JP5027018B2

JP5027018B2 - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP5027018B2
Application number: JP2008062416A
Authority: JP
Inventors: 大樹河村
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP2009217122A; US7817349B2; US20090231727A1; CN101533150B; CN101533150A

Description

本発明は、民生用ビデオカメラや監視用ビデオカメラに用いられる小型で高倍率なズームレンズおよび撮像装置に関する。

近年、ビデオカメラ等に用いられるズームレンズにおいて、小型化の要請が高まってきている。一般に、民生用のビデオカメラでは、物体側より順に、正、負、正、正のパワー配置の４群構成で、第１レンズ群と第３レンズ群を固定とし、第２レンズ群を光軸方向に移動させて主に変倍を行い、この変倍に伴う像面の補正および合焦を第４群において行うリアフォーカス型の４群方式のズームレンズが主流となっている。

このような４群方式のズームレンズでは、監視用ビデオカメラ用途として、高倍率で広画角であることが要求されている。また、３ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）方式のビデオカメラ等に対応すべく、例えばプリズムなどを配置するためのバックフォーカスを十分に確保することも要求されている。そこで、例えば特許文献１〜４では、正、負、正、正のパワー配置を有する４群構成で、長いバックフォーカスを確保しつつ、高倍率かつ広画角を実現したズームレンズが提案されている。
特開平６−３３７３５３号公報特開２００４−２７９７２６号公報特開２００６−４７７７１号公報特開２００７−１７１２４８号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３の構成では、いずれも最大画角が〜６０°程度であり、更なる広角化（例えば７０°前後）が望まれる。ところが、この広角化に伴って、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、また、収差変動が増大するため高倍率化も難しくなるという問題がある。

一方、特許文献４では、７０°以上の広画角で長いバックフォーカスを実現できている。この特許文献４では、第３群が正となっているが、バックフォーカスを長くするためには、第３群を負にした方が有利である。そこで、第３群を負にしつつ、高倍率、広画角を実現可能なズームレンズの開発が望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、長いバックフォーカスを確保しつつ、広画角かつ高変倍比を実現することが可能なズームレンズを提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群と、絞りと、負の屈折力を有する第３群と、正の屈折力を有する第４群とを備えている。広角端から望遠端への変倍を行う際には、第１群と第３群とを固定とし、第２群を光軸に沿って像側に動かすことによって変倍を行うと共に、それによる像面の補正および合焦を第４群を光軸に沿って移動させることにより行う。第３群は、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズとを有している。

本発明によるズームレンズでは、第１群と第３群とを固定群とし、第２群を光軸に沿って移動することにより変倍が行われ、それによる像面の補正が第４群により行われる。このとき、第３群が負の屈折力を有することにより、長いバックフォーカスが確保される。また、第３群が少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズとを有することで、第３群における各レンズのパワーが最適化され、広角化および高変倍化に伴う収差変動が抑制される。

また、第３群は、物体側から順に、正の屈折力を有すると共に少なくとも１枚の正レンズを含む第３１群と、正レンズおよび負レンズよりなる接合レンズからなる第３２群と、少なくとも１枚の負レンズを含む第３３群とを有することが好ましい。これにより、１枚の正レンズが担うパワーを軽減しつつ、色収差が良好に補正される。

さらに、第４群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、これらの正レンズのうち少なくとも１面が非球面で構成されていることが好ましい。これにより、全変倍域において、球面収差が良好に補正される。

さらに、以下の条件式を満足することが好ましい。これにより、適切なバックフォーカスを確保しつつ、全変倍域において諸収差が良好に補正される。但し、ｆ３を第３群の焦点距離、ＢＦをバックフォーカス、Ｆｗを広角端における全系の焦点距離、Ｆｔを望遠端における全系の焦点距離、ωを最大半画角とする。
｜ｆ３｜／ＢＦ＞６．５ ………（１）
１０≦Ｆｔ／Ｆｗ≦１５ ………（２）
０．６＜ｔａｎω＜０．８５ ………（３）

さらに、以下の条件式を満足することが好ましい。これにより、諸収差が良好に補正される。但し、ｆ３１を第３群における第３１群の焦点距離、ｆ３２を第３群における第３２群の焦点距離とする。
５．０＜ｆ３１／Ｆｗ＜１２．０ ………（４）
８．０＜ｆ３２／Ｆｗ＜２０．０ ………（５）

