(57)【要約】【課題】十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、小型でありながら、高倍率で良好な光学性能を有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】物体側から順に、変倍時に固定の正の第１レンズ群Ｇ１と、少なくとも４つの移動レンズ群を含む５つ以上のレンズ群からなる後続部とからなり、第１レンズ群Ｇ１を第Ａ構成部ＳＡとし、第Ａ構成部ＳＡの最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、絞りを有するレンズ群を第Ｃ構成部ＳＣとし、第Ｃ構成部ＳＣは広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動した後に像側に移動し、第Ａ構成部ＳＡと第Ｃ構成部ＳＣの間を第Ｂ構成部ＳＢとし、第Ｂ構成部ＳＢは１つまたは２つの移動レンズ群からなり負の屈折力を有し、所定の条件式を満足するものとする。【選択図】図１
2018194750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、変倍時に像面に対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動する少なくとも４つの移動レンズ群を含む５つ以上のレンズ群からなる後続部とからなり、
前記第１レンズ群を第Ａ構成部とし、該第Ａ構成部の最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、
前記後続部は絞りを有するレンズ群を含み、該絞りを有するレンズ群を第Ｃ構成部とし、該第Ｃ構成部は広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動した後に像側に移動し、
前記第Ａ構成部と前記第Ｃ構成部の間を第Ｂ構成部とし、該第Ｂ構成部は１つまたは２つの前記移動レンズ群からなり広角端において全体として負の屈折力を有し、
前記第Ｂ構成部の望遠端の横倍率をβＴＢ、
前記第Ｂ構成部の広角端の横倍率をβＷＢ、
ズーム倍率をＺｒとしたとき、
１．３＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜５  …（１）
で表される条件式（１）を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第Ｃ構成部は、負の屈折力を有する
請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記後続部は、前記第Ｃ構成部の像側において２つ以上の正の屈折力を有する前記移動レンズ群を有する
請求項１または２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第Ｃ構成部の像側に隣接したレンズ群は正の屈折力を有する前記移動レンズ群であり、前記第Ｃ構成部の像側に隣接した前記移動レンズ群を第Ｄ構成部とし、
前記第Ｄ構成部の望遠端のガタ倍率をｇｔＴ、
前記第Ｄ構成部の広角端のガタ倍率をｇｔＷとしたとき、
１．２＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜３  …（２）
で表される条件式（２）を満足する
請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第Ｂ構成部の横倍率βＢが−１となる位置よりも広角側で、前記第Ｃ構成部が最も物体側に位置する
請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第Ｃ構成部は、最も物体側に絞りを有する
請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第Ｃ構成部は、絞りと、正レンズと、負レンズとからなる
請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第Ｂ構成部の焦点距離をｆＢ、
前記第Ａ構成部の焦点距離をｆＡとしたとき、
−１＜ｆＢ／ｆＡ＜０  …（３）
で表される条件式（３）を満足する
請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第Ｃ構成部の焦点距離をｆＣ、
前記第Ｂ構成部の焦点距離をｆＢとしたとき、
２＜ｆＣ／ｆＢ＜４  …（４）
で表される条件式（４）を満足する
請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第Ａ構成部は、
ｄ線に対するアッベ数をνｄ、
部分分散比をθｇＦとしたとき、
７０＜νｄ  …（５）
０．６４＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７１  …（６）
で表される条件式（５）および（６）を満足する正レンズを２つ以上有する
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Ｂ構成部は、物体側から順に、負の屈折力を有する前記移動レンズ群と、正の屈折力を有する前記移動レンズ群とからなる
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】
前記第Ｂ構成部の負の屈折力を有する前記移動レンズ群の焦点距離をｆＢ１、
前記第Ｂ構成部の正の屈折力を有する前記移動レンズ群の焦点距離をｆＢ２としたとき、
−１＜ｆＢ１／ｆＢ２＜０  …（７）
で表される条件式（７）を満足する
請求項１１記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記後続部の前記第Ｃ構成部より像側の部分は、物体側から順に、２つの正の屈折力を有する前記移動レンズ群と、変倍時に像面に対し固定される正の屈折力を有する固定レンズ群とからなる
請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項１４】
１．５＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜４  …（１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する
