JP2015094864A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 広画角、高倍率、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有し、マクロ撮影機構又はフランジバック調整機構を有したズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供する。【解決手段】 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、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、最も像側にあり、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第Ｎレンズ群を有するズームレンズにおいて、該第Ｎレンズ群は第Ｎ１レンズ群とマクロ撮影又はフランジバック調整のために可動の第Ｎ２レンズ群から構成され、無限遠に合焦している状態で無限遠より軸上光束が入射する際の、該第Ｎレンズ群の広角端における横倍率及び該第Ｎ２レンズ群の広角端における横倍率βｎ、βｎ２を適切に設定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特に放送用テレビカメラ、映画用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
近年、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、広画角、高ズーム比かつ高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。特に、プロフェッショナルの動画撮影システムとしてのテレビ・映画用カメラに用いられているＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイスは、撮像範囲全体が略均一の解像力を有している。そのため、これを用いるズームレンズに対しては、画面中心から画面周辺まで解像力が略均一であることが要求されている。また、機動性や操作性を重視した撮影形態に対して小型軽量化も要求されている。
さらに、テレビカメラ、映画カメラ用の交換式レンズでは、合焦用レンズ群とは別のレンズ群を光軸方向に動かして、近接撮影を可能にするマクロ撮影機構やレンズマウントの取り付け基準面から像面までの距離を調整するフランジバック調整機構の要望が高い。
広画角、高ズーム比のズームレンズとして、物体側から順に正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている。
例えば、特許文献１、２では、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負または正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から構成されたズームレンズが開示されている。この特許文献の数値実施例では、絞りより像側に配置された第４レンズ群内に、マクロ撮影又はフランジバック調整のために可動するレンズ群を有している。
特開２００２−１６９０９１号公報 特開２００７−７８８３３号公報
ポジティブリード型のズームレンズにおいて、広画角、高ズーム比かつ高い光学性能を両立するためには、レンズの屈折力配置を適切に設定することが重要である。特に、最も像側のレンズ群は、それより物体側のレンズ全体の大きさを決定する役割があるため、光学性能と小型化を両立するためには、最も像側のレンズ群の横倍率を適切に設定することが重要となる。また、マクロ撮影機構やフランジバック調整機構を搭載するためには、マクロ撮影やフランジバック調整を行う際に光軸方向に動かすレンズ群に適度なバックフォーカスへの位置敏感度を有する必要がある。
しかしながら、特許文献１、２に開示されているズームレンズでは、テレビカメラ用の比較的小さい撮像素子（対角１１ｍｍ）を想定しており、最も像側のレンズ群の横倍率が小さい。そのため、近年大型化している撮像素子（対角２５ｍｍ以上）に適用すると、撮像素子の大型化に比例してレンズ径が大型化する。特に、広角端の画角が７０度を超えるようなズームレンズでは、最も物体側のレンズ群の大型化が顕著になる。
そこで、本発明は、各レンズ群の屈折力や最も像側のレンズ群内の屈折力を適切に設定することで、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有し、マクロ撮影機構又はフランジバック調整機構を有したズームレンズの提供を目的とする。具体的には、広角端の画角７０〜９５度程度、望遠端の画角１０度〜２５度程度、変倍比５〜１０程度の小型軽量で、高性能なズームレンズの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置は、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、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、最も像側にあり、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第Ｎレンズ群を有するズームレンズにおいて、該第Ｎレンズ群は第Ｎ１レンズ群とマクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第Ｎ２レンズ群から構成され、無限遠に合焦している状態で無限遠より軸上光束が入射する際の、該第Ｎレンズ群の広角端における横倍率及び該第Ｎ２レンズ群の広角端における横倍率をそれぞれ、βｎｗ及びβｎ２としたとき、
−２．７０＜βｎｗ＜−１．４５
０＜βｎ２＜０．７５
を満たすことを特徴とする。
各レンズ群の屈折力や最も像側のレンズ群内の屈折力を適切に設定することにより、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有し、マクロ撮影機構又はフランジバック調整機構を有したズームレンズを得られる。
数値実施例１の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例１の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例２の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例２の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例３の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例３の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例４の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例４の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例５の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例５の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）で無限遠合焦時の収差図 正レンズ群の倍率色収差の１次の色収差補正と２次スペクトル残存に関する模式図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のズームレンズの特徴について、各条件式に沿って説明する。本発明のズームレンズは、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有し、マクロ撮影機構又はフランジバック調整機構を有したズームレンズを達成するために、最も像側の第Ｎレンズ群の横倍率を規定することを特徴とする。
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（変倍）のためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、最も像側にあり、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第Ｎレンズ群より構成される。さらに、第Ｎレンズ群は第Ｎ１レンズ群とマクロ撮影又はフランジバック調整のために可動の第Ｎ２レンズ群から構成され、無限遠に合焦している状態で無限遠より軸上光束が入射する際の、第Ｎレンズ群、第Ｎ２レンズ群の広角端における横倍率をβｎｗ、βｎ２としたとき、
−２．７０＜βｎｗ＜−１．４５ ・・・（１）
０＜βｎ２＜０．７５ ・・・（２）
を満たしている。
（１）式は、第Ｎレンズ群の広角端の横倍率を規定している。（１）式を満たすことで、ズームレンズの小型軽量化と高い光学性能を達成している。（１）式の上限の条件が満たされないと、第Ｎレンズ群より物体側のレンズ群、特に第１レンズ群のレンズ径が大きくなり、ズームレンズの小型軽量化が困難となる。（１）式の下限の条件が満たされないと、第Ｎレンズ群より物体側のレンズ群で形成された像を第Ｎレンズ群で拡大する比率が大きくなる。そのため、特に第１レンズ群で発生した諸収差が拡大され、望遠端の色収差補正が困難となる。更に好ましくは、（１）式は次の如く設定するのが良い。
−２．４０＜βｎｗ＜−１．５５ ・・・（１ａ）
また、（２）式は第Ｎ２レンズ群の横倍率を規定している。（２）式を満たすことで、第Ｎ２レンズ群にマクロ撮影やフランジバック調整を行う際に適度なバックフォーカスへの位置敏感度を有することと高い光学性能を達成している。ここで、第Ｎ２レンズ群の光軸方向への単位移動量当たりのバックフォーカス変化量をｓｋｎ２とすると、ｓｋｎ２は概ね以下の式で表される。
ｓｋｎ２＝１−βｎ２2 ・・・（１１）
（２）式の上限が満たされないと、（１１）式のｓｋｎ２の値が小さくなり、第Ｎ２レンズ群に適度なバックフォーカスへの位置敏感度を有することが困難となる。その結果、マクロ撮影やフランジバック調整を行う際の第Ｎ２レンズ群の光軸方向への移動量が大きくなり、第Ｎレンズ群の大型化を招く。（２）式の下限が満たされないと、第Ｎ２レンズ群への入射光線が発散になり、第Ｎ２レンズ群のレンズ径が大きくなる。そのため、第Ｎ２レンズ群を構成するレンズの屈折力が強くなり、高次収差の補正が困難となる。更に好ましくは、（２）式は次の如く設定するのが良い。
０．３５＜βｎ２＜０．７０ ・・・（２ａ）
さらなる本発明のズームレンズの態様として、第Ｎ１レンズ群と第Ｎ２レンズ群の焦点距離の比を規定している。第Ｎ１レンズ群の焦点距離をｆｎ１、第Ｎ２レンズ群の焦点距離をｆｎ２としたとき、
０＜ｆｎ１／ｆｎ２＜０．４５ ・・・（３）
を満たしている。（３）式を満たすことで、広角端での高い光学性能を達成している。（３）式の上限が満たされないと、第Ｎ２レンズ群の屈折力が大きくなり、広角端におけるコマ収差や像面湾曲といった軸外収差の補正が困難になる。逆に（３）式の下限が満たされないと、第Ｎ１レンズ群の屈折力が大きくなる。そのため、第Ｎ１レンズ群を構成するレンズの曲率がきつくなり、特に球面収差の高次収差の補正が困難となる。更に好ましくは、（３）式は次の如く設定するのが良い。
