JP6341749B2 - 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、テレビカメラやビデオカメラ、監視用カメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なズームレンズに関し、望遠で小型軽量、且つ焦点調整による収差変動が少ないズームレンズ、及びそれを有する撮像装置に関するものである。
従来から、変倍レンズ群よりも物体側に位置するレンズ群により焦点調整を行うズームレンズにおいて、特に望遠向きズームレンズの焦点調整に適する構成として、物体側に正の屈折力のレンズ群と、像側に負の屈折力のレンズ群を配置する所謂テレフォト型の第１群構成が種々提案されている。
例えば、特許文献１では、第１レンズ群が正の屈折力の第１１レンズ群、正の屈折力の第１２レンズ群、負の屈折力の第１３レンズ群を有し、焦点調整に際して第１２レンズ群が移動するズームレンズが開示されている。
また、変倍レンズ群よりも物体側に位置するレンズ群により焦点調整を行うズームレンズにおいて、フォーカシングに伴い複数のレンズ群が移動する所謂フローティングフォーカス方式も種々提案されている。
例えば、特許文献２では、第１レンズ群が正の屈折力の第１１レンズ群、負の屈折力の第１２レンズ群、正の屈折力の第１３レンズ群から構成され、第１３レンズ群は可動な正の屈折力の第１３ｆレンズ群を含み、無限遠物体から近距離物体への焦点調整時に第１２レンズ群、第１３ｆレンズ群が共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３では、第１レンズ群が負の屈折力の第１１レンズ群、正の屈折力の第１２レンズ群、正の屈折力の第１３レンズ群から構成され、無限遠物体から近距離物体への焦点調整時に第１２レンズ群は像側へ、第１３レンズ群が物体側へ移動するズームレンズが開示されている。
近年のテレビカメラやビデオカメラ、監視用カメラなどに用いる望遠ズームレンズにおいて、焦点調整に伴う収差変動の少ない高性能なズームレンズが要求されている。また、高感度で高解像度を有する大判撮像素子の普及により、画面周辺まで高性能を有するズームレンズへの要求がより一層高まっている。
特許文献１の焦点調整方式では、望遠ズームレンズの焦点調整に伴う収差変動が残存してしまい、特に大判撮像素子を採用する撮像システムの小型軽量化と画面周辺まで良好で均一な光学性能を得ることの両立が困難である。
特許文献２や３の焦点調整方式では、焦点調整に伴う収差変動を良好に補正できるが、第１レンズ群の主点を物体側へ押し出すようなレンズ構成では無いために望遠ズームレンズの小型軽量化を達成することが困難である。
本発明は、例えば、望遠、小型軽量、および焦点調整による収差変動の少なさの点で有利なズームレンズの提供を目的とする。
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移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングのために移動する１つ又は２つのレンズ群と、開口絞りと、結像レンズ群、を含み、互いに隣接する２つのレンズ群の組の何れもその間隔が変倍のために変化するように構成され、前記第１レンズ群は、最も物体側にある正の屈折力の第１１レンズ群と、最も像側にある負の屈折力の第１ｋレンズ群とを含む、３つ又は４つのサブレンズ群から構成され、前記３つ又は４つのサブレンズ群のうち、少なくとも２つのサブレンズ群が焦点調整のために移動して、互いに隣接する２つのサブレンズ群の組の何れもその間隔が変化することを特徴とする。
本発明によれば、望遠、小型軽量、および焦点調整による収差変動の少なさの点で有利なズームレンズが得られる。
以下、本発明のズームレンズ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。
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移動しない合焦用レンズ群を含む正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際し光軸上を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１つ以上のレンズ群、開口絞り、結像レンズ群を有する。第１レンズ群は、全体として３つ以上のサブレンズ群より構成されている。前記３つ以上のサブレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の第１１レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の第１ｋレンズ群を含む。これらのサブレンズ群のうち少なくとも２つのサブレンズ群が焦点調整に際して同時に光軸上を移動する。
ここで、本発明における２つのレンズ群が焦点調整に際して同時に移動するフォーカス方式（所謂フローティングフォーカス）を採用した場合の光学的作用について説明する。
図１は任意のズーム位置における物体距離無限遠（Ａ）及び最至近物体距離（Ｂ）における第１レンズ群の軸外光路概念図の例である。図１において、左側が物体側、右側が像面側であり、物体側から像側に順に、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、負の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３で構成される第１レンズ群Ｕ１の例を示している。
一般的な望遠ズームレンズは、遠距離から無限遠の物体距離を重視した収差補正やレンズ形状などのバランスで設計されている。ここで、本発明で想定する望遠レンズとは、前記レンズをカメラに装着し、望遠端における有効画面対角の撮影半画角をωｔとするとき、以下の式で表現される特徴を有するレンズである。
０．４＜ωｔ＜３．０ ・・・（ａ）
０．４＜ωｔ＜３．０ ・・・（ａ）
無限遠から至近への物体距離変動に対して、例えば、焦点調整のために正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２のみが像側から物体側へ繰り出すような場合、無限遠に合焦時の軸外入射光線の高さをＨ１１ｉｎｆ、至近に合焦時の軸外入射光線の高さをＨ１１ｍｏｄとすると、以下の式が成り立つ。
Ｈ１１ｍｏｄ＜Ｈ１１ｉｎｆ ・・・（ｂ）
Ｈ１１ｍｏｄ＜Ｈ１１ｉｎｆ ・・・（ｂ）
つまり、第１１レンズ群Ｕ１１を通過する軸外入射光線の高さは物体距離が無限遠のときより至近の時の方が低くなる。この効果により、物体距離が無限遠から至近に向けて変化すると第１１レンズ群Ｕ１１の倍率が低下し、像面彎曲はオーバー側に変化する。第１１レンズ群Ｕ１１は軸外光線高さが他のレンズ群に比べて高いため、軸外光線高さの２乗に比例して増大する像面彎曲への影響も大きい。同様に第１２レンズ群Ｕ１２や第１３レンズ群Ｕ１３も無限遠から至近への焦点調整に伴って通過光線の高さが変化するが、第１３レンズ群Ｕ１３が焦点調整に際して不動の場合は、基本的には第１３レンズ群Ｕ１３の収差分担値は変化しない。これらの結果、無限遠から至近への焦点調整に伴って、第１レンズ群Ｕ１全体の影響として球面収差はアンダー側へ、像面彎曲はオーバー側へ変化する。この効果によって近距離では球面収差と像面彎曲の合致度が悪くなり、性能劣化の大きな原因となっている。
そこで本発明のズームレンズでは、焦点調整の際に発生する軸外光線高さの変化を図１（Ｂ）に示すように２つのサブレンズ群を移動させることにより補正することを特徴としている。図１（Ｂ）は本発明のズームレンズの第１実施例の構成と類似であり、第１２レンズ群Ｕ１２が第１フォーカス群として像側から物体側へ繰り出すのに伴って、第１３レンズ群Ｕ１３がフローティング群として像側から物体側へ移動する構成となっている。焦点調整に伴って第１１レンズ群Ｕ１１と第１２レンズ群Ｕ１２で増大する像面湾曲のオーバー成分を打ち消すように、第１３レンズ群Ｕ１３で像面彎曲のアンダー成分を発生させ、結果として像面彎曲の変動を補正している。
これら焦点調整群の構成は第１実施例に限らず、サブレンズ群のパワー配置やレンズ間隔の設け方、軸外光線の通り方などによって設計上任意に与えられる。一般的には軸外光線の高いレンズ群を用いる方が軸外収差に対する敏感度は高く、補正が効率的である。これらのメリットとデメリットを総合的に考えてフローティングフォーカスを目的に合わせて最適に構成するのが良い。
次に、本発明のズームレンズの特徴に関して説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し固定の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群を含む。第１レンズ群は、３以上のサブレンズ群から構成され、最も物体側に正の屈折力の第１１レンズ群、最も像側に負の屈折力の第１ｋレンズ群を有し、焦点調整の際にサブレンズ群の少なくとも２つのレンズ群が同時に光軸上を移動する構成を有する。
さらに、本発明のズームレンズは、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群の焦点距離をｆ１Ｐ、最大移動量をδ１Ｐ、焦点調整の際の駆動量が次いで大きいレンズ群の焦点距離をｆ１Ｓ、最大移動量をδ１Ｓとするとき、
０．０３＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜１．００ ・・・（１）
０．１５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜５．５０ ・・・（２）
なる条件式を満たすことを特徴とする。
０．０３＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜１．００ ・・・（１）
０．１５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜５．５０ ・・・（２）
なる条件式を満たすことを特徴とする。
ここで、無限遠合焦時の位置を基準として移動した量の最大値とは、以下のように定義されるものとする。例えば、第１３レンズ群が無限遠合焦時から至近合焦状態までの焦点調整に伴って一方向にのみ移動する場合は、無限遠から至近端までの駆動量が最大移動量となる。しかし、第１３レンズ群が無限遠から至近端の合焦状態に至る軌跡の途中で移動方向が逆転する場合は、その軌跡中で無限遠合焦時から最も遠い位置までの距離を最大移動量と定義する。このように条件式（１）は、所望の物体距離における光学性能を重点的に補正したい場合や、焦点調整の軌跡を高度に制御したい場合についても想定している。
条件式（１）及び（２）は、ズームレンズの焦点調整レンズ群として第１レンズ群中の複数のサブレンズ群を選択した場合の、焦点調整の際の移動量と適切なパワー配置とを規定している。
条件式（１）は、第１レンズ群中の焦点調整に際して移動する複数のサブレンズ群の無限遠合焦時からの移動量が第１及び第２に長いサブレンズ群の移動量の比を規定している。条件式（１）の上限を超えると最大移動量を示すサブレンズ群の移動量が過度に大きい状態となり、第１レンズ群の小型軽量化が困難となるため好ましくない。条件式（１）の下限を超えると、焦点調整に伴う収差変動を良好に補正することが困難となるので好ましくない。
更に好ましくは、条件式（１）は次の如く設定するのが良い。
０．０５＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜０．９０ ・・・（１ａ）
また、更に好ましくは、
０．２０＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜０．６５ ・・・（１ａａ）
と設定することが好ましい。
０．０５＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜０．９０ ・・・（１ａ）
また、更に好ましくは、
０．２０＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜０．６５ ・・・（１ａａ）
と設定することが好ましい。
条件式（２）は、第１レンズ群中の焦点調整に際して移動する複数のサブレンズ群のうちの前記移動量の第１及び第２に長いサブレンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式（２）の上限を超えると、焦点調整の際の第１２レンズ群Ｕ１２の繰り出し量が増大し、第１レンズ群の小型軽量化が困難となる。条件式（２）の下限を超えると、第１２レンズ群Ｕ１２に対する第１３レンズ群Ｕ１３の屈折力が弱くなり過ぎ、焦点調整に伴う収差変動を良好に補正することが困難となる。
更に好ましくは、条件式（２）は次の如く設定するのが良い。
０．２５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜４．４０ ・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（２）を
０．３５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜２．００ ・・・（２ａａ）
と設定することが好ましい。
０．２５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜４．４０ ・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（２）を
０．３５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜２．００ ・・・（２ａａ）
と設定することが好ましい。
更に、本発明のズームレンズは、以下の条件を満足するとより好ましい。
本発明のズームレンズは、無限遠合焦時の第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１とするとき、
０．５＜ｆ１１／ｆ１＜５．０ ・・・（３）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（３）は、第１レンズ群に対する第１１レンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式（３）の上限を超えると、第１１レンズ群の焦点距離が相対的に長くなり過ぎて焦点調整群の移動量が増大するか、或いは第１レンズ群の主点を物体側に押し出す効果が十分に得られないためレンズが大型化するので、好ましくない。条件式（３）の下限を超えると、第１１レンズ群の屈折力が相対的に強くなるため（各レンズの曲率半径が小さくなるため）、望遠側の収差において特に高次収差などが増大するので好ましくない。
本発明のズームレンズは、無限遠合焦時の第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１とするとき、
０．５＜ｆ１１／ｆ１＜５．０ ・・・（３）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（３）は、第１レンズ群に対する第１１レンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式（３）の上限を超えると、第１１レンズ群の焦点距離が相対的に長くなり過ぎて焦点調整群の移動量が増大するか、或いは第１レンズ群の主点を物体側に押し出す効果が十分に得られないためレンズが大型化するので、好ましくない。条件式（３）の下限を超えると、第１１レンズ群の屈折力が相対的に強くなるため（各レンズの曲率半径が小さくなるため）、望遠側の収差において特に高次収差などが増大するので好ましくない。
更に好ましくは、条件式（３）は次の如く設定するとより好ましい。
０．６＜ｆ１１／ｆ１＜４．０ ・・・（３ａ）
更に好ましくは、条件式（３）を
０．７＜ｆ１１／ｆ１＜３．５ ・・・（３ａａ）
と設定することが好ましい。
０．６＜ｆ１１／ｆ１＜４．０ ・・・（３ａ）
更に好ましくは、条件式（３）を
０．７＜ｆ１１／ｆ１＜３．５ ・・・（３ａａ）
と設定することが好ましい。
本発明のズームレンズは、レンズ全系の望遠端状態での焦点距離をｆｔとするとき、
１．８＜ｆｔ／ｆ１＜５．５ ・・・（４）
を満たすことがより好ましい。条件式（４）は、ズームレンズの望遠端の焦点距離ｆｔと第１レンズ群の焦点距離ｆ１の比を規定している。条件式（４）の上限を超えると、第１レンズ群の焦点距離に対して変倍に関する拡大倍率が大きく設定されることとなり、収差のズーム変動やピント移動などが過度に増大するため好ましくない。条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が過度に長く設定され、第１レンズ群やそれに続く変倍部の小型軽量化が困難になるため好ましくない。
１．８＜ｆｔ／ｆ１＜５．５ ・・・（４）
を満たすことがより好ましい。条件式（４）は、ズームレンズの望遠端の焦点距離ｆｔと第１レンズ群の焦点距離ｆ１の比を規定している。条件式（４）の上限を超えると、第１レンズ群の焦点距離に対して変倍に関する拡大倍率が大きく設定されることとなり、収差のズーム変動やピント移動などが過度に増大するため好ましくない。条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が過度に長く設定され、第１レンズ群やそれに続く変倍部の小型軽量化が困難になるため好ましくない。
更に好ましくは、条件式（４）は次の如く設定するとより好ましい。
２．０＜ｆｔ／ｆ１＜５．０ ・・・（４ａ）
更に好ましくは、条件式（４）を、
