(57)【要約】    【課題】  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し、全系が小型の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、正，負，正，正，正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群より構成されるズームレンズにおいて、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔Ｌ２３Ｗ、望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔Ｌ２３Ｔ、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離ｆ２３Ｗ、望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離ｆ２３Ｔ、第１レンズ群の焦点距離ｆ１を各々適切に設定する。【選択図】    図１
2015184643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、ズーミングのためには不動でフォーカシング機能を有する正の屈折力の第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正の屈折力の第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、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群より構成されるズームレンズにおいて、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＬ２３Ｗ、望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＬ２３Ｔ、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３Ｗ、望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３Ｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．７５＜ｆ２３Ｔ／ｆ２３Ｗ＜１．００
０．０１＜Ｌ２３Ｔ／Ｌ２３Ｗ＜０．２０
−１５＜ｆ１／ｆ２３Ｗ＜−８
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ｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
−０．２０＜ｆ２／ｆ３＜−０．０５
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３レンズ群は、１以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記１以上の正レンズのうち、少なくとも１つの正レンズの材料のｄ線における屈折率の平均値とアッベ数の平均値を各々Ｎｄｐ、νｄｐ、前記１以上の負レンズのうち少なくとも１つの負レンズの材料のｄ線における屈折率の平均値とアッベ数の平均値を各々Ｎｄｎ、νｄｎとするとき、
−０．３５＜Ｎｄｐ−Ｎｄｎ＜−０．１５
１５＜νｄｐ−νｄｎ＜３５
なる条件式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】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第３レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動し、前記第４レンズ群は物体側へ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３レンズ群は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより構成され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２レンズ群は物体側から像側へ順に、２つの負レンズ、正レンズ、負レンズより構成され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、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、特に放送用テレビカメラ、映画用カメラ、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の撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置に用いられる撮像光学系には、全系が小型軽量で、広画角・高ズーム比でかつ高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。広画角、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、全体として５つのレンズ群により構成されるポジティブリード型の５群ズームレンズが知られている。５群ズームレンズとして、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第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、正の屈折力の第５レンズ群が知られている（特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１，２ではバリエータとコンペンセータの機能を持つ変倍部を第２，第３，第４レンズ群で構成し、ズーミングに際して３つの可動レンズ群を、互いに異なった軌跡で移動したテレビカメラに好適な５群ズームレンズを開示している。特許文献１では、広角端の撮影画角が６０°〜７０°程度、ズーム比１０〜２０程度のズームレンズを開示している。特許文献２では、広角端の撮影画角６０度程度、ズーム比５４程度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】特開平７−２４８４４９号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した５群ズームレンズは、広画角化及び高ズーム比化が比較的容易である。しかしながら広画角化及び高ズーム比化を維持しつつ、高い光学性能を得るには各レンズ群の屈折力、レンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。特に第１レンズ群の屈折力や変倍レンズ群としての第２、第３レンズ群の屈折力、そして第２レンズ群と第３レンズ群の結像倍率等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと、広画角かつ高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズを得るのが難しくなってくる。
【０００６】
例えば広画角化に伴い、前玉有効径が増大し、またズーミングに伴う諸収差の変動が増大してくる。また高ズーム比化に伴い、変倍用の移動レンズ群の移動量が増加し、レンズ全長が増大するとともに変倍に伴う諸収差の変動が増大してくる。