請求項１記載のズームレンズ。
【請求項１５】
１．５＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜２．５  …（２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する
請求項４記載のズームレンズ。
【請求項１６】
−０．５＜ｆＢ／ｆＡ＜−０．１  …（３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する
請求項８記載のズームレンズ。
【請求項１７】
２．５＜ｆＣ／ｆＢ＜３．７  …（４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する
請求項９記載のズームレンズ。
【請求項１８】
条件式（５）および（６）を満足する正レンズについて、
９０＜νｄ＜９９  …（５−１）
０．６５＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７０  …（６−１）
で表される条件式（５−１）および／または（６−１）を満足する
請求項１０記載のズームレンズ。
【請求項１９】
−０．５＜ｆＢ１／ｆＢ２＜−０．０５  …（７−１）
で表される条件式（７−１）を満足する
請求項１２記載のズームレンズ。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか１項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】
本発明は、映画撮影用カメラ、放送用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、および監視用カメラ等の電子カメラに好適なズームレンズ、ならびに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】
映画撮影用カメラ、放送用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、および監視用カメラ等の電子カメラに用いられるズームレンズとして、下記特許文献１〜３のズームレンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７１１４０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０２８２号公報
【特許文献３】特開２０１６−２０６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
映画撮影用カメラおよび放送用カメラ等の撮像装置では、小型でありながら、高倍率で良好な光学性能を有するズームレンズが要望されている。特に、機動性および操作性を重視した撮影形態に対して、小型化が強く要望されている。
【０００５】
特許文献１〜３のズームレンズは、５つ以上のレンズ群を可動させ、複数の群間隔を変化させることで、変倍に伴う収差変動の補正を行っている。しかしながら、特許文献１および２のズームレンズは、高倍率化が十分ではない。また、特許文献３のズームレンズは、バックフォーカスが短く、マウント交換式の放送用カメラや映画用カメラに装着できない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、小型でありながら、高倍率で良好な光学性能を有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍時に像面に対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動する少なくとも４つの移動レンズ群を含む５つ以上のレンズ群からなる後続部とからなり、第１レンズ群を第Ａ構成部とし、第Ａ構成部の最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、後続部は絞りを有するレンズ群を含み、絞りを有するレンズ群を第Ｃ構成部とし、第Ｃ構成部は広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動した後に像側に移動し、第Ａ構成部と第Ｃ構成部の間を第Ｂ構成部とし、第Ｂ構成部は１つまたは２つの移動レンズ群からなり広角端において全体として負の屈折力を有し、第Ｂ構成部の望遠端の横倍率をβＴＢ、第Ｂ構成部の広角端の横倍率をβＷＢ、ズーム倍率をＺｒとしたとき、条件式（１）を満足することを特徴とする。
１．３＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜５  …（１）
【０００８】
なお、条件式（１−１）を満足することが好ましい。
１．５＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜４  …（１−１）
【０００９】
本発明のズームレンズにおいては、第Ｃ構成部は、負の屈折力を有することが好ましい。
【００１０】
また、後続部は、第Ｃ構成部の像側において２つ以上の正の屈折力を有する移動レンズ群を有することが好ましい。
【００１１】
また、第Ｃ構成部の像側に隣接したレンズ群は正の屈折力を有する移動レンズ群であり、第Ｃ構成部の像側に隣接した移動レンズ群を第Ｄ構成部とし、第Ｄ構成部の望遠端のガタ倍率をｇｔＴ、第Ｄ構成部の広角端のガタ倍率をｇｔＷとしたとき、条件式（２）を満足することが好ましく、条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
１．２＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜３  …（２）
１．５＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜２．５  …（２−１）
【００１２】
ここで、ｇｔＴおよびｇｔＷは、下記式で表される。なお、第Ｄ構成部の望遠端の横倍率をβＴＤ、第Ｄ構成部よりも像側に位置する全てのレンズ群を合わせて第Ｅ構成部としたときの第Ｅ構成部の望遠端の横倍率をβＴＥ、第Ｄ構成部の広角端の横倍率をβＷＤ、第Ｄ構成部よりも像側に位置する全てのレンズ群を合わせて第Ｅ構成部としたときの第Ｅ構成部の広角端の横倍率をβＷＥとする。
