(57)【要約】【課題】  軽量でありながら、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、変倍時に移動する負の第２レンズ群Ｇ２と、変倍時に移動する正の第３レンズ群Ｇ３と、変倍時に固定の正の第４レンズ群Ｇ４とからなり、第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から順に連続して、負の第１ａレンズＬ１ａと、負の第１ｂレンズＬ１ｂと、負の第１ｃレンズＬ１ｃとを有し、所定の条件式を満足するものとする。【選択図】図１
2018180439.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負の屈折力を有する第２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正の屈折力を有する第３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第４レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負の屈折力を有する第１ａレンズと、負の屈折力を有する第１ｂレンズと、負の屈折力を有する第１ｃレンズとを有し、
前記第１ａレンズの比重をｄ、
前記第１ａレンズの屈折率をＮｄ、
前記第１ａレンズの像側面の曲率半径をＲ１ｒ、
前記第１ｂレンズの物体側面の曲率半径をＲ２ｆとしたとき、
２＜ｄ＜４．２  …（１）
１．４３＜Ｎｄ＜１．７５  …（２）
−１＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．１  …（３）
で表される条件式（１）〜（３）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１レンズ群は、物体側から順に、合焦時に像面に対し固定される負の屈折力を有する第１レンズ群前群と、合焦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正の屈折力を有する第１レンズ群中群と、合焦時に像面に対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群後群とからなる
請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１ａレンズの物体側面の曲率半径をＲ１ｆとしたとき、
０．５＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０．８  …（４）
で表される条件式（４）を満足する
請求項１または２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
−４．４＜ｆ１／ｆ２＜−１．５  …（５）
で表される条件式（５）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１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、
前記第１レンズ群前群の焦点距離をｆ１ａとしたとき、
−０．９２＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．１  …（６）
で表される条件式（６）を満足する
請求項２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１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、
前記第１レンズ群前群と前記第１レンズ群中群の合成焦点距離をｆ１ａ＿１ｂとしたとき、
−０．４８＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．１  …（７）
で表される条件式（７）を満足する
請求項２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１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、
前記第１レンズ群中群の焦点距離をｆ１ｂとしたとき、
０．１７＜ｆ１／ｆ１ｂ＜０．２１  …（８）
で表される条件式（８）を満足する
請求項２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１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、
前記第１レンズ群後群の焦点距離をｆ１ｃとしたとき、
０．６７＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９  …（９）
で表される条件式（９）を満足する
請求項２から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項９】
２＜ｄ＜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１０】
１．４３＜Ｎｄ＜１．７  …（２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する
請求項１記載のズームレンズ。
【請求項１１】
−０．９＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．４  …（３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する
請求項１記載のズームレンズ。
【請求項１２】
０．５６＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０．７５  …（４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する
請求項３記載のズームレンズ。
【請求項１３】
−３．７＜ｆ１／ｆ２＜−２．３  …（５−１）
で表される条件式（５−１）を満足する
請求項４記載のズームレンズ。
【請求項１４】
−０．８２＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．４  …（６−１）
で表される条件式（６−１）を満足する
請求項５記載のズームレンズ。
【請求項１５】
−０．４５＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．２２  …（７−１）
で表される条件式（７−１）を満足する
請求項６記載のズームレンズ。
【請求項１６】
０．１７＜ｆ１／ｆ１ｂ＜０．２  …（８−１）
で表される条件式（８−１）を満足する
請求項７記載のズームレンズ。
【請求項１７】
０．６７＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．８３  …（９−１）
で表される条件式（９−１）を満足する
請求項８記載のズームレンズ。
【請求項１８】
請求項１から１７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１〜４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２０１６−１４８１６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２１９９９号公報
【特許文献３】特開２０１３−２２１９７６号公報
【特許文献４】特開平６−５９１９１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、軽量でありながら、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軽量化が強く要望されている。
【０００５】
