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JP6562976B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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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、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように撮像素子を用いた撮像装置に好適なものである。
近年、撮像装置に用いる撮像光学系としてはレンズ全長が短く、コンパクト（小型）で、高ズーム比（高変倍比）のズームレンズであること等が要求されている。これらの要求に応える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ポジティブリード型のズームレンズが知られている。また、迅速なフォーカシング（合焦）を行うために、フォーカスレンズ系は小型軽量であること等が要求されている。
従来、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型で比較的高ズーム比で物体側の第１レンズ群以外のレンズ群でフォーカシングを行ったズームレンズが知られている。また一般に、高ズーム比のズームレンズは全系が大型となり、しかも高重量となる傾向がある。
ズームレンズが大型で高重量になると、撮影に際して手ブレ等によりズームレンズが振動する場合が多くなる。ズームレンズが振動によって傾くと、撮影画像（結像位置）はその傾き角とそのときのズーム位置での焦点距離に応じた量だけ変移（画像ブレ）する。即ち像ぶれが生ずる。このときの像ぶれを補正する手段（防振機能を有する手段）としてレンズ系の一部を光軸に対して垂直な方向にシフトさせたズームレンズが知られている。
従来、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、全体として正の屈折力の後群を有し、各レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行う、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。このようなズームレンズにおいて、防振レンズ系を有し、更に開口絞りより像側のレンズ系を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス式を用いたズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
特開２００５−２９２３３８号公報 特開２０１６−７１１７９号公報
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。物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、それに続く１つ以上のレンズ群を含む後群よりなるポジティブリード型のズームレンズでは、第２レンズ群が主たる変倍作用をする。また第１レンズ群の有効径や第１レンズ群のレンズ群厚等の大きさがズームレンズ全体の大きさに大きく影響する。
このため、ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。更に、第２レンズ群よりも像側の複数のレンズ群を含む後群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。
この他、ズーミングに際しての第１レンズ群や第２レンズ群の移動方向や移動量等の移動条件等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比で、しかも全ズーム範囲で高い光学性能のズームレンズを得るのが難しくなってくる。
本発明は、高ズーム比でズーム全域で良好な光学特性が得られ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。
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、４つ以上のレンズ群を含み且つ全体として正の屈折力の後群より構成され、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、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は物体側へ単調に移動し、
前記後群は前記ズームレンズの最も像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＬＰを有し、
広角端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端における前記レンズ群ＬＰの像側のレンズ面から像面までの空気換算距離をｄＬＰ、前記レンズ群ＬＰの焦点距離をｆＬＰとするとき、
０．７＜ｆ１／ｆｔ＜１．２
０．７＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．０
０．１＜ｄＬＰ／ｆｔ＜０．４
０．３＜ｆＬＰ／ｆｔ＜１．０
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、高ズーム比でズーム全域で良好な光学特性が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例１のズームレンズの広角端、望遠端における収差図 本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図 本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図 本発明の実施例４の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
