(57)【要約】【課題】ズームレンズにおいて、高倍率化・広角化・ズーム全域における高性能化を同時に実現する。【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に固定の正の第１レンズ群（Ｇ１）、変倍の際に移動する負の第２レンズ群（Ｇ２）、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の第３レンズ群（Ｇ３）、変倍の際に固定で最も物体側に絞りを有する正の第４レンズ群（Ｇ４）からなる。第２レンズ群（Ｇ２）は２枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズを有する。第２レンズ群（Ｇ２）の１つの正レンズのアッベ数、部分分散比を各々νｐ、Ｐｐとしたとき、条件式（１）：７５．００＜νｐ、（２）：０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群との実質的に４つのレンズ群からなり、
前記第４レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通り、
前記第２レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、前記第２レンズ群が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、前記条件式（１）、（２）に関する前記正レンズのフラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
【請求項２】
前記第２レンズ群は、最も像側に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズが物体側からこの順に接合された接合レンズを有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記条件式（１）、（２）を満足する前記第２レンズ群の１つの正レンズは、前記接合レンズを構成するものであることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、該接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）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１項記載のズームレンズ。
１．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４４．００  …  （３）
【請求項５】
前記第２レンズ群の物体側から１、２番目のレンズがともに負の屈折力を有する単レンズであり、前記第２レンズ群の最も物体側の負レンズの物体側の面は非球面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは独立に移動することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項７】
下記条件式（１’）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
８０．００＜νｐ  …  （１’）
【請求項８】
下記条件式（２’）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．５３０＜Ｐｐ＜０．５４０  …  （２’）
【請求項９】
前記第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、該接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３’）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
３．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４２．００  …  （３’）
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズを備えた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、ズームレンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、テレビカメラやビデオカメラ等への搭載に好適なズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラやビデオカメラ等に搭載されるズームレンズとしては、例えば下記特許文献１に記載されているような４群タイプのものが知られている。その構成は、物体側から順に、変倍の際に固定されている第１レンズ群と、変倍機能を持つ第２レンズ群と、変倍に伴う像面変動の補正機能を持つ第３レンズ群と、変倍の際に固定されている第４レンズ群とが配されてなるものである。【０００３】
さらに高性能化を実現するため、４群タイプのものの第２レンズ群または第３レンズ群を分割したタイプも提案されている。例えば下記特許文献２には、５群構成のズームレンズが記載されているが、これは４群タイプの第３レンズ群を２つのレンズ群に分割し、これらを相対的に移動させたものと考えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１７８８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、テレビカメラ等に搭載されるフィールド用ズームレンズでは、近年、高倍率化・広角化、ズーム全域における高性能化へのニーズが高まってきており、これらの要求に同時に満たすズームレンズが要請されている。高倍率化・広角化・高性能化を同時に実現するためには、色収差を良好に補正する必要がある。上記の４群タイプのもので広角化を実現しようとすると、広角側において第２レンズ群へ入射する光線の角度が大きくなり、倍率色収差が大きくなってしまう。高倍率化を実現しようとすると長焦点化が進み、長焦点化を実現しようとすると、望遠側の軸上色収差が増大し、広角端から望遠端に変倍したときの色収差の変動が大きくなる。望遠側の軸上色収差は、第１レンズ群の構成および使用する材料が支配的に影響する。長焦点化を実現しようとすると、補正しきれない軸上色収差が残存２次スペクトルとして残ってしまい、望遠端で拡大され性能を劣化させてしまう。【０００６】
特許文献１に記載のズームレンズは、高倍率化を実現しているが、第２レンズ群の色収差補正効果が小さい。また、広角側の画角が６５°以下になっており、広角化のニーズに対して不十分である。特許文献２に記載のズームレンズは、フローティング方式を採用し、ズーム全域において高性能を実現しているが、ズーム比が５４倍程度であり、近年ではさらなる高倍率化が要望されることがある。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、高倍率化・広角化・ズーム全域における高性能化を同時に実現するズームレンズ、およびこのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群との実質的に４つのレンズ群からなり、第４レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群および第３レンズ群はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通り、第２レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、第２レンズ群が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、条件式（１）、（２）に関する正レンズのフラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。【０００９】
