JP7179595B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のような撮像素子を用いた撮像装置の撮像光学系として好適なものである。

近年、撮像装置に用いられるズームレンズは、レンズ全長が短く、高ズーム比で全ズーム領域にわたり高い光学性能を有することが求められている。特に焦点距離が長い望遠型のズームレンズは諸収差のうち、軸上色収差や倍率色収差が大きく発生する傾向にあるため、高画質化のためには色収差の補正が重要となる。

望遠型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ群、負の屈折力のレンズ群、正の屈折力のレンズ群、そしてそれに続く複数のレンズ群を含む後群を有するズームレンズが知られている（特許文献１、２）。

特開２００７－１９２８５８号公報 特開２０１７－２０７７３０号公報

望遠型のズームレンズにおいて、ズームレンズを小型化するためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めるのが有効である。例えばズームレンズにおいて、望遠端におけるレンズ全長を短縮するためには第１レンズ群の屈折力を強くすることが特に効果的である。

しかしながら、望遠型のズームレンズは、第１レンズ群にて発生した諸収差が第１レンズ群より像側に配置された後群によって拡大されるため、第１レンズ群のレンズ構成および屈折力を適切に設定することが収差補正を良好に行う上で重要となる。例えば、第１レンズ群の屈折力を強くしすぎてしまうと望遠端において色収差が大きく発生し、高画質化が困難になる。

本発明は、小型でありながら高ズーム比で、特に望遠端における色収差が良好に補正された高い光学性能を有するズームレンズの提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群と、５つまたは６つのレンズ群からなる後群より構成され、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記後群に含まれ、正レンズと負レンズを含むレンズ群のうち、最も像側のレンズ群をレンズ群Ｌｎとするとき、ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記レンズ群Ｌｎが移動し、前記第１レンズ群は物体側より像側へ順に配置された第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズを有し、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記レンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎ、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、広角端における前記レンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離をＬｎｗｉ、望遠端における前記レンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離をＬｎｔｉとするとき、
０．２０＜ｆ１／ｆｔ＜０．４５
－０．１５＜ｆｎ／ｆｔ＜－０．０５
０．０５＜Ｌｎｗｉ／Ｌｎｔｉ＜０．２５
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、小型でありながら高ズーム比で特に望遠端における色収差が良好に補正された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となる。

本発明の実施例１の広角端におけるズームレンズのレンズ断面図 本発明の実施例１のズームレンズの収差図 本発明の実施例２の広角端におけるズームレンズのレンズ断面図 本発明の実施例２のズームレンズの収差図 本発明の実施例３の広角端におけるズームレンズのレンズ断面図 本発明の実施例３のズームレンズの収差図 本発明の実施例４の広角端におけるズームレンズのレンズ断面図 本発明の実施例４のズームレンズの収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、複数のレンズ群を含む後群を有する。ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比５．８３、Ｆナンバー４．６０～６．８０のズームレンズである。

図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比５．８３、Ｆナンバー４．６０～６．８０のズームレンズである。

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比５．６９、Ｆナンバー４．６０～８．００のズームレンズである。

図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比５．３０、Ｆナンバー４．６０～８．００のズームレンズである。

図９は本発明の撮像装置の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｌ０はズームレンズである。ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは後群である。Ｌｎは後群ＬＲに含まれ、正レンズと負レンズを含むレンズ群のうち、最も像側のレンズ群である。

実施例１乃至３のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。ＬＲは複数のレンズ群を有する後群である。後群ＬＲは物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６、正の屈折力の第７レンズ群Ｌ７、負の屈折力の第８レンズ群Ｌ８より構成されている。第８レンズ群Ｌ８はレンズ群Ｌｎである。実施例１乃至３は８つのレンズ群よりなる８群ズームレンズである。

実施例４のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。ＬＲは複数のレンズ群を含む後群である。後群ＬＲは物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６、正の屈折力の第７レンズ群Ｌ７、負の屈折力の第８レンズ群Ｌ８、負の屈折力の第９レンズ群Ｌ９より構成されている。第８レンズ群Ｌ８はレンズ群Ｌｎである。実施例４は９つのレンズ群よりなる９群ズームレンズである。

レンズ断面図において、ＳＰは解放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間に配置している。

レンズ断面図において、Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学素子である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。