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、４つ以上のレンズ群を含み且つ、全体として正の屈折力の後群より構成されている。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群は物体側へ移動し、且つ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（単焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比４．１２、Ｆナンバー４．１２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）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比４．１２、Ｆナンバー４．１２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）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比５．３０、Ｆナンバー４．１２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）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比３．３４、Ｆナンバー４．１２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、監視カメラ、ＴＶ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は物体側からレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＢは４つ以上のレンズ群を有する後群である。ＳＰは開口絞りである。ＩＳは、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して、ズームレンズ全体が振動したときの像ぶれを補正する防振レンズ系である。ＬＦはフォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ系である。
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センサなどの撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。フォーカスに関する矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのフォーカスレンズ系ＬＦの移動方向を示している。
図１、図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、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。後群ＬＢは第３レンズ群Ｌ３乃至第６レンズ群Ｌ６より構成されている。第６レンズ群Ｌ６は最も像側に位置する正の屈折力を有するレンズ群ＬＰに相当する。
図１、図３の実施例１、２では広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印の如く第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動している。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動している。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を小にしつつ物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を大にし、その後、小にしつつ物体側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を小にし、その後、大にしつつ物体側へ移動している。
第６レンズ群Ｌ６は第５レンズ群Ｌ５との間隔を大にしつつ物体側へ移動している。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４は像側へ移動している。
図５、図７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、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群である。Ｌ６は負の屈折力の第６レンズ群、Ｌ７は正の屈折力の第７レンズ群である。後群ＬＢは第３レンズ群Ｌ３乃至第７レンズ群Ｌ７より構成されている。第７レンズ群Ｌ７は最も像側に位置する正の屈折力を有するレンズ群ＬＰに相当する。
図５、図７の実施例３、４では広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印の如く第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動している。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を大にしつつ物体側へ移動している。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を小にしつつ物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔を小にしつつ物体側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は第４レンズ群Ｌ４との間隔を大にし、その後、小にしつつ物体側へ移動している。
第６レンズ群Ｌ６は第５レンズ群Ｌ５との間隔を大にしつつ物体側へ移動している。第７レンズ群Ｌ７は第６レンズ群Ｌ６との間隔を大にしつつ物体側へ移動している。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第５レンズ群Ｌ５は像側へ移動している。ここで、屈折力とは光学的パワーのことであり、焦点距離の逆数である。
図１、図３の実施例１、２では第３レンズ群Ｌ３を構成する一部のレンズ系を防振レンズ系ＩＳとして光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して、像ぶれを補正している。図５、図７の実施例３、４では第４レンズ群Ｌ４全体を防振レンズ系ＩＳとして光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して、像ぶれを補正している。
各実施例において、開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は各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。
収差図のうち球面収差において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において点線のＭはｄ線のメリディオナル像面、実線のＳはｄ線のサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角（撮影画角の半分の値）（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。
次に、各実施例の特徴について説明する。本発明のズームレンズでは、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、負の屈折力の第２レンズ群、４つ以上のレンズ群を含み、全ズーム範囲にわたり全体として正の屈折力の後群ＬＢより構成されている。
一般にレンズ群を小型化するためには、レンズ外径（レンズ有効径）を小さくする必要がある。レンズ外径を小さくするためには、レンズ群に入射する光束をそのレンズ群の光入射側で充分に収斂させることが必要となる。そのためには、レンズ群の物体側に強い正の屈折力を有するレンズ群を配置すればよい。
