(57)【要約】【課題】回折光学素子の不要光の発生を抑制した小型のズームレンズを提供すること。【解決手段】物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニット、負の屈折力の第２レンズユニット、後方レンズユニットよりなるズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズームに際して第１レンズユニットと第２レンズユニットの間隔を増大するようにレンズユニットを移動させ、前記第１レンズユニットは正の屈折力の第１ａレンズユニットと正又は負の屈折力の第１ｂレンズユニットからなり、前記第１ｂレンズユニットは少なくとも１以上の回折面を有し、望遠端における前期第１レンズユニットの焦点距離をｆ１ｔ、前記回折面の焦点距離をｆｄｏｅ、広角端及び望遠端における前記第１ａレンズユニットと前記第１ｂレンズユニットの間隔を各々Ｌｗ、Ｌｔとするとき、      １０＜ｆｄｏｅ／ｆ１ｔ＜２００      １．０５＜Ｌｔ／Ｌｗ＜４００なる条件式を満足することを特徴とする。【選択図】  図１（ａ）
2015232674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニット、負の屈折力の第２レンズユニット、後方レンズユニットよりなるズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズームに際して第１レンズユニットと第２レンズユニットの間隔を増大するようにレンズユニットを移動させ、前記第１レンズユニットは正の屈折力の第１ａレンズユニットと正又は負の屈折力の第１ｂレンズユニットからなり、前記第１ｂレンズユニットは少なくとも１以上の回折面を有し、前期第１レンズユニットの焦点距離をｆ１、前記回折面の焦点距離をｆｄｏｅ、広角端及び望遠端における前記第１ａレンズユニットと前記第１ｂレンズユニットの間隔を各々Ｌｗ、Ｌｔとするとき、
１０＜ｆｄｏｅ／ｆ１＜２００
１．０５＜Ｌｔ／Ｌｗ＜４００
なる条件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１ａレンズユニットの焦点距離をｆ１ａとするとき、
０．０１＜Ｌｔ／ｆ１ａ＜０．５０
なる条件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】
前記ズームレンズの望遠端における焦点距離及びＦナンバーをｆｔ、Ｆｎｏｔとするとき、
０．１５＜ｆｔ／（２ＦｎｏｔＬｔ）＜５．５０
なる条件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４】
前記第１レンズユニットＬ１の望遠端における焦点距離をｆ１ｔとするとき、
０．５＜ｆ１ｔ／ｆ２＜１０
なる条件を満足することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のズームレンズ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のズームレンズを有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズに関し、特に撮像用に好適なズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ズームレンズとして物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニット、負の屈折力の第２レンズユニット、後方レンズユニットよりなり、広角端から望遠端へのズームに際して第１レンズユニットと第２レンズユニットの間隔を増大するようにレンズユニットを移動させる所謂望遠ズームタイプの撮影光学系が知られている。
【０００３】
撮像光学系は一般的に光学系の小型化を図るほど、また焦点距離が延びるに従って諸収差のうち、特に軸上色収差及び倍率色収差などの色収差が低下する傾向にある。望遠ズームレンズにおいて小型化と高性能化を両立するためにはこれらの色収差を良好に補正しなければならない。
【０００４】
回折光学素子は色収差の補正に有効なことが知られている。特許文献１では最も物体側の第１レンズユニットに回折光学素子を用いて色収差補正をして小型化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、回折光学素子が第１レンズユニット内において比較的物体側に配置されている。このため、撮影時に画面内外の光源から回折光学素子に直接光が入射しやすい。また、回折光学素子の回折効率は光線入射角度に依存するため、例えば逆光撮影状態等においては撮影光以外の不要光によるフレアが発生し、画像劣化の要因となる。
【０００７】
直接光が入射しないよう比較的像側に回折光学素子を配置する場合、回折光学素子の近軸軸上光線の高さが低くなるため、色収差補正効果を十分に得るためには回折面のパワーを強める必要がある。このとき、色収差補正効果との両立をするためには適切なパワーで回折光学素子を配置する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、回折光学素子の不要光の発生を抑制した小型のズームレンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としてのズームレンズは、物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニット、負の屈折力の第２レンズユニット、後方レンズユニットよりなるズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズームに際して第１レンズユニットと第２レンズユニットの間隔を増大するようにレンズユニットを移動させ、前記第１レンズユニットは正の屈折力の第１ａレンズユニットと正又は負の屈折力の第１ｂレンズユニットからなり、前記第１ｂレンズユニットは少なくとも１以上の回折面を有し、望遠端における前期第１レンズユニットの焦点距離をｆ１ｔ、前記回折面の焦点距離をｆｄｏｅ、広角端及び望遠端における前記第１ａレンズユニットと前記第１ｂレンズユニットの間隔を各々Ｌｗ、Ｌｔとするとき、
１０＜ｆｄｏｅ／ｆ１ｔ＜２００
１．０５＜Ｌｔ／Ｌｗ＜４００
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１０】
なお、上記ズームレンズを有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回折光学素子の不要光を抑制し、色収差を良好に補正した小型なズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】本発明の実施例１のズームレンズの広角端の断面図。
【図１（ｂ）】本発明の実施例１のズームレンズの望遠端の断面図。
【図２（ａ）】本発明の実施例１のズームレンズの広角端での収差図。
【図２（ｂ）】本発明の実施例１のズームレンズの中間ズーム位置での収差図。
【図２（ｃ）】本発明の実施例１のズームレンズの望遠端での収差図。
【図３（ａ）】本発明の実施例２のズームレンズの広角端の断面図。
【図３（ｂ）】本発明の実施例２のズームレンズの望遠端の断面図。
【図４（ａ）】本発明の実施例２のズームレンズの広角端での収差図。
【図４（ｂ）】本発明の実施例２のズームレンズの中間ズーム位置での収差図。
【図４（ｃ）】本発明の実施例２のズームレンズの望遠端での収差図。
【図５（ａ）】本発明の実施例３のズームレンズの広角端の断面図。
【図５（ｂ）】本発明の実施例３のズームレンズの望遠端の断面図。
【図６（ａ）】本発明の実施例３のズームレンズの広角端での収差図。
【図６（ｂ）】本発明の実施例３のズームレンズの中間ズーム位置での収差図。
【図６（ｃ）】本発明の実施例３のズームレンズの望遠端での収差図。
【図７（ａ）】本発明の実施例４のズームレンズの広角端の断面図。
【図７（ｂ）】本発明の実施例４のズームレンズの望遠端の断面図。
【図８（ａ）】本発明の実施例４のズームレンズの広角端での収差図。
【図８（ｂ）】本発明の実施例４のズームレンズの中間ズーム位置での収差図。
【図８（ｃ）】本発明の実施例４のズームレンズの望遠端での収差図。
