特開 2023-96911 ズームレンズ及び撮像装置

(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】P2023096911

(43)【公開日】2023-07-07

(54)【発明の名称】ズームレンズ及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20230630BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20230630BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021212970

(22)【出願日】2021-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(72)【発明者】

【氏名】太幡 浩文

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087MA16

2H087PA08

2H087PA09

2H087PA20

2H087PB11

2H087PB12

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA26

2H087QA34

2H087QA41

2H087QA42

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA42

2H087RA43

2H087RA44

2H087SA57

2H087SA61

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA66

2H087SA71

2H087SA72

2H087SB02

2H087SB12

2H087SB24

2H087SB34

2H087SB43

(57)【要約】

【課題】 小型なズームレンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群（Ｇ１）と、正の屈折力を有する第２レンズ群（Ｇ２）と、負の屈折力を持つ第３レンズ群（Ｇ３）と、正の屈折力を持つ第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）とを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群（Ｇ１）は固定され、少なくとも第２レンズ群（Ｇ２）及び第３レンズ群（Ｇ３）及び第４レンズ群（Ｇ４）及び第５レンズ群（Ｇ５）を光軸に沿って移動し、隣り合う各レンズ群の光軸上の間隔が変化するズームレンズにおいて、所定の式を満足するズームレンズ。

【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、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、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、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群とを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群は固定され、少なくとも前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群は光軸に沿って移動し、隣り合う各レンズ群の光軸上の間隔が変化するズームレンズにおいて、以下の式を満足するズームレンズ。
３．０ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ １５．０・・・・（１）
１．２ ≦ ｜ｆ２／ｆ３｜ ≦ ８．０・・・・・（２）
ｖｄ１ ≦ ３５・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
但し、
ｆｗ：広角端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ１２ｗ：広角端における無限遠合焦時の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
ｖｄ１：前記第１レンズ群に含まれる負レンズのｄ線におけるアッベ数

【請求項2】

以下の式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
１．２ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ６．０・・・・・（４）
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

【請求項3】

以下の式を満足する請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
５．０ ≦ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ≦ ５０．０・・・・（５）
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

【請求項4】

以下の式を満足する請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
２．０ ≦ ｆ２／ｆｗ ≦ １５．０・・・・・・（６）

【請求項5】

以下の式を満足する請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．５ ≦ ｜ｆ３／ｆｗ｜ ≦ ５．０・・・・・（７）

【請求項6】

前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズを有し、
前記第４レンズ群は、最も物体側に正レンズを有し、
以下の式を満足する請求項１から５のいずれか一項のズームレンズ。
０．３ ≦ ｜ｆ３／ｆ４｜ ≦ ３．０・・・・・（８）
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

【請求項7】

以下の式を満足する請求項１から６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．３ ≦ ｆ１２ｔ／ｆｔ ≦ ３．０・・・・・（９）
但し、
ｆｔ：望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
ｆ１２ｔ：望遠端における無限遠合焦時の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離

【請求項8】

前記第１レンズ群は、負のメニスカスレンズ１枚から構成される請求項１から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２レンズ群は、正レンズ１枚から構成される請求項１から８のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項10】

無限遠から近距離への合焦時に、前記第５レンズ群が光軸上を移動する請求項１から９のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項11】

前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置され、当該開口絞りは広角端から望遠端への変倍時及び無限遠から近距離への合焦時に光軸上に固定される請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項12】

以下の式を満足する請求項１から１１のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１０．０ ≦ ＴＬ^２／（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ５０．０・・・・・（１０）
但し、
ＴＬ： 光軸上の最も物体側面から撮像面までのレンズ全長
ｆｔ：望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離

【請求項13】

以下の式を満足する請求項１から１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．０１ ≦ ｜Ｘ３｜^２／（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ５．０・・・・・（１１）
但し、
Ｘ３：広角端から望遠端への変倍における前記第３レンズ群の移動量
ｆｔ：望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離

【請求項14】

以下の式を満足する請求項１から１３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．３ ≦ ｜ｆ１／ｆｔ｜ ≦ ７．０・・・・・（１２）
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離

【請求項15】

以下に示す式を満足する請求項１から１４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．１ ≦ ｆ２／ｆｔ ≦ ３．０・・・・・（１３）
ｆｔ：望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離

【請求項16】

以下に示す式を満足する請求項１から１５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．５ ≦ ｜ｆ５／ｆｗ｜ ≦ ５．０・・・・・（１４）
但し、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離

【請求項17】

以下に示す式を満足する請求項１から１６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
２．０ ≦ ｆ６／ｆｗ ≦ ３０．０・・・・・（１５）
但し、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離