上記条件式（１）に代えて、下記条件式（１’）を満足することが好ましい。
８０．００＜νｐ  …  （１’）【００１０】
上記条件式（２）に代えて、下記条件式（２’）を満足することが好ましい。
０．５３０＜Ｐｐ＜０．５４０  …  （２’）【００１１】
本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群は、最も像側に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズが物体側からこの順に接合された接合レンズを有することが好ましい。第２レンズ群がこのような接合レンズを有する場合、条件式（１）、（２）を満足する第２レンズ群の１つの正レンズは、この接合レンズを構成するものであることが好ましい。【００１２】
本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、この接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３’）を満足することがより好ましい。
１．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４４．００  …  （３）
３．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４２．００  …  （３’）【００１３】
本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群の物体側から１、２番目のレンズがともに負の屈折力を有する単レンズであり、第２レンズ群の最も物体側の負レンズの物体側の面は非球面であることが好ましい。【００１４】
本発明のズームレンズにおいては、第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、広角端から望遠端への変倍の際に、第３ａレンズ群と第３ｂレンズ群とは独立に移動することが好ましい。【００１５】
なお、上記各「レンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけではなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。【００１６】
なお、上記の「〜実質的に〜からなり」の「実質的に」とは、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。【００１７】
なお、上記の屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。【００１８】
なお、「単レンズ」とは、接合されていない１枚のレンズからなるものを意味する。【００１９】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のズームレンズによれば、物体側から順に、正、負、正、正の４群からなるズームレンズにおいて、各構成を好適に設定し、特に、広角端から望遠端への変倍の際に第２レンズ群と第３レンズ群がそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように構成し、第２レンズ群が含む正レンズの材料を好適に規定しているため、高倍率化・広角化・ズーム全域における高性能化を同時に実現することができる。【００２１】
本発明の撮像装置によれば、本発明のズームレンズを備えているため、高倍率で広い画角での撮影が可能であり、ズーム全域において良好な画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図２】図１のズームレンズの各ズーム位置におけるレンズ構成と光路を示す図
【図３】本発明の実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｌ）は本発明の実施例１のズームレンズの各収差図
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｌ）は本発明の実施例２のズームレンズの各収差図
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｌ）は本発明の実施例３のズームレンズの各収差図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｌ）は本発明の実施例４のズームレンズの各収差図
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｌ）は本発明の実施例５のズームレンズの各収差図
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｌ）は本発明の実施例６のズームレンズの各収差図
【図１５】本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の一実施形態に係るズームレンズの広角端における断面図を示す。図１では、断面図の下に、広角端、中間焦点距離位置、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の結像倍率が−１倍の位置、望遠端における位置関係と合わせて、変倍時に移動するレンズ群の概略的な移動軌跡を矢印で示している。
【００２４】
図２に、図１に示すズームレンズの各ズーム位置における各レンズ群の配置を示す。図２では、左側にＷ、Ｍ、Ｔという記号が付された上段、中段、下段にそれぞれ広角端、中間焦点距離位置、望遠端の状態を示す。また、図２では、広角端における軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂ、中間焦点距離位置における軸上光束ｍａおよび最大画角の光束ｍｂ、望遠端における軸上光束ｔａおよび最大画角の光束ｔｂも合わせて示している。図１、図２では、左側が物体側、右側が像側である。図１、図２に示す例は、後述の実施例１に対応している。
【００２５】
ズームレンズが撮像装置に搭載される際には、撮像素子の撮像面を保護するカバーガラスや、撮像装置の仕様に応じた色分解プリズム等のプリズム、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタを備えるように撮像装置を構成することが好ましい。図１、図２では、これらを想定した光学部材ＧＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。
【００２６】
本実施形態のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍の際に移動して負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との実質的に４つのレンズ群から構成される。第２レンズ群Ｇ２は変倍機能を有し、第３レンズ群Ｇ３は変倍により変動する像面の補正機能有し、第４レンズ群Ｇ４は結像作用を有する。開口絞りＳｔは、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に配置される。なお、図１、図２に示す開口絞りＳｔは大きさや形状を表すものではなく、光軸上での位置を示すものである。