ｇｔＴ＝（１−βＴＤ２）×βＴＥ２
ｇｔＷ＝（１−βＷＤ２）×βＷＥ２
【００１３】
また、第Ｂ構成部の横倍率βＢが−１となる位置よりも広角側で、第Ｃ構成部が最も物体側に位置することが好ましい。
【００１４】
また、第Ｃ構成部は、最も物体側に絞りを有することが好ましい。
【００１５】
また、第Ｃ構成部は、絞りと、正レンズと、負レンズとからなることが好ましい。
【００１６】
また、第Ｂ構成部の焦点距離をｆＢ、第Ａ構成部の焦点距離をｆＡとしたとき、条件式（３）を満足することが好ましく、条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
−１＜ｆＢ／ｆＡ＜０  …（３）
−０．５＜ｆＢ／ｆＡ＜−０．１  …（３−１）
【００１７】
また、第Ｃ構成部の焦点距離をｆＣ、第Ｂ構成部の焦点距離をｆＢとしたとき、条件式（４）を満足することが好ましく、条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
２＜ｆＣ／ｆＢ＜４  …（４）
２．５＜ｆＣ／ｆＢ＜３．７  …（４−１）
【００１８】
また、第Ａ構成部は、ｄ線に対するアッベ数をνｄ、部分分散比をθｇＦとしたとき、条件式（５）および（６）を満足する正レンズを２つ以上有することが好ましく、条件式（５）および（６）を満足する正レンズについて、条件式（５−１）および／または（６−１）を満足することがより好ましい。
７０＜νｄ  …（５）
９０＜νｄ＜９９  …（５−１）
０．６４＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７１  …（６）
０．６５＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７０  …（６−１）
【００１９】
また、第Ｂ構成部は、物体側から順に、負の屈折力を有する移動レンズ群と、正の屈折力を有する移動レンズ群とからなることが好ましい。
【００２０】
この場合、第Ｂ構成部の負の屈折力を有する移動レンズ群の焦点距離をｆＢ１、第Ｂ構成部の正の屈折力を有する移動レンズ群の焦点距離をｆＢ２としたとき、条件式（７）を満足することが好ましく、条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
−１＜ｆＢ１／ｆＢ２＜０  …（７）
−０．５＜ｆＢ１／ｆＢ２＜−０．０５  …（７−１）
【００２１】
また、後続部の第Ｃ構成部より像側の部分は、物体側から順に、２つの正の屈折力を有する移動レンズ群と、変倍時に像面に対し固定される正の屈折力を有する固定レンズ群とからなることが好ましい。
【００２２】
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ものである。
【００２３】
なお、上記「〜からなる」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやマスク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。
【００２４】
また、上記のレンズの面形状、屈折力の符号、および曲率半径は、非球面が含まれている場合は近軸領域で考えるものとする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍時に像面に対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動する少なくとも４つの移動レンズ群を含む５つ以上のレンズ群からなる後続部とからなり、第１レンズ群を第Ａ構成部とし、第Ａ構成部の最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、後続部は絞りを有するレンズ群を含み、絞りを有するレンズ群を第Ｃ構成部とし、第Ｃ構成部は広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動した後に像側に移動し、第Ａ構成部と第Ｃ構成部の間を第Ｂ構成部とし、第Ｂ構成部は１つまたは２つの移動レンズ群からなり広角端において全体として負の屈折力を有し、第Ｂ構成部の望遠端の横倍率をβＴＢ、第Ｂ構成部の広角端の横倍率をβＷＢ、ズーム倍率をＺｒとしたとき、条件式（１）を満足するものとしたので、十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、小型でありながら、高倍率で良好な光学性能を有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
１．３＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜５  …（１）
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるズームレンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図
【図２】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３】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４】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５】本発明の実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例１のズームレンズの各収差図
【図７】本発明の実施例２のズームレンズの各収差図
【図８】本発明の実施例３のズームレンズの各収差図
【図９】本発明の実施例４のズームレンズの各収差図
【図１０】本発明の実施例５のズームレンズの各収差図
【図１１】本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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は本発明の一実施形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。図１に示す構成例は、後述の実施例１のズームレンズの構成と共通である。図１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
