特開 2024-88339 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】P2024088339

(43)【公開日】2024-07-02

(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 20060101AFI20240625BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20240625BHJP

【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 2022203451

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100143786

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 宏子

(72)【発明者】

【氏名】小林 知広

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087MA14

2H087MA16

2H087MA19

2H087PA13

2H087PA14

2H087PA15

2H087PA16

2H087PB20

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA25

2H087QA37

2H087QA41

2H087QA46

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA36

2H087RA42

2H087RA44

2H087SA57

2H087SA61

2H087SA62

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA66

2H087SB04

2H087SB15

2H087SB16

2H087SB23

2H087SB31

2H087SB43

(57)【要約】

【課題】本件発明は、高変倍比を実現しつつ、小型でフォーカス域全域で光学性能の高いズームレンズ及び撮像装置を提供する。
【解決手段】複数のレンズ群を備え、隣接するレンズ群の間隔を変化させることで広角端から望遠端へズーミングするズームレンズであって、開口絞りＳと、開口絞りＳを挟んで物体側と像側にそれぞれ少なくとも１つのフォーカス群を有し、無限遠から近距離物体への合焦に際し、前記フォーカス群を光軸に沿って移動し、開口絞りＳよりも物体側に配置されるフォーカス群Ｆａが少なくとも１枚のレンズＬａを含み、レンズＬａは所定の条件式を満たすズームレンズとする。また、当該ズームレンズを備えた撮像装置とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のレンズ群を備え、隣接するレンズ群の間隔を変化させることで広角端から望遠端へズーミングするズームレンズであって、
開口絞りと、当該開口絞りを挟んで物体側と像側にそれぞれ少なくとも１つのフォーカス群を有し、
無限遠から近距離物体への合焦に際し、前記フォーカス群を光軸に沿って移動し、
前記開口絞りよりも物体側に配置されるフォーカス群Ｆａが少なくとも１枚のレンズＬａを含み、
前記レンズＬａは下記条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
νａ ＞６０・・・・・（１）
但し、
νａ：前記レンズＬａを構成する材料のｄ線に対するアッベ数

【請求項2】

前記レンズＬａは、負の屈折力を有するレンズである、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項3】

前記レンズＬａは、物体側に発散面を有する、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項4】

前記レンズＬａは、前記フォーカス群Ｆａにおいて最も物体側に配置される、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項5】

前記フォーカス群Ｆａは、２枚以下のレンズにより構成される、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項6】

最も物体側に配置されるレンズ群が正の屈折力を有する、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項7】

最も物体側に配置されるレンズ群は、３枚以下のレンズにより構成される、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、最も物体側に配置されたレンズ群が物体側に移動する、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項9】

下記条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
０．１ ＜ Ｔｓ／Ｔａ ＜ ０．９・・・・・（２）
但し、
Ｔｓ：前記開口絞りから像面までの光軸上の距離
Ｔａ：広角端における当該ズームレンズの光学全長

【請求項10】

正の屈折力を有する正レンズ群Ｐを備え、
前記正レンズ群Ｐは、前記開口絞りに隣接、又は、前記開口絞りを含み、
前記正レンズ群Ｐは前記開口絞りと同じ軌跡で広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側に移動する、請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項11】

請求項１から請求項１０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】

従来より、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が広く普及している。このような撮像装置として、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ／フィルム用カメラ、監視カメラ、車載カメラ等種々のものがある。固体撮像素子を構成する受光素子の高集積化に伴い、いずれの撮像装置においても高機能化と共に小型化が進み、撮像装置の撮像光学系においても一層の高性能化及び小型化が求められている。

【0003】

撮像装置に用いる撮像光学系としては、被写体に応じて焦点距離を変化させることのできるズームレンズに対するニーズが高い。ズームレンズでは、大型化を抑制しつつ、変倍比を大きくすることが求められている。また、フォーカス域全域で諸収差が良好に補正されたズームレンズが望まれており、フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させるフローティング方式が採用することが増えている。

【0004】

このようなフローティング方式によりフォーカシングを行うズームレンズとして、例えば、特許文献１には、８群構成であり、第４レンズ群及び第６レンズ群をフォーカス群とし、第４レンズ群を低分散材料からなる単レンズで構成したズームレンズが提案されている。また、特許文献２には、７群構成であり、第３レンズ群及び第５レンズ群をフォーカス群とし、第３レンズ群と第５レンズ群の間に開口絞りが配置したズームレンズが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１１８８１６号公報

