レンズ装置および撮像装置
【課題】小型でありながらも、より高ズーム倍率化やより至近距離に対する合焦が可能なレンズ装置を提供する。
【解決手段】レンズ装置は、絞り開口を有する絞りＳＰと、絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第１レンズＢと、絞りよりも物体側および像側のうち他方の側に配置された第２レンズＡとを有する。ズーミングまたはフォーカシングにおいて、絞りは、第１および第２レンズに対して独立に光軸方向に移動し、第１レンズおよび絞りは、第１レンズの絞り側レンズ面が絞りから上記一方の側に離れて位置する第１の状態と、第１レンズの絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が絞り開口を通って絞りよりも上記他方の側に突出する第２の状態とになる。
【解決手段】レンズ装置は、絞り開口を有する絞りＳＰと、絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第１レンズＢと、絞りよりも物体側および像側のうち他方の側に配置された第２レンズＡとを有する。ズーミングまたはフォーカシングにおいて、絞りは、第１および第２レンズに対して独立に光軸方向に移動し、第１レンズおよび絞りは、第１レンズの絞り側レンズ面が絞りから上記一方の側に離れて位置する第１の状態と、第１レンズの絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が絞り開口を通って絞りよりも上記他方の側に突出する第２の状態とになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーミングやフォーカシングにおいて少なくとも１つのレンズと絞りとを光軸方向に移動させるレンズ装置およびこれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置には、小型でありながらも、より高いズーム倍率が得られたり、より至近距離の物体に対する合焦が可能であったりするレンズ装置が求められている。このようなレンズ装置を実現するための１つの方法として、光軸方向において互いに隣り合うように配置されて相対移動するレンズ間の最小間隔をできるだけ狭めることが有効である。
【０００３】
ここで、相対移動するレンズの間に絞りが配置されているレンズ装置が特許文献１〜３にて開示されている。このようなレンズ装置では、レンズと絞りとの干渉を避けつつ、絞りの両側に配置されたレンズ間の最小間隔を狭めることが必要である。
【０００４】
特許文献１にて開示されたレンズ装置では、絞りを第２レンズ群（物体側から２番目のレンズ群）における物体側レンズ面よりも像側に配置することで、絞りを挟んだレンズ間の最小間隔を狭めている。ただし、特許文献１にて開示されたレンズ装置では、ズーミングに際して絞りが第２レンズ群と一体に移動する。このため、像面にＣＣＤセンサ等の撮像素子が配置される撮像装置においてズーミングによる射出瞳の変動が大きくなり、撮像素子に対して好ましくない。
【０００５】
この点、特許文献２にて開示されたレンズ装置では、ズーミングに際して絞りも移動し、射出瞳の変動を抑制することが可能である。また、特許文献３には、ズーミングに際して絞りの位置が固定されているレンズ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０５３６３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８５１６号公報
【特許文献３】特開平０７−１５１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２，３に開示されたレンズ装置では、絞りとレンズとが最も近づいた状態でのこれらの干渉を避ける必要がある。このため、絞りとレンズとの間の最小間隔が大きくなり、この結果、絞りを挟んで両側に配置されたレンズ間の最小間隔を十分に狭めることができない。特に、絞りの開口径が可変である場合には、絞り開口を変化させるための機構の厚みも加わるため、絞りを挟んで両側に配置されたレンズ間の最小間隔がより大きくなる。
【０００８】
なお、特許文献３にて開示されたレンズ装置のように、ズーミングに際して絞りの位置が固定されていると、変倍を絞りよりも像側に配置された第２レンズ群と第３レンズ群とで分担することになる。このため、第２および第３レンズ群の移動量が制限され、ズーミングにおける収差変動を良好に補正することが困難になる。
【０００９】
そこで、本発明は、小型でありながらも、より高ズーム倍率化やより至近距離に対する合焦が可能であるとともに、射出瞳の変動も少なくすることが可能なレンズ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としてのレンズ装置は、絞り開口を有する絞りと、絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第１レンズと、絞りよりも物体側および像側のうち他方の側に配置された第２レンズとを有する。そして、ズーミングまたはフォーカシングにおいて、絞りは、第１および第２レンズに対して独立に光軸方向に移動し、第１レンズおよび絞りは、第１レンズの絞り側レンズ面が絞りから上記一方の側に離れて位置する第１の状態と、第１レンズの絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が絞り開口を通って絞りよりも上記他方の側に突出する第２の状態とになることを特徴とする。
【００１１】
なお、上記レンズ装置と、該レンズ装置によって形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ズーミングやフォーカシングにおいて、第１レンズと絞りが第２レンズに対して互いに独立に光軸方向に移動する。しかも、第１レンズが絞りから離れて位置する第１の状態と第１レンズの絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が絞りよりも第２レンズ側に突出する第２の状態とが得られる。このため、第２の状態で、絞りの両側に配置された第１レンズ（の絞り側レンズ面）と第２レンズとの最小間隔を十分に狭めることができる。したがって、本発明によれば、小型でありながらも、より高ズーム倍率化やより至近距離に対する合焦が可能なレンズ装置を実現できる。また、絞りが光軸方向に移動するため、射出瞳の変動も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１（数値例１）のレンズ装置の断面図。
【図２】数値例１の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図３】本発明の実施例２（数値例２）のレンズ装置の断面図。
【図４】数値例２の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図５】本発明の実施例３（数値例３）のレンズ装置の断面図。
【図６】数値例３の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図７】本発明の実施例４（数値例４）のレンズ装置の断面図。
【図８】数値例４の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図９】本発明の実施例５（数値例５）のレンズ装置の断面図。
【図１０】数値例５の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図１１】実施例のレンズ装置を備えた撮像装置の概略図。
【図１２】実施例におけるＡ，Ｂレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【図１３】他の実施例におけるＡ，Ｂレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【図１４】実施例におけるＢレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【図１５】実施例におけるＡレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
まず、後述する本発明の実施例の基本構成について、図１２を用いて説明する。図１２のズームレンズ（レンズ装置）は、光軸方向における物体側（図の左側）から像側（同右側）に配置された複数のレンズ群と、絞りＳＰとを有する。図１２のズームレンズでは、これら複数のレンズ群のうち、絞りＳＰよりも物体順（他方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＡレンズ群とし、絞りＳＰよりも像順（一方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＢレンズ群とする。図１２のズームレンズでは、Ａレンズ群は第２レンズに相当し、Ｂレンズ群は第１レンズに相当する。
【００１６】
図１２のズームレンズでは、広角端（広角状態）と望遠端（望遠状態）とのズーミングに際して、各レンズ群と絞りＳＰはそれぞれ独立に移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、Ａレンズ群と絞りＳＰとの間の光軸方向での距離（間隔）が狭まるとともに、絞りＳＰとＢレンズ群との間の光軸方向での距離（間隔）も狭まる。
【００１７】
また、絞りＳＰは、光が通過する絞り開口を有する。該絞り開口を含み光軸に直交する仮想の面（絞り面）をＣ面という。広角端では、Ｂレンズ群の物体側レンズ面（絞り側レンズ面）ＲＢは、Ｃ面（つまりは絞りＳＰ）から像側に離れて位置する。この状態が第１の状態（一方の状態）である。一方、望遠端では、Ｂレンズ群の物体側レンズ面ＲＢの少なくとも一部が、絞り開口を通ってＣ面よりも物体側（Ａレンズ群側）に突出する。この状態が第２の状態（他方の状態）である。
【００１８】
より具体的には、広角端において、Ｂレンズ群は、その物体側レンズ面ＲＢの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＷとなるように絞りＳＰから像側に離れて位置する。また、望遠端において、Ｂレンズ群は、その物体側レンズ面ＲＢの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＴとなるように、物体側レンズ面ＲＢの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも物体側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。
【００１９】
絞りＳＰは、その絞り開口径が可変である可変絞り（虹彩絞り）である。図１２の例では、広角端での絞り開口径が望遠端での絞り開口径よりも小さくなる。この場合、絞りＳＰは、望遠端において、絞り開口を形成する絞り羽根とＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとが近接または軽く接触する絞り開口までしか絞り込まれない。言い換えれば、望遠端での絞り開口径が、絞りＳＰの最小絞り開口径（例えば、Ｆナンバー１１）となり、この最小絞り開口径にて絞り羽根とＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとが近接または軽く接触するように距離ＤＴが設定される。
【００２０】
このように、絞りＳＰが可変絞りである場合は、その絞り開口を変化させる機構として光軸方向にてある程度の厚みを持つ開閉機構を有し、Ａレンズ群と絞りＳＰとが最も接近する望遠端においてこれらの間に開閉機構を配置するスペースを設ける必要がある。このため、Ａレンズ群と絞りＳＰとを十分に接近させることができない。しかし、図１２に示すように、望遠端において、Ｂレンズ群が、その物体側レンズ面ＲＢの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも物体側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。これにより、絞りＳＰを挟んだ両側に配置されたＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとの光軸上での間隔ＤＤＴを十分に狭めることができる。このため、望遠端での長焦点距離化（高ズーム倍率化）やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００２１】
なお、絞りＳＰは、その絞り開口が固定（不変）である固定絞りであってもよく、この場合でも、高ズーム倍率化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００２２】
以上説明したように、図１２のズームレンズでは、絞りＳＰを挟んで配置されたＡレンズ群とＢレンズ群との間の最小間隔を十分に狭めることができる。また、ズーミングにおいて絞りＳＰを各レンズ群とは独立して移動可能とすることにより、広角端と望遠端との間で絞りＳＰの位置を調節することができ、ズーミングによる射出瞳の変動を抑制することができる。また、絞り開口径が可変であるため、被写体の明るさに応じた絞り開口径の制御が可能となり、広角端での大口径化を実現することもできる。
【００２３】
ここで、望遠端におけるＢレンズ群と絞りＳＰとの光軸方向での位置関係を、図１４を用いてより詳細に説明する。望遠端では、絞りＳＰ（Ｃ面）は、Ｂレンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち最も物体側のレンズ面（絞り側レンズ面：以下、物体側レンズ面という）ｂ２の頂点ｂ１の光軸方向位置と、物体側レンズ面ｂ２の外縁部ｂ３の光軸方向位置との間に位置する。外縁部ｂ３は、物体側レンズ面ｂ２とコバ部ｂ４とが交わる位置である。
【００２４】
なお、ここまでの説明では、望遠端でＢレンズ群が絞りＳＰに最も接近する場合について説明したが、広角端でＢレンズ群が絞りＳＰに最も接近するようにしてもよい。また、ここではズーミングにおけるＡ，Ｂレンズ群と絞りＳＰとの関係について説明したが、同様の関係を、無限遠端（無限遠合焦状態）と至近端（至近合焦状態）との間でのフォーカシングにおいて成立させるようにしてもよい。
【００２５】
次に、後述する本発明の実施例の別の基本構成について、図１３を用いて説明する。図１３のズームレンズ（レンズ装置）は、光軸方向における物体側（図の左側）から像側（同右側）に配置された複数のレンズ群と、絞りＳＰとを有する。図１３のズームレンズでは、これら複数のレンズ群のうち、絞りＳＰよりも物体順（一方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＡレンズ群とし、絞りＳＰよりも像順（他方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＢレンズ群とする。図１３のズームレンズでは、Ａレンズ群は第１レンズに相当し、Ｂレンズ群は第２レンズに相当する。
【００２６】
図１３に示すズームレンズでは、広角端（広角状態）と望遠端（望遠状態）とのズーミングに際して、各レンズ群と絞りＳＰはそれぞれ独立に移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、Ａレンズ群と絞りＳＰとの間の光軸方向での距離（間隔）が狭まるとともに、絞りＳＰとＢレンズ群との間の光軸方向での距離（間隔）も狭まる。
【００２７】
また、絞りＳＰは、光が通過する絞り開口を有する。該絞り開口を含み光軸に直交する仮想の面（絞り面）をＣ面という。広角端では、Ａレンズ群の像側レンズ面（絞り側レンズ面）ＲＡは、Ｃ面（つまりは絞りＳＰ）から物体側に離れて位置する。この状態が第１の状態（一方の状態）である。一方、望遠端では、Ａレンズ群の像側レンズ面ＲＡの少なくとも一部が、絞り開口を通ってＣ面よりも像側（Ｂレンズ群側）に突出する。この状態が第２の状態（他方の状態）である。
【００２８】
より具体的には、広角端において、Ａレンズ群は、その像側レンズ面ＲＡの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＷとなるように絞りＳＰから物体側に離れて位置する。また、望遠端において、Ａレンズ群は、その像側レンズ面ＲＡの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＴとなるように、像側レンズ面ＲＡの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも像側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。
【００２９】
絞りＳＰは、その絞り開口径が可変である可変絞り（虹彩絞り）である。図１３の例では、広角端での絞り開口径が望遠端での絞り開口径よりも小さくなる。この場合、絞りＳＰは、望遠端において、絞り開口を形成する絞り羽根とＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとが近接または軽く接触する絞り開口までしか絞り込まれない。言い換えれば、望遠端での絞り開口径が、絞りＳＰの最小絞り開口径（例えば、Ｆナンバー１１）となり、この最小絞り開口径にて絞り羽根とＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとが近接または軽く接触するように距離ＤＴが設定される。
