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JP5738069B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

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、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルム用カメラ等に好適なものである。
近年、テレビカメラ、銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、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。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。この４群ズームレンズは、物体側から像側へ順に合焦用の第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第３レンズ群、結像用の正の屈折力の第４レンズ群の構成を有することが知られている。
例えば、特許文献１では、第１レンズ群が、負の屈折力を有する第１１群、正の屈折力を有する第１２群、正の屈折力を有する第１３群から構成され、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に第１２群、第１３群がともに物体側へ移動するズームレンズが開示されている。
また、特許文献２では、第１レンズ群が、負の屈折力を有する第１１群、正の屈折力を有する第１２群、正の屈折力を有する第１３群から構成され、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に第１２群は像側に、第１３群は物体側へ移動するズームレンズが開示されている。
特許第３４９５７７２号公報 特許第３３０１５７９号公報
スポーツ中継や自然番組等の撮影では、遠距離から被写体を撮影することが多く、高ズーム比かつ望遠端の焦点距離の長い望遠ズームレンズが適している。一方、撮像素子の高画素化に伴い、望遠ズームレンズの高性能化、特に全ズーム領域、全フォーカス領域で、高い光学性能が求められている。前述したポジティブリード型の４群ズームレンズにおいて、全ズーム領域、全フォーカス領域で、高い光学性能を実現するには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、特に第１レンズ群内のパワー配置やレンズ構成を適切に設定する必要がある。この第１レンズ群内のパワー配置やレンズ構成が最適でないと、例えば望遠端側、最至近距離近傍の球面収差やコマ収差の変動が多くなり、全フォーカス領域で、高性能化を図るのが困難となる。また、第１群内のレンズ枚数を増加させて収差補正上の自由度を増やすことで高性能化を図ると、第１群が重厚長大化してくる。
そこで、本発明は第１群のパワー配置やレンズ構成を適切に設定することにより、ズーム及びフォーカシングに伴う諸収差の変動を減少させ、全ズーム領域及び全フォーカス領域で高い光学性能を有しつつ、小型化を達成したズームレンズの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しない第１群、負の屈折力を有しズーミングに際して移動する第２群、ズーミングに際して移動する少なくとも１群以上の移動レンズ群、絞り、ズーミングのためには移動しない固定レンズ群で構成されるズームレンズにおいて、ズーミングに際して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、第１群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有しフォーカシングのためには移動しない第１１群、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し像側へ移動する第１２群、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し物体側へ移動する第１３群を有し、第１群の焦点距離をｆ１、第２群の焦点距離をｆ２、無限遠物体に合焦している状態での前記第１群の最も像側の面の頂点から前記第１群の像側主点位置までの距離をＯｋ、無限遠物体に合焦している状態での前記第１群の光軸上の厚さをＤ、無限遠物体に合焦している状態での第１２群、第１３群の横倍率をβ１２、β１３としたとき、
−１５．０＜ｆ１／ｆ２≦−７．０
−０．１４７≦Ｏｋ／Ｄ＜０．１５０
｜β１３／β１２｜＜０．１
を満たすことを特徴とする。
ズーム及びフォーカシングに伴う諸収差の変動を減少させ、全ズーム領域及び全フォーカス領域で高い光学性能を有しつつ、小型化を達成したズームレンズを得られる。
数値実施例１のズームレンズの広角端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）最至近距離合焦時におけるレンズ断面図 数値実施例１のズームレンズの、（ａ）広角端、（ｂ）焦点距離６０ｍｍ、無限遠合焦時における縦収差図 数値実施例１のズームレンズの望遠端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離７ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における縦収差図 数値実施例１のズームレンズの望遠端、像高４ｍｍ、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離７ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における横収差図 数値実施例２のズームレンズの広角端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）最至近距離合焦時におけるレンズ断面図 数値実施例２のズームレンズの、（ａ）広角端、（ｂ）焦点距離４１ｍｍ、無限遠合焦時における縦収差図 数値実施例２のズームレンズの望遠端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離２．５ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における縦収差図 数値実施例２のズームレンズの望遠端、像高４ｍｍ、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離２．５ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における横収差図 数値実施例３のズームレンズの広角端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）最至近距離合焦時におけるレンズ断面図 数値実施例３のズームレンズの、（ａ）広角端、（ｂ）焦点距離７０ｍｍ、無限遠合焦時における縦収差図 数値実施例３のズームレンズの望遠端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離７ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における縦収差図 数値実施例３のズームレンズの望遠端、像高４ｍｍ、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離７ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における横収差図 数値実施例４のズームレンズの広角端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）最至近距離合焦時におけるレンズ断面図 数値実施例４のズームレンズの、（ａ）広角端、（ｂ）焦点距離１０２ｍｍ、無限遠合焦時における縦収差図 数値実施例４のズームレンズの望遠端、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離７ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における縦収差図 数値実施例４のズームレンズの望遠端、像高１１ｍｍ、（ａ）無限遠合焦時、（ｂ）物体距離７ｍ合焦時、（ｃ）最至近距離合焦時における横収差図 本発明の撮像装置の概略図 第１群内の各群の配置を示す概念図
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、条件式に沿って説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有し変倍のためには移動しない第１群、負の屈折力を有し変倍に際して移動する第２群、変倍に際して移動する少なくとも１群以上からなる変倍レンズ群、絞り、変倍のためには移動しない固定レンズ群で構成されている。第１群は、負の屈折力を有し合焦のためには移動しない第１１群、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する第１２群、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する第１３群から構成される。
