(57)【要約】【課題】  本発明は、広角、高倍率、小型軽量、及び望遠端ないし中間ズーム状態の焦点距離範囲における性能の点で有利なズームレンズを提供することを例示的目的とする。【解決手段】  物体側から順に、変倍時不動の正の第１群、変倍時に移動する負の第２群、変倍時に移動する正の第３群、変倍のために移動する、少なくとも１つのレンズ群からなる変倍レンズ群、変倍のためには移動しない正の固定群により構成されるズームレンズであって、前記第３群は１枚の正の単レンズと、１枚の負の単レンズを含み、前記第２群と前記第３群は広角端から望遠端への変倍のために物体側から像側へ移動し、広角端及び望遠端における前記ズームレンズの焦点距離、ズーム比、望遠端から所定の焦点距離までのズーム範囲のうち、前記第２群と前記第３群の間隔が最大となる間隔、望遠端における前記第２群と前記第３群の間隔を適切に設定する。【選択図】  図１
2019074550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍のために移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍のために移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍のために移動する、少なくとも１つのレンズ群からなる変倍レンズ群、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する固定レンズ群により構成されるズームレンズであって、
前記第３レンズ群は少なくとも１枚の正の屈折力を有する単レンズと、少なくとも１枚の負の屈折力を有する単レンズとを有し、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とは、広角端から望遠端への変倍のために物体側から像側へ移動し、
広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、ズーム比をＺとし、中間のズーム状態の焦点距離をｆｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.84とし、望遠端から焦点距離ｆｔｍまでのズーム範囲のうち前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が最大となる間隔をＬ２ｍａｘ、望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＬ２ｔとして、
１．１０＜Ｌ２ｍａｘ／Ｌ２ｔ＜２．２０
なる条件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ｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
０．０２＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．２０
なる条件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ｆ１とするとき
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１０．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３レンズ群は、広角端から望遠端への変倍のために常に像側に移動す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１レンズ群内の少なくとも一部のレンズの移動により合焦を行う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】
前記固定レンズ群は、絞りを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された像を受ける撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のテレビカメラ用のズームレンズにおいて、広角、高倍率化、小型軽量化が比較的容易であることから、４群ズームレンズが多く用いられている。この４群ズームレンズは物体側から順に、変倍中固定の正の屈折力の第１レンズ群、変倍用に移動の負の屈折力の第２レンズ群、変倍に伴って変動する像面を補正するための第３レンズ群、そして結像用の正の屈折力の第４レンズ群から構成されている。
【０００３】
近年、バリエータとコンペンセータの機能を持つ変倍群を３つまたは４つ以上の可動群で構成したテレビカメラ用のズームレンズが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、正の屈折力の第１レンズ群、変倍用に移動の負の屈折力の第２レンズ群、変倍用に移動の正の屈折力の第３レンズ群、変倍用に移動の負の屈折力の第４レンズ群を有するズームレンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１８０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のテレビカメラ用の４群ズームレンズにおいて、更なる広角、高倍率と小型軽量化の両立を達成しようとした場合、各群の屈折力を増大させる必要があり、諸収差の変動が増大してしまうという問題点が発生する。特に、広角端と望遠端において収差補正を行った場合、望遠端〜中間ズーム状態における焦点距離（例えばｆｗ×Ｚ0.84；ｆｗは広角端の焦点距離）を含む焦点距離範囲（ｆｗ×Ｚ0.95〜ｆｗ×Ｚ0.78）における諸収差の変動が増加し、特に画面周辺における性能劣化が大きくなる。
【０００７】
特許文献１においては、広角端から望遠端にかけて変倍を行う際に、３つまたは４つの変倍群を異なった軌跡で移動させている。しかしながら、特許文献１では、諸収差が増大する望遠端〜中間ズーム状態における焦点距離（例えばｆｗ×Ｚ0.84）を含む焦点距離範囲（例えばｆｗ×Ｚ0.95〜ｆｗ×Ｚ0.78）におけるズーム軌跡を開示しておらず、効果的な収差補正が図られていない。
【０００８】
本発明は、広角、高倍率、小型軽量、及び望遠端ないし中間ズーム状態の焦点距離範囲における性能の点で有利なズームレンズを提供することを例示的目的とする。
【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、本発明に係るズームレンズ及びそれを有する撮像装置は、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍のために移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍のために移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍のために移動する、少なくとも１つのレンズ群からなる変倍レンズ群、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する固定レンズ群により構成されるズームレンズであって、前記第３レンズ群は少なくとも１枚の正の屈折力を有する単レンズと、少なくとも１枚の負の屈折力を有する単レンズとを有し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とは、広角端から望遠端への変倍のために物体側から像側へ移動し、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、ズーム比をＺとし、中間のズーム状態の焦点距離を
ｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.84
とし、望遠端から焦点距離ｆｔｍまでのズーム範囲のうち、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が最大となる間隔をＬ２ｍａｘ、望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＬ２ｔとして、
