(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞りを含みズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、
前記第４レンズ群は、前記開口絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群と、前記開口絞りより像面側に配置された第２サブレンズ群と、を有し、
無限遠合焦状態かつ広角端での軸上光線の、前記第１サブレンズ群内における光軸からの最大高さをｈ４１、前記開口絞りの開放状態における光軸からの最大高さをｈａｐ、無限遠合焦状態かつ広角端での前記第４レンズ群の横倍率をβ４とするとき、
１．１＜ｈ４１／ｈａｐ＜２．０
−３．０＜β４＜−１．８
を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆＴとするとき、
３．００＜ｆＴ／ｆ４＜３０．００
を満たす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】
物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞りを含みズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群から構成されるズームレンズであって、
前記第４レンズ群は、前記開口絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群と、前記開口絞りより像面側に配置された第２サブレンズ群と、を有し、
無限遠合焦状態かつ広角端での軸上光線の、前記第１サブレンズ群内における光軸からの最大高さをｈ４１、前記開口絞りの開放状態における光軸からの最大高さをｈａｐ、無限遠合焦状態かつ広角端での前記第４レンズ群の横倍率をβ４、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆＴとするとき、
１．１＜ｈ４１／ｈａｐ＜２．０
−３．０＜β４＜−２．０
９．３７≦ｆＴ／ｆ４＜３０．００
を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆＴとするとき、
１．５０＜ｆＴ／ｆ１＜１０．００
を満たす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１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−１０．００＜ｆ１／ｆ２＜−２．５００
を満たす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サブレンズ群は少なくとも１面に非球面を有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】
前記開口絞りより物体側のレンズ群でフォーカシングを行う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】
前記開口絞りがズーミングのためには移動しない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】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビカメラやビデオカメラ及び写真用カメラ、放送用テレビカメラ、映画撮影用カメラに好適なズームレンズに関し、特に大口径且つ高倍率の望遠ズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビ等で自然番組等を撮影（例えば屋外で動物や鳥などを遠距離から撮影）する場合、高変倍比で超望遠域の焦点距離まで使え(例えば、７倍以上の高倍率で、且つ望遠端半画角が３度以下)、高い光学性能を有するズームレンズが要望されている。このような撮影においては、カメラを肩に担いで撮影する場合も多いため、より小型軽量で携帯性に優れたズームレンズが要望されている。また近年、従来からのビデオカメラや放送用テレビカメラに加え、一眼レフレックスカメラなど、スチル撮影用のカメラでも動画撮影を行う等、動画撮影の機会が増えている。動画撮影を行うレンズでは、撮影を行いながらズーム操作やフォーカス操作を行うため、これらの操作時にレンズ全長が変化する場合、その操作音がノイズとなって撮影に影響を与えるため好ましくない。そのため、第１レンズ群が変倍に際して固定であり、フォーカスはインナーフォーカスであるズームレンズが動画撮影に適したレンズとして要求が高まっている。一般的に一眼レフレックスカメラのセンサ（撮像素子）のサイズは１型よりも大型であり、ビデオカメラや放送用テレビカメラで主に用いられる１型以下のサイズのセンサに比べ大型である。そのため、１型を超えるような大型センサに対応しながらも、携帯性や機能性に優れた、動画撮影に好適な高倍率・超望遠ズームレンズへの要望が高まっている。
【０００３】
特許文献１では、４群より構成されるズームレンズで、望遠端画角が０．７度程度、変倍比が１５倍程度であり、２／３型の放送用テレビカメラに好適な望遠ズームレンズが提案されている。
【０００４】
特許文献２では、４群より構成されるズームレンズで、望遠端画角が３．０度程度で変倍比が１０倍程度の１型以上のセンサに対応したズームレンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３９８５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０３２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のズームレンズに対し、更に大きな撮像素子に対応し、大口径比を維持しながら高変倍比化を行う場合、変倍群よりも像側の有効径が増大し、レンズ全体の小型化が難しい。
【０００７】
特許文献２のズームレンズに対し、レンズ全長を維持したまま更に望遠化、高変倍比化を行う場合、開口絞りの径が増大し、レンズ全体の小型化が難しい。
【０００８】
本発明は、第４レンズ群と開口絞りの配置を適切に規定し、大型センサ(例えば１型以上)に対応した高変倍比・超望遠(例えば、１０倍以上の高倍率で、望遠端半画角が３度以下)の小型軽量なズームレンズ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、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞りを含みズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第４レンズ群は、前記開口絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群と、前記開口絞りより像面側に配置された第２サブレンズ群と、を有し、無限遠合焦状態かつ広角端での軸上光線の、前記第１サブレンズ群内における光軸からの最大高さをｈ４１、前記開口絞りの開放状態における光軸からの最大高さをｈａｐ、無限遠合焦状態かつ広角端での前記第４レンズ群の横倍率をβ４とするとき、
１．１＜ｈ４１／ｈａｐ＜２．０
−３．０＜β４＜−１．８
を満たすことを特徴としている。
また、本発明の更なる態様のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞りを含みズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第４レンズ群は、前記開口絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群と、前記開口絞りより像面側に配置された第２サブレンズ群と、を有し、無限遠合焦状態かつ広角端での軸上光線の、前記第１サブレンズ群内における光軸からの最大高さをｈ４１、前記開口絞りの開放状態における光軸からの最大高さをｈａｐ、無限遠合焦状態かつ広角端での前記第４レンズ群の横倍率をβ４、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆＴとするとき、
１．１＜ｈ４１／ｈａｐ＜２．０
−３．０＜β４＜−２．０
９．３７≦ｆＴ／ｆ４＜３０．００
を満たすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特に大判カメラ用ズームレンズにおいて、高ズーム比、超望遠・小型軽量を実現し、広角端から望遠端までの全ズーム範囲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られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の数値実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図２】数値実施例１の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離３６０．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図である。