【０００７】
本発明は広画角、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し、全系が小型の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】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには不動でフォーカシング機能を有する正の屈折力の第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正の屈折力の第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、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群より構成されるズームレンズにおいて、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＬ２３Ｗ、望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＬ２３Ｔ、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３Ｗ、望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３Ｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．７５＜ｆ２３Ｔ／ｆ２３Ｗ＜１．００
０．０１＜Ｌ２３Ｔ／Ｌ２３Ｗ＜０．２０
−１５＜ｆ１／ｆ２３Ｗ＜−８
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】
【０００９】
本発明によれば、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し、全系が小型のズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】数値実施例１の物体距離無限遠時の広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）  数値実施例１の物体距離１３ｍの時の広角端、ｆ＝６７．５９、ｆ＝２９０．５９、望遠端での収差図
【図３】数値実施例２の物体距離無限遠時の広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）  数値実施例２の物体距離１３ｍの時の広角端、ｆ＝６６．３６、ｆ＝２８２．８９、望遠端での収差図
【図５】本発明の撮像装置の概略図
【図６】本発明のズームレンズのズーミングにおける移動軌跡の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明のズームレンズの特徴について説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、次のとおりである。ズーミングに際して不動でフォーカシング機能（合焦機能）を有する正の屈折力の第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レンズ群より構成される。更に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、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群と、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群より構成される。
【００１２】
図１は本発明の実施例１（数値実施例１）のズームレンズの無限遠物体に合焦しているときの広角端（焦点距離：ｆ＝９．６ｍｍ）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）乃至（Ｄ）は数値実施例１の物体距離１３ｍに合焦しているときの広角端（焦点距離：ｆ＝９．６ｍｍ）、焦点距離：ｆ＝６７．５９ｍｍ、焦点距離：ｆ＝２９０．５９ｍｍ、望遠端（焦点距離：ｆ＝１０８２．６０ｍｍ）における収差図である。但し、焦点距離や物体距離は数値実施例の値をｍｍ単位で表したときの値である。また物体距離は像面からの距離である。これは以下の各実施例において全て同じである。
【００１３】
図３は本発明の実施例２（数値実施例２）のズームレンズの無限遠物体の合焦しているときの広角端（焦点距離：ｆ＝９．６ｍｍ）におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）乃至（Ｄ）は数値実施例２の物体距離１３ｍに合焦しているときの広角端（焦点距離：ｆ＝９．６ｍｍ）、焦点距離：ｆ＝６６．３６ｍｍ、焦点距離：ｆ＝２８２．８９ｍｍ、望遠端（焦点距離：ｆ＝１０６０．２９ｍｍ）における収差図である。図５は本発明の撮像装置の概略図である。図６は本発明のズームレンズのズーミングにおける移動軌跡の説明図である。
【００１４】
各実施例のレンズ断面図において、左側が物体側で右側が像側である。ズーミングに際してのレンズ群の移動軌跡は図６の矢印で示したとおりである。実施例１，２のレンズ断面図と図６において、Ｕ１はズーミングのためには不動の正の屈折力の第１レンズ群（前玉レンズ群）である。第１レンズ群Ｕ１は、フォーカシングに際してその一部又は全部のレンズ系が移動する。
【００１５】
Ｕ２は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（バリエータ）であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を像側へ単調に移動する。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（バリエータ）であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を像側に凸状の軌跡で移動する。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）であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を物体側へ非直線的に移動する。
【００１６】
各実施例では第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４で変倍系を構成している。Ｕ５はズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群（リレーレンズ群）であり、結像作用を有する。ＳＰは絞り（開口絞り）であり、第５レンズ群Ｕ５の物体側に配置されている。
【００１７】
Ｐ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は撮像面であり、ズームレンズで形成された像を受光し、光電変換する固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。収差図において、球面収差における実線と二点鎖線は各々ｅ線，ｇ線である。非点収差における点線と実線は各々メリディオナル像面，サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．１ｍｍのスケールで描かれている。