しかしながら、軽量化に伴い、諸収差が大きくなって十分な光学性能を達成することが難しくなり、また高倍率化を達成することも難しくなる傾向がある。特許文献１〜３に記載のレンズ系は、近年要望されている水準に対して倍率色収差が十分小さくない。また、特許文献１〜４に記載のレンズ系は、近年要望されている水準に対して十分な倍率ではない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、軽量でありながら、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負の屈折力を有する第２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正の屈折力を有する第３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第４レンズ群とからなり、第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負の屈折力を有する第１ａレンズと、負の屈折力を有する第１ｂレンズと、負の屈折力を有する第１ｃレンズとを有し、第１ａレンズの比重をｄ、第１ａレンズの屈折率をＮｄ、第１ａレンズの像側面の曲率半径をＲ１ｒ、第１ｂレンズの物体側面の曲率半径をＲ２ｆとしたとき、条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする。
２＜ｄ＜４．２  …（１）
１．４３＜Ｎｄ＜１．７５  …（２）
−１＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．１  …（３）
【０００８】
なお、条件式（１−１）〜（３−２）の１つもしくは複数の組合せを満足することが好ましい。
２＜ｄ＜４  …（１−１）
２＜ｄ＜３．８  …（１−２）
１．４３＜Ｎｄ＜１．７  …（２−１）
１．４３＜Ｎｄ＜１．６９５  …（２−２）
−０．９＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．４  …（３−１）
−０．８＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．５５  …（３−２）
【０００９】
本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群は、物体側から順に、合焦時に像面に対し固定される負の屈折力を有する第１レンズ群前群と、合焦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正の屈折力を有する第１レンズ群中群と、合焦時に像面に対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群後群とからなることが好ましい。
【００１０】
また、第１ａレンズの物体側面の曲率半径をＲ１ｆ、第１ａレンズの像側面の曲率半径をＲ１ｒ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。
０．５＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０．８  …（４）
０．５６＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０．７５  …（４−１）
【００１１】
また、第１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、条件式（５）を満足することが好ましく、条件式（５−１）および／または（５−２）を満足することがより好ましい。
−４．４＜ｆ１／ｆ２＜−１．５  …（５）
−３．７＜ｆ１／ｆ２＜−２．３  …（５−１）
−３．２＜ｆ１／ｆ２＜−２．９  …（５−２）
【００１２】
また、第１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群前群の焦点距離をｆ１ａとしたとき、条件式（６）を満足することが好ましく、条件式（６−１）および／または（６−２）を満足することがより好ましい。
−０．９２＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．１  …（６）
−０．８２＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．４  …（６−１）
−０．７３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．６５  …（６−２）
【００１３】
また、第１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群前群と第１レンズ群中群の合成焦点距離をｆ１ａ＿１ｂ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）および／または（７−２）を満足することがより好ましい。
−０．４８＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．１  …（７）
−０．４５＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．２２  …（７−１）
−０．４２＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．３４  …（７−２）
【００１４】
また、第１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群中群の焦点距離をｆ１ｂとしたとき、条件式（８）を満足することが好ましく、条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
０．１７＜ｆ１／ｆ１ｂ＜０．２１  …（８）
０．１７＜ｆ１／ｆ１ｂ＜０．２  …（８−１）
【００１５】
また、第１レンズ群の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群後群の焦点距離をｆ１ｃとしたとき、条件式（９）を満足することが好ましく、条件式（９−１）および／または（９−２）を満足することがより好ましい。
０．６７＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９  …（９）
０．６７＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．８３  …（９−１）
０．６８＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．７６  …（９−２）
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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】
【００１９】
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負の屈折力を有する第２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正の屈折力を有する第３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第４レンズ群とからなり、第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負の屈折力を有する第１ａレンズと、負の屈折力を有する第１ｂレンズと、負の屈折力を有する第１ｃレンズとを有し、第１ａレンズの比重をｄ、第１ａレンズの屈折率をＮｄ、第１ａレンズの像側面の曲率半径をＲ１ｒ、第１ｂレンズの物体側面の曲率半径をＲ２ｆとしたとき、条件式（１）〜（３）を満足するものとしたので、軽量でありながら、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。
２＜ｄ＜４．２  …（１）
１．４３＜Ｎｄ＜１．７５  …（２）
−１＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．１  …（３）
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図９】本発明の実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図１０】本発明の実施例１のズームレンズの各収差図
