【手続補正書】
【提出日】平成27年7月15日(2015.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を有する後群から構成され、
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レンズ群との間隔が拡大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が縮小し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記後群は全ズーム範囲において正の屈折力を有し、前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面との間に開口絞りが配置されており、
前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に、非球面形状のレンズ面を含む正レンズＧ３１、非球面形状のレンズ面を含む正レンズＧ３２、負レンズを有しており、
前記正レンズＧ３１の材料のｄ線における屈折率をｎｄ３１、前記正レンズＧ３２の材料のアッベ数と部分分散比をそれぞれνｄ３２、θｇＦ３２とするとき、
ｎｄ３１＞１．６３
νｄ３２＞６３．０
θｇＦ３２＋０．００５×νｄ３２＞０．５６７５
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】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端における前記後群の焦点距離をｆＲとするとき、
０．１＜ｆＲ／ｆｔ＜１．５
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】
前記正レンズＧ３１は両凸形状であ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】
前記第３レンズ群は３枚以上の正レンズを有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】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
１．２＜ｆ３／ｆｗ＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端と望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとするとき、
−１．３＜（ｆ２×ｆ３）／（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記正レンズＧ３１の焦点距離をｆ３１、前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面は凸形状で、光軸から離れるにつれて正の屈折力が弱まるような非球面形状であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面を通過する最大の入射高さにおける、前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面の近軸曲率半径の面のサグ量と前記非球面形状のサグ量の差をＳａｇ１ａとするとき、
０．０００８＜Ｓａｇ１ａ／ｆ３１＜０．０２００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記正レンズＧ３２の焦点距離をｆ３２、前記正レンズＧ３２の物体側のレンズ面は凸形状かつ非球面形状であり、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記正レンズＧ３２の物体側のレンズ面を通過する最大の入射高さにおける、前記正レンズＧ３２の物体側のレンズ面の近軸曲率半径の面のサグ量と前記非球面形状のサグ量の差をＳａｇ２ａとするとき、
０．０００１＜｜Ｓａｇ２ａ｜／ｆ３２＜０．０１２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
０．０３＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
０．２＜ｆ１／ｆｔ＜２．６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
広角端におけるＦナンバーをＦｎｏｗ、広角端と望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとするとき、
０．０５＜Ｆｎｏｗ／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
広角端および望遠端における前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとするとき、
１．５＜β２ｔ／β２ｗ＜２５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、望遠端における前記後群の焦点距離をｆＲ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
０．０４＜（ｆ１×ｆＲ）／ｆｔ２＜２．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面は凸形状で、光軸から離れるにつれて正の屈折力が弱まるような非球面形状であり、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面を通過する最大の入射高さにおける、前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面の近軸曲率半径の面のサグ量と前記非球面形状のサグ量の差をＳａｇ１ａ、
前記正レンズＧ３２の物体側のレンズ面は凸形状かつ非球面形状であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記正レンズＧ３２の物体側のレンズ面を通過する最大の入射高さにおける、前記正レンズＧ３２の物体側のレンズ面の近軸曲率半径の面のサグ量と前記非球面形状のサグ量の差をＳａｇ２ａ、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記正レンズＧ３１の像側のレンズ面を通過する最大の入射高さにおける、前記正レンズＧ３１の像側のレンズ面の近軸曲率半径の面のサグ量と前記非球面形状のサグ量の差をＳａｇ１ｂ、前記正レンズＧ３１および前記正レンズＧ３２の材料のｄ線における屈折率をそれぞれｎｄ３１、ｎｄ３２とするとき、
０．２＜｜Ｓａｇ１ａ−Ｓａｇ１ｂ｜×（ｎｄ３１−１）／（｜Ｓａｇ２ａ｜×（ｎｄ３２−１））＜１５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１５】