【請求項18】

請求項１から１７のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像側に当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、デジタルスチルカメラの等の固体撮像素子を用いた撮影装置が普及している。それに伴い、ズームレンズの高性能化、小型化が進み、小型の撮像装置システムが急速に普及してきている。従来のレンズにおいて、特に全長が短く小型なズームレンズが望まれる監視用レンズ、ビデオカメラ用レンズ、デジタルスチルカメラ用レンズ、一眼レフレックスカメラ用レンズ、ミラーレス一眼カメラ用レンズ等では、高い光学性能を有しながら、ズームレンズを広角で小型化する事が課題となる。

【0003】

特許文献１に記載のズームレンズは、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群からなるズームレンズの発明が開示されている。しかしながら、実施例に記載のズームレンズおいては、広角で高倍率だが、全長が長く、小型化の妨げとなる。

【0004】

特許文献２に記載のズームレンズは、
負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、第４レンズ群、後群から成るズームレンズである。しかしながら、実施例に記載のズームレンズおいて、倍率が小さく、小型で高倍率化が困難である。

【0005】

特許文献３に記載のズームレンズは、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、１つ以上の後群から成るズームレンズである。しかしながら、実施例に記載のズームレンズおいて、レンズを構成する群が少ないため、広角で且つ高倍率で高解像化することが困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６８４０６６１号公報

【特許文献2】特開２０２０－０１２９２２号公報

【特許文献3】特開２０１９－１５９０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本件発明の課題は、高い光学性能を有しながら、広角で小型なズームレンズを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、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、負の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群とを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群は固定され、少なくとも前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群は光軸に沿って移動し、隣り合う各レンズ群の光軸上の間隔が変化するズームレンズにおいて、以下の式を満足するズームレンズ。
３．０ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ １５．０・・・・（１）
１．２ ≦ ｜ｆ２／ｆ３｜ ≦ ８．０・・・・・（２）
ｖｄ１ ≦ ３５・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
但し、
ｆｗ：広角端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
ｆ１２ｗ：広角端における無限遠合焦時の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｖｄ１：前記第１レンズ群に含まれる負レンズのｄ線におけるアッベ数

【0009】

また、上記課題を解決するために本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換にする撮像素子とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本件発明によれば、高い光学性能を有しながら、広角で小型なズームレンズを提供することが出来る。

【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１のズームレンズの広角端における縦収差図である。

【図3】実施例１のズームレンズの望遠端における縦収差図である。

【図4】実施例２のズームレンズの断面図である。

【図5】実施例２のズームレンズの広角端における収差図である。

【図6】実施例２のズームレンズの望遠端における収差図である。

【図7】実施例３のズームレンズの断面図である。

【図8】実施例３のズームレンズの広角端における収差図である。

【図9】実施例３のズームレンズの望遠端における収差図である。

【図10】実施例４のズームレンズの断面図である。

【図11】実施例４のズームレンズの広角端における収差図である。

【図12】実施例４のズームレンズの望遠端における収差図である。

【図13】実施例５のズームレンズの断面図である。

【図14】実施例５のズームレンズの広角端における収差図である。

【図15】実施例５のズームレンズの望遠端における収差図である。

【図16】実施例６のズームレンズの断面図である。

【図17】実施例６のズームレンズの広角端における収差図である。

【図18】実施例６のズームレンズの望遠端における収差図である。

【図19】実施例６のズームレンズの断面図である。

【図20】実施例６のズームレンズの広角端における収差図である。

【図21】実施例６のズームレンズの望遠端における収差図である。

【図22】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明するズームレンズ及び撮像装置は、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。

【0013】

１．ズームレンズ
１－１．光学構成
本件発明に係るズームレンズは物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有し第３レンズ群と、正の屈折力を有し第４レンズ群と、負の屈折力を有し第５レンズ群と、正の屈折力を有し第６レンズ群とを有し構成される。この構成によって、高い光学性能を有し、広角化と小型化が容易となる。また、より高性能化する上では、第６レンズ群の像側に第７レンズ群を有することが好ましい。

【0014】

（１）第１レンズ群
第１レンズ群は、負の屈折力を有し、変倍の際に像面に対して固定されるレンズ群である限り、その具体的な構成は特に限定されるものではない。第１レンズ群は、１枚のメニスカスレンズで構成することによって、広角化と小型化が容易となる。

