(57)【要約】【課題】コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域での可視光から近赤外光の広い波長領域において軸上色収差が十分に低減されたズームレンズを提供する。【解決手段】本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の第１レンズ群と、正のレンズ群ＬＰを含む後群とから成り、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、回折光学部を含むレンズを有し、レンズ群ＬＰは、正レンズと負レンズを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動し、最も物体側の正レンズ群より物体側に配置されている負レンズ群の広角端における合成焦点距離、レンズ群ＬＰの焦点距離、レンズ群ＬＰの広角端及び望遠端それぞれにおける横倍率、広角端における軸上光線の通過位置の高さの最大値、及び広角端における軸上光線の回折光学部での通過位置の高さを適切に設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力のレンズ群ＬＰを含む後群とから成り、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
回折光学部を含むレンズを有し、
前記レンズ群ＬＰは、正レンズと負レンズを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動し、
最も物体側に配置された正の屈折力のレンズ群よりも物体側に配置されている負の屈折力のレンズ群の広角端における合成焦点距離をｆｎ、前記レンズ群ＬＰの焦点距離をｆｐ、前記レンズ群ＬＰの広角端及び望遠端のそれぞれにおける横倍率をβｐｗ及びβｐｔ、広角端における軸上光線の通過位置の高さの最大値をｈｗｍａｘ、広角端における軸上光線の前記回折光学部での通過位置の高さをｈｗｄｏとするとき、
−１．５０＜ｆｎ／ｆｐ＜−０．２０
２．０＜βｐｔ／βｐｗ＜１０．０
０．５０＜ｈｗｄｏ／ｈｗｍａｘ≦１．００
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、
該少なくとも１枚の正レンズのいずれかの材料のｄ線に関する屈折率及びアッベ数をそれぞれＮｄ１ｐ及びνｄ１ｐとするとき、
１．７０＜Ｎｄ１ｐ＜２．５０
１０＜νｄ１ｐ＜４０
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】
前記レンズ群ＬＰに含まれる前記少なくとも１枚の正レンズのいずれかのアッベ数をνｄｐｐとするとき、
６０＜νｄｐｐ
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】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記回折光学部の焦点距離をｆｄｏｅとするとき、
５０．０＜｜ｆｄｏｅ／ｆｗ｜＜１００００．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
−５．０＜ｆ１／ｆｗ＜−０．５
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
０．５０＜ｆｐ／ｆｔ＜５．００
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの有効径をｅａ１とするとき、
−５．０＜ｅａ１／ｆ１＜−０．５
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記ズームレンズの広角端における全長をｔｄｗとするとき、
４．０＜ｔｄｗ／ｆｗ＜３０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記レンズ群ＬＰは、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ単調に移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記後群は、負の屈折力の第２レンズ群及び正の屈折力の第３レンズ群から成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第３レンズ群は、前記レンズ群ＬＰであることを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズ群は、前記回折光学部を含むレンズを含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群は移動することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１５】
前記後群は、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群及び正の屈折力の第６レンズ群から成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１６】
前記第３レンズ群は、前記レンズ群ＬＰであることを特徴とする請求項１５に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第４レンズ群は、前記回折光学部を含むレンズを含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載のズームレンズ。
【請求項１８】
前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１９】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第６レンズ群は移動し、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群は物体側に単調に移動し、前記第６レンズ群は不動であることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項２０】
前記後群は、正の屈折力の第２レンズ群から成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項２１】
前記第２レンズ群は、前記回折光学部を含むレンズを含むことを特徴とする請求項２０に記載のズームレンズ。
【請求項２２】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項２０または２１に記載のズームレンズ。
【請求項２３】
前記第２レンズ群内に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項２０または２１に記載のズームレンズ。
【請求項２４】
前記回折光学部を含むレンズは、接合面に前記回折光学部が設けられた接合レンズであることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項２５】
−１．３０＜ｆｎ／ｆｐ＜−０．４０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項２６】
２．２＜βｐｔ／βｐｗ＜８．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項２７】
０．５５＜ｈｗｄｏ／ｈｗｍａｘ≦１．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項２８】
請求項１乃至２７のいずれか一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像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２９】
収差を補正する電気的な補正手段を有することを特徴とする請求項２８に記載の撮像装置。
【請求項３０】
請求項１乃至２７のいずれか一項に記載のズームレンズと、
ズーミングに際して前記ズームレンズを制御する制御部とを有することを特徴とする撮像システム。
【請求項３１】
前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項３０に記載の撮像システム。
【請求項３２】
前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを操作するための操作部を有することを特徴とする請求項３０または３１に記載の撮像システム。
【請求項３３】
前記ズームレンズのズームに関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項３０乃至３２のいずれか一項に記載の撮像システム。
【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、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等の固体撮像素子を用いたカメラ、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置に用いられるズームレンズとしては、レンズ全長が短く、広い画角を持ち、しかも高解像力なものが要求されている。
特に監視カメラにおいては、ナイトモードを実行可能な撮像装置が求められているため、広い波長領域での色収差補正が必要となっている。
【０００３】
特許文献１及び２は、広い画角を持ちながら良好な光学性能を持ったズームレンズとして、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、後続のレンズ群とを有し、回折光学素子を備えるネガティブリード型のズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５６５８２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１２８８５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に開示されているズームレンズでは、ズーム全域における可視光から近赤外光の広い波長領域において軸上色収差が十分に低減されていない。
