(57)【要約】【課題】ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動が良好に抑制されて高い光学性能を保持し、高倍率化を達成したズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、合焦群と、変倍群と、後続群とからなる。合焦群は、物体側から順に、変倍の際及び合焦の際に不動の合焦群前群と、合焦の際に移動する１つ又は２つの正のレンズ群からなる合焦群中群と、変倍の際及び合焦の際に移動する負のレンズ群からなる合焦群後群とからなる。合焦群後群は、ズーム位置に応じて合焦の際の移動量が変化し、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に像側へ移動するズーム域を有する。合焦群後群の移動量に関する予め定められた条件式を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ向かって順に、合焦の際に移動するレンズ群を含む合焦群と、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸に沿って移動する２つ以上のレンズ群からなる変倍群と、絞りを含むレンズ群を最も物体側に有する後続群とからなり、
前記合焦群は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズを含み変倍の際及び合焦の際に像面に対して固定されている合焦群前群と、合焦の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸に沿って移動する１つ又は２つの正の屈折力を有するレンズ群からなる合焦群中群と、変倍の際及び合焦の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸に沿って移動する１つの負の屈折力を有するレンズ群からなる合焦群後群とからなり、
前記合焦群後群の合焦の際の移動量はズーム位置に応じて変化し、前記合焦群後群は無限遠物体から最至近物体への合焦の際に物体側から像側へ移動するズーム域を有し、
無限遠物体に合焦した状態における広角端から望遠端への変倍の際の前記合焦群後群の移動量をＤＦｒｉｎｆ、
無限遠物体から最至近物体への合焦の際に前記合焦群後群の移動量が最大となるズーム位置における、無限遠物体から最至近物体への合焦の際の前記合焦群後群の移動量をＤＦｒｍａｘ、
前記合焦群後群の移動量の符号を、前記合焦群後群が物体側から像側へ移動した際には正、像側から物体側へ移動した際には負とした場合、
０．２＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜５０    （１）
で表される条件式（１）を満足するズームレンズ。
【請求項２】
無限遠物体に合焦した状態における前記合焦群後群の横倍率をβＦｒとした場合、ズーム全域において
０．５＜１／βＦｒ＜０．９９５    （２）
で表される条件式（２）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記合焦群前群が負の屈折力を有する請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
無限遠物体に合焦した状態における前記合焦群の屈折力の符号がズーム全域において正である請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記合焦群中群内の全てのレンズ群が無限遠物体から最至近物体への合焦の際に像側から物体側へ移動する請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
無限遠物体から最至近物体への合焦の際に前記合焦群後群の移動量が最大となるズーム位置が望遠端よりも広角側にある請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記変倍群内の最も物体側のレンズ群が、負の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に常に物体側から像側へ移動する請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記変倍群内の最も物体側のレンズ群の焦点距離をｆＶ１、
前記合焦群後群の焦点距離をｆＦｒとした場合、
０．００１＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．４    （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記合焦群後群が、１枚の負レンズからなる請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記合焦群後群が、１枚の負レンズと１枚の正レンズとを接合してなる接合レンズからなる請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記合焦群中群内の少なくとも１つのレンズ群の合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化する請求項１から１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記変倍群内のレンズ群のうち、最も物体側のレンズ群より像側のレンズ群の少なくとも１つは、合焦の際に移動し、合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化する請求項１から１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記後続群内の少なくとも１つのレンズ群は、合焦の際に移動し、合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化する請求項１から１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
０．３＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜１０    （１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項１５】
０．５５＜１／βＦｒ＜０．９９５    （２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項１６】
０．００２＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．３    （３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する請求項８に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のズームレンズを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ズームレンズ、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、及びデジタルカメラ等に使用されるズームレンズとして、最も物体側から順に、合焦用のレンズ群を含む合焦群と、変倍用のレンズ群を含む変倍群と、リレー群とを配置したタイプが知られている。例えば、下記特許文献１には、物体側から順に、合焦用のレンズ群を含み変倍の際には移動しない第１レンズ群と、変倍の際に移動する第２レンズ群と、変倍の際に移動する１つ以上のレンズ群と、開口絞りと、結像レンズ群とを含むズームレンズが記載されている。また、特許文献２には、物体側から順に、変倍の際には移動しない第１レンズ群と、変倍の際に移動する第２レンズ群とを含み、第１レンズ群の一部又は全体と、第２レンズ群の一部とが合焦の際に移動するズームレンズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１２７２４号公報
【特許文献２】特開２０１７−２０３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記カメラに用いられるズームレンズは、高倍率かつ高性能であることが求められている。上記タイプにおいて高倍率化を進めると、合焦の際の像面湾曲の変動量がズーム域によって異なってしまうため、ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動を良好に抑制して良好な性能を保持しながら、高倍率化を達成することは困難であった。
【０００５】
特許文献１に記載のレンズ系は、最も像側の負の屈折力を有する合焦用のレンズ群がズーム位置に応じて移動する構成を採っていないため、中間焦点距離のズーム位置における合焦の際の像面湾曲の変動の抑制と望遠端における球面収差の補正とを両立させることが難しい。特許文献２に記載のレンズ系は、中間焦点距離のズーム位置における合焦の際の収差変動の抑制が不十分である。
