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特開2023-182926ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
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(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】P2023182926
(43)【公開日】2023-12-27
(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 15/16 20060101AFI20231220BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20231220BHJP
【FI】
G02B15/16
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022096184
(22)【出願日】2022-06-15
(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】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】市村 純也
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087MA15
2H087PA15
2H087PA20
2H087PB19
2H087QA02
2H087QA07
2H087QA17
2H087QA21
2H087QA25
2H087QA34
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA44
2H087SA43
2H087SA47
2H087SA49
2H087SA52
2H087SA56
2H087SA63
2H087SA65
2H087SA72
2H087SA74
2H087SA76
2H087SB04
2H087SB15
2H087SB25
2H087SB34
2H087SB35
2H087SB45
2H087SB46
(57)【要約】
【課題】高いズーム倍率とズーム全域における高い光学性能を有する全長固定型のズームレンズを提供する。
【解決手段】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B1と、負の屈折力の第2レンズ群B2と、正の屈折力の第3レンズ群B3と、正の屈折力の第4レンズ群B4と、負の屈折力の第5レンズ群B5を有する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群および第3レンズ群は固定であり、第2レンズ群および第4レンズ群は移動する。第3レンズ群は、負レンズと正レンズを含む。広角端における第3レンズ群の結像倍率β3w、望遠端における第3レンズ群の結像倍率β3t、第1レンズ群の焦点距離f1、第2レンズ群の焦点距離f2は所定の条件式を満足する。
【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レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群と、負の屈折力の第5レンズ群を有し、広角端から望遠端への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、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は固定であり、前記第2レンズ群および前記第4レンズ群は移動し、
前記第3レンズ群は、負レンズと正レンズを含み、
広角端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3w、望遠端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3t、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、
-3.50<β3w/β3t<-0.10
-10.0<f1/f2<-4.0
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】
前記ズームレンズにおいて広角端における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離の空気換算長をBF、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、
0.2<BF/fw<1.2
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】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第2レンズ群は像側に移動し、
広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第2レンズ群の移動量をM2、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レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上における距離をD1とするとき、
0.8<M2/D1<3.0
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4】
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、
2.0<f1/fw<12.0
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5】
前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
-0.8<f2/f4<-0.3
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6】
前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
1.0<f3/f4<2.0
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7】
前記第5レンズ群の焦点距離をf5とするとき、
1.5<f5/f2<10.0
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8】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第2レンズ群は像側に移動し、前記第4レンズ群は物体側に移動し、
広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第2レンズ群の移動量をM2、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第4レンズ群の移動量をM4とするとき、
-6.0<M2/M4<0.0
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9】
前記第3レンズ群は、像振れ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動する像振れ補正部分群を含み、
前記像振れ補正部分群の焦点距離をfis、前記第3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、
1.2<fis/f3<2.0
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10】
前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群、負の屈折力の第3部分群からなり、
前記第2部分群は、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズからなる接合レンズであり、
前記第2部分群は、像振れ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動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11】
前記第5レンズ群は、正レンズを含み、
前記正レンズのg線とf線に関する部分分散比をθgf、前記正レンズのd線に対するアッベ数をνdとするとき、
-0.00163×νd+0.65800<θgf<-0.00163×νd+0.7500
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12】
前記第5レンズ群に含まれる前記正レンズは、像側に凸のメニスカス形状を有し、
15.0<νd<24.2