【００２７】
本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、正、負、正、正のレンズ群が配列された４群タイプである。テレビカメラ用のズームレンズにおいては、第３レンズ群が負の屈折力をもつタイプ、すなわち、物体側から順に、正、負、負、正のレンズ群が配列された４群タイプも考えられる。しかし、本実施形態のように第３レンズ群を正レンズ群としたものでは、物体側から順に、正、負、負、正とした４群タイプのものより、望遠側において第３レンズ群に入射する光束が広がるため、高倍率化を実現する際に課題となる、望遠側で第１レンズ群で補正しきれなかった色収差、すなわち、残存色収差を補正することが容易となる。また、物体側から順に、正、負、負、正とした４群タイプでは、第４レンズ群に入射する光束が発散光束となり、防振群やエクステンダー部を備えることが多い第４レンズ群のレンズ径や重量の増大を招き好ましくない。
【００２８】
また、本実施形態のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように構成されている。
【００２９】
高倍率、例えば５０倍以上の高倍率を実現するためには、変倍中、負の屈折力をもつ第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力をもつ第３レンズ群Ｇ３が同時に−１倍（倒立等倍）となる点を通るようにすることが必要である。なぜならば、このように構成した場合、コンペンセータ群としての機能を持つ第３レンズ群Ｇ３が像面補正のみならず、変倍そのものにも作用し、−１倍となる位置を基準として、広角側では、縮小倍率となり、望遠側では拡大倍率となるため、ズーム比を大きくとることが可能となるためである。
【００３０】
さらにまた、本実施形態のズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有するように構成されている。例えば図１に示す例の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負のレンズＬ２１と、負のレンズＬ２２と、負のレンズＬ２３と、正のレンズＬ２４と、像側に凸面を向けた正のレンズＬ２５と、負のレンズＬ２６と、正のレンズＬ２７とから構成されている。レンズＬ２２、Ｌ２３、Ｌ２６は両凹レンズであり、レンズＬ２４、Ｌ２７は両凸レンズである。レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。レンズＬ２５とレンズＬ２６とレンズＬ２７は接合されて３枚接合レンズを構成している。
【００３１】
そして、本実施形態のズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足するように構成されている。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、上記条件式（１）、（２）に関する正レンズのフラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
【００３２】
高倍率化に伴い長焦点化が進むが、一般に、長焦点化に伴い、望遠側の色収差の補正が困難となり、残存２次スペクトルの影響により、ズーム全域における高性能化が困難となる。本実施形態では、条件式（１）、（２）を満足する材料からなる正レンズを第２レンズ群Ｇ２に配置することにより、広角側の倍率色収差を抑えながら、望遠側の軸上色収差を良好に補正することが可能となり、特に、望遠側で変動の大きい青色に関する軸上色収差を良好に補正することが可能となり、ズーム全域における高性能化が容易となる。
【００３３】
条件式（１）の下限以下になると、広角側の倍率色収差の補正効果が弱くなり、加えて望遠側の球面収差に高次の色収差が発生し好ましくない。条件式（２）の下限以下になると、望遠側の青色に関する軸上色収差が補正過剰となり好ましくない。逆に条件式（２）の上限以上になると、望遠側の青色に関する軸上色収差が補正不足となり好ましくない。
【００３４】
物体側から順に、正、負、正、正のレンズ群が配されてなるズームレンズ系において、変倍機能を持つ第２レンズ群に条件式（１）、（２）を満足する正レンズを配置することで、高倍率化・長焦点化・広角化を図る上で課題となる色収差を良好に補正することが可能となり、高倍率化・長焦点化・広角化・ズーム全域における高性能化を同時に実現することができる。
【００３５】
なお、第２レンズ群Ｇ２は、最も像側に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズが物体側からこの順に接合された３枚接合レンズを有することが好ましい。このように第２レンズ群Ｇ２の像側から１〜３番目のレンズを正レンズ、負レンズ、正レンズとすることで、望遠側での軸上得色収差の補正に有利となり、高次の色収差を補正することが容易となる。
【００３６】
なお、上記の第２レンズ群Ｇ２の像側から１〜３番目の正レンズ、負レンズ、正レンズは、自由度向上のために、接合ではなく間に空気間隔を挟んで各々を単レンズとした構成も考えられるが、第２レンズ群Ｇ２は、全系で唯一の負レンズ群であるためパワーが強く、各レンズの感度が高くなる傾向をもっている。特に、各々を単レンズとした場合には、レンズ間の空気間隔のバックフォーカスに対する感度が大きく、ズーミング中の焦点位置のズレの原因となる可能性が大きい。したがって、これら３枚のレンズを接合すれば、エラー要因を減らし、ズーミング中の焦点位置のズレを小さくすることができる。
【００３７】
第２レンズ群Ｇ２の最も像側に上記３枚接合レンズを配置する場合、条件式（１）、（２）を満足する正レンズは、この３枚接合レンズを構成するものであることが好ましい。上記３枚接合レンズが条件式（１）、（２）を満足する材料の正レンズを含むことにより、色収差をより効果的に補正することができ、ズームによる倍率色収差の変動と、望遠側での軸上色収差を抑制することができる。
【００３８】
また、第２レンズ群Ｇ２は、最も像側に接合レンズを有し、この接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
１．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４４．００  …  （３）
【００３９】
条件式（３）の下限以下になり、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の接合レンズのパワーが強くなると、望遠側における軸上色収差への補正効果が高くなりすぎるので好ましくない。また、条件式（３）の下限以下になると、この接合レンズを構成するレンズのパワーが強くなり、接合レンズの厚みが厚くなり、ズームストロークを稼ぐことができなくなるため好ましくない。条件式（３）の上限以上になり、接合レンズのパワーが弱くなると、各接合面の曲率半径の絶対値が大きくなり、色収差の補正効果が弱くなるため好ましくない。条件式（３）を満足することで、全系の収差バランスを良好に保ちながら、高倍率化を図ることができる。
【００４０】
上記条件式（１）〜（３）それぞれを満たした場合の効果をさらに向上させるには、条件式（１）〜（３）それぞれに代わり、下記条件式（１’）〜（３’）それぞれを満たすことが好ましい。
８０．００＜νｐ  …  （１’）