収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは撮像半画角（度）であり、光線追跡値による画角である。球面収差図において、ｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において実線のΔＳはｄ線におけるサジタル像面、点線のΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図においてｇはｇ線である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して実線の矢印のように各レンズ群を移動させている。

具体的には、実施例１では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２はズーミングの際には不動である。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動する。第６レンズ群Ｌ６は物体側へ移動する。第７レンズ群Ｌ７は物体側へ移動する。第８レンズ群Ｌ８は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５と第７レンズ群Ｌ７はズーミングの際には同一軌跡で移動する。

実施例２、３では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動する。第６レンズ群Ｌ６は物体側へ移動する。第７レンズ群Ｌ７は物体側へ移動する。第８レンズ群Ｌ８は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５と第７レンズ群Ｌ７はズーミングの際には同一軌跡で移動する。

実施例４では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動する。第６レンズ群Ｌ６は物体側へ移動する。第７レンズ群Ｌ７は物体側へ移動する。第８レンズ群Ｌ８は物体側へ移動する。第９レンズ群Ｌ９は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５と第７レンズ群Ｌ７はズーミングの際には同一軌跡で移動する。

各実施例では第４レンズ群Ｌ４および第６レンズ群Ｌ６を各々別の軌跡で移動させることでズーミングに伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行っている。無限遠から近距離へフォーカスは、点線の矢印に示す如く第４レンズ群Ｌ４を前方（物体側）に繰り出し、第６レンズ群Ｌ６を後方（像側）に繰り込むことで行っている。フォーカシングは第４レンズ群Ｌ４、第６レンズ群Ｌ６に限らず、その他のレンズ群を単独、もしくは複数のレンズで行っても良い。

実施例１乃至４において、レンズ群Ｌｎは物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第ｎ１レンズ、負の屈折力の第ｎ２レンズ、正の屈折力の第ｎ３レンズの３枚のレンズからなる。

各実施例では、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と、複数のレンズ群を含む後群ＬＲからなり、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。

後群ＬＲに含まれ、１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズを含むレンズ群のうち、最も像側のレンズ群をレンズ群Ｌｎとする。ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１とレンズ群Ｌｎが移動し、第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に配置された正の屈折力の第１１レンズ（第１正レンズ）、正の屈折力の第１２レンズ（第２正レンズ）、負の屈折力の第１３レンズ（第１負レンズ）を有する。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、レンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎ、望遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔとする。このとき、
０．２０＜ｆ１／ｆｔ＜０．４５ ・・・（１）
－０．１５＜ｆｎ／ｆｔ＜－０．０５・・・（２）
なる条件式を満足する。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は望遠端において軸上色収差と倍率色収差を良好に補正しつつ、望遠端におけるレンズ全長の短縮を図るためのものである。条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と、望遠端におけるズームレンズの焦点距離を適切に定めている。

条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなると、広角端から望遠端へズーミングする際の第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎて、望遠端におけるレンズ全長が長くなり、小型化が困難となる。条件式（１）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなると、第１レンズ群Ｌ１より軸上色収差と倍率色収差が多く発生し、望遠端において軸上色収差と倍率色収差の補正が困難となる。

条件式（２）は望遠端において倍率色収差を良好に補正するためにレンズ群Ｌｎの焦点距離と望遠端におけるズームレンズの焦点距離を適切に定めている。一般に倍率色収差は軸上光束と軸外光束が分離している箇所で補正することが好ましい。各実施例のようなズームレンズでは開口絞りＳＰ近傍のレンズ群を通過する光束よりも、開口絞りＳＰから像側に離れて配置されたレンズ群を通過する光束の方が軸上光束と軸外光束が光軸直交方向に大きく分離している。そのため、開口絞りＳＰから像側に向かって離れた位置に配置されたレンズ群Ｌｎで倍率色収差を補正することが効果的である。

条件式（２）の上限を超えて、レンズ群Ｌｎの負の焦点距離が短くなると（負の焦点距離の絶対値が小さくなると）、望遠端における倍率色収差の補正が過剰となるため、好ましくない。条件式（２）の下限を超えて、レンズ群Ｌｎの負の焦点距離が長くなると（負の焦点距離の絶対値が大きくなると）、望遠端における倍率色収差の補正が十分に行うことが困難となり好ましくない。

