特開 2023-135181 ズームレンズおよ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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023135181

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】ズームレンズおよびそれを有する撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20230921BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040253

(22)【出願日】2022-03-15

(71)【出願人】

【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】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100124442

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 創吾

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 達朗

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087MA15

2H087PA13

2H087PA15

2H087PA16

2H087PB19

2H087PB20

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA07

2H087QA14

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA32

2H087QA34

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA42

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA36

2H087RA44

2H087SA43

2H087SA47

2H087SA49

2H087SA52

2H087SA56

2H087SA57

2H087SA61

2H087SA62

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA66

2H087SA71

2H087SA72

2H087SA73

2H087SA76

2H087SB04

2H087SB05

2H087SB14

2H087SB15

2H087SB21

2H087SB25

2H087SB33

2H087SB34

2H087SB41

2H087SB43

2H087SB44

(57)【要約】

【課題】 全系が小型軽量でありながら、高い光学性能を有したズームレンズを得ること。
【解決手段】 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、第４レンズ群、少なくとも１つ以上のレンズ群を有する後群からなり、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、前記第１レンズ群は、第１レンズと、該第１レンズより像側に配置された第１負レンズとを有し、前記第１負レンズは前記第１レンズ群を構成する負レンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズであって、前記第１負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径、前記第１レンズ群の焦点距離、前記第２レンズ群の焦点距離を適切に設定する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項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、第４レンズ群、少なくとも１つ以上のレンズ群を有する後群からなり、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、
前記第１レンズ群は、第１レンズと、該第１レンズより像側に配置された第１負レンズを有し、
前記第１負レンズは前記第１レンズ群を構成する負レンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズであって、
前記第１負レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１Ｎ１、前記第１負レンズの像側の面の曲率半径をＲ２Ｎ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
－１．４５＜（Ｒ１Ｎ１＋Ｒ２Ｎ１）／（Ｒ２Ｎ１－Ｒ１Ｎ１）＜２．５０
－５．１０＜ｆ１／ｆ２＜－１．５０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。

【請求項2】

前記第４レンズ群はフォーカシングに際して移動し、
前記第４レンズ群の望遠端における横倍率をβ４ｔ、前記後群の望遠端における横倍率をβＬＲｔとするとき、
３．０＜｜（１－β４ｔ＾２）×βＬＲｔ＾２｜＜３０．０
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。

【請求項3】

前記第１負レンズの焦点距離をｆＮ１とするとき、
－３．００＜ｆＮ１／ｆ１＜－０．１０
なる条件式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】

前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第１負レンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤＮ１、望遠端における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬｔとするとき、
０．０１０＜ＤＮ１／Ｌｔ＜０．４００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項5】

前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
０．０１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．５００
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項6】

望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬｔとするとき、
０．２０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．２０
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項7】

広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．４０＜ｆ１／ｆｗ＜４．００
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項8】

前記第２レンズ群の望遠端における横倍率をβ２ｔとするとき、
－８．００＜β２ｔ＜－０．１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項9】

前記第１負レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνＮ１とするとき、
２４．０＜νＮ１＜６０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項10】

前記第１レンズは正レンズである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。

【請求項11】

ズーミングに際し、前記第３レンズ群と、前記後群に含まれる少なくとも１つ以上のレンズ群が同一の軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項12】

前記第１レンズ群が３つのレンズからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項13】

前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、負の屈折力の前記第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項14】

前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、負の屈折力の前記第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群、負の屈折力の第７レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項15】

前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、正の屈折力の前記第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項16】

請求項１乃至１５のいず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る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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ズームレンズおよ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好適なものである

【背景技術】

【0002】

撮像光学系として、望遠端の焦点距離が長い望遠ズームレンズが知られている（特許文献１）。このようなズームレンズでは、小型軽量でありながら、高い光学性能を有することが求められる。特許文献１は、物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、負および負の屈折力の第１乃至第５レンズ群から構成されたズームレンズを開示している。第１レンズ群を正の屈折力とし、第４レンズ群と第５レンズ群を負の屈折力とすることで、テレフォトタイプの構成とし、望遠ズームレンズの小型化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０２０４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のズームレンズは、第１レンズ群が物体側から像側へ順に配置された負レンズ、正レンズ、正レンズで構成されている。最も物体側に負レンズが配置されることで、第１レンズ群を構成する正レンズに入射する軸上光束が十分収斂されないため、第１レンズ群の各レンズの径が大きくなり、結果としてズームレンズの十分な軽量化を実現することが困難となる。

