(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が大きくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が小さくなるように、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、前記正の屈折力のレンズ群のうち少なくとも１つのレンズ群は回折光学部を少なくとも１つ有し、前記回折光学部を有する正の屈折力のレンズ群内の正レンズの材料のｄ線における平均屈折率をＮＤＰ＿ａｖｅ、前記回折光学部を有する正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆＤ、前記ズームレンズの広角端における焦点距離をｆｗ、前記ズームレンズの望遠端における焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．４＜│ＮＤＰ＿ａｖｅ／ｆＤ×√（ｆｗ・ｆｔ）│＜１．０
１．８＜ｆ３／ｆ１＜４．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記回折光学部の空気中における焦点距離をｆＤＯＥとするとき、
４０＜ｆＤＯＥ／√（ｆｗ・ｆｔ）＜３００
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。
【請求項３】
開口絞りを有し、広角端における前記開口絞りから前記回折光学部までの距離をｄＤＯＥ、前記ズームレンズの光学全長をＬｗとするとき、
０．２＜ｄＤＯＥ／Ｌｗ
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。
【請求項４】
−１．３＜ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．８
−３．９＜ｆ３／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−２．０
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。
【請求項５】
１．５２＜ＮＤＰ＿ａｖｅ＜１．７８
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。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項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固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮影系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられている撮像素子は高画素化が進んでいる。このような撮像素子を備える撮像装置で用いる撮影レンズには、白色光源において像の色のにじみがないように色収差も良好に補正されたズーム範囲全般にわたり、高解像力なズームレンズであることが要求されている。また、撮影領域拡大のため、広角側における撮影画角が広画角であるズームレンズであることが望まれている。
【０００３】
広画角のズームレンズとして、物体側に負の屈折力のレンズ群が位置するネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズは、全系の焦点距離を短くしても、バックフォーカスを長くすることが容易である等の特長がある。このため一眼レフカメラに多用されている。
【０００４】
一眼レフカメラ用のネガティブリード型のズームレンズとして、物体側から順に負、正、負、正の屈折力の４つのレンズ群より構成し各レンズ群を移動させてズーミングを行ったズームレンズが知られている（特許文献１）。特許文献１には、高次の倍率色収差および回折光によるフレアを抑えたズームレンズが開示されている。このズームレンズはサジタル像面湾曲の曲がりが良好に補正されている。
【０００５】
また、物体側から像側へ順に負、正、負、正、正の屈折力の少なくとも５つのレンズ群を有し、各レンズ群を移動させてズーミングを行い、色収差の補正のために回折光学素子を用いたズームレンズが知られている（特許文献２）。特許文献２には、各レンズ群の構成および回折光学素子の配置を最適とすることにより、ズーム領域全域に渡って倍率色収差を良好に補正したズームレンズが開示されている。このズームレンズは望遠端の低像高の非点収差が良好に補正されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４４０４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、デジタル一眼レフカメラ用のズームレンズには、撮影画角が広画角で撮影される像が高画質であることが強く求められている。一般に、ネガティブリード型のズームレンズは、広画角化には有利である。
【０００８】
しかしながらネガティブリード型のズームレンズでは、光学系のパワー配置が入射瞳を挟んで非対称になりやすい。このため、広角側において画面周辺部での光学性能の劣化、すなわち収差で言い換えると像面弯曲、非点隔差そして歪曲等の諸収差の発生が多くなる。又、倍率色収差の補正上、正レンズに低屈折率低分散な材料が使われることが多い。この結果、ペッツバール和が正の方向に大きくなり望遠側において低像高の非点収差の補正が困難となる。
【０００９】
広画角化を図りつつ色収差を低減し、かつ色収差以外の諸収差を良好に補正し、ズーム全域で良好なる光学性能を得るには、ズームレンズを構成する各レンズ群を適切に設定することが重要になってくる。特に各レンズ群の屈折力を適切に設定し、またレンズ群中に回折光学素子を適切なる状態で配置することが重要になってくる。
【００１０】
例えば物体側より像側へ順に、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成るズームレンズでは、第１、第３レンズ群の屈折力や回折光学素子を含むレンズ群の屈折力等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が不適切であると、広角端において倍率色収差が多く発生し、又ズーム範囲全般にわたり高い光学性能を得るのが困難になってくる。
【００１１】