【図９】本発明の実施例５である光学機器の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、具体的な実施例の説明に先立って、各実施例に共通する事項について説明する。各実施例のズームレンズは、物体側から像側に順に正の屈折力の第1レンズユニットＬ１、負の屈折力の第２レンズユニットＬ２を有する。レンズユニットとはズーミングまたはフォーカシングにより一体となり光軸方向の間隔が変化するレンズ群を意味する。なお、光学防振のために光軸に直交する方向にシフトするレンズ群もレンズユニットと表現してもよい。
【００１５】
本発明のズームレンズは広角端から望遠端へのズームに際して第１レンズユニットＬ１と第２レンズユニットＬ２の間隔を増大するようにレンズユニットを移動させて主な変倍をしている。このうち、第１レンズユニットＬ１は物体側から像側へ順に正の屈折力の第１ａレンズユニットＬ１ａ、正又は負の屈折力の第１ｂレンズユニットＬ１ｂの部分群に分けることが可能である。前記第１ｂレンズユニットは少なくとも１以上の回折面を有する回折光学素子を有している。広角端から望遠端のズームに際して、前記第１レンズユニットＬ１の部分群である第１ａレンズユニットＬ１ａ及び第１ｂレンズユニットＬ１ｂの間隔を変化させるように構成する。
【００１６】
望遠端における前記第１レンズユニットＬ１の焦点距離をｆ１ｔ、回折面の焦点距離をｆｄｏｅ、広角端及び望遠端における前記第１ａレンズユニットと前記第１ｂレンズユニットの間隔を各々Ｌｗ、Ｌｔとするとき、以下の条件を満足する。
【００１７】
１０＜ｆｄｏｅ／ｆ１ｔ＜２００        …条件（１）
１．０５＜Ｌｔ／Ｌｗ＜４００          …条件（２）
上記条件（１）は回折面の作用によりズームレンズの色収差を良好に補正するための条件であり、第１レンズユニットＬ１と第１ｂレンズユニットＬ１ｂに配置された回折面のパワーの比を適切にすることで良好な色収差補正効果を得ることができる。
【００１８】
一般的に正の屈折力のレンズユニットを構成する場合、短波長側の色収差は基準波長に対してオーバーになりやすい。このとき、色収差を補正するためには回折面に正のパワーを与えればよい。条件（１）の下限を下回る場合には回折面のパワーが第１レンズユニットのパワーに対して相対的に強く、回折面の作用による色収差補正が補正過剰となる。条件（１）の上限を上回る場合には回折面のパワーは相対的に弱く、色収差が補正不足となる。条件（２）はズームレンズの構成に関するものであり、条件を満足すれば逆光撮影等において回折光学素子に直接光が入射しにくい構成となり、回折面の不要光の発生を抑制することが可能となる。条件（２）を満足すれば望遠端において回折光学素子がズームレンズの最も物体側のレンズに対して比較的像面側に配置されることになる。これによれば、回折光学素子よりも物体側にある第１レンズユニットＬ１ａによるレンズフード効果を得ることができ、撮影時に画面内外の高原から回折光学素子に直接光が入射しにくくなる。条件（２）の下限を下回ると近軸軸上光線の高さを比較的高くできるため色収差補正には有利になるが、回折光学素子に直接光が入射しやすいために不要光を抑制することが困難となる。上限を上回ると回折光学素子の近軸軸上光線の高さが低くなってしまうため、色収差補正効果を得るために回折面の屈折力を強くする必要がある。このとき、色収差補正効果を得るために必要以上に回折面のパワーを強めてしまうと球面収差やコマ収差等の諸収差が低下してしまうため好ましくない。
【００１９】
このように、条件（１）および（２）を共に満足していなければ本発明の効果を得ることは困難である。また、ズームに際して第１ａレンズユニットＬ１ａと第１ｂレンズユニットＬ１ｂの間隔を一定に保ち、回折光学素子を有する第１ｂレンズユニットＬ１ｂを比較的像面側に配置した場合、第１レンズユニットＬ１の構成長が長くなり小型化が困難となるため好ましくない。ズームに際して第１ａレンズユニットＬ１ａと第１ｂレンズユニットＬ１ｂの間隔を変化させることで、レンズの小型化ができるだけでなく、第１ｂレンズユニットＬ１ｂのレンズ径を小さくすることができるため、軽量化も可能となる。さらには、第１レンズユニットにおける球面収差とコマ収差をズームに際してコントロールすることで、諸収差の変動を良好に補正することが可能となる。
【００２０】
条件（１）及び（２）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００２１】
２０＜ｆｄｏｅ／ｆ１ｔ＜２００          …条件（１−１）
２．０＜Ｌｔ／Ｌｗ＜３００          …条件（２−１）
さらに望ましくは条件（１）及び（２）を以下の数値範囲とするとよい。
【００２２】
４０＜ｆｄｏｅ／ｆ１ｔ＜１８０          …条件（１−２）
４．０＜Ｌｔ／Ｌｗ＜２００          …条件（２−２）
さらに望ましくは条件（１）及び（２）を以下の数値範囲とするとよい。
【００２３】
８０＜ｆｄｏｅ／ｆ１ｔ＜１２０          …条件（１−３）
８．０＜Ｌｔ／Ｌｗ＜８０          …条件（２−３）
回折光学素子による色収差補正効果を良好に得るためには条件（１）に従って屈折力を適切に設定するとともに、回折光学素子の近軸軸上光線の高さが適切に設定することが望ましい。前記第１ａレンズユニットの焦点距離をｆ１ａとするとき、以下の条件（３）を満足するとさらに良い。これにより、先に説明した効果をより確実に得ることが可能となる。
【００２４】
０．０１＜Ｌｔ／ｆ１ａ＜０．５０        …条件（３）
条件（３）の下限を下回ると回折光学素子に直接光が入射しにくい構成を実現することが困難となり、上限を上回ると回折光学素子の近軸軸上光線の高さが低くなってしまい十分な色収差補正効果を得ることが困難となる。
【００２５】
条件（３）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００２６】
０．０１４＜Ｌｔ／ｆ１ａ＜０．４０        …条件（３−１）
さらに望ましくは条件（３）を以下の数値範囲とするとよい。
【００２７】
０．０１８＜Ｌｔ／ｆ１ａ＜０．３０        …条件（３−２）
さらに望ましくは条件（３）を以下の数値範囲とするとよい。
【００２８】
０．０４＜Ｌｔ／ｆ１ａ＜０．２０        …条件（３−３）
回折光学素子の回折効率は光線入射角度に依存するため、不要光の発生を抑制するためには回折光学素子に入射する光線角度を適切な範囲に設定することが好ましい。本発明のズームレンズにおける望遠端の焦点距離とＦナンバーを各々ｆｔ、Ｆｎｏｔとするとき、以下の条件（４）を満足するとさらに良い。これにより、先に説明した効果をより確実に得ることが可能となる。
【００２９】
０．１５＜ｆｔ／（２ＦｎｏｔＬｔ）＜５．５０      …条件（４）
本発明のズームレンズにおいては、最も物体側のレンズ径は望遠端のＦナンバーで決まる。条件（４）は該ズームレンズの望遠端において、画面外光源から回折光学素子へ入射しうる光線の光軸に対する角度を表しており、ズームレンズの小型化と回折光学素子の不要光抑制を両立するために上記数値範囲を満足することが好ましい。条件（４）の下限を下回ると回折光学素子に入射する光線角度範囲を狭めることができるが、第１レンズユニットＬ１の構成長が長くなるためズームレンズを小型化することが困難となる。条件（４）の上限を上回ると回折光学素子に入射する光線角度範囲が広くなるため不要光を抑制することが困難となる。
【００３０】
条件（４）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３１】
０．２５＜ｆｔ／（２ＦｎｏｔＬｔ）＜４．０      …条件（４−１）
条件（４）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３２】
０．４０＜ｆｔ／（２ＦｎｏｔＬｔ）＜３．２      …条件（４−２）
条件（４）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３３】
０．６５＜ｆｔ／（２ＦｎｏｔＬｔ）＜２．６      …条件（４−３）
ズームレンズを小型化するためには各レンズユニットのパワーを適切に設定すればよい。第１レンズユニットＬ１及び第２レンズユニットＬ２のパワーの比を以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３４】