【特許文献2】特開２０１７－１２９６６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に開示のズームレンズでは、第４レンズ群が開口絞りよりも像側に配置されている。すなわち、フォーカス群が二つとも開口絞りよりも像側に配置されている。そのため、特許文献１と同様の構成で広角化を図ろうとすると、広角端において倍率色収差の補正が困難になり、フォーカス域全域で良好な光学性能を得ることが困難になる。また、開口絞りが像面から離れているため、後玉径の大径化を招き、ズームレンズ全体が大型化してしまう。

【0007】

一方、特許文献２に開示のズームレンズでは、開口絞りの前に配置されるフォーカス群である第３レンズ群をアッベ数が４０程度と比較的高分散の材料により構成している。そのため、特許文献２と同様の構成で広角化を図ろうとすると、やはり広角端において倍率色収差の補正が困難になり、フォーカス域全域で良好な光学性能を得ることが困難になる。

【0008】

そこで、本件発明の課題は、高変倍比を実現しつつ、小型でフォーカス域全域で光学性能の高いズームレンズ及び撮像装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本件発明に係るズームレンズは、複数のレンズ群を備え、隣接するレンズ群の間隔を変化させることで広角端から望遠端へズーミングするズームレンズであって、開口絞りと、当該開口絞りを挟んで物体側と像側にそれぞれ少なくとも1つのフォーカス群を有し、無限遠から近距離物体への合焦に際し、前記フォーカス群を光軸に沿って移動し、前記開口絞りよりも物体側に配置されるフォーカス群Ｆａが少なくとも１枚のレンズＬａを含み、前記レンズＬａは下記条件式を満たすことを特徴とする。
νａ ＞６０・・・・・（１）
但し、
νａ：前記レンズＬａを構成する材料のｄ線に対するアッベ数

【0010】

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】

【0011】

本件発明によれば、高変倍比を実現しつつ、小型でフォーカス域全域で光学性能の高いズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１のズームレンズのレンズ断面図である。

【図2】実施例１のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図3】実施例１のズームレンズの中間焦点位置における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図4】実施例１のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図5】実施例１のズームレンズの広角端における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図6】実施例１のズームレンズの中間焦点位置における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図7】実施例１のズームレンズの望遠端における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図8】実施例２のズームレンズのレンズ断面図である。

【図9】実施例２のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図10】実施例２のズームレンズの中間焦点位置における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図11】実施例２のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図12】実施例２のズームレンズの広角端における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図13】実施例２のズームレンズの中間焦点位置における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図14】実施例２のズームレンズの望遠端における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図15】実施例３のズームレンズのレンズ断面図である。

【図16】実施例３のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図17】実施例３のズームレンズの中間焦点位置における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図18】実施例３のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の諸収差図である。

【図19】実施例３のズームレンズの広角端における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図20】実施例３のズームレンズの中間焦点位置における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図21】実施例３のズームレンズの望遠端における近距離物体合焦時の諸収差図である。

【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】

【0013】

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。

【0014】

１．ズームレンズ
１－１．光学構成
当該ズームレンズは、ズームレンズは、複数のレンズ群を備え、隣接するレンズ群の間隔を変化させることで広角端から望遠端へズーミングするズームレンズであって、開口絞りと、当該開口絞りを挟んで物体側と像側にそれぞれ少なくとも１つのフォーカス群を有する。

【0015】

当該ズームレンズによれば、複数のレンズ群を備え、各レンズ群の間隔を変化させることで高変倍比を実現しつつ、ズーム域全域で諸収差を良好に補正して光学性能の高いズームレンズを得ることができる。その際に、当該ズームレンズでは、開口絞りの物体側と像側にそれぞれ少なくとも１つのフォーカス群を配置することで、いわゆるフローティング方式によりフォーカシングを行うことができる。そのため、高変倍比化を図ってもフォーカシングの際の収差変動を抑制することが容易になる。さらに、開口絞りを挟んで両側にフォーカス群を配置することで、開口絞りの位置が像面から遠くなり過ぎることを抑制することができ、広角化を図ったときに後玉径が大きくなりすぎることを抑制することができる。これらのことから、高変倍比を実現しつつ、小型でフォーカス域全域で光学性能の高いズームレンズを実現することができる。

