JP6566661B2 - 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、例えばスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラそして監視用カメラ等の撮像装置に好適なものである。

近年、撮像装置は高機能化され、また、装置全体が小型化されている。そしてそれに用いる撮像光学系としてレンズ全長が短く、全系が小型で、しかも高ズーム比のズームレンズであることが要求されている。更に高速な自動焦点が行えるようなフォーカシング方式を用いたズームレンズであることが要望されている。

フォーカシング方式として、インナーフォーカス式のズームレンズは第１レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに比べてフォーカスレンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。また、近接撮影、特に極至近撮影が容易となる。さらに、小型軽量のレンズ群を移動させているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み、迅速なフォーカスが容易となる等の特徴がある。

従来、物体側より像側へ順に、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第３レンズ群および１つ以上のレンズ群を含む後続レンズ群より成り、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）。特許文献１では第４レンズ群でフォーカシングを行い、ズームレンズが振動したときに生ずる像ぶれを第３レンズ群の一部の部分群で行っている。特許文献２では第２レンズ群でフォーカシングを行い、第３レンズ群の一部の部分群で像ぶれ補正を行っている。

特開２０１４−９８７９５号公報 特開２０１１−１７００８６号公報

近年、撮像装置に用いるズームレンズには、広画角で高ズーム比、かつレンズ系全体が小型で、高い解像力を有すズームレンズであることが強く要望されている。

ズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比を確保しつつ高い光学性能を得るには、ズームレンズの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や像ぶれ補正用のレンズ群の構成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するおそれがある。

本発明は、小型でありながら像ぶれ補正を可能とし、さらに良好なる光学性能が容易に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、１つ以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力の中間群、負の屈折力のレンズ群ＮＦ、正の屈折力のレンズ群ＰＬから成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ズームレンズにおいて、
前記中間群は、物体側から像側へ順に配置された、像ぶれ補正に際して不動の正の屈折力の部分群Ｐ１、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する負の屈折力の部分群Ｎ１、像ぶれ補正に際して不動の正の屈折力の部分群Ｐ２から構成され
前記部分群Ｎ１は１枚の正レンズＮ１ｐと、１枚の負レンズＮ１ｎから構成され、
ズーミングに際して、前記部分群Ｎ１および前記部分群Ｐ２の焦点距離はそれぞれ変化せず、
広角端において無限遠にフォーカスしているときの前記部分群Ｎ１の横倍率をβｎｗ、広角端において無限遠にフォーカスしているときの前記部分群Ｎ１よりも像側に配置された光学系の横倍率をβｌｗ、前記部分群Ｐ２の焦点距離をｆＰ２、前記部分群Ｎ１の焦点距離をｆＮ１、前記正レンズＮ１ｐの材料のアッベ数をνｎ１ｐ、前記負レンズＮ１ｎの材料のアッベ数をνｎ１ｎとするとき、
−３．０＜（１−βｎｗ）×βｌｗ＜−１．５
０．５＜｜ｆＮ１／ｆＰ２｜＜０．９
１．５＜νｎ１ｎ／νｎ１ｐ＜３．２
なる条件式を満たすことを特徴としている。

本発明によれば、小型でありながら像ぶれ補正が可能であり、さらに高い光学性能のズームレンズが容易に得られる。

実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ）実施例１の広角端、望遠端における０．３度の像位置変化後の横収差図 実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ）実施例２の広角端、望遠端における０．３度の像位置変化後の横収差図 実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ）実施例３の広角端、望遠端における０．３度の像位置変化後の横収差図 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、物体側より像側へ順に、次のとおりである。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、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の中間群、負の屈折力のレンズ群ＮＦ、正の屈折力を有するレンズ群ＰＬ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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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）、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）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端における０．３度の像ぶれ補正をした後の横収差図である。実施例１はズーム比４．７６、開口比（Ｆナンバー）４．１２〜５．８０程度のズームレンズである。

