(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群との６つのレンズ群から実質的に構成され、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第６レンズ群が像面に対して固定され、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔が変化し、
前記第５レンズ群が、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズおよび両凹レンズが物体側からこの順に接合された接合レンズとから実質的に構成されることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、２組の接合レンズとから実質的に構成されるか、あるいは、前記第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、１組の接合レンズと、正レンズと、負レンズとから実質的に構成されることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群との６つのレンズ群から実質的に構成され、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第６レンズ群が像面に対して固定され、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の間隔が変化し、
前記第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、２組の接合レンズとから実質的に構成されるか、あるいは、前記第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、１組の接合レンズと、正レンズと、負レンズとから実質的に構成されることを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
下記条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
Ｄ３Ｔ＜Ｄ３Ｗ  …  （１）
ただし、
Ｄ３Ｔ：望遠端での前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ３Ｗ：広角端での前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の空気間隔
【請求項５】
下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
Ｄ５Ｔ＜Ｄ５Ｗ  …  （２）
ただし、
Ｄ５Ｔ：望遠端での前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ５Ｗ：広角端での前記第５レンズ群と前記第６レンズ群の光軸上の空気間隔
【請求項６】
下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ  …  （３）
ただし、
Ｄ２Ｗ：広角端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ２Ｔ：望遠端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の光軸上の空気間隔
【請求項７】
下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．８＜ｆ６／ｆ５＜１．３  …  （４）
ただし、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項８】
下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
１．５＜ｆｔ／ｆ１＜３．０  …  （５）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項９】
下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
−４．０＜ｆｔ／ｆ２＜−０．５  …  （６）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
【請求項１０】
前記第５レンズ群の最も像側のレンズ面より物体側に絞りが配設され、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記絞りが前記第５レンズ群と一体的に移動することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第２レンズ群が、少なくとも１面に非球面を有し、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズから実質的に構成されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項１２】
下記条件式（４−１）を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．９＜ｆ６／ｆ５＜１．２  …  （４−１）
ただし、
ｆ６：前記第６レンズ群の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項１３】
下記条件式（５−１）を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
１．８＜ｆｔ／ｆ１＜２．５  …  （５−１）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項１４】
下記条件式（６−１）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
−３．０＜ｆｔ／ｆ２＜−０．６  …  （６−１）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズを備えた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、ズームレンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラ、監視用カメラ、映画撮影用カメラ、放送用カメラ等への搭載に好適なズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ズームレンズ、特に映画撮影用カメラ、放送用カメラに適したズームレンズとしては、４つのレンズ群からなり、各レンズ群の屈折力の符号を物体側から順に、正負正正、もしくは正負負正とし、変倍の際にそのうちの２つのレンズ群を相対的に移動させたものが広く知られている。また、変倍の際に相対的に移動させるレンズ群の数を増やしたものも提案されており、例えば、下記特許文献１〜３には、各レンズ群の屈折力の符号を物体側から順に、正負負正正、もしくは正負正正正とした５群構成のズームレンズが記載されており、下記特許文献４、５には、各レンズ群の屈折力の符号を物体側から順に、正負正正負正とした６群構成の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】特開平１０−３１１５７号公報