【0016】

当該ズームレンズを構成するレンズ群の数や屈折力配置は特に限定されるものではない。開口絞りの前後に少なくとも１つのフォーカス群が配置される限り、その他の光学構成は特に限定されるものではない。しかしながら当該ズームレンズを構成するレンズ群の数が増加すると、当該ズームレンズを小型に構成することが困難になる。一方、当該ズームレンズを構成するレンズ群の数が少なくなると、高変倍比を実現しつつ、高い光学性能を得ることが困難になる。当該観点から、当該ズームレンズを構成するレンズ群の数は８つ以下であることが好ましく、７つ以下であることがより好ましい。また、当該ズームレンズを構成するレンズ群の数は、３つ以上であることが好ましく、４つ以上であることがより好ましい。また、当該ズームレンズは以下のレンズ群を備えることも好ましい。

【0017】

但し、レンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動又は静止する１枚又は複数枚のレンズのまとまりをいう。すなわち、レンズ群は１枚のレンズから構成されていてもよいし、複数のレンズから構成されていてもよい。また、レンズ群は開口絞りを含んでいてもよい。本発明に係るズームレンズでは、ズーミングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。後述する実施例のズームレンズについても同様である。

【0018】

（１）最物体側レンズ群
当該ズームレンズにおいて最も物体側に配置されるレンズ群（以下、「最物体側レンズ群」と称する。）は、正の屈折力を有していてもよいし、負の屈折力を有していてもよい。最物体側レンズ群が正の屈折力を有する場合、いわゆるポジティブリード型のズームレンズとなり、高変倍比を得る上でより有利な構成となる。最物体側レンズ群が負の屈折力を有する場合、いわゆるネガティブリード型のズームレンズとなり、広角化を図る上でより有利な構成となる。当該ズームレンズでは、より高変倍比を実現する上で、最物体側レンズ群は正の屈折力を有することがより好ましい。

【0019】

最物体側レンズ群を構成するレンズ枚数等に限定はないが、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図る上で、最物体側レンズ群は３枚以下のレンズにより構成されることが好ましい。

【0020】

（２）フォーカス群Ｆａ
開口絞りよりも物体側にフォーカス群Ｆａを配置することで、開口絞りよりも像側に配置されるフォーカス群と共にフォーカシングの際の収差変動を良好に抑制することが可能になり、フォーカス域全域で良好な光学性能を得ることができる。フォーカス群Ｆａは当該ズームレンズを構成するレンズ群（ズーム群）の中のいずれかのレンズ群全体であってもよいし、その一部であってもよいが、上記最物体側レンズ群よりも像側であって、開口絞りよりも物体側に配置されることが好ましい。

【0021】

フォーカス群Ｆａは正の屈折力を有していてもよいし、負の屈折力を有していてもよいが、負の屈折力を有することが好ましい。フォーカス群Ｆａが屈折力を有することで、高変倍比を実現しつつ、フォーカス域全域で光学性能の高い小型のズームレンズを実現することがより容易になる。

【0022】

ここで、フォーカス群Ｆａは少なくとも１枚のレンズを含み、後述する条件式（１）を満たす低分散材料からなるレンズＬａを少なくとも１枚含むものとする。但し、条件式（１）については後述する。開口絞りよりも物体側に配置されるフォーカス群をこのようなレンズＬａを用いて構成することにより、高変倍比を実現しつつ、広角化を図ったときも、広角端における倍率色収差を良好に補正することができ、ズーム域全域及びフォーカス域全域で高い光学性能を有するズームレンズを実現することがより容易になる。当該レンズＬａは負の屈折力を有することが好ましい。また、当該レンズＬａは物体側に発散面を有することも好ましい。さらに当該レンズＬａは、フォーカス群Ｆａにおいて最も物体側に配置されることも好ましい。下記条件式（１）を満たしつつ、これらの構成を採用することで、広角端における倍率色収差と、望遠端における軸上色収差をそれぞれバランスよく良好に補正することができる。

【0023】

また、フォーカス群Ｆａを構成するレンズの枚数は特に限定されるものではなく、上記レンズＬａのみから構成されていてもよく、上記レンズＬａを含む複数のレンズにより構成されていてもよいが、２枚以下のレンズにより構成されることが好ましい。フォーカス群Ｆａを２枚以下のレンズにより構成することで、フォーカス群の小型化及び軽量化を図ることができる。そのため、フォーカス群を光軸方向に移動させるためのアクチュエータ等の駆動機構の大型化を抑制し、鏡筒部分を含む当該ズームレンズ全体の小型化を図ることができる。