なる条件式を満足することを特徴とする請求項11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、前記第4レンズ群、前記第5レンズ群からな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14】
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズからな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15】
前記第2レンズ群は、4枚以下のレンズからな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16】
前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズからなることを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
【請求項17】
前記第3レンズ群は、開口絞りを含む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18】
前記第4レンズ群は、3枚または4枚のレンズからな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19】
前記第4レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項18に記載のズームレンズ。
【請求項20】
前記第5レンズ群は、少なくとも4枚のレンズからな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21】
前記第5レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項20に記載のズームレンズ。
【請求項22】
無限遠から至近へのフォーカシングに際して、前記第4レンズ群は物体側に移動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23】
請求項1から14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、ズームレンズに関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
ズーミングに際してレンズ全長が変化しない、全長固定型のズームレンズが知られている。このようなズームレンズは、ズーミングの際に重心の変化が少ないことから、動画撮影などに好適である。また近年、ズームレンズには、動画用途として高いズーム倍率と、ズーム全域において高い光学性能が求められている。
【0003】
特許文献1および2には、全長固定型のズームレンズとして、正の第1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、正の第4レンズ群、負の第5レンズ群からなるズームレンズが開示されている。特許文献1および2に記載のズームレンズでは、ズーミングに際して第2レンズ群と第4レンズ群が移動する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平8-327903号公報
【特許文献2】国際公開2018/074413号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載のズームレンズでは、ズーミングとフォーカシングに際して移動するレンズ群が少ない点で優れているが、近年のセンサの高解像度化に伴い光学性能の向上が求められる。
【0006】
一方、特許文献2に記載のズームレンズでは、各レンズ群のレンズ枚数を増やすことでズーム全域にわたって高い光学性能が得られているが、さらなる高いズーム倍率が求められる。
【0007】
本発明は、高いズーム倍率とズーム全域における高い光学性能を有する全長固定型のズームレンズを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一側面としてのズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群と、負の屈折力の第5レンズ群を有し、広角端から望遠端への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、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は固定であり、前記第2レンズ群および前記第4レンズ群は移動し、前記第3レンズ群は、負レンズと正レンズを含み、広角端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3w、望遠端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3t、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、
-3.50<β3w/β3t<-0.10
-10.0<f1/f2<-4.0
なる条件式を満足することを特徴とする。
【0009】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高いズーム倍率とズーム全域における高い光学性能を有する全長固定型のズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】実施例1のズームレンズの断面図である。
図2】実施例2のズームレンズの断面図である。
図3】実施例3のズームレンズの断面図である。
図4】実施例1のズームレンズの(A)広角端および(B)望遠端における収差図である。
図5】実施例2のズームレンズの(A)広角端および(B)望遠端における収差図である。
図6】実施例3のズームレンズの(A)広角端および(B)望遠端における収差図である。
図7】撮像装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
【0013】
図1図2図3は、それぞれ実施例1から3のズームレンズの無限遠合焦時における断面図である。各実施例のズームレンズは、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる。
【0014】
各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例のズームレンズは複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動または静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端への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。なお、レンズ群は1枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。また、広角端と望遠端は、ズーミングにおいてレンズ群が機構上、光軸方向に移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム状態(ズーム位置)をいう。
【0015】
各レンズ断面図において、Biはズームレンズに含まれるレンズ群のうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズ群を表している。L1iは第1レンズ群B1に含まれるレンズのうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。L1iは第1レンズ群B1に含まれるレンズのうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。L2iは第2レンズ群B2に含まれるレンズのうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。L3iは第3レンズ群B3に含まれるレンズのうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。L4iは第4レンズ群B4に含まれるレンズのうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。L5iは第5レンズ群B5に含まれるレンズのうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。
【0016】
また、結像倍率とは横倍率を意味する。
【0017】
また、STOは開口絞りである。IMGは像面であり、各実施例のズームレンズをデジタルスチルカメラやデジタルビデオ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センサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例のズームレンズを銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IMGにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