１．１０＜Ｌ２ｍａｘ／Ｌ２ｔ＜２．２０
なる条件を満足することを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる目的またはその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば、広角、高倍率、小型軽量、及び望遠端ないし中間ズーム状態の焦点距離範囲における性能の点で有利なズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の数値実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図２】（Ａ）数値実施例１の広角端、（Ｂ）ｆ＝２２２．４５ｍｍ、（Ｃ）望遠端の収差図である。
【図３】本発明の数値実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図４】（Ａ）数値実施例２の広角端、（Ｂ）ｆ＝２２２．４５ｍｍ、（Ｃ）望遠端の収差図である。
【図５】本発明の数値実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【図６】（Ａ）数値実施例３の広角端、（Ｂ）ｆ＝２２２．４５ｍｍ、（Ｃ）望遠端の収差図である。
【図７】本発明の原理を示す模式図である。
【図８】本発明の撮像装置の要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に各数値実施例の特徴について説明する。
本発明の数値実施例１のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍のために移動する負の屈折力の第２レンズ群、変倍のために移動する正の屈折力の第３レンズ群、変倍のために移動する負の屈折力の第４レンズ群（変倍レンズ群）、結像のための正の屈折力の結像レンズ群（固定レンズ群）より構成される。また、第２レンズ群及び第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍において物体側から像側へ移動する。
【００１４】
第３レンズ群は少なくとも１枚以上の正の屈折力を有する単レンズと、少なくとも１枚以上の負の屈折力を有する単レンズを有する。
【００１５】
広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗ、望遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔ、ズーム比をＺとし、中間のズーム状態の焦点距離を、
ｆｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.84  ・・・（１）
とするとき、本発明のズームレンズは、望遠端から焦点距離ｆｔｍまでのズーム範囲のうち、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる間隔をＬ２ｍａｘ、望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔をＬ２ｔとするとき、
１．１０＜Ｌ２ｍａｘ／Ｌ２ｔ＜２．２０  ・・・（２）
を満足する。
【００１６】
従来の４群ズームレンズにおいては、第３レンズ群の移動軌跡は像点補正のために一意に決定される。具体的には、第３レンズ群は物体側に凸を描くような軌跡で移動し、第２群の結像倍率が−１を通過するズームポジションにおいて最も物体側に移動する。
【００１７】
本発明においては、変倍群が３つ以上の可動群で構成されている。よって第２レンズ群、第３レンズ群の移動軌跡は任意に設定することが可能となる。
具体的には、望遠端から焦点距離ｆｔｍ（＝ｆｗ×Ｚ0.84）の間のズーム範囲において、第２レンズ群、第３レンズ群の間隔が、望遠端よりも、広がるズームポジションを有している。これにより、第３可動群へ入射する光線の内、上線と下線のコントロールをする事ができる。これにより、望遠端から焦点距離ｆｔｍの間のズーム範囲において、アンダー（物体側）方向に変動する像面湾曲を良好に補正している。
【００１８】
図７は本発明の実施例のズーミングの軌跡を模式的に示した図である。本発明における広角端から望遠端にかけての第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４の移動軌跡を実線で示している。本発明においては、前記ズーム範囲（望遠端〜焦点距離ｆｔｍ）において、第２レンズ群、第３レンズ群の間隔が広角端に対し広がっていることが確認できる。
【００１９】
条件式（１）は、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が、望遠端より広くなるズームポジションが存在するズーム範囲を規定している。
【００２０】
条件式（２）は第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる間隔と望遠端の間隔の比を規定している。条件式（２）の上限値を上回ると、第４可動群の軌跡とズーム中間にて干渉してしまう。もしくは、干渉を避けるために、第３可動群の屈折力が強くなり、像面補正の良好な補正が困難になる。条件式（２）の下限値を下回ると、望遠端から焦点距離ｆｔｍの間のズーム範囲における像面湾曲の良好な補正が困難となる。
【００２１】
更に好ましくは、条件式（１）を次の如く設定するのが良い。
ｆｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.85  ・・・（１ａ）
更に好ましくは、条件式（２）を次の如く設定するのが良い。
１．１５＜Ｌ２ｍａｘ／Ｌ２ｔ＜２．１０  ・・・（２ａ）
【００２２】
以上の構成を満たすことにより、本発明の各数値実施例の撮像光学系は、良好な光学性能を達成しつつ、広角、高倍率且つ小型軽量な撮像光学系を達成している。
【００２３】
本発明の更なる実施態様として、条件式（３）により第２レンズ群と第３レンズ群の焦点距離ｆ２、ｆ３の比を規定している。
０．０２＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．２０  ・・・（３）
【００２４】
条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力に対して第３レンズ群の屈折力が小さくなり過ぎ、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔変化が増大する。その結果、広角端において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が増大し、望遠側の球面収差変動、広角側の歪曲変動が増大するため、高倍率化が困難となる。
【００２５】
条件式（３）の上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力に対して第３レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎ、第３レンズ群の望遠端における製造誤差による敏感度が増大する。特に像面湾曲、コマ収差の発生量が増加し、製造性が悪化する。
【００２６】
更に好ましくは、条件式（３）を次の如く設定するのが良い。
０．０３＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．１５  ・・・（３ａ）
【００２７】
本発明の更なる実施態様として、条件式（４）により第１レンズ群と第２レンズ群の焦点距離ｆ１、ｆ２の比を規定している。
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１０．０  ・・・（４）
【００２８】
条件式（４）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が第１レンズ群の屈折力に対して相対的に強くなり過ぎ、諸収差の変動が増大し、補正が困難となる。