本発明は広画角で、全ズーム領域で高い光学性能を有したズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が大きくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が小さくなるように、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、前記正の屈折力のレンズ群のうち少なくとも１つのレンズ群は回折光学部を少なくとも１つ有し、前記回折光学部を有する正の屈折力のレンズ群内の正レンズの材料のｄ線における平均屈折率をＮＤＰ＿ａｖｅ、前記回折光学部を有する正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆＤ、前記ズームレンズの広角端における焦点距離をｆｗ、前記ズームレンズの望遠端における焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．４＜│ＮＤＰ＿ａｖｅ／ｆＤ×√（ｆｗ・ｆｔ）│＜１．０
１．８＜ｆ３／ｆ１＜４．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広画角で、全ズーム領域において高い光学性能を有したズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の数値実施例１の光学断面図
【図２】本発明の数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図３】本発明の数値実施例２の光学断面図
【図４】本発明の数値実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図５】本発明の数値実施例３の光学断面図
【図６】本発明の数値実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図７】本発明の数値実施例４の光学断面図
【図８】本発明の数値実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図９】本発明の撮像装置の実施例の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際しては少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動する。
【００１６】
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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。実施例１はズーム比２．０６、Ｆナンバー２．９１のズームレンズである。
【００１７】
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）、（Ｃ）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、望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。実施例２はズーム比２．０６、Ｆナンバー２．９１のズームレンズである。
【００１８】
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）、（Ｃ）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、望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。実施例３はズーム比２．０６、Ｆナンバー２．９１のズームレンズである。
【００１９】
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）、（Ｃ）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、望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。実施例４はズーム比２．０６、Ｆナンバー２．９１のズームレンズである。図９は、本発明のズームレンズを備える一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００２０】
各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系（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。尚、各実施例のズームレンズをプロジェクターに用いても良く、このときは左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＳＰは開口絞り（開放Ｆナンバー絞り）である。ＳＳＰは開口径が一定のフレアーカット絞りである。
【００２１】
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）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。球面収差図において実線はｄ線、二点鎖線はｇ線である。非点収差図においてΔＭ、ΔＳはｄ線でのメリディオナル像面、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。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（例えば第２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。
【００２２】
各実施例では、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成されている。尚、第１レンズ群Ｌ１の物体側又は第４レンズ群Ｌ４の像側の少なくとも一方にコンバーターレンズやアフォーカルレンズ群等のレンズ群が位置していても良い。広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群Ｌ１〜Ｌ４の間隔が変化するように各レンズ群Ｌ１〜Ｌ４が矢印の如く光軸上を移動する。
【００２３】
具体的には、広角端に比べて望遠端での各レンズ群の間隔変化は次のとおりである。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との空気間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との空気間隔が大きく、該第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との空気間隔が小さくなる。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は像側に凸状の軌跡で移動する。第２〜第４レンズ群Ｌ２〜Ｌ４は物体側へ移動する。開口絞りＳＰとフレアーカット絞りＳＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動している。
【００２４】