【0024】

フォーカス群Ｆａが２枚又は２枚以上のレンズを含む場合、そのうちの１枚のレンズは上記レンズＬａと異なる符号の屈折力を有することが好ましい。また、各レンズは空気間隔を空けて配置されていてもよいし、２枚又は２枚以上のレンズが接合された接合レンズを含むものとしてもよい。フォーカス群Ｆａを構成するレンズ間に空気間隔が存在すれば、フォーカシングの際の諸収差を補正する上でより好ましい。また、フォーカス群Ｆａが接合レンズを含む場合、フォーカス敏感度の高い場合でも組付誤差等を抑制することができる。但し、本発明でいう１枚のレンズとは、１つの単レンズ成分を意味する。したがって、上述のとおり、２枚以上（２つ以上の単レンズ成分）が接合された接合レンズについては、当該接合レンズを構成する単レンズ成分をそれぞれ１枚のレンズとしてカウントするものとする。

【0025】

当該ズームレンズにおいて、開口絞りよりも物体側に配置されるフォーカス群は２つ以上であってもよいが、上記駆動機構の大型等を抑制する上で、開口絞りよりも物体側に配置されるフォーカス群は上記フォーカス群Ｆａのみであることが好ましい。

【0026】

（３）正レンズ群Ｐ
当該ズームレンズは、開口絞りが配置されると共に、正の屈折力を有するレンズ群を有することが好ましい。当該レンズ群を本発明では正レンズ群Ｐと称する。開口絞りは、例えば、正レンズ群Ｐの物体側又は像側、或いは正レンズ群Ｐ内に配置され、ズーミングに際して正レンズ群Ｐと共に光軸に沿って移動し、又は像面に対して固定されるものとする。

【0027】

（４）像側フォーカス群
開口絞りの像側に配置されるフォーカス群（ここでは「像側フォーカス群」と称する。）は、当該ズームレンズを構成するレンズ群、又はその一部により構成される。像側フォーカス群は少なくとも１枚のレンズを含むものとする。また、フォーカス群の小型化及び軽量化を図る観点から、像側フォーカス群についても２枚以下のレンズにより構成されることが好ましい。

【0028】

像側フォーカス群は開口絞りよりも像側に配置されていれば特に限定されるものではなく、正の屈折力を有していてもよいし、負の屈折力を有していてもよい。開口絞りを挟んでその前後にフォーカス群を配置すると共に、各フォーカス群の屈折力を異なる符号とすることでフォーカシングの際の収差変動をより良好に抑制することが可能になる。

【0029】

また、当該ズームレンズが上記正レンズ群Ｐを有する場合、像側フォーカス群は正レンズ群Ｐよりも像側に配置されることが好ましい。正レンズ群Ｐにより収束した光束を像側フォーカス群に入射できるため、像側フォーカス群に入射する光束径のズーム位置による変動を抑制して、フォーカシングの際の収差変動を抑制することができる。

【0030】

当該ズームレンズにおいて、像側フォーカス群は２つ以上設けられていてもよいが、上記駆動機構の大型等を抑制する上で、像側フォーカス群は１つであることが好ましい。

【0031】

１－２．ズーミング時の動作
当該ズームレンズにおいて、ズーミングの際に隣接するレンズ群の光軸上の間隔が変化する限り、各レンズ群は像面に対して可動の可動群であってもよいし、像面に対して固定の固定群であってもよい。全てのレンズ群を可動群とすれば、広角端から望遠端へのズーミングに際し、各レンズ群の位置をそれぞれ変化させることができるため、諸収差を補正する上で好ましい。しかしながら、レンズ群を光軸に沿って移動させるためには、アクチュエータやモータ等の駆動機構が必要となり、鏡筒部分を含む当該ズームレンズ全体の大型化する。これらの観点から、各レンズ群を適宜、可動群又は固定群として選択すればよい。また、最物体側レンズ群及び正レンズ群Ｐについては、ズーミングの際、以下のように移動させることが好ましい。

【0032】

（１）最物体側レンズ群
最物体側レンズ群は固定群としてもよいが、可動群とすることが好ましく、特に広角端から望遠端へのズーミングに際して、物体側に移動させることが好ましい。最物体側レンズ群を物体側に移動させれば、広角端における光学全長が望遠端における光学全長より短くなり、鏡筒を入れ子構造にして、ズーミングの際に物体側に繰り出すようにすることで、不使用時は当該ズームレンズをコンパクトに収容することができる。
また、最物体側レンズ群を物体側に移動させるようにすることで、より高い変倍比を実現することが容易になる。但し、この場合、最物体側レンズ群に正の屈折力を配置することが高変倍比を得る上でより好ましい。