【図３】本発明の数値実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図４】数値実施例２の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離５００．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図である。
【図５】は本発明の数値実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図６】数値実施例３の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離２２５．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図である。
【図７】本発明の数値実施例４のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図８】数値実施例４の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離４００．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図である。
【図９】本発明の撮像装置の要部概略図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の原理概略図である。（Ｂ）は従来構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図を参照しながら、本発明のズームレンズの特徴について説明する。
【００１３】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、像面位置を一定に保つために移動する負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞りを含むズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群を有している。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。Ｕ１はズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群である。Ｕ１の一部のレンズ群が無限遠物体から近距離物体にフォーカシングする際に像側から物体側に移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）へのズーミングに際して物体側から像側へ移動する変倍用の負の屈折力を有する第２レンズ群（バリエーターレンズ群）である。Ｕ３は第２レンズ群Ｕ２に連動して移動し、変倍に伴う像面変動を補正する（ズーミングに際して移動する）負の屈折力を有する第３レンズ群（コンペンセーターレンズ群）である。Ｕ４はズーミングのためには移動しない開口絞りＳＰを含み、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群（リレーレンズ群）である。Ｕ４１は前記開口絞りＳＰよりも物体側に配置された第４レンズ群を構成する第１サブレンズ群である。Ｕ４２は前記開口絞りＳＰよりも像面側に配置された第４レンズ群の第２サブレンズ群である。第２サブレンズ群Ｕ４２内には焦点距離変換用のコンバータ（エクステンダ）等が装着されてもよい。ＩＰは像面であり、固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。前述した群構成は後述する実施例２、３、４においても、全て同じである。
【００１５】
次に、実施例１の各レンズ群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズは物体側より像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｕ１は、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ６枚で構成されている。焦点調整（フォーカシング）に際して像側の正レンズ、負レンズ２枚が移動する。第２レンズ群Ｕ２は負レンズ１枚、負レンズと正レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。第３レンズ群Ｕ３は負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。第１サブレンズ群Ｕ４１は正レンズ２枚で構成されている。第２サブレンズ群Ｕ４２は開口絞りＳＰ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ２枚で構成されている。
【００１６】
一般に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を有するズームレンズの場合、第３レンズ群から出射される光束は発散された状態となる。そのため、第３レンズ群直後に開口絞りが配置されると、絞りの口径が増大する。特に、大口径、高変倍比のズームレンズの場合、絞り径増大の影響が大きくなる。絞り径が大きくなると、絞り開放状態（絞りを最も開いた状態）の絞り羽根を収納するスペースの確保が困難になることや、レンズ鏡筒が太くなるため、レンズの小型化が困難であった。本発明のズームレンズは結像させるための第４レンズ群と開口絞りを適切に配置することにより、高変倍比化、小型軽量化を両立させることができる。
【００１７】
本発明の原理について図１０（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図１０（Ａ）は本発明のズームレンズの開口絞りＳＰ周りの概略構成を示している。図１０（Ｂ）は本発明の利点を説明するために、従来のレンズ装置の構成を示した概略図である。図１０（Ｂ）に示すように、第３レンズ群Ｕ３から発散された状態の光束が出射されるため、第３レンズ群直後に開口絞りを配置する従来の構成の場合、開口絞りの絞り径は大きくなる。一方、図１０（Ａ）の本発明の構成の場合は、第３レンズ群Ｕ３から出射された発散された状態の光束を第１サブレンズ群Ｕ４１で収斂された状態の光束に変換している。収斂された光束に対し、開口絞りＳＰを配置することにより、絞り径の増大を抑制し、ズームレンズの高変倍比化を達成することが可能となる。
【００１８】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、像面位置を一定に保つために移動する負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞りを含むズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第４レンズ群から構成される。第４レンズ群は、開口絞りの物体側に配置された第１サブレンズ群と、像面側に配置された第２サブレンズ群とを有する。無限遠合焦状態かつ広角端での軸上光線の第１サブレンズ群内（第１サブレンズ群における、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの間）における光軸からの最大高さをｈ４１、開口絞りの開放状態における最大光線高さをｈａｐ、無限遠合焦状態かつ広角端での前記第４レンズ群の横倍率をβ４とするとき、
１．１＜ｈ４１／ｈａｐ＜２．０          ・・・（１）
−３．０＜β４＜−１．８                ・・・（２）
を満たしている。
【００１９】
条件式（１）は、第１サブレンズ群Ｕ４１の光線の最大高さと開口絞りＳＰの開放状態における光線の最大高さの比を規定している。条件式（１）を満たすことで、ズームレンズの収差変動を良好に補正するとともに、開口絞りＳＰの径増大の抑制と高変倍比化の両立が可能となる。
【００２０】
条件式（１）の上限を超えると、第１サブレンズ群Ｕ４１、第２サブレンズ群Ｕ４２ともに大きな屈折力が必要となるため、収差補正が困難となる。条件式（１）の下限を超えると、絞り径抑制の効果が低くなるため、レンズ鏡筒の肥大化を招く。更に好ましくは、条件式（１）を次の如く設定するのが良い。
１．１＜ｈ４１／ｈａｐ＜１．７          ・・・（１ａ）
【００２１】
条件式（２）は、第４レンズ群の横倍率を規定している。
条件式（２）を満たすことで、ズームレンズ全長を抑制し、ズームレンズの収差変動を良好に補正するとともに、高変倍比と小型軽量の両立が可能となる。条件式（２）の上限を超えると、第４レンズ群の横倍率が小さくなり、高変倍比を達成できない。また、高い変倍比を維持しようとすると、ズーム全長が長くなり、レンズの小型化の達成が困難となる。条件式（２）の下限を超えると、第１〜３レンズ群の収差の拡大率が増大し、収差補正が困難となる。更に好ましくは、条件式（２）を次の如く設定するのが良い。
