(57)【要約】【課題】変倍光学系において、エクステンダー挿入時に倍率色収差を良好に補正する。【解決手段】互いに所定の空気間隔を隔てたリレー前群（Ｇ５ｆ）とリレー後群（Ｇ５ｒ）とからなり、変倍時固定で結像作用を有するリレーレンズ群（第５レンズ群（Ｇ５））と、リレー前群（Ｇ５ｆ）とリレー後群（Ｇ５ｒ）との間に挿脱自在に配され、結像位置を変えずに焦点距離を望遠側へ拡大させるエクステンダーレンズ群（Ｅｘｔ）とを備えた変倍光学系であって、エクステンダーレンズ群（Ｅｘｔ）は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群（ＥＧ１）と、負の屈折力を有する第２レンズ群（ＥＧ２）とからなり、第２レンズ群（ＥＧ２）は、物体側から順に、凸メニスカスレンズ（ＥＬ２１）と、両凹レンズ（ＥＬ２２）と、凸メニスカスレンズ（ＥＬ２３）とからなる接合レンズとする。【選択図】図２
2013031214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに所定の空気間隔を隔てたリレー前群とリレー後群とからなり、変倍時固定で結像作用を有するリレーレンズ群と、
前記リレー前群と前記リレー後群との間に挿脱自在に配され、結像位置を変えずに焦点距離を望遠側へ拡大させるエクステンダーレンズ群とを備えた変倍光学系であって、
前記エクステンダーレンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＥＧ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＥＧ２とからなり、該第２レンズ群ＥＧ２は、物体側から順に、凸メニスカスレンズＥＬ２１と、両凹レンズＥＬ２２と、凸メニスカスレンズＥＬ２３とからなる接合レンズであることを特徴とする変倍光学系。
【請求項２】
前記凸メニスカスレンズＥＬ２１と前記凸メニスカスレンズＥＬ２３の平均屈折率をｎ２１３、前記両凹レンズＥＬ２２の屈折率をｎ２２としたとき、下記条件式（１）、（２）を満たすことを特徴とする請求項１記載の変倍光学系。
１．７＜ｎ２１３  …（１）
１．７＜ｎ２２  …（２）
【請求項３】
下記条件式（１−１）を満たすことを特徴とする請求項２記載の変倍光学系。
１．７＜ｎ２１３＜１．９  …（１−１）
【請求項４】
前記凸メニスカスレンズＥＬ２１と前記凸メニスカスレンズＥＬ２３の平均アッベ数をν２１３、前記両凹レンズＥＬ２２のアッベ数をν２２としたとき、下記条件式（３）、（４）を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の変倍光学系。
ν２１３＜３０  …（３）
４０＜ν２２  …（４）
【請求項５】
前記第１レンズ群ＥＧ１は、物体側から順に、物体側に強い屈折力を有する両凸レンズＥＬ１１と、正レンズＥＬ１２と、正レンズＥＬ１３と、両凹レンズＥＬ１４からなり、該正レンズＥＬ１３と該両凹レンズＥＬ１４とは接合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の変倍光学系。
【請求項６】
前記両凸レンズＥＬ１１、前記正レンズＥＬ１２、および前記正レンズＥＬ１３の平均アッベ数をν１ｐとしたとき、下記条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の変倍光学系。
６５＜ν１ｐ  …（５）
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の変倍光学系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、変倍光学系および撮像装置に関し、より詳しくは、ビデオカメラや電子スチルカメラ等に使用可能で、特に監視カメラ用途として好適に使用可能な変倍光学系および該変倍光学系を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ、監視カメラなどの撮像装置に用いられる光学系として、ＣＣＴＶ（Closed-circuit Television）用変倍光学系が開発されている。【０００３】
このようなＣＣＴＶ用変倍光学系では、焦点距離を望遠側へ拡大させることが可能なエクステンダーを内蔵したものが提案されている（例えば、下記特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２５２５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８１５７号公報
【特許文献３】特開２００４−１２６６３１号公報
【特許文献４】特開２００５−１４１０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては非球面レンズを用いて球面収差を効率よく補正することで、レンズ枚数を削減してレンズ系の小型化を図っているが、倍率色収差については改善されていない。【０００６】
また、特許文献２、特許文献３においては、倍率色収差については十分に開示しておらず、レンズ構成についても従来から知られている倍率色収差の状態が良好とは言えない構成であるため、倍率色収差について改善されているとは言えない。【０００７】
さらに、特許文献４においても、レンズ構成は従来から知られている倍率色収差の状態が良好とは言えない構成であり、また変倍比についても本発明における変倍光学系と比較して小さいため、倍率色収差について十分に対策されているとは言えない。【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エクステンダー挿入時に倍率色収差を良好に補正することが可能な変倍光学系および該変倍光学系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】
【０００９】
本発明の変倍光学系は、互いに所定の空気間隔を隔てたリレー前群とリレー後群とからなり、変倍時固定で結像作用を有するリレーレンズ群と、リレー前群とリレー後群との間に挿脱自在に配され、結像位置を変えずに焦点距離を望遠側へ拡大させるエクステンダーレンズ群とを備えた変倍光学系であって、エクステンダーレンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＥＧ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＥＧ２とからなり、第２レンズ群ＥＧ２は、物体側から順に、凸メニスカスレンズＥＬ２１と、両凹レンズＥＬ２２と、凸メニスカスレンズＥＬ２３とからなる接合レンズであることを特徴とするものである。【００１０】
本発明の変倍光学系においては、凸メニスカスレンズＥＬ２１と凸メニスカスレンズＥＬ２３の平均屈折率をｎ２１３、両凹レンズＥＬ２２の屈折率をｎ２２としたとき、下記条件式（１）、（２）を満たすように構成することが好ましい。【００１１】
１．７＜ｎ２１３  …（１）
１．７＜ｎ２２  …（２）
また、本発明の変倍光学系においては、凸メニスカスレンズＥＬ２１と凸メニスカスレンズＥＬ２３の平均アッベ数をν２１３、両凹レンズＥＬ２２のアッベ数をν２２としたとき、下記条件式（３）、（４）を満たすように構成することが好ましい。【００１２】
