例であり、実施例６及び実施例８から実施例１５は本開示の参考例である。
［実施例１］
実施例１のズームレンズの構成を示す断面図は図１に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１Ａ及び表１Ｂに、諸元と可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。なお、表１Ａ及び表１Ｂは１つの表の長大化を避けるため基本レンズデータを２つの表に分けて表示したものである。
表１Ａ及び表１Ｂにおいて、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示し、θｇＦの欄には各構成要素のｇ線とＦ線間の部分分散比を示し、ｄＮ／ｄＴの欄には各構成要素の２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数（×１０－６）を示す。レンズについては、材料名の欄に各レンズの材料名及びその製造会社名を間にピリオドを挟んで示す。製造会社名は概略的に示している。「ＯＨＡＲＡ」は株式会社オハラであり、「ＨＯＹＡ」はＨＯＹＡ株式会社であり、「ＨＩＫＡＲＩ」は光ガラス株式会社であり、「ＳＵＭＩＴＡ」は株式会社住田光学ガラスであり、「ＳＣＨＯＴＴ」はＳＣＨＯＴＴ社であり、「ＣＤＧＭ」は成都光明光電股分有限公司である。
表１Ａ及び表１Ｂでは、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１Ｂには開口絞りＳｔ及び光学部材ＰＰも示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１ＢのＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１Ａ及び表１Ｂでは、変倍の際の可変面間隔についてはＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤの欄に記入している。
表２に、ズームの倍率Ｚｒ、ズームレンズの焦点距離ｆ、空気換算距離でのズームレンズのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、及び可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、広角端状態及び望遠端状態の各値を、それぞれ広角端及び望遠端と表記した欄に示している。
表１Ａ及び表１Ｂでは、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡ及びＡｍ（ｍは４以上の整数）の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。ＫＡ及びＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
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（光軸からレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）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。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
図３に、実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示す。図３では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す。図３では広角端と付した上段に広角端状態のものを示し、望遠端と付した下段に望遠端状態のものを示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線における収差をそれぞれ実線、長破線、短破線及び二点鎖線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線及びｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線及び二点鎖線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法及び図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
［実施例２］
実施例２のズームレンズの構成を示す断面図を図４に示す。実施例２のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３ａの１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。レンズＬ５ｆが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｇが負レンズＬｎに対応する。
実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表４Ａ及び表４Ｂに、諸元と可変面間隔を表５に、非球面係数を表６に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図５に示す。
［実施例３］
実施例３のズームレンズの構成を示す断面図を図６に示す。実施例３のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３ａの１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。レンズＬ５ｆが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｇが負レンズＬｎに対応する。
実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表７Ａ及び表７Ｂに、諸元と可変面間隔を表８に、非球面係数を表９に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図７に示す。
［実施例４］
実施例４のズームレンズの構成を示す断面図を図８に示す。実施例４のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３ａの１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。レンズＬ５ｆが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｇが負レンズＬｎに対応する。
実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１０Ａ及び表１０Ｂに、諸元と可変面間隔を表１１に、非球面係数を表１２に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図９に示す。
［実施例５］
実施例５のズームレンズの構成を示す断面図を図１０に示す。実施例５のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３ａの１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。レンズＬ５ｆが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｇが負レンズＬｎに対応する。
実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１３Ａ及び表１３Ｂに、諸元と可変面間隔を表１４に、非球面係数を表１５に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１１に示す。
［実施例６］
実施例６のズームレンズの構成を示す断面図を図１２に示す。実施例６のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｉの９枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｆの６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｄの４枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｈの８枚のレンズからなる。レンズＬ４ｃが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ４ｄが負レンズＬｎに対応する。