−２０＜ｆ１ｔ／ｆ２＜−０．５      …条件（５）
条件（５）の下限を下回ると相対的に第１レンズユニットＬ１のパワーが強まり、球面収差やコマ収差を良好に補正することが困難となる。条件（５）の上限を上回ると相対的に第１レンズユニットＬ１のパワーが弱まり、特に望遠端におけるズームレンズの小型化が困難となる。
【００３５】
条件（５）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３６】
−１６＜ｆ１ｔ／ｆ２＜−１．０      …条件（５−１）
条件（５）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３７】
−１２＜ｆ１ｔ／ｆ２＜−１．５      …条件（５−２）
条件（５）は本発明の効果を得るために以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３８】
−６＜ｆ１ｔ／ｆ２＜−３．０      …条件（５−３）
以下、上述したズームレンズの具体的な実施例について説明する。各実施例のズームレンズは、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置や、交換レンズといった光学機器に用いられる撮影光学系である。また、望遠鏡等の観察機器としての光学機器の観察光学系としても使用することができる。レンズ断面図において左方が物体側（前方）、右方が像側（後方）である。なお、各実施例のズームレンズをプロジェクタ等の投射レンズとして用いるときは左方が投射面（スクリーン）側、右方が投射面に投射される原画側である。
【００３９】
レンズ断面図においてｉは物体側からのレンズの順番を示し、Ｌｉは第ｉのレンズユニットを示す。また、ＤＯＥは回折面、ＳＰは開口絞り、ＩＰは像面であり、撮像装置における固体撮像素子の撮像面や銀塩フィルムカメラのフィルム面に相当する感光面が配置され、像面上でレンズ装置によって形成された被写体像を撮像することができる。
【００４０】
Ｌ１ａ及びＬ１ｂは各々第１レンズユニットＬ１の部分群である第１ａレンズユニット、第１ｂレンズユニットを示す。
【００４１】
収差図において、ｄ，及びｇはそれぞれ、ｄ線及びｇ線に関する収差であることを示す。ΔＭ及びΔＳはそれぞれメリディオナル像面および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。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。
【実施例１】
【００４２】
図１（ａ）（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施例１であるズームレンズの広角端及び望遠端における断面図である。実施例１（数値実施例１）のズームレンズは、物体側像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、負の屈折力の第２レンズユニットＬ２、正の屈折力の第３レンズユニットＬ３、負の屈折力の第４レンズユニットＬ４、正の屈折力の第５レンズユニットＬ５、負の屈折力の第６レンズユニットＬ６、正の屈折力の第７レンズユニットＬ７からなる。変倍に際して第１レンズユニットＬ１、第３レンズユニットＬ３、第４レンズユニットＬ４、第６レンズユニットＬ６を光軸に沿って移動させて焦点距離を５５ｍｍから２９０ｍｍに変倍させる、ズーム比５．２７倍のズームレンズである。図１中の矢印（実線）は広角端から望遠端へ変倍するときのレンズユニットの移動軌跡を示している。フォーカスに際して、第６レンズユニットＬ６を光軸に沿って移動させることで無限遠から近距離へのフォーカシングをしている。また、撮影時の手ぶれ等による画像劣化を補正するために、第２レンズユニットＬ２を光軸と垂直方向に移動させる。
【００４３】
実施例１では、変倍に際して第１レンズユニットＬ１を物体側へと繰出しており、正の屈折力の第１ａレンズユニットＬ１ａと回折光学素子を有する正の屈折力の第１ｂレンズユニットＬ１ｂの繰出し量を変えることで本発明のズームレンズの構成を実現している。また、回折面のパワーを適切に設定することで色収差を良好に補正している。
【００４４】
実施例１では、第４レンズユニットＬ４に非球面を配置している。これにより、ズームに伴って変動するコマ収差を低減している。また、第６レンズユニットＬ６にも非球面を配置している。これにより、フォーカスに伴う像面湾曲を低減している。
【００４５】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズが広角端、中間ズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの収差図である。特に、実施例１のズームレンズにおいては、第１ｂレンズユニットＬ１ｂに回折光学素子を配置し、第１ａレンズユニットＬ１ａと第１ｂレンズユニットＬ１ｂの広角端と望遠端における間隔Ｌｗ及びＬｔを適切に設定することで回折光学素子の不要光を抑制し、色収差を良好に補正した小型なズームレンズを実現している。
【実施例２】
【００４６】
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施例２であるズームレンズの広角端及び望遠端における断面図である。実施例２（数値実施例２）のズームレンズは、物体側像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、負の屈折力の第２レンズユニットＬ２、正の屈折力の第３レンズユニットＬ３、負の屈折力の第４レンズユニットＬ４、正の屈折力の第５レンズユニットＬ５、負の屈折力の第６レンズユニットＬ６、正の屈折力の第７レンズユニットＬ７からなる。変倍に際して第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２、第３レンズユニットＬ３、第４レンズユニットＬ４、第５レンズユニットＬ５、第６レンズユニットＬ６を光軸に沿って移動させて焦点距離を５５。５ｍｍから２０３．７ｍｍに変倍させる、ズーム比３．６７倍のズームレンズである。図３中の矢印（実線）は広角端から望遠端へ変倍するときのレンズユニットの移動軌跡を示している。フォーカスに際して、第６レンズユニットＬ６を光軸に沿って移動させることで無限遠から近距離へのフォーカシングをしている。また、撮影時の手ぶれ等による画像劣化を補正するために、第２レンズユニットＬ２を光軸と垂直方向に移動させる。
【００４７】
実施例２では、変倍に際して第１レンズユニットＬ１を物体側へと繰出しており、正の屈折力の第１ａレンズユニットＬ１ａと回折光学素子を有する負の屈折力の第１ｂレンズユニットＬ１ｂの繰出し量を変えることで本発明のズームレンズの構成を実現している。また、回折面のパワーを適切に設定することで色収差を良好に補正している。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズが広角端、中間ズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの収差図である。特に、実施例２のズームレンズにおいては、第１ｂレンズユニットＬ１ｂに回折光学素子を配置し、第１ａレンズユニットＬ１ａと第１ｂレンズユニットＬ１ｂの広角端と望遠端における間隔Ｌｗ及びＬｔを適切に設定することで回折光学素子の不要光を抑制し、色収差を良好に補正した小型なズームレンズを実現している。
【実施例３】
【００４９】
図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施例３であるズームレンズの広角端及び望遠端における断面図である。実施例３（数値実施例３）のズームレンズは、物体側像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、負の屈折力の第２レンズユニットＬ２、正の屈折力の第３レンズユニットＬ３、負の屈折力の第４レンズユニットＬ４、正の屈折力の第５レンズユニットＬ５、負の屈折力の第６レンズユニットＬ６、正の屈折力の第７レンズユニットＬ７からなる。変倍に際して第１レンズユニットＬ１、第３レンズユニットＬ３、第４レンズユニットＬ４、第６レンズユニットＬ６を光軸に沿って移動させて焦点距離を５１．７ｍｍから２９０ｍｍに変倍させる、ズーム比５．６１倍のズームレンズである。図５中の矢印（実線）は広角端から望遠端へ変倍するときのレンズユニットの移動軌跡を示している。フォーカスに際して、第６レンズユニットＬ６を光軸に沿って移動させることで無限遠から近距離へのフォーカシングをしている。また、撮影時の手ぶれ等による画像劣化を補正するために、第２レンズユニットＬ２を光軸と垂直方向に移動させる。