【0005】

そこで本発明は、全系が小型軽量でありながら、高い光学性能を有した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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、第４レンズ群、少なくとも１つ以上のレンズ群有する後群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔変化し、前記第１レンズ群は、第１レンズと、該第１レンズより像側に配置された第１負レンズを有し、前記第１負レンズは前記第１レンズ群を構成する負レンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズであって、前記第１負レンズの物体側面の曲率半径をＲ１Ｎ１、前記第１負レンズの像側面の曲率半径を各々Ｒ２Ｎ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
－１．４５＜（Ｒ１Ｎ１＋Ｒ２Ｎ１）／（Ｒ２Ｎ１－Ｒ１Ｎ１）＜２．５０
－５．１０＜ｆ１／ｆ２＜－１．５０
なる条件式を満足することを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、全系が小型軽量でありながら、高い光学性能を有したズームレンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図

【図2】実施例１のズームレンズの広角端、望遠端における収差図

【図3】実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図

【図4】実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図

【図5】実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図

【図6】実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図

【図7】実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図

【図8】実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図

【図9】実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図

【図10】実施例５のズームレンズの広角端、望遠端における収差図

【図11】実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図

【図12】実施例６のズームレンズの広角端、望遠端における収差図

【図13】本発明の撮像装置の要部概略図

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。本実施形態におけるズームレンズは、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、第４レンズ群、少なくとも１つ以上のレンズ群を有する後群からなる。さらに、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。

【0010】

図１は、実施例１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は、実施例１のズームレンズの無限遠物体にフォーカスを合わせたときの広角端と望遠端（長焦点距離端）における縦収差図である。実施例１は、ズーム比３．６９、Ｆナンバー５．１５～６．５０程度のズームレンズである。

【0011】

図３は、実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。図４は、実施例２のズームレンズの無限遠物体にフォーカスを合わせたときの広角端と望遠端における縦収差図である。実施例２は、ズーム比３．７６、Ｆナンバー５．８３～９．００程度のズームレンズである。

【0012】

図５は、実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。図６は、実施例３の無限遠物体にフォーカスを合わせたときのズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図である。実施例３は、ズーム比３．１４、Ｆナンバー６．３０～９．００程度のズームレンズである。

【0013】

図７は、実施例４の広角端におけるレンズ断面図である。図８は、実施例４の無限遠物体にフォーカスを合わせたときのズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図である。実施例４は、ズーム比２．５９、Ｆナンバー５．８３～９．００程度のズームレンズである。

【0014】

図９は、実施例５の広角端におけるレンズ断面図である。図１０は、実施例５の無限遠物体にフォーカスを合わせたときのズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図である。実施例５は、ズーム比２．３７、Ｆナンバー５．７７～６．５０程度のズームレンズである。

【0015】

図１１は、実施例６の広角端におけるレンズ断面図である。図１２は、実施例６の無限遠物体にフォーカスを合わせたときのズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図である。実施例６は、ズーム比１．９５、Ｆナンバー４．００程度のズームレンズである。

【0016】

各実施例のズームレンズはデジタルカメラやビデオカメラ、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に用いられるズームレンズである。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。尚、各実施例のズームレンズは、投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いても良く、このときは左方がスクリーン側、右方が被投射側となる。レンズ断面図において、Ｌ０はズームレンズ全系である。ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。

【0017】

ＳＰは開口絞り（開放Ｆナンバー絞り）である。ＩＰは像面である。デジタルカメラやビデオカメラでは、ズームレンズの像面ＩＰ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）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラでは、ズームレンズの像面ＩＰはフィルム面に相当する。矢印は無限遠に合焦しているときの広角端から望遠端へのズーミングに際してのレンズ群の移動軌跡を示している。ｆｏｃｕｓと記載した矢印は、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングする際のレンズ群の移動方向を示している。

【0018】

球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーである。また実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図で点線のΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面、実線のΔＳ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。

【0019】

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、第４レンズ群、１つ以上のレンズ群を有する後群ＬＲからなる。各実施例のズームレンズ全系Ｌ０では、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。最も物体側に正の屈折力を有するレンズ群を配置することで、いわゆるテレフォト型のパワー配置とすることが容易となり、ズームレンズ全系Ｌ０の小型化に有利な構成としている。

