JP6598761B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。

近年、固体撮像素子を用いた監視カメラやビデオカメラ等の撮像装置は高機能化され、かつ装置全体が小型化されている。これらの装置に用いられるズームレンズは、小型かつ高ズーム比であり、良好な光学性能を有することが求められている。

こうした要求に応えるべく、物体側より像側へ順に配置された、正、負、正の屈折力を有するレンズ群から構成されるズームレンズが知られている。

特許文献１は、可視域から近赤外域までの広い波長域の光に対しての結像性能を高めるため、第３レンズ群の焦点距離を適切に設定したズームレンズを開示している。

特開２０１３−８８７８２号公報

特許文献１に開示されたズームレンズにおいて、全系の小型化や変倍比の高倍化の観点からは、第１レンズ群の構成が適切であるとは言えない。ズームレンズの更なる小型化及び変倍比の高倍化を実現するためには、第１レンズ群の構成を適切に設定することが重要である。

本発明は、全系が小型でありながら高い変倍比を有し、全ズーム領域において高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広くなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭くなるように隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズから構成され、前記第２レンズ群は、２枚の負レンズを有し、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとしたとき、
７．００＜ｆ１／ｆｗ＜３０．００
なる条件式を満足することを特徴とする。

本発明によれば、全系が小型でありながら高い変倍比を有し、全ズーム領域において高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。

実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例７のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例７のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例８のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例８のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 実施例９のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例９のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。 本発明の撮像装置の要部概略図である。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について、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、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成される。ここでレンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動するレンズ要素であって、１枚以上のレンズを有していればよく、必ずしも複数枚のレンズを有していなくてもよい。

図１は実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比５．３５、Ｆナンバー１．４４〜２．５８程度のズームレンズである。図３は実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比５．３６、Ｆナンバー１．４４〜２．５８程度のズームレンズである。

図５は実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比５．２８、Ｆナンバー１．４４〜２．４１程度のズームレンズである。図７は実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比５．９２、Ｆナンバー１．４４〜２．５４程度のズームレンズである。

図９は実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比５．３５、Ｆナンバー１．４２〜２．５７程度のズームレンズである。図１１は実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例６はズーム比５．０５、Ｆナンバー１．４４〜２．５７程度のズームレンズである。

図１３は実施例７のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例７のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例７はズーム比５．９２、Ｆナンバー１．４４〜２．５４程度のズームレンズである。図１５は実施例８のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例８のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例８はズーム比４．８３、Ｆナンバー１．４４〜２．３９程度のズームレンズである。

図１７は実施例９のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例９のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例９はズーム比５．１２、Ｆナンバー１．４４〜２．５１程度のズームレンズである。図１９は、本発明のズームレンズを備える監視カメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。またレンズ断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。

各実施例において、ＳＰは開口絞りである。各実施例において、開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に配置される。各実施例において、開口絞りＳＰは、ズーミングに際して不動である。これにより、ズームレンズを保持する鏡筒の構造を簡略化することができる。

ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。ビデオカメラや監視カメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図においてＳはサジタル像面、Ｍはメリディオナル像面について示す。歪曲収差はｄ線について示している。色収差図ではｇ線における色収差を示している。ωは撮像半画角である。

各実施例では、レンズ断面図中の矢印で示すように、広角端から望遠端へのズーミングに際してレンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。具体的には、各実施例のズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は不動である。第２レンズ群Ｌ２は、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に移動する。第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動する。

また、実施例１及び２のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２をフォーカス群としている。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、レンズ断面図の矢印２ｃに示すように、第２レンズ群Ｌ２を物体側に繰り出している。レンズ断面図中の実線２ａと点線２ｂは各々、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示している。

実施例３乃至９のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３をフォーカス群としている。望遠端において無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う場合には、レンズ断面図の矢印２ｃ、３ｃに示すように、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３を物体側に繰り出している。レンズ断面図中の実線２ａと実線３ａは、無限遠物体にフォーカスしているときにおける、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示している。また、レンズ断面図中の点線２ｂと点線３ｂは、近距離物体にフォーカスしているときにおける、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示している。

フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させることで、フォーカシング時の各レンズ群の移動量を低減させることができる。結果として、フォーカシングに際しての収差変動を効果的に低減させることができる。

なお、各実施例のズームレンズでは、任意のレンズ群またはレンズを光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることで、像ぶれの補正を行うことができる。