【００５０】
実施例３では、変倍に際して第１レンズユニットＬ１を物体側へと繰出しており、正の屈折力の第１ａレンズユニットＬ１ａと回折光学素子を有する正の屈折力の第１ｂレンズユニットＬ１ｂの繰出し量を変えることで本発明のズームレンズの構成を実現している。また、回折面のパワーを適切に設定することで色収差を良好に補正している。
【００５１】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズが広角端、中間ズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの収差図である。特に、実施例３のズームレンズにおいては、第１ｂレンズユニットＬ１ｂに回折光学素子を配置し、第１ａレンズユニットＬ１ａと第１ｂレンズユニットＬ１ｂの広角端と望遠端における間隔Ｌｗ及びＬｔを適切に設定することで回折光学素子の不要光を抑制し、色収差を良好に補正した小型なズームレンズを実現している。
【実施例４】
【００５２】
図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施例４であるズームレンズの広角端及び望遠端における断面図である。実施例４（数値実施例４）のズームレンズは、物体側像側へ順に正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、負の屈折力の第２レンズユニットＬ２、正の屈折力の第３レンズユニットＬ３、正の屈折力の第４レンズユニットＬ４からなる。変倍に際して第２レンズユニットＬ２、第４レンズユニットＬ４を光軸に沿って移動させて焦点距離を４．９５ｍｍから５８．２ｍｍに変倍させる、ズーム比１１．７６倍のズームレンズである。図７中の矢印（実線）は広角端から望遠端へ変倍するときのレンズユニットの移動軌跡を示している。フォーカスに際して、第４レンズユニットＬ４を光軸に沿って移動させることで無限遠から近距離へのフォーカシングをしている。
【００５３】
実施例４では、変倍に際して第２レンズユニットＬ２を像側へと移動させており、それにあわせて回折光学素子を有する正の屈折力の第１ｂレンズユニットＬ１ｂも像側へと移動させることで本発明のズームレンズの構成を実現している。また、回折面のパワーを適切に設定することで色収差を良好に補正している。
【００５４】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズが広角端、中間ズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの収差図である。特に、実施例４のズームレンズにおいては、第１ｂレンズユニットＬ１ｂに回折光学素子を配置し、第１ａレンズユニットＬ１ａと第１ｂレンズユニットＬ１ｂの広角端と望遠端における間隔Ｌｗ及びＬｔを適切に設定することで回折光学素子の不要光を抑制し、色収差を良好に補正した小型なズームレンズを実現している。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５６】
（数値例）
以下、上記各実施例に対応する数値例を示す。各数値例において、ｉは光入射側から数えた面または光学素子の番号を示す。例えば、ｒｉはｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは、第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の軸上間隔である。ｒｉ及びｄｉの単位はｍｍである。ｎｉ，νｄｉはそれぞれｉ番目の光学素子のｄ線に対する屈折率およびアッベ数を示す。屈折率は、フラウンホーファー線のｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）およびＣ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ、ｎｇ，ｎＦ，ｎｄ，ｎＣとして表す。ｄ線に関するアッベ数νｄと、ｇ線およびＦ線に対する部分分散比はそれぞれ以下のように定義する。
【００５７】
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
本発明では基準波長をｄ線として焦点距離等を表している。
【００５８】
面番号の横に*を付した非球面の形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量とし、ｈを光軸に直交する方向の光軸からの高さとし、ｒを近軸曲率半径とし、ｋを円錐定数とし、Ａｊ（ｊ＝１，２，３…）を各次数の非球面係数とするとき、以下の式で表す。
【００５９】
【数１】
2015232674.tif 000003
【００６０】
面番号の横に（回折）を付した回折面の位相φは、ｍを回折光の回折次数、λ０を基準波長、Ｃｊ（ｊ＝１，２，３…）を各次数の位相係数とするとき、以下の式で表す。
【００６１】
【数２】
2015232674.tif 000004
【００６２】
回折面のｄ線に関するアッべ数νｄＤＯＥ及びｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦＤＯＥは、ｄ線，ｇ線，Ｃ線，Ｆ線の波長を各々λｄ，λｇ，λＣ，λＦとするとき、以下の式で表される。
【００６３】
νｄＤＯＥ＝λｄ／（λＦ−λＣ）
θｇＦＤＯＥ＝（λｇ−λＦ）／（λＦ−λＣ）
これよりνｄＤＯＥ及びθｇＦＤＯＥは各々―３．４５、０．２９６となる。回折面の分散特性は負の値をとっており、一般的な光学材料の分散特性とは逆の作用を有する。また、ｇ線とＦ線の部分分散比θｇＦＤＯＥは一般的な光学材料よりも小さな値となっており、波長に対する屈折率変化の線形性が高いことを意味している。
【００６４】
また、回折面の焦点距離ｆＤＯＥは以下の式で表される。
【００６５】
【数３】
2015232674.tif 000005
【００６６】
さらに、任意の波長λにおける回折面の焦点距離ｆＤＯＥ（λ）は以下の式で表される。
【００６７】
【数４】
2015232674.tif 000006
【００６８】
「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味する。Ｆｎｏは有効Ｆナンバーである。ωは半画角であり、単位は度である。
【００６９】
数値例１（実施例１）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         99.051    3.68   1.65160    58.5       46.03
2       1187.002  (可変)                         45.81
3         51.401    2.18   1.80610    33.3       39.88
4(回折)   33.780    0.10   1.52415    51.6       37.81
5         33.780    7.04   1.49700    81.5       37.77
6        218.352  (可変)                         37.00
7          ∞       2.03                         16.16
8      -1663.014    0.78   1.91082    35.3       15.19
9         39.364    1.50                         14.82
10        -46.032    0.75   1.77250    49.6       14.80
11         19.113    2.54   1.84666    23.8       15.02
12        109.898  (可変)                         15.07