図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図６（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０．３度の像ぶれ補正をした後の横収差図である。実施例２はズーム比４．６６、開口比４．１２〜５．８８程度のズームレンズである。

図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠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３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図９（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０．３度の像ぶれ補正をした後の横収差図である。実施例３はズーム比４．１５、開口比４．１２程度のズームレンズである。図１０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、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。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、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。

ＧＰは１つ以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の中間群である。ＮＦは負の屈折力のレンズ群である。ＰＬは正の屈折力のレンズ群である。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影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には、フィルム面に相当する観光面が置かれている。

矢印は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レンズ群の移動方向を示している。実施例１、３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。

中間群ＧＰは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４より構成される。レンズ群ＮＦは第５レンズ群Ｌ５より構成される。レンズ群ＰＬは第６レンズ群Ｌ６より構成される。第３レンズ群Ｌ３は部分群Ｐ１より構成される。第４レンズ群Ｌ４は部分群Ｎ１と部分群Ｐ２より構成される。ここで部分群はレンズ群の一部を構成するときもあり、レンズ群そのものを示すときもある。

実施例１、３のズームレンズは、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は物体側に単調移動している。そ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との間隔が広く、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭く、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が広い。また第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が狭く、第５レンズ群Ｌ５と第６レンズ群Ｌ６の間隔が広くなるように各レンズ群が移動している。

実施例１、３のズームレンズでは、第５レンズ群Ｌ５を光軸上移動させてフォーカシングを行っている。望遠端のズーム位置において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印５ｃに示すように後方（像側）に繰り込むことで行っている。実施例１、３において、第５レンズ群Ｌ５に関する実線の曲線５ａと点線の曲線５ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングを行う際の像面変動を補正するための移動軌跡である。

実施例２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は正の屈折力の第５レンズ群である。中間群ＧＰは第３レンズ群Ｌ３より構成される。レンズ群ＮＦは第４レンズ群Ｌ４より構成される。レンズ群ＰＬは第５レンズ群Ｌ５より構成される。第３レンズ群Ｌ３は部分群Ｐ１と部分群Ｎ１と部分群Ｐ２より構成される。

実施例２のズームレンズは、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は物体側に単調移動している。そ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との間隔が広く、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭く、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が広い。更に第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が広くなるように各レンズ群が移動している。

実施例２のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２を光軸上移動させてフォーカシングを行っている。望遠端のズーム位置において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印２Ｃに示すように前方（物体側）に繰り出すことで行っている。実施例２において、第２レンズ群Ｌ２に関する実線の曲線２ａと点線の曲線２ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングを行う際の像面変動を補正するための移動軌跡である。

各実施例では中間群ＧＰを構成する部分群Ｎ１を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させて像ぶれを補正している。具体的には、実施例１、３では、第４レンズ群Ｌ４を構成する物体側の接合レンズよりなる部分群Ｎ１を光軸に対して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している。実施例２では、第３レンズ群Ｌ３を構成する接合レンズよりなる部分群Ｎ１を光軸に対して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している。

収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）であり、近軸計算値による画角である。球面収差図において、実線ｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、２点鎖線ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図で実線ΔＳはｄ線におけるサジタル像面、点線ΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差ｄ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ｇはｇ線である。横収差図において実線ΔＭはメリディオナル光線、点線ΔＳはサジタル光線である。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。

各実施例のズームレンズは、所定のズーム比を確保し、諸収差を良好に補正するために、物体側から像側へ順に、次の如く構成している。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、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の中間群ＧＰ、負の屈折力のレンズ群ＮＦ、正の屈折力のレンズ群ＰＬより構成している。

