(57)【要約】      （修正有）【課題】小型・軽量化と高変倍比化を達成しつつ、近距離合焦時のフォーカスストローク量が抑制されたズームレンズおよびそれを有する撮像装置を提供すること。【解決手段】本発明のズームレンズは物体側から順に、常時固定の正の屈折力の第１群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２群、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４群、変倍時に固定の屈折力の第５群で構成されるズームレンズである事を特徴とした。【選択図】図１
2019003068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、常時固定の正の屈折力の第１群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２群、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４群、変倍時に固定の屈折力の第５群で構成されるズームレンズである事を特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、以下の式を満足する事を特徴とするズームレンズ。
-0.70 ＜f23/f3 ＜ -0.10
但し、
f23はワイド端における第２群と第３群の合成焦点距離
f3は変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群の焦点距離
【請求項３】
請求項２に記載のズームレンズにおいて、以下の式を満足する事を特徴とするズームレンズ。
-6.0 ＜ f1/f23 ＜ -4.0
但し、
f1は常時固定の正の屈折力の第１群の焦点距離
【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、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に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のテレビカメラ用のいわゆる４群ズームレンズにおいて、広角、高倍率且つ高性能を達成するための構成が種々提案されている。例えば特許文献１では、第１レンズ群を物体側から負レンズ群Ｇ１１、第１の正レンズ群Ｇ１２、第２の正レンズ群Ｇ１３に分割している。第１の正レンズ群Ｇ１２を光軸上で移動することにより、フォーカシングを行うインナーフォーカス式のズームレンズが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、第１レンズ群以外でフォーカシングを行ういわゆるリアフォーカス方式のズームレンズが知られている。変倍群以降でフォーカシングを行うリアフォーカス方式ではフォーカス距離によって変倍比が変化する。変倍比の変化とは広角端と望遠端での画界の拡大率が変化することを意味しており、変倍比が大きく変化することで至近距離では望遠端で所望の画界が得られなくなる。近年においてリアフォーカス方式のズームレンズに関し、変倍群でフォーカスを行う際の、フォーカス距離による変倍比の変化に着目したズームレンズが提案されている（特許文献２）。
【０００４】
特許文献２では、５群ズームレンズにおいて第２〜４群が変倍群で、第４群がフォーカシングによる結像位置変化の補正を兼ねる構成で、合焦する距離に応じて第２群の移動量を変化させる構成のリアフォーカス方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４６９６２５号広報
【特許文献２】特許第３２７８３２４号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のズームレンズは、レンズ径の大きい第１群でのインナーフォーカス式であり、フォーカス群を構成するレンズ枚数が多いため、レンズの小型・軽量化が難しい。
【０００７】
特許文献２のズームレンズに対し、高変倍比化し、変倍群でフォーカスを行う際の課題として、第２群のストロークを大きく確保する必要があるためレンズの小型軽量化が難しい。
【０００８】
本発明は、レンズ各群の焦点距離を適切に規定することで、小型・軽量化を達成しつつ、近距離合焦時のフォーカスストローク量が抑制されたズームレンズおよびそれを有する撮像装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、
物体側から順に、常時固定の正の屈折力の第１群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２群、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４群、変倍時に固定の屈折力の第５群で構成されるズームレンズである事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、レンズ各群の焦点距離を適切に規定することで、小型・軽量化を達成しつつ、近距離合焦時のフォーカスストローク量が抑制されたズームレンズおよ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】
【００１１】
【図１】実施例１のズームレンズの無限遠フォーカス時の広角端におけるレンズ断面図である。
【図２（Ａ）】実施例１の広角端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図２（Ｂ）】実施例１の広角端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時、の収差図である。
【図２（Ｃ）】実施例１の望遠端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図２（Ｄ）】実施例１の望遠端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時の収差図である。
【図３】実施例２のズームレンズの無限遠フォーカス時の広角端におけるレンズ断面図である。
【図４（Ａ）】実施例２の広角端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図４（Ｂ）】実施例２の広角端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時、の収差図である。
【図４（Ｃ）】実施例２の望遠端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図４（Ｄ）】実施例２の望遠端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時の収差図である。
【図５】実施例３のズームレンズの無限遠フォーカス時の広角端におけるレンズ断面図である。
【図６（Ａ）】実施例３の広角端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図６（Ｂ）】実施例３の広角端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時、の収差図である。
【図６（Ｃ）】実施例３の望遠端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図６（Ｄ）】実施例３の望遠端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時の収差図である。
【図７】実施例４のズームレンズの無限遠フォーカス時の広角端におけるレンズ断面図である。
【図８（Ａ）】実施例４の広角端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図８（Ｂ）】実施例４の広角端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時、の収差図である。
