(57)【要約】【課題】  広画角かつ小型で、全ズーム領域において高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ること。【解決手段】  物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から成り、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、広角端における全系の焦点距離ｆｗ、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第４レンズ群の焦点距離ｆ４を各々適切に設定すること。【選択図】  図１
2014021232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から成り、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、
１２．４  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ２００．０
２．９  ＜  ｜ｆ１｜／ｆｗ  ＜  ６．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群の中で最も物体側に位置するレンズＧ１１の焦点距離をｆＧ１１としたとき、
２．０  ＜  ｜ｆＧ１１｜／｜ｆ１｜  ＜  ５．２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３としたとき、
０．０１  ＜  Ｍ３／｜ｆ３｜  ＜  ０．２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群の広角端における横倍率をβ２ｗとしたとき、
−０．３０  ＜  β２ｗ  ＜  −０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、
２０．０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｗ  ＜  ５０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群を構成する負レンズの屈折率の平均値をＮ１ｄとしたとき、
１．８００  ＜  Ｎ１ｄ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第３レンズ群が像側に移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第４レンズ群は正の屈折力を有する単レンズから成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第４レンズ群は不動であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特にビデオカメラ、監視カメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高機能で小型の監視カメラが求められており、監視カメラに用いられる撮影光学系も、従来よりも高機能で小型のものが求められている。
【０００３】
撮影光学系に求められる機能としては、大口径で明るい光学系であり、低照度の場所でも撮影可能であることや、広画角、高ズーム比であり、広範囲を撮影可能であることが挙げられる。
【０００４】
これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から成る２群ズームレンズが知られている。また、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から成る３群ズームレンズが知られている。（特許文献１、２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０５０５５号公報
【特許文献２】特開２００９−２３０１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最も物体側に配置されたレンズ群が負の屈折力を有する、ネガティブリード型のズームレンズは、前玉径を小さくすることが比較的容易であり、小型化や広画角を実現することに対して有利な構成である。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載のズームレンズは、広角端におけるＦナンバーが２．８５程度、広角端における撮影画角が１３０度程度、変倍比２．１程度である。しかし、これらのズームレンズでは、監視カメラの高機能化に対する要望に十分に応えられていない。
【０００８】
本発明は、広画角かつ小型で、全ズーム領域において高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から成り、ズーミングに際して、隣接するレンズ群の間隔が変化し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、
１２．４  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ２００．０
２．９  ＜  ｜ｆ１｜／ｆｗ  ＜  ６．０
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広画角かつ小型で、全ズーム領域において高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図３】実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図５】実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図７】実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図９】実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図１１】実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図１３】実施例７のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例７のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図１５】本発明のズームレンズを備える撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から成る。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群乃至第３レンズ群が各々移動し、第４レンズ群は不動であっても、移動してもよい。
【００１３】
具体的には、ズーミングに際して、第１レンズ群は像側へ移動し、第２レンズ群及び第３レンズ群は物体側へ移動する。第４レンズ群は物体側へ移動するか、もしくは不動である。
【００１４】
図１は実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比３．９７、開口比１．２４〜２．３４程度のズームレンズである。図３は実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．９８、開口比１．２４〜２．３３程度のズームレンズである。