本発明のズームレンズは、全フォーカス領域で高い光学性能を有し、且つ第１群の小型化を達成するために、第１群の構成及び第２群の焦点距離に対する第１群の焦点距離の比、第１群を構成する第１２群と第１３群の横倍率を規定する。第１群の焦点距離をｆ１、第２群の焦点距離をｆ２、無限遠物体に合焦している状態での第１群の最も像側の面の頂点から第１群の像側主点位置（後側主点位置）までの距離をＯｋ、無限遠物体に合焦している状態での第１群の光軸上の厚さをＤ、無限遠物体に合焦している状態での第１２群、第１３群の横倍率をβ１２、β１３とするとき、
−１５．０＜ｆ１／ｆ２＜−２．０ ・・・（１）
−０．２５＜Ｏｋ／Ｄ＜０．１５ ・・・（２）
｜β１３／β１２｜＜０．１ ・・・（３）
の条件式を満たしている。
本発明において、前述のフォーカス方式を採用した場合の光学的作用について説明する。
一般に、望遠端の焦点距離の長い望遠ズームレンズでは、第１群を焦点調節時に固定の第１ａ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側に移動する第１ｂ群から構成されるインナーフォーカス方式が採用される。
次に、本発明のように、第１群Ｕ１が負の屈折力の第１１群Ｕ１１、正の屈折力の第１２群Ｕ１２、正の屈折力の第１３群Ｕ１３で構成されている場合を考える。無限遠物体時の軸上近軸光線を実線で示し、このときの第１２群と第１３群の光軸上の位置をＰ１２、Ｐ１３、第１１群、第１２群、第１３群の軸上近軸光線の入射高をＨ１１、Ｈ１２、Ｈ１３とする。ここで、図１８（ａ）のように、第１２群を像側に、第１３群を物体側に移動させて無限遠側から至近側への焦点調節を行う場合（タイプＡ）と、図１８（ｂ）のように、第１３群のみを物体側に移動させて無限遠側から至近側への焦点調節を行う前述のインナーフォーカス方式の場合（タイプＢ）を比較する。図１８（ａ）において、所定の有限距離物体時の軸上近軸光線を点線で示し、このときの第１２群と第１３群の光軸上の位置をＰ１２Ａ、Ｐ１３Ａ、第１１群、第１２群、第１３群の軸上近軸光線の入射高をＨ１１Ａ、Ｈ１２Ａ、Ｈ１３Ａとして示している。一方、図１８（ｂ）において、所定の有限距離物体時の軸上近軸光線を点線で示し、このときの第１２群と第１３群の光軸上の位置をＰ１２Ｂ、Ｐ１３Ｂ、第１１群、第１２群、第１３群の軸上近軸光線の入射高をＨ１１Ｂ、Ｈ１２Ｂ、Ｈ１３Ｂとして示している。
ここで、δ１２＝Ｐ１２Ａ−Ｐ１２、δ１３＝Ｐ１３−Ｐ１３Ａ 、Δ１３＝Ｐ１３−Ｐ１３Ｂと定義すると、以下の関係が成り立つ。
Δ１３＞δ１３ ・・・（１２）
Δ１３＜δ１２＋δ１３ ・・・（１３）
つまり、タイプＡを採用することで、タイプＢに比べて焦点調節時の第１２群と第１３群の移動量の和は大きくなるものの、第１３群の移動量を小さくすることができる。この結果、所定の有限距離物体時において、タイプＡとタイプＢを比べると、タイプＡでは第１２群と第１３群がより像側に配置されることになる。この結果、前述した軸上近軸光線の入射高の関係は、以下のようになる。
Ｈ１１＜Ｈ１１Ａ＜Ｈ１１Ｂ ・・・（１４）
Ｈ１２＜Ｈ１２Ａ＜Ｈ１２Ｂ ・・・（１５）
Ｈ１３＜Ｈ１３Ａ＜Ｈ１３Ｂ ・・・（１６）
つまり、タイプＡはタイプＢと比べて、第１１群、第１２群、第１３群の焦点調節に伴う近軸光線の入射高の変化が小さい。三次収差論では、例えば軸上色収差の一次の収差係数Ｌは近軸光線高Ｈの２乗に比例し、球面収差の三次収差係数Ｉは近軸光線高Ｈの４乗に比例する。従って、タイプＡはタイプＢと比べて、第１１群、第１２群、第１３群の無限遠物体時から最至近距離物体時への収差変動が小さくなり、第１群としての焦点調節に伴う収差変動を抑制することができる。さらに、各レンズ群の構成や移動量を適切に設定することで、焦点調節時の第１１群、第１２群、第１３群による収差変動を互いに打ち消すことができ、最至近距離物体時の収差変動を良好に補正することが可能になる。
以上、軸上光線の焦点調節による変化を説明したが、軸外光線の焦点調節による変化も上述と同様の関係が成立し、タイプＡの方が第１１群、第１２群、第１３群の焦点調節による軸外光線の変化が小さい。本発明では、第１２群と第１３群の移動による収差変化を利用して、特に望遠端側、最至近距離近傍での球面収差やコマ収差、色収差を良好に補正している。
次に、前述の条件式（１）〜（３）に関して説明する。
（１）式は、第１群の焦点距離と第２群の焦点距離の比を規定している。
−１５．０＜ｆ１／ｆ２＜−２．０ ・・・（１）
（１）式を満たすことで、ズームレンズの小型化と収差変動の補正の両立を達成している。（１）式の上限が満たされないと、第１群のパワーが強くなり、フォーカシングに伴う諸収差の変動（以下、フォーカス変動）の補正が困難となる。逆に、（１）式の下限が満たされないと、第１群のパワーが弱くなり、ズームレンズの小型化が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（１）を設定するのが良い。
−９．０＜ｆ１／ｆ２＜−２．２ ・・・（１ａ）
また、（２）式は、無限遠物体に合焦している状態での第１群の光軸上の厚さに対する第１群の像側主点位置の比を規定している。
−０．２５＜Ｏｋ／Ｄ＜０．１５ ・・・（２）
（２）式を満たすことで、第１群の像側主点を適切な位置に設定でき、変倍群のズーミングにおける移動量短縮と第１群の小型化を達成している。（２）式の上限が満たされないと、第１群の像側主点位置が像側になるため、第２群の物点(第１群の像点)が第２群から遠ざかる。そのため、第２群のズーミングにおける移動量が大きくなり、ズームレンズの小型化が困難となる。逆に、（２）式の下限が満たされないと、第１群の像側主点位置が物体側になるため、第１群、特に第１１群が大型化する。さらに好ましくは、次の如く条件式（２）を設定するのが良い。
−０．１６＜Ｏｋ／Ｄ＜０．０７ ・・・（２ａ）
さらに、（３）式は、無限遠物体に合焦している状態での第１２群と第１３群の横倍率の比を規定している。
｜β１３／β１２｜＜０．１ ・・・（３）
（３）式を満たすことで、フォーカス変動を補正しつつ、ズームレンズの小型化を達成できる。（３）式の上限が満たされないと、第１２群のパワーに比べて第１１群のパワーが強くなるため、第１群の像側主点位置が像側になり、上述の理由からズームレンズの小型化が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（３）を設定するのが良い。
｜β１３／β１２｜＜０．０８ ・・・（３ａ）
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、フォーカス変動を補正しつつ、無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時における第１２群の移動量を小さくするために、第１群の焦点距離に対する第１１群の焦点距離の比を規定している。第１１群の焦点距離をｆ１１としたとき、
１．５＜｜ｆ１１／ｆ１｜＜５．０ ・・・（４）
の条件式を満たしている。（４）式の上限が満たされないと、第１１群のパワーが弱くなり、フォーカス変動を補正するために第１２群の移動量が増大し、ズームレンズの小型化が困難となる。逆に、（４）式の下限が満たされないと、第１１群のパワーが強くなり、第１１群を構成するレンズの屈折力が強くなる。その結果、フォーカシングに伴い、高次の収差が発生し、収差補正が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（４）を設定するのが良い。
１．５３＜｜ｆ１１／ｆ１｜＜３．８０ ・・・（４ａ）
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、フォーカス変動を補正しつつ、無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時における第１２群と第１３群の移動量を小さくするために、焦点調節時の第１２群と第１３群の移動量の関係を規定している。第１２群、第１３群の無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時の移動量をそれぞれδ１２、δ１３としたとき、
０．５＜｜δ１２／δ１３｜＜２．５ ・・・（５）
の条件式を満たしている。（５）式の上限が満たされないと、焦点調節時の第１２群の移動量が大きくなるため、ズームレンズの小型化が困難となる。逆に、（５）式の下限が満たされないと、焦点調節時の第１２群の移動量が小さくなるため、第１３群の移動量が大きくなり、フォーカス変動の補正が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（５）を設定するのが良い。
０．６５＜｜δ１２／δ１３｜＜２．２０ ・・・（５ａ）
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、フォーカス変動を補正しつつ、第１群の小型化を両立するために、第１群の焦点距離に対する第１２群と第１３群の焦点距離の比を規定している。第１２群の焦点距離をｆ１２、第１３群の焦点距離をｆ１３としたとき、
１．０＜ｆ１２／ｆ１＜４．０ ・・・（６）
０．８＜ｆ１３／ｆ１＜１．３ ・・・（７）
の条件式を満たしている。（６）式の上限が満たされないと、第１２群のパワーが弱くなるため、焦点調節時の第１２群の移動量が大きくなる。逆に、（６）式の下限が満たされないと、第１２群のパワーが強くなるため、フォーカシングに伴い、高次の収差が発生し、収差補正が困難となる。また、フォーカス変動補正のために、第１２群のレンズ枚数を増やすと、第１２群の質量が大きくなり、フォーカシングの追従性の低下や駆動機構の大型化を招いてしまう。