【0015】

ここで、「レンズ群」とは、１枚又は互いに隣接する複数枚のレンズから構成され、変倍の際に光軸に沿って隣り合うレンズ群間の間隔が変化するものとする。一つのレンズ群が複数枚のレンズから構成される場合、その一つのレンズ群に含まれる各レンズ間の光軸上の距離は合焦の際には変化しないものとする。

【0016】

（２）第２レンズ群
第２レンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に光軸に沿って移動するレンズ群である限り、その具体的な構成は特に限定されるものではない。第２レンズ群は、変倍の際に高速に光軸上を移動する上で、１つのレンズからなることが好ましい。また第２レンズ群は、両凸レンズを有することが好ましい。この構成によって、収差補正をしつつ、小型化が容易となる。

【0017】

（３）第３レンズ群
第３レンズ群は、負の屈折力を有し、変倍の際に光軸に沿って移動するレンズ群である限り、その具体的な構成は特に限定されるものではない。第３レンズ群に含まれる負レンズは３枚以下であることが好ましい。また、第３レンズ群は、正レンズは１枚のみを有する構成することが好ましい。また、第３レンズ群は、物体側から像側にむかって、負レンズ、負レンズ、正レンズの構成からなることが好ましい。この構成によって、収差補正をしつつ、小型化が容易となる。

【0018】

（４）第４レンズ群
第４レンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に光軸に沿って移動するレンズ群である限り、その具体的な構成は特に限定されるものではない。第４レンズ群は、最も物体側に正レンズを有することが好ましい。また、第４レンズ群は、物体側から像側にむかって、正レンズ、負レンズ、正レンズの構成からなることが好ましい。この構成によって、収差補正をしつつ、小型化が容易となる。

【0019】

（５）第５レンズ群
第５レンズ群は、負の屈折力を有し、変倍の際に光軸に沿って移動するレンズ群である限り、その具体的な構成は特に限定されるものではない。第５レンズ群は、物体側から像側にむかって、正レンズ、負レンズの構成からなることが好ましい。この構成によって、収差補正をしつつ、小型化が容易となる。

【0020】

（６）第６レンズ群
第６レンズ群は、正の屈折力を有する限り、その具体的な構成は特に限定されるものではない。第６レンズ群は、正レンズのみからなることが好ましい。第６レンズ群は、像面に対して固定であることが好ましい。この構成によって、収差補正をしつつ、小型化が容易となる。

【0021】

（７）開口絞り
当該ズームレンズにおいて、開口絞りの配置は特に限定されるものではない。開口絞りを第３レンズ群と第４レンズ群の間に配置することにより、開口絞りの前後において収差を効率よく打ち消し合うことができ、光学性能の高いズームレンズを得る上で好ましい。

【0022】

１－２．動作
（１）変倍
当該ズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群を光軸上に固定し、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と第５レンズ群が光軸上を移動する限り、その具体的な動作は特に限定されるものではない。

【0023】

（２）合焦
当該ズームレンズは、無限遠から近距離への合焦に際し、光軸上を移動する限り限定されるものではない。収差変動を抑える上では、第３レンズ群、又は第４レンズ群、又は第５レンズ群が光軸上を移動することが好ましい。また、無限遠から近距離への合焦に際し、適切に収差変動を抑え、より高解像を得るには、第５レンズ群が光軸上を像側へ移動することが好ましい。

【0024】

１－３． 式
当該ズームレンズは、上述した構成を採用すると共に、次に説明する式を少なくとも１つ以上満足することが望ましい。

【0025】

１－３－１．式（１）
３．０ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ １５．０・・・・（１）
但し、
ｆｗ：広角端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
ｆ１２ｗ：広角端における無限遠合焦時の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離

【0026】

式（１）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と、広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離の比を規定するための式である。式（１）を満足させることで、球面収差、非点収差、軸上色収差を良好に補正しつつ、広角端で小型化が容易となる。

【0027】

式（１）の下限値を下回ると、広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が強くなり、球面収差や非点収差、軸上色収差が増大し、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（１）の上限値を超えると、広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が弱くなり、球面収差や非点収差、軸上色収差が補正不足になると共に、ズームレンズの小型化が困難となる。

【0028】

上記効果を得る上で、式（１）の下限値は３．５であることが好ましく、４．０であることがより好ましい。また、式（１）の上限値は１４．０であることが好ましく、１１．０であることがより好ましい。なお、これらの好ましい下限値又は上限値を採用する場合、式（１）において等号付不等号（≦）を不等号（＜）に置換してもよい。他の式についても原則として同様である。

【0029】

１－３－２．式（２）
１．２ ≦ ｜ｆ２／ｆ３｜ ≦ ８．０・・・・・（２）
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