−２．６＜β４＜−２．０                ・・・（２ａ）
【００２２】
以上の各条件式を満たすことにより、本発明の各数値実施例では、大判カメラ用ズームレンズでありながら、高変倍比、開口絞り縮小効果による小型軽量を実現するとともに、広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
【００２３】
本発明の更なる実施態様として、条件式（３）によりズームレンズの望遠端の焦点距離ｆＴと第４レンズ群の焦点距離ｆ４の比を規定している。
３．００＜ｆＴ／ｆ４＜３０．００        ・・・（３）
【００２４】
条件式（３）を満たすことで、ズームレンズの収差変動を良好に補正するとともに、高ズーム比と小型軽量の両立が可能となる。条件式（３）の上限を超えると、第４レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、収差補正が困難となる。条件式（３）の下限を超えると、第４レンズ群の屈折力が弱くなりすぎ、ズームレンズ全長をコンパクトにすることが困難となる。更に好ましくは、条件式（３）を次の如く設定するのが良い。
８．００＜ｆＴ／ｆ４＜２０．００        ・・・（３ａ）
【００２５】
本発明の更なる実施態様として、条件式（４）によりズームレンズの望遠端の焦点距離ｆＴと第１群の焦点距離ｆ１の比を規定している。
１．５０＜ｆＴ／ｆ１＜１０．００        ・・・（４）
【００２６】
条件式（４）を満たすことで、望遠端にて問題となる軸上色収差と、望遠・高ズーム比のレンズにて問題となる製造誤差により生じるズーム時のピントずれを抑えることができる。条件式（４）の上限を超えると、望遠端の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離が相対的に短くなり過ぎ、望遠側における第１レンズ群の拡大倍率が大きくなり過ぎる。第１レンズ群の拡大倍率が大きい場合、第１レンズ群で発生する軸上色収差を第２レンズ群以降では補正しきれなくなり、望遠側で高性能を得ることが困難となる。更に、第２レンズ群の横倍率が相対的に大きくなる。第２レンズ群の製造誤差により第２レンズ群の諸量、ここでは特に焦点距離がずれる場合、第２レンズ群の焦点距離ずれが像面位置にも影響を及ぼす。ここで、第２レンズ群の横倍率をβ２、それ以降のレンズ群の横倍率をβｃ、第２レンズ群自体の像位置の変位量をΔｓｋ２、とすると、第２レンズ群で発生する結像位置の変動が以下の式で像面でのピントずれ量Δｓｋに拡大される。
Δｓｋ＝Δｓｋ２×（１−β２2）×βｃ2  ・・・（Ａ）
【００２７】
（Ａ）式に関し、本発明のように高倍率な望遠ズームレンズにおいて、β２及びβｃの大きさは、望遠端で共に１よりも大きくなる。そのため、第２レンズ群の横倍率が相対的に大きくなることで、第２レンズ群の製造誤差はより大きく像面位置に影響し、変倍によるピントずれを抑制することが難しくなり製造性に影響を与える。
【００２８】
条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が大きくなり過ぎ、第１レンズ群の小型化が困難になる。更に好ましくは、条件式（４）を次の如く設定するのが良い。
２．５０＜ｆＴ／ｆ１＜６．３０          ・・・（４ａ）
【００２９】
本発明の更なる実施態様として、条件式（５）により第１レンズ群の焦点距離ｆ１と第２レンズ群の焦点距離ｆ２の比を規定している。
−１０．００＜ｆ１／ｆ２＜−２．５０    ・・・（５）
【００３０】
条件式（５）を満たすことで、軸上色収差を良好に補正しながら変倍に伴う第２レンズ群の移動量を低減し、高倍率化を達成しながらレンズ全長を短縮している。条件式（５）の上限を超えると、第２レンズ群の焦点距離が相対的に短くなり、小型化には有利であるが、変倍に伴う収差変動が増大する。条件式（５）の下限を超えると、第２レンズ群の焦点距離が相対的に長くなるため、変倍による第２レンズ群の移動量が増大して全系が大型化し、小型軽量化が困難となる。更に好ましくは、条件式（５）を次の如く設定するのが良い。
−８．００＜ｆ１／ｆ２＜−４．５０      ・・・（５ａ）
【００３１】
本発明の更なる実施態様として、第１サブレンズ群Ｕ４１に少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。広角端では、入射した光束は第１サブレンズ群Ｕ４２に入射するときに最も広がるため、球面収差補正が最も重要となる。大きい屈折力を有する第１サブレンズ群Ｕ４１内に非球面を配置することにより、球面収差補正が有利となる。
【００３２】
図２に、数値実施例１の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離３６０．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図を示す。但し、焦点距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の各数値実施例において、全て同じである。収差図において、球面収差はｅ線とｇ線によって表されている。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ΔＭ）とｅ線のサジタル像面（ΔＳ）によって表されている。倍率色収差はｇ線によって表されている。すべての収差図において、球面収差は０．５ｍｍ、非点収差は０．５ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。尚、広角端と望遠端は変倍用の第２レンズ群Ｕ２が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００３３】
数値実施例１のズームレンズは、ズーム比１８．０、広角端の半画角１８．２度、望遠端の半画角１．１度、焦点距離と半画角の積で求まる最大像高が１４．８ｍｍのズームレンズである。
【００３４】
実施例１に対応する数値実施例１を下記の（数値実施例１）に示す。ｒは物体側より各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄとνｄは各光学部材の屈折率とアッベ数である。非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６を各々非球面係数とし、次式で表す。
【００３５】
【数１】
0006001011.tif 000002
又、「ｅ−Ｚ」は「×１０-Z」を意味する。＊印は非球面であることを示している。
【００３６】
表１に数値実施例１の各条件式の対応値を示す。数値実施例１は条件式（１）〜（５）の何れの条件式も満足しており、大判カメラ用ズームレンズでありながら、高変倍比、小型軽量を実現し、広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
【実施例２】
【００３７】
図３に、実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図を示す。
【００３８】
実施例２のズームレンズは、第１レンズ群Ｕ１、第３レンズ群Ｕ３のレンズ構成は実施例１と同じである。第２レンズ群Ｕ２は、物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、負レンズで構成されている。第１サブレンズ群Ｕ４１は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズで構成されている。第２サブレンズ群Ｕ４２は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳＰ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ１枚、負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで構成されている。
【００３９】
図４に、数値実施例２の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離５００．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図を示す。数値実施例２はズーム比２４．０倍、広角端の半画角１６．５度、望遠端の半画角０．７度、最大像高が１４．８ｍｍのズームレンズである。
【００４０】
実施例２に対応する数値実施例２を下記の（数値実施例２）に示す。表１に数値実施例２の各条件式の対応値を示す。数値実施例２は条件式（１）〜（５）の何れの条件式も満足しており、大判カメラ用ズームレンズでありながら、高変倍比、小型軽量を実現し、広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