【特許文献２】特開２０００−２６７００３号公報
【特許文献３】特開２００９−１２８４９１号公報
【特許文献４】特開平１０−２６８１９４号公報
【特許文献５】特開平１１−７２７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の上記分野のカメラでは、レンズ系とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子とを組み合わせて使用することが一般的である。年々進化している撮像素子の高画素化に対応可能なように、レンズ系に対しても高画質な画像を取得可能なように高性能化が求められている。また、上記分野のカメラでは屋内等の低照度の条件下でも良好に撮影可能なようにＦナンバーが小さいことも求められている。高性能化や小さなＦナンバーを実現するためにレンズ枚数を増加させることが考えられるが、映画撮影用カメラ、放送用カメラ等では使用者がカメラを肩に載せて使用したり、携行したりすることが多いことから、安易な装置の大型化は市場では容認されにくく、コンパクト性を維持することが要望される。【０００５】
近年の上記要望に応えるために、特許文献１、２に記載のズームレンズについてはＦナンバーをより小さくすること、特許文献３に記載のズームレンズについてはレンズ系の全長の短縮やコンパクト化、特許文献４、５に記載のズームレンズについては望遠側の明るさ不足の改善やさらなる高性能化が望まれる。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、コンパクト性を維持しつつ、小さなＦナンバーと高性能化が実現されたズームレンズ、およびこのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群との６つのレンズ群から実質的に構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第６レンズ群が像面に対して固定され、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が変化し、第５レンズ群と第６レンズ群の間隔が変化し、第５レンズ群が、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズおよび両凹レンズが物体側からこの順に接合された接合レンズとから実質的に構成されることを特徴とするものである。
本発明の第２のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、正の屈折力を有する第６レンズ群との６つのレンズ群から実質的に構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群と第６レンズ群が像面に対して固定され、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が変化し、第５レンズ群と第６レンズ群の間隔が変化し、第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、２組の接合レンズとから実質的に構成されるか、あるいは、第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、１組の接合レンズと、正レンズと、負レンズとから実質的に構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のズームレンズにおいては、以下の条件式（１）〜（６）、（４−１）、（５−１）、（６−１）のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式（１）〜（６）、（４−１）、（５−１）、（６−１）のいずれか一つを満足するものでもよく、あるいは任意の組合せを満足するものでもよい。
Ｄ３Ｔ＜Ｄ３Ｗ  …  （１）
Ｄ５Ｔ＜Ｄ５Ｗ  …  （２）
Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ  …  （３）
０．８＜ｆ６／ｆ５＜１．３  …  （４）
０．９＜ｆ６／ｆ５＜１．２  …  （４−１）
１．５＜ｆｔ／ｆ１＜３．０  …  （５）
１．８＜ｆｔ／ｆ１＜２．５  …  （５−１）
−４．０＜ｆｔ／ｆ２＜−０．５  …  （６）
−３．０＜ｆｔ／ｆ２＜−０．６  …  （６−１）
ただし、
Ｄ３Ｔ：望遠端での第３レンズ群と第４レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ３Ｗ：広角端での第３レンズ群と第４レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ５Ｔ：望遠端での第５レンズ群と第６レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ５Ｗ：広角端での第５レンズ群と第６レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ２Ｗ：広角端での第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ２Ｔ：望遠端での第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の空気間隔
ｆ６：第６レンズ群の焦点距離
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離【０００９】
本発明のズームレンズにおいては、第５レンズ群の最も像側のレンズ面より物体側に絞りが配設され、広角端から望遠端への変倍の際に、絞りが第５レンズ群と一体的に移動することが好ましい。【００１０】
本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群が、少なくとも１面に非球面を有し、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズから実質的に構成されることが好ましい。【００１１】
本発明のズームレンズにおいては、第５レンズ群が、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズおよび両凹レンズが物体側からこの順に接合された接合レンズとから実質的に構成されることが好ましい。【００１２】
本発明のズームレンズにおいては、第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、２組の接合レンズとから実質的に構成されるか、あるいは、第３レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、１組の接合レンズと、正レンズと、負レンズとから実質的に構成されることが好ましい。【００１３】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。【００１４】
なお、上記各「レンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけではなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。【００１５】