【0030】

式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（２）を満足させることで、広角端から望遠端への変倍に際し、発生する球面収差や像面湾曲を良好に補正することができ、広角化と小型化が容易となる。

【0031】

式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなるため、広角端から望遠端における球面収差が補正過剰になり、また像面湾曲が補正できず、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（２）の上限値を超えると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり、広角端から望遠端における球面収差を補正することが難しくなる。また、小型化が困難となる。

【0032】

上記効果を得る上で、式（２）の下限値は１．８であることが好ましく、２．０であることがより好ましい。また、式（２）の上限値は７．０であることが好ましく、６．５であることがより好ましい。

【0033】

１－３－３．式（３）
ｖｄ１ ≦ ３５・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
但し、
ｖｄ１：第１レンズ群に含まれる負レンズのｄ線におけるアッベ数

【0034】

式（３）は、第１レンズ群に含まれる負レンズのｄ線におけるアッベ数を規定するための式である。式（３）を満足することで、広角端から望遠端における軸上色収差、倍率色収差を補正しつつ、高い光学性能を容易とする。

【0035】

これに対して、式（３）の上限値を超えると、広角端から望遠端における軸上色収差、倍率色収差を補正できず、高い光学性能を得ることが困難となる。

【0036】

上記効果を得る上で、式（３）の下限値は１０．０であることが好ましく、１５．０であることがより好ましい。また、式（３）の上限値は３０．０であることが好ましく、２５．０であることがより好ましい。

【0037】

１－３－４．式（４）
１．２ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ６．０・・・・・（４）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離

【0038】

式（４）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（４）を満足させることで、広角端の像面湾曲を適切に補正しつつ、且つＦ値の明るいズームレンズを得ることができる。

【0039】

式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなり、広角端において像面湾曲が補正できず、広角で高い光学性能を実現することが困難となる。一方、式（４）の上限値を超えると、第１レンズ群の屈折力が弱くなり、広角端における小型化が困難となる。

【0040】

上記効果を得る上で、式（４）の下限値は１．５であることが好ましく、１．８であることがより好ましい。また、式（４）の上限値は５．０であることが好ましく、４．０であることがより好ましい。

【0041】

１－３－５．式（５）
５．０ ≦ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ≦ ５０．０・・・・（５）

【0042】

式（５）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（５）を満足することで、広角端において像面湾曲を良好に補正しつつ、小型化を容易とする。

【0043】

式（５）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなり、像面湾曲が補正過剰であり、広角端における高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（５）の上限値を超えると、第１レンズ群の屈折力が弱くなり、像面湾曲が補正できず、広角端における小型化が困難となる。

【0044】

上記効果を得る上で、式（５）の下限値は７．０であることが好ましく、８．０であることがより好ましい。また、式（５）の上限値は４０．０であることが好ましく、３５．０であることがより好ましい。

【0045】

１－３－６．式（６）
２．０ ≦ ｆ２／ｆｗ ≦ １５．０・・・・・・（６）

【0046】

式（６）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（６）を満足することで、広角端において像面湾曲を良好に補正しつつ、小型化を容易とする。

【0047】

式（６）の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり、像面湾曲が補正過剰であり、広角端における高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（６）の上限値を超えると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり、像面湾曲が補正できず、広角端における小型化が困難となる。

【0048】

上記効果を得る上で、式（６）の下限値は３．０であることが好ましく、３．５であることがより好ましい。また、式（６）の上限値は１２．０であることが好ましく、１０．０であることがより好ましい。

【0049】

１－３－７． 式（７）
０．５ ≦ ｜ｆ３／ｆｗ｜ ≦ ５．０・・・・・（７）

【0050】

式（７）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（７）を満足することで、広角端における球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正しつつ、高い光学性能を容易とする。

【0051】

式（７）の下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が強くなり、広角端における球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差が補正できず、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（７）の上限値を超えると、第３レンズ群の屈折力が弱くなり、広角端から望遠端への変倍に際し第３レンズ群の移動量を必要とし、小型化が困難となる。

【0052】

上記効果を得る上で、式（７）の下限値は０．６であることが好ましく、０．８であることがより好ましく、１．０であることがより好ましく、１．２であることがより好ましい。また、式（７）の上限値は４．０であることが好ましく、３．５であることがより好ましく、３．０であることがより好ましく、２．５であることがより好ましい。

【0053】

１－３－８． 式（８）
０．３ ≦ ｜ｆ３／ｆ４｜ ≦ ３．０・・・・・（８）

【0054】

式（８）は、第４レンズ群の焦点距離と、第３レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（８）を満足することで、球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正しつつ、小型化が容易となる。