また、（７）式の上限が満たされないと、第１３群のパワーが弱くなるため、焦点調節時の第１３群の移動量が大きくなり、第１群の小型化が困難となる。逆に、（７）式の下限が満たされないと、第１３群のパワーが強くなるため、高次の収差が発生し、その残存収差の補正が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（６）、（７）を設定するのが良い。
１．２＜ｆ１２／ｆ１＜３．５ ・・・（６ａ）
０．９＜ｆ１３／ｆ１＜１．１５ ・・・（７ａ）
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、第１群の像側主点を適切な位置に設定するために、第１１群のレンズ構成を規定している。第１１群は１枚以上の凹レンズと１枚の凸レンズから構成され、物体側から順に凹レンズ１１ｎ、凸レンズ１１ｐの順に配置される。
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、ズーム全域の収差を良好に補正するために、第１１群を構成する最も物体側の凹レンズの形状を規定している。凹レンズ１１ｎの物体側の面の曲率半径をＲ１１、像側の面の曲率半径をＲ１２としたとき、
｜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）｜＜１．０ ・・・（８）
の条件式を満たしている。（８）式の上限が満たされないと、凹レンズ１１ｎの物体側の面の曲率半径が大きくなり、特にズーム中間の糸巻きのディストーション補正が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（８）を設定するのが良い。
０．１０＜｜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）｜＜０．８５ ・・・（８ａ）
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、フォーカス変動を補正するために、第１２群のレンズ構成及び硝材を規定している。第１２群は２枚以上の凸レンズと１枚以上の凹レンズから構成され、第１２群を構成する凸レンズの平均屈折率、平均アッベ数をＮ１２ｐ、ν１２ｐ、凹レンズの平均屈折率、平均アッベ数をＮ１２ｎ、ν１２ｎとしたとき、
０．１５＜Ｎ１２ｎ−Ｎ１２ｐ＜０．６０ ・・・（９）
３０＜ν１２ｐ−ν１２ｎ＜７０ ・・・（１０）
の条件式を満たしている。（９）式の上限が満たされないと、第１２群を構成する凹レンズに異常分散性の大きい硝材を使用することになり、色収差の２次スペクトルの補正が困難となる。逆に、（９）式の下限が満たされないと、収差変動を補正する凸レンズと凹レンズの屈折率差が小さくなり、フォーカス変動の補正が困難となる。また、（１０）式の上限が満たされないと、第１２群を構成する凹レンズに異常分散性の大きい硝材を使用することになり、色収差の２次スペクトルの補正が困難となる。逆に、（１０）式の下限が満たされないと、第１２群を構成する凸レンズと凹レンズの屈折力が強くなるため、高次の収差が発生し、その残存収差の補正が困難となる。さらに好ましくは、次に如く条件式（９）、（１０）を設定するのが良い。
０．２３＜Ｎ１２ｎ−Ｎ１２ｐ＜０．５０ ・・・（９ａ）
４３＜ν１２ｐ−ν１２ｎ＜５８ ・・・（１０ａ）
本発明のズームレンズのさらなる特徴として、本発明の撮像装置では、各実施例のズームレンズとズームレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを規定している。さらに、本発明の撮像装置の小型化及びフォーカス変動を補正するために、第１３群の焦点距離と無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時における第１３群の移動量の関係を規定している。撮像装置のイメージサイズをＩＳとしたとき、
０．１６＜｜δ１３×ｆ１／ｆ１３／ＩＳ｜＜１．８０ ・・・（１１）
の条件式を満たしている。（１１）式の上限が満たされないと、焦点調節時の第１３群の移動量が大きくなり、第１３群の移動による収差変動の補正が困難となる。逆に、（１１）式の下限が満たされないと、フォーカシングにおいて寄与の高い第１３群の移動量が小さくなり、第１２群の移動量が増えるため、第１群の小型化が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式（１１）を設定するのが良い。
０．２０＜｜δ１３×ｆ１／ｆ１３／ＩＳ｜＜１．２０ ・・・（１１ａ）
以下に本発明のズームレンズの具体的な構成である実施例１〜４のレンズ構成について、対応する数値実施例１〜４を参照しながら説明する。
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において、（ａ）は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、（ｂ）は広角端で最至近距離物体（２．５ｍ）に合焦しているときのレンズ断面図である。図２は、数値実施例１の広角端における、（ａ）無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）焦点距離６０ｍｍにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図３は、数値実施例１の望遠端における縦収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）は７ｍの物体距離に合焦しているときの縦収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図４は、数値実施例１の望遠端における像高４ｍｍの横収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、（ｂ）は７ｍの物体距離に合焦しているときの横収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。ただし、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。これは以下の数値実施例においても、全て同じである。
図１において、物体側から順に、（変倍のためには移動しない）正の屈折力を有する、合焦用の第１群（フォーカスレンズ群）Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の、負の屈折力を有する第２群（バリエータ）Ｕ２を有している。さらに、第２群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する（変倍に際して移動する変倍レンズ群としての）、負の屈折力を有する第３群（コンペンセータ）Ｕ３を有している。さらに、変倍のためには移動しない、結像作用をする、（固定レンズ群としての）正の屈折力を有する第４群（リレーレンズ群）Ｕ４を有している。
第２群Ｕ２と第３群Ｕ３とで変倍系を構成している。ＳＰは開口絞りであり、第４群Ｕ４の物体側に配置されている。Ｐは色分解光学系や光学フィルタであり、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。
縦収差図において、球面収差はｅ線（実線）、ｇ線（２点鎖線）を示している。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ｍｅｒｉ）（点線）とサジタル像面（Ｓａｇｉ）（実線）を示している。倍率色収差はｇ線（２点鎖線）によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を表す。横収差はｅ線のメリディオナル像面（ｍｅｒｉ）（実線）、ｅ線のサジタル像面（Ｓａｇｉ）（点線）、ｇ線（２点鎖線）を表している。
縦収差図では、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。横収差は、０．０５ｍｍのスケールで描かれている。なお、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群Ｕ２が機構に対して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指す。
次に、本実施例における第１群Ｕ１について説明する。第１群Ｕ１は第１面から第１４面に対応する。第１群Ｕ１は、負の屈折力を有し合焦のためには移動しない第１１群Ｕ１１、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する第１２群Ｕ１２、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する第１３群Ｕ１３から構成される。第１１群Ｕ１１は、物体側から順に、両凹レンズＧ１と物体側に凸のメニスカス凸レンズＧ２で構成される。また、第１２群Ｕ１２は、両凸レンズＧ３、物体側に凸のメニスカス凹レンズＧ４、両凸レンズＧ５で構成される。第１３群Ｕ１３は両凸レンズＧ６、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ７で構成される。第２群Ｕ２は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として５個のレンズから成っている。また、第３群Ｕ３は、両凹レンズと像側に凹のメニスカス凸レンズを接合した接合レンズで構成される。第４群Ｕ４は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として１０個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１１）の条件式を満足しており、第１群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第１２群、第１３群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域で高い光学性能を有しつつ、小型化を達成している。
