JP2016048316A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト、高ズーム比で、特に軸上色収差のズーム変動を良好に補正し、広角端から望遠端における全ズーム範囲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。【解決手段】物体側から順に、変倍中固定の正の屈折力の第１レンズ群、変倍に伴い光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、変倍に伴い光軸方向に移動する正の屈折力の第３レンズ群、変倍に伴い光軸方向に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する負の屈折力の第４レンズ群、変倍中固定の開口絞り、変倍中固定の正の屈折力の第５レンズ群から構成されるズームレンズにおいて、広角端からズーム中間における第２・第３レンズ群の移動量を適切に設定するとともに、第２レンズ群以降の拡大率、第２・３レンズ群のレンズ構成、及び構成レンズの材料のアッべ数と部分分散比、及び屈折力等の条件を適切に設定したこと。【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、放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。

近年、テレビカメラ、銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、広角化、高ズーム比でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。

大口径比、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として４つのレンズ群より成るポジティブリード型の４群ズームレンズが知られている。

この４群ズームレンズは、物体側から像側へ順に合焦用レンズ群を含む正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群、変倍に伴う像面変動を補正するための負の屈折力の第３レンズ群、結像用の正の屈折力の第４レンズ群より成っている。

この４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群に異常分散性の材料より成るレンズを用いて色収差を補正したズーム比２１倍程度の高ズーム比の４群ズームレンズが知られている（特許文献１）。

また、広角化、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として５つのレンズ群より成るポジティブリード型の５群ズームレンズが知られている。このポジティブリード型のズームレンズで、バリエータとコンペンセータの機能を持つ変倍レンズ群を３つの可動レンズ群で構成し、ズーミングに際して互いに異なる軌跡で移動したテレビカメラに好適な5群ズームレンズが知られている（特許文献２）。

特許文献２では、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、変倍用の正の屈折力の第３レンズ群、像面補正用の負の屈折力の第４レンズ群、そして結像用の正の屈折力の第５レンズ群で構成されるズームレンズが提案されている。特許文献２では、変倍用の第２、第３レンズ群の屈折力や変倍に伴う移動軌跡、特に広角端から中間のズーム位置に至るズーム範囲における移動軌跡等を適切に設定することで特に第１レンズ群の小型、軽量化を達成している。

特開２００９−３７０３６号公報 特開２０１１−８１０６５号公報

前述の構成のポジティブリード型の５群ズームレンズにおいて高ズーム比を達成しようとした場合、諸収差の変動が大きくなり、全ズーム領域で高い光学性能を得るのが難しくなってくる。特に、軸上色収差、倍率色収差ともにズーム変動が増大する。また高い光学性能を得るためには一次の色収差のみならず、二次スペクトルの補正を良好に行なうことが重要になる。

前述の構成の５群ズームレンズにおいて、広画角、高ズーム比でありながら、色収差を良好に補正し高い光学性能を得るには、変倍群である第２、３レンズ群の屈折力、変倍に伴う移動軌跡、レンズ群内の硝材選択及び構成を適切に設定することが重要である。

本発明は、高ズーム比で、特に軸上色収差のズーム変動を良好に補正し、広角端から望遠端における全ズーム範囲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、物体側から順に、ズーミングのためには不動で合焦機能を有する正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群、変倍用の正の屈折力の第３レンズ群、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第４レンズ群、ズーミングに際して不動の開口絞り、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群から構成されるズームレンズにおいて、前記第１、第２、第３レンズ群の焦点距離をｆ１、ｆ２、ｆ３とし、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３とし、
前記第２レンズ群は３枚又は４枚のレンズより構成され、
前記第２レンズ群の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズには、少なくとも１つの正レンズと負レンズが含まれており、前記第２レンズ群の正レンズの屈折力の合計値をφ２ｐ、正レンズと負レンズの平均部分分散比を各々θ２ｐ、θ２ｎ、正レンズと負レンズの平均アッべ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとし、
広角端における全系の焦点距離をｆＷ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、ズーム比をＺとし、中間のズーム位置の焦点距離ｆＭを
ｆＭ＝ｆＷ×√Ｚ
とし、広角端から焦点距離ｆＭまでのズーム範囲のうち、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が最大となるときの前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の広角端からの移動量をそれぞれＭ２、Ｍ３とするとき、
１．０１＜Ｍ３／Ｍ２＜３．００ ・・・（１）
２．５＜ｆＴ／ｆ１＜３．５ ・・・（２）
（θ２ｐ−θ２ｎ）／（ν２ｐ−ν２ｎ） ＜ −３．６×１０−３ ・・・（３）
−１．１＜φ２ｐ×ｆ２３＜−０．２ ・・・（４）
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、コンパクト、高ズーム比で、広角端から望遠端までの全ズーム範囲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が得られる。