さらに、第４群の像側に、少なくとも１枚の負レンズを有し、変倍中固定の負の屈折力を有する第５群を備えていることが好ましい。これにより、色収差の補正に有利となり、レンズ鏡銅内にゴミが入ることが防止される。

本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。

本発明のズームレンズによれば、第１群と第３群とを固定群とし、第２群を光軸に沿って移動することにより変倍を行い、それによる像面の補正を第４群により行う４郡方式のズームレンズにおいて、第３群が、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズとを有すると共に、負の屈折力を有するようにしたので、長いバックフォーカスを確保しつつ、広画角かつ高変倍比を実現することができる。

本発明の撮像装置によれば、上記本発明のズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、広角で高画質の画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。特に、図１（Ａ）は広角端におけるレンズ配置、図１（Ｂ）は望遠端におけるレンズ配置を示す。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図１１，図１２（Ａ），（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図２（Ａ），（Ｂ）〜図１０（Ａ），（Ｂ）は、第２〜第１０の構成例を示し、後述の第２〜第１０の数値実施例のレンズ構成に対応している。

図１〜図１０において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔のみ符号を付す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。

このズームレンズは、ビデオカメラ等に用いられるものである。このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１群１０と、負の屈折力を有する第２群２０と、絞りＳｔと、負の屈折力を有する第３群３０と、正の屈折力を有する第４群４０とを備えている。また、第４郡４０の像側には、さらに負の屈折力を有する第５群５０が設けられている。

このズームレンズの結像面には、図示しないＣＣＤやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子が配置される。第５群５０と撮像素子との間には、例えば３ＣＣＤ方式のビデオカメラに対応して、光路変換用のプリズムＰが配置されている。そのほか、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、撮像面保護用のカバーガラスや、赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。

図５２は、この広角ズームレンズが適用されるカメラの一例を示している。このカメラは、カメラ本体１と、カメラ本体１にマウントされているカメラ用レンズ２とを備えている。カメラ本体１内には、カメラ用レンズ２によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路、およびその生成された画像を記録するための記録媒体等が設けられている。このようなカメラにおけるカメラ用レンズ２として、本実施の形態における広角ズームレンズが適用される。

このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍を行う際には、第１群１０と第３群３０とを固定とし、第２群２０を光軸に沿って像側に動かすことによって変倍を行うと共に、それによる像面の補正および合焦を第４群４０を光軸に沿って移動させることにより行う４郡方式のズームレンズである。なお、第５郡５０については、固定となっている。第２群２０と第４群４０は、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、図１に実線で示した軌跡を描くように移動する。なお、図１〜図１０において、Ｗは広角端でのレンズ位置、Ｔは望遠端でのレンズ位置を示す。

第１群１０は、物体側より順に、負の第１１レンズＬ１１および正の第１２レンズＬ１２よりなる接合レンズと、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４とからなる３群４枚構成となっている。但し、図４の構成例では、負の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、負の第１４レンズＬ１４および正の第１５レンズＬ１５よりなる接合レンズと、正の第１６レンズＬ１６とからなる５群６枚構成となっている。また、図５，図８および図９の構成例では、負の第１１レンズＬ１１と、正の第１２レンズＬ１２と、負の第１３レンズＬ１３および正の第１４レンズＬ１４よりなる接合レンズと、正の第１５レンズＬ１５とからなる４群５枚構成となっている。

第２群２０は、物体側より順に、負の第２１レンズＬ２１と、負の第２２レンズＬ２２および正の第２３レンズＬ２３よりなる接合レンズと、正の第２４レンズＬ２４とからなる３群４枚構成となっている。但し、図４，図５，図８および図９の構成例では、物体側より順に、負の第２１レンズＬ２１と、正の第２２レンズＬ２２と、負の第２３レンズＬ２３および正の第２４レンズＬ２４よりなる接合レンズとからなる３群４枚構成となっている。

第３群３０は、物体側より順に、正の第３１レンズＬ３１と、正の第３２レンズＬ３２および負の第３３レンズＬ３３よりなる接合レンズと、負の第３４レンズＬ３４とからなる３群４枚構成となっている。このように、第３群３０は、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズを含んで構成されている。