２．２＜ｆｔ／ｆ１＜４．８ ・・・（４ａａ）
と設定することがより好ましい。
２．０＜ｆｔ／ｆ１＜５．０ ・・・（４ａ）
更に好ましくは、条件式（４）を、
２．２＜ｆｔ／ｆ１＜４．８ ・・・（４ａａ）
と設定することがより好ましい。
また、本発明のズームレンズは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の中心から像側主点位置までの距離をＯｋ、第１レンズ群の光軸上の厚みをＤ１とするとき、
０．３＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．５ ・・・（５）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（５）は、第１レンズ群の最も像側に配置されたレンズ面の中心から像側主点位置までの距離Ｏｋと、第１レンズ群の光軸上のレンズ群の厚みＤ１の比の絶対値を規定している。ここでのレンズ面の中心とは、最も像側のレンズ面とレンズの中心を通る光軸とが交わる点を指す。
０．３＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．５ ・・・（５）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（５）は、第１レンズ群の最も像側に配置されたレンズ面の中心から像側主点位置までの距離Ｏｋと、第１レンズ群の光軸上のレンズ群の厚みＤ１の比の絶対値を規定している。ここでのレンズ面の中心とは、最も像側のレンズ面とレンズの中心を通る光軸とが交わる点を指す。
本発明の第１レンズ群は物体側に正の屈折力のレンズ群と像側に負の屈折力のレンズ群を配置する、所謂テレフォト型の構成を形成している。この構成により、望遠ズームレンズの第１レンズ群として適切な焦点距離を得るのと同時にレンズの主点を物体側へ押し出して小型軽量化を図っている。条件式（５）の上限を超えると、像側主点を物体側へ押し出す為に各レンズの屈折力が過度に増大し、曲率半径の小さい各レンズによる高次収差の発生の増大を招くため好ましくない。条件式（５）の下限を超えると、像側主点を物体側に十分に押し出せず、望遠端Ｆナンバー光束によって決定する変倍部入口の径が増大し、レンズの大型化を招くため好ましくない。
更に好ましくは、条件式（５）は次の如く設定するとより好ましい。
０．３５＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．３５ ・・・（５ａ）
更に好ましくは、条件式（５）を、
０．４＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．２ ・・・（５ａａ）
と設定することがより好ましい。
０．３５＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．３５ ・・・（５ａ）
更に好ましくは、条件式（５）を、
０．４＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．２ ・・・（５ａａ）
と設定することがより好ましい。
さらに、本発明のズームレンズは、第１レンズ群に含まれる正の屈折力を有するサブレンズ群において、正の屈折力のレンズを形成する材料の平均アッベ数をν１ｐ、負の屈折力のレンズを形成する材料の平均アッベ数をν１ｎとするとき、
３０＜ν１ｐ−ν１ｎ＜８５ ・・・（６）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（６）は、第１レンズ群に含まれる正の屈折率を有するサブレンズ群における１次の色収差補正能力を規定している。
３０＜ν１ｐ−ν１ｎ＜８５ ・・・（６）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（６）は、第１レンズ群に含まれる正の屈折率を有するサブレンズ群における１次の色収差補正能力を規定している。
ここで、光学材料のアッベ数は次の通りである。フラウンフォーファ線のＦ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、アッベ数νｄは以下の（ｃ）式で表わされる。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ｃ）
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ｃ）
屈折力がφ１、φ２、材料のアッベ数がν１、ν２の２枚のレンズＧ１、Ｇ２で構成される薄肉系（合成の屈折力φ）の色収差補正条件は、以下の（ｄ）及び（ｅ）式で表わされる。
φ１／ν１＋φ２／ν２＝０ ・・・（ｄ）
φ＝φ１＋φ２ ・・・（ｅ）
φ１／ν１＋φ２／ν２＝０ ・・・（ｄ）
φ＝φ１＋φ２ ・・・（ｅ）
（ｄ）式を満たす場合、図２０に示すようにＣ線とＦ線の光の結像位置が合致し、この時の屈折力φ１、φ２は以下の式で表される。
φ１＝φ・ν１／（ν１−ν２） ・・・（ｆ）
φ２＝−φ・ν２／（ν１−ν２） ・・・（ｇ）
φ１＝φ・ν１／（ν１−ν２） ・・・（ｆ）
φ２＝−φ・ν２／（ν１−ν２） ・・・（ｇ）
図２０のように、正の屈折力のレンズＧ１としてアッベ数νｄｐの大きな材料、負の屈折力のレンズＧ２としてアッベ数νｄｎの小さな材料を用いることで、正の屈折力を有するユニットＬＰの良好な色収差補正を達成することができる。
上述の説明から、本発明のズームレンズの第１レンズ群に含まれる正の屈折力を有するサブレンズ群において、望遠ズームレンズで特に目立つ軸上色収差を良好に補正するためには、正の屈折力のレンズを低分散材料、負の屈折力のレンズを高分散材料で構成すれば良いことが分かる。
条件式（６）の上限を超えるような正負レンズの材料の組み合わせは、通常使用される光学材料の範囲では非常で稀であるため現実的ではない。条件式（６）の下限を超えると、上述の説明から、良好な色収差補正の効果を得ることが困難となるため好ましくない。
更に好ましくは、条件式（６）は次の如く設定するとより好ましい。
３５＜ν１ｐ−ν１ｎ＜８０ ・・・（６ａ）
更に好ましくは、条件式（６）を、
４０＜ν１ｐ−ν１ｎ＜７５ ・・・（６ａａ）
と設定することがより好ましい。
３５＜ν１ｐ−ν１ｎ＜８０ ・・・（６ａ）
更に好ましくは、条件式（６）を、
４０＜ν１ｐ−ν１ｎ＜７５ ・・・（６ａａ）
と設定することがより好ましい。
さらに、本発明のズームレンズとカメラ装置を有する撮像装置においては、撮像装置の撮像素子の有効画面の対角長をＩＳとするとき、
８．０＜ｆｔ／ＩＳ＜５０．０ ・・・（７）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（７）は、レンズ全系の望遠端状態での焦点距離ｆｔと撮像素子の有効画面の対角長ＩＳの比を規定している。条件式（７）の上限を超えると、撮像素子の有効画面の対角長が相対的に小さいシステムを想定することとなり、本発明で課題としている焦点調整時の軸外収差変動に対して過度の補正技術を提供することとになりかねない。条件式（７）の下限を超えると、望遠端焦点距離が短いシステムを想定することとなり、本発明で想定する第１レンズ群の構成が不必要、または不適切となるため好ましくない。
８．０＜ｆｔ／ＩＳ＜５０．０ ・・・（７）
なる条件式を満たすとより好ましい。条件式（７）は、レンズ全系の望遠端状態での焦点距離ｆｔと撮像素子の有効画面の対角長ＩＳの比を規定している。条件式（７）の上限を超えると、撮像素子の有効画面の対角長が相対的に小さいシステムを想定することとなり、本発明で課題としている焦点調整時の軸外収差変動に対して過度の補正技術を提供することとになりかねない。条件式（７）の下限を超えると、望遠端焦点距離が短いシステムを想定することとなり、本発明で想定する第１レンズ群の構成が不必要、または不適切となるため好ましくない。
更に好ましくは、条件式（７）は次の如く設定するとより好ましい。
９．０＜ｆｔ／Ｌｄ＜４５．０ ・・・（７ａ）
更に好ましくは、条件式（７）を、
１０．０＜ｆｔ／Ｌｄ＜４０．０ ・・・（７ａａ）
と設定することがより好ましい。
９．０＜ｆｔ／Ｌｄ＜４５．０ ・・・（７ａ）
更に好ましくは、条件式（７）を、
１０．０＜ｆｔ／Ｌｄ＜４０．０ ・・・（７ａａ）
と設定することがより好ましい。
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１〜６のレンズ構成について、対応する数値実施例１〜６を参照しながら説明する。
図２は本発明の実施例１（数値実施例１）の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状態のレンズ断面図、（Ｂ）は広角端で至近（３．０ｍ）の物体に合焦している状態のレンズ断面図である。各実施例のレンズ断面図において、左方が物体（被写体）側で、右方が像側である。
本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３、開口絞りＳＰ、光軸方向に移動しない正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４（結像レンズ群）を有する。
第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整用レンズ群を含む。第２レンズ群Ｕ２はズーミング用レンズ群を含み、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。第３レンズ群Ｕ３は、広角端から望遠端へのズーミングに際しズーミングに伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動する。本実施例では、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３で変倍光学系を構成している。Ｉ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。
各実施例のズームレンズではズームレンズの高倍率化及び望遠化を良好な光学性能のもとに達成するのに適したズームタイプをとっている。
次に本実施例における第１レンズ群Ｕ１について説明する。第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１４面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整のためには移動しない正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、焦点調整に際して移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、焦点調整に際して移動する負の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成されている。第１１レンズ群Ｕ１１は第１面から第６面に対応し、物体側から像側へ順に、２枚の正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は第７面から第１１面に対応し、正の屈折力のレンズと、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。第１３レンズ群は第１２面から第１４面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。無限遠から至近への焦点調整の際に第１２レンズ群Ｕ１２が光軸上を像側から物体側へ移動するのに伴って、第１３レンズ群Ｕ１３は物体側へ移動している。
本実施例では、第１２レンズ群Ｕ１２や第１３レンズ群Ｕ１３に含むレンズを接合しているが、各群に適切な屈折力や色収差補正能力を有していれば、接合でなくとも分離していてもよい。これらは本発明においてレンズ形状としての変形及び変更の想定内であり、以下全ての実施例においても同様である。
本実施例において、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群は第１２レンズ群であり、その駆動量が２番目に大きいレンズ群は第１３レンズ群である。従って、本実施例において、式（１）（２）中の焦点距離ｆ１Ｐ及び最大移動量δ１Ｐは第１２レンズ群に対応し、焦点距離ｆ１Ｓ、最大移動量δ１Ｓは、第１３レンズ群に対応するものである。
また、本実施例ではδ１Ｐとδ１Ｓの値はそれぞれ至近端の値であるが、これらは必ずしも至近端の数値でなくとも良い。無限遠から至近までの中間領域で非線形的な軌跡を描いてフローティングの効果を発揮することは十分可能である。更には、フローティングの軌跡が物体側や像側に複数の変曲点を有していても良い。これらは、本発明の主目的である軸外収差補正の効果を発揮しつつ、製造面や制御面で困難でない軌跡であれば、実施に適するフローティング態様の変形及び変更の想定内といえる。
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例１の広角端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）１０．０ｍ、（Ｃ）至近（３．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。但し、焦点距離、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。これは以下の各実施例において全て同じである。
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例１の望遠端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）１０．０ｍ、（Ｃ）至近（３．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
縦収差図において、球面収差はｅ線（実線）、ｇ線（点線）、Ｃ線（一点鎖線）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（点線）、Ｃ線（一点鎖線）によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影半画角を表す。
縦収差図では、球面収差は０．５ｍｍ、非点収差は０．５ｍｍ、歪曲は５．０％、倍率色収差は０．１ｍｍ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レンズ群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。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、第１レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調整時における第１２レンズ群Ｕ１２、第１３レンズ群Ｕ１３の移動量を適切に設定することで、望遠側での焦点調整に伴う像面彎曲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。
以下に本発明の実施例１〜６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。フォーカス移動量とは、無限遠物体に合焦している状態を基準とし、正の符号なら像側へ、負の記号なら物体側へそれぞれ移動した量である。無限遠から至近までの焦点調整の軌跡において、正負ともに移動量が発生している場合は、無限遠位置からの移動量の大きい方を記載してある。
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。
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 177.323 12.59 1.49700 81.5 115.38
2 -3740.642 0.20 114.82
3 159.830 12.52 1.49700 81.5 111.03
4 1657.409 5.00 109.36
5 -752.660 2.50 1.85026 32.3 107.82
6 -3119.033 14.16 106.66
7 208.888 12.32 1.59522 67.7 94.74
8 -1667.698 0.50 91.33
9 141.398 11.24 1.49700 81.5 84.01
10 -525.271 2.00 1.83400 37.2 81.21
11 319.655 2.19 77.44
12 514.660 6.30 1.72047 34.7 76.17
13 -347.632 2.00 1.81600 46.6 74.38
14 104.638 (可変) 68.80
15 193.039 1.50 1.77250 49.6 40.31
16 82.681 3.31 39.31
17 -304.014 1.40 1.59522 67.7 39.24
18 47.235 0.25 38.58
19 46.358 4.27 1.80518 25.4 38.72
20 137.504 3.85 38.43
21 -84.999 1.30 1.59522 67.7 38.39
22 135.703 (可変) 38.89
23 581.424 4.58 1.59522 67.7 44.26
24 -91.455 0.30 44.53
25 99.972 6.59 1.49700 81.5 44.54
26 -97.413 1.40 1.83400 37.2 44.32
27 356.906 (可変) 44.16