【図８（Ｃ）】実施例４の望遠端・無限遠フォーカス時の収差図である。
【図８（Ｄ）】実施例４の望遠端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時の収差図である。
【図９】本発明の変倍及びフォーカスに際する各群の移動軌跡の模式図である。
【図１０】各実施例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１１】レンズ群へ入射する光線と物像点の関係を示した近軸配置図である。
【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順に、常時固定の正の屈折力の第１群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２群、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４群、変倍時に固定の屈折力の第５群で構成される。
【００１３】
図１は、本発明の実施例１としての数値実施例１の広角端（短焦点距離端）で、無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、広角端・無限遠フォーカス時、広角端至近距離(第1面より900mm)フォーカス時、望遠端・無限遠フォーカス時、望遠端・至近距離(第1面より900mm)フォーカス時の収差図である。
【００１４】
図９は本発明の変倍及びフォーカスに際する各群の移動軌跡の模式図である。各レンズ断面図において、左方が被写体（物体）側（前方）で、右方が像側（後方）である。Ｕ１は常時固定の正の屈折力の第１群である。Ｕ２は変倍用の第２群であり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。Ｕ３とＵ４は共に変倍用の第３群および第４群であり、広角端から望遠端にかけて、光軸上を移動する。更に第３群は、正の屈折力でありフォーカスに際して光軸上を移動する。
【００１５】
図９中の軌跡のうち、実線で示したものが無限遠合焦状態での各群のズーム軌跡、破線で示したものが至近距離合焦状態での第３群のズーム軌跡である。ＳＰは常時固定の開口絞り、Ｕ５は結像作用を有する第５群（リレー群）である。第５群Ｕ５内には、焦点距離変換用のコンバータ（エクステンダ）等が装着されても良い。また第５群以降の群を変倍や防振などのために移動させてもよく、複数の群から構成されていても良い。ＤＧは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。ＩＰは像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。
【００１６】
各収差図において、球面収差における直線と破線はそれぞれｅ線，ｇ線である。非点収差における実線と破線はそれぞれサジタル像面(ΔＳ)，メリディオナル像面(ΔＭ)であり、倍率色収差はｇ線によって表している。非点収差および倍率色収差は、絞り位置における光束の中心を通る光線を主光線としたときの収差量を示している。ωは近軸での半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときの変倍位置をいう。
【００１７】
本発明は、レンズ各群の焦点距離を適切に規定することで、小型・軽量化を達成しつつ、近距離合焦時のフォーカスストローク量が抑制されたズームレンズおよびそれを有する撮像装置を得ることができる。
【００１８】
具体的には、物体側から順に、常時固定の正の屈折力の第１群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２群、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４群、変倍時に固定の屈折力の第５群で構成されるズームレンズである事を特徴とする。
【００１９】
図１１にフォーカス時の像点補正の概念図を示し、フォーカスストローク量の抑制について説明する。前述の第３群による像点の補正について説明する。フォーカス群はフォーカスの際、ピントの位置ズレが起こらないようにバックフォーカスを一定にする必要がある。今回のズームレンズでは第３群をフォーカス群として像点を一致させる働きを行なう。物体距離無限遠の場合、物体距離至近において第２群像点の変動量を第３群で補正し、像点を一致させる条件式を求める。
【００２０】
F,F’はそれぞれ第３群の物体側焦点距離、像側焦点距離、ηzはズーミングによる第２群像点の変動量、sは物体距離無限遠における第２群像点（＝第３群物点）から第３群までの距離、ηzは第２群の像点変化量を示す。また、h2modは至近合焦時において第2群に入射する近軸軸上光線の高さ、h2infは無限遠合焦時において第2群に入射する近軸軸上光線の高さ高さを示す。a3modは至近合焦時において第3群に入射する近近軸軸上光線の傾き、a3infは無限遠合焦時において第3群に入射する近軸軸上光線の傾きを示す。近軸軸上光線とは、光学系全系の焦点距離を１に正規化し、光学系の光軸と平行に、光軸からの高さ１の光を入射させたときの近軸光線である。光線の傾きは任意の区間における光線の高さの差分をその区間の長さで割ったものである。以下物体は光学系の左側にあるものとし、物体側から光学系に入射する光線は左から右へ進むものとして扱う。光学系への入射角度は、光軸から測って時計回りを正、反時計回りを負とする。e3は第２群と第３群の間隔を表し、以下のように表すことができる。
【００２１】
【数１】
2019003068.tif 000003
【００２２】
また、図１１から至近合焦時、無限遠合焦時では以下の式が成り立つ。
【００２３】
【数２】
2019003068.tif 000004
【００２４】
式 (3 )、(4) を整理すると次のように表すことができる。
【００２５】
【数３】
2019003068.tif 000005
【００２６】
【数４】
2019003068.tif 000006
【００２７】
但し、条件式（６）、（７）のβ3は第３群の横倍率を示しており、
【００２８】
【数５】
2019003068.tif 000007
【００２９】
で表される。式 (6 ) ,(7)から第4群の移動量はa,bを用いて次のように示される。   
【００３０】
【数６】
2019003068.tif 000008
【００３１】
このとき、判別式
【００３２】
【数７】
2019003068.tif 000009
【００３３】
の時、コンペンセータは実数解を持たず、光線は像面で結像しない。式(８)より、フォーカス群の繰り出し方向は、像側に繰り出すか、物体側に繰り出すかで２通りの解が存在するが。レンズ間の干渉条件とフォーカス群の繰り出し量からどちらかの望ましい解に決まる。本実施例においては、物体側へ繰り出すと第２群と干渉し、繰り出し量も大きくなることから、式(8)の以下のｔ(-)の解は採用されず、ｔ(+)が採用される。
【００３４】
【数８】
2019003068.tif 000010
【００３５】
式（９）より小型・軽量化を達成しつつ、近距離合焦時のフォーカスストローク量が抑制されたズームレンズを得るには、aの絶対値を小さくする事で可能となる(式(6))。aの絶対値を小さくするには、ズーミングによる第２群像点の変動量ηzを小さくする事、フォーカス群の焦点距離f3を小さくする事、また第３群の横倍率β3を適切に設定することが必要である。
【００３６】
また、フォーカス群を負の屈折力を持つ第２群の直後に配置し、光線有効径が低い箇所にフォーカス群を配置することで、フォーカス群の重量を軽くしフォーカス時の消費電力の低減を図っている。
【００３７】
