特開 2023-96986 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】P2023096986

(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】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021213091

(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】佐藤 允基

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087MA15

2H087PA08

2H087PA10

2H087PA11

2H087PA18

2H087PA19

2H087PA20

2H087PB11

2H087PB12

2H087PB13

2H087QA02

2H087QA03

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA18

2H087QA21

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA34

2H087QA42

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA04

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA42

2H087RA43

2H087RA44

2H087SA24

2H087SA26

2H087SA30

2H087SA32

2H087SA44

2H087SA46

2H087SA50

2H087SA52

2H087SA55

2H087SA56

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA72

2H087SA76

2H087SB02

2H087SB12

2H087SB13

2H087SB24

2H087SB25

2H087SB35

2H087SB36

2H087SB37

2H087SB42

2H087SB43

(57)【要約】

【課題】 高い光学性能を有し、広角で小型、高倍率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、負の屈折力を有する第３レンズ群（Ｇ３）と、正の屈折力を有する第４レンズ群（Ｇ４）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）を光軸に沿って移動し、前記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レンズ群とを少なくとも有し、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。
０．１ ≦ β２３ｗ／ｔａｎ（ωｗ）≦ ０．５・・・・・・・・・・・（１）
１．０ ≦ ｆ２／√（ｆｗ×ｆｔ）≦ ３．２５・・・・・・・・・・・（２）
０．１５ ≦ （β２３ｔ／β２３ｗ）／（ｆｔ／ｆｗ）≦ ０．９８・・（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
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
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ωｗ：広角端における最軸外光線の半画角
β２３ｗ：広角端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成横倍率
β２３ｔ：望遠端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成横倍率

【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。
５．０ ≦ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ≦ ２０．０・・・（４）
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

【請求項3】

前記第２レンズ群は、２枚以下の正レンズで構成される請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。

【請求項4】

前記第１レンズ群は、１枚の負レンズで構成される請求項１から３いずれか一項に記載のズームレンズ。

【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 ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ４．０・・・（５）

【請求項6】

以下の式を満足する請求項１から５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．５ ≦ ｜ｆ１２ｔ／ｆｔ｜ ≦ ３．０・・・（６）
但し、
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 ≦ ｜Ｘ３｜／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ２．０・・・（７）
但し、
Ｘ３：広角端から望遠端への変倍における前記第３レンズ群の光軸方向への移動量

【請求項8】

以下の式を満足する請求項１から７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１．５ ≦ ｜ｆ２／ｆ３｜ ≦ ６．０・・・（８）
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

【請求項9】

以下の式を満足する請求項１から８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
ν２ｐ＿ｍａｘ ≦ ７０・・・（９）
但し、
ν２ｐ＿ｍａｘ：前記第２レンズ群内の正レンズのアッベ数の最大値

【請求項10】

開口絞りは、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間に配置され、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は固定される請求項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】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該光学系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、１台のカメラで広い範囲を撮影できる（広画角化）とともに、高倍率を有しながら、また、レンズ自体も小型、軽量化することが課題となる。

【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レンズ群からなるズームレンズが開示されている。しかしながら、ズーム倍率が～３倍程度となっており、小型で高倍率化が困難である。

【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３レンズ群より像面側に１つ以上のレンズ群を含む後群から成り、小型で高倍率であるとともに、広角端において広画角化を達成した広角ズームレンズが開示されている。しかしながら、第１レンズ群の負の屈折力に対して第２レンズの正の屈折力が弱いため、広角端で歪曲収差を大きく発生させることで広い画角を確保しており、高解像化が困難である。

【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、正の屈折力を有する第４レンズ群からなるズームレンズが開示されている。このズームレンズは、第１レンズ群に物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズを２枚配置することで広角化を達成しつつ、ズーミングに際して少なくとも第１レンズ群から第３レンズ群を光軸に沿って移動させることで高ズーム比を達成しようとしている。しかしながら、ズーム倍率が～６倍程度であり、小型で高倍率化が困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－１３５５５２号公報