【0020】

各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、第１レンズと、該第１レンズより像側に配置された第１負レンズＬ１Ｎ１とを有する。第１負レンズＬ１Ｎ１は第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズである。第１レンズが正レンズの場合、第１負レンズＬ１Ｎ１に入射する軸上光束が小さくなり、第１負レンズＬ１Ｎ１の径が小さくなる。その結果、第１負レンズＬ１Ｎ１を小型軽量化している。第１レンズが負レンズの場合、第１負レンズＬ１Ｎ１と第１レンズで負の屈折力を分担するため、第１負レンズＬ１Ｎ１と第１レンズを通過する光線の曲がりが緩やかになり、その結果諸収差の補正に有利となる。また、第１負レンズＬ１Ｎ１が第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズであることにより、第１負レンズＬ１Ｎ１を小径化しつつも諸収差の補正を容易としている。

【0021】

第１負レンズＬ１Ｎ１の物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１Ｎ１、Ｒ２Ｎ１、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。このとき、各実施例のズームレンズは、
－１．４５＜（Ｒ１Ｎ１＋Ｒ２Ｎ１）／（Ｒ２Ｎ１－Ｒ１Ｎ１）＜２．５０・・・（１）
－５．１０＜ｆ１／ｆ２＜－１．５０・・・（２）
なる条件式を満足する。

【0022】

次に、前述の各条件式の技術的意味について説明する。

【0023】

条件式（１）は第１負レンズＬ１Ｎ１の形状を規定している。条件式（１）の上限を上回ると物体側レンズ面の凹形状の曲率が大きくなりすぎ、特に球面収差の補正が困難となる。条件式（１）の下限を下回ると像側レンズ面の凹形状の曲率が大きくなりすぎ、特にコマ収差の補正が困難となる。

【0024】

条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に関するものである。条件式（２）の上限を上回ると第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなり、特に第１レンズ群Ｌ１で発生する軸上色収差の補正が困難となる。条件式（２）の下限を下回ると第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなり、特に第２レンズ群Ｌ２で発生するコマ収差のズーム変動の補正が困難となる。

【0025】

好ましくは条件式（１）、（２）を次の如く設定するのが好ましい。
－１．４０＜（Ｒ１Ｎ１＋Ｒ２Ｎ１）／（Ｒ２Ｎ１－Ｒ１Ｎ１）＜１．５０・・・（１ａ）
－５．０５＜ｆ１／ｆ２＜－２．００・・・（２ａ）

【0026】

より好ましくは条件式（１ａ）、（２ａ）を次の如く設定するのが好ましい。
－１．３０＜（Ｒ１Ｎ１＋Ｒ２Ｎ１）／（Ｒ２Ｎ１－Ｒ１Ｎ１）＜１．００・・・（１ｂ）
－５．００＜ｆ１／ｆ２＜－２．４０・・・（２ｂ）

【0027】

さらに、各実施例のズームレンズにおいて、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが好ましい。
３．０＜｜（１－β４ｔ＾２）×βＬＲｔ＾２｜＜３０．０・・・（３）
－３．００＜ｆＮ１／ｆ１＜－０．１０・・・（４）
０．０１０＜ＤＮ１／Ｌｔ＜０．４００・・・（５）
０．０１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．５００・・・（６）
０．２０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．２０・・・（７）
０．４０＜ｆ１／ｆｗ＜４．００・・・（８）
－８．００＜β２ｔ＜－０．１０・・・（９）
２４．０＜νＮ１＜６０．０・・・（１０）

【0028】

β４ｔは望遠端の無限遠物体に合焦したときにおける第４レンズ群Ｌ４の横倍率である。βＬＲｔは望遠端の無限遠物体に合焦したときにおける後群ＬＲの横倍率である。ｆＮ１は第１負レンズＬ１Ｎ１の焦点距離である。ＤＮ１は第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面から第１負レンズＬ１Ｎ１の物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。Ｌｔは望遠端における第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離である。ｆ４は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離である。ｆｔは望遠端における全系の焦点距離である。ｆｗは広角端における全系の焦点距離である。β２ｔは望遠端の無限合焦時における第２レンズ群Ｌ２の横倍率である。νＮ１は第１負レンズＬ１Ｎ１のｄ線を基準としたアッベ数である。