【０００６】
本開示は、上記事情に鑑みなされたものである。本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動が良好に抑制されて良好な光学性能を保持しながら、高倍率化を達成したズームレンズ、及びこのズームレンズを備え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】
【０００７】
上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞  物体側から像側へ向かって順に、合焦の際に移動するレンズ群を含む合焦群と、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸に沿って移動する２つ以上のレンズ群からなる変倍群と、絞りを含むレンズ群を最も物体側に有する後続群とからなり、合焦群は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズを含み変倍の際及び合焦の際に像面に対して固定されている合焦群前群と、合焦の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸に沿って移動する１つ又は２つの正の屈折力を有するレンズ群からなる合焦群中群と、変倍の際及び合焦の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸に沿って移動する１つの負の屈折力を有するレンズ群からなる合焦群後群とからなり、合焦群後群の合焦の際の移動量はズーム位置に応じて変化し、合焦群後群は無限遠物体から最至近物体への合焦の際に物体側から像側へ移動するズーム域を有し、無限遠物体に合焦した状態における広角端から望遠端への変倍の際の合焦群後群の移動量をＤＦｒｉｎｆ、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に合焦群後群の移動量が最大となるズーム位置における、無限遠物体から最至近物体への合焦の際の合焦群後群の移動量をＤＦｒｍａｘ、合焦群後群の移動量の符号を、合焦群後群が物体側から像側へ移動した際には正、像側から物体側へ移動した際には負とした場合、
０．２＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜５０    （１）
で表される条件式（１）を満足するズームレンズ。
【０００８】
＜２＞  無限遠物体に合焦した状態における合焦群後群の横倍率をβＦｒとした場合、ズーム全域において
０．５＜１／βＦｒ＜０．９９５    （２）
で表される条件式（２）を満足する＜１＞のズームレンズ。
【０００９】
＜３＞  合焦群前群が負の屈折力を有する＜１＞又は＜２＞のズームレンズ。
【００１０】
＜４＞  無限遠物体に合焦した状態における合焦群の屈折力の符号がズーム全域において正である＜１＞から＜３＞のいずれかのズームレンズ。
【００１１】
＜５＞  合焦群中群内の全てのレンズ群が無限遠物体から最至近物体への合焦の際に像側から物体側へ移動する＜１＞から＜４＞のいずれかのズームレンズ。
【００１２】
＜６＞  無限遠物体から最至近物体への合焦の際に合焦群後群の移動量が最大となるズーム位置が望遠端よりも広角側にある＜１＞から＜５＞のいずれかのズームレンズ。
【００１３】
＜７＞  変倍群内の最も物体側のレンズ群が、負の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に常に物体側から像側へ移動する＜１＞から＜６＞のいずれかのズームレンズ。
【００１４】
＜８＞  変倍群内の最も物体側のレンズ群の焦点距離をｆＶ１、合焦群後群の焦点距離をｆＦｒとした場合、
０．００１＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．４    （３）
で表される条件式（３）を満足する＜１＞から＜７＞のいずれかのズームレンズ。
【００１５】
＜９＞  合焦群後群が、１枚の負レンズからなる＜１＞から＜８＞のいずれかのズームレンズ。
【００１６】
＜１０＞  合焦群後群が、１枚の負レンズと１枚の正レンズとを接合してなる接合レンズからなる＜１＞から＜８＞のいずれかのズームレンズ。
【００１７】
＜１１＞  合焦群中群内の少なくとも１つのレンズ群の合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化する＜１＞から＜１０＞のいずれかのズームレンズ。
【００１８】
＜１２＞  変倍群内のレンズ群のうち、最も物体側のレンズ群より像側のレンズ群の少なくとも１つは、合焦の際に移動し、合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化する＜１＞から＜１１＞のいずれかのズームレンズ。
【００１９】
＜１３＞  後続群内の少なくとも１つのレンズ群は、合焦の際に移動し、合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化する＜１＞から＜１２＞のいずれかのズームレンズ。
【００２０】
＜１４＞  ０．３＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜１０    （１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する＜１＞のズームレンズ。
【００２１】
＜１５＞  ０．５５＜１／βＦｒ＜０．９９５    （２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する＜２＞のズームレンズ。
【００２２】
＜１６＞  ０．００２＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．３    （３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する＜８＞のズームレンズ。
【００２３】
＜１７＞  ＜１＞から＜１６＞のいずれかのズームレンズを備えた撮像装置。
【００２４】
なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、及び手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
【００２５】
なお、本明細書の「正の屈折力を有する〜群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する〜群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、及びレンズ面の面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。
【００２６】
「レンズ群」、「合焦群前群」、「合焦群中群」、及び「合焦群後群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。「１つのレンズ群」は、変倍の際及び合焦の際の少なくとも一方において隣り合う群との光軸方向の間隔が変化するレンズ群を「１つのレンズ群」とする。すなわち、変倍の際及び合焦の際の少なくとも一方において変化する間隔でレンズ群を区切った場合に１区切りに含まれるレンズ群を１つのレンズ群とする。
【００２７】
「ズーム全域」は、広角端から望遠端までの変倍域である。「ズーム位置」は、例えば、広角端、望遠端、及び、広角端と望遠端との間のある変倍状態を意味する。「中間焦点距離のズーム位置」は、広角端と望遠端との中点に限らず、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置を意味することがある。「合焦の際に移動する」は、全てのズーム位置において合焦の際に移動する場合に限らず、少なくとも１つのズーム位置において合焦の際に移動することを意味する。
【００２８】
条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、ｄ線を基準とした場合の値である。あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、ｇ線、Ｆ線、及びＣ線に対するそのレンズの屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、及びＮＣとした場合に、θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義される。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、「Ｆ線」、及び「ｇ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）、ｇ線の波長は４３５．８４ｎｍ（ナノメートル）である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動が良好に抑制されて良好な光学性能を保持しながら、高倍率化を達成したズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズに対応し、本発明の一実施形態に係るズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図２】図１に示すズームレンズの構成と光束を示す断面図である。
