(57)【要約】      （修正有）【課題】広角化と大口径化を図りつつ、変倍全域で１次の倍率色収差と２次スペクトルを良好に補正したズームレンズ、およびこれを用いた撮像装置を提供する。【解決手段】ズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、第１レンズ群は、物体側から少なくとも３枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、３枚の負レンズのアッベ数と部分分散比の平均値を各々、ｄ１ｎａｖｅ，θｇＦ１ｎａｖｅ、正レンズのアッベ数と部分分散比を各々、ｄ１ｐ，θｇＦ１ｐとしたとき、３３．０＜ν１ｎａｖｅ-ｖ１ｐ＜６０．０、０．０２０＜θｇＦ１ｐ-θｇＦ１ｎａｖｅ＜０．０５９、を満足する。【選択図】図１
2020030251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、負の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し
広角端から望遠端へのズーミングに際し、各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、少なくとも３枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、前記３枚の負レンズのアッベ数と部分分散比の平均値をｄ１ｎａｖｅ，θｇＦ１ｎａｖｅ、前記正レンズのアッベ数と部分分散比を各々、ｄ１ｐ，θｇＦ１ｐとしたとき、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
３３．０＜ν１ｎａｖｅ-ｖ１ｐ＜６０．０
０．０２０＜θｇＦ１ｐ-θｇＦ１ｎａｖｅ＜０．０５９
【請求項２】
前記ズームレンズの第１レンズ群の焦点距離をｆ１、望遠端の焦点距離をｆｔとしたとき以下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。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆｔ＜１．６０
【請求項３】
前記第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの焦点距離の平均値をｆ１ｎａｖｅとしたとき、以下を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
１．０＜ｆ１ｎａｖｅ／ｆ１＜３．０
【請求項４】
前記第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの１枚目の像側面の曲率半径Ｒ１ｉ、２枚目の物体側面の曲率半径Ｒ２ｏとした時、以下を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のズームレンズ。
【数１】
2020030251.tif 000008
【請求項５】
前記第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの２枚目の像側面の曲率半径Ｒ２ｉ、３枚目の物体側面の曲率半径Ｒ３ｏとした時、以下を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のズームレンズ。
【数２】
2020030251.tif 000009
【請求項６】
前記第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの屈折率の平均値をＮ１ｎａｖｅとしたとき、以下を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のズームレンズ。
１．４００＜１ｎａｖｅ＜１．６５０
【請求項７】
前記第１レンズ群に含まれる１枚の正レンズの屈折率をＮ１ｐとしたとき、以下を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のズームレンズ。
１．８５０＜１ｐ＜２．５００
【請求項８】
前記ズームレンズの第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端の焦点距離をｆｗとしたとき、以下を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載のズームレンズ。
２．０＜ｆ２／ｆｗ＜６．０
【請求項９】
前記第２レンズ群より像側に、少なくとも正の後続レンズ群を１つ有することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第２レンズ群より像側に、少なくとも負の後続レンズ群を１つ有することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載のズームレンズを有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズおよびこれを用いた撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、デジタルカメラなどに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラやデジタルカメラに用いられる固体撮像素子の大型化と高画素化が進んでいる。このような撮像素子に用いられる撮像光学系には、球面収差、コマ収差などの単色収差の補正に加え、画面の周辺まで色収差を良好に補正した高解像力のズームレンズが要求されている。一方で、撮影領域の拡大のため、大口径の広角ズームレンズが要求されている。
【０００３】
このような要求に応えるため、従来から様々なズームレンズが提唱されており、特許文献１、２に開示したような、物体側から順に、負、正の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型の構成にて、ズームレンズの広角化と大口径化を実現した先行技術が知られている。
【０００４】
特許文献１には、銀塩カメラ換算焦点距離で１１．０ｍｍ、ズーム比２．０倍、開口比１．６〜２．４程度の小型のズームレンズが開示されている。特許文献２には、銀塩カメラ換算焦点距離で１９．５ｍｍ、ズーム比２．５倍、開口比２．７〜３．３程度の小型のズームレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２２５１４５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１８３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ネガティブリード型の広角ズームレンズにおいて、大口径化と高画質化を実現しようとすると、第１レンズ群の屈折力を強めつつ、広角端域で周辺の倍率色収差補正を両立することが課題となる。
【０００７】
一般に、ネガティブリード型の広角ズームレンズの第１レンズ群は、広角端域で軸外光線が高い位置を通過する群であるため、１次の倍率色収差と２次スペクトルが発生しやすい群となっている。そのため、ネガティブリード型の広角のズームレンズで、大口径化と高画質化を実現するには、第１レンズ群の構成を適切に設定する必要がある。
【０００８】
特許文献１、２に開示したズームレンズについては、広角化と大口径化は実現されているものの、ズーム全域において１次の倍率色収差と２次スペクトルが十分に補正されておらず、高解像力のズームレンズを実現することが困難であった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ネガティブリード型のズームレンズ構成にて、第１レンズ群の構成を適切に設定することにより、広角化と大口径化を図りつつ、ズーム全域の１次の倍率色収差と２次スペクトルを良好に補正した、高い光学性能を有するズームレンズおよびこれを用いた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係るズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、第１レンズ群は、物体側から少なくとも３枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、３枚の負レンズのアッベ数と部分分散比の平均値をｄ１ｎａｖｅ，θｇＦ１ｎａｖｅ、正レンズのアッベ数と部分分散比を各々、ｄ１ｐ，θｇＦ１ｐとしたとき、以下の条件式を満足することを特徴としている。
３３．０＜ν１ｎａｖｅ-ｖ１ｐ＜６０．０
０．０２０＜θｇＦ１ｐ-θｇＦ１ｎａｖｅ＜０．０５９
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ネガティブリード型のズームレンズにおいて、ズーム全域に渡り、１次の倍率色収差と２次スペクトルが良好に補正された高解像力かつ、大口径の広角ズームレンズおよびこれを用いた撮像装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例１の広角端における収差図