そこで本発明は、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域における可視光から近赤外光の広い波長領域において軸上色収差が十分に低減された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】
【０００６】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力のレンズ群ＬＰを含む後群とから成り、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、回折光学部を含むレンズを有し、レンズ群ＬＰは、正レンズと負レンズを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動し、最も物体側に配置された正の屈折力のレンズ群よりも物体側に配置されている負の屈折力のレンズ群の広角端における合成焦点距離をｆｎ、レンズ群ＬＰの焦点距離をｆｐ、レンズ群ＬＰの広角端及び望遠端のそれぞれにおける横倍率をβｐｗ及びβｐｔ、広角端における軸上光線の通過位置の高さの最大値をｈｗｍａｘ、広角端における軸上光線の回折光学部での通過位置の高さをｈｗｄｏとするとき、
−１．５０＜ｆｎ／ｆｐ＜−０．２０
２．０＜βｐｔ／βｐｗ＜１０．０
０．５０＜ｈｗｄｏ／ｈｗｍａｘ≦１．００
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域における可視光から近赤外光の広い波長領域において軸上色収差が十分に低減されたズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図。
【図２】実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図。
【図３】実施例２のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図。
【図４】実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図。
【図５】実施例３のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図。
【図６】実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図。
【図７】実施例４のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図。
【図８】実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図。
【図９】実施例５のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図。
【図１０】実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図。
【図１１】本発明のズームレンズを有する撮像装置の要部概略図。
【図１２】本発明のズームレンズを有する撮像装置の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）において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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
【００１０】
図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端において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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
【００１１】
図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端において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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
【００１２】
図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端において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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
【００１３】
図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端において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１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
【００１４】
レンズ断面図中の実線で描かれている矢印は、ズーミング時の各レンズ群の移動軌跡を示している。また、レンズ断面図中の点線で描かれている矢印は、ズームレンズが最至近物体に合焦しているときのフォーカス群の移動軌跡を示している。
【００１５】
縦収差図において、球面収差、倍率色収差に関して、実線はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、破線はＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（波長６５６．２７ｎｍ）、点線は波長８５０ｎｍを示している。非点収差に関しては、破線及び実線はそれぞれ、ｄ線のメリディオナル像面及びサジタル像面を示している。また、ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影半画角を表している。また、球面収差は０．２ｍｍ、非点収差は０．２ｍｍ、歪曲は５０％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。
【００１６】
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力を有するレンズ群（以下、簡単に「正レンズ群」と称する。）ＬＰを含む後群ＬＲとを有しており、第１レンズ群Ｌ１より像側に可変絞り（開口絞り）ＳＰが配置されており、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ単調に移動し、かつ少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズ（以下、簡単に「正レンズ」と称する。）と少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズ（以下、簡単に「負レンズ」と称する。）とを有する。
また、各実施例のズームレンズは、回折光学素子ＤＯＥ（回折光学部）を含むレンズを有する。
【００１７】
ここで、最も物体側の正レンズ群より物体側に配置されている負の屈折力を有するレンズ群（最も物体側から連続する負の屈折力のレンズ群（以下、簡単に「負レンズ群」と称する。））の広角端における合成焦点距離をｆｎとする。後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの焦点距離をｆｐ、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの広角端及び望遠端それぞれにおける横倍率をβｐｗ及びβｐｔとする。広角端における軸上光線の通過位置の高さの最大値をｈｗｍａｘ、広角端における軸上光線の回折光学素子ＤＯＥでの（最も物体側における）通過位置の高さをｈｗｄｏとする。
このとき、各実施例のズームレンズは
−１．５０＜ｆｎ／ｆｐ＜−０．２０  ・・・（１）
２．０＜βｐｔ／βｐｗ＜１０．０  ・・・（２）
０．５０＜ｈｗｄｏ／ｈｗｍａｘ≦１．００  ・・・（３）
なる条件式を満たしている。
【００１８】
各実施例のズームレンズは、小型かつ軽量でありながら、広い画角を有し、収差を良好に補正するために、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、正レンズ群ＬＰを含む後群ＬＲとを有する構成としている。
【００１９】
後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、効率的に変倍を行うために、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ単調に移動する構成としている。
また、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰを広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ単調に移動する構成とすることによって、ズームレンズの小型化やズームレンズにおいて発生する収差変動を抑制することができる。
また、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、球面収差やコマ収差を良好に補正するために、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有する構成としている。
【００２０】
また、各実施例のズームレンズは色収差を補正するために、回折光学素子ＤＯＥを有している。
ここで、回折光学素子ＤＯＥのｄ線に関するアッべ数νｄｄｏｅ及びＣ線とｔ線に関する部分分散比θＣｔｄｏｅは、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｔ線の波長を各々λｄ、λＣ、λＦ、λｔとするとき、以下の式（Ａ）及び（Ｂ）で表される。
νｄｄｏｅ＝λｄ／（λＦ−λＣ）  ・・・（Ａ）
θＣｔｄｏｅ＝（λＣ−λｔ）／（λＦ−λＣ）  ・・・（Ｂ）
【００２１】
式（Ａ）及び（Ｂ）から、各実施例のズームレンズに設けられている回折光学素子ＤＯＥのアッベ数νｄｄｏｅ及び部分分散比θＣｔｄｏｅは各々−３．４５、２．１０となる。