【００３０】
このように、絞りＳＰが可変絞りである場合は、その絞り開口を変化させる機構として光軸方向にてある程度の厚みを持つ開閉機構を有し、Ｂレンズ群と絞りＳＰとが最も接近する望遠端においてこれらの間に開閉機構を配置するスペースを設ける必要がある。このため、Ｂレンズ群と絞りＳＰとを十分に接近させることができない。しかし、図１３に示すように、望遠端において、Ａレンズ群が、その像側レンズ面ＲＡの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも物体側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。これにより、絞りＳＰを挟んだ両側に配置されたＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとの光軸上での間隔ＤＤＴを十分に狭めることができる。このため、望遠端での長焦点距離化（高ズーム倍率化）やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、絞りＳＰは、その絞り開口が固定（不変）である固定絞りであってもよく、この場合でも、高ズーム倍率化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００３２】
以上説明したように、図１３のズームレンズでは、絞りＳＰを挟んで配置されたＡレンズ群とＢレンズ群との間の最小間隔を十分に狭めることができる。また、ズーミングにおいて絞りＳＰを各レンズ群とは独立して移動可能とすることにより、広角端と望遠端との間で絞りＳＰの位置を調節することができ、ズーミングによる射出瞳の変動を抑制することができる。また、絞り開口径が可変であるため、被写体の明るさに応じた絞り開口径の制御が可能となり、広角端での大口径化を実現することもできる。
【００３３】
ここで、望遠端におけるＡレンズ群と絞りＳＰとの光軸方向での位置関係を、図１５を用いてより詳細に説明する。望遠端では、絞りＳＰ（Ｃ面）は、Ａレンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち最も像側のレンズ面（絞り側レンズ面：以下、像側レンズ面という）の頂点ａ１の光軸方向位置と、像側レンズ面ａ２の外縁部ａ３の光軸方向位置との間に位置する。外縁部ａ３は、像側レンズ面ａ２とコバ部ａ４とが交わる位置である。
【００３４】
なお、ここまでの説明では、望遠端でＡレンズ群が絞りＳＰに最も接近する場合について説明したが、広角端でＡレンズ群が絞りＳＰに最も接近するようにしてもよい。また、ここではズーミングにおけるＡ，Ｂレンズ群と絞りＳＰとの関係について説明したが、同様の関係を、無限遠端（無限遠合焦状態）と至近端（至近合焦状態）との間でのフォーカシングにおいて成立させるようにしてもよい。
【００３５】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
本実施形態は第１レンズ群が負レンズ群の所謂ネガティブリードのズームレンズと、第１レンズ群が正レンズ群の所謂ポジティブリードのズームレンズの２タイプがあり、それぞれについて説明する。
【００３６】
図１には、本発明の実施例１であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、最も物体側のレンズ群が負レンズ群である、いわゆるネガティブリードタイプのズームレンズである。
【００３７】
図３には、本発明の実施例２であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、最も物体側のレンズ群が正レンズ群である、いわゆるポジティブリードタイプのズームレンズである。
【００３８】
図５には、本発明の実施例３であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、ポジティブリードタイプのズームレンズである。
【００３９】
図７には、本発明の実施例４であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、ネガティブリードタイプのズームレンズである。
【００４０】
図９には、本発明の実施例５であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、ネガティブリードタイプのズームレンズである。
【００４１】
〈実施例１，４のズームレンズについて〉
実施例１，４のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ）Ｌ１ｎと、絞りＳＰと、正の屈折力を有するレンズ群（第１レンズ）Ｌ２ｎと、正の屈折力を有するレンズ群Ｌ３ｎとにより構成されている。
【００４２】
Ｇは水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のガラスブロックである。ＩＰは像面である。ズームレンズを備えた撮像装置では、該像面ＩＰに、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等、ズームレンズにより形成された被写体像（光学像）を光電変換する撮像素子（光電変換素子）の受光面が配置される。ガラスブロックＧおよび像面ＩＰについては、後述する他の実施例でも同じである。
【００４３】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎは一旦像側に移動してから物体側に移動し、絞りＳＰは物体側に移動する。また、レンズ群Ｌ２ｎは物体側に移動し、レンズ群Ｌ３ｎは像側に移動する。
【００４４】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎと絞りＳＰとの間の間隔は狭まり、絞りＳＰとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔は狭まり、レンズ群Ｌ２ｎとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔は広がる。
【００４５】
実施例１，４のズームレンズでは、正のレンズ群Ｌ２ｎと正のレンズ群Ｌ３ｎの移動によって変倍を行う。また、負のレンズ群Ｌ１ｎを像側に凸の軌跡で往復運動させることにより、変倍に伴う像面の変位を補正する。
【００４６】
さらに、実施例１，４のズームレンズは、レンズ群Ｌ３ｎを光軸方向に移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズである。
【００４７】
図中のレンズ群Ｌ３ｎに付された実曲線３ａと点曲線３ｂはそれぞれ、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときに変倍に伴う像面変位を補正するための該レンズ群Ｌ３ｎの移動軌跡である。
【００４８】
また、望遠端において、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、矢印３ｃに示すようにレンズ群Ｌ３ｎを物体側に移動させる。
【００４９】
絞りＳＰは、ズーミングにおいて各レンズ群とは独立して光軸方向に移動可能である。該絞りＳＰは、広角端においては、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も物体側のレンズ面、すなわち絞り側レンズ面よりも物体側に位置し、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置する。これにより、望遠端でのレンズ群Ｌ１ｎとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔を十分に小さくすることが可能であり、望遠端での長焦点距離化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００５０】
また、絞りＳＰを、広角端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも物体側に位置させ、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置させるので、ズーミングに際しての射出瞳の位置の変動を抑制することができる。特に、広角端にてレンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰとの間の間隔を大きくする（レンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰとを離す）ことにより、像面に近づき易い射出瞳を像面から遠ざけることができる。
【００５１】
また、レンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰとの間の間隔を大きくすることは、レンズ群Ｌ１ｎと絞りＳＰとの間隔を狭められるので、広角端でのレンズ群Ｌ１ｎの径（いわゆる前玉径）を小さくするために有効である。
【００５２】
また、絞りＳＰの開口径（絞り開口径）は、広角端から望遠端に向かって小さくなるように変化する。広角端にて絞り開口径を大きくすることにより、広角端での大口径化を実現できる。
【００５３】
絞りＳＰは、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触するまでその絞り開口径を小さくすることができる。例えば、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を最小絞り開口径とすることができる。このとき、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を形成する絞り羽根が、絞り開口を通って絞りＳＰよりも物体側に突出したレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触する光軸方向位置まで、レンズ群Ｌ２ｎを物体側に移動させることができる。これにより、レンズ群Ｌ１ｎとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔を十分に狭めることができる。
【００５４】
また、実施例１，４のズームレンズでは、負のレンズ群Ｌ１ｎを、軸外主光線が絞りＳＰの中心向かって進むように構成している。この場合、特に広角端において、軸外主光線の屈折量が大きくなり、軸外の収差、特に非点収差が発生し易い。そこで、実施例１，４のズームレンズでは、通常の広角レンズと同様に、レンズ群Ｌ１ｎを前玉径の増大が抑えられる凹凸構成としている。レンズ群Ｌ１ｎを構成する凹（負）レンズ１１と凸（正）レンズ１２は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞り開口の中心を中心とする同心球面に近い形状に形成されている。凹レンズ１１は像側に凹面を向けた形状を有し、凸レンズ１２は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００５５】
また、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も物体側に配置された凸レンズ２１は、レンズ群Ｌ１ｎを射出した軸外主光線を大きく屈折させて軸外収差が発生しないよう物体側に凸の形状に形成されている。レンズ群Ｌ１ｎを発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも、凸レンズ２１は物体側に凸の形状を有することが望ましい。
【００５６】
〈実施例２，３のズームレンズについて〉
実施例２，３のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力を有するレンズ群Ｌ１ｐと、負の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ）Ｌ２ｐと、絞りＳＰと、正の屈折力を有するレンズ群（第１レンズ）Ｌ３ｐとを含む。さらに、実施例２，３のズームレンズは、負の屈折力を有するレンズ群Ｌ４ｐと、正の屈折力を有するレンズ群Ｌ５ｐとを含む。
【００５７】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｐは像側に凸の軌跡で移動し、レンズ群Ｌ２ｐは物体側に移動する。レンズ群Ｌ３ｐは物体側に移動し、レンズ群Ｌ４ｐは物体側に移動する。レンズ群Ｌ５ｐは物体側に凸の軌跡で移動する。なお、レンズ群Ｌ１ｐは、ズーミングに際して固定されてもよい。
【００５８】
実施例２，３のズームレンズは、レンズ群Ｌ５ｐを光軸方向に移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズである。
【００５９】
実施例２，３のズームレンズでは、レンズ群Ｌ１ｐ，Ｌ２ｐ，Ｌ３ｐの移動によって変倍を行う。レンズ群Ｌ１ｐを広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側に移動させることで、広角端におけるレンズ全長を短縮しつつ、大きな変倍比が得られる。
【００６０】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｐを一旦像側へ移動させ、その後に物体側へ移動させる往復軌跡をとることで、中間ズーム領域におけるレンズ全長を短くすることができる。これにより、中間ズーム領域にて決まるレンズ群Ｌ１ｐの有効径を小さくすることができるため、前玉の小径化が可能となる。
【００６１】
また、レンズ群Ｌ２ｐを、広角端よりも望遠端において像側に位置するように移動させることにより、レンズ群Ｌ２ｐに大きな変倍効果を持たせることができる。
【００６２】
また、レンズ群Ｌ３ｐを、広角端よりも望遠端において物体側に位置するように移動させることにより、レンズ群Ｌ３ｐに大きな変倍効果を持たせることができる。
【００６３】
さらに、レンズ群Ｌ４ｐを、広角端よりも望遠端において物体側に位置するように移動させることにより、フォーカス群であるレンズ群Ｌ５の移動スペースを確保することができる。
【００６４】
絞りＳＰは、ズーミングにおいて各レンズ群とは独立して光軸方向に移動可能である。該絞りＳＰは、広角端においては、レンズ群Ｌ３ｐのうち最も物体側のレンズ面、すなわち絞り側レンズ面よりも物体側に位置し、望遠端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面よりも像側に位置する。これにより、望遠端でのレンズ群Ｌ２ｐとレンズ群Ｌ３ｐとの間の間隔を十分に小さくすることが可能であり、望遠端での長焦点距離化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００６５】
また、絞りＳＰを、広角端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面よりも物体側に位置させ、望遠端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面よりも像側に位置させるので、ズーミングに際しての射出瞳の位置の変動を抑制することができる。特に、広角端にてレンズ群Ｌ３ｐと絞りＳＰとの間の間隔を大きくする（レンズ群Ｌ３ｐと絞りＳＰとを離す）ことにより、像面に近づき易い射出瞳を像面から遠ざけることができる。
【００６６】
また、広角端から中間ズーム領域においては、レンズ群Ｌ１ｐと絞りＳＰとを近づけることにより、前玉径を小さくすることができる。
【００６７】
さらに、絞りＳＰの開口径（絞り開口径）は、広角端から望遠端に向かって小さくなるように変化する。広角端にて絞り開口径を大きくすることにより、広角端での大口径化を実現できる。
【００６８】
絞りＳＰは、望遠端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面に近接または軽く接触するまでその絞り開口径を小さくすることができる。例えば、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を最小絞り開口径とすることができる。このとき、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を形成する絞り羽根が、絞り開口を通って絞りＳＰよりも物体側に突出したレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面に近接または軽く接触する光軸方向位置まで、レンズ群Ｌ３ｐを物体側に移動させることができる。これにより、レンズ群Ｌ２ｐとレンズ群Ｌ３ｐとの間の間隔を十分に狭めることができる。
【００６９】