尚、更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．２５＜ｆ１／ｆｔ＜０．４２ ・・・（１ａ）
－０．１３＜ｆｎ／ｆｔ＜－０．０７・・・（２ａ）
更に好ましくは条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．３０＜ｆ１／ｆｔ＜０．３９ ・・・（１ｂ）
－０．１２＜ｆｎ／ｆｔ＜－０．０８・・・（２ｂ）
以上の如く構成することにより、レンズ全長が短く望遠端における色収差が良好に補正されたズームレンズを得ることができる。

各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足することがより好ましい。

レンズ群Ｌｎに含まれる全ての負レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄｎａｖｅとする。第１レンズ群Ｌ１に含まれる全ての正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄ１ｐａｖｅとする。広角端におけるレンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離をＬｎｗｉ、望遠端におけるレンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離をＬｎｔｉとする。

第１１レンズの焦点距離をｆ１１、第１２レンズの焦点距離をｆ１２とする。レンズ群Ｌｎは物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第ｎ１レンズ、負の屈折力の第ｎ２レンズの２つの負レンズを有し、第ｎ１レンズの焦点距離をｆｎ１、第ｎ２レンズの焦点距離をｆｎ２とする。広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとする。レンズ群Ｌｎの広角端における横倍率をβｗｎ、レンズ群Ｌｎの望遠端における横倍率をβｔｎとする。

このとき、以下の条件式のうち１つ以上を満足することが好ましい。

６５＜νｄｎａｖｅ ・・・（３）
７０＜νｄ１ｐａｖｅ ・・・（４）
０．０５＜Ｌｎｗｉ／Ｌｎｔｉ＜０．２５・・・（５）
０．７０＜ｆ１１／ｆ１２＜１．２０ ・・・（６）
０．６０＜ｆｎ１／ｆｎ２＜１．３０ ・・・（７）
３．５＜ｆｔ／ｆｗ＜８．０ ・・・（８）
１．２０＜βｔｎ／βｗｎ＜３．００ ・・・（９）
次に前述の条件式の技術的意味について説明する。

条件式（３）は望遠端において倍率色収差を良好に補正するために、レンズ群Ｌｎに含まれる負レンズの全ての負レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値を適切に定めている。条件式（３）の下限を下回らないようにレンズ群Ｌｎに含まれる負レンズの全ての負レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値を設定することで望遠端において倍率色収差を良好に補正している。

条件式（４）は望遠端において軸上色収差および倍率色収差を良好に補正するために、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの全ての正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値を適切に定めている。条件式（４）の下限を下回らないように第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの全ての正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値を設定することで望遠端において軸上色収差および倍率色収差を良好に補正している。

条件式（５）は広角端におけるレンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離（バックフォーカス）と、望遠端におけるレンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離を適切に定めている。条件式（５）の上限を超えて、広角端におけるバックフォーカスが長くなると、又は、望遠端におけるバックフォーカスが短くなると、広角端と望遠端における双方で倍率色収差の補正をすることが困難となる。条件式（５）の下限を超えて、望遠端におけるバックフォーカスが長くなると、望遠端におけるレンズ全長が長くなるため小型化が困難となる。

条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１に含まれる第１１レンズと第１２レンズの焦点距離を適切に定めている。条件式（６）の上限を超えて第１１レンズの焦点距離が長くなると、望遠端において軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（６）の下限を超えて第１１レンズの焦点距離が短くなると、望遠端において球面収差を良好に補正することが困難となる。

条件式（７）はレンズ群Ｌｎに含まれる第ｎ１レンズ、第ｎ２レンズの焦点距離を適切に定めている。条件式（７）の上限を超えて第ｎ２レンズの負の焦点距離が短くなると、望遠端において倍率色収差の補正が過剰となるため好ましくない。条件式（７）の下限を超えて第ｎ２レンズの焦点距離が長くなると、望遠端において倍率色収差を良好に補正することが困難となる。

条件式（８）はズームレンズのズーム比を規定している。条件式（８）の上限値を上回らないようにすることで、全ズーム領域に渡り高い光学性能を有しつつ、ズームレンズの小型化を達成している。条件式（８）の下限値を下回らないようにすることで、様々な撮影場面において適切な撮影画角を得ている。

