ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
【課題】 全系が小型で高ズーム比で、しかも広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記後群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷ、広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０
なる条件式を満足すること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記後群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷ、広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０
なる条件式を満足すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に用いられている撮影光学系には、全系がコンパクトで、しかも広画角、高ズーム比で高解像力のズームレンズであることが要求されている。この他、デジタルスチルカメラに用いられる撮影光学系においては、静止画だけでなく、動画を記録することが望まれてきており、高い光学性能でありながら全系が小型なレンズ系であることが要求されている。
【０００３】
全系が小型で、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置した、所謂ポジティブリードタイプのズームレンズが知られている。ポジティブリードタイプのズームレンズとして物体側より順に、正、負、正、正の屈折力の第１〜第４レンズ群より成り、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、フォーカシングを第４レンズ群で行う４群構成のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００４】
この他ポジティブリードタイプのズームレンズとして、物体側より順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１〜第５レンズ群より成る５群構成のズームレンズが知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４７５３８号公報
【特許文献２】特開２００９−９８４５８号公報
【特許文献３】特開２００６−３４９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポジティブリード型のズームレンズは全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化を図ることが比較的容易である。ポジティブリード型のズームレンズにおいて、所定のズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。しかしながら、このようにしたズームレンズは、各レンズ面の屈折力の増加に伴いレンズ肉厚が増してくる。この結果、レンズ系全体の短縮化が不十分になると同時に諸収差の発生が多くなってくる。
【０００７】
また、カメラの非使用時に各レンズ群を沈胴して収納する撮像装置においては、メカ構造的にどうしてもレンズ及びレンズ群の倒れなどの誤差が大きくなってくる。このときレンズ及びレンズ群の敏感度が大きいと光学性能の劣化が大きくなり、またズーミングの際に像ゆれが生じてくる。
【０００８】
このため、レンズやレンズ群の敏感度がなるべく小さくなるように構成することが高い光学性能を得るのに必要となってくる。前述したポジティブリード型の４群又は５群のズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比化を図りつつ、高い光学性能を得るには、ズームレンズを構成する各要素を適切に設定することが重要となってくる。例えばズームタイプ（レンズ群の数や各レンズ群の屈折力）、各レンズ群のズーミングに伴う移動軌跡、そして各レンズ群の変倍負担等の構成を適切に設定することが重要になってくる。
【０００９】
特に第１レンズ群のレンズ構成や屈折力そして変倍用の第２レンズ群の変倍負担等の構成を適切に設定することが重要になってくる。
【００１０】
これらの構成が適切でないと、高ズーム比化を図る際に全系が大型化し、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲、及び画面全体にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。
【００１１】
本発明は、レンズ系全体が小型で、高ズーム比のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置の提供を目的とする。この他本発明は、高ズーム化を図ると共に、前玉有効径の小型化を維持して広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有する、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記後群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷ、広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、全系が小型で高ズーム比化で、しかも広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例１のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例１のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図７】本発明の撮像装置の要部概略図
【図８】本発明の撮像装置の要部概略図
【図９】本発明の実施例１の各レンズ群のズーム軌跡の説明図
【図１０】本発明の実施例２の各レンズ群のズーム軌跡の説明図
【図１１】本発明の実施例３の各レンズ群のズーム軌跡の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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、１以上のレンズ群を含む後群より構成されている。
【００１６】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は物体側又は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第３レンズ群は物体側へ移動する。このとき第１〜第３レンズ群は広角端に比べ望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広く（増大し）、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭く（減少し）、第３レンズ群と後群との間隔が変化するように移動している。
【００１７】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比９．４０、開口比２．７４〜５．６０程度のズームレンズである。
【００１８】
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比１１．３２、開口比２．６５〜５．６０程度のズームレンズである。
【００１９】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比１４．７６、開口比２．４２〜５．６０程度のズームレンズである。
【００２０】
図７は、本発明のズームレンズを備えるビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。図８は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００２１】
図９乃至図１１は本発明の実施例１乃至実施例３における広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群とフレアカット絞りの移動軌跡を示している。
【００２２】
各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｂｉは第ｉレンズ群を示す。ＬＲは１以上のレンズ群を有する後群である。
【００２３】
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りである。ＦＰは開口径が不要のフレアカット絞りであり、不要光をカットしている。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。
【００２４】
像面ＩＰは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００２５】
収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（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、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。
【００２６】
非点収差図で実線と点線はｄ線におけるサジタル像面と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２点鎖線は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のレンズ群が機構上、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。
【００２７】
各実施例はいずれも、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｂ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３、そして１以上のレンズ群を有する後群ＬＲを有するズームレンズである。
【００２８】
そして広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｂ１は物体側へ、又は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｂ２は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第３レンズ群Ｂ３は物体側へ移動する。このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２との間隔が広く、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３との間隔が狭く、第３レンズ群Ｂ３と後群ＬＲとの間隔が広くなるように各レンズ群が移動する。これによって高ズーム比化を容易にしている。
