(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-12
(45)【発行日】2022-10-20
(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 20060101AFI20221013BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20221013BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2018224330
(22)【出願日】2018-11-30
【審査請求日】2021-05-14
(73)【特許権者】
【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】100124327
【氏名又は名称】吉村 勝博
(74)【代理人】
【識別番号】100143786
【氏名又は名称】根岸 宏子
(72)【発明者】
【氏名】岩澤 嘉人
(72)【発明者】
【氏名】小林 知広
【審査官】堀井 康司
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-090534(JP,A)
【文献】特開2014-228807(JP,A)
【文献】特開2013-205533(JP,A)
【文献】特開2013-101238(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00-17/08
G02B 21/02-21/04
G02B 25/00-25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、複数のレンズ群からなり全体で正の屈折力を有する後群と、から構成され、
隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、
前記第1レンズ群は、負の屈折力を有するレンズL1nを含み、
前記後群は、その周辺部における屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状の非球面raを有する正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズとを有し、且つ、当該後群は、前記非球面raよりも物体側に配置されると共に光軸と略直交する方向へ移動させることで像をシフトさせることが可能な負の屈折力を有する防振群と、当該非球面raよりも像側に配置されると共に無限遠から近接物体に合焦する際に光軸方向に移動する負の屈折力を有するフォーカス群とを備え、
前記非球面raは、物体側に凸の形状を有し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
1.85 < NdL1n < 2.20 ・・・(2)
1.86 < NdLnr < 2.20 ・・・(8)
但し、
NdL1n:前記負の屈折力を有するレンズL1nのd線における屈折率
NdLnr:前記後群に含まれる負の屈折力を有するレンズのうち、最も屈折
率の高
いレンズLnrのd線における屈折率
【請求項2】
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、複数のレンズ群からなり全体で正の屈折力を有する後群と、から構成され、
隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、
前記第1レンズ群は、負の屈折力を有するレンズL1nを含み、
前記後群は、その周辺部における屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状の非球面raを有する正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズとを有し、且つ、当該後群は、前記非球面raよりも物体側に配置されると共に光軸と略直交する方向へ移動させることで像をシフトさせることが可能な負の屈折力を有する防振群と、当該非球面raよりも像側に配置されると共に無限遠から近接物体に合焦する際に光軸方向に移動する負の屈折力を有するフォーカス群とを備え、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
1.85 < NdL1n < 2.20 ・・・(2)
1.86 < NdLnr < 2.20 ・・・(8)
0.50 < |(1-βvct)×βvctr| < 6.00 ・・・(12)
但し、
NdL1n:前記負の屈折力を有するレンズL1nのd線における屈折率
NdLnr:前記後群に含まれる負の屈折力を有するレンズのうち、最も屈折率の高いレンズLnrのd線における屈折率
βvct:望遠端における前記防振群の無限遠合焦時の横倍率
βvctr:望遠端における、前記防振群より像側に配置される全レンズの無限遠合焦時の合成横倍率
【請求項3】
以下の条件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。
-1.50 < f2/fw < -0.50 ・・・(14)
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項4】
前記非球面raは、物体側に凸の形状を有す
る請求項2に記載のズームレンズ。
【請求項5】
以下の条件式を満足する
請求項1又は請求項4に記載のズームレンズ。
0.002 < |ΔA|/RP < 0.080 ・・・(4)
但し、
RP:前記後群に含まれる前記非球面raの最大有効半径
ΔA:光軸からRPの高さ位置における前記非球面raのサグ量と、前記非球面raについて前記近軸曲率半径で定義される近軸球面のサグ量との差分
【請求項6】
前記後群は、像側に凹の形状を有するレンズ面rnを少なくとも1面含む請求項1から
請求項5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項7】
以下の条件式を満足する
請求項6に記載のズームレンズ。
0.20 < f2/frn < 0.80 ・・・(5)
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
frn:前記後群に含まれる前記レンズ面rnの中で最も屈折力の大きなレンズ面の焦点距離
【請求項8】
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項7のいずれか一項に記載のズームレンズ。
2.00 < CrL1f/fw < 1000.00 ・・・(6)
但し、
CrL1f:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項9】
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項8のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-0.90 < β2t < -0.45 ・・・(7)
但し、
β2t:望遠端における前記第2レンズ群の横倍率
【請求項10】
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項9のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-0.35 < β2w < -0.12 ・・・(3)
但し、
β2w:前記第2レンズ群の広角端における横倍率
【請求項11】
広角端から望遠端に変倍する際に、前記第1レンズ群が光軸上を移動する請求項1から
請求項10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項12】
以下の条件式を満足する
請求項11に記載のズームレンズ。
0.01 < |X1|/ft < 0.70 ・・・(9)
但し、
X1:広角端から望遠端に変倍する間に前記第1レンズ群が位置する最像側位置から最物体側位置までの距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項13】
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項12のいずれか一項に記載のズームレンズ。
0.010 < D2rt/ft < 0.040 ・・・(10)
但し、
D2rt:望遠端における前記第2レンズ群の最も像側のレンズ面と前記後群の最も物体側のレンズ面との間の光軸上の距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項14】
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項13のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-1.50 < βrw < -0.65 ・・・(11)
但し、
βrw:広角端における前記後群の合成横倍率
【請求項15】
前記第1レンズ群は正の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚有し、
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項14のいずれか一項に記載のズームレン
ズ。
0.0000 < ΔPgFp1< 0.0180 ・・・(1)
但し、
ΔPgFp1:前記第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズの異常分散性、ここで異常分散性とは部分分散比を縦軸、d線に対するアッベ数νdを横軸とする座標系において、部分分散比が0.5393、νdが60.49の硝材C7の座標と、部分分散比が0.5829、νdが36.30の硝材F2の座標とを通る直線を基準線としたときの、部分分散比の基準線からの偏差をいう
【請求項16】
以下の条件式を満足する請求項1から
請求項15のいずれか一項に記載のズームレンズ。
0.40 < f1/ft < 1.20 ・・・(13)
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【請求項17】
前記第2レンズ群は非球面を含まない請求項1から
請求項16のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項18】
請求項1から
請求項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し、特に、固体撮像素子等を用いた小型の撮像装置に好適な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影装置が普及している。撮像装置の光学系として、例えば、複数のレンズ群を備え、変倍時に各レンズ群間の間隔を変化させることで焦点距離を変化させるズームレンズが広く知られている。ズームレンズは被写体との距離に応じて焦点距離を調整することができるため、撮像時の利便性が高い。特に、35mm判換算で50mmの焦点距離を含むいわゆる標準系ズームレンズに対する需要が大きい。
【0003】
標準系ズームレンズとして、例えば、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、第3レンズ群より像側に正の屈折力のレンズ群とを有するズームレンズが提案されている(「特許文献1」参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、標準系ズームレンズに対する小型化、高性能化及び低コスト化に対する市場の要求は高い。防振群やフォーカス群を備えた標準系ズームレンズでは、要求される光学性能を満足しつつ、小型に構成するためには、異常分散性の硝材からなるレンズや非球面レンズを用いる必要がある。特許文献1に開示のズームレンズは第1レンズ群は異常分散性の硝材からなるレンズを配置し、第2レンズ群に非球面レンズを配置することで、小型で高い光学性能を実現しているものの、より一層の低コスト化が求められる。
【0006】
本件発明の課題は、防振群及びフォーカス群を備えた標準系ズームレンズの低コスト化を図り、且つ、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】
【0007】
上記課題を解決するため、本件発明に係るズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、複数のレンズ群からなり全体で正の屈折力を有する後群と、から構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、前記第1レンズ群は、負の屈折力を有するレンズL1nを含み、前記後群は、その周辺部における屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状の非球面raを有する正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズとを有し、且つ、当該後群は、前記非球面raよりも物体側に配置されると共に光軸と略直交する方向へ移動させることで像をシフトさせることが可能な負の屈折力を有する防振群と、当該非球面raよりも像側に配置されると共に無限遠から近接物体に合焦する際に光軸方向に移動する負の屈折力を有するフォーカス群とを備え、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
1.85 < NdL1n < 2.20 ・・・(2)
1.86 < NdLnr < 2.20 ・・・(8)
但し、
NdL1n:前記負の屈折力を有するレンズL1nのd線における屈折率
NdLnr:前記後群に含まれる負の屈折力を有するレンズのうち、最も屈折率の高いレンズLnrのd線における屈折率
【0008】
また、上記課題を解決するため、本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズの像側に前記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を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本件発明によれば低コスト化を図りつつ、小型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】
【0010】
【
図1】本件発明の実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。
【
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球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図3】実施例1のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
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球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図5】本件発明の実施例2のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。