図１７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）の概略図である。図１７において、撮像装置１２５は、カメラ１２４と、カメラ１２４に対して着脱可能な実施例１〜４のいずれかのズームレンズ１０１、から構成される。ズームレンズ１０１は第１群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の第４群Ｒを有している。第１群Ｆは合焦用レンズ群が含む。変倍部ＬＺは、変倍のために光軸上を移動する第２群と、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第３群を含む。ＳＰは開口絞りである。各々第１群Ｆ、変倍部ＬＺは各々、ヘリコイドやカム等の駆動機構１１４、１１５によって光軸方向に駆動される。駆動機構１１４、１１５および開口絞りＳＰは、モータ（駆動手段）１１６〜１１８によって電動駆動する。１１９〜１２１は、第１群Ｆや変倍部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。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光学系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。
以下に本発明の実施例１に対応する数値実施例１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、ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ番目の光学部材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る。最後の３つの面は、フィルタ等のガラスブロックである。
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、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ３、Ａ５、Ａ７、Ａ９、Ａ１１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。
Figure 0005738069
図５は本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズにおいて、（ａ）は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、（ｂ）は広角端で最至近距離物体（０．８２ｍ）に合焦しているときのレンズ断面図である。図６は、数値実施例２の広角端における、（ａ）無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）焦点距離４１ｍｍにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図７は、数値実施例２の望遠端における縦収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）は２．５ｍの物体距離に合焦しているときの縦収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図８は、数値実施例２の望遠端における像高４ｍｍの横収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、（ｂ）は２．５ｍの物体距離に合焦しているときの横収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。
図５において、物体側から順に、（変倍のためには移動しない）正の屈折力を有し合焦に際して移動する第１群（フォーカスレンズ群）Ｕ１、負の屈折力を有し広角端から望遠端への変倍に際し像側へ移動する変倍用の第２群（バリエータ）Ｕ２、負の屈折力を有し第２群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し変倍に伴う像面変動を補正する（変倍に際して移動する変倍レンズ群としての）第３群（コンペンセータ）Ｕ３、及び、正の屈折力を有し変倍のためには移動しない、結像作用をする（固定レンズ群としての）第４群（リレーレンズ群）Ｕ４を有している。
次に、本実施例における第１群Ｕ１について説明する。第１群Ｕ１は第１面から第１８面に対応する。第１群Ｕ１は、負の屈折力を有し合焦のためには移動しない第１１群Ｕ１１、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する第１２群Ｕ１２、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する第１３群Ｕ１３から構成される。第１１群Ｕ１１は、物体側から順に、両凹レンズＧ１、両凸レンズＧ２、両凹レンズＧ３で構成される。また、第１２群Ｕ１２は、両凸レンズＧ４、両凹レンズＧ５、両凸レンズＧ６で構成される。第１３群Ｕ１３は両凸レンズＧ７、両凸レンズＧ８、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ９で構成される。第２群Ｕ２は凸レンズと凹レンズを含み、全体として５個のレンズから成っている。また、第３群Ｕ３は、両凹レンズと両凸レンズを接合した接合レンズで構成される。第４群Ｕ４は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として１０個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１１）の条件式を満足しており、第１群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第１２群、第１３群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域で高い光学性能を有しつつ、小型化を達成している。
図９は本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズにおいて、（ａ）は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、（ｂ）は広角端で最至近距離物体（３．５ｍ）に合焦しているときのレンズ断面図である。図１０は、数値実施例３の、（ａ）広角端における無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）焦点距離７０ｍｍにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図１１は、数値実施例３の望遠端における縦収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）は７ｍの物体距離に合焦しているときの縦収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図１２は、数値実施例３の望遠端における像高４ｍｍの横収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、（ｂ）は７ｍの物体距離に合焦しているときの横収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。
図９において、物体側から順に、（変倍のためには移動しない）正の屈折力を有し合焦に際して移動する第１群（フォーカスレンズ群）Ｕ１、負の屈折力を有し広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する変倍用の第２群（バリエータ）Ｕ２、正の屈折力を有し第２群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し変倍に伴う像面変動を補正する（変倍に際して移動する変倍レンズ群としての）第３群（コンペンセータ）Ｕ３、及び、正の屈折力を有し、変倍のためには移動しない、結像作用をする（固定レンズ群としての）第４群（リレーレンズ群）Ｕ４を有している。
次に、本実施例における第１群Ｕ１について説明する。第１群Ｕ１は第１面から第１８面に対応する。第１群Ｕ１は、負の屈折力を有し合焦のためには移動しない第１１群Ｕ１１、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する第１２群Ｕ１２、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する第１３群Ｕ１３から構成される。第１１群Ｕ１１は、物体側から順に、両凹レンズＧ１、両凸レンズＧ２、両凹レンズＧ３で構成される。また、第１２群Ｕ１２は、両凸レンズＧ４、物体側に凸のメニスカス凹レンズＧ５、両凸レンズＧ６で構成される。第１３群Ｕ１３は像側に凹のメニスカス凸レンズＧ７、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ８、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ９で構成される。第２群Ｕ２は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として５個のレンズから成っている。また、第３群Ｕ３は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として６個のレンズから成っている。第４群Ｕ４は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として１０個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１１）の条件式を満足しており、第１群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第１２群、第１３群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域で高い光学性能を有しつつ、小型化を達成している。