【図３】本発明の数値実施例１の中間位置における収差図
【図４】本発明の数値実施例１の望遠端における収差図
【図５】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図６】本発明の数値実施例２の広角端における収差図
【図７】本発明の数値実施例２の中間位置における収差図
【図８】本発明の数値実施例２の望遠端における収差図
【図９】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図１０】本発明の数値実施例３の広角端における収差図
【図１１】本発明の数値実施例３の中間位置における収差図
【図１２】本発明の数値実施例３の望遠端における収差図
【図１３】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１４】本発明の数値実施例４の広角端における収差図
【図１５】本発明の数値実施例４の中間位置における収差図
【図１６】本発明の数値実施例４の望遠端における収差図
【図１７】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図１８】本発明の数値実施例５の広角端における収差図
【図１９】本発明の数値実施例５の中間位置における収差図
【図２０】本発明の数値実施例５の望遠端における収差図
【図２１】アッベ数ｖｄと部分部分散比θｇＦ関係を説明する図
【図２２】本発明の撮像装置の要概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基いて詳細に説明する。
【００１４】
図１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）におけるレンズ断面図である。図２、図３、図４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（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２．１、開口比２．４７〜２．４７程度のズームレンズである。
【００１５】
図５は本発明の実施例２のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図６、図７、図８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（長焦点距離端）における収差図である。実施例２はズーム比２．１、開口比２．４７〜２．４７程度のズームレンズである。
【００１６】
図９は本発明の実施例３のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図１０、図１１、図１２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（長焦点距離端）における収差図である。実施例３はズーム比３．０、開口比１．８５〜２．８８程度のズームレンズである。
【００１７】
図１３は本発明の実施例４のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図１４、図１５、図１６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（長焦点距離端）における収差図である。実施例４はズーム比３．０、開口比１．８５〜２．８８程度のズームレンズである。
【００１８】
図１７は本発明の実施例５のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図１８、図１９、図２０はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例５はズーム比１．６、開口比２．８８〜２．８８  程度のズームレンズである。
【００１９】
レンズ断面図において、Ｌｉは第ｉレンズ群を示し、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示している。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」と呼ぶ）である。Ｇは光学フィルタ、フェースプレート、水晶ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等に相当する光学ブロックである。
【００２０】
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感光面が置かれている。収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。また、軸上および倍率色収差は、ｇ線によって表している。
【００２１】
まず、本発明の特徴として、物体側より像側へ順に、負の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有し、第１レンズ群Ｌ１は物体側から少なくとも３枚の負レンズと１枚の正レンズを有して構成されたズームレンズにおいて、以下の条件を満足することが好ましい。
３３．０＜ν１ｎａｖｅ-ｖ１ｐ＜６０．０                        （１）
０．０２０＜θｇＦ１ｐ-θｇＦ１ｎａｖｅ＜０．０５９            （２）
ただし、第１レンズ群Ｌ１の３枚の負レンズのアッベ数と部分分散比の平均値を各々ｄ１ｎａｖｅ，θｇＦ１ｎａｖｅ、正レンズのアッベ数と部分分散比を各々、ｄ１ｐ，θｇＦ１ｐとする。
【００２２】
なお、材料のアッベ数ｄと部分分散比θｇＦはフラウンホーファ線のｄ線、Ｆ線、Ｃ線、ｇ線における屈折率をＮｄ，、ＮＦ，、ＮＣ、Ｎｇとするとき、
ｖｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
で定義される。
【００２３】
一般に、ネガティブリード型のズームレンズにおいて、広角化と大口径化を実現しようとすると、広角端域で軸外光線が高い位置を通る第１レンズ群において、１次の倍率色収差と２次スペクトルが多く発生することが課題となる。そのため、この第１レンズ群Ｌ１において、１次の倍率色収差と２次スペクトルを補正するには、第１レンズＬ１を構成するレンズ配置および材料について、適切に設定することが重要となる。
【００２４】
本発明では、第１レンズ群Ｌ１を物体側から少なくとも３枚の負レンズと１枚の正レンズを有した構成としている。第１レンズ群Ｌ１を、物体側から３枚の負レンズを配置して構成することで、第１レンズ群Ｌ１の主点を物体側に近づけ、広角化に有利な構成としている。また、負レンズを３枚有して構成することで、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を分担し、大口径化時の広角端域の倍率色収差補正に有利な構成としている。更に、それら３枚の負レンズと１枚の正レンズのアッベ数と部分分散比を適切に設定することで、第１レンズ群で発生する１次の倍率色収差と２次スペクトルを補正している。
【００２５】
第１レンズ群で発生する１次の倍率色収差と２次スペクトルを補正するには、図２１に示した「θｇＦ−ｖｄ図」（縦軸に部分分散比θｇＦ、横軸にアッベ数をとったグラフ）において、３枚の負レンズの材料の平均値と正レンズの材料を結んだ直線の傾きが緩くなるように、第１レンズＬ１を構成するレンズの材料を選択することが重要となる。具体的には、条件式（１），（２）を満足する材料を第１レンズ群Ｌ１の３枚の負レンズと１枚の正レンズに設定することで、「θｇＦ−ｖｄ図」の傾きを緩めて、広角端域の１次の倍率色収差と２次スペクトルを低減している。
【００２６】
条件式（１）が上限を越えると、広角端域の１次の倍率色収差補正には有利となるが、望遠端の倍率色収差の二次スペクトルの増大が課題となる。下限を超えると、アッベ数の差が小さくなりすぎてしまい、広角端域の１次の倍率色収差補正をするのに必要な正レンズの屈折力が大きくなりすぎてしまう。その結果、広角端域の像面湾曲と望遠端域の球面収差の補正が困難となる。
【００２７】
条件式（２）の上限値を超えると、望遠側の２次スペクトルを補正する能力が低下してしまい、広角端域で倍率色収差の２次スペクトルが補正されず色にじみの発生することが課題となる。下限を超えると、実在する材料では、負レンズと正レンズのアッベ数の差が小さくなりすぎてしまい、広角端域の１次の倍率色収差補正することが困難となる。
【００２８】
上記の（１）〜（２）の条件を満たすことによって本発明の課題である、変倍全域に渡り、１次の倍率色収差と２次スペクトルが良好に補正された、大口径の広角ズームレンズを実現することが可能となる。
【００２９】
