(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群と、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動する負の屈折力の第２レンズ群と、該第２レンズ群の移動に連動して光軸上を移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群と、ズーミングに際して不動の結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群とから構成されるズームレンズであって、
該第２レンズ群は４枚のレンズより構成され、
該第２レンズ群の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズには、少なくとも１つの正レンズと少なくとも１つの負レンズが含まれており、
該第２番目以降の複数のレンズのうち１つの正レンズの材料と１つの負レンズの材料の部分分散比を各々θｐ、θｎ、アッベ数を各々νｐ、νｎとするとき
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ） ＜ −５．０×１０-3
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レンズ群の正レンズの屈折力の合計をφｐ、負レンズの屈折力の合計をφｎ、第２レンズ群全体の屈折力をφｖとするとき
φｐ／φｖ ＜ −０．９５
１．９５ ＜ φｎ／φｖ
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２レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズを有し、該接合レンズの接合面の曲率半径をＲ、接合面の有効径をＥＡとするとき
−１．７＜Ｒ／ＥＡ＜−０．６
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２レンズ群の物体側から数えて第１番目のレンズは、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群の物体側から数えて第１番目のレンズは、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズで、物体側の面が非球面形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側が凸面の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズ、両凸形状の正レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のズームレンズ。
【請求項７】
光電変換素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズと、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、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】
近年、テレビカメラ、銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、大口径比、高ズーム比でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。
【０００３】
大口径比、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として４つのレンズ群より成るポジティブリード型の４群ズームレンズが知られている。
【０００４】
この４群ズームレンズは、物体側から像側へ順に合焦用レンズ群を含む正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群、変倍に伴う像面変動を補正するための負の屈折力の第３レンズ群、結像用の正の屈折力の第４レンズ群より成っている。
【０００５】
この４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群に含まれるレンズのレンズ形状や材料のアッベ数、屈折率等を適切に規定して逆色消しを構成した、４群ズームレンズが知られている（特許文献１）。
【０００６】
又、この４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群の物体側から数えて第１番目のレンズに高屈折率硝材を用いた高ズーム比の４群ズームレンズが知られている（特許文献２）。
【０００７】
また、この４群ズームレンズにおいて第１レンズ群を４つのレンズより構成し、第１レンズの小型化を図るとともに、第４レンズ群の光路中にエクステンダーレンズを挿脱させて、全系の焦点距離を変移させた高ズーム比の４群ズームレンズが知られている（特許文献３）。
【０００８】
また、この４群ズームレンズにおいて、第１レンズ群を負の屈折力の第１レンズエレメント、合焦用の負の屈折力の第２レンズエレメント、正の屈折力の第３レンズエレメントより構成した４群ズームレンズが知られている（特許文献４）。
【０００９】
特許文献４では各レンズエレメントを適切に設定することにより、大口径比、高ズーム比で高い光学性能を有した４群ズームレンズを開示している。
【特許文献１】特開２００１−２２８３９６号公報
【特許文献２】特開２００５−０８４４０９号公報
【特許文献３】特開２００２−２５８１５７号公報
【特許文献４】特開２００４−１０９９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ポジティブリード型の４群ズームレンズは大口径比、高ズーム比が比較的容易である。しかしながらズーム比が２０倍程度の高ズーム比になると、諸収差の変動が多くなり、全ズーム領域で高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１１】
ポジティブリード型の４群ズームレンズにおいては、変倍用の第２レンズ群のレンズ構成を、適切に設定することがズーミングに伴う諸収差の変動を少なくし、大口径比、高ズーム比化を図るのに重要な要素になっている。
【００１２】