０．５３０＜Ｐｐ＜０．５４０  …  （２’）
３．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４２．００  …  （３’）
【００４１】
また、第２レンズ群Ｇ２の物体側から１、２番目のレンズはともに負の屈折力を有する単レンズであり、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の負レンズの物体側の面は非球面であることが好ましい。図１に示す例では、レンズＬ２１、Ｌ２２が負の単レンズであり、レンズＬ２１の物体側の面は非球面である。
【００４２】
広角側において、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ２からの大きな角度をもった光線が入射し、倍率色収差が発生しやすい傾向がある。例えば図１に示すレンズＬ２１、Ｌ２２を１枚の負レンズで代用することも考えられるが、そのようした場合は、代用した１枚の負レンズのパワー負担が大きくなるため、このレンズの像側の面の曲率半径の絶対値が小さくなり、このレンズの像側直後に配置されるレンズとの空気間隔が大きくなる。空気間隔が大きくなると、波長による主点位置の差が大きくなり、倍率色収差の原因となる。そこで、図１に示す例では、第２レンズ群Ｇ２の物体側から１、２番目のレンズを負レンズとして、２枚の負レンズを配置することで、パワーを分割し、波長による主点位置の差を小さくなるようにし、倍率色収差を抑制している。また、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の負レンズの物体側の面に非球面を導入することにより、歪曲収差を良好に補正することができる。
【００４３】
第３レンズ群Ｇ３については、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとからなり、広角端から望遠端への変倍の際に、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとは独立に移動するように構成されていることが好ましい。
【００４４】
広角化を実現しようとする場合、広角端から望遠端へ変倍していくと、図２からわかるように第２レンズ群Ｇ２に入射する周辺光束が大きく変化し、イメージサークルを確保することが困難となる。そこで、第３レンズ群Ｇ３を２つのレンズ群に分割し、分割後の各レンズ群を独立に移動させるフローティング方式を採用することにより、イメージサークルを確保することが可能となる。加えて、ディストーションの補正、および広角端から望遠端へ変倍していった場合に軸上光束が全系の最も物体側のレンズによりケラレ始める焦点距離（いわゆるランピングポイント）を長焦点側にシフトすることが容易となる。
【００４５】
例えば、図１に示す例の第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正のレンズＬ３１と、正のレンズＬ３２と、負のレンズＬ３３と、正のレンズＬ３４と、正のレンズＬ３５とから構成されており、レンズＬ３１が第３ａレンズ群Ｇ３ａを構成し、レンズＬ３２〜レンズＬ３５が第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを構成している。レンズＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３４、Ｌ３５は両凸レンズであり、レンズＬ３３は負メニスカスレンズである。
【００４６】
図１に示す例の第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負のレンズＬ１１と、正のレンズＬ１２と、正のレンズＬ１３と、正のレンズＬ１４と、正のレンズＬ１５とから構成されている。レンズＬ１２、Ｌ１３は両凸レンズである。レンズＬ１４、Ｌ１５は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。
【００４７】
図１に示す例の第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、レンズＬ４１〜レンズＬ５４の１４枚のレンズから構成されている。ただし、本発明のズームレンズは、各レンズ群を構成するレンズ枚数やレンズ形状は図１に示す例以外のものも採用可能である。
【００４８】
本実施形態のズームレンズは、例えば１００倍程度の高倍率のズームレンズに好適に適用可能である。また、上述した好ましい構成を適宜採用することにより、より高倍率化、より長焦点化、より広角化、より高性能化を図ることが可能である。なお、上述した好ましい構成は、任意の組合せが可能であり、ズームレンズに要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。
【００４９】
次に、本発明のズームレンズの具体的な実施例について説明する。
＜実施例１＞
実施例１のズームレンズの構成を示す断面図を図３に示す。図３では、左側にそれぞれＷ、Ｍ、Ｔという記号が付された上段、中段、下段に、それぞれ広角端、中間焦点距離位置、望遠端における各レンズ群の配置と構成を示している。
【００５０】
実施例１のズームレンズの概略構成は以下のようになっている。すなわち、実施例１のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。開口絞りＳｔは、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に配置される。なお、図３に示す開口絞りＳｔは大きさや形状を表すものではなく、光軸上での位置を示すものである。また、図３では第４レンズ群Ｇ４と像面Ｓｉｍの間に、各種フィルタやカバーガラス等を想定した光学部材ＧＰを配置した例を示している。
【００５１】
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は像面Ｓｉｍに対して固定され、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は光軸Ｚに沿って移動するように構成されている。また、このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように構成されている。
【００５２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、レンズＬ１１〜Ｌ１５の５枚の単レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、近軸領域で負の屈折力を有するレンズＬ２１と、負のレンズＬ２２と、負のレンズＬ２３と、正のレンズＬ２４と、正のレンズＬ２５と、負のレンズＬ２６と、正のレンズＬ２７の７枚のレンズから構成されている。レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されており、レンズＬ２５とレンズＬ２６とレンズＬ２７は接合されている。レンズＬ２１の物体側の面は非球面である。
【００５３】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとから構成され、第３ａレンズ群Ｇ３ａはレンズＬ３１から構成され、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは物体側から順に、レンズＬ３２〜Ｌ３５の４枚のレンズから構成されている。広角端から望遠端への変倍の際に、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとは独立に移動するように構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、レンズＬ４１〜Ｌ５４の１４枚のレンズから構成されている。