28(絞り) ∞ 1.50 44.21
29 52.500 5.80 1.49700 81.5 44.48
30 385.515 0.20 44.07
31 72.495 6.03 1.49700 81.5 43.05
32 -184.133 4.50 42.37
33 -140.537 1.80 1.81600 46.6 38.67
34 140.367 35.70 37.37
35 198.548 1.80 1.77250 49.6 26.28
36 69.116 5.00 1.59551 39.2 25.67
37 -63.399 1.00 25.11
38 -61.715 1.80 1.81600 46.6 24.45
39 -200.130 27.00 24.07
40 -28.913 1.50 1.81600 46.6 24.90
41 96.354 3.71 1.71736 29.5 27.20
42 -82.767 0.20 27.95
43 136.023 4.69 1.49700 81.5 29.22
44 -60.508 65.16 29.84
像面 ∞
各種データ
ズーム比 3.00
焦点距離 200.00 340.00 600.00
Fナンバー 4.60 4.60 5.20
画角 6.18 3.64 2.07
像高 21.65 21.65 21.65
レンズ全長 355.16 355.16 355.16
BF 65.16 65.16 65.16
d14 2.14 40.53 65.62
d22 49.44 33.28 1.25
d27 23.92 1.70 8.63
入射瞳位置 247.56 456.53 662.57
射出瞳位置 -70.77 -70.77 -70.77
前側主点位置 153.30 -53.89 -1385.78
後側主点位置 -134.84 -274.84 -534.84
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 1 252.24 83.52 -66.85 -97.38
2 15 -48.65 15.87 8.22 -3.70
3 23 142.51 12.87 -1.52 -9.58
4 28 156.89 102.23 -75.86 -121.91
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 340.01
2 3 353.89
3 5 -1158.84
4 7 311.55
5 9 224.77
6 10 -236.51
7 12 286.92
8 13 -97.87
9 15 -187.44
10 17 -68.34
11 19 84.29
12 21 -87.30
13 23 132.64
14 25 100.09
15 26 -91.05
16 29 121.23
17 31 105.18
18 33 -85.38
19 35 -137.43
20 36 55.99
21 38 -109.44
22 40 -26.97
23 41 62.11
24 43 84.69
フォーカス移動量
δ1P（第１２レンズ群） -12.633
δ1S（第１３レンズ群） -2.645
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 177.323 12.59 1.49700 81.5 115.38
2 -3740.642 0.20 114.82
3 159.830 12.52 1.49700 81.5 111.03
4 1657.409 5.00 109.36
5 -752.660 2.50 1.85026 32.3 107.82
6 -3119.033 14.16 106.66
7 208.888 12.32 1.59522 67.7 94.74
8 -1667.698 0.50 91.33
9 141.398 11.24 1.49700 81.5 84.01
10 -525.271 2.00 1.83400 37.2 81.21
11 319.655 2.19 77.44
12 514.660 6.30 1.72047 34.7 76.17
13 -347.632 2.00 1.81600 46.6 74.38
14 104.638 (可変) 68.80
15 193.039 1.50 1.77250 49.6 40.31
16 82.681 3.31 39.31
17 -304.014 1.40 1.59522 67.7 39.24
18 47.235 0.25 38.58
19 46.358 4.27 1.80518 25.4 38.72
20 137.504 3.85 38.43
21 -84.999 1.30 1.59522 67.7 38.39
22 135.703 (可変) 38.89
23 581.424 4.58 1.59522 67.7 44.26
24 -91.455 0.30 44.53
25 99.972 6.59 1.49700 81.5 44.54
26 -97.413 1.40 1.83400 37.2 44.32
27 356.906 (可変) 44.16
28(絞り) ∞ 1.50 44.21
29 52.500 5.80 1.49700 81.5 44.48
30 385.515 0.20 44.07
31 72.495 6.03 1.49700 81.5 43.05
32 -184.133 4.50 42.37
33 -140.537 1.80 1.81600 46.6 38.67
34 140.367 35.70 37.37
35 198.548 1.80 1.77250 49.6 26.28
36 69.116 5.00 1.59551 39.2 25.67
37 -63.399 1.00 25.11
38 -61.715 1.80 1.81600 46.6 24.45
39 -200.130 27.00 24.07
40 -28.913 1.50 1.81600 46.6 24.90
41 96.354 3.71 1.71736 29.5 27.20
42 -82.767 0.20 27.95
43 136.023 4.69 1.49700 81.5 29.22
44 -60.508 65.16 29.84
像面 ∞
各種データ
ズーム比 3.00
焦点距離 200.00 340.00 600.00
Fナンバー 4.60 4.60 5.20
画角 6.18 3.64 2.07
像高 21.65 21.65 21.65
レンズ全長 355.16 355.16 355.16
BF 65.16 65.16 65.16
d14 2.14 40.53 65.62
d22 49.44 33.28 1.25
d27 23.92 1.70 8.63
入射瞳位置 247.56 456.53 662.57
射出瞳位置 -70.77 -70.77 -70.77
前側主点位置 153.30 -53.89 -1385.78
後側主点位置 -134.84 -274.84 -534.84
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 1 252.24 83.52 -66.85 -97.38
2 15 -48.65 15.87 8.22 -3.70
3 23 142.51 12.87 -1.52 -9.58
4 28 156.89 102.23 -75.86 -121.91
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 340.01
2 3 353.89
3 5 -1158.84
4 7 311.55
5 9 224.77
6 10 -236.51
7 12 286.92
8 13 -97.87
9 15 -187.44
10 17 -68.34
11 19 84.29
12 21 -87.30
13 23 132.64
14 25 100.09
15 26 -91.05
16 29 121.23
17 31 105.18
18 33 -85.38
19 35 -137.43
20 36 55.99
21 38 -109.44
22 40 -26.97
23 41 62.11
24 43 84.69
フォーカス移動量
δ1P（第１２レンズ群） -12.633
δ1S（第１３レンズ群） -2.645
図５は本発明の実施例２（数値実施例２）の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状態のレンズ断面図、（Ｂ）は広角端で至近（４．０ｍ）の物体に合焦している状態のレンズ断面図である。
本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｕ４、開口絞りＳＰ、光軸方向に移動しない正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５（結像レンズ群）を有する。
本実施例では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４で変倍光学系を構成している。
数値実施例２において、第１面と第２面は保護ガラスなどを想定したダミー平板であり、焦点調整に際し不動である。実施例２に限らず、実際の製品形態として、保護ガラスやフィルタ類を本発明のズームレンズの物体側や像側に装脱しても良い。もし、保護ガラスなどが製造精度などにより極めて緩やかな曲率を有してしまっても、本発明の各種条件と照合して破綻しない範囲においては本発明の適用形態の変化の想定内とする。
第１レンズ群Ｕ１は第３面から第１６面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整に際して移動する正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、焦点調整に際して移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、焦点調整のためには移動しない負の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成されている。第１１レンズ群Ｕ１１は第３面から第８面に対応し、物体側から像側へ順に、２枚の正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は第９面から第１３面に対応し、正の屈折力のレンズと、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。第１３レンズ群は第１４面から第１６面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。無限遠から至近への焦点調整の際に第１２レンズ群Ｕ１２が光軸上を像側から物体側へ移動するのに伴って、第１１レンズ群Ｕ１１は像側へ移動している。
図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例２の広角端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）４０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例２の望遠端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）４０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
本実施例において、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群は第１２レンズ群であり、その駆動量が２番目に大きいレンズ群は第１３レンズ群である。従って、本実施例において、式（１）（２）中の焦点距離ｆ１Ｐ及び最大移動量δ１Ｐは第１２レンズ群に対応し、焦点距離ｆ１Ｓ、最大移動量δ１Ｓは、第１３レンズ群に対応するものである。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、第１レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調整時における第１２レンズ群、第１１レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠側での焦点調整に伴う像面彎曲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。
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 ∞ 5.00 1.51633 64.1 143.01
2 ∞ 1.99 141.01
3 255.322 17.04 1.43387 95.1 138.81
4 -614.755 0.70 138.21
5 226.984 19.23 1.43387 95.1 133.12
6 -388.226 0.18 131.57
7 -410.631 3.90 1.90270 31.0 131.13
8 2106.848 24.70 128.72
9 329.302 8.08 1.43387 95.1 117.08
10 10274.587 0.20 115.91
11 233.822 11.37 1.43875 94.9 112.04
12 -1009.394 3.30 1.83400 37.2 110.39
13 2967.518 1.82 108.31
14 2187.561 7.45 1.76182 26.5 106.88
15 -334.550 3.00 1.64000 60.1 105.81
16 293.633 (可変) 100.33
17 293.659 1.80 1.81600 46.6 43.71
18 39.911 8.47 39.27
19 -63.678 1.50 1.49700 81.5 39.18
20 333.424 0.10 38.93
21 68.047 7.91 1.72047 34.7 38.90
22 -60.297 1.50 1.49700 81.5 38.40
23 81.183 0.10 35.68
24 50.808 2.68 1.72047 34.7 35.19
25 65.220 5.50 34.22
26 -50.061 1.40 1.49700 81.5 34.10
27 137.710 (可変) 33.67
28 101.899 8.12 1.49700 81.5 46.90
29 -86.087 0.20 47.24
30 -142.804 1.50 1.72047 34.7 47.19
31* 541.644 0.20 47.71
32 78.082 8.00 1.43875 94.9 48.91
33 -146.898 (可変) 48.99
34 81.999 7.70 1.43875 94.9 48.24
35 -141.057 0.20 47.74
36 53.308 1.50 1.72047 34.7 44.05
37 33.102 0.95 41.33
38 36.138 6.64 1.49700 81.5 41.31
39 138.501 (可変) 40.49
40(絞り) ∞ 2.31 21.98
41 -152.495 1.40 1.88300 40.8 20.78
42 28.188 4.02 1.71736 29.5 19.90
43 -67.394 3.70 19.60
44 -288.739 1.40 1.83481 42.7 17.08
45 28.092 0.15 16.31
46 23.229 3.28 1.71736 29.5 16.31
47 36.407 0.84 15.47
48 90.576 1.50 1.88300 40.8 15.39
49 50.475 40.00 15.04
50 128.302 5.84 1.43875 94.9 28.12
51 -32.053 1.20 1.83481 42.7 28.39
52 392.250 0.50 29.97
53 161.204 1.20 1.83481 42.7 30.64
54 31.390 7.41 1.58144 40.8 31.96
55 -101.674 1.37 32.90
56 45.487 8.51 1.51633 64.1 37.59
57 -71.324 41.87 37.76
像面 ∞
非球面データ
第31面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.02282e-006 A 6= 1.56032e-010
A 8=-1.04070e-013 A10= 2.20331e-016 A12=-1.29657e-019
各種データ
ズーム比 20.00
焦点距離 50.00 200.00 1000.00
Fナンバー 4.70 4.70 7.20
画角 17.28 4.45 0.89
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 469.00 469.00 469.00
BF 41.87 41.87 41.87
d16 3.00 78.14 129.00
d27 140.22 56.71 0.78
d33 22.07 13.35 11.46
d39 3.29 20.38 27.35
入射瞳位置 201.44 697.73 3824.96
射出瞳位置 -500.39 -500.39 -500.39
前側主点位置 246.83 823.96 2980.81
後側主点位置 -8.13 -158.14 -958.13
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 1 254.98 107.96 9.22 -70.04
