WO2014203572A1 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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WO2014203572A1
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positive lens
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河村一輝
内藤彰子
横山恵太郎
高橋利夫
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オリンパス株式会社
オリンパスイメージング株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a zoom lens and an imaging apparatus having the same.
  • zoom lenses used for cameras are known.
  • a zoom lens used for an interchangeable lens attached to a camera body is known.
  • the image pickup area of the image sensor is increased to improve image quality, and the image pickup area is reduced to reduce the size of the entire camera. ing.
  • the zoom lens used for it is also large. Therefore, there is a demand for a zoom lens that can reduce the size of the zoom lens while ensuring the area of the imaging surface area, and can achieve both image quality and portability.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a zoom lens that has a lens group having negative, positive, negative, and positive refractive powers from the object side, is relatively small, and has a wide wide-angle end angle of view. Has been.
  • An object of the present invention is to provide a zoom lens that can ensure optical performance even when the angle of view is increased and the size is reduced. Furthermore, it aims at providing the imaging device which has such a zoom lens.
  • the zoom lens according to the present invention includes: A first positive lens group having positive refractive power; A first negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group; A second negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately after the image side of the first positive lens group; A second positive lens group which is a lens group arranged closest to the image side, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the first positive lens group and the first negative lens group and the distance between the second negative lens group and the second positive lens group change, respectively.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end
  • the first positive lens group is composed of two sub lens groups of an object side sub lens group and an image side sub lens group in order from the object side to the image side.
  • An aperture stop is disposed between the object side sub lens group and the image side sub lens group
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and the most image-side refractive surface in the first negative lens group is concave on the image side,
  • the most object side refractive surface in the second positive lens group is concave on the object side, and the most image side refractive surface in the second positive lens group is convex on the image side,
  • the following conditional expression (1) is satisfied. 1.2 ⁇ 1P / ER S ⁇ 2.7 (1) here, ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis, ER S is the maximum radius of the aperture of the aperture stop, It is.
  • Another zoom lens according to the present invention is: A first positive lens group having positive refractive power; A first negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group; A second negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately after the image side of the first positive lens group; A second positive lens group which is a lens group arranged closest to the image side, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the first positive lens group and the first negative lens group and the distance between the second negative lens group and the second positive lens group change, respectively.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end
  • the first positive lens group is composed of two sub lens groups of an object side sub lens group and an image side sub lens group in order from the object side to the image side.
  • An aperture stop is disposed between the object side sub lens group and the image side sub lens group
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and the most image-side refractive surface in the first negative lens group is concave on the image side,
  • the most object side refractive surface in the second positive lens group is concave on the object side, and the most image side refractive surface in the second positive lens group is convex on the image side,
  • the following conditional expression (2) is satisfied.
  • ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end, It is.
  • Another zoom lens according to the present invention is: A first positive lens group having positive refractive power; A first negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group; A second negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately after the image side of the first positive lens group; A second positive lens group which is a lens group arranged closest to the image side, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the first positive lens group and the first negative lens group and the distance between the second negative lens group and the second positive lens group change, respectively.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end
  • the first positive lens group is composed of two sub lens groups of an object side sub lens group and an image side sub lens group in order from the object side to the image side.
  • An aperture stop is disposed between the object side sub lens group and the image side sub lens group
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and the most image-side refractive surface in the first negative lens group is concave on the image side
  • the first negative lens group includes, in order from the object side to the image side, an object side sub lens group including a first negative lens, and an image side sub lens group including a second negative lens and a first positive lens.
  • ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis
  • ER S is the maximum radius of the aperture of the aperture stop
  • SF 2N (R 2NO + R 2NI ) / (R 2NO -R 2NI )
  • R 2NO is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the second negative lens in the first negative lens group
  • R 2NI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second negative lens in the first negative lens group
  • Another zoom lens according to the present invention is: A first positive lens group having positive refractive power; A first negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group; A second negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately after the image side of the first positive lens group; A second positive lens group which is a lens group arranged closest to the image side, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the first positive lens group and the first negative lens group and the distance between the second negative lens group and the second positive lens group change, respectively.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end
  • the first positive lens group is composed of two sub lens groups of an object side sub lens group and an image side sub lens group in order from the object side to the image side.
  • An aperture stop is disposed between the object side sub lens group and the image side sub lens group
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and the most image-side refractive surface in the first negative lens group is concave on the image side
  • the first negative lens group includes, in order from the object side to the image side, an object side sub lens group including a first negative lens, and an image side sub lens group including a second negative lens and a first positive lens.
  • ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • SF 2N (R 2NO + R 2NI ) / (R 2NO -R 2NI )
  • R 2NO is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the second negative lens in the first negative lens group
  • R 2NI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second negative lens in the first negative lens group
  • Another zoom lens according to the present invention is: A first positive lens group having positive refractive power; A first negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group; A second negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately after the image side of the first positive lens group; A second positive lens group which is a lens group arranged closest to the image side, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the first positive lens group and the first negative lens group and the distance between the second negative lens group and the second positive lens group change, respectively.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end
  • the first positive lens group is composed of two sub lens groups of an object side sub lens group and an image side sub lens group in order from the object side to the image side.
  • An aperture stop is disposed between the object side sub lens group and the image side sub lens group
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and the most image-side refractive surface in the first negative lens group is concave on the image side, The following conditional expressions (1) and (4) are satisfied.
  • ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis
  • ER S is the maximum radius of the aperture of the aperture stop
  • f 1P is the focal length of the first positive lens group
  • f 2N is the focal length of the second negative lens unit, It is.
  • Another zoom lens according to the present invention is: A first positive lens group having positive refractive power; A first negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group; A second negative lens group having a negative refractive power, which is a lens group disposed immediately after the image side of the first positive lens group; A second positive lens group which is a lens group arranged closest to the image side, When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the first positive lens group and the first negative lens group and the distance between the second negative lens group and the second positive lens group change, respectively.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end
  • the first positive lens group is composed of two sub lens groups of an object side sub lens group and an image side sub lens group in order from the object side to the image side.
  • An aperture stop is disposed between the object side sub lens group and the image side sub lens group
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and the most image-side refractive surface in the first negative lens group is concave on the image side, The following conditional expressions (2) and (4) are satisfied.
  • ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • f 1P is the focal length of the first positive lens group
  • f 2N is the focal length of the second negative lens unit, It is.
  • An imaging apparatus A zoom lens, An image pickup device having an image pickup surface and converting an image formed on the image pickup surface by a zoom lens into an electric signal;
  • the zoom lens is any one of the zoom lenses described above.
  • the zoom lens according to the present invention has an effect that the optical performance can be ensured even if the angle of view and the size are reduced.
  • FIG. 2 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end (a), the intermediate state (b), and the telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to the first exemplary embodiment of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 5 is a lens cross-sectional view at a wide angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to a second embodiment of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 6 is a lens cross-sectional view at a wide angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to a third embodiment of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 5 is a lens cross-sectional view at a wide angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to a third embodiment of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 6 is a lens cross-sectional view at a wide-angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to Embodiment 4 of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 6 is a lens cross-sectional view at a wide-angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to Example 5 of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 10 is a lens cross-sectional view at a wide-angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to Example 6 of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 6 is a lens cross-sectional view at a wide-angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to Example 6 of the zoom lens of the present invention.
  • FIG. 6 is an aberration diagram for Example 1 upon focusing on an object point at infinity.
  • FIG. 6 is an aberration diagram for Example 2 upon focusing on an object point at infinity.
  • FIG. 10 is an aberration diagram for Example 3 upon focusing on an object point at infinity.
  • FIG. 10 is an aberration diagram for Example 4 upon focusing on an object point at infinity.
  • FIG. 10 is an aberration diagram for Example 5 upon focusing on an object point at infinity.
  • FIG. 10 is an aberration diagram for Example 6 upon focusing on an object point at infinity.
  • It is sectional drawing which shows the aspherical surface deviation amount of an aspherical lens. It is a figure for demonstrating (omega) w .
  • It is sectional drawing of the digital camera as an imaging device. It is a front perspective view which shows the external appearance of the digital camera as an imaging device. It is a back perspective view showing the appearance of a digital camera as an imaging device. It is a block diagram which shows the internal circuit of the
  • a zoom lens according to the present invention and an image pickup apparatus having the same will be described in detail with reference to the drawings.
  • this invention is not limited by this embodiment and an Example.
  • a half field angle of 33 degrees and further a field angle exceeding 36 degrees are secured at the wide angle end, the total length is shortened, and a zoom ratio exceeding 2.8 times is obtained.
  • the total number of lenses in each lens group is reduced so as not to limit the overall lens length, the total thickness of each lens group is reduced, and the optical system is made symmetrical from the wide-angle end to the telephoto end. The structure is close.
  • the zoom lens includes a first positive lens group having a positive refractive power and a first negative lens having a negative refractive power which is a lens group disposed immediately before the object side of the first positive lens group.
  • the distance between the first positive lens group and the second negative lens group is wider at the telephoto end than at the wide-angle end, and the first positive lens group is in order from the object side to the image side, the object side sub lens group and the image side sub lens.
  • the aperture stop is arranged between the object side sub lens group and the image side sub lens group.
  • the first negative lens group has a negative lens and a positive lens, and a refractive surface on the most image side in the first negative lens group is concave to the image side.
  • An optically symmetric configuration by arranging an aperture stop in the first positive lens group and arranging negative lens groups (first negative lens group and second negative lens group) before and after the first positive lens group. It is said. As a result, the change in off-axis aberration associated with zooming from the wide-angle end to the telephoto end is reduced.
  • a magnifying optical system is formed by the second negative lens group and the second positive lens group, thereby reducing the diameter of the entire lens system. As a result, performance is ensured while reducing the overall length of the lens system with a small number of lenses.
  • the first negative lens group having the above-described configuration achieves both the reduction of aberrations in the first negative lens group and the shortening of the lens system at the telephoto end or when retracted.
  • the most object side refractive surface in the second positive lens group is concave on the object side
  • the most image side refractive surface in the second positive lens group is convex on the image side. It is preferable. Thereby, curvature of field and distortion can be suppressed, and good performance can be ensured over the entire zoom range.
  • any one of the following conditional expressions (1), (2), (5), (6), and (7) is satisfied.
  • ⁇ 1P is the thickness of the first positive lens group on the optical axis
  • ER S is the maximum radius of the aperture of the aperture stop
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • IH MAX is the maximum image height of the zoom lens.
  • IH 33w is the distance from the optical axis at the position where the principal ray and the paraxial image plane at which the incident half-field angle of the zoom lens is 33 ° at the infinite focus on the optical axis at the wide angle end
  • f 1P is the focal length of the first positive lens group, It is.
  • conditional expressions (1), (2), (5), (6), and (7) By avoiding falling below at least one of the lower limits of conditional expressions (1), (2), (5), (6), and (7), it becomes easier to suppress the tendency to overcurve the field, and the zoom range This makes it easy to suppress curvature of field throughout the entire area. In addition, it becomes easy to sufficiently secure the positive refractive power of the first positive lens unit, which leads to a reduction in the overall length of the zoom lens.
  • the thickness of the first positive lens group can be suppressed and the size can be reduced. Has contributed.
  • the first negative lens group includes, in order from the object side to the image side, an object side sub lens group including a first negative lens, and an image side sub lens group including a second negative lens and a first positive lens. It is preferable to consist of.
  • the first negative lens is a negative meniscus lens that is convex on the object side, thereby reducing astigmatism and coma generated in the first negative lens and reducing aberrations in the entire first lens group.
  • SF 2N (R 2NO + R 2NI ) / (R 2NO -R 2NI )
  • R 2NO is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the second negative lens in the first negative lens group
  • R 2NI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second negative lens in the first negative lens group
  • f 1P is the focal length of the first positive lens group
  • f 2N is the focal length of the second negative lens unit
  • the negative refractive power of the second negative lens unit can be reduced appropriately, thereby contributing to shortening of the overall length.
  • the upper limit of conditional expression (4) it is possible to sufficiently secure the spherical aberration / coma aberration correcting action of the second negative lens unit, and it becomes easy to obtain good performance over the entire zoom range.
  • conditional expression (4 ′) is satisfied. 1.1 ⁇
  • conditional expression (4 ′′) is satisfied. 1.2 ⁇
  • the effects of the conditional expressions (4 ′) and (4 ′′) are the same as those of the conditional expression (4).
  • any one of the following conditional expressions (8), (9), and (10) is satisfied.