13         29.919    1.41   1.92286    20.9       15.60
14         20.256    2.89   1.51633    64.1       15.30
15       -224.402    1.25                         15.31
16        359.461    2.17   1.54072    47.2       15.29
17        -39.619    2.01                         15.25
18(絞り)    ∞     (可変)                         14.57
19*       -16.276    1.06   1.58313    59.4       14.26
20         21.660    2.80   1.78470    26.3       15.43
21       -380.433  (可変)                         15.63
22        -58.789    2.65   1.54814    45.8       17.23
23        -19.290    0.15                         17.55
24        168.304    4.80   1.49700    81.5       17.20
25        -14.938    0.86   1.84666    23.8       16.96
26        -35.937    0.15                         17.34
27         37.482    2.87   1.51633    64.1       17.05
28        -62.358  (可変)                         17.00
29*      -218.552    0.92   1.85400    40.4       14.78
30         23.696  (可変)                         14.60
31        599.062    1.76   1.92286    20.9       19.39
32        -71.179    1.11   1.71300    53.9       19.57
33         45.475    2.35                         20.04
34         36.910    3.16   1.63980    34.5       21.94
35       -294.557   35.50                         22.09
像面        ∞   
回折面データ
第4面(回折面)
C 2=-4.90395e-005  C 4=-2.52692e-008  C 6=-5.87171e-011  C 8= 1.79763e-013  
C10=-2.81986e-016  
非球面データ
第19面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.95117e-006  A 6= 4.46165e-008  A 8=-5.32658e-010  A10= 9.91211e-012  
第29面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.02357e-006  A 6= 1.48975e-008  A 8=-5.87659e-010  A10= 4.62684e-012  
各種データ
ズーム比      5.27 
焦点距離      55.04   135.00   290.01
Fナンバー      4.60     5.18     6.30
画角          13.94     5.78     2.70
像高          13.66    13.66    13.66
レンズ全長   136.00   175.46   192.00
BF            35.50    35.50    35.50
d 2            0.96    12.23    16.96
d 6            4.01    32.19    44.01
d12           12.28     7.73     2.02
d18            4.52    11.47    18.71
d21            6.92     4.52     3.00
d28           13.31    10.04     1.00
d30            3.53     6.81    15.84
入射瞳位置    40.22   179.61   329.66
射出瞳位置   -40.04   -51.01   -79.96
前側主点位置  55.16   103.93  -108.80
後側主点位置 -19.54   -99.50  -254.51
ズームレンズユニットデータ
ユニット  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1a       1     165.63         3.68        -0.20         -2.43
1b       3     215.38         9.32        -5.32        -11.08
2        7     -21.98         7.60         3.38         -2.29
3       13      36.53         9.73         2.57         -4.99
4       19     -41.49         3.85        -0.45         -2.70
5       22      23.37        11.48         4.71         -3.04
6       29     -24.99         0.92         0.45         -0.05
7       31     113.93         8.39         6.77          1.03
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    165.63
2       3   -131.01
4       5     79.40
5       8    -42.21
6      10    -17.40
7      11     26.98
8      13    -73.10
9      14     36.13
10      16     66.12
11      19    -15.77
12      20     26.20
13      22     51.16
14      24     27.85
15      25    -30.78
16      27     45.79
17      29    -24.99
18      31     69.02
19      32    -38.76
20      34     51.46
数値例２（実施例２）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         56.688    4.02   1.69680    55.5       38.42
2        308.453    0.20                         37.96
3         51.740    1.67   1.88300    40.8       36.37
4         28.814    6.54   1.49700    81.5       33.88
5        230.101  (可変)                         33.15
6      -3431.516    0.07   1.52415    51.6       27.04