2 17 -30.00 30.95 9.59 -11.18
3 28 80.20 18.02 5.45 -7.09
4 34 93.83 16.99 1.22 -10.44
5 40 213.32 84.63 173.40 426.29
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 417.22
3 5 332.46
4 7 -377.53
5 9 781.96
6 11 432.82
7 12 -897.05
8 14 378.02
9 15 -242.92
10 17 -56.50
11 19 -107.13
12 21 45.24
13 22 -69.17
14 24 294.01
15 26 -73.47
16 28 94.98
17 30 -155.65
18 32 117.18
19 34 119.15
20 36 -124.28
21 38 96.02
22 41 -26.69
23 42 27.98
24 44 -30.44
25 46 80.36
26 48 -130.67
27 50 58.96
28 51 -35.25
29 53 -46.63
30 54 41.87
31 56 54.96
フォーカス移動量
δ1P（第１２レンズ群） -17.768
δ1S（第１１レンズ群） 6.627
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 ∞ 5.00 1.51633 64.1 143.01
2 ∞ 1.99 141.01
3 255.322 17.04 1.43387 95.1 138.81
4 -614.755 0.70 138.21
5 226.984 19.23 1.43387 95.1 133.12
6 -388.226 0.18 131.57
7 -410.631 3.90 1.90270 31.0 131.13
8 2106.848 24.70 128.72
9 329.302 8.08 1.43387 95.1 117.08
10 10274.587 0.20 115.91
11 233.822 11.37 1.43875 94.9 112.04
12 -1009.394 3.30 1.83400 37.2 110.39
13 2967.518 1.82 108.31
14 2187.561 7.45 1.76182 26.5 106.88
15 -334.550 3.00 1.64000 60.1 105.81
16 293.633 (可変) 100.33
17 293.659 1.80 1.81600 46.6 43.71
18 39.911 8.47 39.27
19 -63.678 1.50 1.49700 81.5 39.18
20 333.424 0.10 38.93
21 68.047 7.91 1.72047 34.7 38.90
22 -60.297 1.50 1.49700 81.5 38.40
23 81.183 0.10 35.68
24 50.808 2.68 1.72047 34.7 35.19
25 65.220 5.50 34.22
26 -50.061 1.40 1.49700 81.5 34.10
27 137.710 (可変) 33.67
28 101.899 8.12 1.49700 81.5 46.90
29 -86.087 0.20 47.24
30 -142.804 1.50 1.72047 34.7 47.19
31* 541.644 0.20 47.71
32 78.082 8.00 1.43875 94.9 48.91
33 -146.898 (可変) 48.99
34 81.999 7.70 1.43875 94.9 48.24
35 -141.057 0.20 47.74
36 53.308 1.50 1.72047 34.7 44.05
37 33.102 0.95 41.33
38 36.138 6.64 1.49700 81.5 41.31
39 138.501 (可変) 40.49
40(絞り) ∞ 2.31 21.98
41 -152.495 1.40 1.88300 40.8 20.78
42 28.188 4.02 1.71736 29.5 19.90
43 -67.394 3.70 19.60
44 -288.739 1.40 1.83481 42.7 17.08
45 28.092 0.15 16.31
46 23.229 3.28 1.71736 29.5 16.31
47 36.407 0.84 15.47
48 90.576 1.50 1.88300 40.8 15.39
49 50.475 40.00 15.04
50 128.302 5.84 1.43875 94.9 28.12
51 -32.053 1.20 1.83481 42.7 28.39
52 392.250 0.50 29.97
53 161.204 1.20 1.83481 42.7 30.64
54 31.390 7.41 1.58144 40.8 31.96
55 -101.674 1.37 32.90
56 45.487 8.51 1.51633 64.1 37.59
57 -71.324 41.87 37.76
像面 ∞
非球面データ
第31面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.02282e-006 A 6= 1.56032e-010
A 8=-1.04070e-013 A10= 2.20331e-016 A12=-1.29657e-019
各種データ
ズーム比 20.00
焦点距離 50.00 200.00 1000.00
Fナンバー 4.70 4.70 7.20
画角 17.28 4.45 0.89
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 469.00 469.00 469.00
BF 41.87 41.87 41.87
d16 3.00 78.14 129.00
d27 140.22 56.71 0.78
d33 22.07 13.35 11.46
d39 3.29 20.38 27.35
入射瞳位置 201.44 697.73 3824.96
射出瞳位置 -500.39 -500.39 -500.39
前側主点位置 246.83 823.96 2980.81
後側主点位置 -8.13 -158.14 -958.13
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 1 254.98 107.96 9.22 -70.04
2 17 -30.00 30.95 9.59 -11.18
3 28 80.20 18.02 5.45 -7.09
4 34 93.83 16.99 1.22 -10.44
5 40 213.32 84.63 173.40 426.29
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 417.22
3 5 332.46
4 7 -377.53
5 9 781.96
6 11 432.82
7 12 -897.05
8 14 378.02
9 15 -242.92
10 17 -56.50
11 19 -107.13
12 21 45.24
13 22 -69.17
14 24 294.01
15 26 -73.47
16 28 94.98
17 30 -155.65
18 32 117.18
19 34 119.15
20 36 -124.28
21 38 96.02
22 41 -26.69
23 42 27.98
24 44 -30.44
25 46 80.36
26 48 -130.67
27 50 58.96
28 51 -35.25
29 53 -46.63
30 54 41.87
31 56 54.96
フォーカス移動量
δ1P（第１２レンズ群） -17.768
δ1S（第１１レンズ群） 6.627
図８は本発明の実施例３（数値実施例３）の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状態のレンズ断面図、（Ｂ）は広角端で至近（４．０ｍ）の物体に合焦している状態のレンズ断面図である。
本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｕ４、開口絞りＳＰ、光軸方向に移動しない負の屈折力の第５レンズ群Ｕ５（結像レンズ群）を有する。
本実施例では、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群で変倍光学系を構成している。
第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１４面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整のためには移動しない正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、焦点調整に際して移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、焦点調整に際して移動する負の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成されている。第１１レンズ群Ｕ１１は第１面から第６面に対応し、物体側から像側へ順に、２枚の正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は第７面から第１１面に対応し、正の屈折力のレンズと、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。第１３レンズ群は第１２面から第１４面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。無限遠から至近への焦点調整の際に第１３レンズ群Ｕ１３が光軸上を物体側から像側へ移動するのに伴って、第１２レンズ群Ｕ１２は像側へ移動している。
図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例３の広角端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）１０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例３の望遠端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）１０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
本実施例において、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群は第１３レンズ群であり、その駆動量が２番目に大きいレンズ群は第１２レンズ群である。従って、本実施例において、式（１）（２）中の焦点距離ｆ１Ｐ及び最大移動量δ１Ｐは第１３レンズ群に対応し、焦点距離ｆ１Ｓ、最大移動量δ１Ｓは、第１２レンズ群に対応するものである。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、第１レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調整時における第１３レンズ群、第１２レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠側での焦点調整に伴う像面彎曲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。
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 823.736 6.92 1.49700 81.5 120.12
2 -1045.672 0.20 118.53
3 1827.719 9.90 1.49700 81.5 116.02
4 -284.302 1.00 114.13
5 -252.158 2.50 2.00069 25.5 113.75
6 -394.652 0.97 112.80
7 193.353 9.40 1.43387 95.1 106.20
8 2642.673 0.20 105.31
9 121.367 15.38 1.43875 94.9 100.02
10 -632.145 2.40 1.90270 31.0 98.35
11 -2288.352 1.00 96.85
12 346.384 6.50 1.95906 17.5 93.21
13 -1139.273 2.30 2.00069 25.5 91.95
14 204.836 (可変) 87.88
15* -1913.605 1.20 1.81600 46.6 40.72
16 38.869 8.28 36.52
17 -49.021 1.20 1.49700 81.5 36.42
18 223.364 0.10 36.38
19 92.824 6.78 1.72047 34.7 36.46
20 -49.645 1.20 1.49700 81.5 36.27
21 96.563 0.10 34.57
22 52.642 2.45 1.72047 34.7 34.76
23 76.977 3.68 34.59
24 -96.668 1.20 1.49700 81.5 34.61
25 201.488 (可変) 35.34
26 367.370 6.10 1.51633 64.1 40.29
27 -53.037 0.20 40.63
28 -52.576 1.00 1.72047 34.7 40.62
29* -837.552 0.20 42.12
30 93.525 7.40 1.49700 81.5 43.69
31 -83.168 (可変) 44.02
32 180.987 5.45 1.43875 94.9 44.06
33 -115.373 0.20 43.92
34 52.340 1.00 1.72047 34.7 42.03
35 28.905 0.64 39.69
36 29.220 10.13 1.51633 64.1 39.98
37 -285.997 (可変) 39.43
38(絞り) ∞ 5.73 29.81
39 -74.506 1.00 1.88300 40.8 26.91
40 44.552 5.47 1.72825 28.5 26.31
41 -60.052 1.45 26.10
42 1230.070 1.00 1.83481 42.7 24.53
43 48.784 0.50 23.82
44 25.567 4.43 1.71736 29.5 23.59
45 83.265 0.30 22.45
46 79.674 1.00 1.88300 40.8 22.24
47 29.066 35.00 21.19
48 -142.723 7.27 1.43875 94.9 27.88
49 -21.280 1.00 1.88300 40.8 28.44
50 -31.158 9.42 29.91
51 -38.902 1.00 1.88300 40.8 31.08
52 91.110 8.00 1.51742 52.4 33.77
53 -48.767 2.25 35.87
54 54.003 6.83 1.58913 61.1 42.40
55 -456.086 43.00 42.49
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 7.19010e+003 A 4=-2.10972e-007 A 6= 6.44507e-010
A 8=-3.67195e-012 A10= 9.99355e-015 A12=-8.37844e-018
第29面
K = 6.19752e+002 A 4= 9.60513e-007 A 6= 2.10993e-010
A 8= 2.92701e-013 A10=-1.28224e-015 A12= 1.62294e-018
各種データ
ズーム比 10.00
焦点距離 60.00 120.00 600.00
Fナンバー 4.50 4.50 5.58
画角 19.83 10.22 2.07
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 384.90 384.90 384.90
BF 43.00 43.00 43.00
d14 17.21 49.72 104.93
d25 96.24 57.38 1.96
d31 18.13 17.09 11.59
d37 1.50 8.90 14.61
入射瞳位置 145.02 282.86 1348.51
射出瞳位置 -133.48 -133.48 -133.48
前側主点位置 184.62 321.25 -91.41
後側主点位置 -17.00 -77.02 -557.00
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 1 191.58 58.68 3.18 -33.53
2 15 -30.41 26.20 4.95 -13.71
3 26 105.85 14.89 7.54 -2.52
4 32 69.44 17.41 4.79 -7.24
5 38 -121.63 91.63 -30.22 -173.68
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 925.53
2 3 494.36
3 5 -697.64
4 7 479.07