【0029】

次に、前述の各条件式の技術的意味について説明する。

【0030】

条件式（３）は、第４レンズ群Ｌ４のフォーカス敏感度の絶対値を規定している。第４レンズ群Ｌ４は、フォーカシングに際して移動するレンズ群であり、フォーカス敏感度は、フォーカスレンズ群が光軸方向に単位量移動したときのピント移動量である。条件式（３）の上限を上回ると、第４レンズ群Ｌ４の光軸方向の微小な移動に対して像面が大きく移動するため、高い精度でフォーカス制御を行うことが困難となる。条件式（３）の下限を下回るとフォーカス敏感度が小さくなりすぎてフォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなり、ズームレンズ全系Ｌ０が長くなる。

【0031】

条件式（４）は、第１負レンズＬ１Ｎ１の焦点距離に関するものである。条件式（４）の上限を上回ると第１負レンズＬ１Ｎ１の負の屈折力が強くなり、特に球面収差や軸上色収差の補正が困難となる。条件式（４）の下限を下回ると第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が小さくなり、前側主点が像面側の方向に配され、その結果ズームレンズ全系Ｌ０が長くなる。

【0032】

条件式（５）は、第１負レンズＬ１Ｎ１の配置に関するものである。条件式（５）の上限を上回ると、ズームレンズ全系Ｌ０のレンズ全長が短くなりすぎて、各レンズの屈折力が強くなり、諸収差の補正が困難となる。条件式（５）の下限を下回ると、第１負レンズＬ１Ｎ１の径が大型化する傾向にあり小型化と軽量化が困難となる。

【0033】

条件式（６）は、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離に関するものである。条件式（６）の上限を上回ると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱くなり、所望のズーム比を得るために、ズーミングに際して第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなる。その結果第４レンズ群Ｌ４の移動量を確保するためのスペースが必要となり、ズームレンズ全系Ｌ０が長くなる。条件式（６）の下限を下回ると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強くなり特に像面湾曲の補正が困難となる。

【0034】

条件式（７）は、望遠端におけるズームレンズ全系Ｌ０のレンズ全長に関するものである。条件式（７）の上限を上回ると、ズームレンズ全系Ｌ０のレンズ全長が長くなる。条件式（７）の下限を下回ってレンズ全長が短くなると、各レンズの屈折力が強くなり、その結果諸収差の補正が困難となる。

【0035】

条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に関するものである。条件式（８）の上限を上回ると第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなり、前側主点が像面側の方向に配され、ズームレンズ全系Ｌ０が長くなる。条件式（８）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり、特に球面収差や軸上色収差の補正が困難となる。

【0036】

条件式（９）は、望遠端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率を規定している。条件式（９）の上限を上回ると、望遠端において第３レンズ群Ｌ３に入射する軸上のマージナル光線の角度が光軸に対して大きくなり、特に望遠端におけるコマ収差の補正が困難となる。条件式（９）の下限を下回ると、望遠端において第２レンズ群Ｌ２から像側に出射される軸上のマージナル光線の角度が光軸に略平行となる。その結果、ズームレンズ全系Ｌ０を小型化するために、第２レンズ群Ｌ２より像側のレンズ群の屈折力が強まり、諸収差の補正が困難となる。

【0037】

条件式（１０）は、第１負レンズＬ１Ｎ１のｄ線に対するアッベ数を規定している。条件式（１０）の上限を上回ると第１負レンズＬ１Ｎ１のｄ線に対するアッベ数νＮ１が大きくなりすぎて、軸上色収差の補正が不足し、結果として短波長側の色収差がアンダーとなりすぎるため好ましくない。条件式（１０）の下限を下回ると第１負レンズＬ１Ｎ１のｄ線に対するアッベ数νＮ１が小さくなりすぎて、軸上色収差の補正が過剰となり、結果として短波長側の色収差がオーバーとなりすぎるため好ましくない。

【0038】

好ましくは条件式（３）乃至（１０）を次の如く設定するのが良い。
３．１＜｜（１－β４ｔ＾２）×βＬＲｔ＾２｜＜２５．０・・・（３ａ）
－２．００＜ｆＮ１／ｆ１＜－０．２０・・・（４ａ）
０．０２０＜ＤＮ１／Ｌｔ＜０．３００・・・（５ａ）
０．０３０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４００・・・（６ａ）
０．２５＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．１０・・・（７ａ）
０．７０＜ｆ１／ｆｗ＜２．５０・・・（８ａ）
－６．００＜β２ｔ＜－０．４０・・・（９ａ）
３１．０＜νＮ１＜５０．０・・・（１０ａ）