【0055】

式（８）の下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差が補正できず、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（８）の上限値を超えると、第３レンズ群の屈折力が弱くなり、球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差が補正できず、小型化が困難となる。

【0056】

上記効果を得る上で、式（８）の下限値は０．４であることが好ましく、０．５であることがより好ましい。また、式（８）の上限値は２．０であることが好ましく、１．５であることがより好ましい。

【0057】

１－３－９． 式（９）
０．３ ≦ ｆ１２ｔ／ｆｔ ≦ ３．０・・・・・（９）
但し、
ｆｔ：望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
ｆ１２ｔ：望遠端における無限遠合焦時の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離

【0058】

式（９）は、望遠端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離の比を規定するための式である。式（９）を満足させることで、球面収差、非点収差、軸上色収差を良好に補正しつつ、小型化が容易となる。

【0059】

式（９）の下限値を下回ると、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が強くなり、球面収差や非点収差、軸上色収差が増大し、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（９）の上限値を超えると、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成屈折力が弱くなり、球面収差や非点収差、軸上色収差が補正不足になると共に、ズームレンズの小型化が困難となる。

【0060】

上記効果を得る上で、式（９）の下限値は０．４であることが好ましく、０．５であることがより好ましい。また、式（９）の上限値は２．０であることが好ましく、１．５であることがより好ましい。

【0061】

１－３－１０． 式（１０）
１０．０ ≦ ＴＬ^２／（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ５０．０・・・・・（１０）
但し、
ＴＬ：光軸上の最も物体側面から撮像面までのレンズ全長

【0062】

式（１０）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と望遠端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離の積と、ズームレンズの全長の２乗との比を規定するための式である。ここで、レンズ全長とは、光軸上の最も物体側面から撮像面までの距離を示し、最も物体側面は、光軸上の物体側のレンズ先端を示す。式（１０）を満足することで、広角端から望遠端におけるズームレンズの全長を適切にし、小型のズームレンズを得ることができる。

【0063】

式（１０）の下限値を下回ると、広角端から望遠端への変倍に際し、諸収差を抑えつつ、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（１０）の上限値を超えると、広角端から望遠端への変倍に際し、諸収差を抑えつつ、小型化が困難となる。

【0064】

上記効果を得る上で、式（１０）の下限値は１５．０であることが好ましく、２０．０であることがより好ましい。また、式（１０）の上限値は４０．０であることが好ましく、３０．０であることがより好ましい。

【0065】

１－３－１１． 式（１１）
０．０１ ≦ ｜Ｘ３｜^２／（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ５．０・・・・・（１１）
但し、
Ｘ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の移動量

【0066】

式（１１）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と望遠端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離の積と、広角端から望遠端への変倍の際の第３レンズ群の移動量の２乗との比を規定するための式である。式（１１）を満足することで、諸収差を良好に補正しつつ、小型化が容易となる。

【0067】

式（１１）の下限値を下回ると、広角端から望遠端への変倍に際し第３レンズ群の移動量が短くなりすぎ、倍率の高い光学性能を得ることが困難となり。小型化を実現することが難しくなる。一方、式（１１）の上限値を超えると、広角端から望遠端への変倍に際し、第３レンズ群の移動量が増加となり、小型化が困難となる。

【0068】

上記効果を得る上で、式（１１）の下限値は０．０２であることが好ましく、０．０３であることがより好ましい。また、式（１１）の上限値は４．０であることが好ましく、３．０であることがより好ましい。

【0069】

１－３－１２． 式（１２）
０．３ ≦ ｜ｆ１／ｆｔ｜ ≦ ７．０・・・・・（１２）

【0070】

式（１２）は、望遠端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（１２）を満足することで、望遠端において像面湾曲を良好に補正しつつ、小型化を容易とする。

【0071】

式（１２）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなり、像面湾曲が補正過剰であり、望遠端における高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（５）の上限値を超えると、第１レンズ群の屈折力が弱くなり、像面湾曲が補正できず、望遠端における小型化が困難となる。

【0072】

上記効果を得る上で、式（１２）の下限値は０．５であることが好ましく、０．７であることがより好ましい。また、式（１２）の上限値は５．０であることが好ましく、４．０であることがより好ましい。

【0073】

１－３－１３． 式（１３）
０．１ ≦ ｆ２／ｆｔ ≦ ３．０・・・・・（１３）

【0074】

式（１３）は、望遠端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（１３）を満足することで、諸収差を良好に補正しつつ、小型化が容易となる。