【0018】
また、各レンズ断面図には、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動するレンズ群の移動軌跡が矢印で示されている。実線の矢印は物体距離が無限遠の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を表し、破線の矢印は物体距離が至近の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を表している。フォーカスに関する矢印は、無限遠から至近へのフォーカシングに際して移動するレンズ群の移動方向を示している。
【0019】
図4図5図6は、それぞれ実施例1から3のズームレンズの無限遠合焦時における収差図である。各収差図において、(A)は広角端における収差図、(B)は望遠端における収差図である。
【0020】
球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.56nm)、f線(486.13nm)、C線(656.27nm)、g線(波長435.83nm)に対する球面収差量を示している。横軸のスケールはデフォーカス量であり、-0.4~+0.4[mm]で示している。非点収差図においてdSはサジタル像面における非点収差量、dMはメリディオナル像面における非点収差量を示している。横軸のスケールはデフォーカス量であり、-0.4~+0.4[mm]で示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。歪曲収差図においては、横軸のスケールは-15~+15[%]で示されている。
【0021】
次に、各実施例のズームレンズにおける特徴的な構成について述べる。
【0022】
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B1と、負の屈折力の第2レンズ群B2と、正の屈折力の第3レンズ群B3と、正の屈折力の第4レンズ群B4と、負の屈折力の第5レンズ群B5を有する。各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端への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。
【0023】
高いズーム倍率を達成しつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を達成するためには、多数のレンズ群によってズームレンズを構成し、隣り合うレンズ群の間隔を変化させるとよいが、多数のレンズ群を用いることに伴いメカ構成が複雑化してしまう。このため、広角端から望遠端までの滑らかなズーミング動作を電動アクチュエータによって実現することが難しくなる。
【0024】
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群B1と第3レンズ群B3は固定であり、第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は光軸方向に移動する。ズーミングに際して移動するレンズ群を2つとすることで、簡易な構成でズームミングが可能である。第1レンズ群B1は、最も重いレンズ群であるため、ズーミング時に固定することでズーミング時のレンズ重心変化を抑えている。
【0025】
一方、ズーム構成の簡易化に伴いズーム全域で諸収差の補正が難しくなり、第1レンズ群B1を固定することでレンズ全長が長くなりやすいという課題がある。
【0026】
そこで、各実施例のズームレンズでは、第3レンズ群は負レンズと正レンズを含む。これにより、軸上色収差の補正と、球面収差の補正が容易になるとともに防振群の配置が容易になる。
【0027】
さらに、各実施例のズームレンズは、以下の条件式(1)および(2)を満足する。
【0028】
-3.50<β3w/β3t<-0.10 ・・・(1)
-10.0<f1/f2<-4.0 ・・・(2)
ここで、β3wは広角端における第3レンズ群B3の結像倍率である。β3tは望遠端における第3レンズ群B3の結像倍率である。f1は第1レンズ群B1の焦点距離である。f2は第2レンズ群B2の焦点距離である。
【0029】
条件式(1)は、第3レンズ群B3の結像倍率の変化を規定している。条件式(1)を満たすと、第3レンズ群B3からの射出光が広角端から望遠端へのズーミングの間で平行となる場合があるため、第4レンズ群B4に入射する光線角度の変化を小さくすることが可能となる。このため、ズーミング時およびフォーカシング時の収差変動を抑えることができる。条件式(1)の上限値を上回ると、広角端において第4レンズ群B4に入射する光線角度が強くなり、球面収差と軸上色収差の変化が発生しやすくなる。条件式(1)の下限値を下回ると、望遠端において第4レンズ群B4に入射する光線角度が強くなり、望遠端において球面収差と軸上色収差の変化が発生しやすくなる。
【0030】
条件式(2)は、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の屈折力の比を規定しており、主変倍群の屈折力配置の好ましい範囲を示している。条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群B2の屈折力が強くなりすぎ、ズーミング時の像面湾曲および球面収差の変動が良好に補正できない。条件式(2)の下限値を下回ると、屈折力差が少なくなり所定のズーム倍率を得ることができない、または、第2レンズ群B2の移動量を大きくとることでレンズ全長が長くなりすぎる。
【0031】
さらに、条件式(1)および(2)の数値範囲は、以下の条件式(1a)および(2a)の範囲とすることが好ましい。
【0032】
-2.00<β3w/β3t<-0.15 ・・・(1a)
-8.5<f1/f2<-4.5 ・・・(2a)
また、条件式(1)および(2)の数値範囲は、以下の条件式(1b)および(2b)の範囲とすることが好ましい。
【0033】
-1.20<β3w/β3t<-0.20 ・・・(1b)
-7.0<f1/f2<-5.0 ・・・(2b)
次に、各実施例のズームレンズにおいて、満足することが好ましい構成について述べる。
【0034】
第1レンズ群B1は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズL11と正レンズL12の接合レンズ、正レンズL13からなることが好ましい。これにより、レンズ全長を短縮しつつ、ズーミングの際の第2レンズ群B2の移動量を確保しやすくなる。
【0035】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群B2は像側に移動し、第4レンズ群B4は物体側に移動することが好ましい。第2レンズ群B2の移動量を確保した状態で第1レンズ群B1と第2レンズ群B2との間隔を大きく変化させることで主たるズーミングを行い、第4レンズ群B4を物体側に移動させることで、補助ズーミングと像点補正を行っている。
【0036】
第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は、従来のように金属カムを使用して移動させてもよいが、直動型のアクチュエータを用いて第2レンズ群B2と第4レンズ群B4を移動させるとズーミングとフォーカシングを高速に行うことができる。そのため、第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は比較的軽量であることが求められる。そこで、第2レンズ群B2は4枚以下のレンズから構成することが好ましい。例えば、第2レンズ群B2は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24からなる。これにより、像面湾曲と倍率色収差のズーム変動を低減している。
【0037】
第3レンズ群B3は、ズーミングおよびフォーカシングに際して固定であり、第3レンズ群B3には開口絞りSTOと像振れ補正部分群が配置されることが好ましい。これにより、像振れ補正時の性能向上とズームレンズ構成の簡略化を達成している。開口絞りSTOを常時固定の第3レンズ群B3に配置することで、鏡筒構造を簡略化できる。
【0038】
第3レンズ群B3の一部である像振れ補正部分群を像振れ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動させることで、防振時の像面変動を低減できる。第3レンズ群B3は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1部分群3a、正の屈折力の第2部分群3b、負の屈折力の第3部分群3cからなることが好ましい。第2部分群3bを像振れ補正部分群として光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動させることで、像振れ補正が行われる。第2部分群3bは、像振れ補正時の色ずれを低減するため、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズからなる接合レンズであることが好ましい。