また、実施例２，３のズームレンズでは、負のレンズ群Ｌ２ｐを、軸外主光線が絞りＳＰの中心向かって進むように構成している。この場合、特に広角端において、軸外主光線の屈折量が大きくなり、軸外の収差、特に非点収差が発生し易い。そこで、実施例２，３のズームレンズでは、通常の広角レンズと同様に、レンズ群Ｌ１ｐを前玉径の増大が抑えられる凹凸構成としている。レンズ群Ｌ１ｐを構成する凹（負）レンズ２１，２２と凸（正）レンズ２３は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞り開口の中心を中心とする同心球面に近い形状に形成されている。凹レンズ２１，２２は像側に凹面を向けた形状を有し、凸レンズ２３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００７０】
また、レンズ群Ｌ３ｐのうち最も物体側に配置された凸レンズ３１は、レンズ群Ｌ２ｐを射出した軸外主光線を大きく屈折させて軸外収差が発生しないよう物体側に凸の形状に形成されている。レンズ群Ｌ２ｐを発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも、凸レンズ３１は物体側に凸の形状を有することが望ましい。
【００７１】
絞りＳＰを望遠端にて凸レンズ２１よりも像側に位置させるためには、レンズ群Ｌ２ｐの凸レンズ２３の像側（絞り側）レンズ面の曲率よりも、レンズ群Ｌ３ｐの凸レンズ３１の物体側（絞り側）レンズ面の曲率を大きく（曲率半径を小さく）することが必要である。
【００７２】
〈実施例５のズームレンズについて〉
実施例５のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有するレンズ群Ｌ１ｎと、正の屈折力を有するレンズ群（第１レンズ）Ｌ２ｎと、絞りＳＰと、正の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ）Ｌ３ｎとにより構成されている。レンズ群Ｌ２ｎにおける最も物体側の位置には、フレアカット絞りＳＰ２が設けられている。
【００７３】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎは一旦像側に移動してから物体側に移動し、レンズ群Ｌ２ｎは物体側に移動する。また、絞りＳＰは物体側に移動し、レンズ群Ｌ３ｎは像側に移動する。
【００７４】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔は狭まり、レンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰの間の間隔は狭まり、絞りＳＰとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔は広がる。
【００７５】
実施例５のズームレンズでは、正のレンズ群Ｌ２ｎと正のレンズ群Ｌ３ｎの移動によって変倍を行う。また、負のレンズ群Ｌ１ｎを像側に凸の軌跡で往復運動させることにより、変倍に伴う像面の変位を補正する。
【００７６】
さらに、実施例５のズームレンズは、レンズ群Ｌ３ｎを光軸方向に移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズである。
【００７７】
図中のレンズ群Ｌ３ｎに付された実曲線３ａと点曲線３ｂはそれぞれ、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときに変倍に伴う像面変位を補正するための該レンズ群Ｌ３ｎの移動軌跡である。
【００７８】
また、望遠端において、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、矢印３ｃに示すようにレンズ群Ｌ３ｎを物体側に移動させる。
【００７９】
絞りＳＰは、ズーミングにおいて各レンズ群とは独立して光軸方向に移動可能である。該絞りＳＰは、広角端においては、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も像側のレンズ面、すなわち絞り側レンズ面よりも像側に位置し、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも物体側に位置する。これにより、望遠端での無限遠側から至近側へのフォーカシングに際して、望遠端でのレンズ群Ｌ２ｎとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔を十分に小さくすることが可能であり、望遠端においてより近距離の被写体に対する合焦状態を得ることができる。
【００８０】
また、実施例５のズームレンズでは、絞りＳＰを、広角端でレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置させ、望遠端でレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも物体側に位置させる。このことは、広角端での大口径化と軸外光線の上線のフレアカットおよび望遠端での軸外光線の下線のフレアカットに有効である。
【００８１】
広角端にて絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置させた状態で大口径化を実現しようとすると、軸上光線を決定する位置によって最軸外光線の上線をカットできる位置が決まる。絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面からある程度離すと、軸外光線の上線をカットでき、射出瞳の位置が近くなる。また、絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面からあまり離さないように配置すると、軸外光線の上線はカットできなくなるが、射出瞳の位置は遠くすることができる。したがって、広角端では、軸外上線と射出瞳の位置を考慮し、絞りＳＰとレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面とをある程度離して配置するとよい。
【００８２】
また、望遠端では、絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎから離して配置すると、軸外光線の下線が余計に入射する。このため、レンズ群Ｌ２ｎに近い位置に絞りＳＰを配置することが好ましい。
【００８３】
また、絞りＳＰの開口径（絞り開口径）は、広角端から望遠端に向かって小さくなるように変化する。広角端にて絞り開口径を大きくすることにより、広角端での大口径化を実現できる。
【００８４】
絞りＳＰは、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触するまでその絞り開口径を小さくすることができる。例えば、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を最小絞り開口径とすることができる。このとき、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を形成する絞り羽根が、絞り開口を通って絞りＳＰよりも像側に突出したレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触する光軸方向位置まで、レンズ群Ｌ２ｎを像側に移動させることができる。これにより、レンズ群Ｌ２ｎとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔を十分に狭めることができる。
【００８５】
また、実施例５のズームレンズでは、負のレンズ群Ｌ１ｎを軸外主光線が絞りＳＰの中心向かって進むように構成している。この場合、特に広角端において、軸外主光線の屈折量が大きくなり、軸外の収差、特に非点収差が発生し易い。そこで、実施例５のズームレンズでは、通常の広角レンズと同様に、レンズ群Ｌ１ｎを前玉径の増大が抑えられる凹凸構成としている。レンズ群Ｌ１ｎを構成する凹凸のレンズ１１，１２は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞り開口の中心を中心とする同心球面に近い形状に形成されている。凹（負）レンズ１１は像側に凹面を向けた形状を有し、凸（正）レンズ１２は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００８６】
また、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も物体側に配置された凸レンズ２１は、レンズ群Ｌ１ｎを射出した軸外主光線を大きく屈折させて軸外収差が発生しないよう物体側に凸の形状に形成されている。レンズ群Ｌ１ｎを発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも、凸レンズ２１は物体側に凸の形状を有することが望ましい。
【００８７】
上記各実施例においては、以下の条件（１）〜（４）のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。
【００８８】
第２の状態（図１２および図１３に示す望遠端状態、図１４および図１５に示す状態）において、第１レンズの絞り側レンズ面の頂点（図１４中のｂ１，図１５中のａ１）と、絞り開口を含み光軸に直交するＣ面（絞り面）との光軸方向での距離をＸとする。
【００８９】
また、第１レンズの絞り側レンズ面の外縁部（図１４中のｂ３，図１５中のａ３）と第１レンズの絞り側レンズ面の頂点との光軸方向での距離をＬとする。また、第１の状態（図１２および図１３に示す広角端状態）における第１レンズの絞り側レンズ面の頂点とＣ面との光軸方向での距離をＤＷとし、第２の状態における第１レンズの絞り側レンズ面の頂点とＣ面との光軸方向での距離をＤＴとする。ただし、ＤＷおよびＤＴの符号は、光軸方向における第１レンズ側（一方の側）から第２レンズ側（他方の側）に向かう方向を正とする。
【００９０】
また、第１の状態での絞り開口の径をφＷとし、第２の状態での絞り開口の径をφＴとする。さらに、望遠端での第１レンズと第２レンズとの光軸上での間隔をＤＤＴとし、望遠端でのズームレンズ（レンズ装置）の全系の焦点距離をｆＴとする。
０＜Ｘ／Ｌ＜１．０ …（１）
−２５０．０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．０ …（２）
１．０＜φＷ／φＴ＜２．０ …（３）
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜１．０ …（４）
Ｘ／Ｌの値が条件（１）の上限値を超えると、絞りＳＰがレンズコバ部に配置されることになり、光量を制御する絞りとして機能することができなくなるので、好ましくない。また、絞りＳＰとメカ構造が干渉するため、絞りＳＰを物理的に配置することができない。Ｘ／Ｌの値が条件（１）の下限値を下回ると、第１レンズと第２レンズの間隔を狭めることができなくなるため、ズームレンズの小型化や長焦点距離化が困難となり、好ましくない。
【００９１】
ＤＷ／ＤＴの値が条件（２）の下限値を超えてマイナス側に大きくなると、広角端から望遠端までの射出瞳位置の変動は良好に抑制されるが、広角端にて絞りＳＰと第２レンズとの間隔が広くなりすぎて、第２レンズに入射する軸上光線が多くなる。このため、球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。また、該球面収差を補正するために、レンズ枚数を増加させる必要があり、ズームレンズの大型化を招く。ＤＷ／ＤＴの値が条件（２）の上限値を超えてマイナス側に小さくなると、広角端から望遠端までの射出瞳位置の変動が大きくなることに加えて、広角端での前玉から絞りＳＰまでの距離が大きくなり、前玉径の大型化を招くので、好ましくない。
【００９２】
φＷ／φＴの値が条件（３）の上限値を超えると、広角端での開口径が大きくなり、第２レンズに入射する軸上光線が多くなり、球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。また、該球面収差を補正するために、レンズ枚数を増加させる必要があり、ズームレンズの大型化を招く。さらに、望遠端にて開口径が小さくなるため、第１レンズの絞り側レンズ面のうち絞り開口に入り込む量が少なくなる。このため、第レンズと第２レンズとの間隔を狭めることが困難となり、好ましくない。φＷ／φＴの値が条件（３）の下限値を下回ると、望遠端にて軸上光線が多く入射しすぎ、球面収差の補正が困難となる。また、絞りよりも像側のレンズ径が大きくなりすぎるため、小型化が困難となり、好ましくない。さらに、広角端にて開口径が小さくなりすぎ、大口径化を実現できない。
【００９３】
ＤＤＴ／ｆＴの値が条件（４）の上限値を超えると、第１レンズと第２レンズの間隔が広くなりすぎ、ズームレンズ全長が長くなるため、好ましくない。ＤＤＴ／ｆＴの値が条件（４）の下限値を下回ると、第１レンズと第２レンズの間隔が狭くなりすぎ、レンズ面同士が接触し易くなるため、好ましくない。
【００９４】
なお、条件（１）〜（４）の数値範囲を、以下のように設定すると、より好ましい。
０．００５＜Ｘ／Ｌ＜０．８ …（１ａ）
−２００．０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．２ …（２ａ）
１．０５＜φＷ／φＴ＜１．８０ …（３ａ）
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜０．０８ …（４ａ）
また、条件（１）〜（４）の数値範囲を、以下のように設定すると、さらにより好ましい。
０．０１＜Ｘ／Ｌ＜０．６ …（１ｂ）
−１９７.０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．４０ …（２ｂ）
１．０７＜φＷ／φＴ＜１．６０ …（３ｂ）
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜０．０６ …（４ｂ）
次に、実施例１〜５のそれぞれに対応した数値例１〜５を示す。各数値例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはｉ番目のレンズ面の曲率半径（ｍｍ）であり、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚または空気間隔（ｍｍ）である。Ｎｉ，νｉはそれぞれ、レンズ材料のｄ線に対する屈折率およびアッベ数を示す。
【００９５】
なお、各数値例において、最も像面側の２面は、ガラスブロックＧの入射面と射出面である。
【００９６】
また、Ｋ，Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数である。非球面形状は、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてｘとするとき、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０
で表される。ただし、ｒは曲率半径であり、「ｅ±ｍ」は、「×１０±ｍ」を意味する。
【００９７】
また、各数値例における上述した条件（１）〜（４）の値を表１にまとめて示す。
【００９８】
〈数値例１〉
実施例１に対応する数値例１は、変倍比が４．７倍、開口比が２．１〜６．１程度のズームレンズである。図２には、数値例１の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。収差図において、ｄはｄ線の球面収差および歪曲を示し、ｇはｇ線の球面収差および色収差を示している。また、Ｓはサジタル像面での非点収差を、Ｍはメリディオナル像面での非点収差をそれぞれ示している。
【００９９】
面データ
面番号 r d nd νd
1* 10240.325 0.90 1.84954 40.1
2* 6.228 2.99
3 13.713 1.75 1.92286 18.9
4 34.779 (可変)
5(絞り) ∞ (可変)
6* 7.354 2.50 1.74330 49.3
7* 328.278 0.20
8 5.806 1.86 1.45860 90.2
9 27.018 1.01 2.00330 28.3
10 3.938 1.03
11 11.099 1.70 1.69350 53.2
12* -30.368 (可変)
13 19.685 1.70 1.69680 55.5
14 -1559.414 (可変)
15 ∞ 1.05 1.51633 64.1
16 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-1.68880e-004 A6= 3.88233e-006 A8=-4.33771e-008
A10= 1.82770e-010
第2面
K =-2.03052e+000 A4= 4.27922e-004 A6=-4.17442e-006 A8= 1.23794e-007
A10=-1.62488e-009
第6面
K =-4.08747e-001 A4=-4.73185e-005 A6=-1.46451e-006
第7面
K = 4.06530e+002 A4= 1.60052e-005 A6=-1.50489e-007
第12面
K = 8.99077e+001 A4=-1.37437e-004 A6=-1.36274e-005
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.36 15.28 25.21
Fナンバー 2.06 5.00 6.08