【００２９】
条件式（４）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が第１レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなり過ぎ、第２レンズ群の変倍時の移動量が増大し、高倍率化を達成することが困難となる。
【００３０】
更に好ましくは、条件式（３）を次の如く設定するのが良い。
７．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜９．０  ・・・（４ａ）
【００３１】
本発明の更なる実施態様として、第３レンズ群が、広角端から望遠端にかけて常に像側に移動することを規定している。第３レンズ群が物体側に移動する軌跡をとる場合、そのズーム範囲における収差変動が極端に大きくなり、補正が困難となる。第３レンズ群が、第２レンズ群とズーム範囲全域で適切な間隔を保持することで、ズーム範囲全域での良好な収差補正が可能となる。
【００３２】
本発明の更なる実施態様として、第２レンズ群が、少なくとも１枚以上の負レンズと１枚以上の正レンズを含むことを規定している。これにより、望遠側における色収差の良好な収差補正が可能となる。
【００３３】
本発明の更なる実施態様として、第３レンズ群が、負レンズと正レンズからなることを規定している。これにより、変倍時に移動する群の軽量化が達成でき、駆動機構による適切なズーム操作が可能となる。
【００３４】
本発明の更なる実施態様として、第１レンズ群内のレンズで合焦を行うことを規定している。これにより、ズームのどの焦点距離においても合焦時の繰り出し量を一定に保つことが可能となり、駆動機構の簡略化が可能となる。
【実施例１】
【００３５】
図１は本発明の数値実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【００３６】
Ｕ１はズーミング中不動の正の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群Ｕ１の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して像側から物体側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）へのズーミングに際して像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群（バリエーターレンズ群）である。Ｕ３はズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。Ｕ４はズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群（変倍レンズ群）である。ＳＰは開口絞りである。ＵＲはズーミング中不動の結像レンズ群（固定レンズ群）である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
【００３７】
数値実施例１においては、ｆ＝１０．６９ｍｍ（広角端）、ｆ＝１９．６４ｍｍ、ｆ＝４４．８０ｍｍ、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍ（ｆｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.835）、ｆ＝４０５．８３ｍｍ（望遠端）における各レンズ群の間隔を示している。
【００３８】
次に、数値実施例１の各群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズは物体側から像側へ順に配置されているものとする。Ｕ１は負レンズ、正レンズ４枚で構成されている。Ｕ２は負レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。Ｕ３は正レンズ、負レンズで構成されている。Ｕ４は負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。ＵＲは正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで構成される。
【００３９】
図２は、実施例１の（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍは第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となるズームポジションである。
【００４０】
収差図において、球面収差はｅ線、ｇ線によって表されている。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ΔＭ）とｅ線のサジタル像面（ΔＳ）によって表されている。倍率色収差はｇ線によって表されている。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のスケールで描かれている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。尚、広角端と望遠端は変倍用の第２レンズ群Ｕ２が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。これらについては、後述する数値実施例２，３においても同様である。図２に記載されているように、変倍範囲にわたって高い光学性能を実現できていることがわかる。
【００４１】
表１に数値実施例１における各条件式対応値を示す。数値実施例１は条件式（２）〜（４）を満足している。これにより本発明は良好な光学性能を達成しつつ、広角、高倍率且つ小型軽量な撮像光学系を達成している。
【実施例２】
【００４２】
図３は本発明の数値実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【００４３】
Ｕ１はズーミング中不動の正の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群Ｕ１の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して像側から物体側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）へのズーミングに際して像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群（バリエーターレンズ群）である。Ｕ３はズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。Ｕ４はズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群（変倍レンズ群）である。ＳＰは開口絞りである。ＵＲはズーミング中不動の結像レンズ群（固定レンズ群）である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
【００４４】
数値実施例２においては、ｆ＝１０．７９ｍｍ（広角端）、ｆ＝１９．４０ｍｍ、ｆ＝４４．８０ｍｍ、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍ（ｆｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.834）、ｆ＝４０５．８４ｍｍ（望遠端）における各レンズ群の間隔を示している。
【００４５】
次に、数値実施例２の各群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズは物体側から像側へ順に配置されているものとする。Ｕ１は負レンズ、正レンズ４枚で構成されている。Ｕ２は負レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。Ｕ３は正レンズ、負レンズで構成されている。Ｕ４は負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。ＵＲは正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで構成される。