【0039】
第4レンズ群B4は、軽量化のため3枚または4枚のレンズから構成されることが好ましい。例えば、第4レンズ群B4は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズL41、正レンズL42、負レンズL43、正レンズL44からなる。これにより、ズーミング時およびフォーカシング時の像面湾曲および球面収差の変動を低減することができる。
【0040】
第5レンズ群B5は、少なくとも4枚のレンズから構成することが好ましい。例えば、第5レンズ群B5は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズL51、正レンズL52、負レンズL53、正レンズL54からなる。第5レンズ群B5の屈折力配置をこのようにすることで、射出瞳位置を物体側に移動してズームレンズの小型化と像面入射角度の低減を達成している。
【0041】
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B4は物体側に移動することが好ましい。ズーミングに際して移動する第4レンズ群B4を用いてフォーカシングを行うことにより、簡易な構成でズームミングおよびフォーカシングが可能である。
【0042】
次に、各実施例のズームレンズが満足することが好ましい条件について述べる。各実施例のズームレンズは、以下の条件式(3)から(12)のうち1つ以上を満足することが好ましい。
【0043】
0.2<BF/fw<1.2 ・・・(3)
0.8<M2/D1<3.0 ・・・(4)
2.0<f1/fw<12.0 ・・・(5)
-0.8<f2/f4<-0.3 ・・・(6)
1.0<f3/f4<2.0 ・・・(7)
1.5<f5/f2<10.0 ・・・(8)
-6.0<M2/M4<0.0 ・・・(9)
1.2<fis/f3<2.0 ・・・(10)
-0.00163×νd+0.65800<θgf<-0.00163×νd+0.7500 ・・・(11)
15.0<νd<24.2 ・・・(12)
ここで、BFはズームレンズにおいて広角端における最も像側のレンズ面から像面IMGまでの光軸上における距離の空気換算長(バックフォーカス)である。fwは広角端におけるズームレンズの焦点距離である。M2は広角端から望遠端へのズーミングに際しての第2レンズ群B2の移動量である。なお、レンズ群の移動量は、広角端における光軸上の位置と望遠端における光軸上の位置との差に相当する。移動量の符号は、広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、広角端に比べて望遠端においてレンズ群が物体側に位置するときを負とする。D1は第1レンズ群B1の最も物体側のレンズ面から第1レンズ群B1の最も像側のレンズ面までの光軸上における距離(第1レンズ群の光軸上の厚さ)である。f4は第4レンズ群B4の焦点距離である。f3は第3レンズ群B3の焦点距離である。f5は第5レンズ群B5の焦点距離である。M4は広角端から望遠端へのズーミングに際しての第4レンズ群B4の移動量である。fisは第3レンズ群B3に含まれる像振れ補正部分群の焦点距離である。θgfは第5レンズ群B5に含まれる正レンズのg線とf線に関する部分分散比である。νdは第5レンズ群B5に含まれる該正レンズのd線に対するアッベ数である。
【0044】
条件式(3)は、広角端におけるズームレンズの焦点距離とズームレンズのバックフォーカスの比を規定している。条件式(3)を満たすことで、レンズ全長を短くすることができる。条件式(3)の上限値を上回ると、広角端におけるズームレンズの焦点距離に比してズームレンズのバックフォーカスが長すぎ、移動するレンズ群の移動量を確保するためにレンズ全長が長くなるため好ましくない。条件式(3)の下限値を下回ると、最終レンズが像面IMGに近くなりすぎ、最終レンズのレンズ径が大きくなり、最終レンズが所定のレンズマウント径に収まらなくなるため好ましくない。
【0045】
条件式(4)は、ズームレンズの小型化を達成するために好ましい条件を規定している。条件式(4)の上限値を上回ると、第2レンズ群B2の移動量が大きくなりすぎ、レンズ全長が長くなるため好ましくない。条件式(4)の下限値を下回ると、第2レンズ群B2の移動量が小さくなり諸収差が悪化するか、レンズ全長が長くなるとともに第1レンズ群B1のレンズ径が大きくなりすぎるため好ましくない。
【0046】
条件式(5)は、第1レンズ群B1の焦点距離と広角端におけるズームレンズの焦点距離の比を規定し、第1レンズ群B1の好ましい範囲を規定している。条件式(5)の上限値を上回ると、第1レンズ群B1の屈折力が弱くなりすぎ、所定のズーム比が得られないため好ましくない。条件式(5)の下限値を下回ると、第1レンズ群B1の屈折力が強くなりすぎ、望遠端での球面収差や軸上色収差が悪化しやすいため好ましくない。
【0047】
条件式(6)は、2つの移動群である第2レンズ群B2と第4レンズ群B4の焦点距離の比の好ましい範囲を規定している。条件式(6)の上限値を上回ると、第2レンズ群B2の屈折力が第4レンズ群B4の屈折力に対して強くなりすぎ、像面湾曲や球面収差のズーミング時の変動が補正しきれないため好ましくない。条件式(6)の下限値を下回ると、第2レンズ群B2の屈折力が弱くなりすぎ、高ズーム化が困難になるため好ましくない。
【0048】
条件式(7)は、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4の焦点距離の比の好ましい範囲を規定している。条件式(7)の上限値を上回ると、第3レンズ群B3の屈折力が弱くなりすぎ、第3レンズ群B3のズーム比分担が減少し、諸収差が悪化しやすいため好ましくない。条件式(7)の下限値を下回ると、第4レンズ群B4の屈折力が弱くなりすぎ、第4レンズ群B4の移動量が増えることでレンズ全長が長くなるため好ましくない。
【0049】
条件式(8)は、第5レンズ群B5と第2レンズ群B2の焦点距離の比の好ましい範囲を規定している。第5レンズ群B5には、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズからなる部分群が並んで配置されており、これには像を拡大する効果がある。条件式(8)のf5/f2の値が大きいほど像面上入射角度が小さくなる特徴がある。条件式(8)の上限値を上回ると、像面入射角度が小さくなりすぎ、最終レンズのレンズ径が大きくなることで、最終レンズが所定のレンズマウント径に収まらなくなるため好ましくない。条件式(8)の下限値を下回ると、第5レンズ群B5の屈折力が強くなりすぎ、像面湾曲や倍率色収差が悪化しやすいため好ましくない。
【0050】
条件式(9)は、2つの移動群である第2レンズ群B2と第4レンズ群B4の移動比率の好ましい範囲を規定している。条件式(9)の上限値を上回ると、第2レンズ群B2の移動量が小さくなりすぎ、第2レンズ群B2の屈折力を強くする必要があるため好ましくない。条件式(9)の下限値を下回ると、第4レンズ群B4の移動量が小さくなりすぎ、第4レンズ群B4の屈折力を強くする必要があるため好ましくない。
【0051】
条件式(10)は、像振れ補正部分群の焦点距離と第3レンズ群B3の焦点距離の比を規定しており、像振れ補正部分群の屈折力の好ましい範囲を規定している。条件式(10)の上限値を上回ると、像振れ補正部分群の屈折力が弱すぎ、像振れ補正時の像振れ補正部分群の移動量が大きくなりすぎるため好ましくない。条件式(10)の下限値を下回ると、像振れ補正部分群の屈折力が強すぎ、像振れ補正時のコマ収差が悪化するため好ましくない。
【0052】
条件式(11)および条件式(12)は、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正するための条件を規定している。条件式(11)の上限値を上回ると、安定した光学ガラスが得られないため好ましくない。条件式(11)の下限値を下回ると、色収差の補正効果が得られないため好ましくない。条件式(12)の上限値を上回ると、色収差の補正効果が少なくなるため好ましくない。条件式(12)の下限値を下回ると、安定した光学ガラスが得られないため好ましくない。
【0053】
さらに、条件式(11)および(12)を満たす第5レンズ群B5に含まれる正レンズを像側に凸のメニスカス形状とすることで、2次の色収差を良好に補正することができる。
【0054】
なお、条件式(3)から(12)の数値範囲は、以下の条件式(3a)から(12a)の範囲とすることがより好ましい。
【0055】
0.3<BF/fw<1.0 ・・・(3a)
0.8<M2/D1<2.0 ・・・(4a)
3.0<f1/fw<10.0 ・・・(5a)
-0.70<f2/f4<-0.35 ・・・(6a)
1.2<f3/f4<1.8 ・・・(7a)
1.8<f5/f2<9.0 ・・・(8a)
-4.5<M2/M4<-1.5 ・・・(9a)
1.3<fis/f3<1.9 ・・・(10a)
-0.00163×νd+0.66000<θgf<-0.00163×νd+0.7300 ・・・(11a)
15.0<νd<23.5 ・・・(12a)