本発明では上記観点から、フォーカス群の焦点距離、フォーカス群より物体側の焦点距離を規定して第２群像点の変動量ηzを抑制し、小型・軽量化を達成しつつ、近距離合焦時のフォーカスストローク量が抑制されたズームレンズを得ている。
【００３８】
物体側から順に、常時固定の正の屈折力の第１群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２群、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群、変倍に際して移動する負の屈折力の第４群、変倍時に固定の屈折力の第５群で構成されるズームレンズである事を特徴としている。
【００３９】
更に以下の条件式を満足する事が望ましい。
-0.70 ＜f23/f3 ＜ -0.10                                    (10)
【００４０】
条件式(10)は、ワイド端における第２群と第３群の合成焦点距離と、変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群の焦点距離の比を規定することにより、フォーカス時の繰り出し量の低減と、フォーカス時の収差変動の抑制に関して規定している。f23はイド端における第２群と第３群の合成焦点距離を示し、f3は変倍及びフォーカスに際して移動する正の屈折力の第３群の焦点距離を示す。フォーカス時の繰り出し量の低減には、式(6)、式(9)より、第３群の焦点距離が短くなることが望ましい。
【００４１】
条件式(10)の下限に達すると、第３群の焦点距離が長くなり、第２群と第３群の合成焦点距離が短くなる。第1群の焦点距離に対して、第３群の焦点距離が長くなるとその結果、フォーカス時の繰り出し量が増加してしまい変倍部が長くなってしまう。また、第２群と第３群の合成焦点距離が短くなるとズーム時の諸収差の変動が大きくなってしまう。
【００４２】
条件式(10)の上限に達すると、第３群の焦点距離が短くなり、第２群と第３群の合成焦点が長くなる。第３群の焦点距離が短くなると、テレ端でのフォーカス時における諸収差の変動が大きくなってしまい光学性能が劣化してしまう。また、第３群内の収差を補正するためにレンズ枚数を必要とするためフォーカス群の重量が重くなってしまう。
条件式（10）は、次の（10a）の範囲を満足することが更に好ましい。
-0.60 ＜f23/f3 ＜ -0.12                                 （10a）
更に以下の条件式を満足する事が望ましい。
-6.0 ＜f1/f23 ＜ -4.0                                          (11)
【００４３】
条件式(11)は、常時固定の正の屈折力の第１群の焦点距離と、ワイド端における第２群と第３群の合成焦点距離の比を規定することにより、フォーカス時の繰り出し量の低減と、フォーカス時の収差変動の抑制に関して規定している。f1は常時固定の正の屈折力の第１群の焦点距離を示し、f23はワイド端における第２群と第３群の合成焦点距離を示す。フォーカス時の繰り出し量の低減には、式(6)、式(9)より、フォーカス群より物体側の焦点距離を規定して第２群像点の変動量ηzを抑制することが望ましい。
【００４４】
条件式(11)の下限に達すると、常時固定の正の屈折力の第１群の焦点距離が短くなり、イド端における第２群と第３群の合成焦点距離が長くなる。相対的に、第1群の焦点距離が短くなると第２群像点の変動量ηzを抑制することができるが、第２群と第３群の合成焦点距離が長くなるため倍率を稼ごうとするとズーム部の長さが長くなってしまう。
【００４５】
条件式(11)の上限に達すると、常時固定の正の屈折力の第１群の焦点距離が長くなり、イド端における第２群と第３群の合成焦点距離が長くなる。相対的に、第1群の焦点距離が長くなると第２群像点の変動量ηzが大きくなってしまい、フォーカス時の繰り出し量が増加し、ズーム部の長さが長くなってしまう。
【００４６】
条件式（11）は、次の（11a）の範囲を満足することが更に好ましい。
-5.6 ＜f1/f23 ＜ -4.5                                    （11a）
【００４７】
［実施例１］
数値実施例１としての実施例１における移動群である第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４について説明する。第２レンズ群Ｕ２は、数値実施例１において第９レンズ面〜第１３レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合負レンズで構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例１において第１４レンズ面〜第１６レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合正レンズで構成されている。第４レンズ群Ｕ４は、数値実施例１において第１７レンズ面〜第１９レンズ面に対応し、物体側から順に、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合レンズ負レンズにて構成されている。非球面は第９面に用いられている。
【００４８】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例は式（１０）から（１１）の条件式を満足しており、良好な光学性能を達成している。更に小型軽量な第３レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成である。至近端(レンズ第１面の頂点より物体側に０．９ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、望遠端での近距離撮影時のフォーカス移動群の繰り出し量は１３．６ｍｍであり、フォーカスストロークも抑制されている。
【００４９】
［実施例２］
数値実施例２としての実施例２における移動群である第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４について説明する。第２レンズ群Ｕ２は、数値実施例２において第９レンズ面〜第１３レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合負レンズで構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例１において第１４レンズ面〜第１６レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合正レンズで構成されている。第４レンズ群Ｕ４は、数値実施例１において第１７レンズ面〜第１９レンズ面に対応し、物体側から順に、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合レンズ負レンズにて構成されている。非球面は第９面に用いられている。
【００５０】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例は式（１０）から（１１）の条件式を満足しており、良好な光学性能を達成している。更に小型軽量な第３レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成である。至近端(レンズ第１面の頂点より物体側に０．９ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、望遠端での近距離撮影時のフォーカス移動群の繰り出し量は２４．８ｍｍであり、フォーカスストロークも抑制されている。
【００５１】
［実施例３］