【実施例３】
【００４１】
図５に、実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図を示す。
【００４２】
実施例３のズームレンズは、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３のレンズ構成は実施例１と全て同じである。第１レンズ群Ｕ１は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズ２枚で構成されている。焦点調整に際して像面側の正レンズ２枚が移動する。第１サブレンズ群Ｕ４１は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで構成されている。第２サブレンズ群Ｕ４２は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳＰ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズで構成されている。
【００４３】
図６に、数値実施例３の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離２２５．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図を示す。数値実施例３はズーム比１０．０倍、広角端の半画角１９．０度、望遠端の半画角２．０度、最大像高が１５．５ｍｍのズームレンズである。
【００４４】
実施例３に対応する数値実施例３を下記の（数値実施例３）に示す。表１に数値実施例３の各条件式の対応値を示す。数値実施例３は条件式（１）〜（５）の何れの条件式も満足しており、大判カメラ用ズームレンズでありながら、高変倍比、小型軽量を実現し、広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
【実施例４】
【００４５】
図７に、実施例４のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図を示す。
【００４６】
実施例４のズームレンズは、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４のレンズ構成は実施例１と全て同じである。第１レンズ群Ｕ１は、物体側から像側へ順に、焦点調整のためには移動しない正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、焦点調整に際して移動する正レンズ及び正レンズと負レンズの接合レンズ、焦点調整のためには移動しない正レンズと負レンズの接合レンズで構成されている。
【００４７】
図８に、数値実施例４の物体距離無限遠での（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離４００．００ｍｍ、（Ｃ）望遠端における縦収差図を示す。数値実施例４はズーム比１９．４倍、広角端の半画角１６．５度、望遠端の半画角０．９度、最大像高が１４．８ｍｍのズームレンズである。
【００４８】
実施例４に対応する数値実施例４を下記の（数値実施例４）に示す。表１に数値実施例４の各条件式の対応値を示す。数値実施例４は条件式（１）〜（５）の何れの条件式も満足しており、大判カメラ用ズームレンズでありながら、高変倍比、小型軽量を実現し、広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
【００４９】
（撮像装置）
図９は、本発明の実施例１乃至４のいずれかのズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の要部概略図である。図９において１０１は実施例１乃至４のいずれかのズームレンズである。１２４はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ１２４に対して着脱可能となっている。１２５はカメラ１２４にズームレンズ１０１を装着することで構成される撮像装置である、ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の第４レンズ群Ｒを有している。第１レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。
【００５０】
変倍部ＬＺは変倍のために光軸上を移動する第２レンズ群、変倍に伴う像面の変動を補正するために光軸上を移動する第３レンズ群が含まれている。さらには、変倍に対して不動の第１サブレンズ群ＦＲ、開口絞りＳＰ、第２サブレンズ群ＲＲが配置される。第４レンズ群Ｒは、光路中より挿抜可能なレンズユニットＩＥ’、ＩＥを有している。レンズユニットＩＥ、ＩＥ’を切り替えることで、ズームレンズ１０１の全系の焦点距離範囲を変位している。１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部のＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。１１６〜１１８は駆動機構１１４、１１５および開口絞りＳＰを電気駆動するモータ（駆動手段）である。
【００５１】
１１９〜１２１は、第１レンズ群Ｆや変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサなどの検出器である。カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、１１０はズームレンズ１０１によって形成された被写体像（光学像）を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）である。また、１１１、１２２はカメラ１２４及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。
【００５２】
このように本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【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。
【００５４】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        171.566   17.30   1.48749    70.2      127.99
2      -2020.966    1.00                        126.24
3        160.873    3.40   1.72916    54.7      116.87
4        103.410    5.64                        111.47
5        116.704   22.15   1.43387    95.1      110.98
6       -335.843    1.50                        109.47
7       -267.352    3.20   1.72916    54.7      109.18
8        214.311   15.52                        105.48
9        151.203   17.14   1.43387    95.1      104.61
10       -319.974    0.20                        103.71
11        137.411    6.49   1.43387    95.1       96.73
12        204.597  (可変)                         94.79
13*    -16816.966    1.20   1.77250    49.6       33.29
14         29.929    7.11                         29.98
15       -104.154    1.00   1.61800    63.3       29.37
16         30.718    7.91   1.72047    34.7       28.98
17        -67.474    3.62                         28.62
18        -34.029    1.00   1.61800    63.3       27.30
19        450.776    0.20                         27.36
20         93.693    2.63   1.54814    45.8       27.42
