(57)【要約】    【課題】  広画角、高ズーム比で、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり色収差を良好に補正し、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を得ること。    【解決手段】  物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群、開口絞り、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第５レンズ群からなるズームレンズにおいて、  前記第３レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズを接合した接合レンズ、１枚の負レンズより構成され、  前記接合レンズを構成する負レンズの焦点距離をｆｎ１ｘ、前記接合レンズを構成する正レンズの焦点距離をｆｐｘ、広角端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｗｘを各々適切に設定する。【選択図】  図１
2018120251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群、開口絞り、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第５レンズ群からなるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズを接合した接合レンズ、１枚の負レンズより構成され、
前記接合レンズを構成する負レンズの焦点距離をｆｎ１ｘ、前記接合レンズを構成する正レンズの焦点距離をｆｐｘ、広角端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｗｘとするとき、
０．６０＜｜ｆｎ１ｘ／ｆｐｘ｜＜３．５０
０．２４＜β３ｗ＜０．５３
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２レンズ群の焦点距離をｆ２ｘ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３ｘとするとき、
２．５０＜ｆ３ｘ／ｆ２ｘ＜７．５０
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１レンズ群の焦点距離をｆ１ｘ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２ｘとするとき、
３．７０＜｜ｆ１ｘ／ｆ２ｘ｜＜７．００
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３レンズ群の接合レンズ面は物体側に凸形状であ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ｆ３ｘ、広角端における全系の焦点距離をｆｗｘとするとき、
３．５０＜｜ｆ３ｘ／ｆｗｘ｜＜１１．００
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３レンズ群を構成する負レンズのうち、前記接合レンズを構成しない負レンズの
焦点距離をｆｎ２ｘとするとき、
０．４０＜ｆｎ１ｘ／ｆｎ２ｘ＜８．００
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】
前記接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれＮｎ１ｘ，νｎ１ｘ、前記接合レンズを構成する正レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれＮｐｘ，νｐｘとするとき、
０．６５＜Ｎｎ１ｘ／Ｎｐｘ＜１．２０
１．４０＜νｎ１ｘ／νｐｘ＜４．２０
なる条件式を満足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１レンズ群の全部又は一部のレンズ系は、フォーカシングに際して移動す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】
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、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子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、例えば放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、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、撮像装置には大口径比、高ズーム比でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。大口径比、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている（特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１では物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群、変倍に伴う像面変動を補正するための負の屈折力の第３レンズ群、結像用の正の屈折力の第４レンズ群より構成される４群ズームレンズを開示している。特許文献１のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群が像側へ移動し、第３レンズ群が物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。そして各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、広画角、高ズーム比で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するテレビカメラに好適なズームレンズを開示している。
【０００４】
特許文献２では正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第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、ズーミングで不動の正の屈折力の第５レンズ群からなる５群ズームレンズを開示している。この５群ズームレンズにおいては、負の屈折力の第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レンズ群の３つの可動レンズ群よりなる変倍部が、変倍と変倍に伴う像面変動の補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３８３２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０７６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したポジティブリード型の４群ズームレンズや５群ズームレンズは、高ズーム比が比較的容易である。しかしながら、高ズーム比を図るにつれてズーミングに際して諸収差の変動が多くなり、全ズーム領域で高い光学性能を得るのが難しくなってくる。特に負の屈折力の第３レンズ群よりズーミングに伴う諸収差の変動が増大してくる。例えば、広角端から中間のズーム位置にかけて、球面収差の変動が多くなり、更に波長差に起因する球面収差の色収差変動が増大してくる。
【０００７】
従って、前述した４群ズームレンズや５群ズームレンズにおいて、広画角化及び高ズーム比化を図りつつ、高い光学性能を得るには、第３レンズ群のレンズ構成を、適切に設定することが重要になっている。この第３レンズ群のレンズ構成が適切でないと、広角端から中間のズーム位置までのズーム範囲において、球面収差や像面湾曲の変動が増大し、高ズーム比で全ズーム範囲で高い光学性能を得るのが困難になる。
【０００８】
本発明は、広画角、高ズーム比で、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり諸収差を良好に補正し、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の提供を目的とする。