正の屈折力の中間群ＧＰの像側に負の屈折力のレンズ群ＮＦを配置することで、前玉有効径の大型化を抑制しつつ、広画角化を図っている。さらに、像ぶれ補正用の負の屈折力の部分群Ｎ１の偏芯時の像面の倒れ敏感度を低減している。負の屈折力のレンズ群ＮＦの像側に正の屈折力のレンズ群ＰＬを配置することで、正の屈折力のレンズ群ＰＬにフィールドレンズの役割を持たせ射出瞳位置を遠ざけ、特に固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側テレセントリックな結像を達成している。

そして、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１が物体側へ移動している。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と第２レンズ群Ｌ２の間隔が増大することで変倍を行っている。第２レンズ群Ｌ２と中間群ＧＰの間隔が狭まるように後続のレンズ群も移動させることで、望遠端での入射瞳を任意に移動させて全系の小型化を図っている。

また、ズーミングに際して、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の中間群ＧＰを移動させることで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の変倍作用を分担している。これにより、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の移動量を軽減して、望遠端でのレンズ全長を短縮している。また、中間群ＧＰは、物体側から像側へ順に、少なくとも、正の屈折力の部分群Ｐ１、負の屈折力の部分群Ｎ１、正の屈折力の部分群Ｐ２の３つのコンポーネントを有している。

中間群ＧＰは、強い負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２より射出された強い発散光束を収斂する役割を担い、後続するレンズの径方向の大型化を軽減する必要がある。また、少なくとも、正の屈折力の部分群Ｐ１、負の屈折力の部分群Ｎ１、正の屈折力の部分群Ｐ２の３つのコンポーネントを配置することにより、中間群ＧＰの正の屈折作用で発生する諸収差をその負の屈折作用により軽減（補正）している。さらに、その負の屈折力のレンズ群Ｎ１を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動することで少ない移動量で大きい像位置の補正を行うようにしている。即ち、像振れ補正を行っている。

尚、像ぶれ補正に際しては、任意のレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動させて行っても良い。各実施例では、広角端において無限遠にフォーカスしているときの部分群Ｎ１の横倍率をβｎｗ、広角端において無限遠にフォーカスしているときの部分群Ｎ１よりも像側に配置されている光学系の横倍率をβｌｗとする。このとき、
−３．０＜（１−βｎｗ）×βｌｗ＜−１．５ ・・・（１）
なる条件式を満たす。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（１）は、部分群Ｎ１の防振に際しての像シフト敏感度を規定している。ここで、像シフト敏感度ＴＳとは、シフト群を光軸に対して垂直方向に移動させたときのシフト群の垂直方向の移動量ΔＬとそのときの像面での像（結像位置）の光軸に対して垂直方向の移動量ΔＩの比
ＴＳ＝ΔＩ／ΔＬ
である。

条件式（１）の上限を超えると、像を所定量シフトするために必要な部分群Ｎ１の移動量が大きくなり、全系の小型化が困難となる。また、像を所定量シフトするために部分群Ｎ１をシフトした際の収差変動が増大してくる。条件式（１）の下限を超えると、部分群Ｎ１の微小な移動に対し、像が大きくシフトし、高い精度で像変移を制御することが困難になる。各実施例において更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−２．４０＜（１−βｎｆｗ）×βｌｗ＜−１．５１ ・・・（１ａ）

条件式（１ａ）を満たすことにより、広角端における部分群Ｎ１の像シフト敏感度が適切に設定され、防振用の部分群Ｎ１の小型化が容易になる。更に好ましくは条件式（１ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．８０（１−βｎｆｗ）×βｌｗ＜−１．５２ ・・・（１ｂ）

以上のようにレンズ構成及び条件式（１）を満たすことにより、防振用の部分群Ｎ１の小型軽量化を図り、ズーム領域で高い結像性能を達成した高ズーム比で小型なズームレンズが得られる。

