特許 6978851 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6978851

(24)【登録日】2021年11月16日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20211125BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   G02B15/20

   G02B13/18

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-91070(P2017-91070)

(22)【出願日】2017年5月1日

(65)【公開番号】特開2018-189767(P2018-189767A)

(43)【公開日】2018年11月29日

【審査請求日】2020年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100128668

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 正巳

(72)【発明者】

【氏名】坂本 勝

【審査官】 殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１５６７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１３４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００８８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６４７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない負の屈折力の第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動する正の屈折力の第２レンズ群、変倍に際して移動する２ないし３のレンズ群、最も像側に配置され変倍のためには移動しない最終レンズ群からなり、
隣接するレンズ群どうしの間隔はいずれも変倍に際して変化し、
前記最終レンズ群は、Ｎｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣをそれぞれｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率とするとき、
−２．１００×１０^−３×νｄｍ＋０．６９３＜θｇＦｍ
０．５５５＜θｇＦｍ＜０．９００
但し、νｄｍ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦｍ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
なる条件を満足する光学素子を含み、
前記光学素子の焦点距離をｆｎ、前記最終レンズ群の焦点距離をｆｆとするとき、
２．４８≦｜ｆｎ／ｆｆ｜＜９．０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。

【請求項2】

１３＜νｄｍ＜３５
なる条件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。

【請求項3】

前記光学素子の光軸上での厚さの中心位置と結像面との距離をＤ、光学系の最大像高をＨとしたとき、
０．５＜Ｄ／Ｈ＜３．０
なる条件を満足する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。

【請求項4】

前記光学素子は、ガラス材料からなるレンズと接合されてい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。

【請求項5】

前記第１レンズ群の一部はフォーカス調整に際して移動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。

【請求項6】

絞りを有し、
広角端における前記絞りから前記最終レンズ群の最も像側の面までの距離をＩＤ、 バックフォーカスをＢＦとしたとき、
０．１５＜ＢＦ／ＩＤ＜０．９
なる条件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。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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、特に放送用テレビカメラ、映画用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

近年、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、小型軽量で、広画角かつ高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。広角端の焦点距離の短い広角レンズを用いると、広大な範囲を撮影することができ、遠近感の強調が可能となる。その撮影効果を利用したいユーザーからは、より広角で小型軽量、高性能の広角ズームレンズの要望が高い。

【0003】

またプロフェッショナルの動画撮影システムとしてのテレビ・映画用カメラに用いられているＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイスは、撮像範囲全体が略均一の解像力を有している。そのため、これを用いるズームレンズに対しては、画面中心から画面周辺まで解像力が略均一であることが要求されている。

【0004】

広角ズームレンズとして、物体側から順に負の屈折力のレンズ群、正の屈折力のレンズ群を有するネガティブリード型のズームレンズが知られている。
例えば、特許文献１では、広角端のＦナンバー２．６〜４程度、広角端の画角８０〜１２０度程度、変倍比１．５〜４程度のズームレンズが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−３４８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般にズームレンズにおいて広角化をする場合、広角側において倍率色収差の２次スペクトルが多く発生し、これを良好に補正するのが困難になる。
これに対して光学系中に異常分散性のある材料より成るレンズを用いると、その異常分散効果により広角側において色収差の発生を少なくすることができる。
しかしながら、異常分散性のある材料より成るレンズを単に光路中に設けても広角画角を大きくしながら、全ズーム範囲において色収差を補正し、高画質化を図るのは難しい。

【0007】

広角化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり色収差を良好に補正し、高い光学性能を得るには異常部分分散材より成るレンズの光学系中の位置や、その屈折力等を適切に設定することが重要になってくる。
特に負の屈折力のレンズ群が先行するレトロフォーカスタイプのズームレンズは、開口絞りに対してレンズ群配置が非対称となるため、異常部分分散材より成るレンズの使用方法は重要になってくる。