【００２８】
また、図１では、上段に広角端の状態を示し、光束として軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂを記入し、中段に中間位置の状態を示し、光束として軸上光束ｍａおよび最大画角の光束ｍｂを記入し、下段に望遠端の状態を示し、光束として軸上光束ｔａおよび最大画角の光束ｔｂを記入している。これらはいずれも無限遠物体に合焦した状態を示している。ここで、中間位置は、移動レンズ群で構成される第Ｃ構成部が最も物体側に移動した位置である。
【００２９】
なお、ズームレンズが撮像装置に搭載される際には、撮像装置の仕様に応じた各種フィルタおよび／または保護用のカバーガラスを備えることが好ましいため、図１ではこれらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。しかし、光学部材ＰＰの位置は図１に示すものに限定されないし、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
【００３０】
本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、変倍時に像面Ｓｉｍに対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動する少なくとも４つの移動レンズ群を含む５つ以上のレンズ群からなる後続部とからなる。
【００３１】
このように、最も物体側の第１レンズ群Ｇ１を正の屈折力を有するレンズ群とすることにより、レンズ系全長の短縮が可能となり、小型化に有利となる。また、変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定することで、変倍による重心移動を少なくすることができる。  
【００３２】
また、第１レンズ群Ｇ１を第Ａ構成部ＳＡとし、第Ａ構成部ＳＡの最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、後続部は開口絞りＳｔを有するレンズ群を含み、開口絞りＳｔを有するレンズ群を第Ｃ構成部ＳＣとし、第Ｃ構成部ＳＣは広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動した後に像側に移動し、第Ａ構成部ＳＡと第Ｃ構成部ＳＣの間を第Ｂ構成部ＳＢとし、第Ｂ構成部ＳＢは１つまたは２つの移動レンズ群からなり広角端において全体として負の屈折力を有する。
【００３３】
第Ａ構成部ＳＡについて、負レンズを最も物体側に配置することによって、物体側から２番目以降のレンズへの軸外光線の入射角を抑えることができるため、広角化に有利となる。
【００３４】
第Ｂ構成部ＳＢについて、負の屈折力を有することで、変倍の主な作用を担う。    
【００３５】
第Ｃ構成部ＳＣについて、広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動した後に像側に移動することで、開口絞りＳｔよりも物体側にあり主な変倍作用を担う第Ｂ構成部ＳＢの移動ストロークを稼ぐことができるため、高倍率化に有利となる。また、広角端よりも望遠側で開口絞りＳｔが物体側に移動するように構成すれば、軸外光束の入射高を抑えることができ、第Ａ構成部ＳＡ（第１レンズ群Ｇ１）の小型化に有利となる。
【００３６】
また、第Ｂ構成部ＳＢの望遠端の横倍率をβＴＢ、第Ｂ構成部ＳＢの広角端の横倍率をβＷＢ、ズーム倍率をＺｒとしたとき、条件式（１）を満足するように構成されている。条件式（１）を満足するように、開口絞りＳｔを含む第Ｃ構成部ＳＣよりも物体側の第Ｂ構成部ＳＢの変倍作用を適切に設定することによって、高倍率化と高性能化を両立させることができる。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、第Ｂ構成部ＳＢの変倍効率を確保し、高倍率化に有利となる。また、変倍効率を稼ぐためには、ズーム移動量を増やすかバリエータ群である第Ｂ構成部ＳＢの屈折力を強くしなければならないが、高倍率化と小型化を両立するためにはズーム移動量を抑えつつバリエータ群の負の屈折力を強くする必要があり、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、全長を短く保ちつつ、バックフォーカスを確保することを容易にする。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、第Ｂ構成部ＳＢの変倍作用が大きくなり過ぎるのを防ぎ、変倍時の収差変動の抑制に有利となる。なお、下記条件式（１−１）および／または（１−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
１．３＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜５  …（１）
１．５＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜４  …（１−１）
１．７＜βＴＢ／βＷＢ／Ｚｒ＜３．５  …（１−２）
【００３７】
本実施形態のズームレンズにおいては、第Ｃ構成部ＳＣは、負の屈折力を有することが好ましい。このような構成にすることによって、開口絞りＳｔよりも物体側にあり主な変倍作用を担う第Ｂ構成部ＳＢの移動ストロークを稼ぐことができるため、高倍率化に有利となる。また、全系のバックフォーカスの確保に有利となる。
【００３８】
また、後続部は、第Ｃ構成部ＳＣの像側において２つ以上の正の屈折力を有する移動レンズ群を有することが好ましい。このような構成にすることによって、正の屈折力で結像作用を担いつつ、変倍による球面収差、像面湾曲、非点収差、および倍率色収差の変動を良好に補正することができる。
【００３９】