また、条件式(3)から(12)の数値範囲は、以下の条件式(3b)から(12b)の範囲とすることがさらに好ましい。
【0056】
0.5<BF/fw<0.9 ・・・(3b)
0.8<M2/D1<1.5 ・・・(4b)
5.0<f1/fw<9.0 ・・・(5b)
-0.6<f2/f4<-0.4 ・・・(6b)
1.3<f3/f4<1.7 ・・・(7b)
2.0<f5/f2<8.0 ・・・(8b)
-3.5<M2/M4<-2.0 ・・・(9b)
1.4<fis/f3<1.8 ・・・(10b)
-0.00163×νd+0.66400<θgf<-0.00163×νd+0.7100 ・・・(11b)
15.0<νd<23.0 ・・・(12b)
次に、各実施例のズームレンズについて詳細に述べる。
【0057】
実施例1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、第1レンズ群B1、第2レンズ群B2、第3レンズ群B3、第4レンズ群B4、第5レンズ群B5からなる。
【0058】
実施例2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、第1レンズ群B1、第2レンズ群B2、第3レンズ群B3、第4レンズ群B4、第5レンズ群B5からなる。実施例2におけるズームレンズは、実施例1におけるズームレンズに比べて望遠端におけるズームレンズの焦点距離を長くした構成である。この場合でも、上述した各条件を満たすことで良好な結像性能を確保できる。
【0059】
実施例3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、第1レンズ群B1、第2レンズ群B2、第3レンズ群B3、第4レンズ群B4、第5レンズ群B5からなる。実施例3におけるズームレンズは、実施例1におけるズームレンズに比べて広角端におけるズームレンズの焦点距離を短くした構成である。この場合でも、上述した各条件を満たすことで良好な結像性能を確保できる。
【0060】
なお、各実施例では5群構成のズームレンズを示したが、各実施例と同様な効果が得られれば、各実施例のズームレンズの物体側または像側に屈折力が弱いレンズ群を配置してもよい。さらに、各実施例のズームレンズの物体側または像側にきわめて弱い屈折力(実質的に屈折力を持たない)素子を配置してもよい。
【0061】
以下に、実施例1~3にそれぞれ対応する数値実施例1~3を示す。
【0062】
各数値実施例において、|f|は焦点距離(mm)、FはFナンバー、imgはイメージサークル径(mm)、angは半画角(°)である。Bは物体側から像側に数えたレンズ群の番号を示している。Sは物体側から像側に数えたレンズ面または絞り面に付した面番号である。面番号の左側のsは、その面が開口絞りSTOであることを示す。EAはレンズの有効径(mm)、rは各レンズ面の曲率半径(mm)、dはi番目の面とi+1番目の面との間の光軸上の間隔(mm)を示し、括弧付きの間隔はレンズ群間の間隔を示している。glassはガラス材料の名称を示している。ndはi番目の光学部材の材料のd線における屈折率を示している。νdはi番目の光学部材の材料のd線を基準としたアッベ数を示している。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。
【0063】
面番号の右側に「*(アスタリスク)」が付記されているレンズ面は、以下の関数に従う非球面形状を有し、各数値実施例に関数中の係数を示している。非球面係数の「e-x」は×10-xを意味する。非球面形状は、xをレンズ面の面頂点を基準とする光軸方向での座標、yをレンズ面の面頂点を基準とする径方向での座標、光の進行方向を正とし、rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A~Fを非球面係数とするとき、以下の式で表される。
【0064】
x=(y/r)/[1+{1-(1+K)(y/r)}1/2]+Ay+By+Cy+Dy10+Ey12+Fy14
各種データにおいて、焦点距離(mm)とF値(FNO)は、無限遠物体に合焦した状態の値である。実像高(mm)は像の歪曲収差を含んだ像高を表している。各実施例では、歪曲収差による像の歪みを、撮影画像に対する画像処理によって補正することを想定している。レンズ全長としての全長(mm)は、最も物体側のレンズ面である第1面から像面IMGまでの光軸上の距離を示している。バックフォーカスBF(mm)は、最も像側のレンズ面(最終レンズ面)から像面IMGまでの光軸上の距離であり、最終レンズ面から像面IMGまでの間に平板などの屈折力を有さない素子がある場合はそれを除外して算出される空気換算長である。全長は、第1面から最終レンズ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。間隔データにおいて、OBJは物体距離を示し、各実施例では物体位置から像面IMGまでの距離で表している。
【0065】

(数値実施例1)
|f|=20.01-119.99 F/4.08-4.08 img=27.32 ang=34.4-15.2
B S EA R d glass nd νd
OBJ
1 1 66.03 97.1682 1.5000 SLAH95 1.90366 31.34
2 62.85 57.4857 11.0700 SFPL51 1.49700 81.54
3 61.81 828.7642 0.3000
4 56.67 53.1290 9.1500 SFPM2 1.59522 67.73
5 55.00 287.2910 (0.9367)
2 6* 26.01 -1383.4788 1.2000 TAFD45 1.95375 32.32
7 21.97 20.5219 5.2000
8 21.84 -33.8748 1.0000 SLAL14 1.69680 55.53
9 21.63 78.3769 0.3000
10 21.71 44.9883 5.6000 STIH53 1.84666 23.78
11 21.36 -26.0967 0.5150
12 20.92 -22.7801 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
13 20.62 -237.1036 (41.2153)
3 s14 14.94 1e+018 1.0000
15* 19.16 29.9339 3.6000 SFPL51 1.49700 81.54
16 19.40 -566.8117 0.8000
17 20.47 59.1528 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
18 20.27 25.9450 4.0000 SLAL58 1.69350 50.81
19 20.30 -126.1091 0.8000
20 19.53 45.6683 1.2000 SLAL14 1.69680 55.53
21 19.14 26.8471 (22.6407)
4 22 20.08 20.0576 5.0000 SFPL51 1.49700 81.54
23 19.52 -151.5934 0.3000
24 18.45 28.3488 3.3000 SFPL51 1.49700 81.54
25 17.60 -163.5093 1.0000 SLAH52 1.79952 42.22
26 16.48 26.5017 0.8000
27* 16.24 28.1092 2.4000 SBAL42 1.58313 59.37
28* 15.54 113.7278 (1.4205)
5 29 14.50 109.2493 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
30 14.32 18.8346 2.3000
31 14.46 -39.5201 2.1000 EFDS1W 1.92286 20.88
32 15.23 -24.4137 9.0000
33 18.03 -17.8671 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
34 19.85 -51.4100 0.3000
35 23.19 40.3016 6.0000 SBSL7 1.51633 64.14
36 24.00 -32.1527
IMG

非球面データ
surface 6
r =-1.38348e+003 K = 0.00000e+000 A = 4.45817e-006 B =-2.62754e-009
C =-7.55319e-012 D = 1.11792e-013 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 15
r = 2.99339e+001 K = 0.00000e+000 A =-9.27353e-006 B = 6.66006e-009
C =-8.70310e-011 D = 4.89575e-013 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 27