【0008】

特許文献１に開示されたズームレンズは、全系がコンパクトでありながら高性能を実現してはいるが、広角端において倍率色収差が大きくなる傾向がある。

【0009】

本発明は、例えば、広画角、全ズーム域にわたる色収差性能の点で有利なズームレンズの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない負の屈折力の第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動する正の屈折力の第２レンズ群、変倍に際して移動する２ないし３のレンズ群、最も像側に配置され変倍のためには移動しない最終レンズ群からなり、隣接するレンズ群どうしの間隔はいずれも変倍に際して変化し、最終レンズ群は、Ｎｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣをそれぞれｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率とするとき、
−２．１００×１０^-3×νｄｍ＋０．６９３＜θｇＦｍ
０．５５５＜θｇＦｍ＜０．９００
但し、νｄｍ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦｍ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
なる条件を満足する光学素子を含み、
前記光学素子の焦点距離をｆｎ、前記最終レンズ群の焦点距離をｆｆとするとき、
２．４８≦｜ｆｎ／ｆｆ｜＜９．０
なる条件を満足することを特徴とする。

【0011】

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、例えば、広画角、全ズーム域にわたる色収差性能の点で有利なズームレンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。

【図2】実施例１のズームレンズの無限遠物体合焦時の（Ａ）広角端、（Ｂ）望遠端の収差図である。

【図3】実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。

【図4】実施例２のズームレンズの無限遠物体に合焦時の（Ａ）広角端、（Ｂ）望遠端の収差図である。

【図5】実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。

【図6】実施例３のズームレンズの無限遠物体に合焦時の（Ａ）広角端、（Ｂ）望遠端の収差図である。

【図7】本発明のズームレンズにおける倍率色収差の補正原理を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明のズームレンズの特徴について説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から像側に順に、変倍のためには移動しない負の屈折力の第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動する正の屈折力の第２群、最も像側に配置され変倍のためには移動しない最終レンズ群を有する。変倍に際して、隣接するレンズ群の間隔が変化するように構成されている。尚、最終レンズ群は
−２．１００×１０^-3×νｄｍ＋０．６９３＜θｇＦｍ ・・・（１）
０．５５５＜θｇＦｍ＜０．９００ ・・・（２）
なる条件式を満たす光学素子ＯＥを少なくとも１つ有することを特徴とする。
但し、νｄｍ、θｇＦｍは、Ｎｇ，ＮＦ，Ｎｄ，ＮＣをそれぞれ光学素子ＯＥのフラウンフォーファ線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率とするとき、
νｄｍ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦｍ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
である。

【0015】

本発明のズームレンズは、上記のレンズ構成及び最も像側に配置されたレンズ群が有する光学素子ＯＥの特性を条件式（１）（２）によって規定している。これにより、広画角かつ高い光学性能、特に広角端における倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正することを可能としている。

【0016】

ここで、本発明の色収差補正の原理について説明する。色収差のうち、Ｃ線に対するＦ線の軸上色収差と倍率色収差は、一般的に軸上色収差の一次スペクトル、倍率色収差の一次スペクトルと呼ばれる。また、それぞれの一次スペクトルをゼロに補正した後に残存するＦ線に対するｇ線の軸上色収差と倍率色収差は、それぞれ軸上色収差の二次スペクトル、倍率色収差の二次スペクトルと呼ばれる。

【0017】

レンズ全系の軸上色収差係数Ｌと倍率色収差係数Ｔは、以下の式（３）及び（４）で与えられる。
Ｌ＝Σ（ｈ＿ｉ×ｈ＿ｉ×φ＿ｉ／ν＿ｉ） ・・・（３）
Ｔ＝Σ（ｈ＿ｉ×ｈ＿ｂａｒ＿ｉ×φ＿ｉ／ν＿ｉ） ・・・（４）
但し、ｈ＿ｉを近軸追跡におけるｉ番目の薄肉レンズの軸上光線の光軸からの高さとする。ｈ＿ｂａｒ＿ｉを近軸追跡におけるｉ番目の薄肉レンズの軸外光線の光軸からの高さとする。φ＿ｉを近軸追跡におけるｉ番目の薄肉レンズのパワーとする。ν＿ｉを近軸追跡におけるｉ番目の薄肉レンズのアッベ数とする。