なお、上記の「実質的に構成され」とは、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。【００１６】
なお、上記の屈折力の符号やレンズの面形状は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のズームレンズによれば、６つのレンズ群からなるように構成し、レンズ群の屈折力の配列を好適に設定し、変倍の際の固定群の設定および各レンズ群間隔の変化を好適に設定しているため、コンパクト性を維持しつつ、小さなＦナンバーと高性能化を実現することができる。【００１８】
本発明の撮像装置によれば、本発明のズームレンズを備えているため、装置を大型化することなく、高画質の画像を取得可能であり、低照度の条件下でも良好に撮影可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るズームレンズの広角端におけるレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｌ）は本発明の実施例１のズームレンズの各収差図
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｌ）は本発明の実施例２のズームレンズの各収差図
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｌ）は本発明の実施例３のズームレンズの各収差図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｌ）は本発明の実施例４のズームレンズの各収差図
【図１０】本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明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に、本発明の一実施形態に係るズームレンズの広角端における断面図を示す。図１に示す例は後述の実施例１に対応している。
【００２１】
本実施形態のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６との６つのレンズ群から実質的に構成される。
【００２２】
なお、ズームレンズが撮像装置に搭載される際には、撮像素子の撮像面を保護するカバーガラスや、撮像装置の仕様に応じた色分解プリズム等のプリズム、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタを備えるように撮像装置を構成することが好ましいため、図１では、これらを想定した光学部材ＧＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示しているが、光学部材ＧＰは本発明のズームレンズに必須の構成要素ではない。
【００２３】
本実施形態のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１と第６レンズ群Ｇ６が像面Ｓｉｍに対して固定され、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が広がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が変化するように構成される。
【００２４】
一方、従来、物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動して変倍に伴う結像位置の移動を補正する負の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群とからなる、正負負正タイプの４群ズームレンズが知られている。
【００２５】
本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、正負負負正正のレンズ群が配列されており、上記従来の正負負正タイプの４群ズームレンズの第２レンズ群と第４レンズ群をそれぞれ２つのレンズ群に分割して改良を加えたものと捉えることができる。概略的には、上記従来の４群ズームレンズの負の屈折力を有する第２レンズ群を分割して本実施形態のズームレンズの負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を形成し、上記従来の４群ズームレンズの正の屈折力を有する第４レンズ群を分割して本実施形態のズームレンズの正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６を形成したと考えることができる。
【００２６】
このように、従来の１つのレンズ群を分割して２つのレンズ群を形成するにあたり、本実施形態では分割前のレンズ群と同符号の屈折力を有する２つのレンズ群を形成するようにしている。これにより、分割後の各レンズ群の屈折力を極端に強くすることなく諸収差を良好に補正することができる。仮に、上記従来の４群ズームレンズの負の屈折力を有する第２レンズ群を分割して、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群の２つのレンズ群を形成した場合は、分割後の第２レンズ群の負の屈折力を強くしなくてはならず、諸収差の良好な補正が困難となる。
【００２７】
上記従来の４群ズームレンズの第２レンズ群を、本実施形態では分割して第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３という２つのレンズ群を形成し、変倍の際にこれら２つのレンズ群を相対的に移動させることにより、変倍の際の諸収差の変動を抑えることができる。
【００２８】
また、上記従来の４群ズームレンズの変倍の際に固定されている第４レンズ群を、本実施形態では分割して第５レンズ群Ｇ５、第６レンズ群Ｇ６という２つのレンズ群を形成し、さらに第５レンズ群Ｇ５を変倍の際に移動させるよう構成することにより、レンズ系の全長を長くすることなく第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４の光軸方向の可動範囲を大きく取ることができ、高いズーム倍率を維持しながら各レンズ群の屈折力を抑え、諸収差の良好な補正を容易とすることができる。また、球面収差や軸上色収差の良好な補正も容易となるため、Ｆナンバーを小さくすることも容易となる。
【００２９】
上記構成の本実施形態のズームレンズによれば、コンパクト性および高いズーム倍率を維持しつつ、Ｆナンバーが小さく、諸収差が良好に補正され、変倍の際の諸収差の変動も抑制されて、高画質の画像を取得可能な高い光学性能を実現することができる。
【００３０】
なお、変倍の際に移動するレンズ群としては、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５の３つのレンズ群でもよく、あるいは第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５の３つのレンズ群でもよく、または第２レンズ群Ｇ２〜第５レンズ群Ｇ５の４つのレンズ群でもよい。変倍の際に４つのレンズ群が移動する場合は、変倍の際の諸収差の変動をより抑制することができる。
【００３１】
本実施形態のズームレンズは、下記条件式（１）〜（６）のいずれか１つ、または任意の組合せを満足することが好ましい。
Ｄ３Ｔ＜Ｄ３Ｗ  …  （１）