回折光学素子ＤＯＥの回折面の分散特性は負の値をとっており、一般的な光学材料の分散特性とは逆の作用を有する。また、回折光学素子ＤＯＥのＣ線とｔ線の部分分散比θＣｔｄｏｅは一般的な光学材料よりも大きな値となっているため、レンズ系に用いることで、可視光から近赤外光までの広い波長範囲にわたる色収差の補正に非常に有効である。
【００２２】
次に前述の条件式（１）〜（３）の技術的意味について説明する。
条件式（１）は、最も物体側の正レンズ群より物体側に配置されている負レンズ群の広角端における合成焦点距離と、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの焦点距離との比の値（以下、簡単に「比」と称する。）を規定する式である。焦点距離の比が条件式（１）の下限値を下回ると、最も物体側の正レンズ群より物体側に配置されている負レンズ群の合成焦点距離が長くなりすぎ（負の合成焦点距離の絶対値が大きくなりすぎ）、広角端において広い画角を確保することが困難となるため、好ましくない。
一方、焦点距離の比が条件式（１）の上限値を超えると、最も物体側の正レンズ群より物体側に配置されている負レンズ群の合成焦点距離が短くなりすぎ（負の合成焦点距離の絶対値が小さくなりすぎ）、広角側における諸収差、特に像面湾曲や歪曲の補正が困難となるため、好ましくない。
【００２３】
条件式（２）は、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの広角端及び望遠端それぞれにおける横倍率の比を規定する式である。横倍率の比が条件式（２）の下限値を下回ると、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰが十分な変倍比を持たず、ズームレンズとして十分な変倍比を持つことができないため、好ましくない。
一方、横倍率の比が条件式（２）の上限値を超えると、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰが変倍比を持ちすぎ、ズームによる諸収差の変動が大きくなりすぎるため、好ましくない。
【００２４】
条件式（３）は、広角端における軸上光線が通過する高さの最大値と、広角端における軸上光線が回折光学素子ＤＯＥを通過する高さとの比を規定する式である。軸上光線が通過する高さが高くなる位置に回折光学素子ＤＯＥを配置することで、軸上色収差を良好に補正することができる。
高さの比が条件式（３）の下限値を下回ると、広角端における軸上光線が通過する高さを十分に確保できず、軸上色収差が十分に補正されないため、好ましくない。
なお、低分散ガラスを用いると軸上色収差の補正を行うことができるが、低分散ガラスは一般的に屈折率が低く、屈折力を十分に確保するためには曲率を大きくするか、低分散ガラスを複数枚使う必要があるため、全系の大型化を招いてしまい、好ましくない。
【００２５】
第１レンズ群Ｌ１は、少なくとも１枚の正レンズを有し、第１レンズ群Ｌ１に含まれる少なくとも１枚の正レンズのうちのいずれかの正レンズのｄ線に関する屈折率とアッベ数をそれぞれＮｄ１ｐ、νｄ１ｐとする。また、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰが有する少なくとも１枚の正レンズのうちのいずれかの正レンズのｄ線に関するアッベ数をνｄｐｐとする。各実施例のズームレンズの広角端における焦点距離、望遠端における焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズの有効径をｅａ１とする。広角端におけるレンズ全長をｔｄｗとする。
なお、ｄ線に関するアッベ数は、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線に対する屈折率をそれぞれｎｄ、ｎＣ、ｎＦとしたとき、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）  ・・・（Ｃ）
のように表される。
また、回折光学素子ＤＯＥの焦点距離をｆｄｏｅとし、焦点距離ｆｄｏｅは、回折格子の位相係数Ｃ２を用いて
ｆｄｏｅ＝−１／（２×Ｃ２）  ・・・（Ｄ）
のように表される。
【００２６】
このとき、各実施例のズームレンズにおいてさらに好ましくは次の各条件式のうちの１つ以上を満足するのが良い。
１．７０＜Ｎｄ１ｐ＜２．５０  ・・・（４）
１０＜νｄ１ｐ＜４０          ・・・（５）
６０＜νｄｐｐ                ・・・（６）
５０．０＜｜ｆｄｏｅ／ｆｗ｜＜１００００．０  ・・・（７）
−５．０＜ｆ１／ｆｗ＜−０．５  ・・・（８）
０．５０＜ｆｐ／ｆｔ＜５．００  ・・・（９）
−５．０＜ｅａ１／ｆ１＜−０．５  ・・・（１０）
４．０＜ｔｄｗ／ｆｗ＜３０．０  ・・・（１１）
【００２７】
条件式（４）及び（５）は、第１レンズ群Ｌ１が有する少なくとも１枚の正レンズの材料の特性に関する式である。
条件式（４）の上限値を超えると、特に望遠端で発生する球面収差がアンダー方向に増加しやすくなり、好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を下回ると、望遠端で発生する球面収差がオーバー方向に増加しやすくなり、好ましくない。さらに、正レンズのパワーを得るために曲率半径を小さくしたりレンズ厚を大きくしたりする必要が生じ、小型化を妨げるため、好ましくない。
【００２８】
条件式（５）は色収差の補正に関する条件であり、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズで発生する色収差を、条件式（５）を満足する正レンズを使用することによってキャンセルすることができる。
条件式（５）の下限値を下回ると、ズーム全域における倍率色収差が増加してしまう。例えば、ｄ線に対するｇ線やＦ線等の短波長側の収差が、オーバー方向に増加してしまい、好ましくない。一方、条件式（５）の上限値を超えると、下限値を下回るときと同様に、ズーム全域における倍率色収差が増加してしまう。この場合、ｄ線に対するｇ線やＦ線等の短波長側の収差が、アンダー方向に増加してしまい、好ましくない。
【００２９】
条件式（６）は、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰが有する少なくとも１枚の正レンズの材料の特性に関する式である。条件式（６）は特に軸上色収差の補正に関する条件であり、軸上光線の通過が高くなる位置に条件式（６）を満たす正レンズを使用することで、ズーム全域において軸上色収差を良好に補正することができる。
条件式（６）の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が不足してしまう。良好に補正するためには各レンズ群の屈折力を弱める必要があるが、その場合広角化や高変倍比を確保するためにレンズ全長が大型化してしまうため、好ましくない。
【００３０】
条件式（７）は、回折光学素子ＤＯＥの焦点距離と、ズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式（７）の下限値を下回ると、回折光学素子ＤＯＥの焦点距離が小さくなりすぎ、倍率色収差が過補正となってしまうため、好ましくない。また、条件式（７）の下限値を下回ると、ズームレンズの広角端における焦点距離が長くなりすぎ、広角端において広い画角を確保するのが困難となるため、好ましくない。
一方、条件式（７）の上限値を超えると、回折光学素子ＤＯＥの焦点距離が大きくなりすぎ、倍率色収差が補正不足となってしまうため、好ましくない。また、条件式（７）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎ、広角側における諸収差、特に倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【００３１】
条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離とズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式（８）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の負の焦点距離が長くなりすぎ（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎ）、広角端において広い画角を確保するのが困難となるため、好ましくない。
一方、条件式（８）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の負の焦点距離が短くなりすぎ（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎ）、ズーム全域において第１レンズ群Ｌ１で発生する像面湾曲、歪曲が大きくなり、ズーミングにおける変動に対する補正が困難となるため、好ましくない。
【００３２】
条件式（９）は、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの焦点距離とズームレンズの望遠端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式（９）の下限値を下回ると、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの焦点距離が短くなりすぎ、ズーム全域で球面収差やコマ収差が大きく発生し、かつズーミングにおける変動に対する抑制が困難となるため、好ましくない。
一方、条件式（９）の上限値を超えると、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰの焦点距離が長くなりすぎる。この場合、広角端において広い画角を確保するためには第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力をきわめて強くする必要があり、第１レンズ群Ｌ１で発生する像面湾曲、歪曲の抑制が困難となるため、好ましくない。
【００３３】
条件式（１０）は、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズの有効径と、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離との比を規定する式である。