画角 36.61 16.85 10.40
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 44.33 41.81 50.90
BF（バックフォーカス）
0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -20.72 -109.04 149.80
d 4 18.78 4.29 1.41
d 5 0.30 0.05 -0.20
d12 4.51 16.73 28.95
d14 3.55 3.55 3.55
d16 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -12.51
2 5 ∞
3 6 12.24
4 13 27.91
5 15 ∞
〈数値例２〉
実施例２に対応する数値例２は、変倍比が４７．０倍、開口比が２．９〜７．１程度のズームレンズである。図４には、数値例２の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１００】
面データ
面番号 r d nd νd
1 105.237 1.80 1.80610 33.3
2 52.259 5.00 1.45860 90.2
3 -181.110 0.18
4 45.218 3.05 1.59282 68.6
5 140.680 (可変)
6 233.514 0.95 1.88300 40.8
7 8.692 4.85
8 -34.059 0.70 1.77250 49.6
9 26.599 0.20
10 16.879 2.35 1.92286 18.9
11 100.234 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 10.061 3.65 1.55332 71.7
14* -71.895 1.51
15 34.668 0.60 1.64769 33.8
16 10.601 0.38
17 15.564 0.60 1.80400 46.6
18 8.388 2.55 1.48749 70.2
19 -35.536 (可変)
20 49.646 0.70 1.48749 70.2
21 22.030 (可変)
22 23.615 2.30 1.80610 33.3
23 -28.707 0.60 1.94595 18.0
24 -765.407 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-9.46687e-001 A4= 1.53081e-005 A6=-3.34170e-007 A8=-3.17984e-008
A10= 2.62605e-010
第14面
K = 1.48852e+002 A4= 6.03868e-005 A6=-1.87760e-007
各種データ
ズーム比 47.05
広角 中間 望遠
焦点距離 4.42 14.24 208.00
Fナンバー 2.87 5.00 7.07
画角 37.01 15.23 1.07
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 95.29 94.62 138.53
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -115.97 -51.11 194.03
d 5 0.78 18.03 62.00
d11 34.65 14.04 1.01
d12 9.74 1.89 -0.50
d19 2.69 2.58 6.78
d21 4.29 5.45 27.49
d24 9.88 19.36 8.49
d26 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.07
2 6 -9.49
3 12 ∞
4 13 19.85
5 20 -81.92
6 22 32.63
7 25 ∞
〈数値例３〉
実施例３に対応する数値例３は、変倍比が４７．０倍、開口比が２．９〜８．１程度のズームレンズである。図６には、数値例３の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１０１】
面データ
面番号 r d nd νd
1 105.315 1.80 1.80610 33.3
2 52.281 4.96 1.45860 90.2
3 -179.758 0.18
4 45.282 3.03 1.59282 68.6
5 140.542 (可変)
6 257.486 0.95 1.88300 40.8
7 8.736 4.81
8 -34.227 0.70 1.77250 49.6
9 26.439 0.20
10 16.882 2.24 1.92286 18.9
11 99.502 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 10.061 3.09 1.55332 71.7
14* -71.895 2.11
15 35.243 0.60 1.64769 33.8
16 10.745 0.39
17 16.117 0.60 1.80400 46.6
18 8.202 2.68 1.48749 70.2
19 -33.931 (可変)
20 128.779 0.70 1.48749 70.2
21 32.325 (可変)
22 23.992 2.29 1.80610 33.3
23 -29.278 0.60 1.94595 18.0
24 -629.042 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-8.89575e-001 A4= 2.05979e-005 A6=-1.05915e-006 A8=-3.45753e-008
A10= 2.62605e-010
第14面
K = 1.41738e+002 A4= 7.10234e-005 A6=-1.18052e-006
各種データ
ズーム比 47.07
広角 中間 望遠
焦点距離 4.42 14.15 208.02
Fナンバー 2.87 5.00 8.08
画角 37.02 15.31 1.07
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 95.31 94.60 138.54
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -112.81 -51.26 194.66
d 5 0.78 17.96 62.11
d11 34.97 14.32 0.94
d12 9.78 2.01 -0.05
d19 2.49 2.50 6.87
d21 3.97 5.09 26.95
d24 10.10 19.50 8.50
d26 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.12
2 6 -9.49
3 12 ∞
4 13 20.14
5 20 -88.74
6 22 32.84
7 25 ∞
〈数値例４〉
実施例４に対応する数値例４は、変倍比が４．７倍、開口比が１．８〜６．１程度のズームレンズである。図８には、数値例４の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１０２】
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 0.90 1.84954 40.1
2* 6.466 3.05
3 13.812 1.75 1.92286 18.9
4 32.567 (可変)
5(絞り) ∞ (可変)
6* 7.326 2.50 1.74330 49.3
7* 12926.791 0.20
8 5.590 2.05 1.45860 90.2
9 23.950 0.50 2.00330 28.3
10 4.043 1.25
11 12.841 1.70 1.69350 53.2
12* -41.318 (可変)
13 21.428 1.70 1.69680 55.5
14 -291.759 (可変)
15 ∞ 1.05 1.51633 64.1
16 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-1.57884e-004 A6= 3.99990e-006 A8=-4.60508e-008
A10= 1.91636e-010
第2面
K =-2.11313e+000 A4= 4.29499e-004 A6=-3.53813e-006 A8= 1.22486e-007
A10=-1.73905e-009
第6面
K =-2.92940e-001 A4=-5.00720e-005 A6=-2.09230e-006
第7面
K = 8.11282e+006 A4= 6.57682e-005 A6=-9.86821e-007
第12面
K = 1.54107e+002 A4=-6.97739e-005 A6=-1.03987e-005
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.36 15.30 25.24
Fナンバー 1.80 5.00 6.08
画角 36.60 16.83 10.39
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 45.40 42.08 50.90
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -32.10 -138.17 179.35
d 4 16.13 2.82 1.65
d 5 4.00 1.90 -0.20
d12 4.57 16.66 28.75
d14 3.55 3.55 3.55
d16 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.74
2 5 ∞
3 6 12.44
4 13 28.71
5 15 ∞
〈数値例５〉
実施例５に対応する数値例５は、変倍比が４．７倍、開口比が１．８〜７．１程度のズームレンズである。図１０には、数値例４の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１０３】
面データ
面番号 r d nd νd
1* 19712.592 0.90 1.84954 40.1
2* 6.198 3.12
3 13.653 1.75 1.92286 18.9
4 32.321 (可変)
5 (絞り２) ∞ (可変)
6* 7.421 2.50 1.74330 49.3
7* 21506.640 0.20
8 5.528 2.20 1.45860 90.2
9 29.152 0.50 2.00330 28.3
10 4.076 1.36
11 12.158 1.70 1.69350 53.2
12* -40.155 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14 18.733 1.70 1.69680 55.5
15 1382.499 (可変)
16 ∞ 1.05 1.51633 64.1
17 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-2.00199e-004 A6= 4.38478e-006 A8=-4.09465e-008
A10= 1.23737e-010
第2面
K =-2.01838e+000 A4= 4.15123e-004 A6=-5.93056e-006 A8= 2.17447e-007
A10=-2.68209e-009
第6面
K =-3.37014e-001 A4=-3.29573e-005 A6=-8.25253e-007
第7面
K = 2.17850e+007 A4= 6.09128e-005 A6=-4.64292e-007
第12面
K = 1.51515e+002 A4= 1.78466e-005 A6= 4.71363e-006
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.35 15.30 25.24
Fナンバー 1.80 5.00 7.07
画角 36.63 16.83 10.39
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 44.97 42.06 50.90
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -9.78 -50.96 17.48
d 4 19.07 4.41 1.50
d 5 0.30 0.05 -0.20
d12 1.02 0.48 -0.05
d13 4.70 17.24 29.77
d15 2.40 2.40 2.40
d17 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.14
2 5 ∞
3 6 12.18
4 13 ∞
5 14 27.24
6 16 ∞
望遠端でのフォーカス繰出し量(前玉から14mm時) 28.47mm
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
次に、上記各実施例で説明したズームレンズを撮影光学系として備えたデジタルカメラ（撮像装置）の実施例を、図１１を用いて説明する。
【０１０６】
図１１において、１２０はデジタルカメラ本体であり、１２１は各実施例のズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２２は撮影光学系１２１によって被写体像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。１２３は撮像素子１２２からの出力信号に基づいて生成された画像データを記録する記録媒体である。１２４は不図示の表示素子に表示された画像を観察するための電子ビューファインダである。
【０１０７】
このように、実施例１〜５にて説明したズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現できる。
【０１０８】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
小型で、光学性能が高いズームレンズ等のレンズ装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｌ１ｎ，Ｌ１ｐ，Ｌ２ｎ，Ｌ２ｐ，Ｌ３ｎ，Ｌ３ｐ，Ｌ４ｐ，Ｌ５ｐ レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーミングやフォーカシングにおいて少なくとも１つのレンズと絞りとを光軸方向に移動させるレンズ装置およびこれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置には、小型でありながらも、より高いズーム倍率が得られたり、より至近距離の物体に対する合焦が可能であったりするレンズ装置が求められている。このようなレンズ装置を実現するための１つの方法として、光軸方向において互いに隣り合うように配置されて相対移動するレンズ間の最小間隔をできるだけ狭めることが有効である。
【０００３】
ここで、相対移動するレンズの間に絞りが配置されているレンズ装置が特許文献１〜３にて開示されている。このようなレンズ装置では、レンズと絞りとの干渉を避けつつ、絞りの両側に配置されたレンズ間の最小間隔を狭めることが必要である。
【０００４】
特許文献１にて開示されたレンズ装置では、絞りを第２レンズ群（物体側から２番目のレンズ群）における物体側レンズ面よりも像側に配置することで、絞りを挟んだレンズ間の最小間隔を狭めている。ただし、特許文献１にて開示されたレンズ装置では、ズーミングに際して絞りが第２レンズ群と一体に移動する。このため、像面にＣＣＤセンサ等の撮像素子が配置される撮像装置においてズーミングによる射出瞳の変動が大きくなり、撮像素子に対して好ましくない。
【０００５】
この点、特許文献２にて開示されたレンズ装置では、ズーミングに際して絞りも移動し、射出瞳の変動を抑制することが可能である。また、特許文献３には、ズーミングに際して絞りの位置が固定されているレンズ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０５３６３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８５１６号公報
【特許文献３】特開平０７−１５１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２，３に開示されたレンズ装置では、絞りとレンズとが最も近づいた状態でのこれらの干渉を避ける必要がある。このため、絞りとレンズとの間の最小間隔が大きくなり、この結果、絞りを挟んで両側に配置されたレンズ間の最小間隔を十分に狭めることができない。特に、絞りの開口径が可変である場合には、絞り開口を変化させるための機構の厚みも加わるため、絞りを挟んで両側に配置されたレンズ間の最小間隔がより大きくなる。
【０００８】
なお、特許文献３にて開示されたレンズ装置のように、ズーミングに際して絞りの位置が固定されていると、変倍を絞りよりも像側に配置された第２レンズ群と第３レンズ群とで分担することになる。このため、第２および第３レンズ群の移動量が制限され、ズーミングにおける収差変動を良好に補正することが困難になる。