Ｄ５Ｔ＜Ｄ５Ｗ  …  （２）
Ｄ２Ｗ＜Ｄ２Ｔ  …  （３）
０．８＜ｆ６／ｆ５＜１．３  …  （４）
１．５＜ｆｔ／ｆ１＜３．０  …  （５）
−４．０＜ｆｔ／ｆ２＜−０．５  …  （６）
ただし、
Ｄ３Ｔ：望遠端での第３レンズ群と第４レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ３Ｗ：広角端での第３レンズ群と第４レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ５Ｔ：望遠端での第５レンズ群と第６レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ５Ｗ：広角端での第５レンズ群と第６レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ２Ｗ：広角端での第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の空気間隔
Ｄ２Ｔ：望遠端での第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の空気間隔
ｆ６：第６レンズ群の焦点距離
ｆ５：第５レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
【００３２】
条件式（１）を満足することにより、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の光軸上の空気間隔を広角端よりも望遠端で狭くすることができ、ズーム倍率を大きくすることができる。
【００３３】
条件式（２）を満足することにより、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の光軸上の空気間隔を広角端よりも望遠端で狭くすることができ、レンズ系の全長を長くすることなく第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４の光軸方向の可動範囲を大きく取ることができ、高いズーム倍率を維持しながら各レンズ群の屈折力を抑え、諸収差の良好な補正を容易とすることができる。また、球面収差や軸上色収差の良好な補正も容易となるため、Ｆナンバーを小さくすることも容易となる。
【００３４】
条件式（３）を満足することにより、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の光軸上の空気間隔を望遠端よりも広角端で狭くすることができ、広角端での第１レンズ群Ｇ１のレンズの有効径の小径化、および望遠端での球面収差の良好な補正に有利となる。
【００３５】
条件式（４）の下限を満たさないと、第６レンズ群Ｇ６のレンズ径が大きくなってしまう。条件式（４）の上限を満たさないと、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間にプリズムやフィルタ等を配置するために必要な適切な長さのバックフォーカスを確保することが困難になる。また、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間には、焦点距離変換光学系が挿入されることがあるため、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５を合成した合成光学系は略アフォーカル光学系とすることが好ましいが、条件式（４）を満足しないと、この合成光学系を略アフォーカル光学系とすることが困難となる。条件式（４）を満足することにより、第６レンズ群Ｇ６のレンズ径の大型化を抑制することができ、適切な長さのバックフォーカスを確保することができ、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間に焦点距離変換光学系を挿入して焦点距離を変換することが可能となる。
【００３６】
上記事情から、条件式（４）に代えて下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．９＜ｆ６／ｆ５＜１．２  …  （４−１）
【００３７】
条件式（５）の下限を満たさないと、レンズ系の全長が増大する。条件式（５）の上限を満たさないと、望遠端での球面収差が悪化する。条件式（５）を満足することにより、レンズ系の小型化と望遠端での球面収差の良好な補正が容易になる。
【００３８】
上記事情から、条件式（５）に代えて下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
１．８＜ｆｔ／ｆ１＜２．５  …  （５−１）
【００３９】
条件式（６）の下限を満たさないと、広角端での歪曲収差と結像領域周辺部の像面湾曲が悪化する。条件式（６）の上限を満たさないと、変倍の際の収差変動を補正する効果が弱くなる。条件式（６）を満足することにより、広角端での歪曲収差と結像領域周辺部の像面湾曲の良好な補正、および変倍の際の収差変動の良好な補正が容易になる。
【００４０】
上記事情から、条件式（６）に代えて下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
−３．０＜ｆｔ／ｆ２＜−０．６  …  （６−１）
【００４１】
本実施形態のズームレンズを構成する各レンズ群は例えば、以下に述べるような構成を採ることができる。まず、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、フォーカスの際に固定され負の屈折力を有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスの際に物体側から像側へ移動する正の屈折力を有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂと、フォーカスの際に固定され正の屈折力を有する第１Ｃレンズ群Ｇ１Ｃとからなるように構成することができる。このような構成を採った場合は、フォーカスの際の収差変動と倍率変動を抑制することができる。
【００４２】
例えば図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は上記３つのレンズ群からなるように構成されており、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ１１、両凹レンズであるレンズＬ１２、両凸レンズであるレンズＬ１３からなり、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂは、物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ１４、両凹レンズであるレンズＬ１５および両凸レンズであるレンズＬ１６を物体側からこの順に接合した接合レンズからなり、第１Ｃレンズ群Ｇ１Ｃは、物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ１７、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであるレンズＬ１８からなる。第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂを、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび両凸レンズを接合した接合レンズからなるように構成することで、フォーカスの際の収差変動の抑制がより容易になる。