各実施例では、以上のような構成とすることにより、広角端ではレンズ系全体がレトロフォーカス型の屈折力配置となっている。これにより、広角端での広画角化を有利にしている。また、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を非線形に移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、第２レンズ群Ｌ２の全部又は一部のレンズ群を像側へ移動させて行っている。
【００２５】
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負、正、負、正の屈折力のレンズ群Ｌ１〜Ｌ４で構成されている。このように構成されるズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の変倍分担を大きくすると、これらの各レンズ群の屈折力が強くなる。その結果、開口絞りＳＰに近い負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなることに起因して広角端においてサジタルフレア成分が多く発生する。この結果、サジタル像面は像高が高くなるにしたがってオーバー側に曲がりを生じる。これを補正するためには、第３レンズ群Ｌ３の屈折力を弱める必要がある。しかしながら、過剰に第３レンズ群Ｌ３の屈折力を弱くすると、所望のズーム比が得られなくなるか、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり、歪曲収差が多く発生してくる。そこで各実施例においては、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力を最適にすることでサジタル像面湾曲の曲がりを補正している。
【００２６】
各実施例とズームタイプを同じくするズームレンズでは、多くの場合、サジタル像面湾曲の曲がりが生じる場合には、低い像高における像面位置をアンダーにすることで高い像高における像面位置とのバランスをとっていた。しかし、サジタル像面湾曲の曲がりが補正された場合には、低い像高における像面位置をよりオーバー側へ補正する必要がある。
【００２７】
この結果、ペッツバール像面が変化し、望遠端において非点収差が多く発生する。この収差を補正するためにはペッツバール和を補正する（小さくする）必要がある。ペッツバール和を補正するために負レンズの材料の屈折率を下げると、諸収差の発生が大きくなる。このため、正レンズの材料の屈折率を上げることが考えられる。しかし、一般に正レンズの材料の屈折率が高くなると、アッベ数が小さくなり、色収差が多く発生してくる。つまり、広角端においてサジタル像面湾曲の曲がりと、望遠端において低い像高における非点収差、色収差とは相互に相関関係にあり、従来よりこれらを同時に補正することが困難であった。
【００２８】
この問題を解決するために各実施例ではレンズ面に回折光学部（回折光学面）を形成した回折光学素子を使用する。回折光学素子を使用することで色消しの自由度を正レンズの材料の高屈折率化に使用する。これにより、広角端においてサジタル像面湾曲と望遠端において非点収差を同時に補正するとこが容易になる。回折光学素子を使用するレンズ群としては、正レンズの材料の屈折率を大きくしたいので、正レンズの材料が低屈折率低分散となる、第２レンズ群Ｌ２、あるいは第４レンズ群Ｌ４が好ましい。
【００２９】
更に、軸上色収差、及び倍率色収差のズーミングに伴う変動を考えると、広角端において大きく発生する倍率色収差の補正に有利な第４レンズ群Ｌ４に回折光学素子を使用すると補正効果が大きい。各実施例では第４レンズ群Ｌ４に回折光学素子を使用している。尚、回折光学素子は第２レンズ群Ｌ２に使用しても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
各実施例のズームレンズは、正の屈折力の複数のレンズ群のうち少なくとも１つのレンズ群は回折光学部を少なくとも１つ有している。そして回折光学部を有する正の屈折力のレンズ群内の正レンズの材料のｄ線における平均屈折率をＮＤＰ＿ａｖｅとする。回折光学部を有する正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆＤとする。ズームレンズの広角端および望遠端における焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとする。第１レンズ群と第３レンズ群の焦点距離をｆ１、ｆ３とする。このとき、
０．４＜│ＮＤＰ＿ａｖｅ／ｆＤ×√（ｆｗ・ｆｔ）│＜１．０    ・・・（１）
１．８＜ｆ３／ｆ１＜４．０      ・・・（２）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３１】
各実施例において回折光学部とは基材（例えばレンズ）の面上に形成した単層又は複数層の回折格子をいう。そして基材と基材面上に設けた回折光学部より回折光学素子を形成している。
【００３２】
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）はペッツバール和を良好に補正するための条件を規定したものである。回折光学素子を有するレンズ群の各レンズの材料の屈折率を上げることで、色収差の補正と望遠端における低い像高における非点収差を同時に補正することが容易となる。正の屈折力の強いレンズ群において、正レンズの材料の平均屈折率を上げることにより、これらの諸収差の補正効果が大きくなる。この条件式（１）の上限を上回るとペッツバール和の補正が過剰になり、非点収差が逆に多く発生してしまう。また、正レンズの材料のアッベ数が小さくなるので、回折光学素子の屈折力が強くなり、製造が困難になる。条件式（１）の下限を下回るとペッツバール像面が十分補正されず、望遠端において非点収差を補正するのが困難になる。
【００３３】
条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力の比を規定したものである。この条件式（２）を満足することにより、サジタルフレアを抑えて像面湾曲の曲がりを良好に補正することが容易になる。これらの屈折力の関係が条件式（２）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が小さくなり、所望のズーム比を得るのが困難になる。また、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなりすぎて、歪曲収差が多く発生してくる。条件式（２）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなりすぎて、広角端においてサジタル像面湾曲の曲がりが大きくなるか、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が小さくなりすぎて、前玉有効径が増大してしまう。
【００３４】