各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。広角端における中間群ＧＰの合成焦点距離をｆＡｗ、部分群Ｎ１の焦点距離をｆＮ１とする。レンズ群ＮＦの焦点距離をｆｎｆ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。部分群Ｐ２の焦点距離をｆＰ２とする。レンズ群ＰＬの焦点距離をｆｐＬとする。部分群Ｎ１は１枚の正レンズＮ１ｐと、１枚の負レンズＮ１ｎから構成され、正レンズＮ１ｐの材料のアッベ数をνｎ１ｐ、負レンズＮ１ｎの材料のアッベ数をνｎ１ｎとする。部分群Ｐ２は１枚の正レンズＰ２ｐから構成され、正レンズＰ２ｐの材料のアッベ数をνＰ２ｐ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。
０．６＜｜ｆＮ１／ｆＡｗ｜＜２．０ ・・・（２）
０．１５＜｜ｆｎｆ／ｆｔ｜＜０．７５ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４ ・・・（４）
０．５＜｜ｆＮ１／ｆＰ２｜＜０．９ ・・・（５）
０．２５＜｜ｆｎｆ／ｆｐＬ｜＜０．９５ ・・・（６）
１．５＜νｎ１ｎ／νｎ１ｐ＜３．２ ・・・（７）
５０．０＜νＰ２ｐ＜９５．０ ・・・（８）

なお、材料のアッベ数νｄはフラウンホーファ線のｄ線、Ｆ線、Ｃ線における屈折率をそれぞれＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
で定義される。

条件式（２）は、負の屈折力の部分群Ｎ１の焦点距離ｆＮ１を、広角端における正の屈折力の中間群ＧＰの合成焦点距離ｆＡｗで規定している。防振用の部分群Ｎ１が適切な像シフト敏感度を有し、防振時の結像性能を軽減するためのものである。条件式（２）の上限を超えて部分群Ｎ１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）、部分群Ｎ１の像シフト敏感度が小さくなる。この結果、十分な防振効果を得るためには、部分群Ｎ１の移動量を増加させねばならず、防振ユニット外径が大型化し、さらに防振時の周辺光量が低下し、片絞りが増加する傾向となる。

条件式（２）の下限を超えて部分群Ｎ１の負の屈折力が強くなると、防振の際の部分群Ｎ１の移動量が小さくても十分な防振効果を得られる。しかしながら、防振時に、偏芯コマ収差の発生が増大し、また像面湾曲の傾きの補正が不足し、防振時の結像性能が低下してくる。

条件式（３）は、負の屈折力のレンズ群ＮＦの焦点距離ｆｎｆと望遠端における全系の焦点距離ｆｔの比を規定している。条件式（３）の上限を超えて、レンズ群ＮＦの負の屈折力が弱くなると、レンズ群ＮＦの変倍作用が小さくなり、所定のズーム比を得ようとすると全系が大型化してくる。また、広画角化を図った際、前玉有効径が増加してくる。条件式（３）の下限を超えて、レンズ群ＮＦの負の屈折力が強くなると、レンズ全長は短縮されるが、中間の焦点距離域から望遠端にかけて非点収差が増大し、この非点収差の補正が難しくなる。また、ズーミングに際して歪曲収差の変動が大きくなってくる。

条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定している。条件式（４）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が弱くなると高ズーム比化を図るためにレンズ全長を増大する必要があり、好ましくない。条件式（４）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強くなると、高ズーム比化およびレンズ全長の短縮は容易となるが、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。

条件式（５）は、負の屈折力の部分群Ｎ１と正の屈折力の部分群Ｐ２との焦点距離の比を規定している。条件式（５）は防振時の偏芯コマ収差と像面湾曲の傾きを軽減するためのものである。条件式（５）の上限を超えると、部分群Ｐ２の収斂作用が強くなりすぎて、正の屈折力の中間群ＧＰ全体の偏芯による製造誤差敏感度が大きくなり製造時の光学性能を良好に維持するのが困難になる。条件式（５）の下限を超えると、部分群Ｎ１の負の屈折力が強くなりすぎて、防振時の偏芯コマ収差、或いは、色収差の補正が困難になる。