21      -6580.233  (可変)                         27.54
22        -68.940    1.00   1.72916    54.7       37.31
23        166.734    3.39   1.84666    23.8       38.97
24       -941.897  (可変)                         39.61
25        109.548    6.39   1.59349    67.0       41.38
26*       -84.491    1.00                         41.75
27         47.765    9.81   1.61800    63.3       42.20
28       -118.118    6.92                         41.16
29(絞り)    ∞       2.00                         33.82
30        647.610    6.06   1.43875    94.9       31.97
31        -36.685    1.20   2.00330    28.3       30.50
32        776.497    4.99                         29.98
33         97.392    7.65   1.56732    42.8       28.86
34        -43.937    3.12                         27.88
35        -89.504    1.20   2.00100    29.1       23.97
36         17.948    7.35   1.84666    23.8       22.49
37        104.985   50.00                         21.92
38         46.809    7.83   1.48749    70.2       29.16
39        -43.713    3.00                         28.97
40        -88.859    1.00   1.83481    42.7       26.91
41         46.519    6.34   1.72825    28.5       26.50
42        -96.270    2.84                         26.25
43        -31.300    1.00   1.88300    40.8       25.94
44       -100.302    4.54   1.64769    33.8       26.68
45        -48.713    (BF)                         27.55
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K = 9.73498e+005  A 4= 2.31247e-006  A 6= 4.19291e-010  A 8=-5.17688e-012  A10=-6.87050e-014  A12= 8.08198e-016  A14=-2.95438e-018  A16= 3.78802e-021  
第26面
K =-1.02447e+000  A 4= 8.56896e-007  A 6= 4.82804e-010  A 8=-1.11536e-012  A10= 3.74032e-015  A12=-2.44824e-018  A14=-5.57191e-021  A16= 7.94532e-024  
各種データ
ズーム比     18.00 
広角     中間     望遠
焦点距離      45.00   360.00   810.00  
Fナンバー      4.50     4.50     6.83  
半画角        18.21     2.35     1.05  
像高          14.80    14.80    14.80  
レンズ全長   458.75   458.75   458.75  
BF            55.00    55.00    55.00  
d12           10.00   116.76   133.26  
d21          135.90     9.26    10.50  
d24            1.00    20.87     3.14  
入射瞳位置    166.49   1185.81  2300.95  
射出瞳位置   -128.10  -128.10   -128.10  
前側主点位置  200.43   838.00   -472.33  
後側主点位置   10.00  -305.00   -755.00  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     216.70        93.54        36.17        -42.41
2   13     -30.00        24.67         3.39        -14.40
3   22    -111.70         4.39        -0.29         -2.70
4   25      57.66       134.26         7.85       -142.30
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    324.14
2       3   -405.46
3       5    202.12
4       7   -161.98
5       9    238.70
6      11    934.65
7      13    -38.49
8      15    -38.13
9      16     30.12
10      18    -50.97
11      20    167.68
12      22    -66.48
13      23    165.91
14      25     81.08
15      27     56.10
16      30     79.15
17      31    -34.60
18      33     54.14
19      35    -14.73
20      36     24.37
21      38     47.56
22      40    -36.25
23      41     43.53
24      43    -51.58
25      44    140.34
【００５５】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        163.528   17.53   1.49700    81.5      121.93
2       -673.882    1.00                        120.52
3        135.037    3.70   1.77250    49.6      111.44
4        100.355    4.59                        106.76
5        108.786   16.31   1.43387    95.1      106.00
6       2381.643    4.35                        104.44
7       -382.047    3.20   1.77250    49.6      104.30
8        183.501   13.20                        100.76
9        157.156   10.86   1.49700    81.5      100.53
10     -12135.290    0.20                         99.95
11        252.223    7.96   1.49700    81.5       98.13
12      -1829.629  (可変)                         97.21
13*      -476.807    1.20   1.72916    54.7       38.72