【0039】

さらに好ましくは条件式（３ａ）乃至（１０ａ）を次の如く設定するのが良い。
３．３＜｜（１－β４ｔ＾２）×βＬＲｔ＾２｜＜２０．０・・・（３ｂ）
－１．５０＜ｆＮ１／ｆ１＜－０．３０・・・（４ｂ）
０．０４０＜ＤＮ１／Ｌｔ＜０．２５０・・・（５ｂ）
０．０４０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．３５０・・・（６ｂ）
０．３２＜Ｌｔ／ｆｔ＜０．９８・・・（７ｂ）
０．９０＜ｆ１／ｆｗ＜２．００・・・（８ｂ）
－５．００＜β２ｔ＜－０．８０・・・（９ｂ）
３４．０＜νＮ１＜４７．０・・・（１０ｂ）

【0040】

また、フォーカシング群を小型軽量化するため、軸上光束の小さい位置に配される第４レンズ群Ｌ４をフォーカシングに際して移動させることが好ましい。

【0041】

また、第１負レンズＬ１Ｎ１を小型化するため、第１レンズは正レンズとし、第１負レンズＬ１Ｎ１への物体側からの入射する軸上光束を小さくすることが好ましい。

【0042】

また、ズーミングに際し、第３レンズ群Ｌ３と、後群ＬＲの少なくとも１つ以上のレンズ群が同一の軌跡で移動することが好ましい。同一の軌跡とすることで、第３レンズ群Ｌ３と後群ＬＲの少なくとも１つ以上のレンズ群の間の製造誤差起因の相対的な偏心を抑え、その結果ズーム全域で光学性能の劣化を抑制できる。

【0043】

また、ズームレンズ全系Ｌ０の軽量化のため、第１レンズ群Ｌ１は３つのレンズからなることが好ましい。

【0044】

各実施例では、以上のように各要素を特定することにより、全系が小型軽量でありながら、高い光学性能を有したズームレンズを得ている。

【0045】

次に各実施例のレンズ構成について詳細に説明する。実施例１乃至３のズームレンズ全系Ｌ０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、後群ＬＲからなる。後群ＬＲは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ群ＬＲ１、負の屈折力のレンズ群ＬＲ２からなる。後群ＬＲを２つの群に分割して、ズーミングに際して、異なる軌道で移動させることにより、ズーミングに際して発生する諸収差の変動を抑制している。ズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は像面に対して不動とすることで製造誤差起因の光学性能の劣化を抑制している。

【0046】

また、実施例１乃至６のズームレンズ全系Ｌ０において、フォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４が移動する。軸上光束の小さい位置に配される第４レンズ群Ｌ４をフォーカシングに際して移動させることで、フォーカシング群の小型軽量化を実現することができる。

【0047】

また、実施例１乃至４のズームレンズ全系Ｌ０において、第３レンズ群Ｌ３は、開口絞りＳＰを含んでいる。第３レンズ群Ｌ３が開口絞りＳＰを含むことで、光学系の対称性が良くなり、開口絞りＳＰより物体側のレンズと、開口絞りＳＰより像側のレンズで倍率色収差等がキャンセルされ、高い光学性能を有している。

【0048】

実施例２のズームレンズ全系Ｌ０では、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と正の屈折力のレンズ群ＬＲ１が同一の軌跡で移動する。その結果第３レンズ群Ｌ３とレンズ群ＬＲ１の製造誤差起因の相対的な偏心を抑制し高い光学性能を有している。

【0049】

実施例４のズームレンズ全系Ｌ０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、後群からなる。後群ＬＲは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ群ＬＲ１、負の屈折力のレンズ群ＬＲ２、負の屈折力のレンズ群ＬＲ３からなる。後群ＬＲを３つのレンズ群に分割して、ズーミングに際して異なる軌跡で移動させることにより、ズーミングに際して発生する諸収差の変動を抑制している。第２レンズ群Ｌ２とレンズ群ＬＲ３を像面に対して不動とすることによって、製造誤差起因の光学性能の劣化を抑制している。

【0050】

実施例５および６のズームレンズ全系Ｌ０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、後群ＬＲからなる。後群ＬＲは、負の屈折力のレンズ群からなる。５群構成とすることで、ズーミングに際して各群の製造誤差起因の相対的な偏心を抑制し高い光学性能を有している。