【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、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群、開口絞り、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第５レンズ群からなるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズを接合した接合レンズ、１枚の負レンズより構成され、
前記接合レンズを構成する負レンズの焦点距離をｆｎ１ｘ、前記接合レンズを構成する正レンズの焦点距離をｆｐｘ、広角端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｗｘとするとき、
０．６０＜｜ｆｎ１ｘ／ｆｐｘ｜＜３．５０
０．２４＜β３ｗ＜０．５３
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広画角、高ズーム比で、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり色収差を良好に補正し、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が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例１の広角端、ｆ＝３７．５２ｍｍ、望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）
【図３】実施例２の広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２の広角端、ｆ＝３５．７７ｍｍ、望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）
【図５】実施例３の広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３の広角端、ｆ＝３７．５２ｍｍ、望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）
【図７】実施例４の広角端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例４の広角端、ｆ＝３７．５２ｍｍ、望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）
【図９】本発明のズームレンズのズーム軌跡の説明図
【図１０】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群より構成されている。更にズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群、開口絞り、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第５レンズ群から構成されている。
【００１３】
図１は本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図（物体距離 無限遠）である。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、実施例１の広角端，全系の焦点距離ｆ＝３７．５２ｍｍ，望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）である。実施例１はズーム比２２．０、Ｆナンバー１．９０〜２．８０、撮影画角６９．０２°〜３．５８°のズームレンズである。
【００１４】
図３は本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図（物体距離 無限遠）である。図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、実施例２の広角端，全系の焦点距離ｆ＝３５．７７ｍｍ，望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）である。実施例２はズーム比２０．００、Ｆナンバー１．９０〜２．７４、撮影画角６９．０２°〜３．９４°のズームレンズである。
【００１５】
図５は本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図（物体距離 無限遠）である。図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、実施例３の広角端，全系の焦点距離ｆ＝３７．５２ｍｍ，望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）である。実施例３はズーム比２２．０、Ｆナンバー１．９０〜２．８０、撮影画角６９．０２°〜３．５８°のズームレンズである。
【００１６】
図７は本発明の実施例４の広角端におけるレンズ断面図（物体距離 無限遠）である。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、実施例４の広角端，全系の焦点距離ｆ＝３７．５２ｍｍ，望遠端における収差図（物体距離２．５ｍ）である。実施例４はズーム比２２．０、Ｆナンバー１．９０〜２．８０、撮影画角６９．０２°〜３．５８°のズームレンズである。図９は本発明のズームレンズのズーム軌跡の説明図である。図１０は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【００１７】
実施例１乃至４の図１，図３，図５，図７のレンズ断面図において、Ｕ１はズーミングに際して不動で、正の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群Ｕ１はフォーカシング用のレンズ系を有する。フォーカシング用のレンズ系は第１レンズ群Ｕ１の全部又は一部の屈折力のあるレンズ系よりなっている。
【００１８】
Ｕ２はズーミングの際に移動する、負の屈折力の第２レンズ群である。Ｕ３はズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群である。第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３は光軸上を移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行うバリエータレンズ群である。Ｕ４はズーミングに際して移動する、正の屈折力の第４レンズ群（コンペンセーターレンズ群）である。この第４レンズ群Ｕ４は、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の移動に連動して光軸上を移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。
【００１９】
ＳＰは開口絞りである。Ｕ５はズーミングに際して不動の正の屈折力の第５レンズ群（リレーレンズ群Ｒ）である。ＧＢはプリズム等のガラスブロックである。開口絞りＳＰは第４レンズ群Ｕ４と第５レンズ群Ｕ５との間に配置されている。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。実施例１乃至４は５つのレンズ群よりなる５群ズームレンズである。図９は実施例１乃至４の５群ズームレンズの広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００２０】
収差図のうち、球面収差において実線ｅはｅ線（波長５４６．１ｎｍ）、二点鎖線ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を示す。非点収差において点線Ｍはｅ線のメリディオナル像面、実線Ｓはｅ線のサジタル像面を示している。倍率色収差において二点鎖線ｇはｇ線によってあらわしている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。収差図において、球面収差は０．２ｍｍ、非点収差は０．２ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は、０．０５ｍｍのスケールで描いている。
【００２１】