０．１５＜ｆｎ１／ｆｎ２＜０．４０ ・・・（３ａ）
さらなる本発明のズームレンズの態様として、第Ｎ１レンズ群の最も像側のレンズと第Ｎ１レンズ群の焦点距離の比を規定している。第Ｎ１レンズ群の最も像側のレンズは、凸レンズまたは接合レンズであり、その焦点距離をｆｎ１１としたとき、
｜ｆｎ１／ｆｎ１１｜＜０．３ ・・・（４）
を満たしている。（４）式を満たすことで、広角端での高い光学性能を達成している。（４）式が満たされないと、第Ｎ１レンズ群の最も像側のレンズの屈折力が強くなり、レンズの曲率がきつくなる。そのため、広角端における球面収差の高次収差の補正が困難となる。また、製造誤差が光学性能に与える影響が大きくなるため、製造バラツキによる性能低下が大きくなる。更に好ましくは、（４）式は次の如く設定するのが良い。
０．０１＜｜ｆｎ１／ｆｎ１１｜＜０．２５ ・・・（４ａ）
さらなる本発明のズームレンズの態様として、第Ｎ２レンズ群に使用する光学材料のｄ線基準のアッベ数と部分分散比を規定している。第Ｎ２レンズ群に含まれる凸レンズのうち、最もアッベ数の小さい第１凸レンズのアッベ数をνｄ２、部分分散比をθ２、第１凸レンズ以外の凸レンズの平均アッベ数をνｄ２ａとしたとき、
０．５８＜θ２＜０．７０ ・・・（５）
１５＜νｄ２＜３０ ・・・（６）
６５＜νｄ２ａ＜８５ ・・・（７）
を満たしている。
ここで、本発明で用いている光学素子（レンズ）の材料のｄ線基準のアッベ数と部分分散比は以下の通りである。フラウンフォーファ線のｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとすると、ｄ線基準のアッベ数νｄ、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦは以下の通りである。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ア）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（イ）
現存する光学材料は、ｄ線基準のアッベ数νｄに対して部分分散比θｇＦは狭い範囲に存在する。また、アッベ数νｄが小さいほど部分分散比θｇＦが大きい、アッベ数νｄが大きいほど屈折率が低い傾向を持っている。ここで、屈折力φ１、φ２、アッベ数ν１、ν２の２枚のレンズ１、２で構成される薄肉密着系の色収差補正条件は、
φ１／ν１＋φ２／ν２＝Ｅ ・・・（ウ）
で表される。ここで、レンズ１、２の合成屈折力φは、
φ＝φ１＋φ２ ・・・（エ）
である。（ウ）式において、Ｅ＝０を満たすと、色収差においてＣ線とＦ線の結像位置が一致する。このとき、φ１、φ２は以下の式で表される。
φ１＝φ×ν１／（ν１−ν２） ・・・（オ）
φ２＝φ×ν２／（ν１−ν２） ・・・（カ）
図１１は像面と開口絞りの間にある正の屈折力のレンズ群ＬＰによる倍率色収差の１次の色収差補正と２次スペクトル残存に関する模式図である。図１１のような正レンズ群ＬＰの色収差補正では、正レンズ１にアッベ数ν１の大きい材料、負レンズ２にアッベ数ν２の小さい材料を用いる。したがって、正レンズ１は部分分散比θ１が小さく、負レンズ２は部分分散比θ２が大きい。Ｃ線とＦ線で１次の倍率色収差を補正すると、ｇ線の結像点が光軸から離れる方向にずれる。Ｃ線、Ｆ線に対するｇ線の倍率色収差のズレ量を２次スペクトル量ΔＹと定義すると、
ΔＹ＝（１／φ）×（θ１−θ２）／（ν１−ν２） ・・・（キ）
で表される。広角端の倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正するには、倍率色収差の２次スペクトルが顕著に発生する第Ｎ２レンズ群の発生量を調節する必要がある。第Ｎ２レンズ群は正の屈折力を持っており、広角端の倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正するには、第Ｎ２レンズ群で発生する２次スペクトル量ΔＹを小さくするような硝材を選択する必要がある。
（５）式の条件は、ズーム全域の倍率色収差を良好に補正するために規定している。（５）式の上限が満たされないと、広角端の倍率色収差の２次スペクトルの補正が過補正になり、ズーム全域で色収差を良好に補正することが困難となる。（５）式の下限が満たされないと、（キ）式の分子の絶対値が大きくなり、広角端の倍率色収差の２次スペクトルが増加し、広角端の色収差を良好に補正することが困難となる。更に好ましくは、（５）式は次の如く設定するのが良い。
０．６１＜θ２＜０．６８ ・・・（５ａ）
（６）、（７）式の条件は、広角端の倍率色収差の１次の色収差補正と高い光学性能を達成するために規定している。（６）式の上限を満たさないと、第１凸レンズのアッベ数が大きくなり、第１凸レンズの異常分散性が小さくなる。その結果、（キ）式の分子の絶対値が大きくなり、広角端の倍率色収差の２次スペクトルが増加し、広角端の色収差を良好に補正することが困難となる。また、（７）式の上限が満たさないと、第１凸レンズ以外の凸レンズのアッベ数が大きくなり、屈折率の低い硝材を選択することになる。その結果、第Ｎ２レンズ群の凸レンズの曲率がきつくなり、高次収差の補正が困難となる。（６）、（７）式の下限が満たされないと、（オ）、（カ）式の分母が小さくなり、第Ｎ２レンズ群を構成する凸レンズの屈折力が強くなり、高い光学性能を達成することが困難となる。更に好ましくは、（６）、（７）式は次の如く設定するのが良い。
１６＜νｄ２＜２７ ・・・（６ａ）
７０＜νｄ２ａ＜８３ ・・・（７ａ）
さらなる本発明のズームレンズの態様として、第１レンズ群の構成及び第１レンズ群内の屈折力を規定している。第１レンズ群は、合焦のためには移動しない負の屈折力の第１１レンズ群、無限遠側から至近側への焦点調整時に像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群、正の屈折力の第１３レンズ群から構成される。第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端の焦点距離をｆｗ、第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１、第１３レンズ群の焦点距離をｆ１３としたとき、
１．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．５ ・・・（８）
−１．５＜ｆ１１／ｆ１＜−０．９ ・・・（９）
−１．５＜ｆ１３／ｆ１１＜−０．９ ・・・（１０）
を満たしている。
条件式（８）は、第１レンズ群の焦点距離と広角端の焦点距離の比を規定している。（８）式を満たすことで、高い光学性能と小型軽量化の両立を達成している。（８）式を満足することにより、広角端において第１レンズ群を通過する軸外の光束の高さを規定し、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
（８）式の上限を満たさないと、第１レンズ群の屈折力が小さくなり、第１レンズ群を通過する軸外の光束の高さが高くなることで、レンズが大型化してしまう。（１）式の下限を満たさないと、第１レンズ群の屈折力が大きくなり、特に望遠側における色収差及び諸収差の補正が困難となる。
（９）式は、第１レンズ群と第１１レンズ群の焦点距離の比を規定している。（９）式の上限を満たさないと、第１１レンズ群の焦点距離が相対的に短くなるため、広角側のズームに伴う軸外諸収差の変動抑制、特に歪曲や像面湾曲の抑制が困難となる。（９）式の下限を満たさないと、第１レンズ群の焦点距離が相対的に長くなるため、第１レンズ群のレンズ径が大きくなり広角化が困難となる。
（１０）式は、第１１レンズ群と第１３レンズ群の焦点距離の比を規定している。
（１０）式の上限を満たさないと、第１１レンズ群の焦点距離が相対的に長くなることで第１レンズ群の主点を像側に近付けることが困難となる。その結果、第１レンズ群のレンズ径が大きくなり、ズームレンズの小型軽量化が困難となる。（１０）式の下限を満たさないと、第１１レンズ群の焦点距離が相対的に短くなることで、特に広角端のディストーションや像面湾曲の補正が困難となる。更に好ましくは（８）、（９）、（１０）式の次の如く設定するのが良い。
２．０＜ｆ１／ｆｗ＜２．７ ・・・（８ａ）
−１．３０＜ｆ１１／ｆ１＜−１．１０ ・・・（９ａ）
−１．３５＜ｆ１３／ｆ１１＜−１．１０ ・・・（１０ａ）
さらに、本発明の撮像装置は、各実施例のズームレンズとズームレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを特徴とする。
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１〜５に対応する数値実施例１〜５のレンズ構成の特徴により説明する。
図１は本発明の実施例１（数値実施例１）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図２において、（ａ）は数値実施例１の広角端、（ｂ）は数値実施例１の焦点距離６５ｍｍ、（ｃ）は数値実施例１の望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。また、焦点距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の数値実施例においても、全て同じである。
図１において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動するズーミング用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。さらに、第２レンズ群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。さらに、ズーミングのためには移動しない結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。
第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３とで変倍系を構成している。ＳＰは開口絞りであり、第４レンズ群Ｕ４の物体側に配置されている。Ｉは像面であり、放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際には、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）等の撮像面に相当している。フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際には、ズームレンズで形成された像が感光するフィルム面に相当する。
縦収差図において、球面収差における直線と二点鎖線と一点鎖線、点線は各々ｅ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線である。非点収差における点線と実線は各々メリディオナル像面、サジタル像面であり、倍率色収差における二点鎖線と一点鎖線、点線は各々ｇ線、Ｃ線、Ｆ線である。ωは半画角、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０．１ｍｍ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、ズーミング用の第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。