【0051】

また、実施例１乃至６において、製造誤差による光学性能低下を抑制するため、構成されるレンズはすべて球面レンズであることが好ましい。

【0052】

次に、本実施形態における光学系（ズームレンズ）を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図１３を用いて説明する。図１３において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至６で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。

【0053】

このように本実施形態における光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。

【0054】

以下、実施例１乃至６に対応する具体的な数値実施例１乃至６を示す。

【0055】

各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）で表される。

【0056】

また、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカスＢＦ」は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、ズームレンズの最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、１枚のレンズから構成される場合も含むものとする。

【0057】

また、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。

【0058】

［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 217.722 8.98 1.49700 81.5
2 -539.870 49.14
3 128.109 10.26 1.49700 81.5
4 -255.680 3.43 1.61340 44.3
5 184.292 (可変)
6 -382.436 1.70 1.90043 37.4
7 105.637 3.80
8 -66.783 1.69 1.69680 55.5
9 85.508 4.19 1.80000 29.8
10 -122.182 (可変)
11 42.062 5.58 1.49700 81.5
12 701.208 2.11
13 64.274 3.21 1.48749 70.2
14 196.089 0.15
15 38.408 6.26 1.74077 27.8
16 -164.314 1.70 1.95375 32.3
17 30.538 6.03
18(絞り) ∞ 1.98
19 1253.439 1.39 2.00100 29.1
20 34.498 5.32 1.51742 52.4
21 -94.055 0.10
22 42.313 3.87 1.76200 40.1
23 -5715.575 (可変)
24 -1620.172 1.94 1.80000 29.8
25 -164.015 1.48 1.65160 58.5
26 58.406 (可変)
27 172.524 1.49 1.92286 20.9
28 62.317 3.80
29 153.683 3.51 1.72047 34.7
30 -56.463 (可変)
31 -62.685 1.49 1.49700 81.5
32 39.652 2.79 1.73800 32.3
33 82.887 (可変)
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.69
広角 中間 望遠
焦点距離 157.59 299.83 581.33
Fナンバー 5.15 6.00 6.50
画角 7.82 4.13 2.13
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 298.01 366.01 398.03
BF 38.46 65.38 110.60

d 5 11.02 79.02 111.05
d10 46.12 36.63 3.00
d23 19.57 12.37 2.96
d26 22.10 23.28 28.06
d30 23.36 11.95 5.00
d33 38.46 65.38 110.60

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 287.41
2 6 -75.69
3 11 63.04
4 24 -93.05
5 27 114.70
6 31 -92.57

【0059】

［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 208.809 8.93 1.49700 81.5
2 -664.313 59.70
3 121.285 9.03 1.49700 81.5
4 -275.727 3.15 1.61340 44.3
5 180.051 (可変)
6 -448.212 1.85 1.90043 37.4
7 122.750 2.80
8 -99.147 1.75 1.65160 58.5
9 93.002 4.10 1.80000 29.8
10 -257.065 (可変)
11 324.542 2.59 1.49700 81.5
12 -474.853 0.17
13 43.097 5.44 1.49700 81.5
14 200.512 31.41
15 38.782 5.26 1.67270 32.1
16 -65.741 1.79 1.95375 32.3
17 31.230 4.74
18(絞り) ∞ 1.61
19 58.971 1.34 2.00100 29.1
20 35.384 3.82 1.48749 70.2
21 -553.969 0.32
22 31.885 3.31 1.62004 36.3
23 172.923 (可変)
24 91.585 2.41 1.63980 34.5
25 -102.721 1.12 1.87070 40.7
26 37.388 (可変)
27 297.821 1.62 1.76385 48.5
28 70.624 10.20
29 89.659 1.61 1.92286 20.9
30 42.064 6.26 1.72047 34.7
31 -46.820 (可変)
32 -61.462 1.53 1.49700 81.5
33 36.536 2.39 1.85478 24.8
34 54.437 (可変)
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.76
広角 中間 望遠
焦点距離 206.12 400.00 775.86
Fナンバー 5.83 7.10 9.00
画角 5.99 3.10 1.60
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 330.40 393.62 420.40
BF 37.97 60.16 109.57

d 5 7.82 71.03 97.82
d10 50.12 39.94 2.50
d23 20.02 10.99 2.85
d26 7.67 16.69 24.83
d31 26.56 14.54 2.57
d34 37.97 60.16 109.57

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 284.03
2 6 -90.15
3 11 75.47
4 24 -54.88
5 27 69.21
6 32 -71.39