数値実施例３としての実施例３における移動群である第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４について説明する。第２レンズ群Ｕ２は、数値実施例３において第９レンズ面〜第１３レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合負レンズで構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例１において第１４レンズ面〜第１６レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合正レンズで構成されている。第４レンズ群Ｕ４は、数値実施例１において第１７レンズ面〜第１９レンズ面に対応し、物体側から順に、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合レンズ負レンズにて構成されている。非球面は第９面に用いられている。
【００５２】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例は式（１０）から（１１）の条件式を満足しており、良好な光学性能を達成している。更に小型軽量な第３レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成である。至近端(レンズ第１面の頂点より物体側に０．９ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、望遠端での近距離撮影時のフォーカス移動群の繰り出し量は７．４ｍｍであり、フォーカスストロークも抑制されている。
【００５３】
［実施例４］
数値実施例４としての実施例４における移動群である第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４について説明する。第２レンズ群Ｕ２は、数値実施例４において第９レンズ面〜第１３レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合負レンズで構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例１において第１４レンズ面〜第１６レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合正レンズで構成されている。第４レンズ群Ｕ４は、数値実施例１において第１７レンズ面〜第１９レンズ面に対応し、物体側から順に、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合レンズ負レンズにて構成されている。非球面は第９面に用いられている。
【００５４】
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例は式（１０）から（１１）の条件式を満足しており、良好な光学性能を達成している。更に小型軽量な第３レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成である。至近端(レンズ第１面の頂点より物体側に０．９ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、望遠端での近距離撮影時のフォーカス移動群の繰り出し量は２２．８ｍｍであり、フォーカスストロークも抑制されている。
【００５５】
次に、上述した各ズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置について説明する。図１０は各実施例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１０において１０１は実施例１〜３のいずれか１つのズームレンズである。
【００５６】
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である。ズームレンズ１０１は第１レンズ群１１４、変倍時に移動する第２、第３レンズ群と、変倍及びフォーカシング時に光軸上を移動する第４レンズ群を含む変倍部（兼フォーカス部）１１５、結像用の第５レンズ群１１６を有している。ＳＰは開口絞りである。変倍並びにフォーカシング中に固定の第５レンズ群１１６は、光路中より挿抜可能な変倍光学系ＩＥを有している。
【００５７】
変倍部１１５には、光軸方向に駆動される為の駆動機構が備わっている。１１７、１１８は変倍部１１５及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ等の駆動手段である。１１９、１２０は、変倍部１１５中の各レンズ群の光軸上の位置と、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。
【００５８】
尚、変倍部１１５中の各レンズ群の駆動軌跡は、ヘリコイドやカムなどの機械的軌跡や、超音波モータなどによる電気的軌跡のどちらであっても構わない。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。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。
【００５９】
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。
【００６０】
次に本発明の実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４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面と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。最後の３つの面はフィルタ等の硝子ブロックである。焦点距離、Ｆナンバー、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。ＢＦはガラスブロックの最終面から像面までの距離を空気換算した値である。
【００６１】
尚、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、円錐常数をｋ、ｎ次の非球面係数をAnとして、以下の式で表される。但し、「e-x」は「×10-x」を意味している。尚、非球面を有するレンズ面には各表中の面番号の左側に*印を付している。
【００６２】
ｘ＝（ｙ２／ｒ）／｛１＋（１−ｋ・ｙ２／ｒ２）０．５｝＋A２・ｙ２＋A３・ｙ３＋A４・ｙ４＋A５・ｙ５＋A６・ｙ６＋A７・ｙ７＋A８・ｙ８＋A９・ｙ９＋A１０・ｙ１０＋A１１・ｙ１１＋A１２・ｙ１２
各実施例と前述した各条件式との対応を表１に示す。
【００６３】
(数値実施例１)
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd
1        333.099    2.54   1.84666    23.8           
2        104.105    9.59                             
3        232.167   11.03   1.43387    95.1           
4       -184.038    0.49                             
5         93.223   11.23   1.43387    95.1           
6       -579.821    0.23                             
7         63.733    9.44   1.67790    55.3           
8        232.465  (可変)                             
9*      3295.825    1.16   1.88300    40.8           
10         18.909    5.83                             