ν２１３＜３０  …（３）
４０＜ν２２  …（４）
また、本発明の変倍光学系の第１レンズ群ＥＧ１は、物体側から順に、物体側に強い屈折力を有する両凸レンズＥＬ１１と、正レンズＥＬ１２と、正レンズＥＬ１３と、両凹レンズＥＬ１４からなり、正レンズＥＬ１３と両凹レンズＥＬ１４とは接合されているように構成することが好ましい。【００１３】
また、本発明の変倍光学系においては、両凸レンズＥＬ１１、正レンズＥＬ１２、および正レンズＥＬ１３の平均アッベ数をν１ｐとしたとき、下記条件式（５）を満たすように構成することが好ましい。【００１４】
６５＜ν１ｐ  …（５）
なお、上記における各レンズの屈折力の符号や面形状は、当該レンズが非球面レンズの場合は近軸領域におけるものとする。【００１５】
また、上記におけるレンズ枚数は、構成要素となるレンズの枚数である。例えば、材質の異なる複数の単レンズが接合された接合レンズがある場合は、この接合レンズを構成する単レンズの枚数で数えるものとする。【００１６】
また、物体側に強い屈折力を有する両凸レンズ（ＥＬ１１）とは、物体側の面の曲率半径の絶対値が像面側の面の曲率半径の絶対値よりも小さいことを言う。【００１７】
また、凸メニスカスレンズとは、正の屈折力を有するメニスカスレンズのことを言う。【００１８】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の変倍光学系を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の変倍光学系は、互いに所定の空気間隔を隔てたリレー前群とリレー後群とからなり、変倍時固定で結像作用を有するリレーレンズ群と、リレー前群とリレー後群との間に挿脱自在に配され、結像位置を変えずに焦点距離を望遠側へ拡大させるエクステンダーレンズ群とを備えた変倍光学系であって、エクステンダーレンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＥＧ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＥＧ２とからなり、第２レンズ群ＥＧ２は、物体側から順に、凸メニスカスレンズＥＬ２１と、両凹レンズＥＬ２２と、凸メニスカスレンズＥＬ２３とからなる接合レンズとしたので、エクステンダーレンズ群挿入時に倍率色収差を良好に補正することが可能となる。【００２０】
また、本発明の撮像装置は、本発明の変倍光学系を備えているため、倍率色収差が良好に補正された高画質の映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は本発明の一実施形態にかかる変倍光学系（実施例１と共通）のエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ構成を示す断面図
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は本発明の一実施形態にかかる変倍光学系（実施例１と共通）のエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の一実施形態にかかる変倍光学系（実施例１と共通）のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を示す断面図
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は本発明の実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ構成を示す断面図
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は本発明の実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を示す断面図
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は本発明の実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ構成を示す断面図
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は本発明の実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ構成を示す断面図
【図９】本発明の実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を示す断面図
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｌ）は本発明の実施例１の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前の各収差図
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｌ）は本発明の実施例１の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後の各収差図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｌ）は本発明の実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前の各収差図
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｌ）は本発明の実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後の各収差図
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｌ）は本発明の実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前の各収差図
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｌ）は本発明の実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後の各収差図
【図１６】本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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（Ａ）〜図１（Ｃ）は本発明の一実施形態にかかる変倍光学系（実施例１と共通）のエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ構成を示す断面図、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は本発明の一実施形態にかかる変倍光学系（実施例１と共通）のエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ構成を示す断面図、図３は本発明の一実施形態にかかる変倍光学系（実施例１と共通）のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を示す断面図である。図１〜図３に示す構成例は、後述の実施例１の変倍光学系の構成と共通である。図１〜図３においては、左側が物体側、右側が像側である。