また、第Ｃ構成部ＳＣの像側に隣接したレンズ群は正の屈折力を有する移動レンズ群であり、第Ｃ構成部ＳＣの像側に隣接した移動レンズ群を第Ｄ構成部ＳＤとし、第Ｄ構成部ＳＤの望遠端のガタ倍率をｇｔＴ、第Ｄ構成部ＳＤの広角端のガタ倍率をｇｔＷとしたとき、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、第Ｄ構成部ＳＤの望遠側の結像位置の補正効果が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、望遠側の移動量を抑え、全系の小型化に有利となる。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、第Ｄ構成部ＳＤの望遠側の結像位置の補正効果が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、結像位置の高精度の制御が不要となる。なお、下記条件式（２−１）および／または（２−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
１．２＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜３  …（２）
１．５＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜２．５  …（２−１）
１．６＜ｇｔＴ／ｇｔＷ＜２．４  …（２−２）
【００４０】
また、第Ｂ構成部ＳＢの横倍率βＢが−１となる位置よりも広角側で、第Ｃ構成部ＳＣが最も物体側に位置することが好ましい。最も物体側の正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１からなる第Ａ構成部ＳＡが変倍時に像面Ｓｉｍに対し固定される場合、第Ｂ構成部ＳＢの横倍率βＢ＝−１となる位置と広角端の間において、第Ａ構成部ＳＡを通る軸外主光線が最も高くなる。従って、第Ｂ構成部ＳＢの横倍率βＢ＝−１となる位置と広角端の間において、第Ｃ構成部ＳＣが最も物体側に位置することによって、第Ａ構成部ＳＡの小型化に有利となる。
【００４１】
また、第Ｃ構成部ＳＣは、最も物体側に開口絞りＳｔを有することが好ましい。開口絞りＳｔが第Ｃ構成部ＳＣの最も物体側に位置することによって、広角側の軸外光束の入射高を小さくすることができるため、第Ａ構成部ＳＡの小型化に有利となる。
【００４２】
また、第Ｃ構成部ＳＣは、開口絞りＳｔと、正レンズと、負レンズとからなることが好ましい。第Ｃ構成部ＳＣは、変倍による像面位置の変動を主に補正する作用を担い、第Ｃ構成部ＳＣに正レンズと負レンズを備えることで、球面収差および軸上色収差を良好に補正することができる。
【００４３】
また、第Ｂ構成部ＳＢの焦点距離をｆＢ、第Ａ構成部ＳＡの焦点距離をｆＡとしたとき、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、変倍作用を担う第Ｂ構成部ＳＢの屈折力を確保し、高倍率化を容易にすることができる。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、第Ｂ構成部ＳＢの変倍作用が大きくなり過ぎるのを防ぎ、変倍時の収差変動の抑制を容易にすることができる。または、第Ａ構成部ＳＡの屈折力が弱くなり過ぎるのを防ぎ、第Ａ構成部ＳＡの小型化に寄与する。なお、下記条件式（３−１）および／または（３−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−１＜ｆＢ／ｆＡ＜０  …（３）
−０．５＜ｆＢ／ｆＡ＜−０．１  …（３−１）
−０．３＜ｆＢ／ｆＡ＜−０．１５  …（３−２）
【００４４】
また、第Ｃ構成部の焦点距離をｆＣ、第Ｂ構成部の焦点距離をｆＢとしたとき、条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、変倍作用を担う第Ｂ構成部ＳＢの屈折力を確保し、高倍率化を容易にすることができる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、第Ｂ構成部ＳＢの変倍作用が大きくなり過ぎるのを防ぎ、変倍時の収差変動の抑制を容易にすることができる。なお、下記条件式（４−１）および／または（４−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
２＜ｆＣ／ｆＢ＜４  …（４）
２．５＜ｆＣ／ｆＢ＜３．７  …（４−１）
３＜ｆＣ／ｆＢ＜３．５  …（４−２）
【００４５】
また、第Ａ構成部ＳＡは、ｄ線に対するアッベ数をνｄ、部分分散比をθｇＦとしたとき、条件式（５）および（６）を満足する正レンズを２つ以上有することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、広角側の倍率色収差や望遠側の軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、軸上色収差を良好に補正しながら、必要な屈折率を確保して球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。また、条件式（５）とともに条件式（６）を満足することによって、２次スペクトルを良好に補正できる。なお、条件式（５）および（６）を満足する正レンズについて、条件式（５−１）および／または（６−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
７０＜νｄ  …（５）
９０＜νｄ＜９９  …（５−１）
０．６４＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７１  …（６）
０．６５＜θｇＦ＋０．００１６２５×νｄ＜０．７０  …（６−１）
【００４６】
また、第Ｂ構成部ＳＢは、物体側から順に、負の屈折力を有する移動レンズ群と、正の屈折力を有する移動レンズ群とからなることが好ましい。このような構成とすることによって、負の屈折力で変倍作用を担いつつ、変倍による球面収差、像面湾曲、非点収差、および倍率色収差の変動を良好に補正することができる。
【００４７】