なお更に好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために、条件式（１）〜（２）の範囲を以下の範囲に設定することが好ましい。
３３．５＜ν１ｎａｖｅ-ｖ１ｐ＜５５．０                          （１ａ）
０．０３０＜θｇＦ１ｐ-θｇＦ１ｎａｖｅ＜０．０５９              （２ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）〜（２ａ）の範囲を以下の範囲に設定することが好ましい。
３４．０＜ν１ｎａｖｅ-ｖ１ｐ＜５０．０                          （１ｂ）
０．０４０＜θｇＦ１ｐ-θｇＦ１ｎａｖｅ＜０．０５９              （２ｂ）
更に、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとした時、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．５＜ｆ１／ｆｔ＜１．６                                       （３）
条件式（３）が上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱まりすぎてしまい、広角化を行うと、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの径が大型化してしまう。下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強まり過ぎてしまい、広角端域において１次の倍率色収差と２次スペクトルを補正することが困難となる。
【００３０】
更に、第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの焦点距離の平均値をｆ１ｎａｖｅとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．０＜ｆ１ｎａｖｅ／ｆ１＜３．０                                （４）
条件式（４）が上限を超えると、第１レンズ群に含まれる各負レンズの屈折力が弱くなり過ぎてしまい、広角化に必要な第１レンズ群の屈折力を分担しようとすると、第１レンズ群の全長が大型化することが課題となる。下限を超えると、第２レンズ群に含まれる各負レンズの屈折力が強まり過ぎてしまい、広角端において１次の倍率色収差と２次スペクトルの補正が困難となる。
【００３１】
更に、前記第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの１枚目の像側面の曲率半径Ｒ１ｉ、２枚目の物体側面の曲率半径Ｒ２ｏとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００３２】
【数１】
2020030251.tif 000003
条件式（５）は、３枚の負レンズの１枚目の像側面と２枚目の物体側面の間に形成される空気レンズのシェイプファクターを規定している。条件式（５）が上限を超えると、両凸形状となりすぎてしまい、空気レンズで発生する１次の倍率色収差２次スペクトルの補正を補正することが問題となる。下限を超えると空気レンズの形状がメニスカス形状となりすぎてしまい、空気レンズの負の屈折力が弱まり過ぎてしまうため、広角化に必要な第１レンズ群の屈折力を分担しようとすると、第１レンズ群の全長が大型化することが課題となる。
【００３３】
更に、３枚の負レンズの２枚目の像側面の曲率半径Ｒ２ｉ、３枚目の物体側面の曲率半径Ｒ３ｏとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００３４】
【数２】
2020030251.tif 000004
条件式（６）は、３枚の負レンズの２枚目の像側面と３枚目の物体側面の間に形成される空気レンズのシェイプファクターを規定している。条件式（６）が上限を超えると、両凸形状となりすぎてしまい、空気レンズ間で発生する１次の倍率色収差２次スペクトルの補正を補正することが問題となる。下限を超えると空気レンズの形状がメニスカス形状となりすぎてしまい、空気レンズの負の屈折力が弱まり過ぎてしまうため、広角化に必要な第１レンズ群の屈折力を分担しようとすると、第１レンズ群の全長が大型化することが課題となる。
【００３５】
更に、第１レンズ群に含まれる少なくとも３枚の負レンズの屈折率の平均値をＮ１ｎａｖｅとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．４００＜１ｎａｖｅ＜１．６５０                                （７）
条件式（７）が上限を超えると、実在する材料では、３枚の負レンズの分散が大きくなりすぎてしまい、広角端域において１次の倍率色収差を補正することが困難となる。
下限を超えると、３枚の負レンズの屈折率が下がりすぎてしまい、広角化に必要な第１レンズ群の屈折力を分担しようとすると、３枚の負レンズのレンズ面の曲率がきつくなり過ぎてしまい、広角端域において非点収差と歪曲収差を補正することが困難となる。
【００３６】
更に、第１レンズ群に含まれる１枚の正レンズの屈折率をＮ１ｐとした時、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．８５０＜１ｐ＜２．５００                                      （８）
条件式（８）が上限を超えると、実在する材料では、正レンズの部分分散比が大きくなりすぎてしまい、広角端域において倍率色収差の２次スペクトルを補正することが困難となる。下限を超えると、１次の倍率色収差補正を補正するために必要な正レンズの屈折力を分担しようとすると、正レンズのレンズ面の曲率がきつくなり過ぎてしまい、ズーム全域において球面収差が発生することが課題となる。
【００３７】
更に、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
２．０＜ｆ２／ｆｗ＜６．０                                        （９）
一般に、ネガティブリード型のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、第１レンズ群Ｌ１とキャンセルする方向に、１次の倍率色収差の２次スペクトルを発生させている。条件式（９）が上限を超えると、第１レンズ群Ｌ２の屈折力が弱まりすぎてしまい、第２レンズ群Ｌ１で発生した１次の倍率色収差と２次スペクトルを補正する効果が不足してしまう。下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まり過ぎてしまい、ズーム全域において、像面湾曲を補正することが困難となる。
【００３８】
更に好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために、条件式（３）〜（９）の範囲を以下の範囲に設定することが好ましい。
【００３９】
【数３】
2020030251.tif 000005
次に、本発明のズームレンズの構成について、詳細を述べる。各実施例の群の屈折力の構成については、物体側から順に、実施例１，２は、負正正負正の５群構成、実施例３は負正正の３群構成、実施例４は負正負正の４群構成、実施例５は負正の２群構成を配してなっている。
【００４０】
各実施例のズームレンズの軌跡は、ズーミングに際して広角端に対して望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が狭まるよう、レンズ群が移動している。更に、広角端と比べて望遠端にて、第２レンズ群Ｌ２は物体側に位置している。また、実施例１、２，５のズームレンズの第１レンズ群Ｌ１は広角端と比べて望遠端にて像側に移動している。実施例ズームレンズの３，４の第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡にて移動している。
【００４１】
次に、各実施例のズームレンズの第１レンズ群Ｌ１の構成について説明する。実施例１〜３については、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズＬ１１、像側に凹面を向けた負レンズＬ１２、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１３、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１４で構成している。
【００４２】