【０００９】
そこで、本発明は、小型でありながらも、より高ズーム倍率化やより至近距離に対する合焦が可能であるとともに、射出瞳の変動も少なくすることが可能なレンズ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としてのレンズ装置は、絞り開口を有する絞りと、絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第１レンズと、絞りよりも物体側および像側のうち他方の側に配置された第２レンズとを有する。そして、ズーミングまたはフォーカシングにおいて、絞りは、第１および第２レンズに対して独立に光軸方向に移動し、第１レンズおよび絞りは、第１レンズの絞り側レンズ面が絞りから上記一方の側に離れて位置する第１の状態と、第１レンズの絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が絞り開口を通って絞りよりも上記他方の側に突出する第２の状態とになることを特徴とする。
【００１１】
なお、上記レンズ装置と、該レンズ装置によって形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ズーミングやフォーカシングにおいて、第１レンズと絞りが第２レンズに対して互いに独立に光軸方向に移動する。しかも、第１レンズが絞りから離れて位置する第１の状態と第１レンズの絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が絞りよりも第２レンズ側に突出する第２の状態とが得られる。このため、第２の状態で、絞りの両側に配置された第１レンズ（の絞り側レンズ面）と第２レンズとの最小間隔を十分に狭めることができる。したがって、本発明によれば、小型でありながらも、より高ズーム倍率化やより至近距離に対する合焦が可能なレンズ装置を実現できる。また、絞りが光軸方向に移動するため、射出瞳の変動も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１（数値例１）のレンズ装置の断面図。
【図２】数値例１の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図３】本発明の実施例２（数値例２）のレンズ装置の断面図。
【図４】数値例２の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図５】本発明の実施例３（数値例３）のレンズ装置の断面図。
【図６】数値例３の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図７】本発明の実施例４（数値例４）のレンズ装置の断面図。
【図８】数値例４の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図９】本発明の実施例５（数値例５）のレンズ装置の断面図。
【図１０】数値例５の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図１１】実施例のレンズ装置を備えた撮像装置の概略図。
【図１２】実施例におけるＡ，Ｂレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【図１３】他の実施例におけるＡ，Ｂレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【図１４】実施例におけるＢレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【図１５】実施例におけるＡレンズ群と絞りとの関係を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
まず、後述する本発明の実施例の基本構成について、図１２を用いて説明する。図１２のズームレンズ（レンズ装置）は、光軸方向における物体側（図の左側）から像側（同右側）に配置された複数のレンズ群と、絞りＳＰとを有する。図１２のズームレンズでは、これら複数のレンズ群のうち、絞りＳＰよりも物体順（他方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＡレンズ群とし、絞りＳＰよりも像順（一方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＢレンズ群とする。図１２のズームレンズでは、Ａレンズ群は第２レンズに相当し、Ｂレンズ群は第１レンズに相当する。
【００１６】
図１２のズームレンズでは、広角端（広角状態）と望遠端（望遠状態）とのズーミングに際して、各レンズ群と絞りＳＰはそれぞれ独立に移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、Ａレンズ群と絞りＳＰとの間の光軸方向での距離（間隔）が狭まるとともに、絞りＳＰとＢレンズ群との間の光軸方向での距離（間隔）も狭まる。
【００１７】
また、絞りＳＰは、光が通過する絞り開口を有する。該絞り開口を含み光軸に直交する仮想の面（絞り面）をＣ面という。広角端では、Ｂレンズ群の物体側レンズ面（絞り側レンズ面）ＲＢは、Ｃ面（つまりは絞りＳＰ）から像側に離れて位置する。この状態が第１の状態（一方の状態）である。一方、望遠端では、Ｂレンズ群の物体側レンズ面ＲＢの少なくとも一部が、絞り開口を通ってＣ面よりも物体側（Ａレンズ群側）に突出する。この状態が第２の状態（他方の状態）である。
【００１８】
より具体的には、広角端において、Ｂレンズ群は、その物体側レンズ面ＲＢの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＷとなるように絞りＳＰから像側に離れて位置する。また、望遠端において、Ｂレンズ群は、その物体側レンズ面ＲＢの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＴとなるように、物体側レンズ面ＲＢの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも物体側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。
【００１９】
絞りＳＰは、その絞り開口径が可変である可変絞り（虹彩絞り）である。図１２の例では、広角端での絞り開口径が望遠端での絞り開口径よりも小さくなる。この場合、絞りＳＰは、望遠端において、絞り開口を形成する絞り羽根とＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとが近接または軽く接触する絞り開口までしか絞り込まれない。言い換えれば、望遠端での絞り開口径が、絞りＳＰの最小絞り開口径（例えば、Ｆナンバー１１）となり、この最小絞り開口径にて絞り羽根とＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとが近接または軽く接触するように距離ＤＴが設定される。
【００２０】
このように、絞りＳＰが可変絞りである場合は、その絞り開口を変化させる機構として光軸方向にてある程度の厚みを持つ開閉機構を有し、Ａレンズ群と絞りＳＰとが最も接近する望遠端においてこれらの間に開閉機構を配置するスペースを設ける必要がある。このため、Ａレンズ群と絞りＳＰとを十分に接近させることができない。しかし、図１２に示すように、望遠端において、Ｂレンズ群が、その物体側レンズ面ＲＢの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも物体側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。これにより、絞りＳＰを挟んだ両側に配置されたＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとの光軸上での間隔ＤＤＴを十分に狭めることができる。このため、望遠端での長焦点距離化（高ズーム倍率化）やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００２１】
なお、絞りＳＰは、その絞り開口が固定（不変）である固定絞りであってもよく、この場合でも、高ズーム倍率化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００２２】
以上説明したように、図１２のズームレンズでは、絞りＳＰを挟んで配置されたＡレンズ群とＢレンズ群との間の最小間隔を十分に狭めることができる。また、ズーミングにおいて絞りＳＰを各レンズ群とは独立して移動可能とすることにより、広角端と望遠端との間で絞りＳＰの位置を調節することができ、ズーミングによる射出瞳の変動を抑制することができる。また、絞り開口径が可変であるため、被写体の明るさに応じた絞り開口径の制御が可能となり、広角端での大口径化を実現することもできる。
【００２３】
ここで、望遠端におけるＢレンズ群と絞りＳＰとの光軸方向での位置関係を、図１４を用いてより詳細に説明する。望遠端では、絞りＳＰ（Ｃ面）は、Ｂレンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち最も物体側のレンズ面（絞り側レンズ面：以下、物体側レンズ面という）ｂ２の頂点ｂ１の光軸方向位置と、物体側レンズ面ｂ２の外縁部ｂ３の光軸方向位置との間に位置する。外縁部ｂ３は、物体側レンズ面ｂ２とコバ部ｂ４とが交わる位置である。
【００２４】
なお、ここまでの説明では、望遠端でＢレンズ群が絞りＳＰに最も接近する場合について説明したが、広角端でＢレンズ群が絞りＳＰに最も接近するようにしてもよい。また、ここではズーミングにおけるＡ，Ｂレンズ群と絞りＳＰとの関係について説明したが、同様の関係を、無限遠端（無限遠合焦状態）と至近端（至近合焦状態）との間でのフォーカシングにおいて成立させるようにしてもよい。
【００２５】
次に、後述する本発明の実施例の別の基本構成について、図１３を用いて説明する。図１３のズームレンズ（レンズ装置）は、光軸方向における物体側（図の左側）から像側（同右側）に配置された複数のレンズ群と、絞りＳＰとを有する。図１３のズームレンズでは、これら複数のレンズ群のうち、絞りＳＰよりも物体順（一方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＡレンズ群とし、絞りＳＰよりも像順（他方の側）に配置され、絞りＳＰに最も近いレンズ群をＢレンズ群とする。図１３のズームレンズでは、Ａレンズ群は第１レンズに相当し、Ｂレンズ群は第２レンズに相当する。
【００２６】
図１３に示すズームレンズでは、広角端（広角状態）と望遠端（望遠状態）とのズーミングに際して、各レンズ群と絞りＳＰはそれぞれ独立に移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、Ａレンズ群と絞りＳＰとの間の光軸方向での距離（間隔）が狭まるとともに、絞りＳＰとＢレンズ群との間の光軸方向での距離（間隔）も狭まる。
【００２７】
また、絞りＳＰは、光が通過する絞り開口を有する。該絞り開口を含み光軸に直交する仮想の面（絞り面）をＣ面という。広角端では、Ａレンズ群の像側レンズ面（絞り側レンズ面）ＲＡは、Ｃ面（つまりは絞りＳＰ）から物体側に離れて位置する。この状態が第１の状態（一方の状態）である。一方、望遠端では、Ａレンズ群の像側レンズ面ＲＡの少なくとも一部が、絞り開口を通ってＣ面よりも像側（Ｂレンズ群側）に突出する。この状態が第２の状態（他方の状態）である。
【００２８】
より具体的には、広角端において、Ａレンズ群は、その像側レンズ面ＲＡの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＷとなるように絞りＳＰから物体側に離れて位置する。また、望遠端において、Ａレンズ群は、その像側レンズ面ＲＡの頂点からＣ面までの光軸方向での距離がＤＴとなるように、像側レンズ面ＲＡの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも像側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。
【００２９】
絞りＳＰは、その絞り開口径が可変である可変絞り（虹彩絞り）である。図１３の例では、広角端での絞り開口径が望遠端での絞り開口径よりも小さくなる。この場合、絞りＳＰは、望遠端において、絞り開口を形成する絞り羽根とＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとが近接または軽く接触する絞り開口までしか絞り込まれない。言い換えれば、望遠端での絞り開口径が、絞りＳＰの最小絞り開口径（例えば、Ｆナンバー１１）となり、この最小絞り開口径にて絞り羽根とＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとが近接または軽く接触するように距離ＤＴが設定される。
【００３０】
このように、絞りＳＰが可変絞りである場合は、その絞り開口を変化させる機構として光軸方向にてある程度の厚みを持つ開閉機構を有し、Ｂレンズ群と絞りＳＰとが最も接近する望遠端においてこれらの間に開閉機構を配置するスペースを設ける必要がある。このため、Ｂレンズ群と絞りＳＰとを十分に接近させることができない。しかし、図１３に示すように、望遠端において、Ａレンズ群が、その像側レンズ面ＲＡの少なくとも一部が絞りＳＰ（Ｃ面）よりも物体側に突出する位置まで絞りＳＰに接近する。これにより、絞りＳＰを挟んだ両側に配置されたＢレンズ群の物体側レンズ面ＲＢとＡレンズ群の像側レンズ面ＲＡとの光軸上での間隔ＤＤＴを十分に狭めることができる。このため、望遠端での長焦点距離化（高ズーム倍率化）やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、絞りＳＰは、その絞り開口が固定（不変）である固定絞りであってもよく、この場合でも、高ズーム倍率化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００３２】
以上説明したように、図１３のズームレンズでは、絞りＳＰを挟んで配置されたＡレンズ群とＢレンズ群との間の最小間隔を十分に狭めることができる。また、ズーミングにおいて絞りＳＰを各レンズ群とは独立して移動可能とすることにより、広角端と望遠端との間で絞りＳＰの位置を調節することができ、ズーミングによる射出瞳の変動を抑制することができる。また、絞り開口径が可変であるため、被写体の明るさに応じた絞り開口径の制御が可能となり、広角端での大口径化を実現することもできる。
【００３３】
ここで、望遠端におけるＡレンズ群と絞りＳＰとの光軸方向での位置関係を、図１５を用いてより詳細に説明する。望遠端では、絞りＳＰ（Ｃ面）は、Ａレンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち最も像側のレンズ面（絞り側レンズ面：以下、像側レンズ面という）の頂点ａ１の光軸方向位置と、像側レンズ面ａ２の外縁部ａ３の光軸方向位置との間に位置する。外縁部ａ３は、像側レンズ面ａ２とコバ部ａ４とが交わる位置である。
【００３４】
なお、ここまでの説明では、望遠端でＡレンズ群が絞りＳＰに最も接近する場合について説明したが、広角端でＡレンズ群が絞りＳＰに最も接近するようにしてもよい。また、ここではズーミングにおけるＡ，Ｂレンズ群と絞りＳＰとの関係について説明したが、同様の関係を、無限遠端（無限遠合焦状態）と至近端（至近合焦状態）との間でのフォーカシングにおいて成立させるようにしてもよい。
【００３５】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
本実施形態は第１レンズ群が負レンズ群の所謂ネガティブリードのズームレンズと、第１レンズ群が正レンズ群の所謂ポジティブリードのズームレンズの２タイプがあり、それぞれについて説明する。
【００３６】
図１には、本発明の実施例１であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、最も物体側のレンズ群が負レンズ群である、いわゆるネガティブリードタイプのズームレンズである。
【００３７】
図３には、本発明の実施例２であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、最も物体側のレンズ群が正レンズ群である、いわゆるポジティブリードタイプのズームレンズである。
【００３８】
図５には、本発明の実施例３であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、ポジティブリードタイプのズームレンズである。
【００３９】
図７には、本発明の実施例４であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、ネガティブリードタイプのズームレンズである。
【００４０】
図９には、本発明の実施例５であるズームレンズの構成を示す。このズームレンズは、ネガティブリードタイプのズームレンズである。
【００４１】
〈実施例１，４のズームレンズについて〉