【００４６】
図４は、実施例２の（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍは第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となるズームポジションである。
図４に記載されているように、変倍範囲にわたって高い光学性能を実現できていることがわかる。
【００４７】
表１に数値実施例２における各条件式対応値を示す。数値実施例２は条件式（２）〜（４）を満足している。これにより本発明は良好な光学性能を達成しつつ、広角、高倍率且つ小型軽量な撮像光学系を達成している。
【実施例３】
【００４８】
図５は本発明の数値実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
【００４９】
Ｕ１はズーミング中不動の正の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群Ｕ１の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して像側から物体側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）へのズーミングに際して像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群（バリエーターレンズ群）である。Ｕ３はズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。Ｕ４はズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群（変倍レンズ群）である。Ｕ５は正の屈折力を有し、第２レンズ群Ｕ２に連動して移動し、変倍に伴う像面変動を補正する第５レンズ群Ｕ５（変倍レンズ群）である。ＳＰは開口絞りである。ＵＲはズーミング中不動の結像レンズ群（固定レンズ群）である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
【００５０】
数値実施例３においては、ｆ＝１０．３０ｍｍ（広角端）、ｆ＝１９．９０ｍｍ、ｆ＝４４．８０ｍｍ、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍ（ｆｔｍ＝ｆｗ×Ｚ0.836）、ｆ＝４０５．８０ｍｍ（望遠端）における各レンズ群の間隔を示している。
【００５１】
次に、数値実施例３の各群のレンズ構成について説明する。Ｕ１は負レンズ、正レンズ４枚で構成されている。Ｕ２は負レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。Ｕ３は正レンズ、負レンズで構成されている。Ｕ４は負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。Ｕ５は正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズで構成されている。ＵＲは正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで構成される。
【００５２】
図６は、実施例３の（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。焦点距離ｆ＝２２２．４５ｍｍは第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となるズームポジションである。
図６に記載されているように、変倍範囲にわたって高い光学性能を実現できていることがわかる。
【００５３】
表１に数値実施例３のズームレンズに対する各条件式対応値を示す。数値実施例３のズームレンズは条件式（２）〜（４）を満足している。これにより、広角、高倍率と小型軽量、特に望遠端〜ズーム中間の焦点距離範囲における高性能化を両立したズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
【００５４】
＜撮像装置＞
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８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８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。
【００５５】
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、変倍時に光軸上を移動する変倍部１１５、結像用の結像レンズ群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結像レンズ群１１６は、光路中より挿抜可能な変倍光学系ＩＥを有している。
【００５６】
変倍部１１５には、光軸方向に駆動されるため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ためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。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。
【００５７】
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。
【００５８】
以下の各数値実施例において、ｉは物体側からｉ番目の面を示す。ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の間の光学媒体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。
【００５９】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６を各々非球面係数とし次式で表す。
【数１】
2019074550.tif 000003
また、例えば「ｅ−Ｚ」は「×１０-Z」を意味する。面番号に付された＊印はその面が非球面であることを示している。
【００６０】
＜数値実施例１＞
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd 
1        603.746    3.00   1.83481    42.7
2        149.343    1.17                  
3        151.821   16.00   1.43387    95.1
4       -476.510   11.27                  
5        162.782    9.59   1.43387    95.1
6        865.034    0.20                  
7        151.903   12.79   1.43387    95.1
8      -1774.749    0.19                  
9        110.181    5.43   1.43387    95.1
10        158.632  (可変)                  
11         91.298    1.00   2.00100    29.1
12         22.069    6.84                  
13        -41.298    0.90   1.77250    49.6
14         77.269   -0.25                  
15         41.356    3.44   1.95906    17.5
16        109.190  (可変)                  