【００２９】
後群ＬＲは、実施例１では、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群Ｂ４により構成されている。
【００３０】
実施例２、３では、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群Ｂ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｂ５により構成されている。ただし、各実施例において、後群ＬＲを構成するレンズ群の数は任意であり、少なくとも１つのレンズ群を有していれば良い。
【００３１】
実施例１（図１，図９）において開口絞りＳＰとフレアカット絞りＦＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｂ３と一体的に移動している。
【００３２】
実施例２（図３，図１０）において開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｂ３と一体的に移動している。実施例３（図５，図１１）においてフレアカット絞りＦＰと開口絞りＳＰは広角端から望遠端へのズーミングに際して、双方の間隔を狭くしながらいずれも物体側へ独立に移動している。
【００３３】
特に実施例３では、第２レンズ群Ｂ２と開口絞りＳＰの間に、ズーミング時に移動するフレアカット絞りＦＰを設けることで、広角側において下光線のフレアを効果的に除去している。さらに、ズーミングによる画面周辺光量比の急激な落ち込みを緩和している。
【００３４】
各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の屈折力をある程度強めることで広角端において第１レンズ群Ｂ１と開口絞りＳＰの距離を小さくしている。これにより第１レンズ群Ｂ１のレンズ有効径の小型化を図っている。また第３レンズ群Ｂ３の屈折力をある程度強めることで開口絞りＳＰから像面ＩＰまでの距離を小さくしている。これにより広角端においてレンズ全長を短縮している。
【００３５】
各実施例のズームレンズでは、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Ｂ１を物体側に移動させ、又は像側に凸状の軌跡を描いて移動させている。そして広角端に比べて望遠端において第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間隔を広げることで変倍を行っている。
【００３６】
さらに広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｂ３を物体側に移動させ広角端に比べて望遠端において第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔を狭めることで変倍作用を行っている。このように変倍作用を第１、第３レンズ群Ｂ１、Ｂ３の複数のレンズ群で分担することにより高変倍としながら変倍のための移動ストロークを短縮しつつ、望遠端におけるレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短縮している。また無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは最終レンズ群を物体側に移動させている。
【００３７】
以上のような構成とすることで広角端および望遠端において、レンズ全長の短縮とズーム比化を図っている。なお、各実施例において任意のレンズ群を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させてズームレンズが振動したときの画像ブレを補正しても良い。例えば第３レンズ群Ｂ３を光軸に垂直方向の成分を持つように移動させることにより、光学系全体が振動（傾動）したときの撮影画像のぶれを補正するようにしてもよい。
【００３８】
各実施例において、第１レンズ群Ｂ１は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなっている。第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷとする。広角端と望遠端における第２レンズ群Ｂ２の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとする。このとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０ ・・・（１）
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００３９】
各実施例では、高ズーム比を確保し、諸収差を良好に補正するために、物体側から像側へ順に、正、負、正の屈折力のレンズ群を有する構成としている。
【００４０】
また、第１レンズ群Ｂ１を物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズのレンズ構成とすることで、望遠側において球面収差を良好に補正している。特に各波長の球面収差の分散を抑えている。さらに、望遠端においてレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短縮している。
【００４１】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離を広角端における全系の焦点距離で規定したものである。
【００４２】
条件式（１）の上限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が大きくなると（長くなると）、高ズーム比化を図る際、第１レンズ群Ｂ１の移動量が大きくなり、望遠端においてレンズ全長が増大し好ましくない。
【００４３】
また下限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が小さくなりすぎると（短くなりすぎると）、望遠側において軸上色収差が大きくなり、また、広角側において像面湾曲が大きくなってくるので良くない。
【００４４】
条件式（２）は、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｂ２の変倍比の範囲を規定したものである。条件式（２）の上限を超えて、第２レンズ群Ｂ２の変倍分担が大きくなると、第１レンズ群Ｂ１が大型化してくる。また、ズーミングに際して像面変動が大きくなり、好ましくない。また下限を超えて、第２レンズ群Ｂ２の変倍分担が小さくなると、高ズーム比化と全系の小型化を図るのが難しくなる。
【００４５】
以上のように構成することにより、各実施例によれば球面収差、コマ収差などの諸収差を良好に補正した高い光学性能が容易に得られるズームレンズが実現できる。尚、各実施例において更に好ましくは下記の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００４６】
広角端におけるレンズ全長（第１レンズ面から像面までの長さ）をＴＤＷ、広角端における第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔をＬ２３Ｗとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１ａ、Ｒ１ｂとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズの焦点距離をｆ１ｐとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズと負レンズが接合された接合レンズよりなるときには、接合レンズの接合レンズ面の曲率半径をＲ２とする。望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、第２レンズ群Ｂ２の焦点距離をｆ２とする。
【００４７】
第１レンズ群Ｂ１の正レンズの材料の屈折率をＮｄ１ｐとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々νｄ１ｐ、νｄ１ｎとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００４８】
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．８０ ・・・（３）
−０．９＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．５ ・・・（４）
０．４＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．８ ・・・（５）
−１０．０＜Ｒ２／ｆ１＜−０．２ ・・・（６）
０．４＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．７ ・・・（７）
０．７＜ｆ１／ｆＴ＜１．２ ・・・（８）
１．６＜Ｎｄ１ｐ＜２．５ ・・・（９）
１．５＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜４．０ ・・・（１０）
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（３）は、広角端における第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔を広角端におけるレンズ全長で規定したものである。
【００４９】
条件式（３）の上限を超えて広角端におけるレンズ全長が短くなると、ペッツバール和を適正な値に保つことが困難となり、像面湾曲が大きくなり好ましくない。また、球面収差やコマ収差等を良好に抑えつつ、高ズーム比化を達成することが難しくなる。また下限を超えて第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔が大きくなると、像面湾曲やコマ収差等の補正は容易になるが、各レンズの有効径が増大してくるので良くない。
【００５０】
条件式（４）は、第１レンズ群Ｂ１を構成する正レンズのシェープファクターを適切に設定し、広角端から望遠端までのズーム領域全域において像面湾曲を良好に補正するとともに、望遠側において球面収差と軸上色収差の補正を良好に行うためのものである。条件式（４）の上限を超えると、望遠側において球面収差の補正効果が少なくなってくる。条件式（４）の下限を超えると、広角側において像面湾曲、望遠側において球面収差をバランス良く補正するのが難しくなってくる。