実施例１乃至４の５群ズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有する。更にズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４、開口絞りＳＰ、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５からなる。
【００２２】
第３レンズ群Ｕ３は、１枚の負レンズと１枚の正レンズを接合した接合レンズ、１枚の負レンズより構成されている。接合レンズを構成する負レンズの焦点距離をｆｎ１ｘ、接合レンズを構成する正レンズの焦点距離をｆｐｘ、広角端における第３レンズ群Ｕ３の横倍率をβ３ｗｘとする。このとき、
０．６０＜｜ｆｎ１ｘ／ｆｐｘ｜＜３．５０  ・・・（１ｘ）
０．２４＜β３ｗｘ＜０．５３              ・・・（２ｘ）
なる条件式を満足する。
【００２３】
また実施例１乃至４の５群ズームレンズにおいて好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１ｘとする。第２レンズ群Ｕ２の焦点距離をｆ２ｘとする。第３レンズ群Ｕ３の焦点距離をｆ３ｘとする。広角端における全系の焦点距離をｆｗｘとする。第３レンズ群Ｕ３を構成する負レンズのうち、接合レンズを構成しない負レンズの焦点距離をｆｎ２ｘとする。
【００２４】
第３レンズ群Ｕ３の接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれＮｎ１ｘ，νｎ１ｘとする。接合レンズを構成する正レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれＮｐｘ，νｐｘとする。
【００２５】
このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
２．５０＜ｆ３ｘ／ｆ２ｘ＜７．５０          ・・・（３ｘ）
３．７０＜｜ｆ１ｘ／ｆ２ｘ｜＜７．００      ・・・（４ｘ）
３．５０＜｜ｆ３ｘ／ｆｗｘ｜＜１１．００    ・・・（５ｘ）
０．４０＜ｆｎ１ｘ／ｆｎ２ｘ＜８．００      ・・・（６ｘ）
０．６５＜Ｎｎ１ｘ／Ｎｐｘ＜１．２０        ・・・（７ｘ）
１．４０＜νｎ１ｘ／νｐｘ＜４．２０        ・・・（８ｘ）
次に条件式（１ｘ）乃至（８ｘ）の技術的意味について説明する。条件式（１ｘ），（２ｘ）は全ズーム範囲、特に広角端から中間のズーム位置において高い光学性能を得るためのものである。各実施例のズームレンズにおいて画面中心付近の光学性能に影響する球面収差、球面収差の色収差について説明する。ズームレンズにおいて全ズーム領域において、画面中心から画面周辺にかけて高い光学性能を得るためには、ズーミングに伴う画面中心の球面収差の変動、及び画面周辺の像面変動をできる限り軽減する必要がある。
【００２６】
前述したポジティブリード型の５群ズームレンズにおいて、高ズーム比化を図ると、広角端から中間のズーム位置にかけて、第３レンズ群Ｕ３の軸上光線の入射高さの変動が大きくなる傾向がある。具体的には、広角端に比べ中間のズーム位置において軸上光線の入射高さが低くなり、第３レンズ群Ｕ３の収差への影響が減少する。これに伴い、画面中心の光学性能に影響を与える球面収差の色収差の変動が増大する。
【００２７】
第３レンズ群Ｕ３を２つ以下のレンズで構成した場合、第３レンズ群Ｕ３により球面収差の色収差がオーバー側に大きく発生する。このため、高ズーム比化を図りつつ、球面収差の色収差の変動を軽減するのが困難となる。そこで各実施例においては、第３レンズ群Ｕ３を３つのレンズより構成し、それらの各レンズの構成や焦点距離等を適切に設定している。これにより第３レンズ群Ｕ３からの収差発生を軽減することで、全ズーム範囲にわたり収差の変動を軽減している。
【００２８】
条件式（１ｘ）の下限を越えて、接合レンズの負レンズの負の屈折力が強くなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、接合レンズ面の曲率半径が小さくなる。このため、広角端から中間のズーム位置において球面収差や球面収差の色収差の変動が増大する。条件式（１ｘ）の上限を越えて、接合レンズの負レンズの負の屈折力が弱くなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）、広角端における諸収差の補正が困難になる。
【００２９】
条件式（２ｘ）の下限を越えると、第３レンズ群Ｕ３のズーミングの際の移動量が大きくなり、広角端から中間のズーム位置において球面収差や球面収差の色収差の変動が増大する。条件式（２ｘ）の上限を越えると、高ズーム比化を図りつつ、レンズ全長を短縮することが困難となる。条件式（３ｘ）は第２レンズ群Ｕ２の焦点距離と第３レンズ群Ｕ３の焦点距離の比に関し、高ズーム比化を図りつつ、全ズーム範囲において収差を良好に補正しつつ、レンズ全長を短縮するためのものである。
【００３０】
条件式（３ｘ）の上限を越えて、第３レンズ群Ｕ３の負の屈折力が小さくなると、第３レンズ群Ｕ３のズーミングに際しての移動量が大きくなり、広角端から中間のズーム位置において球面収差の色収差の変動を軽減するのが困難となる。また第２レンズ群Ｕ２の負の屈折力が大きくなり、ズーミングに伴う収差変動を軽減することが困難となる。条件式（３ｘ）の下限を越えて、第２レンズ群Ｕ２の負の屈折力が小さくなると、高ズーム比化を図りつつ、レンズ全長を短縮するのが困難となる。
【００３１】
条件式（４ｘ）は第１レンズ群Ｕ１の焦点距離と第２レンズ群Ｕ２の焦点距離の比に関し、高ズーム比化及び全系の小型化を図りつつ、全ズーム範囲において諸収差を良好に補正するためのものである。条件式（４ｘ）の下限を越えて、第２レンズ群Ｕ２の負の屈折力が小さくなると、高ズーム比化を図りつつ、レンズ全長を短くするのが困難となる。条件式（４ｘ）の上限を越えて、第１レンズ群Ｕ１の正の屈折力が小さくなると、第１レンズ群Ｕ１が大型化し、全系の小型化が困難となる。また第２レンズ群Ｕ２の負の屈折力が大きくなり、ズーミングに伴う収差変動を軽減することが困難となる。
【００３２】
条件式（５ｘ）は、広角端における全系の焦点距離と第３レンズ群Ｕ３の焦点距離の比に関し、高ズーム比化を図りつつ、全ズーム範囲において諸収差を良好に補正し、かつレンズ全長の短縮を図るためのものである。
【００３３】
条件式（５ｘ）の上限を越えて、第３レンズ群Ｕ３の負の屈折力が小さくなると、ズーミングに際して第３レンズ群Ｕ３の移動量が大きくなる。このため、広角端から中間のズーム位置において球面収差の色収差の変動抑制を軽減するのが困難となる。条件式（５ｘ）の下限を越えて、第３レンズ群Ｕ３の負の屈折力が大きくなると、第３レンズ群Ｕ３に対する物点と第３レンズ群Ｕ３との距離が近づくため、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３が中間のズーム位置から望遠端にかけて干渉してくるので良くない。
【００３４】
条件式（６ｘ）は第３レンズ群Ｕ３中の２つの負レンズの負の屈折力の比に関し、広角端から中間のズーム位置において球面収差、球面収差の色収差等を良好に補正するためのものである。条件式（６ｘ）の下限を越えて、接合レンズを構成する負レンズの負の屈折力が強くなると、接合レンズ面の曲率が小さくなるため、広角端から中間のズーム位置において球面収差や球面収差の色収差の変動が増大する。条件式（６ｘ）の上限を越えて、接合レンズを構成する負レンズの負の屈折力が弱くなると、広角端において収差補正が困難となる。
【００３５】
条件式（７ｘ），（８ｘ）は第３レンズ群Ｕ３内の接合レンズの負レンズと正レンズの材料の屈折率と、アッベ数の比に関し、広角端から中間のズーム位置において球面収差、球面収差の色差等を良好に補正するためのものである。
【００３６】
ここで、材料のアッベ数νは、ｇ線における屈折率をＮｇ、Ｆ線における屈折率をＮＦ、ｄ線における屈折率をＮｄ、Ｃ線における屈折率をＮＣとしたとき、
ν＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
である。
【００３７】
条件式（７ｘ）の上限を越えて、接合レンズの負レンズの材料の屈折率が大きくなると、又は正レンズの材料の屈折率が小さくなると、接合レンズ面において球面収差がオーバー側に大きく発生する。広角端から中間のズーム位置において球面収差の変動が増大する。条件式（７ｘ）の下限を越えて、接合レンズの負レンズの材料の屈折率が小さくなると、又は正レンズの材料の屈折率が大きくなると、ペッツバール和が増大し、また諸収差が増大して広角端において諸収差の補正が困難となる。
