特開 2022-138408 結像光学系

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022138408

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】結像光学系

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20220915BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021038281

(22)【出願日】2021-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000131326

【氏名又は名称】株式会社シグマ

(72)【発明者】

【氏名】池田 圭吾

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087MA15

2H087PA10

2H087PA11

2H087PA19

2H087PA20

2H087PB13

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA26

2H087QA32

2H087QA34

2H087QA42

2H087QA46

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA36

2H087RA44

2H087SA57

2H087SA62

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA66

2H087SB03

2H087SB15

2H087SB25

2H087SB32

2H087SB42

(57)【要約】

【課題】ズーム全域で開放Ｆ値が小さく小型な結像光学系を提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が増大し、第６レンズ群Ｇ６が像面に対して固定されており、所定の条件式を満足する結像光学系。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、
負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、
正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、
負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、
負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、
正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６からなり、
広角端から望遠端への変倍に際し、
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が縮小し、
第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、
第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化し、
第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が増大し、
第６レンズ群Ｇ６が像面に対して固定されており、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
（１）２．００＜ｆ１／ｆＷ＜６．００
（２）１２．０＜ＬＴＷ×ＦｎｏＴ／Ｙｍａｘ＜２７．５
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＷ：広角端における結像光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ＬＴＷ：広角端での結像光学系の光学全長
ＦｎｏＴ：望遠端における結像光学系の無限遠合焦時の開放Ｆ値
Ｙｍａｘ：結像光学系の最大像高

【請求項2】

広角端から望遠端への変倍に際し、前記第２レンズ群Ｇ２から前記第５レンズ群Ｇ５の各群の広角端に対する変倍比が常に増大することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。

【請求項3】

以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学系。
（３）４．００＜ｆ１／｜ｆ２｜＜６．５０
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離

【請求項4】

前記第１レンズ群Ｇ１は１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の結像光学系。

【請求項5】

以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の結像光学系。
（４）１．７０＜ｎｄ１ａｖｅ
但し、
ｎｄ１ａｖｅ：第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズのｄ線に関する屈折率の平均値

【請求項6】

前記第３レンズ群Ｇ３は負レンズを有し、そのうち少なくとも１枚の負レンズが以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の結像光学系。
（５）νｄ３ｎ＜５０．０
（６）ＰｇＦ３ｎ＋０．００２４×νｄ３ｎ＜０．６７５
但し、
νｄ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３が有する負レンズのうち、少なくとも１枚のｄ線に関するアッベ数
ＰｇＦ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３が有する負レンズのうち、少なくとも１枚のｇ線とＦ線に関する部分分散比

【請求項7】

変倍に際し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第５レンズ群Ｇ５が同じ軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の結像光学系。

【請求項8】

無限遠物体から近距離物体への合焦において、前記第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側に移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の結像光学系。

【請求項9】

以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項８に記載の結像光学系。
（７）０．５０＜｜ｆ４｜／ｆＴ＜１．２０
但し、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
ｆＴ：望遠端における結像光学系の無限遠合焦時の焦点距離

【請求項10】

以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項８乃至９のいずれかに記載の結像光学系。
（８）２．０＜ｆ５／ｆ４＜２０．０
但し、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズ群Ｇ５の焦点距離

【請求項11】

前記第３レンズ群Ｇ３は非球面を有するレンズを少なくとも２枚有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の結像光学系。

【請求項12】

以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の結像光学系。
（９）ＢＦ／Ｙｍａｘ＜２．００
但し、
ＢＦ：結像光学系におけるバックフォーカス
Ｙｍａｘ：結像光学系の最大像高

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラなどに用いられる撮影レンズに好適な結像光学系に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、結像光学系と撮像素子の間に配置され、光線をファインダー光学系に導くクイックリターンミラーを廃した、所謂ミラーレスカメラが普及している。ミラーレスカメラはミラーを廃したことにより筐体が小型化されているため、それに伴い結像光学系の小型化が求められている。また、ズーム全域で開放Ｆ値の小さい大口径ズームレンズが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６７０７９８７号公報