条件式（１０）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に対して最も物体側のレンズの有効径が大きくなりすぎ、ズームレンズが大型化してしまうため、好ましくない。また、第１レンズ群Ｌ１の負の焦点距離が短くなりすぎ（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎ）、ズーム全域で球面収差やコマ収差が大きく発生し、かつズーミングにおける変動に対する抑制が困難となるため、好ましくない。
一方、条件式（１０）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の負の焦点距離が長くなりすぎ（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎ）、広角端において広い画角を確保するのが困難となるため、好ましくない。
【００３４】
条件式（１１）は、ズームレンズの広角端における全長と、ズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式（１１）の下限値を下回ると、広角端におけるレンズ全長が短くなりすぎ、変倍比を得るためのレンズ群の移動量が確保できなくなり、高変倍化が困難となるため、好ましくない。
一方、条件式（１１）の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が長くなりすぎ、ズームレンズが大型化してしまうため、好ましくない。
【００３５】
なお、さらに好ましくは条件式（１）〜（５）及び（７）〜（１１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．３０＜ｆｎ／ｆｐ＜−０．４０  ・・・（１ａ）
２．２＜βｐｔ／βｐｗ＜８．０  ・・・（２ａ）
０．５５＜ｈｗｄｏ／ｈｗｍａｘ≦１．００  ・・・（３ａ）
１．７２＜Ｎｄ１ｐ＜２．４５  ・・・（４ａ）
１３＜νｄ１ｐ＜３９  ・・・（５ａ）
８０．０＜｜ｆｄｏｅ／ｆｗ｜＜８０００．０  ・・・（７ａ）
−４．５＜ｆ１／ｆｗ＜−０．８  ・・・（８ａ）
０．５５＜ｆｐ／ｆｔ＜４．００  ・・・（９ａ）
−４．５＜ｅａ１／ｆ１＜−１．０  ・・・（１０ａ）
５．０＜ｔｄｗ／ｆｗ＜２５．０  ・・・（１１ａ）
【００３６】
よりさらに好ましくは条件式（１ａ）〜（５ａ）及び（７ａ）〜（１１ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．１０＜ｆｎ／ｆｐ＜−０．６０  ・・・（１ｂ）
２．３＜βｐｔ／βｐｗ＜６．０  ・・・（２ｂ）
０．６＜ｈｗｄｏ／ｈｗｍａｘ≦１．０  ・・・（３ｂ）
１．７５＜Ｎｄ１ｐ＜２．４０  ・・・（４ｂ）
１５＜νｄ１ｐ＜３８  ・・・（５ｂ）
１００．０＜｜ｆｄｏｅ／ｆｗ｜＜６０００．０  ・・・（７ｂ）
−４．０＜ｆ１／ｆｗ＜−１．０  ・・・（８ｂ）
０．６０＜ｆｐ／ｆｔ＜３．５０  ・・・（９ｂ）
−４．０＜ｅａ１／ｆ１＜−１．２  ・・・（１０ｂ）
６．０＜ｔｄｗ／ｆｗ＜２０．０  ・・・（１１ｂ）
【００３７】
次に、本発明のズームレンズの実施例１〜５それぞれのレンズ構成の特徴を説明する。
各実施例のレンズ断面図において、Ｉは像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。以下、各光学素子は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されているとして説明する。
【００３８】
［実施例１］
実施例１に係るズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３で構成されている。第３レンズ群Ｌ３に含まれる接合レンズは、接合面に回折光学素子ＤＯＥを備えている。実施例１に係るズームレンズの後群ＬＲは、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３で構成され、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、第３レンズ群Ｌ３で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｌ３は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第２レンズ群Ｌ２は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第１レンズ群Ｌ１は変倍時において固定である。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている可変絞りＳＰは、変倍時には第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。
【００３９】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｌ２は、負レンズで構成されている。
第３レンズ群Ｌ３は、物体側から順に、正レンズ、接合面に回折光学素子ＤＯＥを有する正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズで構成されている。第３レンズ群Ｌ３の最も物体側の正レンズと、像側から３番目に配置されている正レンズとは両面が非球面である。軸上光線が通過する位置が高い第３レンズ群Ｌ３に回折光学素子ＤＯＥを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域での軸上色収差の変動を抑制している。
また、主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第３レンズ群Ｌ３に両面とも非球面であるレンズを複数設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。
【００４０】
実施例１に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表１に示す。実施例１はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において軸上色収差を抑制したズームレンズを実現している。
【００４１】
なお、本発明のズームレンズにおける接合レンズは微小な空気間隔を有する分離レンズとして設けられていてもよい。また、本発明のズームレンズにおける可変絞りＳＰの開口径は、ズーミングに際して一定とすることも、変化させることもできる。可変絞りＳＰの径を変化させることで、軸外光束における下線コマフレアをカットすることができ、より良好な光学性能を得ることができる。これは本発明のズームレンズにおいて、レンズ形状としての変形及び変更の想定内であり、以下全ての実施例においても同様である。
【００４２】
［実施例２］
実施例２に係るズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６で構成されている。第４レンズ群Ｌ４に含まれる接合レンズは、接合面に回折光学素子ＤＯＥを備えている。実施例２に係るズームレンズの後群ＬＲは、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５、第６レンズ群Ｌ６で構成される。後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４のうち軸上光線の通過位置が高い第３レンズ群Ｌ３で構成される。
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Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第１レンズ群Ｌ１は変倍に伴う像面変動を補正している。第６レンズ群Ｌ６は変倍時に不動である。また、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間に配置されている可変絞りＳＰは、変倍時に第４レンズ群Ｌ４と一体となって光軸方向に移動する。また、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側にはフレアカット絞りＦＣが設けられている。
【００４３】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。第１レンズ群Ｌ１の物体側から２番目に配置されている負レンズは像側の面が非球面であり、特に広角側の像面湾曲や歪曲を良好に補正している。
第２レンズ群Ｌ２は、正レンズで構成されている。第２レンズ群Ｌ２の正レンズは物体側の面が非球面であり、ズーム全域の球面収差やコマ収差、像面湾曲の変動を良好に補正している。
第３レンズ群Ｌ３は、物体側から順に、正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズで構成されている。第３レンズ群Ｌ３の負レンズは像側の面が非球面であり、ズーム全域の球面収差やコマ収差の変動を良好に補正している。
【００４４】
第４レンズ群Ｌ４は、物体側から順に、負レンズ、接合面に回折光学素子ＤＯＥを有する正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズで構成されている。軸上光線が通過する位置が高い第４レンズ群Ｌ４に回折光学素子ＤＯＥを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域での軸上色収差の変動を抑制している。
第５レンズ群Ｌ５は、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。第５レンズ群Ｌ５の最も物体側に配置されている負レンズの物体側の面は非球面であり、それによりズーム全域の像面湾曲やコマ収差の変動を良好に補正している。
第６レンズ群Ｌ６は、正レンズで構成されている。最も像面に近い第６レンズ群Ｌ６を正レンズ群とすることで、高い像高における撮像素子への入射角を浅くすることができる。これにより、撮像素子へ光線が斜めに入射することによって発生する、周辺光量落ちなどを防ぐことができる。たとえば周辺光量落ちを補正するためには、画像処理的もしくは電気回路的に画面周辺のゲインを上げる必要があるが、十分な光量が得られていない環境ではノイズが発生する可能性がある。ノイズは監視カメラにとって好ましくないため、ノイズの発生を抑制することは監視カメラにとって好適である。