条件式（９）はレンズ群Ｌｎの望遠端における横倍率と広角端における横倍率を適切に定めている。条件式（９）の上限値を超えてレンズ群Ｌｎの望遠端における横倍率が大きくなると、望遠端において倍率色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（９）の下限値を超えてレンズ群Ｌｎの望遠端における横倍率が小さくなると望遠端におけるレンズ全長の短縮が困難となる。

なお、各実施例において、好ましくは条件式（３）乃至（９）の数値範囲を次の如くするのが良い。

６８＜νｄｎａｖｅ ・・・（３ａ）
７５＜νｄ１ｐａｖｅ ・・・（４ａ）
０．０８＜Ｌｎｗｉ／Ｌｎｔｉ＜０．２２・・・（５ａ）
０．７５＜ｆ１１／ｆ１２＜１．１５ ・・・（６ａ）
０．６５＜ｆｎ１／ｆｎ２＜１．２５ ・・・（７ａ）
４．０＜ｆｔ／ｆｗ＜７．０ ・・・（８ａ）
１．５０＜βｔｎ／βｗｎ＜２．５０ ・・・（９ａ）
また、さらに好ましくは条件式（３ａ）乃至条（９ａ）の数値範囲を次の如く設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。

７３＜νｄｎａｖｅ ・・・（３ｂ）
８０＜νｄ１ｐａｖｅ ・・・（４ｂ）
０．１２＜Ｌｎｗｉ／Ｌｎｔｉ＜０．１９・・・（５ｂ）
０．８０＜ｆ１１／ｆ１２＜１．１２ ・・・（６ｂ）
０．７０＜ｆｎ１／ｆｎ２＜１．２０ ・・・（７ｂ）
４．５＜ｆｔ／ｆｗ＜６．０ ・・・（８ｂ）
１．７０＜βｔｎ／βｗｎ＜２．３０ ・・・（９ｂ）
各実施例では以上のように各要素を構成することにより、小型でありながら望遠端における色収差が良好に補正されたズームレンズを得ている。

各実施例において、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２または第２レンズ群Ｌ２の一部を光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動させて、光軸に対し垂直方向に像を変移させても良い。これによれば光学系（ズームレンズ）全体が振動（傾動）したときの撮影画像のぶれ（像ぶれ）を補正することが容易になる。

なお、各実施例では第２レンズ群Ｌ２、もしくはその一部を光軸に対して垂直方向に移動させて像ぶれ補正を行う際の移動方式は第２レンズ群Ｌ２、もしくはその一部を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させれば、どのような移動方式でも良い。例えば鏡筒構造の複雑化を許容すれば、光軸上に回転中心を持つように第２レンズ群Ｌ２、もしくはその一部を回動させて像ぶれ補正を行っても良い。また、第３レンズ群Ｌ３で像ぶれ補正を行ってもよい。さらには複数のレンズ群、もしくはレンズ群の１部を同時に動かすことで像ぶれ補正を行ってもよい。

各実施例のような望遠端の焦点距離が長いズームレンズにおいては、各レンズ群を物体側より像側へ順に配置された次のレンズより構成するのが良い。以下、ことわりがないときは各レンズは物体側から像側へ順に配置されているものとする。

第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力のレンズ１１（以下単に「正レンズ１１」という。）、正レンズ１２と負の屈折力のレンズ１３（以下に「負レンズ１３」という。）を接合した接合レンズを有することが好ましい。具体的には実施例１、３，４では正レンズ１１、正レンズ１２と負レンズ１３を接合した接合レンズからなることが良い。もしくは実施例２のように正レンズ１１、正レンズ１２と負レンズを接合した接合レンズ、正レンズ１４からなることが好ましい。

第１レンズ群Ｌ１をこのように構成することにより、望遠端において球面収差や軸上色収差、倍率色収差を良好に補正することが容易となる。

第２レンズ群Ｌ２は実施例１、２では、負レンズ２１、負レンズ２２と正レンズ２３を接合した接合レンズより構成している。実施例３、４では正レンズ２１と負レンズ２２を接合した接合レンズ、負レンズ２３、負レンズ２４と正レンズ２５を接合した接合レンズから構成することが好ましい。第２レンズ群Ｌ２をこのように構成することにより、広角端において像面湾曲および倍率色収差を良好に補正することが容易となる。