各実施例では、ズーミングに際して、広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が大きくなるように第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が移動している。これにより軸上光束の光束径が増大する望遠端において、第１レンズ群Ｌ１から射出した軸上光束が収斂する距離を十分長く確保しやすくして、後続の各レンズ群の小型化を容易にしている。
各実施例において、後群ＬＢはズームレンズの最も像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＬＰを有している。そして広角端でのズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端でのズームレンズの焦点距離をｆｔ、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、望遠端におけるレンズ群ＬＰの像側のレンズ面から像面までの距離（空気換算距離）をｄＬＰとする。このとき、
０．７＜ｆ１／ｆｔ＜１．２ ・・・（１）
０．７＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．０ ・・・（２）
０．１＜ｄＬＰ／ｆｔ＜０．４ ・・・（３）
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）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定するものである。条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなりすぎると、変倍のために第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくしなければならず、この結果、望遠端においてレンズ全長が長くなってくるので良くない。また、前玉有効径の小型化が難しくなる。条件式（１）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなりすぎると、高ズーム比化は容易となるが、望遠端において球面収差の補正が困難となる。
条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定するものである。条件式（２）を満足することで、広角端においてレトロフォーカスタイプの屈折力配置とすることが容易となり、広角端における広画角化と、全ズーム範囲にわたり諸収差の変動が少なく、画面全体にわたり高い光学性能を得ることが容易となる。
条件式（２）の上限を超えて第２レンズ群の負の屈折力が弱くなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）レトロフォーカスタイプの屈折力配置とするのが難しくなり、広角端における撮像画角を広くすることが困難となる。条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群の負の屈折力が強くなりすぎると（負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎると）、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動を小さくするのが困難となる。又、第２レンズ群Ｌ２による軸上光束の発散作用が大きくなり過ぎるために後続するレンズ群の小型化が困難になってくる。
条件式（３）はレンズ群ＬＰの望遠端における光軸上の位置を適切に設定するものである。条件式（３）を満足することで、レンズ群ＬＰは望遠端において像面に近い位置に配置され、レンズ群ＬＰの物体側に配置される防振レンズ系ＩＳ及びフォーカスレンズ系ＬＦの有効径の小型化が容易となる。条件式（３）の下限を超えてレンズ群ＬＰと像面との距離が近くなりすぎると、望遠端において、後玉有効径の小型化が困難となる。また、広角端から望遠端へズーミングする際に、射出瞳位置の変動を抑制することが困難となる。
条件式（３）の上限を超えてレンズ群ＬＰと像面との距離が遠くなりすぎると、望遠端でのレンズ全長の短縮が困難となる。
特に条件式（１）と条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．８＜ｆ１／ｆｔ＜１．２ ・・・（１ｘ）
０．１＜ｄＬＰ／ｆｔ＜０．３５ ・・・（３ｘ）
またさらに、好ましくは条件式（１）乃至（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．８＜ｆ１／ｆｔ＜１．１ ・・・（１ａ）
０．７＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜０．９ ・・・（２ａ）
０．２０＜ｄＬＰ／ｆｔ＜０．３５ ・・・（３ａ）
各実施例に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。レンズ群ＬＰの焦点距離をｆＬＰとする。望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔をｄ１２ｔとする。第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２とする。
広角端から望遠端へのズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量をｍ２とする。ここで広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ群の移動量とは、広角端におけるレンズ群の光軸上の位置と望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置の差をいう。移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するとき正、物体側に位置するときを負とする。広角端から望遠端へのズーミングに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量をｍ１とする。望遠端におけるＦナンバーをＦｎｏｔとする。
本発明のズームレンズを撮像素子を有する撮像装置に適用したときは、広角端から望遠端のズーミングに際して、レンズ群ＬＰの最も物体側のレンズ面を通過する光束の最大の入射高さをｈｇｔとする。つまり、入射高さｈｇｔは、前記ズームレンズの光軸から、軸上光線又は軸外光線がレンズ群ＬＰの最も物体側のレンズ面を通過する位置までの距離であり、レンズ群ＬＰの最も物体側のレンズ面の光線有効径に対応する。撮像素子の有効撮像面の対角線長の半分をＹｍａｘとする。
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
０．３＜ｆＬＰ／ｆｔ＜１．０ ・・・（４）
０．２＜ｄ１２ｔ／ｆｔ＜０．５ ・・・（５）