  • 0.7 ⁇ f UN1P1 / IH MAX ⁇ 2.8 1.0 ⁇ f UN1P1 / IH 33w ⁇ 3.5 (9) 0.7 ⁇ f UN1P1 / f w ⁇ 2.0 (10) here, f UN1P1 is the focal length of the object side sub lens group in the first positive lens group, IH MAX is the maximum image height of the zoom lens.
  • IH 33w is the distance from the optical axis at the position where the principal ray and the paraxial image plane at which the incident half-field angle of the zoom lens is 33 ° at the infinite focus on the optical axis at the wide angle end
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end, It is.
  • conditional expressions (8), (9), and (10) By avoiding falling below at least one of the lower limits of conditional expressions (8), (9), and (10), the occurrence of spherical aberration and coma in the object side sub lens group in the first positive lens group is suppressed. Therefore, it becomes easy to cancel out these aberrations in the image side sub lens group, thereby improving the performance.
  • the positive refractive power of the first positive lens group By not exceeding the upper limit of at least one of conditional expressions (8), (9), and (10), the positive refractive power of the first positive lens group can be easily increased and the overall length can be shortened.
  • any one of the following conditional expressions (11), (12), and (13) is satisfied.
  • ⁇ 3.6 (11) 1.5 ⁇
  • IH 33w is the distance from the optical axis at the position where the principal ray and the paraxial image plane at which the incident half-field angle of the zoom lens is 33 ° at the infinite focus on the optical axis at the wide angle end
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end, It is.
  • the object side sub lens group in the first positive lens group has a positive lens
  • the image side sub lens group in the first positive lens group has a positive lens
  • the first positive lens group having an aperture stop is greatly involved in spherical aberration and coma. For this reason, by arranging a positive lens in each of the sub-lens groups before and after the aperture stop, optical symmetry can be improved, which can contribute to reduction of coma and the like. In addition, astigmatism is reduced by securing an air space in which the aperture stop is arranged.
  • the image side sub lens group in the first positive lens group includes a lens surface having negative refractive power and a positive lens disposed on the image side of the lens surface.
  • the symmetry of the refractive power arrangement of the zoom lens can be further improved, and the positive refractive power of the first positive lens unit can be increased to reduce the size and improve the optical performance in the entire zoom range. it can.
  • the object side sub lens group in the first positive lens group includes one lens component having a positive refractive power
  • the image side sub lens group in the first positive lens group includes one lens component.
  • These lens components preferably each have only two surfaces, the object side surface and the image side surface, in contact with air in the optical path, and the total number of lens components in the first positive lens group is preferably 2. Thereby, the first positive lens group can be reduced in size.
  • f 1N is the focal length of the first negative lens unit
  • f 2N is the focal length of the second negative lens unit
  • the negative refractive power of the first negative lens unit is suppressed, so that large negative distortion does not occur even if the size is reduced.
  • the negative refractive power of the second negative lens unit is suppressed, so that large positive distortion does not occur even if the size is reduced.
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • IH w is the maximum image height of the zoom lens when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • ⁇ w is the half angle of view when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end of the zoom lens
  • f 1P is the focal length of the first positive lens group
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end, It is.
  • conditional expression (16) By making sure that the lower limit of conditional expression (16) is not exceeded, it becomes easy to suppress spherical aberration and coma generated in the first positive lens group with a small number of lenses, and downsizing the first positive lens group in the optical axis direction. Can contribute. By making so as not to exceed the upper limit of conditional expression (16), it is possible to contribute to both securing the zoom ratio and shortening the overall length.
  • the second positive lens group is disposed immediately after the image side of the second negative lens group.
  • an image generated in the optical system from the object side to the first positive lens group is magnified by the two lens groups of the second negative lens group and the second positive lens group.
  • the second negative lens group it is preferred that the specific gravity of a negative lens smaller than larger 1.3 g / cm 3 than 0.9 g / cm 3.
  • the second negative lens unit can be relatively less involved in zooming. It is preferable to perform focusing by moving the second negative lens group in the optical axis direction or to reduce image blur due to camera shake by shifting the lens group.
  • the first positive lens group includes a negative lens and a positive lens that satisfies the following conditional expression (17). 63 ⁇ p1 ⁇ 96 (17) here, ⁇ p1 is the d-line reference Abbe number of any positive lens in the first positive lens group, It is.
  • the first positive lens group is located across the aperture stop and has a great influence on the spherical aberration for each color.
  • a lens having a large dispersion has a large anomalous dispersion, and it is difficult to correct spherical aberration for each color.
  • the positive lens of the first positive lens group By setting the positive lens of the first positive lens group to low dispersion that does not fall below the lower limit of conditional expression (17), it is possible to relatively suppress the anomalous dispersion of the negative lens, thereby contributing to correction of chromatic aberration. .
  • the anomalous dispersion of the positive lens By providing dispersion so that the positive lens does not exceed the upper limit of conditional expression (17), the anomalous dispersion of the positive lens can be reduced, and chromatic aberration can be corrected.
  • fb w is an air-converted back focus of the zoom lens when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • IH MAX is the maximum image height of the zoom lens. It is.
  • the exit pupil can be easily moved away from the image plane, and the fluctuation of the incident angle of the light beam on the image plane can be easily suppressed. This makes it easy to guide a sufficient amount of light to the entire screen.
  • the upper limit of conditional expression (18) is not exceeded, it is possible to contribute to shortening the total length when using the zoom lens and widening the angle of view at the wide-angle end.
  • SF UN1P1 (R UN1P1O + R UN1P1I ) / (R UN1P1O -R UN1P1I )
  • R UN1P1O is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the object side sub lens group in the first positive lens group
  • R UN1P1I is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the object side sub lens unit in the first positive lens unit
  • conditional expression (19) By making sure that the lower limit of conditional expression (19) is not exceeded, spherical and coma aberrations that tend to occur on the entrance surface of the object-side sub-lens group in the first positive lens group are suppressed, and performance especially near the telephoto end It can contribute to securing.
  • the upper limit of conditional expression (19) By making sure that the upper limit of conditional expression (19) is not exceeded, the principal point of the first positive lens unit will not be too close to the image side, making it easy to ensure the zoom ratio.
  • the total number of lens groups in the zoom lens is four, ie, a first negative lens group, a first positive lens group, a second negative lens group, and a second positive lens group. It is. Thereby, it is easy to simplify the configuration, leading to miniaturization.
  • a zoom lens includes a third positive lens unit having a positive refractive power on the object side of the first negative lens unit, and the third positive lens unit and the first positive lens unit at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end.
  • the distance from the first negative lens group changes, and the zoom lens has a total number of lens groups in the zoom lens of the third positive lens group, the first negative lens group, the first positive lens group, the second negative lens group, This is a five-group zoom lens that is five of the two positive lens groups.
  • the first negative lens group preferably includes a plastic aspheric lens that satisfies the following conditional expression (20). 0.0001 ⁇
  • the amount of aspherical deviation is the distance in the optical axis direction from the reference spherical surface to the target surface, where the top of the target surface is the top and the radius of curvature is the same as the paraxial curvature radius of the target surface. Yes, a case where the target surface is on the image side with respect to the reference spherical surface is a positive sign.
  • the first negative lens group contributes to correction of curvature of field particularly near the wide-angle end.
  • an aspheric lens in the first negative lens group By using an aspheric lens in the first negative lens group, the field curvature correction effect is further enhanced.
  • the first negative lens group has a larger radial direction than the other image-side lens groups.
  • a plastic aspheric lens for the first negative lens group it is possible to reduce the lens cost together with the aspheric effect.
  • a plastic lens has a larger surface shape change due to temperature than glass, and a curvature of field occurs due to temperature change.
  • the thermal expansion coefficient ⁇ of the plastic material to be used satisfies the following conditional expression (A), it becomes easy to achieve both ease of molding and suppression of temperature change. 2e- 5 ( ⁇ m / ° C) ⁇ ⁇ 8e- 5 ( ⁇ m / ° C) (A)
  • the thermal expansion coefficient ⁇ means that the dimension changes by ⁇ ⁇ m when the temperature increases by 1 ° C. per meter.
  • the object side sub-lens group in the first positive lens group is a single lens having a positive refractive power
  • the image side sub lens group in the first positive lens group is a positive lens and a positive lens in order from the object side. It is preferable that the lens is a cemented lens made of a lens.
  • the aperture stop can be arranged near the center of the first positive lens group, and the symmetry of the zoom lens with respect to the aperture stop can be ensured, thereby making it easy to ensure compactness and optical performance.
  • a light beam having a half angle of view of 33 ° or more can pass through the zoom lens, and it is preferable that the following conditional expression (21) is satisfied.
  • ft is the focal length of the entire zoom lens system when focusing on infinity on the optical axis at the telephoto end
  • f w is the focal length of the entire zoom lens system when focusing at infinity on the optical axis at the wide-angle end
  • conditional expression (21) By securing the zoom ratio so as not to fall below the lower limit value of the conditional expression (21), it is possible to select an angle of view suitable for various shooting scenes. By not exceeding the upper limit value of conditional expression (21), it is possible to contribute to both miniaturization of the overall length and securing of optical performance.
  • the imaging apparatus includes any of the zoom lenses described above and an imaging element that has an imaging surface and converts an image formed on the imaging surface by the zoom lens into an electrical signal.
  • the zoom lens has a focusing function
  • each of the above-described configurations is configured in a state in which it is focused at infinity.
  • zoom lens of the present embodiment can be configured more specifically by appropriately combining the basic configuration with the preferable configuration and the preferable conditional expressions.
  • a more specific zoom lens of this embodiment is as follows. Since the technical significance of each configuration and each conditional expression has already been described, the description thereof will be omitted below.
  • any of the above zoom lenses may be used in any of the above zoom lenses or imaging devices. Moreover, it is easy to obtain each effect even if each conditional expression is satisfied individually, which is preferable.
  • the lower limit is 1.4, and more preferably 1.7. More preferably, the upper limit value is 2.5, more preferably 2.3.
  • the lower limit is 0.5, more preferably 0.55, More preferably, the upper limit value is 1.0, more preferably 0.92.
  • the lower limit is ⁇ 0.7, more preferably ⁇ 0.65, More preferably, the upper limit value is 1.3, and more preferably 1.1.
  • the lower limit is 1.1, 1.2, and further 1.3. More preferably, the upper limit value is 1.75, more preferably 1.7.
  • the lower limit is 1.2, and further 1.3. More preferably, the upper limit value is 1.75, more preferably 1.7.
  • the lower limit value is 1.3, More preferably, the upper limit value is 1.75, more preferably 1.7.
  • the lower limit is 0.6, and more preferably 0.7, More preferably, the upper limit value is 1.3, and more preferably 1.1.
  • the lower limit is 0.7, more preferably 0.9, More preferably, the upper limit value is 1.7, and more preferably 1.6.
  • the lower limit is 0.5, more preferably 0.55, More preferably, the upper limit value is 0.9, more preferably 0.83.
  • the lower limit is 1.0, and more preferably 1.2, More preferably, the upper limit value is 2.3, more preferably 2.0.
  • the lower limit is 1.4, and more preferably 1.6
  • the upper limit value is more preferably 3.1, and even more preferably 2.9.
  • the lower limit is 0.85, more preferably 0.95
  • the upper limit value is more preferably 1.8, and more preferably 1.7.
  • the lower limit is 1.2, more preferably 1.5
  • the upper limit value is more preferably 2.7, and more preferably 2.3.
  • the lower limit is 1.8, and more preferably 2.0, More preferably, the upper limit value is 3.6, more preferably 3.1.
  • the lower limit is 1.1, and more preferably 1.2
  • the upper limit value is more preferably 2.2, and even more preferably 1.9.
  • the lower limit value is 0.4, more preferably 0.45, More preferably, the upper limit value is 1.1, more preferably 1.0.
  • the lower limit is -16.0%, more preferably -14.0%, More preferably, the upper limit value is -8.0%, more preferably -10.0%.
  • the lower limit is 0.75, more preferably 0.8, More preferably, the upper limit is 1.4, and more preferably 1.3.
  • the lower limit value is 65, more preferably 67, More preferably, the upper limit value is 85, and more preferably 82.
  • the lower limit is 0.9, and more preferably 1.2, More preferably, the upper limit value is 1.6, more preferably 1.4.
  • the lower limit value is ⁇ 1.7, more preferably ⁇ 1.5, More preferably, the upper limit value is 0.0, more preferably -0.5.
  • the lower limit is 0.001. More preferably, the upper limit value is 0.01.
  • the lower limit is 2.7, and more preferably 2.8, It is more preferable that the upper limit value is 9.0, more preferably 7.0.
  • the aspherical surface deviation amount is as shown in FIG. Is the distance from the reference spherical surface to the aspherical surface when measured in a direction parallel to, and the image side direction (right direction in the figure) is a positive sign.
  • FIG. 14 shows a state in which the zoom lens, the aperture stop, and the imaging surface are arranged on the optical axis.
  • the light beam incident on the zoom lens passes through the aperture stop, and then exits from the zoom lens and reaches the imaging surface.
  • a light ray L indicated by a solid line indicates a light ray that reaches a point X on the effective imaging region among light rays that pass through the center of the aperture stop.
  • This point X is the position farthest from the optical axis in the effective imaging region.
  • the effective imaging region is a region where an object image is formed, the point X is at the maximum image height position.
  • the light ray L is a light ray that passes through the center of the aperture stop and enters the maximum image height position of the effective imaging region.
  • ⁇ w is a half angle of view with respect to the optical axis of the light beam L at the wide angle end.
  • FIGS. 1 to 6 show lens cross sections of the wide-angle end (a), the intermediate focal length state (b), and the telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity in Examples 1 to 6, respectively.
  • the first lens group is G1
  • the second lens group is G2
  • the third lens group is G3
  • the fourth lens group is G4
  • the fifth lens group is G5
  • the brightness (aperture) stop is S.
  • the image plane is indicated by I.
  • a parallel plate constituting a low-pass filter or a cover glass of an electronic image sensor may be arranged between the final lens group on the image plane side and the image plane I.
  • court which restrict
  • the image height is the same at the wide angle end, the intermediate focal length state, and the telephoto end.
  • the image height at the wide-angle end may be reduced. This is because distortion can be corrected by converting the image at the wide angle end into a barrel shape and electrically converting the barrel image into a rectangular image. Details of the electrical distortion correction are omitted.
  • the zoom lens according to the first exemplary embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 (first negative lens group) having negative refractive power and a second lens group G2 (first negative lens group) having positive refractive power ( A first positive lens group), a third lens group G3 having a negative refractive power (second negative lens group), and a fourth lens group G4 having a positive refractive power (second positive lens group).
  • the brightness (aperture) stop S is disposed in the second lens group G2.
  • the virtual object surfaces (the ninth surface and the fourteenth surface) are not shown.
  • the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side.
  • the second lens group G2 moves to the object side.
  • the third lens group G3 moves to the object side.
  • the fourth lens group G4 is fixed (still).
  • the aperture stop S moves to the object side together with the second lens group G2.
  • the first lens group G1 includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a biconcave negative lens L2, and a positive meniscus lens L3 having a concave surface facing the image side.
  • the second lens group G2 is a cemented lens (image side) of a positive meniscus lens L4 (object side sub-lens group) having a convex surface facing the object side, a negative meniscus lens L5 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L6.
  • the third lens group G3 is composed of a biconcave negative lens L7.
  • the fourth lens group G4 includes a positive meniscus lens L8 having a convex surface directed toward the image side.