各実施例において更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３５】
０．５＜│ＮＤＰ＿ａｖｅ／ｆＤ×√（ｆｗ・ｆｔ）│＜０．９・・・（１ａ）
２．０＜ｆ３／ｆ１＜３．７      ・・・（２ａ）
以上のように各実施例によれば、ズームレンズの最適なパワー配置と、回折光学部による硝材変更の効果を像面湾曲補正に使用することにより、ズーム領域全域に渡って結像性能の高いズームレンズを得ることができる。
【００３６】
各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。回折光学部の空気中における焦点距離をｆＤＯＥとする。光路中に開口絞りを有し、広角端において開口絞りから回折光学部までの距離をｄＤＯＥ、ズームレンズの光学全長（ズームレンズの最も物体側の光学面から最も像側の光学面までの長さ）をＬｗとする。このとき、
４０＜ｆＤＯＥ／√（ｆｗ・ｆｔ）＜３００・・・（３）
０．２＜ｄＤＯＥ／Ｌｗ・・・（４）
−１．３＜ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．８・・・（５）
−３．９＜ｆ３／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−２．０・・・（６）
１．５２＜ＮＤＰ＿ａｖｅ＜１．７８・・・（７）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３７】
次に各実施例の技術的意味について説明する。条件式（３）は回折光学部の屈折力を規定した条件式である。回折光学部の屈折力が条件式（３）の上限を上回ると、回折光学部の格子ピッチが小さくなるため、製造が困難になる。また、条件式（３）の下限を下回ると回折光学素子を含むレンズ群内の正レンズの材料の屈折率を高くすることが難しくなり、ペッツバール像面が十分補正されないため、望遠端において非点収差を良好に補正するのが困難になる。
【００３８】
条件式（４）は光路中に配置する回折光学部の位置を適切に規定したものである。一般にネガティブリード型のズームレンズでは、広角端において倍率色収差が大きく発生する。したがって、開口絞りＳＰから光軸方向に離れた位置に配置される正の屈折力のレンズ群内の正レンズの材料は低屈折率低分散となりやすい。これによれば、色収差の補正効果が大きくなる。この条件式（４）の下限を下回ると、ペッツバール像面が十分補正されず、望遠端において非点収差が多く発生してくる。
【００３９】
条件式（５）、（６）は焦点距離ｆ１、ｆ３を規定したものである。このうち、条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を規定したものである。この条件式（５）の上限を上回ると第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が強くなり、歪曲収差が多く発生してくる。また条件式（５）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が小さくなり、前玉有効径が増大してくる。
【００４０】
条件式（６）は第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を規定したものである。この条件式（６）の下限を下回ると第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が小さくなり、所望のズーム比を得るのが困難になる。また条件式（６）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなりすぎて、広角端においてサジタル像面湾曲の曲がりが大きくなる。
【００４１】
条件式（７）は回折光学素子を有する正の屈折力のレンズ群内の正レンズの材料の平均屈折率ＮＤｐ＿ａｖｅを規定したものである。この条件式（７）の上限を上回ると、ペッツバール和の補正が過剰になり、非点収差が逆に多く発生してくる。また、正レンズの材料のアッベ数が小さくなるので、回折光学部の屈折力が強くなり、製造が困難になる。条件式（７）の下限を下回るとペッツバール像面が十分補正されず、望遠端において非点収差を良好に補正するのが困難になる。なお、好ましくは条件式（３）乃至条件式（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４２】
５０＜ｆＤＯＥ／√（ｆｗ・ｆｔ）＜２５０      ・・・（３ａ）
０．２５＜ｄＤＯＥ／Ｌｗ                      ・・・（４ａ）
−１．１＜ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．８５  ・・・（５ａ）
−３．６＜ｆ３／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−２．０    ・・・（６ａ）
１．５２＜ＮＤＰ＿ａｖｅ＜１．７０              ・・・（７ａ）
次に各実施例のレンズ構成の特徴について説明する。
【００４３】
［実施例１］
実施例１では第４レンズ群Ｌ４の最も像面に近い接合レンズＬ４Ｇの接合面に回転対称なブレーズド回折格子（回折光学部）Ｂ．Ｏを形成している。これにより、第４レンズ群Ｌ４の正レンズの材料の平均屈折率を１．６３５１５と高くしている。この効果により、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力の比を最適にして、サジタル像面湾曲の曲がりを補正した上で、ペッツバール像面を最適に補正し、望遠端において非点収差も同時に良好に補正している。
【００４４】
［実施例２］
実施例２のレンズ構成は実施例１と同様である。実施例２では第４レンズ群Ｌ４の最も像面に近い接合レンズＬ４Ｇの接合面に回転対称なブレーズド回折格子（回折光学部）Ｂ．Ｏを形成している。これにより、第４レンズ群Ｌ４の正レンズの材料の平均屈折率１．５３５３１と高くしている。この効果により、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力の比を最適にして、サジタル像面湾曲の曲がりを補正した上で、ペッツバール像面を最適に補正し、望遠端において非点収差も同時に良好に補正している。
【００４５】
［実施例３］
実施例３のレンズ構成は、実施例１と比べて第４レンズ群Ｌ４のレンズ構成が異なり、その他は同じである。第４レンズ群Ｌ４の最も像面に近い接合レンズＬ４Ｇの接合面に回転対称なブレーズド回折格子（回折光学部）Ｂ．Ｏを形成している。これにより、第４レンズ群Ｌ４の正レンズの材料の平均屈折率１．５９０９２と高くしている。この効果により、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力の比を最適にして、サジタル像面湾曲の曲がりを補正した上で、ペッツバール像面を最適に補正し、望遠端において非点収差も同時に良好に補正している。