【特許文献2】特開２０１９－０２８２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、開放Ｆ値が２．８程度の明るいポジティブリード型のズームレンズが開示されている。しかし、結像光学系のサイズが大きいという問題がある。また、特許文献２では、結像光学系が小型化されたポジティブリード型のズームレンズが開示されている。しかし、望遠端での開放Ｆ値が６．３程度と暗いという問題がある。

【0005】

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ズーム全域で開放Ｆ値が小さく小型な結像光学系を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明を実施の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６からなり、 広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が増大し、第６レンズ群Ｇ６が像面に対して固定されており、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（１）２．００＜ｆ１／ｆＷ＜６．００
（２）１２．０＜ＬＴＷ×ＦｎｏＴ／Ｙｍａｘ＜２７．５
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＷ：広角端における結像光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ＬＴＷ：広角端での結像光学系の光学全長
ＦｎｏＴ：望遠端における結像光学系の無限遠合焦時の開放Ｆ値
Ｙｍａｘ：結像光学系の最大像高

【0007】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇ２から第５レンズ群Ｇ５の各群の広角端に対する変倍比が常に増大することを特徴とする。

【0008】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（３）４．００＜ｆ１／｜ｆ２｜＜６．５０
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離

【0009】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、第１レンズ群Ｇ１は１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなることを特徴とする。

【0010】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（４）１．７０＜ｎｄ１ａｖｅ
但し、
ｎｄ１ａｖｅ：第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズのｄ線に関する屈折率の平均値

【0011】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、第３レンズ群Ｇ３は負レンズを有し、そのうち少なくとも１枚の負レンズが以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（５）νｄ３ｎ＜５０．０
（６）ＰｇＦ３ｎ＋０．００２４×νｄ３ｎ＜０．６７５
但し、
νｄ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３が有する負レンズのうち、少なくとも１枚のｄ線に関するアッベ数
ＰｇＦ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３が有する負レンズのうち、少なくとも１枚のｇ線とＦ線に関する部分分散比

【0012】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５が同じ軌跡で移動することを特徴とする。

【0013】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、無限遠物体から近距離物体への合焦において、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側に移動することを特徴とする。

【0014】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（７）０．５０＜｜ｆ４｜／ｆＴ＜１．２０
但し、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
ｆＴ：望遠端における結像光学系の無限遠合焦時の焦点距離

【0015】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（８）２．０＜ｆ５／ｆ４＜２０．０
但し、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズ群Ｇ５の焦点距離

【0016】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、第３レンズ群Ｇ３は非球面を有するレンズを少なくとも２枚有することを特徴とする。

【0017】

また、本発明を実施の結像光学系は、好ましくは、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（９）ＢＦ／Ｙｍａｘ＜２．００
但し、
ＢＦ：結像光学系におけるバックフォーカス
Ｙｍａｘ：結像光学系の最大像高

【発明の効果】

【0018】

本発明を実施の結像光学系によれば、ズーム全域で開放Ｆ値が小さく小型な結像光学系を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の結像光学系の実施例１に係るレンズ構成図である。

【図2】実施例１の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図3】実施例１の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図4】実施例１の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける縦収差図である。

【図5】実施例１の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける横収差図である。

【図6】実施例１の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図7】実施例１の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図8】実施例１の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける縦収差図である。

【図9】実施例１の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける横収差図である。

【図10】実施例１の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図11】実施例１の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図12】実施例１の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける縦収差図である。

【図13】実施例１の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける横収差図である。

【図14】本発明の結像光学系の実施例２に係るレンズ構成図である。

【図15】実施例２の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図16】実施例２の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図17】実施例２の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける縦収差図である。

【図18】実施例２の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける横収差図である。

【図19】実施例２の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図20】実施例２の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図21】実施例２の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける縦収差図である。

【図22】実施例２の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける横収差図である。

【図23】実施例２の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図24】実施例２の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図25】実施例２の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける縦収差図である。

【図26】実施例２の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける横収差図である。

【図27】本発明の結像光学系の実施例３に係るレンズ構成図である。

【図28】実施例３の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図29】実施例３の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図30】実施例３の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける縦収差図である。

【図31】実施例３の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける横収差図である。

【図32】実施例３の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図33】実施例３の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図34】実施例３の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける縦収差図である。