【００１８】
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（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。
【００１９】
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有する。更に変倍に伴う像面変動を補正するために移動する正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有する。更にズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５から構成されている。
【００２０】
そして広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔をＬ２３Ｗ、望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔をＬ２３Ｔとるす。広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離をｆ２３Ｗ、望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離をｆ２３Ｔとする。第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１とする。
【００２１】
このとき、
０．７５＜ｆ２３Ｔ／ｆ２３Ｗ＜１．００  ・・・（１）
０．０１＜Ｌ２３Ｔ／Ｌ２３Ｗ＜０．２０  ・・・（２）
−１５＜ｆ１／ｆ２３Ｗ＜−８            ・・・（３）
なる条件式を満足する。
【００２２】
次に前述の各実施例の技術的意味について説明する。条件式（１）は広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離に対する望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離との比を規定している。
【００２３】
各実施例のズームレンズは物体側から像側へ順に、正，負，正，正の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群より構成される４群ズームレンズにおいて第２レンズ群を負の屈折力のレンズ群と正の屈折力のレンズ群の二つのレンズ群に分割している。そして物体側から像側へ順に、正，負，正，正，正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群より構成される５群ズームレンズである。更に変倍の際に第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３をその合成パワーが広角端に比べて望遠端で短焦点化する（短くなる）ように移動させている。
【００２４】
このようにすることで、変倍レンズ群を強めたことによる変倍部の短縮効果と移動レンズ群が１つ増えたことによるズーミングに際しての収差変動を軽減し、高い光学性能を得つつ、高ズーム比化と全系の小型化を図っている。
【００２５】
条件式（１）の上限値を上回って広角端における合成焦点距離ｆ２３Ｗに対して望遠端における合成焦点距離ｆ２３Ｔが変わらない或いは長焦点化する（長くなる）とズーミングに際して第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の移動量が増大する。そして、全系が大型化してくる。
【００２６】
条件式（１）の下限値を下回って広角端における合成焦点距離ｆ２３Ｗに対して望遠端における合成焦点距離ｆ２３Ｔが短くなると、変倍部の長さは短縮される。しかしながらズーミングに際して軸上色収差や倍率色収差、コマ収差等の諸収差の変動が大きくなり、全ズーム範囲にわたり、高い光学性能を得ることが困難となる。
【００２７】
条件式（２）は、広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔に対する望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔の比を規定している。条件式（２）の上限値を上回って広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２３Ｗが望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２３Ｔよりも小さくなると変倍部の長さが増大する。
【００２８】
また、広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離ｆ２３Ｗと望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離ｆ２３Ｔの変化が少なくなり、変倍部の長さを短縮するのが困難になる。また間隔変化が少なくても合成焦点距離の変化が十分ある場合は、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の屈折力が強いことを意味する。この場合、ズーミングによる収差変動を抑制するためには、第２レンズ群Ｕ２と、第３レンズ群Ｕ３の構成レンズ枚数を増大する必要があり、全系の小型化が困難になる。
【００２９】
条件式（２）の下限値を下回って、広角端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２３Ｗが望遠端における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２３Ｔよりも長くなるとズーミングに際しての収差変動が増大してくる。又第２レンズ群Ｕ２の屈折力に対して第３レンズ群Ｕ３の屈折力が弱くなりすぎてしまい、ズーミングに伴う第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔変化に伴う収差変動を軽減するのが困難となる。
【００３０】
条件式（３）は、広角端における第２レンズ群Ｕ２と、第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離ｆ２３Ｗに対する第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１の比を規定する。条件式（３）の下限値を下回って第２レンズ群Ｕ２と、第３レンズ群Ｕ３の負の合成屈折力の絶対値が大きくなると、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲にわたり良好な光学性能を得ることが困難となる。
【００３１】
条件式（３）の上限値を上回って第２レンズ群Ｕ２と、第３レンズ群Ｕ３の負の合成屈折力の絶対値が小さくなると、変倍に必要な第２レンズ群Ｕ２と、第３レンズ群Ｕ３の移動量が増大してレンズ全長が長くなるため、全系の小型化が困難となる。更に好ましくは、条件式（１）乃至（３）の数値範囲を以下のごとく設定するのが良い。
【００３２】
０．８５＜ｆ２３Ｔ／ｆ２３Ｗ＜０．９７  ・・・（１ａ）
０．０２＜Ｌ２３Ｔ／Ｌ２３Ｗ＜０．１０  ・・・（２ａ）
−１２．０＜ｆ１／ｆ２３Ｗ＜−８．２    ・・・（３ａ）