この第２レンズ群のレンズ構成が適切でないと、ズーミングによる収差変動、例えば、色収差、球面収差、ハロコマ収差、球面収差の色差等の変動が多くなり、高ズーム比で高性能化を図るのが困難となる。
【００１３】
特に高ズーム比化を図ったとき、望遠端において軸上色収差が増大し、更に２次スペクトルの残存収差等が多くなり、これらを良好に補正するのが困難となる。
【００１４】
例えば、高ズーム比化が要望される放送用のズームレンズでは第２レンズ群のレンズ構成を適切に設定し、望遠側の軸上色収差の２次スペクトルを小さく良好に抑えることが重要になってくる。
【００１５】
本発明は、高ズーム比で、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり色収差を良好に補正し、全ズーム範囲において高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群と、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動する負の屈折力の第２レンズ群と、該第２レンズ群の移動に連動して光軸上を移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群と、ズーミングに際して不動の結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群とから構成されるズームレンズであって、
該第２レンズ群は４枚のレンズより構成され、
該第２レンズ群の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズには、少なくとも１つの正レンズと少なくとも１つの負レンズが含まれており、
該第２番目以降の複数のレンズのうち１つの正レンズの材料と１つの負レンズの材料の部分分散比を各々θｐ、θｎ、アッベ数を各々νｐ、νｎとするとき
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ） ＜ −５．０×１０-3
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、全ズーム範囲において高い光学性能を持ったズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
【００１９】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、合焦用レンズ群を含みズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、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Ｕ２を有している。更に、第２群レンズ群Ｕ２の移動に連動して光軸上を移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して不動の結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。
【００２０】
図１は本発明の実施例１（数値実施例１）である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、図３、図４は、数値実施例１の広角端、焦点距離３７ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００２１】
但し、焦点距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の各実施例において、全て同じである。
【００２２】
本発明の効果を説明するための比較例として、特許文献３中の数値実施例１を従来例１として引用する。
【００２３】
図５は従来例１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、図７、図８は、従来例１の広角端、焦点距離３７ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００２４】
図９は本発明の実施例２（数値実施例２）である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１０、図１１、図１２は、数値実施例２の広角端、焦点距離３７ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００２５】
図１３は本発明の実施例３（数値実施例３）である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１４、図１５、図１６は、数値実施例３の広角端、焦点距離３７ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００２６】
図１７は本発明の参考例１（数値実施例４）である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１８、図１９、図２０は、数値実施例４の広角端、焦点距離３７ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００２７】
図２１は本発明の参考例２（数値実施例５）である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２２、図２３、図２４は、数値実施例５の広角端、焦点距離４０ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００２８】
本発明の効果を説明するための比較例として、特許文献４中の数値実施例１を従来例２として引用する。
【００２９】
図２５は従来例２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２６、図２７、図２８は、従来例２の広角端、焦点距離４０ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００３０】
図２９は本発明の参考例３（数値実施例６）である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。
【００３１】
図３０、図３１、図３２は、数値実施例６の広角端、焦点距離４０ｍｍ、望遠端における縦収差図である。
【００３２】
図３３は部分分散比特性の説明図である。図３４は本発明の撮像装置の概略図である。