図１３は本発明の実施例４（数値実施例４）であるズームレンズにおいて、（ａ）は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、（ｂ）は広角端で最至近距離物体（１．５ｍ）に合焦しているときのレンズ断面図である。図１４は、数値実施例４の、（ａ）広角端における無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）焦点距離１０２ｍｍにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図１５は、数値実施例４の望遠端における縦収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、（ｂ）は７ｍの物体距離に合焦しているときの縦収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図１６は、数値実施例４の望遠端における像高１１ｍｍの横収差図を示しており、（ａ）は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、（ｂ）は７ｍの物体距離に合焦しているときの横収差図、（ｃ）は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。
図１３において、物体側から順に、（変倍のためには移動しない）正の屈折力を有し、合焦に際して移動する第１群（フォーカスレンズ群）Ｕ１、負の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する変倍用の第２群（第１バリエータ）Ｕ２、（変倍に際して移動する変倍レンズ群を構成する１群としての）負の屈折力を有する第３群（第２バリエータ）Ｕ３、負の屈折力を有し、第２群Ｕ２及び第３群Ｕ３の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し変倍に伴う像面変動を補正する（変倍に際して移動する変倍レンズ群を構成する１群としての）第４群（コンペンセータ）Ｕ４、及び、正の屈折力を有し、変倍のためには移動しない、結像作用をする（固定レンズ群としての）第５群（リレーレンズ群）Ｕ５を有している。尚、第３レンズ群Ｕ３がコンペンセータ、第４レンズ群Ｕ４が第２バリエータであっても良い。
次に、本実施例における第１群Ｕ１について説明する。第１群Ｕ１は第１面から第２０面に対応する。第１群Ｕ１は、負の屈折力を有し合焦のためには移動しない第１１群Ｕ１１、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する第１２群Ｕ１２、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する第１３群Ｕ１３から構成される。第１１群Ｕ１１は、物体側から順に、両凹レンズＧ１、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ２、両凹レンズＧ３で構成される。また、第１２群Ｕ１２は、両凸レンズＧ４、物体側に凸のメニスカス凹レンズＧ５、両凸レンズＧ６で構成される。第１３群Ｕ１３は像側に凹のメニスカス凸レンズＧ７、両凹レンズＧ８、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ９、像側に凹のメニスカス凸レンズＧ１０で構成される。第２群Ｕ２は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として３個のレンズから成っている。第３群Ｕ３は、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズから成っている。また、第４群Ｕ４は、両凹レンズと両凸レンズを接合した接合レンズで構成される。第５群Ｕ５は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として１０個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１１）の条件式を満足しており、第１群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第１２群、第１３群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域で高い光学性能を有しつつ、小型化を達成している。また、（１）〜（１１）の条件式を満足することにより、広角端のＦナンバー１．８〜２．７程度、広角端の画角５０度〜７０度程度、望遠端の画角１度〜８度程度、変倍比７〜７０程度の大口径比で高変倍比・小型で、高性能なズームレンズを提供することもできる。
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。
＜数値実施例１＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -366.344 4.00 1.77250 49.6 114.17
2 282.863 1.00 112.53
3 229.846 7.85 1.78472 25.7 112.88
4 502.001 2.00 112.30
5 536.065 10.65 1.59522 67.7 112.16
6 -338.895 0.12 111.77
7 328.568 2.68 1.84666 23.8 107.90
8 151.888 4.35 105.02
9 247.993 13.97 1.43387 95.1 104.97
10 -324.876 13.75 104.19
11 122.522 15.53 1.43387 95.1 100.08
12 -7767.241 0.12 98.67
13 106.612 9.90 1.59240 68.3 93.77
14 235.302 (可変) 91.53
15 115.096 1.00 1.81600 46.6 31.05
16 18.223 6.82 25.91
17 -89.049 6.48 1.80518 25.4 25.78
18 -17.561 1.00 1.81600 46.6 25.76
19 103.729 0.25 25.73
20 30.815 6.97 1.56732 42.8 26.21
21 -63.862 1.00 1.88300 40.8 25.62
22 184.822 (可変) 25.33
23 -44.988 1.00 1.79952 42.2 29.78
24 57.570 3.41 1.92286 21.3 32.22
25 914.365 (可変) 32.65
26(絞り) ∞ 1.30 35.55
27 1384.436 5.25 1.62041 60.3 36.60
28 -51.145 0.20 37.28
29 110.527 4.21 1.51823 58.9 38.42
30 -161.931 0.20 38.45
31 43.436 9.10 1.48749 70.2 37.87
32 -61.248 1.50 1.83400 37.2 37.17
33 91.884 42.50 36.11
34 -9205.397 4.94 1.51823 58.9 36.85
35 -54.256 0.70 36.87
36 68.482 1.50 1.79952 42.2 34.57
37 29.516 6.45 1.51823 59.0 32.71
38 188.141 0.33 32.09
39 33.043 7.87 1.48749 70.2 30.88
40 -67.049 1.50 1.78590 44.2 29.51
41 122.181 3.87 28.22
42 -148.214 2.04 1.51823 58.9 27.50
43 -125.900 5.50 27.24
44 ∞ 37.50 1.60342 38.0 40.00
45 ∞ 20.25 1.51633 64.2 40.00
46 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 35.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.00 60.00 350.00
Fナンバー 2.00 2.00 3.67
画角 28.81 5.24 0.90
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 401.13 401.13 401.13
BF 8.55 8.55 8.55

