JP6271868B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレビカメラやビデオカメラ及び写真用カメラ、デジタルカメラに好適なズームレンズに関し、高倍率で小型軽量且つ高性能なズームレンズに関するものである。

近年、従来からのビデオカメラや放送用テレビカメラに加え、一眼レフレックスカメラやコンパクトデジタルカメラなど、スチル撮影用のカメラでも動画撮影を行う等、動画撮影の機会が増えている。動画撮影では、構図の決められた被写体を撮影するだけでなく、動体を追いかけながらの撮影や、複数の被写体をクローズアップしながら撮影するといったように、撮影者が動画を撮影しながらズーム操作を行う必要がある。このとき、ズーム操作にフォーカスが追従することが求められる。ズーム操作でピントが外れる場合、ズーム時の映像がボケてしまい好ましくない。そこで、動画撮影を行うためのレンズには、ズーム操作の際も合焦状態の維持されるオートフォーカス機能や、素早く精度良くピント合わせが可能なフォーカス機能の搭載が求められる。このように動画撮影の機会が増える中で、ズームレンズには高倍率で小型軽量であること、加えてフォーカス駆動の高速化、高精度化が要求されている。ズームレンズを小型化し、且つ高速にフォーカス駆動を行うための技術として、第１レンズ群よりも撮像素子側のレンズ群でフォーカスを行う所謂リアフォーカス方式が提案されている。リアフォーカス方式では、レンズ径が大きく重量の重い第１レンズ群でフォーカスを行う前玉フォーカス方式に比べてフォーカス群の重量を軽くすることができる。中でも、変倍群がフォーカス群を兼ねるリアフォーカス方式では、移動するユニット数の削減につながるため、更なるレンズの小型化が期待される。しかし、このような変倍群がフォーカス群を兼ねる方式ではフォーカス時の撮影画界の変化や、フォーカス距離によっては、ズーミングをしても所望の倍率が得られないといった課題があった。特許文献１、２では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１では、５群ズームレンズにおいて第２〜４レンズ群が変倍群で、第４レンズ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レンズ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。

特許文献２では、４群ズームレンズにおいて変倍部でフォーカスを行う構成で、物体距離によって変倍比が低下しないようにフォーカスに合わせて各変倍群を移動させるリアフォーカス方式が提案されている。

特開平０９−０１５４９５号公報 特開平０２−１５４２１６号公報

特許文献１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。

特許文献２のズームレンズに対し、フォーカシングに際して移動が必要となるレンズ群が複数必要であり、駆動機構や駆動スペースを確保する必要があるため、高倍率化とレンズの小型・軽量化の両立が難しい。

本発明のように２〜４群が変倍部であり、４群でフォーカス群を兼ねる５群ズームレンズにおいて、高変倍比化と小型化、近距離撮影時の変倍比低下の抑制を両立するにはレンズ全体の変倍比に対する第２、３群の変倍分担比を適切に設定することが重要である。

この他、第２乃至第４群の焦点距離の関係、そして第４群以降のレンズ群の横倍率の関係を適切に設定することがフォーカス群の小型化やフォーカシングの際の移動量の低減に対し重要である。

本発明は、変倍群の変倍分担比と各レンズ群の屈折力配置や横倍率を適切に規定することで、小型・軽量化と高変倍比化を達成しつつ、近距離撮影時の変倍比の低下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。

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、変倍およびフォーカシングのためには不動の第１レンズ群、変倍中に移動する負の第２レンズ群、変倍中に移動する正の第３レンズ群、変倍中およびフォーカシング中に移動する負の第４レンズ群、変倍およびフォーカシングのためには不動の正の第５レンズ群からなり、変倍のためには光軸方向に固定の開口絞りが前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間に配置され、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４とし、無限遠フォーカス状態におけるズームレンズ全体での変倍比をＺ_inf、無限遠フォーカス状態における前記第３レンズ群の広角端および望遠端での横倍率をそれぞれβ３_winf、β３_tinf、無限遠フォーカス状態における望遠端での前記第４レンズ群および前記第５レンズ群の横倍率をそれぞれβ４_tinf、β５_tinfとするとき、
０．１０＜ＬＮ（|β３_tinf／β３_winf|）／ＬＮ（Ｚ_inf）＜０．７０
０．３５＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．７５
１．０＜ｆ４／ｆ２＜４．０
１．３３≦｜１−β４_tinf ² ｜×β５_tinf ²＜４．０
なる条件を満足することを特徴とする。

本発明によれば、変倍群の変倍分担比と各レンズ群の屈折力配置や横倍率を適切に規定することで、小型・軽量化と高変倍比化を達成しつつ、近距離撮影時の変倍比の低下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達成することができる。

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。 実施例１のズームレンズの広角端で無限遠フォーカス時（Ａ）、広角端で至近距離(第1面より900mm)フォーカス時（Ｂ）、望遠端で無限遠フォーカス時（Ｃ）、望遠端で至近距離(第1面より900mm)フォーカス時（Ｄ）の収差図である。 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。 実施例２のズームレンズの広角端で無限遠フォーカス時（Ａ）、広角端で至近距離(像面より1000mm)フォーカス時（Ｂ）、望遠端で無限遠フォーカス時（Ｃ）、望遠端で至近距離(像面より1000mm)フォーカス時（Ｄ）の収差図である。 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。 実施例３のズームレンズの広角端で無限遠フォーカス時（Ａ）、広角端の至近距離(第1面より600mm)フォーカス時（Ｂ）、望遠端の無限遠フォーカス時（Ｃ）、望遠端の至近距離(第1面より600mm)フォーカス時（Ｄ）の収差図である。 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。 実施例４のズームレンズの広角端で無限遠フォーカス時（Ａ）、広角端の至近距離(像面より1000mm)フォーカス時（Ｂ）、望遠端の無限遠フォーカス時（Ｃ）、望遠端の至近距離(像面より1000mm)フォーカス時（Ｄ）の収差図である。 本発明の変倍及びフォーカスに際する各レンズ群の移動軌跡の模式図である。 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。 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。 実施例１のｆ＝６０ｍｍでの第４レンズ群における軸上マージナル光線の光路図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、各条件式と添付の図面に沿って説明する。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、不動の正の屈折力の第１レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、変倍に際して移動する正の屈折力の第３レンズ群、変倍とフォーカスに際し移動する負の屈折力の第４レンズ群、不動の正の屈折力の第５レンズ群から構成されている。