【００３３】
レンズ断面図において、Ｕ１はズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群である。
【００３４】
第１レンズ群Ｕ１は、フォーカスのための屈折力を有し、全体又は一部の屈折力のあるレンズ群を移動することにより、フォーカスを行っている。
【００３５】
Ｕ２はズーミング時に可動の負の屈折力の第２レンズ群（バリエータレンズ群）である。Ｕ３はズーミング時に可動であり、変倍に伴う像面位置の変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群（コンベンセーターレンズ群）である。
【００３６】
第３レンズ群Ｕ３は、広角端から望遠端への変倍に際して、第２群レンズ群の移動に連動して光軸上を移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。
【００３７】
ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｕ３の像側に配置されている。Ｕ４は結像のための正の屈折力の第４レンズ群（リレーレンズ群）である。ＤＧは色分解プリズムや光学フィルターであり、硝子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（光電変換素子）の撮像面に相当している。
【００３８】
収差図において、球面収差は、ｇ線とｅ線とＣ線を示している。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ｍｅｒｉ）とｅ線のサジタル像面（ｓａｇｉ）を示している。倍率色収差はｇ線とＣ線によってあらわしている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
【００３９】
すべての収差図において、球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は、０．０５ｍｍのスケールで描かれている。
【００４０】
尚、以下の各実施例において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。
【００４１】
次に各実施例の特徴について説明する。
【００４２】
第２レンズ群Ｕ２は４枚のレンズより構成されている。
【００４３】
第２レンズ群Ｕ２の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズには、少なくとも１つの正レンズと少なくとも１つの負レンズが含まれている。
【００４４】
第２番目以降の複数のレンズのうち１つの正レンズの材料と１つの負レンズの材料の部分分散比を各々θｐ、θｎとする。又、アッベ数を各々νｐ、νｎとする。
【００４５】
このとき
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＜  −５．０×１０-3  ‥‥‥（１）
なる条件を満たしている。
【００４６】
ここで、本実施例で用いている光学素子（レンズ）の材料の部分分散比とアッベ数は次のとおりである。
【００４７】
フラウンフォーファ線のｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。
【００４８】
アッベ数νｄ、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦは次のとおりである。
【００４９】
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
各実施例では、第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成を前述の如く特定し、かつ条件式（１）を満足するようにして色消しを効果的に行っている。
【００５０】
又、第２レンズ群Ｕ２の全系に対するズーム寄与率を高く維持するようにしている。ここで色消しとは、軸上色収差の２次スペクトルの補正の度合いをいう。
【００５１】
又、第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率とは、次のとおりである。
【００５２】
広角端から望遠端までの全体のズーム倍率（ズーム比）をＺ、また変倍中における第２レンズ群Ｕ２が担うズーム倍率をＺ２とする。このときの、全体のズーム倍率Ｚに対する第２レンズ群Ｕ２のズーム倍率Ｚ２が占める割合をいう。即ち第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率Ｚβ２は、
Ｚβ２＝Ｚ２／Ｚ          ‥‥‥（ａ）
となる。
【００５３】
各実施例では、ズームレンズの高倍率化（高ズーム比化）に伴って増大する望遠側における軸上色収差の２次スペクトルを抑制しつつ、全系のコンパクト化を達成している。
【００５４】
各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｕ２が全体のズーム倍率へ大きく寄与している。
【００５５】
第２レンズ群Ｕ２を３枚以下のレンズで構成すると、充分な色消し効果と球面収差の補正効果が得られない。又、６枚以上のレンズで構成すると、第２レンズ群Ｕ２の全長が増大し、全系のコンパクト化が難しくなる。又、第２レンズ群Ｕ２の物体側から数えて第１番目の最も物体側に配置される第２１レンズは、主に歪曲収差などの軸外光束に関する収差を補正している。
【００５６】
このため、第２１レンズは屈折力が小さくなるレンズ形状になりやすく、色消しの効果を充分に持たせることが難しい。そこで条件式（１）を満足する強い色消しを物体側から数えて第２番目以降のレンズで行うようにしている。
【００５７】
条件式（１）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｕ２で十分な色消しを行うのがむずかしくなる。特に、望遠側において軸上色収差の２次スペクトルを良好に補正するのが困難となる。
【００５８】
ここでの色消しとは、各実施例において軸上色収差の２次スペクトルの補正の度合いについて適用するものとする。
【００５９】
また第２レンズ群Ｕ２において色消しが強いということは、図３３に示す縦軸に部分分散比、横軸にアッベ数をとった部分分散特性図における色消しレンズの傾きが、二点鎖線Ｃ２のように急峻であることを意味する。