実施例１，４のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ）Ｌ１ｎと、絞りＳＰと、正の屈折力を有するレンズ群（第１レンズ）Ｌ２ｎと、正の屈折力を有するレンズ群Ｌ３ｎとにより構成されている。
【００４２】
Ｇは水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のガラスブロックである。ＩＰは像面である。ズームレンズを備えた撮像装置では、該像面ＩＰに、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等、ズームレンズにより形成された被写体像（光学像）を光電変換する撮像素子（光電変換素子）の受光面が配置される。ガラスブロックＧおよび像面ＩＰについては、後述する他の実施例でも同じである。
【００４３】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎは一旦像側に移動してから物体側に移動し、絞りＳＰは物体側に移動する。また、レンズ群Ｌ２ｎは物体側に移動し、レンズ群Ｌ３ｎは像側に移動する。
【００４４】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎと絞りＳＰとの間の間隔は狭まり、絞りＳＰとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔は狭まり、レンズ群Ｌ２ｎとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔は広がる。
【００４５】
実施例１，４のズームレンズでは、正のレンズ群Ｌ２ｎと正のレンズ群Ｌ３ｎの移動によって変倍を行う。また、負のレンズ群Ｌ１ｎを像側に凸の軌跡で往復運動させることにより、変倍に伴う像面の変位を補正する。
【００４６】
さらに、実施例１，４のズームレンズは、レンズ群Ｌ３ｎを光軸方向に移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズである。
【００４７】
図中のレンズ群Ｌ３ｎに付された実曲線３ａと点曲線３ｂはそれぞれ、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときに変倍に伴う像面変位を補正するための該レンズ群Ｌ３ｎの移動軌跡である。
【００４８】
また、望遠端において、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、矢印３ｃに示すようにレンズ群Ｌ３ｎを物体側に移動させる。
【００４９】
絞りＳＰは、ズーミングにおいて各レンズ群とは独立して光軸方向に移動可能である。該絞りＳＰは、広角端においては、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も物体側のレンズ面、すなわち絞り側レンズ面よりも物体側に位置し、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置する。これにより、望遠端でのレンズ群Ｌ１ｎとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔を十分に小さくすることが可能であり、望遠端での長焦点距離化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００５０】
また、絞りＳＰを、広角端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも物体側に位置させ、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置させるので、ズーミングに際しての射出瞳の位置の変動を抑制することができる。特に、広角端にてレンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰとの間の間隔を大きくする（レンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰとを離す）ことにより、像面に近づき易い射出瞳を像面から遠ざけることができる。
【００５１】
また、レンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰとの間の間隔を大きくすることは、レンズ群Ｌ１ｎと絞りＳＰとの間隔を狭められるので、広角端でのレンズ群Ｌ１ｎの径（いわゆる前玉径）を小さくするために有効である。
【００５２】
また、絞りＳＰの開口径（絞り開口径）は、広角端から望遠端に向かって小さくなるように変化する。広角端にて絞り開口径を大きくすることにより、広角端での大口径化を実現できる。
【００５３】
絞りＳＰは、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触するまでその絞り開口径を小さくすることができる。例えば、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を最小絞り開口径とすることができる。このとき、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を形成する絞り羽根が、絞り開口を通って絞りＳＰよりも物体側に突出したレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触する光軸方向位置まで、レンズ群Ｌ２ｎを物体側に移動させることができる。これにより、レンズ群Ｌ１ｎとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔を十分に狭めることができる。
【００５４】
また、実施例１，４のズームレンズでは、負のレンズ群Ｌ１ｎを、軸外主光線が絞りＳＰの中心向かって進むように構成している。この場合、特に広角端において、軸外主光線の屈折量が大きくなり、軸外の収差、特に非点収差が発生し易い。そこで、実施例１，４のズームレンズでは、通常の広角レンズと同様に、レンズ群Ｌ１ｎを前玉径の増大が抑えられる凹凸構成としている。レンズ群Ｌ１ｎを構成する凹（負）レンズ１１と凸（正）レンズ１２は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞り開口の中心を中心とする同心球面に近い形状に形成されている。凹レンズ１１は像側に凹面を向けた形状を有し、凸レンズ１２は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００５５】
また、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も物体側に配置された凸レンズ２１は、レンズ群Ｌ１ｎを射出した軸外主光線を大きく屈折させて軸外収差が発生しないよう物体側に凸の形状に形成されている。レンズ群Ｌ１ｎを発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも、凸レンズ２１は物体側に凸の形状を有することが望ましい。
【００５６】
〈実施例２，３のズームレンズについて〉
実施例２，３のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力を有するレンズ群Ｌ１ｐと、負の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ）Ｌ２ｐと、絞りＳＰと、正の屈折力を有するレンズ群（第１レンズ）Ｌ３ｐとを含む。さらに、実施例２，３のズームレンズは、負の屈折力を有するレンズ群Ｌ４ｐと、正の屈折力を有するレンズ群Ｌ５ｐとを含む。
【００５７】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｐは像側に凸の軌跡で移動し、レンズ群Ｌ２ｐは物体側に移動する。レンズ群Ｌ３ｐは物体側に移動し、レンズ群Ｌ４ｐは物体側に移動する。レンズ群Ｌ５ｐは物体側に凸の軌跡で移動する。なお、レンズ群Ｌ１ｐは、ズーミングに際して固定されてもよい。
【００５８】
実施例２，３のズームレンズは、レンズ群Ｌ５ｐを光軸方向に移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズである。
【００５９】
実施例２，３のズームレンズでは、レンズ群Ｌ１ｐ，Ｌ２ｐ，Ｌ３ｐの移動によって変倍を行う。レンズ群Ｌ１ｐを広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側に移動させることで、広角端におけるレンズ全長を短縮しつつ、大きな変倍比が得られる。
【００６０】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｐを一旦像側へ移動させ、その後に物体側へ移動させる往復軌跡をとることで、中間ズーム領域におけるレンズ全長を短くすることができる。これにより、中間ズーム領域にて決まるレンズ群Ｌ１ｐの有効径を小さくすることができるため、前玉の小径化が可能となる。
【００６１】
また、レンズ群Ｌ２ｐを、広角端よりも望遠端において像側に位置するように移動させることにより、レンズ群Ｌ２ｐに大きな変倍効果を持たせることができる。
【００６２】
また、レンズ群Ｌ３ｐを、広角端よりも望遠端において物体側に位置するように移動させることにより、レンズ群Ｌ３ｐに大きな変倍効果を持たせることができる。
【００６３】
さらに、レンズ群Ｌ４ｐを、広角端よりも望遠端において物体側に位置するように移動させることにより、フォーカス群であるレンズ群Ｌ５の移動スペースを確保することができる。
【００６４】
絞りＳＰは、ズーミングにおいて各レンズ群とは独立して光軸方向に移動可能である。該絞りＳＰは、広角端においては、レンズ群Ｌ３ｐのうち最も物体側のレンズ面、すなわち絞り側レンズ面よりも物体側に位置し、望遠端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面よりも像側に位置する。これにより、望遠端でのレンズ群Ｌ２ｐとレンズ群Ｌ３ｐとの間の間隔を十分に小さくすることが可能であり、望遠端での長焦点距離化やレンズ全長の短縮化の効果を得ることができる。
【００６５】
また、絞りＳＰを、広角端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面よりも物体側に位置させ、望遠端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面よりも像側に位置させるので、ズーミングに際しての射出瞳の位置の変動を抑制することができる。特に、広角端にてレンズ群Ｌ３ｐと絞りＳＰとの間の間隔を大きくする（レンズ群Ｌ３ｐと絞りＳＰとを離す）ことにより、像面に近づき易い射出瞳を像面から遠ざけることができる。
【００６６】
また、広角端から中間ズーム領域においては、レンズ群Ｌ１ｐと絞りＳＰとを近づけることにより、前玉径を小さくすることができる。
【００６７】
さらに、絞りＳＰの開口径（絞り開口径）は、広角端から望遠端に向かって小さくなるように変化する。広角端にて絞り開口径を大きくすることにより、広角端での大口径化を実現できる。
【００６８】
絞りＳＰは、望遠端ではレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面に近接または軽く接触するまでその絞り開口径を小さくすることができる。例えば、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を最小絞り開口径とすることができる。このとき、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を形成する絞り羽根が、絞り開口を通って絞りＳＰよりも物体側に突出したレンズ群Ｌ３ｐの絞り側レンズ面に近接または軽く接触する光軸方向位置まで、レンズ群Ｌ３ｐを物体側に移動させることができる。これにより、レンズ群Ｌ２ｐとレンズ群Ｌ３ｐとの間の間隔を十分に狭めることができる。
【００６９】
また、実施例２，３のズームレンズでは、負のレンズ群Ｌ２ｐを、軸外主光線が絞りＳＰの中心向かって進むように構成している。この場合、特に広角端において、軸外主光線の屈折量が大きくなり、軸外の収差、特に非点収差が発生し易い。そこで、実施例２，３のズームレンズでは、通常の広角レンズと同様に、レンズ群Ｌ１ｐを前玉径の増大が抑えられる凹凸構成としている。レンズ群Ｌ１ｐを構成する凹（負）レンズ２１，２２と凸（正）レンズ２３は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞り開口の中心を中心とする同心球面に近い形状に形成されている。凹レンズ２１，２２は像側に凹面を向けた形状を有し、凸レンズ２３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００７０】
また、レンズ群Ｌ３ｐのうち最も物体側に配置された凸レンズ３１は、レンズ群Ｌ２ｐを射出した軸外主光線を大きく屈折させて軸外収差が発生しないよう物体側に凸の形状に形成されている。レンズ群Ｌ２ｐを発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも、凸レンズ３１は物体側に凸の形状を有することが望ましい。
【００７１】
絞りＳＰを望遠端にて凸レンズ２１よりも像側に位置させるためには、レンズ群Ｌ２ｐの凸レンズ２３の像側（絞り側）レンズ面の曲率よりも、レンズ群Ｌ３ｐの凸レンズ３１の物体側（絞り側）レンズ面の曲率を大きく（曲率半径を小さく）することが必要である。
【００７２】
〈実施例５のズームレンズについて〉
実施例５のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有するレンズ群Ｌ１ｎと、正の屈折力を有するレンズ群（第１レンズ）Ｌ２ｎと、絞りＳＰと、正の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ）Ｌ３ｎとにより構成されている。レンズ群Ｌ２ｎにおける最も物体側の位置には、フレアカット絞りＳＰ２が設けられている。
【００７３】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎは一旦像側に移動してから物体側に移動し、レンズ群Ｌ２ｎは物体側に移動する。また、絞りＳＰは物体側に移動し、レンズ群Ｌ３ｎは像側に移動する。
【００７４】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、レンズ群Ｌ１ｎとレンズ群Ｌ２ｎとの間の間隔は狭まり、レンズ群Ｌ２ｎと絞りＳＰの間の間隔は狭まり、絞りＳＰとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔は広がる。
【００７５】
実施例５のズームレンズでは、正のレンズ群Ｌ２ｎと正のレンズ群Ｌ３ｎの移動によって変倍を行う。また、負のレンズ群Ｌ１ｎを像側に凸の軌跡で往復運動させることにより、変倍に伴う像面の変位を補正する。
【００７６】
さらに、実施例５のズームレンズは、レンズ群Ｌ３ｎを光軸方向に移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプのズームレンズである。
【００７７】
図中のレンズ群Ｌ３ｎに付された実曲線３ａと点曲線３ｂはそれぞれ、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときに変倍に伴う像面変位を補正するための該レンズ群Ｌ３ｎの移動軌跡である。
【００７８】
また、望遠端において、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、矢印３ｃに示すようにレンズ群Ｌ３ｎを物体側に移動させる。
【００７９】
絞りＳＰは、ズーミングにおいて各レンズ群とは独立して光軸方向に移動可能である。該絞りＳＰは、広角端においては、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も像側のレンズ面、すなわち絞り側レンズ面よりも像側に位置し、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも物体側に位置する。これにより、望遠端での無限遠側から至近側へのフォーカシングに際して、望遠端でのレンズ群Ｌ２ｎとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔を十分に小さくすることが可能であり、望遠端においてより近距離の被写体に対する合焦状態を得ることができる。
【００８０】
また、実施例５のズームレンズでは、絞りＳＰを、広角端でレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置させ、望遠端でレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも物体側に位置させる。このことは、広角端での大口径化と軸外光線の上線のフレアカットおよび望遠端での軸外光線の下線のフレアカットに有効である。
【００８１】