r = 2.81092e+001 K = 0.00000e+000 A = 2.56153e-005 B = 3.66705e-007
C = 3.10854e-010 D = 2.63528e-011 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 28
r = 1.13728e+002 K = 0.00000e+000 A = 5.80405e-005 B = 5.18295e-007
C =-6.86215e-010 D = 4.96736e-011 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000

各種データ
WIDE MIDDLE TELE WIDE至近 MIDDLE至近 TELE至近
焦点距離 20.02 50.03 119.95
FNO 4.08 4.08 4.08
半画角(°) 34.40 15.16 6.31
実像高 12.33 13.66 13.66
全長 165.00 165.00 165.00
BF 13.54 13.54 13.54
d0 INF INF INF 235 635 1035
d6 0.9367 26.2908 41.1559
d14 41.2153 15.8301 1.0000
d22 22.6407 15.2078 6.7729 22.2066 14.2079 2.2200
d29 1.4205 8.8815 17.2859 1.8546 9.8792 21.8418

レンズ群データ
群 開始面 焦点距離
B1 1 93.0357
B2 7 -16.2313
B3 15 50.4265
B4 23 32.4957
B5 30 -47.1450


(数値実施例2)
|f|=20.01-134.95 F/4.08-4.08 img=27.32 ang=34.3-15.1
B S EA R d glass nd νd
OBJ
1 1 63.83 107.8167 1.5000 SLAH95 1.90366 31.34
2 61.19 62.7045 10.7000 SFPL51 1.49700 81.54
3 60.21 -976.9606 0.3000
4 54.46 53.6503 8.2000 SFPM2 1.59522 67.73
5 52.69 234.6119 (1.0633)
2 6* 26.99 484.0341 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
7 22.73 20.0167 5.6000
8 22.63 -34.3423 1.0000 SLAL14 1.69680 55.53
9 22.33 57.7374 0.3000
10 22.47 38.4457 6.0500 STIH53 1.84666 23.78
11 22.09 -26.4360 0.6500
12 21.53 -22.2250 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
13 21.27 -212.5288 (44.6455)
3 s14 15.63 1e+018 1.0000
15* 19.12 25.1590 3.6000 SFPL51 1.49700 81.54
16 19.20 116.8660 1.0900
17 20.60 64.0886 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
18 20.42 25.6060 4.3500 SBAH10 1.67003 47.23
19 20.50 -70.4913 0.6000
20 19.01 30.4363 1.0000 SLAL14 1.69680 55.53
21 18.53 21.8889 (20.6049)
4 22 19.12 19.4437 5.0000 SFPL51 1.49700 81.54
23 18.52 -141.0547 0.3000
24 17.86 35.5865 3.3000 SFPL51 1.49700 81.54
25 17.21 -73.8414 1.0000 SLAM66 1.80100 34.97
26 16.49 32.0389 0.3200
27* 16.47 35.9616 2.3000 SBAL42 1.58313 59.37
28* 16.01 256.0985 (1.1007)
5 29 15.54 115.0194 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
30 15.16 21.9152 2.5000
31 15.20 -28.9868 2.4000 SNPH1 1.80809 22.76
32 15.82 -17.4279 4.6000
33 15.73 -13.8276 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
34 17.90 -543.8315 3.2000
35 22.62 252.1738 4.6000 SFPL51 1.49700 81.54
36 24.15 -32.5503 0.3000
37 28.10 38.0000 6.5000 STIL1 1.54814 45.78
38 28.38 -59.9389
IMG

非球面データ
surface 6
r = 4.84034e+002 K = 0.00000e+000 A = 3.08024e-006 B =-3.40028e-010
C =-6.39982e-012 D = 1.25935e-013 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 15
r = 2.51590e+001 K = 0.00000e+000 A =-1.16571e-005 B =-8.07396e-009
C = 3.66989e-011 D =-7.95149e-014 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 27
r = 3.59616e+001 K = 0.00000e+000 A = 2.90954e-005 B = 4.47229e-007
C = 3.91657e-010 D = 2.38388e-011 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 28
r = 2.56099e+002 K = 0.00000e+000 A = 5.94204e-005 B = 5.77129e-007
C =-2.56978e-010 D = 4.58233e-011 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000

各種データ
WIDE MIDDLE TELE WIDE至近 MIDDLE至近 TELE至近
焦点距離 20.01 50.01 134.95
FNO 4.08 4.08 4.08
半画角(°) 34.29 15.08 5.61
実像高 12.33 13.66 13.66
全長 168.51 168.47 168.50
BF 13.82 13.82 13.82
d0 INF INF INF 230 630 1030
d5 1.0633 26.8834 44.7092
d13 44.6455 18.7996 1.0000
d21 20.6049 14.0010 7.1139 20.1904 13.0987 2.6000
d28 1.1007 7.7299 14.5916 1.5151 8.6322 19.1059

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
B1 1 91.0192
B2 6 -16.3640
B3 14 47.7245
B4 22 34.0997
B5 29 -125.5530

(数値実施例3)
|f|=18.41-101.96 F/4.08-4.08 img=27.32 ang=36.6-15.1
B S EA R d glass nd νd
OBJ
1 1 65.93 98.2076 1.5000 SLAH95 1.90366 31.34
2 62.69 56.6607 12.3000 SFPL51 1.49700 81.54
3 61.69 -848.7753 0.3000
4 54.91 48.3997 9.2500 SFPM2 1.59522 67.73
5 52.88 225.6590 (1.1932)
2 6 28.20 196.5503 1.2000 TAFD45 1.95375 32.32
7 22.58 17.3966 6.1000
8 22.44 -37.0226 1.0000 SLAL14 1.69680 55.53
9 21.98 49.1838 0.3000
10 22.12 31.3584 5.9200 STIH53 1.84666 23.78
11 21.59 -30.3809 0.5400
12 21.09 -25.8740 1.0000 SLAH89 1.85150 40.78
13 20.45 464.2321 (35.2668)