  • the aspherical surfaces are 9 of the both surfaces of the positive meniscus lens L3, both surfaces of the positive meniscus lens L4, the image side surface of the biconvex positive lens L6, both surfaces of the biconcave negative lens L7, and both surfaces of the positive meniscus lens L8. It is provided on the surface.
  • the zoom lens according to the second exemplary embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 (first negative lens group) having a negative refractive power and a second lens group G2 (first negative lens group G2 ( A first positive lens group), a third lens group G3 having a negative refractive power (second negative lens group), and a fourth lens group G4 having a positive refractive power (second positive lens group).
  • the brightness (aperture) stop S is disposed in the second lens group G2.
  • the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side.
  • the second lens group G2 moves to the object side.
  • the third lens group G3 moves to the object side.
  • the fourth lens group G4 is fixed (still).
  • the aperture stop S moves to the object side together with the second lens group G2.
  • the first lens group G1 includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a biconcave negative lens L2, and a positive meniscus lens L3 having a concave surface facing the image side.
  • the second lens group G2 includes a biconvex positive lens L4 (object side sub lens group), a cemented lens (image side sub lens group) of a negative meniscus lens L5 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L6, and Consists of.
  • the third lens group G3 includes a negative meniscus lens L7 having a convex surface directed toward the object side.
  • the fourth lens group G4 includes a positive meniscus lens L8 having a convex surface directed toward the image side.
  • the aspherical surface is provided on six surfaces including both surfaces of the biconcave negative lens L2, both surfaces of the biconvex positive lens L4, and both surfaces of the negative meniscus lens L7.
  • the zoom lens according to the third exemplary embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 (first negative lens group) having a negative refractive power and a second lens group G2 (first negative lens group) having a positive refractive power ( A first positive lens group), a third lens group G3 having a negative refractive power (second negative lens group), and a fourth lens group G4 having a positive refractive power (second positive lens group).
  • the brightness (aperture) stop S is disposed in the second lens group G2.
  • the virtual object plane (seventh plane) is not shown.
  • the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side.
  • the second lens group G2 moves to the object side.
  • the third lens group G3 moves to the object side.
  • the fourth lens group G4 is fixed (still).
  • the aperture stop S moves to the object side together with the second lens group G2.
  • the first lens group G1 includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface directed toward the object side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface directed toward the object side, and a positive meniscus lens L3 having a concave surface directed toward the image side.
  • the second lens group G2 includes a positive meniscus lens L4 (object-side sub-lens group) having a convex surface directed toward the object side, a cemented lens of a negative meniscus lens L5 and a biconvex positive lens L6 having a convex surface directed toward the object side, And a negative meniscus lens L7 having a convex surface on the side.
  • the third lens group G3 is composed of a negative meniscus lens L8 having a convex surface directed toward the object side.
  • the fourth lens group G4 includes a positive meniscus lens L9 having a convex surface directed toward the image side.
  • the negative meniscus lens L5, the biconvex positive lens L6, and the negative meniscus lens L7 constitute an image side sub lens group.
  • the aspheric surfaces are provided on the eight surfaces including both surfaces of the negative meniscus lens L2, both surfaces of the positive meniscus lens L4, both surfaces of the negative meniscus lens L8, and both surfaces of the positive meniscus lens L9.
  • the zoom lens of Example 4 includes, in order from the object side, a first lens group G1 (first negative lens group) having a negative refractive power and a second lens group G2 (first negative lens group) having a positive refractive power ( A first positive lens group), a third lens group G3 having a negative refractive power (second negative lens group), and a fourth lens group G4 having a positive refractive power (second positive lens group).
  • the brightness (aperture) stop S is disposed in the second lens group G2.
  • the virtual object plane (seventh plane) is not shown.
  • the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side.
  • the second lens group G2 moves to the object side.
  • the third lens group G3 moves to the object side.
  • the fourth lens group G4 is fixed (still).
  • the aperture stop S moves to the object side together with the second lens group G2.
  • the first lens group G1 includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface directed toward the object side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface directed toward the object side, and a positive meniscus lens L3 having a concave surface directed toward the image side. Consists of.
  • the second lens group G2 includes a cemented lens (object side sub-lens group) of a positive meniscus lens L4 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L5 having a convex surface facing the object side, and a negative lens having a convex surface facing the object side.
  • the third lens group G3 includes a negative meniscus lens L9 having a convex surface directed toward the object side.
  • the fourth lens group G4 includes a positive meniscus lens L10 having a convex surface directed toward the image side.
  • the negative meniscus lens L6, the biconvex positive lens L7, and the negative meniscus lens L8 constitute an image side sub lens group.
  • the aspherical surface includes both surfaces of the negative meniscus lens L2, the object-side surface of the positive meniscus lens L4, the image-side surface of the negative meniscus lens L5, both surfaces of the negative meniscus lens L9, and both surfaces of the positive meniscus lens L10. Eight sides are provided.
  • the zoom lens of Example 5 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 (a first negative lens group) having a negative refractive power, and , A third lens group G3 (first positive lens group) having a positive refractive power, a fourth lens group G4 (second negative lens group) having a negative refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power ( A second positive lens group).
  • the brightness (aperture) stop S is disposed in the third lens group G3.
  • the first lens group G1 moves to the object side.
  • the second lens group G2 moves to the object side.
  • the third lens group G3 moves to the object side.
  • the fourth lens group G4 moves to the object side.
  • the fifth lens group G5 is fixed (still).
  • the aperture stop S moves to the object side together with the third lens group G3.
  • the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L2, and a positive meniscus lens L3 having a convex surface facing the object side.
  • the second lens group G2 includes a negative meniscus lens L4 having a convex surface facing the object side, a biconcave negative lens L5, and a positive meniscus lens L6 having a concave surface facing the image side.
  • the third lens group G3 includes a positive meniscus lens L7 (object-side sub-lens group) having a convex surface facing the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L8 and a negative meniscus lens L9 having a convex surface facing the image side, Consists of a convex positive lens L10.
  • the fourth lens group G4 includes a negative meniscus lens L11 having a convex surface directed toward the object side, and a negative meniscus lens L12 having a convex surface directed toward the image side.
  • the fifth lens group G5 is composed of a positive meniscus lens L13 having a convex surface directed toward the image side.
  • the biconvex positive lens L8, the negative meniscus lens L9, and the biconvex positive lens L10 constitute an image side sub-lens group.
  • the aspheric surfaces are provided on 10 surfaces including both surfaces of the biconvex positive lens L5, both surfaces of the positive meniscus lens L7, both surfaces of the biconvex positive lens L10, both surfaces of the negative meniscus lens L12, and both surfaces of the positive meniscus lens L13. It has been.
  • the zoom lens of Example 6 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 (a first negative lens group) having a negative refractive power, and , A third lens group G3 (first positive lens group) having a positive refractive power, a fourth lens group G4 (second negative lens group) having a negative refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power ( A second positive lens group).
  • the brightness (aperture) stop S is disposed in the third lens group G3.
  • the first lens group G1 moves to the object side.
  • the second lens group G2 moves to the object side.
  • the third lens group G3 moves to the object side.
  • the fourth lens group G4 moves to the object side.
  • the fifth lens group G5 is fixed (still).
  • the aperture stop S moves to the object side together with the third lens group G3.
  • the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side.
  • L3 The second lens group G2 includes a negative meniscus lens L4 having a convex surface facing the object side, a biconcave negative lens L5, and a positive meniscus lens L6 having a concave surface facing the image side.
  • the third lens group G3 has a positive meniscus lens L7 (object side sub-lens group) having a convex surface directed toward the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L8 and a biconcave negative lens L9, and a convex surface directed toward the object side. And a positive meniscus lens L10.
  • the fourth lens group G4 is composed of a biconcave negative lens L11.
  • the fifth lens group G5 is composed of a positive meniscus lens L12 having a convex surface directed toward the image side.
  • the biconvex positive lens L8, the biconcave negative lens L9, and the positive meniscus lens L10 constitute an image side sub-lens group.
  • the aspheric surfaces are provided on 10 surfaces including both surfaces of the biconcave negative lens L5, both surfaces of the positive meniscus lens L7, both surfaces of the positive meniscus lens L10, both surfaces of the biconcave negative lens L11, and both surfaces of the positive meniscus lens L12. It has been.
  • f is the focal length of the entire system (mm)
  • FB is the back focus (mm)
  • IH is the image height
  • FNO is the F number
  • is the half field angle
  • r is the radius of curvature of each lens surface
  • d is the spacing between the lens surfaces
  • nd is the refractive index of the d-line of each lens
  • ⁇ d is the Abbe number of the d-line of each lens. is there.
  • the total lens length described later is obtained by adding back focus to the distance from the lens front surface to the lens final surface.
  • FB back focus
  • Each aspheric shape is expressed by the following formula (I) using each aspheric coefficient in each embodiment.
  • the coordinate in the optical axis direction is Z
  • the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis is Y.
  • Z (Y 2 / r) / [1+ ⁇ 1- (1 + k) ⁇ (Y / r) 2 ⁇ 1/2 ] + A 4 ⁇ Y 4 + A 6 ⁇ Y 6 + A 8 ⁇ Y 8 + A 10 ⁇ Y 10 ( I)
  • r is the paraxial radius of curvature
  • k is the cone coefficient
  • a 4 , A 6 , A 8 , and A 10 are fourth-order, sixth-order, eighth-order, and tenth-order aspheric coefficients, respectively.
  • “en” (n is an integer) represents “10 ⁇ n ”.
  • FIGS. 6 to 10 Aberration diagrams at the time of focusing on an object point at infinity in Examples 1 to 5 are shown in FIGS. 6 to 10, respectively.
  • (a) to (d) are the wide-angle end
  • (e) to (h) are the intermediate focal length states
  • (i) to (l) are the spherical aberration (SA) and astigmatism at the telephoto end.
  • SA spherical aberration
  • AS spherical aberration
  • DT distortion
  • CC lateral chromatic aberration
  • FIY indicates the maximum image height.
  • indicates a half angle of view.
  • the values of the conditional expressions (1) to (21) in each example are listed.
  • the specific gravity is a value (g / cm 3 ) in the negative lens of the second negative lens group.
  • the material name “COP” is a cycloolefin polymer.
  • Example 2 Example 3
  • Example 4 Example 5
  • Example 6 (1) ⁇ 1P / ER S 1.729 1.985 1.965 2.038 2.097 2.2 (2) ⁇ 1P / f w 0.552 0.668 0.879 0.916 0.759 0.676 (3) SF 2N 0.525 0.021 1.017 1.017 -0.202 -0.63 (4)
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a single-lens mirrorless camera (digital camera) as an imaging apparatus.
  • a photographic lens system 2 is arranged in the lens barrel of the single-lens mirrorless camera 1.
  • the mount unit 3 allows the taking lens system 2 to be attached to and detached from the body of the single lens mirrorless camera 1.
  • a screw type mount, a bayonet type mount, or the like is used as the mount unit 3.
  • a bayonet type mount is used.
  • An imaging element surface 4 and a back monitor 5 are disposed on the body of the single lens mirrorless camera 1.
  • a small CCD or CMOS is used as the image sensor.
  • the inner focus lens system of the present invention shown in Examples 1 to 8 is used.
  • FIG. 16 and 17 are conceptual diagrams of the configuration of the imaging apparatus according to the present invention.
  • FIG. 16 is a front perspective view showing the appearance of a digital camera 40 as an image pickup apparatus
  • FIG. 17 is a rear perspective view of the same.
  • the photographic optical system 41 of the digital camera 40 uses the inner focus lens system of the present invention.
  • the digital camera 40 of this embodiment includes a photographing optical system 41 positioned on the photographing optical path 42, a shutter button 45, a liquid crystal display monitor 47, and the like.
  • photographing optical system 41 for example, the inner focus lens system of the first embodiment.
  • An object image formed by the photographing optical system 41 is formed on an image sensor (photoelectric conversion surface) provided in the vicinity of the imaging surface.
  • the object image received by the image sensor is displayed on the liquid crystal display monitor 47 provided on the back of the camera as an electronic image by the processing means.
  • the photographed electronic image can be recorded in a recording unit.
  • FIG. 18 is a block diagram showing an internal circuit of a main part of the digital camera 40.
  • the processing means described above is configured by, for example, the CDS / ADC unit 24, the temporary storage memory 17, the image processing unit 18, and the like, and the storage unit is configured by the storage medium unit 19 or the like.
  • the digital camera 40 is connected to the operation unit 12, the control unit 13 connected to the operation unit 12, and the control signal output port of the control unit 13 via buses 14 and 15.
  • An imaging drive circuit 16 a temporary storage memory 17, an image processing unit 18, a storage medium unit 19, a display unit 20, and a setting information storage memory unit 21 are provided.
  • the temporary storage memory 17, the image processing unit 18, the storage medium unit 19, the display unit 20, and the setting information storage memory unit 21 can input and output data with each other via the bus 22.
  • a CCD 49 and a CDS / ADC unit 24 are connected to the imaging drive circuit 16.
  • the operation unit 12 includes various input buttons and switches, and notifies the control unit 13 of event information input from the outside (camera user) via these buttons.
  • the control unit 13 is a central processing unit composed of, for example, a CPU, and has a built-in program memory (not shown) and controls the entire digital camera 40 according to a program stored in the program memory.
  • the CCD 49 is an image pickup element that is driven and controlled by the image pickup drive circuit 16, converts the light amount of each pixel of the object image formed via the image pickup optical system 41 into an electric signal, and outputs the electric signal to the CDS / ADC unit 24.
  • the CDS / ADC unit 24 amplifies the electrical signal input from the CCD 49 and performs analog / digital conversion, and raw video data (Bayer data, hereinafter referred to as RAW data) obtained by performing the amplification and digital conversion. Is output to the temporary storage memory 17.
  • the temporary storage memory 17 is a buffer made of, for example, SDRAM, and is a memory device that temporarily stores RAW data output from the CDS / ADC unit 24.
  • the image processing unit 18 reads out the RAW data stored in the temporary storage memory 17 or the RAW data stored in the storage medium unit 19, and includes distortion correction based on the image quality parameter designated by the control unit 13. It is a circuit that performs various image processing electrically.
  • the storage medium unit 19 is detachably mounted with a card-type or stick-type recording medium made of, for example, a flash memory, and the RAW data transferred from the temporary storage memory 17 or the image processing unit 18 to these flash memories. Image-processed image data is recorded and held.
  • the display unit 20 includes a liquid crystal display monitor 47 and the like, and displays captured RAW data, image data, an operation menu, and the like.
  • the setting information storage memory unit 21 includes a ROM unit that stores various image quality parameters in advance, and a RAM unit that stores image quality parameters read from the ROM unit by an input operation of the operation unit 12.
  • the digital camera 40 configured in this manner employs the inner focus lens system of the present invention as the photographing optical system 41, so that a high resolution image can be obtained without degrading the image quality while having a wide angle of view and a small size.
  • An imaging device that can be obtained can be obtained.
  • the zoom lens of the present invention can also be used in an image pickup apparatus in which an optical system is fixed to the main body of the image pickup apparatus.
  • the zoom lens according to the present invention and the image pickup apparatus having the zoom lens are useful for securing optical performance and reducing the size while having a high zoom ratio.
  • G1 ... 1st lens group G2 ... 2nd lens group G3 ... 3rd lens group G4 ... 4th lens group G5 ... 5th lens group S ... Aperture stop I ... Image plane 1 ... Single lens mirrorless camera 2 ... Shooting lens system 3 ... Mounting part 4 of lens barrel ... Image sensor surface 5 ... Back monitor 12 ... Operation part 13 ... Control parts 14, 15 ... Bus 16 ... Imaging drive circuit 17 ... Temporary storage memory 18 ... Image processing part 19 ... Storage medium part 20 ... Display unit 21 ... Setting information storage memory unit 22 ... Bus 24 ... CDS / ADC unit 40 ... Digital camera 41 ... Shooting optical system 42 ... Shooting optical path 45 ... Shutter button 47 ... Liquid crystal display monitor 49 ... CCD