【0033】

（２）正レンズ群Ｐ
当該ズームレンズが正レンズ群Ｐを含む場合、当該正レンズ群Ｐは固定群としてもよいが、可動群とすることが好ましく、特に広角端から望遠端へのズーミングに際して、物体側に移動させることが好ましい。正レンズ群Ｐを物体側に移動させることで開口絞りも共に移動し、広角化を図ったときも前玉径が大きくなることを抑制することができる。

【0034】

１－３．フォーカシング時の動作
フォーカシングの際の各フォーカス群の移動の向きは特に限定されるものではないが、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、フォーカス群Ｆａ及び像側フォーカス群はそれぞれ像側に移動させることが好ましい。フォーカス群Ｆａ及び像側フォーカス群をそれぞれ異なる移動量で移動させることが好ましいが、これらを同じ移動量で移動させてもよい。

【0035】

１－４．条件式
当該ズームレンズは、上述した構成を採用すると共に、次に説明する条件式を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。

【0036】

１－４－１．条件式（１）
νａ ＞６０・・・・・（１）
但し、
νａ：レンズＬａを構成する材料のｄ線に対するアッベ数

【0037】

条件式（１）は、上記レンズＬａを構成する材料のｄ線に対するアッベ数を規定する式である。変倍比を高くすると広角端では倍率色収差が大きくなりやすく、望遠端では軸上色収差が大きくなりやすい。しかしながら、開口絞りよりも物体側に配置するフォーカス群Ｆａに条件式（１）を満たすレンズＬａが含まれることで、広角端における倍率色収差を良好に補正しつつ、望遠端における軸上色収差も良好に補正することが可能になる。

【0038】

これに対して、フォーカス群Ｆａに条件式（１）を満足するレンズＬａが含まれない場合、変倍比を高くしたときに、広角端における倍率色収差を良好に補正しようとすると、望遠端における軸上色収差が増大し、望遠端における軸上色収差を良好に補正しようとすると広角端における倍率色収差が増大するなど、両者をバランスよく補正すことが困難になる。

【0039】

上記効果を得る上で、条件式（１）の下限値は６５であることがより好ましく、７０であることがさらに好ましい。なお、この好ましい下限値を採用する場合、条件式（１）において不等号（＜）を等号付不等号（≦）に置換してもよい。次に説明する条件式（２）についても同様であり、下限値だけでなく上限値についても同様である。

【0040】

１－４－２．条件式（２）
０．１ ＜ Ｔｓ／Ｔａ ＜ ０．９・・・・・（２）
但し、
Ｔｓ：開口絞りから像面までの光軸上の距離
Ｔａ：広角端における当該ズームレンズの光学全長

【0041】

条件式（２）は開口絞りから像面までの光軸上の距離と角端における当該ズームレンズの光学全長との比を規定する式である。条件式（２）を満足することで、開口絞り位置が適切になり、開口絞りの両側に配置されるフォーカス群によりフォーカシングの際の収差変動等を抑制しつつ、前玉径及び後玉径が大きくなることを防ぎ、高い光学性能を実現しつつ、小型のズームレンズを得ることが容易になる。

【0042】

これに対して、条件式（２）の数値が下限値以下になると、開口絞りの位置が像面に近くなり過ぎてしまい、前玉径が大きくなるため好ましくない。一方、条件式（２）の数値が上限値以上になると、開口絞りの位置が像面から離れ過ぎてしまい、後玉径が大きくなるため好ましくない。また、条件式（２）の値が下限値以下となる場合、上限値以上となる場合のいずれの場合も、開口絞りの両側に配置されるフォーカス群を移動させるためのアクチュエータ等の駆動機構の鏡筒内への配置が困難になり、鏡筒径も大きくする必要が生じ、鏡筒部分を含むズームレンズ全体が大型化してしまう。

【0043】

上記効果を得る上で、条件式（２）の下限値は０．２であることがより好ましく、０．４であることがさらに好ましい。また、条件式（２）の上限値０．８であることがより好ましく、０．６であることがさらに好ましい。

【0044】

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。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、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ／フィルム用カメラ、監視カメラ、車載カメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた種々の撮像装置に好適である。また、これらの撮像装置は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し、レンズ交換式の撮像装置であってもよい。