7(回折)-3431.516    1.00   1.72916    54.7       27.01
8        372.555  (可変)                         26.57
9         36.286    0.73   1.67790    55.3       13.65
10         18.964    3.37                         13.18
11        -30.876    0.71   1.62041    60.3       12.97
12         19.485    1.98   1.80518    25.4       13.17
13        114.527  (可変)                         13.17
14         27.984    3.34   1.57099    50.8       13.32
15        -20.388    0.50                         13.14
16        -20.148    0.71   1.84666    23.8       12.79
17        -34.383    0.58                         12.88
18(絞り)    ∞     (可変)                         12.68
19        -17.626    0.69   1.62588    35.7       12.48
20        -65.960  (可変)                         12.76
21       -243.397    1.60   1.65160    58.5       15.14
22        -28.547    0.15                         15.40
23         77.043    0.83   1.91082    35.3       15.87
24         21.018    3.86   1.49700    81.5       15.97
25        -45.082    0.15                         16.43
26         22.545    2.25   1.77250    49.6       17.13
27         84.971  (可変)                         16.93
28         36.793    0.76   1.88300    40.8       14.49
29         16.235    1.99                         14.00
30       -117.941    2.43   1.62004    36.3       14.05
31        -17.616    0.79   1.83481    42.7       14.29
32         54.553  (可変)                         15.11
33         53.396    3.31   1.80809    22.8       27.00
34       -176.732   22.16                         27.08
像面        ∞   
回折面データ
第7面(回折面)
C 2=-5.48698e-005  C 4=-1.05209e-007  C 6=-1.98415e-010  C 8= 1.16983e-012  
C10=-1.63665e-015  
各種データ
ズーム比      3.67 
焦点距離      55.50   100.00   203.71  
Fナンバー      4.15     5.07     5.83  
画角          13.83     7.78     3.84  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   100.80   122.86   145.80  
BF            22.16    22.16    22.16  
d 5            1.00     9.00    10.50  
d 8            1.00    12.40    33.92  
d13            4.34     1.31     1.00  
d18            2.38     4.77     7.81  
d20           12.14     8.49     1.25  
d27           11.14     9.06     0.98  
d32            2.42    11.43    23.95  
入射瞳位置    28.68    73.35   212.11  
射出瞳位置   -30.14   -57.07  -127.67  
前側主点位置  25.28    47.13   138.85  
後側主点位置 -33.34   -77.84  -181.56  
ズームレンズユニットデータ
レンズユニット  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1a         1      82.91        12.43        -2.01         -9.60
1b         6    -485.42         1.07         0.59         -0.03
2          9     -28.21         6.78         2.55         -2.69
3         14      32.37         5.13         0.78         -2.85
4         19     -38.64         0.69        -0.15         -0.58
5         21      20.98         8.84         3.10         -2.54
6         28     -15.15         5.98         2.30         -1.88
7         33      51.07         3.31         0.43         -1.41
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     99.02
2       3    -76.25
3       4     65.57
5       7   -485.43
6       9    -59.61
7      11    -19.15
8      12     28.89
9      14     21.19
10      16    -58.83
11      19    -38.64
12      21     49.49
13      23    -31.96
14      24     29.41
15      26     39.11
16      28    -33.49
17      30     33.09
18      31    -15.87
19      33     51.07
数値例３（実施例３）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         84.780    3.45   1.60311    60.6       44.96
2        401.576  (可変)                         44.75
3         45.714    1.90   1.80610    33.3       35.96
4(回折)   29.358    0.10   1.56655    19.4       34.06
5         29.358    7.43   1.49700    81.5       34.02