【００４３】
第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズは、非球面レンズとしてもよく、そのようにした場合は、主に広角端での歪曲収差を良好に補正することができる。また、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズは、非球面レンズとしてもよく、そのようにした場合は、望遠端での球面収差を抑制することができる。例えば、図１に示す例では、レンズＬ１１の物体側の面とレンズＬ１８の物体側の面が非球面である。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ１が上記のようなレンズＬ１１〜Ｌ１８からなる場合、レンズＬ１６、Ｌ１７に異常分散材料を用いるようにしてもよく、そのようにした場合は、特に望遠側の色収差を良好に補正することができる。第１レンズ群Ｇ１が上記のようなレンズＬ１１〜Ｌ１８からなる場合、レンズＬ１６、Ｌ１７の材料のｄ線に対するアッベ数が８０より大きくなるように設定してもよく、そのようにした場合は、特に望遠側の色収差を良好に補正することができる。
【００４５】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズからなることが好ましく、このようにした場合は、望遠側で球面収差の良好な補正が容易となる。さらに、第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズからなり、少なくとも１面に非球面を有することが好ましく、このようにした場合は、広角側で歪曲収差の良好な補正が可能となり、像面湾曲の良好な補正が容易となる。例えば図１に示す例の第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ２１のみからなる。
【００４６】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、２組の接合レンズとからなることが好ましい。あるいは、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、１組の接合レンズと、正レンズと、負レンズとからなることが好ましい。第３レンズ群Ｇ３の上記いずれの好ましい構成を採った場合も、変倍の際の収差変動を抑制することができる。なお、第３レンズ群Ｇ３の上記２つの好ましい構成における接合レンズとは、正レンズおよび負レンズを含むものであり、前者の構成における物体側の接合レンズおよび後者の構成における接合レンズは、正レンズ、負レンズが物体側からこの順に接合されたものであることが好ましい。これにより、特に望遠側の球面収差、像面湾曲が補正しやすくなる。また、前者および後者の構成における像側から１、２番目の２枚のレンズは、物体側から順に、正レンズ、負レンズの順にあることが好ましい。これにより、変倍の際の収差変動を抑制しやすくなる。
【００４７】
例えば図１に示す例の第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ３１、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズであるレンズＬ３２および両凹レンズであるレンズＬ３３を物体側からこの順に接合した接合レンズ、両凸レンズであるレンズＬ３４および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ３５を物体側からこの順に接合した接合レンズからなる。
【００４８】
第４レンズ群Ｇ４は、例えば、正レンズおよび負レンズを含む１組の接合レンズからなるように構成することができ、このようにした場合は、小型化を図りながら、変倍の際の収差変動の抑制に貢献することができる。例えば図１に示す例の第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズであるレンズＬ４１および両凸レンズであるレンズＬ４２を物体側からこの順に接合した接合レンズからなる。
【００４９】
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズおよび両凹レンズを物体側からこの順に接合した接合レンズとからなることが好ましく、このようにした場合は、球面収差や軸上色収差の良好な補正が可能となる。
【００５０】
例えば図１に示す例の第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ５１、両凸レンズであるレンズＬ５２および両凹レンズであるレンズＬ５３を物体側からこの順に接合した接合レンズからなる。
【００５１】
また、第５レンズ群Ｇ５の最も物体側のレンズは、非球面レンズとしてもよく、そのようにした場合は、球面収差を抑制して小さなＦナンバーのレンズ系とすることに有利となる。例えば、図１に示す例では、レンズＬ５１の物体側の面が非球面である。
【００５２】
第６レンズ群Ｇ６は、例えば、物体側から順に、正レンズと、２組の接合レンズと、正レンズとからなるように構成することができる。なお、上記第６レンズ群Ｇ６の採りうる構成における接合レンズとは、正レンズおよび負レンズを含むものであり、これら正レンズと負レンズの接合レンズ内の物体側からの順は問わない。
【００５３】
例えば図１に示す例の第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ６１、両凸レンズであるレンズＬ６２および両凹レンズであるレンズＬ６３を物体側からこの順に接合した接合レンズ、両凸レンズであるレンズＬ６４および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ６５を物体側からこの順に接合した接合レンズ、両凸レンズであるレンズＬ６６からなる。
【００５４】
第６レンズ群Ｇ６が上記のようなレンズＬ６１〜Ｌ６６からなる場合、レンズＬ６４に異常分散材料を用いるようにしてもよく、そのようにした場合は、軸上色収差を良好に補正することができる。第６レンズ群Ｇ６が上記のようなレンズＬ６１〜Ｌ６６からなる場合、レンズＬ６４の材料のｄ線に対するアッベ数が７１より大きくなるように設定してもよく、そのようにした場合は、軸上色収差を良好に補正することができる。
【００５５】
また、本実施形態のズームレンズにおいては、開口絞りＳｔは、第５レンズ群Ｇ５の最も像側のレンズ面より物体側に配置され、広角端から望遠端への変倍の際に、開口絞りＳｔが第５レンズ群Ｇ５と一体的に移動することが好ましい。このようにした場合は、開口絞りＳｔより物体側のレンズの有効径の増大を防ぎ、変倍の際に移動するレンズ群の移動量を大きくとることができる。
【００５６】
例えば図１に示す例の開口絞りＳｔは、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間に配置されており、このようにした場合は、変倍の際に開口絞りＳｔと第５レンズ群Ｇ５を一体的に移動させることが容易になり、また、レンズの有効径の増大を抑制する点で有利となる。なお、図１に示す開口絞りＳｔは大きさや形状を表すものではなく、光軸上での位置を示すものである。