11        -39.044    3.85   1.80809    22.8           
12        -17.260    0.87   1.88300    40.8           
13         55.924  (可変)                             
14         70.273    5.77   1.67270    32.1           
15        -17.646    0.87   1.81600    46.6           
16        -45.040  (可変)                             
17        -36.849    0.68   1.80440    39.6           
18         39.513    2.89   1.84666    23.8           
19       -401.419  (可変)                             
20(絞り)    ∞     (可変)                             
21       1357.536    4.72   1.65844    50.9           
22        -63.792    0.15                             
23        112.504    4.30   1.53172    48.8           
24       -340.647    0.15                             
25         59.872    6.83   1.51742    52.4           
26        -51.531    1.00   1.88300    40.8           
27       1110.659  (可変)                             
28         41.395    6.18   1.51742    52.4           
29        -68.529    0.08                             
30       -176.658    0.76   1.88300    40.8           
31         24.556    9.63   1.50127    56.5           
32        -87.870    0.15                             
33         52.543    9.06   1.49700    81.5           
34        -27.446    0.81   1.88300    40.8           
35        222.498    0.48                             
36         59.664    6.50   1.54814    45.8           
37        -38.984    4.28                             
38          ∞      33.00   1.60859    46.4           
39          ∞      13.20   1.51633    64.1           
40          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-2.14716e+006  A 4= 1.15640e-005  A 6=-1.31716e-007  A 8=-1.12240e-009  A10=-3.50428e-012  A12= 1.97926e-014  
A 3= 4.22981e-007  A 5= 4.27363e-007  A 7= 8.33276e-009  A 9= 1.51529e-010  A11=-4.59042e-013  
各種データ
ズーム比     21.18 
焦点距離       8.00    18.35    19.05    46.86   169.47  
Fナンバー      1.90     1.90     1.90     1.90     2.44  
画角          34.51    16.69    16.10     6.69     1.86  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   303.13   303.13   303.13   303.13   303.13  
BF            14.54    14.54    14.54    14.54    14.54  
d 8            2.31    27.02    27.91    44.37    55.34  
d13            0.71     3.26     3.36     4.69     2.55  
d16           60.22    29.85    28.77    10.87    13.78  
d19            9.88    12.99    13.09    13.20     1.45  
d20            2.84     2.84     2.84     2.84     2.84  
d27           44.88    44.88    44.88    44.88    44.88  
d40           14.54    14.54    14.54    14.54    14.54  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      76.34  
2    9      -9.76  
3   14      51.48  
4   17     -53.84  
5   20       ∞    
6   21      53.52  
7   28      53.99  
【００６４】
(数値実施例２)
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd
1        320.215    2.54   1.84666    23.8           
2        103.008   10.41                             
3        229.728   13.03   1.43387    95.1           
4       -181.128    0.49                             
5         93.517   13.85   1.43387    95.1           
6       -608.007    0.23                             
7         63.073   11.07   1.67790    55.3           
8        231.893  (可変)                             
9*      6765.771    1.16   1.88300    40.8           
10         19.459    5.20                             
11        -42.562    4.57   1.80809    22.8           
12        -14.700    0.87   1.88300    40.8           