実施例６のズームレンズの基本レンズデータを表１６Ａ及び表１６Ｂに、諸元と可変面間隔を表１７に、非球面係数を表１８に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１３に示す。
［実施例７］
実施例７のズームレンズの構成を示す断面図を図１４に示す。実施例７のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３からなる。最終レンズ群Ｇｓは、第４レンズ群Ｇ４からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｆの６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｃの３枚のレンズとからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｉの９枚のレンズからなる。レンズＬ４ｆが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ４ｇが負レンズＬｎに対応する。
実施例７のズームレンズの基本レンズデータを表１９Ａ及び表１９Ｂに、諸元と可変面間隔を表２０に、非球面係数を表２１に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１５に示す。
［実施例８］
実施例８のズームレンズの構成を示す断面図を図１６に示す。実施例８のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｈの８枚のレンズからなる。レンズＬ３ａが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ３ｂが負レンズＬｎに対応する。
実施例８のズームレンズの基本レンズデータを表２２Ａ及び表２２Ｂに、諸元と可変面間隔を表２３に、非球面係数を表２４に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１７に示す。
［実施例９］
実施例９のズームレンズの構成を示す断面図を図１８に示す。実施例９のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｉの９枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｆの６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｄの４枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｈの８枚のレンズからなる。レンズＬ５ｄが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｅが負レンズＬｎに対応する。
実施例９のズームレンズの基本レンズデータを表２５Ａ及び表２５Ｂに、諸元と可変面間隔を表２６に、非球面係数を表２７に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１９に示す。
［実施例１０］
実施例１０のズームレンズの構成を示す断面図を図２０に示す。実施例１０のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｉの９枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｄの４枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。レンズＬ５ｅが正レンズＬｐに対応し、レンズＬ５ｆが負レンズＬｎに対応する。
実施例１０のズームレンズの基本レンズデータを表２８Ａ及び表２８Ｂに、諸元と可変面間隔を表２９に、非球面係数を表３０に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２１に示す。
［実施例１１］
実施例１１のズームレンズの構成を示す断面図を図２２に示す。実施例１１のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。
実施例１１のズームレンズの基本レンズデータを表３１Ａ及び表３１Ｂに、諸元と可変面間隔を表３２に、非球面係数を表３３に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２３に示す。なお、表３１Ａ及び表３１Ｂにおいては、ｄＮ／ｄＴの欄及び材料名の欄の記載を省略している。
［実施例１２］
実施例１２のズームレンズの構成を示す断面図を図２４に示す。実施例１２のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｉの９枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｄの４枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。
実施例１２のズームレンズの基本レンズデータを表３４Ａ及び表３４Ｂに、諸元と可変面間隔を表３５に、非球面係数を表３６に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２５に示す。なお、表３４Ａ及び表３４Ｂにおいては、ｄＮ／ｄＴの欄及び材料名の欄の記載を省略している。
［実施例１３］
実施例１３のズームレンズの構成を示す断面図を図２６に示す。実施例１３のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。
実施例１３のズームレンズの基本レンズデータを表３７Ａ及び表３７Ｂに、諸元と可変面間隔を表３８に、非球面係数を表３９に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２７に示す。なお、表３７Ａ及び表３７Ｂにおいては、ｄＮ／ｄＴの欄及び材料名の欄の記載を省略している。
［実施例１４］
実施例１４のズームレンズの構成を示す断面図を図２８に示す。実施例１４のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｉの９枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｉの９枚のレンズからなる。
実施例１４のズームレンズの基本レンズデータを表４０Ａ及び表４０Ｂに、諸元と可変面間隔を表４１に、非球面係数を表４２に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２９に示す。なお、表４０Ａ及び表４０Ｂにおいては、ｄＮ／ｄＴの欄及び材料名の欄の記載を省略している。
［実施例１５］
実施例１５のズームレンズの構成を示す断面図を図３０に示す。実施例１５のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、からなる。中間レンズ群Ｇｍは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる。最終レンズ群Ｇｓは、第５レンズ群Ｇ５からなる。変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓｉｍに対して固定されている。変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｂの２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｃの３枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｇの７枚のレンズからなる。
実施例１５のズームレンズの基本レンズデータを表４３Ａ及び表４３Ｂに、諸元と可変面間隔を表４４に、非球面係数を表４５に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図３１に示す。なお、表４３Ａ及び表４３Ｂにおいては、ｄＮ／ｄＴの欄及び材料名の欄の記載を省略している。
表４６に実施例１～１０のズームレンズの条件式（１）～（９）の対応値、及び実施例１１～１５のズームレンズの条件式（８）及び（９）の対応値を示す。実施例１～１５はｄ線を基準としている。表４６にはｄ線基準での値を示す。