条件式（６）は、負の屈折力のレンズ群ＮＦの焦点距離と正の屈折力のレンズ群ＰＬの焦点距離の比を規定している。条件式（６）は高ズーム比化を図りつつ、全系の小型化を図るためのものである。条件式（６）の上限を超えて、レンズ群ＰＬの正の屈折力が大きくなると、広角端から望遠端にかけて諸収差が多く発生し、このときの諸収差を補正するために、レンズ群ＰＬを構成するレンズの枚数が増加してくるので好ましくない。条件式（６）の下限を超えると、広角端において射出瞳位置が近くなり過ぎてくるので、好ましくない。また、フォーカシングによる球面収差や軸上色収差の変動が増大してくる。

条件式（７）は、負の屈折力の部分群Ｎ１を構成する１枚の正レンズＮ１ｐの材料のアッベ数と、１枚の負レンズＮ１ｎの材料のアッベ数の比を規定している。条件式（７）の上限を超えてアッベ数の比が大きくなると、防振時の色ずれの変動をバランス良く補正しつつ、フォーカシング時のコマ収差の変動を補正することが困難となる。条件式（７）の下限を超えてアッベ数の比が小さくなると、部分群Ｎ１での色消しのために部分群Ｎ１を構成する各レンズのレンズ面のパワーが強くなり、低次の収差係数が大きくなり、諸収差の補正が困難となる。

条件式（８）は、正の屈折力の部分群Ｐ２を構成する正レンズＰ２ｐの材料のアッベ数を規定している。条件式（８）は防振時に発生する偏芯色収差を低減するためのものである。条件式（８）の数値範囲内であれば、部分群Ｎ１の防振に際しての像シフト敏感度を確保しやすく、また、広角端におけるレンズ全長の短縮化が容易になる。

更に好ましくは条件式（２）乃至（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．７＜｜ｆＮ１／ｆＡｗ｜＜１．５ ・・・（２ａ）
０．２０＜｜ｆｎｆ／ｆｔ｜＜０．６５ ・・・（３ａ）
０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．２ ・・・（４ａ）
０．６０＜｜ｆＮ１／ｆＰ２｜＜０．８５ ・・・（５ａ）
０．３＜｜ｆｎｆ／ｆｐＬ｜＜０．９ ・・・（６ａ）
１．５５＜νｎ１ｎ／νｎ１ｐ＜３．００ ・・・（７ａ）
５１．０＜νＰ２ｐ＜９５．０ ・・・（８ａ）

条件式（２ａ）を満たすことにより、防振用のレンズ群が適切な像シフト敏感度を確保しつつ、防振時の結像性能の変化を抑制でき、好ましい。条件式（３ａ）を満たすことにより、負の屈折力のレンズ群ＮＦの変倍分担を適正化しつつ、広角端におけるレンズ全長の短縮および前玉有効径の小型化が実現でき、好ましい。条件式（４ａ）を満たすことにより、広画角化と高ズーム比化を図りつつ、ペッツバール和を適切に設定しやすくなる。条件式（５ａ）を満たすことにより、ズーミングによる球面収差の変動を抑制しつつ、負の屈折力のレンズ群Ｎ１の小型軽量化が容易となる。条件式（６ａ）を満たすことにより、全ズーム範囲に渡ってフォーカシングに伴う像面湾曲の変動を良好に補正するのが容易となる。

更に好ましくは条件式（２ａ）乃至（８ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．８１＜｜ｆＮ１／ｆＡｗ｜＜１．１０ ・・・（２ｂ）
０．２５＜｜ｆｎｆ／ｆｔ｜＜０．５５ ・・・（３ｂ）
０．９０＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜０．９８ ・・・（４ｂ）
０．７０＜｜ｆＮ１／ｆＰ２｜＜０．７８ ・・・（５ｂ）
０．３８＜｜ｆｎｆ／ｆｐＬ｜＜０．８５ ・・・（６ｂ）
１．６０＜νｎ１ｎ／νｎ１ｐ＜２．５０ ・・・（７ｂ）
５２．０＜νＰ２ｐ＜９５．０ ・・・（８ｂ）