第３レンズ群Ｌ３は正レンズ３１、正レンズ３２と負レンズ３３を接合した接合レンズから構成することが好ましい。第３レンズ群Ｌ３をこのように構成することにより、全ズーム領域において球面収差や軸上色収差を良好に補正することが容易となる。

第４レンズ群Ｌ４は実施例１では、負レンズ４１と正レンズ４２を接合した接合レンズから構成している。実施例２、３、４では負レンズ４１から構成されることが好ましい。また、負レンズ４１は物体側に凹面を向けた形状であることが好ましい。このような構成をとることにより、全ズーム領域において球面収差を良好に補正することが容易になる。また、全ズーム領域においてフォーカシングの際の球面収差の変動を抑えることが容易となる。

第５レンズ群Ｌ５は実施例１、２では、正レンズ５１、正レンズ５２と負レンズ５３を接合した接合レンズ、正レンズ５４より構成している。実施例３、４では、正レンズ５１、正レンズ５２と負レンズ５３を接合した接合レンズから構成されることが好ましい。このような構成をとることにより、全ズーム領域において球面収差やコマ収差、軸上色収差を良好に補正することが容易になる。

第６レンズ群Ｌ６は、正レンズ６１と負レンズ６２を接合した接合レンズから構成されることが好ましい。また、負レンズ６２は像側に凹面を向けた形状であることが好ましい。このような構成をとることにより、全ズーム領域においてコマ収差や像面湾曲を良好に補正することが容易になる。また、全ズーム領域においてフォーカシングの際の軸上色収差や倍率色収差の変動を抑えることが容易となる。

第７レンズ群Ｌ７は、正レンズ７１と負レンズ７２を接合した接合レンズから構成されることが好ましい。このような構成をとることにより、特に望遠端において倍率色収差を良好に補正することが容易となる。

第８レンズ群Ｌ８は、負レンズ８１、負レンズ８２と正レンズ８３を接合した接合レンズから構成されることが好ましい。このような構成をとることにより、特に望遠端において倍率色収差を良好に補正することが容易となる。

第９レンズ群Ｌ９は実施例４では負レンズ９１から構成されることが好ましい。このような構成をとることにより、全ズーム領域において像面湾曲を良好に補正することが容易となる。

各実施例によれば、以上の如く構成することにより、小型でありながら望遠端において色収差が良好に補正されたズームレンズを得ることが容易となる。

次に、本実施形態のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルカメラの実施例を図９を用いて説明する。図９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。１３はレンズ装置（撮像装置）である。レンズ装置１３は撮像光学系１１を有する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

複数のレンズ群を有する後群ＬＲの構成は、実施例に示した４つ又は５つのレンズ群からなる場合に限られない。ズームレンズの比較的像側に条件式（２）を満たすような負の屈折力を有するレンズ群を含んでいれば、４つより少ないレンズ群、または、５つより多いレンズ群で構成されていてもよい。

次に、本発明の実施例１乃至４に対応する数値実施例１乃至４を示す。各実施実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する材料の屈折率とアッベ数を示す。

各数値実施例において最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。

各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）はレンズ最終面から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表したものである。レンズ全長は最も物体側のレンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。

数値実施例１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 125.878 13.66 1.49700 81.5
2 -394.145 0.23
3 173.206 12.00 1.43875 94.7
4 -260.097 2.40 1.88300 40.8
5 629.720 (可変)
6 -557.143 1.50 1.77250 49.6
7 68.411 5.00
8 -103.764 1.50 1.49700 81.5
9 63.855 5.00 1.71736 29.5
10 -4870.716 (可変)
11 44.113 7.60 1.43875 94.7
12 -131.977 0.15
13 70.184 5.30 1.51742 52.4
14 -149.068 1.60 1.91082 35.3
15 227.603 2.50
16(絞り) ∞ (可変)
17 -39.659 1.00 1.77250 49.6
18 120.000 3.00 1.58144 40.8
19 -201.574 (可変)
20 -188.106 4.15 1.59551 39.2
21 -36.089 10.00
22 179.927 5.00 1.48749 70.2
23 -33.258 1.20 2.00100 29.1
24 -72.041 0.20
25 40.646 3.00 1.51633 64.1
26 264.879 (可変)
27 -220.976 3.10 1.80518 25.4
28 -38.213 1.20 1.80400 46.5
29 37.945 (可変)
30 62.413 6.09 1.51823 58.9
31 -39.273 1.60 1.92286 20.9
32 -48.247 (可変)
33 -66.555 1.45 1.59522 67.7
34 56.205 3.50
35 -121.798 1.50 1.49700 81.5
36 42.015 5.73 1.67300 38.3
37 -880.714 (可変)
38 ∞ 1.00 1.51633 64.1
39 ∞ 1.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 5.83
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 248.70 600.00
Fナンバー 4.60 5.85 6.80
半画角（度） 11.86 4.97 2.07
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 238.44 305.28 331.62
BF 13.96 30.69 82.37