この場合、第Ｂ構成部ＳＢの負の屈折力を有する移動レンズ群の焦点距離をｆＢ１、第Ｂ構成部ＳＢの正の屈折力を有する移動レンズ群の焦点距離をｆＢ２としたとき、条件式（７）を満足することが好ましい。後述の実施例１，２，４，５では、第Ｂ構成部ＳＢのうち、第２レンズ群Ｇ２が負の屈折力を有し、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力を有する。条件式（７）の下限以下とならないようにすることによって、第Ｂ構成部ＳＢの変倍作用が弱くなり過ぎるのを防ぎ、高倍率化に有利となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることによって、第Ｂ構成部ＳＢの変倍作用が強くなり過ぎるのを防ぎ、変倍時の収差変動の抑制に有利となる。なお、下記条件式（７−１）および／または（７−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−１＜ｆＢ１／ｆＢ２＜０  …（７）
−０．５＜ｆＢ１／ｆＢ２＜−０．０５  …（７−１）
−０．２＜ｆＢ１／ｆＢ２＜−０．０７  …（７−２）
【００４８】
また、後続部の第Ｃ構成部ＳＣより像側の部分は、物体側から順に、２つの正の屈折力を有する移動レンズ群と、変倍時に像面Ｓｉｍに対し固定される正の屈折力を有する固定レンズ群とからなることが好ましい。このような構成とすることによって、２つの正の移動レンズ群が結像作用を担いつつ、変倍による球面収差、像面湾曲、非点収差、および倍率色収差の変動を良好に補正することができる。また、最も像側に正の固定レンズ群を有することで倍率色収差の補正を効果的に行うことができる。
【００４９】
また、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
【００５０】
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。
まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。図１および後述の実施例２〜５に対応した図２〜５においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、上段に広角端の状態を示し、光束として軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂを記入し、中段に中間位置の状態を示し、光束として軸上光束ｍａおよび最大画角の光束ｍｂを記入し、下段に望遠端の状態を示し、光束として軸上光束ｔａおよび最大画角の光束ｔｂを記入している。これらはいずれも無限遠物体に合焦した状態を示している。ここで、中間位置は、移動レンズ群で構成される第Ｃ構成部が最も物体側に移動した位置である。
【００５１】
実施例１のズームレンズは、物体側から順に、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｅの５枚のレンズから構成される第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｄの４枚のレンズから構成される第２レンズ群Ｇ２と、レンズＬ３ａおよびレンズＬ３ｂの２枚のレンズから構成される第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔおよびレンズＬ４ａおよびレンズＬ４ｂの２枚のレンズから構成される第４レンズ群Ｇ４と、レンズＬ５ａ〜レンズＬ５ｄの４枚のレンズから構成される第５レンズ群Ｇ５と、レンズＬ６ａ〜レンズＬ６ｄの４枚のレンズから構成される第６レンズ群Ｇ６と、レンズＬ７ａのみの１枚のレンズから構成される第７レンズ群Ｇ７とから構成されている。
【００５２】
第Ａ構成部ＳＡは第１レンズ群Ｇ１のみから構成され、第Ｂ構成部ＳＢは第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３から構成され、第Ｃ構成部ＳＣは第４レンズ群Ｇ４のみから構成され、第Ｄ構成部ＳＤは第５レンズ群Ｇ５のみから構成され、第Ｅ構成部ＳＥは第６レンズ群Ｇ６および第７レンズ群Ｇ７から構成されている。
【００５３】
実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、変化する面間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜５についても基本的に同様である。
【００５４】
表１のレンズデータにおいて、面番号の欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像面側に向かうに従い順次増加する面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））における屈折率を示し、νの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））におけるアッベ数を示し、θｇＦの欄には各光学要素の部分分散比を示す。
【００５５】
なお、部分分散比θｇＦは下記式で表される。
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、
ｎｇ：ｇ線における屈折率
ｎＦ：Ｆ線における屈折率
ｎＣ：Ｃ線における屈折率
とする。
【００５６】
また、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像面側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍時および合焦時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[面番号]と記載している。このＤＤ[面番号]に対応する数値は表３に示している。
【００５７】
表２の諸元に関するデータに、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、バックフォーカスＢｆ´、ＦナンバーＦＮｏ．、全画角２ω（°）の値を示す。
【００５８】
表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。表４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、下記式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍの値である。