【００６０】
本来は、図３３中の実線ＡＣのように傾きが平らになるような硝材の選択をすると、３色色消しが達成されて色収差の発生を抑制できる。
【００６１】
しかし、実在する硝材の選択によって正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を構成すると、一点鎖線Ｃ１のようにある程度の傾きを有する場合が多い。軸上色収差の２次スペクトルは、この傾きに焦点距離を乗じたものに比例して発生するため、傾きが大きくなればなるほど２次スペクトルは大きく残存することになる。
【００６２】
このように第１レンズ群Ｕ１によって補正し切れなかった色収差を補正するためには、第２レンズ群Ｌ２を図３３の二点鎖線Ｃ２で示すように意図的に傾きを急峻にして逆色消しを構築する必要がある。
【００６３】
条件式（１）はこの傾きを規定している。条件式（１）における値が小さくなるにつれ、第２レンズ群Ｕ２が有する色消しの傾きが急峻になり、色消しの効果が大きいことになる。
【００６４】
条件式（１）を外れると色消し効果が少なくなってくる。
【００６５】
第２レンズ群Ｕ２の物体側から数えて第１番目の第２１レンズは、物体側の面が凸でメニスカス形状である。
【００６６】
第２レンズ群Ｕ２の最も物体側に配置される第２１レンズは、広角側において軸外収差を補正するため屈折力が小さいレンズ形状になりやすく、色消しの効果を得るのが難しい。
【００６７】
第２１レンズに非球面形状を配していない場合、主に第２レンズ群Ｕ２の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズにより、充分な色消しの効果を確保している。
【００６８】
又は、第２１レンズの片面或いは両面を非球面形状としている。これにより、歪曲などの軸外収差を補正するようにして、第２１レンズに屈折力を持たせるようにしている。
【００６９】
そして第２１レンズに屈折力を持たせるようにして第２レンズ群Ｕ２内での色消しが効果的に行えるようにしている。
【００７０】
又、第２１レンズを物体側が凸でメニスカス形状とすることによって広画角化を図りつつ、歪曲収差と倍率色収差の補正を容易にしている。
【００７１】
第２レンズ群Ｕ２内の正レンズの屈折力の合計をφｐとする。負レンズの屈折力の合計をφｎとする。第２レンズ群全体の屈折力をφｖとする。
【００７２】
このとき
φｐ／φｖ  ＜  −０．９５
１．９５  ＜  φｎ／φｖ
‥‥‥（２）
なる条件を満たしている。
【００７３】
ここで屈折力とは接合レンズのときは分離し、空気中における屈折力のことである。
【００７４】
条件式（２）は、第２レンズ群Ｕ２全体のパワー（屈折力）に対する正レンズの屈折力の合計と負レンズの屈折力の合計の比を規定するものである。
【００７５】
条件式（２）は、第２レンズ群Ｕ２内において、より高倍率化や収差補正を良好に行うためのものである。
【００７６】
ズームレンズの高倍率化に伴って、第２レンズ群Ｕ２全体のパワーは増大すると共に、第２レンズ群Ｕ２内の正レンズと負レンズのパワー成分も各々強くなるのが一般的である。
【００７７】
条件式（２）を満足しないで正レンズと負レンズのパワー成分の片方或いはその両方が弱くなると第２レンズ群Ｕ２が強いパワーを持たず高倍率化が難しくなる。又、正レンズと負レンズによる色消しのバランスが悪くなり、高倍率化と良好なる収差補正が難しくなる。
【００７８】
第２レンズ群Ｕ２は、正レンズと負レンズとの接合レンズを有している。そして接合レンズの接合面の曲率半径をＲ、接合面の有効径をＥＡとする。このとき
−１．７＜Ｒ／ＥＡ＜−０．３６    ‥‥‥（３）
なる条件を満足している。
【００７９】
【００８０】
【００８１】
条件式（３）は第２レンズ群Ｕ２内に接合レンズがあるとき、少なくとも１つの接合レンズの接合面の曲率半径と有効径を規定している。
【００８２】
【００８３】
条件式（３）は収差補正を良好に行うとともに全系のコンパクト化を図るためのものである。
【００８４】
条件式（３）の上限値を上回ると、レンズ面の曲率半径が小さくなりレンズの厚みが増大する、もしくはレンズの製造難易度が上がるので良くない。
【００８５】
逆に条件式（３）の下限値を下回ると、レンズ面の曲率半径が大きくなり、レンズが充分な屈折力を持たなくなるために充分な色消し効果が得られない。
【００８６】
次に各実施例の具体的な特徴について説明する。
［実施例１］
【００８７】
実施例１（数値実施例１）において第２レンズ群Ｕ２の前述した（ａ）式のズーム寄与率Ｚβ２（＝Ｚ２／Ｚ）は、
Ｚ２／Ｚ＝１．４２      ‥‥‥（ａ１）
である。
【００８８】
式（ａ１）から、第２レンズ群Ｕ２は全体のズーム倍率Ｚに対する寄与が大きいことがわかる。
【００８９】
よって、第２レンズ群Ｕ２で色消しを行うことが有効である。実施例１のズームレンズでは、望遠側において軸上色収差の２次スペクトルを改善するために、前述した条件式（１）〜（３）を満足して第２レンズ群Ｕ２内で効果的に色消しを行っている。
【００９０】
実施例１における条件式（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりであり、条件式（１）〜（３）を満足している。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝−５．４７９×１０-3
φｐ／φｖ＝−１．０１４
φｎ／φｖ＝２．０１４
Ｒ／ＥＡ＝−０．８７０２
一方、従来例１における条件式（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりである。従来例１は条件式（１）、（２）を満足していない。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）＝−２．７９７×１０-3
φｐ／φｖ＝−０．７４８
φｎ／φｖ＝  １．７４８
Ｒ／ＥＡ  ＝−１．３４０７
尚、以下の従来例では、本発明による効果を具体的な数値で示すために、従来例と実施例とで望遠端においてＣ線とｇ線における色の球面収差を略一致させた。そして、ｅ線からの離れ量の平均をとった値を２次スペクトルとして定義し、比較する。
【００９１】
そのとき、実施例１と従来例１におけるズーム倍率や広角端の焦点距離、各ユニットのパワーなどをほぼ同等として設計した。また、前玉の各レンズに同じ硝材を用いて、第１レンズ群による色消しの効果をほぼ同等とした。