6        247.116  (可変)                         33.12
7        219.441    0.96   1.91082    35.3       14.42
8         27.880    2.18                         13.95
9        -35.558    0.72   1.77250    49.6       13.92
10         21.232    2.39   1.84666    23.8       14.30
11      -8716.353  (可変)                         14.42
12         21.289    0.81   2.00100    29.1       14.98
13         14.741    4.68   1.58313    59.4       14.60
14*       -38.252    2.44                         14.49
15(絞り)    ∞     (可変)                         13.50
16        -15.222    0.79   1.58313    59.4       12.03
17         17.690    2.38   1.74000    28.3       12.80
18        341.157  (可変)                         13.16
19       -104.376    2.70   1.51742    52.4       14.55
20        -17.581    0.15                         14.93
21         68.244    4.20   1.48749    70.2       15.26
22        -14.967    0.79   1.84666    23.8       15.30
23        -37.894    0.15                         15.81
24         63.393    2.12   1.48749    70.2       16.01
25        -58.308  (可変)                         16.03
26       -126.526    0.74   1.80400    46.6       14.48
27         22.477  (可変)                         14.46
28        306.195    2.88   1.92286    18.9       23.16
29        -44.898    1.17   1.80400    46.6       23.36
30         45.078    0.15                         24.04
31         25.188    4.82   1.51742    52.4       25.75
32        432.481   16.66                         25.81
像面        ∞   
回折面データ
第4面(回折面)
C 2=-5.44823e-005  C 4=-3.59621e-008  C 6= 2.89410e-011  C 8=-1.39518e-013  
C10=-2.88380e-017  
非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.68985e-006  A 6=-2.72046e-008  A 8= 1.18153e-010  A10=-1.05709e-012  
各種データ
ズーム比      5.61 
焦点距離      51.72   135.00   290.00
Fナンバー      4.65     5.17     6.45
画角          14.80     5.78     2.70
像高          13.66    13.66    13.66
レンズ全長   118.00   160.99   180.50
BF            16.66    16.66    16.66
d 2            0.50    21.14    30.50
d 6            7.93    30.29    40.43
d11            9.97     5.18     1.47
d15            3.08    10.85    16.48
d18            6.78     3.81     1.88
d25           18.22    13.61     1.00
d27            4.78     9.38    21.99
入射瞳位置    42.01   180.43   342.39
射出瞳位置   -32.53   -41.63   -65.04
前側主点位置  39.36     2.80  -396.94
後側主点位置 -35.06  -118.34  -273.34
ズームレンズユニットデータ
レンズユニット  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1a         1     177.46         3.45        -0.57         -2.71
1b         3     181.50         9.42        -4.25        -10.15
2          7     -21.01         6.25         1.34         -2.99
3         12      30.03         7.93         1.21         -4.71
4         16     -31.68         3.16        -0.01         -1.87
5         19      22.52        10.11         3.64         -3.31
6         26     -23.69         0.74         0.35         -0.06
7         28     138.63         9.02         0.89         -4.57
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    177.46
2       3   -108.60
4       5     66.28
5       7    -35.15
6       9    -17.12
7      10     25.02
8      12    -51.02
9      13     18.86
10      16    -13.91
11      17     25.13
12      19     40.43
13      21     25.60
14      22    -29.69
15      24     62.66
16      26    -23.69
17      28     42.60
18      29    -27.82
19      31     51.48
数値例４（実施例４）
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         33.053    1.00   1.80518    25.4       23.95
2         18.880    4.08   1.62041    60.3       22.27
3        177.656  (可変)                         21.79
4         18.860    0.05   1.52415    51.6       18.18