3 s14 12.80 1e+018 1.0000
15* 15.92 21.3480 3.1500 SFPL51 1.49700 81.54
16 15.97 102.3225 0.8000
17 17.27 54.7871 1.0000 TAFD45 1.95375 32.32
18 17.08 21.1227 3.6100 SLAM3 1.71700 47.93
19 17.10 -94.4947 0.6000
20 15.88 37.7066 1.0000 SBSL7 1.51633 64.14
21 15.57 20.2630 (15.7146)
4 22 16.14 15.1244 5.3000 SFPL51 1.49700 81.54
23 15.39 -41.0161 1.1000
24 14.42 -48.0462 1.0000 SNBH58 1.78880 28.43
25 14.00 169.2232 0.3000
26* 13.77 61.0313 2.2000 SBAL42 1.58313 59.37
27* 13.44 -367.6149 (0.6935)
5 28 13.80 36.2844 0.8000 SLAH65V 1.80400 46.58
29 13.56 16.8380 2.6650
30 13.79 -31.9424 2.2000 SNPH1 1.80809 22.76
31 14.49 -19.4468 5.5500
32* 15.29 -12.3340 1.0000 LLAH94 1.86100 37.10
33* 17.67 -85.0553 0.6650
34 20.96 45.1615 6.5000 SFSL5 1.48749 70.24
35 22.17 -20.4356
IMG

非球面データ
surface 15
r = 2.13480e+001 K = 0.00000e+000 A =-1.73848e-005 B =-2.50756e-008
C = 4.72402e-011 D =-3.38022e-013 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 26
r = 6.10313e+001 K = 0.00000e+000 A = 3.96721e-005 B = 6.09374e-007
C = 5.15667e-009 D =-4.54825e-011 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 27
r =-3.67615e+002 K = 0.00000e+000 A = 1.01834e-004 B = 9.00877e-007
C = 5.38464e-009 D =-6.24767e-012 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 32
r =-1.23340e+001 K = 0.00000e+000 A = 5.07317e-006 B = 2.81676e-007
C =-3.46058e-009 D = 2.65520e-011 E = 0.00000e+000 F = 0.00000e+000
surface 33
r =-8.50553e+001 K = 0.00000e+000 A =-1.07295e-006 B = 1.76138e-007
C =-2.91744e-009 D = 2.46938e-011 E =-6.39575e-014 F = 0.00000e+000

各種データ
WIDE MIDDLE TELE WIDE至近 MIDDLE至近 TELE至近
焦点距離 18.41 50.02 101.96
FNO 4.08 4.08 4.08
半画角(°) 36.59 15.05 7.42
実像高 12.33 13.66 13.66
全長 146.50 146.48 146.49
BF 13.77 13.77 13.77
d0 INF INF INF 252 652 1052
d5 1.1932 24.4220 35.4608
d13 35.2668 12.0118 1.0000
d21 15.7146 9.5071 4.9651 15.3646 8.5117 2.0250
d27 0.6935 6.9267 11.4424 1.0435 7.9217 14.3833

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
B1 1 81.3708
B2 6 -14.8663
B3 14 45.5203
B4 22 28.5770
B5 28 -41.5130

各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
【0066】
【表1】
【0067】
[撮像装置]
次に、本発明の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7を用いて説明する。図7は、撮像装置10の構成を示す図である。図7において撮像装置10は、カメラ本体13と、実施例1から3で説明したいずれかのズームレンズを含むレンズ装置11と、ズームレンズによって形成された光学像を受光して光電変換する撮像素子(受光素子)12を備える。撮像素子12はカメラ本体13に内蔵されている。撮像素子12としては、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)を用いることができる。レンズ装置11とカメラ本体13は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。カメラ本体13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。
【0068】
このように、各実施例のズームレンズ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、高いズーム倍率とズーム全域における高い光学性能を有する撮像装置10を得ることができる。
【0069】
なお、本実施例の撮像装置10は、図7に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。
【0070】
[撮像システム]
なお、各実施例のズームレンズと、ズームレンズを制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングやフォーカシング、像振れ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するようズームレンズを制御することができる。このとき、制御部がズームレンズと一体的に構成されている必要はなく、制御部をズームレンズとは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズの各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、ズームレンズを制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、ズームレンズを遠隔操作することができる。
【0071】
また、ズームレンズを遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じてズームレンズを制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設ける。そして、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズの倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したらズームレンズの倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズL0の駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
【0072】
また、撮像システムは、ズームレンズのズームに関する情報(移動状態)を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。ズームレンズのズームに関する情報とは、例えばズーム倍率(ズーム状態)や各レンズ群の移動量(移動状態)である。この場合、表示部に示されるズームレンズのズームに関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーがズームレンズを遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
【0073】
上記各実施例の開示は、以下の構成を含む。
(構成1)
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群と、負の屈折力の第5レンズ群を有し、広角端から望遠端への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、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は固定であり、前記第2レンズ群および前記第4レンズ群は移動し、