【００１５】
図５は実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比４．０６、開口比１．２４〜２．３９程度のズームレンズである。図７は実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比４．４２、開口比１．２４〜２．３３程度のズームレンズである。
【００１６】
図９は実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比３．９８、開口比１．２４〜２．４４程度のズームレンズである。図１１は実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例６はズーム比４．００、開口比１．２４〜２．３７程度のズームレンズである。
【００１７】
図１３は実施例７のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例７のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例７はズーム比４．４９、開口比１．２４〜２．３８程度のズームレンズである。
【００１８】
図１５は本発明のズームレンズを備える監視カメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。またレンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。
【００１９】
各実施例のズームレンズは物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４から構成されている。各実施例におけるズームレンズは４つのレンズ群から成るネガティブリード型の４群ズームレンズである。
【００２０】
各実施例のレンズ断面図において、ＳＰは開口絞りであり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に位置している。開口絞りＳＰはズーミング時及びフォーカス時に不動である。開口絞りＳＰを不動とすることで、開口絞りＳＰを移動させるために用いる、アクチュエータ等の駆動装置を設ける必要がなくなる。これにより鏡筒構造の小型化を実現することができる。なお、開口絞りＳＰがズーミング時に移動する構成としてもよい。
【００２１】
ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックであり、ＩＰは像面である。ビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。レンズ断面図中の矢印はズーミングの際の各レンズ群の移動軌跡を示している。各実施例では、第１レンズ群Ｌ１が像側に移動することで、ズーミングに伴う像面変動が補正される。
【００２２】
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーである。また、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、点線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を示している。非点収差図において実線はｄ線におけるサジタル像面、点線はメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図についてはｄ線に対するｇ線の収差を示している。ωは撮像半画角である。なお、以下の各実施例において広角端と望遠端はそれぞれ、機構上の制約の下、変倍用のレンズ群が光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときの各ズーム位置をいう。
【００２３】
各実施例において、第４レンズ群Ｌ４を通過するときに、軸外光線は光軸から離れた位置を通る。光軸から離れた位置においてはコマ収差や像面湾曲が発生しやすい。そこで、最も像側に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｌ４を配置し、テレセントリック特性を向上させることにより、コマ収差や像面湾曲の発生を効果的に抑制することができる。また、第１レンズ群Ｌ１に適切な屈折力を与えることで、諸収差を良好に補正しつつ、広画角で小型のズームレンズを得ることができる。
【００２４】
フォーカシングについては、第３レンズ群Ｌ３が光軸上を移動することでフォーカシングを行う、インナーフォーカス方式を採用している。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、レンズ断面図中の矢印３ｃに示すように、第３レンズ群Ｌ３が像側に移動する。
【００２５】
レンズ断面図中の曲線３ａは、無限遠物体にフォーカスしているときの、ズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。曲線３ｂは近距離物体にフォーカスしているときの、ズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う際に、第３レンズ群Ｌ３を像側に移動させることで、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間のスペースを有効に活用している。
【００２６】
なお、第１レンズ群Ｌ１はフォーカシングのためには不動であるが、収差を補正するために移動してもよい。また、第４レンズ群Ｌ４はズーミング時及びフォーカス時に不動であっても、移動しても良い。
【００２７】
第４レンズ群Ｌ４をズーミングに際して不動とした場合、レンズ群を移動させるための駆動機構の小型化を実現することができ、その結果、鏡筒構造の小型化が達成される。一方、第４レンズ群Ｌ４がズーミングに際して像側へ移動する場合、第４レンズ群Ｌ４に変倍負担を与えられるため、第４レンズ群Ｌ４以外のレンズ群の設計の自由度が増加する。
【００２８】
ここで広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４としたとき、各実施例は、
１２．４  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ２００．０  …（１）
２．８  ＜  ｜ｆ１｜／ｆｗ  ＜  ６．０  …（２）
なる条件式を満足している。
【００２９】
条件式（１）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定したものである。条件式（１）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱くなると、像面湾曲、コマ収差を良好に補正することが困難となる。条件式（１）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強くなると、広角側の球面収差を補正することが難しくなり、またズーミングに伴う倍率色収差の変動を抑えることが困難になる。