実施例１については、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４を接合した接合レンズＬ１５としている。実施例４については、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズＬ１１、像側に凹面を向けた負レンズＬ１２、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１３、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１４、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１５で構成している。実施例５については、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズＬ１１、像側に凹面を向けた負レンズＬ１２、像側に凹面を向けた負レンズＬ１３、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１４、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１５で構成している。
【００４３】
このように、第１レンズ群Ｌ１を物体側から少なくとも３枚の負レンズと１枚の正レンズを有する構成とした上で、条件式（１），（２）を満足するように、３枚の負レンズのアッベ数の平均値と正レンズのアッベ数の差を十分に取りつつ、３枚の負レンズの部分分散比の平均値と正レンズの部分分散比の差を少なくするような材料を選択することで、広角端の１次の倍率色収差と２次スペクトルを補正している。なお、各実施例で、条件式（１），（２）を満足するように配置した３枚の負レンズと１枚の正レンズは、実施例１〜４はＬ１１〜Ｌ１４，実施例５は、Ｌ１１〜Ｌ１３とＬ１５としている。
【００４４】
次に、各実施例のズームレンズの第２レンズ群Ｌ２の構成について説明する。実施例１，２については、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３を接合した接合レンズＬ２４で構成している。実施例３，４については、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３を接合した接合レンズＬ２４、負レンズＬ２５と正レンズＬ２６を接合した接合レンズＬ２７で構成している。実施例５については、物体側から順に、負レンズＬ２１と正レンズＬ２２を接合した接合レンズＬ２３、負レンズＬ２４と正レンズＬ２５を接合した接合レンズＬ２６、負レンズＬ２７、正レンズＬ２８と負レンズＬ２９を接合した接合レンズＬ２１０、正レンズＬ２１１、正レンズＬ２１２と負レンズＬ２１３を接合した接合レンズＬ２１４、負レンズＬ２１５と正レンズＬ２１６を接合した接合レンズＬ２１７で構成している。このように、絞り近傍に配置された第２レンズ群Ｌ２を正の屈折力を複数枚の正レンズで分担することにより、大口径した際のズーム全域の球面収差を低減している。また、実施例３〜５については、接合レンズを複数枚で構成することで、ズーム全域の軸上色収差の補正効果を高めている。
【００４５】
次に、各実施例のズームレンズの第３レンズ群Ｌ３の構成について説明する。実施例１、２については、絞り近傍に配置された第３レンズ群Ｌ３を負レンズＬ３１と正レンズＬ３２を接合した接合レンズＬ３３で構成することで、ズーム全域の軸上色収差の補正効果を高めている。実施例３については、像面近傍に配置された第３レンズ群Ｌ３を正レンズＬ３１と負レンズＬ３２を接合した接合レンズＬ３３で構成することで、ズーム全域の１次の倍率色収差と２次スペクトルの補正効果を高めている。実施例４については、負レンズＬ３１、１枚で構成している。これにより、フォーカシングを第３レンズ群Ｌ３で行う場合に、駆動するレンズ群を軽量化できるため、迅速なフォーカスができるというメリットがある。
【００４６】
次に、各実施例のズームレンズの第４レンズ群Ｌ４の構成について説明する。実施例１，２については、負レンズＬ４１、正レンズＬ４２と負レンズＬ４３を接合した接合レンズＬ４４で構成している。このように、絞り近傍に配置された負の第４レンズ群Ｌ４を複数枚の負レンズで分担することにより、大口径した際のズーム全域の球面収差と像面湾曲を低減している。
【００４７】
実施例４については、像面近傍に配置された第４レンズ群Ｌ４を正レンズＬ４１と負レンズＬ４２を接合した接合レンズＬ４３で構成することで、ズーム全域の１次の倍率色収差と２次スペクトルの補正効果を高めている。
【００４８】
次に、実施例１，２のズームレンズの第５レンズ群Ｌ５の構成について説明する。実施例１，２の第５レンズ群Ｌ５は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズＬ５１と、正レンズＬ５２と負レンズＬ５３を接合した接合レンズＬ５４、負レンズＬ５５と正レンズＬ５６を接合した接合レンズＬ５７で構成している。このように、像面近傍に配置された第５レンズ群Ｌ５を接合レンズ複数枚で構成することで、ズーム全域の１次の倍率色収差と２次スペクトルの補正効果を高めている。
【００４９】
なお、各実施例では任意のレンズ群を光軸と平行な方向に移動させてフォーカスを行うことが可能である。また、各実施例では任意のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて手ぶれ補正を行うことが可能である。
【００５０】
さらに、本発明が提案するズームレンズは、歪曲収差と倍率色収差を含んだ電気信号を画像処理によって補正するシステムと合わせて使用することで、全ズーム領域でさらに高い性能を達成することができる。
【００５１】
次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において、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線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２面は水晶ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等のフィルタ部材である。
【００５２】
各数値実施例において使用する記号の意味は次に示すとおりである。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスのｄ線に対する屈折率、アッベ数である。又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。
【００５３】
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を各々非球面係数としたとき
【００５４】
【数４】
2020030251.tif 000006
なる式で表している。また、［ｅ＋Ｘ］は［×１０＋ｘ］を意味し、［ｅ−Ｘ］は［×１０−ｘ］を意味している。
非球面は面番号の後に＊を付加して示す。
【００５５】
［数値実施例1］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd        θgF
1*      -282.372    2.80   1.58313    59.5       0.540    
2*        28.539   11.05                             
3*      -118.017    2.50   1.80139    45.5       0.558    
4*        69.283   12.69                             
5        -38.343    1.40   1.43875    94.9       0.534    
6         54.299    5.53   1.90366    31.3       0.595    
7       -235.601  (可変)                             
8         64.800    3.48   1.83481    42.7           
9      -1155.765    0.15                             
10         44.380    1.25   2.00100    29.1           
11         25.283    7.93   1.53775    74.7           
12        294.224  (可変)                             
13         80.093    1.25   1.80810    22.8           
14         44.713    7.86   1.49710    81.6           
15*       -61.949  (可変)                             