【特許文献2】特許６７１１４３６号公報

【特許文献3】特許６５４３８１５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、高倍率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レンズ群とを少なくとも有し、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。
０．１ ≦ β２３ｗ／ｔａｎ（ωｗ）≦ ０．５・・・・・・・・・・・（１）
１．０ ≦ ｆ２／√（ｆｗ×ｆｔ）≦ ３．２５・・・・・・・・・・・（２）
０．１５ ≦ （β２３ｔ／β２３ｗ）／（ｆｔ／ｆｗ）≦ ０．９８・・（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
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
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ωｗ：広角端における最軸外光線の半画角
β２３ｗ：広角端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成横倍率
β２３ｔ：望遠端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成横倍率

【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、高倍率を有しながら、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７のズームレンズの断面図である。

【図20】実施例７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７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レンズ群とを少なくとも有して構成される。この構成によって、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４レンズ群の像側に第５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から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、変倍もしくは合焦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。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変倍もしく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、２枚以下の正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レンズ群は、２枚以下の負レンズを有する構成とすることが好ましい。また、第３レンズ群に含まれる正レンズは１枚のみと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、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。

【0019】

（５）第５レンズ群
第５レンズ群は、正また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５レンズ群は、物体側から像側にむかって、負レンズ、正レンズのみ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）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。

【0021】

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。

【0022】

（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、第４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。また、無限遠から近距離への合焦に際し、第４レンズ群が光軸上を物体側へ移動することが好ましい。

【0023】

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。

【0024】

１－３－１．式（１）
０．１ ≦ β２３ｗ／ｔａｎ（ωｗ）≦ ０．５・・・・・・・・・・・（１）
但し、
β２３ｗ：広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群と第３レンズ群の合成横倍率
ωｗ：広角端における最軸外光線の半画角

【0025】

式（１）は、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成横倍率と、広角端における最軸外光線の半画角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、高倍率で、広角端において画角を広くすることが容易となる。

【0026】

式（１）の下限値を下回ると、広角端において画角を広げることは容易となるが、広角端における像面湾曲や歪曲収差の補正が困難になる。一方、式（１）の上限値を超えると、広角端において変倍比を維持したまま画角を広げることが困難になる。

【0027】

上記効果を得る上で、式（１）の下限値は０．１３であることが好ましく、０．１５であることがより好ましい。また、式（１）の上限値は０．４５であることが好ましく、０．４０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。

【0028】

１－３－２．式（２）
１．０ ≦ ｆ２／√（ｆｗ×ｆｔ）≦ ３．２５・・・・・・・・・・・（２）
但し、
ｆｗ：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
ｆｔ：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
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

【0029】

式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と、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の平方根の比を規定するための式である。式（２）を満足することで、第１レンズ群で発生した像面湾曲や歪曲収差、色収差を適切に補正することができ、小型化が容易となる。

【0030】

式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、広角端での像面湾曲や歪曲収差、倍率色収差の補正ができず、収差補正のために必要となるレンズ枚数が増加するため、小型化が困難となる。一方、式（２）の上限値を超えると、第２レンズ群の焦点距離が長くなり、第１レンズ群で発生した像面湾曲や歪曲収差、色収差が補正不足になる。また、広角端から望遠端の変倍時の第２レンズ群の移動量が増加し、小型化が困難となる。

【0031】

上記効果を得る上で、式（２）の下限値は１．１０であることが好ましく、１．２０であることがより好ましい。また、式（２）の上限値は２．８０であることが好ましく、２．６０であることがより好ましい。

【0032】

１－３－３．式（３）
０．１５ ≦ （β２３ｔ／β２３ｗ）／（ｆｔ／ｆｗ）≦ ０．９８・・（３）
但し、
β２３ｔ：望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群と第３レンズ群の合成横倍率

【0033】

式（３）は、第２レンズ群と第３レンズ群のズーム倍率に寄与する割合を規定するための式である。式（３）を満足することで、第２レンズ群と第３レンズ群のズーム倍率に寄与する割合を適切にし、高倍率化と小型化が容易となる。