【００５７】
以上、図１に示す例を参照しながら説明したが、本発明のズームレンズの各レンズ群を構成するレンズ枚数やレンズ形状は図１に示す例に限定されず、他の構成のものも採用可能である。また、上述した好ましい構成や可能な構成は、任意の組合せが可能であり、ズームレンズに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。
【００５８】
次に、本発明のズームレンズの具体的な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を図２に示す。図２では、左側にそれぞれＷ、Ｍ、Ｔという記号が付された上段、中段、下段に、それぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各レンズ群の配置と構成を示している。また、上段と中段の間、中段と下段の間には、変倍の際に移動する各レンズ群の概略的な移動軌跡を矢印で示している。
【００５９】
実施例１のズームレンズの群構成としては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６との６つのレンズ群から構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１と第６レンズ群Ｇ６が像面Ｓｉｍに対して固定され、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が広がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔が変化し、開口絞りＳｔは第５レンズ群Ｇ５と一体的に移動するように構成されている。広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２〜第５レンズ群Ｇ５の４つのレンズ群が光軸方向に移動する。
【００６０】
実施例１のズームレンズの各レンズ群内のレンズの概略構成および開口絞りＳｔの位置は、実施形態の説明において図１に示す例として説明した通りである。また、図２においても、第６レンズ群Ｇ６と像面Ｓｉｍの間に、プリズムや各種フィルタ等を想定した光学部材ＧＰを配置した例を示している。
【００６１】
実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。
【００６２】
【表１】
0005841270.tif 000002
【００６３】
【表２】
0005841270.tif 000003
【００６４】
【表３】
0005841270.tif 000004
【００６５】
表１において、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。
【００６６】
表１の曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状の場合を正とし、像側に凸面を向けた面形状の場合を負としている。表１には、開口絞りＳｔおよび光学部材ＧＰ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。Ｄｉの最下欄の値は、光学部材ＧＰの像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。
【００６７】
表１のＤｉの欄に記載されている、ＤＤ［１５］、ＤＤ［１７］、ＤＤ［２５］、ＤＤ［２８］、ＤＤ［３４］は変倍の際に間隔が変化する可変面間隔であり、それぞれ第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔、第４レンズ群Ｇ４と開口絞りＳｔの間隔、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔に対応する。
【００６８】
表２に、広角端、中間焦点距離状態（表２では中間と略して記載）、望遠端それぞれにおけるｄ線に対する諸元と上記可変面間隔の値を示す。表２のｆ’は全系の焦点距離、Ｂｆ’は空気換算距離でのバックフォーカス、ＦＮｏ．はＦナンバー、２ωは全画角（単位は度）である。
【００６９】
なお、表１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３に、これら各非球面の非球面係数を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０−ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…１６）の値である。下式におけるΣはｍの項に関する和を意味する。
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（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１６）
【００７０】
表１〜表３では、所定の桁でまるめた数値を記載している。表１〜表３において、長さの単位としてｍｍ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。
【００７１】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）にそれぞれ、広角端における実施例１のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図６（Ｅ）〜図６（Ｈ）にそれぞれ、中間焦点距離状態における実施例１のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図６（Ｉ）〜図６（Ｌ）にそれぞれ、望遠端における実施例１のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図６（Ａ）〜図６（Ｌ）は全て無限遠物体合焦時のものである。図６の上段、中段、下段の左側に付された記号Ｗ、Ｍ、Ｔはそれぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端を意味している。
【００７２】
各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図にはＣ線（波長６５６．２７ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）についての収差も示し、倍率色収差図ではＣ線、Ｆ線、ｇ線についての収差を示している。非点収差図ではサジタル方向、タンジェンシャル方向それぞれに関する収差を実線、破線で示しており、線種の説明にそれぞれ（Ｓ）、（Ｔ）という記号を記入している。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバー、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００７３】
上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるため、以下では重複説明を省略する。
【００７４】
＜実施例２＞