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２１面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、合焦のためには移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、無限遠側から至近側への合焦に際して像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、合焦のためには移動しない正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成される。第２レンズ群Ｕ２は、第２２面から第３１面に、第３レンズ群Ｕ３は、第３２面から第３４面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第３５面から第５３面に対応している。第４レンズ群Ｕ４は、第４１レンズ群Ｕ４１とマクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第４２レンズ群Ｕ４２から構成される。第４１レンズ群Ｕ４１は、物体側から順に両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズを有する。また、第４２レンズ群Ｕ４２は、物体側から順に両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズを有する。
上記実施例１に対応する数値実施例１について説明する。数値実施例１に限らず全数値実施例において、ｉは物体側からの面（光学面）の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（光軸上）を示している。また、ｎｄｉ、νｄｉ、θｇＦｉは、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の媒質（光学部材）の屈折率、アッベ数、部分分散比を、ＢＦは空気換算のバックフォーカスを表している。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、Ａ１４、Ａ１６をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「ｅ−Ｚ」は「×１０-Z」を意味する。
Figure 2015094864
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１０）式を満足しており、広角端における撮影画角（画角）８１．６°、変倍比１０と広角化且つ高倍率の両立を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズを達成している。さらに、マクロ撮影やフランジバック調整を可能とするズームレンズを達成している。
しかしながら、本発明のズームレンズは、（１）、（２）式を満足することは必須であるが、（３）〜（１０）式については満足していなくても構わない。但し、（３）〜（１０）式について少なくとも１つでも満足していれば更に良い効果を奏することができる。これは他の実施例についても同様である。
図１２は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の概略図である。図１２において１０１は実施例１〜５のいずれか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に対して着脱可能となっている。１２５はカメラ１２４にズームレンズ１０１を装着することで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Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の第４レンズ群Ｒを有している。第１レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺはズーミングのために光軸上を移動する第２レンズ群と、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第３レンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。１１６〜１１８は駆動機構１１４、１１５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。１１９〜１２１は、第１レンズ群Ｆや変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、１１０はズームレンズ１０１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。また、１１１、１２２はカメラ１２４及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。
このように、本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
図３は本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図４において、（ａ）は数値実施例２の広角端、（ｂ）は数値実施例２の焦点距離３５ｍｍ、（ｃ）は数値実施例２の望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。図３において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。さらに、第２レンズ群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。さらに、ズーミングのためには移動しない結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。
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１８面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、合焦のためには移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、無限遠側から至近側への合焦に際して像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、合焦のためには移動しない正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成される。第２レンズ群Ｕ２は、第１９面から第２５面に、第３レンズ群Ｕ３は、第２６面から第２８面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第２９面から第４８面に対応している。第４レンズ群Ｕ４は、第４１レンズ群Ｕ４１とマクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第４２レンズ群Ｕ４２から構成される。第４１レンズ群Ｕ４１は、物体側から順に両凸レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、像側に凹のメニスカス凸レンズを有する。また、第４２レンズ群Ｕ４２は、物体側から順に、物体側に凹のメニスカス凸レンズ、両凸レンズと像側に凸のメニスカス凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズを有する。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１０）式を満足しており、広角端における撮影画角（画角）９２．０°、変倍比５と広角化且つ高倍率の両立を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズを達成している。さらに、マクロ撮影やフランジバック調整を可能とするズームレンズを達成している。
図５は本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図６において、（ａ）は数値実施例３の広角端、（ｂ）は数値実施例３の焦点距離６０ｍｍ、（ｃ）は数値実施例３の望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。
図５において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。さらに、第２レンズ群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。さらに、ズーミングのためには移動しない結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。
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１８面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、合焦時に移動しない正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成される。第２レンズ群Ｕ２は、第１９面から第２７面に、第３レンズ群Ｕ３は、第２８面から第３０面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第３１面から第５１面に対応している。第４レンズ群Ｕ４は、第４１レンズ群Ｕ４１とマクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第４２レンズ群Ｕ４２から構成される。第４１レンズ群Ｕ４１は、物体側から順に両凸レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズを有する。また、第４２レンズ群Ｕ４２は、物体側から順に、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズを有する。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１０）式を満足しており、広角端における撮影画角（画角）７５．８°、変倍比８と広角化且つ高倍率の両立を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズを達成している。さらに、マクロ撮影やフランジバック調整を可能とするズームレンズを達成している。
図７は本発明の実施例４（数値実施例４）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図８において、（ａ）は数値実施例４の広角端、（ｂ）は数値実施例４の焦点距離４５ｍｍ、（ｃ）は数値実施例４の望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。