【００４５】
実施例２に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表１に示す。実施例２はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において軸上色収差を抑制したズームレンズを実現している。
【００４６】
［実施例３］
実施例３に係るズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２で構成されている。第２レンズ群Ｌ２に含まれる接合レンズのうちの一つは、接合面に回折光学素子ＤＯＥを備えている。実施例３に係るズームレンズの後群ＬＲは、第２レンズ群Ｌ２で構成され、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、第２レンズ群Ｌ２で構成される。
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Ｌ２は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第１レンズ群Ｌ１は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置されている可変絞りＳＰは、変倍時には光軸方向に対して固定となっている。
【００４７】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｌ２は、物体側から順に、正レンズ、接合面に回折光学素子ＤＯＥを含む負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されている正レンズは両面が非球面であり、主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第２レンズ群Ｌ２に両面が非球面であるレンズを設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。
【００４８】
実施例３に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表１に示す。実施例３はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において軸上色収差を抑制したズームレンズを実現している。
【００４９】
［実施例４］
実施例４に係るズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２で構成されている。第２レンズ群Ｌ２に含まれるレンズのうちの一つは、回折光学素子ＤＯＥを備えている。実施例４に係るズームレンズの後群ＬＲは、第２レンズ群Ｌ２で構成され、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、第２レンズ群Ｌ２で構成される。
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Ｌ２は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第１レンズ群Ｌ１は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置されている可変絞りＳＰは、変倍時には光軸方向に対して固定となっている。
【００５０】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｌ２は、物体側から順に、正レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、物体側の面に回折光学素子ＤＯＥを含む負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の正レンズは両面が非球面であり、主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第２レンズ群Ｌ２に両面が非球面であるレンズを設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。また、軸上光線が通過する位置が高い第２レンズ群Ｌ２に回折光学素子ＤＯＥを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域での軸上色収差の変動を抑制している。
実施例４に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表１に示す。実施例４はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において軸上色収差を抑制したズームレンズを実現している。
【００５１】
［実施例５］
実施例５に係るズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２で構成されている。第２レンズ群Ｌ２に含まれる接合レンズのうちの一つは、接合面に回折光学素子ＤＯＥを備えている。実施例５に係るズームレンズの後群ＬＲは、第２レンズ群Ｌ２で構成され、後群ＬＲに含まれる正レンズ群ＬＰは、第２レンズ群Ｌ２で構成される。
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Ｌ２は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第１レンズ群Ｌ１は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第２レンズ群Ｌ２の内部に配置されている可変絞りＳＰは、変倍時には第２レンズ群Ｌ２と一体で光軸方向に対して移動する。
【００５２】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｌ２は、物体側から順に、接合面に回折光学素子ＤＯＥを含む負レンズと正レンズとの接合レンズ、可変絞りＳＰ、正レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。軸上光線が通過する位置が高い第２レンズ群Ｌ２に回折光学素子ＤＯＥを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域での軸上色収差の変動を抑制している。また、可変絞りＳＰより像側のレンズのうち最も物体側に配置されている正レンズは両面が非球面であり、主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第２レンズ群Ｌ２に両面が非球面であるレンズを設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。
【００５３】
実施例５に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表１に示す。実施例５はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において軸上色収差を抑制したズームレンズを実現している。
【００５４】
次に、本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルビデオカメラの実施例を図１１を用いて説明する。
図１１において、１０はカメラ本体、１１は実施例１〜５のいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系１１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。
【００５５】
また、本発明のズームレンズを撮像光学系として用いた監視カメラの実施例を図１２を用いて説明する。
図１２において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜５のいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系２１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。
【００５６】
このように、本発明のズームレンズをデジタルビデオカメラや監視カメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。
なお、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。
【００５７】
また、本発明の撮像装置は、上記の各実施例のズームレンズとともに、歪曲収差と倍率色収差の少なくとも一方を電気的に補正する回路（補正手段）を有していても良い。このようにズームレンズの歪曲収差等を許容することができる構成にすれば、ズームレンズ全体のレンズ枚数を少なくすることができ、小型化が容易になる。また倍率色収差を電気的に補正することにより、撮影した画像の色にじみを軽減し、解像力の向上を図ることが容易になる。
【００５８】
なお、各実施例のズームレンズと、ズームレンズを制御する制御部とを含めた撮像システム（監視カメラシステム）を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングに際して各レンズ群が上述したように移動するようズームレンズを制御すればよい。このとき、制御部がズームレンズと一体的に構成されている必要はなく、制御部をズームレンズとは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズの各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部（制御装置）が、ズームレンズを制御するための制御信号（命令）を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、ズームレンズを遠隔操作することができる。
【００５９】