13         61.008  (可変)                             
14        148.367    6.03   1.67270    32.1           
15        -21.068    0.87   1.81600    46.6           
16        -66.759  (可変)                             
17        -42.326    0.68   1.80440    39.6           
18         64.858    4.68   1.84666    23.8           
19       -233.871  (可変)                             
20(絞り)    ∞     (可変)                             
21        627.260    3.96   1.65844    50.9           
22        -61.268    0.15                             
23        122.910    4.42   1.53172    48.8           
24       -316.866    0.15                             
25         61.464    7.55   1.51742    52.4           
26        -51.549    1.00   1.88300    40.8           
27        935.216  (可変)                             
28         47.823    6.13   1.51742    52.4           
29        -66.727    0.18                             
30       -200.076    0.76   1.88300    40.8           
31         26.291    9.68   1.50127    56.5           
32        -81.461    0.15                             
33         49.595    8.94   1.49700    81.5           
34        -27.681    0.81   1.88300    40.8           
35        133.932    0.59                             
36         58.729    7.83   1.54814    45.8           
37        -38.766    4.28                             
38          ∞      33.00   1.60859    46.4           
39          ∞      13.20   1.51633    64.1           
40          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K = 1.17293e+005  A 4= 9.05374e-006  A 6=-1.24912e-007  A 8=-1.16227e-009  A10=-3.43944e-012  A12= 2.04891e-014  
A 3= 4.22981e-007  A 5= 5.18373e-007  A 7= 8.38013e-009  A 9= 1.48200e-010  A11=-4.54054e-013  
各種データ
ズーム比     21.11 
焦点距離       8.00    13.90    14.02    22.60   168.89  
Fナンバー      1.90     1.90     1.90     1.90     2.33  
画角          34.51    21.59    21.41    13.68     1.87  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   315.18   315.18   315.18   315.18   315.18  
BF            15.00    15.00    15.00    15.00    15.00  
d 8            0.90    19.40    19.66    31.38    53.29  
d13            5.64     7.88     7.91     8.78     1.00  
d16           72.94    49.15    48.82    34.14    27.21  
d19            3.39     6.43     6.48     8.57     1.37  
d20            1.31     1.31     1.31     1.31     1.31  
d27           37.53    37.53    37.53    37.53    37.53  
d40           15.00    15.00    15.00    15.00    15.00  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      74.85  
2    9     -10.29  
3   14      99.90  
4   17     -68.70  
5   20       ∞    
6   21      52.24  
7   28      56.81  
【００６５】
(数値実施例３)
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd
1        466.046    3.01   1.84666    23.8           
2        123.840   14.78                             
3        248.047   13.49   1.43387    95.1           
4       -207.330    0.59                             
5        110.609   12.38   1.43387    95.1           
6       -915.444    0.27                             
7         75.464   10.20   1.67790    55.3           
8        265.552  (可変)                             
9*      1148.930    1.16   1.88300    40.8           
10         18.783    5.93                             
11        -37.375    3.84   1.80809    22.8           
12        -18.039    0.87   1.88300    40.8           
13         54.235  (可変)                             