5(回折)   18.860    2.56   1.72916    54.7       18.14
6         54.507  (可変)                         17.18
7         31.337    0.65   1.83481    42.7       10.40
8          5.013    2.58                          7.82
9        -17.712    0.55   1.72916    54.7        7.69
10         14.739    0.59                          7.58
11         10.951    1.26   1.92286    20.9        7.79
12         50.463  (可変)                          7.64
13*         8.026    2.19   1.58313    59.4        8.29
14        -85.019    1.67                          8.05
15(絞り)    ∞       1.08                          7.28
16         25.495    0.60   1.80518    25.4        6.71
17          7.458    0.42                          6.32
18*        11.121    1.13   1.58313    59.4        6.33
19         52.424  (可変)                          6.22
20         13.060    1.85   1.72916    54.7        6.77
21        -11.576    0.52   1.78470    26.3        6.74
22        -38.456  (可変)                          6.73
像面        ∞   
回折面データ
第5面(回折面)
C 2=-1.79712e-004  C 4= 1.87619e-007  C 6= 1.00468e-009  C 8=-1.00179e-011  
非球面データ
第13面
K = 5.31511e-001  A 4=-2.93824e-004  A 6=-3.79737e-006  A 8=-1.32406e-007  
第18面
K =-1.73310e+000  A 4=-8.36433e-005  A 6= 6.06716e-007  A 8=-2.46031e-008  
各種データ
ズーム比     11.76 
焦点距離       4.95    20.28    58.20
Fナンバー      1.85     2.70     3.00
画角          28.07     7.42     2.60
像高           2.64     2.64     2.64
レンズ全長    56.50    56.50    56.50
BF             8.80    11.52     5.00
d 3            0.20     3.09     4.00
d 6            1.26    11.21    15.89
d12           18.93     6.09     0.49
d19            4.55     1.83     8.35
d22            8.80    11.52     5.00
入射瞳位置    17.80    79.31   204.32
射出瞳位置   -16.28    -7.92   -52.44
前側主点位置  21.77    78.43   203.56
後側主点位置   3.85    -8.76   -53.20
ズームレンズユニットデータ
レンズユニット  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1a         1      87.80         5.08        -1.42         -4.43
1b         4      37.85         2.61        -0.75         -2.22
2          7      -6.18         5.62         0.54         -4.01
3         13      17.52         7.09        -2.44         -7.16
4         20      14.24         2.37         0.32         -1.06
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -56.46
2       2     33.72
4       5     37.85
5       7     -7.23
6       9    -10.96
7      11     14.93
8      13     12.69
9      16    -13.29
10      18     23.96
11      20      8.69
12      21    -21.29
各数値例（各実施例）の構成において、条件（１）〜（５）の値を以下の表に示す。
【００７０】
【表１】
2015232674.tif 000007
【実施例５】
【００７１】
上記各実施例に示したズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（光学機器）の実施例５を図９を用いて説明する。
【００７２】
図９において、２０はカメラ本体である。２１は実施例１〜４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【００７３】
２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
【００７４】
このように実施例１〜４で説明したいずれかのズームレンズをデジタルスチルカメラの撮影光学系として用いることにより、回折光学素子の不要光の発生を抑制した小型のズームレンズを提供することができる。
【００７５】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｌ１  第１レンズユニット、Ｌ１ａ  第１ａレンズユニット、
Ｌ１ｂ  第１ｂレンズユニット、Ｌ２  第２レンズユニット、
ＳＰ  開口絞り、ＩＰ  像面、ＤＯＥ  回折面
【図９】
2015232674.tif 000008
【図１（ａ）】
2015232674.tif 000009
【図１（ｂ）】
2015232674.tif 000010
【図２（ａ）】
2015232674.tif 000011
【図２（ｂ）】
2015232674.tif 000012
【図２（ｃ）】
2015232674.tif 000013
【図３（ａ）】
2015232674.tif 000014
【図３（ｂ）】
2015232674.tif 000015
【図４（ａ）】
2015232674.tif 000016
【図４（ｂ）】
2015232674.tif 000017
【図４（ｃ）】
2015232674.tif 000018
【図５（ａ）】
2015232674.tif 000019
【図５（ｂ）】
2015232674.tif 000020
【図６（ａ）】
2015232674.tif 000021
【図６（ｂ）】
2015232674.tif 000022
【図６（ｃ）】
2015232674.tif 000023
【図７（ａ）】
2015232674.tif 000024
【図７（ｂ）】
2015232674.tif 000025
【図８（ａ）】
2015232674.tif 000026
【図８（ｂ）】
2015232674.tif 000027
【図８（ｃ）】
2015232674.tif 000028