d14 0.96 81.47 108.39
d22 117.04 26.27 12.68
d25 4.00 14.26 0.92
d46 8.55 8.55 8.55



入射瞳位置 86.43 471.75 1113.03
射出瞳位置 -370.80 -370.80 -370.80
前側主点位置 96.16 522.26 1207.78
後側主点位置 -1.45 -51.45 -175.45

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 1 140.00 85.93 52.31 -6.43
2 15 -20.00 23.52 2.61 -12.90
3 23 -60.00 4.41 0.07 -2.25
4 26 55.07 156.72 45.04 -123.55

合焦時の第12群と第13群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 7.0m 最至近(2.5m)
12群 0 1.71 4.79
13群 0 -2.50 -7.00
＜数値実施例２＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -581.560 3.60 1.81600 46.6 91.23
2 114.534 1.69 83.63
3 135.266 8.70 1.75520 27.5 83.47
4 -9473.376 6.39 82.45
5 -143.320 3.30 1.69680 55.5 81.97
6 923.266 1.98 79.53
7 1350.079 8.90 1.59522 67.7 79.11
8 -127.326 0.18 79.22
9 -1033.545 3.20 1.80518 25.4 77.37
10 127.753 0.41 76.01
11 131.742 12.01 1.49700 81.5 76.07
12 -166.683 11.46 76.00
13 126.967 9.30 1.43387 95.1 74.52
14 -408.403 0.20 74.45
15 93.759 9.67 1.49700 81.5 73.26
16 -1154.478 0.20 72.67
17 60.470 6.73 1.59240 68.3 66.38
18 119.776 (可変) 65.26
19* 315.540 1.00 1.88300 40.8 25.99
20 16.281 5.93 21.43
21 -95.591 6.59 1.80518 25.4 20.83
22 -15.769 1.00 1.75500 52.3 20.34
23 28.928 0.68 19.05
24 23.559 5.61 1.60342 38.0 19.24
25 -38.858 0.88 19.19
26 -22.675 1.00 1.83481 42.7 19.20
27 -68.101 (可変) 19.90
28 -28.182 1.00 1.74320 49.3 22.39
29 45.162 2.80 1.84666 23.8 25.03
30 -2439.799 (可変) 25.47
31(絞り) ∞ 1.30 29.34
32 325.852 4.88 1.65844 50.9 30.79
33 -37.961 0.15 31.30
34 89.242 3.20 1.51823 58.9 32.14
35 -216.254 0.15 32.13
36 52.135 7.00 1.51633 64.1 31.80
37 -36.253 1.80 1.83400 37.2 31.54
38 295.410 35.20 31.22
39 72.117 5.88 1.48749 70.2 30.78
40 -46.317 1.67 30.54
41 -105.708 1.80 1.83481 42.7 28.49
42 24.494 8.00 1.51742 52.4 27.23
43 -49.178 0.50 27.60
44 260.406 6.93 1.48749 70.2 27.59
45 -36.960 1.80 1.83400 37.2 27.44
46 -175.060 0.18 27.91
47 27.628 4.90 1.51633 64.1 28.32
48 134.571 4.50 27.74
49 ∞ 30.00 1.60342 38.0 40.00
50 ∞ 16.20 1.51633 64.2 40.00
51 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