本発明の実施例１（数値実施例１）であるズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 数値実施例１の物体距離無限遠での広角端における縦収差図である。 数値実施例１の物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離１０．１２ｍｍにおける縦収差図である。 数値実施例１の物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。 本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 数値実施例２の物体距離無限遠での広角端における縦収差図である。 数値実施例２の物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離９．７５ｍｍにおける縦収差図である。 数値実施例２の物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。 本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 数値実施例３の物体距離無限遠での広角端における縦収差図である。 数値実施例３の物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離１０．６６ｍｍにおける縦収差図である。 数値実施例３の物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。 本発明の実施例４（数値実施例４）であるズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 数値実施例４の物体距離無限遠での広角端における縦収差図である。 数値実施例４の物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離９．６１ｍｍにおける縦収差図である。 数値実施例４の物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。 本発明の実施例５（数値実施例５）であるズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 数値実施例５の物体距離無限遠での広角端における縦収差図である。 数値実施例５の物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離１０．０８ｍｍにおける縦収差図である。 数値実施例５の物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。 本発明の実施例６（数値実施例６）であるズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 数値実施例６の物体距離無限遠での広角端における縦収差図である。 数値実施例６の物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離９．６３ｍｍにおける縦収差図である。 数値実施例６の物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。 （Ａ）、（Ｂ）は間隔Ｌ２を広角端のズーム位置から一定にした場合と、拡大した場合のズーム中間領域におけるズームレンズの近軸屈折力配置を示す。 本発明の撮像装置の要部概略図である。 （Ａ）、（Ｂ）は正の屈折力、負の屈折力のレンズ群による軸上色収差の２色の色消しと二次スペクトル残存に関する模式図である。 一般的な硝子材料のアッベ数νｄと部分分散比θｇFの分布の模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明において５群ズームレンズの広角端、ズーム中間、望遠端の近軸追跡の模式図を示す。

以下、各実施例の特徴について説明する。本発明の実施例のズームレンズは、物体側から順に、ズーミングのためには不動で合焦機能を有する正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２、変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。更に、変倍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、ズーミングに際して不動の開口絞り、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群Ｕ５を有している。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。Ｕ１は変倍中固定の正の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群は合焦用レンズ群が含まれている。Ｕ２、Ｕ３はそれぞれ広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）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、正の屈折力の第３レンズ群（バリエーターレンズ群）である。

Ｕ４は第２レンズ群Ｕ２、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、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第４群（コンペンセーターレンズ群）である。ＳＰはズーミングに際して不動の開口絞りであり、第４レンズ群Ｕ４の像側に配置されている。Ｕ５はズーミングに際して不動の正の屈折力の第５群（リレーレンズ群）である。Ｐは色分解プリズムや光学フィルターであり、硝子ブロックとして示している。ＩＰは像面であり、固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。これらは以下の各実施例において、全て同じである。

次に、数値実施例１の各レンズ群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズは物体側より像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｕ１は負レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズ３枚より成っている。第２レンズ群Ｕ２は負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズで成っている。第３レンズ群Ｕ３は正レンズ１枚で成っている。第４レンズ群Ｕ４は負レンズと正レンズの接合レンズで成っている。

第５レンズ群Ｕ５は正レンズ２枚、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで成っている。前述したレンズ構成は、実施例５を除く以下の各実施例において、全て同じである。実施例５では第１、３〜５レンズ群は前述したレンズ構成と全て同じであるが、第２レンズ群Ｕ２が負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズで成っている。