以上のように本発明によれば、全系が小型でありながら広画角、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。
【００３３】
各実施例において、好ましくは以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。第２レンズ群Ｕ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群Ｕ３の焦点距離をｆ３とする。第３レンズ群Ｕ３は、１以上の正レンズと１以上の負レンズを有する。そして１以上の正レンズのうち、少なくとも１つの正レンズの材料のｄ線における屈折率の平均値とアッベ数の平均値を各々Ｎｄｐ、νｄｐとする。１以上の負レンズのうち少なくとも１つの負レンズの材料のｄ線における屈折率の平均値とアッベ数の平均値を各々Ｎｄｎ、νｄｎとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３４】
−０．２０＜ｆ２／ｆ３＜−０．０５      ・・・（４）
−０．３５＜Ｎｄｐ−Ｎｄｎ＜−０．１５  ・・・（５）
１５．０＜νｄｐ−νｄｎ＜３５．０      ・・・（６）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００３５】
条件式（４）は、第３レンズ群Ｕ３の焦点距離に対する第２レンズ群Ｕ２の焦点距離の比を規定している。条件式（４）の下限値を下回って第３レンズ群Ｕ３の正の屈折力が強くなりすぎると、ズーミングに際して収差変動が増大し、これを補正するため第３レンズ群Ｕ３の構成レンズ枚数を増加しなければならず、全系の小型化が困難になる。条件式（４）の上限値を上回って第３レンズ群Ｕ３の正の屈折力が弱くなりすぎると、変倍による第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔変化に伴う収差変動を補正するのが困難になる。そのため、全ズーム範囲にわたり、良好な光学性能を得ることが困難となる。
【００３６】
更に好ましくは、条件式（４）の数値範囲を以下のごとく設定するのが良い。
−０．１３＜ｆ２／ｆ３＜−０．０６  ・・・（４ａ）
条件式（５）と条件式（６）は、第３レンズ群Ｕ３が有する正レンズと負レンズの材料の屈折率とアッベ数を規定している。条件式（５）、条件式（６）の上限値、又は下限値を超えるとズーミングに際して球面収差の変動、軸上色収差の変動、そして倍率色収差の変動を軽減するのが困難となり、全ズーム範囲にわたり良好な光学性能を得るのが困難になる。
【００３７】
更に好ましくは、条件式（５）、条件式（６）の数値範囲を以下のごとく設定するのが良い。
【００３８】
−０．３＜Ｎｄｐ−Ｎｄｎ＜−０．２  ・・・（５ａ）
２０．０＜νｄｐ−νｄｎ＜３０．０  ・・・（６ａ）
各実施例に好ましくは次の構成をとるのが好ましい。
【００３９】
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Ｕ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｕ３は像側に凸状の軌跡で移動し、第４レンズ群Ｕ４は物体側へ移動することである。第３レンズ群Ｕ３は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより構成されることである。第２レンズ群Ｕ２は物体側から像側へ順に、２つの負レンズ、正レンズ、負レンズより構成されることである。次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。
【００４０】
［実施例１］
実施例１は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５より構成されている。第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４はズーミングに際して移動する変倍系を構成している。第３レンズ群Ｕ３は１つの負レンズと１つの正レンズとを接合した接合レンズより構成されている。
【００４１】
実施例１は前述の各条件式（１）乃至（６）を満たしている。これによって、広角端の撮影画角６３．２８°、ズーム比１２１．２７倍の広画角・高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズを達成している。
【００４２】
［実施例２］
実施例２において、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力、ズーム軌跡等のズームタイプは実施例１と同じである。第３レンズ群Ｕ３のレンズ構成も実施例１と同じである。実施例２は前述の各条件式（１）乃至（６）を満たしている。これによって、広角端の撮影画角６３．２８°、ズーム比１１８．７７倍の広画角・高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズを達成している。
【００４３】
以上、各実施例によれば広画角化と高ズーム比化を図りつつ、レンズ系全体の小型化及び軽量化を図ったズームレンズが得られる。特に各実施例によれば、広画角の撮影画角５０度以上、ズーム比６０以上の高ズーム比で、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。
【００４４】
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。
【００４５】
図５は本発明の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５において１０１は実施例１又は２のズームレンズである。２０１はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ２０１に対して着脱可能となっている。３０１はカメラ２０１にズームレンズ１０１を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ１０１はフォーカス用のレンズ系を含むフォーカス部Ｆ、変倍用のレンズ群を含む変倍部Ｖ、変倍に伴う像面変動を補正するレンズ群やフォーカシングに際して不動の結像用のレンズ群を含むレンズ部ＣＲを有している。
【００４６】
リレー部ＣＲには、ズームレンズ全系の焦点距離を変位させる、光路中より挿抜可能なレンズユニット（エクステンダー）が含まれていても良い。また、リレー部ＣＲには、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する防振光学系が含まれていても良い。ＳＰは開口絞りである。１０２乃至１０４は各々フォーカス部Ｆ、変倍部Ｖ、リレー部ＣＲに含まれている各レンズ群を駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。
【００４７】
ここで、１０５乃至１０８は駆動機構１０２乃至１０４および開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１０９乃至１１２は、フォーカス部Ｆや変倍部Ｖ、そしてリレー部ＣＲにふくまれている各レンズ群の光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径等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。