17        130.634    6.08   1.80810    22.8
18        -41.880    1.14                  
19        -30.783    1.10   1.80100    35.0
20       -167.860  (可変)                  
21        -53.487    1.30   1.71999    50.2
22         76.831    3.90   1.84666    23.9
23       1339.758  (可変)                  
24(絞り)    ∞       0.00                  
25*       139.965    2.84   1.60311    60.6
26       -452.460    0.20                  
27        769.963    4.64   1.48749    70.2
28        -84.555    2.02                  
29         77.299    8.45   1.49700    81.5
30        -59.957    1.30   1.84666    23.9
31        281.217    0.17                  
32        127.416    7.70   1.51633    64.1
33        -58.122    3.00                  
34       -167.464    1.30   1.81600    46.6
35       -387.187    0.15                  
36         77.374    5.50   1.84666    23.8
37       -218.627    2.67                  
38       -298.344    1.30   1.77250    49.6
39         48.888   50.00                  
40         63.176    5.30   1.54814    45.8
41        -86.826    0.20                  
42        386.522    1.20   1.88300    40.8
43         61.277    4.51   1.49700    81.5
44       -148.629    0.10                  
45         59.807    5.76   1.43875    94.9
46        -43.398    1.20   1.88300    40.8
47        100.883    1.75                  
48         32.141    3.85   1.51742    52.4
49         81.139    3.80                  
50          ∞      33.00   1.60859    46.4
51          ∞      13.20   1.51680    64.2
52          ∞     (可変)                  
像面        ∞   
非球面データ
第25面
K =-4.69710e+000  A 4=-1.94145e-006  A 6=-7.36418e-011  A 8=-4.50317e-013  
【００６１】
各種データ
ズーム比     37.95 
焦点距離      10.69    19.64    44.80   222.45   405.83  
Fナンバー      2.05     2.05     2.05     2.05     3.74  
半画角        27.22    15.65     7.00     1.42     0.78  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   400.83   400.83   400.83   400.83   400.83  
BF             8.89     8.89     8.89     8.89     8.89  
d10            0.99    42.78    80.85   117.91   123.86  
d16            3.77     5.12     5.34     3.61     3.07  
d20          132.16    83.50    37.60     3.50    13.00  
d23            4.82    10.34    17.95    16.72     1.80  
d52            8.89     8.89     8.89     8.89     8.89  
入射瞳位置     74.89    170.21    384.58   1397.04   2137.97  
射出瞳位置  -2947.96  -2947.96  -2947.96  -2947.96  -2947.96  
前側主点位置   85.55    189.72    428.70   1602.76   2488.11  
後側主点位置   -1.80    -10.74    -35.91   -213.55   -396.94  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     161.80        59.64        32.81        -11.21
2   11     -18.98        11.93         2.80         -5.94
3   17     199.60         8.33        -5.22        -10.02
4   21     -80.29         5.20         0.04         -2.81
5   24      73.65       165.11        71.76       -154.40
【００６２】
＜数値実施例２＞
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd 
1        590.424    3.00   1.83481    42.7
2        150.235    1.13                  
3        152.134   15.19   1.43387    95.1
4       -490.638   11.26                  
5        164.666    9.55   1.43387    95.1
6        930.648    0.20                  
7        151.351   12.60   1.43387    95.1
8      -2190.322    0.19                  
9        116.382    5.44   1.43387    95.1
10        173.363  (可変)                  
11        103.098    1.00   2.00100    29.1
12         23.602    6.65                  
13        -42.186    0.90   1.77250    49.6
14         79.642    0.52                  