各実施例のズームレンズにおいて、
７．００＜ｆ１／ｆｗ＜３０．００…（１）
なる条件式を満足している。

ここで、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとする。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と、広角端におけるズームレンズの焦点距離ｆｗの比を規定した条件式である。変倍比を高めるためには、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めることが有効であり、各実施例のズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｌ１にある程度の正の屈折力を与えている。

条件式（１）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり過ぎる。結果として望遠端における像面湾曲やコマ収差が多く発生するため、好ましくない。条件式（１）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなり過ぎる。結果として、ズームレンズの変倍比を十分に高めることが困難になるため好ましくない。

また、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズから構成される。第１レンズ群Ｌ１に正レンズと負レンズを配置することで色収差の良好な補正を実現している。特に、第１レンズ群の最も物体側に正レンズを配置して、その像側に負レンズを配置することで、軸外光線の負レンズへの入射角を大きくすることができる。これにより倍率色収差を良好に補正することができる。

各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１を１枚の正レンズと１枚の負レンズにより構成しており、レンズ枚数を増やすことなく色収差を効果的に補正することができる。これにより、ズームレンズの小型化と色収差の補正を両立させることができる。

各実施例では以上説明したように、条件式（１）を満足すると共に、第１レンズ群Ｌ１の構成を適切に設定している。これにより全系が小型でありながら高い変倍比を有し、全ズーム領域において高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。

なお、各実施例において、好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
８．００＜ｆ１／ｆｗ＜２５．００…（１ａ）

また、さらに好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
１０．００＜ｆ１／ｆｗ＜２０．００…（１ｂ）

さらに、各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することがより好ましい。
４．００＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２０．００…（２）
２．００＜ｆ１／Ｌ１２ｔ＜５．００…（３）
１．７５＜（Ｎｄｐ＋Ｎｄｎ）／２＜２．３０…（４）
−１．００＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜０．５０…（５）

ここで、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第１レンズ群Ｌ１の最も像側のレンズ面頂点から第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面頂点までの望遠端における距離をＬ１２ｔ、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズのｄ線における屈折率をＮｄｐとする。さらに、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズのｄ線における屈折率をＮｄｎ、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ１、像側のレンズ面の曲率半径をｒ２とする。

条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２の比を規定した条件式である。条件式（２）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり過ぎる。結果として望遠端における球面収差やコマ収差が多く発生するため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなり過ぎる。結果としてズーミングに際しての像面湾曲や色収差の変動を十分に低減することが困難になるため好ましくない。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と第１レンズ群Ｌ１の最も像側のレンズ面頂点から第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面頂点までの望遠端における距離Ｌ１２ｔとの比を規定した条件式である。条件式（３）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり過ぎる。結果として軸上色収差が過剰に補正されてしまうため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなり過ぎる。結果として、ズームレンズの変倍比を十分に高めることが困難になるため好ましくない。

条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれるレンズの材料の屈折率を規定した条件式である。条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を維持するために第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの各レンズ面の曲率半径を短くする必要が生じる。結果として、望遠端における球面収差やコマ収差が多く発生するため好ましくない。条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を適切な範囲とするために第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの各レンズ面の曲率半径を長くする必要が生じる。結果として、望遠端における像面湾曲やコマ収差が多く発生するため好ましくない。

条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの形状を規定した条件式である。条件式（５）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの像側のレンズ面の近軸曲率半径が長くなり過ぎる。結果として、広角端における倍率色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。条件式（５）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの像側のレンズ面の近軸曲率半径が短くなり過ぎる。結果として、広角端における倍率色収差が過剰に補正されてしまうため好ましくない。

好ましくは、条件式（２）乃至（５）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
４．５０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１２．００…（２ａ）
２．３０＜ｆ１／Ｌ１２ｔ＜４．５０…（３ａ）
１．８０＜（Ｎｄｐ＋Ｎｄｎ）／２＜２．１０…（４ａ）
−０．９０＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜０．１０…（５ａ）

なお、さらに好ましくは、条件式（２）乃至（５）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
５．００＜｜ｆ１／ｆ２｜＜９．００…（２ｂ）
２．５０＜ｆ１／Ｌ１２ｔ＜４．００…（３ｂ）
１．８６＜（Ｎｄｐ＋Ｎｄｎ）／２＜１．９０…（４ｂ）
−０．８３＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜−０．０２…（５ｂ）

続いて、各レンズ群の構成について説明する。各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は正レンズと負レンズを接合した接合レンズから構成される。この接合レンズの接合面は像側に凸面を向けた形状である。これにより、軸外光線の負レンズへの入射角を大きくすることができ、結果として倍率色収差を良好に補正することができる。