各実施例では以上のような構成とすることで広角端における望遠端におけるレンズ全長の短縮を図りつつ高ズーム比化を図っている。実施例１乃至３では、第２レンズ群Ｌ２に非球面レンズを採用し、広角端において像面湾曲および歪曲収差を良好に補正している。また、実施例１乃至３では中間群ＧＰに非球面レンズを採用し、球面収差やコマ収差を良好に補正している。

次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例を図１０を用いて説明する。図１０において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至３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。

以下、実施例１乃至３に対応する具体的な数値データを示す。各数値データにおいて、ｉは物体側から数えた面番号を示す。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。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、

なる式で表している。＊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はバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離を示している。レンズ全長は第１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の距離を加えた値である。広角は広角端、中間は中間のズーム位置、望遠は望遠端を示している。また前述の各条件式に関するパラメータ及び各条件式に対する各数値実施例との関係を表１に示す。

［実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 200.000 2.00 1.90366 31.3
2 117.258 4.84 1.59522 67.7
3 -1996.572 0.10
4 59.253 3.40 1.80400 46.6
5 94.068 (可変)
6* 122.804 1.20 1.85135 40.1
7 17.681 9.99
8 -59.503 1.10 1.80400 46.6
9 50.979 0.15
10 30.400 6.41 1.85478 24.8
11 -85.386 1.04
12 -46.699 1.10 1.85135 40.1
13* -101.812 (可変)
14(絞り) ∞ 1.00
15* 24.580 5.60 1.68893 31.1
16* -79.952 2.00
17 54.197 2.80 1.59522 67.7
18 -99.071 1.20 1.92286 20.9
19 19.849 0.70
20 23.371 4.45 1.53775 74.7
21 -25.804 (可変)
22 -43.083 2.35 1.84666 23.8
23 -15.396 1.00 1.74400 44.8
24 32.508 2.50
25 49.686 2.39 1.75500 52.3
26 -70.439 (可変)
27 -81.527 3.04 2.00272 19.3
28 -17.514 1.00 1.90200 25.1
29* 52.842 (可変)
30 131.092 5.66 1.76802 49.2
31 -82.826 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.52866e-006 A 6=-1.44612e-009 A 8=-9.34795e-013 A10= 1.61333e-015

第13面
K =-7.71052e+000 A 4= 4.58477e-006 A 6= 7.92379e-009 A 8=-1.01350e-012 A10=-3.66982e-014

第15面
K =-6.44296e-001 A 4=-1.25759e-006 A 6= 1.16607e-008 A 8= 1.84096e-011

第16面
K =-1.60228e+001 A 4= 9.67912e-006 A 6= 1.00289e-008 A 8= 1.79731e-011

第29面
K =-1.39034e+001 A 4= 1.51478e-005 A 6=-1.61955e-008

各種データ
ズーム比 4.76
広角 中間 望遠
焦点距離 24.70 47.76 117.49
Fナンバー 4.12 4.80 5.80
半画角（度） 41.22 24.37 10.43
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 155.71 163.55 207.88
BF 37.45 39.88 43.95

d 5 1.50 19.64 52.92
d13 40.38 17.57 2.03
d21 1.45 3.61 9.80
d26 1.95 6.32 1.89
d29 5.98 9.52 30.28
d31 37.45 39.88 43.95

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 134.87
2 6 -24.04
3 14 25.77
4 22 -141.89
5 27 -41.86
6 30 66.86