15         46.767    3.56   1.95906    17.5
16        184.467  (可変)                  
17        219.154    4.47   1.80810    22.8
18        -45.130    1.00                  
19        -34.174    1.10   1.80100    35.0
20       -265.227  (可変)                  
21        -55.168    1.30   1.71999    50.2
22         71.954    3.96   1.84666    23.9
23        743.240  (可変)                  
24(絞り)    ∞       0.00                  
25*       184.419    4.10   1.60311    60.6
26       -208.322    0.20                  
27        112.882    6.02   1.48749    70.2
28       -100.142    2.02                  
29        107.999    7.87   1.49700    81.5
30        -56.967    1.30   1.84666    23.9
31        313.988    0.17                  
32        170.630    7.40   1.51633    64.1
33        -55.176    3.00                  
34       -125.241    1.30   1.81600    46.6
35       2174.451    0.15                  
36         77.244    5.61   1.84666    23.8
37       -196.194    2.67                  
38      -1481.232    1.30   1.77250    49.6
39         53.296   50.00                  
40         59.466    4.85   1.54814    45.8
41        -93.867    0.20                  
42        383.506    1.20   1.88300    40.8
43         66.889    4.15   1.49700    81.5
44       -205.218    0.10                  
45         59.930    5.63   1.43875    94.9
46        -42.533    1.20   1.88300    40.8
47        101.744    1.75                  
48         32.141    3.81   1.51742    52.4
49         83.533    3.80                  
50          ∞      33.00   1.60859    46.4
51          ∞      13.20   1.51680    64.2
52          ∞     (可変)                  
像面        ∞   
非球面データ
第25面
K =-4.74407e+000  A 4=-1.97539e-006  A 6=-1.68534e-010  A 8=-5.40411e-013  
【００６３】
各種データ
ズーム比     37.60 
焦点距離      10.79    19.40    44.80   222.45   405.84  
Fナンバー      2.05     2.05     2.05     2.05     3.74  
半画角        27.00    15.83     7.00     1.42     0.78  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   401.74   401.74   401.74   401.74   401.74  
BF             8.90     8.90     8.90     8.90     8.90  
d10            0.99    41.76    80.71   117.69   123.57  
d16            7.34     9.13     9.08     6.27     3.07  
d20          130.33    82.47    36.01     3.57    15.40  
d23            5.18    10.48    18.04    16.31     1.80  
d52            8.90     8.90     8.90     8.90     8.90  
入射瞳位置     74.58    167.14    386.02   1421.92   2188.33  
射出瞳位置  -2663.53  -2663.53  -2663.53  -2663.53  -2663.53  
前側主点位置   85.33    186.40    430.07   1625.85   2532.54  
後側主点位置   -1.89    -10.50    -35.90   -213.55   -396.94  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     161.80        58.55        32.03        -11.34
2   11     -20.94        12.63         2.30         -7.31
3   17     579.02         6.56       -13.73        -17.36
4   21     -80.29         5.26         0.16         -2.73
5   24      74.10       165.99        71.97       -155.57
【００６４】
＜数値実施例３＞
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd 
1        589.841    3.00   1.83481    42.7
2        149.885    1.30                  
3        152.351   15.65   1.43387    95.1
4       -492.047   11.23                  
5        160.592   10.21   1.43387    95.1
6       1087.847    0.20                  
7        153.990   12.42   1.43387    95.1
8      -2592.277    0.23                  
9        108.925    5.43   1.43387    95.1
10        153.921  (可変)                  
11         90.881    1.00   2.00100    29.1
12         21.685    7.05                  