16(絞り)    ∞       2.97                             
17        -45.280    1.00   1.88300    40.8           
18         90.322    1.04                             
19         49.012    4.64   1.92286    20.9           
20       -491.271    1.10   1.80420    46.5           
21        171.193  (可変)                             
22         35.829    5.23   1.59522    67.7           
23        385.612    0.10                             
24         38.497    9.16   1.43700    95.1           
25        -26.708    0.83   1.85025    30.1           
26        -37.251    0.15                             
27*        96.345    1.00   1.88202    37.2           
28         23.003    5.15   1.43700    95.1           
29         73.843  (可変)                             
30          ∞       1.31   1.55900    60.0           
31          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.07853e-005  A 6=-1.84894e-008  A 8= 3.37822e-011  A10=-4.65261e-014  A12= 4.25104e-017  A14=-2.24201e-020  A16= 5.29039e-024  
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.51054e-005  A 6=-8.21555e-009  A 8=-3.07709e-011  A10= 1.71487e-013  A12=-3.42235e-016  A14= 3.26944e-019  A16=-1.35374e-022  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.03977e-005  A 6= 1.42910e-009  A 8=-3.59467e-011  A10= 5.37260e-014  A12=-2.21384e-017  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.36573e-005  A 6= 1.73848e-008  A 8= 3.03454e-011  A10=-1.27919e-013  A12= 1.21497e-016  
第15面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.27236e-006  A 6=-6.09847e-010  
第27面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.60040e-005  A 6=-1.07538e-010  A 8=-1.10696e-010  A10= 5.20002e-013  A12=-6.98536e-016  
各種データ
ズーム比      2.06 
広角     中間     望遠
焦点距離      16.49    23.34    33.95  
Fナンバー      2.47     2.47     2.47  
画角          52.69    42.83    32.51  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   167.86   162.91   163.52  
BF            27.91    37.29    51.28  
d 7           29.90    13.57     2.21  
d12            4.84    10.29     4.70  
d15            2.20     6.15    12.46  
d21           12.74     5.35     2.60  
d29           26.66    36.04    50.04  
d31            0.40     0.40     0.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -23.31  
2    8      60.43  
3   13      90.77  
4   16     -68.74  
5   22      49.73  
［数値実施例2］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       θgF
1*      -225.682    2.80   1.58313    59.5      0.540     
2*        28.398   11.35                             
3*       -89.480    2.50   1.80139    45.5      0.558    
4*        89.795   12.00                             
5        -38.052    1.40   1.43875    94.9      0.534     
6         55.287    0.05                             
7         55.315    5.35   1.95375    32.3      0.590      
8       -264.426  (可変)                             
9         65.272    3.42   1.83481    42.7           
10       -983.610    0.15                             
11         41.758    1.25   2.00100    29.1           
12         24.385    7.82   1.53775    74.7           
13        202.232  (可変)                             
14         84.733    1.25   1.80810    22.8           
15         46.335    7.60   1.49710    81.6           
16*       -60.731  (可変)                             
17(絞り)    ∞       2.97                             
18        -45.664    1.00   1.88300    40.8           
19         96.148    1.04                             
20         50.235    4.67   1.92286    20.9           
21       -301.291    1.10   1.80420    46.5           
22        138.330  (可変)                             
23         34.540    5.64   1.59522    67.7           
24       5965.163    0.10                             
25         39.917    8.87   1.43700    95.1           
26        -26.958    0.83   1.85025    30.1           
27        -37.830    0.15                             
28*       107.338    1.00   1.88202    37.2           