図７において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。さらに、第２レンズ群Ｕ２の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。さらに、ズーミングのためには移動しない結像作用をする正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。
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１５面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、合焦時に移動しない正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成される。第２レンズ群Ｕ２は、第１６面から第２３面に、第３レンズ群Ｕ３は、第２４面から第２６面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第２７面から第４５面に対応している。第４レンズ群Ｕ４は、第４１レンズ群Ｕ４１とマクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第４２レンズ群Ｕ４２から構成される。第４１レンズ群Ｕ４１は、物体側から順に像側に凹のメニスカス凸レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと像側に凸のメニスカス凹レンズとの接合レンズ、像側に凹のメニスカス凸レンズを有する。また、第４２レンズ群Ｕ４２は、物体側から順に、物体側に凸のメニスカス凹レンズと両凸レンズとの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズと像側に凸のメニスカス凹レンズとの接合レンズを有する。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１０）式を満足しており、広角端における撮影画角（画角）７８．６°、変倍比５と広角化且つ高倍率の両立を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズを達成している。さらに、マクロ撮影やフランジバック調整を可能とするズームレンズを達成している。
図９は本発明の実施例５（数値実施例５）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図１０において、（ａ）は数値実施例５の広角端、（ｂ）は数値実施例５の焦点距離４５ｍｍ、（ｃ）は数値実施例５の望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。
図９において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。さらに、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３を有している。さらに、第２レンズ群Ｕ２および第３レンズ群Ｕ３の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する負の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。さらに、ズーミングのためには移動しない結像作用をする正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５を有している。
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２１面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、合焦時に移動しない正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３から構成される。第２レンズ群Ｕ２は、第２２面から第２６面に、第３レンズ群Ｕ３は、第２７面から第３０面、第４レンズ群Ｕ４は、第３１面から第３３面に対応する。第５レンズ群Ｕ５は、第３４面から第５２面に対応している。第５レンズ群Ｕ５は、第５１レンズ群Ｕ５１とマクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第５２レンズ群Ｕ５２から構成される。第５１レンズ群Ｕ５１は、平凸レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、像側に凹のメニスカス凸レンズと物体側に凸のメニスカス凹レンズとの接合レンズを有する。また、第５２レンズ群Ｕ５２は、物体側から順に、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズと像側に凸のメニスカス凹レンズとの接合レンズ、両凸レンズを有する。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（１０）式を満足しており、広角端における撮影画角（画角）８０．１°、変倍比６．５と広角化且つ高倍率の両立を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズを達成している。さらに、マクロ撮影やフランジバック調整を可能とするズームレンズを達成している。
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。
<数値実施例１>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1* 107.07477 3.50000 1.772499 49.60 0.5521 94.999 -94.002
2 42.77453 29.44657 74.747
3 -111.18408 2.00000 1.772499 49.60 0.5521 74.020 -86.187
4 169.27879 0.19853 73.831
5 111.15261 6.53424 1.959060 17.47 0.6599 74.684 162.844
6 362.57244 4.83576 74.310
7* 402.11683 9.52789 1.620411 60.29 0.5426 73.646 143.795
8 -114.18218 7.22051 73.330
9 273.53589 11.14023 1.496999 81.54 0.5374 67.740 131.565
10 -85.09102 1.32713 67.551
11 -74.32274 2.00000 1.805181 25.42 0.6161 67.398 -164.470
12 -169.44313 1.00002 68.351
13 2516.57481 1.80000 1.850259 32.27 0.5929 68.012 -98.133
14 81.30733 11.18444 1.438750 94.93 0.5343 67.555 149.790
15 -332.76941 0.20010 67.981
16 7491.62170 5.08975 1.496999 81.54 0.5374 68.578 390.027
17 -199.54524 0.20000 69.118
18 1595.58460 5.39098 1.595220 67.74 0.5442 69.947 305.715
19 -205.94799 0.20000 70.201
20 216.17076 10.28079 1.730000 49.00 0.5575 70.182 104.355
21 -116.13168 (可変) 69.897
22* 50.60782 1.00000 1.882997 40.76 0.5667 31.807 -41.311
23 21.07209 6.61768 27.724
24 -79.54129 1.00000 1.754998 52.32 0.5476 27.582 -47.508
25 66.22881 0.99806 26.863
26 48.90892 4.02300 1.882210 23.78 0.6036 26.802 40.333
27 -130.21404 1.94929 26.376
28 -37.12529 1.00000 1.618000 63.33 0.5441 26.194 -55.128
29 438.13751 0.20000 25.725
30 34.72260 1.88615 1.613397 44.30 0.5633 25.302 287.073
31 42.29949 (可変) 24.759
32 -46.20252 1.00000 1.696797 55.53 0.5433 22.167 -45.199
33 101.17257 2.21450 1.808095 22.76 0.6307 23.128 112.579
34 -994.45522 (可変) 23.547
35(絞り) ∞ 1.29695 28.883
36 143.50842 4.48049 1.816000 46.62 0.5568 29.930 47.136
37 -52.16988 0.20000 30.182
38 52.13637 6.23615 1.487490 70.23 0.5300 29.349 48.593
39 -41.96851 1.20000 2.000690 25.46 0.6133 28.856 -39.407
40 781.32347 0.19891 28.725
41 22.82507 9.56381 1.516330 64.14 0.5352 28.572 29.895
42 -41.33452 1.00000 1.834000 37.16 0.5775 27.399 -26.832
43 50.02430 6.99907 25.923
44 386.69864 3.99920 1.487490 70.23 0.5300 25.416 67.610
45 -36.04126 1.08491 25.291
46 34.86509 4.96949 1.922860 20.88 0.6282 22.498 20.574
47 -39.79509 0.90000 1.882997 40.76 0.5667 21.517 -18.496
48 28.27246 8.88270 18.955
49 37.01797 4.62848 1.438750 94.93 0.5343 16.005 25.301
50 -15.30482 1.00000 1.953750 32.32 0.5898 15.736 -12.619
51 60.19086 2.75426 16.455
52 45.70173 3.00473 1.620411 60.29 0.5426 18.630 48.353
53 -86.09140 50.07000 18.983
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 1.92497e+000 A 4= 1.92902e-009 A 6= 6.26259e-011 A 8=-9.53828e-014
A10= 6.21216e-017 A12=-2.17747e-020 A14= 3.29927e-024 A16=-2.10130e-028