【
図6】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球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図7】実施例2のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図8】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球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図9】本件発明の実施例3のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。
【
図10】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球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図11】実施例3のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【
図12】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球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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、以下に説明する当該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。
【0012】
1.ズームレンズ
1-1.ズームレンズの光学構成
本実施の形態のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、複数のレンズ群からなり全体で正の屈折力を有する後群とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。
【0013】
上記パワー配置を採用することで、正の屈折力を有する第1レンズ群及び後群の間に配置される第2レンズ群の負の屈折力を強くすることが容易となり、少ない移動量で第2レンズ群による変倍作用を大きくすることが出来る。すなわち、当該ズームレンズはいわゆる標準系ズームレンズに適した上記パワー配置を採用することで、高変倍比を実現し、広角から望遠まで広い範囲を変倍域に含むことができる。これと同時に、全体を小型に構成することができ、且つ、高い光学性能を実現することができる。そのため、当該ズームレンズは35mm判換算において50mmの焦点距離を含みつつ、広角端における当該ズームレンズの半画角(ω)を24°よりも大きくすることが容易になる。
以下、各レンズ群の光学構成等について説明する。
【0014】
(1)第1レンズ群
第1レンズ群は、当該ズームレンズを構成する複数のレンズ群において、最も物体側に配置される正の屈折力を有するレンズ群である。但し、第1レンズ群より物体側に、屈折力を有さない、若しくは屈折力の極めて小さい光学素子が配置されていてもよい。そのような光学素子として、例えば、レンズを汚れやキズなどから保護するための保護フィルターや、入射光量を低下させるために用いられるNDフィルターや、色彩を調整するためのPLフィルター等の種々のフィルターが挙げられる。
【0015】
第1レンズ群は正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。第1レンズ群は全体で正の屈折力を有するため、第1レンズ群は少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズを有すればよい。第1レンズ群を複数枚の正の屈折力を有するレンズを用いて構成すれば、望遠端における色収差や球面収差の補正が容易になるため好ましい。
【0016】
また、第1レンズ群は負の屈折力を有するレンズL1nを有することが、色収差や像面性の補正の点で好ましい。第1レンズ群は、負の屈折力を有するレンズL1nを少なくとも1枚有すればよく、複数枚の当該レンズL1nを有していてもよい。
【0017】
さらに、第1レンズ群が少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズL1nを含む場合、少なくともいずれか一のレンズL1nは、少なくともいずれか一の正の屈折力を有するレンズと接合されていることが好ましい。負の屈折力を有するレンズL1nと正の屈折力を有するレンズとを空気間隔を介して配置した構成と比較すると、偏芯誤差や、単レンズ間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
【0018】
さらに、第1レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズL1nのうち、少なくともいずれか一のレンズL1nのd線におけるアッベ数は45より小さく、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち、少なくともいずれか一のレンズのアッベ数は45より大きいことが色収差補正の点で好ましい。さらに、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち、少なくともいずれか一のレンズのアッベ数が57より大きいことがより好ましい。
【0019】
第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち、少なくともいずれか一のレンズのd線におけるアッベ数が上記の条件を満たしていればよく、他の正の屈折力を有するレンズのd線におけるアッベ数は特に限定されるものではない。しかしながら、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのd線におけるアッベ数が全て45より大きいと、色収差補正をより良好に行うことができるためより好ましい。また、色収差補正をさらに良好に行う上で、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのd線におけるアッベ数が全て48より大きいことが一層好ましく、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのd線におけるアッベ数が全て51より大きいことがより一層好ましい。
【0020】
第1レンズ群を構成するレンズ枚数は特に限定されるものではないが、当該ズームレンズの小型軽量化及び低コスト化を図りつつ、高い光学性能を実現する上で、2枚の正の屈折力を有するレンズと、1枚の負の屈折力を有するレンズL1nの合計3枚のレンズから構成することがより好ましい。
【0021】
(2)第2レンズ群
第2レンズ群は、上記第1レンズ群の像側に配置される負の屈折力を有するレンズ群である。第2レンズ群は全体で負の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。第2レンズ群は全体で負の屈折力を有するため、第2レンズ群は少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズを有すればよい。また、第2レンズ群は正の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚有することが、色収差の補正の点で好ましい。このとき、正の屈折力を有するレンズの像側に、負の屈折力を有するレンズを配置すると、望遠端において色収差補正をより良好に補正することができるため好ましい。
【0022】
さらに、第2レンズ群を複数枚の負の屈折力を有するレンズを用いて構成すれば、広角端における像面湾曲の補正が容易になるため好ましい。ここで、当該ズームレンズの径方向の小型化を図る上で、広角端では入射瞳位置をできる限り物体側に配置することが好ましい。広角端における入射瞳位置をより物体側に配置し、当該ズームレンズの小型化を図るという観点から、第2レンズ群が複数枚の負の屈折力を有するレンズを含む場合、互いに隣接配置された2枚以上の負の屈折力を有するレンズの像側に正の屈折力を有するレンズが配置されることが好ましい。また、当該ズームレンズの小型化を図る上で第2レンズ群の最も物体側に配置されるレンズはd線における屈折率が1.84より大きいことが好ましい。
【0023】
当該ズームレンズを構成するレンズ群の中で、第2レンズ群は比較的径の大きなレンズで構成される。そのため、第2レンズ群を非球面レンズを用いて構成すると、コストが非常に高くなる。従って、当該第2レンズ群は非球面レンズを含まないことが当該ズームレンズの低コスト化を図る上で好ましい。ここで、非球面とは非球面係数によって定義されるレンズ面の形状をいう。第2レンズ群には非球面を有するレンズが含まれていなければよく、第2レンズ群には平面や回折格子面などを有するレンズが含まれていてもよい。
【0024】
(3)後群
後群は、上記第2レンズ群よりも像側に配置される複数のレンズ群からなる群の総称である。後群は全体で正の屈折力を有すればよく、その具体的なレンズ群構成は特に限定されるものではない。後群は全体で正の屈折力を有するため、少なくとも一つの正の屈折力を有するレンズ群を有し、正の屈折力を有するレンズ群を2つ以上有していてもよいし、負の屈折力を有するレンズ群を1つ以上有していてもよい。当該ズームレンズの小型化を図る上で、後群の最も物体側には正の屈折力を有するレンズ群を配置することが高倍率化や大口径化の点で好ましいが、この点についても特に限定されるものではない。
【0025】
後群を構成するレンズ群の数は特に限定されるものではないが、後群を構成するレンズ群の数が多い方が、変倍域全域において収差補正を良好に行うことができるため好ましい。当該観点から、後群を構成するレンズ群の数は2以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましい。後群を構成するレンズ群の数が3以上であると、中間焦点距離において像面湾曲を良好に補正することができるため、変倍域全域においてより光学性能の高いズームレンズを得ることができて好ましい。例えば、後群は、2つ以上の正の屈折力を有するレンズ群と、1つ以上負の屈折力を有するレンズ群とから構成されることがさらに好ましい。
【0026】
i)非球面
後群は、少なくとも1つの非球面を含むことが好ましい。非球面を含むことで、少ないレンズ枚数で収差補正を良好に行うことができる。特に、後群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち少なくともいずれか1枚のレンズが当該非球面を有することが好ましい。後群が非球面を有し、且つ、正の屈折力を有するレンズを、少なくとも1枚有することで、その非球面により当該正の屈折力を有するレンズで発生する収差を小さくすることができるため、当該非球面を有するレンズにより強い正の屈折力を配置することが可能になる。そのため、高い光学性能を維持しつつ、少ないレンズ枚数で当該ズームレンズを構成することができ、当該ズームレンズの小型化及び低コスト化を図る上で有効である。
【0027】
このとき、上記非球面は、その周辺部における屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状の非球面raであることが好ましい。さらに、当該非球面raは、その全面において、その屈折力が近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状であることがより好ましい。
【0028】
さらに、上記非球面raは、物体側に凸の形状を有することが好ましい。後群に、物体側に凸の非球面raを配置することにより、軸上だけでなく、軸外の収差についても良好に補正することができる。そのため、収差補正に要するレンズ枚数及び非球面の数を少なくすることができる。その結果、小型で光学性能の高いズームレンズを低コストで実現することがより容易になる。
【0029】
ここで、当該非球面raにおける屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状とは、光軸からhの高さ位置における非球面raのサグ量が、非球面raについて前記近軸曲率半径で定義される近軸球面rのサグ量よりも小さいことをいう。
図13を参照しながらより詳細に説明する。
図13に、非球面raを有するレンズの一部を示す。但し、
図13は非球面raを有するレンズの一態様を示したものであり、非球面raを有するレンズの形状は
図13に示す態様に限定されるものではない。
【0030】
図13において、一点鎖線は光軸を示し、実線は当該非球面raを有するレンズの面形状を示し、破線は当該非球面raについて近軸曲率半径で定義される近軸球面rを示す。光軸からhの高さ位置におけるサグ量とは、一般に、レンズ面頂点から光軸に対して垂直な垂直面と、光軸からhの高さ位置におけるレンズ面と光軸に平行な直線とが交わる位置との光軸方向の距離をいう。当該非球面raが物体側に凸であるとき、光軸からhの高さ位置における非球面raのサグ量が、非球面raについて近軸曲率半径で定義される近軸球面rのサグ量よりも小さい形状であると、非球面raは、その周辺部における屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる。なお、図中、RPは当該非球面の最大有効半径RPを示し、ΔAは、光軸からこの最大有効半径RPと等しい高さ位置における非球面raのサグ量と、非球面raについて近軸曲率半径で定義される近軸球面rのサグ量との差分を示している。
【0031】
このような形状の非球面を用いることにより、当該非球面に強い屈折力を配置しつつ、球面収差やコマ収差の発生を抑制することができるため、少ないレンズ枚数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可能になる。
【0032】
ii)レンズ面rn
後群中に少なくとも像側に凹の形状を有する面rnを少なくとも1面有することが好ましい。負の屈折力を有するレンズLnrを有することで、第2レンズ群で発生する負の歪曲や像面性を打ち消すことが出来るため、歪曲や像面性の向上が達成される。それらにより、当該ズームレンズの高性能化が達成される。
【0033】
iii)レンズLnr
後群は、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズLnrを有することが好ましい。後群内に、負の屈折力を有するレンズLnrを配置することで、像面湾曲や色収差を低減することができ、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Lnrは後群を構成するレンズ群のうち、いずれかのレンズ群に含まれていればよい。また、当該レンズLnrを含むレンズ群は、正の屈折力を有していてもよく、負の屈折力を有していてもよいが、正の屈折力を有することが好ましい。
【0034】
(4)フォーカス群