０．６＜｜ｄ２／ｆ２｜＜１．２ ・・・（６）
０．０１＜｜ｍ２／ｆｔ｜＜０．２０ ・・・（７）
０．０５＜ｍ２／ｍ１＜０．４０ ・・・（８）
０．７＜Ｆｎｏｔ／（ｆｔ／ｆｗ）＜１．４ ・・・（９）
３．０＜（ｈｇｔ×Ｆｎｏｔ）／Ｙｍａｘ＜５．５ ・・・（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（４）は最も像側に位置する正の屈折力のレンズ群ＬＰの焦点距離を適切に設定するものである。条件式（４）を満足することで、レンズ群ＬＰの物体側に配置される防振レンズ系ＩＳ及びフォーカスレンズ系ＬＦの有効径の小型化が容易となる。
条件式（４）の上限を越えると、レンズ群ＬＰの正の屈折力が弱くなりすぎ、レンズ群ＬＰの物体側に配置される防振レンズ系ＩＳ、及びフォーカスレンズ系ＬＦの有効径の小型化が困難となる。下限を越えると、レンズ群ＬＰの正の屈折力が強くなりすぎ、広角端において像面湾曲、歪曲収差の補正が困難となる。
条件式（５）は望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を適切に設定するものである。条件式（５）を満足することで、後群ＬＢを構成する各レンズ群の有効径の小型化が容易となる。
条件式（５）の上限を超え、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きくなりすぎると、望遠端において周辺光量を確保するため、前玉有効径が大型化してくる。また下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さくなりすぎると、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動を小さくするのが困難となる。また、広角端におけるレンズ全長が長くなり、広角端において前玉有効径の小型化が困難となる。
条件式（６）は第２レンズ群Ｌ２の厚み（レンズ群厚）を適切に設定するものである。条件式（６）を満足することで、後群ＬＢを構成する各レンズ群の有効径の小型化が容易となる。条件式（６）の上限を超え、第２レンズ群Ｌ２が厚くなりすぎると、後群ＬＢを構成する各レンズ群の有効径の小型化が困難となる。条件式（６）の下限を超え、第２レンズ群Ｌ２が薄くなりすぎると、広角端において像面湾曲、望遠端において球面収差の補正が困難となる。
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量を適切に設定するものである。条件式（７）を満足することで、広角端におけるレンズ全長の短縮が容易となる。条件式（７）の上限を超え、第２レンズ群Ｌ２のズーミングによる移動量が大きくなりすぎると、望遠端におけるレンズ全長の短縮が困難となる。条件式（７）の下限を超え、第２レンズ群Ｌ２のズーミングによる移動量が小さくなりすぎると、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動を小さくするのが困難となる。また、広角端におけるレンズ全長が長くなり、広角端において前玉有効径の小型化が困難となる。
条件式（８）はズーミングに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量と第２レンズ群Ｌ２の移動量の比を適切に設定するものである。条件式（８）の上限を超え、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりすぎると、ズーミングに伴う球面収差、倍率色収差の変動を小さくするのが困難となる。また、広角端でのレンズ全長が長くなり、広角端における前玉有効径の小型化が困難となる。下限を超え、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎると、望遠端において周辺光量の確保のため、前玉有効径が大型化してくるので良くない。
条件式（９）は広角端におけるＦナンバーとズーム比との関係を規定するものである。条件式（９）の下限値を超えてズーム比に対するＦナンバーが小さくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３より球面収差が大きく発生してズーム全域で高い光学性能を維持することが困難となる。また上限値を超えてズーム比に対するＦナンバーが大きくなりすぎると、高ズーム比化と大口径比化が困難となる。
条件式（１０）は、ズームレンズを撮像装置に用いたときの撮像素子の大きさと、望遠端におけるＦナンバーと後群ＬＢの最も物体側のレンズの有効径との関係を規定する。条件式（１０）の下限値を超えてｈｇｔの値が小さくなりすぎると、明るいＦナンバーの軸上光束に対して十分な有効径を確保するのが困難となり、大口径比が困難となる。
また上限値を超えてｈｇｔの値が大きくなりすぎると、後群ＬＢの最も物体側のレンズより球面収差が大きく発生して、全系での球面収差の補正が困難となり、大口径比を図りつつ高い光学性能を得るのが困難になる。尚、各実施例において更に好ましくは前述の条件式（３）乃至（１０）の数値範囲を以下の如く設定するのが良い。
０．５＜ｆＬＰ／ｆｔ＜０．９ ・・・（４ａ）
０．２５＜ｄ１２ｔ／ｆｔ＜０．４０ ・・・（５ａ）
０．７０＜｜ｄ２／ｆ２｜＜１．１５ ・・・（６ａ）
０．０２＜｜ｍ２／ｆｔ｜＜０．１５ ・・・（７ａ）
０．０５＜ｍ２／ｍ１＜０．３ ・・・（８ａ）
０．７＜Ｆｎｏｔ／（ｆｔ／ｆｗ）＜１．３ ・・・（９ａ）
３．５＜（ｈｇｔ×Ｆｎｏｔ）／Ｙｍａｘ＜５．０ ・・・（１０ａ）
以上のように各実施例によれば、望遠端のＦ値が明るい大口径のズームレンズでありながら、像ぶれ補償（防振）のための機構と小型軽量なフォーカスレンズ系を有し、装置全体の小型化を可能とすることができるズームレンズが得られる。なお、各実施例では、後群ＬＢを構成するレンズ群は全て絞りＳＰよりも像側に配置されているが、本発明の適用範囲はこれに限られない。後群ＬＢを構成する一部のレンズ群が、第２レンズ群Ｌ２と絞りＳＰとの間に配置されていてもよい。
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いた実施例を図９を用いて説明する。図９において、１０は撮像装置の一例としての図、１１は本発明のズ−ムレンズによって構成された撮像光学系、１２は撮影光学系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）を示す。また、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダ−である。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された披写体像が表示される。
このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。尚、本発明のズームレンズはビデオカメラにも同様に適用することができる。
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。