Landscapes

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Abstract

 広画角化と小型化を行っても光学性能を確保できるズームレンズを提供する。 広角端から望遠端への変倍の際に、第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、且つ、第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であり、所定の条件式を満足する。

Description

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
 本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関するものである。
 従来より、カメラに用いるズームレンズが知られている。特に、カメラ本体に装着する交換レンズに用いるズームレンズが知られている。
 この分野のズームレンズでは、用途やニーズに応じて、撮像素子の撮像面エリアを大きくして画質の向上を図ることや、撮像面エリアを小さくしてカメラ全体の小型化を行うことが行われている。ここで、撮像素子の撮像面エリアが大きいと、それに用いるズームレンズも大きいものとなる。そのため、撮像面エリアの面積を確保しつつズームレンズを小型化して画質と携帯性の両立が図れるズームレンズが求められている。
 これに対して、特許文献1、2には、物体側から負、正、負、正の屈折力のレンズ群を持ち、比較的小型であり、広い広角端画角を確保したズームレンズが開示されている。
特開2012-133230号公報 特開2012-58406号公報
 しかしながら、近年は、携帯性を考慮して、いっそう小型化されたズームレンズが求められている。
 本発明は、広画角化と小型化を行っても光学性能を確保できるズームレンズの提供を目的とする。さらには、そのようなズームレンズを有する撮像装置の提供を目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るズームレンズは、
 正屈折力の第1正レンズ群と、
 第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
 第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
 最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
 広角端から望遠端への変倍の際に、
第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
 第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、
 開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、
 第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
 第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、且つ、第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であり、
 以下の条件式(1)を満足することを特徴としている。
 1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 ERSは、開口絞りの開口部の最大半径、
である。
 本発明に係る別のズームレンズは、
 正屈折力の第1正レンズ群と、
 第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
 第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
 最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
 広角端から望遠端への変倍の際に、
第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
 第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、
 開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、
 第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
 第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、且つ、第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であり、
 以下の条件式(2)を満足することを特徴としている。
 0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
 本発明に係る別のズームレンズは、
 正屈折力の第1正レンズ群と、
 第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
 第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
 最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
 広角端から望遠端への変倍の際に、
第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
 第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、
 開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、
 第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
 第1負レンズ群は物体側から像側に順に、第1負レンズからなる物体側サブレンズ群と、第2負レンズと第1正レンズを含む像側サブレンズ群とからなり、
 以下の条件式(1)、(3)を満足することを特徴としている。
 1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
 -0.9<SF2N<1.5   (3)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 ERSは、開口絞りの開口部の最大半径、
 SF2N=(R2NO+R2NI)/(R2NO-R2NI)であり、
 R2NOは、第1負レンズ群中の第2負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
 R2NIは、第1負レンズ群中の第2負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
 本発明に係る別のズームレンズは、
 正屈折力の第1正レンズ群と、
 第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
 第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
 最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
 広角端から望遠端への変倍の際に、
第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
 第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群とからなり、
 開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、
 第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
 第1負レンズ群は物体側から像側に順に、第1負レンズからなる物体側サブレンズ群と、第2負レンズと第1正レンズを含む像側サブレンズ群とからなり、
 以下の条件式(2)、(3)を満足することを特徴としている。
 0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
 -0.9<SF2N<1.5   (3)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
 SF2N=(R2NO+R2NI)/(R2NO-R2NI)であり、
 R2NOは、第1負レンズ群中の第2負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
 R2NIは、第1負レンズ群中の第2負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
 本発明に係る別のズームレンズは、
 正屈折力の第1正レンズ群と、
 第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
 第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
 最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
 広角端から望遠端への変倍の際に、
第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
 第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群とからなり、
 開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、
 第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
 以下の条件式(1)、(4)を満足することを特徴としている。
 1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
 1.0<|f2N/f1P|<1.9   (4)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 ERSは、開口絞りの開口部の最大半径、
 f1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
 f2Nは、第2負レンズ群の焦点距離、
である。
 本発明に係る別のズームレンズは、
 正屈折力の第1正レンズ群と、
 第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
 第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
 最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
 広角端から望遠端への変倍の際に、
第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
 第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群とからなり、
 開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、
 第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
 以下の条件式(2)、(4)を満足することを特徴としている。
 0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
 1.0<|f2N/f1P|<1.9   (4)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
 f1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
 f2Nは、第2負レンズ群の焦点距離、
である。
 本発明に係る撮像装置は、
 ズームレンズと、
 撮像面をもち且つズームレンズにより撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、
 ズームレンズが、上述のいずれかのズームレンズであることを特徴としている。
 本発明に係るズームレンズは、広画角化と小型化を行っても光学性能が確保できるという効果を奏する。
本発明のズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例2の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例3の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例4の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例5の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例6の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。 非球面レンズの非球面偏倚量を示す断面図である。 ωwを説明するための図である。 撮像装置としてのデジタルカメラの断面図である。 撮像装置としてのデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 撮像装置としてのデジタルカメラの外観を示す後方斜視図である。 デジタルカメラの主要部の内部回路を示すブロック図である。
 以下に、本発明に係るズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施形態及び実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によってこの発明が限定されるものではない。
 実施形態に係るズームレンズでは、広角端において半画角33度、更には36度を越える画角を確保し、全長を短縮し、2.8倍を超える変倍比を得ている。このようなスペックを得るべく、レンズ全長の制約とならないように各レンズ群のレンズ総枚数を少なく構成し、各レンズ群の総厚を小さくし、広角端から望遠端にかけて光学系として対称系に近い構成としている。
 実施形態に係るズームレンズの構成について説明する。まず、基本構成について説明する。
 実施形態のズームレンズの基本構成では、ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、第1正レンズ群と第1負レンズ群との距離、及び、第2負レンズ群と第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、第1正レンズ群と第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、開口絞りが物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の間に配置され、第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹である。
 第1正レンズ群中に開口絞りを配置し、第1正レンズ群の前後に負レンズ群(第1負レンズ群、第2負レンズ群)を配置することで、光学的に対称的な構成としている。これにより、広角端から望遠端への変倍に伴う軸外収差の変化を低減している。
 また、最も像側に第2正レンズ群を配置することで、第2負レンズ群と第2正レンズ群にて拡大光学系を形成し、レンズ系全体の小径化を行っている。その結果、少ないレンズ枚数にてレンズ系の全長を短縮しつつも性能確保を行っている。
 さらに、第1正レンズ群と第2負レンズ群の間隔を変更させることにより、変倍にともなうレンズ系の全長の変化を少なくしている。
 また、第1負レンズ群を上述の構成とすることで、第1負レンズ群での収差の低減と、望遠端時や沈胴収納時のレンズ系の短縮化を両立している。
 次に、好ましい構成や好ましい条件式について説明する。
 実施形態のズームレンズでは、第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、且つ、第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であることが好ましい。
 これにより、像面湾曲・ディストーションを抑えることが出来、変倍域全域で良好な性能を確保することができる。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(1)、(2)、(5)、(6)、(7)のいずれかを満足することが好ましい。
 1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
 0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
 0.4<Σ1P/IHMAX<1.8   (5)
 0.45<Σ1P/IH33w<1.95   (6)
 0.4<Σ1P/f1P<1.0   (7)
 ここで、
 Σ1Pは、第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
 ERSは、開口絞りの開口部の最大半径、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
 IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
 IH33wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
 f1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
である。
 条件式(1)、(2)、(5)、(6)、(7)の少なくともいずれかの下限を下回らないようにすることで、像面湾曲のオーバー傾向を抑えやすくなり、変倍域全域で像面湾曲を抑えやすくしている。又、第1正レンズ群の正の屈折力の十分な確保を行いやすくなるため、ズームレンズ全長の小型化につながっている。
 条件式(1)、(2)、(5)、(6)、(7)の少なくともいずれかの上限を上回らないようにすることで、第1正レンズ群の厚さを抑え、小型化に寄与している。
 実施形態のズームレンズでは、第1負レンズ群は物体側から像側に順に、第1負レンズからなる物体側サブレンズ群と、第2負レンズと第1正レンズを含む像側サブレンズ群とからなることが好ましい。
 第1負レンズの負の屈折力を大きくすることで入射瞳を物体側に近づけて広角端での画角確保と小径化に寄与できる。一方、広角端付近で非点収差、望遠端付近で球面収差とコマ収差の発生が発生しやすくなるが、像側サブレンズ群を上記の構成とすることで、第1負レンズ群全体での収差を抑え変倍域全域で安定した光学性能が得られる。
 また、第1負レンズは物体側に凸の負メニスカスレンズとすることで、第1負レンズで発生する非点収差とコマ収差を減らし、第1レンズ群全体での収差低減を行っている。
 実施形態のズームレンズでは、さらに、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
 -0.9<SF2N<1.5   (3)
 ここで、
 SF2N=(R2NO+R2NI)/(R2NO-R2NI)であり、
 R2NOは、第1負レンズ群中の第2負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
 R2NIは、第1負レンズ群中の第2負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
 条件式(3)の下限を下回らないようにすることで、第2負レンズの物体側面がフチで第1負レンズに出っ張りすぎないようにし、第1、第2負レンズの間隔を小さくして、第1負レンズ群の小型化に寄与できる。
 条件式(3)の上限を上回らないようにすることで、第2負レンズの物体側面で十分な非点収差の補正効果を得やすくしている。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
 1.0<|f2N/f1P|<1.9   (4)
 ここで、
 f1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
 f2Nは、第2負レンズ群の焦点距離、
である。
 条件式(4)の下限を下回らないようにすることで、第2負レンズ群の負の屈折力を適度に小さくすることで全長の短縮化に寄与できる。
 条件式(4)の上限を上回らないようにすることで、第2負レンズ群の球面収差・コマ収差の補正作用を十分に確保でき、変倍域全域で良好な性能を得やすくなる。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(4’)を満足することが好ましい。
 1.1<|f2N/f1P|<1.9   (4’)
 また、実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(4”)を満足することが好ましい。
 1.2<|f2N/f1P|<1.9   (4”)
 条件式(4’)、(4”)による効果は条件式(4)と同様である。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(8)、(9)、(10)の何れかを満足することが好ましい。
 0.7<fUN1P1/IHMAX<2.8   (8)
 1.0<fUN1P1/IH33w<3.5   (9)
 0.7<fUN1P1/fw<2.0   (10)
 ここで、
 fUN1P1は、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群の焦点距離、
 IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
 IH33wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
 条件式(8)、(9)、(10)の少なくともいずれかの下限を下回らないようにすることで、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群の球面収差・コマ収差の発生を抑えられ、像側サブレンズ群でそれらの収差を打ち消しやすくなり、これにより性能を向上させることができる。
 条件式(8)、(9)、(10)の少なくともいずれかの上限を上回らないようにすることで、第1正レンズ群の正屈折力を高めやすくなり全長の短縮化が可能となる。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(11)、(12)、(13)の何れかを満足することが好ましい。
 0.8<|f2N/IHMAX|<3.6   (11)
 1.5<|f2N/IH33w|<4.1   (12)
 1.0<|f2N/fw|<2.4   (13)
 ここで、
 f2Nは、第2負レンズ群の焦点距離、
 IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
 IH33wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
 条件式(11)、(12)、(13)の少なくともいずれかの下限を下回らず、条件式(11)、(12)、(13)の少なくともいずれかの上限を上回らないようにすることで、ズームレンズの屈折力の対称性のバランスが良好となり球面収差・像面湾曲の補正に寄与できる。それにより、広角端画角を確保しつつ変倍域全域での安定した性能の確保に寄与できる。
 実施形態のズームレンズでは、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群は正レンズを有し、第1正レンズ群中の像側サブレンズ群は正レンズを有することが好ましい。
 開口絞りを有する第1正レンズ群は、球面収差・コマ収差の関与が大きい。このため、開口絞りの前後のサブレンズ群のそれぞれに正レンズを配置することで、光学的な対称性を高めることが出来、コマ収差の低減などに寄与できる。加えて、明るさ絞りの配置される空気間隔を確保することで非点収差を低減している。
 実施形態のズームレンズでは、第1正レンズ群中の像側サブレンズ群は、負屈折力をもつレンズ面とそのレンズ面よりも像側に配置された正レンズを有することが好ましい。
 これにより、ズームレンズの屈折力配置の対称性をなおいっそう向上でき、第1正レンズ群の正の屈折力を大きくして小型化を行いつつ変倍域全域での光学性能向上を行うことができる。
 実施形態のズームレンズでは、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群は正屈折力の1つのレンズ成分からなり、第1正レンズ群中の像側サブレンズ群は1つのレンズ成分からなり、それらのレンズ成分は各々が光路中にて物体側面と像側面の2面のみが空気と接し、第1正レンズ群中のレンズ成分の総数は2であることが好ましい。
 これにより、第1正レンズ群を小型化することができる。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(14)を満足することが好ましい。
 0.35<f1N/f2N<1.2   (14)
 ここで、
 f1Nは、第1負レンズ群の焦点距離、
 f2Nは、第2負レンズ群の焦点距離、
である。
 条件式(14)の下限を下回らないようにすることで、第1負レンズ群の負の屈折力を抑え、小型化しても大きな負のディストーションが発生しないようにしている。
 条件式(14)の上限を上回らないようにすることで、第2負レンズ群の負の屈折力を抑え、小型化しても大きな正のディストーションが発生しないようにしている。
 また、第2負レンズ群による倍率色収差の発生を低減しやすくなり、第2負レンズ群のレンズ枚数の低減と小型化につなげている。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(15)を満足することが好ましい。
 -20.0%<DTw<-6.0%   (15)
 ここで、
 DTw={IHw-fw×tan(ωw)}/{fw×tan(ωw)}×100(%)
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
 IHwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの最大像高、
 ωwは、ズームレンズの広角端での光軸上無限遠合焦時における半画角、
である。
 条件式(15)の下限を下回らないようにすることで、画像の歪みを低減することができる。また、広角端でのディストーションを電気的に補正した場合、補正画像の周辺での解像劣化を抑えられる。
 条件式(15)の上限を上回らないようにすることで、非点収差の補正と最も物体側のレンズ群の小型化に寄与できる。 
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(16)を満足することが好ましい。
 0.7<f1P/fw<1.5   (16)
 ここで、
 f1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
 条件式(16)の下限を下回らないようにすることで、第1正レンズ群で発生する球面収差・コマ収差を少ないレンズ枚数で抑えやすくなり、第1正レンズ群の光軸方向の小型化に寄与できる。
 条件式(16)の上限を上回らないようにすることで、変倍比の確保と全長の短縮化の両立に寄与できる。