【図３】合焦群における軸外主光線の高さの変化を示す概念図である。
【図４】条件式（１）のＤＦｒｉｎｆ及びＤＦｒｍａｘの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例２のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図６】本発明の実施例３のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図７】本発明の実施例４のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図８】本発明の実施例５のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図９】本発明の実施例６のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図１０】本発明の実施例７のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【図１１】本発明の実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１２】本発明の実施例１のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１３】本発明の実施例２のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１４】本発明の実施例２のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１５】本発明の実施例３のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１６】本発明の実施例３のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１７】本発明の実施例４のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１８】本発明の実施例４のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図１９】本発明の実施例５のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図２０】本発明の実施例５のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図２１】本発明の実施例６のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図２２】本発明の実施例６のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図２３】本発明の実施例７のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態における各収差図である。
【図２４】本発明の実施例７のズームレンズの最至近物体に合焦した状態における各収差図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本開示のズームレンズの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るズームレンズの構成と移動軌跡を示す断面図である。図２は、このズームレンズの各状態におけるレンズ構成と光束を示す断面図である。図１及び図２に示す例は後述の実施例１のズームレンズに対応している。図１及び図２では、無限遠物体に合焦している状態を示し、左側が物体側、右側が像側である。
【００３２】
図１では、広角端状態を示す。図１では、変倍の際及び／又は合焦の際に移動する各レンズ群の下に広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。これらの矢印のうち、実線の矢印は無限遠物体に合焦している状態での移動軌跡を示し、点線の矢印は最至近物体に合焦している状態での移動軌跡を示す。また、図１では、変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されているレンズ群の下には接地記号を示す。
【００３３】
図２では、「広角端」と付した上段に広角端状態を示し、「中間」と付した中段に中間焦点距離状態を示し、「望遠端」と付した下段に望遠端状態を示す。図２では、光束として、広角端状態における軸上光束ｗａ及び最大画角の光束ｗｂ、中間焦点距離状態における軸上光束ｍａ及び最大画角の光束ｍｂ、望遠端状態における軸上光束ｔａ及び最大画角の光束ｔｂを示す。
【００３４】
また、図１及び図２では、ズームレンズが撮像装置に適用されることを想定して、ズームレンズと像面Ｓｉｍとの間に入射面と出射面が平行の光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、プリズム、及び／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び特定の波長域をカットするフィルタ等である。光学部材ＰＰは屈折力を有しない部材であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。以下では、主に図１を参照しながら説明する。
【００３５】
本開示のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、合焦の際に移動するレンズ群を含む合焦群ＧＦと、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する２つ以上のレンズ群からなる変倍群ＧＶと、開口絞りＳｔを含むレンズ群を最も物体側に有する後続群ＧＲとからなる。後続群ＧＲは、変倍の際及び合焦の際の少なくとも一方において隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔が変化する群を１つのレンズ群とした場合、後続群ＧＲの最も物体側のレンズ群が開口絞りＳｔを含むレンズ群であるように構成される。
【００３６】
例えば、図１に示す例では、合焦群ＧＦは６枚のレンズからなり、変倍群ＧＶは９枚のレンズからなり、後続群ＧＲは開口絞りＳｔと１３枚のレンズとからなる。また、図１に示す例では、変倍群ＧＶは、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２と、第３変倍群ＧＶ３との３つの群からなり、これら３つの群は変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。ただし、本開示のズームレンズにおいては、各群を構成するレンズの枚数、及び変倍群ＧＶを構成するレンズ群の数は、図１に示す例と異なるものとすることも可能である。
【００３７】
変倍群ＧＶよりも物体側の群を用いて合焦を行うことによって、合焦の際に移動するレンズ群の移動量を抑制することができ、小型化と高倍率化の両立に有利となる。仮に、変倍群ＧＶよりも像側の群のみを用いて合焦を行う構成にした場合は、高倍率化するほど望遠側において合焦に要する移動量が増加するため、小型化と高倍率化との両立が困難となる。
【００３８】
変倍群ＧＶについては、変倍群ＧＶを２つ以上のレンズ群で構成することによって、主な変倍作用を担うレンズ群と変倍の際のピント補正を行うレンズ群とを別のレンズ群にすることができ、役割を分担することができる。
【００３９】
後続群ＧＲは主に結像作用を有する群として構成することができる。なお、図１に示す例では、開口絞りＳｔは後続群ＧＲの最も物体側に配置されている。しかし、本開示のズームレンズにおいては、後続群ＧＲの最も物体側のレンズ群が開口絞りＳｔを含んでいればよく、開口絞りＳｔの位置は図１に示す例と異なるものとすることも可能である。
【００４０】
無限遠物体に合焦した状態における合焦群ＧＦの屈折力の符号は、ズーム全域において正であることが好ましい。このようにした場合は、変倍群ＧＶの軸上光線の高さを低くすることができ、ズーム全域において球面収差の補正が容易になるため、高倍率化に有利となる。
【００４１】