また、ズームレンズを遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じてズームレンズを制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設け、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズの倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したらズームレンズの倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズの駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
【００６０】
また、撮像システムは、ズームレンズのズームに関する情報（移動状態）を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。ズームレンズのズームに関する情報とは、例えばズーム倍率（ズーム状態）や各レンズ群の移動量（移動状態）である。この場合、表示部に示されるズームレンズのズームに関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーがズームレンズを遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
【００６１】
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。
【００６２】
次に本発明の実施例１〜５それぞれに対応する数値実施例１〜５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は物体側から第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれ、物体側から第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の光学部材の屈折率、アッベ数である。ｅａは有効径であり、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の面の有効径をｅａ１としている。
焦点距離、Ｆナンバー、半画角はそれぞれ、無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表している。
【００６３】
また、非球面形状は、光軸方向の座標をｘ、光軸と垂直方向の座標をｙ、基準の曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、ｎ次の非球面係数をＡｎとして、以下の式（Ｅ）で表される。
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／｛１＋（１−Ｋ×ｙ２／ｒ２）０．５｝＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０＋・・・  ・・・（Ｅ）
また、「ｅ−ｘ」は「×１０―ｘ」を意味しており、非球面を有するレンズ面には各表中の面番号の右側に＊を付している。
【００６４】
面番号の横に（回折）と付されている回折面（回折光学素子）の位相φは、ｍを回折光の回折次数、λ０を基準波長、Ｃｊ（ｊ＝１，２，３…）を各次数の位相係数とするとき、以下の式（Ｆ）で表される。
φ（ｈ）＝（２π×ｍ／λ０）（Ｃ２ｈ２＋Ｃ４ｈ４＋Ｃ６ｈ６＋Ｃ８ｈ８＋…）  ・・・（Ｆ）
【００６５】
また、基準波長λ０における回折光学素子ＤＯＥの焦点距離ｆｄｏｅは以下の式（Ｇ）で表される。
ｆｄｏｅ＝−１／（２×Ｃ２）  ・・・（Ｇ）
さらに、任意の波長λにおける回折光学素子ＤＯＥの焦点距離ｆｄｏｅ（λ）は以下の式（Ｈ）で表される。
ｆｄｏｅ＝−１／（２×Ｃ２）（λ０／λ）  ・・・（Ｈ）
【００６６】
数値実施例１〜５と前述した各条件式との対応を以下の表１に示す。
【表１】
2019132920.tif 000003
【００６７】
数値実施例１
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd      ea
1         33.583    1.30   1.63854    55.4    27.9       
2         12.280    6.46                             
3       -128.705    1.10   1.63854    55.4           
4         48.582    3.05                             
5        -27.474    0.80   1.69680    55.5           
6       -666.924    0.20                             
7         37.098    2.76   1.95906    17.5           
8       -680.943  (可変)                             
9        -12.344    0.50   1.49700    81.5           
10       -384.372  (可変)                             
11(絞り)    ∞       0.40                             
12*        12.187    3.80   1.55332    71.7           
13*       -35.410    0.17                             
14         27.442    5.21   1.49700    81.5           
15(回折)   -9.522    0.45   1.90366    31.3           
16         26.524    0.75                             
17*        12.198    4.65   1.55332    71.7           
18*       -12.860    1.00                             
19       -189.378    1.48   1.95906    17.5           
20        -23.968    3.69                             
21        -10.780    0.60   1.76182    26.5           
22        -43.366  (可変)                             
23          ∞       2.00   1.54400    60.0           
24          ∞       5.66                             
像面        ∞   
非球面データ
第12面
K = 0.00000e+000  A 4=-8.98945e-005  A 6= 6.29561e-007  A 8=-1.21422e-008  A10= 1.15111e-010  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.79791e-005  A 6= 1.79304e-006  A 8=-2.47813e-008  A10= 1.80208e-010  
第15面(回折面)
C 2=-1.43386e-005  C 4=-7.97343e-007  C 6= 4.76589e-008  C 8= 1.96725e-009  
C10=-8.99326e-011  
第17面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.94210e-004  A 6= 2.96583e-006  A 8=-4.01729e-008  A10= 2.04981e-010  
第18面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.32443e-005  A 6= 3.49229e-007  A 8= 1.09935e-009  A10=-3.09846e-011  
各種データ
ズーム比      2.90 
広角     中間     望遠
焦点距離       6.00     9.86    17.40  
Fナンバー      1.64     2.22     3.08  
半画角        59.9     32.8     18.2  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長    65.00    65.00    65.00  
BF             5.66     5.66     5.66  
d 8            6.97     8.00     1.98  
d10           10.75     3.89     1.17  
d22            1.26     7.09    15.83  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -20.71  
2    9     -25.67  
3   11      12.05  
【００６８】
数値実施例２
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     ea
1         69.319    2.80   1.80400    46.5   60.1         
2         28.073    6.45                             
3         51.314    1.90   1.49700    81.5           
4*        17.107   17.60                             
5        -46.192    1.65   1.49700    81.5           