 実施形態のズームレンズでは、第2正レンズ群は第2負レンズ群の像側直後に配置することが好ましい。
 この配置により、物体側から第1正レンズ群までの光学系にて生じる像を、第2負レンズ群と第2正レンズ群の2つのレンズ群で拡大している。第1正レンズ群の変倍移動量を多く取ることで変倍比を少ない群数で確保できると共に、最も物体側のレンズ群の径を小さくしている。
 実施形態のズームレンズでは、第2負レンズ群は、比重が0.9g/cmより大きく1.3g/cmよりも小さい負レンズを有することが好ましい。
 これにより、第2負レンズ群は変倍への関与を比較的少なくすることが可能となる。この第2負レンズ群の光軸方向の移動によりフォーカシングを行ったり、レンズ群のシフト移動により手ブレによる像ブレの低減を行うことが好ましい。
 上記の比重の条件を満たして第2負レンズ群の軽量化と剛性の確保をすることで、フォーカシングの高速化や手ブレに対するレンズ群のシフト移動の追従性を向上させることができる。
 実施形態のズームレンズでは、第1正レンズ群は、負レンズと、以下の条件式(17)を満足する正レンズを有することが好ましい。
 63<νp1<96   (17)
 ここで、
 νp1は、第1正レンズ群中の何れかの正レンズのd線基準のアッベ数、
である。
 第1正レンズ群は開口絞りを挟んで位置しており、色ごとの球面収差への影響が大きい。軸上色収差の補正には正の屈折力のレンズの分散を小さく、負の屈折力のレンズの分散を大きくすることが好ましい。一方、分散の大きいレンズは異常分散性も大きく、色ごとの球面収差の補正がしにくくなる。上記条件式(17)を満たすことでこれらの収差を良好に補正できる。
 第1正レンズ群の正レンズを、条件式(17)の下限を下回らない低分散とすることで、相対的に負レンズの異常分散性を抑えることができ、これにより色収差の補正に寄与できる。
 正レンズが条件式(17)の上限を上回らないように分散を持たせることで、正レンズの異常分散性を低減でき、色収差の補正に寄与できる。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(18)を満足することが好ましい。
 0.6<fbw/IHMAX<1.8   (18)
 ここで、
 fbwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの空気換算したバックフォーカス、
 IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
である。
 条件式(18)の下限を下回らないようにして、ズームレンズ全体を像面から離すことで、射出瞳を像面から遠ざけやすく、像面への光線の入射角の変動も抑えやすくなり、これにより、全画面に十分な光量を導きやすくなる。
 条件式(18)の上限を上回らないようにすることで、ズームレンズの使用時の全長の短縮化と広角端での広画角化に寄与できる。
 実施形態のズームレンズでは、以下の条件式(19)を満足することが好ましい。
 -2.0<SFUN1P1<0.5   (19)
 ここで、
 SFUN1P1=(RUN1P1O+RUN1P1I)/(RUN1P1O-RUN1P1I)であり、
 RUN1P1Oは、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群の物体側面の近軸曲率半径、
 RUN1P1Iは、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群の像側面の近軸曲率半径、
である。
 条件式(19)の下限を下回らないようにすることで、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群の入射面で発生しやすい球面収差・コマ収差を抑え、特に望遠端付近での性能確保に寄与できる。
 条件式(19)の上限を上回らないようにすることで、第1正レンズ群の主点が像側に寄りすぎないようにして、変倍比の確保を行いやすくしている。
 ある実施形態のズームレンズは、ズームレンズ中のレンズ群の総数が、第1負レンズ群、第1正レンズ群、第2負レンズ群、第2正レンズ群の4つである4群ズームレンズである。
 これにより、構成を簡単にし易く、小型化につながる。
 ある実施形態のズームレンズは、第1負レンズ群の物体側に正屈折力の第3正レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍の際に、第3正レンズ群と第1負レンズ群との距離は変化し、ズームレンズは、ズームレンズ中のレンズ群の総数が、第3正レンズ群、第1負レンズ群、第1正レンズ群、第2負レンズ群、第2正レンズ群の5つである5群ズームレンズである。
 第3正レンズ群と第1負レンズ群との距離を変化させることにより、変倍比をより高められる。また、望遠端での入射瞳径を大きくしやすくなる。
 実施形態のズームレンズでは、第1負レンズ群は、以下の条件式(20)を満足するプラスチック非球面レンズを有することが好ましい。
 0.0001<|ASPO-ASPI|/IH33W<0.02   (20)
 ここで、
 IH33Wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
 ASPOは、プラスチック非球面レンズの物体側面の光軸からの距離がIH33Wとなる位置での非球面偏倚量、 
 ASPIは、プラスチック非球面レンズの像側面の光軸からの距離がIH33Wとなる位置での非球面偏倚量、 
であり、
 非球面偏倚量は、対象とする面の面頂を面頂とし且つ曲率半径を対象とする面の近軸曲率半径と同じとした参照球面から対象とする面までの光軸方向での距離であり、参照球面に対して対象とする面が像側にある場合を正符号とする。
 これにより、第1負レンズ群は特に広角端付近における像面湾曲の補正に寄与する。第1負レンズ群中に非球面レンズを使用することで像面湾曲補正効果をいっそう高めている。また、第1負レンズ群は他の像側のレンズ群と比較して径方向が大きい。第1負レンズ群にプラスチック非球面レンズを使うことで非球面効果と合わせてレンズコストも抑えることができる。一方、プラスチックレンズは温度による面形状変化がガラスより大きく、温度変化により像面湾曲が発生する。
 条件式(20)の下限を下回らないようにして非球面効果を得つつ、条件式(20)の上限を上回らないようにして、温度変化による収差の変化を抑えている。
 なお、使用するプラスチック材料の熱膨張係数αが、以下の条件式(A)を満足することで、成形のしやすさと温度変化量の抑制の両立が図りやすくなる。
 2e-5(μm/°C)<α<8e-5(μm/°C)   (A)
 ここで、熱膨張係数αは、1mあたり温度が1℃上昇したときにαμm寸法変化することを意味する。
 実施形態のズームレンズでは、第1正レンズ群中の物体側サブレンズ群は正屈折力の単レンズからなり、第1正レンズ群中の像側サブレンズ群は物体側から順に負レンズと正レンズからなる接合レンズからなることが好ましい。
 これにより、少ないレンズ枚数にて、第1正レンズ群の屈折力の確保と収差補正機能を確保している。また、開口絞りを第1正レンズ群の中心付近に配置でき、開口絞りに対するズームレンズの対称性を確保でき、これにより、小型と光学性能を確保しやすくなる。
 実施形態のズームレンズでは、広角端にて、半画角が33°以上の光線がズームレンズ中を通過可能であり、以下の条件式(21)を満足することが好ましい。
 2.6<ft/fw<13.0   (21)
 ここで、
 ftは、望遠端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
 fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
 条件式(21)の下限値を下回らないように変倍比を確保することで、種々撮影シーンに応じて適した画角が選択可能となる。
 条件式(21)の上限値を上回らないようにすることで、全長の小型化と光学性能の確保の両立に寄与できる。
 実施形態に係る撮像装置は、上述の何れかのズームレンズと、撮像面をもち且つズームレンズにより撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する。
 ズームレンズがフォーカシング機能をもつ場合、上述の各構成は無限遠に合焦した状態での構成とする。
 以上、基本構成、好ましい構成・条件式について説明したが、基本構成に、好ましい構成や好ましい条件式を適宜組み合わせることで、より具体的に本実施形態のズームレンズを構成することができる。より具体的な本実施形態のズームレンズは、以下のとおりである。なお、各構成や各条件式の技術的意義については既に説明したので、以下では説明を省略する。
 上述の各構成は相互に複数を同時に満足することがより好ましい。また、一部の構成を同時に満足するようにしてもよい。例えば、上述のズームレンズや撮像装置の何れかにて上述のズームレンズの何れかを用いるようにしてもよい。また、それぞれの条件式を個別に満足させるようにしてもそれぞれの効果を得やすくなり好ましい。
 また、各条件式について、以下のように下限値、または上限値を変更することでその効果をいっそう確実にでき好ましい。
 条件式(1)については、
下限値を1.4、更には1.7とすることがより好ましく、
上限値を2.5、更には2.3とすることがより好ましい。
 条件式(2)については、
下限値を0.5、更には0.55とすることがより好ましく、
上限値を1.0、更には0.92とすることがより好ましい。
 条件式(3)については、
下限値を-0.7、更には-0.65とすることがより好ましく、
上限値を1.3、更には1.1とすることがより好ましい。
 条件式(4)については、
下限値を1.1、1.2、更には1.3とすることがより好ましく、
上限値を1.75、更には1.7とすることがより好ましい。
 条件式(4’)については、
下限値を1.2、更には1.3とすることがより好ましく、
上限値を1.75、更には1.7とすることがより好ましい。
 条件式(4”)については、
下限値を1.3とすることがより好ましく、
上限値を1.75、更には1.7とすることがより好ましい。
 条件式(5)については、
下限値を0.6、更には0.7とすることがより好ましく、
上限値を1.3、更には1.1とすることがより好ましい。
 条件式(6)については、
下限値を0.7、更には0.9とすることがより好ましく、
上限値を1.7、更には1.6とすることがより好ましい。
 条件式(7)については、
下限値を0.5、更には0.55とすることがより好ましく、
上限値を0.9、更には0.83とすることがより好ましい。
 条件式(8)については、
下限値を1.0、更には1.2とすることがより好ましく、
上限値を2.3、更には2.0とすることがより好ましい。
 条件式(9)については、
下限値を1.4、更には1.6とすることがより好ましく、
上限値を3.1、更には2.9とすることがより好ましい。
 条件式(10)については、
下限値を0.85、更には0.95とすることがより好ましく、
上限値を1.8、更には1.7とすることがより好ましい。
 条件式(11)については、
下限値を1.2、更には1.5とすることがより好ましく、
上限値を2.7、更には2.3とすることがより好ましい。
 条件式(12)については、
下限値を1.8、更には2.0とすることがより好ましく、
上限値を3.6、更には3.1とすることがより好ましい。
 条件式(13)については、
下限値を1.1、更には1.2とすることがより好ましく、
上限値を2.2、更には1.9とすることがより好ましい。
 条件式(14)については、
下限値を0.4、更には0.45とすることがより好ましく、
上限値を1.1、更には1.0とすることがより好ましい。
 条件式(15)については、
下限値を-16.0%、更には-14.0%とすることがより好ましく、
上限値を-8.0%、更には-10.0%とすることがより好ましい。
 条件式(16)については、
下限値を0.75、更には0.8とすることがより好ましく、
上限値を1.4、更には1.3とすることがより好ましい。
 条件式(17)については、
下限値を65、更には67とすることがより好ましく、
上限値を85、更には82とすることがより好ましい。
 条件式(18)については、
下限値を0.9、更には1.2とすることがより好ましく、
上限値を1.6、更には1.4とすることがより好ましい。
 条件式(19)については、
下限値を-1.7、更には-1.5とすることがより好ましく、
上限値を0.0、更には-0.5とすることがより好ましい。
 条件式(20)については、
下限値を0.001とすることがより好ましく、
上限値を0.01とすることがより好ましい。
 条件式(21)については、
下限値を2.7、更には2.8とすることがより好ましく、
上限値を9.0、更には7.0とすることがより好ましい。
 ここで、非球面偏倚量は、図13に示すように、非球面の面頂と同じ面頂を持ちその非球面の近軸曲率半径を曲率半径とする球面を基準球面としたとき、光軸に平行な方向に測ったときのその基準球面からその非球面までの距離であり、像側方向(図の右方向)を正符号とする。
 ωw(広角端での無限遠物点合焦時における半画角)について、図14を用いて説明する。図14には、ズームレンズ、明るさ絞り及び撮像面が、光軸上に配置されている様子が示されている。ズームレンズに入射した光線は、明るさ絞りを通過したのち、ズームレンズから出射して撮像面に到達する。
 図14において、実線で示す光線Lは、明るさ絞りの中心を通過する光線のうち、有効撮像領域上の点Xに到達する光線を示している。この点Xは、有効撮像領域のなかで光軸から最も離れた位置である。ここで、有効撮像領域は物体像が形成されている領域であるため、点Xは最大像高位置になる。このように、光線Lは、明るさ絞り中心を通過して有効撮像領域の最大像高位置に入射する光線である。そして、ωwは、広角端における、光線Lの光軸に対する半画角である。
 以下、本発明のズームレンズの実施例1~6について説明する。実施例1~6の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)のレンズ断面図をそれぞれ図1~図6に示す。図1~図6中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、第5レンズ群はG5、明るさ(開口)絞りはS、像面はIで示してある。また、図示していないが、像面側の最終レンズ群と像面Iとの間に、ローパスフィルタを構成する平行平板や、電子撮像素子のカバーガラスを配置しても良い。なお、平行平板の表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
 また、実施例1~6のズームレンズでは、像高が、広角端、中間焦点距離状態及び望遠端が同じとなっている。しかしながら、広角端での像高を小さくしてもよい。これは、広角端における像をたる型形状にして、たる型の画像を電気的に矩形の画像に変換することでディストーションを補正できるからである。なお、電気的なディストーション補正については、詳細を省略する。
 実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1(第1負レンズ群)と、正の屈折力の第2レンズ群G2(第1正レンズ群)と、負の屈折力の第3レンズ群G3(第2負レンズ群)と、正の屈折力の第4レンズ群G4(第2正レンズ群)とを配置している。明るさ(開口)絞りSは、第2レンズ群G2中に配置されている。
 ここで、仮想物体面(第9面、第14面)は不図示である。
 広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は固定である(静止している)。明るさ絞りSは、第2レンズ群G2とともに物体側へ移動する。
 物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3とからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4(物体側サブレンズ群)と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズ(像側サブレンズ群)と、からなる。第3レンズ群G3は、両凹負レンズL7からなる。第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8からなる。
 非球面は、正メニスカスレンズL3の両面と、正メニスカスレンズL4の両面と、両凸正レンズL6の像側の面と、両凹負レンズL7の両面と、正メニスカスレンズL8の両面との9面に設けられている。
 実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1(第1負レンズ群)と、正の屈折力の第2レンズ群G2(第1正レンズ群)と、負の屈折力の第3レンズ群G3(第2負レンズ群)と、正の屈折力の第4レンズ群G4(第2正レンズ群)とを配置している。明るさ(開口)絞りSは、第2レンズ群G2中に配置されている。
 広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は固定である(静止している)。明るさ絞りSは、第2レンズ群G2とともに物体側へ移動する。
 物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3とからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズL4(物体側サブレンズ群)と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズ(像側サブレンズ群)と、からなる。第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7からなる。第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8からなる。
 非球面は、両凹負レンズL2の両面と、両凸正レンズL4の両面と、負メニスカスレンズL7の両面との6面に設けられている。
 実施例3のズームレンズは、図3に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1(第1負レンズ群)と、正の屈折力の第2レンズ群G2(第1正レンズ群)と、負の屈折力の第3レンズ群G3(第2負レンズ群)と、正の屈折力の第4レンズ群G4(第2正レンズ群)とを配置している。明るさ(開口)絞りSは、第2レンズ群G2中に配置されている。
 ここで、仮想物体面(第7面)は不図示である。
 広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は固定である(静止している)。明るさ絞りSは、第2レンズ群G2とともに物体側へ移動する。
 物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3とからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4(物体側サブレンズ群)と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7とからなる。第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8からなる。第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9からなる。ここで、負メニスカスレンズL5、両凸正レンズL6、及び負メニスカスレンズL7は像側サブレンズ群を構成する。
 非球面は、負メニスカスレンズL2の両面と、正メニスカスレンズL4の両面と、負メニスカスレンズL8の両面と、正メニスカスレンズL9の両面との8面に設けられている。
 実施例4のズームレンズは、図4に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1(第1負レンズ群)と、正の屈折力の第2レンズ群G2(第1正レンズ群)と、負の屈折力の第3レンズ群G3(第2負レンズ群)と、正の屈折力の第4レンズ群G4(第2正レンズ群)とを配置している。明るさ(開口)絞りSは、第2レンズ群G2中に配置されている。
 ここで、仮想物体面(第7面)は不図示である。
 広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は固定である(静止している)。明るさ絞りSは、第2レンズ群G2とともに物体側へ移動する。
 物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL3とからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5の接合レンズ(物体側サブレンズ群)と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6と両凸正レンズL7の接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8とからなる。第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9からなる。第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL10からなる。ここで、負メニスカスレンズL6、両凸正レンズL7、及び、負メニスカスレンズL8は像側サブレンズ群を構成する。
 非球面は、負メニスカスレンズL2の両面と、正メニスカスレンズL4の物体側の面と、負メニスカスレンズL5の像側の面と、負メニスカスレンズL9の両面と、正メニスカスレンズL10の両面との8面に設けられている。
 実施例5のズームレンズは、図5に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正の屈折力の第3レンズ群G3(第1正レンズ群)と、負の屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正の屈折力の第5レンズ群G5(第2正レンズ群)とを配置している。明るさ(開口)絞りSは、第3レンズ群G3中に配置されている。
 広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は物体側へ移動する。第5レンズ群G5は固定である(静止している)。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに物体側へ移動する。
 物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と両凸正レンズL2の接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3とからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、両凹負レンズL5と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL6と、からなる。第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7(物体側サブレンズ群)と、両凸正レンズL8と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL9の接合レンズと、両凸正レンズL10とからなる。第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12とからなる。第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13からなる。ここで、両凸正レンズL8、負メニスカスレンズL9、及び、両凸正レンズL10は像側サブレンズ群を構成する。
 非球面は、両凸正レンズL5の両面と、正メニスカスレンズL7の両面と、両凸正レンズL10の両面と、負メニスカスレンズL12の両面と、正メニスカスレンズL13の両面との10面に設けられている。
 実施例6のズームレンズは、図6に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正の屈折力の第3レンズ群G3(第1正レンズ群)と、負の屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正の屈折力の第5レンズ群G5(第2正レンズ群)とを配置している。明るさ(開口)絞りSは、第3レンズ群G3中に配置されている。
 広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は物体側へ移動する。第5レンズ群G5は固定である(静止している)。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに物体側へ移動する。
 物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2の接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3とからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、両凹負レンズL5と、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズL6と、からなる。第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7(物体側サブレンズ群)と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL10とからなる。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL11からなる。第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12からなる。ここで、両凸正レンズL8、両凹負レンズL9、及び、正メニスカスレンズL10は像側サブレンズ群を構成する。
 非球面は、両凹負レンズL5の両面と、正メニスカスレンズL7の両面と、正メニスカスレンズL10の両面と、両凹負レンズL11の両面と、正メニスカスレンズL12の両面との10面に設けられている。
 以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、fは全系焦点距離(mm)、FBはバックフォーカス(mm)、f1、f2…は各レンズ群の焦点距離、IHは像高、FNO.はFナンバー、ωは半画角、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズのd線の屈折率、νdは各レンズのd線におけるアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。FB(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
 また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式(I)で表される。
 但し、光軸方向の座標をZ、光軸と垂直な方向の座標をYとする。
 Z=(Y/r)/[1+{1-(1+k)・(Y/r)1/2]+A×Y+A×Y+A×Y+A10×Y10   (I)
 ここで、
 rは近軸曲率半径、
 kは円錐係数、
 A4、A6、A8、A10はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数である。
 また、非球面係数において、「e-n」(nは整数)は、「10-n」を示している。
数値実施例1
単位mm
 