合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは、負レンズを含み、変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、合焦の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する１つ又は２つの正の屈折力を有するレンズ群からなる。合焦群後群ＧＦｒは、変倍の際及び合焦の際に隣り合う群との間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する負の屈折力を有する１つのレンズ群からなる。
【００４２】
合焦群前群ＧＦｆが負レンズを有することによって、広角化に有利となり、また、広角端の倍率色収差、望遠端の球面収差、及び望遠端の軸上色収差の補正に有利となる。合焦群前群ＧＦｆが変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して不動であるように構成することによって、変倍の際及び合焦の際にレンズ系全長（最も物体側のレンズ面から像面Ｓｉｍまでの光軸上の距離）が一定となり、レンズ系の重心の変動を小さくすることができるため、撮影時の利便性を高めることができる。
【００４３】
合焦群前群ＧＦｆは負の屈折力を有することが好ましく、このようにした場合は、広角化に有利となる。
【００４４】
合焦群中群ＧＦｍは、合焦の際に移動する正の屈折力を有するレンズ群からなるように構成することによって主な合焦作用を担うことができる。
【００４５】
合焦群中群ＧＦｍ内の全てのレンズ群は、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に像側から物体側へ移動することが好ましい。このようにした場合は、合焦群中群ＧＦｍが主な合焦作用を担うことができる。
【００４６】
なお、合焦群中群ＧＦｍ内のレンズ群は、変倍の際に移動してもよく、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されていてもよい。合焦群中群ＧＦｍ内のレンズ群が変倍の際に移動する場合は、変倍の際の収差変動の抑制に有利となる。合焦群中群ＧＦｍ内のレンズ群が変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている場合は、レンズ群を駆動する機構の簡易化に有利となる。
【００４７】
合焦群後群ＧＦｒは、負の屈折力を有し、変倍の際及び合焦の際に移動する。合焦群後群ＧＦｒの合焦の際の移動量はズーム位置に応じて変化し、合焦群後群ＧＦｒは無限遠物体から最至近物体への合焦の際に物体側から像側へ移動するズーム域を有するように構成される。
【００４８】
例えば、図１の合焦群後群ＧＦｒの移動軌跡は、実線で示す無限遠物体に合焦している状態での移動軌跡よりも、点線で示す最至近物体に合焦している状態での移動軌跡の方が像側に位置しているズーム域がある。このようなズーム域においては、合焦群後群ＧＦｒは無限遠物体から最至近物体への合焦の際に物体側から像側へ移動する。
【００４９】
合焦群後群ＧＦｒが変倍の際に移動することによって、広角端から中間焦点距離のズーム位置までのズーム域において変倍の際の像面湾曲の変動を抑制することができる。なお、仮に、合焦群後群ＧＦｒが変倍の際に移動しない構成にした場合は、広角側の像面湾曲の抑制と望遠側の球面収差の抑制とを両立させることが難しく、高倍率化が困難となる。また、合焦群後群ＧＦｒが中間焦点距離のズーム位置において無限遠物体から最至近物体への合焦の際に物体側から像側へ移動するように構成することによって、ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動を抑制することが容易となる。すなわち、合焦群後群ＧＦｒを上記のように構成することによって、変倍の際及び合焦の際の収差変動を抑制することができ、特に、広角端から中間焦点距離のズーム位置までのズーム域において像面湾曲の変動を抑制することができる。
【００５０】
ここで、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照しながら、合焦群後群ＧＦｒの収差変動の抑制について説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は合焦群ＧＦにおける軸外主光線１０の高さの変化を示す概念図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）では、合焦群前群ＧＦｆ、合焦群中群ＧＦｍ、及び合焦群後群ＧＦｒを概念的に図示しており、左側が物体側、右側が像側である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）全てが、軸外光線が高くなる中間焦点距離のズーム位置における状態を示す。
【００５１】
図３（Ａ）は無限遠物体に合焦した状態を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態から合焦群中群ＧＦｍを物体側に移動させて最至近物体に合焦した状態である。無限遠物体から最至近物体への合焦に際して、最も物体側の合焦群前群ＧＦｆを通過する軸外主光線１０の高さは変化する。一般的な高倍率のズームレンズでは、広角端から中間焦点距離のズーム位置までのズーム域において、最至近物体に合焦した状態での合焦群前群ＧＦｆを通過する軸外主光線１０の高さＨＦｆ＿ｍｏｄは、無限遠物体に合焦した状態での合焦群前群ＧＦｆを通過する軸外主光線１０の高さＨＦｆ＿ｉｎｆより高くなる。すなわち、ＨＦｆ＿ｉｎｆ＜ＨＦｆ＿ｍｏｄである。
【００５２】
軸外光線が高くなる中間焦点距離のズーム位置において軸外主光線１０が最も高いレンズ群は合焦群前群ＧＦｆである。本開示のズームレンズのように合焦群前群ＧＦｆが負レンズを含む構成では、無限遠物体から最至近物体への合焦に際して合焦群前群ＧＦｆでの光線高が高くなることによって負の屈折力の影響を強く受け、像面湾曲がオーバー側に変動する。
【００５３】
そこで、無限遠物体から最至近物体への合焦に際して、図３（Ｃ）に示すように合焦群後群ＧＦｒを像側へ移動させれば、移動後の合焦群後群ＧＦｒを通過する軸外主光線１０の高さＨＦｒ＿ｍｏｄ２は移動前の合焦群後群ＧＦｒを通過する軸外主光線１０の高さＨＦｒ＿ｍｏｄ１より低くすることができる。すなわち、ＨＦｒ＿ｍｏｄ２＜ＨＦｒ＿ｍｏｄ１にすることができる。合焦群後群ＧＦｒは負の屈折力を有するレンズ群であるから、合焦群後群ＧＦｒを通過する軸外主光線１０の高さが低くなれば、負の屈折力の影響が弱くなる。これによって、合焦の際の像面湾曲の変動を抑制することができる。
【００５４】
なお、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に合焦群後群ＧＦｒの移動量が最大となるズーム位置は望遠端よりも広角側にあることが好ましい。このようにした場合は、中間焦点距離のズーム位置における合焦の際の像面湾曲の変動と望遠端における合焦の際の球面収差の変動とを効果的に抑制することができる。
【００５５】
本開示のズームレンズにおいては、無限遠物体に合焦した状態における広角端から望遠端への変倍の際の合焦群後群ＧＦｒの移動量をＤＦｒｉｎｆ、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に合焦群後群ＧＦｒの移動量が最大となるズーム位置における、無限遠物体から最至近物体への合焦の際の合焦群後群ＧＦｒの移動量をＤＦｒｍａｘ、合焦群後群ＧＦｒの移動量の符号を、合焦群後群ＧＦｒが物体側から像側へ移動した際には正、像側から物体側へ移動した際には負とした場合、下記条件式（１）を満足するように構成される。
０．２＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜５０    （１）
【００５６】
図４に、一例として、合焦群後群ＧＦｒの広角端から望遠端への変倍の際の移動軌跡、及びこの軌跡におけるＤＦｒｉｎｆ及びＤＦｒｍａｘを示す。図４において、実線は無限遠物体に合焦した状態における変倍の際の移動軌跡であり、点線は最至近物体に合焦した状態における変倍の際の移動軌跡であり、いずれも上端が広角端、下端が望遠端における状態を示す。
【００５７】
条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、合焦群後群ＧＦｒの変倍の際の移動量を確保でき、中間焦点距離のズーム位置における像面湾曲の変動の抑制が容易になる。または、合焦群後群ＧＦｒの合焦の際の移動量が大きくなりすぎることがないため、合焦の際の収差変動を合焦群後群ＧＦｒの移動によって抑制する効果が過剰になることもなく、好適に収差変動を抑制することができる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、合焦群後群ＧＦｒの合焦の際の移動量を確保でき、合焦の際の収差変動を抑制する効果を好適に得ることができる。または、合焦群後群ＧＦｒの変倍の際の移動量を抑制でき、望遠側で合焦群後群ＧＦｒが合焦群中群ＧＦｍから離れすぎないようにすることができるため、望遠側の球面収差を良好に補正することができる。なお、下記条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができ、下記条件式（１−２）を満足する構成とすれば、さらにより良好な特性とすることができる。