非球面データ
第19面
K =-3.75315e+002 A 4= 1.78952e-005 A 6= 1.17707e-007 A 8=-7.93453e-010 A10=-5.97290e-012 A12=-7.26165e-015
A 3=-1.08113e-005 A 5=-1.57636e-006 A 7= 4.36413e-010 A 9= 7.34620e-011 A11= 3.34942e-013
各種データ
ズーム比 20.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.20 41.00 164.00
Fナンバー 1.80 1.80 2.73
画角 33.85 7.64 1.92
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 318.58 318.58 318.58
BF 9.00 9.00 9.00

d18 0.48 38.90 51.52
d27 54.27 10.56 6.99
d30 4.40 9.70 0.64
d51 9.00 9.00 9.00

入射瞳位置 66.07 214.60 571.37
射出瞳位置 419.55 419.55 419.55
前側主点位置 74.43 259.69 800.88
後側主点位置 0.80 -32.00 -155.00

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 64.72 87.92 54.86 4.91
2 19 -13.70 22.69 2.47 -12.42
3 28 -42.20 3.80 -0.09 -2.17
4 31 61.88 136.02 69.53 -143.44

合焦時の第12群と第13群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 2.5m 最至近(0.82m)
12群 0 2.10 6.18
13群 0 -1.11 -3.28
＜数値実施例３＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -1367.440 5.50 1.83400 37.2 238.33
2 705.066 2.00 229.04
3 616.100 17.15 1.80518 25.4 227.18
4 -3696.735 5.00 224.81
5 -1175.005 5.50 1.72916 54.7 223.39
6 3051.897 2.00 217.68
7 1015.687 17.04 1.59240 68.3 213.42
8 -777.521 0.20 211.14
9 459.281 4.50 2.00330 28.3 204.47
10 229.080 0.07 200.37
11 225.458 29.45 1.43387 95.1 200.64
12 -2697.041 41.47 200.71
13 260.997 21.35 1.43387 95.1 200.25
14 1908.125 0.20 199.25
15 227.536 19.52 1.43387 95.1 193.17
16 779.445 0.20 191.24
17 229.261 15.68 1.49700 81.5 183.05
18 571.406 (可変) 180.41
19 268.944 2.00 1.81600 46.6 50.77
20 58.663 6.78 45.38
21 -167.962 1.90 1.75500 52.3 44.54
22 124.304 5.43 43.59
23 -87.283 1.90 1.81600 46.6 43.68
24 73.008 10.05 1.92286 21.3 46.23
25 -79.581 1.09 46.90
26 -75.798 2.20 1.88300 40.8 46.81
27 295.867 (可変) 48.52
28 300.546 10.26 1.59240 68.3 69.70
29 -129.390 0.20 70.68
30 213.995 10.66 1.48749 70.2 71.84
31 -157.026 3.04 71.78
32 -99.893 2.50 1.72047 34.7 71.64
33 -126.735 0.20 72.31
34 118.088 2.50 1.84666 23.9 70.89
35 62.493 0.12 68.32
36 61.014 14.10 1.49700 81.5 68.56
37 -6767.690 0.20 67.99
38 127.098 6.95 1.48749 70.2 66.79
39 -9031.175 (可変) 65.95
40(絞り) ∞ 4.50 30.87
41 -76.206 1.80 1.81600 46.6 29.24
42 57.329 0.20 28.74
43 37.532 5.70 1.80809 22.8 29.06
44 143.612 4.97 28.23
45 -56.408 2.00 1.88300 40.8 27.53
46 91.618 30.04 1.80518 25.4 27.98
47 -451.779 5.50 31.18
48 -778.121 6.39 1.62041 60.3 32.00
49 -82.192 0.20 32.52
50 -385.987 2.10 1.83400 37.2 32.40
51 52.980 8.31 1.62041 60.3 32.43
52 -48.784 0.20 32.98
53 228.661 8.78 1.48749 70.2 32.48
54 -38.133 2.10 1.83400 37.2 31.82
55 -104.874 0.20 32.10
56 82.711 6.22 1.62041 60.3 31.68
57 -1012.775 2.00 30.59
58 ∞ 55.50 1.51633 64.2 30.00
59 ∞ (可変) 30.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 66.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.00 70.00 660.00
Fナンバー 1.80 1.79 3.30
画角 28.81 4.49 0.48
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 676.36 676.36 676.36
BF 9.60 9.60 9.60

d18 2.01 118.64 159.56
d27 245.65 105.11 3.29
d39 3.50 27.41 88.32
d59 9.60 9.60 9.60

入射瞳位置 195.11 855.11 7320.99
射出瞳位置 973.75 973.75 973.75
前側主点位置 205.21 930.19 8432.80
後側主点位置 -0.40 -60.40 -650.40

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 1 237.11 186.82 108.79 -27.42
2 19 -27.50 31.34 8.57 -12.73
3 28 67.50 50.73 13.98 -22.12
4 40 53.53 146.71 56.67 5.49

合焦時の第12群と第13群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 7.0m 最至近(3.5m)
12群 0 13.72 26.92
13群 0 -6.90 -13.55
＜数値実施例４＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -1768.653 4.00 1.72916 54.7 145.32
2 200.355 1.00 137.20
3 197.192 9.91 1.84666 23.8 136.88
4 438.805 8.71 135.48
5 -782.602 4.00 1.69680 55.5 135.14
6 476.091 3.24 131.86
7 927.727 13.43 1.62041 60.3 131.57
8 -272.528 0.18 130.85
9 297.793 3.50 1.80518 25.4 120.27
10 127.627 0.20 116.22
11 128.536 17.16 1.49700 81.5 116.23
12 -7347.511 26.37 115.56
13 183.761 8.18 1.43387 95.1 104.62
14 562.632 3.27 103.51
15 -2281.275 3.30 1.72047 34.7 103.37
16 967.845 0.20 102.09
17 182.530 9.96 1.59522 67.7 101.68
18 5067.572 0.20 101.06
19 173.197 8.83 1.59522 67.7 98.78
20 901.442 (可変) 97.53
21* 165.452 2.00 1.77250 49.6 57.97
22 37.484 14.04 49.57
23 -75.989 1.78 1.59240 68.3 49.32
24 108.454 0.20 49.31
25 73.810 8.74 1.75520 27.5 49.78
26 -276.608 (可変) 49.27
27 -279.465 4.93 1.73800 32.3 41.01
28 -79.517 1.62 40.48
29 -56.412 1.78 1.77250 49.6 40.04
30* -2642.236 (可変) 39.80
31 -66.467 1.78 1.80400 46.6 37.98
32 187.556 4.41 1.92286 18.9 40.21
33 -782.376 (可変) 41.30
34(絞り) ∞ 2.22 42.69
35 602.289 5.57 1.62041 60.3 44.42
36 -82.450 0.22 45.15
37 272.024 7.14 1.62041 60.3 46.17
38 -126.138 0.22 46.49
39 116.914 8.84 1.43875 94.9 45.99
40 -75.619 2.22 1.84666 23.8 45.39
41 -440.270 0.22 45.35
42 41.280 7.66 1.59240 68.3 44.59
43 208.257 32.07 43.41
44 -125.932 1.33 2.00330 28.3 27.58
45 30.988 2.38 27.15
46 59.354 5.67 1.92286 18.9 28.15
47 758.351 13.92 29.06
48 -24.749 2.77 1.88300 40.8 32.68
49 -33.641 0.22 36.34
50 238.064 6.79 1.59240 68.3 41.51
51 -60.008 4.01 42.33
52 100.755 7.62 1.48749 70.2 44.44
53 -96.660 (可変) 44.40
像面 ∞