面データ
  面番号        r          d          nd          νd
  物面          ∞         ∞  
   1          64.702     0.800      1.69680      55.53
   2          11.606     3.422
   3         -88.327     0.700      1.49700      81.54
   4          27.506     0.200
   5*         15.778     1.914      1.63493      23.90
   6*         31.865      可変  
   7*         10.795     2.116      1.80139      45.45
   8*        113.014     0.849
   9            ∞       0.000
  10(絞り)      ∞       1.000
  11          28.817     0.400      1.90366      31.32
  12           7.100     3.500      1.59201      67.02
  13*        -24.966     0.000
  14            ∞        可変  
  15*       -171.145     0.600      1.53071      55.69
  16*         11.052      可変  
  17*        -97.090     3.574      1.76802      49.24
  18*        -20.177
  像面          ∞
(撮像面)
 
非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-8.1884e-005,A6=-2.7042e-007,A8=1.4238e-008,A10=-4.0588e-010
第6面
k=0.0000
A4=-9.9349e-005,A6=4.2182e-007,A8=-6.1084e-009,A10=-2.2166e-010
第7面
k=0.0000
A4=4.2062e-005,A6=-5.7246e-007,A8=7.1083e-008,A10=-1.2063e-009
第8面
k=0.0000
A4=1.6242e-004,A6=-1.7979e-006,A8=1.0048e-007,A10=-2.0625e-009
第13面
k=0.0000
A4=3.4943e-005,A6=2.8257e-006,A8=-7.7626e-008,A10=4.2720e-009
第15面
k=0.0000
A4=5.1140e-004,A6=-3.3672e-005,A8=1.0216e-006,A10=-1.3810e-008
第16面
k=0.0000
A4=5.7630e-004,A6=-3.2837e-005,A8=8.6468e-007,A10=-1.0733e-008
第17面
k=0.0000
A4=-3.8824e-005,A6=7.4513e-007,A8=-2.1479e-009,A10=-1.0307e-011
第18面
k=0.0000
A4=-2.5322e-005,A6=2.0336e-007,A8=3.7625e-009,A10=-2.9594e-011
 
ズームデータ
                   広角端           中間         望遠端
f                 14.240         24.250         41.180
FNO.            3.598          4.422          5.731
2ω               82.4           49.2           29.4  
IH               11.15          11.15          11.15
FB               14.435         14.435         14.435
全長(mm)       46.746         44.298         46.599
d6                 17.597          7.338          0.500
d14                 2.236          5.330         11.119
d16                 7.838         12.558         15.909
 
群焦点距離
f1= -18.8024   f2= 13.533    f3= -19.5402   f4= 32.5074 
 
数値実施例2
単位mm
 
面データ
  面番号        r          d          nd          νd
  物面          ∞         ∞  
   1          44.846     0.500      1.77250       49.60
   2          10.080     4.150
   3*        -40.189     0.760      1.53071       55.69
   4*         38.530     0.190
   5          17.821     1.700      2.00069       25.46
   6          37.691      可変  
   7*         12.147     2.711      1.74156       49.21
   8*        -62.740     1.000
   9(絞り)      ∞       1.120
  10         136.852     0.520      1.74951       35.33
  11           6.962     4.200      1.49700       81.54
  12         -15.588      可変  
  13*         47.328     0.400      1.53071       55.69
  14*         10.352      可変  
  15         -99.929     2.300      1.83481       42.73
  16         -26.850
  像面          ∞
(撮像面)
 
非球面データ 
第3面
k=0.0000
A4=6.6785e-005,A6=-8.8705e-007,A8=-9.6050e-010,A10=-8.1513e-013
第4面
k=0.0000
A4=5.6775e-005,A6=-1.1574e-006,A8=-1.5695e-011
第7面
k=0.0000
A4=-2.4426e-005,A6=-3.5991e-007,A8=1.4222e-008,A10=-7.5500e-010
第8面
k=0.0000
A4=8.7510e-005,A6=-3.4669e-007,A8=3.1047e-010,A10=-5.2955e-010
第13面
k=0.0000
A4=-4.2631e-004,A6=8.4142e-006,A8=8.5933e-008,A10=-1.9000e-009
第14面
k=0.0000
A4=-1.9000e-009,A6=-4.7992e-004,A8=9.9258e-006
 
ズームデータ
                   広角端           中間         望遠端
f                 14.295         24.219         41.554
FNO.            3.638          4.691          5.794
2ω               83.8           49.5           29.2  
IH               11.15          11.15          11.15
FB               15.180         15.180         15.180
全長(mm)       48.921         45.522         50.146
d6                 17.997          7.188          0.500
d12                 1.346          5.172         11.365
d14                10.027         13.611         18.729
 
群焦点距離
f1= -18.1399   f2= 14.6528    f3= -25.0599   f4= 43.3593  
数値実施例3
単位mm
 
面データ
  面番号        r          d          nd          νd
  物面          ∞         ∞  
   1         29.848      0.800      1.88300      40.80
   2         11.140      5.015
   3*      1984.401      1.000      1.62263      58.16
   4*        16.340      0.700
   5         21.277      2.585      1.84666      23.78
   6         97.119       可変  
   7           ∞        0.000
   8*        13.066      2.415      1.82080      42.71
   9*       156.306      1.285
  10(絞り)     ∞        1.000
  11         25.322      1.055      1.80000      29.84
  12          7.246      3.754      1.49700      81.54
  13        -21.771      0.250
  14         66.440      1.000      1.49700      81.54
  15         48.900       可変  
  16*       505.239      1.000      1.61881      63.85
  17*        13.517       可変  
  18*      -157.716      3.653      1.72903      54.04
  19*       -23.343
  像面         ∞
(撮像面)
 