広角端にて絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面よりも像側に位置させた状態で大口径化を実現しようとすると、軸上光線を決定する位置によって最軸外光線の上線をカットできる位置が決まる。絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面からある程度離すと、軸外光線の上線をカットでき、射出瞳の位置が近くなる。また、絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面からあまり離さないように配置すると、軸外光線の上線はカットできなくなるが、射出瞳の位置は遠くすることができる。したがって、広角端では、軸外上線と射出瞳の位置を考慮し、絞りＳＰとレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面とをある程度離して配置するとよい。
【００８２】
また、望遠端では、絞りＳＰをレンズ群Ｌ２ｎから離して配置すると、軸外光線の下線が余計に入射する。このため、レンズ群Ｌ２ｎに近い位置に絞りＳＰを配置することが好ましい。
【００８３】
また、絞りＳＰの開口径（絞り開口径）は、広角端から望遠端に向かって小さくなるように変化する。広角端にて絞り開口径を大きくすることにより、広角端での大口径化を実現できる。
【００８４】
絞りＳＰは、望遠端ではレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触するまでその絞り開口径を小さくすることができる。例えば、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を最小絞り開口径とすることができる。このとき、Ｆナンバー１１に相当する絞り開口径を形成する絞り羽根が、絞り開口を通って絞りＳＰよりも像側に突出したレンズ群Ｌ２ｎの絞り側レンズ面に近接または軽く接触する光軸方向位置まで、レンズ群Ｌ２ｎを像側に移動させることができる。これにより、レンズ群Ｌ２ｎとレンズ群Ｌ３ｎとの間の間隔を十分に狭めることができる。
【００８５】
また、実施例５のズームレンズでは、負のレンズ群Ｌ１ｎを軸外主光線が絞りＳＰの中心向かって進むように構成している。この場合、特に広角端において、軸外主光線の屈折量が大きくなり、軸外の収差、特に非点収差が発生し易い。そこで、実施例５のズームレンズでは、通常の広角レンズと同様に、レンズ群Ｌ１ｎを前玉径の増大が抑えられる凹凸構成としている。レンズ群Ｌ１ｎを構成する凹凸のレンズ１１，１２は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞り開口の中心を中心とする同心球面に近い形状に形成されている。凹（負）レンズ１１は像側に凹面を向けた形状を有し、凸（正）レンズ１２は物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００８６】
また、レンズ群Ｌ２ｎのうち最も物体側に配置された凸レンズ２１は、レンズ群Ｌ１ｎを射出した軸外主光線を大きく屈折させて軸外収差が発生しないよう物体側に凸の形状に形成されている。レンズ群Ｌ１ｎを発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも、凸レンズ２１は物体側に凸の形状を有することが望ましい。
【００８７】
上記各実施例においては、以下の条件（１）〜（４）のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。
【００８８】
第２の状態（図１２および図１３に示す望遠端状態、図１４および図１５に示す状態）において、第１レンズの絞り側レンズ面の頂点（図１４中のｂ１，図１５中のａ１）と、絞り開口を含み光軸に直交するＣ面（絞り面）との光軸方向での距離をＸとする。
【００８９】
また、第１レンズの絞り側レンズ面の外縁部（図１４中のｂ３，図１５中のａ３）と第１レンズの絞り側レンズ面の頂点との光軸方向での距離をＬとする。また、第１の状態（図１２および図１３に示す広角端状態）における第１レンズの絞り側レンズ面の頂点とＣ面との光軸方向での距離をＤＷとし、第２の状態における第１レンズの絞り側レンズ面の頂点とＣ面との光軸方向での距離をＤＴとする。ただし、ＤＷおよびＤＴの符号は、光軸方向における第１レンズ側（一方の側）から第２レンズ側（他方の側）に向かう方向を正とする。
【００９０】
また、第１の状態での絞り開口の径をφＷとし、第２の状態での絞り開口の径をφＴとする。さらに、望遠端での第１レンズと第２レンズとの光軸上での間隔をＤＤＴとし、望遠端でのズームレンズ（レンズ装置）の全系の焦点距離をｆＴとする。
０＜Ｘ／Ｌ＜１．０ …（１）
−２５０．０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．０ …（２）
１．０＜φＷ／φＴ＜２．０ …（３）
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜１．０ …（４）
Ｘ／Ｌの値が条件（１）の上限値を超えると、絞りＳＰがレンズコバ部に配置されることになり、光量を制御する絞りとして機能することができなくなるので、好ましくない。また、絞りＳＰとメカ構造が干渉するため、絞りＳＰを物理的に配置することができない。Ｘ／Ｌの値が条件（１）の下限値を下回ると、第１レンズと第２レンズの間隔を狭めることができなくなるため、ズームレンズの小型化や長焦点距離化が困難となり、好ましくない。
【００９１】
ＤＷ／ＤＴの値が条件（２）の下限値を超えてマイナス側に大きくなると、広角端から望遠端までの射出瞳位置の変動は良好に抑制されるが、広角端にて絞りＳＰと第２レンズとの間隔が広くなりすぎて、第２レンズに入射する軸上光線が多くなる。このため、球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。また、該球面収差を補正するために、レンズ枚数を増加させる必要があり、ズームレンズの大型化を招く。ＤＷ／ＤＴの値が条件（２）の上限値を超えてマイナス側に小さくなると、広角端から望遠端までの射出瞳位置の変動が大きくなることに加えて、広角端での前玉から絞りＳＰまでの距離が大きくなり、前玉径の大型化を招くので、好ましくない。
【００９２】
φＷ／φＴの値が条件（３）の上限値を超えると、広角端での開口径が大きくなり、第２レンズに入射する軸上光線が多くなり、球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。また、該球面収差を補正するために、レンズ枚数を増加させる必要があり、ズームレンズの大型化を招く。さらに、望遠端にて開口径が小さくなるため、第１レンズの絞り側レンズ面のうち絞り開口に入り込む量が少なくなる。このため、第レンズと第２レンズとの間隔を狭めることが困難となり、好ましくない。φＷ／φＴの値が条件（３）の下限値を下回ると、望遠端にて軸上光線が多く入射しすぎ、球面収差の補正が困難となる。また、絞りよりも像側のレンズ径が大きくなりすぎるため、小型化が困難となり、好ましくない。さらに、広角端にて開口径が小さくなりすぎ、大口径化を実現できない。
【００９３】
ＤＤＴ／ｆＴの値が条件（４）の上限値を超えると、第１レンズと第２レンズの間隔が広くなりすぎ、ズームレンズ全長が長くなるため、好ましくない。ＤＤＴ／ｆＴの値が条件（４）の下限値を下回ると、第１レンズと第２レンズの間隔が狭くなりすぎ、レンズ面同士が接触し易くなるため、好ましくない。
【００９４】
なお、条件（１）〜（４）の数値範囲を、以下のように設定すると、より好ましい。
０．００５＜Ｘ／Ｌ＜０．８ …（１ａ）
−２００．０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．２ …（２ａ）
１．０５＜φＷ／φＴ＜１．８０ …（３ａ）
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜０．０８ …（４ａ）
また、条件（１）〜（４）の数値範囲を、以下のように設定すると、さらにより好ましい。
０．０１＜Ｘ／Ｌ＜０．６ …（１ｂ）
−１９７.０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．４０ …（２ｂ）
１．０７＜φＷ／φＴ＜１．６０ …（３ｂ）
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜０．０６ …（４ｂ）
次に、実施例１〜５のそれぞれに対応した数値例１〜５を示す。各数値例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはｉ番目のレンズ面の曲率半径（ｍｍ）であり、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚または空気間隔（ｍｍ）である。Ｎｉ，νｉはそれぞれ、レンズ材料のｄ線に対する屈折率およびアッベ数を示す。
【００９５】
なお、各数値例において、最も像面側の２面は、ガラスブロックＧの入射面と射出面である。
【００９６】
また、Ｋ，Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数である。非球面形状は、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてｘとするとき、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０
で表される。ただし、ｒは曲率半径であり、「ｅ±ｍ」は、「×１０±ｍ」を意味する。
【００９７】
また、各数値例における上述した条件（１）〜（４）の値を表１にまとめて示す。
【００９８】
〈数値例１〉
実施例１に対応する数値例１は、変倍比が４．７倍、開口比が２．１〜６．１程度のズームレンズである。図２には、数値例１の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。収差図において、ｄはｄ線の球面収差および歪曲を示し、ｇはｇ線の球面収差および色収差を示している。また、Ｓはサジタル像面での非点収差を、Ｍはメリディオナル像面での非点収差をそれぞれ示している。
【００９９】
面データ
面番号 r d nd νd
1* 10240.325 0.90 1.84954 40.1
2* 6.228 2.99
3 13.713 1.75 1.92286 18.9
4 34.779 (可変)
5(絞り) ∞ (可変)
6* 7.354 2.50 1.74330 49.3
7* 328.278 0.20
8 5.806 1.86 1.45860 90.2
9 27.018 1.01 2.00330 28.3
10 3.938 1.03
11 11.099 1.70 1.69350 53.2
12* -30.368 (可変)
13 19.685 1.70 1.69680 55.5
14 -1559.414 (可変)
15 ∞ 1.05 1.51633 64.1
16 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-1.68880e-004 A6= 3.88233e-006 A8=-4.33771e-008
A10= 1.82770e-010
第2面
K =-2.03052e+000 A4= 4.27922e-004 A6=-4.17442e-006 A8= 1.23794e-007
A10=-1.62488e-009
第6面
K =-4.08747e-001 A4=-4.73185e-005 A6=-1.46451e-006
第7面
K = 4.06530e+002 A4= 1.60052e-005 A6=-1.50489e-007
第12面
K = 8.99077e+001 A4=-1.37437e-004 A6=-1.36274e-005
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.36 15.28 25.21
Fナンバー 2.06 5.00 6.08
画角 36.61 16.85 10.40
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 44.33 41.81 50.90
BF（バックフォーカス）
0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -20.72 -109.04 149.80
d 4 18.78 4.29 1.41
d 5 0.30 0.05 -0.20
d12 4.51 16.73 28.95
d14 3.55 3.55 3.55
d16 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -12.51
2 5 ∞
3 6 12.24
4 13 27.91
5 15 ∞
〈数値例２〉
実施例２に対応する数値例２は、変倍比が４７．０倍、開口比が２．９〜７．１程度のズームレンズである。図４には、数値例２の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１００】
面データ
面番号 r d nd νd
1 105.237 1.80 1.80610 33.3
2 52.259 5.00 1.45860 90.2
3 -181.110 0.18
4 45.218 3.05 1.59282 68.6
5 140.680 (可変)
6 233.514 0.95 1.88300 40.8
7 8.692 4.85
8 -34.059 0.70 1.77250 49.6
9 26.599 0.20
10 16.879 2.35 1.92286 18.9
11 100.234 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 10.061 3.65 1.55332 71.7
14* -71.895 1.51
15 34.668 0.60 1.64769 33.8
16 10.601 0.38
17 15.564 0.60 1.80400 46.6
18 8.388 2.55 1.48749 70.2
19 -35.536 (可変)
20 49.646 0.70 1.48749 70.2
21 22.030 (可変)
22 23.615 2.30 1.80610 33.3
23 -28.707 0.60 1.94595 18.0
24 -765.407 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-9.46687e-001 A4= 1.53081e-005 A6=-3.34170e-007 A8=-3.17984e-008
A10= 2.62605e-010
第14面
K = 1.48852e+002 A4= 6.03868e-005 A6=-1.87760e-007
各種データ
ズーム比 47.05
広角 中間 望遠
焦点距離 4.42 14.24 208.00
Fナンバー 2.87 5.00 7.07
画角 37.01 15.23 1.07
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 95.29 94.62 138.53
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -115.97 -51.11 194.03
d 5 0.78 18.03 62.00
d11 34.65 14.04 1.01
d12 9.74 1.89 -0.50
d19 2.69 2.58 6.78
d21 4.29 5.45 27.49
d24 9.88 19.36 8.49
d26 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.07
2 6 -9.49
3 12 ∞
4 13 19.85
5 20 -81.92
6 22 32.63
7 25 ∞
〈数値例３〉
実施例３に対応する数値例３は、変倍比が４７．０倍、開口比が２．９〜８．１程度のズームレンズである。図６には、数値例３の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１０１】
面データ
面番号 r d nd νd
1 105.315 1.80 1.80610 33.3
2 52.281 4.96 1.45860 90.2
3 -179.758 0.18
4 45.282 3.03 1.59282 68.6
5 140.542 (可変)
6 257.486 0.95 1.88300 40.8
7 8.736 4.81
8 -34.227 0.70 1.77250 49.6
9 26.439 0.20
10 16.882 2.24 1.92286 18.9
11 99.502 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 10.061 3.09 1.55332 71.7
14* -71.895 2.11
15 35.243 0.60 1.64769 33.8
16 10.745 0.39
17 16.117 0.60 1.80400 46.6
18 8.202 2.68 1.48749 70.2
19 -33.931 (可変)
20 128.779 0.70 1.48749 70.2
21 32.325 (可変)
22 23.992 2.29 1.80610 33.3