実施例１は、ズーム比２３．５倍のズームレンズである。ここで、図２Ａは実施例１の物体距離無限遠での広角端における縦収差図、図２Ｂは物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離１０．１２ｍｍにおける縦収差図である。また、図２Ｃは物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。

収差図において、球面収差はe線とg線とＣ線とＦ線によって表されている。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ΔＭ）とｅ線のサジタル像面（ΔＳ）によって表されている。倍率色収差はｇ線とＣ線とＦ線によって表されている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。

すべての収差図において、球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。尚、広角端と望遠端は変倍用の第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例２はズーム比２３．５倍のズームレンズである。図４Ａは実施例２の物体距離無限遠での広角端における縦収差図、図４Ｂは物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離９．７５ｍｍにおける縦収差図である。また、図４Ｃは物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例３はズーム比２３．５倍のズームレンズである。図６Ａは、実施例３の物体距離無限遠での広角端における縦収差図、図６Ｂは物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離１０．６６ｍｍにおける縦収差図である。また、図６Ｃは物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。

図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例４はズーム比２７．０倍のズームレンズである。図８Ａは、実施例４の物体距離無限遠での広角端における縦収差図、図８Ｂは物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離９．６１ｍｍにおける縦収差図である。また、図８Ｃは物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。

図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例５はズーム比２７．０倍のズームレンズである。図１０Ａは、実施例５の物体距離無限遠での広角端における縦収差図、図１０Ｂは物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離１０．０８ｍｍにおける縦収差図である。また、図１０Ｃは物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。

図１１は本発明の実施例６のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例６はズーム比２２．２倍のズームレンズである。図１２Ａは、実施例６の物体距離無限遠での広角端における縦収差図、図１２Ｂは物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が最大となる焦点距離９．６３ｍｍにおける縦収差図である。また、図１２Ｃは物体距離無限遠での望遠端における縦収差図である。

実施例２、４〜６の第３レンズ群Ｕ２の正レンズは、物体側の面に周辺部にいくにしたがって正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有している。

各実施例では、第２レンズ群Ｕ２のレンズ構成を前述の如く特定し、かつ条件式（１）〜（４）を満足している。これにより高ズーム比で、第１レンズ群Ｕ１のレンズ有効径が小さく、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり特に軸上色収差を良好に補正している。

図１３（Ａ）、（Ｂ）は間隔Ｌ２を広角端のズーム位置から一定にした場合と、拡大した場合のズーム中間領域におけるズームレンズの近軸屈折力配置を示している。各実施例の第３レンズ群Ｕ３は、正の横倍率を有するため、撮像面側に移動することで全系の焦点距離を拡大し、物体側に移動することで全系の焦点距離を縮小する。

よって、広角端においては、第３レンズ群は物体側に移動し、全系の焦点距離を縮小するため、レンズ全系の広画角化に対し有利な構成となっている。また、焦点距離ｆＷ〜焦点距離ｆＭのズーム中間領域においては、第３レンズ群Ｕ３は撮像面側に移動し、全系の焦点距離を拡大する。

そのため、第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２の間隔Ｌ１を短く保ちながら、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２を拡大することで、全系の焦点距離を拡大している。従って、各実施例においては焦点距離ｆＷ〜焦点距離ｆＭのズーム中間領域において、間隔Ｌ２を広角端から一定にした場合と比較して、間隔Ｌ１を短く保つことができる。これにより、第１レンズ群Ｕ１の軸外光線の入射高の高さを下げ、第１レンズ群Ｕ１のレンズ径を縮小している。