前記第3レンズ群は、負レンズと正レンズを含み、
広角端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3w、望遠端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3t、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、
-3.50<β3w/β3t<-0.10
-10.0<f1/f2<-4.0
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
(構成2)
前記ズームレンズにおいて広角端における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離の空気換算長をBF、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、
0.2<BF/fw<1.2
なる条件式を満足することを特徴とする構成1に記載のズームレンズ。
(構成3)
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第2レンズ群は像側に移動し、
広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第2レンズ群の移動量をM2、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レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上における距離をD1とするとき、
0.8<M2/D1<3.0
なる条件式を満足することを特徴とする構成1または2に記載のズームレンズ。
(構成4)
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、
2.0<f1/fw<12.0
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から3のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成5)
前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
-0.8<f2/f4<-0.3
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成6)
前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
1.0<f3/f4<2.0
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から5のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成7)
前記第5レンズ群の焦点距離をf5とするとき、
1.5<f5/f2<10.0
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から6のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成8)
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第2レンズ群は像側に移動し、前記第4レンズ群は物体側に移動し、
広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第2レンズ群の移動量をM2、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第4レンズ群の移動量をM4とするとき、
-6.0<M2/M4<0.0
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から7のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成9)
前記第3レンズ群は、像振れ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動する像振れ補正部分群を含み、
前記像振れ補正部分群の焦点距離をfis、前記第3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、
1.2<fis/f3<2.0
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から8のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成10)
前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群、負の屈折力の第3部分群からなり、
前記第2部分群は、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズからなる接合レンズであり、
前記第2部分群は、像振れ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動することを特徴とする構成1から9のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成11)
前記第5レンズ群は、正レンズを含み、
前記正レンズのg線とf線に関する部分分散比をθgf、前記正レンズのd線に対するアッベ数をνdとするとき、
-0.00163×νd+0.65800<θgf<-0.00163×νd+0.7500
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から10のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成12)
前記第5レンズ群に含まれる前記正レンズは、像側に凸のメニスカス形状を有し、
15.0<νd<24.2
なる条件式を満足することを特徴とする構成11に記載のズームレンズ。
(構成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、前記第4レンズ群、前記第5レンズ群からなることを特徴とする構成1から12のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成14)
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズからなることを特徴とする構成1から13のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成15)
前記第2レンズ群は、4枚以下のレンズからなることを特徴とする構成1から14のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成16)
前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズからなることを特徴とする構成15に記載のズームレンズ。
(構成17)
前記第3レンズ群は、開口絞りを含むことを特徴とする構成1から16のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成18)
前記第4レンズ群は、3枚または4枚のレンズからなることを特徴とする構成1から17のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成19)
前記第4レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする構成18に記載のズームレンズ。
(構成20)
前記第5レンズ群は、少なくとも4枚のレンズからなることを特徴とする構成1から19のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成21)
前記第5レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする構成20に記載のズームレンズ。
(構成22)
無限遠から至近へのフォーカシングに際して、前記第4レンズ群は物体側に移動することを特徴とする構成1から21のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成23)
構成1から22のいずれか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。
【0074】
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】
【0075】
第1レンズ群 B1
第2レンズ群 B2
第3レンズ群 B3
第4レンズ群 B4
第5レンズ群 B5
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7