【００３０】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の絶対値｜ｆ１｜と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定したものである。条件式（２）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の絶対値｜ｆ１｜が大きくなると、広画角を十分に達成することが困難になる。また高ズーム比を実現するために、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなる。その結果、レンズ全長の大型化を招くため好ましくない。条件式（２）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の絶対値｜ｆ１｜が小さくなると、望遠端における球面収差や中間のズーム位置における像面湾曲やコマ収差を補正することが難しくなる。
【００３１】
各実施例では上記の如く、条件式（１）、条件式（２）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより広画角かつ小型で、全ズーム領域で良好な光学性能を有するズームレンズが得られる。なお、各実施例において、好ましくは条件式（１）、条件式（２）の数値範囲を次のようにするのがよい。
１５．０  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  １５０．０  …（１ａ）
３．０  ＜  ｜ｆ１｜／ｆｗ  ＜  ５．５  …（２ａ）
さらに好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を以下のようにするのがよい。
２０．０  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  １００．０  …（１ｂ）
３．２  ＜  ｜ｆ１｜／ｆｗ  ＜  ５．０  …（２ｂ）
また、各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することが好ましい。ここで第１レンズ群Ｌ１の中で最も物体側に位置するレンズＧ１１の焦点距離をｆＧ１１、広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群の移動量をＭ３とする。移動量とは、広角端と望遠端における各レンズ群の光軸上での位置の差であり、移動量の符号は広角端に比べて望遠端で物体側に位置するときを正とする。さらに、第２レンズ群Ｌ２の広角端における横倍率をβ２ｗ、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズの屈折率の平均値をＮ１ｄとしたとき、
２．０  ＜  ｜ｆＧ１１｜／｜ｆ１｜  ＜  ５．２    …（３）
０．０１  ＜  Ｍ３／｜ｆ３｜  ＜  ０．２０        …（４）
−０．３０  ＜  β２ｗ  ＜  −０．１４            …（５）
２０．０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｗ  ＜  ５０．０        …（６）
１．８００  ＜  Ｎ１ｄ                            …（７）
なる条件式のうち、１つ以上を満足するのがよい。
【００３２】
条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１の中で最も物体側に位置するレンズＧ１１の焦点距離ｆＧ１１と、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の比を規定したものである。条件式（３）の上限値を超えて、上記レンズＧ１１の屈折力が弱くなると、第１レンズ群Ｌ１を構成する他のレンズの変倍負担が大きくなる。その結果、広角端における像面湾曲、歪曲収差の発生を抑制することが困難となるため、好ましくない。条件式（３）の下限値を超えて、上記レンズＧ１１の屈折力が強くなると、望遠端における球面収差を補正することが難しくなるため、好ましくない。また、上記レンズＧ１１の像側の面の曲率が大きくなり、偏肉比（中心肉厚と周辺肉厚の比）が大きくなる。その結果、製造が困難になるため好ましくない。
【００３３】
条件式（４）は、第３レンズ群Ｌ３の移動量Ｍ３と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の比を規定したものである。条件式（４）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の移動量Ｍ３が大きくなると、レンズ全長が増大するため好ましくない。条件式（４）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の移動量Ｍ３が小さくなると、レンズ全長の小型化には有利であるが、ズーミングに伴う球面収差やコマ収差の変動を抑制することが難しくなるため、好ましくない。
【００３４】
条件式（５）は、第２レンズ群Ｌ２の広角端における横倍率を規定したものである。条件式（５）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の横倍率が高くなると、広角端において第１レンズ群Ｌ１がより物体側に位置するため、広画角を実現するためには前玉径を増大させる必要が生じる。またズーミングに伴う像面湾曲の変動が大きくなるため、好ましくない。条件式（５）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の横倍率が低くなると、ズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、レンズ全長の大型化を招くため好ましくない。
【００３５】
条件式（６）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定したものである。条件式（６）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の絶対値｜ｆ３｜が大きくなると、ズーミングに伴う球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。条件式（６）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の絶対値｜ｆ３｜が小さくなると、広角側の軸上色収差を良好に補正することが難しくなる。
【００３６】
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズの屈折率に関する条件式である。条件式（７）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負レンズの屈折率の平均値が小さくなると、第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズの曲率が大きくなり、広角端における像面湾曲を良好に補正することが難しくなる。
【００３７】
なお、好ましくは条件式（３）〜条件式（７）の数値範囲を以下の如く設定するのが良い。
２．０５  ＜  ｜ｆＧ１１｜／｜ｆ１｜  ＜  ５．１    …（３ａ）
０．０３  ＜  Ｍ３／｜ｆ３｜  ＜  ０．１８          …（４ａ）
−０．２８  ＜  β２ｗ  ＜  −０．１５              …（５ａ）
２２．０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｗ  ＜  ４８．０          …（６ａ）