d 5 4.00 70.84 97.18
d10 41.59 33.92 1.35
d16 7.17 11.92 13.23
d19 8.67 3.91 2.61
d26 13.52 6.58 2.00
d29 9.20 16.14 20.72
d32 30.16 21.11 2.00
d37 12.30 29.03 80.71

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 207.63
2 6 -71.99
3 11 69.87
4 17 -55.38
5 20 42.72
6 27 -40.02
7 30 59.31
8 33 -54.02

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 193.66
2 3 238.99
3 4 -208.20
4 6 -78.79
5 8 -79.30
6 9 87.90
7 11 76.36
8 13 92.99
9 14 -98.69
10 17 -38.48
11 18 129.81
12 20 74.23
13 22 58.03
14 23 -62.69
15 25 92.57
16 27 56.95
17 28 -23.52
18 30 47.49
19 31 -250.21
20 33 -50.97
21 35 -62.66
22 36 59.74


数値実施例２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 134.914 9.79 1.49700 81.5
2 -6721.245 0.23
3 137.154 12.00 1.43875 94.7
4 -425.440 2.40 1.88300 40.8
5 298.947 2.00
6 268.064 6.50 1.49700 81.5
7 -999.736 (可変)
8 -857.743 1.50 1.77250 49.6
9 60.559 5.50
10 -91.937 1.50 1.49700 81.5
11 60.619 5.00 1.71736 29.5
12 -1482.613 (可変)
13 49.993 7.60 1.43875 94.7
14 -102.834 0.15
15 80.657 5.00 1.51742 52.4
16 -155.188 1.60 1.91082 35.3
17 511.702 2.50
18(絞り) ∞ (可変)
19 -42.764 1.30 1.77250 49.6
20 -92692.282 (可変)
21 -188.510 4.03 1.59551 39.2
22 -37.719 5.58
23 257.937 4.62 1.48749 70.2
24 -36.110 1.20 2.00100 29.1
25 -76.229 0.20
26 45.741 3.00 1.51633 64.1
27 233.297 (可変)
28 -419.106 3.17 1.80518 25.4
29 -38.129 1.20 1.80400 46.5
30 39.290 (可変)
31 64.867 5.46 1.51823 58.9
32 -34.694 1.60 1.92286 20.9
33 -45.897 (可変)
34 -81.065 1.45 1.53775 74.7
35 57.898 3.50
36 -130.610 1.50 1.49700 81.5
37 65.180 3.50 1.73800 32.3
38 584.985 (可変)
39 ∞ 1.00 1.51633 64.1
40 ∞ 1.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 5.83
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 248.50 600.00
Fナンバー 4.60 5.85 6.80
半画角（度） 11.86 4.98 2.07
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 241.66 305.61 331.66
BF 17.57 37.01 97.33

d 7 2.00 63.58 86.90
d12 41.59 35.60 1.35
d18 5.54 9.90 10.19
d20 12.06 7.70 7.41
d27 14.35 5.60 2.00
d30 7.56 16.31 19.91
d33 36.42 25.33 2.00
d38 15.91 35.35 95.67

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 187.17
2 8 -66.90
3 13 66.06
4 19 -55.38
5 21 46.08
6 28 -44.55
7 31 61.55
8 34 -57.39

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 266.24
2 3 237.94
3 4 -198.53
4 6 426.05
5 8 -73.17
6 10 -73.27
7 11 81.29
8 13 77.85
9 15 103.32
10 16 -130.58
11 19 -55.38
12 21 78.40
13 23 65.31
14 24 -69.58
15 26 109.60
16 28 51.90
17 29 -23.90
18 31 44.45
19 32 -165.35
20 34 -62.58
21 36 -87.27
22 37 99.11