第7面
K =-2.29488e+001 A 4=-4.72874e-007 A 6= 4.95024e-011 A 8= 4.20753e-014
A10=-7.75550e-017 A12= 9.10273e-020 A14=-5.11370e-023 A16= 1.17437e-026

第22面
K = 5.48442e-001 A 4= 1.59884e-007 A 6=-3.77659e-009 A 8= 1.79255e-011
A10=-4.48568e-014 A12=-3.70888e-016 A14= 2.09083e-018 A16=-2.91328e-021

各種データ
ズーム比 10.00
広角 中間 望遠
焦点距離 18.00 63.00 180.00
Fナンバー 4.00 4.00 4.95
半画角 40.82 13.86 4.94
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 320.10 320.10 320.10
BF 50.07 50.07 50.07

d21 0.70 45.74 65.06
d31 60.47 8.62 6.48
d34 11.50 18.30 1.12

入射瞳位置 57.50 105.61 175.05
射出瞳位置 -33.80 -33.80 -33.80
前側主点位置 71.63 121.28 -31.27
後側主点位置 32.07 -12.93 -129.93

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 57.00 113.08 71.51 43.38
2 22 -26.70 18.67 3.98 -9.70
3 32 -76.10 3.21 -0.16 -1.98
4 35 31.05 62.40 -11.09 -41.97
<数値実施例２>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1* 86.96069 2.80000 1.772499 49.60 0.5521 99.506 -85.846
2 37.19554 28.65314 72.568
3 287.18991 2.20000 1.772499 49.60 0.5521 71.378 -151.018
4 82.96532 9.79457 68.012
5 233.30951 2.20000 1.772499 49.60 0.5521 67.303 -81.001
6 49.32285 9.90654 1.922860 18.90 0.6495 64.827 83.114
7 122.07948 4.11145 64.165
8 174.57379 7.40358 1.496999 81.54 0.5374 63.832 170.294
9* -162.88781 10.55549 63.329
10 219.22560 11.10101 1.618000 63.33 0.5441 61.797 87.081
11 -70.29224 0.51997 61.501
12 -90.66362 2.00000 1.805181 25.42 0.6161 58.344 -51.316
13 77.98219 9.18481 1.496999 81.54 0.5374 56.765 117.857
14 -228.82556 0.21692 57.161
15 229.51464 10.00000 1.595220 67.74 0.5442 57.792 89.884
16 -68.94195 0.20000 57.805
17 57.54531 5.56934 1.730000 49.00 0.5575 50.901 114.868
18 174.06610 (可変) 50.045
19* 222.99988 1.30000 1.772499 49.60 0.5521 29.397 -31.652
20 22.07423 8.73811 24.622
21 -46.00024 0.90000 1.772499 49.60 0.5521 21.288 -21.359
22 26.14240 4.04203 1.846660 23.78 0.6034 21.985 24.438
23 -96.70044 2.91044 22.088
24 -20.39226 0.90000 1.800999 34.97 0.5863 22.088 -89.160
25 -29.02640 (可変) 23.053
26 -33.53567 0.90000 1.729157 54.68 0.5444 23.727 -29.601
27 62.00299 2.73134 1.846660 23.78 0.6205 25.908 73.336
28 5426.95120 (可変) 26.494
29(絞り) ∞ 1.04258 27.557
30 144.60763 5.80564 1.834807 42.71 0.5642 29.049 38.100
31 -40.31316 0.20000 29.778
32 140.01330 2.90947 1.570989 50.80 0.5588 29.573 116.796
33 -127.51474 0.20000 29.431
34 62.82013 7.44444 1.496999 81.54 0.5374 28.583 43.611
35 -31.93064 1.20000 2.000690 25.46 0.6133 27.614 -30.706
36 1097.65571 0.20000 27.561
37 27.33320 3.43062 1.531717 48.84 0.5630 27.568 130.948
38 42.89669 17.98679 26.842
39 -77.25420 4.44564 1.487490 70.23 0.5300 23.060 306.323
40 -51.93660 20.78154 22.786
41 72.70188 7.72582 1.487490 70.23 0.5300 25.172 30.867
42 -18.39119 0.85000 1.953750 32.32 0.5898 25.094 -21.994
43 -145.10189 2.61020 27.091
44 837.85153 6.19253 2.102050 16.77 0.6721 29.071 32.378
45 -37.66305 0.85000 2.000690 25.46 0.6133 29.817 -29.178
46 136.96902 0.19086 30.863
47 42.04543 7.61002 1.487490 70.23 0.5300 32.756 52.334
48 -61.55333 33.54000 33.050
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 1.16599e+000 A 4= 2.14949e-007 A 6=-3.88534e-011 A 8= 1.50332e-014