非球面データ
第21面
K = 2.15920e+001 A 4=-3.81583e-007 A 6=-9.77038e-011 A 8=-1.57108e-012 A10= 9.73495e-016 A12=-9.77886e-019
A 3=-7.46493e-007 A 5=-1.14152e-008 A 7= 2.66135e-011 A 9=-4.88691e-015 A11= 1.72228e-017

第30面
K =-2.12127e+004 A 4=-1.66067e-007 A 6= 9.63198e-010 A 8= 1.15647e-012 A10= 1.54902e-015 A12=-2.67831e-018
A 3=-1.03485e-006 A 5=-2.96554e-008 A 7= 1.12857e-011 A 9=-1.56984e-013 A11= 1.32849e-016
各種データ
ズーム比 7.50
広角 中間 望遠
焦点距離 34.00 102.20 255.00
Fナンバー 2.70 2.70 2.70
画角 24.58 8.65 3.49
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 432.02 432.02 432.02
BF 48.98 48.98 48.98

d20 0.46 65.27 97.03
d26 19.41 7.72 1.99
d30 83.16 21.94 4.17
d33 2.00 10.09 1.83
d53 48.98 48.98 48.98

入射瞳位置 137.20 326.48 570.75
射出瞳位置 -610.85 -610.85 -610.85
前側主点位置 169.45 412.86 727.20
後側主点位置 14.98 -53.22 -206.01

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 1 158.50 125.64 86.69 1.50
2 21 -64.00 26.75 -0.03 -22.32
3 27 -150.19 8.33 4.90 -0.53
4 31 -97.68 6.18 -0.44 -3.72
5 34 87.38 111.11 72.44 -187.20

合焦時の第12群と第13群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 7.0m 最至近(1.5m)
12群 0 3.87 16.90
13群 0 -1.95 -8.52
Figure 0005738069
Ｕ１ 第１群
Ｕ２ 第２群
Ｕ３ 第３群
Ｕ４ 第４群
Ｕ１１ 第１１群
Ｕ１２ 第１２群
Ｕ１３ 第１３群
ＳＰ 絞り

Claims (9)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しない第１群、負の屈折力を有しズーミングに際して移動する第２群、ズーミングに際して移動する少なくとも１群以上の移動レンズ群、絞り、ズーミングのためには移動しない固定レンズ群で構成されるズームレンズであって、
    ズーミングに際して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
    該第１群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有しフォーカシングのためには移動しない第１１群、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し像側へ移動する第１２群、正の屈折力を有し無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し物体側へ移動する第１３群を有し、
    該第１群の焦点距離をｆ１、該第２群の焦点距離をｆ２、無限遠物体に合焦している状態での該第１群の最も像側の面の頂点から該第１群の像側主点位置までの距離をＯｋ（物体側から像側の向きを正とする）、無限遠物体に合焦している状態での該第１群の光軸上の厚さをＤ、無限遠物体に合焦している状態での該第１２群、該第１３群の横倍率をβ１２、β１３としたとき、以下の式を満たす、
    こと特徴とするズームレンズ。
    −１５．０＜ｆ１／ｆ２≦−７．０
    −０．１４７≦Ｏｋ／Ｄ＜０．１５０
    ｜β１３／β１２｜＜０．１
  2. 前記第１１群の焦点距離をｆ１１としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
    １．５＜｜ｆ１１／ｆ１｜＜５．０
  3. 前記第１２群、前記第１３群の無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時の移動量をそれぞれδ１２、δ１３としたとき、以下の式を満たす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。
    ０．５＜｜δ１２／δ１３｜＜２．５
  4. 前記第１２群の焦点距離をｆ１２、前記第１３群の焦点距離をｆ１３としたとき、以下の式を満たす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。
    １．０＜ｆ１２／ｆ１＜４．０
    ０．８＜ｆ１３／ｆ１＜１．３
  5. 前記第１１群は１枚以上の負レンズと１枚の正レンズを含み、物体側から像側へ順に負レンズ１１ｎ、正レンズ１１ｐの順に配置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。
  6. 前記負レンズ１１ｎの物体側の面の曲率半径をＲ１１、前記負レンズ１１ｎの像側の面の曲率半径をＲ１２としたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
    ｜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）｜＜１．０
  7. 前記第１２群は２枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズから構成され、前記第１２群を構成する正レンズの平均屈折率、平均アッベ数をＮ１２ｐ、ν１２ｐ、前記第１２群を構成する負レンズの平均屈折率、平均アッベ数をＮ１２ｎ、ν１２ｎとしたとき、以下の式を満たす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。
    ０．１５＜Ｎ１２ｎ−Ｎ１２ｐ＜０．６０
    ３０＜ν１２ｐ−ν１２ｎ＜７０
  8. 請求項１乃至７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。
  9. 前記撮像装置のイメージサイズをＩＳとしたとき、以下の式を満たすことを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
    ０．１６＜｜δ１３×ｆ１／ｆ１３／ＩＳ｜＜１．８０
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