【００３８】
条件式（８ｘ）の上限を越えて、接合レンズの負レンズの材料の分散が小さくなると、又は正レンズの材料の分散が大きくなると、接合レンズ面において球面収差の色収差がアンダー側に大きく発生する。この結果、広角端から中間のズーム位置において球面収差の色収差の変動が増大する。条件式（８ｘ）の下限を越えて、接合レンズの負レンズの材料の分散が大きくなると、又は正レンズの材料の分散が小さくなると、正レンズと負レンズの材料の分散差が小さくなる。そうすると、正レンズと負レンズの屈折力が過剰に大きくなり、広角端において諸収差の補正が困難となる。
【００３９】
本発明によれば、以上のように構成することにより、広画角、高ズーム比でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。
【００４０】
５群ズームレンズにおける更に好ましくは条件式（１ｘ）乃至（８ｘ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．６５＜｜ｆｎ１ｘ／ｆｐｘ｜＜３．３０      ・・・（１ｘａ）
０．２７＜β３ｗｘ＜０．５０                  ・・・（２ｘａ）
２．５５＜ｆ３ｘ／ｆ２ｘ＜７．００            ・・・（３ｘａ）
３．９０＜｜ｆ１ｘ／ｆ２ｘ｜＜６．５０        ・・・（４ｘａ）
４．００＜｜ｆ３ｘ／ｆｗｘ｜＜１０．００      ・・・（５ｘａ）
０．５０＜ｆｎ１ｘ／ｆｎ２ｘ＜７．００        ・・・（６ｘａ）
０．７５＜Ｎｎ１ｘ／Ｎｐｘ＜１．１０          ・・・（７ｘａ）
１．６０＜νｎ１ｘ／νｐｘ＜３．９０          ・・・（８ｘａ）
５群ズームレンズにおいて第３レンズ群Ｕ３は物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを接合した接合レンズと負レンズより構成するのが良い。このとき、接合レンズの接合レンズ面が物体側に凸形状とするのが良い。これによれば、広角端において球面収差及び球面収差の色収差等を良好に補正することが容易になる。また、最も物体側の負レンズに対し、最も像側の負レンズの軸上光線の入射高さが高くなる。
【００４１】
そこで軸上光線の入射高さの差に応じた適切な材料を負レンズに採用することで、第３レンズ群Ｕ３内において球面収差、色収差を良好に補正している。そして、広角端から中間のズーム位置において球面収差、球面収差の色収差等を良好に補正している。
【００４２】
以下に本発明の実施例１乃至４、実施例１乃至４に対応する数値実施例１乃至４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉ，νｄｉはそれぞれ第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ＢＦはバックフォーカスである。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの空気換算での値である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算でのバックフォーカスを加えた値である。各実施例と前述した条件式との対応を表１に示す。
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       -185.439    2.30   1.80100    35.0       81.02
2        486.543    2.84                         78.04
3      -98329.224    2.30   1.80100    35.0       77.38
4         91.150   16.10   1.49700    81.5       74.93
5       -129.965    0.40                         74.96
6        165.185    7.38   1.43387    95.1       72.82
7       -347.780    6.90                         72.46
8        109.329   10.97   1.61800    63.3       73.62
9       -264.615    0.15                         73.17
10         63.587    5.74   1.77250    49.6       66.53
11        114.104  (可変)                         65.57
12         65.758    0.90   1.88300    40.8       27.08
13         14.444    6.74                         21.60
14        -76.887    7.75   1.80809    22.8       20.89
15        -13.515    0.70   1.88300    40.8       20.14
16         56.355    0.20                         19.60
17         25.182    2.72   1.66680    33.0       19.80
18         53.836  (可変)                         19.40
19        290.152    0.75   1.77250    49.6       19.86
20         24.237    2.69   1.84666    23.8       20.15
21         51.848    4.44                         20.24
22        -21.958    0.75   1.77250    49.6       20.65
23        -41.575  (可変)                         21.99
24        -97.365    3.75   1.63854    55.4       27.05
25        -28.574    0.15                         27.74
26        108.068    3.39   1.51633    64.1       29.34
27       -100.494  (可変)                         29.50
28(絞り)    ∞       1.30                         29.56
29         39.067    7.36   1.51742    52.4       29.71
30        -38.220    0.90   1.83481    42.7       29.33
31        214.266   32.40                         29.08
32         78.982    4.90   1.49700    81.5       29.28
33        -51.551    3.48                         29.11
34        156.842    1.40   1.83403    37.2       26.01
35         19.962    5.80   1.48749    70.2       24.28
36        127.749    0.20                         24.21
37         54.186    5.90   1.50127    56.5       24.43
38        -32.007    1.40   1.83481    42.7       24.41
39       -361.712    7.50                         24.92
40         44.409    5.35   1.50127    56.5       26.88