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、非球面深さＺｄにおけるΣはｍに関する総和を意味する。
【００５９】
基本レンズデータ、諸元に関するデータ、および変化する面間隔に関するデータにおいて、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。
【００６０】
【表１】
2018194750.tif 000003
【００６１】
【表２】
2018194750.tif 000004
【００６２】
【表３】
2018194750.tif 000005
【００６３】
【表４】
2018194750.tif 000006
【００６４】
実施例１のズームレンズの各収差図を図６に示す。なお、図６中の上段左側から順に広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示し、図６中の中段左側から順に中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示し、図６中の下段左側から順に望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。これらの収差図は、物体距離を無限遠としたときの状態を示す。球面収差、非点収差、および歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、およびｇ線(波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル）)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、および灰色の実線で示す。非点収差図にはサジタル方向およびタンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線および短破線で示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、およびｇ線(波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル）)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、および灰色の実線で示す。なお、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。
【００６５】
次に、実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図２に示す。実施例２のズームレンズの群構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、変化する面間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図７に示す。
【００６６】
【表５】
2018194750.tif 000007
【００６７】
【表６】
2018194750.tif 000008
【００６８】
【表７】
2018194750.tif 000009
【００６９】
【表８】
2018194750.tif 000010
【００７０】
次に、実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。
【００７１】
実施例３のズームレンズは、物体側から順に、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｅの５枚のレンズから構成される第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｆの６枚のレンズから構成される第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔおよびレンズＬ３ａおよびレンズＬ３ｂの２枚のレンズから構成される第３レンズ群Ｇ３と、レンズＬ４ａ〜レンズＬ４ｄの４枚のレンズから構成される第４レンズ群Ｇ４と、レンズＬ５ａ〜レンズＬ５ｄの４枚のレンズから構成される第５レンズ群Ｇ５と、レンズＬ６ａのみの１枚のレンズから構成される第６レンズ群Ｇ６とから構成されている。
【００７２】
第Ａ構成部ＳＡは第１レンズ群Ｇ１のみから構成され、第Ｂ構成部ＳＢは第２レンズ群Ｇ２のみから構成され、第Ｃ構成部ＳＣは第３レンズ群Ｇ３のみから構成され、第Ｄ構成部ＳＤは第４レンズ群Ｇ４のみから構成され、第Ｅ構成部ＳＥは第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６から構成されている。
【００７３】
また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、変化する面間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図８に示す。
【００７４】
【表９】
2018194750.tif 000011
【００７５】
【表１０】
2018194750.tif 000012
【００７６】
【表１１】
2018194750.tif 000013
【００７７】
【表１２】
2018194750.tif 000014
【００７８】
次に、実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。実施例４のズームレンズの群構成は、実施例１のズームレンズと同じである。実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、変化する面間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、回折光学面係数に関するデータを表１７に、各収差図を図９に示す。
【００７９】
表１７の回折光学面係数に関するデータには、回折光学面の面番号と、回折光学面に関する回折光学面係数を示す。表９の回折光学面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。レンズに施された回折光学面は、基本形状となる巨視的なレンズ形状と、回折光学面が持つべき光路長の付加量を光軸Ｚからの高さｈの関数で示した光路差関数Φ（ｈ）とにより表される。回折光学面係数は、下記式で表される光路差関数Φ（ｈ）における各係数Ｐｋの値である。