14         33.366    4.08                         34.75
15        163.349    1.00   1.61800    63.3       34.72
16         25.003   10.15   1.72047    34.7       33.07
17       -142.539    5.31                         32.04
18        -34.777    1.00   1.69680    55.5       29.67
19       -269.964  (可変)                         29.60
20        -70.407    1.00   1.72916    54.7       31.24
21        141.360    2.95   1.84666    23.8       32.35
22      -5387.417  (可変)                         32.88
23        608.617    3.68   1.51633    64.1       49.35
24*      -214.177    0.20                         49.94
25         61.906   11.98   1.49700    81.5       52.67
26        -86.144    0.50                         52.52
27         92.723   10.45   1.43875    94.9       48.89
28        -69.566    1.50   2.00100    29.1       47.43
29        159.602    5.06                         46.55
30(絞り)    ∞       2.00                         46.74
31         61.251    8.19   1.68893    31.1       47.11
32       -183.670   19.21                         46.51
33        -64.343    1.20   2.00100    29.1       32.74
34         41.407    7.29   1.76182    26.5       32.31
35        -66.209   53.12                         32.39
36        -50.541    1.50   2.00100    29.1       20.34
37       -152.778    8.68                         20.79
38         87.153    5.68   1.76182    26.5       23.58
39        -25.761    1.00   2.00100    29.1       23.65
40        107.046    1.42                         24.36
41         64.341    4.19   1.67270    32.1       25.50
42        -91.204    (BF)                         25.82
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.52166e-006  A 6=-9.04430e-010  A 8=-4.01975e-014  A10= 2.11683e-015  A12=-4.10839e-019  
第24面
K =-8.40684e-001  A 4= 5.82961e-007  A 6= 1.12421e-010  A 8= 2.39096e-013  A10=-2.88892e-016  A12= 2.42509e-019  
各種データ
ズーム比     24.00 
広角     中間     望遠
焦点距離      50.00   500.00   1200.00  
Fナンバー      4.50     4.49     10.00  
半画角        16.49     1.70     0.71  
像高          14.80    14.80    14.80  
レンズ全長   465.00   465.00   465.00  
BF            55.00    55.00    55.00  
d12            6.31   109.89   122.42  
d19          114.62     3.35    28.63  
d22           32.62    40.31     2.50  
入射瞳位置    168.58   1476.41  3303.63  
射出瞳位置   -101.85  -101.85   -101.85  
前側主点位置  202.64   382.51  -4677.24  
後側主点位置    5.00  -445.00  -1145.00  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     208.00        82.90        24.79        -44.72
2   13     -33.00        22.74         6.49         -8.60
3   20    -106.77         3.95        -0.09         -2.26
4   23      57.71       146.86       -15.60       -128.59
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    265.86
2       3   -528.01
3       5    261.51
4       7   -159.31
5       9    311.35
6      11    445.27
7      13    -42.54
8      15    -47.72
9      16     30.09
10      18    -57.15
11      20    -64.05
12      21    161.14
13      23    306.16
14      25     74.26
15      27     92.18
16      28    -47.85
17      31     67.09
18      33    -24.82
19      34     34.15
20      36    -75.40
21      38     26.45
22      39    -20.50
23      41     56.29
【００５６】
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        157.510    3.24   1.77250    49.6       94.21
2         95.072   19.46   1.43387    95.1       90.72
3       -191.109    1.00                         89.88
4       -166.514    2.59   1.77250    49.6       89.74
5       -710.449   18.15                         88.81
6        176.125   10.10   1.49700    81.5       83.31
7       -264.901    0.12                         82.83
8        131.655    5.69   1.43387    95.1       77.60
9        231.485  (可変)                         75.86
10*       187.641    1.20   1.75500    52.3       38.10
11         29.330    7.31                         34.12
12        -89.656    1.20   1.59522    67.7       34.08
13         42.559    6.16   1.72047    34.7       34.15