14         51.775    6.79   1.67270    32.1           
15        -23.784    0.87   1.81600    46.6           
16        -38.924  (可変)                             
17        -38.309    0.68   1.80440    39.6           
18         37.737    4.35   1.84666    23.8           
19       -317.643  (可変)                             
20(絞り)    ∞     (可変)                             
21       1844.793    2.75   1.65844    50.9           
22        -76.361    0.15                             
23        115.490    2.48   1.53172    48.8           
24       -410.589    0.15                             
25         60.316    6.30   1.51742    52.4           
26        -49.871    1.00   1.88300    40.8           
27        925.862  (可変)                             
28         39.983    5.93   1.51742    52.4           
29        -71.529    0.10                             
30       -232.729    0.76   1.88300    40.8           
31         23.879    9.04   1.50127    56.5           
32        -84.525    0.15                             
33         52.051    9.10   1.49700    81.5           
34        -27.722    0.81   1.88300    40.8           
35        263.800    0.25                             
36         55.655    6.93   1.54814    45.8           
37        -39.643    4.28                             
38          ∞      33.00   1.60859    46.4           
39          ∞      13.20   1.51633    64.1           
40          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-5.59285e+004  A 4= 8.31938e-006  A 6=-1.24732e-007  A 8=-1.12784e-009  A10=-3.45075e-012  A12= 1.96487e-014  
A 3= 4.22981e-007  A 5= 4.10730e-007  A 7= 8.71491e-009  A 9= 1.50073e-010  A11=-4.59473e-013  
各種データ
ズーム比     14.63 
焦点距離       8.00    18.14    20.59    27.19   117.04  
Fナンバー      1.90     1.90     1.90     1.90     1.94  
画角          34.51    16.86    14.96    11.44     2.69  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   317.40   317.40   317.40   317.40   317.40  
BF            10.51    10.51    10.51    10.51    10.51  
d 8            5.79    35.12    38.60    45.49    67.31  
d13            1.68     2.83     3.02     3.34     0.14  
d16           65.04    31.42    27.53    20.09     6.65  
d19            5.95     9.09     9.32     9.54     4.36  
d20            8.29     8.29     8.29     8.29     8.29  
d27           44.58    44.58    44.58    44.58    44.58  
d40           10.51    10.51    10.51    10.51    10.51  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      90.00  
2    9      -9.61  
3   14      36.64  
4   17     -58.61  
5   20       ∞    
6   21      62.57  
7   28      49.15  
【００６６】
(数値実施例４)
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd
1       5110.636    2.30   1.80518    25.4           
2        132.052    6.79                             
3        227.641    9.87   1.43875    94.9           
4       -143.272    0.15                             
5         88.412   10.85   1.59240    68.3           
6      -1098.507    0.15                             
7         65.579    6.30   1.72916    54.7           
8        117.619  (可変)                             
9*     -2504.332    1.14   1.88300    40.8           
10         18.339    8.17                             
11        -22.411    5.51   1.92286    18.9           
12        -16.032    0.85   1.88300    40.8           
13        -66.057    0.17                             
14        102.797    4.24   1.64769    33.8           
15      -1002.150  (可変)                             