数値実施例３
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 139.899 11.00 1.49700 81.5
2 -725.218 0.50
3 137.265 9.80 1.43875 94.7
4 -864.666 2.40 1.83481 42.7
5 266.138 (可変)
6 116.936 5.20 1.57501 41.5
7 -98.739 1.30 1.77250 49.6
8 90.713 3.40
9 -1515.584 1.70 1.77250 49.6
10 111.336 1.70
11 2482.774 1.70 1.49700 81.5
12 65.651 4.00 1.63980 34.5
13 349.948 (可変)
14 57.517 6.50 1.43875 94.7
15 -130.235 0.15
16 105.689 5.00 1.51823 58.9
17 -136.115 1.60 1.83481 42.7
18 -1116.555 2.50
19(絞り) ∞ (可変)
20 -52.949 1.50 1.77250 49.6
21 -1031.670 (可変)
22 282.299 4.99 1.58144 40.8
23 -51.259 7.96
24 61.917 5.47 1.48749 70.2
25 -47.586 1.20 2.00100 29.1
26 -127.040 (可変)
27 -12810.854 2.74 1.80518 25.4
28 -59.209 1.20 1.80400 46.5
29 40.324 (可変)
30 65.917 4.88 1.51823 58.9
31 -46.560 1.60 1.92286 20.9
32 -62.745 (可変)
33 -232.616 1.45 1.59282 68.6
34 45.680 4.20
35 -78.865 1.50 1.49700 81.5
36 47.251 5.27 1.72047 34.7
37 -812.592 (可変)
38 ∞ 1.00 1.51633 64.1
39 ∞ 1.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 5.69
広角 中間 望遠
焦点距離 123.00 293.00 700.00
Fナンバー 4.60 5.85 8.00
半画角（度） 9.98 4.22 1.77
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 246.28 322.64 370.48
BF 14.01 44.69 107.78

d 5 1.50 74.51 118.12
d13 45.00 31.94 1.35
d19 6.30 11.18 10.01
d21 8.70 3.83 5.00
d26 11.48 4.00 1.20
d29 12.33 19.81 22.62
d32 44.54 30.26 2.00
d37 12.35 43.03 106.12

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 247.49
2 6 -80.80
3 14 70.63
4 20 -72.30
5 22 55.88
6 27 -50.04
7 30 72.81
8 33 -62.05

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 236.97
2 3 270.80
3 4 -243.54
4 6 93.93
5 7 -61.02
6 9 -134.20
7 11 -135.71
8 12 125.62
9 14 91.90
10 16 115.62
11 17 -185.82
12 20 -72.30
13 22 75.02
14 24 56.11
15 25 -76.59
16 27 73.87
17 28 -29.68
18 30 53.44
19 31 -205.33
20 33 -64.28
21 35 -59.22
22 36 62.14


数値実施例４
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 132.456 10.00 1.49700 81.5
2 -625.423 0.50
3 145.081 9.10 1.43875 94.7
4 -565.251 2.40 1.83481 42.7
5 286.490 (可変)
6 125.458 5.20 1.57501 41.5
7 -101.387 1.30 1.77250 49.6
8 111.773 3.40
9 2034.061 1.70 1.77250 49.6
10 105.701 2.70
11 -421.286 1.70 1.49700 81.5
12 67.536 3.50 1.63980 34.5
13 303.714 (可変)
14 64.721 6.00 1.43875 94.7
15 -144.502 0.15
16 122.285 4.70 1.51823 58.9
17 -136.115 1.60 1.83481 42.7
18 -503.340 2.50
19(絞り) ∞ (可変)
20 -60.867 1.50 1.77250 49.6
21 2445.612 (可変)
22 115.544 6.50 1.58144 40.8
23 -58.890 4.31
24 72.494 5.34 1.48749 70.2
25 -49.206 1.20 2.00100 29.1
26 -155.810 (可変)
27 -2965.051 2.98 1.80518 25.4
28 -53.617 1.20 1.80400 46.5
29 43.670 (可変)
30 66.451 5.41 1.51823 58.9
31 -41.564 1.60 1.92286 20.9
32 -58.619 (可変)
33 -200.908 1.45 1.59282 68.6
34 55.617 3.50
35 -97.132 1.50 1.49700 81.5
36 50.159 5.00 1.72047 34.7
37 -600.974 (可変)
38 -69.214 1.80 1.65160 58.5
39 -133.310 (可変)
40 ∞ 1.00 1.51633 64.1
41 ∞ 0.50
像面 ∞