29         22.414    5.63   1.43700    95.1           
30         85.453  (可変)                             
31          ∞       1.31   1.55900    60.0           
32          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.19348e-005  A 6=-2.13433e-008  A 8= 3.86804e-011  A10=-5.15973e-014  A12= 4.48838e-017  A14=-2.24793e-020  A16= 5.07280e-024  
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.45927e-005  A 6=-7.16179e-009  A 8=-4.92000e-011  A10= 2.38418e-013  A12=-4.72573e-016  A14= 4.58621e-019  A16=-1.89990e-022  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.24664e-005  A 6= 3.51656e-009  A 8=-4.85611e-011  A10= 7.06086e-014  A12=-2.94734e-017  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.54038e-005  A 6= 1.77889e-008  A 8= 2.78206e-011  A10=-1.17245e-013  A12= 9.00118e-017  
第16面
K = 0.00000e+000  A 4=-9.79104e-007  A 6=-1.15985e-009  A 8= 1.75088e-013  
第28面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.60686e-005  A 6=-5.31183e-010  A 8=-1.02800e-010  A10= 4.82477e-013  A12=-6.12169e-016  
各種データ
ズーム比      2.06 
広角     中間     望遠
焦点距離      16.49    23.38    33.95  
Fナンバー      2.47     2.47     2.47  
画角          52.69    42.79    32.51  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   166.98   161.36   161.78  
BF            27.34    36.63    50.50  
d 8           29.90    13.55     2.20  
d13            4.84     9.91     4.70  
d16            2.20     5.90    11.83  
d22           12.74     5.42     2.60  
d30           26.10    35.39    49.26  
d32            0.40     0.40     0.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -23.65  
2    9      60.13  
3   14      91.90  
4   17     -65.36  
5   23      47.46  
［数値実施例3］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd        θgF
1*       121.827    1.30   1.58313    59.4       0.542    
2*        11.300    4.98                             
3*        29.384    1.30   1.58313    59.4       0.542    
4*        14.262    5.96                             
5        -24.941    0.80   1.49700    81.5       0.538 
6       -256.814    0.40                             
7         36.092    1.78   2.00100    29.1       0.599 
8        197.152  (可変)                             
9(絞り)    ∞     (可変)                             
10*        11.789    3.55   1.69350    53.2           
11*       -54.632    0.40                             
12         29.020    1.84   1.91082    35.3           
13         80.834    0.60   1.69895    30.1           
14          9.298    2.57                             
15        -38.264    0.70   1.58144    40.8           
16         12.520    3.86   1.53775    74.7           
17        -13.947  (可変)                             
18*        22.231    3.92   1.55332    71.7           
19        -26.640    0.05                             
20        -32.783    1.00   1.92286    18.9           
21        -70.850  (可変)                             
22          ∞       1.77   1.51633    64.1           
23          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.39218e-005  A 6=-6.43852e-008  A 8= 9.53022e-011  A10=-6.61507e-013  A12= 1.86904e-015  
第2面
K =-6.91721e-001  A 4=-3.67385e-005  A 6= 3.74678e-007  A 8=-3.34691e-009  A10= 8.78602e-012  A12= 1.69454e-014  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.53715e-004  A 6= 2.95952e-006  A 8=-1.96644e-008  A10= 9.17604e-011  A12=-2.34793e-013  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.20399e-004  A 6= 3.07699e-006  A 8=-2.37116e-008  A10= 1.80021e-010  A12=-8.24097e-013  
第10面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.88331e-005  A 6=-1.32619e-008  A 8=-1.65704e-009  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.27868e-005  A 6=-1.90849e-007  A 8= 3.04098e-010  
第18面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.51727e-005  A 6= 1.57983e-006  A 8=-4.15220e-008  A10= 5.09466e-010  A12=-2.48486e-012  
各種データ
ズーム比      2.96 