【図35】実施例３の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける横収差図である。

【図36】実施例３の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図37】実施例３の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図38】実施例３の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける縦収差図である。

【図39】実施例３の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける横収差図である。

【図40】本発明の結像光学系の実施例４に係るレンズ構成図である。

【図41】実施例４の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図42】実施例４の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図43】実施例４の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける縦収差図である。

【図44】実施例４の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける横収差図である。

【図45】実施例４の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図46】実施例４の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図47】実施例４の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける縦収差図である。

【図48】実施例４の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける横収差図である。

【図49】実施例４の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図50】実施例４の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図51】実施例４の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける縦収差図である。

【図52】実施例４の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける横収差図である。

【図53】本発明の結像光学系の実施例５に係るレンズ構成図である。

【図54】実施例５の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図55】実施例５の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図56】実施例５の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける縦収差図である。

【図57】実施例５の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける横収差図である。

【図58】実施例５の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図59】実施例５の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図60】実施例５の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける縦収差図である。

【図61】実施例５の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける横収差図である。

【図62】実施例５の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図63】実施例５の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図64】実施例５の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける縦収差図である。

【図65】実施例５の結像光学系の望遠端での撮影距離２００４ｍｍにおける横収差図である。

【図66】本発明の結像光学系の実施例６に係るレンズ構成図である。

【図67】実施例６の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図68】実施例６の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図69】実施例６の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける縦収差図である。

【図70】実施例６の結像光学系の広角端での撮影距離８０９ｍｍにおける横収差図である。

【図71】実施例６の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図72】実施例６の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図73】実施例６の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける縦収差図である。

【図74】実施例６の結像光学系のズーム中間での撮影距離１２４５ｍｍにおける横収差図である。

【図75】実施例６の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図76】実施例６の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図77】実施例６の結像光学系の望遠端での撮影距離２１５０ｍｍにおける縦収差図である。

【図78】実施例６の結像光学系の望遠端での撮影距離２１５０ｍｍにおける横収差図である。

【図79】本発明の結像光学系の実施例７に係るレンズ構成図である。

【図80】実施例７の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図81】実施例７の結像光学系の広角端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図82】実施例７の結像光学系の広角端での撮影距離１２５０ｍｍにおける縦収差図である。

【図83】実施例７の結像光学系の広角端での撮影距離１２５０ｍｍにおける横収差図である。

【図84】実施例７の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図85】実施例７の結像光学系のズーム中間での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図86】実施例７の結像光学系のズーム中間での撮影距離１８７０ｍｍにおける縦収差図である。

【図87】実施例７の結像光学系のズーム中間での撮影距離１８７０ｍｍにおける横収差図である。

【図88】実施例７の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における縦収差図である。

【図89】実施例７の結像光学系の望遠端での撮影距離無限遠における横収差図である。

【図90】実施例７の結像光学系の望遠端での撮影距離３０００ｍｍにおける縦収差図である。

【図91】実施例７の結像光学系の望遠端での撮影距離３０００ｍｍにおける横収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について説明する。尚、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、及びＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する屈折率を、それぞれｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとした時、アッベ数νｄ、及び部分分散比ＰｇＦは以下の式で表される。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）
ＰｇＦ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ）

【0021】

本発明の結像光学系は図１、図１４、図２７、図４０、図５３、図６６、図７９からわかるように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が増大し、第６レンズ群Ｇ６が像面に対して固定されており、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（１）２．００＜ｆ１／ｆＷ＜６．００
（２）１２．０＜ＬＴＷ×ＦｎｏＴ／Ｙｍａｘ＜２７．５
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＷ：広角端における結像光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ＬＴＷ：広角端での結像光学系の光学全長
ＦｎｏＴ：望遠端における結像光学系の無限遠合焦時の開放Ｆ値
Ｙｍａｘ：結像光学系の最大像高

【0022】

結像光学系において、最も物体側に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を配置し、広角端においては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を接近させることで、物体側に合成屈折力が負の屈折力を持つレンズ群を配置したレトロフォーカス型のレンズ配置とし、望遠端においては第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を増大させ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔を縮小することで、テレフォト型のレンズ配置としている。これにより、大口径かつ小型化を実現している。また、変倍時に際し第６レンズ群Ｇ６を固定することにより、変倍に要する機構を単純化し、鏡筒の小型化が可能となる。