【0045】

図２２は、当該撮像装置の構成の一例を模式的に示す図である。撮像装置１は、撮像装置本体２と、当該撮像装置本体２に対して取り付けられる鏡筒３と、ズームレンズの像側に配置された撮像素子２１、カバーガラス２２を有する。鏡筒３内に上記本件発明に係るズームレンズ、開口絞り３１、ズーミング時及びフォーカシング時にレンズ群を駆動するための駆動機構等が収容される。

【0046】

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0047】

（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における断面図である。当該ズームレンズは、複数のレンズ群Ｇ１～Ｇ７を備え、隣接するレンズ群の間隔を変化させることで広角端から望遠端へズーミングするものである。当該ズームレンズは開口絞りＳを挟んで物体側にフォーカス群Ｆａと像側フォーカス群をそれぞれ１つ有する。

【0048】

開口絞りＳの物体側には３つのレンズ群Ｇ１～Ｇ３が配置されている。当該ズームレンズにおいて最も物体側に配置される最物体側レンズ群Ｇ１（第一レンズ群）は正の屈折力を有し、最物体側レンズ群の像側には、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群Ｇ２（第二レンズ群）と、フォーカス群Ｆａ（第三レンズ群Ｇ３）とが配置されている。フォーカス群Ｆａは負の屈折力を有し、その最も物体側に物体側に発散面を有する負メニスカスレンズであるレンズＬａを備え、レンズＬａの像側には正レンズが配置されている。

【0049】

開口絞りＳの像側には、物体側から順に、開口絞りＳを含む正の屈折力を有する正レンズ群Ｐ（第四レンズ群Ｇ４）と、負の屈折力を有する像側フォーカス群Ｇ５（第五レンズ群）と、正レンズ１枚のみからなる正の屈折力を有するレンズ群Ｇ６（第六レンズ群）と、物体側に発散面を有する負メニスカスレンズからなる負の屈折力を有する最像側レンズ群Ｇ７（第七レンズ群）の４つのレンズ群を備えている。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図に示すとおりであり、ここでは説明を省略する。

【0050】

広角端から望遠端へのズーミングに際して、開口絞りＳの物体側に配置される３つのレンズ群のうち、最物体側レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、フォーカス群Ｆａを含む残りの２つのレンズ群Ｇ２、Ｇ３は像側へ移動する。開口絞りＳの像側に配置されるレンズ群Ｇ４～Ｇ７はいずれも物体側に移動する。

【0051】

また、無限遠から近距離物体への合焦に際し、両フォーカス群Ｆａ、Ｇ５が光軸に沿って像側に移動する。

【0052】

なお、図１において、「ＩＭＧ」は像面であり、具体的には、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を示す。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。

【0053】

（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、「面データ」、「非球面データ」、「変倍データ（無限遠合焦時）」、「変倍データ（有限距離合焦時）」を示す。また、各条件式に対応する値を表１に示す。表１は実施例３の後に示す。

【0054】

「面データ」において、「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＝５８７．５６１８ｎｍ）における屈折率、「ＡＢＶ」はｄ線におけるアッベ数である。また、「Ｎｏ．」の欄において面番号の次に示す「ＡＳＰＨ」はその面が非球面であることを示し、「ＳＴＯＰ」は開口絞りであることを示す。また、「ｄ」の欄において、「（ｄ５）」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。また、曲率半径の欄の「∞」は無限大を意味し、その面が平面であることを意味する。

【0055】

「非球面データ」は、非球面を次式で定義したときの各係数の値を示している。
z=ch²/[1+{1-(1+K)c²h²}^1/2]+A4h⁴+A6h⁶+A8h⁸+A10h¹⁰+A12h¹²
（但し、cは曲率(1/r)、hは光軸からの高さ、Kは円錐係数、A4、A6、A8、A10、A12は各次数の非球面係数）

【0056】

「変倍データ（無限遠合焦時）」は無限遠合焦時の各種データを示し、「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ω」は半画角、ｄ５等は面データに示す各可変間隔であり、広角端、中間焦点位置、望遠端におけるそれぞれの値を示している。

【0057】

「変倍データ（有限距離合焦時）」は有限距離（所定の撮影距離）合焦時の各可変間隔であり、広角端、中間焦点位置、望遠端におけるそれぞれの値を示している。

【0058】

これらの各表における事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。

【0059】

また、図２～図４に当該ズームレンズの無限遠合焦時の広角端、中間焦点位置、望遠端における縦収差図をそれぞれ示し、図５～図７に当該ズームレンズの無限遠合焦時の広角端、中間焦点位置、望遠端における縦収差図をそれぞれ示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）である。球面収差図は破線がＣ線（６５６．２７００ｎｍ）、実線がｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）、一点鎖線がＦ線（波長４８６．１３００ｎｍ）の特性を示す。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（図中、Ｓで示す）、を示し、破線がｄ線のメリディオナル像面（図中、Ｔで示す）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、以下では説明を省略する。