広角     中間     望遠
焦点距離       6.02     9.46    17.80  
Fナンバー      1.85     2.42     2.88  
画角          47.60    39.82    23.91  
像高           6.59     7.89     7.89  
レンズ全長    78.98    71.47    73.18  
BF             6.07     5.23     5.54  
d 8           25.34    10.74     2.00  
d 9            3.56     4.60     1.00  
d17            9.00    15.90    29.64  
d21            4.51     3.66     3.98  
d23            0.40     0.40     0.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -15.81  
2   10      20.27  
3   18      33.23  
［数値実施例4］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       θgF
1*        53.351    1.20   1.55332    71.7      0.540     
2*        11.300    5.03                             
3*        71.709    0.80   1.49710    81.6      0.538      
4*        16.883    7.16                             
5        -20.814    0.80   1.49700    81.6      0.539     
6         47.557    0.40                             
7         31.451    3.14   1.95375    32.3      0.590     
8        -38.281    0.50                             
9        -26.295    0.80   1.91082    35.3           
10       -131.438  (可変)                             
11(絞り)    ∞     (可変)                             
12*        13.340    3.79   1.69680    55.5           
13*       -44.915    0.40                             
14         16.449    2.72   1.43875    94.9           
15       26155.390    0.60   1.58144    40.8           
16         11.348    0.83                             
17         19.455    0.70   1.95375    32.3           
18          8.762    4.09   1.43875    94.9           
19        -16.435  (可変)                             
20       -155.915    0.80   1.53110    55.9           
21*        17.973  (可変)                             
22*        20.739    5.84   1.77250    49.5           
23        -19.644    0.00                             
24        -19.644    0.60   1.51742    52.4           
25          ∞     (可変)                             
26          ∞       1.77   1.51633    64.1           
27          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.23742e-005  A 6=-3.38007e-007  A 8= 1.87889e-009  A10=-5.46992e-012  A12= 7.83467e-015  
第2面
K =-6.91721e-001  A 4= 8.09393e-006  A 6= 3.05672e-007  A 8=-2.55321e-009  A10=-5.91197e-011  A12= 3.19898e-013  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.77192e-004  A 6=-3.37192e-006  A 8= 1.59810e-008  A10=-3.92322e-011  A12= 5.30150e-014  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.59219e-004  A 6=-3.60756e-006  A 8= 1.32317e-008  A10= 1.70066e-010  A12=-8.25037e-013  
第12面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.63420e-005  A 6=-3.94793e-008  A 8=-1.20996e-009  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.61897e-005  A 6=-1.43212e-007  
第21面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.96224e-005  A 6=-1.77147e-008  A 8= 2.58104e-009  A10=-1.16802e-010  
第22面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.62869e-005  A 6= 7.59498e-008  A 8=-1.13876e-009  A10= 2.75588e-012  
各種データ
ズーム比      2.97 
広角     中間     望遠
焦点距離       6.00     9.08    17.80  
Fナンバー      1.85     2.42     2.88  
画角          47.67    40.99    23.91  
像高           6.59     7.89     7.89  
レンズ全長    77.40    71.04    71.79  
BF             5.80     5.36     5.35  
d10           21.75    12.44     2.00  
d11            2.91     1.42     1.01  
d19            1.00     3.99    10.89  
d21            5.74     7.63    12.34  
d25            4.24     3.80     3.78  
d27            0.40     0.40     0.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -13.38     
2   12      15.96  
3   20     -30.30  
4   22      20.56  
［数値実施例5］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       θgF
1         70.111    2.80   1.80400    46.6      0.557    
2         32.336    8.47                             
3*       106.236    2.50   1.59201    67.0      0.536    