13        -43.110    0.90   1.77250    49.6
14         73.380    0.08                  
15         40.814    3.56   1.95906    17.5
16        114.711  (可変)                  
17        138.479    4.85   1.80810    22.8
18        -42.915    1.10                  
19        -31.971    1.10   1.80100    35.0
20       -270.762  (可変)                  
21        -52.617    1.30   1.71999    50.2
22         79.855    3.85   1.84666    23.9
23       2381.914  (可変)                  
24*       201.600    4.20   1.60311    60.6
25       -119.087    0.20                  
26         76.463    8.25   1.48749    70.2
27        -63.856    1.30   1.84666    23.9
28        -92.933  (可変)                  
29(絞り)    ∞       1.52                  
30         63.585    8.28   1.49700    81.5
31        -63.649    1.30   1.84666    23.9
32       -172.495    0.17                  
33        261.323    3.62   1.51633    64.1
34       -191.389    3.00                  
35       -141.688    1.30   1.81600    46.6
36       -372.106    0.15                  
37        118.491    3.89   1.84666    23.8
38       -238.497    2.67                  
39        577.747    1.30   1.77250    49.6
40         29.900   50.00                  
41         81.659    4.45   1.54814    45.8
42        -70.510    0.20                  
43        111.947    1.20   1.88300    40.8
44         34.882    3.12   1.49700    81.5
45         62.069    0.10                  
46         37.862    5.68   1.43875    94.9
47        -57.727    1.20   1.88300    40.8
48       -907.191    1.75                  
49         37.491    3.42   1.51742    52.4
50        109.322    3.80                  
51          ∞      33.00   1.60859    46.4
52          ∞      13.20   1.51680    64.2
53          ∞     (可変)                  
像面        ∞   
非球面データ
第24面
K =-1.04816e+001  A 4=-1.41939e-006  A 6= 1.08503e-010  A 8=-4.54085e-014  
【００６５】
各種データ
ズーム比     39.40 
焦点距離      10.30    19.90    44.80   222.45   405.80  
Fナンバー      2.05     2.05     2.05     2.05     3.74  
半画角        28.10    15.45     7.00     1.42     0.78  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   403.47   403.47   403.47   403.47   403.47  
BF             8.90     8.90     8.90     8.90     8.90  
d10            1.04    41.78    78.49   118.90   124.31  
d16            5.78     2.64     3.28     4.71     3.06  
d20          130.87    76.49    29.46     8.03    17.52  
d23            4.70    11.86    20.99    15.63     1.80  
d28            5.43    15.06    15.61     0.56     1.14  
d53            8.90     8.90     8.90     8.90     8.90  
入射瞳位置    74.76   167.31   365.80   1651.68   2695.30  
射出瞳位置   414.81   414.81   414.81    414.81    414.81  
前側主点位置  85.32   188.18   415.55   1996.03   3506.78  
後側主点位置  -1.40   -11.00   -35.90   -213.55   -396.90  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     161.80        59.68        32.54        -11.56
2   11     -19.22        12.59         2.63         -6.74
3   17     300.76         7.04        -8.98        -12.94
4   21     -80.29         5.15        -0.02         -2.84
5   24      57.19        13.95         3.79         -5.47
6   29      75.25       148.32        89.71        -52.21
【００６６】
【表１】
2019074550.tif 000004
【符号の説明】
【００６７】
Ｕ１  ：  第１群
Ｕ２  ：  第２群
Ｕ３  ：  第３群
Ｕ４  ：  第４群
Ｕ５  ：  第５群
ＵＲ    ：  リレー群
ＳＰ    ：  開口絞り
ＩＰ    ：  撮像面
【図１】
2019074550.tif 000005
【図２】
2019074550.tif 000006
【図３】
2019074550.tif 000007
【図４】
2019074550.tif 000008
【図５】
2019074550.tif 000009
【図６】
2019074550.tif 000010
【図７】
2019074550.tif 000011
【図８】
2019074550.tif 000012