０．３＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜１０    （１−１）
０．４＜ＤＦｒｉｎｆ／ＤＦｒｍａｘ＜７    （１−２）
【００５８】
また、このズームレンズは、無限遠物体に合焦した状態における合焦群後群ＧＦｒの横倍率をβＦｒとした場合、ズーム全域において下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、合焦群後群ＧＦｒの負の屈折力が強くなりすぎないため、変倍の際及び合焦の際の像面湾曲の変動を抑制する効果が過剰になることもなく、好適に変動を抑制することができる。また、合焦群後群ＧＦｒ内で発生する色収差の抑制が容易になる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、合焦群後群ＧＦｒの負の屈折力が弱くなりすぎないため、変倍の際及び合焦の際の像面湾曲の変動を抑制する効果を良好に確保することができる。または、変倍の際及び合焦の際の収差補正に必要な合焦群後群ＧＦｒの移動量が大きくなりすぎないため、隣り合うレンズ群との干渉を避けることができる。なお、下記条件式（２−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができ、下記条件式（２−２）を満足する構成とすれば、さらにより良好な特性とすることができる。
０．５＜１／βＦｒ＜０．９９５    （２）
０．５５＜１／βＦｒ＜０．９９５    （２−１）
０．６＜１／βＦｒ＜０．９８    （２−２）
【００５９】
変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群は、負の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に常に物体側から像側へ移動することが好ましい。変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群が負の屈折力を有することによって、主な変倍作用を担うことができる。また、このレンズ群が広角端から望遠端への変倍の際に常に像側へ移動することによって、望遠側におけるズームの倍率の低下を防止でき、高倍率化に有利となる。さらに、合焦群後群ＧＦｒの合焦の際の移動スペースを確保することができ、小型化、高倍率化、及び収差変動の抑制に有利となる。
【００６０】
変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群が、負の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に常に物体側から像側へ移動する構成において、変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群の焦点距離をｆＶ１、合焦群後群ＧＦｒの焦点距離をｆＦｒとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、合焦群後群ＧＦｒの負の屈折力が弱くなりすぎないため、変倍の際及び合焦の際の像面湾曲の変動を合焦群後群ＧＦｒによって抑制する効果を確保できる。または、変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群の屈折力が強くなりすぎないため、変倍の際の球面収差の変動を抑制することが容易となる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、合焦群後群ＧＦｒの負の屈折力が強くなりすぎないため、変倍の際及び合焦の際の像面湾曲の変動を合焦群後群ＧＦｒによって抑制する効果が過剰になることがなく、好適に抑制できる。また、合焦群後群ＧＦｒ内で発生する色収差の抑制が容易になる。または、変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群の屈折力を確保できるため、高倍率化と小型化の両立が容易となる。なお、下記条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができ、下記条件式（３−２）を満足する構成とすれば、さらにより良好な特性とすることができる。
０．００１＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．４    （３）
０．００２＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．３    （３−１）
０．００３＜ｆＶ１／ｆＦｒ＜０．２    （３−２）
【００６１】
なお、合焦群後群ＧＦｒは合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化するように構成されているが、その他の群についても合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化するように構成してもよい。例えば、合焦群中群ＧＦｍ内の少なくとも１つのレンズ群の合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化するように構成してもよい。このようにした場合は、合焦群中群ＧＦｍのレンズ群によって合焦群後群ＧＦｒの移動によるピント位置の変動を補正することができる。また、合焦群後群ＧＦｒ及び合焦群中群ＧＦｍの各々１つのレンズ群のみが合焦の際に移動する構成を採った場合は、合焦の際に移動するレンズ群の数を少なくできるため機構の簡易化及び装置の小型化に有利となる。
【００６２】
また、変倍群ＧＶ内のレンズ群のうち、最も物体側のレンズ群より像側のレンズ群の少なくとも１つが、合焦の際に移動し、合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化するように構成してもよい。このようにした場合は、変倍群ＧＶのレンズ群によって合焦群後群ＧＦｒの移動によるピント位置の変動を補正することができる。合焦群ＧＦよりレンズ径の小さな変倍群ＧＶの一部のレンズ群を合焦に用いることによって、変倍の際及び合焦の際にレンズ群を駆動させる駆動手段の負荷を減らすことができる。
【００６３】
また、後続群ＧＲ内の少なくとも１つのレンズ群が、合焦の際に移動し、合焦の際の移動量がズーム位置に応じて変化するように構成してもよい。このようにした場合は、後続群ＧＲのレンズ群によって合焦群後群ＧＦｒの移動によるピント位置の変動を補正することができる。合焦群ＧＦよりレンズ径の小さな後続群ＧＲの一部のレンズ群を合焦に用いることによって、変倍の際及び合焦の際にレンズ群を駆動させる駆動手段の負荷を減らすことができる。さらに、移動量を小さくすることができる。
【００６４】
合焦群ＧＦ内の各群は例えば以下に述べる構成を採ることができる。合焦群前群ＧＦｆは、負レンズと正レンズとの２枚のレンズからなるように構成することができる。このようにした場合は、色収差の補正に有利となる。より詳しくは、合焦群前群ＧＦｆは、物体側から像側へ向かって順に、負レンズと正レンズとの２枚のレンズからなるように構成することができる。このようにした場合は、広角化及び色収差の補正に有利となる。
【００６５】
合焦群中群ＧＦｍは、３枚の正レンズからなるように構成することができる。このようにした場合は、正の屈折力を３枚の正レンズに分散させることができるため、球面収差の補正に有利となる。
【００６６】
合焦群後群ＧＦｒは、１枚の負レンズからなるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群の変倍のための移動スペースを広く確保することができるため高倍率化に有利となる。変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群が主な変倍作用を担うレンズ群である場合は、より高倍率化に有利となる。
【００６７】
あるいは、合焦群後群ＧＦｒは、１枚の負レンズと１枚の正レンズとを接合してなる接合レンズからなるように構成してもよい。このようにした場合は、正レンズと負レンズとを有することによって望遠側の軸上色収差の補正が容易になる。さらに、接合レンズとすることによってスペースを短縮でき、変倍群ＧＶ内の最も物体側のレンズ群の移動スペースを広く確保することができるため高倍率化に有利となる。
【００６８】
変倍群ＧＶと後続群ＧＲとは例えば以下に述べる構成を採ることができる。変倍群ＧＶが２つの負の屈折力を有するレンズ群からなり、後続群ＧＲが正の屈折力を有するように構成することができる。このようにした場合は、小型化、高倍率化、及び変倍の際の諸収差の変動の抑制が容易になる。特に、変倍の際の像面湾曲の変動の抑制に有利となる。
【００６９】