第9面
K =-9.49193e+000 A 4= 5.68085e-007 A 6= 2.51185e-010 A 8= 5.19688e-014

第19面
K =-4.37435e+002 A 4= 1.00143e-005 A 6=-1.61464e-008 A 8= 2.99969e-011

各種データ
ズーム比 5.00
広角 中間 望遠
焦点距離 15.00 35.00 75.00
Fナンバー 3.00 3.00 3.00
半画角 46.03 23.96 11.71
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 300.20 300.20 300.20
BF 33.54 33.54 33.54

d18 0.99 21.34 32.89
d25 32.46 9.59 1.98
d28 2.70 5.23 1.28

入射瞳位置 50.74 66.16 86.04
射出瞳位置 -158.40 -158.40 -158.40
前側主点位置 64.57 94.78 131.73
後側主点位置 18.54 -1.46 -41.46

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 32.00 116.42 59.75 30.90
2 19 -18.80 18.79 3.92 -10.58
3 26 -50.00 3.63 -0.04 -2.03
4 29 40.41 91.68 23.49 -102.31
<数値実施例３>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 1169.97001 3.20000 1.772499 49.60 0.5521 96.196 -86.637
2 63.51741 23.65253 81.952
3 -120.65898 2.70000 1.772499 49.60 0.5521 81.536 -153.974
4 12736.29646 0.19644 83.190
5 137.03668 5.93946 1.922860 20.88 0.6282 85.308 253.532
6 318.82080 1.99862 84.987
7 271.65559 14.52319 1.620411 60.29 0.5426 84.829 126.774
8* -109.03750 0.19636 84.334
9 1217.78701 11.61409 1.496999 81.54 0.5374 78.550 168.129
10 -89.71276 2.50000 1.800000 29.84 0.6017 78.057 -155.348
11 -320.04558 7.41270 77.803
12 112.52390 2.50000 1.737999 32.26 0.5899 76.449 -159.641
13 57.21267 18.30702 1.496999 81.54 0.5374 73.743 97.085
14 -280.48528 0.20000 73.551
15 101.84132 9.22993 1.537150 74.81 0.5390 71.243 165.923
16 -709.19180 0.20000 70.430
17 83.33061 5.90316 1.790000 45.50 0.5720 64.795 195.921
18 173.80844 (可変) 63.045
19* 61.54916 1.20000 1.882997 40.76 0.5667 29.211 -28.504
20 17.77319 5.41316 24.205
21 -159.39579 4.20515 1.846660 23.78 0.6034 24.051 32.622
22 -24.02808 0.70000 1.772499 49.60 0.5521 23.552 -36.395
23 -162.83076 2.58431 22.313
24 -23.84544 0.70000 1.729157 54.68 0.5444 22.322 -29.063
25 200.55833 0.16000 24.087
26 58.45160 4.05153 1.654115 39.70 0.5737 25.225 47.356
27 -64.90617 (可変) 25.690
28 -33.60198 0.90000 1.651597 58.55 0.5426 26.193 -40.205
29 122.39841 2.45535 1.808095 22.76 0.6307 28.396 116.449
30 -422.01783 (可変) 28.992
31(絞り) ∞ 1.29499 35.175
32 937.43324 4.48116 1.754998 52.32 0.5476 36.289 74.579
33 -60.07159 0.20000 36.843
34 68.90288 5.17787 1.618000 63.33 0.5441 38.045 80.550
35 -176.59285 0.20000 37.907
36 76.80512 5.15355 1.496999 81.54 0.5374 36.900 95.188
37 -121.35769 1.20000 2.001000 29.13 0.5997 36.351 -94.686
38 451.54241 0.19951 35.813
39 43.80046 10.46440 1.516330 64.14 0.5352 34.809 48.610
40 -54.46084 1.10000 1.772499 49.60 0.5521 32.722 -43.222
41 88.14685 23.84474 31.202
42 49.48699 4.85470 1.487490 70.23 0.5300 25.163 49.788
43 -46.40636 0.19996 25.061
44 28.21280 5.77563 1.487490 70.23 0.5300 23.317 34.245
45 -38.45968 1.00000 2.000690 25.46 0.6133 22.439 -15.479
46 26.68305 2.54412 21.327
47 271.15033 6.98468 1.808095 22.76 0.6307 21.567 19.111
48 -16.36352 1.00000 1.882997 40.76 0.5667 22.077 -17.554
49 339.47363 7.60841 23.513
50 35.22725 4.97126 1.487490 70.23 0.5300 29.657 67.719
51 -529.25312 37.90000 29.720
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 7.46975e-001 A 4= 1.99891e-007 A 6= 6.90199e-011 A 8=-1.88943e-013
A10= 2.85379e-016 A12=-2.31761e-019 A14= 9.51659e-023 A16=-1.55553e-026

第19面
K = 5.13907e+000 A 4= 1.02312e-006 A 6=-1.14340e-008 A 8= 4.59324e-011
A10=-3.79212e-013 A12= 1.38269e-015 A14=-1.51499e-018 A16=-1.86650e-021