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。Ｕ１〜Ｕ５はそれぞれ、第１レンズ群〜第５レンズ群に対応しており、ＩＰは撮像面である。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４レンズ群のズーム軌跡である。

各実施例のズームレンズは、変倍群の変倍分担比とレンズ各群の屈折力配置や横倍率を適切に規定することで、小型・軽量化と高変倍比化を達成しつつ、近距離撮影時の変倍比低下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実現している。

具体的には、本発明のズームレンズは、物体側から順に、不動の第１レンズ群、変倍に際して移動する負の第２レンズ群、変倍に際して移動する正の第３レンズ群、変倍及びフォーカスに際して移動する負の第４レンズ群、不動の正の第５レンズ群を備える。前記第２群、第３群および第４群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４とし、無限遠フォーカス時におけるズームレンズ全体での変倍比をＺ_inf、無限遠フォーカス時における前記第３レンズ群の広角端および望遠端での横倍率をそれぞれβ３_winf、β３_tinf、無限遠フォーカス時における望遠端での前記第４レンズ群及び第５レンズ群の横倍率をそれぞれβ４_tinf、β５_tinfとするとき、
０．１０＜ＬＮ（|β３_tinf／β３_winf|）／ＬＮ（Ｚ_inf）＜０．７０ ・・・（１）
０．３５＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．８５ ・・・（２）
１．０＜ｆ４／ｆ２＜４．０ ・・・（３）
０．６＜｜１−β４_tinf ² ｜×β５_tinf ²＜４．０ ・・・（４）
なる条件を満足することを特徴とする。

条件式（１）は、第３レンズ群の広角端と望遠端での横倍率の比β３_tinf／β３_winfの大きさと、Ｚ_infの自然対数の比、つまり第３群の変倍分担比が適切な範囲になるよう規定している。尚、（１）式のＬＮ（）は、括弧内の数値の自然対数を表わす記号である。条件式（１）を満足する範囲にズームレンズを構成することの光学的作用について以下で説明する。

図１０は、正の焦点距離ｆａを有するレンズ群ａに（Ａ）無限遠にある物点から入射する軸上光線と、（Ｂ）有限距離にある物点から入射する軸上光線に関する近軸配置図である。

以降、近軸配置図に関しては、図１０に示すように正レンズに光線が入射するときの像側方向を光軸方向に関する正の向き（＋）として説明する。図１０に示すｕａ_infとｕａ_dは、レンズ群への光線入射換算傾角である。換算傾角とは、レンズ全体の焦点距離が１となるように規格化したときの、換算角度のことであり、ズームレンズでは広角端の焦点距離が１となるように規格化される物理量である。

図１０（Ａ）に示すように、物体距離が無限遠の場合、軸上光線の入射換算傾角ｕａ_inf＝０である。一方、図１０（Ｂ）に示すように物体距離が有限距離の場合、軸上光線の入射換算傾角ｕａｄはマイナスとなり発散で入射するようになる。そのため、図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）で、レンズ群ａからの射出光束は光軸上の異なる点に結像する。ここで、ｓをレンズ群に入射する物点とレンズ群の間隔、ｓ’をレンズ群の結ぶ像点とレンズ群の間隔、ｆをレンズ群の焦点距離としたとき、薄肉レンズ系の物像点と焦点距離の関係は、結像公式
１／ｓ’＝１／ｓ＋１／ｆ ・・・（ア）
で表わされる。ｓとｓ’はレンズ群より物体側にあるときを負、像側にあるときを正とする。

図１０（Ａ）（Ｂ）において、ｓａ_infまたはｓａ_dは（ア）式のｓ、ｓａ’_infまたはｓａ’_dはｓ’、ｆａはｆに対応している。物体が無限遠にある場合、図１０（Ａ）に示すｓａ_infは無限大となるため、ｓａ’_infは（ア）式から、
ｓａ’_inf＝ｆａ ・・・（イ）
と求まり、レンズ群から焦点距離ｆａだけ離れた位置に結像する。

物体距離が有限距離の場合、図１０（Ｂ）に示す物体距離ｓａ_dは有限の値をとり、（ア）式の関係から、図１０（Ｂ）に示すｓａ’_dのように、焦点距離ｆａよりも像側に遠い位置に結像する。ここで、レンズ群の横倍率βはｓ’をｓで割った値、
β＝ｓ’／ｓ ・・・（ウ）
で表わされる。

物体距離が無限遠のときの横倍率β_infと、有限距離のときの横倍率β_dの関係は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示したｓａ_inf、ｓａ’_inf、ｓａ_d、そしてｓａ’_dの関係より、
β_inf ＜β_d ・・・（エ）
となり、物体距離の変化によってレンズ群の横倍率は変化することがわかる。

尚、物体距離が無限遠のときは、（ウ）式からレンズ全体としてのβ_infは、分母のｓが無限大となり、その値がゼロに収束するが、本発明のズームレンズのように、第１レンズ群を固定群として有する場合、第１レンズ群より像側にある部分系のβｉｎｆは有限の数値となる。以下の説明における物体距離が無限遠のときの横倍率βａｉｎｆは、このような部分系の横倍率のことを指す。

レンズ群が複数の場合も、物体距離の変化によるレンズ群の像点の変化が、後続のレンズ群の物点の変化として拡大・縮小され、レンズ群の横倍率は物体距離により変化する。

ｘａを第ａ番目のレンズ群の物点距離の変化量、βａ_infを物体距離が無限遠の横倍率、ｆａをレンズ群の焦点距離、βａ_dを物体距離が有限距離の横倍率として、横倍率の変化を一般化するとβａ_dは、
βａ_d＝βａ_inf／（１+βａ_inf×ｘａ／ｆａ） ・・・（オ）
と表わされる。