もしくは、変倍群ＧＶが、３つの負の屈折力を有するレンズ群からなり、後続群ＧＲが、正の屈折力を有するように構成することができる。このようにした場合は、小型化、高倍率化、及び変倍の際の諸収差の変動の抑制が容易になる。特に、変倍の際の像面湾曲及び球面収差の変動の抑制に有利となる。
【００７０】
もしくは、変倍群ＧＶが、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有するレンズ群、２つの正の屈折力を有するレンズ群からなり、後続群ＧＲが、正の屈折力を有するレンズ群からなるように構成することができる。このようにした場合は、小型化、高倍率化、及び変倍の際の諸収差の変動の抑制が容易になる。特に、変倍の際の球面収差の変動の抑制に有利となる。
【００７１】
なお、上記では合焦群後群ＧＦｒが変倍の際及び合焦の際に移動する場合について説明したが、製造誤差に伴う像面湾曲の変動を補正するために合焦群後群ＧＦｒを光軸Ｚに沿って移動させるように構成してもよい。また、温度の変化、及び／又は開口絞りＳｔの絞り値に応じて合焦群後群ＧＦｒを光軸Ｚに沿って移動させるように構成してもよい。
【００７２】
上述した好ましい構成及び可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本開示の技術によれば、ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動が良好に抑制されて良好な光学性能を保持しながら、高倍率化を達成したズームレンズを実現することが可能である。ここでいう「高倍率」はズームの倍率が２０倍以上であることを意味する。
【００７３】
次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡は図１に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、１つのレンズ群からなり、変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２と、第３変倍群ＧＶ３との３つのレンズ群からなり、これら３つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【００７４】
実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１Ａ及び表１Ｂに、諸元を表２に、群間隔を表３に、合焦の際に移動する群の合焦の際の移動量を表４に示す。なお、表１Ａ及び表１Ｂは１つの表の長大化を避けるため基本レンズデータを２つの表に分けて表示したものである。表１Ａ及び表１Ｂにおいて、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示し、θｇＦの欄には各構成要素のｇ線とＦ線間の部分分散比を示す。また、理解を容易にするため、群ごとに枠で囲み最も右の欄に各群の符号を示す。
【００７５】
表１Ａ及び表１Ｂでは、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１Ｂには開口絞りＳｔ及び光学部材ＰＰも示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１ＢのＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１Ａ及び表１Ｂでは、可変面間隔についてはＤＤ［  ］という記号を用い、［  ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤの欄に記入している。
【００７６】
表２に、ズームの倍率Ｚｒ、焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ωの値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各値をそれぞれ「広角端」、「中間」、及び「望遠端」と表記した欄に示している。諸元の表には無限遠物体に合焦した状態における各値を示す。
【００７７】
表３では、無限遠物体に合焦した状態における各可変面間隔の値を上段の表に示し、物体距離が最至近物体に合焦した状態における各可変面間隔の値を下段の表に示す。表３では、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各値をそれぞれ広角端、中間、及び望遠端と表記した欄に示す。実施例１のデータにおいては最至近物体の物体距離を２．８ｍ（メートル）にしている。
【００７８】
表４では、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際の各群の移動量を示す。移動量の正負の符号は、物体側から像側へ移動した際には正、像側から物体側へ移動した際には負としている。表４では、合焦群中群ＧＦｍ、及び合焦群後群ＧＦｒの移動量をそれぞれ「ＧＦｍ」、及び「ＧＦｒ」と表記した欄に示している。
【００７９】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では予め定められた桁でまるめた数値を記載している。
【００８０】
【表１Ａ】
2020030283.tif 000003
【００８１】
【表１Ｂ】
2020030283.tif 000004
【００８２】
【表２】
2020030283.tif 000005
【００８３】
【表３】
2020030283.tif 000006
【００８４】
【表４】
2020030283.tif 000007
【００８５】
図１１に、実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示す。図１１では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。図１１では、「無限遠、広角端」と付した上段に広角端状態のものを示し、「無限遠、中間」と付した中段に中間焦点距離状態のものを示し、「無限遠、望遠端」と付した下段に望遠端状態のものを示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、及びｇ線における収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、及び二点鎖線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、及びｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、及び二点鎖線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００８６】
図１２に、実施例１のズームレンズの物体距離が２．８ｍ（メートル）の最至近物体に合焦した状態の各収差図を示す。図１２では、「距離２．８ｍ、広角端」と付した上段に広角端状態のものを示し、「距離２．８ｍ、中間」と付した中段に中間焦点距離状態のものを示し、「距離２．８ｍ、望遠端」と付した下段に望遠端状態のものを示す。その他の表記方法は図１１と同様である。
【００８７】
上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００８８】
［実施例２］
実施例２のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡を図５に示す。実施例２のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、変倍の際は像面Ｓｉｍに対して固定されており、合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは、１つのレンズ群からなり、変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２と、第３変倍群ＧＶ３との３つのレンズ群からなり、これら３つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは、第１後続群ＧＲ１と、第２後続群ＧＲ２とからなる。第１後続群ＧＲ１は変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２後続群ＧＲ２は変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。
【００８９】
実施例２のズームレンズについて、基本レンズデータを表５Ａ及び表５Ｂに、諸元を表６に、群間隔を表７に、合焦の際の移動量を表８に示す。表８では、合焦群中群ＧＦｍ、合焦群後群ＧＦｒ、及び第２後続群ＧＲ２の移動量をそれぞれ「ＧＦｍ」、「ＧＦｒ」、及び「ＧＲ２」と表記した欄に示している。また、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１３に、最至近物体に合焦した状態の各収差図を図１４に示す。これらは、最至近物体の物体距離を２．８ｍ（メートル）にした場合のデータである。