【００５４】
実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、非球面係数を表２に、諸元と可変面間隔を表３に示す。
【００５５】
【表１】
2014073187.tif 000003
【００５６】
【表２】
2014073187.tif 000004
【００５７】
【表３】
2014073187.tif 000005
【００５８】
表１において、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）のレンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目のレンズのｄ線に対するアッベ数を示し、ＰｇＦｊの欄にはｊ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比を示している。
【００５９】
なお、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた形状の場合を正とし、像側に凸面を向けた形状の場合を負としている。Ｄｉの最下欄の値は、光学部材ＧＰの像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。基本レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材ＧＰも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（絞り）という語句を記載している。非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。
【００６０】
表２は、実施例１の各非球面の非球面係数を示すものである。表２の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０−ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…）の値である。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…）
【００６１】
表１において、面間隔の欄にＤＤ［１０］、ＤＤ［２１］、ＤＤ［２３］、ＤＤ［３０］と記載されているものは変倍時に間隔が変化する可変面間隔である。ＤＤ［１０］は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔であり、ＤＤ［２１］は第２レンズ群Ｇ２と第３ａレンズ群Ｇ３ａとの間隔であり、Ｄ［２３］は第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間隔であり、ＤＤ［３０］は第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと第４レンズ群Ｇ４との間隔である。
【００６２】
表３に、広角端、中間焦点距離位置、望遠端それぞれにおけるｄ線に対する諸元と可変面間隔の値を示す。表２のｆ’は全系の焦点距離、Ｂｆ’はバックフォーカス（空気換算長）、ＦＮｏ．はＦナンバー、２ωは全画角（単位は度）である。
【００６３】
表１〜表３では、所定の桁でまるめた数値を記載している。表１〜表３において、長さの単位としてｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため、他の適当な単位を用いることもできる。
【００６４】
図９（Ａ）〜図９（Ｄ）にそれぞれ、広角端における実施例１のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図９（Ｅ）〜図９（Ｈ）にそれぞれ、中間焦点距離位置における実施例１のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図９（Ｉ）〜図９（Ｌ）にそれぞれ、望遠端における実施例１のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図９（Ａ）〜図９（Ｌ）は全て無限遠物体合焦時のものである。図９の上段、中段、下段の左側に付された記号Ｗ、Ｍ、Ｔはそれぞれ広角端、中間焦点距離位置、望遠端を意味している。
【００６５】
各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図にはＣ線、Ｆ線についての収差も示し、倍率色収差図ではＣ線、Ｆ線についての収差を示している。非点収差図ではサジタル方向、タンジェンシャル方向それぞれに関する収差を実線、破線で示しており、線種の説明にそれぞれ（Ｓ）、（Ｔ）という記号を記入している。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバー、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００６６】
上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるため、以下では重複説明を省略する。
【００６７】
＜実施例２＞
図４に実施例２のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例２のズームレンズの概略構成は、上述した実施例１のズームレンズの概略構成と略同様である。表４、表５、表６にそれぞれ実施例２のズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔を示す。図１０（Ａ）〜図１０（Ｌ）に実施例２のズームレンズの各収差図を示す。
【００６８】
【表４】
2014073187.tif 000006
【００６９】
【表５】
2014073187.tif 000007
【００７０】
【表６】
2014073187.tif 000008
【００７１】
＜実施例３＞
図５に実施例３のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例３のズームレンズの概略構成は、上述した実施例１のズームレンズの概略構成と略同様であるが、第４レンズ群Ｇ４が１５枚のレンズから構成されている点において相違している。表７、表８、表９にそれぞれ実施例３のズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔を示す。図１１（Ａ）〜図１１（Ｌ）に実施例３のズームレンズの各収差図を示す。
【００７２】
【表７】
2014073187.tif 000009
【００７３】
【表８】
2014073187.tif 000010
【００７４】
【表９】
2014073187.tif 000011
【００７５】
＜実施例４＞
図６に実施例４のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例４のズームレンズの概略構成は、上述した実施例３のズームレンズの概略構成と略同様である。表１０、表１１、表１２にそれぞれ実施例４のズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、可変面間隔を示す。図１２（Ａ）〜図１２（Ｌ）に実施例４のズームレンズの各収差図を示す。
【００７６】