実施例１、３乃至９のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、正レンズから構成される。実施例２のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズが接合された接合レンズから構成される。第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を複数の負レンズに分担させることで、各負レンズの屈折力を弱めることができる。結果として、望遠端における球面収差やコマ収差の発生を低減させることができる。

実施例１、３乃至９のズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズが接合された接合レンズ、正レンズから構成される。実施例２のズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズから構成される。

次に、本発明の実施例１乃至９にそれぞれ対応する数値実施例１乃至９のレンズデータを示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。

またＫを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）^２］^１／２］＋Ａ４ｈ^４＋Ａ６ｈ^６＋Ａ８ｈ^８＋Ａ１０ｈ^１０＋Ａ１２ｈ^１２
で表示される。但しｒは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。

各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ系の最も像側の面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１及び表２に示す。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 20.341 3.81 1.77250 49.6
2 -81.033 0.60 1.95906 17.5
3 494.995 (可変)
4 -144.031 0.40 2.00100 29.1
5 4.864 2.20
6 -14.518 0.35 1.77250 49.6
7 16.027 0.48
8 12.802 1.35 1.95906 17.5
9 -59.102 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 4.580 2.13 1.58313 59.4
12* -16.321 0.15
13 5.039 1.72 1.49700 81.5
14 27.781 0.40 2.00069 25.5
15 3.260 0.47
16 6.829 1.19 1.69680 55.5
17 -17.276 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51000 60.0
19 ∞ 1.79
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.29709e-003 A 6= 1.32144e-005 A 8=-1.02709e-005 A10= 6.43379e-007 A12=-4.25073e-008

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.56386e-004 A 6= 5.69296e-006 A 8=-5.33974e-006

各種データ
ズーム比 5.35
広角 中間 望遠
焦点距離 2.25 7.12 12.04
Fナンバー 1.44 2.01 2.58
半画角 40.5 12.2 7.3
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 36.62 36.62 36.62
BF 4.30 6.27 8.23

d 3 1.06 9.18 10.74
d 9 11.09 2.97 1.40
d10 4.94 2.97 1.00
d17 1.77 3.74 5.71

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 17.479 4.06 1.77250 49.6
2 -177.794 0.60 1.95906 17.5
3 122.910 (可変)
4 123.060 0.40 2.00100 29.1
5 4.450 2.54
6 -12.523 0.35 1.91082 35.3
7 143.825 0.15
8 12.891 1.60 1.95906 17.5
9 -21.209 0.40 1.83481 42.7
10 61.424 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12* 4.293 2.05 1.76802 49.2
13* -54.590 0.52
14 6.491 0.40 1.95906 17.5
15 3.232 0.75
16 8.442 1.31 1.48749 70.2
17 -12.106 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51000 60.0
19 ∞ 1.79
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.21833e-003 A 6=-1.82858e-005 A 8=-3.28373e-006 A10= 1.59061e-007 A12=-1.52620e-008

第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.27797e-004 A 6=-7.71658e-006 A 8=-5.59710e-007

各種データ
ズーム比 5.36
広角 中間 望遠
焦点距離 2.25 7.38 12.05
Fナンバー 1.44 2.01 2.58
半画角 40.5 12.0 7.4
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 36.62 36.62 36.62
BF 5.13 7.38 9.64

d 3 0.93 8.40 9.37
d10 9.93 2.46 1.50
d11 5.51 3.25 1.00
d17 2.61 4.86 7.12

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 19.812 3.73 1.80400 46.6
2 -80.555 0.70 1.95906 17.5
3 229.704 (可変)
4 312.257 0.40 2.00100 29.1
5 4.518 2.38
6 -8.438 0.35 1.91082 35.3
7 72.812 0.41
8 23.290 1.37 1.95906 17.5
9 -15.438 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 4.313 2.50 1.58313 59.4
12* -15.592 0.15
13 5.073 1.51 1.48749 70.2
14 29.323 0.35 2.00069 25.5
15 3.164 0.37
16 5.801 1.25 1.60311 60.6
17 -16.218 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.24402e-003 A 6=-4.03182e-005 A 8= 8.84866e-007 A10=-1.32893e-007 A12=-4.32778e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.10344e-004