【0023】

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１と広角端での結像光学系の焦点距離の比を規定することにより、小型化と諸収差の補正を両立させている。

【0024】

条件式（１）の上限値を超えて第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなると、第１レンズ群Ｇ１の変倍時の移動量が増えるため、移動に必要な機構が増え鏡筒の大型化を招く。また、望遠端での光学全長が長くなることで、望遠端における周辺光量比の確保が困難となり、周辺光量比を確保するためには第１レンズ群Ｇ１の径を高くする必要があるため結像光学系の大型化を招く。

【0025】

条件式（１）下限を超え、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなると、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差や非点収差を抑えるのが困難となる。

【0026】

尚、条件式（１）について、望ましくはその下限値を２．５に、また上限値を５．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0027】

条件式（２）は、結像光学系の広角端での光学全長と、望遠端での開放Ｆ値と、最大像高との比を規定することにより、結像光学系の明るさの確保と小型化と諸収差の補正とを成立させている。

【0028】

一般に、光学系のＦ値が小さくなるほど、光学系内を通過する軸上光線が高くなる。また、最大像高が大きくなるほど、最も物体側もしくは最も像面側に近い群を通過する軸外光線が高くなる。これは条件式（２）のうちＦｎｏＴ／Ｙｍａｘの成分が小さくなることに相当する。このような状況で諸収差を補正するには、光学系の全長を大きくして、光学系内の各面への入射光線を緩くすることが有効であるが、小型化と両立させるためには、望遠端のＦ値と最大像高に応じて全長を適切に設定する必要がある。

【0029】

条件式（２）の上限を超え、広角端での光学全長が望遠端でのＦ値と最大像高との比に対して大きくなると、全系で発生する諸収差は抑えやすくなるが、光学系の全長が大きくなる。または、望遠端でのＦ値が大きくなり、明るい光学系を達成するのが困難となる。

【0030】

条件式（２）の下限を超え、広角端での光学全長が望遠端でのＦ値と最大像高との比に対して小さくなると、全長は小さく抑えられるが、光学系内での光線の屈折が強くなるため各群で発生する収差が増大し、主に変倍時の非点収差や球面収差やコマ収差などの変動を良好に補正することが困難となる。

【0031】

尚、条件式（２）について、望ましくはその下限値を１５．０に、また上限値を２６．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0032】

さらに本発明の結像光学系では、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇ２から第５レンズ群Ｇ５の各群の広角端に対する倍率の比が常に増大することが望ましい。各群の広角端に対する倍率の比が常に増大して広角端から望遠端へ変倍することにより、変倍に対する倍率負担を各群に分散して特定の群の変倍負担の増加を抑制され、変倍における収差変動を減らすことが可能となる。また、特定の群の移動量が大きく増えることを抑え、結像光学系の小型化が可能となる。

【0033】

さらに本発明の結像光学系では、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（３）４．００＜ｆ１／｜ｆ２｜＜６．５０
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離

【0034】

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との焦点距離の比を規定することにより、コンパクト化と諸収差の補正を両立させている。

【0035】

条件式（３）の上限値を超えて第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなると、第１レンズ群Ｇ１の変倍時の移動量が増えるため、移動に必要な機構が増え鏡筒の大型化を招く。また、望遠端での光学全長が長くなることで望遠端における周辺光量比の確保が困難となり、周辺光量比を確保するためには第１レンズ群Ｇ１の径を高くする必要があるため結像光学系の大型化を招く。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなると、第２レンズ群Ｇ２で発生する望遠端でのコマ収差や広角端での非点収差を抑えるのが困難となる。

【0036】

条件式（３）の下限を超え、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなると、第１レンズ群Ｇ１で発生する非点収差を抑えるのが困難となる。また、第２レンズ群Ｇ２の屈折力弱くなると、ズーミングにおける第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなり、移動に必要な機構が増え鏡筒の大型化を招く。

【0037】

尚、条件式（３）について、望ましくはその下限値を４．３０に、また上限値を５．７０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0038】