Φ（ｈ）＝λ／（２π）×ΣＰｋ・ｈｋ
ただし、
Φ（ｈ）：光路差関数（回折光学面が持つ光路長の付加量）
λ：波長
Ｐｋ：回折光学面係数
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
であり、光路差関数Φ（ｈ）におけるΣはｋに関する総和を意味する。
【００８０】
【表１３】
2018194750.tif 000015
【００８１】
【表１４】
2018194750.tif 000016
【００８２】
【表１５】
2018194750.tif 000017
【００８３】
【表１６】
2018194750.tif 000018
【００８４】
【表１７】
2018194750.tif 000019
【００８５】
次に、実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。実施例５のズームレンズの群構成は、実施例１のズームレンズと同じである。実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１８に、諸元に関するデータを表１９に、変化する面間隔に関するデータを表２０に、非球面係数に関するデータを表２１に、回折光学面係数に関するデータを表２２に、各収差図を図１０に示す。
【００８６】
【表１８】
2018194750.tif 000020
【００８７】
【表１９】
2018194750.tif 000021
【００８８】
【表２０】
2018194750.tif 000022
【００８９】
【表２１】
2018194750.tif 000023
【００９０】
【表２２】
2018194750.tif 000024
【００９１】
実施例１〜５のズームレンズの条件式（１）〜（７）に対応する値を表２３に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表２３に示す値はこの基準波長におけるものである。
【００９２】
【表２３】
2018194750.tif 000025
【００９３】
以上のデータから、実施例１〜５のズームレンズは全て、条件式（１）〜（７）を満たしており、下記式を満たす十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、小型でありながら、３０倍以上の高倍率で良好な光学性能を有するズームレンズであることが分かる。
Ｂｆｗ／ｆｗ≧３
ただし、
Ｂｆｗ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算長）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
とする。
【００９４】
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１１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１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、映画撮影用カメラ、放送用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、または監視用カメラ等を挙げることができる。
【００９５】
撮像装置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１１では、ズームレンズ１が備える第１レンズ群Ｇ１〜第７レンズ群Ｇ７を概略的に図示している。
【００９６】
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）または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。
【００９７】
撮像装置１０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の変倍を制御するズーム制御部７とを備えている。なお、図１１では１つの撮像素子３のみ図示しているが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置であってもよい。
【００９８】
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、およびアッベ数は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【符号の説明】
【００９９】
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    ズーム制御部
１０    撮像装置
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｇ５    第５レンズ群
Ｇ６    第６レンズ群
Ｇ７    第７レンズ群
Ｌ１ａ〜Ｌ７ａ    レンズ
ｍａ    中間位置における軸上光束
ｍｂ    中間位置における最大画角の光束
ＰＰ    光学部材
ＳＡ    第Ａ構成部
ＳＢ    第Ｂ構成部
ＳＣ    第Ｃ構成部
ＳＤ    第Ｄ構成部
ＳＥ    第Ｅ構成部
Ｓｉｍ    像面
Ｓｔ    開口絞り
ｔａ    望遠端における軸上光束
ｔｂ    望遠端における最大画角の光束
ｗａ    広角端における軸上光束
ｗｂ    広角端における最大画角の光束
Ｚ    光軸
【図１】
2018194750.tif 000026
【図２】
2018194750.tif 000027
【図３】
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【図４】
2018194750.tif 000029
【図５】
2018194750.tif 000030
【図６】
2018194750.tif 000031
【図７】
2018194750.tif 000032
【図８】
2018194750.tif 000033
【図９】
2018194750.tif 000034
【図１０】
2018194750.tif 000035
【図１１】
2018194750.tif 000036