【００９２】
この時の２次スペクトルの残存量を比較すると、従来例１は約３１４μｍであり、本発明の実施例１は約２６０μｍである。よって、２次スペクトルの残存量は従来例から約５４μｍの減少、割合で表すと約１７．２％の減少が達成され、望遠側において良好な軸上色収差の補正が達成されている。
【００９３】
実施例１の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は、物体側から像側へ順に物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側が凸面の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズ、両凸形状の正レンズより構成されている。
【００９４】
これによって強い色消しを持たせつつ第２レンズ群Ｕ２の全長を短縮している。
［実施例２］
【００９５】
実施例２において、（ａ）式の第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率
Ｚβ２（＝Ｚ２／Ｚ）は
Ｚ２／Ｚ＝１．４２
である。
【００９６】
実施例２において第２レンズ群Ｕ２は全体のズーム倍率に対する寄与が大きい。このため第２レンズ群で色消しを効果的に行っている。
【００９７】
実施例２における条件式（１），（２）に対応する値は、以下のとおりである。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝  −５．４７９×１０-3
φｐ／φｖ  ＝  −０．７１１
φｎ／φｖ  ＝    １．７１１
実施例２では条件式（１）を満足している。実施例２では条件式（２）を満足していなく、第２レンズ群Ｕ２による色消しが弱くなっているが、残存する２次スペクトル量は少ない。
【００９８】
実施例２における２次スペクトル量は約２７２μｍである。よって、２次スペクトルの残存量は従来例から約４２μｍの減少、割合で表すと約１３．４％の減少が達成され、望遠側において良好な軸上色収差が達成されている。
【００９９】
実施例２の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は、物体側から像側へ順に物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側が凹形状の負レンズの独立した４枚のレンズより構成している。
［実施例３］
【０１００】
実施例３において（ａ）式の第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率Ｚβ２（＝Ｚ２／Ｚ）はＺ２／Ｚ＝１．４２
である。
【０１０１】
実施例３において第２レンズ群Ｕ２は全体のズーム倍率に対する寄与が大きい。このため第２レンズ群で色消しを効果的に行っている。
【０１０２】
実施例３における条件式（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりである。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝  −５．４７９×１０-3
φｐ／φｖ  ＝−０．７９７
φｎ／φｖ  ＝  １．７９７
Ｒ／ＥＡ  ＝  −１．４９９４
実施例３では条件式（１），（３）を満足している。実施例３では条件式（２）は満足していなく、第２レンズ群Ｕ２による色消しが弱くなっているが、残存する２次スペクトル量は少ない。
【０１０３】
実施例３における２次スペクトル量は約２７４μｍである。よって、２次スペクトルの残存量は従来例から約４０μｍの減少、割合で表すと約１２．７％の減少が達成され、望遠側において良好な軸上色収差が達成されている。
【０１０４】
実施例３の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は、物体側から像側へ順に物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズと負レンズとの接合レンズより構成されている。
［参考例１］
【０１０５】
参考例１において（ａ）式の第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率Ｚβ２（＝Ｚ２／Ｚ）はＺ２／Ｚ＝１．４２
である。
【０１０６】
参考例１において、第２レンズ群Ｕ２は全体のズーム倍率に対する寄与が大きい。このため第２レンズ群Ｕ２で色消しを効果的に行っている。
【０１０７】
参考例１における条件式（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりである。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝  −５．４７９×１０-3
φｐ／φｖ  ＝  −０．６９５，
φｎ／φｖ  ＝    １．６９５
Ｒ／ＥＡ  ＝  −１．３６０４
参考例１では条件式（１），（３）を満足している。参考例１では条件式（２）は満足していなく、第２レンズ群Ｕ２による色消しが弱くなっているが、残存する２次スペクトル量は少ない。
【０１０８】
参考例１における２次スペクトル量は約２７１μｍである。よって、２次スペクトルの残存量は従来例から約４３μｍの減少、割合で表すと約１３．７％の減少が達成され、望遠側において良好な軸上色収差が達成されている。
【０１０９】
参考例１の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は、物体側から像側へ順に物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側が凸面の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズ、物体側が凸面の正レンズより構成されている。
【０１１０】
参考例１の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は実施例１にほぼ同等であるが、硝材を変更して第１レンズ面を非球面形状としている。これにより、最も物体側のレンズにパワーを持たせることに成功している。最も物体側に配置したレンズのパワーφを比較すると、実