本発明の実施例のズームレンズは、物体側から順に、ズーミングのためには不動で合焦機能を有する正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群、変倍用の正の屈折力の第３レンズ群、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第４レンズ群、ズーミングに際して不動の開口絞り、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群から構成されるズームレンズである。そして、前記第１、第２、第３レンズ群の焦点距離をｆ１、ｆ２、ｆ３とし、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３とする。前記第２レンズ群は３枚又は４枚のレンズより構成され、前記第２レンズ群の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズには、少なくとも１つの正レンズと負レンズが含まれている。そして、前記第２レンズ群の正レンズの屈折力の合計値をφ２ｐ、正レンズと負レンズの平均部分分散比を各々θ２ｐ、θ２ｎ、正レンズと負レンズの平均アッべ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとし、
広角端における全系の焦点距離をｆＷ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、ズーム比をＺとし、中間のズーム位置の焦点距離ｆＭを
ｆＭ＝ｆＷ×√Ｚ
とし、広角端から焦点距離ｆＭまでのズーム範囲のうち、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が最大となるときの前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の広角端からの移動量をそれぞれＭ２、Ｍ３とする。このとき、以下の（１）乃至（４）の条件を満足する。

１．０１＜Ｍ３／Ｍ２＜３．００ ・・・（１）
２．５＜ｆＴ／ｆ１＜３．５ ・・・（２）
（θ２ｐ−θ２ｎ）／（ν２ｐ−ν２ｎ） ＜ −３．６×１０−３ ・・・（３）
−１．１＜φ２ｐ×ｆ２３＜−０．２ ・・・（４）
条件式（１）は広角端から望遠端にズーミングする際の第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の移動量を規定している。間隔Ｌ２をズーム中間領域、特に焦点距離ｆＷ〜焦点距離ｆＭにおいて拡大させることにより、第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２の間隔の拡大を抑制しつつ、第３レンズ群Ｕ３において焦点距離を増大させている。これにより、ズーム中間領域における第１レンズ群Ｕ１への軸外光線の入射高の高さを抑制し、第１レンズ群Ｕ１の小型、軽量化を達成している。

条件式（１）の上限を上回ると、ズーム中間領域において第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔が大きくなり、第３レンズ群Ｕ３の軸上光線の入射高の高さが増大する。このため、ズーム中間領域における球面収差、コマ収差等の変動が増大し、良好な光学性能を達成するのが困難となる。

条件式（１）の下限を下回るとズーム中間領域における第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔が縮小し、第１レンズ群Ｕ１の軸外光線の入射高を抑制する効果が小さくなり、第１レンズ群Ｕ１の小型、軽量化が困難になる。

更に好ましくは条件式（１）を次の如く設定するのが良い。

１．０１＜Ｍ３／Ｍ２＜２．４０ ・・・（１ａ）
条件式（２）は第１レンズ群Ｕ１の無限遠に合焦しているときの焦点距離と望遠端における全系の焦点距離の比を規定することにより、高倍率化と高性能化の両立のための条件を規定している。条件式（２）の上限を超えると、望遠端において第１レンズ群Ｕ１で発生する球面収差、軸上色収差等の変倍群による拡大率が増大し、高性能化が困難となってくる。条件式（２）の下限を超えると、変倍に伴う第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３移動量が増大し、レンズ全系が大型化してしまう。

更に好ましくは条件式（２）を次の如く設定するのが良い。

２．５＜ｆＴ/ｆ１＜３．１ ・・・(２ａ)
ここで、本実施例で用いている光学素子（レンズ）の材料の部分分散比とアッべ数は次の通りである。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）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。

アッべ数νｄとg線とＦ線に関する部分分散比θｇＦは以下の通りに与えられる。

νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（５）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（６）
ここで、軸上近軸光線及び瞳近軸光線は、次のように定義される光線である。軸上近軸光線は、光学系全系の広角端の焦点距離を１に規格化し、光学系に光軸と平行に、入射高を１として入射させた近軸光線である。瞳近軸光線は、光学系全系の広角端の焦点距離を１に規格化し、撮像面の最大像高に入射する光線の内、光学系の入射瞳と光軸との交点を通過する近軸光線である。物体は光学系の左側にあるものとし、物体側から光学系に入射する光線は左から右へ進むものとする。