当該ズームレンズにおいて、フォーカス群の有無は特に限定されるものではない。フォーカス群を設ける場合、当該ズームレンズを構成するレンズのうち少なくとも1枚のレンズをフォーカス群とし、合焦時に当該フォーカス群を光軸方向に移動させて被写体に合焦させることができる。当該ズームレンズにおいてフォーカス群として用いるレンズの位置や屈折力は特に限定されるものではない。
【0035】
当該ズームレンズにフォーカス群を設ける場合、フォーカス群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、フォーカス群を構成するレンズ枚数は1枚であっても、複数枚であってもよい。しかしながら、近接被写体に合焦する際に生じる収差変動を抑制する上では、フォーカス群は複数枚のレンズから構成されていることが好ましい。
【0036】
また、フォーカス群の小型化及び軽量化を図る上で、フォーカス群を1つの単レンズユニットから構成することが好ましい。ここで、単レンズユニットとは、1枚の単レンズ、或いは、複数の単レンズを空気間隔を介することなく一体化された接合レンズなどのレンズユニットをいう。すなわち、単レンズユニットは、複数の光学面を有する場合であっても、その最物体側面及び最像側面のみ空気と接し、その他の面は空気とは接していないものをいう。また、当該明細書において、単レンズは、球面レンズ及び非球面レンズのいずれであってもよい。また、非球面レンズには、表面に非球面フィルムが貼設されたいわゆる複合非球面レンズも含まれるものとする。特に、上記近接被写体に合焦する際に生じる収差変動を抑制しつつ、フォーカス群の小型化及び軽量化を図るという観点から、フォーカス群は複数枚の単レンズが空気間隔を介することなく一体化された接合レンズから構成されることがより好ましい。
【0037】
フォーカス群が上記1つの単レンズユニットから構成される場合、フォーカス群には空気間隔が含まれない。そのため、フォーカス群を複数の単レンズが空気間隔を介して配置された構成と比較すると、フォーカス群の小型化及び軽量化を図ることができる。その結果、合焦時にフォーカス群を光軸方向に移動させるためのメカ部材(以下、「フォーカス駆動機構」と称する。)の小型化及び軽量化を図ることができ、当該ズームレンズユニット全体の小型化及び軽量化を図ることができる。なお、ズームレンズユニットには、当該ズームレンズの他、変倍時に各レンズ群を相対的に移動させるための駆動機構(以下、ズーム駆動機構)や上記フォーカス駆動機構の他、これらを収容する鏡筒等が含まれるものとする。
【0038】
また、フォーカス群を複数枚の単レンズを空気間隔を介して配置した構成と比較すると、フォーカス群を上記1つの単レンズユニットから構成することにより、偏芯誤差や、単レンズ間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
【0039】
当該ズームレンズにフォーカス群を設ける場合、フォーカス群の配置は特に限定されるものではないが、第2レンズ群全体、若しくは、後群を構成するレンズ群のいずれか一のレンズ群、又は、その一部をフォーカス群とすることが好ましい。第1レンズ群は比較的径の大きなレンズにより構成されるため、第2レンズ群以降のレンズ群にフォーカス群を配置することによりフォーカス群の小型化及び軽量化が容易になる。
【0040】
特に、後群を構成するレンズ群のいずれか一のレンズ群、又は、その一部をフォーカス群とすることが好ましい。当該ズームレンズは上記パワー配置を採用することで、後群に対する入射光束の径を第1レンズ群や第2レンズ群に対する入射光束の径よりも小さくすることができる。そのため、後群を構成するレンズ群のいずれか一のレンズ群、又は、その一部をフォーカス群とすることで、第1レンズ群や第2レンズ群にフォーカス群や防振群を配置する場合と比較すると、フォーカス群の小型化及び軽量化を図ることができる。
【0041】
この場合、フォーカス群は負の屈折力を有することがより好ましい。後群中に、負の屈折力を有するフォーカス群を配置することにより、負の屈折力を有する第2レンズ群で発生する像面湾曲や歪曲収差を当該フォーカス群により相殺することができる。そのため、より光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【0042】
さらに、後群が上記非球面raを有する正の屈折力を有するレンズを含む場合、いずれかの上記非球面raよりも像側に負の屈折力を有するフォーカス群を配置することが、近接被写体合焦時の収差発生を少なくする上で好ましい。当該非球面raでは収差発生量が小さいため、これを相殺するために用いる負の屈折力を有するレンズにおける収差発生量も小さくすることができる。そのため、当該非球面raより像側に、負の屈折力を有するフォーカス群を配置し、当該フォーカス群により近接被写体に合焦することが光学性能の高いズームレンズを得る上で好ましい。さらに、上述したとおり、当該非球面raは物体側に凸形状であることがより好ましい。物体側に凸形状の非球面raは正の屈折力を有し、当該非球面raにおける球面収差やコマ収差の発生を抑制することができる。そのため、物体側に凸形状の非球面raよりも像側にフォーカス群を配置することで、当該フォーカス群により近接被写体に合焦することでより光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【0043】
また、当該ズームレンズにフォーカス群を設ける場合、フォーカス群に含まれるレンズ面は球面のみであってもよいし、非球面を含んでいてもよい。当該ズームレンズの低コスト化を図る上ではフォーカス群には非球面が含まれないことが好ましい。
【0044】
一方、フォーカス群に含まれるレンズ面のうち、少なくとも1面を非球面とすることにより、少ないレンズ枚数でフォーカス群を構成したときも、当該ズームレンズに要求される光学性能を満たすことが容易になる。フォーカス群の小型化及び軽量化が図られるため、フォーカス駆動機構含め、ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。このとき、フォーカス群に含まれる非球面を近軸曲率半径で定義される近軸球面から求められる屈折力を弱める形状とすることで、合焦時の球面収差、コマ収差及び像面湾曲を良好に補正することができるため、より光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
【0045】
なお、当該ズームレンズに含まれるフォーカス群は一つに限定されるものではなく、複数のレンズ群又は複数のレンズ群の一部分をフォーカス群としてもよい。すなわち、フローティング方式により合焦してもよい。フローティング方式を採用することにより、より近接合焦時の球面収差や像面性をよくすることが出来るため、光学性能のより高いズームレンズを実現することができて好ましい。
【0046】
(5)防振群
当該ズームレンズにおいて、防振群の有無は特に限定されるものではない。撮影時に撮像装置に振動が伝わるなどして生じる像ブレを補正するためには、電気的に画像を補正したり、撮像素子を移動させたりすることにより行うことができる。当該ズームレンズに防振群を設けない場合、これらの方法で像ブレを補正することができる。
【0047】
当該ズームレンズに防振群を設ける場合、当該ズームレンズを構成するレンズのうち少なくとも1枚のレンズを偏芯することにより、像シフトすればよく、その方法は特に限定されるものではない。
【0048】
例えば、当該ズームレンズを構成するレンズのうち、少なくとも1枚のレンズを防振群とし、当該防振群を光軸と略直交する方向へ移動することで像シフトさせると、鏡筒含めたズームレンズユニット全体の小型化を図ることができるため、小型化を図る上で好ましい。
【0049】
当該ズームレンズに防振群を設ける場合、防振群の配置は特に限定されるものではないが、後群内に防振群を設けることがより好ましい。当該ズームレンズは上記パワー配置を採用することで、後群に対する入射光束の径を第1レンズ群や第2レンズ群に対する入射光束の径よりも小さくすることができる。そのため、防振群を後群に配置することにより、第1レンズ群又は第2レンズ群に防振群を配置する場合と比較すると、防振群の小型化及び軽量化を図ることができる。
【0050】
また、当該ズームレンズにおいて、防振群は、開口絞りより像側に配置されることが好ましい。開口絞りより像側は、変倍中の光線高さの変動が小さい為、変倍中の収差変動も小さい。そのため開口絞りよりも像側に防振群を配置すれば、防振群により像シフトさせたときも変倍中の収差変動が小さく、変倍域全域において高い光学性能を実現することができる。
【0051】
当該ズームレンズに防振群を設ける場合、防振群の屈折力は特に限定されるものではなく、正であってもよいし、負であってもよい。後群内に防振群を設ける場合、後群は全体で正の屈折力を有するため、防振群に負の屈折力を配置することにより、像ブレを補正する際の防振群の移動量を小さくすることができる。そのため、鏡筒径が大きくなることを抑制することができて好ましい。
【0052】
さらに、後群が上記非球面raを有する正の屈折力を有するレンズを含む場合、いずれかの上記非球面raよりも物体側に負の屈折力を有する防振群を配置することが、像ブレ補正時の収差発生を少なくする上で好ましい。当該非球面raでは収差発生量が小さいため、これを相殺するために用いる負の屈折力を有するレンズにおける収差発生量も小さくすることができる。そのため、当該非球面raより物体側に、負の屈折力を有する防振群を配置し、当該防振群により像ブレ補正を行うことが光学性能の高いズームレンズを得る上で好ましい。さらに、上述したとおり、当該非球面raは物体側に凸形状であることがより好ましい。物体側に凸形状の非球面raは正の屈折力を有し、当該非球面raにおける球面収差やコマ収差の発生を抑制することができる。そのため、物体側に凸形状の非球面raよりも物体側に防振群を配置することで、当該防振群により像ブレ補正を行うことでより光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【0053】
当該ズームレンズに防振群を設ける場合、防振群を構成するレンズの枚数は特に限定されるものではない。防振群を複数枚のレンズで構成すれば、防振時の収差変動を抑えることができて好ましい。このとき、防振群は、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとをそれぞれ少なくとも1枚ずつ有することが好ましい。防振群が少なくともそれぞれ1枚の負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとを有する場合、防振時の色収差の発生を抑制することができ、より光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
【0054】
防振群は、1枚の負の屈折力を有するレンズと1枚の正の屈折力を有するレンズとから構成されることが好ましい。このように防振群を2枚のレンズのみから構成することにより防振群の小型化及び軽量化を図ることができ、防振駆動機構含む当該ズームレンズユニット全体の小型化が図られる。
【0055】
防振群を1枚の負の屈折力を有するレンズと1枚の正の屈折力を有するレンズとから構成する場合、これらの2枚のレンズは接合されていることが好ましい。すなわち、防振群は、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとが接合された上記単レンズユニットから構成されていることが好ましい。防振群を単レンズユニットから構成することで、防振群の小型化及び軽量化をより一層図ることができ、当該ズームレンズユニット全体の小型化をより一層図ることができる。また、防振群を単レンズユニットから構成することにより、偏芯誤差や、単レンズ間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
【0056】
また、当該ズームレンズに防振群を設ける場合、防振群に含まれるレンズ面は球面のみであってもよいし、非球面を含んでいてもよい。当該ズームレンズの低コスト化を図る上では防振群には非球面が含まれないことが好ましい。
【0057】
一方、防振群に含まれるレンズ面のうち、少なくとも1面を非球面とすることにより、少ないレンズ枚数で防振群を構成したときも、当該ズームレンズに要求される光学性能を満たすことが容易になる。防振群の小型化及び軽量化が図られるため、防振駆動機構含め、防振ユニット全体の小型化を図ることができる。このとき、防振群に含まれる非球面を近軸曲率半径で定義される近軸球面から求められる屈折力を弱める形状とすることで、防振(偏芯)時の球面収差、コマ収差及び像面湾曲を良好に補正することができるため、より光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
【0058】
(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。但し、ここでいう開口絞りは、当該ズームレンズの光束径を規定する開口絞り、すなわち当該ズームレンズのFnoを規定する開口絞りをいう。
【0059】
当該ズームレンズでは、開口絞りを後群に配置することが、絞り径を小さくすることができ、絞りユニットの小型化の点で好ましい。開口絞りを後群に配置するとは、後群を構成する各レンズ群の物体側又は像側、或いは、後群を構成する各レンズ群内に開口絞りが配置されることをいうものとする。上述したとおり、当該ズームレンズでは、第2レンズ群による変倍作用が比較的大きいため、後群に対する入射光束の径の変動は小さい。そのため、開口絞りの絞り径をより小さくすることができ、絞り径の変動を抑制する上で、後群の物体側、又は後群を構成するレンズ群のうち、最も物体側配置されるレンズ群内に開口絞りを配置することがより好ましい。
【0060】
また、後群が上記レンズ面rnやレンズ面Lnrを備える場合、開口絞りはレンズ面rn及びレンズ面Lnrよりも物体側に配置されることが好ましい。第2レンズ群で発生する負の歪曲収差や正の像面湾曲を打ち消すためには、開口絞りを挟む前後で同じ方向の収差を発生させればよい。そのため、開口絞りを後群に配置する際に、面rnやレンズLnrより物体側に開口絞りを配置すれば、第2レンズ群で発生する上記負の歪曲収差や正の像面湾曲を後群で効率的に打ち消すことができるため、小型で、且つ、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ため好ましい。
【0061】
(7)レンズ群構成
当該ズームレンズを構成するレンズ群の数は特に限定されるものではないが、例えば、正の屈折力を有する第1レンズ群、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群及び正の屈折力を有する第6レンズ群からなり、第3レンズ群以降が全体で正の屈折力を有する後群である6群構成のズームレンズ、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、負の屈折力を有する第4レンズ群、負の屈折力を有する第5レンズ群及び正の屈折力を有する第6レンズ群からなり、第3レンズ群以降が全体で正の屈折力を有する後群である6群構成のズームレンズ、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正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、負の屈折力を有する第5レンズ群、負の屈折力を有する第6レンズ群及び正の屈折力を有する第7レンズ群からなり、第3レンズ群以降が全体で正の屈折力を有する後群である7群構成のズームレンズなど種々のレンズ群構成を採用することができる。物体側から順に正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、全体で正の屈折力を有する後群とを備える構成であれば、当該ズームレンズの具体的なレンズ群構成は特に限定されるものではない。