以上のデータから、実施例１～１５のズームレンズは、小型化が図られ、かつ、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現していることが分かる。また、実施例１～７のズームレンズは、特に広角端における温度が変化した際の合焦位置の変動を抑制しながら、広角端から望遠端にかけての色収差が良好に補正されていることが分かる。
次に、本開示の一実施形態に係る撮像装置について説明する。図３２に、本開示の一実施形態の撮像装置の一例として、本開示の一実施形態に係るズームレンズ１を用いた撮像装置１００の概略構成図を示す。撮像装置１００としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、ビデオカメラ及び監視用カメラ等を挙げることができる。
撮像装置１００は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された撮像素子３とを備えている。なお、図３２では、ズームレンズ１が備える複数のレンズを概略的に図示している。
撮像素子３はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子３は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
撮像装置１００はまた、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部５と、信号処理部５により形成された像を表示する表示部６と、ズームレンズ１の変倍を制御する変倍制御部７とを備える。なお、図３２では１つの撮像素子３のみ図示しているが、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置としてもよい。
以上、実施形態及び実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態及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、アッベ数及び非球面係数等は、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。
１ ズームレンズ
２ フィルタ
３ 撮像素子
５ 信号処理部
６ 表示部
７ 変倍制御部
１００ 撮像装置
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
Ｇｍ 中間レンズ群
Ｇｓ 最終レンズ群
Ｌ１ａ～Ｌ５ｉ レンズ
Ｌｎ 負レンズ
Ｌｐ 正レンズ
ｔａ、ｗａ 軸上光束
ｔｂ、ｗｂ 最大画角の光束
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (17)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、１つ又は２つのレンズ群からなる中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群と、からなり、
    前記中間レンズ群が、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、からなり、
    変倍の際に、前記第２レンズ群は光軸に沿って移動し、隣り合うレンズ群の間隔が全て変化し、
    前記中間レンズ群及び前記最終レンズ群の少なくとも１つのレンズ群は、隣り合って配置される一対の正レンズと負レンズとを含み、
    前記正レンズのｄ線基準のアッベ数をνｐ、
    前記負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｎ、
    前記負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｎ、
    前記負レンズの２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数を（ｄＮｎ／ｄＴ）×１０ －６ 、ｄＮｎ／ｄＴの単位を℃ －１ とした場合、
    －１．５＜ｄＮｎ／ｄＴ＜３ （１）
    ０＜Ｎｎ＋０．０１０５×νｎ－２．２１８８＜０．１５ （２）
    １．５＜νｐ／νｎ＜２．５ （３）
    １．６８＜Ｎｎ＜１．８８ （４）
    ３０＜νｎ＜５０ （５）
    で表される条件式（１）から（５）を満足するズームレンズ。
  2. 前記正レンズの焦点距離をｆｐ、
    前記負レンズの焦点距離をｆｎ、
    前記正レンズの２５℃におけるｄ線に対する屈折率の温度係数を（ｄＮｐ／ｄＴ）×１０－６、
    ｆｐ及びｆｎの単位をｍｍ、ｄＮｐ／ｄＴの単位を℃－１とした場合、
    －０．２＜（ｄＮｐ／ｄＴ）／ｆｐ＋（ｄＮｎ／ｄＴ）／ｆｎ＜０．２ （６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 前記正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｐ、
    前記負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｎ、とした場合、
    ０＜θｇＦｎ－θｇＦｐ＜０．０７ （７）
    で表される条件式（７）を満足する請求項１又は２に記載のズームレンズ。
  4. 前記中間レンズ群及び前記最終レンズ群に含まれる全ての正レンズについてのｄ線基準のアッベ数の平均値をνｐａｖｅ、
    前記中間レンズ群及び前記最終レンズ群に含まれる全ての負レンズについてのｄ線基準のアッベ数の平均値をνｎａｖｅ、とした場合、
    １＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．８５ （８）
    で表される条件式（８）を満足する請求項１から３の何れか１項に記載のズームレンズ。
  5. 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から４の何れか１項に記載のズームレンズ。
  6. 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から５の何れか１項に記載のズームレンズ。
  7. 無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、
    前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、とした場合、
    ０．３＜ｆｗ／ｆ１＜０．５５ （９）
    で表される条件式（９）を満足する請求項１から６の何れか１項に記載のズームレンズ。
  8. 前記中間レンズ群が、物体側から像側へ順に、
    負の屈折力を有する第３レンズ群と、
    正の屈折力を有する第４レンズ群と、からなる
    請求項１から７の何れか１項に記載のズームレンズ。
  9. －０．５＜ｄＮｎ／ｄＴ＜２ （１－１）
    で表される条件式（１－１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  10. ０＜Ｎｎ＋０．０１０５×νｎ－２．２１８８＜０．１ （２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  11. １．７＜νｐ／νｎ＜２．３ （３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  12. １．７１＜Ｎｎ＜１．８５ （４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  13. ３３＜νｎ＜４８ （５－１）
    で表される条件式（５－１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  14. －０．１５＜（ｄＮｐ／ｄＴ）／ｆｐ＋（ｄＮｎ／ｄＴ）／ｆｎ＜０．１５ （６－１）
    で表される条件式（６－１）を満足する請求項２に記載のズームレンズ。
  15. ０．０１＜θｇＦｎ－θｇＦｐ＜０．０６ （７－１）
    で表される条件式（７－１）を満足する請求項３に記載のズームレンズ。
  16. １＜νｐａｖｅ／νｎａｖｅ＜１．８ （８－１）
    で表される条件式（８－１）を満足する請求項４に記載のズームレンズ。
  17. 請求項１から１６の何れか１項に記載のズームレンズを備えた撮像装置。
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