また、第３群３０は、物体側から順に、正の屈折力を有すると共に少なくとも１枚の正レンズを含む第３１群３１０と、正レンズおよび負レンズよりなる接合レンズからなる第３２群３２０と、少なくとも１枚の負レンズを含む第３３群３３０とを有することが好ましい。具体的には、第３１レンズＬ３１が第３１群３１０を構成し、第３２レンズＬ３２および第３３レンズＬ３３が第３２群３２０を構成し、第３４レンズＬ３４が第３３群３３０を構成している。

但し、図４，図５，図８および図９の構成例では、第３群３０は、物体側より順に、負の第３１レンズＬ３１および正の第３２レンズＬ３２よりなる接合レンズと、正の第３３レンズＬ３３および負の第３４レンズＬ３４よりなる接合レンズと、負の第３５レンズＬ３５とからなる３群５枚構成となっている。このうち、第３１レンズＬ３１および第３２レンズＬ３２が第３１群３１０を構成し、第３３レンズＬ３３および第３４レンズＬ３４が第３２群３２０を構成し、第３５レンズＬ３５が第３３群３３０を構成している。

また、上記のような構成を有する第３群３０は、以下の条件式（１）〜（３）を満足することが好ましい。但し、ｆ３を第３群の焦点距離、ＢＦをバックフォーカス、Ｆｗを広角端における全系の焦点距離、Ｆｔを望遠端における全系の焦点距離、ωを最大半画角とする。
｜ｆ３｜／ＢＦ＞６．５ ………（１）
１０≦Ｆｔ／Ｆｗ≦１５ ………（２）
０．６＜ｔａｎω＜０．８５ ………（３）

さらに、第３群３０は、以下の条件式を満足することが好ましい。但し、ｆ３１を第３群における第３１群の焦点距離、ｆ３２を第３群における第３２群の焦点距離とする。
５．０＜ｆ３１／Ｆｗ＜１２．０ ………（４）
８．０＜ｆ３２／Ｆｗ＜２０．０ ………（５）

第４群４０は、物体側より順に、負の第４１レンズＬ４１および正の第４２レンズＬ４２よりなる接合レンズと、正の第４３レンズＬ４３とからなる２群３枚構成となっている。また、正の第４３レンズＬ４３の両面が非球面となっている。このように、第４群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、これらの正レンズのうち少なくとも１面が非球面で構成されていることが好ましい。第５群５０は、負の第５１レンズＬ５１により構成されている。

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。

このズームレンズでは、第１群１０と第３群３０とを固定群とし、第２群２０を光軸に沿って移動することにより変倍が行われ、それによる像面の補正が第４群４０により行われる。このとき、固定群である第３群３０において、第３群３０に負のパワーを持たせることで長いバックフォーカスが確保される。また、第３群３０が少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズとから構成されていることで、各レンズが担うパワーが軽減され、広角化および高変倍化に伴う収差変動が抑制される。

また、第３群３０に、正レンズを含む第３１群と正レンズおよび負レンズよりなる接合レンズを含む第３２群が配置されていることで、１枚の正レンズが担うパワーを軽減しつつ、色収差が良好に補正される。

また、第４群４０が、少なくとも２枚の正レンズを有し、これらの正レンズのうち少なくとも１面が非球面で構成されていることにより、全変倍域にわたって、球面収差が良好に補正される。

条件式（１）は、第３群３０の焦点距離とバックフォーカスとの関係を規定したものである。条件式（１）の下限を下回ると、第３群３０のパワーが大きくなり、長いバックフォーカスを確保し易くなるものの、特に広角端での球面収差が補正過剰になるため好ましくない。また、像側に配置されたレンズの径が大きくなりすぎるため小型化に不利になると共に、必要以上のバックフォーカスを確保することになり、系全体が大型化してしまうため好ましくない。

条件式（２）は、全系の広角端および望遠端における焦点距離の関係を規定したものであり、条件式（３）は、適切な画角を規定するものである。本実施の形態では、第３群３０が比較的多くのレンズを有していることにより、上述したように、広角化や高変倍化した場合でも、全変倍域において収差が良好に補正される。しかしながら、条件式（２）を下回る変倍比、および条件式（３）の下限を下回る画角において、多くのレンズを有する構成は、収差補正には有利であっても、系全体が巨大化してしまうため好ましくない。また、条件式（２）の上限を上回ると、望遠端での色収差やコマ収差を抑えることが困難となるため好ましくない。条件式（３）の上限を上回ると、諸収差の補正が困難になるため好ましくない。また、以下の条件式（６）を満足することにより、系全体の小型化および諸収差の補正により有利となる。
１０．５≦Ｆｔ／Ｆｗ≦１４．５ ………（６）