【0062】
1-2.動作
(1)変倍時の動作
当該ズームレンズにおいて、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで広角端から望遠端への変倍を行う。互いに隣接するレンズ群間の光軸上の間隔が変化する限り、各レンズ群間の間隔の増減は特に限定されるものではない。例えば、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間の光軸上の間隔が減少するように、第1レンズ群及び第2レンズ群を相対的に移動させれば、小型で、且つ、変倍比の高いズームレンズを得ることができて好ましい。このとき、第2レンズ群と後群との間の光軸上の間隔が減少するように、第2レンズ群と後群において最も物体側に配置されるレンズ群とを相対的に移動させることが、小型で、且つ、変倍比の高いズームレンズを得る上でより好ましい。なお、レンズ群を相対的に移動させるとは、空気間隔を介して隣接する二つのレンズ群をそれぞれ移動させることの他、空気間隔を介して隣接する二つのレンズ群のうちいずれか一方のレンズ群を移動させることも含む。
【0063】
後群は複数のレンズ群から構成される。変倍に際して、後群を構成する各レンズ群間の光軸上の間隔が変化する限り、各レンズ群間の間隔の増減は特に限定されるものではない。また、変倍に際して、後群を構成する各レンズ群間の光軸上の間隔が変化するように、各レンズ群が相対的に移動すればよく、後群を構成する全てのレンズ群が光軸に沿って移動してもよいし、いずれか一以上のレンズ群が像面に対して固定され、その他のレンズ群が光軸に沿って移動してもよい。
【0064】
広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の移動の向きや移動量は特に限定されるものではなく、要求される変倍比等に応じて適宜設定することができる。例えば、当該ズームレンズにおいて最も物体側に配置される第1レンズ群を物体側に移動させるようにすれば、広角端における当該ズームレンズの光学全長を短くすることができる。この場合、鏡筒を外筒部分に対して内筒部分を繰り出し可能に収容した入れ子状の構造とし、広角端から望遠端への変倍時に例えば内筒部分を繰り出して第1レンズ群を物体側に移動させ、望遠端から広角端への変倍時に内筒部分が外筒部分に収容されるようにすれば、広角端状態における鏡筒長を短くすることができ、当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。
【0065】
(2)合焦時の動作
当該ズームレンズにフォーカス群を設ける場合、上述したとおり、フォーカス群の位置や屈折力等は特に限定されるものではない。また、無限遠から近接物体への合焦の際に、フォーカス群の移動の方向等についても特に限定されるものではない。例えば、後群内に負の屈折力を有するフォーカス群を配置する場合、当該フォーカス群を像側に移動させて、無限遠から近接物体に合焦することが好ましい。一方、第2レンズ群をフォーカス群として用いる場合、当該第2レンズ群を物体側に移動させて、無限遠から近接物体に合焦することが好ましい。
【0066】
ここで、近接被写体撮像時における軸上色収差の発生量や球面収差の発生量は広角端の方が望遠端より少ない。そのため、望遠端における最短撮像距離よりも広角端における最短撮像距離を短くしても広角端における上記収差の各発生量は少ない。従って、望遠端における最短撮像距離に対して、広角端における最短撮像距離を短くすることにより、被写体との距離や被写体の大きさに合わせて、撮像画角を適宜選択することができ、当該ズームレンズにより撮像可能な撮像シーンを拡大することができる。但し、最短撮像距離(最短撮影距離)とは、結像面から被写体までの最短の距離をいう。
【0067】
1-3.条件式
当該ズームレンズでは、上述した構成を採用するとともに、次に説明する条件式を1つ以上満足することが好ましい。
【0068】
1-3-1.条件式(1)
0.0000 < ΔPgFp1 < 0.0180 ・・・(1)
但し、
ΔPgFp1:第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズの異常分散性
ここで、異常分散性とは部分分散比を縦軸、d線に対するアッベ数νdを横軸とする座標系において、部分分散比が0.5393、νdが60.49の硝材C7の座標と、部分分散比が0.5829、νdが36.30の硝材F2の座標とを通る直線を基準線としたときの、部分分散比の基準線からの偏差をいうものとする。
【0069】
上記条件式(1)は、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの異常分散性を規定する式である。条件式(1)を満足させることで、色収差補正を良好に行いつつ、コストを適正な範囲内にすることができる。
【0070】
正の屈折力を有するレンズ群では、負の屈折力を有するレンズを高分散硝材製とし、正の屈折力を有するレンズを低分散硝材製とすることで色収差を補正することが一般的である。しかしながら、高分散硝材では可視光領域において短波長から長波長に向けて屈折率が正の2次曲線的に変化するのに対して、低分散硝材では屈折率が直線的に変化するため、この2つのレンズを組み合わせても全ての波長領域で過不足なく色収差の補正を行うことは困難である。一方、正の異常分散性を有する硝材からなるレンズは高分散硝材と同様に短波長から長波長に向けて屈折率が正の2次曲線的に変化する。そのため、正の屈折力を有するレンズを正の異常分散性を有する硝材製とすると、長波長域においても色収差を過不足なく補正することが容易になるため、より良好な色収差補正を行う上で好ましい。一方、異常分散性の高い硝材からなるレンズは高価である。第1レンズ群を構成するレンズは他のレンズ群を構成するレンズと比較すると径が大きい。そのため、異常分散性が高すぎる硝材からなるレンズを第1レンズ群に用いることは当該ズームレンズの低コスト化を図る上で好ましくない。従って、条件式(1)の数値が上限値以上になると、色収差補正をより良好に行う上では好ましいが、低コスト化を図ることが困難になるため好ましくない。また、条件式(1)の数値が下限値以下になると、低コスト化を図る上では好ましいが、長波長域における色収差補正が不足気味になるため好ましくない。
【0071】
上記効果を得る上で、条件式(1)の下限値は0.0015であることがより好ましく、0.0018であることがさらに好ましく、0.0025であることが一層好ましく、0.0030であることがより一層好ましく、0.0045であることがさらに一層好ましい。また条件式(1)の上限値は0.0150であることがより好ましく、0.0140であることがさらに好ましい。
なお、当該条件式(1)において、上記下限値及び上限値の好ましい数値を適宜選択することができ、その場合、条件式(1)における不等号(<)を等号付不等号(≦)に変換してもよい。他の条件式についても同様である。
【0072】
第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズすべてが、条件式(1)を満足することがさらに好ましい。
【0073】
1-3-2.条件式(2)
1.86 < NdL1n < 2.20 ・・・(2)
但し、
NdL1n:第1レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズL1nのd線における屈折率
【0074】
条件式(2)は、第1レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズL1nのd線における屈折率を規定する式である。正の屈折力を有するレンズ群では、負の屈折力を有するレンズを高屈折率硝材製とし、正の屈折力を有するレンズを低屈折率硝材製とすることでペッツバール和の補正を行うことが一般的である。しかしながら、屈折率が高い硝材からなるレンズは高価である。第1レンズ群を構成するレンズは他のレンズ群と比較すると径が大きい。そのため、屈折率が高すぎる硝材からなるレンズを第1レンズ群に用いることは当該ズームレンズの低コスト化を図る上で好ましくない。条件式(2)を満足させることで、ペッツバール和を良好に補正して良好な像面性を確保しつつ、コストを適正な範囲にすることができて好ましい。
【0075】
これらの効果を得る上で、条件式(2)の下限値は1.88であることが好ましく、1.90であることがより好ましい。また条件式(2)の上限値は2.10であることが好ましく、2.05であることがより好ましい。
【0076】
1-3-3.条件式(3)
-0.35 < β2w < -0.12 ・・・(3)
但し、
β2w:第2レンズ群の広角端における横倍率
【0077】
条件式(3)は、広角端における第2レンズ群の横倍率を規定するための式である。条件式(3)を満足させることにより、当該ズームレンズの広角端における画角を広くする上で、第2レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、当該ズームレンズの広角化を図ると共に、当該ズームレンズの低コスト化を図ることが容易になる。
【0078】
これに対して、条件式(3)の数値が上限値以上になると、第2レンズ群の屈折力が強くなるため、少ないレンズ枚数で収差補正を良好に行うことが困難になるため、当該ズームレンズの低コスト化を図る上で好ましくない。一方、条件式(3)の数値が下限値以下になると、第2レンズ群の屈折力が小さくなるため、当該ズームレンズの広角化を図る上で好ましくない。
【0079】
上記効果を得る上で、条件式(3)の下限値は-0.32であることがより好ましく、-0.30であることがさらに好ましく、-0.28であることが一層好ましく、-0.26であることが一層好ましく、-0.24であることが一層好ましい。また条件式(3)の上限値は-0.14であることが好ましく、-0.15であることがさらに好ましく、-0.16であることが一層好ましく、-0.18であることがより一層好ましい。
【0080】
1-3-4.条件式(4)
0.002 < |ΔA|/RP < 0.080 ・・・(4)
但し、
RP:後群に含まれる前記非球面raの最大有効半径
ΔA:光軸からRPの高さ位置における非球面raのサグ量と、前記非球面raについて前記近軸曲率半径で定義される近軸球面のサグ量との差分
【0081】
条件式(4)は、後群に含まれる物体側に凸の非球面raの形状を規定するための式である。上述したとおり、非球面raは、その周辺部における屈折力が、近軸曲率半径で定義される近軸球面における屈折力よりも弱くなる形状であることが好ましく、このとき、非球面raのサグ量が上記条件式(4)を満足する量であることが好ましい。
【0082】
条件式(4)を満足するような形状の非球面raを後群に配置することで、当該レンズに強い屈折力を配置しつつ、球面収差やコマ収差の発生量を小さくすることができるため、少ないレンズ枚数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。
【0083】
これに対して、条件式(4)の数値が上限値以上になると、非球面raのサグ量と上記近軸球面のサグ量との差分が大きく、当該レンズの周辺部における屈折力が上記近軸球面における屈折力よりも弱くなるため、球面収差の補正が過剰となる。一方、条件式(4)の数値が下限値以下になると、非球面raのサグ量と上記近軸球面のサグ量との差分が小さく、当該レンズの周辺部における屈折力と上記近軸球面における屈折力との差も小さくなるため、非球球面収差やコマ収差の補正不足となる。そのため、いずれの場合も少ないレンズ枚数で収差補正を良好に行うことが困難になり、小型で光学性能の高いズームレンズを低コストで実現することが困難になるため好ましくない。
【0084】
上記効果を得る上で、条件式(4)の下限値は0.004であることがより好ましく、0.006であることがさらに好ましく、0.007であることが一層好ましく、0.008であることがより一層好ましく、0.010であることがさらに一層好ましい。また条件式(4)の上限値は0.070であることが好ましく、0.050であることがさらに好ましく、0.040であることが一層好ましく、0.030であることがより一層好ましい。
【0085】
1-3-5.条件式(5)
0.20 < f2/frn < 0.80 ・・・(5)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離
frn:後群に含まれるレンズ面rnの中で最も屈折力の大きなレンズ面の焦点距離
【0086】
条件式(5)は、第2レンズ群の焦点距離と後群中の像側に凹の形状を有する面rnにおける焦点距離との比を規定するための式である。像側に凹の形状を有するレンズ面rnが複数存在する場合、その中で最も屈折力の大きなレンズ面rnの焦点距離がfrnである。条件式(5)を満足させることにより、第2レンズ群で発生する負の歪曲収差や正の像面湾曲を当該レンズ面rnにより打ち消すことが出来るため、第2レンズ群に強い屈折力を配置して当該ズームレンズの小型化を図りつつ、歪曲収差や像面湾曲の発生量を小さくすることができるため、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である。また、当該効果を得る上で、絞りより像側に当該レンズ面rnが配置されることが好ましく、当該後群に含まれるレンズ面rnの中で最も屈折力の大きなレンズ面が絞りより像側に配置されることがより好ましい。
【0087】
上記効果を得る上で、条件式(5)の下限値は0.22であることがより好ましく、0.25であることがさらに好ましく、0.28であることが一層好ましく、0.32であることがより一層好ましい。また条件式(5)の上限値は0.75であることが好ましく、0.70であることがさらに好ましく、0.65であることが一層好ましく、0.60であることがより一層好ましく、0.55であることがさらに一層好ましい。
【0088】
1-3-6.条件式(6)
2.00 < CrL1f/fw < 1000.00 ・・・(6)
但し、
CrL1f:第1レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【0089】
条件式(6)は、第1レンズ群において最も物体側に配置されるレンズ面の曲率半径と広角端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(6)を満足させることにより、歪曲収差や像面湾曲を良好に補正することができ、小型で光学性能の高いズームレンズを実現しつつ、ゴーストの発生も抑制することができるため好ましい。
【0090】