5 9 232.93
6 10 -960.91
7 12 273.90
8 13 -171.76
9 15 -46.44
10 17 -80.53
11 19 45.50
12 20 -65.60
13 22 220.21
14 24 -130.88
15 26 89.87
16 28 -77.38
17 30 89.56
18 32 161.09
19 34 -90.62
20 36 51.72
21 39 -31.27
22 40 35.62
23 42 -60.54
24 44 49.43
25 46 -52.01
26 48 55.84
27 49 -79.35
28 51 -30.58
29 52 62.33
30 54 82.05
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） 14.591
δ1S（第１２レンズ群） 1.292
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 823.736 6.92 1.49700 81.5 120.12
2 -1045.672 0.20 118.53
3 1827.719 9.90 1.49700 81.5 116.02
4 -284.302 1.00 114.13
5 -252.158 2.50 2.00069 25.5 113.75
6 -394.652 0.97 112.80
7 193.353 9.40 1.43387 95.1 106.20
8 2642.673 0.20 105.31
9 121.367 15.38 1.43875 94.9 100.02
10 -632.145 2.40 1.90270 31.0 98.35
11 -2288.352 1.00 96.85
12 346.384 6.50 1.95906 17.5 93.21
13 -1139.273 2.30 2.00069 25.5 91.95
14 204.836 (可変) 87.88
15* -1913.605 1.20 1.81600 46.6 40.72
16 38.869 8.28 36.52
17 -49.021 1.20 1.49700 81.5 36.42
18 223.364 0.10 36.38
19 92.824 6.78 1.72047 34.7 36.46
20 -49.645 1.20 1.49700 81.5 36.27
21 96.563 0.10 34.57
22 52.642 2.45 1.72047 34.7 34.76
23 76.977 3.68 34.59
24 -96.668 1.20 1.49700 81.5 34.61
25 201.488 (可変) 35.34
26 367.370 6.10 1.51633 64.1 40.29
27 -53.037 0.20 40.63
28 -52.576 1.00 1.72047 34.7 40.62
29* -837.552 0.20 42.12
30 93.525 7.40 1.49700 81.5 43.69
31 -83.168 (可変) 44.02
32 180.987 5.45 1.43875 94.9 44.06
33 -115.373 0.20 43.92
34 52.340 1.00 1.72047 34.7 42.03
35 28.905 0.64 39.69
36 29.220 10.13 1.51633 64.1 39.98
37 -285.997 (可変) 39.43
38(絞り) ∞ 5.73 29.81
39 -74.506 1.00 1.88300 40.8 26.91
40 44.552 5.47 1.72825 28.5 26.31
41 -60.052 1.45 26.10
42 1230.070 1.00 1.83481 42.7 24.53
43 48.784 0.50 23.82
44 25.567 4.43 1.71736 29.5 23.59
45 83.265 0.30 22.45
46 79.674 1.00 1.88300 40.8 22.24
47 29.066 35.00 21.19
48 -142.723 7.27 1.43875 94.9 27.88
49 -21.280 1.00 1.88300 40.8 28.44
50 -31.158 9.42 29.91
51 -38.902 1.00 1.88300 40.8 31.08
52 91.110 8.00 1.51742 52.4 33.77
53 -48.767 2.25 35.87
54 54.003 6.83 1.58913 61.1 42.40
55 -456.086 43.00 42.49
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 7.19010e+003 A 4=-2.10972e-007 A 6= 6.44507e-010
A 8=-3.67195e-012 A10= 9.99355e-015 A12=-8.37844e-018
第29面
K = 6.19752e+002 A 4= 9.60513e-007 A 6= 2.10993e-010
A 8= 2.92701e-013 A10=-1.28224e-015 A12= 1.62294e-018
各種データ
ズーム比 10.00
焦点距離 60.00 120.00 600.00
Fナンバー 4.50 4.50 5.58
画角 19.83 10.22 2.07
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 384.90 384.90 384.90
BF 43.00 43.00 43.00
d14 17.21 49.72 104.93
d25 96.24 57.38 1.96
d31 18.13 17.09 11.59
d37 1.50 8.90 14.61
入射瞳位置 145.02 282.86 1348.51
射出瞳位置 -133.48 -133.48 -133.48
前側主点位置 184.62 321.25 -91.41
後側主点位置 -17.00 -77.02 -557.00
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 1 191.58 58.68 3.18 -33.53
2 15 -30.41 26.20 4.95 -13.71
3 26 105.85 14.89 7.54 -2.52
4 32 69.44 17.41 4.79 -7.24
5 38 -121.63 91.63 -30.22 -173.68
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 925.53
2 3 494.36
3 5 -697.64
4 7 479.07
5 9 232.93
6 10 -960.91
7 12 273.90
8 13 -171.76
9 15 -46.44
10 17 -80.53
11 19 45.50
12 20 -65.60
13 22 220.21
14 24 -130.88
15 26 89.87
16 28 -77.38
17 30 89.56
18 32 161.09
19 34 -90.62
20 36 51.72
21 39 -31.27
22 40 35.62
23 42 -60.54
24 44 49.43
25 46 -52.01
26 48 55.84
27 49 -79.35
28 51 -30.58
29 52 62.33
30 54 82.05
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） 14.591
δ1S（第１２レンズ群） 1.292
図１１は本発明の実施例４（数値実施例４）の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状態のレンズ断面図、（Ｂ）は広角端で至近（４．０ｍ）の物体に合焦している状態のレンズ断面図である。
本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｕ４、開口絞りＳＰ、光軸方向に移動しない負の屈折力の第５レンズ群Ｕ５（結像レンズ群）を有する。
本実施例では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４で変倍光学系を構成している。
第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１５面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整に際して移動する正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、焦点調整のためには移動しない負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、焦点調整に際して移動する負の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成されている。第１１レンズ群Ｕ１１は第１面から第１０面に対応し、物体側から像側へ順に、２枚の正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズと２枚の正の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は第１１面から第１２面に対応し、負の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は実施例１〜３と異なり負の屈折力のレンズ群であるが、第１レンズ群Ｕ１のレンズの設計における分割方法次第で第１２レンズ群Ｕ１２が負にもなり得ることを示す例である。第１３レンズ群は第１３面から第１５面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。無限遠から至近への焦点調整の際に第１３レンズ群Ｕ１３が光軸上を物体側から像側へ移動するのに伴って、第１１レンズ群Ｕ１１は像側へ移動している。
図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例４の広角端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）１０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例４の望遠端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）１０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
本実施例において、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群は第１３レンズ群であり、その駆動量が２番目に大きいレンズ群は第１１レンズ群である。従って、本実施例において、式（１）（２）中の焦点距離ｆ１Ｐ及び最大移動量δ１Ｐは第１３レンズ群に対応し、焦点距離ｆ１Ｓ、最大移動量δ１Ｓは、第１１レンズ群に対応するものである。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、第１レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調整時における第１１レンズ群、第１３レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠側での焦点調整に伴う像面彎曲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。
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 636.317 6.95 1.49700 81.5 125.43
2 -2301.998 0.20 123.80
3 2001.722 10.66 1.49700 81.5 122.06
4 -280.244 0.87 120.18
5 -254.751 2.50 2.00069 25.5 119.86
6 -390.965 0.50 118.45
7 201.043 9.93 1.43387 95.1 109.14
8 12850.374 0.20 107.51
9 126.151 15.10 1.43875 94.9 101.09
10 -626.792 1.00 99.51
11 -626.596 2.40 1.90270 31.0 98.40
12 -2246.835 1.00 96.82
13 415.373 6.35 1.95906 17.5 93.58
14 -836.180 2.30 2.00069 25.5 92.38
15 230.808 (可変) 88.59
16* -1001.474 1.20 1.81600 46.6 41.45
17 41.595 8.22 37.26
18 -49.843 1.20 1.49700 81.5 37.15
19 235.502 0.10 36.95
20 90.799 7.01 1.72047 34.7 36.97
21 -49.201 1.20 1.49700 81.5 36.73
22 95.318 0.10 34.71
23 54.760 2.36 1.72047 34.7 34.47
24 78.588 3.75 34.28
25 -87.128 1.20 1.49700 81.5 34.29
26 168.887 (可変) 35.06
27 350.460 6.04 1.51633 64.1 39.86
28 -52.836 0.29 40.21
29 -51.174 1.00 1.72047 34.7 40.20
30* -1095.119 0.20 41.77
31 107.409 7.22 1.49700 81.5 43.16
32 -76.440 (可変) 43.57
33 158.636 5.06 1.43875 94.9 43.98
34 -123.894 0.20 43.89
35 51.965 1.00 1.72047 34.7 42.26
36 29.418 0.55 40.04
37 29.668 10.23 1.51633 64.1 40.31
38 -245.892 (可変) 39.79
39(絞り) ∞ 6.38 30.01
40 -81.805 1.00 1.88300 40.8 26.65
41 40.636 5.51 1.72825 28.5 25.97
42 -62.535 1.45 25.74
43 -9679.995 1.00 1.83481 42.7 24.25
44 48.709 0.50 23.55
45 25.578 4.15 1.71736 29.5 23.35
46 93.888 0.38 22.39
47 105.017 1.00 1.88300 40.8 22.20
48 30.551 35.00 21.17
49 233.816 8.00 1.43875 94.9 28.80
50 -22.788 1.00 1.88300 40.8 29.13
51 -32.823 9.47 30.35
52 -37.717 1.00 1.88300 40.8 30.36
53 135.508 8.00 1.51742 52.4 32.45
54 -78.098 3.88 35.34
55 55.134 6.54 1.58913 61.1 41.72
56 -498.406 40.53 41.83
像面 ∞
非球面データ
第16面
K = 1.66262e+003 A 4=-2.78138e-008 A 6= 3.08177e-010
A 8=-1.09032e-012 A10= 2.78474e-015 A12=-1.62098e-018
第30面
K = 1.11074e+003 A 4= 8.99890e-007 A 6= 1.85889e-010
A 8=-7.88530e-014 A10=-4.80667e-016 A12= 1.01289e-018
各種データ
ズーム比 10.00
焦点距離 60.00 240.03 600.00
Fナンバー 4.50 4.50 5.53
画角 19.83 5.15 2.07
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 385.96 385.96 385.96
BF 40.53 40.53 40.53
d15 17.94 78.99 105.80
d26 94.55 32.80 2.11
d32 19.11 6.72 10.45
d38 1.50 14.59 14.74
入射瞳位置 149.73 554.54 1353.33
射出瞳位置 -120.86 -120.86 -120.86
前側主点位置 187.42 437.59 -277.28
後側主点位置 -19.47 -199.50 -559.47
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 1 193.73 59.96 3.44 -34.33
2 16 -30.14 26.33 5.53 -13.03
3 27 113.03 14.75 7.86 -2.13
4 33 66.74 17.03 4.50 -7.25
5 39 -104.56 94.25 -18.20 -142.90
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 1000.91
2 3 493.95
3 5 -730.72