【００４６】
［実施例４］
実施例４のレンズ構成は、実施例１と比べて第４レンズ群Ｌ４のレンズ構成が異なり、その他は同じである。第４レンズ群Ｌ４の最も像面に近い接合レンズＬ４Ｇの接合面に回転対称なブレーズド回折格子（回折光学部）Ｂ．Ｏを形成している。これにより、第４レンズ群Ｌ４の正レンズの平均屈折率１．５３８９６と高くしている。この効果により、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力の比を最適にして、サジタル像面湾曲の曲がりを補正した上で、ペッツバール像面を最適に補正し、望遠端において非点収差も同時に良好に補正している。
【００４７】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてｉは物体側からの面の順番を示す。ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉはレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれレンズのｄ線に対する屈折率、アッベ数である。また、非球面形状はＲを近軸曲率半径とし、非球面係数Ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を用いて次式で与えられるものとする。
【００４８】
Ｘ=（Ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（Ｈ／Ｒ）２｝１／２］
＋Ａ４Ｈ４＋Ａ６Ｈ６＋Ａ８Ｈ８＋Ａ１０Ｈ１０＋Ａ１２Ｈ１２
「ｅ−Ｘ」は「×１０−Ｘ」を意味している。また、回折面（回折光学部）の位相形状φ（ｈ,ｍ）は、光軸に対して垂直方向の高さをｈ、回折光の回折次数をｍ、設計波長をλ0、位相係数をＣi（i=1,2,3…）としたとき、
φ（ｈ,ｍ）={２π／（ｍλ０）}（Ｃ２・ｈ２＋Ｃ４・ｈ４＋Ｃ６・ｈ６）
であらわされるものとする。各実施例において、回折光の回折次数ｍは１であり、設計波長λ０はｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）である。回折光学部のパワー（焦点距離ｆＤＯＥの逆数）φＤは
φＤ＝１／ｆＤＯＥ＝−２・Ｃ２
となる。画角は半画角（度）を表わしている。また、前述の各条件式と各実施形態との関係を表−１に示す。
【００４９】
（数値実施例１）
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       219.522    2.30   1.77250    49.6       49.45
2         20.713   10.16                         35.44
3        314.794    1.80   1.80610    40.9       34.61
4         34.749    0.16   1.51640    52.2       31.16
5*        53.243    6.23                         31.11
6        -79.552    1.60   1.83400    37.2       30.70
7        267.676    0.15                         30.65
8         52.707    4.50   1.80518    25.4       30.80
9       -257.033  (可変)                         30.39
10         48.891    1.30   1.80518    25.4       24.98
11         24.529    6.20   1.56732    42.8       25.14
12        -79.728    0.15                         25.56
13        143.990    2.55   1.80400    46.6       25.93
14        132.175    3.53               26.02
15         45.385    3.80   1.58313    59.4       27.12
16*       -88.867  (可変)                         27.05
17(絞り)    ∞       1.90                         22.91
18       -278.038    1.40   1.88300    40.8       22.37
19        241.463    1.86                         22.12
20        -50.981    1.10   1.76200    40.1       22.06
21         32.175    4.50   1.78470    26.3       22.48
22       -173.216    1.00                         22.66
23          ∞     (可変)                         22.73
24         65.410    1.20   1.84666    23.8       22.79
25         32.394    0.20                         22.50
26         25.324    6.00   1.59240    68.3       23.86
27        -55.308    0.20                         24.23
28       -869.003    1.20   1.83481    42.7       24.37
29(回折)   16.136    6.95   1.67790    55.3       24.82
30*       -74.785                                 24.94
非球面データ
第1面
K = 5.84190e+001  A 4= 1.75507e-005  A 6=-2.90049e-008  
A 8= 3.95614e-011  A10=-2.97382e-014  A12= 7.31017e-018  
第5面
K = 4.83052e+000  A 4= 2.09635e-005  A 6=-1.20311e-008  
A 8=-7.80772e-011  A10= 2.89323e-013  A12=-4.88915e-016  