（オ）式のように、物体距離が有限距離のときの横倍率は、無限遠のときの横倍率と物点の変化量、そして焦点距離に依存して変化する。ズームレンズの場合、レンズ群の横倍率はズームポジションにより変化するため、横倍率の物体距離による変化の割合はズームポジションにより異なる。その結果、フォーカス距離によって広角端と望遠端での結像倍率の比（ズーム比）が変化するという問題が生じる。（オ）式から、焦点距離と横倍率が同符号のとき、焦点距離が小さく横倍率βａｉｎｆが大きいほど、物体距離による横倍率変化が大きくなる。このため横倍率の変化は、広角端に対し望遠端で顕著に表れる。

ここで変倍比は、最も物体側の変倍群から最も像側の変倍群までの全ての群について、各群の無限遠における望遠端と広角端の横倍率の比で表わされる。無限遠における広角端での最も物体側の変倍群から最も像側の変倍群までの横倍率の積をβｚｗｉｎｆ、無限遠における望遠端での横倍率の積をβｚｔｉｎｆとすると、無限遠における変倍比Ｚｉｎｆは、
Ｚｉｎｆ＝βｚｔｉｎｆ／βｚｗｉｎｆ ・・・（カ）
と表わされる。

また、至近における広角端での最も物体側の変倍群から最も像側の変倍群までの横倍率の積をβｚｗｍｏｄ、至近における望遠端での横倍率の積をβｚｔｍｏｄとすると、至近における変倍比Ｚｍｏｄは、
Ｚｍｏｄ＝βｚｔｍｏｄ／βｚｗｍｏｄ ・・・（キ）
と表わされる。

（キ）式のように、至近における変倍比Ｚｍｏｄは、至近における変倍群の横倍率に依存して変化する。ここで至近における変倍比の変化とは、無限遠における変倍比Ｚｉｎｆと至近における変倍比Ｚｍｏｄの比Ｚｍｏｄ／Ｚｉｎｆである。無限遠と至近の変倍比の比が１に近い値となれば至近における変倍比変化が抑制され、物体距離が無限遠から至近まで、十分な画界を確保できる。

以上の理由から、変倍部でフォーカスを行う場合には、特に望遠端での物体距離による横倍率の変化を考慮しながら各群の近軸配置を設定することが重要となる。特に本発明のような高変倍比のズームレンズでは、主変倍群である第２群の変倍による横倍率の変化が大きく、物体距離による変倍比の変化（低下）が顕著となる。本発明では、無限遠合焦時に対する近距離合焦時の第３群の横倍率を増加させるように近軸配置を規定することで、第２群の横倍率の減少を補うことができる。これにより、高変倍比ながらも物体距離が至近距離のときも高変倍比を維持できる。

ここで至近距離とは、レンズが物体に対し最も近づくことのできる距離のことをいう。条件式（１）を満足することで、物体距離の変化による変倍比の変化（低下）を抑制しながら、レンズ全長の増大を抑制することができる。条件式(１)の上限が満たされないと、第３レンズ群の変倍分担比が大きくなり過ぎる。変倍に際する移動量は変倍群の屈折力に反比例して大きくなるため、第２レンズ群に比べて屈折力の弱い第３レンズ群の変倍分担比が大きすぎると変倍に際しての第２〜４レンズ群の移動量の和が大きくなり、レンズの小型化が困難となる。逆に条件式（１）の下限が満たされないと、望遠側における第２レンズ群の物体距離による横倍率の変化が大きくなり、至近距離に合焦したときの変倍比変化（低下）を抑制できない。

条件式（１）は、次の（１ａ）の範囲を満足することが更に好ましい。
０．１３＜ＬＮ（β３_tinf／β３_winf）／ＬＮ（Ｚ_inf）＜０．５０・・・（１ａ）

条件式（２）は、第３レンズ群と第４レンズ群の焦点距離の関係を示している。条件式（２）を満足することで、ズームとフォーカスによる収差変動を抑えながら、レンズの小型軽量化が達成できる。

条件式（２）の上限が満たされないと、第３レンズ群の屈折力が相対的に弱くなり、変倍に伴う移動量が増大するため、小型化が困難となる。逆に下限が満たされないと、第４レンズ群の変倍とフォーカスに伴う移動量が増大するため、小型化が困難となる。また、第３レンズ群の焦点距離が相対的に大きくなりズーム時の球面収差やコマ収差の変動が悪化する。

条件式条件式（２）は、次の（２ａ）の範囲を満足することが更に好ましい。
０．５０＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．７５ ・・・（２ａ）

条件式（３）は、第２レンズ群の横倍率と第４レンズ群の横倍率の関係を規定している。条件式（３）を満足することで、小型軽量化と高い光学性能を効率的に達成することができる。

（３）式の上限が満たされないと、第２群の屈折力が強くなるため、変倍に伴う収差変動、特に球面収差や像面湾曲の変動が大きくなり、ズーム全域で良好な光学性能を達成することが困難となる。逆に（３）式の下限の条件が満たされないと、第４群の屈折力が強くなるため、フォーカスに伴う収差変動、特に球面収差とコマ収差の変動が大きくなり、フォーカス全域で良好な光学性能を達成することが困難となる。また、第２群の屈折力が相対的に弱くなり、変倍時の移動量が増大するため、小型化が困難となる。

条件式（３）は、次の（３ａ）の範囲を満足することが更に好ましい。
１．５＜ｆ４／ｆ２＜３．５ ・・・（３ａ）

条件式（４）は、第４レンズ群の横倍率と第５レンズ群の横倍率の関係を規定しており、フォーカス群である第４群の光軸方向への移動量と、結像位置の移動量との関係である、フォーカス敏感度を規定している。条件式（４）を満足することで、フォーカス時のストロークを抑制しながら、フォーカス駆動の制御性を良好にすることができる。