【0018】

さらに、レンズ全系の軸上色収差量Δｆ、倍率色収差量ΔＹは、以下の式（５）及び（６）で与えられる。
Δｆ＝−ｆ×Ｌ ・・・（５）
ΔＹ＝−Ｙ×Ｔ ・・・（６）
但し、レンズ全系の焦点距離をｆ、像高をＹとする。

【0019】

式（３）及び（４）より、軸上色収差は軸上光線の高さの二乗に比例し、倍率色収差は、軸上光線の高さと軸外光線の高さの積に比例する。そのため、軸上光線に対し軸外光線が相対的に高い位置においては、軸上色収差への影響を与えず、倍率色収差のみを効果的に補正することができる。

【0020】

また広画角なズームレンズにおいては、図７のように広角端で倍率色収差の一次スペクトルをゼロにすると、倍率色収差の二次スペクトルがプラス方向に残存してしまうという傾向がある。

【0021】

これを補正するためには、上記軸上光線に対し軸外光線が相対的に高い位置において、正の屈折力を有するレンズにｇ線とＦ線の屈折率差の絶対値が大きい材質を、適切なパワーで用いることが望ましい。これにより、広角端の軸上色収差と倍率色収差の二次スペクトルの補正の良好なバランスを取り、ズーム全域における色収差の良好な補正をすることができる。

【0022】

条件式（１）（２）は光学素子のＦ線に対するｇ線の部分分散が通常の光学硝材に対して大きいことを規定している。
（１）式（２）式の下限値を超えると広角端での倍率色収差における２次スペクトルが補正不足になる。（２）式の上限値を超えると広角端での軸上色収差及び倍率色収差における２次スペクトルが補正過剰になる。

【0023】

尚、更に好ましくは条件式（１）（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−２．１００×１０^-3×νｄｍ＋０．７１３＜θｇＦｍ ・・・（１ａ）
０．６＜θｇＦｍ＜０．８ ・・・（２ａ）

【0024】

本発明の更なる実施態様として、条件式（７）により光学素子ＯＥの焦点距離ｆｎと最終レンズ群の焦点距離ｆｆの比を規定している。
１．３＜｜ｆｎ／ｆｆ｜＜９．０ ・・・（７）

【0025】

広角端での倍率色収差における２次スペクトルは一般的にプラスに残存する。
これを補正するためには、光学系（ズームレンズ）において倍率色収差の補正に有効な位置である結像面の近くに、正の屈折力で異常分散性の高い材料より成る光学素子ＯＥを用いることが有効である。

【0026】

条件式（７）の上限値を上回ると、前記光学素子ＯＥによる色収差の補正が過剰となり広角端の軸上色収差が悪化する。また望遠端の倍率色収差が増大する。さらに、光学素子ＯＥの厚みが増大し、光学素子ＯＥの製造が困難となる。
条件式（７）の下限値を下回ると、光学素子ＯＥによる広角端の倍率色収差の二次スペクトルに対する充分な補正効果を得るのが困難となる。

【0027】

尚、更に好ましくは条件式（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．８＜｜ｆｎ／ｆｆ｜＜７．５ ・・・（７ａ）

【0028】

本発明の更なる実施態様として、条件式（８）により光学素子ＯＥの分散νｄｍを規定している。
１３＜νｄｍ＜３５ ・・・（８）

【0029】

条件式（８）の上限値を上回ると、光学素子ＯＥと最も像側の群内の負レンズの分散が近づくため、各単レンズの屈折力が大きくなり、広角端の諸収差の補正が困難となってくる。また低分散かつ異常分散性の高い光学素子ＯＥを製造することが困難となる。
条件式（８）の下限値を下回ると、光学素子ＯＥと最も像側の群における負レンズの分散が離れるため、光学素子ＯＥによる広角端の倍率色収差の二次スペクトルに対する充分な補正効果を得るのが困難となる。