【００５１】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｂ１を構成する正レンズの焦点距離を第１レンズ群Ｂ１の焦点距離で規定したものである。条件式（５）の上限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が短くなると、望遠端においてレンズ全長を短縮するのが容易となるが、コマ収差の発生を抑えることが困難となる。
【００５２】
また下限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなると、望遠側においてレンズ全長が増大してくる。また、各実施例において、第１レンズ群Ｂ１の正レンズと負レンズは接合した接合レンズとするのが良く、これによれば接合レンズ面の相対位置の誤差の結像性能へ与える偏芯コマ収差の敏感度を低減させることができる。
【００５３】
条件式（６）は、このときの第１レンズ群Ｂ１の接合レンズの接合レンズ面の曲率半径を第１レンズ群Ｂ１の焦点距離で正規化したものであり、望遠側において各波長の球面収差を抑えながら、前玉（第１レンズ）有効径を小さくし、小型化を図るためのものである。
【００５４】
条件式（６）の上限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなると、望遠側において球面収差を補正するのが難しくなり、またレンズ全長を短縮するのが難しくなる。また、下限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の接合レンズ面の曲率半径が大きくなると、前玉有効径を小型化するのと望遠側において球面収差、コマ収差等を抑制（特に、波長４００〜４５０ｎｍの波長領域）するのが困難となる。
【００５５】
条件式（７）は、第２レンズ群Ｂ２の焦点距離をズーム中間の焦点距離で規定したものである。条件式（７）の上限を超えて第２レンズ群Ｂ２の焦点距離が大きくなると、高ズーム比化およびレンズ全長の短縮が難しくなる。さらに、広角側でレトロフォーカスの屈折力配置をとることが困難となるので、広角側において像面湾曲や非点収差を補正することが困難となる。また下限を超えて第２レンズ群Ｂ２の焦点距離が小さくなると、高ズーム比化には有利となるが、ペッツバール和が負の方向に大きくなり、像面湾曲が増大してくる。
【００５６】
条件式（８）は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離を望遠端における全系の焦点距離で規定したものである。条件式（８）の上限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が大きくなると、高ズーム比化を図りつつ、レンズ全長を短縮するのが難しくなる。また下限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が小さくなると、レンズ全長の短縮、及び高ズーム比化には有利となるが、ズーム全域において像面湾曲と非点収差の補正が困難となる。
【００５７】
条件式（９）は第１レンズ群Ｂ１の正レンズの材料の屈折率に関する。条件式（９）の下限を超えて正レンズの材料の屈折率が低くなると所定の屈折力を持たせるためにレンズ面の曲率半径が小さくなりズーミングに際して球面収差およびコマ収差の変動が大きくなる。また、第１レンズ群の薄型化が困難となる。条件式（９）の上限を超えて正レンズの材料が高くなるとレンズ面の曲率半径が大きくなり、諸収差の補正効果を得るのが困難になる。
【００５８】
条件式（１０）は第１レンズ群Ｂ１を構成する正レンズと負レンズのアッベ数に関する。条件式（１０）の上限を超えてアッベ数の比が大きくなると、第１レンズ群Ｂ１の接合レンズ面のパワーが弱くなり、ズーミングに際して軸上色収差の変動をバランス良く補正しつつ、コマ収差の画角変動を補正することが困難となる。また下限を超えてアッベ数が小さくなると第１レンズ群Ｂ１の色消しのために接合レンズ面のパワーが強くなり、諸収差の補正が困難となる。
【００５９】
各実施例において更に好ましくは条件式（１）乃至条件式（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６０】
８．４＜ｆ１／ｆＷ＜２４．０ ・・・（１ａ）
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜８．０ ・・・（２ａ）
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．６０ ・・・（３ａ）
−０．８＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．３ ・・・（４ａ）
０．５＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．８ ・・・（５ａ）
−８．０＜Ｒ２／ｆ１＜−１．０ ・・・（６ａ）
０．４＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．６ ・・・（７ａ）
０．８＜ｆ１／ｆＴ＜１．２ ・・・（８ａ）
１．６５＜Ｎｄ１ｐ＜２．２０ ・・・（９ａ）
１．８＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜３．５ ・・・（１０ａ）
更に好ましくは条件式（１ａ）乃至条件式（１０ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６１】
８．８＜ｆ１／ｆＷ＜１８．０ ・・・（１ｂ）
２．２＜β２Ｔ／β２Ｗ＜５．０ ・・・（２ｂ）
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．５５ ・・・（３ｂ）
−０．８＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．０ ・・・（４ｂ）
０．５５＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．７５ ・・・（５ｂ）
−６．０＜Ｒ２／ｆ１＜−１．１ ・・・（６ｂ）
０．５＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．６ ・・・（７ｂ）
０．９＜ｆ１／ｆＴ＜１．１ ・・・（８ｂ）
１．７５＜Ｎｄ１ｐ＜２．００ ・・・（９ｂ）
２．０＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜３．０ ・・・（１０ｂ）
また、第３レンズ群Ｂ３は少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。特に広角端においてＦナンバーを比較的小さくし、後群ＬＲのレンズ群を簡素なレンズ構成にするために、非球面を有することが望ましい。
【００６２】
以上のように、各実施例によれば、各レンズ群のレンズ構成、パワー配置による変倍分担を適切に設定することにより、高ズーム比でありながら、高い結像性能を有すズームレンズを得ている。
【００６３】
次に各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置としてカムコーダー（ビデオカメラ）の実施例を図７、デジタルスチルカメラの実施例を図８を用いて説明する。
【００６４】
図７において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至３に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影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系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センサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。１３は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子１２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
【００６５】
図８において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至３に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影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
以下、実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３の具体的数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側から数えた面の番号を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との軸上間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。
【００６６】
最も像側の２つの面はガラスブロックＧに相当している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０を各々非球面係数としたとき
【数１】
【００６７】
なる式で表している。
【００６８】
*は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０-xを意味している。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を（表１）に示す。各数値実施例では広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における４つの焦点距離におけるＦナンバー、画角（度）、像高、レンズ全長、ＢＦ等における値を示している。
【００６９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 26.795 4.36 1.77250 49.6
2 -108.450 1.00 1.84666 23.8
3 127.297 (可変)
4 96.083 0.90 1.88300 40.8
5 7.531 4.44
6 -18.279 0.80 1.77250 49.6
7 39.018 0.40
8 21.058 1.81 1.92286 18.9
9 -187.420 (可変)
10(開口絞り) ∞ 1.10
11* 6.790 2.69 1.59201 67.0
12* -28.893 1.90
13 47.938 0.70 1.84666 23.8
14 6.029 0.62
15 10.442 1.74 1.69895 30.1
16 101.799 0.60
17 ∞ (可変) （フレアカット絞り）