条件式(４)の上限の条件が満たされないと第４レンズ群を移動させた際の像面位置の変化が大きくなりすぎるため、フォーカス時に第４レンズ群の停止時の位置精度の要求が高くなり制御が困難となる。逆に下限の条件が満たされないと、同じ物点変化量に対する像点補正に必要な第４レンズ群の移動量が大きくなりすぎるため、レンズの小型化が困難となる。

条件式（４）は、次の（４ａ）の範囲を満足することが更に好ましい。
１．０＜｜１−β４_tinf ² ｜×β５_tinf ²＜３．０ ・・・（４ａ）

以上のように第３レンズ群の変倍分担比や、第２乃至第４レンズ群の屈折力の比、第４レンズ群以降の横倍率の関係を適切な範囲に設定することで高倍率なズームレンズでリアフォーカス方式ながらも至近距離でフォーカスさせた際の変倍比の低下を抑制できる。各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。

更なる本発明のズームレンズの特徴として、第１レンズ群の焦点距離ｆ１と、ズームレンズ全系における望遠端での焦点距離をｆｔとするとき、
０．８＜ｆｔ／ｆ１＜４．０ ・・・(５)
を満足することが好ましい。条件式（５）は望遠端の焦点距離ｆｔと第１レンズ群の焦点距離ｆ１の比を規定することにより、高変倍化を達成しながら軸上色収差を良好に補正している。条件式（５）の上限が満たされないと、第１レンズ群の望遠端における拡大率が大きくなり過ぎるため、望遠側の球面収差変動や軸上色収差の補正をすることが困難となる。条件式（５）の下限が満たされないと、第２レンズ群から第４レンズ群の焦点距離が短くなり易く、ズームによる収差変動の抑制が困難となる。

更なる本発明のズームレンズの特徴として、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第２レンズ群の焦点距離ｆ２は、
−１０．０＜ｆ１／ｆ２＜−３．０ ・・・（６）
を満足することが好ましい。条件式（６）は第１レンズ群の焦点距離ｆ１と、第２レンズ群の焦点距離ｆ２の比を規定している。条件式（６）を満足することで、軸上色収差を良好に補正しながら変倍に伴う第２レンズ群の移動量を低減し、高倍率化を達成しながらレンズ全長を短縮している。条件式（６）の上限の条件が満たされないと、第２レンズ群の焦点距離が相対的に短くなり、小型化には有利であるが、変倍に伴う収差変動が増大する。条件式（６）の下限の条件が満たされないと、第２レンズ群の焦点距離が相対的に長くなるため、変倍による第２レンズ群の移動量が増大して全系が大型化し、小型軽量化が困難となる。

更なる本発明のズームレンズの特徴として、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第３レンズ群の焦点距離ｆ３は、
２．０＜ｆ１／ｆ３＜４．５ ・・・（７）
を満足することが好ましい。条件式（７）は、第１レンズ群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離との比を規定している。条件式（７）を満足することで、収差補正と小型軽量化を両立することが容易となる。条件式（７）の上限が満たされないと、第３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、球面収差、コマ収差の変動が増大し、補正が困難となる。条件式（７）の下限が満たされないと、第３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、変倍による第３レンズ群の移動量が増大して全系が大型化し、小型軽量化を達成することが困難となる。

更なる本発明のズームレンズの特徴として、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第４レンズ群の焦点距離ｆ４は、
１．０＜｜ｆ１／ｆ４｜＜４．０ ・・・(８)
を満足することが好ましい。条件式（８）は、第１レンズ群の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離との比を規定している。条件式（８）を満足することで、収差補正と小型軽量化を両立することが容易となる。条件式（８）の上限が満たされないと、第４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、球面収差、コマ収差の変動が増大し、補正が困難となる。条件式（８）の下限が満たされないと、第４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、像点補正のための第４レンズ群の移動量が増大し、小型軽量化を達成することが困難となる。

更なる本発明のズームレンズの特徴として、フォーカス敏感度と、ズームレンズの装着される撮像装置のイメージサイズの関係を規定している。ズームレンズが装着される撮像装置の撮像素子のイメージサイズをＩＳ（ｍｍ）とするとき、
０．０２＜［｜１−β４_tinf ² ｜×β５_tinf ²］／ＩＳ＜０．２５ ・・・(９)
を満足することが好ましい。

条件式（９）は、フォーカス敏感度をイメージサイズで規格化した物理量に関する条件式であり、条件の範囲を満足することで、フォーカス時の移動量の抑制と、フォーカス駆動の制御性を良好にするものである。フォーカス群の移動量はレンズの焦点距離が長いほど増加し、レンズの焦点距離は、同じ画界でも撮像素子のイメージサイズが大きいほど長くなるため、イメージサイズが大きいほど繰り出し量が大きくなる。そのため、レンズが装着される撮像装置のイメージサイズを考慮したフォーカス敏感度が（９）式を満足することが好ましい。条件式(９)の上限が満たされないと第４レンズ群を移動させた際の像点位置の変化が大きくなりすぎるため、フォーカス時に第４レンズ群の停止精度への要求が高くなり制御が困難となる。逆に下限が満たされないと、同じ物点変化量に対する像点補正に必要な第４レンズ群の移動量が大きくなり、レンズの小型化が困難となる。

条件式（５）〜（８）に関し、以下の範囲（５ａ）〜（８ａ）を満足することが更に好ましい。
１．０＜ｆｔ／ｆ１＜３．０ ・・・(５ａ)
−７．０＜ｆ１／ｆ２＜−３．０ ・・・(６ａ)
２．２＜ｆ１／ｆ３＜３．７ ・・・(７ａ)
１．３＜｜ｆ１／ｆ４｜＜２．８ ・・・(８ａ)

更なる本発明のズームレンズの特徴として、物体距離無限遠時のレンズ全系での変倍比をＺ_inf、至近距離時のレンズ全系での変倍比をＺ_modとするとき、
０．６０＜Ｚ_mod／Ｚ_inf≦１．５０ ・・・（１０）
を満足することが好ましい。条件式（１０）は、有限距離、特に至近距離にフォーカスを合わせた際に得られる広角端と望遠端の画界の比に関し、設計値からの変化割合を規定しており、使用時の違和感や画界の変化を抑制するための条件である。条件式（１０）の上限を超えると、有限距離にフォーカスを合わせた際のズーム比が大きくなり過ぎ、使用時に操作者の違和感に繋がる。逆に下限を満足しないと、有限距離にフォーカスを合わせた際のズーム比が小さくなり過ぎ、想定通りの画界を得ることが難しくなる。