最も像側に配置されたレンズ群は広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側に凸状の軌跡を描いて移動することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１６】
前記後群は、正の屈折力の第４レンズ群から構成されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群から構成されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１８】
固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
広角端におけるＦナンバーをＦｎｏｗ、広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が前記正レンズＧ３１の物体側のレンズ面を通過する最大の入射高さをｈｇｔ３１ａ、像面における光線の最大入射高さをＹｍａｘとするとき、
０．３＜ｈｇｔ３１ａ／（Ｙｍａｘ×Ｆｎｏｗ）＜１．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１９に記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を有する後群から構成され、
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レンズ群との間隔が拡大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が縮小し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記後群は全ズーム範囲において正の屈折力を有し、前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面との間に開口絞りが配置されており、
前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に、非球面形状のレンズ面を含む正レンズＧ３１、非球面形状のレンズ面を含む正レンズＧ３２、負レンズを有しており、
前記正レンズＧ３１の材料のｄ線における屈折率をｎｄ３１、前記正レンズＧ３２の材料のアッベ数と部分分散比をそれぞれνｄ３２、θｇＦ３２とするとき、
ｎｄ３１＞１．６３
νｄ３２＞６３．０
θｇＦ３２＋０．００５×νｄ３２＞０．５６７５
なる条件式を満足することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施形態について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を有する後群から構成されている。全ズーム範囲にわたり後群は全体として正の屈折力を有している。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が拡大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が縮小し、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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
各実施例では、レンズ断面図に示した矢印のように各レンズ群を移動させて広角端から望遠端へのズーミングを行っている。このとき広角端に比べ望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が拡大し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が縮小し、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ようにしている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
第３レンズ群Ｌ３は物体側より像側へ順に、非球面形状のレンズ面を有する正レンズＧ３１と非球面形状のレンズ面を有する正レンズＧ３２を有している。正レンズＧ３１の材料のｄ線における屈折率をｎｄ３１、正レンズＧ３２の材料のアッベ数および部分分散比をそれぞれνｄ３２、θｇＦ３２とする。このとき、
ｎｄ３１＞１．６３        ・・・（１）
νｄ３２＞６３．０        ・・・（２）
θｇＦ３２＋０．００５×νｄ３２＞０．５６７５    ・・・（３）
なる条件式を満足している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置した正レンズＧ３１の材料を規定する。また条件式（２）と（３）は正レンズＧ３２の材料を規定している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
ｎｄ３１＞１．６６        ・・・（１ａ）
νｄ３２＞６５．０        ・・・（２ａ）
θｇＦ３２＋０．００５×νｄ３２＞０．５７０        ・・・（３ａ）
これによれば、波長による差を含めた球面収差の補正効果が高まり、高ズーム比で明るいＦｎｏのズームレンズの達成が容易となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
ｎｄ３１＞１．６８      ・・・（１ｂ）
νｄ３２＞６７．０      ・・・（２ｂ）
θｇＦ３２＋０．００５×νｄ３２＞０．５７３    ・・・（３ｂ）
本発明の効果を得る上で、条件式（１）、（２）に特に上限値に制約はないが、一般に入手容易な材料の制約等からあえて上限値を設定するなら、
ｎｄ３１＜２．１        ・・・（１ｃ）
νｄ３２＜１００        ・・・（２ｃ）
また、さらに
ｎｄ３１＜１．９５      ・・・（１ｄ）
νｄ３２＜９７          ・・・（２ｄ）
とするとさらに材料の入手性が容易となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