【0030】

尚、更に好ましくは条件式（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１５＜νｄｍ＜３０ ・・・（８ａ）

【0031】

本発明の更なる実施態様として、条件式（９）により光学素子ＯＥを光学系中に設ける位置が結像面の近くであることを規定している。
０．５＜Ｄ／Ｈ＜３．０ ・・・（９）
Ｄは肉厚中心位置（光軸上での光学素子ＯＥの厚さの中心位置）と結像面の距離、Ｈは光学系の最大像高である。

【0032】

条件式（９）の上限値を上回ると、光学素子ＯＥを通過する軸上光線の高さが高くなり、軸上色収差の２次スペクトルが補正過剰となる。
条件式（９）の下限値を下回ると、光学系として適切なバックフォーカスを確保できず、カメラへの干渉・装着が困難となる。

【0033】

尚、更に好ましくは条件式（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．７＜Ｄ／Ｈ＜２．０ ・・・（９ａ）

【0034】

本発明の更なる実施態様として、光学素子ＯＥは、ガラス材料からなるレンズと接合されていることを規定している。
光学素子ＯＥは樹脂材料であるため、ガラス材料からなるレンズを接合させることで、安定的に光学系内に光学素子ＯＥを配置することが可能となる。

【0035】

本発明の更なる実施態様として、第１レンズ群内にフォーカスの際に移動するレンズ群を有することを規定している。
フォーカスの際に移動するレンズ群を第１レンズ群内に配置することで、広角端から望遠端まで、いかなる焦点距離においても、合焦時の繰り出し量を一定に保つことが可能となる。これにより、比較的簡易的なメカ駆動機構で合焦レンズを動かすことが可能となり、合焦時の追従性の高いマニュアルフォーカス機構が実現できる。

【0036】

本発明の更なる実施態様として、条件式（１０）により光学系のバックフォーカスが短いことを規定している。
０．１５＜ＢＦ／ＩＤ＜０．９ ・・・（１０）
ＩＤは広角端における絞りから最終レンズ群の最も像側の面までの距離、ＢＦはバックフォーカスである。

【0037】

条件式（１０）の上限値を上回ると、バックフォーカスが長くなり、前記光学素子ＯＥを通過する軸外光線の高さが低くなり、軸上光線の高さが高くなるため、倍率色収差の２次スペクトルが補正不足となり、軸上色収差の２次スペクトルが補正過剰となる。バックフォーカスを確保する必要があるため、第２可動群の屈折力が小さくなり、小型化が困難となる。
条件式（１０）の下限値を下回ると、光学系として適切なバックフォーカスを確保できず、カメラへの干渉・装着が困難となる。

【0038】

尚、更に好ましくは条件式（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．２＜ＢＦ／ＩＤ＜０．５ ・・・（１０ａ）
次に各数値実施例の特徴について説明する。

【実施例1】

【0039】

本発明の実施例１のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、変倍に際して移動する正の屈折力の第２、３レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４レンズ群、結像のための正の屈折力の第５レンズ群（最終レンズ群）より構成される。また、第２レンズ群は広角端から望遠端にかけて物体側に移動する。

【0040】

図１は本発明の数値実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。

【0041】

Ｕ１はズーミングのためには移動しない負の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して物体側から像側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）への変倍に際して物体側へ移動する正の屈折力の第２レンズ群である。Ｕ３は変倍に際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りである。Ｕ４は変倍に際して移動する負の屈折力の第４レンズ群である。ＵＲは変倍のためには移動しないレンズ群（最終レンズ群）である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
本実施例においては、光学素子ＯＥは後述する数値実施例において第２７面と第２８面を構成する光学素子である。