１．８００  ＜  Ｎ１ｄ  ＜  ２．５００              …（７ａ）
より好ましくは条件式（３）〜（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２．１  ＜  ｜ｆＧ１１｜／｜ｆ１｜  ＜  ５．０    …（３ｂ）
０．０５  ＜  Ｍ３／｜ｆ３｜  ＜  ０．１６        …（４ｂ）
−０．２５  ＜  β２ｗ  ＜  −０．１６            …（５ｂ）
２５．０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｗ  ＜  ４５．０        …（６ｂ）
１．８３０  ＜  Ｎ１ｄ  ＜  ２．４００            …（７ｂ）
各実施例では、以上のように各レンズ群を構成することによって、広画角かつ小型で、全ズーム領域で良好な光学性能を有するズームレンズを得ることができる。
【００３８】
次に各実施例のレンズ構成を各レンズ群ごとに説明する。各レンズは特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されている。
【００３９】
第１レンズ群Ｌ１は以下のように構成される。実施例１、５では、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、両面が凹面の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズから成る。レンズ全長の小型化を図るために、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めている。このとき第１レンズ群Ｌ１内で、広角端において像面湾曲が多く発生するため、負の屈折力を２枚の負レンズで分担することにより、収差の発生を抑えている。
【００４０】
実施例２、３、４、６、７では、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側の面が凹形状の負レンズ、像側の面が凹形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズから成る。第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を３枚の負レンズで分担することで、広角端における像面湾曲の発生を抑えている。
【００４１】
第２レンズ群Ｌ２は、各実施例で、物体側の面が凸の正レンズ、物体側の面が凸の正レンズから成る。大口径を実現するために、第２レンズ群Ｌ２の口径が大きくなり、広角端において球面収差が多く発生する。そこで第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力を２枚の正レンズで分担し、さらに第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の面を非球面とすることで、球面収差の発生を低減している。
【００４２】
第３レンズ群Ｌ３は、各実施例で、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側の面が凸の正レンズから成る。広角端におけるレンズ全長を短縮するため、第３レンズ群Ｌ３の屈折力を強めており、第３レンズ群Ｌ３で軸上色収差が発生しやすい。そこで第３レンズ群Ｌ３を正レンズと負レンズの２枚で構成することにより、軸上色収差の発生を抑制している。
【００４３】
第４レンズ群Ｌ４は、各実施例で、正の屈折力を有する１枚のレンズから成る。各実施例において、第４レンズ群Ｌ４を像面付近に配置することで、像側のテレセントリック特性を向上させて、像面湾曲及びコマ収差を良好に補正している。
【００４４】
次に、本発明の実施例１〜７にそれぞれ対応する数値実施例１〜７を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、ｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を非球面係数、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、非球面形状は
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ａ５ｈ５＋Ａ７ｈ７＋Ａ９ｈ９で表される。但しＲは近軸曲率半径である。各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００４５】
［数値実施例１］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         34.220    1.05   1.88300    40.8
2         11.602    7.26
3       -194.256    0.75   1.80400    46.6
4         11.451    2.89
5         15.219    2.09   2.10205    16.8
6         23.855  (可変)
7(絞り)    ∞     (可変)
8*        15.430    1.80   1.72903    54.0
9*        42.433    0.23
10         12.499    3.18   1.78800    47.4
11        -62.547  (可変)
12         14.356    0.70   2.10205    16.8
13          7.168    1.27
14         37.943    1.54   1.66672    48.3
15        -17.888  (可変)
16       -105.464    0.83   1.51633    64.1
17        -37.259    1.55
18          ∞       2.24   1.51633    64.1
19          ∞       3.66
像面        ∞
非球面データ
第8面
K =-4.86347e+000
A 5=-3.83751e-005  A 7=-8.23925e-007
第9面
K = 0.00000e+000  
A 5=-3.58950e-005  A 7=-7.62751e-007  A 9= 6.23432e-009
各種データ
ズーム比      3.97
焦点距離       2.42     3.28     9.60
Fナンバー      1.24     1.36     2.34
画角          78.64    54.23    17.85
レンズ全長    70.24    59.71    46.52
BF             6.69     6.69     6.69
d 6           26.78    16.25     3.06
d 7           10.66     9.52     1.17
d11            1.01     1.01     0.97
d15            1.50     2.64    11.03