14       -149.500    2.87                         34.07
15        -43.838    1.20   1.59522    67.7       33.95
16        112.394    0.20                         34.87
17         71.657    4.37   1.61340    44.3       35.34
18       -190.404  (可変)                         35.43
19        -74.782    1.20   1.81600    46.6       36.00
20        143.656    3.50   1.84666    23.8       37.59
21       -433.333  (可変)                         38.19
22        159.347    5.57   1.72916    54.7       40.00
23*       -80.436    0.15                         40.37
24         38.413    9.36   1.49700    81.5       40.44
25       -136.507    1.20   2.00330    28.3       39.59
26        160.444    0.20                         38.79
27         39.891    7.60   1.61800    63.3       38.11
28       -325.501   12.60                         36.98
29(絞り)    ∞       1.97                         24.20
30       -385.088    0.90   1.88300    40.8       22.45
31         19.984    8.25   1.43875    94.9       20.69
32        -29.856    1.50                         19.87
33        -25.114    4.24   1.65412    39.7       18.91
34        -14.890    0.90   1.77250    49.6       18.77
35        -98.116    2.38                         19.00
36        -66.091    0.80   1.81600    46.6       18.90
37         61.843    4.37   1.72047    34.7       19.64
38        -34.826   30.44                         20.39
39       -249.121    2.56   1.61340    44.3       26.38
40        -96.914    (BF)                         26.70
像面        ∞   
非球面データ
第10面
K = 2.66952e+001  A 4= 1.14636e-008  A 6=-6.88265e-010  A 8= 5.30064e-013  A10=-2.68365e-015  A12= 3.77686e-018  
第23面
K =-1.35273e+000  A 4= 4.87432e-007  A 6= 6.89220e-011  A 8= 8.71132e-013  A10=-1.68652e-015  A12= 1.79632e-018  
各種データ
ズーム比     10.00 
広角     中間     望遠
焦点距離      45.00   225.00   450.00  
Fナンバー      4.00     4.00     5.44  
半画角        19.01     3.94     1.97  
像高          15.50    15.50    15.50  
レンズ全長   345.16   345.16   345.16  
BF            50.54    50.54    50.54  
d 9            2.58    84.86   102.53  
d18          105.87     9.62     5.63  
d21            1.62    15.59     1.90  
入射瞳位置    102.73   562.96  1088.73  
射出瞳位置    -67.31   -67.31   -67.31  
前側主点位置  130.55   358.38  -179.55  
後側主点位置    5.54  -174.46  -399.46  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     165.00        60.36        34.98        -13.68
2   10     -35.00        24.52         2.61        -15.92
3   19    -115.00         4.70        -0.60         -3.16
4   22      48.04        94.98        -2.27        -99.60
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -316.15
2       2    149.04
3       4   -280.78
4       6    213.86
5       8    689.93
6      10    -45.99
7      12    -48.15
8      13     46.29
9      15    -52.65
10      17     84.96
11      19    -59.82
12      20    126.53
13      22     73.71
14      24     61.23
15      25    -72.76
16      27     57.75
17      30    -21.37
18      31     28.67
19      33     47.73
20      34    -22.72
21      36    -38.84
22      37     31.31
23      39    255.57
【００５７】
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        424.595   11.09   1.48749    70.2      126.35
2       -594.285    0.20                        125.51
3        173.957   19.89   1.43875    94.9      118.14
4       -291.286    4.00   1.72047    34.7      116.31
5        807.691   16.85                        113.22
6        442.688    8.68   1.43387    95.1      108.28
7       -791.619    0.20                        106.50
8        178.245   10.17   1.43875    94.9      101.53
9       6078.912    2.50   1.74950    35.3       99.95
10        701.579    3.00                         98.21
11       1195.134   10.09   1.85478    24.8       96.69
12       -211.097    2.20   1.74950    35.3       95.28
13        287.381  (可変)                         90.30
14*       650.746    1.20   1.77250    49.6       34.49