【0042】

各実施例で用いている光学素子ＯＥは樹脂（樹脂材料）より成っている。そして樹脂材料は、成形型を用いて光重合成形又は熱重合成形されている。具体的にはＵＶ硬化樹脂（ｎｄ＝１．６３６、νｄ＝２２．７、θｇＦ＝０．６８９）を使用しているが、条件式（１）（２）（８）を満足する材料であれば、これに限定されるものではない。
光学素子ＯＥを樹脂材料で構成する場合、成形型を用いて光重合成形又は熱重合成形すると、量産する際、製造効率がよくなる。

【0043】

表１は数値実施例1における各条件式対応値を示す。数値実施例１は条件式（１）（２）（７）〜（１０）を満足している。これにより本発明は良好な光学性能を達成しつつ、広角且つ小型軽量な撮像光学系を達成している。
表２は本実施例の光学素子ＯＥに適用した光学材料の光学特性である。

【0044】

図２に、数値実施例１のズームレンズの無限遠物体合焦時の（Ａ）広角端、（Ｂ）望遠端の収差図を示す。

【0045】

各収差図において、球面収差はｅ線、ｇ線によって表されている。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ΔＭ）とｅ線のサジタル像面（ΔＳ）によって表されている。倍率色収差はｇ線によって表されている。また、球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．１ｍｍのスケールで描かれている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。尚、広角端と望遠端は変倍用の第２レンズ群Ｕ２が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。後述する数値実施例２，３においても同様である。
図２の収差図に示すように、良好な収差特性を示している。

【実施例2】

【0046】

図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。

【0047】

実施例２においては、Ｕ１は変倍のためには移動しない負の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して物体側から像側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）への変倍に際して物体側へ移動する正の屈折力の第２レンズ群である。Ｕ３は変倍に際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りである。Ｕ４は変倍に際して移動する負の屈折力の第４レンズ群である。Ｕ５は変倍に際して移動する正の屈折力の第５レンズ群である。ＵＲは変倍中不動のレンズ群（最終レンズ群）である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
本実施例においては、光学素子ＯＥは後述する数値実施例において第２８面と第２９面を構成する光学素子である。

【0048】

図４に、実施例２のズームレンズの無限遠物体に合焦時の（Ａ）広角端、（Ｂ）望遠端の収差図を示す。図４の収差図に示すように、良好な収差特性を示している。

【0049】

表１は数値実施例２における各条件式対応値を示す。数値実施例２は条件式（１）（２）（７）〜（１０）を満足している。これにより本発明は良好な光学性能を達成しつつ、広角且つ小型軽量な撮像光学系を達成している。

【実施例3】

【0050】

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。

【0051】

実施例３においては、Ｕ１はズーミングのためには移動しない負の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して物体側から像側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）への変倍に際して物体側へ移動する正の屈折力の第２レンズ群である。Ｕ３は変倍に際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りである。Ｕ４は変倍に際して移動する負の屈折力の第４レンズ群である。ＵＲは変倍のためには移動しないレンズ群（最終レンズ群）である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
本実施例においては、光学素子ＯＥは後述する数値実施例において第３３面と第３４面を構成する光学素子である。

【0052】

図６に、実施例３のズームレンズの無限遠物体に合焦時の（Ａ）広角端、（Ｂ）望遠端の収差図を示す。図６の収差図に示すように、良好な収差特性を示している。

【0053】

表１は数値実施例３における各条件式対応値を示す。数値実施例３は条件式（１）（２）（７）〜（１０）を満足している。これにより本発明は良好な光学性能を達成しつつ、広角且つ小型軽量な撮像光学系を達成している。

【0054】

本発明のズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を受光する撮像素子を有する撮像装置を構成することによって、本発明の効果を享受する撮像装置を実現することができる。

【0055】

以下の実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３を示す。数値実施例中において、ｒは物体側より各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄとνｄは各光学部材の屈折率とアッベ数である。フラウンフォーファ線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、アッベ数νｄ、部分分散比θｇｆの定義は一般的に用いられるものと同じであり、以下の式で示される。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇｆ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）

【0056】

非球面形状は光軸方向に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を円錐常数、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６を各々非球面係数とし次式で表す。