第３レンズ群において物体側より像面側へ順に、非球面を有する２つの正レンズＧ３１と正レンズＧ３２の焦点距離をそれぞれｆ３１、ｆ３２とする。正レンズＧ３１の物体側のレンズ面は光軸近傍で凸形状で、光軸から離れるにつれて、正の屈折力が弱まるような非球面形状である。正レンズＧ３２の物体側のレンズ面は凸形状でかつ非球面形状である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が正レンズＧ３１、正レンズＧ３２の物体側のレンズ面を通過する最大高さを基準とする。このとき正レンズＧ３１、正レンズＧ３２の物体側のレンズ面の近軸曲率半径の面のサグ量と非球面形状のサグ量の差をそれぞれＳａｇ１ａ、Ｓａｇ２ａとする。正レンズＧ３１の像面側のレンズ面は凸形状である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が正レンズＧ３１の像面側のレンズ面を通過する最大高さを基準とする。このとき正レンズＧ３１の像面側のレンズ面の近軸曲率半径のサグ量の該非球面形状のサグ量に対する差をＳａｇ１ｂとする。但し、サグ量はレンズ面頂点から光軸に対して立てた垂線からの距離と定義し、符号は該垂線から光の進行方向に測った量を正とする。近軸曲率半径の面からのサグ量をΔ（球）、非球面形状のサグ量をΔ（非）とするとき、サグ量の差Ｓａｇは
Ｓａｇ＝Δ（球）−Δ（非）
である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
各実施例のズームレンズを固体撮像素子を用いた撮像装置に用いたとする。このとき、広角端での全系のＦナンバーをＦｎｏｗとする。広角端および望遠端での第２レンズ群Ｌ２の横倍率をそれぞれβ２ｗおよびβ２ｔとする。広角端から望遠端へのズーミングに際して、軸上光線もしくは軸外光線が正レンズＧ３１の物体側面を通過する最大高さをｈｇｔ３１ａ、像面における光線の最大入射高さをＹｍａｘとする。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
０．１＜ｆＲ／ｆｔ＜１．５        ・・・（４）
１．２＜ｆ３／ｆｗ＜５．０        ・・・（５）
−１．３＜（ｆ２×ｆ３）／（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．１      ・・・（６）
０．０００８＜Ｓａｇ１ａ／ｆ３１＜０．０２００          ・・・（７）
０．０００１＜｜Ｓａｇ２ａ｜／ｆ３２＜０．０１２０      ・・・（８）
０．０３＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．６０                      ・・・（９）
０．２＜ｆ１／ｆｔ＜２．６                              ・・・（１０）
０．０５＜Ｆｎｏｗ／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．５０            ・・・（１１）
１．５＜β２ｔ／β２ｗ＜２５．０                        ・・・（１２）
０．０４＜（ｆ１×ｆＲ）／ｆｔ２＜２．６０              ・・・（１３）
０．２＜｜Ｓａｇ１ａ−Ｓａｇ１ｂ｜×（ｎｄ３１−１）／（｜Ｓａｇ２ａ｜×（ｎｄ３２−１））＜１５．０                                    ・・・（１４）
０．３＜ｈｇｔ３１ａ／（Ｙｍａｘ×Ｆｎｏｗ）＜１．０    ・・・（１５）
次に前述した条件式の技術的意味について説明する。条件式（４）は望遠端における後群ＬＲの焦点距離を規定する。望遠端では後群ＬＲを通過する軸外光束の光線高さが高くなる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
０．２＜ｆＲ／ｆｔ＜１．３      ・・・（４ａ）
１．６＜ｆ３／ｆｗ＜４．５      ・・・（５ａ）
−１．２＜（ｆ２×ｆ３）／（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．２    ・・・（６ａ）
０．００１＜Ｓａｇ１ａ／ｆ３１＜０．０１６            ・・・（７ａ）
０．０００１＜｜Ｓａｇ２ａ｜／ｆ３２＜０．０１００    ・・・（８ａ）
０．０５＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．５０                    ・・・（９ａ）
０．３＜ｆ１／ｆｔ＜２．３                            ・・・（１０ａ）
０．０８＜Ｆｎｏｗ／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．４５          ・・・（１１ａ）
１．７＜β２ｔ／β２ｗ＜２０．０                      ・・・（１２ａ）
０．０７＜（ｆ１×ｆＲ）／ｆｔ２＜２．４０            ・・・（１３ａ）
０．４５＜｜Ｓａｇ１ａ−Ｓａｇ１ｂ｜×（ｎｄ３１−１）／（｜Ｓａｇ２ａ｜×（ｎｄ３２−１））＜１２                                    ・・・（１４ａ）
０．４＜ｈｇｔ３１ａ／（Ｙｍａｘ×Ｆｎｏｗ）＜０．９  ・・・（１５ａ）
また、さらに好ましくは各条件式の数値範囲を次のごとく設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
０．２５＜ｆＲ／ｆｔ＜１．２                          ・・・（４ｂ）
２．０＜ｆ３／ｆｗ＜４．０                            ・・・（５ｂ）
−１．１０＜（ｆ２×ｆ３）／（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．２５・・・（６ｂ）
０．００１２＜Ｓａｇ１ａ／ｆ３１＜０．０１３０        ・・・（７ｂ）
０．０００２＜｜Ｓａｇ２ａ｜／ｆ３２＜０．００９０    ・・・（８ｂ）
０．０７＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．４５                    ・・・（９ｂ）
０．４＜ｆ１／ｆｔ＜２．０                            ・・・（１０ｂ）
０．１＜Ｆｎｏｗ／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．４              ・・・（１１ｂ）
１．９＜β２ｔ／β２ｗ＜１８．０                      ・・・（１２ｂ）
０．１＜（ｆ１×ｆＲ）／ｆｔ２＜２．２                ・・・（１３ｂ）
０．６＜｜Ｓａｇ１ａ−Ｓａｇ１ｂ｜×（ｎｄ３１−１）／（｜Ｓａｇ２ａ｜×（ｎｄ３２−１））＜９．０                                    ・・・（１４ｂ）
０．４５＜ｈｇｔ３１ａ／（Ｙｍａｘ×Ｆｎｏｗ）＜０．８５・・・（１５ｂ）
また正レンズＧ３１は両凸形状とするのが良い。これによれば、物体側と像面側の２つのレンズ面で正レンズの屈折力を分担させレンズ面の曲率を弱くすることができるため、球面収差の発生が少なくなる。