18 17.191 1.91 1.48749 70.2
19 -400.000 (可変)
20 ∞ 0.80 1.49831 65.1
21 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-1.10479e+000 A 4= 1.63437e-004 A 6= 6.23338e-007
第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.28365e-004 A 6=-9.92006e-007
各種データ
ズーム比 9.40
焦点距離 5.12 22.93 36.86 48.09
Fナンバー 2.74 3.79 4.73 5.60
半画角 39.64 9.59 6.02 4.62
像高 3.50 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 61.21 67.49 76.40 85.43
BF 8.63 14.08 15.90 14.13
d 3 0.80 16.28 18.12 19.15
d 9 24.44 5.98 2.36 1.53
d17 2.36 6.17 15.02 25.63
d19 7.09 12.54 14.37 12.60
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 45.21
2 4 -8.30
3 10 15.02
4 18 33.86
5 20 ∞
【００７０】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 43.218 3.11 1.77250 49.6
2 -65.629 1.00 1.84666 23.8
3 -2530.897 (可変)
4 -2443.275 0.90 1.88300 40.8
5 8.570 4.13
6 -18.253 0.80 1.77250 49.6
7 133.250 0.40
8 27.389 1.79 1.92286 18.9
9 -97.612 (可変)
10(開口絞り) ∞ 1.10
11* 8.320 2.67 1.58313 59.4
12* -40.347 1.81
13 27.061 0.70 1.80518 25.4
14 7.543 0.52
15 11.113 2.65 1.48749 70.2
16 -14.108 (可変)
17 -44.894 0.70 1.48749 70.2
18 10.778 (可変)
19 13.817 2.05 1.48749 70.2
20 -401.060 (可変)
21 ∞ 0.80 1.49831 65.1
22 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-3.77863e-001 A 4=-6.45163e-005 A 6= 2.04530e-007 A 8=-1.44231e-008 A10= 2.62605e-010
第12面
K = 5.90971e-001 A 4= 1.74131e-004 A 6=-9.43102e-007
各種データ
ズーム比 11.32
焦点距離 5.14 28.80 43.81 58.22
Fナンバー 2.66 4.34 4.89 5.60
半画角 40.08 7.65 5.05 3.81
像高 3.50 3.88 3.88 3.75
レンズ全長 67.32 72.42 83.04 87.44
BF 6.72 17.14 12.73 7.05
d 3 0.80 18.17 25.32 28.49
d 9 29.84 2.81 1.47 1.23
d16 2.84 5.26 6.82 7.40
d18 2.79 4.71 12.38 18.94
d20 5.19 15.60 11.19 5.51
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 58.48
2 4 -9.64
4 10 12.49
5 17 -17.76
6 19 27.44
7 21 ∞
【００７１】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 44.923 2.74 1.84300 53.9
2 -337.606 1.00 1.94595 18.0
3 272.901 (可変)
4 154.746 0.90 1.85135 40.1
5* 7.760 5.11
6 -20.423 0.80 1.88300 40.8
7 58.169 0.40
8 26.569 2.11 1.92286 18.9
9 -62.088 (可変)
10 ∞ (可変)(フレアカット絞り)
11(開口絞り) ∞ 0.50
12* 8.524 2.63 1.58313 59.4
13* -72.381 1.80
14 23.478 0.70 1.80518 25.4
15 7.651 0.33
16 10.417 2.49 1.48749 70.2
17 -16.711 (可変)
18 54.045 0.70 1.48749 70.2
19 9.294 (可変)
20 12.782 2.07 1.49700 81.5
21 -161.745 0.70 1.72825 28.5
22 178.244 (可変)
23 ∞ 0.80 1.49831 65.1
24 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第5面
K =-1.20708e-001 A 4=-7.74415e-006
第12面
K =-3.24251e-001 A 4=-6.10573e-005 A 6= 7.82703e-008 A 8=-1.44231e-008 A10= 2.62605e-010
第13面
K = 5.90971e-001 A 4= 1.41351e-004 A 6=-8.11089e-007
各種データ
ズーム比 14.75
焦点距離 4.41 16.02 32.38 65.06
Fナンバー 2.42 3.32 4.32 5.60
半画角 44.84 13.52 6.80 3.34
像高 3.50 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 69.09 70.44 80.98 98.67
BF 6.53 12.65 17.56 6.12
d 3 0.80 17.58 25.28 36.17
d 9 21.32 3.77 1.41 1.16
d10 10.06 4.32 0.60 0.36
d17 2.82 4.47 6.35 7.91
d19 2.58 2.66 4.80 21.97
d22 4.99 11.11 16.03 4.59
d24 1.00 1.00 1.00 1.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.08
2 4 -9.19
3 10 ∞
4 11 13.00
5 18 -23.14
6 20 29.65
7 23 ∞
【００７２】
【表１】
【符号の説明】
【００７３】
Ｂ１…第１レンズ群 Ｂ２…第２レンズ群 Ｂ３…第３レンズ群
Ｂ４…第４レンズ群 Ｂ５…第５レンズ群 ＳＰ…絞り
ＦＰ…フレアカット絞り ＩＰ…結像面
Ｇ…センサのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
【技術分野】
【０００１】
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、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に用いられている撮影光学系には、全系がコンパクトで、しかも広画角、高ズーム比で高解像力のズームレンズであることが要求されている。この他、デジタルスチルカメラに用いられる撮影光学系においては、静止画だけでなく、動画を記録することが望まれてきており、高い光学性能でありながら全系が小型なレンズ系であることが要求されている。
【０００３】
全系が小型で、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置した、所謂ポジティブリードタイプのズームレンズが知られている。ポジティブリードタイプのズームレンズとして物体側より順に、正、負、正、正の屈折力の第１〜第４レンズ群より成り、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、フォーカシングを第４レンズ群で行う４群構成のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００４】
この他ポジティブリードタイプのズームレンズとして、物体側より順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１〜第５レンズ群より成る５群構成のズームレンズが知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４７５３８号公報
【特許文献２】特開２００９−９８４５８号公報
【特許文献３】特開２００６−３４９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポジティブリード型のズームレンズは全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化を図ることが比較的容易である。ポジティブリード型のズームレンズにおいて、所定のズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。しかしながら、このようにしたズームレンズは、各レンズ面の屈折力の増加に伴いレンズ肉厚が増してくる。この結果、レンズ系全体の短縮化が不十分になると同時に諸収差の発生が多くなってくる。
【０００７】
また、カメラの非使用時に各レンズ群を沈胴して収納する撮像装置においては、メカ構造的にどうしてもレンズ及びレンズ群の倒れなどの誤差が大きくなってくる。このときレンズ及びレンズ群の敏感度が大きいと光学性能の劣化が大きくなり、またズーミングの際に像ゆれが生じてくる。
【０００８】
このため、レンズやレンズ群の敏感度がなるべく小さくなるように構成することが高い光学性能を得るのに必要となってくる。前述したポジティブリード型の４群又は５群のズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比化を図りつつ、高い光学性能を得るには、ズームレンズを構成する各要素を適切に設定することが重要となってくる。例えばズームタイプ（レンズ群の数や各レンズ群の屈折力）、各レンズ群のズーミングに伴う移動軌跡、そして各レンズ群の変倍負担等の構成を適切に設定することが重要になってくる。
【０００９】
特に第１レンズ群のレンズ構成や屈折力そして変倍用の第２レンズ群の変倍負担等の構成を適切に設定することが重要になってくる。