非球面データ 
第3面
k=0.0000
A4=-3.9379e-004,A6=1.0647e-005,A8=-1.6978e-007,A10=1.4500e-009,
A12=-5.1500e-012
第4面
k=0.0000
A4=-4.5183e-004,A6=1.1467e-005,A8=-1.9507e-007,A10=1.7598e-009,
A12=-6.6344e-012
第8面
k=0.0000
A4=-4.2932e-006,A6=4.6954e-007,A8=-3.4902e-009,A10=3.0475e-011
第9面
k=0.0000
A4=6.1702e-005,A6=6.0143e-007,A8=-1.0191e-008,A10=8.6614e-011 
第16面
k=0.0000
A4=1.4476e-004,A6=-8.0102e-006,A8=3.2317e-007,A10=-4.3184e-009
第17面
k=0.0000
A4=2.0586e-004,A6=-7.8912e-006,A8=2.3579e-007,A10=-2.1593e-009
第18面
k=0.0000
A4=-6.2356e-005,A6=8.0243e-007,A8=-2.9536e-009,A10=-2.1108e-012
第19面
k=0.0000
A4=-5.2173e-005,A6=5.3860e-007,A8=-2.4108e-010,A10=-1.0254e-011 
 
ズームデータ
                   広角端           中間         望遠端
f                 12.240         24.441         48.804
FNO.            3.570          4.670          6.411
2ω               91.4           48.4           25.0  
IH               11.15          11.15          11.15
FB               14.203         14.203         14.203
全長(mm)       58.907         55.152         62.208
d6                 24.200          9.114          0.400
d15                 1.346          5.556         14.391
d17                 7.849         14.969         21.905
 
群焦点距離
f1= -17.9851   f2= 15.448    f3= -22.4611   f4= 37.156
 
数値実施例4
単位mm
 
面データ
  面番号        r          d          nd          νd
  物面          ∞         ∞  
   1          29.848      0.800     1.88300       40.80
   2          11.140      5.015
   3*       1984.401      1.000     1.62263       58.16
   4*         16.340      0.700
   5          21.277      2.585     1.84666       23.78
   6          97.119       可変  
   7            ∞        0.000
   8*         13.066      2.415     1.82080       42.71
   9         500.000      0.400     1.80518       25.42
  10*        156.306      1.285
  11(絞り)      ∞        1.000
  12          25.322      1.055     1.80000       29.84
  13           7.246      3.754     1.49700       81.54
  14         -21.771      0.250
  15          66.440      1.000     1.49700       81.54
  16          48.900       可変  
  17*        505.239      1.000     1.61881       63.85
  18*         13.517       可変  
  19*       -157.716      3.653     1.72903       54.04
  20*        -23.343
  像面          ∞
(撮像面)
 
非球面データ 
第3面
k=0.0000
A4=-3.9379e-004,A6=1.0647e-005,A8=-1.6978e-007,A10=1.4500e-009,
A12=-5.1500e-012
第4面
k=0.0000
A4=-4.5183e-004,A6=1.1467e-005,A8=-1.9507e-007,A10=1.7598e-009,
A12=-6.6344e-012
第8面
k=0.0000
A4=-7.5000e-006,A6=4.4000e-007,A8=-3.4902e-009,A10=3.0475e-011
第10面
k=0.0000
A4=6.1702e-005,A6=6.0143e-007,A8=-1.0191e-008,A10=8.6614e-011
第17面
k=0.0000
A4=1.4476e-004,A6=-8.0102e-006,A8=3.2317e-007,A10=-4.3184e-009
第18面
k=0.0000
A4=2.0586e-004,A6=-7.8912e-006,A8=2.3579e-007,A10=-2.1593e-009
第19面
k=0.0000
A4=-6.2356e-005,A6=8.0243e-007,A8=-2.9536e-009,A10=-2.1108e-012
第20面
k=0.0000
A4=-5.2173e-005,A6=5.3860e-007,A8=-2.4108e-010,A10=-1.0254e-011
 
ズームデータ
                   広角端           中間         望遠端
f                 12.189         24.458         48.995
FNO.            3.518          4.633          6.392
2ω               91.3           48.3           24.9  
IH               11.15          11.15          11.15
FB               13.513         13.513         13.513
全長(mm)       59.307         55.552         62.610
d6                 24.200          9.114          0.400
d16                 1.438          5.565         14.333
d18                 7.757         14.961         21.964
 
 
群焦点距離
f1= -17.9851   f2= 15.4541    f3= -22.4611   f4= 37.156 
 
数値実施例5
単位mm
 
面データ
  面番号        r          d          nd          νd
  物面          ∞         ∞  
   1          59.515      1.400     1.92286       20.88
   2          46.296      6.500     1.49700       81.61
   3       -2251.192      0.100
   4          38.143      4.034     1.49700       81.61
   5         109.792       可変  
   6          76.964      1.200     1.88300       40.76
   7          11.000      4.782
   8*        -16.239      1.100     1.72903       54.04
   9*         24.458      0.124
  10          19.498      2.500     1.92286       18.90
  11         202.369       可変  
  12*         10.124      3.155     1.49700       81.54
  13*        116.156      0.500
  14(絞り)      ∞        0.500
  15          23.136      2.605     1.49700       81.61
  16         -13.808      0.800     1.83400       37.16
  17         -86.427      0.300
  18*        120.584      2.020     1.51633       64.14
  19*        -15.324       可変  
  20          21.397      1.500     1.80100       34.97
  21          10.272      2.054
  22*        -19.000      1.163     1.53071       55.69
  23*        -37.268       可変  
  24*        -87.836      5.838     1.49710       81.56
  25*        -16.656
  像面          ∞
(撮像面)
 
非球面データ 
第8面
k=0.0000
A4=-5.8486e-005,A6=2.1361e-006,A8=-6.7603e-009,A10=-8.3600e-011
第9面
k=0.0000
A4=-3.0734e-005,A6=2.0841e-006,A8=-8.3797e-010,A10=-1.5434e-010
第12面
k=0.0000
A4=-8.8696e-005,A6=-5.4474e-009,A8=-1.5725e-008,A10=-5.3981e-010,
A12=-3.7672e-011
第13面
k=0.0000
A4=-6.5884e-005,A6=2.3683e-007,A8=-7.4430e-008,A10=-9.1796e-010,
A12=-1.5468e-011
第18面
k=0.0000
A4=-2.4335e-004,A6=-4.1268e-006,A8=8.8748e-008
第19面
k=0.0000
A4=7.0518e-005,A6=-3.4462e-006,A8=1.4111e-007
第22面
k=0.0000
A4=-8.8896e-005,A6=-1.2543e-006,A8=-1.1031e-007,A10=1.2161e-009
第23面
k=0.0000
A4=-9.4396e-005,A6=1.3516e-006,A8=-1.4983e-007,A10=2.0318e-009
第24面
k=0.0000
A4=-5.8420e-005,A6=5.2220e-007,A8=-1.0130e-009,A10=-2.0570e-012
第25面
k=0.0000
A4=-2.7676e-005,A6=2.3776e-007,A8=8.3898e-010,A10=-4.3955e-012
 
ズームデータ
                   広角端           中間         望遠端
f                 13.008         34.908         85.975
FNO.            3.427          5.256          6.248
2ω               87.1           34.6           14.5  
IH               11.15          11.15          11.15
FB               15.405         15.405         15.405
全長(mm)       62.457         84.326        102.958
d5                  0.800         13.975         30.372
d11                14.973          6.995          2.300
d19                 2.504          5.173          7.699
d23                 2.005         16.009         20.413
 
群焦点距離
f1= 66.5693   f2= -9.17631   f3= 13.0359   f4= -19.3351   f5= 40.2516
 
数値実施例6
単位mm
 
面データ
  面番号        r          d          nd          νd
  物面          ∞         ∞  
   1          50.565     1.100      1.84666       23.78
   2          35.029     4.737      1.60300       65.44
   3         124.412     0.117
   4          38.826     4.135      1.59282       68.63
   5         148.038      可変  
   6         137.051     0.700      1.88300       40.76
   7          10.136     3.005
   8*        -20.381     0.700      1.72903       54.04
   9*         88.392     0.100
  10          20.302     1.800      1.94595       17.98
  11          74.404      可変  
  12*          9.017     3.288      1.58313       59.38
  13*         51.953     0.493
  14(絞り)      ∞       0.200
  15          11.237     3.253      1.49700       81.61
  16         -14.346     0.500      1.90366       31.32
  17          26.641     0.143
  18*         10.827     1.800      1.73077       40.51
  19*         39.424      可変  
  20*       -238.855     0.685      1.53071       55.69
  21*          9.768      可変  
  22*        -63.044     4.680      1.53071       55.69
  23*        -16.643
  像面          ∞
(撮像面)
 
非球面データ 
第8面
k=0.0000
A4=-2.5279e-004,A6=9.4267e-006,A8=-1.9601e-007,A10=1.8863e-009
第9面
k=0.0000
A4=-2.1399e-004,A6=9.9858e-006,A8=-2.1128e-007,A10=2.1334e-009
第12面
k=0.0000
A4=-4.4397e-005,A6=-1.8044e-007,A8=-6.5472e-009,A10=-7.2110e-010,
A12=-2.6395e-012
第13面
k=0.0000
A4=-2.4019e-004,A6=1.5737e-006,A8=-7.9213e-008,A10=1.6915e-009,
A12=-3.5985e-011
第18面
k=0.0000
A4=-3.1055e-004,A6=1.5189e-006,A8=-8.9480e-008
第19面
k=0.0000
A4=4.7466e-004,A6=1.4171e-006,A8=2.4253e-007 
第20面
k=0.0000
A4=-7.0010e-005,A6=-1.5371e-005,A8=3.7198e-007,A10=-1.5069e-009
第21面
k=0.0000
A4=-4.7854e-005,A6=-1.7502e-005,A8=2.5789e-007,A10=8.9730e-011
第22面
k=0.0000
A4=7.8257e-006,A6=5.4763e-007,A8=-6.3900e-010,A10=-1.6289e-011
第23面
k=0.0000
A4=8.3895e-006,A6=9.8844e-008,A8=5.5073e-009,A10=-3.3714e-011
 
ズームデータ
                   広角端           中間         望遠端
f                 14.313         35.034         97.932
FNO.            3.838          5.356          6.301
2ω               82.7           34.3           12.7  
IH               11.15          11.15          11.15
FB               14.199         14.199         14.199
全長(mm)       53.443         67.154         83.442
d5                  0.823         11.615         27.800
d11                15.925          7.410          0.500
d19                 1.183          3.377          5.990
d21                 4.076         13.318         17.716
 
群焦点距離
f1= 61.6385   f2= -10.8519   f3= 11.8568   f4= -17.6652   f5= 41.1673
 以上の実施例1~5の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図6~図10に示す。これらの収差図において、(a)~(d)は広角端、(e)~(h)は中間焦点距離状態、(i)~(l)は望遠端における、球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。各図中、“FIY”は最大像高を示す。“ω”は半画角を示す。
 次に、各実施例における条件式(1)~(21)の値を掲げる。ここで、比重は第2負レンズ群の負レンズにおける値(g/cm)である。材料名の「COP」はシクロオレフィンポリマーである。

条件式           実施例1  実施例2  実施例3  実施例4  実施例5  実施例6
(1)Σ1P/ERS         1.729    1.985    1.965    2.038    2.097    2.2
(2)Σ1P/fw          0.552    0.668    0.879    0.916    0.759    0.676
(3)SF2N             0.525    0.021    1.017    1.017   -0.202   -0.63
(4)|f2N/f1P|         1.444    1.710    1.454    1.453    1.483    1.49
(5)Σ1P/IHMAX        0.705    0.857    0.965    1.001    0.886    0.87
(6)Σ1P/IH33w        0.915    1.118    1.445    1.502    1.271    1.125
(7)Σ1P/f1P          0.581    0.652    0.696    0.722    0.758    0.816
(8)fUN1P1/IHMAX       1.324    1.25     1.546    1.543    1.982    1.632
(9)fUN1P1/IH33w       1.717    1.632    2.316    2.315    2.844    2.12
(10)fUN1P1/fw        1.036    0.975    1.408    1.411    1.699    1.271
(11)|f2N/IHMAX|      1.752    2.248    2.014    2.014    1.734    1.58
(12)|f2N/IH33w|      2.273    2.933    3.017    3.023    2.488    2.054
(13)|f2N/fw|        1.372    1.753    1.835    1.843    1.486    1.234
(14)f1N/f2N          0.962    0.724    0.801    0.801    0.475    0.614
(15)DTw (%)       -10.56   -13.07   -11.10   -10.58    -9.83   -11.48
(16)f1P/fw           0.95     1.025    1.262    1.268    1.002    0.828
比重               1.01     1.01     3.57     3.57     1.01     1.01
材料名             COP      COP     M-PCD4   M-PCD4    COP      COP
(17)νp1           67.02    81.54    81.54    81.54    81.54    81.61
(17)νp1                                               81.61          
(17)νp1                                               64.14          
(18)fbw/IHMAX        1.295    1.361    1.274    1.212    1.382    1.273
(19)SFUN1P1         -1.211   -0.676   -1.182   -1.182   -1.191   -1.420
(20)|ASPO-ASPI|/IH33W         0.0014   0.0057                              
(21)ft/fw           2.892    2.907    3.987    4.020    6.609    6.842
(デジタルカメラ)
 図15は、撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ(デジタルカメラ)の断面図である。図15において、一眼ミラーレスカメラ1の鏡筒内には撮影レンズ系2が配置される。マウント部3は、撮影レンズ系2を一眼ミラーレスカメラ1のボディに着脱可能とする。マウント部3としては、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、一眼ミラーレスカメラ1のボディには、撮像素子面4、バックモニタ5が配置されている。なお、撮像素子としては、小型のCCD又はCMOS等が用いられている。
 そして、一眼ミラーレスカメラ1の撮影レンズ系2として、例えば上記実施例1~8に示した本発明のインナーフォーカスレンズ系が用いられる。
 図16、図17は、本発明に係る撮像装置の構成の概念図を示す。図16は撮像装置としてのデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図17は同後方斜視図である。このデジタルカメラ40の撮影光学系41に、本発明のインナーフォーカスレンズ系が用いられている。
 この実施形態のデジタルカメラ40は、撮影用光路42上に位置する撮影光学系41、シャッターボタン45、液晶表示モニター47等を含み、デジタルカメラ40の上部に配置されたシャッターボタン45を押圧すると、それに連動して撮影光学系41、例えば実施例1のインナーフォーカスレンズ系を通して撮影が行われる。撮影光学系41によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子(光電変換面)上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター47に表示される。また、撮影された電子画像は記録手段に記録することができる。
(内部回路構成)
 図18は、デジタルカメラ40の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばCDS/ADC部24、一時記憶メモリ17、画像処理部18等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部19等で構成される。
 図18に示すように、デジタルカメラ40は、操作部12と、この操作部12に接続された制御部13と、この制御部13の制御信号出力ポートにバス14及び15を介して接続された撮像駆動回路16並びに一時記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21を備えている。
 上記の一時記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21は、バス22を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路16には、CCD49とCDS/ADC部24が接続されている。
 操作部12は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部13に通知する。制御部13は、例えばCPUなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、デジタルカメラ40全体を制御する。
 CCD49は、撮像駆動回路16により駆動制御され、撮像光学系41を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、CDS/ADC部24に出力する撮像素子である。
 CDS/ADC部24は、CCD49から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ17に出力する回路である。
 一時記憶メモリ17は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部24から出力されるRAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部18は、一時記憶メモリ17に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部19に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部13にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
 記憶媒体部19は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ17から転送されるRAWデータや画像処理部18で画像処理された画像データを記録して保持する。
 表示部20は、液晶表示モニター47などにて構成され、撮影したRAWデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部21には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、操作部12の入力操作によってROM部から読み出された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。
 このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41として本発明のインナーフォーカスレンズ系を採用することで、広画角、小型でありながら、画質を劣化させずに高解像の画像を得ることができる撮像装置とすることが可能となる。
 なお、本発明のズームレンズは、光学系が撮像装置の本体に固定されているタイプの撮像装置にも用いることができる。
 以上のように、本発明に係るズームレンズ及びそれを有する撮像装置は、高変倍比を有しながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。
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
S…開口絞り
I…像面
1…一眼ミラーレスカメラ
2…撮影レンズ系
3…鏡筒のマウント部
4…撮像素子面
5…バックモニタ
12…操作部
13…制御部
14、15…バス
16…撮像駆動回路
17…一時記憶メモリ
18…画像処理部
19…記憶媒体部
20…表示部
21…設定情報記憶メモリ部
22…バス
24…CDS/ADC部
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
42…撮影用光路
45…シャッターボタン
47…液晶表示モニター
49…CCD