4 7 469.44
5 9 240.22
6 11 -955.97
7 13 286.26
8 14 -178.90
9 16 -48.67
10 18 -82.41
11 20 44.94
12 21 -64.92
13 23 239.03
14 25 -115.13
15 27 89.05
16 29 -74.04
17 31 90.78
18 33 159.02
19 35 -95.24
20 37 51.74
21 40 -30.45
22 41 34.32
23 43 -57.73
24 45 47.41
25 47 -48.82
26 49 47.66
27 50 -88.06
28 52 -33.13
29 53 96.56
30 55 84.31
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） 17.652
δ1S（第１１レンズ群） 0.721
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 636.317 6.95 1.49700 81.5 125.43
2 -2301.998 0.20 123.80
3 2001.722 10.66 1.49700 81.5 122.06
4 -280.244 0.87 120.18
5 -254.751 2.50 2.00069 25.5 119.86
6 -390.965 0.50 118.45
7 201.043 9.93 1.43387 95.1 109.14
8 12850.374 0.20 107.51
9 126.151 15.10 1.43875 94.9 101.09
10 -626.792 1.00 99.51
11 -626.596 2.40 1.90270 31.0 98.40
12 -2246.835 1.00 96.82
13 415.373 6.35 1.95906 17.5 93.58
14 -836.180 2.30 2.00069 25.5 92.38
15 230.808 (可変) 88.59
16* -1001.474 1.20 1.81600 46.6 41.45
17 41.595 8.22 37.26
18 -49.843 1.20 1.49700 81.5 37.15
19 235.502 0.10 36.95
20 90.799 7.01 1.72047 34.7 36.97
21 -49.201 1.20 1.49700 81.5 36.73
22 95.318 0.10 34.71
23 54.760 2.36 1.72047 34.7 34.47
24 78.588 3.75 34.28
25 -87.128 1.20 1.49700 81.5 34.29
26 168.887 (可変) 35.06
27 350.460 6.04 1.51633 64.1 39.86
28 -52.836 0.29 40.21
29 -51.174 1.00 1.72047 34.7 40.20
30* -1095.119 0.20 41.77
31 107.409 7.22 1.49700 81.5 43.16
32 -76.440 (可変) 43.57
33 158.636 5.06 1.43875 94.9 43.98
34 -123.894 0.20 43.89
35 51.965 1.00 1.72047 34.7 42.26
36 29.418 0.55 40.04
37 29.668 10.23 1.51633 64.1 40.31
38 -245.892 (可変) 39.79
39(絞り) ∞ 6.38 30.01
40 -81.805 1.00 1.88300 40.8 26.65
41 40.636 5.51 1.72825 28.5 25.97
42 -62.535 1.45 25.74
43 -9679.995 1.00 1.83481 42.7 24.25
44 48.709 0.50 23.55
45 25.578 4.15 1.71736 29.5 23.35
46 93.888 0.38 22.39
47 105.017 1.00 1.88300 40.8 22.20
48 30.551 35.00 21.17
49 233.816 8.00 1.43875 94.9 28.80
50 -22.788 1.00 1.88300 40.8 29.13
51 -32.823 9.47 30.35
52 -37.717 1.00 1.88300 40.8 30.36
53 135.508 8.00 1.51742 52.4 32.45
54 -78.098 3.88 35.34
55 55.134 6.54 1.58913 61.1 41.72
56 -498.406 40.53 41.83
像面 ∞
非球面データ
第16面
K = 1.66262e+003 A 4=-2.78138e-008 A 6= 3.08177e-010
A 8=-1.09032e-012 A10= 2.78474e-015 A12=-1.62098e-018
第30面
K = 1.11074e+003 A 4= 8.99890e-007 A 6= 1.85889e-010
A 8=-7.88530e-014 A10=-4.80667e-016 A12= 1.01289e-018
各種データ
ズーム比 10.00
焦点距離 60.00 240.03 600.00
Fナンバー 4.50 4.50 5.53
画角 19.83 5.15 2.07
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 385.96 385.96 385.96
BF 40.53 40.53 40.53
d15 17.94 78.99 105.80
d26 94.55 32.80 2.11
d32 19.11 6.72 10.45
d38 1.50 14.59 14.74
入射瞳位置 149.73 554.54 1353.33
射出瞳位置 -120.86 -120.86 -120.86
前側主点位置 187.42 437.59 -277.28
後側主点位置 -19.47 -199.50 -559.47
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 1 193.73 59.96 3.44 -34.33
2 16 -30.14 26.33 5.53 -13.03
3 27 113.03 14.75 7.86 -2.13
4 33 66.74 17.03 4.50 -7.25
5 39 -104.56 94.25 -18.20 -142.90
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 1000.91
2 3 493.95
3 5 -730.72
4 7 469.44
5 9 240.22
6 11 -955.97
7 13 286.26
8 14 -178.90
9 16 -48.67
10 18 -82.41
11 20 44.94
12 21 -64.92
13 23 239.03
14 25 -115.13
15 27 89.05
16 29 -74.04
17 31 90.78
18 33 159.02
19 35 -95.24
20 37 51.74
21 40 -30.45
22 41 34.32
23 43 -57.73
24 45 47.41
25 47 -48.82
26 49 47.66
27 50 -88.06
28 52 -33.13
29 53 96.56
30 55 84.31
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） 17.652
δ1S（第１１レンズ群） 0.721
図１４は本発明の実施例５（数値実施例５）の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状態のレンズ断面図、（Ｂ）は広角端で至近（３．５ｍ）の物体に合焦している状態のレンズ断面図である。
本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｕ４、開口絞りＳＰ、光軸方向に移動しない正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５（結像レンズ群）を有する。
本実施例では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４で変倍光学系を構成している。
第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１７面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整の際に移動しない正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、焦点調整の為に移動する負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、焦点調整の為に移動する正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３、焦点調整の為に移動しない負の屈折力の第１４レンズ群Ｕ１４から構成されている。第１１レンズ群Ｕ１１は第１面から第６面に対応し、物体側から像側へ順に、負の屈折力のレンズと２枚の正の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は第７面から第９面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。第１３レンズ群は第１０面から第１４面に対応し、正の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。第１４レンズ群Ｕ１４は第１５面から第１７面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。無限遠から至近への焦点調整の際に第１３レンズ群Ｕ１３が光軸上を像側から物体側へ移動するのに伴って、第１２レンズ群Ｕ１２は像側へ移動している。
図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例５の広角端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）２０．０ｍ、（Ｃ）至近（３．５ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例５の望遠端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）２０．０ｍ、（Ｃ）至近（３．５ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
本実施例において、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群は第１３レンズ群であり、その駆動量が２番目に大きいレンズ群は第１２レンズ群である。従って、本実施例において、式（１）（２）中の焦点距離ｆ１Ｐ及び最大移動量δ１Ｐは第１３レンズ群に対応し、焦点距離ｆ１Ｓ、最大移動量δ１Ｓは、第１２レンズ群に対応するものである。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、第１レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調整時における第１２レンズ群、第１３レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠側での焦点調整に伴う像面彎曲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。
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 400.000 4.00 1.65412 39.7 146.12
2 317.526 1.62 143.27
3 250.244 16.62 1.43387 95.1 141.28
4 -726.590 0.70 140.22
5 207.160 19.05 1.43387 95.1 132.96
6 -470.495 2.77 131.60
7 -562.701 4.39 1.49700 81.5 128.91
8 -410.631 3.50 1.90270 31.0 127.73
9 4293.202 19.54 125.71
10* 349.974 8.03 1.43387 95.1 115.93
11 2242.853 0.20 114.40
12 237.387 11.26 1.43875 94.9 111.13
13 -1098.499 3.30 1.83400 37.2 109.41
14 3717.876 3.28 107.50
15 4017.277 8.26 1.76182 26.5 105.24
16 -315.972 3.00 1.64000 60.1 103.82
17 325.553 (可変) 98.81
18 314.611 1.80 1.81600 46.6 45.79
19 39.340 10.30 40.84
20 -74.802 1.50 1.49700 81.5 40.11
21 189.003 0.10 39.77
22 66.960 10.41 1.72047 34.7 39.79
23 -67.911 1.50 1.49700 81.5 38.62
24 82.421 0.10 36.14
25 48.849 2.81 1.72047 34.7 35.61
26 64.729 5.56 34.64
27 -51.939 1.40 1.49700 81.5 34.51
28 153.221 (可変) 34.04
29 110.629 7.40 1.49700 81.5 46.66
30 -82.902 0.20 46.91
31 -114.479 1.50 1.72047 34.7 46.87
32* 3512.529 0.20 47.52
33 66.368 8.35 1.43875 94.9 49.15
34 -185.420 (可変) 49.15
35 68.183 7.61 1.43875 94.9 48.04
36 -232.961 0.20 47.41
37 52.010 1.50 1.72047 34.7 43.90
38 31.569 1.62 40.93
39 37.302 7.87 1.49700 81.5 40.92
40 282.651 (可変) 39.75
41(絞り) ∞ 2.44 21.77
42 -99.833 1.40 1.88300 40.8 20.53
43 23.139 5.14 1.71736 29.5 19.59
44 -48.420 3.67 19.26
45 -117.000 1.40 1.83481 42.7 16.59
46 29.663 0.15 15.88
47 21.984 3.24 1.71736 29.5 15.87
48 31.275 2.44 15.01
49 83.372 1.50 1.88300 40.8 14.63
50 46.310 40.00 14.71
51 55.114 7.70 1.43875 94.9 31.19
52 -35.082 1.20 1.83481 42.7 31.33
53 33232.005 0.68 32.68
54 159.726 1.20 1.83481 42.7 33.49
55 30.902 7.52 1.58144 40.8 34.46
56 -273.987 0.57 35.23
57 41.806 8.73 1.51633 64.1 39.22
58 -99.951 41.89 39.25
像面 ∞
非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.27556e-009 A 6= 3.44723e-013
A 8=-3.39221e-016 A10= 9.08206e-020 A12=-8.98950e-024
第32面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.54471e-007 A 6= 2.42301e-011
A 8= 4.58696e-013 A10=-6.54609e-016 A12= 3.94910e-019
各種データ
ズーム比 20.00
焦点距離 50.00 200.00 1000.00
Fナンバー 4.70 4.70 7.24
画角 17.28 4.45 0.89
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 477.60 477.60 477.60
BF 41.89 41.89 41.89
d17 2.52 77.97 128.94
d28 142.08 57.66 0.88
d34 16.70 11.04 11.66
d40 3.97 18.59 23.80
入射瞳位置 205.95 714.53 3863.91
射出瞳位置 -633.50 -633.50 -633.50
前側主点位置 252.25 855.31 3383.28
後側主点位置 -8.11 -158.11 -958.11
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 1 258.09 109.52 6.20 -72.91
2 18 -30.21 35.49 10.12 -13.13