更なる本発明のズームレンズの特徴として、変倍時及びフォーカス時に光軸方向には移動しない明るさ絞りを第４レンズ群に隣接するように配置することを規定している。

第４レンズ群が広角端乃至望遠端のいずれかのズームポジションにおいて、光軸方向に移動しない開口絞りに隣接するように配置することで、レンズ径の増大を抑制することができる。図１２は、実施例１のズームレンズに関し、第４レンズ群の有効径が決定される望遠側ズームポジション（ｆ＝６０ｍｍ）での軸上マージナル光線の光路図を示している。絞りから物体側へ軸上マージナル光線を見る場合、図１０のように第４レンズ群に対し発散する角度で入射する。そのため、第４レンズ群が絞りから物体側へと離れる程、第４レンズ群のレンズ径は増大する。そのため、第４レンズ群は開口絞りに隣接するような配置とすることがレンズ径の縮小に重要である。第４群と絞りの広角端、無限遠合焦状態における空気間隔をDspwとするとき、
１．０＜Dspw＜３５．０ ・・・（１１）
を満足することが好ましい。

条件式（１１）の上限が満たされないと、ズームレンズの小型化が困難となる。逆に下限が満たされないと、開口絞りと第４レンズ群の間隔が狭くなり、開口絞りの駆動機構と第４レンズ群の駆動機構が干渉するため好ましくない。第４レンズ群は、ズームとフォーカスの両機能を担うため、極力レンズ群としての重量を抑えることが好ましい。レンズ径を抑え、重量を抑えることで、高速なフォーカス駆動が実現できる。加えて、超音波モータなどの電気的な機構で第４レンズ群を駆動する場合、第４レンズ群を駆動する仕事量を抑えることで、駆動に必要な電力を抑える効果もある。仕事量は、レンズ群の移動量と重量の掛け算であるため、軽量化により仕事量が低減する。

以下に、本発明のズームレンズの具体的な構成について、実施例とそれに対応する数値実施例のレンズ構成を説明する。

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は、広角端で無限遠フォーカス時（Ａ）、広角端で至近距離(第1面より900mm)フォーカス時（Ｂ）、望遠端で無限遠フォーカス時（Ｃ）、望遠端で至近距離(第1面より900mm)フォーカス時（Ｄ）の収差図である。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は不動の正の屈折力の第１レンズ群である。Ｕ２は変倍に際し移動する負の屈折力の第２レンズ群であり、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は共に変倍に際し移動する正の屈折力の第３レンズ群および負の屈折力の第４レンズ群であり、広角端から望遠端にかけて、光軸上を移動する。更に第４レンズ群は、フォーカスに際して光軸上を移動する。ＳＰは光軸方向に移動しない開口絞り、Ｕ５は不動の結像作用を有する正の屈折力の第５群（リレー群）である。第５レンズ群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。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、固体撮像素子やフィルム面といった撮像面に相当する。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一点鎖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線によって破線で表している。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。縦収差図では、球面収差は０．５ｍｍ、非点収差は０．５ｍｍ、歪曲は１０％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。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。これらレンズ断面図と収差図に関する説明は、以降の実施例においても、特に記載の無い限り全て同じである。

実施例１としての数値実施例１における移動レンズ群である第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１５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、正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１６レンズ面〜第２２レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズ、正レンズと負レンズがこの順番で貼り合わされた接合正レンズ、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２３レンズ面〜第２５レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズと正レンズがこの順に貼り合わされた接合負レンズにて構成されている。非球面は第９、１６面に用いられており、第９レンズ面は主に広角側の軸外収差、第１６レンズ面はコマ収差と球面収差のズームによる変動の補正を行っている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離８．０ｍｍ、変倍比２２．５倍の広角、高倍率を達成している。更に小型軽量な第４レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成ながらも、至近距離(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、広角端と望遠端の画界の比、つまり変倍比が１６．５倍と高変倍比を維持している。

実施例２としての数値実施例２における移動レンズ群である第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１１レンズ面〜第１７レンズ面に対応し、物体側から順に、２枚の負レンズ、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合正レンズにて構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例２において第１８レンズ面〜第２２レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズ、正レンズと負レンズがこの順に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２において第２３レンズ面〜第２５レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズと正レンズがこの順に貼り合わされた接合負レンズにて構成されている。非球面は第１１面に用いられており、主に広角側の軸外収差の補正を行っている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離２０．０ｍｍ、変倍比５．０倍の広角、高倍率を達成している。更に小型軽量な第４レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成ながらも、至近距離(像面より物体側に１．０ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、広角端と望遠端の画界の比、つまり変倍比が４．８倍と高変倍比を維持している。

実施例３としての数値実施例３における移動レンズ群である第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１６レンズ面〜第２５レンズ面に対応し、物体側から順に、３枚の負レンズ、正レンズと負レンズにて構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例３において第２６レンズ面〜第３３レンズ面に対応し、物体側から順に負レンズと正レンズがこの順に貼り合わされた接合負レンズ、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合正レンズ、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３において第３４レンズ面〜第３６レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズと正レンズがこの順に貼り合わされた接合負レンズにて構成されている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離６．４ｍｍ、変倍比３０．２５倍の広角、高倍率を達成している。更に小型軽量な第４レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成ながらも、至近距離(レンズ第１面の頂点より物体側に０．６ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、広角端と望遠端の画界の比、つまり変倍比が２１．０倍と高変倍比を維持している。