施例１はφ１＝−０．０４２（ｍｍ-1）程度であり、参考例１はφ４＝−０．０５４（ｍｍ-1）程度であり、約１．２８倍に増大している。これより色消しを効果的に行っている。
［参考例２］
【０１１１】
参考例２において（ａ）式の第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率Ｚβ２（＝Ｚ２／Ｚ）はＺ２／Ｚ＝１．２８
である。
【０１１２】
参考例２において、第２レンズ群Ｕ２は全体のズーム倍率に対する寄与が大きい。このため第２レンズ群Ｕ２で色消しを効果的に行っている。
【０１１３】
参考例２における条件式（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりである。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝  −５．４７９×１０-3
φｐ／φｖ  ＝  −１．３２８
φｎ／φｖ  ＝    ２．３２８
Ｒ／ＥＡ  ＝  −０．９２３１
一方、従来例２における（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりである。従来例２は条件式（１）を満足している。条件式（３）に関しては上限に近い値のため、レンズの曲率がきつくなり、レンズの厚みが増大している。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝  −５．４８×１０-3
φｐ／φｖ  ＝  −１．３８３
φｎ／φｖ  ＝    ２．３８３
Ｒ／ＥＡ  ＝  −０．６２８５
参考例２の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は、物体側から像側へ順に物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側が凸面の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側が凹面の負レンズより構成されている。
【０１１４】
第２レンズ群Ｕ２の最も物体側の面は非球面形状である。これにより参考例１と同様の効果を得ている。
【０１１５】
参考例２と従来例２における２次スペクトル量を比較すると、従来例２は約２６８μｍであり、数値実施例５では約２４５μｍである。よって、本発明の効果によって２次スペクトルの残存量は従来例から約２３μｍの減少、割合で表すと約８．６％の減少が達成され、望遠側において良好な軸上色収差が達成されている。
［参考例３］
【０１１６】
参考例３において（ａ）式の第２レンズ群Ｕ２のズーム寄与率Ｚβ２（＝Ｚ２／Ｚ）はＺ２／Ｚ＝１．２８
である。
【０１１７】
参考例３において、第２レンズ群Ｕ２は全体のズーム倍率に対する寄与が大きい。このため第２レンズ群Ｕ２で色消しを効果的に行っている。
【０１１８】
参考例３における条件式（１）〜（３）に対応する値は以下のとおりである。
（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）  ＝  −５．４７９×１０-3
φｐ／φｖ  ＝  −１．３２９８
φｎ／φｖ  ＝    ２．３２９８
Ｒ／ＥＡ  ＝  −０．７３２５
参考例３の第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成は、物体側から像側へ順に物体側が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側が凹形状の負レンズ、像側が凸形状の正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｕ２の最も物体側の面は非球面形状である。
【０１１９】
これにより参考例１と同様の効果を得ている。
【０１２０】
参考例３における２次スペクトル量は約２３８μｍである。よって、２次スペクトルの残存量は従来例から約３０μｍの減少、割合で表すと約１１．２％の減少が達成され、望遠側において良好な軸上色収差が達成されている。
【０１２１】
図３４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３４において１０１は実施例１〜６のいずれか１つのズームレンズである。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。
【０１２２】
ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の第４レンズ群Ｒを有している。第１レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺは変倍の為に光軸上を移動する第２レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動する第３レンズ群が含まれている。
【０１２３】
ＳＰは開口絞りである。第４レンズ群Ｒは光路中より挿抜可能なレンズユニットＩＥを有している。
【０１２４】
レンズユニットＩＥはズームレンズ１０１の全系の焦点距離範囲を変移している。
【０１２５】
１１４、１１５は、各々第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。
【０１２６】
１１６〜１１８は駆動機構１１４、１１５及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。
【０１２７】
１１９〜１２１は、第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出する為のエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
以下に本発明の実施例１〜３、参考例１〜３に対応する数値実施例１〜６を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、Ｎｉ，νｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。
【０１３２】
ｆ、Ｆｎｏ、２ωはそれぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角を表している。
【０１３３】
最後の３つの面は、フィルター等のガラスブロックである。
【０１３４】