【0034】

式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群と第３レンズ群のズーム倍率に寄与する割合が小さくなるため、高倍率化が困難となる。一方、式（３）の上限値を超えると、第２レンズ群と第３レンズ群のズーム倍率に寄与する割合が大きくなるため、広角端から望遠端の変倍中の収差発生量を少なくするために必要となるレンズ枚数が増加し、小型化が困難となる。

【0035】

上記効果を得る上で、式（３）の下限値は０．３０であることが好ましく、０．４０であることがより好ましい。また、条式（３）の上限値は０．９７であることが好ましく、０．９５であることがより好ましい。

【0036】

１－３－４．式（４）
５．０ ≦ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ≦ ２０．０・・・（４）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離

【0037】

式（４）は、第１レンズ群の焦点距離と、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の比の絶対値を規定するための式である。式（４）を満足させることで、広角端に置いて像面湾曲や歪曲収差を補正しつつ画角を広げることができ、小型化が容易となる。

【0038】

式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなり、第１レンズ群で発生する像面湾曲や歪曲収差が増大し、第１レンズより像側の群でそれらの収差を補正するために必要となるレンズ枚数が増加し、小型化が困難となる。一方、式（４）の上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、広角端に置いて像面湾曲が補正不足となり、良好な光学性能を得ることが困難となる。また、広角端において画角を広げることが困難となる。

【0039】

上記効果を得る上で、式（４）の下限値は５．５であることが好ましく、６．０であることがより好ましい。また、式（４）の上限値は１８．０であることが好ましく、１７．０であることがより好ましい。

【0040】

１－３－５．式（５）
０．５ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ４．０・・・（５）

【0041】

式（５）は、第２レンズ群の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比の絶対値を規定するための式である。式（５）を満足することで、像面湾曲や歪曲収差を適切に補正しつつ、広角端で画角を広げることができ、高い光学性能を得ることが容易となる。

【0042】

式（５）の下限値を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が第２レンズ群の焦点距離に対して短くなり、広角端において像面湾曲や歪曲収差が増大し、高い光学性能が困難となる。一方、式（５）の上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が第２レンズ群の焦点距離に対して長くなり、負の屈折力が弱くなるため、広角端において画角を広げることが困難となる。

【0043】

上記効果を得る上で、式（５）の下限値は０．７０であることが好ましく、１．００であることがより好ましい。また、式（５）の上限値は３．７０であることが好ましく、３５．０であることがより好ましい。

【0044】

１－３－６．式（６）
０．５ ≦ ｜ｆ１２ｔ／ｆｔ｜ ≦ ３．０・・・（６）
但し、
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

【0045】

式（６）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（６）を満足することで、望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群で発生する球面収差、非点収差、軸上色収差を適切に補正しつつ、高い光学性能を得ることや小型化が容易となる。

【0046】

式（６）の下限値を下回ると、望遠端における第１レンズ群記第２ンズ群の合成焦点距離が短くなり、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（６）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レンズ群の合成焦点距離が長くなり、球面収差や非点収差、軸上色収差が補正不足になるとともに、光学系の小型化が困難となる。

【0047】

上記効果を得る上で、式（６）の下限値は０．５５であることが好ましく、０．６０であることがより好ましい。また、式（６）の上限値は２．７０であることが好ましく、２．５０であることがより好ましい。

【0048】

１－３－７． 式（７）
０．３ ≦ ｜Ｘ３｜／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ２．０・・・（７）
但し、
Ｘ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の光軸方向への移動量

【0049】

式（７）は、広角端から望遠端への変倍に際し、第３レンズ群の移動量と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の平方根の比を規定するための式である。式（７）を満足することで、広角端から望遠端への変倍に際し、第３レンズ群の移動量を適切に設定し、球面収差を補正しつつ、高倍率化と小型化が容易となる。

【0050】

式（７）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、光学系の高倍率化を達成することが困難となる。一方、式（７）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長くなり、小型化を実現することが困難となる。