4*        31.304   12.07                             
5        114.927    2.00   1.43875    94.9      0.534     
6         25.745   14.15                             
7*      -122.146    1.40   1.80139    45.5           
8        104.272    0.10                             
9         50.436    5.71   1.95375    32.3      0.590      
10       -490.523  (可変)                             
11         48.980    1.25   1.78470    26.3           
12         16.933    4.11   1.63980    34.5           
13         84.661    1.00                             
14         25.861    1.25   1.90366    31.3           
15         11.958    6.53   1.77250    49.5           
16*      -224.842    2.20                             
17(絞り)    ∞       2.97                             
18        -23.040    1.00   1.62004    36.3           
19         40.582    1.04                             
20         40.043    5.14   1.92119    24.0           
21        -18.795    1.10   1.67300    38.1           
22         65.778    2.00                             
23         38.055    3.54   1.55032    75.5           
24       -108.988    0.10                             
25         22.669    7.72   1.45650    90.3           
26        -10.401    0.83   1.48749    70.2           
27        -17.791    0.15                             
28*       -29.911    1.00   1.95150    29.8           
29         20.979    6.61   1.43700    95.1           
30        -58.231  (可変)                             
31          ∞       1.31   1.55900    60.0           
32          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.33163e-005  A 6=-8.31552e-008  A 8= 1.22528e-010  A10=-9.77552e-014  A12= 4.28728e-017  A14=-9.81183e-021  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.99602e-005  A 6=-7.09475e-008  A 8=-4.37144e-011  A10= 3.73034e-013  A12=-5.26822e-016  A14= 2.29289e-019  
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.43770e-006  A 6= 3.78278e-009  A 8=-2.74895e-011  A10= 8.49522e-014  A12=-1.10821e-016  
第16面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.00891e-005  A 6=-3.64852e-008  A 8= 1.40672e-010  
第28面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.14640e-005  A 6=-8.51610e-009  A 8=-8.19476e-010  A10= 1.57952e-011  A12=-5.75764e-014  
各種データ
ズーム比      1.58 
広角     中間     望遠
焦点距離      13.40    17.30    21.20  
Fナンバー      2.88     2.88     2.88  
画角          58.23    51.35    45.58  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   150.15   136.89   130.04  
BF            20.96    25.13    29.31  
d10           30.45    13.02     2.00  
d30           19.71    23.89    28.06  
d32            0.40     0.40     0.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -31.11  
2   11      33.31  
前述の各条件式と数値実施例における諸数値の関係を表１に示す。
【００５６】
【表１】
2020030251.tif 000007
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ（光学機器）の実施形態を、図２５を用いて説明する。図２５において、２０はデジタルカメラ本体、２１は上述の実施形態のズームレンズによって構成された撮影光学系、２２は撮影光学系２１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録する記録手段、２４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ーである。
【００５７】
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２２上に形成された被写体像が表示される。２５は、前記ファインダーと同等の機能を有する液晶表示パネルである。
【００５８】
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光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器を実現している。
【符号の説明】
【００５９】
Ｌｉ  第ｉレンズ、ＳＰ  開口絞り、Ｇ  光学ブロック、ＩＰ  像面
【図１】
2020030251.tif 000010
【図２】
2020030251.tif 000011
【図３】
2020030251.tif 000012
【図４】
2020030251.tif 000013
【図５】
2020030251.tif 000014
【図６】
2020030251.tif 000015
【図７】
2020030251.tif 000016
【図８】
2020030251.tif 000017
【図９】
2020030251.tif 000018
【図１０】
2020030251.tif 000019
【図１１】
2020030251.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020030251.tif 000024
【図１６】
2020030251.tif 000025
【図１７】
2020030251.tif 000026
【図１８】
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【図１９】
2020030251.tif 000028
【図２０】
2020030251.tif 000029
【図２１】
2020030251.tif 000030
【図２２】
2020030251.tif 000031