各種データ
ズーム比 5.28
広角 中間 望遠
焦点距離 2.23 6.77 11.75
Fナンバー 1.44 1.93 2.41
半画角 40.5 12.8 7.5
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 36.63 36.63 36.63
BF 4.28 6.05 7.82

d 3 0.83 8.85 10.83
d 9 11.25 3.22 1.25
d10 4.81 3.04 1.27
d17 1.75 3.52 5.29

［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 15.910 3.25 1.77250 49.6
2 -143.392 0.70 1.95906 17.5
3 108.904 (可変)
4 108.658 0.40 2.00100 29.1
5 4.256 2.30
6 -8.495 0.35 1.91082 35.3
7 64.019 0.37
8 19.060 1.33 1.95906 17.5
9 -17.721 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 5.097 2.58 1.55332 71.7
12* -11.964 0.15
13 4.413 2.07 1.49700 81.5
14 39.855 0.35 2.00100 29.1
15 3.275 0.49
16 7.753 1.31 1.49700 81.5
17 -9.948 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.54095e-004 A 6=-7.35954e-006 A 8=-5.82646e-007 A10= 2.51813e-008 A12=-1.76367e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.89520e-004

各種データ
ズーム比 5.92
広角 中間 望遠
焦点距離 2.41 8.27 14.26
Fナンバー 1.44 1.97 2.54
半画角 37.8 10.6 6.2
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 36.63 36.63 36.63
BF 4.14 6.31 8.48

d 3 0.82 8.56 9.96
d 9 10.14 2.40 1.00
d10 5.87 3.69 1.52
d17 1.61 3.78 5.96

［数値実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 29.819 3.08 1.77250 49.6
2 -202.547 0.70 1.95906 17.5
3 898.160 (可変)
4 -432.245 0.40 1.91082 35.3
5 4.608 2.11
6 -11.549 0.35 1.76493 50.2
7 34.272 0.33
8 13.264 1.02 1.95906 17.5
9 -322.579 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 4.929 2.80 1.55332 71.7
12* -12.322 0.15
13 5.964 2.16 1.51145 55.9
14 -22.561 0.35 2.00087 26.8
15 3.769 1.05
16 6.600 1.70 1.68035 41.9
17 -12.764 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.52184e-004 A 6=-2.14554e-005 A 8= 9.10370e-007 A10=-1.04537e-007 A12= 1.13956e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.01782e-004

各種データ
ズーム比 5.35
広角 中間 望遠
焦点距離 2.12 7.26 11.35
Fナンバー 1.42 1.99 2.57
半画角 42.5 12.2 7.9
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 40.74 40.74 40.74
BF 4.11 7.78 11.45

d 3 1.81 11.11 10.67
d 9 9.87 0.57 1.01
d10 8.75 5.08 1.40
d17 1.58 5.25 8.93

［数値実施例６］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 25.950 3.47 1.77250 49.6
2 -71.297 0.70 1.95906 17.5
3 -739.279 (可変)
4 -79.464 0.40 1.91082 35.3
5 4.712 2.02
6 -11.253 0.35 1.74594 51.7
7 27.212 0.39
8 13.815 1.08 1.95906 17.5
9 -82.720 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 4.809 2.78 1.55332 71.7
12* -12.538 0.15
13 5.611 2.01 1.49222 72.7
14 -30.351 0.35 1.98593 30.4
15 3.583 0.86
16 5.802 1.71 1.62894 59.2
17 -11.595 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.59138e-004 A 6=-2.19822e-005 A 8= 8.83253e-007 A10=-1.14950e-007 A12= 1.31146e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.23489e-004

各種データ
ズーム比 5.05
広角 中間 望遠
焦点距離 2.24 7.19 11.32
Fナンバー 1.44 1.99 2.57
半画角 40.9 12.3 7.9
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 38.96 38.96 38.96
BF 4.12 7.05 9.99

d 3 1.45 9.91 10.28
d 9 9.97 1.50 1.14
d10 7.14 4.20 1.27
d17 1.59 4.52 7.46

［数値実施例７］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 15.895 3.25 1.77250 49.6
2 -142.878 0.70 1.95906 17.5
3 108.644 (可変)
4 108.363 0.40 2.00100 29.1
5 4.255 2.29
6 -8.593 0.35 1.91082 35.3
7 57.441 0.38
8 18.727 1.33 1.95906 17.5
9 -17.924 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 5.121 2.57 1.55332 71.7
12* -11.998 0.15
13 4.401 2.09 1.49700 81.5
14 40.127 0.35 2.00100 29.1
15 3.275 0.49
16 7.743 1.31 1.49700 81.5
17 -9.887 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.50359e-004 A 6=-2.41097e-006 A 8=-1.36176e-006 A10= 8.44797e-008 A12=-3.34219e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.83595e-004