実施例４としての数値実施例４における移動レンズ群である第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１５レンズ面に対応し、物体側から順に、２枚の負レンズ、正レンズと負レンズがこの順に貼り合わされた接合正レンズにて構成されている。第３レンズ群Ｕ３は、数値実施例４において第１６レンズ面〜第２０レンズ面に対応し、物体側から順に正レンズ、正レンズと負レンズがこの順に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４において第２１レンズ面〜第２３レンズ面に対応し、物体側から順に、負レンズと正レンズがこの順に貼り合わされた接合負レンズにて構成されている。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離３０．０ｍｍ、変倍比４．５倍の広角、高倍率を達成している。更に小型軽量な第４レンズ群を用いてフォーカシングを行う構成ながらも、至近距離(像面より物体側に１．０ｍ)にフォーカスを合わせた際にも、広角端と望遠端の画界の比、つまり変倍比が４．４倍と高変倍比を維持している。

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１１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１１において１０１は実施例１〜４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。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。

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。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。

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。

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、半画角は、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、若しくはレンズの最終面から像面までの距離を空気換算した値である。

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右側に*印を付している。
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。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 654.233 2.54 1.84666 23.8 79.18
2 157.258 4.83 78.63
3 421.579 6.94 1.43387 95.1 79.11
4 -235.111 0.00 79.35
5 119.050 9.29 1.59522 67.7 79.88
6 -1163.984 0.15 79.49
7 70.181 8.27 1.61800 63.3 74.66
8 168.590 (可変) 73.54
9* 8927.254 1.20 2.00100 29.1 31.09
10 23.457 6.44 26.20
11 -39.433 4.50 1.92286 18.9 26.06
12 -19.479 1.00 1.88300 40.8 26.12
13 52.813 2.26 26.06
14 61.635 3.86 1.71736 29.5 27.04
15 -84.661 (可変) 27.13
16* 160.206 3.86 1.59349 67.0 27.78
17 -53.678 0.10 28.22
18 174.698 5.97 1.43875 94.9 28.46
19 -29.331 1.00 1.78470 26.3 28.48
20 -69.658 0.80 29.18
21 100.991 5.71 1.61800 63.3 29.40
22 -38.304 (可変) 29.28
23 -263.032 1.00 1.81600 46.6 20.35
24 19.380 2.99 1.80809 22.8 19.05
25 37.912 (可変) 18.49
26(絞り) ∞ 3.65 16.53
27 -18.650 1.00 1.88300 40.8 16.12
28 48.787 2.16 1.84666 23.8 17.30
29 -251.924 5.00 17.72
30 -75.722 1.20 1.83481 42.7 20.34
31 76.311 6.51 1.62588 35.7 21.50
32 -19.413 27.50 22.64
33 54.255 5.43 1.59349 67.0 24.98
34 -33.923 1.00 24.95
35 -34.464 1.40 1.88300 40.8 24.32
36 59.767 4.88 1.48749 70.2 24.75
37 -40.949 0.20 25.12
38 156.636 5.10 1.43875 94.9 25.21
39 -27.861 1.40 1.91082 35.3 25.16
40 -79.018 0.20 25.92
41 100.377 3.73 1.61800 63.3 26.19
42 -53.372 3.00 26.17
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
44 ∞ 13.20 1.51633 64.2 40.00
45 ∞ (ＢＦ) 40.00
像面 ∞

非球面データ
第9面
K = 1.05628e+005 A 4= 6.43324e-006 A 6= 7.17175e-008 A 8=-2.14010e-010 A10= 6.96184e-013 A12=-9.78170e-016
A 3=-2.34536e-006 A 5=-5.42771e-007 A 7=-2.74196e-009 A 9= 6.77497e-012 A11=-7.21479e-015

第16面
K =-2.67314e+001 A 4=-1.02258e-005 A 6=-9.96944e-008 A 8= 1.44553e-010 A10=-5.18239e-013 A12=-2.09037e-015
A 3= 5.98957e-006 A 5= 8.05431e-007 A 7= 4.24233e-009 A 9=-1.64383e-011 A11= 8.10236e-014

各種データ
ズーム比 22.50
広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 112.00 180.00
Fナンバー 2.00 2.00 3.00
半画角 34.51 2.81 1.75
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 298.12 298.12 298.12
BF 8.55 8.55 8.55

d 8 1.15 64.32 68.00
d15 90.64 14.48 2.00
d22 2.49 10.32 9.89
d25 3.01 8.17 17.40
d45 8.55 8.55 8.55

入射瞳位置 45.51 677.52 1189.97
射出瞳位置 126.81 126.81 126.81
前側主点位置 54.05 895.59 1643.96
後側主点位置 0.55 -103.45 -171.45

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 1 100.00 32.02 15.48 -5.98
2 9 -17.00 19.26 0.87 -14.70
3 16 28.20 17.44 7.44 -4.98
4 23 -40.00 3.99 1.89 -0.29
5 26 29.59 119.57 37.93 -7.75

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -242.69
2 3 348.13
3 5 181.31
4 7 187.78
5 9 -23.31
6 11 37.16
7 12 -15.92
8 14 49.88
9 16 67.96
10 18 57.61
11 19 -64.70
12 21 45.48
13 23 -21.97
14 24 45.28
15 27 -15.09
16 28 47.96
17 30 -45.11
18 31 25.23
19 33 35.87
20 35 -24.44
21 36 50.48
22 38 54.23
23 39 -47.55
24 41 56.70
25 43 0.00
26 44 0.00