【図１１】本発明の実施例２のズームレンズの各収差図
【図１２】本発明の実施例３のズームレンズの各収差図
【図１３】本発明の実施例４のズームレンズの各収差図
【図１４】本発明の実施例５のズームレンズの各収差図
【図１５】本発明の実施例６のズームレンズの各収差図
【図１６】本発明の実施例７のズームレンズの各収差図
【図１７】本発明の実施例８のズームレンズの各収差図
【図１８】本発明の実施例９のズームレンズの各収差図
【図１９】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】
【００２１】
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レンズ構成を示す断面図を示す。図１では、広角端状態を示し、さらに移動レンズ群の移動軌跡を矢印で示している。なお、図１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では紙面左側が物体側、紙面右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示している。また、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。
【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。
【００２３】
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負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２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正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３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第４レンズ群Ｇ４とからなる。
【００２４】
第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から順に連続して、負の屈折力を有する第１ａレンズＬ１ａと、負の屈折力を有する第１ｂレンズＬ１ｂと、負の屈折力を有する第１ｃレンズＬ１ｃとを有する。このように最も物体側から順に連続して３枚の負レンズを配置することによって、負のパワーを分担させ、球面収差の発生を抑制できる。
【００２５】
また、第１ａレンズＬ１ａの比重をｄ、第１ａレンズＬ１ａの屈折率をＮｄ、第１ａレンズＬ１ａの像側面の曲率半径をＲ１ｒ、第１ｂレンズＬ１ｂの物体側面の曲率半径をＲ２ｆとしたとき、条件式（１）〜（３）を満足するように構成されている。
２＜ｄ＜４．２  …（１）
１．４３＜Ｎｄ＜１．７５  …（２）
−１＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．１  …（３）
【００２６】
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、材料が柔らかくなり、傷がつきやすくなるの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、質量の増加を抑制することができる。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。
２＜ｄ＜４  …（１−１）
２＜ｄ＜３．８  …（１−２）
【００２７】
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、広角端における歪曲収差を抑制することができる。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、アッベ数の大きな材料を選択することが可能となり、広角端における倍率色収差の発生を抑制することができる。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。
１．４３＜Ｎｄ＜１．７  …（２−１）
１．４３＜Ｎｄ＜１．６９５  …（２−２）
【００２８】
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、望遠端における球面収差を低減することができる。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、広角端における歪曲収差を低減することができる。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。
−０．９＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．４  …（３−１）
−０．８＜（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）＜−０．５５  …（３−２）
【００２９】
本実施形態のズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、合焦時に像面Ｓｉｍに対し固定される負の屈折力を有する第１レンズ群前群Ｇ１ａと、合焦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正の屈折力を有する第１レンズ群中群Ｇ１ｂと、合焦時に像面Ｓｉｍに対し固定される正の屈折力を有する第１レンズ群後群Ｇ１ｃ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、望遠端における合焦時の球面収差変動を低減できる。
【００３０】
また、第１ａレンズＬ１ａの物体側面の曲率半径をＲ１ｆ、第１ａレンズＬ１ａの像側面の曲率半径をＲ１ｒ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、広角端における歪曲収差を低減することができる。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、望遠端における球面収差を低減することができる。なお、下記条件式（４−１）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。
０．５＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０．８  …（４）
０．５６＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０．７５  …（４−１）
【００３１】
また、第１レンズ群Ｇ１の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、条件式（５）を満足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、変倍時の球面収差変動、非点収差変動、およびディストーション変動を抑制することができる。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、高倍率とすることができる。なお、下記条件式（５−１）および／または（５−２）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。
−４．４＜ｆ１／ｆ２＜−１．５  …（５）
−３．７＜ｆ１／ｆ２＜−２．３  …（５−１）
−３．２＜ｆ１／ｆ２＜−２．９  …（５−２）
【００３２】
また、第１レンズ群Ｇ１の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群前群Ｇ１ａの焦点距離をｆ１ａとしたとき、条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、第１レンズ群前群Ｇ１ａで発生する、広角端における歪曲収差を低減することができる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、合焦時の最大像高の画角変動および歪曲収差変動を抑えることができる。なお、下記条件式（６−１）および／または（６−２）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。