条件式（４），（５）は、第３群３０における第３１群３１０および第３２群３２０の全系の焦点距離に対する関係を規定したものである。条件式（４），（５）を満足することで、諸収差が良好に補正される。逆に、条件式（４），（５）の上限を上回ると、広角端で発生する球面収差やコマ収差の補正が困難になると共に、像面が負の方向に倒れてしまうため好ましくない。条件式（４），（５）の下限を下回ると、第３１群３１０および第３２群３２０のパワーが大きくなりすぎ、第３１群３１０および第３２群３２０の物体側と像側の面の曲率半径が小さくなってしまう。このような場合、コバを確保するために、中心厚を大きくする必要があり、第３群３０が巨大化してしまうため好ましくない。

また、第４群４０の像側に、負の第５１レンズＬ５１を有する第５群５０を配置することにより、色収差の補正に有利となり、また、レンズ鏡胴内にゴミが入ることを防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、４群方式のズームレンズにおいて、固定群である第３群３０の屈折力やレンズ枚数などを適切に設定するようにしたので、監視用ビデオカメラ等に好適に用いられ、長いバックフォーカスを確保しつつ、広画角かつ高変倍比を有するレンズ系を実現できる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１〜第１０の数値実施例をまとめて説明する。

図１１，図１２（Ａ），（Ｂ）は、図１に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例１）を示している。特に図１１にはその基本的なレンズデータを示し、図１２（Ａ）には非球面に関するデータを示し、図１２（Ｂ）にはズームに関するデータ（変倍に伴って変動するデータ）を示す。

図１１に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜３１）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｅｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜１７）の光学要素のｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する屈折率、νｄｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜１７）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の値を示す。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第２群２０および第４群４０が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ７，Ｄ１４，Ｄ２２，Ｄ２７の値は可変となっている。図１２（Ｂ）には、これらの面間隔Ｄ７，Ｄ１４，Ｄ２２，Ｄ２７の変倍時のデータとして、広角端および望遠端における値を示す。また、広角端および望遠端における全系の近軸焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）、および画角２ω（ω：半画角）の値についても示す。なお、これらの値としてはｅ線に対するものを示す。

図１１のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１に係るズームレンズは、第２群２０における第２１レンズＬ２１の物体側の面Ｓ８と、第４群４０における第４３レンズＬ４３の両面Ｓ２６，Ｓ２７とが非球面となっている。なお、これら非球面の曲率半径としては、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

図１２（Ａ）に非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数ＲＢ_i，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。各非球面が非球面係数ＲＢ_iとして第３次〜第１０次の係数ＲＡ₃〜ＲＡ₁₀を有効に用いて表されている。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＲＡ_i・ｈⁱ ……（Ａ）
（ｉ＝３〜ｎ，ｎ：３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
ＫＡ：円錐定数
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
ＲＡ_i：第ｉ次の非球面係数

以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、実施例２に係るズームレンズのレンズデータを図１３，図１４（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例３に係るズームレンズのレンズデータを図１５，図１６（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例４に係るズームレンズのレンズデータを図１７，図１８（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例５に係るズームレンズのレンズデータを図１９，図２０（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例６に係るズームレンズのレンズデータを図２１，図２２（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例７に係るズームレンズのレンズデータを図２３，図２４（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例８に係るズームレンズのレンズデータを図２５，図２６（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例９に係るズームレンズのレンズデータを図２７，図２８（Ａ），（Ｂ）に示す。同様にして、実施例１０に係るズームレンズのレンズデータを図２９，図３０（Ａ），（Ｂ）に示す。

図３１には、上述の条件式（１）〜（５）に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図３１から分かるように、各実施例に係るズームレンズに関して、各条件式の数値範囲内となっている。