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 196.447 2.50 1.77250 49.6 70.39
2 56.300 11.71 62.10
3 -204.017 2.30 1.88300 40.8 62.10
4 397.255 7.15 1.61800 63.3 60.93
5 -157.213 0.15 60.92
6 89.871 1.90 1.84666 23.8 62.66
7 69.040 12.75 1.43875 94.9 62.19
8 -147.201 0.15 62.44
9 66.362 10.76 1.72916 54.7 62.34
10 -481.682 (可変) 61.46
11* 1219.045 1.50 1.88300 40.8 34.81
12 24.099 6.80 29.09
13 -56.289 1.40 1.83481 42.7 29.09
14 59.014 0.10 29.09
15 44.250 8.61 1.76182 26.5 29.46
16 -26.729 1.30 1.88300 40.8 29.34
17 -83.819 (可変) 29.44
18 506.992 5.15 1.49700 81.5 23.99
19 -38.934 0.15 24.66
20 51.641 5.74 1.72916 54.7 24.68
21 -30.423 1.40 1.84666 23.8 24.34
22 -107.336 (可変) 23.91
23 -47.360 2.87 1.84666 23.8 16.84
24 -19.140 1.20 1.77250 49.6 16.73
25 130.286 (可変) 16.35
26(絞り) ∞ 1.00 15.68
27 15.310 2.62 1.59522 67.7 15.37
28 23.659 3.43 14.56
29 -707.868 1.96 1.84666 23.8 13.70
30 -76.911 1.50 1.80100 35.0 13.37
31 32.126 15.00 12.87
32 86.740 5.21 1.49700 81.5 17.31
33 -24.325 4.57 18.23
34 -14.665 1.50 1.72047 34.7 18.43
35 -39.841 2.00 20.70
36 63.838 5.80 1.43875 94.9 24.17
37 -27.569 (ＢＦ) 24.81
像面 ∞

非球面データ
第11面
K =-2.20979e+002 A 4= 1.09733e-006 A 6=-8.78150e-009 A 8= 5.53246e-012 A10=-4.67695e-015 A12= 4.21412e-018
A 5= 1.02267e-007 A 7= 3.49145e-011 A 9= 8.13078e-014 A11=-2.87416e-016

各種データ
ズーム比 5.00
広角 中間 望遠
焦点距離 20.00 50.00 100.00
Fナンバー 4.00 4.00 4.00
半画角 36.50 16.49 8.42
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 238.40 238.40 238.40
BF 39.90 39.90 39.90

d10 0.70 25.53 39.48
d17 59.72 26.10 5.93
d22 2.95 9.79 16.12
d25 4.97 6.92 6.80
d37 39.90 39.90 39.90

入射瞳位置 46.70 93.50 165.23
射出瞳位置 -81.04 -81.04 -81.04
前側主点位置 63.39 122.83 182.54
後側主点位置 19.90 -10.10 -60.10

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 77.40 49.37 39.32 14.20
2 11 -24.60 19.71 0.50 -14.24
3 18 32.00 12.43 4.04 -3.71
4 23 -50.00 4.07 0.34 -1.86
5 26 79.54 44.59 38.54 -6.28

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -102.47
2 3 -151.50
3 4 182.48
4 6 -363.63
5 7 108.81
6 9 80.31
7 11 -27.70
8 13 -34.13
9 15 22.89
10 16 -44.66
11 18 72.77
12 20 26.94
13 21 -50.07
14 23 35.89
15 24 -21.42
16 27 65.00
17 29 100.77
18 30 -27.93
19 32 38.72
20 34 -32.82
21 36 44.64

（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 518.906 4.70 1.81600 46.6 156.52
2 123.591 29.28 136.86
3 -284.158 4.50 1.88300 40.8 136.65
4 477.341 1.00 134.30
5 293.440 9.26 1.80518 25.4 134.30
6 882.797 10.00 133.46
7 -2699.722 14.81 1.49700 81.5 131.75
8 -190.955 0.50 131.13
9 211.640 4.40 1.80518 25.4 127.11
10 140.247 26.22 1.43875 94.9 126.76
11 -291.070 5.00 127.65
12 219.003 18.11 1.59522 67.7 130.43
13 -410.804 0.15 129.96
14 112.272 14.55 1.49700 81.5 119.70
15 304.474 (可変) 117.58
16 87.108 1.50 1.88300 40.8 45.86
17 38.063 4.00 40.27
18 92.382 1.50 1.77250 49.6 39.70
19 58.152 8.24 37.42
20 -39.868 1.50 1.88300 40.8 36.62
21 289.871 1.00 36.81
22 -3705.734 5.78 1.92286 18.9 36.87
23 -46.779 0.10 37.06
24 -67.914 1.50 1.81600 46.6 35.98
25 515.522 (可変) 35.53
26 -60.113 1.95 1.69895 30.1 36.32
27 520.488 10.32 1.58913 61.1 38.86
28 -38.307 0.15 41.01
29 149.316 8.94 1.61800 63.3 42.11
30 -51.882 2.00 1.84666 23.8 42.05
31 -132.999 0.15 42.49
32 54.491 6.43 1.61800 63.3 41.87
33 -838.875 (可変) 41.12
34 -369.746 1.50 1.75500 52.3 31.32
35 34.024 4.07 1.92286 18.9 29.62
36 57.340 (可変) 28.67
37(絞り) ∞ 6.70 23.68
38 -21.444 1.80 1.75500 52.3 22.80
39 74.454 7.36 1.72825 28.5 25.17
40 -28.037 25.00 26.37
41 -36.305 1.80 1.75500 52.3 24.48
42 57.433 8.55 1.54814 45.8 25.91
43 -24.419 0.50 27.01
44 -92.521 1.80 1.83400 37.2 26.51
45 34.029 7.70 1.48749 70.2 26.82
46 -50.052 0.50 27.67
47 -240.047 6.93 1.49700 81.5 27.96
48 -25.360 1.80 1.80518 25.4 28.36
49 -44.010 1.00 29.55
50 46.394 7.27 1.48749 70.2 29.75
51 -59.416 3.00 29.16
52 ∞ 50.00 1.51633 64.2 27.09
53 ∞ (ＢＦ) 15.64
像面 ∞

各種データ
ズーム比 30.25
広角 中間 望遠
焦点距離 6.40 118.00 193.60
Fナンバー 1.80 1.80 2.24
半画角 40.68 2.67 1.63
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 508.21 508.21 508.21
BF 13.28 13.28 13.28

d15 1.20 100.81 108.34
d25 151.56 22.58 5.62
d33 3.00 14.87 8.19
d36 4.34 21.83 37.94
d53 13.28 13.28 13.28

入射瞳位置 91.78 693.59 1266.90
射出瞳位置 108.99 108.99 108.99
前側主点位置 98.61 957.09 1852.14
後側主点位置 6.88 -104.72 -180.32