−０．９２＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．１  …（６）
−０．８２＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．４  …（６−１）
−０．７３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．６５  …（６−２）
【００３３】
また、第１レンズ群Ｇ１の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群前群Ｇ１ａと第１レンズ群中群Ｇ１ｂの合成焦点距離をｆ１ａ＿１ｂとしたとき、条件式（７）を満足することが好ましい。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、広角端における最大画角の合焦時のディストーション変動を抑制することができる。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、広角端における第１ａレンズＬ１ａの有効径が大きくなることを抑制することができる。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。
−０．４８＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．１  …（７）
−０．４５＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．２２  …（７−１）
−０．４２＜ｆ１／ｆ１ａ＿１ｂ＜−０．３４  …（７−２）
【００３４】
また、第１レンズ群Ｇ１の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群中群Ｇ１ｂの焦点距離をｆ１ｂとしたとき、条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）の下限以下とならないようにすることによって、第１レンズ群中群Ｇ１ｂの合焦時の移動量を抑制することができる。条件式（８）の上限以上とならないようにすることによって、望遠端における合焦時の球面収差変動を抑制することができる。なお、下記条件式（８−１）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。
０．１７＜ｆ１／ｆ１ｂ＜０．２１  …（８）
０．１７＜ｆ１／ｆ１ｂ＜０．２  …（８−１）
【００３５】
また、第１レンズ群Ｇ１の無限遠物体合焦時の焦点距離をｆ１、第１レンズ群後群Ｇ１ｃの焦点距離をｆ１ｃとしたとき、条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の下限以下とならないようにすることによって、広角端における第１ａレンズＬ１ａの有効径が大きくなることを抑制することができる。条件式（９）の上限以上とならないようにすることによって、望遠端における球面収差を低減することができる。なお、下記条件式（９−１）および／または（９−２）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。
０．６７＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９  …（９）
０．６７＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．８３  …（９−１）
０．６８＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．７６  …（９−２）
【００３６】
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。
【００３７】
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２〜９に対応した図２〜９においては、広角端状態を示し、さらに移動レンズ群の移動軌跡を矢印で示している。また、紙面左側が物体側、紙面右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示している。また、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。
【００３８】
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Ｌ１ｌの１２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Ｌ２ｅの５枚のレンズから構成される第２レンズ群Ｇ２と、レンズＬ３ａ〜レンズＬ３ｆの６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〜レンズＬ４ｋの１１枚のレンズから構成される第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
【００３９】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｄの４枚のレンズから構成される第１レンズ群前群Ｇ１ａと、レンズＬ１ｅ〜レンズＬ１ｇの３枚のレンズから構成される第１レンズ群中群Ｇ１ｂと、レンズＬ１ｈ〜レンズＬ１ｌの５枚のレンズから構成される第１レンズ群後群Ｇ１ｃとから構成されている。
【００４０】
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２〜９についても基本的に同様である。
【００４１】
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す。
【００４２】
ここで、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
【表１】
2018180439.tif 000003
【００４６】
【表２】
2018180439.tif 000004
【００４７】
【表３】
2018180439.tif 000005
【００４８】
実施例１のズームレンズの各収差図を図１０に示す。なお、図１０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１０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１０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。
【００４９】
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のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、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４に、諸元に関するデータを表５に、変化する面間隔に関するデータを表６に、各収差図を図１１に示す。
【００５０】
【表４】
2018180439.tif 000006
【００５１】
【表５】
2018180439.tif 000007
【００５２】
【表６】
2018180439.tif 000008
【００５３】
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。実施例３のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表７に、諸元に関するデータを表８に、変化する面間隔に関するデータを表９に、各収差図を図１２に示す。
【００５４】
【表７】
2018180439.tif 000009
【００５５】
【表８】
2018180439.tif 000010
【００５６】
【表９】
2018180439.tif 000011
【００５７】