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離 
1    1      -9.58
2    8       9.97
3   12     -79.13
4   16     111.12
【００４６】
［数値実施例２］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         41.014    1.05   1.88300    40.8
2         15.231    3.29
3         46.040    0.95   1.88300    40.8
4         10.976    4.31
5         98.784    0.75   1.83400    37.2
6         17.217    1.47
7         17.880    2.65   1.95906    17.5
8         54.904  (可変)
9(絞り)    ∞     (可変)
10*        18.858    2.01   1.75501    51.2
11*       125.396    0.23
12         11.870    3.46   1.63854    55.4
13        -44.791  (可変)
14         16.624    0.60   1.95906    17.5
15          7.181    1.55
16         24.543    1.71   1.57099    50.8
17        -18.011  (可変)
18        -33.795    0.74   1.54814    45.8
19        -24.920    1.25
20          ∞       2.24   1.51633    64.1
21          ∞       3.66
像面        ∞
非球面データ
第10面
K =-9.27315e+000
A 5=-4.34075e-006  A 7=-8.72180e-007  A 9= 7.00209e-009
第11面
K =-6.88396e+002
A 5=-3.59278e-006  A 7=-6.86524e-007  A 9= 6.89071e-009
各種データ
ズーム比      3.98
焦点距離       2.41     3.33     9.60
Fナンバー      1.24     1.38     2.33
画角          80.00    53.34    17.86
レンズ全長    75.24    62.98    48.07
BF             6.39     6.39     6.39
d 8           30.23    17.97     3.06
d 9           10.76     9.50     1.18
d13            1.49     1.45     1.57
d17            1.60     2.89    11.09
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離 
1    1      -9.69
2   10      10.40
3   14     -86.40
4   18     168.16
【００４７】
［数値実施例３］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         26.937    1.05   1.88300    40.8
2         15.652    2.78
3         28.796    0.95   1.88300    40.8
4         10.322    5.71
5        -92.802    0.75   1.83400    37.2
6         13.800    1.78
7         17.400    2.88   1.95906    17.5
8         65.595  (可変)
9(絞り)    ∞     (可変)
10*        18.429    2.00   1.75501    51.2
11*       124.765    0.23
12         12.570    3.54   1.62041    60.3
13        -31.579  (可変)
14         15.719    0.60   1.95906    17.5
15          7.079    1.55
16         20.305    1.79   1.53172    48.8
17        -18.342  (可変)
18        -23.997    0.69   1.83481    42.7
19        -20.073    1.17
20          ∞       2.24   1.51633    64.1
21          ∞       3.66
像面        ∞
非球面データ
第10面
K =-9.72367e+000
A 5=-1.33721e-005  A 7=-9.33531e-007  A 9= 6.60260e-009
第11面
K =-8.08126e+002
A 5=-1.25998e-005  A 7=-6.93092e-007  A 9= 6.74575e-009
各種データ
ズーム比      4.06
広角     中間     望遠
焦点距離       2.24     3.12     9.10
Fナンバー      1.24     1.39     2.39
画角          80.71    55.78    18.81
レンズ全長    75.74    63.60    49.51
BF             6.31     6.31     6.31
d 8           29.29    17.15     3.06
d 9           10.86     9.60     1.19
d13            1.48     1.46     1.67
d17            1.48     2.77    10.97
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -8.94
2   10      10.32
3   14     -98.54
4   18     136.18
【００４８】
［数値実施例４］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         34.312    1.05   1.88300    40.8
2         18.318    3.99
3         58.741    0.95   1.88300    40.8
4         11.944    4.18
5         47.913    0.75   1.83481    42.7
6         14.314    1.52
7         15.894    2.53   1.95906    17.5