【００１０】
これらの構成が適切でないと、高ズーム比化を図る際に全系が大型化し、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲、及び画面全体にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。
【００１１】
本発明は、レンズ系全体が小型で、高ズーム比のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置の提供を目的とする。この他本発明は、高ズーム化を図ると共に、前玉有効径の小型化を維持して広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有する、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記後群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷ、広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、全系が小型で高ズーム比化で、しかも広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例１のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例１のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図７】本発明の撮像装置の要部概略図
【図８】本発明の撮像装置の要部概略図
【図９】本発明の実施例１の各レンズ群のズーム軌跡の説明図
【図１０】本発明の実施例２の各レンズ群のズーム軌跡の説明図
【図１１】本発明の実施例３の各レンズ群のズーム軌跡の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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、１以上のレンズ群を含む後群より構成されている。
【００１６】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は物体側又は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第３レンズ群は物体側へ移動する。このとき第１〜第３レンズ群は広角端に比べ望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広く（増大し）、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭く（減少し）、第３レンズ群と後群との間隔が変化するように移動している。
【００１７】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比９．４０、開口比２．７４〜５．６０程度のズームレンズである。
【００１８】
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比１１．３２、開口比２．６５〜５．６０程度のズームレンズである。
【００１９】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比１４．７６、開口比２．４２〜５．６０程度のズームレンズである。
【００２０】
図７は、本発明のズームレンズを備えるビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。図８は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００２１】
図９乃至図１１は本発明の実施例１乃至実施例３における広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群とフレアカット絞りの移動軌跡を示している。
【００２２】
各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｂｉは第ｉレンズ群を示す。ＬＲは１以上のレンズ群を有する後群である。
【００２３】
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りである。ＦＰは開口径が不要のフレアカット絞りであり、不要光をカットしている。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。
【００２４】
像面ＩＰは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００２５】
収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（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、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。
【００２６】
非点収差図で実線と点線はｄ線におけるサジタル像面と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２点鎖線は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のレンズ群が機構上、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。
【００２７】
各実施例はいずれも、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｂ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３、そして１以上のレンズ群を有する後群ＬＲを有するズームレンズである。
【００２８】
そして広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｂ１は物体側へ、又は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｂ２は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第３レンズ群Ｂ３は物体側へ移動する。このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２との間隔が広く、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３との間隔が狭く、第３レンズ群Ｂ３と後群ＬＲとの間隔が広くなるように各レンズ群が移動する。これによって高ズーム比化を容易にしている。
【００２９】
後群ＬＲは、実施例１では、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群Ｂ４により構成されている。
【００３０】
実施例２、３では、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群Ｂ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｂ５により構成されている。ただし、各実施例において、後群ＬＲを構成するレンズ群の数は任意であり、少なくとも１つのレンズ群を有していれば良い。
【００３１】
実施例１（図１，図９）において開口絞りＳＰとフレアカット絞りＦＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｂ３と一体的に移動している。
【００３２】
実施例２（図３，図１０）において開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｂ３と一体的に移動している。実施例３（図５，図１１）においてフレアカット絞りＦＰと開口絞りＳＰは広角端から望遠端へのズーミングに際して、双方の間隔を狭くしながらいずれも物体側へ独立に移動している。
【００３３】
特に実施例３では、第２レンズ群Ｂ２と開口絞りＳＰの間に、ズーミング時に移動するフレアカット絞りＦＰを設けることで、広角側において下光線のフレアを効果的に除去している。さらに、ズーミングによる画面周辺光量比の急激な落ち込みを緩和している。
【００３４】
各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の屈折力をある程度強めることで広角端において第１レンズ群Ｂ１と開口絞りＳＰの距離を小さくしている。これにより第１レンズ群Ｂ１のレンズ有効径の小型化を図っている。また第３レンズ群Ｂ３の屈折力をある程度強めることで開口絞りＳＰから像面ＩＰまでの距離を小さくしている。これにより広角端においてレンズ全長を短縮している。
【００３５】
各実施例のズームレンズでは、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Ｂ１を物体側に移動させ、又は像側に凸状の軌跡を描いて移動させている。そして広角端に比べて望遠端において第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間隔を広げることで変倍を行っている。
【００３６】
さらに広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｂ３を物体側に移動させ広角端に比べて望遠端において第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔を狭めることで変倍作用を行っている。このように変倍作用を第１、第３レンズ群Ｂ１、Ｂ３の複数のレンズ群で分担することにより高変倍としながら変倍のための移動ストロークを短縮しつつ、望遠端におけるレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短縮している。また無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは最終レンズ群を物体側に移動させている。
【００３７】
以上のような構成とすることで広角端および望遠端において、レンズ全長の短縮とズーム比化を図っている。なお、各実施例において任意のレンズ群を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させてズームレンズが振動したときの画像ブレを補正しても良い。例えば第３レンズ群Ｂ３を光軸に垂直方向の成分を持つように移動させることにより、光学系全体が振動（傾動）したときの撮影画像のぶれを補正するようにしてもよい。
【００３８】