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のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１０に、諸元に関するデータを表１１に、変化する面間隔に関するデータを表１２に、各収差図を図１３に示す。
【００５８】
【表１０】
2018180439.tif 000012
【００５９】
【表１１】
2018180439.tif 000013
【００６０】
【表１２】
2018180439.tif 000014
【００６１】
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のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例５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、各収差図を図１４に示す。
【００６２】
【表１３】
2018180439.tif 000015
【００６３】
【表１４】
2018180439.tif 000016
【００６４】
【表１５】
2018180439.tif 000017
【００６５】
次に、実施例６のズームレンズについて説明する。実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。実施例６のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例６のズームレンズの基本レンズデータを表１６に、諸元に関するデータを表１７に、変化する面間隔に関するデータを表１８に、各収差図を図１５に示す。
【００６６】
【表１６】
2018180439.tif 000018
【００６７】
【表１７】
2018180439.tif 000019
【００６８】
【表１８】
2018180439.tif 000020
【００６９】
次に、実施例７のズームレンズについて説明する。実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図７に示す。実施例７のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例７のズームレンズの基本レンズデータを表１９に、諸元に関するデータを表２０に、変化する面間隔に関するデータを表２１に、各収差図を図１６に示す。
【００７０】
【表１９】
2018180439.tif 000021
【００７１】
【表２０】
2018180439.tif 000022
【００７２】
【表２１】
2018180439.tif 000023
【００７３】
次に、実施例８のズームレンズについて説明する。実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図８に示す。実施例８のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例８のズームレンズの基本レンズデータを表２２に、諸元に関するデータを表２３に、変化する面間隔に関するデータを表２４に、各収差図を図１７に示す。
【００７４】
【表２２】
2018180439.tif 000024
【００７５】
【表２３】
2018180439.tif 000025
【００７６】
【表２４】
2018180439.tif 000026
【００７７】
次に、実施例９のズームレンズについて説明する。実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図９に示す。実施例９のズームレンズの各群の屈折力構成および各群のレンズ枚数構成は、実施例１のズームレンズと同じである。また、実施例９のズームレンズの基本レンズデータを表２５に、諸元に関するデータを表２６に、変化する面間隔に関するデータを表２７に、各収差図を図１８に示す。
【００７８】
【表２５】
2018180439.tif 000027
【００７９】
【表２６】
2018180439.tif 000028
【００８０】
【表２７】
2018180439.tif 000029
【００８１】
実施例１〜９のズームレンズの条件式（１）〜（９）に対応する値を表２８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２８に示す値はこの基準波長におけるものである。
【００８２】
【表２８】
2018180439.tif 000030
【００８３】
以上のデータから、実施例１〜９のズームレンズは全て、条件式（１）〜（９）を満たしており、軽量でありながら、２０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。
【００８４】
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１９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。
【００８５】
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１９では、ズームレンズ１が備える第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４を概略的に図示している。また、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ群前群Ｇ１ａ、第１レンズ群中群Ｇ１ｂ、および第１レンズ群後群Ｇ１ｃの３つのサブレンズ群に分かれており、これらについても概略的に図示している。
【００８６】
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。
【００８７】
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、ズームレンズ１の合焦を制御するフォーカス制御部８とを備えている。なお、図１９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。
【００８８】
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】
【００８９】
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
８    フォーカス制御部
１０    撮像装置
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ１ａ    第１レンズ群前群
Ｇ１ｂ    第１レンズ群中群
Ｇ１ｃ    第１レンズ群後群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｌ１ａ〜Ｌ４ｋ    レンズ
ＰＰ    光学部材
Ｓｉｍ    像面
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
【図１】
2018180439.tif 000031
【図２】
2018180439.tif 000032
【図３】
2018180439.tif 000033
【図４】
2018180439.tif 000034
【図５】
2018180439.tif 000035
【図６】
2018180439.tif 000036
【図７】
2018180439.tif 000037
【図８】
2018180439.tif 000038
【図９】
2018180439.tif 000039
【図１０】
2018180439.tif 000040
【図１１】
2018180439.tif 000041
【図１２】
2018180439.tif 000042
【図１３】
2018180439.tif 000043
【図１４】
2018180439.tif 000044
【図１５】
2018180439.tif 000045
【図１６】
2018180439.tif 000046
【図１７】
2018180439.tif 000047
【図１８】
2018180439.tif 000048
【図１９】
2018180439.tif 000049