【0075】

式（１３）は、望遠端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（１３）を満足することで、望遠端において像面湾曲を良好に補正しつつ、小型化を容易とする。

【0076】

式（１３）の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり、像面湾曲が補正過剰であり、望遠端における高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（１３）の上限値を超えると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり、像面湾曲が補正できず、望遠端における小型化が困難となる。

【0077】

上記効果を得る上で、式（１３）の下限値は０．２であることが好ましく、０．３であることがより好ましい。また、式（１３）の上限値は２．０であることが好ましく、１．０であることがより好ましい。

【0078】

１－３－１４． 式（１４）
０．５ ≦ ｜ｆ５／ｆｗ｜ ≦ ５．０・・・・・（１４）
但し、
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離

【0079】

式（１４）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第５レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（１４）を満足することで、コマ収差、像面湾曲を良好に補正しつつ、小型化が容易となる。

【0080】

式（１４）の下限値を下回ると、第５レンズ群の屈折力が強くなり、広角端におけるコマ収差、像面湾曲が補正できず、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（１４）の上限値を超えると、第５レンズ群の移動量が必要となり、小型化が困難となる。

【0081】

上記効果を得る上で、式（１４）の下限値は１．０であることが好ましく、１．２であることがより好ましい。また、式（１４）の上限値は４．０であることが好ましく、３．０であることがより好ましい。

【0082】

１－３－１５． 式（１５）
２．０ ≦ ｆ６／ｆｗ ≦ ３０．０・・・・・（１５）
但し、
ｆ６：第６レンズ群の焦点距離

【0083】

式（１５）は、広角端における無限遠合焦時のズームレンズの焦点距離と第６レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（１５）を満足することで、コマ収差、像面湾曲を良好に補正しつつ、小型化が容易となる。

【0084】

式（１５）の下限値を下回ると、第６レンズ群の屈折力が強くなり、広角端におけるコマ収差、像面湾曲が補正できず、高い光学性能を得ることが困難となる。一方、式（１５）の上限値を超えると、他群で移動量を必要とし、小型化が困難となる。

【0085】

上記効果を得る上で、式（１５）の下限値は２．５であることが好ましく、３．０であることがより好ましい。また、式（１５）の上限値は２０．０であることが好ましく、１５．０であることがより好ましい。

【0086】

２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。なお、撮像素子はズームレンズの像側に設けられることが好ましい。

【0087】

ここで、撮像素子等に特に限定はなく、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラ、車載用カメラ、ドローン搭載用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。また、これらの撮像装置はレンズ交換式の撮像装置であってもよいし、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよい。特に本発明に係るズームレンズはフルサイズ等のサイズの大きな撮像素子を搭載した撮像装置のズームレンズに好適である。当該ズームレンズは全体的に小型で軽量、且つ、高い光学性能を有するため、このような撮像装置用のズームレンズとしたときにも高画質な撮像画像を得ることができる。

【0088】

図２２は、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示す図である。図２１に示されるように、カメラ１は、本体２及び本体２に着脱可能な鏡筒３を有している。カメラ１は、撮像装置の一態様である。

【0089】

本体２は、撮像素子としてのＣＣＤセンサ２１及びカバーガラス２２を有している。ＣＣＤセンサ２１は、本体２中における、本体２に装着された鏡筒３内のズームレンズ３０の光軸が中心軸となる位置に配置されている。本体２は、カバーガラス２２の代わりに、ＩＲカットフィルター等を有していてもよい。

【0090】

次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【実施例0091】

（１）光学構成
図１は、本件発明に係る実施例１のズームレンズの無限遠合焦時の断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正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から構成されている。

【0092】

広角端から望遠端の変倍の際、光軸に沿って、第２レンズ群Ｇ２が像側から物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が像側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が像側から物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５が物体側に凸の軌跡で物体側へ移動する。

【0093】

無限遠物体から近接物体への合焦の際、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側から像側へ移動する。

【0094】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側が凸面の負メニスカスレンズから構成されている。

【0095】

第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズから構成されている。

【0096】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹レンズと、両凹レンズと正メニスカスレンズが接合された接合レンズとから構成されている。

【0097】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両側に非球面を有する両凸レンズと、負メニスカスレンズと両凸レンズが接合された接合レンズとから構成されている。

【0098】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正メニスカスレンズと負メニスカスレンズが接合された接合レンズとから構成されている。

【0099】

第６レンズ群Ｇ６は、両側に非球面を有する両凸レンズから構成されている。

【0100】

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間にあり、広角端から望遠端の変倍の際、及び無限遠物体から近接物体への合焦の際、像面ＩＭＧに対して固定である。