次に、実施例１乃至４に対応する数値データ１乃至４を示す。数値データにおいて、ｉは物体側から数えた面の順序を示す。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線に対する第ｉ番目のレンズの材料の屈折率、アッベ数を示す。
また非球面形状はＲを近軸曲率半径、ｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０＋Ａ１２ｈ１２
で表示される。「ｅ−ｘ」は「１０−ｘ」を意味する。
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距離である。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値である。また、各実施例における上述した各条件式との対応を表１に示す。
[数値データ１]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 360.812 1.80 1.84666 23.8 62.80
2 102.577 6.64 1.72916 54.7 60.93
3 -772.618 0.15 60.54
4 54.305 6.51 1.72916 54.7 55.83
5 145.050 (可変) 54.70
6* 195.122 1.80 1.76802 49.2 36.16
7 15.928 10.58 25.29
8 -25.140 0.90 1.49700 81.5 23.93
9 -208.718 0.15 23.27
10 47.367 2.32 1.89286 20.4 22.65
11 190.240 (可変) 22.14
12(絞り) ∞ 0.50 18.72
13 18.368 0.80 1.88300 40.8 20.01
14 13.125 7.95 1.58313 59.4 19.19
15* -57.788 0.99 18.82
16 -87.965 0.80 1.76200 40.1 18.45
17 16.252 3.22 2.00069 25.5 18.08
18 34.593 1.40 17.70
19 15.903 0.80 2.00100 29.1 17.88
20 11.311 6.81 1.53775 74.7 16.78
21 6552.763 0.15 16.11
22 39.790 0.80 1.85478 24.8 15.80
23 19.824 4.52 1.58313 59.4 15.92
24* -36.018 (可変) 16.42
25 64.857 0.80 1.57250 57.7 17.03
26 16.869 (可変) 17.11
27* -20.265 1.50 1.58313 59.4 22.44
28* -77.916 (可変) 27.23
29 -98.804 5.29 1.88300 40.8 35.44
30 -34.131 (可変) 36.52
像面 ∞
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.28875e-006 A 6=-2.03079e-008 A 8= 6.78458e-011 A10=-1.61143e-013 A12= 1.59482e-016