41        -58.231    4.00                         26.74
42          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
43          ∞      13.20   1.51633    64.1       40.00
44          ∞       7.63                         40.00
像面        ∞   
各種データ
ズーム比     22.00 
広角     中間     望遠
焦点距離       8.00    37.52   176.00  
Fナンバー      1.90     1.90     2.80  
半画角（度）  34.51     8.34     1.79  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   270.77   270.77   270.77  
BF            40.85    40.85    40.85  
d11            0.89    36.86    51.88  
d18           54.99     6.83     7.98  
d23            5.30    10.60     1.15  
d27            0.81     7.71     1.00  
入射瞳位置    50.44   191.37   746.84  
射出瞳位置   411.76   411.76   411.76  
前側主点位置  58.59   232.37   999.50  
後側主点位置  -0.37   -29.88  -168.37  
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      67.22        55.08        34.71          2.65
2   12     -13.66        19.01         2.86         -9.65
3   19     -36.60         8.63         4.65         -2.06
4   24      38.42         7.29         3.31         -1.32
5   28      56.76       128.10        64.65        -53.73
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -166.24
2       3   -112.92
3       4    110.15
4       6    258.61
5       8    126.13
6      10    176.28
7      12    -21.01
8      14     19.04
9      15    -12.22
10      17     67.86
11      19    -34.11
12      20     50.94
13      22    -60.97
14      24     61.75
15      26    101.04
16      29     38.42
17      30    -38.57
18      32     63.37
19      34    -27.38
20      35     47.53
21      37     40.91
22      38    -41.91
23      40     50.94
24      42      0.00
25      43      0.00
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       -190.120    2.30   1.80100    35.0       83.47
2        462.695    3.94                         81.30
3       -959.747    2.30   1.80100    35.0       80.95
4         91.054   17.39   1.49700    81.5       79.83
5       -127.266    0.40                         80.03
6        184.326    8.04   1.43387    95.1       78.98
7       -323.399    6.90                         78.77
8        116.975   11.00   1.61800    63.3       75.88
9       -225.193    0.15                         75.26
10         63.153    5.48   1.77250    49.6       64.59
11        114.604  (可変)                         63.66
12         50.100    0.90   1.88300    40.8       29.75
13         14.895    6.98                         23.62
14       -102.336    8.24   1.80809    22.8       23.32
15        -14.817    0.70   1.88300    40.8       22.53
16         59.724    0.20                         21.81
17         25.261    2.94   1.66680    33.0       22.04
18         49.419  (可変)                         21.55
19       -391.926    0.75   1.77250    49.6       18.53
20         33.745    2.92   1.69895    30.1       18.83
21       -777.664    2.75                         19.09
22        -26.308    0.75   1.77250    49.6       19.35
23        -76.578  (可変)                         20.30
24        -91.160    3.34   1.63854    55.4       26.94
25        -34.513    0.15                         27.70
26        185.188    1.60   1.51633    64.1       28.83
27        238.935  (可変)                         29.06
28(絞り)    ∞       1.30                         29.21
29         57.697    7.49   1.51742    52.4       30.18
30        -28.726    0.90   1.83481    42.7       30.19
31        -69.744   32.40                         30.91
32         78.157    5.46   1.49700    81.5       31.24
33        -51.198   14.07                         31.05
34        -50.184    1.40   1.83403    37.2       22.69
35         27.375    5.52   1.48749    70.2       23.06
36       -132.597    0.14                         23.84