各種データ
ズーム比 5.30
広角 中間 望遠
焦点距離 122.75 282.00 650.00
Fナンバー 4.60 5.85 8.00
半画角（度） 10.00 4.39 1.91
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 252.02 324.42 363.59
BF 10.22 17.42 31.79

d 5 1.50 69.46 109.38
d13 46.47 34.36 2.44
d19 7.61 13.81 13.05
d21 11.16 4.97 5.72
d26 11.98 3.69 1.20
d29 12.53 20.81 23.30
d32 44.82 30.04 2.00
d37 6.00 30.13 74.97
d39 9.06 16.26 30.63

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 241.00
2 6 -81.20
3 14 75.72
4 20 -76.86
5 22 57.34
6 27 -53.56
7 30 73.20
8 33 -77.42
9 38 -223.40

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 220.90
2 3 264.16
3 4 -227.46
4 6 98.34
5 7 -68.64
6 9 -144.39
7 11 -116.98
8 12 134.96
9 14 102.78
10 16 125.07
11 17 -223.93
12 20 -76.86
13 22 68.02
14 24 61.00
15 25 -72.25
16 27 67.79
17 28 -29.77
18 30 50.20
19 31 -162.10
20 33 -73.32
21 35 -66.33
22 36 64.46
23 38 -223.40

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＬＲ 後群
Ｌｎ レンズ群Ｌｎ

Claims (13)

1. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群と、５つまたは６つのレンズ群からなる後群より構成され、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
   前記後群に含まれ、正レンズと負レンズを含むレンズ群のうち、最も像側のレンズ群をレンズ群Ｌｎとするとき、
   ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記レンズ群Ｌｎが移動し、
   前記第１レンズ群は物体側より像側へ順に配置された第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズを有し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記レンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎ、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、広角端における前記レンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離をＬｎｗｉ、望遠端における前記レンズ群Ｌｎの最も像側のレンズ面から近軸像面までの光軸上の距離をＬｎｔｉとするとき、
   ０．２０＜ｆ１／ｆｔ＜０．４５
   －０．１５＜ｆｎ／ｆｔ＜－０．０５
   ０．０５＜Ｌｎｗｉ／Ｌｎｔｉ＜０．２５
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記レンズ群Ｌｎに含まれる全ての負レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄｎａｖｅとするとき、
   ６５＜νｄｎａｖｅ
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄ１ｐａｖｅとするとき、
   ７０＜νｄ１ｐａｖｅ
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
4. 前記第１正レンズの焦点距離をｆ１１、前記第２正レンズの焦点距離をｆ１２とするとき、
   ０．７０＜ｆ１１／ｆ１２＜１．２０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記レンズ群Ｌｎに配置された負レンズは２つであり、前記２つの負レンズのうち物体側に配置された負レンズの焦点距離をｆｎ１、前記２つの負レンズのうち像側に配置された負レンズの焦点距離をｆｎ２とするとき、
   ０．６０＜ｆｎ１／ｆｎ２＜１．３０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとするとき、
   ３．５＜ｆｔ／ｆｗ＜８．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記レンズ群Ｌｎの広角端における横倍率をβｗｎ、前記レンズ群Ｌｎの望遠端における横倍率をβｔｎとするとき、
   １．２０＜βｔｎ／βｗｎ＜３．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記後群は、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群、正の屈折力の第７レンズ群、負の屈折力の第８レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載ズームレンズ。
9. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群、正の屈折力の第７レンズ群、負の屈折力の第８レンズ群、負の屈折力の第９レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載ズームレンズ。
10. 前記レンズ群Ｌｎは物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第ｎ１レンズ、負の屈折力の第ｎ２レンズ、正の屈折力の第ｎ３レンズの３枚のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載ズームレンズ。
11. フォーカシングに際して前記第４レンズ群と前記第６レンズ群は、互いに異なった軌跡で移動することを特徴とする請求項８または９に記載のズームレンズ。
12. 無限遠から近距離のフォーカシングに際して、前記第４レンズ群は物体側へ、前記第６レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

Images