［実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 198.084 2.00 1.90366 31.3
2 85.429 8.33 1.59522 67.7
3 -303.127 0.10
4 60.312 3.43 1.77250 49.6
5 88.518 (可変)
6* -707.071 1.37 1.85135 40.1
7 20.223 7.32
8 -88.936 1.10 1.80400 46.6
9 58.654 0.14
10 45.291 6.46 1.85478 24.8
11 -64.599 1.04
12 -41.559 1.10 1.85135 40.1
13* -63.626 (可変)
14(絞り) ∞ 1.00
15* 18.505 7.14 1.61881 63.9
16* -70.898 1.80
17 99.888 3.59 1.61772 49.8
18 -33.355 1.20 1.83400 37.2
19 16.917 1.34
20 29.878 4.14 1.69680 55.5
21 -31.711 1.43
22 -74.980 2.35 1.85478 24.8
23 -24.236 1.00 1.76200 40.1
24 33.340 1.50
25 22.696 3.31 1.43875 94.9
26 -95.810 (可変)
27 9093.979 1.69 1.92286 18.9
28 -57.579 1.00 1.90270 31.0
29* 33.168 (可変)
30 -70.118 3.85 1.53775 74.7
31 -29.878 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.35238e-006 A 6=-2.11920e-009 A 8=-3.56777e-012 A10= 2.50711e-015

第13面
K =-1.07455e+001 A 4=-9.37632e-006 A 6= 4.77088e-009 A 8=-2.39009e-011 A10=-6.00690e-015

第15面
K =-1.19690e+000 A 4= 1.48889e-005 A 6= 2.00152e-008 A 8= 6.89335e-011

第16面
K =-2.99345e+001 A 4= 8.00475e-006 A 6= 1.34720e-008 A 8=-4.95292e-011

第29面
K =-7.70841e-001 A 4= 7.70697e-006 A 6=-1.57622e-008

各種データ
ズーム比 4.66
広角 中間 望遠
焦点距離 28.80 49.50 134.07
Fナンバー 4.12 5.00 5.88
半画角（度） 36.91 23.61 9.17
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 160.29 164.94 220.08
BF 36.29 40.30 52.70

d 5 4.80 12.69 54.72
d13 43.89 23.82 7.71
d26 1.31 5.49 7.99
d29 5.28 13.93 28.25
d31 36.29 40.30 52.70

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 138.57
2 6 -26.01
3 14 31.16
4 27 -37.38
5 30 93.68

［実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 200.000 2.00 1.90366 31.3
2 94.927 6.35 1.59522 67.7
3 -4261.543 0.10
4 57.253 4.60 1.80400 46.6
5 112.090 (可変)
6* 495.416 1.40 1.80139 45.5
7 17.478 9.19
8 283.855 1.20 1.83481 42.7
9 18.642 0.00 1.83481 42.7
10 18.642 9.27 1.85478 24.8
11 -367.149 2.48
12 -32.790 1.30 1.80610 40.7
13* -44.021 (可変)
14(絞り) ∞ 1.00
15* 27.380 7.13 1.68893 31.1
16* -71.562 2.00
17 53.342 2.74 1.59522 67.7
18 -79.580 1.20 1.92286 20.9
19 21.550 0.70
20 24.707 6.13 1.53775 74.7
21 -29.257 (可変)
22 -44.628 4.48 1.84666 23.8
23 -16.462 1.00 1.74400 44.8
24 34.942 2.50
25 53.785 3.18 1.75500 52.3
26 -65.207 (可変)
27 -140.161 4.24 2.00272 19.3
28 -21.678 1.00 1.90200 25.1
29* 58.838 (可変)
30 132.144 6.05 1.76802 49.2
31 -82.826 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.76486e-006 A 6=-1.25167e-008 A 8= 1.48000e-011 A10=-1.00877e-014

第13面
K = 4.90182e+000 A 4= 2.75620e-006 A 6= 2.02433e-009 A 8= 2.98711e-011 A10= 2.12796e-014