各実施例において、第１レンズ群Ｂ１は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなっている。第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷとする。広角端と望遠端における第２レンズ群Ｂ２の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとする。このとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０ ・・・（１）
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００３９】
各実施例では、高ズーム比を確保し、諸収差を良好に補正するために、物体側から像側へ順に、正、負、正の屈折力のレンズ群を有する構成としている。
【００４０】
また、第１レンズ群Ｂ１を物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズのレンズ構成とすることで、望遠側において球面収差を良好に補正している。特に各波長の球面収差の分散を抑えている。さらに、望遠端においてレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短縮している。
【００４１】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離を広角端における全系の焦点距離で規定したものである。
【００４２】
条件式（１）の上限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が大きくなると（長くなると）、高ズーム比化を図る際、第１レンズ群Ｂ１の移動量が大きくなり、望遠端においてレンズ全長が増大し好ましくない。
【００４３】
また下限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が小さくなりすぎると（短くなりすぎると）、望遠側において軸上色収差が大きくなり、また、広角側において像面湾曲が大きくなってくるので良くない。
【００４４】
条件式（２）は、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｂ２の変倍比の範囲を規定したものである。条件式（２）の上限を超えて、第２レンズ群Ｂ２の変倍分担が大きくなると、第１レンズ群Ｂ１が大型化してくる。また、ズーミングに際して像面変動が大きくなり、好ましくない。また下限を超えて、第２レンズ群Ｂ２の変倍分担が小さくなると、高ズーム比化と全系の小型化を図るのが難しくなる。
【００４５】
以上のように構成することにより、各実施例によれば球面収差、コマ収差などの諸収差を良好に補正した高い光学性能が容易に得られるズームレンズが実現できる。尚、各実施例において更に好ましくは下記の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００４６】
広角端におけるレンズ全長（第１レンズ面から像面までの長さ）をＴＤＷ、広角端における第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔をＬ２３Ｗとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１ａ、Ｒ１ｂとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズの焦点距離をｆ１ｐとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズと負レンズが接合された接合レンズよりなるときには、接合レンズの接合レンズ面の曲率半径をＲ２とする。望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、第２レンズ群Ｂ２の焦点距離をｆ２とする。
【００４７】
第１レンズ群Ｂ１の正レンズの材料の屈折率をＮｄ１ｐとする。第１レンズ群Ｂ１の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々νｄ１ｐ、νｄ１ｎとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００４８】
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．８０ ・・・（３）
−０．９＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．５ ・・・（４）
０．４＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．８ ・・・（５）
−１０．０＜Ｒ２／ｆ１＜−０．２ ・・・（６）
０．４＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．７ ・・・（７）
０．７＜ｆ１／ｆＴ＜１．２ ・・・（８）
１．６＜Ｎｄ１ｐ＜２．５ ・・・（９）
１．５＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜４．０ ・・・（１０）
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（３）は、広角端における第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔を広角端におけるレンズ全長で規定したものである。
【００４９】
条件式（３）の上限を超えて広角端におけるレンズ全長が短くなると、ペッツバール和を適正な値に保つことが困難となり、像面湾曲が大きくなり好ましくない。また、球面収差やコマ収差等を良好に抑えつつ、高ズーム比化を達成することが難しくなる。また下限を超えて第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔が大きくなると、像面湾曲やコマ収差等の補正は容易になるが、各レンズの有効径が増大してくるので良くない。
【００５０】
条件式（４）は、第１レンズ群Ｂ１を構成する正レンズのシェープファクターを適切に設定し、広角端から望遠端までのズーム領域全域において像面湾曲を良好に補正するとともに、望遠側において球面収差と軸上色収差の補正を良好に行うためのものである。条件式（４）の上限を超えると、望遠側において球面収差の補正効果が少なくなってくる。条件式（４）の下限を超えると、広角側において像面湾曲、望遠側において球面収差をバランス良く補正するのが難しくなってくる。
【００５１】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｂ１を構成する正レンズの焦点距離を第１レンズ群Ｂ１の焦点距離で規定したものである。条件式（５）の上限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が短くなると、望遠端においてレンズ全長を短縮するのが容易となるが、コマ収差の発生を抑えることが困難となる。
【００５２】
また下限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなると、望遠側においてレンズ全長が増大してくる。また、各実施例において、第１レンズ群Ｂ１の正レンズと負レンズは接合した接合レンズとするのが良く、これによれば接合レンズ面の相対位置の誤差の結像性能へ与える偏芯コマ収差の敏感度を低減させることができる。
【００５３】
条件式（６）は、このときの第１レンズ群Ｂ１の接合レンズの接合レンズ面の曲率半径を第１レンズ群Ｂ１の焦点距離で正規化したものであり、望遠側において各波長の球面収差を抑えながら、前玉（第１レンズ）有効径を小さくし、小型化を図るためのものである。
【００５４】
条件式（６）の上限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなると、望遠側において球面収差を補正するのが難しくなり、またレンズ全長を短縮するのが難しくなる。また、下限を超えて、第１レンズ群Ｂ１の接合レンズ面の曲率半径が大きくなると、前玉有効径を小型化するのと望遠側において球面収差、コマ収差等を抑制（特に、波長４００〜４５０ｎｍの波長領域）するのが困難となる。
【００５５】
条件式（７）は、第２レンズ群Ｂ２の焦点距離をズーム中間の焦点距離で規定したものである。条件式（７）の上限を超えて第２レンズ群Ｂ２の焦点距離が大きくなると、高ズーム比化およびレンズ全長の短縮が難しくなる。さらに、広角側でレトロフォーカスの屈折力配置をとることが困難となるので、広角側において像面湾曲や非点収差を補正することが困難となる。また下限を超えて第２レンズ群Ｂ２の焦点距離が小さくなると、高ズーム比化には有利となるが、ペッツバール和が負の方向に大きくなり、像面湾曲が増大してくる。
【００５６】
条件式（８）は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離を望遠端における全系の焦点距離で規定したものである。条件式（８）の上限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が大きくなると、高ズーム比化を図りつつ、レンズ全長を短縮するのが難しくなる。また下限を超えて第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が小さくなると、レンズ全長の短縮、及び高ズーム比化には有利となるが、ズーム全域において像面湾曲と非点収差の補正が困難となる。
【００５７】
条件式（９）は第１レンズ群Ｂ１の正レンズの材料の屈折率に関する。条件式（９）の下限を超えて正レンズの材料の屈折率が低くなると所定の屈折力を持たせるためにレンズ面の曲率半径が小さくなりズーミングに際して球面収差およびコマ収差の変動が大きくなる。また、第１レンズ群の薄型化が困難となる。条件式（９）の上限を超えて正レンズの材料が高くなるとレンズ面の曲率半径が大きくなり、諸収差の補正効果を得るのが困難になる。
【００５８】
条件式（１０）は第１レンズ群Ｂ１を構成する正レンズと負レンズのアッベ数に関する。条件式（１０）の上限を超えてアッベ数の比が大きくなると、第１レンズ群Ｂ１の接合レンズ面のパワーが弱くなり、ズーミングに際して軸上色収差の変動をバランス良く補正しつつ、コマ収差の画角変動を補正することが困難となる。また下限を超えてアッベ数が小さくなると第１レンズ群Ｂ１の色消しのために接合レンズ面のパワーが強くなり、諸収差の補正が困難となる。
【００５９】
各実施例において更に好ましくは条件式（１）乃至条件式（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６０】
８．４＜ｆ１／ｆＷ＜２４．０ ・・・（１ａ）
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜８．０ ・・・（２ａ）