Claims (32)

  1.  正屈折力の第1正レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
     最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離、及び、前記第2負レンズ群と前記第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
    前記第1正レンズ群と前記第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
     前記第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、
     開口絞りが前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群の間に配置され、
     前記第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、前記第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
     前記第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、且つ、前記第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であり、
     以下の条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズ。
     1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     ERSは、前記開口絞りの開口部の最大半径、
    である。
  2.  正屈折力の第1正レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
     最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離、及び、前記第2負レンズ群と前記第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
    前記第1正レンズ群と前記第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
     前記第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、
     開口絞りが前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群の間に配置され、
     前記第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、前記第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
     前記第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、且つ、前記第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であり、
     以下の条件式(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
     0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  3.  正屈折力の第1正レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
     最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離、及び、前記第2負レンズ群と前記第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
    前記第1正レンズ群と前記第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
     前記第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群からなり、
     開口絞りが前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群の間に配置され、
     前記第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、前記第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
     前記第1負レンズ群は物体側から像側に順に、第1負レンズからなる物体側サブレンズ群と、第2負レンズと第1正レンズを含む像側サブレンズ群とからなり、
     以下の条件式(1)、(3)を満足することを特徴とするズームレンズ。
     1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
     -0.9<SF2N<1.5   (3)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     ERSは、前記開口絞りの開口部の最大半径、
     SF2N=(R2NO+R2NI)/(R2NO-R2NI)であり、
     R2NOは、前記第1負レンズ群中の前記第2負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
     R2NIは、前記第1負レンズ群中の前記第2負レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  4.  正屈折力の第1正レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
     最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離、及び、前記第2負レンズ群と前記第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
    前記第1正レンズ群と前記第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
     前記第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群とからなり、
     開口絞りが前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群の間に配置され、
     前記第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、前記第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
     前記第1負レンズ群は物体側から像側に順に、第1負レンズからなる物体側サブレンズ群と、第2負レンズと第1正レンズを含む像側サブレンズ群とからなり、
     以下の条件式(2)、(3)を満足することを特徴とするズームレンズ。
     0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
     -0.9<SF2N<1.5   (3)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
     SF2N=(R2NO+R2NI)/(R2NO-R2NI)であり、
     R2NOは、前記第1負レンズ群中の前記第2負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
     R2NIは、前記第1負レンズ群中の前記第2負レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  5.  正屈折力の第1正レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
     最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離、及び、前記第2負レンズ群と前記第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
    前記第1正レンズ群と前記第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
     前記第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群とからなり、
     開口絞りが前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群の間に配置され、
     前記第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、前記第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
     以下の条件式(1)、(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
     1.2<Σ1P/ERS<2.7   (1)
     1.0<|f2N/f1P|<1.9   (4)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     ERSは、前記開口絞りの開口部の最大半径、
     f1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
     f2Nは、前記第2負レンズ群の焦点距離、
    である。
  6.  正屈折力の第1正レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の物体側直前に配置されたレンズ群である負屈折力の第1負レンズ群と、
     前記第1正レンズ群の像側直後に配置されたレンズ群である負屈折力の第2負レンズ群と、
     最も像側に配置されたレンズ群である第2正レンズ群とを有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離、及び、前記第2負レンズ群と前記第2正レンズ群との距離はそれぞれ変化し、
    前記第1正レンズ群と前記第2負レンズ群との距離は、広角端よりも望遠端で広がり、
     前記第1正レンズ群は、物体側から像側に順に物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群の2つのサブレンズ群とからなり、
     開口絞りが前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群の間に配置され、
     前記第1負レンズ群は負レンズと正レンズを有し、且つ、前記第1負レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凹であり、
     以下の条件式(2)、(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
     0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
     1.0<|f2N/f1P|<1.9   (4)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
     f1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
     f2Nは、前記第2負レンズ群の焦点距離、
    である。
  7.  以下の条件式(5)、(6)、(7)の何れかを満足することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.4<Σ1P/IHMAX<1.8   (5)
     0.45<Σ1P/IH33w<1.95   (6)
     0.4<Σ1P/f1P<1.0   (7)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
     IH33wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
     f1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
    である。
  8.  以下の条件式(8)、(9)、(10)の何れかを満足することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.7<fUN1P1/IHMAX<2.8   (8)
     1.0<fUN1P1/IH33w<3.5   (9)
     0.7<fUN1P1/fw<2.0   (10)
     ここで、
     fUN1P1は、前記第1正レンズ群中の前記物体側サブレンズ群の焦点距離、
     IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
     IH33wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  9.  以下の条件式(11)、(12)、(13)の何れかを満足することを特徴とする請求項1から請求項8の何れかに記載のズームレンズ。
     0.8<|f2N/IHMAX|<3.6   (11)
     1.5<|f2N/IH33w|<4.1   (12)
     1.0<|f2N/fw|<2.4   (13)
     ここで、
     f2Nは、前記第2負レンズ群の焦点距離、
     IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
     IH33wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  10.  前記第1正レンズ群中の前記物体側サブレンズ群は正レンズを有し、
     前記第1正レンズ群中の前記像側サブレンズ群は正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  11.  前記第1正レンズ群中の前記像側サブレンズ群は、負屈折力をもつレンズ面とそのレンズ面よりも像側に配置された前記正レンズを有することを特徴とする請求項10に記載のズームレンズ。
  12.  前記第1正レンズ群中の前記物体側サブレンズ群は正屈折力の1つのレンズ成分からなり、
     前記第1正レンズ群中の前記像側サブレンズ群は1つのレンズ成分からなり、
     それらのレンズ成分は各々が光路中にて物体側面と像側面の2面のみが空気と接し、
     前記第1正レンズ群中のレンズ成分の総数は2であることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  13.  以下の条件式(14)を満足することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.35<f1N/f2N<1.2   (14)
     ここで、
     f1Nは、前記第1負レンズ群の焦点距離、
     f2Nは、前記第2負レンズ群の焦点距離、
    である。
  14.  以下の条件式(15)を満足することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     -20.0%<DTw<-6.0%   (15)
     ここで、
     DTw={IHw-fw×tan(ωw)}/{fw×tan(ωw)}×100(%)
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
     IHwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの最大像高、
     ωwは、ズームレンズの広角端での光軸上無限遠合焦時における半画角、
    である。
  15.  以下の条件式(4’)を満足することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     1.1<|f2N/f1P|<1.9   (4’)
     ここで、
     f1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
     f2Nは、前記第2負レンズ群の焦点距離、
    である。
  16.  以下の条件式(4”)を満足することを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
     1.2<|f2N/f1P|<1.9   (4”)
  17.  前記第1負レンズ群は物体側から像側に順に、第1負レンズからなる物体側サブレンズ群と、第2負レンズと第1正レンズを含む像側サブレンズ群とからなることを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  18.  以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項17に記載のズームレンズ。
     -0.9<SF2N<1.5   (3)
     ここで、
     SF2N=(R2NO+R2NI)/(R2NO-R2NI)であり、
     R2NOは、前記第1負レンズ群中の前記第2負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
     R2NIは、前記第1負レンズ群中の前記第2負レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  19.  前記第2正レンズ群中の最も物体側の屈折面は物体側に凹であり、
     前記第2正レンズ群中の最も像側の屈折面は像側に凸であることを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  20.  以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.4<Σ1P/fw<1.2   (2)
     ここで、
     Σ1Pは、前記第1正レンズ群の光軸上における厚さ、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  21.  以下の条件式(16)を満足することを特徴とする請求項1から請求項20のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.7<f1P/fw<1.5   (16)
     ここで、
     f1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  22.  前記第2正レンズ群は前記第2負レンズ群の像側直後に配置されることを特徴とする請求項1から請求項21のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  23.  前記第2負レンズ群は、比重が0.9g/cmより大きく1.3g/cmよりも小さい負レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項22のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  24.  前記第1正レンズ群は、負レンズと、以下の条件式(17)を満足する正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項23のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     63<νp1<96   (17)
     ここで、
     νp1は、前記第1正レンズ群中の何れかの正レンズのd線基準のアッベ数、
    である。
  25.  以下の条件式(18)を満足することを特徴とする請求項1から請求項24のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.6<fbw/IHMAX<1.8   (18)
     ここで、
     fbwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの空気換算したバックフォーカス、
     IHMAXは、ズームレンズの最大像高であり、変化する場合はその最大値、
    である。
  26.  以下の条件式(19)を満足することを特徴とする請求項1から請求項25のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     -2.0<SFUN1P1<0.5   (19)
     ここで、
     SFUN1P1=(RUN1P1O+RUN1P1I)/(RUN1P1O-RUN1P1I)であり、
     RUN1P1Oは、前記第1正レンズ群中の前記物体側サブレンズ群の物体側面の近軸曲率半径、
     RUN1P1Iは、前記第1正レンズ群中の前記物体側サブレンズ群の像側面の近軸曲率半径、
    である。
  27.  前記ズームレンズは、前記ズームレンズ中のレンズ群の総数が、前記第1負レンズ群、前記第1正レンズ群、前記第2負レンズ群、前記第2正レンズ群の4つである4群ズームレンズであることを特徴とする請求項1から請求項26のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  28.  前記ズームレンズは、前記第1負レンズ群の物体側に正屈折力の第3正レンズ群を有し、
     広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第3正レンズ群と前記第1負レンズ群との距離は変化し、
     前記ズームレンズは、前記ズームレンズ中のレンズ群の総数が、前記第3正レンズ群、前記第1負レンズ群、前記第1正レンズ群、前記第2負レンズ群、前記第2正レンズ群の5つである5群ズームレンズであることを特徴とする請求項1から請求項26のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  29.  前記第1負レンズ群は、以下の条件式(20)を満足するプラスチック非球面レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項28のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     0.0001<|ASPO-ASPI|/IH33W<0.02   (20)
     ここで、
     IH33Wは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズの入射側半画角が33°となる主光線と近軸像面とが交わる位置の光軸からの距離、
     ASPOは、前記プラスチック非球面レンズの物体側面の光軸からの距離が前記IH33Wとなる位置での非球面偏倚量、
     ASPIは、前記プラスチック非球面レンズの像側面の光軸からの距離が前記IH33Wとなる位置での非球面偏倚量、
    であり、
     非球面偏倚量は、対象とする面の面頂を面頂とし且つ曲率半径を前記対象とする面の近軸曲率半径と同じとした参照球面から前記対象とする面までの光軸方向での距離であり、前記参照球面に対して前記対象とする面が像側にある場合を正符号とする。
  30.  前記第1正レンズ群中の前記物体側サブレンズ群は正屈折力の単レンズからなり、
     前記第1正レンズ群中の前記像側サブレンズ群は物体側から順に負レンズと正レンズからなる接合レンズからなることを特徴とする請求項1から請求項29のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  31.  広角端にて、半画角が33°以上の光線が前記ズームレンズ中を通過可能であり、
     以下の条件式(21)を満足することを特徴とする請求項1から請求項30のいずれか1項に記載のズームレンズ。
     2.6<ft/fw<13.0   (21)
     ここで、
     ftは、望遠端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
     fwは、広角端での光軸上無限遠合焦時におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  32.  ズームレンズと、
     撮像面をもち且つ前記ズームレンズにより前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、
     前記ズームレンズが、請求項1から請求項31のいずれか1項のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
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