第16面
K =-3.45315e+000  A 4=-2.22271e-008  A 6=-7.78824e-010  
A 8=-1.02146e-012  A10= 9.05549e-014  A12=-2.31917e-016  
第29面(回折面)
C 2=-1.38871e-004  C 4= 3.05998e-007  C 6=-3.36691e-009  
第30面
K =-9.68073e+000  A 4= 4.21267e-006  A 6= 3.96878e-008  
A 8=-1.12252e-010  A10= 2.35038e-013  A12= 1.53617e-015  
各種データ
焦点距離      16.48    24.00    33.95 
Fナンバー      2.91     2.91     2.91 
画角          52.70    42.04    32.51 
d 9           26.22    10.49     0.99 
d16            0.93     6.58    11.78 
d23           11.50     6.20     0.19 
【００５０】
（数値実施例２）
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       246.712    2.30   1.77250    49.6       49.16
2         21.684    9.73                         35.84
3        426.521    1.80   1.80400    46.6       35.01
4         36.953    0.16   1.51640    52.2       31.52
5*        42.521    7.02                         30.99
6        -71.206    1.60   1.77250    49.6       30.59
7        495.944    0.15                         30.62
8         54.279    4.50   1.72825    28.5       30.75
9       -187.617  (可変)                         30.39
10         56.510    1.30   1.80518    25.4       26.42
11         24.529    6.20   1.56732    42.8       26.72
12       -275.767    0.15                         27.31
13        112.755    2.55   1.80400    46.6       27.89
14        360.386    3.90                         28.12
15         59.137    4.20   1.62299    58.2       29.66
16        -71.678  (可変)                         29.64
17(絞り)    ∞       1.90                         24.89
18       -129.986    1.40   1.88300    40.8       24.47
19       -671.169    1.86                         24.32
20        -49.506    1.10   1.90366    31.3       24.23
21         89.850    4.50   1.92286    18.9       24.73
22*       -92.175    0.83                         25.12
23          ∞     (可変)                         25.10
24         60.482    1.20   1.84666    23.9       25.09
25         42.383    0.20                         24.75
26         21.130    6.50   1.48749    70.2       25.13
27        -65.057    0.20                         24.70
28       1089.271    1.20   1.83400    37.2       23.54
29(回折)   15.973    6.95   1.58313    59.4       22.63
30*       -99.255                                 23.14
非球面データ
第1面
K = 6.80273e+001  A 4= 1.77449e-005  A 6=-2.98598e-008  
A 8= 4.20411e-011  A10=-3.43840e-014  A12= 1.09582e-017  
第5面
K = 3.00620e+000  A 4= 2.06840e-005  A 6=-1.20085e-008  
A 8=-1.03876e-010  A10= 2.92622e-013  A12=-4.71360e-016  
第22面
K = 1.91671e+001  A 4= 2.12751e-006  A 6=-5.59247e-009  
A 8= 5.08730e-011  A10=-8.56586e-015  A12=-2.26945e-016  
第29面(回折面)
C 2=-9.63435e-005  C 4= 1.49958e-007  C 6=-2.75452e-009  
第30面
K =-2.62398e+001  A 4= 1.42365e-005  A 6= 6.57748e-008  
A 8=-3.67087e-011  A10= 1.56014e-013  A12= 4.90435e-015  
各種データ
焦点距離      16.48    24.01    33.95 
Fナンバー      2.91     2.91     2.91 
画角          52.70    42.03    32.51 
d 9           27.59    11.98     2.37 
d16            0.93     7.56    13.14 
d23           12.70     6.86     0.16 