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．６０ ・・・（３ａ）
−０．８＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．３ ・・・（４ａ）
０．５＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．８ ・・・（５ａ）
−８．０＜Ｒ２／ｆ１＜−１．０ ・・・（６ａ）
０．４＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．６ ・・・（７ａ）
０．８＜ｆ１／ｆＴ＜１．２ ・・・（８ａ）
１．６５＜Ｎｄ１ｐ＜２．２０ ・・・（９ａ）
１．８＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜３．５ ・・・（１０ａ）
更に好ましくは条件式（１ａ）乃至条件式（１０ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６１】
８．８＜ｆ１／ｆＷ＜１８．０ ・・・（１ｂ）
２．２＜β２Ｔ／β２Ｗ＜５．０ ・・・（２ｂ）
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．５５ ・・・（３ｂ）
−０．８＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．０ ・・・（４ｂ）
０．５５＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．７５ ・・・（５ｂ）
−６．０＜Ｒ２／ｆ１＜−１．１ ・・・（６ｂ）
０．５＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．６ ・・・（７ｂ）
０．９＜ｆ１／ｆＴ＜１．１ ・・・（８ｂ）
１．７５＜Ｎｄ１ｐ＜２．００ ・・・（９ｂ）
２．０＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜３．０ ・・・（１０ｂ）
また、第３レンズ群Ｂ３は少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。特に広角端においてＦナンバーを比較的小さくし、後群ＬＲのレンズ群を簡素なレンズ構成にするために、非球面を有することが望ましい。
【００６２】
以上のように、各実施例によれば、各レンズ群のレンズ構成、パワー配置による変倍分担を適切に設定することにより、高ズーム比でありながら、高い結像性能を有すズームレンズを得ている。
【００６３】
次に各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置としてカムコーダー（ビデオカメラ）の実施例を図７、デジタルスチルカメラの実施例を図８を用いて説明する。
【００６４】
図７において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至３に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影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系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センサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。１３は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子１２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
【００６５】
図８において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至３に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影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
以下、実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３の具体的数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側から数えた面の番号を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との軸上間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。
【００６６】
最も像側の２つの面はガラスブロックＧに相当している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０を各々非球面係数としたとき
【数１】
【００６７】
なる式で表している。
【００６８】
*は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０-xを意味している。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を（表１）に示す。各数値実施例では広角端、第１中間ズーム位置、第２中間ズーム位置、望遠端における４つの焦点距離におけるＦナンバー、画角（度）、像高、レンズ全長、ＢＦ等における値を示している。
【００６９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 26.795 4.36 1.77250 49.6
2 -108.450 1.00 1.84666 23.8
3 127.297 (可変)
4 96.083 0.90 1.88300 40.8
5 7.531 4.44
6 -18.279 0.80 1.77250 49.6
7 39.018 0.40
8 21.058 1.81 1.92286 18.9
9 -187.420 (可変)
10(開口絞り) ∞ 1.10
11* 6.790 2.69 1.59201 67.0
12* -28.893 1.90
13 47.938 0.70 1.84666 23.8
14 6.029 0.62
15 10.442 1.74 1.69895 30.1
16 101.799 0.60
17 ∞ (可変) （フレアカット絞り）
18 17.191 1.91 1.48749 70.2
19 -400.000 (可変)
20 ∞ 0.80 1.49831 65.1
21 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-1.10479e+000 A 4= 1.63437e-004 A 6= 6.23338e-007
第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.28365e-004 A 6=-9.92006e-007
各種データ
ズーム比 9.40
焦点距離 5.12 22.93 36.86 48.09
Fナンバー 2.74 3.79 4.73 5.60
半画角 39.64 9.59 6.02 4.62
像高 3.50 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 61.21 67.49 76.40 85.43
BF 8.63 14.08 15.90 14.13
d 3 0.80 16.28 18.12 19.15
d 9 24.44 5.98 2.36 1.53
d17 2.36 6.17 15.02 25.63
d19 7.09 12.54 14.37 12.60
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 45.21
2 4 -8.30
3 10 15.02
4 18 33.86
5 20 ∞
【００７０】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 43.218 3.11 1.77250 49.6
2 -65.629 1.00 1.84666 23.8
3 -2530.897 (可変)
4 -2443.275 0.90 1.88300 40.8
5 8.570 4.13
6 -18.253 0.80 1.77250 49.6
7 133.250 0.40
8 27.389 1.79 1.92286 18.9
9 -97.612 (可変)
10(開口絞り) ∞ 1.10
11* 8.320 2.67 1.58313 59.4
12* -40.347 1.81
13 27.061 0.70 1.80518 25.4
14 7.543 0.52
15 11.113 2.65 1.48749 70.2
16 -14.108 (可変)
17 -44.894 0.70 1.48749 70.2
18 10.778 (可変)
19 13.817 2.05 1.48749 70.2
20 -401.060 (可変)
21 ∞ 0.80 1.49831 65.1
22 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-3.77863e-001 A 4=-6.45163e-005 A 6= 2.04530e-007 A 8=-1.44231e-008 A10= 2.62605e-010
第12面
K = 5.90971e-001 A 4= 1.74131e-004 A 6=-9.43102e-007
各種データ
ズーム比 11.32
焦点距離 5.14 28.80 43.81 58.22
Fナンバー 2.66 4.34 4.89 5.60
半画角 40.08 7.65 5.05 3.81
像高 3.50 3.88 3.88 3.75
レンズ全長 67.32 72.42 83.04 87.44
BF 6.72 17.14 12.73 7.05
d 3 0.80 18.17 25.32 28.49
d 9 29.84 2.81 1.47 1.23
d16 2.84 5.26 6.82 7.40
d18 2.79 4.71 12.38 18.94
d20 5.19 15.60 11.19 5.51
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 58.48
2 4 -9.64
4 10 12.49
5 17 -17.76
6 19 27.44
7 21 ∞
【００７１】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 44.923 2.74 1.84300 53.9
2 -337.606 1.00 1.94595 18.0
3 272.901 (可変)
4 154.746 0.90 1.85135 40.1
5* 7.760 5.11