図３２（Ａ）〜図３２（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）および倍率色収差を示している。図３３（Ａ）〜図３３（Ｄ）は、望遠端における同様の各収差を示している。なお、球面収差、非点収差、ディストーションとしては、５４６．１ｎｍ（ｅ線）を基準波長とした収差を示す。但し、球面収差図には、波長４６０．０ｎｍ（一点鎖線）および波長６１５．０ｎｍ（点線）についての収差も示す。非点収差図では、実線がサジタル方向、破線がタンジェンシャル方向を示す。また、倍率色収差図には、波長４６０．０ｎｍ（一点鎖線）および波長６１５．０ｎｍ（点線）についての収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図３４（Ａ）〜図３４（Ｄ）（広角端）、および図３５（Ａ）〜図３５（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例３についての諸収差を図３６（Ａ）〜図３６（Ｄ）（広角端）、および図３７（Ａ）〜図３７（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例４についての諸収差を図３８（Ａ）〜図３８（Ｄ）（広角端）、および図３９（Ａ）〜図３９（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例５についての諸収差を図４０（Ａ）〜図４０（Ｄ）（広角端）、および図４１（Ａ）〜図４１（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例６についての諸収差を図４２（Ａ）〜図４２（Ｄ）（広角端）、および図４３（Ａ）〜図４３（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例７についての諸収差を図４４（Ａ）〜図４４（Ｄ）（広角端）、および図４５（Ａ）〜図４５（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例８についての諸収差を図４６（Ａ）〜図４６（Ｄ）（広角端）、および図４７（Ａ）〜図４７（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例９についての諸収差を図４８（Ａ）〜図４８（Ｄ）（広角端）、および図４９（Ａ）〜図４９（Ｄ）（望遠端）に示す。同様に、実施例１０についての諸収差を図５０（Ａ）〜図５０（Ｄ）（広角端）、および図５１（Ａ）〜図５１（Ｄ）（望遠端）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、７０°前後の広画角を実現できている。よって、ビデオカメラ等に好適に用いられ、長いバックフォーカスが確保された広画角かつ高変倍比のズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例（実施例１）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例（実施例２）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例（実施例３）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例（実施例４）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第５の構成例（実施例５）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第６の構成例（実施例６）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第７の構成例（実施例７）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第８の構成例（実施例８）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第９の構成例（実施例９）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１０の構成例（実施例１０）を示すレンズ断面図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端についてのレンズ位置を示す。実施例１に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例１に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例２に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例２に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例３に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例３に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例４に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例４に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例５に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例５に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例６に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例６に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例７に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例７に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例８に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例８に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例９に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例９に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。実施例１０に係るズームレンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例１０に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図であり、（Ａ）は非球面に関するデータ、（Ｂ）はズームに関するデータを示す。条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。実施例１に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例６に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例６に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例７に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例７に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例８に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例８に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例９に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例９に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１０に係るズームレンズの広角端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１０に係るズームレンズの望遠端での諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の一実施の形態に係る広角ズームレンズの一適用例を示す図である。

符号の説明

１０…第１群、２０…第２群、３０…第３群、４０…第４群、５０…第５群、Ｐ…プリズム、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側より順に、正の屈折力を有する第１群と、負の屈折力を有する第２群と、絞りと、負の屈折力を有する第３群と、正の屈折力を有する第４群とを備え、
広角端から望遠端への変倍を行う際には前記第１群と前記第３群とを固定とし、前記第２群を光軸に沿って像側に動かすことによって変倍を行うと共に、それによる像面の補正および合焦を前記第４群を光軸に沿って移動させることにより行うようになされ、
前記第３群は、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズとを有する
ことを特徴とするズームレンズ。
前記第３群は、
物体側から順に、
正の屈折力を有すると共に少なくとも１枚の正レンズを含む第３１群と、
正レンズと負レンズとからなる接合レンズを含む第３２群と、
少なくとも１枚の負レンズを含む第３３群とを有する
ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
前記第４群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、これらの正レンズのうち少なくとも１面が非球面で構成されている
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。
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
｜ｆ３｜／ＢＦ＞６．５ ………（１）
１０≦Ｆｔ／Ｆｗ≦１５ ………（２）
０．６＜ｔａｎω＜０．８５ ………（３）
但し、
ｆ３：第３群の焦点距離
ＢＦ：バックフォーカス
Ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
Ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
ω：最大半画角
とする。
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
５．０＜ｆ３１／Ｆｗ＜１２．０ ………（４）
８．０＜ｆ３２／Ｆｗ＜２０．０ ………（５）
但し、
ｆ３１：第３群の第３１群の焦点距離
ｆ３２：第３群の第３２群の焦点距離
とする。
前記第４群の像側に、少なくとも１枚の負レンズを有し、変倍中固定の負の屈折力を有する第５群を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。