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、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ａ'、Ｂ'、Ｃ'、Ｄ'、Ｅ'をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。
【０１３５】
【数１】
0005127352.tif 000002
【０１３６】
で表される。又、例えば「Ｅ−Ｚ」は「×１０-Z」を意味する。
【０１３７】
【表１】
0005127352.tif 000003
【０１３８】
【表２】
0005127352.tif 000004
【０１３９】
【表３】
0005127352.tif 000005
【０１４０】
【表４】
0005127352.tif 000006
【０１４１】
【表５】
0005127352.tif 000007
【０１４２】
【表６】
0005127352.tif 000008
【０１４３】
【表７】
0005127352.tif 000009
【０１４４】
【表８】
0005127352.tif 000010
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図２】数値実施例１の広角端における縦収差図
【図３】数値実施例１の焦点距離３７ｍｍにおける縦収差図
【図４】数値実施例１の望遠端における縦収差図
【図５】従来例１のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図６】従来例１の広角端における縦収差図
【図７】従来例１の焦点距離３７ｍｍにおける縦収差図
【図８】従来例１の望遠端における縦収差図
【図９】本発明の実施例２のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図１０】数値実施例２の広角端における縦収差図
【図１１】数値実施例２の焦点距離３７ｍｍにおける縦収差図
【図１２】数値実施例２の望遠端における縦収差図
【図１３】本発明の実施例３のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図１４】数値実施例３の広角端における縦収差図
【図１５】数値実施例３の焦点距離３７ｍｍにおける縦収差図
【図１６】数値実施例３の望遠端における縦収差図
【図１７】本発明の参考例１のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図１８】数値実施例４の広角端における縦収差図
【図１９】数値実施例４の焦点距離３７ｍｍにおける縦収差図
【図２０】数値実施例４の望遠端における縦収差図
【図２１】本発明の参考例２のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図２２】数値実施例５の広角端における縦収差図
【図２３】数値実施例５の焦点距離４０ｍｍにおける縦収差図
【図２４】数値実施例５の望遠端における縦収差図
【図２５】従来例２のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図２６】従来例２の広角端における縦収差図
【図２７】従来例２の焦点距離４０ｍｍにおける縦収差図
【図２８】従来例２の望遠端における縦収差図
【図２９】本発明の参考例３のズームレンズの広角端、無限遠物体合焦時のレンズ断面図
【図３０】数値実施例６の広角端における縦収差図
【図３１】数値実施例６の焦点距離４０ｍｍにおける縦収差図
【図３２】数値実施例６の望遠端における縦収差図
【図３３】部分分散比特性図の概略図
【図３４】本発明の撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０１４６】
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
ＳＰ    ：  絞り
ＤＧ    ：  色分解プリズムや光学フィルターを示すガラスブロック
ＩＰ    ：  撮像面
ＡＣ    ：  ３色色消しを達成する色消しレンズの硝材選択
Ｃ１    ：  色消しレンズの硝材選択例１
Ｃ２    ：  色消しレンズの硝材選択例２
【図１】
0005127352.tif 000011
【図２】
0005127352.tif 000012
【図３】
0005127352.tif 000013
【図４】
0005127352.tif 000014
【図５】
0005127352.tif 000015
【図６】
0005127352.tif 000016
【図７】
0005127352.tif 000017
【図８】
0005127352.tif 000018
【図９】
0005127352.tif 000019
【図１０】
0005127352.tif 000020
【図１１】
0005127352.tif 000021
【図１２】
0005127352.tif 000022
【図１３】
0005127352.tif 000023
【図１４】
0005127352.tif 000024
【図１５】
0005127352.tif 000025
【図１６】
0005127352.tif 000026
【図１７】
0005127352.tif 000027
【図１８】
0005127352.tif 000028
【図１９】
0005127352.tif 000029
【図２０】
0005127352.tif 000030
【図２１】
0005127352.tif 000031
【図２２】
0005127352.tif 000032
【図２３】
0005127352.tif 000033
【図２４】
0005127352.tif 000034
【図２５】
0005127352.tif 000035
【図２６】
0005127352.tif 000036
【図２７】
0005127352.tif 000037
【図２８】
0005127352.tif 000038
【図２９】
0005127352.tif 000039
【図３０】
0005127352.tif 000040
【図３１】
0005127352.tif 000041
【図３２】
0005127352.tif 000042
【図３３】
0005127352.tif 000043
【図３４】
0005127352.tif 000044