【００４８】
カメラ２０１において、２０２は光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、２０３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、２０４、１１３はカメラ２０１及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。
【００４９】
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。本発明に関するズームレンズおよびカメラの構成は図５の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。この他、本発明のズームレンズはデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置にも適用することができる。
【００５０】
以下に本発明の数値実施例を示す。各数値実施例においていずれも、ｉは物体側からの面の順序を示す。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は第ｉ番目の光学部材のｄ線の屈折率とアッベ数である。ＢＦは空気換算のバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの空気換算距離として示している。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バックフォーカスを加えた値である。
【００５１】
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する。Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ３、Ａ５、Ａ７、Ａ９、Ａ１１、Ａ１３、Ａ１５をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「ｅ−Ｚ」は「×１０−Ｚ」を意味する。また、各実施例と前述した各条件式との対応を表１に示す。
【００５２】
【数１】
2015184643.tif 000003
【００５３】
＜数値実施例１＞
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       3168.004    8.99   1.43387    95.1      208.87
2      -3408.697    0.51                        206.13
3       2907.145    6.00   1.83400    37.2      203.27
4        334.947    6.24                        199.00
5        346.667   24.54   1.43387    95.1      201.65
6       -995.715   26.38                        202.11
7        386.610   17.79   1.43387    95.1      204.80
8      -4418.939    0.25                        204.45
9        266.188   19.88   1.43387    95.1      200.27
10       2123.528    1.20                        199.25
11        188.122   16.65   1.43387    95.1      180.50
12        461.635  (可変)                        178.50
13*      1439.182    2.20   2.00330    28.3       40.92
14         34.560    7.70                         35.27
15        -87.402    1.60   1.83400    37.2       34.69
16         35.535    7.83   1.95906    17.5       34.08
17       -109.618    2.31                         34.04
18        -43.972    2.00   1.88300    40.8       34.07
19       -540.377  (可変)                         36.42
20       1315.023    2.00   1.83400    37.2       58.76
21        256.405    6.45   1.60311    60.6       60.18
22       -148.837  (可変)                         60.97
23        135.158   13.76   1.60311    60.6       80.20
24*      -158.578    0.20                         80.51
25        101.928   10.52   1.59349    67.0       79.40
26       1415.975    0.20                         78.30
27        224.350    2.50   1.84666    23.8       76.66
28         66.400   18.94   1.43875    94.9       72.14
29       -180.211    0.20                         71.01
30        515.787    3.96   1.60311    60.6       68.36
31*      -446.857  (可変)                         67.61
32(絞り)    ∞       4.94                         36.62
33       -158.458    1.40   1.88300    40.8       32.90
34         48.857    1.01                         32.00
35         35.536    6.30   1.80809    22.8       32.30
36        178.535    2.71                         31.70
37       -155.054    1.40   1.81600    46.6       30.50
38        503.128    7.49                         30.10
39        -53.176    1.50   1.72916    54.7       29.55
40        173.063    7.44   1.80518    25.4       29.92