各種データ
ズーム比 8.00
広角 中間 望遠
焦点距離 20.00 60.00 160.00
Fナンバー 2.80 2.80 3.60
半画角 37.87 14.53 5.55
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 310.03 310.03 310.03
BF 37.90 37.90 37.90

d18 0.69 30.37 44.35
d27 41.14 7.95 5.96
d30 9.40 12.91 0.93

入射瞳位置 59.82 110.55 190.03
射出瞳位置 -86.03 -86.03 -86.03
前側主点位置 76.59 141.50 143.45
後側主点位置 17.90 -22.10 -122.10

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 52.10 110.27 60.89 19.92
2 19 -21.50 19.01 2.12 -12.13
3 28 -62.00 3.36 -0.27 -2.18
4 31 37.40 88.25 8.75 -74.61
<数値実施例４>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 133.81883 3.00000 1.772499 49.60 0.5521 90.057 -87.880
2 44.73925 23.87215 72.971
3 -167.36766 2.50000 1.772499 49.60 0.5521 72.606 -93.032
4 127.84286 1.91426 72.647
5 102.37636 7.51980 1.922860 20.88 0.6282 74.470 169.653
6 279.42399 1.64636 74.063
7* 150.90630 8.70581 1.620411 60.29 0.5426 74.022 160.132
8 -287.65662 8.66215 73.699
9 164.35762 9.37868 1.595220 67.74 0.5442 73.882 157.795
10 -216.26086 0.20000 73.584
11 134.40933 2.00000 1.882210 23.78 0.6036 69.914 -94.024
12 51.24522 16.88046 1.438750 94.93 0.5343 65.990 98.740
13 -256.15857 0.20000 66.035
14 86.69121 12.31733 1.770000 54.50 0.5550 65.245 73.671
15 -155.91296 (可変) 64.209
16* 42.60200 1.20000 1.834807 42.71 0.5642 31.339 -35.032
17 17.17444 7.78247 25.592
18 -44.84220 0.80000 1.729157 54.68 0.5444 25.316 -33.000
19 52.81240 1.69099 24.142
20 40.60240 3.82252 1.846660 23.78 0.6034 23.802 36.560
21 -129.97366 2.63029 23.556
22 -24.87045 0.90000 1.834807 42.71 0.5642 23.531 -115.791
23 -33.97396 (可変) 24.204
24 -27.10392 0.80000 1.639999 60.08 0.5370 24.578 -35.634
25 149.20046 2.54968 1.808095 22.76 0.6307 26.593 104.102
26 -195.97886 (可変) 27.185
27(絞り) ∞ 1.71552 28.120
28 -466.88719 2.95712 1.772499 49.60 0.5521 29.050 97.620
29 -65.37333 0.20000 29.600
30 264.38094 4.09823 1.589130 61.14 0.5406 30.292 77.252
31 -54.91610 0.20000 30.505
32 72.98468 5.78813 1.516330 64.14 0.5352 30.050 52.941
33 -42.77332 1.20000 2.000690 25.46 0.6133 29.708 -44.919
34 -758.89691 0.91730 29.782
35 29.21503 3.28414 1.516330 64.14 0.5352 29.785 178.749
36 41.03538 23.25738 29.059
37 64.82994 0.90000 1.953750 32.32 0.5898 24.567 -36.795
38 22.72058 6.11702 1.808095 22.76 0.6307 24.367 22.735
39 -89.12908 1.72046 24.427
40 47.08069 5.42141 1.438750 94.93 0.5343 23.755 43.655
41 -31.28624 1.00000 1.805181 25.42 0.6161 23.307 -19.730
42 33.35913 10.29550 23.076
43 35.83585 7.33475 1.487490 70.23 0.5300 29.594 44.835
44 -52.71959 1.20000 1.834000 37.16 0.5775 29.689 -130.968
45 -102.35803 40.04000 30.020
像面 ∞

非球面データ
第7面
K =-1.31886e+001 A 4=-3.33339e-007 A 6=-1.00548e-011 A 8= 1.93377e-014
A10=-5.83498e-017 A12= 1.05163e-019 A14=-7.28030e-023 A16= 1.81611e-026

第16面
K =-6.82246e+000 A 4= 1.53646e-005 A 6=-1.26474e-008 A 8= 3.57838e-011
A10=-2.67322e-013 A12= 2.11682e-015 A14=-7.89376e-018 A16= 1.19021e-020

各種データ
ズーム比 5.00
広角 中間 望遠
焦点距離 19.00 45.00 95.00
Fナンバー 2.70 2.70 2.70
半画角 39.30 19.06 9.30
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 277.64 277.64 277.64
BF 40.04 40.04 40.04

d15 0.70 22.76 34.43
d23 28.12 6.05 3.57
d26 10.20 10.21 1.02

入射瞳位置 56.04 85.75 122.55
射出瞳位置 -103.97 -103.97 -103.97
前側主点位置 72.53 116.69 154.88
後側主点位置 21.04 -4.96 -54.96