【数1】

また、「ｅ−Ｚ」は「×１０^-Z」を意味する。面番号に付された＊印はその面が非球面であることを示している。

【0057】

＜数値実施例１＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -328.76211 2.70000 1.595220 67.74 0.5442 85.870 -48.159
2 31.62105 18.23965 57.026
3 73.89095 2.00000 1.816000 46.62 0.5568 54.917 -55.967
4 27.96821 12.35262 47.104
5 -111.85060 1.50000 1.496999 81.54 0.5375 47.040 -138.009
6 179.48818 2.64364 47.477
7 107.57002 5.82263 1.800999 34.97 0.5864 48.451 131.823
8 -8819.75101 3.54335 48.244
9 -140.93521 6.85261 1.595220 67.74 0.5442 48.050 134.605
10 -52.12624 (可変) 48.199

11 47.99221 1.20000 1.854780 24.80 0.6122 41.654 -137.096
12 33.74620 0.50000 40.813
13 34.99502 11.41871 1.487490 70.23 0.5300 41.242 58.158
14 -135.75842 (可変) 41.484

15 -64.42939 4.66095 1.589130 61.14 0.5407 40.994 233.257
16 -45.09891 (可変) 41.649

17(絞り) ∞ (可変) 36.606

18 -40.23917 1.00000 1.834000 37.16 0.5776 31.656 -46.712
19 1544.77445 4.08518 1.846660 23.78 0.6205 32.734 77.409
20 -69.06608 (可変) 33.221

21 40.28416 5.89079 1.696797 55.53 0.5434 34.614 57.771
22 10689.11385 2.91525 34.648
23 36.80889 1.00000 2.000690 25.46 0.6133 34.877 -94.188
24 26.17716 7.96177 1.438750 94.66 0.5340 33.519 60.592
25 1332.94198 6.97850 33.326
26 49.17312 10.22797 1.438750 94.66 0.5340 32.101 46.323
27 -32.58086 2.04583 1.635550 22.7 0.6891 31.033 116.314
28 -23.24084 1.00000 2.000690 25.46 0.6133 31.029 -25.722
29 -225.30124 0.00000 32.605
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.03151e-006 A 6=-4.83863e-009 A 8= 2.96687e-012 A10=-1.05845e-015 A12= 1.79112e-019

第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.74112e-005 A 6= 2.10592e-008 A 8=-1.24352e-011 A10=-6.78500e-016 A12= 2.89270e-018

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.57708e-005 A 6= 1.60601e-008 A 8=-1.48303e-011 A10= 7.51660e-015 A12=-1.95395e-017

第29面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.04586e-006 A 6= 1.18970e-009 A 8=-9.87532e-012

【0058】

各種データ
ズーム比 1.45
広角 中間 望遠
焦点距離 14.50 17.45 21.00
Fナンバー 1.55 1.55 1.55
画角 56.17 51.11 45.85
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 191.10 191.10 191.10
BF 17.10 17.10 17.10

d10 26.81 14.92 4.08
d14 4.85 13.63 15.76
d16 2.44 5.55 14.25
d17 4.89 13.69 22.24
d20 18.47 9.68 1.13
d29 17.10 17.10 17.10

入射瞳位置 27.42 27.91 28.72
射出瞳位置 -51.75 -50.47 -47.48
前側主点位置 38.87 40.85 42.89
後側主点位置 2.60 -0.35 -3.90

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 -42.68 55.65 -4.17 -72.72
2 11 100.35 13.12 3.15 -5.85
3 15 233.26 4.66 8.96 6.27
4 18 -128.88 5.09 -4.38 -7.38
5 21 46.97 38.02 -11.82 -30.70

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -48.16
2 3 -55.97
3 5 -138.01
4 7 131.82
5 9 134.60
6 11 -137.10
7 13 58.16
8 15 233.26
9 18 -46.71
10 19 77.41
11 21 57.77
12 23 -94.19
13 24 60.59
14 26 46.32
15 27 116.31
16 28 -25.72