図３に実施例２のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例２のズームレンズの群構成、各レンズ群内のレンズの概略構成および開口絞りの位置は、上述した実施例１のものと同様である。表４、表５、表６にそれぞれ、実施例２のズームレンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔、非球面係数を示す。図７（Ａ）〜図７（Ｌ）に実施例２のズームレンズの各収差図を示す。
【００７５】
【表４】
0005841270.tif 000005
【００７６】
【表５】
0005841270.tif 000006
【００７７】
【表６】
0005841270.tif 000007
【００７８】
＜実施例３＞
図４に実施例３のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例３のズームレンズの群構成、各レンズ群内のレンズの概略構成および開口絞りの位置は、上述した実施例１のものと同様である。表７、表８、表９にそれぞれ、実施例３のズームレンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔、非球面係数を示す。図８（Ａ）〜図８（Ｌ）に実施例３のズームレンズの各収差図を示す。
【００７９】
【表７】
0005841270.tif 000008
【００８０】
【表８】
0005841270.tif 000009
【００８１】
【表９】
0005841270.tif 000010
【００８２】
＜実施例４＞
図５に実施例４のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例４のズームレンズの群構成、各レンズ群内のレンズの概略構成および開口絞りの位置は、上述した実施例１のものと略同様であるが、レンズＬ３４とレンズＬ３５が接合されていない点が実施例１のものと異なる。表１０、表１１、表１２にそれぞれ、実施例４のズームレンズの基本レンズデータ、諸元と可変面間隔、非球面係数を示す。図９（Ａ）〜図９（Ｌ）に実施例４のズームレンズの各収差図を示す。
【００８３】
【表１０】
0005841270.tif 000011
【００８４】
【表１１】
0005841270.tif 000012
【００８５】
【表１２】
0005841270.tif 000013
【００８６】
上記実施例１〜４のズームレンズのｄ線に対する各レンズ群の焦点距離と条件式（１）〜（３）に関係する値および条件式（４）〜（６）の対応値を表１３に示す。表１３のｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離、ｆ５は第５レンズ群Ｇ５の焦点距離、ｆ６は第６レンズ群Ｇ６の焦点距離である。
【００８７】
【表１３】
0005841270.tif 000014
【００８８】
以上のデータからわかるように、実施例１〜４のズームレンズは、広角端でのＦナンバーが１．８５と小さく、広角端での全画角が７５°程度と大きく、ズーム比が１６．５倍ありながらも、コンパクトに構成され、各収差が良好に補正されて高い性能を有するものである。
【００８９】
次に、図１０を参照しながら、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１０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を用いたテレビカメラ１０の概略構成図を示す。なお、図１０では、ズームレンズ１が備える第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂ、第１Ｃレンズ群Ｇ１Ｃ、第２レンズ群Ｇ２〜第６レンズ群Ｇ６を概略的に図示している。
【００９０】
テレビカメラ１０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ローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された色分解プリズムの各プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと、各プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの端面に設けられた撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを備えている。撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ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やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ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。
【００９１】
テレビカメラ１０はまた、撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ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の変倍を制御するズーム制御部７と、ズームレンズ１のフォーカスを制御するフォーカス制御部８を備えている。なお、図１０に示すテレビカメラ１０は、３つの撮像素子を有するいわゆる３ＣＣＤ方式の撮像装置であるが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、１つの撮像素子で全波長帯域を撮像するものでもよい。また、図１０では、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂを移動させてフォーカスを制御し、第２レンズ群Ｇ２〜第５レンズ群Ｇ５を移動させて変倍を制御する例を示しているが、本発明においてフォーカスや変倍に用いられるレンズ群は必ずしも図１０に示すものに限定されない。
【００９２】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態およ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、非球面係数の値は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【００９３】
また、撮像装置の実施形態では、テレビカメラを例に挙げ図を示して説明したが、本発明の撮像装置はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ、監視用カメラ、映画撮影用カメラ、放送用カメラ等の撮像装置に本発明を適用することも可能である。
【図１】
0005841270.tif 000015
【図２】
0005841270.tif 000016
【図３】
0005841270.tif 000017
【図４】
0005841270.tif 000018
【図５】
0005841270.tif 000019
【図６】
0005841270.tif 000020
【図７】
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【図８】
0005841270.tif 000022
【図９】
0005841270.tif 000023
【図１０】
0005841270.tif 000024