【0101】

なお、図１において、「ＩＭＧ」は像面であり、具体的には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を示す。また、像面ＩＭＧの物体側にはカバーガラスＣＧを備える。この点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以後説明を省略する。

【0102】

（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。以下に、「レンズデータ」、「諸元表」、「可変間隔」、「非球面係数」、「各レンズ群の焦点距離」を示す。また、各式の値（表１）は実施例７の後にまとめて示す。なお、以下の各数値実施例において、長さの単位が記載されていない数値の単位は全て「ｍｍ」であり、角度の単位は全て「°」である。「ＩＮＦ」は、無限大を意味する。

【0103】

（レンズデータ）において、「面NO.」は物体側から数えたレンズ面の順番、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「Ｄ」は光軸上のレンズ肉厚又は空気間隔、「Ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率、「ｖｄ」はｄ線におけるアッベ数を示す。また、「面NO.」の欄において数字の次に付した「＊」はそのレンズ面が非球面であることを示し、「Ｓ」はその面が開口絞りであることを示す。「Ｄ」の欄において、「Ｄ（７）」、「Ｄ（１０）」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時または合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。また、「ＢＦ」はバックフォーカスを示す。

【0104】

（諸元表）において、「f」は当該ズームレンズの焦点距離、「Fno.」はＦナンバー、「ω」は半画角、「Y」は像高、「L」はレンズ全長である。それぞれ広角端、中間、望遠端の無限遠合焦時における値を示す。

【0105】

（可変間隔）において、広角端、中間、望遠端の無限遠合焦時及び有限距離時の値をそれぞれ示す。

【0106】

（非球面係数）は、次のようにして非球面形状を定義したときの非球面係数を示す。但し、ｘは光軸方向の基準面からの変位量、ｒは近軸曲率半径、Ｈは光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａｎはｎ次の非球面係数とする。また「非球面係数」の表において「Ｅ±ＸＸ」は指数表記を表し「×１０^±ＸＸ」を意味する。

【0107】

【数1】

【0108】

これらの各数値実施例における事項は他の実施例においても同様であるため、以後説明を省略する。

【0109】

また、図２、図３に当該ズームレンズの広角端及び望遠端の無限遠物体合焦時における縦収差図を示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）である。球面収差図は実線がｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、短破線がｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、長破線がＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）における球面収差をそれぞれ示す。非点収差図は縦軸が半画角（ω）、横軸がデフォーカスであり、実線がｄ線のサジタル像面を示し、破線がｄ線のメリディオナル像面をそれぞれ示す。歪曲収差図は、縦軸が半画角（ω）、横軸が歪曲収差である。これらの事項は、他の実施例において示す各収差図においても同じであるため、以後説明を省略する。

【0110】

（レンズデータ）
面NO. r D Nd vd
1 27.458 0.800 1.86966 20.01
2 16.805 D(2)
3 18.388 4.080 1.77250 49.62
4 -132.936 D(4)
5 -61.341 0.500 1.87071 40.72
6 10.064 2.072
7 -13.959 0.500 1.69930 51.11
8 13.743 1.513 1.95906 17.47
9 125.261 D(9)
10S INF D(10)
11* 10.000 3.237 1.61881 63.85
12* -54.622 0.582
13 11.522 0.500 1.91082 35.25
14 6.854 4.117 1.43700 95.10
15 -16.453 D(15)
16 8.422 2.142 1.49700 81.60
17 21.545 0.500 1.91082 35.25
18 5.263 D(18)
19* 31.625 2.149 1.53504 55.71
20* -13.893 4.500
21 INF 0.800 1.51680 64.19
22 INF BF
23 INF -

【0111】

（諸元表）
広角端 中間 望遠端
f 4.428 13.609 41.802
Fno. 1.854 2.615 3.656
ω 41.244 13.000 4.267
Y 3.300 3.300 3.300
L 63.000 63.000 63.000

【0112】

（可変間隔）
広角端 中間 望遠端
撮影距離 INF INF INF
D(2) 8.138 5.073 1.457
D(4) 1.250 9.313 15.690
D(9) 9.959 4.961 2.200
D(10) 12.243 6.557 0.750
D(15) 0.902 2.506 8.390
D(18) 2.288 6.371 6.293
BF 0.200 0.200 0.200
広角端 中間 望遠端
撮影距離 0.3m 1.0m 1.2m
D(15) 0.959 2.611 9.252
D(18) 2.231 6.266 5.431