8         33.643  (可変)
9(絞り)    ∞     (可変)
10*        17.473    2.03   1.75501    51.2
11*       106.769    0.23
12         12.674    3.32   1.67790    55.3
13        -43.334  (可変)
14         18.385    0.60   1.95906    17.5
15          7.080    1.55
16         23.495    1.48   1.76200    40.1
17        -28.853  (可変)
18        -37.926    0.68   1.77347    28.9
19        -29.531    1.23
20          ∞       2.24   1.51633    64.1
21          ∞       3.66
像面        ∞
非球面データ
第10面
K =-1.18190e+001
A 5=-2.04456e-005  A 7=-1.09308e-006  A 9= 7.69985e-010
第11面
K =-1.62044e+003
A 5=-3.17622e-005  A 7=-7.26374e-007  A 9= 3.98578e-009
各種データ
ズーム比      4.42
焦点距離       2.42     3.43    10.70
Fナンバー      1.24     1.39     2.33
画角          79.96    51.64    16.00
レンズ全長    79.82    65.38    48.19
BF             6.37     6.37     6.37
d 8           34.69    20.24     3.06
d 9           10.92     9.68     1.18
d13            1.50     1.44     1.74
d17            1.50     2.79    10.99
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -10.71
2   10      10.11
3   14     -67.51
4   18     166.60
【００４９】
［数値実施例５］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         33.587    1.05   1.88300    40.8
2         11.680    7.15
3       -208.171    0.75   1.81600    46.6
4         11.507    3.05
5         14.924    2.13   2.10205    16.8
6         23.246  (可変)
7(絞り)    ∞     (可変)
8*        19.056    1.70   1.72903    54.0
9*        48.713    0.23
10         12.724    2.93   1.83481    42.7
11       -141.755  (可変)
12         15.966    0.70   2.10205    16.8
13          7.916    1.43
14         41.686    1.54   1.65160    58.5
15        -17.827  (可変)
16         62.660    0.93   1.75500    52.3
17        -94.620  (可変)
18          ∞       2.24   1.51633    64.1
19          ∞       3.45
像面        ∞
非球面データ
第8面
K =-7.20745e+000
A 5=-4.70154e-005  A 7=-3.89672e-007
第9面
K = 0.00000e+000
A 5=-4.48156e-005  A 7=-2.52365e-007  A 9= 2.98682e-009
各種データ
ズーム比      3.98
焦点距離       2.41     3.27     9.60
Fナンバー      1.24     1.35     2.44
画角          78.67    54.36    17.88
レンズ全長    73.24    62.48    50.05
BF             6.16     6.16     6.18
d 6           27.02    16.26     3.83
d 7           12.27    10.94     1.21
d11            1.22     1.19     1.00
d15            2.98     4.33    14.24
d17            1.22     1.22     1.24
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -9.78
2    8      10.93
3   12    -107.30
4   16      50.06
【００５０】
［数値実施例６］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         29.906    1.05   1.88300    40.8
2         12.484    6.71
3       -123.365    0.95   1.88300    40.8
4         12.647    2.71
5         38.148    0.75   1.83481    42.7
6         17.091    0.87
7         17.596    2.75   1.95906    17.5
8         58.047  (可変)
9(絞り)    ∞     (可変)
10*        17.850    2.06   1.75501    51.2
11*       110.345    0.23
12         12.368    3.93   1.62041    60.3
13        -33.898  (可変)
14         15.259    0.60   1.95906    17.5
15          6.700    1.55
16         13.445    1.91   1.54814    45.8
17        -27.509  (可変)
18        -14.227    0.65   1.84666    23.9
19        -13.556    1.23
20          ∞       2.24   1.51633    64.1
21          ∞       3.66
像面        ∞
非球面データ
第10面
K =-9.32495e+000