図１６に示すように、現存する光学材料はνｄに対し部分分散比θｇＦが狭い範囲に分布しており、νｄが小さいほどθｇＦが大きい傾向を持っている。所定の屈折力Φで、正の屈折力Φｐ、負の屈折力Φｎ、アッベ数νｐ、νｎ、軸上近軸光線の入射高ｈ、瞳近軸光線の入射高Ｈ、の２枚のレンズＧｐ、Ｇｎで構成される薄肉密着系の軸上色収差係数Ｌ、倍率色収差係数Ｔは、
Ｌ＝ｈ×ｈ×（Φｐ／νｐ＋Φｎ／νｎ） ・・・（７）
Ｔ＝ｈ×Ｈ×（Φｐ／νｐ＋Φｎ／νｎ） ・・・（８）
であらわされる。ここで、
Φ＝Φｐ＋Φｎ ・・・（９）
とする。

式（７）及び式（８）の各レンズの屈折力は、式（９）がΦ＝１となるように規格化されている。３枚以上で構成される場合も同様に考えることができる。式（７）及び式（８）において、Ｌ＝０及びＴ＝０とするとＣ線−Ｆ線の軸上及び像面上での結像位置が合致する。特に高倍率のズームレンズでは、変倍に伴う色収差変動を抑制するために、各レンズ群の色収差、すなわちＬ及びＴが概ねゼロ近傍となるように補正される。

この時、物体距離を無限遠として光束を入射した場合のＦ線に対するｇ線の軸上色収差のずれ量及び倍率色収差のずれ量を、それぞれ軸上色収差の二次スペクトル量Δｓ、倍率色収差の二次スペクトル量Δｙとして定義すると、
Δｓ＝−ｈ×ｈ×（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）×ｆ ・・・（１０）
Δｙ＝−ｈ×Ｈ×（θｐ−θｎ）／（νｐ−νｎ）×Ｙ ・・・（１１）
であらわされる。ここで、ｆはレンズ全系の焦点距離、Ｙは像高とする。

図１６において、正の屈折力のレンズ群Ｌｐでの色消しでは正レンズＧｐとしてアッベ数νｐの大きな材料、負レンズＧｎとしてνｎの小さな材料を用いる。従って式（１０）より、正レンズＧｐはθｐが小さく、負レンズＧｎはθｎが大きくなり、Ｆ線とＣ線で色収差を補正した場合、図１５（Ａ）に示すように軸上ではｇ線の結像点が像側に移動する。

図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明において５群ズームレンズの広角端、ズーム中間、望遠端の近軸追跡の模式図を示す。第１〜５レンズ群の軸上近軸光線の入射高をｈ１〜ｈ５、瞳近軸光線の入射高をＨ１〜Ｈ５とする。第１〜５レンズ群の屈折力をΦ１〜Φ５とする。物体側から順に、第１レンズ群から第５レンズ群までの各レンズ群間の間隔をＬ１〜Ｌ４とする。二次スペクトル量Δｓ及びΔｙは、図１７（Ｃ）に示すように望遠側において軸上近軸光線の入射高が高い位置を通る本実施例の第１レンズ群Ｕ１で顕著に発生する。

図１６において、負の屈折力のレンズ群Ｌｎでの色消しでは正レンズＧ１としてアッベ数ν１の小さな材料、負レンズＧ２としてν２の大きな材料を用いる。従って式（１０）より、正レンズＧ１はθ１が大きく、負レンズＧ２はθ２が小さくなり、Ｆ線とＣ線で色収差を補正した場合、図１５（Ｂ）に示すように軸上ではｇ線の結像点が物体側に移動する。図１７（Ｃ）に示すように、この現象は本実施例の５群ズームレンズでは負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２で発生する。

したがって、第２レンズ群Ｕ２で発生する軸上色収差の二次スペクトル量の絶対値を増大させることにより、第１レンズ群Ｕ１で発生した軸上色収差の二次スペクトル量を効果的に補正できる。

更なる高倍率化を達成するためには、特に望遠端の軸上色収差を良好に補正することが必要である。第２レンズ群Ｕ２の正レンズにνｄがより小さい材料を用いて、適切な屈折力で配置することで、望遠端の一次の色消しを良好に行うことができる。

更に、第２レンズ群Ｕ２の正レンズにθｇＦが大きな材料、負レンズにθｇＦが小さな材料を用いて、適切な屈折力で配置することで、望遠端の軸上色収差の二次スペクトルを良好に補正することができる。