41        -65.671    5.04                         30.29
42        -29.956    2.00   1.78590    44.2       29.55
43        323.934    8.75   1.53172    48.8       31.77
44        -27.556    3.01                         33.01
45       -544.652    2.55   1.48749    70.2       32.16
46       -131.767    1.91                         32.07
47       -146.590    1.50   1.88300    40.8       31.68
48         38.568    8.40   1.51823    58.9       31.68
49        -56.313    0.21                         32.27
50        103.296    7.81   1.43875    94.9       32.41
51        -29.586    1.50   1.83400    37.2       32.28
52        -67.620    0.20                         33.21
53        137.053    8.43   1.51633    64.1       33.15
54        -46.002   10.00                         32.73
55          ∞      33.00   1.60859    46.4       60.00
56          ∞      13.20   1.51633    64.2       60.00
57          ∞      13.85                         60.00
像面        ∞   
【００５４】
非球面データ
第13面
K  = 2.54787e+003  A 4= 8.84145e-007  A 6=-2.45801e-010 
A 8=-1.04969e-012  A10=-1.69692e-014  A12= 5.99603e-017 
A14=-1.39609e-018  A16=-7.51498e-022  
A 3=-3.66160e-007  A 5=-9.39271e-009  A 7= 4.36582e-011 
A 9=-1.50692e-014  A11= 3.57828e-016  A13= 9.32016e-018 
A15= 5.67905e-020  
第24面
K  = 4.06468e-001  A 4= 2.66368e-007  A 6=-9.01072e-012 
A 8=-3.98883e-014  A10=-5.42983e-018  A12=-1.25518e-020 
A14= 9.75716e-024  A16= 5.58915e-027  
A 3= 3.61223e-007  A 5= 8.99220e-011  A 7= 6.31016e-013 
A 9= 5.86319e-016  A11= 3.49281e-019  A13= 3.16943e-022 
A15=-5.44557e-025  
第31面
K  = 1.03572e+002  A 4= 4.67723e-007  A 6=-1.19732e-010 
A 8= 3.89145e-014  A10= 1.09245e-016  A12= 7.31259e-020 
A14=-5.43815e-023  A16=-2.35475e-026  
A 3=-8.75039e-007  A 5=-5.83900e-011  A 7= 5.75306e-012 
A 9= 4.65227e-016  A11=-8.69077e-018  A13= 1.46126e-021 
A15= 2.31859e-024  
【００５５】
各種データ
ズーム比    121.27 
焦点距離       8.93    67.59   290.59   1082.60  
Fナンバー      1.82     1.81     1.82      5.63  
半画角         31.64     4.65     1.08     0.29  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長    632.32   632.32   632.32   632.32  
BF            53.07    53.07    53.07    53.07  
d12            2.86   148.43   187.72   202.28  
d19           24.69    33.14    25.64     0.87  
d22          252.38    79.15    24.20     0.65  
d31            3.00    22.21    45.39    79.15  
入射瞳位置   136.13   853.54   2741.92   13396.08  
射出瞳位置   364.70   364.70    364.70     364.70  
前側主点位置 145.29   934.14   3273.19   17819.14  
後側主点位置   4.92   -53.74   -276.74    -1068.75  
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     258.47       128.43        75.89        -20.59
2   13     -20.00        23.64         5.18        -10.09
3   20     263.39         8.45         5.21          0.11
4   23      67.50        50.29        12.19        -23.17
5   32      54.25       141.70        64.44         21.51
【００５６】
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    3776.56
2       3   -451.51
3       5    594.48
4       7    818.25
5       9    697.43
6      11    716.75
7      13    -35.03
8      15    -29.92
9      16     28.37
10      18    -54.00
11      20   -379.81
12      21    156.47
13      23    122.68
14      25    183.86
15      27   -111.11