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 45.00 98.80 57.31 21.16
2 16 -24.80 18.83 2.46 -13.14
3 24 -55.00 3.35 -0.46 -2.37
4 27 40.26 77.61 19.72 -65.31
<数値実施例５>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 194.96209 3.00000 1.772499 49.60 0.5521 88.491 -88.490
2 50.45050 23.69287 0.00 73.351
3 -101.22704 2.50000 1.772499 49.60 0.5521 72.885 -111.690
4 610.40944 0.19704 0.00 74.054
5 112.46576 6.06429 1.922860 18.90 0.6495 75.732 194.404
6 287.65098 4.86350 0.00 75.347
7 -1837.00765 7.27013 1.651597 58.55 0.5426 75.086 230.062
8 -139.33725 0.20000 0.00 74.929
9 -472.70380 4.65675 1.595220 67.74 0.5442 72.970 424.413
10 -165.62101 8.66201 0.00 72.465
11 -192.35145 6.46656 1.537150 74.81 0.5390 66.913 268.083
12 -83.47137 0.99766 0.00 66.556
13 -78.26046 2.50000 1.800000 29.84 0.6017 66.067 -270.007
14 -123.92169 0.20000 0.00 67.015
15 144.80685 2.00000 1.846660 23.78 0.6034 66.705 -142.303
16 65.69817 13.00429 1.496999 81.54 0.5374 65.115 106.901
17 -263.45069 0.20000 0.00 65.049
18 131.23177 9.46925 1.496999 81.54 0.5374 64.015 146.867
19 -161.59164 0.20000 0.00 63.356
20 61.37933 6.25108 1.730000 49.00 0.5575 56.603 136.191
21 152.31744 (可変) 0.00 55.097
22* 123.35380 1.20000 1.882997 40.76 0.5667 32.089 -28.857
23 21.12344 6.38054 0.00 26.928
24 -167.62168 4.33940 1.846660 23.78 0.6034 26.240 54.777
25 -37.04472 0.80000 1.772499 49.60 0.5521 25.538 -98.748
26 -72.37210 (可変) 0.00 24.901
27 -25.91341 0.80000 1.834807 42.71 0.5642 24.536 -28.139
28 270.81861 0.16000 0.00 24.869
29 87.77809 3.31174 1.846660 23.78 0.6034 25.043 51.048
30 -85.31340 (可変) 0.00 25.023
31 -31.89775 0.90000 1.696797 55.53 0.5433 25.027 -34.635
32 102.09398 2.46844 1.808095 22.76 0.6307 27.236 92.767
33 -290.19380 (可変) 0.00 27.788
34(絞り) ∞ 1.28219 0.00 32.549
35 ∞ 5.00427 1.816000 46.62 0.5568 33.538 57.344
36 -47.02989 0.20000 0.00 34.253
37 121.66426 4.00000 1.589130 61.14 0.5406 34.746 118.312
38 -162.68134 0.20000 0.00 34.670
39 53.21128 7.67575 1.496999 81.54 0.5374 33.912 52.816
40 -49.60645 1.20000 1.846660 23.78 0.6205 33.197 -43.964
41 156.92657 0.19575 0.00 32.533
42 24.49279 7.89416 1.518229 58.90 0.5456 32.141 61.163
43 94.58401 1.10000 1.772499 49.60 0.5521 30.289 -78.875
44 36.97714 21.17659 0.00 28.740
45 55.51715 6.46969 1.805181 25.42 0.6161 22.663 21.616
46 -24.35459 0.90000 1.882997 40.76 0.5667 22.365 -19.627
47 62.39214 8.45794 0.00 22.051
48 118.59896 6.86089 1.438750 94.93 0.5343 23.601 34.489
49 -17.08788 1.00000 2.003300 28.27 0.5980 23.707 -26.491
50 -48.53765 7.21499 0.00 25.917
51 55.89004 6.66022 1.487490 70.23 0.5300 32.106 59.353
52 -58.04968 39.99000 0.00 32.395
像面 ∞

非球面データ
第22面
K = 3.15185e+001 A 4= 3.02637e-006 A 6=-5.86837e-009 A 8=-4.69891e-012

各種データ
ズーム比 6.50
広角 中間 望遠
焦点距離 18.50 45.00 120.25
Fナンバー 2.80 2.80 3.43
半画角 40.05 19.06 7.37
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 300.07 300.07 300.07
BF 39.99 39.99 39.99

d21 0.68 25.34 41.04
d26 2.39 4.03 4.61
d30 39.84 10.82 3.22
d33 6.92 9.65 0.98

入射瞳位置 54.12 84.17 136.89
射出瞳位置 -165.72 -165.72 -165.72
前側主点位置 70.96 119.33 186.85
後側主点位置 21.49 -5.01 -80.26

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 46.00 102.40 59.41 25.26
2 22 -42.00 12.72 -2.77 -13.83
3 27 -67.00 4.27 -1.89 -4.39
4 31 -56.00 3.37 -0.33 -2.23
5 34 46.94 87.49 26.91 -102.68
Figure 2015094864
Ｕ１ 第１レンズ群
Ｕ２ 第２レンズ群
Ｕ３ 第３レンズ群
Ｕ４ 第４レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｉ 像面

Claims (7)

  1. 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、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、最も像側にあり、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第Ｎレンズ群を有するズームレンズにおいて、
    該第Ｎレンズ群は、第Ｎ１レンズ群と、マクロ撮影又はフランジバック調整のために光軸方向に可動の第Ｎ２レンズ群から構成され、無限遠に合焦している状態で無限遠より軸上光束が入射する際の、該第Ｎレンズ群の広角端における横倍率及び該第Ｎ２レンズ群の広角端における横倍率をそれぞれ、βｎｗ及びβｎ２としたとき、
    −２．７０＜βｎｗ＜−１．４５
    ０＜βｎ２＜０．７５
    を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第Ｎ１レンズ群の焦点距離をｆｎ１、前記第Ｎ２レンズ群の焦点距離をｆｎ２としたとき、
    ０＜ｆｎ１／ｆｎ２＜０．４５
    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。
  3. 前記第Ｎ１レンズ群の最も像側のレンズは凸レンズまたは接合レンズであり、前記第Ｎ１レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離をｆｎ１１としたとき、
    ｜ｆｎ１／ｆｎ１１｜＜０．３
    を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
  4. 前記第Ｎ２レンズ群に含まれる凸レンズのうち、ｄ線基準のアッベ数が最も小さい第１凸レンズの部分分散比をθ２としたとき、
    ０．５８＜θ２＜０．７０
    を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    但し、部分分散比θは、ｇ線における屈折率をＮｇ、Ｆ線における屈折率をＮＦ、Ｃ線における屈折率をＮＣとしたとき、
    θ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
    で表され、ｄ線基準のアッベ数νｄは、ｄ線における屈折率をＮｄ、Ｃ線における屈折率をＮＣ、Ｆ線における屈折率をＮＦとしたとき、
    νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
    で表される。
  5. 前記第Ｎ２レンズ群に含まれる凸レンズのうち、ｄ線基準のアッベ数が最も小さい第１凸レンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ２、該第１凸レンズ以外の凸レンズのｄ線基準の平均アッベ数をνｄ２ａとしたとき、
    １５＜νｄ２＜３０
    ６５＜νｄ２ａ＜８５
    を満たす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。
    但し、ｄ線基準のアッベ数νｄは、Ｆ線における屈折率をＮＦ、ｄ線における屈折率をＮｄ、Ｃ線における屈折率をＮＣとしたとき、
    νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
    で表される。
  6. 前記第１レンズ群は、焦点調整のためには移動しない負の屈折力の第１１レンズ群、無限遠側から至近側への焦点調整に際して像側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群、正の屈折力の第１３レンズ群から構成され、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記ズームレンズの広角端における焦点距離をｆｗ、該第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１、該第１３レンズ群の焦点距離をｆ１３としたとき、
    １．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．５
    −１．５＜ｆ１１／ｆ１＜−０．９
    −１．５＜ｆ１３／ｆ１１＜−０．９
    を満たす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. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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