【００５１】
（数値実施例３）
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       241.841    2.30   1.77250    49.6       50.01
2         21.342   10.33                         35.89
3      -2931.562    1.80   1.80400    46.6       35.24
4         34.274    0.16   1.51640    52.2       31.59
5*        45.178    4.95                         31.52
6       -245.096    1.60   1.83481    42.7       31.34
7        219.105    0.15                         31.08
8         43.900    4.50   1.80518    25.4       30.94
9        253.686  (可変)                         30.16
10         64.989    1.30   1.80518    25.4       24.45
11         24.529    5.70   1.56732    42.8       24.90
12       -210.325    0.15                         25.57
13         69.821    2.55   1.80400    46.6       26.42
14        503.543    6.39                         26.54
15         78.309    3.80   1.62299    58.2       27.94
16*       -83.475  (可変)                         27.91
17(絞り)    ∞       1.90                         24.42
18       -198.029    1.40   1.88300    40.8       24.01
19        161.330    1.86                         23.82
20        -50.660    1.10   1.76200    40.1       23.82
21         34.993    5.00   1.84666    23.8       24.74
22       -179.538    0.73                         25.08
23          ∞     (可変)                         25.26
24*        24.119    8.50   1.56384    60.7       25.83
25        -19.665    1.20   1.83400    37.2       25.80
26        -30.224    0.20                         25.84
27       -231.106    1.20   1.83400    37.2       24.41
28(回折)   15.884    6.95   1.61800    63.4       23.76
29*      -656.593                                 24.15
非球面データ
第1面
K = 7.06891e+001  A 4= 1.65970e-005  A 6=-2.75627e-008  
A 8= 3.69994e-011  A10=-3.06736e-014  A12= 1.02856e-017  
第5面
K = 5.11918e+000  A 4= 1.56334e-005  A 6=-3.87222e-008  
A 8=-6.42607e-011  A10= 2.33257e-013  A12=-8.23021e-016  
第16面
K = 3.98267e+000  A 4=-4.95014e-007  A 6= 8.39354e-010  
A 8=-2.02552e-012  A10= 1.09063e-013  A12=-3.37969e-016  
第24面
K =-6.29012e-001  A 4= 1.54969e-006  A 6=-4.82485e-009  
A 8= 7.16935e-012  A10=-3.50818e-014  A12= 1.17335e-016  
第28面(回折面)
C 2=-1.19327e-004  
第29面
K =-2.94321e+002  A 4= 1.78191e-005  A 6= 4.89413e-008  
A 8=-2.04329e-010  A10= 5.36861e-013  A12=-5.64474e-016  
各種データ
焦点距離      16.48    24.00    33.95 
Fナンバー      2.91     2.91     2.91 
画角          52.70    42.03    32.51 
d 9           23.85    10.19     2.31 
d16            0.93     6.65    11.76 
d23           12.35     6.26     0.13 
【００５２】
（数値実施例４）
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       641.627    2.30   1.58313    59.4       57.11
2         22.265   13.37                         39.86
3      -3092.678    1.80   1.88300    40.8       37.97
4         35.147    0.16   1.51640    52.2       33.23
5*        46.818    7.09                         32.69
6        -77.036    1.60   1.74400    44.8       32.50
7       1024.935    0.15                         32.52