16      28    112.96
17      30    396.05
18      33    -41.91
19      35     53.29
20      37   -144.38
21      39    -55.39
22      40     59.41
23      42    -34.62
24      43     47.95
25      45    354.63
26      47    -34.25
27      48     45.37
28      50     53.24
29      51    -63.82
30      53     67.52
31      55      0.00
32      56      0.00
【００５７】
＜数値実施例２＞
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       2347.502    6.91   1.49700    81.5      209.09
2      -2953.443    0.34                        207.78
3       4984.865    6.00   1.83400    37.2      205.26
4        335.915    8.35                        198.22
5        364.292   23.24   1.43387    95.1      198.12
6       -858.241   26.14                        198.53
7        372.012   15.38   1.43387    95.1      201.09
8       4005.455    0.25                        200.73
9        277.894   20.70   1.43387    95.1      197.88
10       24796.970    1.20                        196.96
11        188.122   16.78   1.43387    95.1      180.50
12        468.104  (可変)                        178.50
13*      2493.335    2.20   2.00330    28.3       43.23
14         36.481    7.46                         37.29
15       -117.771    1.60   1.88300    40.8       36.82
16         36.862    7.77   1.95906    17.5       35.94
17       -115.064    2.74                         35.68
18        -42.757    2.00   1.83400    37.2       35.50
19      -24354.050  (可変)                         37.74
20        218.752    2.00   1.77250    49.6       45.34
21        168.661    4.86   1.48749    70.2       46.29
22       -126.043  (可変)                         46.86
23        154.435   13.52   1.49700    81.5       82.71
24*      -149.496    0.20                         83.24
25        112.501   12.54   1.59349    67.0       84.21
26       -476.585    0.20                         83.57
27        113.547    2.50   1.84666    23.8       78.80
28         56.842   17.12   1.43875    94.9       73.30
29      -2933.457    0.20                         72.05
30        684.016    3.99   1.60311    60.6       71.32
31*      -392.231  (可変)                         70.66
32(絞り)    ∞       4.94                         37.18
33       -169.578    1.40   1.88300    40.8       32.90
34         51.420    2.13                         32.00
35         35.297    5.32   1.80809    22.8       32.30
36        167.107    2.79                         31.70
37       -148.702    1.40   1.81600    46.6       30.50
38        320.593    8.35                         30.10
39        -53.036    1.50   1.72916    54.7       30.23
40        336.051    6.16   1.80518    25.4       30.61
41        -66.811    5.14                         30.95
42        -30.011    2.00   1.78590    44.2       30.28
43        331.193    8.96   1.53172    48.8       32.72
44        -27.504    3.28                         33.95
45       4472.706    3.83   1.54814    45.8       33.11
46       -104.686    1.60                         32.95
47       -145.671    1.50   1.88300    40.8       32.39
48         38.178    8.30   1.51823    58.9       32.16
49        -57.701    0.21                         32.59
50        111.001    7.67   1.43875    94.9       32.48
51        -29.521    1.50   1.83400    37.2       32.30