【００９０】
【表５Ａ】
2020030283.tif 000008
【００９１】
【表５Ｂ】
2020030283.tif 000009
【００９２】
【表６】
2020030283.tif 000010
【００９３】
【表７】
2020030283.tif 000011
【００９４】
【表８】
2020030283.tif 000012
【００９５】
［実施例３］
実施例３のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡を図６に示す。実施例３のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、変倍の際は像面Ｓｉｍに対して固定されており、合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは、１つのレンズ群からなり、変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２と、第３変倍群ＧＶ３との３つのレンズ群からなり、これら３つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。第３変倍群ＧＶ３は合焦の際にも光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは、変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【００９６】
実施例３のズームレンズについて、基本レンズデータを表９Ａ及び表９Ｂに、諸元を表１０に、群間隔を表１１に、合焦の際の移動量を表１２に示す。表１２では、合焦群中群ＧＦｍ、合焦群後群ＧＦｒ、及び第３変倍群ＧＶ３の移動量をそれぞれ「ＧＦｍ」、「ＧＦｒ」、及び「ＧＶ３」と表記した欄に示している。また、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１５に、最至近物体に合焦した状態の各収差図を図１６に示す。これらは、最至近物体の物体距離を２．８ｍ（メートル）にした場合のデータである。
【００９７】
【表９Ａ】
2020030283.tif 000013
【００９８】
【表９Ｂ】
2020030283.tif 000014
【００９９】
【表１０】
2020030283.tif 000015
【０１００】
【表１１】
2020030283.tif 000016
【０１０１】
【表１２】
2020030283.tif 000017
【０１０２】
［実施例４］
実施例４のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡を図７に示す。実施例４のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、１つのレンズ群からなり、変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２と、第３変倍群ＧＶ３との３つのレンズ群からなり、これら３つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは、変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【０１０３】
実施例４のズームレンズについて、基本レンズデータを表１３Ａ及び表１３Ｂに、諸元を表１４に、群間隔を表１５に、合焦の際の移動量を表１６に示す。表１６では、合焦群中群ＧＦｍ、及び合焦群後群ＧＦｒの移動量をそれぞれ「ＧＦｍ」、及び「ＧＦｒ」と表記した欄に示している。また、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１７に、最至近物体に合焦した状態の各収差図を図１８に示す。これらは、最至近物体の物体距離を２．８ｍ（メートル）にした場合のデータである。
【０１０４】
【表１３Ａ】
2020030283.tif 000018
【０１０５】
【表１３Ｂ】
2020030283.tif 000019
【０１０６】
【表１４】
2020030283.tif 000020
【０１０７】
【表１５】
2020030283.tif 000021
【０１０８】
【表１６】
2020030283.tif 000022
【０１０９】
［実施例５］
実施例５のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡を図８に示す。実施例５のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、１つのレンズ群からなり、変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２との２つのレンズ群からなり、これら２つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは、変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【０１１０】
実施例５のズームレンズについて、基本レンズデータを表１７Ａ及び表１７Ｂに、諸元を表１８に、群間隔を表１９に、合焦の際の移動量を表２０に示す。表２０では、合焦群中群ＧＦｍ、及び合焦群後群ＧＦｒの移動量をそれぞれ「ＧＦｍ」、及び「ＧＦｒ」と表記した欄に示している。また、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図１９に、最至近物体に合焦した状態の各収差図を図２０に示す。これらは、最至近物体の物体距離を２．８２ｍ（メートル）にした場合のデータである。
【０１１１】
実施例５のズームレンズは非球面を有しており、その非球面係数を表２１に示す。基本レンズデータの表では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表２１において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡ及びＡｍ（ｍは３以上の整数）の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表２１の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。ＫＡ及びＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。上記の非球面係数に関する各データの記号、意味、記載方法は、以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【０１１２】
【表１７Ａ】
2020030283.tif 000023
【０１１３】
【表１７Ｂ】
2020030283.tif 000024
【０１１４】
【表１８】
2020030283.tif 000025
【０１１５】
【表１９】
2020030283.tif 000026
【０１１６】
【表２０】
2020030283.tif 000027
【０１１７】
【表２１】
2020030283.tif 000028
【０１１８】
［実施例６］
実施例６のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡を図９に示す。実施例６のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、１つのレンズ群からなり、変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２との２つのレンズ群からなり、これら２つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは、変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【０１１９】
実施例６のズームレンズについて、基本レンズデータを表２２Ａ及び表２２Ｂに、諸元を表２３に、群間隔を表２４に、合焦の際の移動量を表２５に示す。表２５では、合焦群中群ＧＦｍ、及び合焦群後群ＧＦｒの移動量をそれぞれ「ＧＦｍ」、及び「ＧＦｒ」と表記した欄に示している。また、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２１に、最至近物体に合焦した状態の各収差図を図２２に示す。これらは、最至近物体の物体距離を２．８２ｍ（メートル）にした場合のデータである。
【０１２０】
【表２２Ａ】
2020030283.tif 000029
【０１２１】
【表２２Ｂ】
2020030283.tif 000030
【０１２２】
【表２３】
2020030283.tif 000031
【０１２３】
【表２４】
2020030283.tif 000032
【０１２４】
【表２５】
2020030283.tif 000033
【０１２５】
［実施例７］