3 29 79.38 17.66 5.16 -7.09
4 35 90.22 18.80 2.35 -10.92
5 41 179.21 88.97 152.55 391.96
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -2386.29
2 3 430.16
3 5 333.52
4 7 3019.35
5 8 -411.89
6 10 952.15
7 12 444.94
8 13 -1009.97
9 15 381.44
10 16 -249.09
11 18 -54.98
12 20 -107.31
13 22 48.04
14 23 -74.45
15 25 255.48
16 27 -77.64
17 29 96.30
18 31 -152.81
19 33 112.25
20 35 120.85
21 37 -114.26
22 39 85.30
23 42 -21.04
24 43 22.33
25 45 -28.07
26 47 89.26
27 49 -119.57
28 51 50.04
29 52 -41.75
30 54 -45.84
31 55 47.92
32 57 58.10
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） -17.226
δ1S（第１２レンズ群） 2.274
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 400.000 4.00 1.65412 39.7 146.12
2 317.526 1.62 143.27
3 250.244 16.62 1.43387 95.1 141.28
4 -726.590 0.70 140.22
5 207.160 19.05 1.43387 95.1 132.96
6 -470.495 2.77 131.60
7 -562.701 4.39 1.49700 81.5 128.91
8 -410.631 3.50 1.90270 31.0 127.73
9 4293.202 19.54 125.71
10* 349.974 8.03 1.43387 95.1 115.93
11 2242.853 0.20 114.40
12 237.387 11.26 1.43875 94.9 111.13
13 -1098.499 3.30 1.83400 37.2 109.41
14 3717.876 3.28 107.50
15 4017.277 8.26 1.76182 26.5 105.24
16 -315.972 3.00 1.64000 60.1 103.82
17 325.553 (可変) 98.81
18 314.611 1.80 1.81600 46.6 45.79
19 39.340 10.30 40.84
20 -74.802 1.50 1.49700 81.5 40.11
21 189.003 0.10 39.77
22 66.960 10.41 1.72047 34.7 39.79
23 -67.911 1.50 1.49700 81.5 38.62
24 82.421 0.10 36.14
25 48.849 2.81 1.72047 34.7 35.61
26 64.729 5.56 34.64
27 -51.939 1.40 1.49700 81.5 34.51
28 153.221 (可変) 34.04
29 110.629 7.40 1.49700 81.5 46.66
30 -82.902 0.20 46.91
31 -114.479 1.50 1.72047 34.7 46.87
32* 3512.529 0.20 47.52
33 66.368 8.35 1.43875 94.9 49.15
34 -185.420 (可変) 49.15
35 68.183 7.61 1.43875 94.9 48.04
36 -232.961 0.20 47.41
37 52.010 1.50 1.72047 34.7 43.90
38 31.569 1.62 40.93
39 37.302 7.87 1.49700 81.5 40.92
40 282.651 (可変) 39.75
41(絞り) ∞ 2.44 21.77
42 -99.833 1.40 1.88300 40.8 20.53
43 23.139 5.14 1.71736 29.5 19.59
44 -48.420 3.67 19.26
45 -117.000 1.40 1.83481 42.7 16.59
46 29.663 0.15 15.88
47 21.984 3.24 1.71736 29.5 15.87
48 31.275 2.44 15.01
49 83.372 1.50 1.88300 40.8 14.63
50 46.310 40.00 14.71
51 55.114 7.70 1.43875 94.9 31.19
52 -35.082 1.20 1.83481 42.7 31.33
53 33232.005 0.68 32.68
54 159.726 1.20 1.83481 42.7 33.49
55 30.902 7.52 1.58144 40.8 34.46
56 -273.987 0.57 35.23
57 41.806 8.73 1.51633 64.1 39.22
58 -99.951 41.89 39.25
像面 ∞
非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.27556e-009 A 6= 3.44723e-013
A 8=-3.39221e-016 A10= 9.08206e-020 A12=-8.98950e-024
第32面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.54471e-007 A 6= 2.42301e-011
A 8= 4.58696e-013 A10=-6.54609e-016 A12= 3.94910e-019
各種データ
ズーム比 20.00
焦点距離 50.00 200.00 1000.00
Fナンバー 4.70 4.70 7.24
画角 17.28 4.45 0.89
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 477.60 477.60 477.60
BF 41.89 41.89 41.89
d17 2.52 77.97 128.94
d28 142.08 57.66 0.88
d34 16.70 11.04 11.66
d40 3.97 18.59 23.80
入射瞳位置 205.95 714.53 3863.91
射出瞳位置 -633.50 -633.50 -633.50
前側主点位置 252.25 855.31 3383.28
後側主点位置 -8.11 -158.11 -958.11
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 1 258.09 109.52 6.20 -72.91
2 18 -30.21 35.49 10.12 -13.13
3 29 79.38 17.66 5.16 -7.09
4 35 90.22 18.80 2.35 -10.92
5 41 179.21 88.97 152.55 391.96
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -2386.29
2 3 430.16
3 5 333.52
4 7 3019.35
5 8 -411.89
6 10 952.15
7 12 444.94
8 13 -1009.97
9 15 381.44
10 16 -249.09
11 18 -54.98
12 20 -107.31
13 22 48.04
14 23 -74.45
15 25 255.48
16 27 -77.64
17 29 96.30
18 31 -152.81
19 33 112.25
20 35 120.85
21 37 -114.26
22 39 85.30
23 42 -21.04
24 43 22.33
25 45 -28.07
26 47 89.26
27 49 -119.57
28 51 50.04
29 52 -41.75
30 54 -45.84
31 55 47.92
32 57 58.10
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） -17.226
δ1S（第１２レンズ群） 2.274
図１７は本発明の実施例６（数値実施例６）の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状態のレンズ断面図、（Ｂ）は広角端で至近（４．０ｍ）の物体に合焦している状態のレンズ断面図である。
本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際し不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１、ズーミングに際して光軸上を移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｕ４、開口絞りＳＰ、光軸方向に移動しない正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５（結像レンズ群）を有する。
本実施例では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４で変倍光学系を構成している。
第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１４面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、焦点調整の際に移動しない正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、焦点調整の為に移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、焦点調整の為に移動する正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３、焦点調整の為に移動する負の屈折力の第１４レンズ群Ｕ１４から構成されている。第１１レンズ群Ｕ１１は第１面から第２面に対応し、正の屈折力のレンズで構成されている。第１２レンズ群Ｕ１２は第３面から第６面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズで構成されている。第１３レンズ群は第７面から第１１面に対応し、正の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。第１４レンズ群Ｕ１４は第１２面から第１４面に対応し、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの接合レンズで構成されている。無限遠から至近への焦点調整の際に第１２レンズ群Ｕ１２が光軸上を物体側から像側へ移動し、第１３レンズ群Ｕ１３が像側から物体側へ移動し、第１４レンズ群Ｕ１４は像側から物体側へ移動している。実施例６では焦点調整の際の駆動群を３つに増やすことにより、焦点調整時の収差変動に対する補正能力を向上させている。
図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例６の広角端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）２０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
図１９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は数値実施例６の望遠端における、（Ａ）無限遠、（Ｂ）２０．０ｍ、（Ｃ）至近（４．０ｍ）に合焦時のレンズ断面図である。
本実施例において、第１レンズ群を構成するサブレンズ群であって焦点調整の際に光軸上を移動するサブレンズ群のうち、無限遠合焦時の位置を基準として、焦点調整の際の駆動量が最も大きいレンズ群は第１３レンズ群であり、その駆動量が２番目に大きいレンズ群は第１２レンズ群である。従って、本実施例において、式（１）（２）中の焦点距離ｆ１Ｐ及び最大移動量δ１Ｐは第１３レンズ群に対応し、焦点距離ｆ１Ｓ、最大移動量δ１Ｓは、第１２レンズ群に対応するものである。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（７）の条件式を満足しており、第１レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調整時における各レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠側での焦点調整に伴う像面彎曲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。
（数値実施例６）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 261.766 17.94 1.43387 95.1 138.79
2 -592.570 0.70 138.04
3 227.037 19.49 1.43387 95.1 132.96
4 -387.104 0.39 131.28
5 -410.631 3.90 1.90270 31.0 130.65
6 2304.505 25.09 128.28
7 334.943 8.09 1.43387 95.1 116.40
8 8970.820 0.20 115.16
9 240.229 11.82 1.43875 94.9 111.46
10 -770.013 3.30 1.83400 37.2 109.68
11 2925.332 1.83 107.49
12 1600.154 7.65 1.76182 26.5 105.95
13 -332.389 3.00 1.64000 60.1 104.88
14 292.349 (可変) 99.52
15 292.398 1.80 1.81600 46.6 44.18
16 39.882 8.66 39.61
17 -62.941 1.50 1.49700 81.5 39.52
18 346.762 0.10 39.27
19 68.157 8.02 1.72047 34.7 39.23
20 -60.130 1.50 1.49700 81.5 38.72
21 81.297 0.10 35.93
22 51.341 2.67 1.72047 34.7 35.44
23 65.582 5.52 34.47
24 -50.811 1.40 1.49700 81.5 34.35
25 139.043 (可変) 33.90
26 95.482 7.71 1.49700 81.5 47.29
27 -89.740 0.20 47.53
28 -136.155 1.50 1.72047 34.7 47.48
29* 712.782 0.20 48.02
30 79.572 7.97 1.43875 94.9 49.23
31 -149.314 (可変) 49.31
32 77.975 7.74 1.43875 94.9 48.62
33 -160.095 0.20 48.10
34 52.988 1.50 1.72047 34.7 44.46
35 32.893 1.11 41.67
36 36.505 6.73 1.49700 81.5 41.65
37 146.203 (可変) 40.83
38(絞り) ∞ 2.26 21.88
39 -178.721 1.40 1.88300 40.8 20.69
40 28.391 4.22 1.71736 29.5 19.80
41 -68.748 3.16 19.44
42 -233.100 1.40 1.83481 42.7 17.24
43 25.735 0.15 16.42
44 22.443 3.26 1.71736 29.5 16.44
45 33.598 1.58 15.65
46 74.283 1.50 1.88300 40.8 15.47
47 56.958 40.00 15.17
48 162.447 5.52 1.43875 94.9 28.14
49 -33.582 1.20 1.83481 42.7 28.44
50 1043.055 0.42 29.92
51 115.690 1.20 1.83481 42.7 30.81
52 30.623 6.99 1.58144 40.8 31.79
53 -159.005 0.68 32.61
54 42.303 7.71 1.51633 64.1 36.24
55 -95.970 41.88 36.34
像面 ∞
非球面データ
第29面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.90283e-007 A 6= 1.41270e-010
A 8=-2.93394e-014 A10= 2.73055e-017 A12= 5.80307e-022
各種データ
ズーム比 20.00
焦点距離 50.00 200.00 1000.00
Fナンバー 4.70 4.70 7.20
画角 17.28 4.45 0.89
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 462.14 462.14 462.14
BF 41.88 41.88 41.88