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 1 113.00 142.48 97.45 36.73
2 16 -25.00 25.13 7.38 -11.51
3 26 42.00 29.94 14.53 -2.55
4 34 -76.40 5.57 3.33 0.37
5 37 ∞ 0.00 0.00 -0.00
6 38 36.35 125.02 46.25 -6.91

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -198.87
2 3 -200.00
3 5 537.10
4 7 411.44
5 9 -526.14
6 10 219.24
7 12 241.75
8 14 348.04
9 16 -77.23
10 18 -206.14
11 20 -39.38
12 22 50.67
13 24 -73.08
14 26 -76.40
15 27 60.75
16 29 63.14
17 30 -100.63
18 32 82.71
19 34 -41.02
20 35 82.59
21 38 -21.78
22 39 28.61
23 41 -29.09
24 42 32.30
25 44 -29.45
26 45 42.70
27 47 56.28
28 48 -76.97
29 50 54.49
30 52 0.00

（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 286.694 3.20 1.80518 25.4 80.00
2 100.851 1.11 78.01
3 116.162 8.57 1.43875 94.9 78.01
4 -6296.342 0.15 77.93
5 91.855 8.54 1.59522 67.7 77.21
6 439.011 0.15 76.56
7 78.714 8.27 1.72916 54.7 72.72
8 274.912 (可変) 71.48
9 476.049 1.50 1.88300 40.8 34.00
10 22.257 7.11 28.68
11 -55.651 1.40 1.72916 54.7 28.68
12 100.654 0.22 29.20
13 43.650 7.51 1.75520 27.5 30.00
14 -48.356 1.30 1.83481 42.7 29.79
15 -223.744 (可変) 29.63
16 -457.817 4.46 1.61800 63.3 23.74
17 -46.659 0.15 24.32
18 50.791 5.51 1.58913 61.1 24.25
19 -31.728 1.40 1.80518 25.4 23.91
20 -72.556 (可変) 23.73
21 -73.912 2.99 1.84666 23.8 19.76
22 -25.570 1.20 1.83481 42.7 19.60
23 100.723 (可変) 19.25
24(絞り) ∞ 6.63 19.01
25 17.734 3.73 1.49700 81.5 18.85
26 20.576 6.57 17.61
27 41.633 2.00 1.80000 29.8 16.75
28 29.280 7.62 16.13
29 52.584 3.94 1.59349 67.0 19.28
30 -36.012 2.50 19.56
31 -21.028 1.50 1.84666 23.8 19.46
32 -29.449 2.00 20.36
33 22.800 2.94 1.43875 94.9 21.54
34 21.249 (ＢＦ) 20.94
像面 ∞

各種データ
ズーム比 4.50
広角 中間 望遠
焦点距離 30.00 75.00 135.00
Fナンバー 3.50 3.50 3.50
半画角 26.26 11.16 6.26
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 219.68 219.68 219.68
BF 44.00 44.00 44.00

d 8 0.70 28.43 42.91
d15 52.42 23.67 6.50
d20 2.84 9.16 8.43
d23 15.56 10.25 13.68
d34 44.00 44.00 44.00

入射瞳位置 55.69 158.10 308.75
射出瞳位置 -40.38 -40.38 -40.38
前側主点位置 75.02 166.44 227.77
後側主点位置 14.00 -31.00 -91.00

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 94.50 29.98 11.39 -7.70
2 9 -26.50 19.04 0.26 -14.12
3 16 36.50 11.52 3.82 -3.40
4 21 -51.29 4.19 0.92 -1.32
5 24 70.86 39.43 15.79 -20.07

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -192.94
2 3 259.41
3 5 192.70
4 7 147.97
5 9 -26.33
6 11 -48.75
7 13 31.22
8 14 -73.74
9 16 83.41
10 18 33.86
11 19 -70.47
12 21 44.46
13 22 -24.19
14 25 179.25
15 27 -131.92
16 29 36.49
17 31 -93.70
18 33 -1686.87

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

Claims (7)

1. 物体側から像側へ順に、変倍およびフォーカシングのためには不動の正の第１レンズ群、変倍中に移動する負の第２レンズ群、変倍中に移動する正の第３レンズ群、変倍中およびフォーカシング中に移動する負の第４レンズ群、変倍およびフォーカシングのためには不動の正の第５レンズ群からなり、変倍のためには光軸方向に固定の開口絞りが前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間に配置され、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４とし、無限遠フォーカス状態におけるズームレンズ全体での変倍比をＺ_inf、無限遠フォーカス状態における前記第３レンズ群の広角端および望遠端での横倍率をそれぞれβ３_winf、β３_tinf、無限遠フォーカス状態における望遠端での前記第４レンズ群および前記第５レンズ群の横倍率をそれぞれβ４_tinf、β５_tinf とするとき、
   ０．１０＜ＬＮ（|β３_tinf／β３_winf|）／ＬＮ（Ｚ_inf）＜０．７０
   ０．３５＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．７５
   １．０＜ｆ４／ｆ２＜４．０
   １．３３≦｜１−β４_tinf ² ｜×β５_tinf ²＜４．０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、ズームレンズ全系における望遠端での焦点距離をｆｔとするとき、
   ０．８＜ｆｔ／ｆ１＜４．０
   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。
3. 前記第１レンズ群の焦点距離ｆ１と、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２とが、
   −１０．０＜ｆ１／ｆ２＜−３．０
   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。
4. 前記第１レンズ群の焦点距離ｆ１と、前記第３レンズ群の焦点距離ｆ３とが、
   ２．０＜ｆ１／ｆ３＜４．５
   を満足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。
5. 前記第１レンズ群の焦点距離ｆ１と、前記第４レンズ群の焦点距離ｆ４とが、
   １．０＜｜ｆ１／ｆ４｜＜４．０
   を満足す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. 請求項１乃至５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した像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。
7. 前記固体撮像素子のイメージサイズをＩＳ（ｍｍ）とするとき、
   ０．０２＜［｜１−β４_tinf ² ｜×β５_tinf ²］／ＩＳ＜０．２５
   を満足することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。

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