実施例７のズームレンズの構成を示す断面図及び移動軌跡を図１０に示す。実施例７のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群ＧＦと、変倍群ＧＶと、後続群ＧＲとからなる。合焦群ＧＦは、物体側から像側へ向かって順に、合焦群前群ＧＦｆと、合焦群中群ＧＦｍと、合焦群後群ＧＦｒとからなる。合焦群前群ＧＦｆは変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。合焦群中群ＧＦｍは、合焦群第１中群ＧＦｍ１と、合焦群第２中群ＧＦｍ２との２つのレンズ群からなる。合焦群第１中群ＧＦｍ１及び合焦群第２中群ＧＦｍ２は、変倍の際は像面Ｓｉｍに対して固定されており、合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。合焦群後群ＧＦｒは変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。変倍群ＧＶは、物体側から像側へ向かって順に、第１変倍群ＧＶ１と、第２変倍群ＧＶ２と、第３変倍群ＧＶ３との３つのレンズ群からなり、これら３つの群は変倍の際に相互間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。後続群ＧＲは、第１後続群ＧＲ１と、第２後続群ＧＲ２とからなる。第１後続群ＧＲ１は変倍の際及び合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２後続群ＧＲ２は変倍の際及び合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する。
【０１２６】
実施例７のズームレンズについて、基本レンズデータを表２６Ａ及び表２６Ｂに、諸元を表２７に、群間隔を表２８に、合焦の際の移動量を表２９に、非球面係数を表３０に示す。表２９では、合焦群第１中群ＧＦｍ１、合焦群第２中群ＧＦｍ２、合焦群後群ＧＦｒ、及び第２後続群ＧＲ２の移動量をそれぞれ「ＧＦｍ１」、「ＧＦｍ２」、「ＧＦｒ」、及び「ＧＲ２」と表記した欄に示している。また、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図２３に、最至近物体に合焦した状態の各収差図を図２４に示す。これらは、最至近物体の物体距離を３．５ｍ（メートル）にした場合のデータである。
【０１２７】
【表２６Ａ】
2020030283.tif 000034
【０１２８】
【表２６Ｂ】
2020030283.tif 000035
【０１２９】
【表２７】
2020030283.tif 000036
【０１３０】
【表２８】
2020030283.tif 000037
【０１３１】
【表２９】
2020030283.tif 000038
【０１３２】
【表３０】
2020030283.tif 000039
【０１３３】
表３１に実施例１〜７のズームレンズの条件式（１）〜（３）の対応値を示す。条件式（２）の対応値は、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態について示す。実施例１〜７はｄ線を基準としている。表３１にはｄ線基準での値を示す。
【０１３４】
【表３１】
2020030283.tif 000040
【０１３５】
以上のデータからわかるように、実施例１〜７のズームレンズは、ズームの倍率が４０倍以上という高倍率を達成しながら、ズーム全域において合焦の際の像面湾曲の変動が良好に抑制され、また、ズーム全域において諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
【０１３６】
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図２５に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係るズームレンズ１を用いた撮像装置１００の概略構成図を示す。撮像装置１００としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、ビデオカメラ、及び監視用カメラ等を挙げることができる。
【０１３７】
撮像装置１００は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された撮像素子３とを備えている。なお、図２５では、ズームレンズ１が備える複数のレンズを概略的に図示している。
【０１３８】
撮像素子３はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子３は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
【０１３９】
撮像装置１００はまた、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部５と、信号処理部５により形成された像を表示する表示部６と、ズームレンズ１の変倍を制御する変倍制御部７と、ズームレンズ１の合焦を制御する合焦制御部８とを備える。なお、図２５では１つの撮像素子３のみ図示しているが、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置としてもよい。
【０１４０】
撮像装置１００は、温度の変化に応じて合焦群後群ＧＦｒを光軸Ｚに沿って移動させるように構成してもよい。その場合は例えば、撮像装置１００は、合焦群ＧＦの位置を検出する手段と、変倍群ＧＶの位置を検出する手段と、温度を検出する手段と、これら３つの検出する手段の検出結果に基づき合焦群後群ＧＦｒを駆動する手段とを備えるように構成してもよい。この構成によれば、ズーム位置及び物体距離に応じて、温度変化に起因した、像面湾曲の変動、球面収差の変動、及びピント位置の変動を良好に補正することができる。
【０１４１】
また、撮像装置１００は、開口絞りＳｔの絞り値に応じて合焦群後群ＧＦｒを光軸Ｚに沿って移動させるように構成してもよい。その場合は例えば、撮像装置１００は、合焦群ＧＦの位置を検出する手段と、変倍群ＧＶの位置を検出する手段と、開口絞りＳｔの絞り値を検出する手段と、これら３つの検出する手段の検出結果に基づき合焦群後群ＧＦｒを駆動する手段とを備えるように構成してもよい。この構成によれば、ズーム位置及び物体距離に応じて、開口絞りＳｔの絞り値の変化に起因した、球面収差の変動、及びピント位置の変動を良好に補正することができる。
【０１４２】
以上、実施形態及び実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、及び非球面係数等は、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。
【符号の説明】
【０１４３】
１  ズームレンズ
２  フィルタ
３  撮像素子
５  信号処理部
６  表示部
７  変倍制御部
８  合焦制御部
１０  軸外主光線
１００  撮像装置
ＧＦ  合焦群
ＧＦｆ  合焦群前群
ＧＦｍ  合焦群中群
ＧＦｍ１  合焦群第１中群
ＧＦｍ２  合焦群第２中群
ＧＦｒ  合焦群後群
ＧＲ  後続群
ＧＲ１  第１後続群
ＧＲ２  第２後続群
ＧＶ  変倍群
ＧＶ１  第１変倍群
ＧＶ２  第２変倍群
ＧＶ３  第３変倍群
ｍａ、ｔａ、ｗａ  軸上光束
ｍｂ、ｔｂ、ｗｂ  最大画角の光束
ＰＰ  光学部材
Ｓｉｍ  像面
Ｓｔ  開口絞り
Ｚ  光軸
【図１】
2020030283.tif 000041
【図２】
2020030283.tif 000042
【図３】
2020030283.tif 000043
【図４】
2020030283.tif 000044
【図５】
2020030283.tif 000045
【図６】
2020030283.tif 000046
【図７】
2020030283.tif 000047
【図８】
2020030283.tif 000048
【図９】
2020030283.tif 000049
【図１０】
2020030283.tif 000050
【図１１】
2020030283.tif 000051
【図１２】
2020030283.tif 000052
【図１３】
2020030283.tif 000053
【図１４】
2020030283.tif 000054
【図１５】
2020030283.tif 000055
【図１６】
2020030283.tif 000056
【図１７】
2020030283.tif 000057
【図１８】
2020030283.tif 000058
【図１９】
2020030283.tif 000059
【図２０】
2020030283.tif 000060
【図２１】
2020030283.tif 000061
【図２２】
2020030283.tif 000062
【図２３】
2020030283.tif 000063
【図２４】
2020030283.tif 000064
【図２５】
2020030283.tif 000065