6         52.973    3.95   1.76182    26.5           
7        255.774  (可変)                             
8*        55.674    3.88   1.77250    49.6           
9       -783.645  (可変)                             
10          ∞       1.00                             
11         31.193    7.28   1.59522    67.7           
12        -41.430    1.10   2.00100    29.1           
13*      -113.821    0.10                             
14         62.799    5.03   1.60311    60.6           
15        -57.581  (可変)                             
16(絞り)    ∞       2.21                             
17        -41.509    1.00   1.80000    29.8           
18         33.694    0.10                             
19         23.768    4.56   1.74950    35.3           
20(回折)   88.558    0.90   1.85478    24.8           
21         28.465    2.32                             
22         31.063    4.89   1.85478    24.8           
23        -39.030  (可変)                             
24*       -97.153    1.53   2.00100    29.1           
25         67.466    0.77                             
26      -2299.989    1.00   1.91650    31.6           
27         32.955    3.78   1.48749    70.2           
28       -135.077  (可変)                             
29        -97.771    5.27   1.77250    49.6           
30        -38.913   14.63                             
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-2.85663e-001  A 4=-2.79470e-006  A 6=-1.44185e-008  A 8= 2.84625e-011  A10=-8.30984e-014  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.27233e-007  A 6= 2.86255e-009  A 8=-1.24511e-011  A10= 5.35305e-014  A12=-7.02047e-017  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.52793e-006  A 6= 1.47031e-009  A 8= 9.78254e-013  A10=-4.67788e-015  A12= 1.99804e-017  
第20面(回折面)
C 2=-2.81920e-004  C 4=-5.45760e-007  C 6= 5.31142e-009  C 8=-2.79489e-011  
第24面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.41726e-005  A 6=-4.34779e-008  A 8= 1.07286e-010  A10=-2.99294e-012  A12= 1.59867e-014  
各種データ
ズーム比      2.00 
広角     中間     望遠
焦点距離      16.97    22.36    33.94  
Fナンバー      2.73     2.88     2.88  
半画角        59.9     47.0     33.2  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   135.11   131.33   132.10  
BF            14.63    14.63    14.63  
d 7           11.36     5.44     1.70  
d 9           18.59    13.38     3.44  
d15            0.99     2.76     5.00  
d23            2.87     2.37     1.24  
d28            5.60    11.69    25.02  
d30           14.63    14.63    14.63  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -18.72  
2    8      67.43  
3   10      28.23  
4   16      61.94  
5   24     -28.49  
6   29      80.54  
【００６９】
数値実施例３
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     ea
1         60.284    1.30   1.83481    42.7   25.8        
2         11.557    5.17                             
3        281.669    1.10   1.49700    81.5           
4         11.876    2.83   1.77250    49.6           
5         19.281    4.31                             
6        -25.155    1.00   1.49700    81.5           
7        292.318    0.50                             
8         50.676    1.79   2.00100    29.1           
9       -142.532  (可変)                             
10(絞り)    ∞     (可変)                             
11*        12.764    4.24   1.49710    81.6           
12*       -60.559    0.92                             
13         19.704    0.80   1.65844    50.9           
14(回折)    9.217    6.13   1.49700    81.5           
15        -19.798    1.55                             
16         44.951    0.80   1.95375    32.3           
17          9.828    1.78                             
18         14.453    5.38   1.69895    30.1           
19         -9.788    0.80   1.85478    24.8           
20       1859.061  (可変)                             
21          ∞       1.72   1.51400    70.0           
22          ∞       2.07                             
像面        ∞   
非球面データ
第11面
K =-1.04161e-002  A 4=-4.84596e-005  A 6= 3.93621e-007  A 8=-3.31170e-010  
第12面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.48009e-005  A 6= 6.07006e-007  
第14面(回折面)
C 2=-1.44758e-004  C 4=-2.46762e-006  C 6= 2.32195e-008  C 8= 7.46455e-010  
C10=-8.27267e-013  
各種データ
ズーム比      3.39 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.71    11.18    19.38  
Fナンバー      1.85     2.42     4.14  
半画角        58.0     28.1     16.2  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長    85.14    69.15    68.69  
BF             2.07     2.07     2.07  