16*       105.986    6.31   1.58913    61.2           
17        -60.874    0.86                             
18        -88.069    1.00   1.92286    18.9           
19       -233.492  (可変)                             
20        109.946    1.09   1.66680    33.0           
21         30.991    6.93   1.49700    81.5           
22       -104.122    0.16                             
23         47.658    6.45   1.58913    61.2           
24*       -49.747  (可変)                             
25(絞り)    ∞       1.75                             
26        -99.007    0.85   1.88300    40.8           
27         24.286    2.83   1.92286    18.9           
28         62.125    2.89                             
29        -27.731    0.75   2.00330    28.3           
30         63.107    3.18                             
31        310.431    2.00   1.77250    49.6           
32         68.217    5.78   1.84666    23.8           
33        -27.573   30.00                             
34        -90.136    5.73   1.48749    70.2           
35        -27.636    0.15                             
36        -59.398    0.75   1.88300    40.8           
37         28.730    9.82   1.48749    70.2           
38        -33.281    0.15                             
39       -167.451    4.73   1.48749    70.2           
40        -29.284    1.00   1.84666    23.8           
41        -57.323    0.15                             
42         41.446    6.00   1.48749    70.2           
43        -65.025    5.00                             
44          ∞      33.00   1.60859    46.4           
45          ∞      13.20   1.51633    64.1           
46          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 6.45923e-006  A 6=-1.49270e-008  A 8= 3.67806e-011  A10=-9.09613e-014  
第16面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.56993e-006  A 6= 4.42828e-010  A 8=-2.41658e-012  A10=-3.92274e-015  
第24面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.09277e-006  A 6=-3.17860e-009  A 8=-1.35315e-012  A10= 3.02661e-015  
各種データ
ズーム比     20.00 
広角     中間     望遠
焦点距離       9.00   135.00   180.01  
Fナンバー      1.90     1.90     2.65  
画角          31.43     2.33     1.75  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   301.37   301.37   301.37  
BF             7.80     7.80     7.80  
d 8            1.78    54.65    56.89  
d15           79.84    12.38     2.49  
d19            1.43    12.17    22.69  
d24            1.55     5.40     2.52  
d46            7.80     7.80     7.80  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      80.00  
2    9     -15.10  
3   16     115.00  
4   20      35.00  
5   25      26.80  
【００６７】
【表１】
2019003068.tif 000011
【符号の説明】
【００６８】
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    絞り
ＤＧ    ガラスブロック
ＩＰ    撮像面
【図１】
2019003068.tif 000012
【図２（Ａ）】
2019003068.tif 000013
【図２（Ｂ）】
2019003068.tif 000014
【図２（Ｃ）】
2019003068.tif 000015
【図２（Ｄ）】
2019003068.tif 000016
【図３】
2019003068.tif 000017
【図４（Ａ）】
2019003068.tif 000018
【図４（Ｂ）】
2019003068.tif 000019
【図４（Ｃ）】
2019003068.tif 000020
【図４（Ｄ）】
2019003068.tif 000021
【図５】
2019003068.tif 000022
【図６（Ａ）】
2019003068.tif 000023
【図６（Ｂ）】
2019003068.tif 000024
【図６（Ｃ）】
2019003068.tif 000025
【図６（Ｄ）】
2019003068.tif 000026
【図７】
2019003068.tif 000027
【図８（Ａ）】
2019003068.tif 000028
【図８（Ｂ）】
2019003068.tif 000029
【図８（Ｃ）】
2019003068.tif 000030
【図８（Ｄ）】
2019003068.tif 000031
【図９】
2019003068.tif 000032
【図１０】
2019003068.tif 000033
【図１１】
2019003068.tif 000034