37         55.260    7.35   1.50127    56.5       24.65
38        -21.926    1.40   1.83481    42.7       24.85
39        -59.639    0.15                         26.07
40         55.783    5.38   1.50127    56.5       26.75
41        -44.931    4.00                         26.71
42          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
43          ∞      13.20   1.51633    64.1       40.00
44          ∞       7.48                         40.00
像面        ∞   
各種データ
ズーム比     20.00 
広角     中間     望遠
焦点距離       8.00    35.77   160.00  
Fナンバー      1.90     1.89     2.74  
半画角（度）  34.51     8.74     1.97  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   283.39   283.39   283.39  
BF            40.7     40.7     40.7   
d11            0.80    38.42    53.06  
d18           57.77     8.55     9.41  
d23           10.10    13.92     1.45  
d27            0.96     8.74     5.70  
入射瞳位置    51.99   193.91   680.08  
射出瞳位置   352.44   352.44   352.44  
前側主点位置  60.17   233.39   914.30  
後側主点位置  -0.52   -28.28  -152.52  
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      67.54        57.89        38.12          5.82
2   12     -15.98        19.96         3.12         -9.97
3   19     -43.97         7.17         3.90         -1.35
4   24      80.11         5.09         2.97         -0.23
5   28      60.27       133.15        69.87        -85.98
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -166.84
2       3   -103.03
3       4    109.38
4       6    271.23
5       8    125.65
6      10    173.17
7      12    -24.16
8      14     20.36
9      15    -13.31
10      17     73.36
11      19    -40.00
12      20     45.98
13      22    -51.97
14      24     84.66
15      26    1572.59
16      29     38.02
17      30    -58.77
18      32     62.94
19      34    -20.93
20      35     46.92
21      37     32.21
22      38    -42.02
23      40     50.34
24      42      0.00
25      43      0.00
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       -197.729    2.30   1.80100    35.0       81.11
2        663.175    2.83                         79.48
3      -1826.105    2.30   1.80100    35.0       79.18
4         87.973   17.38   1.49700    81.5       78.01
5       -119.734    0.40                         78.20
6        163.379    6.78   1.43387    95.1       77.02
7       -910.947    6.90                         76.79
8        106.509   11.02   1.61800    63.3       74.84
9       -256.578    0.15                         74.24
10         61.706    5.74   1.77250    49.6       66.54
11        108.634  (可変)                         65.62
12         53.443    0.90   1.88300    40.8       23.37
13         13.103    6.17                         18.82
14        -45.556    6.91   1.80809    22.8       17.89
15        -11.549    0.70   1.88300    40.8       17.18
16         51.876    0.20                         16.75
17         25.570    2.40   1.66680    33.0       16.88
18         52.027  (可変)                         16.56
19         40.017    0.75   1.72916    54.7       22.47
20         27.581    2.55   1.84666    23.8       22.36
21         53.410    3.66                         22.19
22        -37.732    0.75   1.83481    42.7       22.30
23        212.023  (可変)                         23.26
24        199.203    3.89   1.63854    55.4       24.61
25        -38.073    0.15                         25.16
26        119.933    2.13   1.51633    64.1       25.81
27      -4303.262  (可変)                         25.91
28(絞り)    ∞       1.30                         26.72
29         54.677    6.34   1.51742    52.4       27.01
30        -30.330    0.90   1.83481    42.7       26.85
31       -143.575   32.40                         27.13
32         58.649    5.20   1.49700    81.5       26.84