d 9           18.44     2.45     1.99  
d10           17.13    10.87     1.49  
d20            5.37    11.63    21.01  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -15.07  
2   11      17.25  
【００７０】
数値実施例４
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     ea
1         21.811    1.30   1.83481    42.7   32.6        
2         12.044    7.00                             
3         32.736    1.10   1.49700    81.5           
4         11.012    4.13                             
5        120.357    1.10   1.49700    81.5           
6         12.999    4.63                             
7        -45.122    1.00   1.49700    81.5           
8         15.900    2.09   1.91082    35.3           
9        150.812  (可変)                             
10(絞り)    ∞     (可変)                             
11*         9.159    2.56   1.49710    81.6           
12*       -58.333    0.09                             
13         12.425    0.80   1.63854    55.4           
14          8.603    4.08   1.49700    81.5           
15        -13.629    0.42                             
16(回折)   28.816    0.80   1.95375    32.3           
17          7.315    1.82                             
18         13.304    4.14   1.69895    30.1           
19         -4.621    0.80   1.85478    24.8           
20       -924.048  (可変)                             
21          ∞       1.72   1.51400    70.0           
22          ∞       1.92                             
像面        ∞   
非球面データ
第11面
K =-7.10211e-002  A 4=-9.52564e-005  A 6= 1.93712e-006  A 8=-3.63954e-008  
第12面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.15192e-004  A 6= 3.08430e-006  
第16面(回折面)
C 2=-3.12662e-004  C 4= 8.47502e-006  C 6=-9.92812e-007  C 8= 1.91614e-007  
C10=-9.13170e-009  
各種データ
ズーム比      2.53 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.91     6.30     9.88  
Fナンバー      1.85     2.27     3.19  
半画角        70.3     46.3     30.5  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長    66.53    57.38    54.42  
BF             1.92     1.92     1.92  
d 9           14.18     5.03     2.07  
d10            8.22     5.50     1.42  
d20            2.62     5.34     9.41  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -10.37  
2   11      11.79  
【００７１】
数値実施例５
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     ea
1         44.400    1.30   1.76385    48.5   37.1        
2         15.226    7.44                             
3         45.470    1.10   1.49700    81.6           
4         15.269    8.00                             
5        -31.372    1.00   1.49700    81.6           
6         24.113    3.72   1.90043    37.4           
7       1922.087  (可変)                             
8         16.281    0.80   1.85478    24.8           
9(回折)   10.550    5.02   1.77250    49.6           
10        144.522    2.14                             
11(絞り)    ∞       1.00                             
12*         8.506    3.81   1.49700    81.5           
13*         9.680    1.73                             
14         13.158    0.80   1.91650    31.6           
15          7.754    1.00                             
16          8.658    6.95   1.43875    94.7           
17         -5.964    0.80   1.48749    70.2           
18        -41.900  (可変)                             
19          ∞       1.72   1.51633    64.1           
20          ∞       2.07                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面(回折面)
C 2=-1.84330e-004  C 4= 1.02402e-006  C 6=-7.32575e-008  C 8= 1.71286e-009  
C10=-1.30755e-011  
第12面
K =-6.45129e-001  A 4= 1.31158e-004  A 6= 5.48935e-007  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.54523e-004  
各種データ
ズーム比      2.89 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.47     9.61    15.83  
Fナンバー      1.65     2.15     2.88  
半画角        57.8     32.3     19.7  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長    91.05    71.53    65.48  
BF             2.07     2.07     2.07  
d 7           37.93    14.27     2.00  
d18            2.71     6.86    13.08  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -17.33  
2    8      17.34  
【符号の説明】
【００７２】
ＤＯＥ  回折光学素子（回折光学部）
Ｌ１  第１レンズ群
ＬＰ  正の屈折力のレンズ群
ＬＲ  後群
ＳＰ  開口絞り
【図１】
2019132920.tif 000004
【図２】
2019132920.tif 000005
【図３】
2019132920.tif 000006
【図４】
2019132920.tif 000007
【図５】
2019132920.tif 000008
【図６】
2019132920.tif 000009
【図７】
2019132920.tif 000010
【図８】
2019132920.tif 000011
【図９】
2019132920.tif 000012
【図１０】
2019132920.tif 000013
【図１１】
2019132920.tif 000014
【図１２】
2019132920.tif 000015