【表１０】
2014073187.tif 000012
【００７７】
【表１１】
2014073187.tif 000013
【００７８】
【表１２】
2014073187.tif 000014
【００７９】
＜実施例５＞
図７に実施例５のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例５のズームレンズの概略構成は、上述した実施例３のズームレンズの概略構成と略同様である。表１３、表１４、表１５にそれぞれ実施例５のズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、可変面間隔を示す。図１３（Ａ）〜図１３（Ｌ）に実施例５のズームレンズの各収差図を示す。
【００８０】
【表１３】
2014073187.tif 000015
【００８１】
【表１４】
2014073187.tif 000016
【００８２】
【表１５】
2014073187.tif 000017
【００８３】
＜実施例６＞
図８に実施例６のズームレンズのレンズ構成図を示す。実施例６のズームレンズの概略構成は、上述した実施例３のズームレンズの概略構成と略同様である。表１６、表１７、表１８にそれぞれ実施例６のズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、可変面間隔を示す。図１４（Ａ）〜図１４（Ｌ）に実施例６のズームレンズの各収差図を示す。
【００８４】
【表１６】
2014073187.tif 000018
【００８５】
【表１７】
2014073187.tif 000019
【００８６】
【表１８】
2014073187.tif 000020
【００８７】
上記実施例１〜６のズームレンズにおける条件式（１）〜（３）に対応する値を表１９に示す。表１９の条件式（１）、（２）の対応値として、実施例１〜４ではレンズＬ２７に関する値を記載し、実施例５、６ではレンズＬ２５に関する値を記載している。表１９の条件式（３）の対応値はｄ線に対するものである。
【００８８】
【表１９】
2014073187.tif 000021
【００８９】
以上のデータからわかるように、実施例１〜６のズームレンズは、ズーム比が１０６倍、望遠端における全系の焦点距離が９１０前後、広角端における全画角が約６８°であり、各収差が良好に補正されており、高倍率化・長焦点化・広角化・高性能化を同時に実現したものとなっている。
【００９０】
次に、図１５を参照しながら、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１５に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係るズームレンズ１を用いたテレビカメラ１０の概略構成図を示す。なお、図１５では、ズームレンズ１が備える正の第１レンズ群Ｇ１、負の第２レンズ群Ｇ２、正の第３ａレンズ群Ｇ３ａと正の第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなる正の第３レンズ群Ｇ３、開口絞りＳｔを含む正の第４レンズ群Ｇ４を概略的に示している。
【００９１】
テレビカメラ１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された色分解プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと、各色分解プリズムの端面に設けられた撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを備えている。撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂはズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
【００９２】
テレビカメラ１０はまた、撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂからの出力信号を演算処理する信号処理部５と、信号処理部５により形成された像を表示する表示部６と、ズームレンズ１の変倍を制御するズーム制御部７を備えている。なお、図１５に示すテレビカメラ１０は、３つの撮像素子を有するいわゆる３ＣＣＤ方式の撮像装置であるが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、１つの撮像素子で全波長帯域を撮像するものでもよい。
【００９３】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、部分分散比、非球面係数の値は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【００９４】
また、撮像装置の実施形態では、テレビカメラを例に挙げ図を示して説明したが、本発明の撮像装置はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ等の別の撮像装置に本発明を適用することも可能である。
【図１】
2014073187.tif 000022
【図２】
2014073187.tif 000023
【図３】
2014073187.tif 000024
【図４】
2014073187.tif 000025
【図５】
2014073187.tif 000026
【図６】
2014073187.tif 000027
【図７】
2014073187.tif 000028
【図８】
2014073187.tif 000029
【図９】
2014073187.tif 000030
【図１０】
2014073187.tif 000031
【図１１】
2014073187.tif 000032
【図１２】
2014073187.tif 000033
【図１３】
2014073187.tif 000034
【図１４】
2014073187.tif 000035
【図１５】
2014073187.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月28日(2015.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群とから実質的になり、
前記第４レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通り、
前記第２レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、前記第２レンズ群が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、前記条件式（１）、（２）に関する前記正レンズのフラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
【請求項２】
前記第２レンズ群は、最も像側に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズが物体側からこの順に接合された接合レンズを有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記条件式（１）、（２）を満足する前記第２レンズ群の１つの前記正レンズは、前記接合レンズを構成するものであることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、該接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）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１項記載のズームレンズ。