8         48.936    4.50   1.80518    25.4       32.61
9      -2422.950  (可変)                         32.13
10         57.004    1.30   1.80518    25.4       24.78
11         24.529    6.20   1.56732    42.8       25.01
12       -114.293    0.15                         25.56
13        114.535    2.55   1.80400    46.6       26.04
14        229.658    4.35                         26.17
15         56.732    3.80   1.62299    58.2       27.30
16*       -74.786  (可変)                         27.24
17(絞り)    ∞       1.90                         24.28
18       -105.464    1.40   1.88300    40.8       23.84
19        196.553    1.86                         23.66
20        -45.002    1.10   1.76200    40.1       23.66
21         25.847    5.50   1.78470    26.3       24.90
22        -98.042    1.23                         25.19
23          ∞     (可変)                         25.48
24         37.158    8.50   1.51633    64.1       25.87
25        -20.449    1.20   1.84666    23.9       25.60
26        -30.551    0.20                         26.04
27        413.247    1.20   1.83400    37.2       24.20
28(回折)   26.725    6.95   1.51742    52.4       23.13
29       -360.016    0.20                         24.31
30        193.101    2.90   1.58313    59.4       24.63
31*     -1001.484                                 25.20
非球面データ
第1面
K = 6.72936e+001  A 4= 1.76336e-005  A 6=-2.35027e-008  
A 8= 3.32002e-011  A10=-2.73401e-014  A12= 1.11503e-017  
第5面
K = 3.83163e+000  A 4= 2.20481e-005  A 6=-5.42322e-009  
A 8=-9.28023e-011  A10= 3.52776e-013  A12=-5.43046e-016  
第16面
K = 6.78966e-001  A 4= 1.60837e-007  A 6=-1.54811e-009  
A 8= 4.84837e-012  A10= 6.44025e-014  A12=-3.00848e-016  
第28面(回折面)
C 2=-3.09599e-004  
第31面
K =-1.73994e+001  A 4= 1.08574e-005  A 6= 3.13078e-008  
A 8=-1.24047e-010  A10= 5.43286e-013  A12=-8.12756e-016  
各種データ
焦点距離      16.48    23.98    33.95 
Fナンバー      2.91     2.91     2.91 
画角          52.70    42.05    32.51 
d 9           27.53    10.67     0.21 
d16            0.93     4.90     7.10 
d23            7.96     4.37     0.36 
【００５３】
【表１】
0005473621.tif 000002
【００５４】
次に、本発明のズームレンズ（光学系）を用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を図９を用いて説明する。図９において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して形成される被写体像を記録（受光）するフィルムや固体撮像素子などの記録手段、１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系である。１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時には、クイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。
【００５５】
このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ交換レンズ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。
【００５６】
以上のように各実施例によれば固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
【符号の説明】
【００５７】
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      ＳＰ  絞り      ＩＰ  像面      ｄ  ｄ線      ｇ  ｇ線
ΔＭ  メリディオナル像面      ΔＳ  サジタル像面
【図３】
0005473621.tif 000003
【図８】
0005473621.tif 000004
【図１】
0005473621.tif 000005
【図２】
0005473621.tif 000006
【図４】
0005473621.tif 000007
【図５】
0005473621.tif 000008
【図６】
0005473621.tif 000009
【図７】
0005473621.tif 000010
【図９】
0005473621.tif 000011