これに対して、条件式(6)の数値が下限値以下になると、すなわち広角端における当該ズームレンズの焦点距離に対して、第1レンズ群において最も物体側に配置されるレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎると、歪曲収差が過補正となると共に、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。一方、条件式(6)の数値が上限値以上になると、第1レンズ群において最も物体側に配置されるレンズ面が平面に近い形状となり、当該ズームレンズに入射した光が像面やカバーガラス等の平面において反射し、その反射光が第1レンズ群において最も物体側に配置されるレンズ面で再反射し、それが再度像面に入射することによりゴーストが発生するため好ましくない。また、この場合、所定の変倍比や画角等を実現するには、第1レンズ群において最も物体側に配置されるレンズ面の有効径も大きくする必要があるため、当該ズームレンズの小型化を図る上で好ましくない。
【0091】
上記効果を得る上で、条件式(6)の下限値は2.50であることがより好ましく、3.00であることがさらに好ましく、3.50であることが一層好ましく、4.00であることがより一層好ましく、4.50であることがさらに一層好ましく、5.50であることがさらに一層好ましい。また条件式(6)の上限値は500.00であることが好ましく、100.00であることがさらに好ましく、50.00であることが一層好ましく、40.00であることがより一層好ましい。
【0092】
1-3-7.条件式(7)
-0.90 < β2t < -0.45 ・・・(7)
但し、
β2t:望遠端における第2レンズ群の横倍率
【0093】
条件式(7)は、望遠端における第2レンズ群の横倍率を規定する式である。条件式(7)を満足させることにより、望遠端における焦点距離が長いズームレンズを実現しつつ、低コスト化を図ることができる。
【0094】
これに対して、条件式(7)の数値が下限値以下になると、第2レンズ群の望遠端における横倍率が大きくなり、第2レンズ群による拡大倍率が大きくなるため、第1レンズ群で発生する色収差をより小さく補正する必要が生じる。そのため、色収差の小さいズームレンズを得るには、第1レンズ群を構成するレンズを分散の小さい硝材製のものとする必要がある。分散の小さい硝材は高価であるため、当該ズームレンズの低コスト化を図る上で好ましくない。一方、条件式(7)の数値が上限値以上になると、第2レンズ群の望遠端における横倍率が小さくなり、望遠端における焦点距離を長くすることが困難になる。そのため、標準系ズームレンズでは高変倍比を実現することが困難になるため好ましくない。
【0095】
上記効果を得る上で、条件式(7)の下限値は-0.85であることがより好ましく、-0.80であることがさらに好ましく、-0.75であることがより一層好ましく、-0.70であることがより一層好ましく、-0.65であることがより一層好ましい。また条件式(7)の上限値は-0.47であることが好ましく、-0.48であることがさらに好ましく、-0.51であることが一層好ましく、-0.52であることがより一層好ましい。
【0096】
1-3-8.条件式(8)
1.86 < NdLnr < 2.20 ・・・(8)
但し、
NdLnr:後群に含まれる負の屈折力を有するレンズのうち、最も屈折率の高いレンズLnrのd線における屈折率
【0097】
条件式(8)は、後群に含まれる負の屈折力を有するレンズのうち、最も屈折率の高いレンズLnrのd線における屈折率を規定する式である。ここで、後群は負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚含めばよく、後群に含まれる負の屈折力を有するレンズが複数存在する場合は、その中で最も屈折率の高いレンズをレンズLnrとする。また、後群中にレンズLnrが複数存在してもよく、後群に含まれるレンズLnrの枚数は特に限定されるものではない。条件式(8)を満足させることにより、ペッツバール和の補正が良好となり、像面湾曲の小さいズームレンズを実現することができる。
【0098】
上記効果を得る上で、条件式(8)の下限値は1.88であることが好ましく、1.90であることがより好ましい。また条件式(8)の上限値は2.10であることが好ましく、2.05であることがより好ましい。
【0099】
1-3-9.条件式(9)
0.01 < |X1|/ft < 0.70 ・・・(9)
但し、
X1:広角端から望遠端に変倍する間に第1レンズ群が位置する最像側位置から最物体側位置までの距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【0100】
条件式(9)は、広角端から望遠端に変倍する際の第1レンズ群の物体側への移動量を規定する式である。条件式(9)を満足する場合、第1レンズ群の屈折力が適正であり、且つ、変倍時における当該移動量が適正な範囲内となる。そのため、所定の変倍を確保しつつ、広角端における当該ズームレンズの光学全長を短くすることができ、当該ズームレンズの小型化を図ることができる。
【0101】
これに対して、条件式(9)の数値が下限値以下になると、変倍時における第1レンズ群の上記移動量が小さくなる。この場合、所定の変倍比を確保するには、各レンズ群の屈折力を強くする必要がある。各レンズ群の屈折力を強くすると、軸上色収差や球面収差等の収差補正の為に多くのレンズ枚数が必要となり、当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。また、条件式(9)の数値が上限値以上になると、変倍時における第1レンズ群の上記移動量が大きくなる。この場合、鏡筒を外筒部分に内筒部分を収容した入れ子状の構造とした場合、広角端における光学全長に合わせて鏡筒長を設計すると、内筒部分を2重にして外筒部分に収容する必要が生じるなど、鏡筒の構造が複雑となり、鏡筒の外径も大きくなるため好ましくない。
【0102】
但し、「広角端から望遠端に変倍する間に第1レンズ群が位置する最像側位置から最物体側位置までの距離」とは、「広角端から望遠端に変倍する間に第1レンズ群が位置し得る最も像側の位置と、第1レンズ群が位置し得る最も物体側の位置との間の光軸上の距離(差分)」に等しい。よって、「X1」は「広角端から望遠端に変倍する間に第1レンズ群が位置し得る最も像側の位置と、第1レンズ群が位置し得る最も物体側の位置との間の光軸上の距離」と換言することができる。例えば、広角端から望遠端に変倍する際に第1レンズ群が像側に凸の軌跡を描きながら物体側に移動する場合には、変倍の際に第1レンズ群が描く凸の軌跡の頂点の位置(最像側位置)と、広角端又は望遠端において第1レンズ群が最も物体側となる位置(最物体側位置)との間の距離がX1となる。なお、第1レンズ群の移動の軌跡は、上述のように像側に凸であってもよいし、物体側に凸であってもよいし、S字を描いてもよいし、特に限定されるものではない。第1レンズ群の移動の軌跡が直線であってもよいのは勿論である。
【0103】
上記効果を得る上で、条件式(9)の下限値は0.05であることがより好ましく、0.10であることがさらに好ましく、0.15であることが一層好ましく、0.20であるとより一層好ましい。また条件式(9)の上限値は0.67であることがより好ましく、0.65であることがさらに好ましく、0.62であることが一層好ましく、0.60であるとより一層好ましい。
【0104】
1-3-10.条件式(10)
0.010 < D2rt/ft < 0.040 ・・・(10)
但し、
D2rt:望遠端における第2レンズ群の最も像側のレンズ面と後群の最も物体側のレンズ面との間の光軸上の距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【0105】
条件式(10)は、第2レンズ群の最も像側のレンズ面と後群の最も物体側のレンズ面との間の光軸上の距離を規定する式である。条件式(10)を満足する場合、望遠端における第2レンズ群と後群の間隔が適正であり、メカ構造の簡素化と望遠時の全長方向の小型化が達成でき、且つ、望遠端における後群の光線高さが低くできるため、後群の感度を低減できる。そのため製造誤差によって発生する収差を小さくすることが出来るので、光学性能の高いズームレンズを実現することがより容易になる。
【0106】
これに対して、条件式(10)の数値が下限値以下になると、望遠端における第2レンズ群と後群との間の光軸上の距離が小さくなる。後群の物体側に絞りユニットを配置すると、第2レンズ群と絞りユニットとの干渉が起きるため、第2レンズ群や絞りを駆動するためのメカ構成が困難となるため好ましくない。また、条件式(10)の数値が上限値以上になると、望遠端における第2レンズ群と後群との間の光軸上の距離が大きくなる。この場合、望遠端における光学全長が長くなるため、小型化を図ることが困難になる。また、望遠端における第2レンズ群と後群の間隔が大きくなと、後群に入射する光線高さが高くなる。球面収差係数は入射瞳径の3乗に比例する。そのため、光線高さが高くなると諸収差の発生量が大きくなる。そのため、後群に入射する光線高さが高くなると、製造誤差によって発生する収差が大きくなり、高い部品精度や組み立て性を要求することとなり、光学性能の高いズームレンズを歩留まり良く製造することが困難になり、低コスト化を図る上でも好ましくない。
【0107】
上記効果を得る上で、条件式(10)の下限値は0.012であることがより好ましく、0.015であることがさらに好ましく、0.020であることが一層好ましく、0.025であるとさらに一層好ましい。また条件式(10)の上限値は0.038であることがより好ましく、0.035であることがさらに好ましく、0.032であることが一層好ましく、0.030であるとさらに一層好ましい。
【0108】
1-3-11.条件式(11)
-1.50 < βrw < -0.65 ・・・(11)
但し、
βrw:広角端における後群の合成横倍率
【0109】
条件式(11)は、前記後群の広角端における横倍率を規定する式である。条件式(11)を満足させることで、交換レンズに適したバックフォーカスを確保しつつ、当該ズームレンズの小型化を図ることができる。
【0110】
これに対して、条件式(11)の数値が下限値以下になると、すなわち前記後群の広角端における横倍率が大きくなりすぎると、広角端におけるバックフォーカスが長くなるため、広角端における当該ズームレンズの光学全長が長くなり、小型化の点で好ましくない。一方、条件式(11)の数値が上限値以上になると、すなわち前記後群の広角端における横倍率が小さくなりすぎると、広角端におけるバックフォーカスが短くなるため、交換レンズに適したバックフォーカスを確保することが困難となるため、交換レンズとしては好ましくない。
【0111】
上記効果を得る上で、条件式(11)の下限値は-1.30であることがより好ましく、-1.20であることがさらに好ましく、-1.15であることが一層好ましく、-1.10であるとより一層好ましい。また条件式(11)の上限値は-0.70であることがより好ましく、-0.75であることがさらに好ましく、-0.80であることが一層好ましく、-0.85であるとより一層好ましく、-0.90であるとさらに一層好ましい。
【0112】
1-3-12.条件式(12)
0.50 < |(1-βvct)×βvctr| < 6.00 ・・・(12)
但し、
βvct:望遠端における防振群の無限遠合焦時の横倍率
βvctr:望遠端における、防振群より像側に配置される全レンズの無限遠合焦時の合成横倍率
【0113】
条件式(12)は、防振群のいわゆるブレ補正係数を規定するための式である。ここで、ブレ補正係数は、防振群が光軸と略直交する方向に単位量移動したときの結像面の移動量を表す。条件式(12)を満足させることで、像ブレ補正時における防振群の移動量を適切な範囲内とすることができ、高精度で迅速な像ブレ補正を実現すると共に、当該ズームレンズの小型化を図ることが容易になる。
【0114】
これに対して、条件式(12)の数値が下限値以下になると、ブレ補正係数が小さくなりすぎる。そのため、防振時における防振群の移動量が大きくなり、防振ユニットの外径が大きくなるため、当該ズームレンズの小型化が困難になり好ましくない。また条件式(12)の数値が上限値以上になると、ブレ補正係数が大きくなりすぎる。そのため、像ずれを補正するための防振群の移動量が小さくなりすぎるため、防振時に防振群を高精度に位置制御しなければならず、当該位置制御が困難になるため好ましくない。
【0115】
上記効果を得る上で、条件式(12)の下限値は0.60であることがより好ましく、0.70であることがさらに好ましく、0.85であることが一層好ましく、1.00であることがより一層好ましく、1.10であることがさらに一層好ましい。また条件式(12)の上限値は5.00であることがより好ましく、4.10であることがさらに好ましく、3.00であることが一層好ましく、2.30であることがより一層好ましく、2.20であることがさらに一層好ましい。
【0116】
1-3-13.条件式(13)
0.40 < f1/ft < 1.20 ・・・(13)
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
【0117】
条件式(13)は、第1レンズ群の焦点距離と望遠端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定するための式である。条件式(13)を満足させることで、第1レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、小型で光学性能の高いズームレンズを実現することが容易になる。
【0118】
これに対して、条件式(13)の数値が下限値以下になると、第1レンズ群の屈折力が大きくなりすぎる。そのため、望遠端における球面収差や像面湾曲が発生し、光学性能の高いズームレンズを得ることが困難になり、好ましくない。また条件式(13)の数値が上限値以上になると、第1レンズ群の屈折力が小さくなりすぎる。そのため、望遠端における光学全長が長くなるため、当該ズームレンズの小型化を図る上で好ましくない。
【0119】
上記効果を得る上で、条件式(13)の下限値は0.45であることがより好ましく、0.48であることがさらに好ましく、0.50であることが一層好ましく、0.55であることがより一層好ましく、0.60であることがさらに一層好ましい。また条件式(13)の上限値は1.15であることがより好ましく、1.10であることがさらに好ましく、1.05であることが一層好ましく、1.00であることがより一層好ましく、0.98であることがさらに一層好ましい。
【0120】
1-3-14.条件式(14)
-1.50 < f2/fw < -0.50 ・・・(14)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【0121】
条件式(14)は、第2レンズ群の焦点距離と広角端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定するための式である。条件式(14)を満足させることで、第2レンズ群の屈折力が適切な範囲内とすることができ、小型で光学性能の高いズームレンズを実現することが容易になる。