15         29.914    5.46                         31.13
16      -1357.488    1.00   1.59522    67.7       30.87
17         31.724    6.97   1.72047    34.7       30.14
18       -245.341    3.24                         29.56
19        -35.831    1.00   1.59522    67.7       29.30
20        189.754    0.20                         29.59
21         95.865    2.86   1.72047    34.7       29.74
22       -558.084  (可変)                         29.71
23        -70.636    1.00   1.72916    54.7       35.49
24        124.130    2.96   1.85478    24.8       37.03
25      -4972.820  (可変)                         37.47
26        133.386    6.41   1.60311    60.6       42.87
27*       -82.961    1.00                         43.27
28         44.374   10.82   1.48749    70.2       43.66
29       -115.328    5.00                         42.62
30(絞り)    ∞       2.00                         37.50
31         73.236    7.38   1.43875    94.9       34.52
32        -46.594    1.20   1.88300    40.8       33.02
33         75.284   13.46                         31.40
34         47.133    6.57   1.58913    61.1       29.35
35        -88.341    1.00                         28.33
36        177.549    1.20   1.95375    32.3       26.28
37         18.943    4.80   1.64769    33.8       24.00
38         49.212   35.00                         23.70
39         87.063    4.31   1.51633    64.1       29.91
40       -110.328   15.29                         29.91
41        -67.625    1.00   1.88300    40.8       27.71
42         28.224    9.58   1.72825    28.5       28.46
43        -31.135    4.91                         28.98
44        -21.870    1.00   1.95375    32.3       27.67
45        -87.522    8.06   1.51742    52.4       30.38
46        -21.424    (BF)                         31.88
像面        ∞   
非球面データ
第14面
K = 2.35314e+002  A 4= 1.93318e-006  A 6= 4.20833e-010  A 8=-1.72913e-011  A10= 1.51882e-013  A12=-7.31823e-016  A14= 1.83686e-018  A16=-1.86030e-021  
第27面
K =-2.08328e+000  A 4= 4.85459e-007  A 6= 1.21437e-010  A 8= 1.41513e-013  A10= 5.06031e-017  A12=-2.55554e-019  A14=-5.54086e-022  A16= 1.16997e-024  
各種データ
ズーム比     19.40 
広角     中間     望遠
焦点距離      50.00   400.00   970.00  
Fナンバー      4.50     4.50     8.00  
半画角        16.49     2.12     0.87  
像高          14.80    14.80    14.80  
レンズ全長   453.00   453.00   453.00  
BF            55.00    55.00    55.00  
d13            4.00   111.70   129.65  
d22          130.93     5.52    12.60  
d25            8.32    26.02     1.00  
入射瞳位置    161.92   1248.43  2562.17  
射出瞳位置   -170.62  -170.62   -170.62  
前側主点位置  200.84   939.26   -638.17  
後側主点位置    5.00  -345.00   -915.00  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     230.00        88.86         4.21        -58.90
2   14     -32.50        21.93         3.40        -12.18
3   23    -109.50         3.96        -0.11         -2.27
4   26      68.70       140.00        18.78       -175.06
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    508.12
2       3    250.89
3       4   -294.68
4       6    654.14
5       8    417.26
6       9  -1051.34
7      11    208.61
8      12   -160.99
9      14    -40.43
10      16    -51.88
11      17     39.14
12      19    -50.38
13      21    112.99
14      23    -61.34
15      24    140.39
16      26     85.43
17      28     67.00
18      31     65.98
19      32    -32.26
20      34     52.92
21      36    -22.15
22      37     44.44
23      39     94.60
24      41    -22.31
25      42     21.64
26      44    -30.58
27      45     52.40
【００５８】
【表１】
0006001011.tif 000003
【符号の説明】
【００５９】
Ｕ１    ：  第１レンズ群
Ｕ２    ：  第２レンズ群
Ｕ３    ：  第３レンズ群
Ｕ４    ：  第４レンズ群
Ｕ４１  ：  第１サブレンズ群
Ｕ４２  ：  第２サブレンズ群
ＳＰ    ：  開口絞り
【図１】
0006001011.tif 000004
【図２】
0006001011.tif 000005
【図３】
0006001011.tif 000006
【図４】
0006001011.tif 000007
【図５】
0006001011.tif 000008
【図６】
0006001011.tif 000009
【図７】
0006001011.tif 000010
【図８】
0006001011.tif 000011
【図９】
0006001011.tif 000012
【図１０】
0006001011.tif 000013