第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.25823e-005 A 6=-4.01819e-008 A 8=-1.92298e-010 A10= 3.85842e-013

第24面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.03627e-005 A 6= 2.28646e-008 A 8= 1.73530e-010 A10=-8.03393e-012

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.10759e-006 A 6=-3.96094e-007 A 8= 1.03168e-009 A10= 4.30404e-012 A12=-1.28909e-013

第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.23220e-005 A 6=-2.88150e-007 A 8= 2.01026e-009 A10=-1.01180e-011 A12= 1.58725e-014

各種データ
ズーム比 4.12
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 57.08 101.89
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 41.19 20.76 11.99
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 120.52 140.11 159.71
BF 13.52 18.44 26.90

d 5 0.70 18.51 35.81
d11 24.20 9.43 2.38
d24 1.58 2.26 0.96
d26 12.56 11.89 13.18
d28 0.78 12.42 13.30
d30 13.52 18.44 26.90

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 92.83
2 6 -20.76
3 12 22.08
4 25 -40.07
5 27 -47.42
6 29 56.87
[数値データ２]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 266.275 1.80 1.80810 22.8 63.00
2 93.368 6.52 1.72916 54.7 61.29
3 ∞ 0.15 60.87
4 49.826 6.97 1.72916 54.7 55.94
5 126.155 (可変) 54.73
6 65.832 1.25 1.95375 32.3 31.37
7 15.019 8.19 23.43
8* -33.476 1.10 1.58313 59.4 22.88
9* 65.137 0.15 21.96
10 40.325 5.03 1.80810 22.8 21.71
11 -40.325 0.97 20.83
12 -25.491 1.00 1.80400 46.6 20.55
13 -63.435 (可変) 20.09
14(絞り) ∞ 0.30 19.35
15 44.965 2.30 1.91082 35.3 19.94
16 ∞ 0.15 19.93
17 21.533 1.00 1.95375 32.3 19.90
18 13.108 6.76 1.59522 67.7 18.66
19 -795.231 1.37 18.10
20 -152.936 0.80 1.74951 35.3 17.70
21 16.038 2.88 2.00069 25.5 17.20
22 30.717 3.81 16.77
23 76.401 0.75 1.78472 25.7 16.79
24 19.110 3.57 1.49700 81.5 16.59
25 ∞ 0.15 16.72
26* 24.461 7.26 1.58313 59.4 18.62
27* -25.212 (可変) 19.76
28 121.315 0.75 1.72916 54.7 19.99
29 23.846 (可変) 19.90
30* -43.071 1.50 1.76450 49.1 24.17
31* -248.821 (可変) 27.13
32 -68.116 4.50 1.80400 46.6 35.10
33 -32.318 (可変) 36.00
像面 ∞
非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.17863e-006 A 6=-6.74704e-008 A 8= 5.22888e-010 A10=-4.25942e-012 A12= 1.45835e-014

第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.77410e-006 A 6=-4.92259e-008

第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.73692e-005 A 6= 5.32572e-008 A 8=-8.44820e-010 A10= 5.56287e-012

第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.47893e-005 A 6= 2.32565e-009 A 8=-6.75778e-010 A10= 4.79574e-012

第30面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.05959e-005 A 6= 1.99191e-007 A 8=-1.06561e-009 A10=-7.47195e-013 A12= 8.67762e-015

第31面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.18829e-005 A 6= 2.81391e-007 A 8=-1.44320e-009 A10= 4.20650e-012 A12=-5.37088e-015

各種データ
ズーム比 4.12
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 50.92 101.84
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 41.19 23.02 11.99
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 125.34 142.50 169.34
BF 17.88 19.75 30.96

d 5 0.75 15.82 34.38
d13 21.53 9.07 2.38
d27 1.80 3.37 1.40
d29 11.59 10.02 11.99
d31 0.80 13.48 17.24
d33 17.88 19.75 30.96