【0060】

［面データ］
No. R D Nd ABV
1 133.0288 2.0000 1.90366 31.31
2 96.2695 9.1066 1.43700 95.10
3 -349.1188 0.2000
4 91.4877 5.2643 1.43700 95.10
5 247.3711 (d5)
6 126.0655 3.8839 1.90110 27.06
7 -327.8015 0.9259
8 -220.4940 1.0000 2.00069 25.46
9 40.8285 4.5387
10 -318.3667 1.0000 1.76506 34.95
11 49.8633 5.6972 1.92643 21.91
12 -106.8134 1.0000 1.78061 44.91
13 376.2041 (d13)
14 -46.4446 1.2000 1.58951 63.58
15 -1306.9477 0.2000
16 114.7778 2.9911 1.85986 25.26
17 -1011.2224 (d17)
18STOP ∞ 0.8000
19 60.1664 3.0000 1.86407 34.78
20 296.6660 0.2000
21 35.3516 7.4774 1.49769 81.40
22 -306.5071 1.0000 1.85761 28.29
23 31.0704 4.3917 1.49825 81.24
24 65.9327 1.6424
25 35.0409 6.0622 1.77047 29.74
26 5258.0562 0.2397
27 44.3685 1.0636 1.80610 33.27
28 18.4438 6.4902 1.49710 81.56
29ASPH 96.2072 (d29)
30 829.3701 3.3667 1.92119 23.96
31 -72.6480 0.9000 1.74320 49.34
32 42.0231 (d32)
33 63.7357 6.9587 1.51680 64.20
34 -39.5462 (d34)
35ASPH -24.3046 1.3000 1.85108 40.12
36ASPH -98.1396 (d36)
37 ∞ 2.5000 1.51680 64.20
38 ∞ 1.0000

【0061】

［非球面データ］
No. K A4 A6 A8 A10 A12
29 0 1.05216E-05 7.88990E-09 9.32258E-12 4.02110E-14 9.23355E-17
35 0 -6.35691E-07 1.03143E-07 -4.21064E-10 9.61588E-13 -8.35481E-17
36 0 -8.28356E-06 7.79522E-08 -3.14763E-10 6.33345E-13 -5.08439E-17

【0062】

［変倍データ(無限遠合焦時)］
広角 中間 望遠
焦点距離 51.5015 99.9998 192.9993
Fno 2.9100 2.9100 2.9100
ω 22.9584 11.8287 6.1335
d 5 2.0000 38.3417 71.7058
d13 12.3084 7.4788 5.2384
d17 44.2080 23.1974 4.6996
d29 5.1774 7.3579 3.5000
d32 28.6122 26.4316 30.2896
d34 9.1946 9.2335 7.2110
d36 11.1000 15.7851 18.8052

【0063】

［変倍データ(有限距離合焦時)］
撮影距離 1000 1000 1300
d13 16.3411 10.7417 6.4380
d17 40.1753 19.9344 3.5000
d29 7.6690 14.4253 18.9341
d32 26.1206 19.3643 14.8555

【実施例0064】

（１）光学構成
図８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広角端における断面図である。当該ズームレンズは、複数のレンズ群Ｇ１～Ｇ７を備え、隣接するレンズ群の間隔を変化させることで広角端から望遠端へズーミングするものである。当該ズームレンズは開口絞りＳを挟んで物体側にフォーカス群Ｆａと像側フォーカス群をそれぞれ１つ有する。

【0065】

開口絞りＳの物体側には３つのレンズ群Ｇ１～Ｇ３が配置されている。当該ズームレンズにおいて最も物体側に配置される最物体側レンズ群Ｇ１（第一レンズ群）は正の屈折力を有し、最物体側レンズ群の像側には、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群Ｇ２（第二レンズ群）と、フォーカス群Ｆａ（第三レンズ群Ｇ３）とが配置されている。フォーカス群Ｆａは負の屈折力を有し、その最も物体側に両面に発散面を有する負レンズ（両凹レンズ）であるレンズＬａを備え、当該レンズＬａは正レンズと接合されている。