33        -42.038    4.55                         26.60
34        -47.301    1.40   1.83403    37.2       23.40
35         33.174    5.05   1.48749    70.2       23.66
36       -159.823    1.57                         24.27
37         76.391    6.78   1.50127    56.5       25.19
38        -24.065    1.40   1.83481    42.7       25.37
39        -51.045    0.15                         26.31
40         40.225    4.64   1.50127    56.5       26.66
41       -134.593    4.00                         26.35
42          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
43          ∞      13.20   1.51633    64.1       40.00
44          ∞       7.45                         40.00
像面        ∞   
各種データ
ズーム比     22.00 
広角     中間     望遠
焦点距離       8.00    37.52   176.00  
Fナンバー      1.90     1.92     2.80  
半画角（度）  34.51     8.34     1.79  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   260.05   260.05   260.05
BF            40.67    40.67    40.67  
d11            1.70    39.47    53.10  
d18           49.22     5.57     5.31  
d23            1.67    11.08     1.39  
d27            8.15     4.61     0.93  
入射瞳位置    49.45   209.41   754.59  
射出瞳位置   403.13   403.13   403.13  
前側主点位置  57.61   250.49   1008.87  
後側主点位置  -0.55   -30.08  -168.55  
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      67.00        55.80        35.16          2.71
2   12     -11.00        17.28         3.14         -8.12
3   19     -58.26         7.71        10.18          3.53
4   24      41.11         6.17         2.11         -1.83
5   28      51.49       121.89        57.99        -56.32
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -188.65
2       3   -104.02
3       4    104.65
4       6    319.11
5       8    122.76
6      10    174.69
7      12    -19.75
8      14     17.36
9      15    -10.58
10      17     72.24
11      19   -124.36
12      20     63.79
13      22    -38.11
14      24     50.16
15      26    225.18
16      29     38.52
17      30    -45.97
18      32     49.98
19      34    -23.05
20      35     56.65
21      37     37.20
22      38    -55.55
23      40     62.07
24      42      0.00
25      43      0.00
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       -185.426    2.30   1.80100    35.0       81.19
2        512.885    2.68                         79.49
3       49127.644    2.30   1.80100    35.0       79.25
4         88.694   16.66   1.49700    81.5       78.13
5       -131.518    0.40                         78.30
6        164.535    8.00   1.43387    95.1       77.46
7       -362.458    6.90                         77.28
8        108.962   10.83   1.61800    63.3       75.47
9       -269.474    0.15                         74.97
10         62.891    5.87   1.77250    49.6       66.86
11        114.933  (可変)                         65.96
12         51.343    0.90   1.88300    40.8      
23.16
13         12.504    6.25                         18.49
14        -46.154    6.87   1.80809    22.8       17.62
15        -11.458    0.70   1.88300    40.8       16.99
16         51.919    0.20                         16.66
17         24.272    2.48   1.66680    33.0       16.84
18         52.682  (可変)                         16.52
19         71.345    0.75   1.48749    70.2       22.59
20         48.722    2.05   1.92286    18.9       22.71
21        100.315    2.97                         22.67
22        -42.404    0.75   1.88300    40.8       22.78
23       1609.743  (可変)                         23.58
24        586.478    3.22   1.63854    55.4       24.46
25        -46.404    0.15                         24.99
26         90.613    2.70   1.51633    64.1       25.74
27       -232.947  (可変)                         25.85
28(絞り)    ∞       1.30                         26.38