【0059】

＜数値実施例２＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 133.22451 2.50000 1.595220 67.74 0.5442 71.458 -55.161
2 26.23031 15.59077 49.761
3 67.30286 2.00000 1.816000 46.62 0.5568 48.052 -67.744
4 30.02809 10.56443 40.941
5 -109.83474 1.20000 1.595220 67.74 0.5442 40.624 -88.238
6 101.74456 0.16252 39.778
7 51.05276 5.02058 1.625882 35.70 0.5893 39.711 161.793
8 98.38938 5.84016 38.722
9 -77.58311 4.11418 1.496999 81.54 0.5375 38.269 182.442
10 -42.60446 (可変) 38.221

11 120.28471 1.44000 1.806098 40.92 0.5701 28.802 -53.749
12 31.81744 7.11921 1.496999 81.54 0.5375 29.303 47.226
13 -83.75108 0.20000 30.143
14 52.70169 3.20000 1.595220 67.74 0.5442 31.727 109.382
15 266.35847 (可変) 31.726

16 -127.44698 4.21522 1.595220 67.74 0.5442 32.546 105.292
17 -42.63226 (可変) 32.822

18(絞り) ∞ (可変) 26.708

19 -41.69089 0.80000 1.834807 42.71 0.5642 21.905 -32.525
20 79.80707 3.50459 1.854780 24.80 0.6122 23.493 56.535
21 -122.94532 (可変) 24.497

22 77.10295 4.68162 1.595220 67.74 0.5442 29.899 73.273
23 -98.92987 3.31863 30.487
24 38.50309 0.80000 2.001000 29.13 0.5997 32.729 -87.889
25 26.56759 8.80587 1.496999 81.54 0.5375 31.908 42.048
26 -88.33354 (可変) 32.000

27 -269.56283 7.06276 1.496999 81.54 0.5375 30.606 52.354
28 -24.00000 0.99631 1.635550 22.7 0.6891 30.526 384.310
29 -22.22748 0.80000 2.003300 28.27 0.5980 30.567 -27.474
30 -112.97976 0.00000 32.872
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.44815e-006 A 6=-2.12101e-009 A 8= 1.09995e-012

第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.83455e-006 A 6=-9.65453e-011 A 8= 1.57577e-012

第30面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.29270e-006 A 6=-9.74945e-009

【0060】

各種データ
ズーム比 2.00
広角 中間 望遠
焦点距離 16.00 22.62 32.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80
画角 53.52 43.72 34.06
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 190.58 190.58 190.58
BF 21.35 21.35 21.35

d10 31.50 16.25 4.69
d15 3.02 11.79 13.24
d17 1.71 8.20 18.31
d18 2.61 13.65 30.45
d21 25.43 15.49 1.14
d26 11.01 9.90 7.47
d30 21.35 21.35 21.35

入射瞳位置 28.28 28.89 30.15
射出瞳位置 -54.99 -53.93 -47.21
前側主点位置 40.92 44.71 47.21
後側主点位置 5.35 -1.27 -10.65

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 -29.33 46.99 6.48 -37.24
2 11 81.87 11.96 6.05 -1.68
3 16 105.29 4.22 3.89 1.30
4 19 -80.02 4.30 -1.31 -3.69
5 22 40.09 17.61 4.92 -8.15
6 27 -64.20 8.86 4.19 -1.50

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -55.16
2 3 -67.74
3 5 -88.24
4 7 161.79
5 9 182.44
6 11 -53.75
7 12 47.23
8 14 109.38
9 16 105.29
10 19 -32.52
11 20 56.53
12 22 73.27
13 24 -87.89
14 25 42.05
15 27 52.35
16 28 384.31
17 29 -27.47