52        -80.807    0.20                         33.19
53        120.220    6.20   1.51633    64.1       33.20
54        -46.002   10.00                         33.02
55          ∞      33.00   1.60859    46.4       60.00
56          ∞      13.20   1.51633    64.2       60.00
57          ∞      14.40                         60.00
像面        ∞   
【００５８】
非球面データ
第13面
K  = 1.27941e+003  A 4= 9.76888e-007  A 6=-2.38967e-010 
A 8=-4.79914e-013  A10=-1.95218e-014  A12= 6.30786e-017 
A14=-1.40715e-018  A16=-7.22787e-022  
A 3=-6.52813e-007  A 5=-1.12519e-008  A 7= 5.45235e-011 
A 9=-6.04665e-014  A11= 4.71715e-016  A13= 9.65348e-018 
A15= 5.57939e-020  
第24面
K  = 7.32651e-001  A 4= 2.73115e-007  A 6=-1.62942e-011 
A 8=-3.79858e-014  A10=-5.05733e-018  A12=-1.22190e-020 
A14= 1.05063e-023  A16= 6.20732e-027  
A 3=-5.04724e-008  A 5=-1.00662e-010  A 7= 9.17215e-013 
A 9= 4.95528e-016  A11= 3.48769e-019  A13= 3.44167e-022 
A15=-6.00619e-025  
第31面
K  = 8.00630e+001  A 4= 3.91100e-007  A 6=-8.16312e-011 
A 8= 5.49641e-014  A10= 8.35170e-017  A12= 8.32681e-020  
A14=-4.94472e-023  A16=-3.14699e-026  
A 3=-5.20761e-007  A 5=-7.02158e-010  A 7= 5.61679e-012 
A 9=-3.89245e-016  A11=-8.18056e-018  A13= 1.73383e-021 
A15= 2.24057e-024  
【００５９】
各種データ
ズーム比    118.77 
焦点距離       8.93    66.36   282.89   1060.29  
Fナンバー      1.87     1.86     1.87     5.55  
半画角        31.64     4.74     1.11     0.30  
像高           5.50     5.50     5.50     5.50  
レンズ全長    635.53   635.53   635.53   635.53  
BF            53.62    53.62    53.62    53.62  
d12            2.87   146.96   185.84   200.25  
d19            7.72    11.49     6.76     0.70  
d22          278.45   110.78    50.36     0.17  
d31            2.30    22.10    48.38    90.22  
入射瞳位置   135.31   830.05   2564.20   12530.52  
射出瞳位置   444.51   444.51    444.51     444.51  
前側主点位置 144.42   906.65   3033.16   16204.61  
後側主点位置   5.47   -51.96   -268.49   -1045.89  
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     258.47       125.30        75.06        -19.15
2   13     -20.00        23.77         5.62         -9.62
3   20     175.59         6.86         2.66         -1.76
4   23      67.50        50.27        11.66        -23.12
5   32      56.84       140.59        65.69         22.78
【００６０】
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    2625.09
2       3   -429.39
3       5    591.37
4       7    941.64
5       9    645.97
6      11    710.21
7      13    -36.61
8      15    -31.46
9      16     29.47
10      18    -51.03
11      20   -965.76
12      21    148.27
13      23    154.69
14      25    154.04
15      27   -135.88
16      28    126.99
17      30    412.29
18      33    -44.29
19      35     53.83
20      37   -123.69
21      39    -62.45
22      40     69.05
23      42    -34.74
24      43     47.95
25      45    185.71
26      47    -33.93
27      48     45.51
28      50     53.91
29      51    -56.17
30      53     65.03
31      55      0.00
32      56      0.00
【００６１】
【表１】
2015184643.tif 000004
【符号の説明】
【００６２】
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
【図５】
2015184643.tif 000005
【図６】
2015184643.tif 000006
【図１】
2015184643.tif 000007
【図２】
2015184643.tif 000008
【図３】
2015184643.tif 000009
【図４】
2015184643.tif 000010