【００２３】
この変倍光学系は、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、変倍時固定で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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、変倍時に固定されている開口絞りＳｔと、変倍時固定で正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなり、広角端から望遠端に変倍する際に、広角端に較べて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が常に広がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が常に広がり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が変化するように、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４が移動するように構成されている。なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
【００２４】
この変倍光学系を撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図１では、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２を第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。
【００２５】
また、リレーレンズ群である第５レンズ群Ｇ５は、互いに所定の空気間隔を隔てたリレー前群Ｇ５ｆとリレー後群Ｇ５ｒとからなり、図２に示すように、両者の間にエクステンダーレンズ群Ｅｘｔを挿脱自在に配することが可能な構成となっている。
【００２６】
このエクステンダーレンズ群Ｅｘｔは、図３に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＥＧ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＥＧ２とからなり、第２レンズ群ＥＧ２は、物体側から順に、凸メニスカスレンズＥＬ２１と、両凹レンズＥＬ２２と、凸メニスカスレンズＥＬ２３とからなる接合レンズである。
【００２７】
このような構成とすることで、エクステンダーレンズ群Ｅｘｔを挿入して、焦点距離を望遠側に拡大させたときに、両凹レンズＥＬ２２の物体側と像面側の両方で色消しをすることが可能となるため、ズーム全域で拡大される倍率色収差を抑えることができる。
【００２８】
また、本発明の実施形態にかかる変倍光学系は、凸メニスカスレンズＥＬ２１と凸メニスカスレンズＥＬ２３の平均屈折率をｎ２１３、両凹レンズＥＬ２２の屈折率をｎ２２としたとき、下記条件式（１）、（２）を満たすように構成されている。これにより、さらに倍率色収差を良好に抑えることが可能となる。なお、この条件式（１）の下限を下回ると、曲率が大きくなり非点収差を抑えることができなくなる。ただし、レンズの屈折率が高くなると短波長側の屈折率が悪くなる傾向があるため、下記条件式（１−１）を満たすように構成することがより好ましい。また、条件式（２）の下限を下回ると、曲率が大きくなり非点収差を抑えることができなくなる。
【００２９】
１．７＜ｎ２１３  …（１）
１．７＜ｎ２１３＜１．９  …（１−１）
１．７＜ｎ２２  …（２）
また、本発明の実施形態にかかる変倍光学系は、凸メニスカスレンズＥＬ２１と凸メニスカスレンズＥＬ２３の平均アッベ数をν２１３、両凹レンズＥＬ２２のアッベ数をν２２としたとき、下記条件式（３）、（４）を満たすように構成されている。これにより、さらに倍率色収差を良好に抑えることが可能となる。なお、条件式（３）の上限を上回るか、条件式（４）の下限を下回ると、倍率色収差および軸上色収差を補正するために必要な屈折率が大きくなるために曲率が大きくなり、その結果、非点収差を抑えることができなくなる。
【００３０】
ν２１３＜３０  …（３）
４０＜ν２２  …（４）
また、本発明の実施形態にかかる変倍光学系のエクステンダーレンズ群Ｅｘｔの第１レンズ群ＥＧ１は、物体側から順に、物体側に強い屈折力を有する両凸レンズＥＬ１１と、両凸レンズＥＬ１２と、両凸レンズＥＬ１３と、両凹レンズＥＬ１４とからなり、両凸レンズＥＬ１３と両凹レンズＥＬ１４とは接合されている。球面収差やサジタル方向の像面湾曲は焦点距離拡大時に劣化し易いが、上記の様に、光束を収束させる面を物体側に連続的に配置することで収差の拡大を抑制することができるため、球面収差及びサジタル方向の像面湾曲を良好に補正することができる。
【００３１】
また、本発明の実施形態にかかる変倍光学系は、両凸レンズＥＬ１１、両凸レンズＥＬ１２、および両凸レンズＥＬ１３の平均アッベ数をν１ｐとしたとき、下記条件式（５）を満たすように構成されている。これにより、望遠端での軸上色収差を抑えることができる。なお、条件式（５）の下限を下回ると、分散が大きくなってしまうので光線を収束させる際に色収差が大きく発生してしまい、軸上色収差を十分に抑えることが困難になる。
【００３２】
６５＜ν１ｐ  …（５）
本変倍光学系において、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。
【００３３】
非球面形状が形成されるレンズの材料としては、ガラスを使用してもよいし、プラスチックを用いることも可能である。プラスチックを用いる場合には、軽量化および低コスト化を図ることが可能となる。
【００３４】
本変倍光学系が厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。
【００３５】
また、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰ１、ＰＰ２を配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
【００３６】
次に、本発明の変倍光学系の数値実施例について説明する。実施例１の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ配置をそれぞれ図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に、実施例１の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ配置をそれぞれ図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）に、実施例１の変倍光学系のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を図３に示す。実施例１では、第５レンズ群Ｇ５がリレーレンズ群であり、この第５レンズ群Ｇ５中にエクステンダーレンズ群Ｅｘｔが挿脱自在に配される構成となっている。