【0060】

［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 170.955 2.48 1.56883 56.4
2 121.535 2.32
3 122.798 17.40 1.49700 81.5
4 -521.123 38.15
5 264.986 5.70 1.49700 81.5
6 2053.049 3.52
7 -465.883 3.18 1.91082 35.3
8 1993.620 (可変)
9 417.339 1.95 1.87070 40.7
10 136.778 4.59
11 -155.184 1.78 1.73400 51.5
12 139.946 4.11 1.85478 24.8
13 20743.346 (可変)
14 194.355 3.42 1.58913 61.1
15 2056.531 0.36
16 49.029 7.59 1.49700 81.5
17 224.084 33.74
18 41.576 6.30 1.59270 35.3
19 -102.320 1.79 1.95375 32.3
20 37.972 5.69
21(絞り) ∞ 1.92
22 78.911 1.28 1.95375 32.3
23 27.677 5.53 1.48749 70.2
24 4518.430 0.83
25 33.910 4.36 1.68893 31.1
26 351.330 (可変)
27 70.122 3.57 1.84666 23.8
28 -65.992 1.07 2.00100 29.1
29 41.257 (可変)
30 301.511 1.68 1.76385 48.5
31 36.827 2.23
32 34.813 1.76 1.92286 20.9
33 26.145 5.59 1.59551 39.2
34 -39.106 (可変)
35 -83.052 1.62 1.43875 94.9
36 45.007 18.86
37 -71.024 1.72 1.49700 81.5
38 89.621 2.80 1.85478 24.8
39 6691.960 (可変)
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.14
広角 中間 望遠
焦点距離 309.00 550.00 969.91
Fナンバー 6.30 8.00 9.00
画角 4.01 2.25 1.28
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 350.21 418.99 440.21
BF 38.10 56.62 108.19

d 8 8.00 76.77 98.00
d13 54.99 44.64 2.77
d26 20.08 7.46 2.71
d29 9.68 22.30 27.05
d34 20.48 12.31 2.61
d39 38.10 56.62 108.19

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 324.18
2 9 -121.43
3 14 92.54
4 27 -72.58
5 30 81.05
6 35 -52.55

【0061】

［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 144.803 10.58 1.49700 81.5
2 -601.382 39.98
3 104.437 7.35 1.49700 81.5
4 731.706 3.52
5 -651.782 4.00 1.61340 44.3
6 108.828 (可変)
7 -19632.712 1.99 1.87070 40.7
8 202.778 2.52
9 -217.537 1.97 1.77250 49.6
10 91.329 3.11 1.85478 24.8
11 361.358 (可変)
12 36.624 6.92 1.49700 81.5
13 458.848 0.50
14 68.891 3.05 1.59522 67.7
15 129.310 2.84
16 39.706 6.89 1.69895 30.1
17 -92.224 1.99 1.91082 35.3
18 31.091 6.26
19(絞り) ∞ 1.98
20 109.718 1.40 2.00100 29.1
21 22.510 6.31 1.54814 45.8
22 -291.693 1.89
23 29.906 4.69 1.59270 35.3
24 341.177 (可変)
25 5429.529 3.20 1.80000 29.8
26 -54.912 1.50 1.81600 46.6
27 43.639 (可変)
28 266.700 5.93 1.67300 38.3
29 -28.584 1.47 1.92286 20.9
30 -45.626 (可変)
31 -57.848 2.82 1.85478 24.8
32 -36.634 1.80 1.49700 81.5
33 53.020 (可変)
34 -42.736 1.79 1.76385 48.5
35 -519.321 0.49
36 77.123 6.83 1.60342 38.0
37 -104.445 (可変)
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.59
広角 中間 望遠
焦点距離 300.00 500.00 775.98
Fナンバー 5.83 6.30 9.00
画角 4.12 2.48 1.60
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 300.03 372.57 400.05
BF 20.03 20.03 20.03

d 6 23.59 96.13 123.60
d11 17.93 18.28 2.96
d24 14.65 7.46 4.31
d27 29.20 34.39 39.21
d30 37.98 19.45 2.98
d33 11.08 31.26 61.38
d37 20.03 20.03 20.03

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 359.27
2 7 -105.82
3 12 67.89
4 25 -53.08
5 28 71.42
6 31 -69.31
7 34 -451.68