【0122】
これに対して、条件式(14)の数値が下限値以下になると、第2レンズ群の屈折力が小さくなりすぎるため、入射瞳位置を物体側に配置することが困難となり、広角端において第1レンズ群を構成するレンズの径を小型化することが困難になるため好ましくない。また条件式(14)の数値が上限値以上になると、第2レンズ群の屈折力が大きくなりすぎる。そのため、像面湾曲や歪曲収差が過補正となり、光学性能の高いズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。
【0123】
上記効果を得る上で、条件式(14)の下限値は-1.40であることがより好ましく、-1.30であることがさらに好ましく、-1.20であることが一層好ましく、-1.10であることがより一層好ましく、-1.00であることがさらに一層好ましい。また条件式(14)の上限値は-0.52であることがより好ましく、-0.55であることがさらに好ましく、-0.58であることが一層好ましく、-0.62であることがより一層好ましく、-0.65であることがさらに一層好ましく、-0.70であることがさらに一層好ましい。
【0124】
1-13-15.条件式(15)
0.80 < D2rw/fw < 2.00 ・・・(15)
但し、
D2rw:広角端における、第2レンズ群の最も像側のレンズ面と、後群の最も物体側のレンズ面との間の光軸上の距離
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
【0125】
条件式(15)は、広角端における、第2レンズ群の最も像側のレンズ面と、後群の最も物体側のレンズ面との間の光軸上の距離と、広角端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(15)を満足する場合、広角端における第2レンズ群と後群の間隔が適正になり、広角端における当該ズームレンズの光学全長方向の小型化と前玉径の小型化とを同時に実現することができる。
【0126】
これに対して、条件式(15)の数値が下限値以下になると、広角端において第2レンズ群と後群との間隔が狭くなる。当該ズームレンズでは第2レンズ群と後群との間隔を変化させることで変倍作用を得ている。そのため、広角端において第2レンズ群と後群の間隔が狭いと変倍比を大きくすることが困難になるため、変倍比の高いズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。また、条件式(15)の数値が上限値以上になると、広角端において第2レンズ群と後群との間隔が広くなる。この場合、広角端における光学全長が長くなるため、当該ズームレンズの光学全長方向の小型化を図る上で好ましくない。また、広角端において第2レンズ群と後群との間隔が大きくなると、後群に開口絞りを配置した場合、入射瞳位置を物体側に配置することが困難になり、入射瞳位置が像側に移動してしまう。そのため、前玉径が大きくなり、当該ズームレンズの径方向の小型化を図る上で好ましくない。また前玉径が大きくなるにつれ、レンズコストが高くなるため、当該ズームレンズの低コスト化を図る上でも好ましくない。
【0127】
上記効果を得る上で、条件式(15)の下限値は0.90であることがより好ましく、0.95であることがさらに好ましく、1.00であることが一層好ましく、1.05であることがより一層好ましく、1.10であるとさらに一層好ましい。また条件式(15)の上限値は1.90であることがより好ましく、1.80であることがさらに好ましく、1.70であることが一層好ましく、1.60であることがより一層好ましい。
【0128】
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、当該ズームレンズの像面側に設けられた、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。
【0129】
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、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、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。特に、本件発明に係るズームレンズは交換レンズシステムに好適なバックフォーカスを確保することができる。そのため、光学式ファインダーや、位相差センサ、これらに光を分岐するためのリフレックスミラー等を備えた一眼レフカメラ等の撮像装置に好適である。
【0130】
当該撮像装置は、固体撮像素子により取得した撮像画像データを電気的に加工して、撮像画像の形状を変化させる画像処理部や、当該画像処理部において撮像画像データを加工するために用いる画像補正データ、画像補正プログラム等を保持する画像補正データ保持部等を有することがより好ましい。ズームレンズを小型化した場合、結像面において結像された撮像画像形状の歪み(歪曲)が生じやすくなる。その際、画像補正データ保持部に予め撮像画像形状の歪みを補正するための歪み補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された歪み補正データを用いて、撮像画像形状の歪みを補正することが好ましい。このような撮像装置によれば、ズームレンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
【0131】
さらに、本件発明に係る撮像装置において、上記画像補正データ保持部に予め倍率色収差補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された倍率色収差補正データを用いて、当該撮像画像の倍率色収差補正を行わせることが好ましい。画像処理部により、倍率色収差、すなわち、色の歪曲収差を補正することで、光学系を構成するレンズ枚数を削減することが可能になる。そのため、このような撮像装置によれば、ズームレンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
【0132】
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1】
【0133】
(1)ズームレンズの光学構成
図1は、本件発明に係る実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りSは第3レンズ群G3の物体側に配置されている。本実施例では、後群は第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5及び第6レンズ群G6からなる。
【0134】
以下、各レンズ群の構成を説明する。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1と凸レンズL2とが接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本発明にいう上記レンズL1nである。第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL2である。レンズL2のΔPgFp1は、0.009である。
【0135】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL4と、両凹レンズL5と、両凸レンズL6と、物体側凹形状の負メニスカスレンズL7とから構成されている。第2レンズ群に含まれるすべてのレンズ面は球面である。
【0136】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL8と、両凸レンズL9及び凹レンズL10が接合された接合レンズと、両凹レンズL11及び物体側凸形状の正メニスカスレンズL12が接合された接合レンズとから構成されている。凹レンズL10が本発明にいう後群中含まれる負の屈折力を有するレンズLnrである。
【0137】
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズL13と、両凸レンズL14と凹レンズL15とが接合された接合レンズから構成されている。正レンズL13の物体面が本件発明にいう物体側に凸の非球面raである。
【0138】
第5レンズ群G5は、物体側凸形状の負メニスカスレンズL16で構成されている。負メニスカスレンズL16の像側面が本件発明にいう像側に凹の形状を有するレンズ面rnである。
【0139】
第6レンズ群G6は、物体側凹形状の正メニスカスレンズL17で構成されている。
【0140】
実施例1のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第1レンズ群G1が物体側に移動し、第2レンズ群G2が物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が物体側に移動し、第5レンズ群G5が物体側に移動し、第6レンズ群G6は光軸方向に固定されている。
【0141】
なお、後群中の負の屈折力を有する群がその物体側の群に対して、像側にUターンするような動きをさせると、中間焦点距離の像面性が向上する。本実施例では、その後群中の負の屈折力を有する群は第5レンズ群G5が相当する。無限遠物体から近接物体への合焦の際、第5レンズ群G5が光軸に沿って像側に移動する。
【0142】
また、いわゆる手振れ等により撮影時に撮像装置に振動が伝わるなどして生じる像ブレが発生したときにこれを補正するため、光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズを偏芯させることで像シフトする防振群を設けることが好ましい。当該実施例では、例えば、第3レンズ群中に含まれる両凹レンズL11と物体側凸形状の正メニスカスレンズL12で構成される接合レンズを防振群とすることができ、当該防振群を光軸と垂直方向に移動させることで像ブレ発生時に像シフトさせることが好ましい。
【0143】
また、
図1に示す「IMG」は結像面であり、具体的にはCCDセンサ、CMOSセンサ等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表す。また、結像面IMGの物体側にはカバーガラスCG等の実質的な屈折力を有さない平行平板を備える。これらの点は、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、以下では説明を省略する。
【0144】
(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。表1に当該ズームレンズの面データを示す。表1において、「面番号」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」はレンズ面の光軸上の間隔、「Nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、「νd」はd線に対するアッベ数、「H」は有効半径、「ΔPgf」は第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの異常分散性を示している。また、面番号の次の欄に表示する「ASP」は当該レンズ面が非球面であることを表し、「S」は開口絞りを表している。さらに、レンズ面の光軸上の間隔の欄に、「D6」、「D14」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時又は合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。なお、各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。また、曲率半径の「0」は平面を意味する。なお、表1における第36面及び第37面はカバーガラスCGの面データである。
【0145】
表2は、当該ズームレンズの緒元表である。当該緒元表には、無限遠合焦時における当該ズームレンズの焦点距離「f」、Fナンバー「Fno」、半画角「ω」、像高「Y」、光学全長「TL」を示す。但し、表2には、左側から順に、広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの値を示している。
【0146】
表3に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。表3において、左側から順に、広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時におけるそれぞれの値を示している。なお、表中「INF」は「∞(無限大)」であることを示す。
【0147】
表4に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。表4には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、それぞれ撮影距離(撮像距離)が350.00mm、700.00mm、1000.00mmのときの値を示している。これらの撮影距離が各焦点距離における最短撮像距離である。
【0148】
表5は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。
【0149】
表6は、各非球面の非球面係数である。当該非球面係数は、各非球面形状を下記式で定義したときの値である。また、表19に、各条件式(1)~条件式(15)の値を示す。さらに、表20に条件式(1)~条件式(15)の計算に用いた各値を示す。
【0150】
X(Y)=CY2/[1+{1-(1+Κ)・C2Y2}1/2]+A4・Y4+A6・Y6+A8・Y8+A10・Y10+A12・Y12
【0151】
但し、表6において、「E-a」は「×10-a」を示す。また、上記式において、「X」は光軸方向の基準面からの変位量、「C」は面頂点での曲率、「Y」は光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、「Κ」はコーニック係数、「An」はn次の非球面係数とする。
これらの表に関す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。
【0152】
[表1]
面番号 r d Nd vd H ΔPgf
1 116.0437 1.370 1.90440 31.31 25.800
2 62.1234 0.020 1.56766 42.84 25.075
3 62.1234 7.089 1.48767 70.44 25.073 0.009
4 -660.0622 0.140 24.903
5 56.5319 5.330 1.59373 67.00 23.700 0.009
6 366.6100 D6 23.476
7 73.1105 0.950 1.91149 35.25 12.848
8 14.8677 5.720 10.171
9 -52.3595 0.830 1.77291 49.62 9.772
10 35.8574 0.167 9.272
11 24.1476 4.502 1.84756 23.78 9.200
12 -36.9502 0.547 8.902
13 -28.1911 0.830 1.77291 49.62 8.715