d14 3.00 78.13 129.00
d25 140.20 56.46 0.61
d31 21.64 12.81 8.79
d37 3.23 20.67 29.67
入射瞳位置 200.48 699.43 3817.64
射出瞳位置 -300.86 -300.86 -300.86
前側主点位置 243.19 782.73 1899.98
後側主点位置 -8.12 -158.12 -958.12
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 1 258.19 103.41 3.33 -72.20
2 15 -30.02 31.27 9.61 -11.38
3 26 80.07 17.58 5.12 -7.12
4 32 94.80 17.29 1.27 -10.66
5 38 547.52 82.65 386.49 1013.28
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 420.10
2 3 332.20
3 5 -382.91
4 7 799.69
5 9 417.78
6 10 -725.96
7 12 358.70
8 13 -241.62
9 15 -56.49
10 17 -106.74
11 19 45.23
12 20 -69.10
13 22 302.16
14 24 -74.47
15 26 94.11
16 28 -157.48
17 30 119.28
18 32 120.41
19 34 -123.44
20 36 95.66
21 39 -27.50
22 40 28.30
23 42 -27.54
24 44 83.27
25 46 -286.63
26 48 63.82
27 49 -38.74
28 51 -49.93
29 52 44.51
30 54 57.75
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） -17.947
δ1S（第１２レンズ群） 6.333
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 261.766 17.94 1.43387 95.1 138.79
2 -592.570 0.70 138.04
3 227.037 19.49 1.43387 95.1 132.96
4 -387.104 0.39 131.28
5 -410.631 3.90 1.90270 31.0 130.65
6 2304.505 25.09 128.28
7 334.943 8.09 1.43387 95.1 116.40
8 8970.820 0.20 115.16
9 240.229 11.82 1.43875 94.9 111.46
10 -770.013 3.30 1.83400 37.2 109.68
11 2925.332 1.83 107.49
12 1600.154 7.65 1.76182 26.5 105.95
13 -332.389 3.00 1.64000 60.1 104.88
14 292.349 (可変) 99.52
15 292.398 1.80 1.81600 46.6 44.18
16 39.882 8.66 39.61
17 -62.941 1.50 1.49700 81.5 39.52
18 346.762 0.10 39.27
19 68.157 8.02 1.72047 34.7 39.23
20 -60.130 1.50 1.49700 81.5 38.72
21 81.297 0.10 35.93
22 51.341 2.67 1.72047 34.7 35.44
23 65.582 5.52 34.47
24 -50.811 1.40 1.49700 81.5 34.35
25 139.043 (可変) 33.90
26 95.482 7.71 1.49700 81.5 47.29
27 -89.740 0.20 47.53
28 -136.155 1.50 1.72047 34.7 47.48
29* 712.782 0.20 48.02
30 79.572 7.97 1.43875 94.9 49.23
31 -149.314 (可変) 49.31
32 77.975 7.74 1.43875 94.9 48.62
33 -160.095 0.20 48.10
34 52.988 1.50 1.72047 34.7 44.46
35 32.893 1.11 41.67
36 36.505 6.73 1.49700 81.5 41.65
37 146.203 (可変) 40.83
38(絞り) ∞ 2.26 21.88
39 -178.721 1.40 1.88300 40.8 20.69
40 28.391 4.22 1.71736 29.5 19.80
41 -68.748 3.16 19.44
42 -233.100 1.40 1.83481 42.7 17.24
43 25.735 0.15 16.42
44 22.443 3.26 1.71736 29.5 16.44
45 33.598 1.58 15.65
46 74.283 1.50 1.88300 40.8 15.47
47 56.958 40.00 15.17
48 162.447 5.52 1.43875 94.9 28.14
49 -33.582 1.20 1.83481 42.7 28.44
50 1043.055 0.42 29.92
51 115.690 1.20 1.83481 42.7 30.81
52 30.623 6.99 1.58144 40.8 31.79
53 -159.005 0.68 32.61
54 42.303 7.71 1.51633 64.1 36.24
55 -95.970 41.88 36.34
像面 ∞
非球面データ
第29面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.90283e-007 A 6= 1.41270e-010
A 8=-2.93394e-014 A10= 2.73055e-017 A12= 5.80307e-022
各種データ
ズーム比 20.00
焦点距離 50.00 200.00 1000.00
Fナンバー 4.70 4.70 7.20
画角 17.28 4.45 0.89
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 462.14 462.14 462.14
BF 41.88 41.88 41.88
d14 3.00 78.13 129.00
d25 140.20 56.46 0.61
d31 21.64 12.81 8.79
d37 3.23 20.67 29.67
入射瞳位置 200.48 699.43 3817.64
射出瞳位置 -300.86 -300.86 -300.86
前側主点位置 243.19 782.73 1899.98
後側主点位置 -8.12 -158.12 -958.12
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 1 258.19 103.41 3.33 -72.20
2 15 -30.02 31.27 9.61 -11.38
3 26 80.07 17.58 5.12 -7.12
4 32 94.80 17.29 1.27 -10.66
5 38 547.52 82.65 386.49 1013.28
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 420.10
2 3 332.20
3 5 -382.91
4 7 799.69
5 9 417.78
6 10 -725.96
7 12 358.70
8 13 -241.62
9 15 -56.49
10 17 -106.74
11 19 45.23
12 20 -69.10
13 22 302.16
14 24 -74.47
15 26 94.11
16 28 -157.48
17 30 119.28
18 32 120.41
19 34 -123.44
20 36 95.66
21 39 -27.50
22 40 28.30
23 42 -27.54
24 44 83.27
25 46 -286.63
26 48 63.82
27 49 -38.74
28 51 -49.93
29 52 44.51
30 54 57.75
フォーカス移動量
δ1P（第１３レンズ群） -17.947
δ1S（第１２レンズ群） 6.333
図２１は実施例１乃至６のいずれかのズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置の概略図である。
図２１において１０１は実施例１乃至６のいずれか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は第１群Ｆ、変倍部ＬＺ（変倍光学系）、リレーレンズ群Ｒ（結像レンズ群）を有している。第１群Ｆには合焦用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺにはズーミングに際して光軸上を移動するバリエーター群と、ズーミングに伴う像面変動を補正するために光軸上を移動するコンペンセータ群を含む。リレーレンズ群Ｒ光軸方向に移動することはないが、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）を含むことも可能である。ＳＰは開口絞りである。１０２〜１０４は各々第１群Ｆや変倍群ＬＺ、またはリレーレンズ群Ｒに含まれるレンズ群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。ここで、１０５〜１０８は駆動機構１０２〜１０４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。
１０９〜１１２は、第１群Ｆや変倍群ＬＺ、リレーレンズ群Ｒに含む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。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。
このように、本発明のズームレンズをテレビカメラなど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。ただし、本発明に関するズームレンズおよびカメラの構成は図２１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。
Ｕ１ 第１レンズ群
Ｕ１１ 第１１レンズ群
Ｕ１２ 第１２レンズ群
Ｕ１３ 第１３レンズ群
Ｕ１４ 第１４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 開口絞り
Ｕ１１ 第１１レンズ群
Ｕ１２ 第１２レンズ群
Ｕ１３ 第１３レンズ群
Ｕ１４ 第１４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 開口絞り
Claims (19)
- 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングのために移動する１つ又は２つのレンズ群と、開口絞りと、結像レンズ群と、を含み、互いに隣接する２つのレンズ群の組の何れもその間隔が変倍のために変化するように構成され、
前記第１レンズ群は、最も物体側にある正の屈折力の第１１レンズ群と、最も像側にある負の屈折力の第１ｋレンズ群とを含む、３つ又は４つのサブレンズ群から構成され、前記３つ又は４つのサブレンズ群のうち、少なくとも２つのサブレンズ群が焦点調整のために移動して、互いに隣接する２つのサブレンズ群の組の何れもその間隔が変化する、
ことを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群の駆動量をδ１Ｐとし、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群の駆動量をδ１Ｓとして、
０．０３＜｜δ１Ｓ／δ１Ｐ｜＜１．００
なる条件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。 - 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群の焦点距離をｆ１Ｐとし、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群の焦点距離をｆ１Ｓとして、
０．１５＜｜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｐ｜＜５．５０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズ群、正の屈折力の第１２レンズ群、負の屈折力の第１３レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群は第１２レンズ群であり、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群は第１３レンズ群であることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群は第１２レンズ群であり、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群は第１１レンズ群であることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群は第１３レンズ群であり、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群は第１１レンズ群であることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズ群、負の屈折力の第１２レンズ群、負の屈折力の第１３レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群は第１３レンズ群であり、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群は第１１レンズ群であることを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズ群、負の屈折力の第１２レンズ群、正の屈折力の第１３レンズ群、負の屈折力の第１４レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群は第１３レンズ群であり、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群は第１２レンズ群であることを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力の第１１レンズ群、正の屈折力の第１２レンズ群、正の屈折力の第１３レンズ群、負の屈折力の第１４レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成するサブレンズ群のうち、焦点調整のための駆動量が最大であるサブレンズ群は第１３レンズ群であり、それに次いで駆動量が大きいサブレンズ群は第１２レンズ群であることを特徴とする請求項１２に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の中心から前記第１レンズ群の像側主点位置までの距離をＯｋとし、無限遠から至近までにおいて最大の前記第１レンズ群の厚さをＤ１として、
０．３＜｜Ｏｋ／Ｄ１｜＜１．５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のズームレンズ。 - 無限遠に合焦している状態での前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１として、
０．５＜ｆ１１／ｆ１＜５．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のうち何れか１項に記載のズームレンズ。 - 無限遠に合焦している状態での前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆｔとして、
１．８＜ｆｔ／ｆ１＜５．５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載のズームレンズ。 - 前記３つ又は４つのサブレンズ群のうちの正の屈折力のサブレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズを形成する材料の平均アッベ数をν１ｐとし、負の屈折力のレンズを形成する材料の平均アッベ数をν１ｎとして、
３０＜ν１ｐ−ν１ｎ＜８５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１６のうち何れか１項に記載のズームレンズ。 - 請求項１乃至１７のうち何れか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズの像面に配された撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆｔとし、前記撮像素子の撮像面の対角長をＩＳとして、
８．０＜ｆｔ／ＩＳ＜５０．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
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