第15面
K =-1.36975e+000 A 4= 4.56482e-006 A 6= 5.46033e-009 A 8= 7.10109e-011

第16面
K =-7.21493e+000 A 4= 1.00367e-005 A 6=-4.93544e-010 A 8= 6.35866e-011

第29面
K =-1.05191e+001 A 4= 9.63246e-006 A 6=-7.49993e-009

各種データ
ズーム比 4.15
広角 中間 望遠
焦点距離 24.70 37.26 102.44
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 41.22 30.14 11.93
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 160.72 164.12 206.41
BF 35.75 35.55 36.95

d 5 1.50 11.23 43.41
d13 32.94 19.08 1.97
d21 1.33 3.42 10.77
d26 1.65 5.54 1.78
d29 6.30 8.06 30.29
d31 35.75 35.55 36.95

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 117.58
2 6 -22.50
3 14 27.85
4 22 -189.91
5 27 -55.49
6 30 67.11

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
ＧＰ 正の屈折力のレンズ群 ＮＦ 負の屈折力のレンズ群
ＰＬ 正の屈折力のレンズ群

Claims (10)

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、１つ以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力の中間群、負の屈折力のレンズ群ＮＦ、正の屈折力のレンズ群ＰＬから成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ズームレンズにおいて、
   前記中間群は、物体側から像側へ順に配置された、像ぶれ補正に際して不動の正の屈折力の部分群Ｐ１、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する負の屈折力の部分群Ｎ１、像ぶれ補正に際して不動の正の屈折力の部分群Ｐ２から構成され
   前記部分群Ｎ１は１枚の正レンズＮ１ｐと、１枚の負レンズＮ１ｎから構成され、
   ズーミングに際して、前記部分群Ｎ１および前記部分群Ｐ２の焦点距離はそれぞれ変化せず、
   広角端において無限遠にフォーカスしているときの前記部分群Ｎ１の横倍率をβｎｗ、広角端において無限遠にフォーカスしているときの前記部分群Ｎ１よりも像側に配置された光学系の横倍率をβｌｗ、前記部分群Ｐ２の焦点距離をｆＰ２、前記部分群Ｎ１の焦点距離をｆＮ１、前記正レンズＮ１ｐの材料のアッベ数をνｎ１ｐ、前記負レンズＮ１ｎの材料のアッベ数をνｎ１ｎとするとき、
   −３．０＜（１−βｎｗ）×βｌｗ＜−１．５
   ０．５＜｜ｆＮ１／ｆＰ２｜＜０．９
   １．５＜νｎ１ｎ／νｎ１ｐ＜３．２
   なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
2. 広角端における前記中間群の合成焦点距離をｆＡｗ、前記部分群Ｎ１の焦点距離をｆＮ１とするとき、
   ０．６＜｜ｆＮ１／ｆＡｗ｜＜２．０
   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。
3. 前記レンズ群ＮＦの焦点距離をｆｎｆ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
   ０．１５＜｜ｆｎｆ／ｆｔ｜＜０．７５
   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。
4. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．４
   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。
5. 前記レンズ群ＮＦの焦点距離をｆｎｆ、レンズ群ＰＬの焦点距離をｆｐＬとするとき、
   ０．２５＜｜ｆｎｆ／ｆｐＬ｜＜０．９５
   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。
6. 前記部分群Ｐ２は１枚の正レンズＰ２ｐから構成され、前記正レンズＰ２ｐの材料のアッベ数をνＰ２ｐとするとき、
   ５０．０＜νＰ２ｐ＜９５．０
   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。
7. 前記中間群は、正の屈折力の第３レンズ群と負の屈折力の第４レンズ群より構成され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. 前記第３レンズ群は前記部分群Ｐ１より構成され、前記第４レンズ群は前記部分群Ｎ１と前記部分群Ｐ２より構成されることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
9. 前記中間群は、正の屈折力の第３レンズ群より構成され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。
10. 請求項１乃至９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を有することを特徴とする撮像装置。