A 5=-5.41955e-006  A 7=-1.08957e-006  A 9= 8.95206e-009
第11面
K =-8.50367e+002
A 5=-1.00726e-005  A 7=-7.76262e-007  A 9= 8.00511e-009
各種データ
ズーム比      4.00
焦点距離       2.40     3.31     9.59
Fナンバー      1.24     1.39     2.37
画角          80.07    53.48    17.89
レンズ全長    73.26    62.41    50.31
BF             6.37     6.37     6.37
d 8           26.01    15.16     3.06
d 9           11.18     9.87     1.14
d13            1.49     1.51     2.03
d17            1.50     2.79    10.99
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -8.60
2   10      10.35
3   14    -100.98
4   18     234.98
【００５１】
［数値実施例７］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         34.312    1.05   1.88300    40.8
2         18.318    4.88
3         57.452    0.95   1.88300    40.8
4         12.565    4.75
5         53.723    0.75   1.83481    42.7
6         15.586    1.69
7         17.188    2.71   1.95906    17.5
8         36.904  (可変)
9(絞り)    ∞     (可変)
10*        17.671    1.95   1.75501    51.2
11*        91.869    0.23
12         12.750    3.30   1.67790    55.3
13        -43.497  (可変)
14         17.819    0.60   1.95906    17.5
15          7.154    1.55
16         27.292    1.43   1.76200    40.1
17        -27.302  (可変)
18        743.022    0.70   1.83481    42.7
19       -130.843    1.23
20          ∞       2.24   1.51633    64.1
21          ∞       3.66
像面        ∞
非球面データ
第10面
K =-1.35685e+001
A 5=-2.44519e-005  A 7=-1.17810e-006  A 9=-6.33616e-010
第11面
K =-1.24356e+003
A 5=-3.72998e-005  A 7=-7.74988e-007  A 9= 3.77587e-009
各種データ
ズーム比      4.49
焦点距離       2.33     3.31    10.49
Fナンバー      1.24     1.39     2.38
画角          81.15    53.02    16.71
レンズ全長    84.74    68.94    49.25
BF             6.36     6.36     6.36
d 8           37.94    22.14     2.46
d 9           10.91     9.70     1.31
d13            1.49     1.41     1.60
d17            1.49     2.78    10.98
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -11.22
2   10      10.28
3   14     -65.41
4   18     133.32
【００５２】
【表１】
2014021232.tif 000003
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。また信号処理回路により歪曲を電気的に補正することで、歪曲の少ない画像を出力することも可能である。
【００５４】
特に、広角側において歪曲収差の補正を行うことが好ましい。広角側の有効像円径を、望遠側の有効像円径よりも小さくなるようにすることで、前玉有効径の小型化を実現することができる。
【００５５】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いた監視カメラ（撮像装置）の実施例について、図１５を用いて説明する。図１５において、３０は監視カメラ本体、３１は実施例１〜７で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。３２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系３１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子である。３３は固体撮像素子３２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。３４は撮影した３２によって光電変換された被写体像を転送するためのネットワークケーブルである。
【符号の説明】
【００５６】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ４  第４レンズ群
ＳＰ  開口絞り
ＧＢ  ガラスブロック
ＩＰ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
Ｆｎｏ  Ｆナンバー
ω  半画角
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
【図１】
2014021232.tif 000004
【図２】
2014021232.tif 000005
【図３】
2014021232.tif 000006
【図４】
2014021232.tif 000007
【図５】
2014021232.tif 000008
【図６】
2014021232.tif 000009
【図７】
2014021232.tif 000010
【図８】
2014021232.tif 000011
【図９】
2014021232.tif 000012
【図１０】
2014021232.tif 000013
【図１１】
2014021232.tif 000014
【図１２】
2014021232.tif 000015
【図１３】
2014021232.tif 000016
【図１４】
2014021232.tif 000017
【図１５】
2014021232.tif 000018