【００３７】
また、実施例２の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ配置をそれぞれ図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に、実施例２の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ配置をそれぞれ図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に、実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を図６に示す。実施例２では、第５レンズ群Ｇ５がリレーレンズ群であり、この第５レンズ群Ｇ５中にエクステンダーレンズ群Ｅｘｔが挿脱自在に配される構成となっている。
【００３８】
また、実施例３の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのエクステンダーレンズ群挿入前のレンズ配置をそれぞれ図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に、実施例３の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのエクステンダーレンズ群挿入後のレンズ配置をそれぞれ図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に、実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群のレンズ構成を図９に示す。実施例３では、第４レンズ群Ｇ４がリレーレンズ群であり、この第４レンズ群Ｇ４中にエクステンダーレンズ群Ｅｘｔが挿脱自在に配される構成となっている。
【００３９】
なお、図１〜図９においては、光学部材ＰＰも合わせて示しており、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
【００４０】
実施例１の変倍光学系の基本レンズデータを表１に、エクステンダーレンズ群レンズデータを表２に、変倍に関するデータを表３に、フォーカスに関するデータを表４に、非球面データを表５、表６に示す。
【００４１】
また、実施例２の変倍光学系の基本レンズデータを表７に、エクステンダーレンズ群レンズデータを表８に、変倍に関するデータを表９に、フォーカスに関するデータを表１０に、非球面データを表１１、表１２に示す。
【００４２】
また、実施例３の変倍光学系の基本レンズデータを表１３に、エクステンダーレンズ群レンズデータを表１４に、変倍に関するデータを表１５に、フォーカスに関するデータを表１６に示す。
【００４３】
以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２、３についても基本的に同様である。
【００４４】
表１、表２のレンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の面を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、Ｎｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄には最も物体側の光学要素を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、…）の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示し、θｇ,ｆの欄には各光学要素の部分分散比を示している。
【００４５】
なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（開口絞り）という語句を記載している。
【００４６】
表１、表２のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[面番号]と記載している。表３の変倍に関するデータに、広角端、中間焦点距離状態、望遠端それぞれにおける、ズーム倍率（変倍比）、焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ（空気換算距離）、ＦナンバーＦｎｏ．および全画角２ω、変倍時に間隔が変化する面の各面間隔の値を示す。
【００４７】
表３のフォーカスに関するデータに、広角端、中間焦点距離状態、望遠端それぞれにおける、変倍時に間隔が変化する面の各面間隔の値を示す。
【００４８】
基本レンズデータ、変倍に関するデータ、およびフォーカスに関するデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としては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。
【００４９】
表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４、表５の非球面データには、非球面の面番号Ｓｉと、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…１６）の値である。
【００５０】
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・ｈｍ  …  （Ａ）
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：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１６）
【表１】
2013031214.tif 000003
【表２】
2013031214.tif 000004
【表３】
2013031214.tif 000005
【表４】
2013031214.tif 000006
【表５】
2013031214.tif 000007
【表６】
2013031214.tif 000008
【表７】
2013031214.tif 000009
【表８】
2013031214.tif 000010
【表９】
2013031214.tif 000011
【表１０】
2013031214.tif 000012
【表１１】
2013031214.tif 000013
【表１２】
2013031214.tif 000014
【表１３】
2013031214.tif 000015
【表１４】
2013031214.tif 000016
【表１５】
2013031214.tif 000017
【表１６】
2013031214.tif 000018
【００５１】