さらに本発明の結像光学系では、第１レンズ群Ｇ１は１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなることが望ましい。第１レンズ群Ｇ１を２枚のレンズで構成することにより、第１レンズ群Ｇ１の全長を短く抑え、さらにレンズを保持する構造が単純化することにより、結像光学系の小型化が可能となる。また、負レンズと正レンズとの組み合わせとすることにより、第１レンズ群Ｇ１で発生する色収差を抑制することができる。

【0039】

さらに本発明の結像光学系では、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（４）１．７０＜ｎｄ１ａｖｅ
但し、
ｎｄ１ａｖｅ：第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズのｄ線に関する屈折率の平均値

【0040】

条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズの屈折率の平均値を規定するものである。

【0041】

条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの屈折率が小さくなると、レンズ面の曲率半径が小さくなり、コマ収差の補正が困難となる。

【0042】

尚、条件式（４）について、望ましくはその下限値を１．７６に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0043】

さらに本発明の結像光学系では、第３レンズ群Ｇ３は負レンズを有し、そのうち少なくとも１枚の負レンズが以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（５）νｄ３ｎ＜５０．０
（６）ＰｇＦ３ｎ＋０．００２４×νｄ３ｎ＜０．６７５
但し、
νｄ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３が有する負レンズのうち、少なくとも１枚のｄ線に関するアッベ数
ＰｇＦ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３が有する負レンズのうち、少なくとも１枚のｇ線とＦ線に関する部分分散比

【0044】

条件式（５）及び（６）は、第３レンズ群Ｇ３に含まれる少なくとも１枚の負レンズの材料について、色収差を良好に補正するために好ましい光学特性を規定するものである。負の異常部分分散性を持つ高分散の光学材料を、第３レンズ群Ｇ３に含まれる負レンズの材料として用いることで、変倍時の２次スペクトルを含めた色収差変動を抑制している。

【0045】

条件式（５）の上限を超え、第３レンズ群Ｇ３に含まれる負レンズのアッベ数が小さくなると、第３レンズ群Ｇ３での色消しの効果が小さくなり、色収差を抑えることが困難となる。

【0046】

尚、条件式（５）について、望ましくはその上限値を４１．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0047】

条件式（６）の上限を超え、第３レンズ群Ｇ３に含まれる負レンズの異常部分分散性が小さくなると、第３レンズ群Ｇ３での２次スペクトルを含めた色消しの効果が小さくなり、色収差を抑えることが困難となる。

【0048】

尚、条件式（６）について、望ましくはその上限値を０．６７２に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0049】

さらに本発明の結像光学系では、変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５が同じ軌跡で移動することが望ましい。これにより、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５の変倍時の移動に必要な機構を同一とすることができ、構造が単純化し、鏡筒の小型化が可能となる。

【0050】

さらに本発明の結像光学系では、無限遠物体から近距離物体への合焦において、第４レンズ群Ｇ４を光軸に沿って像側に移動することが望ましい。より高速な合焦を達成するためには、合焦において移動するレンズ群の小型化が必要である。第４レンズ群Ｇ４は、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３により収斂された光線が入射するため、レンズ径を小さくすることができ、合焦の高速化が可能となる。

【0051】

さらに本発明の結像光学系では、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（７）０．５０＜｜ｆ４｜／ｆＴ＜１．２０
但し、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
ｆＴ：望遠端における結像光学系の無限遠合焦時の焦点距離

【0052】

条件式（７）は、合焦において移動する第４レンズ群Ｇ４の焦点距離と、望遠端での結像光学系の焦点距離の比を規定することにより、小型化と諸収差の補正を両立させている。

【0053】

条件式（７）の上限を超え、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が弱くなると、第４レンズ群Ｇ４のフォーカス時の移動距離が大きくなるため、光学系の全長を小さくすることが困難となる。

【0054】

条件式（７）の下限を超え、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が強くなると、第４レンズ群Ｇ４で発生する非点収差を抑えるのが困難となり、フォーカス時の収差変動が大きくなる。また、第４レンズ群Ｇ４が偏芯した際の収差変動量も大きくなり、好ましくない。