【0051】

上記効果を得る上で、式（７）の下限値は０．３５であることが好ましく、０．４０であることがより好ましい。また、式（７）の上限値は１．９０であることが好ましく、１．８０であることがより好ましい。

【0052】

１－３－８． 式（８）
１．５ ≦ ｜ｆ２／ｆ３｜ ≦ ６．０・・・（８）

【0053】

式（８）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（８）を満足することで、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群や第３レンズ群で発生する球面収差や像面湾曲を良好に補正しつつ、高い光学性能を得ることや小型化が容易となる。

【0054】

式（８）の下限値を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が第３レンズ群の焦点距離に対して短くなり、広角端から望遠端において球面収差が補正過剰となるとともに像面湾曲を補正できず、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、広角端から望遠端において球面収差を補正ができず、小型化が困難となる。

【0055】

上記効果を得る上で、式（８）の下限値は１．７０であることが好ましく、２．００であることがより好ましい。また、式（８）の上限値は５．５０であることが好ましく、５．００であることがより好ましい。

【0056】

１－３－９． 式（９）
ν２ｐ＿ｍａｘ ≦ ７０・・・（９）
但し、
ν２ｐ＿ｍａｘ：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数の最大値

【0057】

式（９）は、第２レンズ群内の正レンズのアッベ数を規定するための式である。式（９）を満足することで、広角端から望遠端に至る軸上色収差や倍率色収差を補正することができ、高い光学性能を得ることが容易となる。

【0058】

式（９）の上限値を超えると、広角端から望遠端に至る軸上色収差や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。

【0059】

上記効果を得る上で、式（９）の下限値は４０．０であることが好ましく、４５．０であることがより好ましい。また、式（９）の上限値は６８．０であることが好ましく、６７．０であることがより好ましい。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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0065】

（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広角端及び望遠端の断面図である。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から構成されている。

【0066】

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が像面側に凸軌跡で物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が像側から物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側に凸軌跡で物体側へ移動する。

【0067】

無限遠物体から近接物体への合焦の際、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側から物体側へ移動する。

【0068】

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。

【0069】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズとから構成されている。

【0070】

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、両凸レンズとから構成されている。

【0071】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズと、負メニスカスレンズと、両凸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。

【0072】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、両凸レンズとから構成されている。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

（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。

【0076】

（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。

【0077】

（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。

【0078】

（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合焦時の値をそれぞれ示す。

【0079】

（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。

【0080】

【数1】

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

（レンズデータ）
面NO. r D Nd vd
1 152.469 1.100 1.79999 29.84
2 25.610 D(2)
3 42.712 4.100 1.60300 65.44
4 -79.438 0.150
5 22.379 4.300 1.61799 63.4
6 -268.591 D(6)
7 -148.152 0.500 1.95375 32.32
8 10.486 2.170
9 -11.948 0.500 1.91082 35.25
10 14.890 0.380
11 17.550 2.401 1.98613 16.48
12 -32.183 D(12)
13S INF D(13)
14* 7.136 3.785 1.55332 71.68
15* -37.444 1.250
16 8.506 0.600 1.79360 37.09
17 5.461 0.762
18 6.519 3.880 1.59282 68.62
19 -5.691 0.500 2.00100 29.13
20 -14.215 D(20)
21 359.787 0.500 2.00100 29.13
22 5.905 1.607
23* 21.301 2.226 1.63973 23.53
24* -10.833 3.200
25 INF 0.800 1.51633 64.14
26 INF BF

【0084】

（諸元表）
広角端 中間 望遠端
f 4.465 13.703 44.388
Fno. 1.838 2.507 3.596
ω 41.188 12.783 3.975
Y 3.300 3.300 3.300
L 66.000 66.000 66.000

【0085】

（可変間隔）
広角端 中間 望遠端
撮影距離 INF INF INF
D(2) 6.445 5.956 3.296
D(6) 1.100 12.397 22.578
D(12) 19.328 8.520 1.000
D(13) 2.315 0.759 1.346
D(20) 1.100 2.656 2.069
BF 1.000 1.000 1.000
広角端 中間 望遠端
撮影距離 0.3m 1.0m 1.2m
D(13) 2.290 0.672 0.598
D(20) 1.125 2.743 2.816