23 -29.278 0.60 1.94595 18.0
24 -629.042 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-8.89575e-001 A4= 2.05979e-005 A6=-1.05915e-006 A8=-3.45753e-008
A10= 2.62605e-010
第14面
K = 1.41738e+002 A4= 7.10234e-005 A6=-1.18052e-006
各種データ
ズーム比 47.07
広角 中間 望遠
焦点距離 4.42 14.15 208.02
Fナンバー 2.87 5.00 8.08
画角 37.02 15.31 1.07
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 95.31 94.60 138.54
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -112.81 -51.26 194.66
d 5 0.78 17.96 62.11
d11 34.97 14.32 0.94
d12 9.78 2.01 -0.05
d19 2.49 2.50 6.87
d21 3.97 5.09 26.95
d24 10.10 19.50 8.50
d26 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.12
2 6 -9.49
3 12 ∞
4 13 20.14
5 20 -88.74
6 22 32.84
7 25 ∞
〈数値例４〉
実施例４に対応する数値例４は、変倍比が４．７倍、開口比が１．８〜６．１程度のズームレンズである。図８には、数値例４の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１０２】
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 0.90 1.84954 40.1
2* 6.466 3.05
3 13.812 1.75 1.92286 18.9
4 32.567 (可変)
5(絞り) ∞ (可変)
6* 7.326 2.50 1.74330 49.3
7* 12926.791 0.20
8 5.590 2.05 1.45860 90.2
9 23.950 0.50 2.00330 28.3
10 4.043 1.25
11 12.841 1.70 1.69350 53.2
12* -41.318 (可変)
13 21.428 1.70 1.69680 55.5
14 -291.759 (可変)
15 ∞ 1.05 1.51633 64.1
16 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-1.57884e-004 A6= 3.99990e-006 A8=-4.60508e-008
A10= 1.91636e-010
第2面
K =-2.11313e+000 A4= 4.29499e-004 A6=-3.53813e-006 A8= 1.22486e-007
A10=-1.73905e-009
第6面
K =-2.92940e-001 A4=-5.00720e-005 A6=-2.09230e-006
第7面
K = 8.11282e+006 A4= 6.57682e-005 A6=-9.86821e-007
第12面
K = 1.54107e+002 A4=-6.97739e-005 A6=-1.03987e-005
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.36 15.30 25.24
Fナンバー 1.80 5.00 6.08
画角 36.60 16.83 10.39
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 45.40 42.08 50.90
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -32.10 -138.17 179.35
d 4 16.13 2.82 1.65
d 5 4.00 1.90 -0.20
d12 4.57 16.66 28.75
d14 3.55 3.55 3.55
d16 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.74
2 5 ∞
3 6 12.44
4 13 28.71
5 15 ∞
〈数値例５〉
実施例５に対応する数値例５は、変倍比が４．７倍、開口比が１．８〜７．１程度のズームレンズである。図１０には、数値例４の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
【０１０３】
面データ
面番号 r d nd νd
1* 19712.592 0.90 1.84954 40.1
2* 6.198 3.12
3 13.653 1.75 1.92286 18.9
4 32.321 (可変)
5 (絞り２) ∞ (可変)
6* 7.421 2.50 1.74330 49.3
7* 21506.640 0.20
8 5.528 2.20 1.45860 90.2
9 29.152 0.50 2.00330 28.3
10 4.076 1.36
11 12.158 1.70 1.69350 53.2
12* -40.155 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14 18.733 1.70 1.69680 55.5
15 1382.499 (可変)
16 ∞ 1.05 1.51633 64.1
17 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-2.00199e-004 A6= 4.38478e-006 A8=-4.09465e-008
A10= 1.23737e-010
第2面
K =-2.01838e+000 A4= 4.15123e-004 A6=-5.93056e-006 A8= 2.17447e-007
A10=-2.68209e-009
第6面
K =-3.37014e-001 A4=-3.29573e-005 A6=-8.25253e-007
第7面
K = 2.17850e+007 A4= 6.09128e-005 A6=-4.64292e-007
第12面
K = 1.51515e+002 A4= 1.78466e-005 A6= 4.71363e-006
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.35 15.30 25.24
Fナンバー 1.80 5.00 7.07
画角 36.63 16.83 10.39
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 44.97 42.06 50.90
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -9.78 -50.96 17.48
d 4 19.07 4.41 1.50
d 5 0.30 0.05 -0.20
d12 1.02 0.48 -0.05
d13 4.70 17.24 29.77
d15 2.40 2.40 2.40
d17 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.14
2 5 ∞
3 6 12.18
4 13 ∞
5 14 27.24
6 16 ∞
望遠端でのフォーカス繰出し量(前玉から14mm時) 28.47mm
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
次に、上記各実施例で説明したズームレンズを撮影光学系として備えたデジタルカメラ（撮像装置）の実施例を、図１１を用いて説明する。
【０１０６】
図１１において、１２０はデジタルカメラ本体であり、１２１は各実施例のズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２２は撮影光学系１２１によって被写体像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。１２３は撮像素子１２２からの出力信号に基づいて生成された画像データを記録する記録媒体である。１２４は不図示の表示素子に表示された画像を観察するための電子ビューファインダである。
【０１０７】
このように、実施例１〜５にて説明したズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現できる。
【０１０８】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
小型で、光学性能が高いズームレンズ等のレンズ装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｌ１ｎ，Ｌ１ｐ，Ｌ２ｎ，Ｌ２ｐ，Ｌ３ｎ，Ｌ３ｐ，Ｌ４ｐ，Ｌ５ｐ レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り開口を有する絞りと、
前記絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第１レンズと、
前記絞りよりも前記物体側および前記像側のうち他方の側に配置された第２レンズとを有し、
ズーミングまたはフォーカシングにおいて、
前記絞りは、前記第１および前記第２レンズに対して独立に光軸方向に移動し、
前記第１レンズと前記絞りは、前記第１レンズの絞り側レンズ面が前記絞りから前記一方の側に離れて位置する第１の状態と、前記第１レンズの前記絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が前記絞り開口を通って前記絞りよりも前記他方の側に突出する第２の状態とになることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
広角状態と望遠状態との間でのズーミングにおいて、前記第１レンズと前記絞りは、前記広角状態にて前記第１および第２の状態のうち一方の状態になり、前記望遠状態において前記第１および第２の状態のうち他方の状態になることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
至近合焦状態と無限遠合焦状態との間でのフォーカシングにおいて、前記第１レンズと前記絞りは、前記至近合焦状態にて前記第１および第２の状態のうち一方の状態になり、前記無限遠合焦状態において前記第１および第２の状態のうち他方の状態になることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記絞り開口を含み光軸に直交する面を絞り面とし、前記第１の状態における前記第１レンズの前記絞り側レンズ面の頂点と前記絞り面との光軸方向での距離をＤＷとし、前記第２の状態における前記頂点と前記絞り面との光軸方向での距離をＤＴとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ装置。
−２５０．０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．０
ただし、ＤＷおよびＤＴの符号は、光軸方向における前記一方の側から前記他方の側に向かう方向を正とする。
【請求項５】
前記絞りは、前記絞り開口の径が変化する可変絞りであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第１レンズと前記絞りは、前記広角状態にて前記第１の状態になるとともに、前記望遠状態にて前記第２の状態になり、
前記絞りは、前記絞り開口の径が変化する可変絞りであり、
前記第２の状態での前記絞り開口の径が前記第１の状態での前記絞り開口の径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第１の状態での前記絞り開口の径をφＷとし、前記第２の状態での前記絞り開口の径をφＴとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
１．０＜φＷ／φＴ＜２．０
【請求項８】
前記第１レンズと前記絞りは、前記広角状態にて前記第１の状態の状態になるとともに、前記望遠状態にて前記第２の状態になり、
前記望遠状態での前記第１レンズと前記第２レンズとの光軸上での間隔をＤＤＴとし、前記望遠状態での該レンズ装置の全系の焦点距離をｆＴとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜１．０
【請求項９】
前記第２レンズの絞り側レンズ面は、凸面であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
該レンズ装置によって形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
絞り開口を有する絞りと、
前記絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第１レンズと、
前記絞りよりも前記物体側および前記像側のうち他方の側に配置された第２レンズとを有し、
ズーミングまたはフォーカシングにおいて、
前記絞りは、前記第１および前記第２レンズに対して独立に光軸方向に移動し、
前記第１レンズと前記絞りは、前記第１レンズの絞り側レンズ面が前記絞りから前記一方の側に離れて位置する第１の状態と、前記第１レンズの前記絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が前記絞り開口を通って前記絞りよりも前記他方の側に突出する第２の状態とになることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
広角状態と望遠状態との間でのズーミングにおいて、前記第１レンズと前記絞りは、前記広角状態にて前記第１および第２の状態のうち一方の状態になり、前記望遠状態において前記第１および第２の状態のうち他方の状態になることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
至近合焦状態と無限遠合焦状態との間でのフォーカシングにおいて、前記第１レンズと前記絞りは、前記至近合焦状態にて前記第１および第２の状態のうち一方の状態になり、前記無限遠合焦状態において前記第１および第２の状態のうち他方の状態になることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記絞り開口を含み光軸に直交する面を絞り面とし、前記第１の状態における前記第１レンズの前記絞り側レンズ面の頂点と前記絞り面との光軸方向での距離をＤＷとし、前記第２の状態における前記頂点と前記絞り面との光軸方向での距離をＤＴとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ装置。
−２５０．０＜ＤＷ／ＤＴ＜−１．０
ただし、ＤＷおよびＤＴの符号は、光軸方向における前記一方の側から前記他方の側に向かう方向を正とする。
【請求項５】
前記絞りは、前記絞り開口の径が変化する可変絞りであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第１レンズと前記絞りは、前記広角状態にて前記第１の状態になるとともに、前記望遠状態にて前記第２の状態になり、
前記絞りは、前記絞り開口の径が変化する可変絞りであり、
前記第２の状態での前記絞り開口の径が前記第１の状態での前記絞り開口の径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第１の状態での前記絞り開口の径をφＷとし、前記第２の状態での前記絞り開口の径をφＴとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。
１．０＜φＷ／φＴ＜２．０
【請求項８】
前記第１レンズと前記絞りは、前記広角状態にて前記第１の状態の状態になるとともに、前記望遠状態にて前記第２の状態になり、
前記望遠状態での前記第１レンズと前記第２レンズとの光軸上での間隔をＤＤＴとし、前記望遠状態での該レンズ装置の全系の焦点距離をｆＴとするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
０．０＜ＤＤＴ／ｆＴ＜１．０
【請求項９】
前記第２レンズの絞り側レンズ面は、凸面であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
該レンズ装置によって形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−４２８０７（Ｐ２０１２−４２８０７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８５１８４（Ｐ２０１０−１８５１８４）
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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