【0113】

（非球面係数）
面NO. K A4 A6 A8 A10
11 0.0000E+00 -1.0953E-04 2.8597E-07 2.2924E-08 -9.9126E-10
12 0.0000E+00 1.6584E-04 2.7412E-07 3.0230E-08 -1.2626E-09
19 0.0000E+00 -6.0896E-04 2.6000E-05 -3.0000E-06 1.1924E-07
20 0.0000E+00 -4.6032E-04 2.6000E-05 -3.0000E-06 1.1006E-07

【0114】

（各レンズ群の焦点距離）
群 面NO. 焦点距離
G1 1-2 -51.415
G2 3-4 21.125
G3 5-9 -6.735
G4 11-15 10.251
G5 16-18 -12.734
G6 19-20 18.317

【実施例0115】

（１）光学構成
図４は、本件発明に係る実施例２のズームレンズの無限遠合焦時の断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正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から構成されている。

【0116】

広角端から望遠端の変倍の際、光軸に沿って、第２レンズ群Ｇ２が像側から物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が像側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が像側から物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５が像側から物体側へ移動する。

【0117】

無限遠物体から近接物体への合焦の際、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側から像側へ移動する。

【0118】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側が凸面の負メニスカスレンズから構成されている。

【0119】

第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズから構成されている。

【0120】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹レンズと、両凹レンズと正メニスカスレンズが接合された接合レンズとから構成されている。

【0121】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両側に非球面を有する両凸レンズと、負メニスカスレンズと両凸レンズが接合された接合レンズとから構成されている。

【0122】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正メニスカスレンズと負メニスカスレンズが接合された接合レンズとから構成されている。

【0123】

第６レンズ群Ｇ６は、両側に非球面を有する両凸レンズから構成されている。

【0124】

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間にあり、広角端から望遠端の変倍の際、及び無限遠物体から近接物体への合焦の際、像面ＩＭＧに対して固定である。

【0125】

（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例を示す。また、図５、図６に当該ズームレンズの広角端及び望遠端の無限遠合焦時における縦収差図を示す。

【0126】

（レンズデータ）
面NO. r D Nd vd
1 21.471 0.800 1.86966 20.01
2 12.818 D(2)
3 15.138 4.452 1.77250 49.62
4 -67.365 D(4)
5 -55.117 0.500 1.87071 40.72
6 8.372 1.800
7 -16.132 0.500 1.69930 51.11
8 10.263 1.458 1.95906 17.47
9 52.467 D(9)
10S INF D(10)
11* 10.199 3.288 1.61881 63.85
12* -53.593 0.200
13 10.498 0.500 1.91082 35.25
14 6.800 4.139 1.43700 95.10
15 -19.323 D(15)
16 7.845 2.379 1.49700 81.60
17 49.513 0.500 1.91082 35.25
18 4.889 D(18)
19* 38.597 2.091 1.53504 55.71
20* -12.483 4.500
21 INF 0.800 1.51680 64.19
22 INF BF
23 INF -

【0127】

（諸元表）
広角端 中間 望遠端
f 4.431 13.611 41.797
Fno. 1.855 3.301 4.368
ω 38.754 13.000 4.271
Y 3.300 3.300 3.300
L 64.000 64.000 64.000

【0128】

（可変間隔）
広角端 中間 望遠端
撮影距離 INF INF INF
D(2) 9.729 7.196 2.261
D(4) 1.250 5.766 11.970
D(9) 7.900 5.917 4.648
D(10) 13.794 5.961 0.750
D(15) 0.894 1.963 4.224
D(18) 2.296 9.060 12.010
BF 0.200 0.200 0.200
広角端 中間 望遠端
撮影距離 0.3m 1.0m 1.2m
D(15) 0.937 2.026 4.629
D(18) 2.253 8.997 11.607

【0129】

（非球面係数）
面NO. K A4 A6 A8 A10
11 0.0000E+00 -1.1367E-04 2.0182E-07 2.4068E-08 -1.0464E-09
12 0.0000E+00 1.2876E-04 1.0000E-06 2.3111E-08 -1.2400E-09
19 0.0000E+00 -4.6152E-04 8.0000E-06 1.1907E-07 7.4404E-08
20 0.0000E+00 -3.4343E-04 3.5000E-05 -3.0000E-06 1.7263E-07

【0130】

（各レンズ群の焦点距離）
群 面NO. 焦点距離
G1 1-2 -38.073
G2 3-4 16.360
G3 5-9 -6.018
G4 11-15 9.887
G5 16-18 -10.706
G6 19-20 17.859