【0062】

［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 210.407 10.15 1.49700 81.5
2 -365.386 3.29
3 244.591 9.81 1.49700 81.5
4 -293.568 2.96 1.83400 37.2
5 1174.271 (可変)
6 852.922 4.46 1.84666 23.8
7 -127.842 1.99 1.59522 67.7
8 82.097 5.33
9 -84.765 1.85 1.75500 52.3
10 3586.628 (可変)
11 204.698 4.97 1.49700 81.5
12 -141.069 0.28
13 126.641 4.87 1.49700 81.5
14 -287.019 0.29
15 79.737 6.22 1.49700 81.5
16 -192.604 2.01 1.90043 37.4
17 163.418 (可変)
18 69.035 2.00 1.84666 23.8
19 31.798 4.87 1.72047 34.7
20 1659.047 (可変)
21(絞り) ∞ 1.92
22 18.167 3.06 1.58913 61.1
23 15.142 8.01
24 52.055 2.02 1.77250 49.6
25 31.848 2.11
26 -58.595 1.46 1.75500 52.3
27 25.270 2.23 1.84666 23.8
28 64.384 1.93
29 23.724 3.15 1.48749 70.2
30 1797.498 3.91
31 59.680 3.01 2.00100 29.1
32 17.488 5.47 1.61293 37.0
33 -39.917 1.99
34 -37.408 1.99 1.48749 70.2
35 60.162 26.52
36 42.416 4.17 1.48749 70.2
37 105.588 (可変)
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.37
広角 中間 望遠
焦点距離 205.00 315.68 485.99
Fナンバー 5.77 6.13 6.50
画角 6.02 3.92 2.55
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 352.32 352.32 352.32
BF 49.59 49.59 49.59

d 5 29.74 63.49 91.36
d10 70.63 34.68 1.47
d17 62.07 57.31 61.59
d20 1.98 8.94 10.00
d37 49.59 49.59 49.59

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 253.56
2 6 -73.95
3 11 92.59
4 18 126.10
5 21 -75.55

【0063】

［数値実施例６］
単位 mm
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 1012.750 8.98 1.48749 70.2
2 -494.499 0.80
3 143.865 14.52 1.49700 81.5
4 970.762 27.80
5 127.860 11.39 1.43387 95.1
6 586.201 11.11
7 1488.451 3.04 1.83400 37.2
8 125.386 (可変)
9 85.976 6.60 1.85478 24.8
10 -619.480 1.98 1.67790 55.3
11 63.093 7.03
12 -219.900 1.99 1.95375 32.3
13 345.771 13.82
14 -154.255 1.96 1.77250 49.6
15 2168.606 (可変)
16 1982.719 5.01 1.49700 81.5
17 -87.544 0.50
18 145.338 3.83 1.49700 81.5
19 -1584.777 0.50
20 84.651 7.55 1.49700 81.5
21 -87.563 1.98 1.88300 40.8
22 861.171 (可変)
23 152.675 4.16 1.80518 25.4
24 -167.455 0.50
25 39.487 5.69 1.56732 42.8
26 -1038.960 1.90 1.85478 24.8
27 46.393 (可変)
28(絞り) ∞ 1.78
29 74.543 1.82 1.58913 61.1
30 30.785 6.95
31 -2396.299 1.40 1.77250 49.6
32 113.262 2.39
33 -18609.223 1.42 1.85026 32.3
34 92.807 1.85 1.84666 23.8
35 258.057 3.13
36 38.450 2.05 1.54814 45.8
37 53.525 3.59
38 -1139.136 1.45 2.00100 29.1
39 77.278 3.89 1.54072 47.2
40 -73.234 39.94
41 92.104 6.47 1.90043 37.4
42 -95.623 4.11
43 -63.158 1.47 1.48749 70.2
44 95.778 (可変)
像面 ∞

各種データ
ズーム比 1.95
広角 中間 望遠
焦点距離 217.43 280.55 424.43
Fナンバー 4.00 4.00 4.00
画角 5.68 4.41 2.92
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 403.20 403.20 403.20
BF 49.66 49.66 49.66

d 8 35.71 56.86 88.29
d15 56.62 34.96 1.49
d22 30.50 27.88 27.10
d27 4.37 7.49 10.32
d44 49.66 49.66 49.66

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 399.85
2 9 -80.45
3 16 95.33
4 23 127.33
5 28 -439.12

【0064】

【表1】

【0065】

以上、本発明の好ましい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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0066】

Ｌ０ ズームレンズ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ１Ｎ１ 第１負レンズ
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＬＲ 後群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】