14 98.7836 D14 8.299
15 S 0.0000 1.060 5.620
16 67.4001 2.350 1.48767 70.44 5.874
17 -1195.1709 0.575 6.083
18 24.0699 3.493 1.48767 70.44 6.303
19 -21.1357 0.010 1.56766 42.84 6.323
20 -21.1357 0.800 1.90440 31.31 6.324
21 -114.9128 3.030 6.450
22 -33.7527 0.890 1.59373 67.00 6.841
23 24.6903 0.010 1.56766 42.84 7.139
24 24.6903 1.645 1.80598 25.46 7.140
25 69.5662 D25 7.200
26 ASP 28.8941 4.008 1.59225 67.02 8.752
27 ASP -23.1730 0.115 8.820
28 93.5454 3.774 1.48767 70.44 8.878
29 -20.7679 0.010 1.56766 42.84 8.860
30 -20.7679 0.800 1.80598 25.46 8.860
31 -50.5655 D31 9.000
32 65.1102 0.800 1.48767 70.44 8.940
33 20.2552 D33 8.815
34 -4405.2863 1.770 1.52297 68.02 12.218
35 -151.9757 35.111 12.303
36 0.0000 2.000 1.51654 64.14 14.385
37 0.0000 1.000 14.462
【0153】
[表2]
f 18.442 54.706 103.541
Fno 3.728 5.123 5.718
ω 39.955 14.433 7.706
Y 14.500 14.500 14.500
TL 128.620 161.607 185.651
【0154】
[表3]
f 18.442 54.706 103.541
撮影距離 INF INF INF
D6 1.441 25.922 45.260
D14 19.916 5.298 2.680
D25 7.051 5.066 4.154
D31 1.342 4.283 2.719
D33 8.125 30.295 40.094
【0155】
[表4]
f 18.442 54.706 103.541
撮影距離 350.00 700.00 1000.00
D31 2.065 5.878 5.798
D33 7.402 28.700 37.015
【0156】
[表5]
群 面番号 焦点距離
G1 1-6 93.429
G2 7-14 -14.876
G3 15-25 -957.373
G4 26-31 20.044
G5 32-33 -60.645
G6 34-35 300.939
【0157】
[表6]
面番号 26 27
Κ 0 0
A4 -2.32531E-05 1.17829E-05
A6 2.43229E-08 3.34264E-09
A8 1.06408E-10 1.47429E-10
A10 0.00000E+00 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00
【0158】
また、
図2~
図4に当該実施例1のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の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、それぞれ球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差(%)である。球面収差を表す図では、縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線(波長λ=587.6nm)、一点鎖線がg線(波長λ=435.8nm)、点線がC線(波長λ=656.3nm)における球面収差を示す。非点収差を表す図では、縦軸は像高、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線に対するサジタル像面(ds)、点線がd線に対するメリジオナル像面(dm)を示す。歪曲収差を表す図では、縦軸は像高、横軸に%をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
【0159】
また、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカス「fb」は以下のとおりである。但し、以下の値は、カバーガラス(Nd=1.5168)を含まない値であり、他の実施例に示すバックフォーカスも同様である。
fb= 37.430(mm)
【実施例2】
【0160】
(1)ズームレンズの光学構成
図5は、本件発明に係る実施例2のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6と、正の屈折力を有する第7レンズ群G7とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りSは第3レンズ群G3の最も像側に配置されている。本実施例では、後群は第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5、第6レンズ群G6及び第7レンズ群G7からなる。
【0161】
以下、各レンズ群の構成を説明する。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1と凸レンズL2とが接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本発明にいう上記レンズL1nである。第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL2である。レンズL2のΔPgFp1は、0.012である。
【0162】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL4と、両凹レンズL5と、両凸レンズL6と、両凹レンズL7とから構成されている。第2レンズ群に含まれるすべてのレンズ面は球面である。
【0163】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL8と、両凸レンズL9及び両凹レンズL10が接合された接合レンズと、両凹レンズL11及び物体側凸形状の正メニスカスレンズL12が接合された接合レンズとから構成されている。両凹レンズL10が本発明にいう後群中含まれる負の屈折力を有するレンズLnrである。両凹レンズL11は物体側面の複合層に非球面が成形された複合非球面である。
【0164】
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズL13と、両凸レンズL14とから構成されている。正レンズL13の物体面が本件発明にいう物体側に凸の非球面raである。
【0165】
第5レンズ群G5は、凸レンズL15及び両凹レンズL16が接合された接合レンズから構成されている。両凹レンズL16の像側に凹の形状を有するレンズ面rnである。
【0166】
第6レンズ群G6は、物体側に凹面を向け両面に非球面を有する凹レンズL17で構成されている。
【0167】
第7レンズ群G7は、物体側凹形状の正メニスカスレンズL17で構成されている。
【0168】
実施例2のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第1レンズ群G1が物体側に移動し、第2レンズ群G2が像側にUターンするように移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が物体側に移動し、第5レンズ群G5が物体側に移動し、第6レンズ群G6が物体側に移動し、第7レンズ群G7は光軸方向に固定されている。第4レンズ群G4と第6レンズ群G6は、同じカム軌跡で移動する。そのため、第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とを連結し、変倍時に第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とを一体に移動させるようにした連結ユニットとすることができる。その結果、鏡筒に形成するカム溝の本数を削減できるため低コスト化を図ることができて好ましい。また、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5と第6レンズ群G6において、偏芯によるガタが生じた場合でも、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と負の屈折力を有する第6レンズ群G6が同時に偏芯することとなるため、偏芯により発生した収差をこの正の屈折力を有する第4レンズ群G4と負の屈折力を有する第6レンズ群G6により打ち消すことができるため、偏芯時の収差発生が小さくなるため高い光学性能を実現する上で好ましい。
【0169】
なお、変倍時に後群中の負の屈折力を有するレンズ群がその物体側のレンズ群に対して、像側にUターンするような軌跡で移動させると、中間焦点距離の像面性が向上する。本実施例では、第5レンズ群G5を変倍時にその物体側のレンズ群に対して像側にUターンするような軌跡で移動させることで、中間焦点距離の像面性が向上させることができる。無限遠物体から近接物体への合焦の際、第5レンズ群G5が光軸に沿って像側に移動する。
【0170】
また、いわゆる手振れ等により撮影時に撮像装置に振動が伝わるなどして生じる像ブレが発生したときにこれを補正するため、光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズを偏芯させることで像シフトする防振群を設けることが好ましい。当該実施例では、例えば、第3レンズ群中に含まれる両凹レンズL11と物体側凸形状の正メニスカスレンズL12で構成される接合レンズを防振群とすることができ、当該防振群を光軸と垂直方向に移動させることで像ブレ発生時に像シフトさせることが好ましい。
【0171】
(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。表7に、当該ズームレンズの面データを示し、表8に当該ズームレンズの緒元表を示す。なお、表7における第35面及び第36面はカバーガラスCGの面データである。
【0172】
表9に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示し、表10に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。なお、表10には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、それぞれ撮影距離(撮像距離)が180.00mm、500.00mm、800.00mmのときの値を示している。これらの撮影距離が各焦点距離における最短撮像距離である。
【0173】
表11は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。表12は、各非球面の非球面係数である。また、表19に各条件式(1)~条件式(15)の値を示す。さらに、表20に条件式(1)~条件式(15)の計算に用いた各値を示す。
【0174】
また、
図6~
図8に、当該実施例2のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
【0175】
さらに、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカスは以下のとおりである。
fb= 18.321(mm)
【0176】
[表7]
面番号 r d Nd vd H ΔPgf
1 153.2090 1.200 1.95375 32.32 26.500
2 68.3153 7.068 1.59522 67.73 25.597 0.012
3 -600.5587 0.150 25.398
4 57.2023 5.575 1.59349 67.00 24.000 0.009
5 241.1147 D5 23.679
6 104.5158 1.000 1.78800 47.37 14.286
7 14.6636 6.452 10.922
8 -44.6390 0.800 1.85150 40.78 10.818
9 78.0418 0.150 10.567
10 28.5349 4.953 1.84666 23.78 10.500
11 -41.7440 1.000 10.236
12 -28.8063 0.800 1.78800 47.37 9.909
13 133.4564 D13 9.594
14 S 0.0000 1.083 6.840
15 26.9286 3.500 1.80000 29.84 7.305
16 -82.2538 0.278 7.288
17 20.3460 3.391 1.49700 81.61 7.128
18 -37.5335 0.700 1.92286 20.88 6.868
19 39.2815 2.300 6.692
20 ASP -121.7485 0.225 1.51460 49.96 7.200
21 -90.3447 0.800 1.83481 42.74 7.191
22 29.2450 2.030 1.74077 27.79 7.246
23 57.8928 D23 7.314
24 ASP 48.5768 2.501 1.53446 57.04 6.980
25 ASP -91.6865 0.205 7.173
26 40.4588 3.612 1.49700 81.61 7.300
27 -19.9444 D27 7.445
28 -4537.3387 2.231 1.80610 33.27 7.160
29 -24.6840 0.700 1.74320 49.34 7.164
30 25.5037 D30 7.143
31 ASP -45.1511 1.100 1.53446 57.04 8.922
32 ASP -2771.7000 D32 9.311
33 -143.5306 3.200 1.72916 54.68 14.369
34 -43.2728 16.002 14.573
35 0.0000 2.000 1.51680 64.20 14.518
36 0.0000 1.000 14.532
【0177】
[表8]
f 18.495 78.000 194.355
Fno 3.606 5.429 6.486
ω 40.246 10.184 4.182
Y 14.500 14.500 14.500
TL 122.371 160.089 189.958
【0178】
[表9]
f 18.495 78.000 194.355
撮影距離 INF INF INF
D5 0.819 37.322 58.898
D13 27.549 7.547 2.272
D23 3.823 1.562 1.268
D27 1.295 6.171 3.549
D30 10.713 5.837 8.458