【0066】

開口絞りＳの像側には、物体側から順に、開口絞りＳを含む正の屈折力を有する正レンズ群Ｐ（第四レンズ群Ｇ４）と、負の屈折力を有する像側フォーカス群Ｇ５（第五レンズ群）と、正レンズ１枚のみからなる正の屈折力を有するレンズ群Ｇ６（第六レンズ群）と、物体側に発散面を有する負メニスカスレンズからなる負の屈折力を有する最像側レンズ群Ｇ７（第七レンズ群）の４つのレンズ群を備えている。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図に示すとおりであり、ここでは説明を省略する。

【0067】

広角端から望遠端へのズーミングに際して、開口絞りＳの物体側に配置される３つのレンズ群のうち、最物体側レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、フォーカス群Ｆａを含む残りの２つのレンズ群Ｇ２、Ｇ３は像側へ移動する。開口絞りＳの像側に配置されるレンズ群Ｇ４～Ｇ７はいずれも物体側に移動する。

【0068】

また、無限遠から近距離物体への合焦に際し、両フォーカス群Ｆａ、Ｇ５が光軸に沿って像側に移動する。

【0069】

（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以下に示す。また、各条件式に対応する値を後掲の表１に示す。また、図９～図１１に当該ズームレンズの無限遠合焦時の広角端、中間焦点位置、望遠端における縦収差図をそれぞれ示し、図１２～図１４に当該ズームレンズの無限遠合焦時の広角端、中間焦点位置、望遠端における縦収差図をそれぞれ示す。

【0070】

［面データ］
No. R D Nd ABV
1 110.2724 2.0000 1.90366 31.31
2 83.6373 8.9428 1.43700 95.10
3 -1498.5900 0.2000
4 113.5110 5.8537 1.43700 95.10
5 1484.4475 (d5)
6 960.4682 2.7908 1.90110 27.06
7 -188.0380 1.7184
8 -141.4735 1.0000 2.00069 25.46
9 55.4023 4.3585
10 -201.7889 1.0000 1.76869 49.80
11 78.4507 4.3850 1.92286 20.88
12 -129.9408 1.0000 1.82418 39.62
13 -364.7445 (d13)
14 -59.8599 1.2000 1.58103 60.71
15 70.3331 3.6659 1.90366 31.31
16 -2409.3139 (d16)
17STOP ∞ 0.8000
18 59.2221 3.0000 1.86271 34.92
19 251.0984 0.2000
20 34.8929 7.5742 1.49806 81.29
21 -298.6902 1.0000 1.85779 28.75
22 31.0519 5.1114 1.49934 78.91
23 65.8351 0.9122
24 34.6956 6.1478 1.77047 29.74
25 2157.9603 0.2786
26 43.2577 1.0538 1.80610 33.27
27 18.2935 6.3640 1.49710 81.56
28ASPH 88.8730 (d28)
29 801.0565 2.5819 1.92119 23.96
30 -69.0243 0.9000 1.74320 49.34
31 41.8040 (d31)
32 56.5596 7.1467 1.51680 64.20
33 -40.2114 (d33)
34ASPH -24.1695 1.3000 1.85108 40.12
35ASPH -100.4819 (d35)
36 ∞ 2.5000 1.51680 64.20
37 ∞ 1.0000

【0071】

［非球面データ］
No. K A4 A6 A8 A10 A12
28 0 1.04508E-05 8.29492E-09 1.06901E-11 4.14662E-14 9.30080E-17
34 0 1.84389E-07 1.05065E-07 -4.20367E-10 9.60849E-13 -8.55606E-16
35 0 -8.76883E-06 7.89457E-08 -3.12890E-10 6.29699E-13 -5.16796E-16

【0072】

［変倍データ(無限遠合焦時)］
広角 中間 望遠
焦点距離 51.5000 99.9998 194.0000
Fno 2.9100 2.9100 2.9100
ω 23.8494 12.1803 6.1470
d 5 2.0000 34.2578 71.7384
d13 8.0382 3.8129 6.4407
d16 49.6170 24.9735 5.3676
d28 5.8719 8.1244 3.5000
d31 28.4733 26.2208 30.8452
d33 7.5167 8.7313 6.5207
d35 12.4984 17.9411 17.3671

【0073】

［変倍データ(有限距離合焦時)］
撮影距離 1000 1000 1300
d13 17.8853 9.7720 8.3083
d16 39.7698 19.0144 3.5000
d28 9.7132 16.4756 20.2886
d31 24.6320 17.8696 14.0566