【0055】

尚、条件式（７）について、望ましくはその下限値を０．６２に、また上限値を１．０５に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0056】

さらに本発明の結像光学系では、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（８）２．０＜ｆ５／ｆ４＜２０．０
但し、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズ群Ｇ５の焦点距離

【0057】

条件式（８）は、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との焦点距離の比を規定することにより、小型化を可能としている。

【0058】

条件式（８）の上限を超え、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が強くなると、第４レンズ群Ｇ４で発生する非点収差を抑えるのが困難となり、フォーカス時の収差変動が大きくなる。また、第４レンズ群Ｇ４が偏芯した際の収差変動量も大きくなり、好ましくない。また、第５レンズ群Ｇ５の屈折力が弱くなると、第５レンズ群Ｇ５の変倍における倍率負担が減少するため、第５レンズ群Ｇ５の移動量が増え、結像光学系の小型化が困難となる。

【0059】

条件式（８）の下限を超え、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が弱くなると、第４レンズ群Ｇ４のフォーカス時の移動距離が大きくなるため、光学系の全長を小さくすることが困難となる。第５レンズ群Ｇ５の屈折力が強くなると、第５レンズ群Ｇ５の拡散作用が強くなるため第６レンズ群Ｇ６に入射する光線の径が高くなり、結像光学系の大型化を招く。

【0060】

尚、条件式（８）について、望ましくはその下限値を２．２０に、また上限値を１５．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0061】

さらに本発明の結像光学系では、第３レンズ群Ｇ３は非球面を有するレンズを少なくとも２枚有することが望ましい。結像光学系の小型化においては、構成する各群の屈折力を強くすることが必要となるが、各群の屈折力を強くすると各群で発生する収差が増大し、変倍における全系での収差補正が困難となる。特に開放Ｆ値の小さいレンズにおいては、収差の影響が大きくなるため、より強い収差補正が求められる。第３レンズ群Ｇ３に非球面を有するレンズを複数配置することで、ズーム全域での球面収差やコマ収差や像面湾曲の補正が可能となる。

【0062】

さらに本発明の結像光学系では、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（９）ＢＦ／Ｙｍａｘ＜２．００
但し、
ＢＦ：結像光学系におけるバックフォーカス
Ｙｍａｘ：結像光学系における最大像高

【0063】

条件式（９）は結像光学系におけるバックフォーカスと最大像高の比を規定し、小型化を可能としている。ここでバックフォーカスとは、第６レンズ群Ｇ６の最も像側の面から像面までの光軸上の空気換算長である。

【0064】

条件式（９）の上限を超え、バックフォーカスが大きくなると、全長が大きくなり好ましくない。

【0065】

尚、条件式（９）について、望ましくはその上限値を１．６５に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0066】

次に、本発明の結像光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。

【実施例0067】

図１は、本発明の実施例１の結像光学系のレンズ構成図である。実施例１の結像光学系は、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を持つ第６レンズ群Ｇ６とからなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔は変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔は増大し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５は同一の軌跡で移動し、第６レンズ群Ｇ６は像面に対して固定されている。また、無限遠物体から近距離物体への合焦において、第４レンズ群Ｇ４を光軸に沿って像側に移動する。

【0068】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けＲ１面が非球面の凹メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、像面側に凸面を向けた凹メニスカスレンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、Ｒ１面Ｒ２面がともに非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズと、Ｒ１面Ｒ２面がともに非球面の両凸レンズとからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、両凹レンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、両凸レンズからなる。

【実施例0069】

図１４は、本発明の実施例２の結像光学系のレンズ構成図である。実施例２の結像光学系は、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を持つ第６レンズ群Ｇ６とからなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔は変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔は増大し、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５は同一の軌跡で移動し、第６レンズ群Ｇ６は像面に対して固定されている。また、無限遠物体から近距離物体への合焦において、第４レンズ群Ｇ４を光軸に沿って像側に移動する。

【0070】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けＲ１面が非球面の凹メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、像面側に凸面を向けた凹メニスカスレンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、Ｒ１面Ｒ２面がともに非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズと、Ｒ１面Ｒ２面がともに非球面の両凸レンズとからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、像面側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、像面側に凸面を向けた凸メニスカスレンズからなる。