6 -20.423 0.80 1.88300 40.8
7 58.169 0.40
8 26.569 2.11 1.92286 18.9
9 -62.088 (可変)
10 ∞ (可変)(フレアカット絞り)
11(開口絞り) ∞ 0.50
12* 8.524 2.63 1.58313 59.4
13* -72.381 1.80
14 23.478 0.70 1.80518 25.4
15 7.651 0.33
16 10.417 2.49 1.48749 70.2
17 -16.711 (可変)
18 54.045 0.70 1.48749 70.2
19 9.294 (可変)
20 12.782 2.07 1.49700 81.5
21 -161.745 0.70 1.72825 28.5
22 178.244 (可変)
23 ∞ 0.80 1.49831 65.1
24 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第5面
K =-1.20708e-001 A 4=-7.74415e-006
第12面
K =-3.24251e-001 A 4=-6.10573e-005 A 6= 7.82703e-008 A 8=-1.44231e-008 A10= 2.62605e-010
第13面
K = 5.90971e-001 A 4= 1.41351e-004 A 6=-8.11089e-007
各種データ
ズーム比 14.75
焦点距離 4.41 16.02 32.38 65.06
Fナンバー 2.42 3.32 4.32 5.60
半画角 44.84 13.52 6.80 3.34
像高 3.50 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 69.09 70.44 80.98 98.67
BF 6.53 12.65 17.56 6.12
d 3 0.80 17.58 25.28 36.17
d 9 21.32 3.77 1.41 1.16
d10 10.06 4.32 0.60 0.36
d17 2.82 4.47 6.35 7.91
d19 2.58 2.66 4.80 21.97
d22 4.99 11.11 16.03 4.59
d24 1.00 1.00 1.00 1.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.08
2 4 -9.19
3 10 ∞
4 11 13.00
5 18 -23.14
6 20 29.65
7 23 ∞
【００７２】
【表１】
【符号の説明】
【００７３】
Ｂ１…第１レンズ群 Ｂ２…第２レンズ群 Ｂ３…第３レンズ群
Ｂ４…第４レンズ群 Ｂ５…第５レンズ群 ＳＰ…絞り
ＦＰ…フレアカット絞り ＩＰ…結像面
Ｇ…センサのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記後群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷ、広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
広角端におけるレンズ全長をＴＤＷ、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＬ２３Ｗとするとき、
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．８０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１ａ、Ｒ１ｂとするとき、
−０．９＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の正レンズの焦点距離をｆ１ｐとするとき、
０．４＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．８
なる条件式を満たす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。
【請求項５】
前記第１レンズ群の正レンズと負レンズは接合された接合レンズよりなり、該接合レンズの接合レンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
−１０．０＜Ｒ２／ｆ１＜−０．２
なる条件式を満たす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。
【請求項６】
前記望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
０．４＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．７
なる条件式を満たす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。
【請求項７】
望遠端における全系の焦点距離をｆＴとするとき、
０．７＜ｆ１／ｆＴ＜１．２
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。
【請求項８】
前記第１レンズ群の正レンズの材料の屈折率をＮｄ１ｐとするとき、
１．６＜Ｎｄ１ｐ＜２．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第１レンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々νｄ１ｐ、νｄ１ｎとするとき、
１．５＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜４．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記後群は正の屈折力の第４レンズ群から成り、該第４レンズ群はズーミングに際して移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記後群は負の屈折力の第４レンズ群と正の屈折力の第５レンズ群からなり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群はズーミングに際して移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項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た像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
物体側より像側へ順に、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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記後群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷ、広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆＷ＜３０．０
２．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
広角端におけるレンズ全長をＴＤＷ、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＬ２３Ｗとするとき、
０．４５＜Ｌ２３Ｗ／ＴＤＷ＜０．８０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１ａ、Ｒ１ｂとするとき、
−０．９＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜０．５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の正レンズの焦点距離をｆ１ｐとするとき、
０．４＜ｆ１ｐ／ｆ１＜０．８
なる条件式を満たす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。
【請求項５】
前記第１レンズ群の正レンズと負レンズは接合された接合レンズよりなり、該接合レンズの接合レンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
−１０．０＜Ｒ２／ｆ１＜−０．２
なる条件式を満たす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。
【請求項６】
前記望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
０．４＜｜ｆ２｜／√（ｆＷ×ｆＴ）＜０．７
なる条件式を満たす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。
【請求項７】
望遠端における全系の焦点距離をｆＴとするとき、
０．７＜ｆ１／ｆＴ＜１．２
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。
【請求項８】
前記第１レンズ群の正レンズの材料の屈折率をＮｄ１ｐとするとき、
１．６＜Ｎｄ１ｐ＜２．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第１レンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々νｄ１ｐ、νｄ１ｎとするとき、
１．５＜νｄ１ｐ／νｄ１ｎ＜４．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記後群は正の屈折力の第４レンズ群から成り、該第４レンズ群はズーミングに際して移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記後群は負の屈折力の第４レンズ群と正の屈折力の第５レンズ群からなり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群はズーミングに際して移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項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た像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２５０８６（Ｐ２０１３−２５０８６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９７８７（Ｐ２０１１−１５９７８７）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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