１．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４４．００  …  （３）
【請求項５】
前記第２レンズ群の物体側から１、２番目のレンズがともに負の屈折力を有する単レンズであり、前記第２レンズ群の最も物体側の負レンズの物体側の面は非球面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは独立に移動することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項７】
下記条件式（１’）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
８０．００＜νｐ  …  （１’）
【請求項８】
下記条件式（２’）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．５３０＜Ｐｐ＜０．５４０  …  （２’）
【請求項９】
前記第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、該接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３’）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
３．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４２．００  …  （３’）
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群とから実質的になり、第４レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群および第３レンズ群はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通り、第２レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、第２レンズ群が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、条件式（１）、（２）に関する正レンズのフラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
なお、上記の「〜から実質的になり」の「実質的に」とは、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本実施形態のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍の際に移動して負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との実質的に４つのレンズ群から構成される。第２レンズ群Ｇ２は変倍機能を有し、第３レンズ群Ｇ３は変倍により変動する像面の補正機能を有し、第４レンズ群Ｇ４は結像作用を有する。開口絞りＳｔは、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に配置される。なお、図１、図２に示す開口絞りＳｔは大きさや形状を表すものではなく、光軸上での位置を示すものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
なお、第２レンズ群Ｇ２は、最も像側に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズが物体側からこの順に接合された３枚接合レンズを有することが好ましい。このように第２レンズ群Ｇ２の像側から１〜３番目のレンズを正レンズ、負レンズ、正レンズとすることで、望遠側での軸上色収差の補正に有利となり、高次の色収差を補正することが容易となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、第２レンズ群Ｇ２は、最も像側に接合レンズを有し、この接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
１．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４４．００  …  （３）
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
広角側において、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１からの大きな角度をもった光線が入射し、倍率色収差が発生しやすい傾向がある。例えば図１に示すレンズＬ２１、Ｌ２２を１枚の負レンズで代用することも考えられるが、そのようした場合は、代用した１枚の負レンズのパワー負担が大きくなるため、このレンズの像側の面の曲率半径の絶対値が小さくなり、このレンズの像側直後に配置されるレンズとの空気間隔が大きくなる。空気間隔が大きくなると、波長による主点位置の差が大きくなり、倍率色収差の原因となる。そこで、図１に示す例では、第２レンズ群Ｇ２の物体側から１、２番目のレンズを負レンズとして、２枚の負レンズを配置することで、パワーを分割し、波長による主点位置の差を小さくなるようにし、倍率色収差を抑制している。また、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の負レンズの物体側の面に非球面を導入することにより、歪曲収差を良好に補正することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
表３に、広角端、中間焦点距離位置、望遠端それぞれにおけるｄ線に対する諸元と可変面間隔の値を示す。表３のｆ’は全系の焦点距離、Ｂｆ’はバックフォーカス（空気換算長）、ＦＮｏ．はＦナンバー、２ωは全画角（単位は度）である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
テレビカメラ１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された色分解プリズムの各プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと、各プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの端面に設けられた撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを備えている。撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂはズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月13日(2015.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群とから実質的になり、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第２レンズ群と前記第３ａレンズ群の間隔が変化し、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群の間隔が変化し、