各種データ
ズーム比 5.92
広角 中間 望遠
焦点距離 2.41 8.28 14.26
Fナンバー 1.44 1.97 2.54
半画角 37.8 10.6 6.2
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 36.63 36.63 36.63
BF 4.14 6.32 8.49

d 3 0.82 8.56 9.95
d 9 10.13 2.39 1.00
d10 5.88 3.70 1.52
d17 1.61 3.79 5.97

［数値実施例８］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 18.105 3.70 1.77250 49.6
2 -65.729 0.70 1.95906 17.5
3 336.527 (可変)
4 -171.930 0.40 1.95375 32.3
5 4.408 2.19
6 -8.233 0.35 1.91082 35.3
7 60.415 0.43
8 21.515 1.29 1.95906 17.5
9 -17.462 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 4.979 3.01 1.55332 71.7
12* -12.434 0.15
13 4.832 1.75 1.49700 81.5
14 25.948 0.35 2.00100 29.1
15 3.451 0.65
16 5.575 1.60 1.49700 81.5
17 -10.430 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.81
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.20439e-004 A 6=-1.83244e-005 A 8= 1.20367e-006 A10=-1.28650e-007 A12= 2.41800e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.51021e-004

各種データ
ズーム比 4.83
広角 中間 望遠
焦点距離 2.32 6.82 11.20
Fナンバー 1.44 1.91 2.39
半画角 39.7 12.9 7.9
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 36.64 36.64 36.64
BF 4.14 6.19 8.24

d 3 0.94 7.94 9.28
d 9 9.58 2.58 1.24
d10 5.40 3.35 1.30
d17 1.60 3.65 5.70

［数値実施例９］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 39.354 2.14 1.80400 46.6
2 -41.678 0.70 1.95906 17.5
3 -101.107 (可変)
4 -20.995 0.40 2.00100 29.1
5 8.910 1.46
6 -13.093 0.35 1.95375 32.3
7 19.015 0.92
8 25.327 1.85 1.95906 17.5
9 -17.519 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 5.537 2.78 1.55332 71.7
12* -17.457 0.42
13 4.784 2.28 1.49700 81.5
14 46.680 0.35 2.00100 29.1
15 3.417 0.82
16 6.246 1.73 1.59522 67.7
17 -24.609 (可変)
18 ∞ 1.10 1.51633 64.1
19 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.71270e-004 A 6=-2.66400e-007 A 8=-1.42974e-006 A10= 8.83596e-008 A12=-2.67530e-009

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.11553e-004

各種データ
ズーム比 5.12
広角 中間 望遠
焦点距離 2.68 8.43 13.75
Fナンバー 1.44 1.98 2.51
半画角 36.2 10.4 6.5
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 41.74 41.74 41.74
BF 4.29 7.02 9.76

d 3 1.60 11.97 13.38
d 9 12.78 2.41 1.00
d10 6.87 4.14 1.40
d17 1.76 4.50 7.23

次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いた監視カメラ（撮像装置）の実施例について、図１９を用いて説明する。図１９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至９で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１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。１３は、固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に関する情報を記憶するメモリである。１４は、メモリ１３に記憶された情報を転送するためのネットワークケーブルである。

このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、全系が小型でありながら高い変倍比を有し、全ズーム領域において高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
ＧＢ 光学ブロック
ＩＰ 像面

Claims (12)

1. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広くなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭くなるように隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズから構成され、
   前記第２レンズ群は、２枚の負レンズを有し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとしたとき、
   ７．００＜ｆ１／ｆｗ＜３０．００
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群は正レンズと負レンズが接合された接合レンズから構成され、該接合レンズの接合面は像側に向かって凸形状であ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レンズ群はズーミングに際して不動である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。
4. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りが配置されており、該開口絞りはズーミングに際して不動であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
   ４．００＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２０．００
   なる条件式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. 前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の頂点から前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の頂点までの望遠端における距離をＬ１２ｔとしたとき、
   ２．００＜ｆ１／Ｌ１２ｔ＜５．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線における屈折率をＮｄｐ、前記第１レンズ群に含まれる負レンズのｄ線における屈折率をＮｄｎとしたとき、
   １．７５＜（Ｎｄｐ＋Ｎｄｎ）／２＜２．３０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第１レンズ群に含まれる正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ１、像側のレンズ面の曲率半径をｒ２としたとき、
   −１．００＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜０．５０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズが接合された接合レンズ、正レンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広くなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭くなるように隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズから構成され、
    前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズから構成され、
    前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとしたとき、
    ７．００＜ｆ１／ｆｗ＜３０．００
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。

Images