D32 2.166 25.644 39.506
【0179】
[表10]
f 18.495 78.000 194.355
撮影距離 180.00 500.00 800.00
D27 2.826 9.023 9.815
D30 9.182 2.985 2.193
【0180】
[表11]
群 面番号 焦点距離
G1 1-5 100.685
G2 6-13 -15.380
G3 14-23 53.493
G4 24-27 19.453
G5 28-30 -37.386
G6 31-32 -85.891
G7 33-34 83.833
【0181】
[表12]
面番号 20 24 25 31 32
Κ 74.6651 0 -89.5392 0 0
A4 2.00436E-05 -6.62844E-05 -1.39417E-06 -1.59331E-05 0.00000E+00
A6 -9.61273E-08 -7.46055E-07 -5.95505E-07 3.09124E-07 1.37942E-07
A8 1.54884E-09 1.37140E-08 1.15035E-08 -3.81395E-09 5.08209E-10
A10 1.60756E-12 -1.73244E-10 -1.19369E-10 5.67643E-11 0.00000E+00
A12 -1.47964E-13 7.75951E-13 4.13378E-13 -2.42231E-13 0.00000E+00
【実施例3】
【0182】
(1)ズームレンズの光学構成
図9は、本件発明に係る実施例3のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍を行う。開口絞りSは第3レンズ群G3の物体側に配置されている。本実施例では、後群は第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5及び第6レンズ群G6からなる。
【0183】
以下、各レンズ群の構成を説明する。第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1と凸レンズL2とが接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本発明にいう上記レンズL1nである。第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL2である。レンズL3のΔPgFp1は、0.012である。
【0184】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL4と、両凹レンズL5と、両凸レンズL6と、物体側凹形状の負メニスカスレンズL7とから構成されている。第2レンズ群に含まれるすべてのレンズ面は球面である。
【0185】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL8と、両凸レンズL9及び凹レンズL10が接合された接合レンズと、両凹レンズL11及び物体側凸形状の正メニスカスレンズL12が接合された接合レンズと、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズL13と、両凸レンズL14と凹レンズL15とが接合された接合レンズとから構成されている。凹レンズL10が本発明にいう後群中含まれる負の屈折力を有するレンズLnrである。正レンズL13の物体面が本件発明にいう物体側に凸の非球面raである。
【0186】
第4レンズ群G4は、物体側凸形状の負メニスカスレンズL16で構成されている。負メニスカスレンズL16の像側面が本件発明にいう像側に凹の形状を有するレンズ面rnである。
【0187】
第5レンズ群G5は、物体側凹形状の負メニスカスレンズL17で構成されている。
【0188】
第6レンズ群G6は、物体側凹形状の正メニスカスレンズL18で構成されている。
【0189】
実施例3のズームレンズでは広角端から望遠端への変倍時に像面に対して、第1レンズ群G1が物体側に移動し、第2レンズ群G2が物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が物体側に移動し、第5レンズ群G5が物体側に移動し、第6レンズ群G6は光軸方向に固定されている。第3レンズ群G3と第5レンズ群G5は、同じカム軌跡で移動する。そのため、第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とを連結し、変倍時に第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とを一体に移動させるようにした連結ユニットとすることができる。その結果、鏡筒に形成するカム溝の本数を削減できるため低コスト化を図ることができて好ましい。また、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4と第5レンズ群G5において、偏芯によるガタが生じた場合でも、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と負の屈折力を有する第5レンズ群G5が同時に偏芯することとなるため、偏芯により発生した収差をこの正の屈折力を有する第3レンズ群G3と負の屈折力を有する第5レンズ群G5により打ち消すことができるため、偏芯時の収差発生が小さくなるため高い光学性能を実現する上で好ましい。
【0190】
なお、変倍時に後群中の負の屈折力を有するレンズ群がその物体側のレンズ群に対して、像側にUターンするような軌跡で移動させると、中間焦点距離の像面性が向上する。本実施例では、第4レンズ群G4を変倍時にその物体側のレンズ群に対して像側にUターンするような軌跡で移動させることで、中間焦点距離の像面性が向上させることができる。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に移動する。
【0191】
また、いわゆる手振れ等により撮影時に撮像装置に振動が伝わるなどして生じる像ブレが発生したときにこれを補正するため、光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズを偏芯させることで像シフトする防振群を設けることが好ましい。当該実施例では、例えば、第3レンズ群中に含まれる両凹レンズL11と物体側凸形状の正メニスカスレンズL12で構成される接合レンズを防振群とすることができ、当該防振群を光軸と垂直方向に移動させることで像ブレ発生時に像シフトさせることが好ましい。
【0192】
(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。表13に、当該ズームレンズの面データを示し、表14に当該ズームレンズの緒元表を示す。なお、表13における第35面及び第36面はカバーガラスCGの面データである。
【0193】
表15に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示し、表16に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。なお、表16には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、それぞれ撮影距離(撮像距離)が350.00mm、700.00mm、1000.00mmのときの値を示している。これらの撮影距離が各焦点距離における最短撮像距離である。
【0194】
表17は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。表18は、各非球面の非球面係数である。また、表19に各条件式(1)~条件式(15)の値を示す。さらに、表20に条件式(1)~条件式(15)の計算に用いた各値を示す。
【0195】
また、
図10~
図12に、当該実施例3のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
【0196】
さらに、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカスは以下のとおりである。
fb= 36.625(mm)
【0197】
[表13]
面番号 r d Nd vd H ΔPgf
1 104.8965 1.280 1.90440 31.31 26.550
2 57.3143 0.020 1.56766 42.84 25.761
3 57.3143 7.020 1.48767 70.44 25.759 0.009
4 -555.7699 0.120 25.723
5 52.5924 5.116 1.59545 67.73 24.400 0.012
6 310.6774 D6 24.380
7 79.6261 0.900 1.91149 35.25 12.074
8 13.1027 5.711 9.348
9 -35.7503 0.850 1.77291 49.62 9.058
10 37.6675 0.210 8.715
11 23.0886 4.163 1.84756 23.78 8.700
12 -37.6736 0.802 8.485
13 -22.7259 0.840 1.77291 49.62 8.395
14 -112.9083 D14 8.238
15 S 0.0000 1.000 5.520
16 32.0038 2.160 1.48767 70.44 5.793
17 -95.1737 0.216 5.877
18 135.9561 3.060 1.48767 70.44 5.908
19 -16.9676 0.010 1.56766 42.84 5.958
20 -16.9676 0.800 1.90440 31.31 5.959
21 -47.6458 2.660 6.114
22 -44.5308 0.820 1.59373 67.00 6.550
23 17.6204 0.010 1.56766 42.84 6.939
24 17.6204 1.625 1.80598 25.46 6.941
25 39.4500 3.899 7.000
26 ASP 25.9009 3.859 1.59225 67.02 7.929
27 ASP -23.3961 0.211 8.000
28 110.2271 3.676 1.48767 70.44 8.062
29 -15.8153 0.010 1.56766 42.84 8.057
30 -15.8153 0.800 1.80598 25.46 8.058
31 -35.6427 D31 8.259
32 48.2907 0.800 1.48767 70.44 8.218
33 16.6445 D33 8.077
34 -45.0789 0.820 1.52866 54.93 8.901
35 -55.6892 D35 9.084
36 -45.8253 2.131 1.59213 68.78 12.976
37 -30.2466 34.306 13.170
38 0.0000 2.000 1.51654 64.14 14.451
39 0.0000 1.000 14.496
【0198】
[表14]
f 18.508 52.666 104.128
Fno 4.089 5.496 5.791
ω 40.739 15.000 7.706
Y 14.500 14.500 14.500
TL 123.965 161.274 182.641
【0199】
[表15]
f 18.508 52.666 104.128
撮影距離 INF INF INF
D6 1.343 24.902 44.256
D14 20.252 6.633 2.721
D31 1.079 2.805 1.456
D33 7.520 5.794 7.188
D35 0.866 28.234 34.115
【0200】
[表16]
f 18.508 52.666 104.128
撮影距離 350.00 700.00 1000.00
D31 1.706 4.036 4.102
D33 6.893 4.563 4.541
【0201】
[表17]
群 面番号 焦点距離
G1 1-6 85.996
G2 7-14 -14.105
G3 15-31 22.260
G4 32-33 -52.517
G5 34-35 -459.841
G6 36-37 142.982
【0202】
[表18]
面番号 26 27
Κ 0 0
A4 -1.63296E-05 1.62919E-05
A6 -1.64690E-07 -1.67925E-07
A8 3.24463E-09 2.65396E-09
A10 -1.35610E-11 -9.31375E-12
A12 0.00000E+00 0.00000E+00
【0203】
[表19]
実施例1 実施例2 実施例3
条件式(1) ΔPgFp1 0.009 0.012 0.012
条件式(2) NdL1n 1.904 1.954 1.904
条件式(3) β2w -0.213 -0.201 -0.220
条件式(4) |ΔA|/RP 0.009 0.029 0.009
条件式(5) f2/frn 0.358 0.448 0.413
条件式(6) CrL1f/fw 6.292 8.284 5.668
条件式(7) β2t -0.572 -0.837 -0.661
条件式(8) NdLnr 1.904 1.923 1.904
条件式(9) |X1|/ft 0.551 0.348 0.563
条件式(10) D2rt/ft 0.036 0.017 0.036
条件式(11) βrw -0.927 -0.913 -0.980
条件式(12) |(1-βvct)×βvctr| 1.512 1.890 1.527
条件式(13) f1/ft 0.902 0.518 0.826
条件式(14) f2/fw -0.807 -0.832 -0.762
条件式(15) D2rw/fw 1.137 1.548 1.148
【0204】
[表20]
実施例1 実施例2 実施例3
ΔA -0.078 -0.204 -0.068
RP 8.752 6.980 7.929
f2 -14.876 -15.380 -14.105
frn -41.535 -34.316 -34.131
CrL1f 116.044 153.209 104.897
fw 18.442 18.495 18.508
X1 -57.031 -67.587 -58.676
ft 103.541 194.355 104.128
D2rt 3.740 3.352 3.721
βvct 0.358 -0.488 0.289
βvctr -2.356 -1.271 -2.146
f1 93.429 100.685 85.996
D2rw 20.976 28.631 21.252
【産業上の利用可能性】
【0205】
本件発明によれば、防振群及びフォーカス群を備えた標準系ズームレンズの低コスト化を図り、且つ、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。
【符号の説明】
【0206】
G1 ・・・第1レンズ群
G2 ・・・第2レンズ群
G3 ・・・第3レンズ群
G4 ・・・第4レンズ群
G5 ・・・第5レンズ群
G6 ・・・第6レンズ群
G7 ・・・第7レンズ群
S ・・・開口絞り
CG ・・・カバーガラス
IMG・・・像面