実施例１〜３の変倍光学系の条件式（１）〜（５）に対応する値を表１７に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、上記の変倍におけるデータの表および下記の表１７に示す値はこの基準波長におけるものである。
【表１７】
2013031214.tif 000019
【００５２】
実施例１の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前の各収差図を図１０（Ａ）〜図１０（Ｌ）に示す。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）、図１０（Ｄ）はそれぞれ広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差を示し、図１０（Ｅ）、図１０（Ｆ）、図１０（Ｇ）、図１０（Ｈ）はそれぞれ中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差を示し、図１０（Ｉ）、図１０（Ｊ）、図１０（Ｋ）、図１０（Ｌ）はそれぞれ望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差を示す。
【００５３】
同様に、実施例１の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１１（Ａ）〜図１１（Ｌ）に示す。
【００５４】
球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図および倍率色収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、灰色線で示す。非点収差図にはサジタル方向、タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と破線で示す。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。
【００５５】
同様に、実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１２（Ａ）〜図１２（Ｌ）に示し、実施例２の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１３（Ａ）〜図１３（Ｌ）に示す。
【００５６】
また、実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入前の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１４（Ａ）〜図１４（Ｌ）に示し、実施例３の変倍光学系のエクステンダーレンズ群挿入後の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１５（Ａ）〜図１５（Ｌ）に示す。
【００５７】
以上のデータから、実施例１〜３の変倍光学系は全て、条件式（１）〜（５）を満たしており、エクステンダーレンズ群Ｅｘｔを挿入して、焦点距離を望遠側に拡大させたときに、ズーム全域で拡大される倍率色収差を良好に抑えることができることが分かる。
【００５８】
次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図１６に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態の変倍光学系を用いた撮像装置の概略構成図を示す。撮像装置としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を記録媒体とする監視カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等を挙げることができる。
【００５９】
図１３に示す撮像装置１０は、変倍光学系１と、変倍光学系１の像側に配置されたフィルタ２と、変倍光学系によって結像される被写体の像を撮像する撮像素子３と、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部４と、変倍光学系１の変倍やその変倍によるフォーカス調整やエクステンダーレンズ群Ｅｘｔの挿脱制御を行うためのズーム制御部５とを備える。
【００６０】
変倍光学系１は、物体側から順に、変倍時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時移動で負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍時移動で負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、変倍時移動で負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、変倍時固定の開口絞りＳｔと、変倍時固定で正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有し、リレーレンズ群である第５レンズ群Ｇ５中にエクステンダーレンズ群Ｅｘｔを挿脱自在に配置できるものである。
【００６１】
図１３では各レンズ群を概略的に示している。撮像素子３は、変倍光学系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、その撮像面は変倍光学系の像面に一致するように配置される。撮像素子３としては例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。
【００６２】
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、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数等の値は、上記各数値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。
【図１】
2013031214.tif 000020
【図２】
2013031214.tif 000021
【図３】
2013031214.tif 000022
【図４】
2013031214.tif 000023
【図５】
2013031214.tif 000024
【図６】
2013031214.tif 000025
【図７】
2013031214.tif 000026
【図８】
2013031214.tif 000027
【図９】
2013031214.tif 000028
【図１０】
2013031214.tif 000029
【図１１】
2013031214.tif 000030
【図１２】
2013031214.tif 000031
【図１３】
2013031214.tif 000032
【図１４】
2013031214.tif 000033
【図１５】
2013031214.tif 000034
【図１６】
2013031214.tif 000035
【国際調査報告】
2013031214.tif 000036
2013031214.tif 000037
2013031214.tif 000038
2013031214.tif 000039