【0086】

（非球面係数）
面NO. K A4 A6 A8 A10
14 0.0000E+00 -1.6033E-04 -2.5593E-06 8.1019E-09 -2.1009E-09
15 0.0000E+00 2.2852E-04 -5.3631E-07 -9.8586E-08 1.5727E-09
23 0.0000E+00 -6.7519E-05 5.5632E-06 1.3150E-06 -9.7898E-08
24 0.0000E+00 -6.3664E-06 6.4237E-06 -9.8230E-07 1.4817E-08

【0087】

（各レンズ群の焦点距離）
群 面NO. 焦点距離
G1 1-2 -38.625
G2 3-6 20.048
G3 7-12 -7.055
G4 14-20 8.827
G5 21-24 -23.029

【実施例0088】

（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から構成されている。

【0089】

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が像面側に凸軌跡で物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が像側から物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４が物体側に凸軌跡で物体側へ移動する。

【0090】

無限遠物体から近接物体への合焦の際、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側から物体側へ移動する。

【0091】

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。

【0092】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズとから構成されている。

【0093】

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、両凸レンズとから構成されている。

【0094】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズと、負メニスカスレンズと、両凸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。

【0095】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、両凸レンズとから構成されている。

【0096】

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。

【0097】

（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。

【0098】

（レンズデータ）
面NO. r D Nd vd
1 -829.075 1.100 1.90366 31.32
2 26.651 D(2)
3 42.163 4.737 1.62299 58.12
4 -50.926 0.150
5 23.773 4.568 1.61799 63.4
6 -154.594 D(6)
7 -35.073 0.500 1.95375 32.32
8 9.843 1.965
9 -14.390 0.500 1.91082 35.25
10 29.567 0.204
11 22.385 2.315 1.98613 16.48
12 -28.022 D(12)
13S INF D(13)
14* 7.144 4.000 1.55332 71.68
15* -37.774 1.230
16 8.342 0.600 1.79360 37.09
17 5.516 0.921
18 6.453 3.856 1.59282 68.62
19 -5.697 0.500 2.00100 29.13
20 -16.132 D(20)
21 79.404 0.500 2.00100 29.13
22 5.286 2.542
23* 21.223 2.304 1.63973 23.53
24* -10.133 2.200
25 INF 0.800 1.51633 64.14
26 INF BF

【0099】

（諸元表）
広角端 中間 望遠端
f 4.521 13.698 42.745
Fno. 1.900 2.510 3.630
ω 40.986 12.599 4.080
Y 3.300 3.300 3.300
L 68.000 68.000 68.000

【0100】

（可変間隔）
広角端 中間 望遠端
撮影距離 INF INF INF
D(2) 5.830 4.531 3.087
D(6) 1.321 13.915 24.029
D(12) 20.965 9.670 1.000
D(13) 2.291 1.013 0.987
D(20) 1.099 2.378 2.404
BF 1.000 1.000 1.000
広角端 中間 望遠端
撮影距離 0.3m 1.0m 1.2m
D(13) 2.269 0.940 0.359
D(20) 1.122 2.450 3.032

【0101】

（非球面係数）
面NO. K A4 A6 A8 A10
14 0.0000E+00 -1.5721E-04 -2.6048E-06 1.5255E-08 -2.2799E-09
15 0.0000E+00 2.2305E-04 -3.3196E-07 -1.0576E-07 1.6823E-09
23 0.0000E+00 -6.9128E-05 3.0041E-05 2.3662E-06 -2.4054E-07
24 0.0000E+00 2.0961E-04 1.9349E-05 1.6146E-06 -1.7801E-07

【0102】

（各レンズ群の焦点距離）
群 面NO. 焦点距離
G1 1-2 -28.342
G2 3-6 18.284
G3 7-12 -7.731
G4 14-20 8.920
G5 21-24 -34.185