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 88.25
2 6 -18.38
3 14 24.16
4 28 -40.84
5 30 -68.35
6 32 72.42
[数値データ３]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 224.719 2.10 1.80810 22.8 63.00
2 102.980 5.57 1.65160 58.5 61.61
3 984.417 0.15 61.25
4 74.504 6.19 1.65160 58.5 58.87
5 333.377 (可変) 58.06
6* 73.051 1.50 1.85400 40.4 34.14
7* 19.430 6.48 26.45
8 -127.740 1.20 1.83481 42.7 25.62
9 16.660 7.19 1.85478 24.8 22.08
10 -112.531 1.79 20.56
11 -27.664 1.20 1.65160 58.5 19.95
12 -215.194 (可変) 21.24
13(絞り) ∞ 0.39 23.21
14 29.749 5.05 1.59522 67.7 25.55
15 -174.694 0.15 25.60
16 42.985 3.69 1.76802 49.2 25.51
17* -394.873 2.77 25.09
18 -39.498 1.20 1.95375 32.3 24.34
19 18.712 7.29 1.73800 32.3 24.44
20 -697.962 (可変) 25.09
21 27.190 5.96 1.59522 67.7 26.97
22 -172.440 0.15 26.62
23 32.277 1.10 1.95375 32.3 25.32
24 16.349 8.09 1.62263 58.2 23.99
25* -100.416 (可変) 23.95
26 -651.346 3.96 1.95375 32.3 23.98
27 -29.290 1.50 1.85400 40.4 24.02
28* 64.019 (可変) 23.92
29 -17.962 1.40 1.75500 52.3 26.22
30 -43.617 (可変) 30.42
31 126.723 3.35 2.00069 25.5 35.73
32 -182.951 (可変) 36.00
像面 ∞
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.79357e-007 A 6= 3.22785e-008 A 8=-9.68674e-011 A10= 1.16477e-013

第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.28962e-006 A 6= 3.96021e-008

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.17933e-006 A 6=-1.29723e-008 A 8=-1.76069e-011 A10=-4.18230e-014

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.90607e-005 A 6= 9.25597e-009 A 8=-2.78303e-011 A10= 4.15978e-013

第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.94405e-007 A 6=-4.67833e-009 A 8= 3.39269e-011 A10=-1.85752e-013

各種データ
ズーム比 5.30
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 63.46 131.00
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 41.19 18.83 9.38
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 137.50 168.92 200.33
BF 13.50 24.03 28.27

d 5 0.70 25.31 49.50
d12 18.61 7.01 2.50
d20 8.09 3.83 1.00
d25 1.50 2.34 1.50
d28 15.19 19.61 26.29
d30 0.50 7.37 11.86
d32 13.50 24.03 28.27

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 121.72
2 6 -17.60
3 13 61.84
4 21 25.91
5 26 -87.67
6 29 -41.42
7 31 75.22
[数値データ４]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 177.187 1.90 1.80810 22.8 50.37
2 63.047 5.04 1.77250 49.6 48.36
3 249.446 0.15 47.82
4 54.422 5.24 1.80400 46.6 45.56
5 214.428 (可変) 44.55
6* 257.087 1.50 1.85400 40.4 31.22
7* 17.642 5.70 23.53
8 -118.867 1.20 1.83481 42.7 22.94
9 14.867 7.14 1.85478 24.8 20.27
10 -93.813 1.41 19.00
11 -27.152 1.20 1.65160 58.5 18.72
12 -55.858 (可変) 18.09
13(絞り) ∞ 0.39 18.29
14 27.846 2.78 1.59522 67.7 19.32
15 176.809 0.15 19.33
16 34.874 3.07 1.76802 49.2 19.43
17* -371.170 2.89 19.13
18 -29.866 1.20 1.95375 32.3 18.26
19 17.120 5.01 1.73800 32.3 18.64
20 -458.237 (可変) 19.18
21 21.919 4.66 1.59522 67.7 20.70
22 -182.084 0.15 20.42
23 24.989 1.10 1.95375 32.3 20.98
24 13.280 7.17 1.62263 58.2 19.86
25* -100.486 (可変) 19.90
26 -222.907 3.49 1.95375 32.3 20.10
27 -24.089 1.50 1.85400 40.4 20.27
28* 85.760 (可変) 20.60
29 -14.291 1.40 1.75500 52.3 23.16
30 -30.998 (可変) 27.83
31 93.306 3.41 2.00069 25.5 35.33
32 -316.083 (可変) 35.60
像面 ∞
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.37797e-006 A 6= 5.01693e-009 A 8=-6.25017e-011 A10= 9.83380e-014