前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とからなる第３レンズ群は、正の屈折力を有し変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正するものであり、
前記第４レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通り、
前記第２レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、前記第２レンズ群が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、前記条件式（１）、（２）に関する前記正レンズのフラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
【請求項２】
前記第２レンズ群は、最も像側に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズが物体側からこの順に接合された接合レンズを有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記条件式（１）、（２）を満足する前記第２レンズ群の１つの前記正レンズは、前記接合レンズを構成するものであることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、該接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）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１項記載のズームレンズ。
１．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４４．００  …  （３）
【請求項５】
前記第２レンズ群の物体側から１、２番目のレンズがともに負の屈折力を有する単レンズであり、前記第２レンズ群の最も物体側の負レンズの物体側の面は非球面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
【請求項６】
下記条件式（１’）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
８０．００＜νｐ  …  （１’）
【請求項７】
下記条件式（２’）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．５３０＜Ｐｐ＜０．５４０  …  （２’）
【請求項８】
前記第２レンズ群は、最も像側に接合レンズを有し、該接合レンズの焦点距離をｆ２ｃｅｍ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３’）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
３．００＜｜ｆ２ｃｅｍ／ｆ２｜＜４２．００  …  （３’）
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群とから実質的になり、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群と第３ａレンズ群の間隔が変化し、第３ａレンズ群と第３ｂレンズ群の間隔が変化し、第３ａレンズ群と第３ｂレンズ群とからなる第３レンズ群は、正の屈折力を有し変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正するものであり、第４レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群および第３レンズ群はそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通り、第２レンズ群は少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、第２レンズ群が有する１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｐ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をＰｐとしたとき、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
７５．００＜νｐ  …  （１）
０．５２０＜Ｐｐ＜０．５５０  …  （２）
ここで、νｐ、Ｐｐとは、条件式（１）、（２）に関する正レンズのフラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとしたとき、νｐ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、Ｐｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明のズームレンズによれば、各構成を好適に設定し、特に、広角端から望遠端への変倍の際に第２レンズ群と第３レンズ群がそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように構成し、第２レンズ群が含む正レンズの材料を好適に規定しているため、高倍率化・広角化・ズーム全域における高性能化を同時に実現することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本実施形態のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍の際に移動して負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍の際に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から実質的に構成される。第２レンズ群Ｇ２は変倍機能を有し、第３レンズ群Ｇ３は変倍により変動する像面の補正機能を有し、第４レンズ群Ｇ４は結像作用を有する。開口絞りＳｔは、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に配置される。なお、図１、図２に示す開口絞りＳｔは大きさや形状を表すものではなく、光軸上での位置を示すものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、正、負、正、正のレンズ群が配列されたタイプである。テレビカメラ用のズームレンズにおいては、第３レンズ群が負の屈折力をもつタイプ、すなわち、物体側から順に、正、負、負、正のレンズ群が配列された４群タイプも考えられる。しかし、本実施形態のように第３レンズ群を正レンズ群としたものでは、物体側から順に、正、負、負、正とした４群タイプのものより、望遠側において第３レンズ群に入射する光束が広がるため、高倍率化を実現する際に課題となる、望遠側で第１レンズ群で補正しきれなかった色収差、すなわち、残存色収差を補正することが容易となる。また、物体側から順に、正、負、負、正とした４群タイプでは、第４レンズ群に入射する光束が発散光束となり、防振群やエクステンダー部を備えることが多い第４レンズ群のレンズ径や重量の増大を招き好ましくない。
【国際調査報告】
2014073187.tif 000037
2014073187.tif 000038
2014073187.tif 000039
2014073187.tif 000040