【0061】

＜数値実施例３＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 0.00000 2.70000 1.595220 67.74 0.5442 86.215
2 30.46386 17.62600 55.489
3 244.55963 2.00000 1.816000 46.62 0.5568 53.571 -46.954
4 33.14837 9.06594 45.210
5 559.87152 2.00000 1.496999 81.54 0.5375 45.102 -87.215
6 40.29232 3.91441 44.066
7 51.38407 1.80000 1.816000 46.62 0.5568 44.575 -234.775
8 39.92014 3.99324 43.492
9 55.48024 6.33207 1.800999 34.97 0.5864 44.512 73.744
10 785.05240 3.63172 44.210
11 -133.20771 5.39293 1.496999 81.54 0.5375 43.863 190.153
12 -56.12446 (可変) 43.751

13 42.25673 1.80000 1.800999 34.97 0.5864 39.819 -110.420
14 28.11236 10.51126 1.487490 70.23 0.5300 37.617 48.175
15 -127.77929 (可変) 37.007

16 135.91498 1.00000 1.850259 32.27 0.5929 31.407 -60.760
17 37.50395 3.71294 1.516330 64.14 0.5353 30.915 180.635
18 60.45702 0.83750 30.972
19 72.51481 5.00000 1.589130 61.14 0.5407 31.136 52.415
20 -52.76002 (可変) 31.167

21(絞り) ∞ (可変) 27.992

22 -45.27484 1.00000 1.834807 42.71 0.5642 23.395 -24.711
23 38.66929 3.90542 1.854780 24.80 0.6122 23.676 46.286
24 1158.21022 0.20000 24.782
25 42.87954 3.50000 1.654115 39.68 0.5737 27.393 96.653
26 127.35130 (可変) 27.942

27 26.52844 5.43604 1.696797 55.53 0.5434 31.269 54.755
28 78.95291 0.12473 30.756
29 30.56091 1.00000 2.001000 29.13 0.5997 30.248 -44.765
30 17.92908 7.64128 1.496999 81.54 0.5375 27.885 42.412
31 101.29604 7.44801 27.618
32 449.61588 6.85974 1.438750 94.66 0.5340 27.150 47.631
33 -21.87256 0.99879 1.635550 22.7 0.6891 27.017 295.795
34 -19.96375 1.00000 2.003300 28.27 0.5980 27.068 -35.763
35 -45.66119 0.00000 29.170
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.41585e-006 A 6=-4.12114e-009 A 8= 2.67070e-012 A10=-9.63497e-016 A12= 1.60310e-019

第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.04959e-006 A 6=-7.51793e-009 A 8= 3.39487e-012

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.61895e-006 A 6=-1.88641e-008 A 8= 7.36003e-012

第35面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.17151e-005 A 6= 1.38592e-008

【0062】

各種データ
ズーム比 1.67
広角 中間 望遠
焦点距離 12.00 15.49 20.00
Fナンバー 2.00 2.00 2.00
画角 60.98 54.40 47.25
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 203.91 203.91 203.91
BF 14.88 14.88 14.88

d12 42.88 23.23 4.21
d15 1.41 20.57 34.32
d20 1.63 2.11 7.38
d21 4.98 11.78 21.70
d26 17.71 10.91 0.99
d35 14.88 14.88 14.88

入射瞳位置 27.06 27.82 29.41
射出瞳位置 -54.96 -53.66 -49.84
前側主点位置 37.00 39.81 43.23
後側主点位置 2.88 -0.61 -5.12

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 -32.43 58.46 1.08 -66.05
2 13 86.57 12.31 1.72 -6.54
3 16 118.61 10.55 9.42 2.63
4 22 -124.45 8.61 -2.09 -7.07
5 27 59.40 30.51 -9.27 -28.44

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -51.00
2 3 -46.95
3 5 -87.21
4 7 -234.78
5 9 73.74
6 11 190.15
7 13 -110.42
8 14 48.18
9 16 -60.76
10 17 180.63
11 19 52.41
12 22 -24.71
13 23 46.29
14 25 96.65
15 27 54.76
16 29 -44.76
17 30 42.41
18 32 47.63
19 33 295.80
20 34 -35.76

【0063】

【表1】

【0064】

【表2】

【符号の説明】

【0065】

Ｕ１ ： 第１群
Ｕ２ ： 第２群
ＵＲ ： 最終レンズ群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】