29        252.703    4.99   1.51742    52.4       26.48
30        -27.061    0.90   1.83481    42.7       26.49
31        -65.330   32.40                         27.06
32         63.845    5.00   1.49700    81.5       27.13
33        -44.642    6.16                         26.92
34        -55.657    1.40   1.83403    37.2       23.34
35         28.068    5.03   1.48749    70.2       23.53
36      -6410.544    0.19                         24.19
37         67.206    7.15   1.50127    56.5       24.74
38        -22.087    1.40   1.83481    42.7       25.02
39        -47.654    0.15                         26.23
40         43.622    5.18   1.50127    56.5       26.92
41        -67.211    4.00                         26.73
42          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
43          ∞      13.20   1.51633    64.1       40.00
44          ∞       7.41                         40.00
像面        ∞   
各種データ
ズーム比     22.00 
広角     中間     望遠
焦点距離       8.00    37.52   176.00  
Fナンバー      1.90     1.92     2.80  
半画角（度）  34.51     8.34     1.79  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   259.84   259.84   259.84  
BF            40.63    40.63    40.63  
d11            1.98    39.72    52.81  
d18           49.98     5.23     3.49  
d23            1.22    13.35     1.19  
d27            8.69     3.57     4.39  
入射瞳位置    49.55   213.09   754.62  
射出瞳位置   404.72   404.72   404.72  
前側主点位置  57.71   254.15   1008.58  
後側主点位置  -0.59   -30.11  -168.59  
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      66.42        56.09        35.19          2.75
2   12     -10.96        17.41         2.96         -8.45
3   19     -72.53         6.53         7.85          2.57
4   24      44.03         6.07         2.10         -1.81
5   28      49.94       121.44        56.10        -49.97
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -168.63
2       3   -110.19
3       4    109.01
4       6    261.37
5       8    126.46
6      10    170.54
7      12    -18.82
8      14     17.14
9      15    -10.51
10      17     64.75
11      19   -317.59
12      20     99.49
13      22    -46.51
14      24     67.19
15      26    126.24
16      29     47.32
17      30    -55.63
18      32     53.53
19      34    -22.06
20      35     57.15
21      37     33.93
22      38    -50.30
23      40     53.39
24      42      0.00
25      43      0.00
2018120251.tif 000003
【００４３】
図１０は各実施例のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置１２５（テレビカメラシステム）の要部概略図である。図１０において１０１は実施例１乃至４のいずれか１つのズームレンズである。１２４はカメラ本体であり、ズームレンズ１０１はカメラ本体１２４に対して着脱可能になっている。１２５はカメラ１２４にズームレンズ１０１を装着することにより構成される撮像装置（撮像システム）である。尚、ここでズームレンズ１０１とカメラ本体１２４とは一体的に構成しても構わない。
【００４４】
ズームレンズ１０１はレンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用のリレーレンズ群Ｒを有している。レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺは変倍の為に光軸上を移動するレンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動するレンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。
【００４５】
１１４，１１５は、各々レンズ群Ｆ、変倍部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乃至１１８は駆動機構１１４、１１５及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１１９乃至１２１は、レンズ群Ｆ、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為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等の検出器である。
【００４６】
カメラ本体１２４において１０９はカメラ本体１２４内の光学フィルタや色分解プリズム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を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。また、１１１、１２２はカメラ本体１２４及びズームレンズ本体１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。
【００４７】
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。
【符号の説明】
【００４８】
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    Ｕ５：第５レンズ群    ＳＰ：開口絞り ＩＰ：像面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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