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.31548e-007 A 6= 4.85515e-008

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.01288e-005 A 6=-4.65453e-008 A 8= 8.05698e-011 A10=-4.97844e-013

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.91525e-005 A 6= 5.89636e-008 A 8=-6.27947e-010 A10= 5.73896e-012

第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.28876e-006 A 6=-2.79288e-008 A 8= 3.42276e-010 A10=-2.16051e-012

各種データ
ズーム比 3.34
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 48.09 82.45
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 41.19 24.22 14.70
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 119.50 134.52 149.55
BF 13.50 18.71 22.73

d 5 0.70 13.84 25.21
d12 15.30 7.13 2.50
d20 4.46 2.57 1.00
d25 1.50 1.80 1.50
d28 14.70 16.08 18.51
d30 0.50 5.55 9.25
d32 13.50 18.71 22.73

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 83.58
2 6 -17.59
3 13 124.73
4 21 21.07
5 26 -98.61
6 29 -36.43
7 31 72.29
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 Ｌ６ 第６レンズ群
Ｌ７ 第７レンズ群 ＬＢ 後群
ＬＰ 最も像側に位置する正の屈折力を有するレンズ群

Claims (14)

  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、４つ以上のレンズ群を含み且つ全体として正の屈折力の後群より構成され、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、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は物体側へ単調に移動し、
    前記後群は前記ズームレンズの最も像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＬＰを有し、
    広角端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端における前記レンズ群ＬＰの像側のレンズ面から像面までの空気換算距離をｄＬＰ、前記レンズ群ＬＰの焦点距離をｆＬＰとするとき、
    ０．７＜ｆ１／ｆｔ＜１．２
    ０．７＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．０
    ０．１＜ｄＬＰ／ｆｔ＜０．４
    ０．３＜ｆＬＰ／ｆｔ＜１．０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. ０．８＜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に記載のズームレンズ。
  3. 望遠端での前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔をｄ１２ｔとするとき、
    ０．２＜ｄ１２ｔ／ｆｔ＜０．５
    なる条件式を満足する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。
  4. 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２とするとき、
    ０．６＜｜ｄ２／ｆ２｜＜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３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第２レンズ群の移動量をｍ２とし、ｍ２の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とするとき、
    ０．０１＜｜ｍ２／ｆｔ｜＜０．２０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第１レンズ群の移動量をｍ１とし、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第２レンズ群の移動量をｍ２とし、ｍ１及びｍ２の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とするとき、
    ０．０５＜ｍ２／ｍ１＜０．４０
    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. 望遠端におけるＦナンバーをＦｎｏｔとするとき、
    ０．７＜Ｆｎｏｔ／（ｆｔ／ｆｗ）＜１．４
    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、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群から構成され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。
  9. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第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レンズ群から構成され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。
  10. 前記後群は、無限遠から近距離にフォーカシングを行う際に像側へ移動する負の屈折力のフォーカスレンズ系を有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。
  11. 前記後群は、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を含むように移動する防振レンズ系を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. ０．１＜ｄＬＰ／ｆｔ＜０．３５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項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た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。
  14. 望遠端におけるＦナンバーをＦｎｏｔ、広角端から望遠端のズーミングに際して、前記レンズ群ＬＰの最も物体側のレンズ面を通過する光束の最大の入射高さをｈｇｔ、撮像素子の有効撮像面の対角線長の半分をＹｍａｘとするとき、
    ３．０＜（ｈｇｔ×Ｆｎｏｔ）／Ｙｍａｘ＜５．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
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