条件式（３）〜（４）は、以上を考慮して全ズーム範囲に渡り軸上色収差をより効果的に補正できる第２レンズ群Ｕ２内の正レンズ及び負レンズの材料のアッべ数と部分分散比、及び屈折力を適切に設定したものである。条件式（３）は、第２レンズ群Ｕ２内の正レンズ及び負レンズの材料のアッべ数と部分分散比を規定したものである。条件式（３）の上限を超えると、式（１０）より第２レンズ群Ｕ２内での二次スペクトル補正効果が不足してしまい、望遠端の軸上色収差を良好に補正することが困難となる。

更に好ましくは条件式（２）を次の如く設定するのが良い。
−８．０×１０−３＜（θ２ｐ−θ２ｎ）／（ν２ｐ−ν２ｎ）
＜ −３．６×１０−３・・(３ａ)
条件式（３ａ）の下限を超えると、第２レンズ群Ｕ２内の正レンズと負レンズのアッべ数の差が小さくなり過ぎるため各レンズの屈折力が大きくなり、高次の諸収差が発生するため収差補正や一次の色消しが困難となる。

ここで、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離ｆ２３は、

で求まる。

条件式（４）は、第２レンズ群Ｕ２内の正レンズの屈折力の合計値を規定したものである。条件式（４）の上限を超えると、第２レンズ群Ｕ２内の各レンズの屈折力が大きくなり、高次の諸収差が大きく発生し、収差補正が困難となる。条件式（４）の下限を超えると、第２レンズ群Ｕ２内の各レンズの屈折力が小さくなり、第２レンズ群Ｕ２内での二次スペクトルの補正効果が不足するため望遠端の軸上色収差を良好に補正することが困難となる。

更に好ましくは条件式（４）を次の如く設定するのが良い。
−０．９５＜φ２ｐ×ｆ２３＜−０．４ ・・・（４ａ）
ここで本実施形態の５群ズームレンズにおいては、図１７（Ｂ）に示すように第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２が広がるズーム中間領域で、間隔Ｌ２がズームで一定の場合に比べて第３レンズ群Ｕ３を通る軸上光線の光軸からの高さがより高くなる。

よって、ズーム中間領域において、特に広角端に対して一次の軸上色収差が補正過剰になるため、軸上色収差を良好に補正するには、第３レンズ群Ｕ３の正レンズにνｄが適切な材料を用いて配置する必要がある。

各実施例において、更に好ましくは
１．８＜ ν３ｐ／ν２ｐ＜７．０ ・・・(１２)
なる条件を満たすのが良い。

条件式（１２）は、第２レンズ群Ｕ２を構成する正レンズの平均アッべ数と第３レンズ群Ｕ３を構成する正レンズの平均アッべ数の比を規定している。条件式（１２）の上限を超えると、第２レンズ群Ｕ２内の各レンズの屈折力が小さくなり、第２レンズ群Ｕ２内での二次スペクトルの補正効果が不足するため望遠端の軸上色収差の二次スペクトルを良好に補正することが困難となる。

条件式（１２）の下限を超えると、第２レンズ群Ｕ２内の各レンズの屈折力が大きくなり過ぎるため、高次の諸収差が発生し、収差補正が困難となる。また、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２が広がるズーム中間領域において、短波長側の軸上光線の結像位置が物体側にずれる軸上色収差が第３レンズ群Ｕ３で大きく発生するため、一次の軸上色収差が補正過剰になる。

更に好ましくは条件式（１２）を次の如く設定するのが良い。

２．０＜ ν３ｐ／ν２ｐ＜６．０ ・・・(１２ａ)
各実施例において、更に好ましくは
２．５＜｜ ｆ３／ｆ２３｜＜９．０ ・・・(１３)
なる条件を満たすのが良い。

条件式（１３）は、第３レンズ群Ｕ３の焦点距離ｆ３と第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の合成焦点距離ｆ２３の比を規定している。条件式（１３）の上限を超えると、第３レンズ群Ｕ３の屈折力が小さくなるため、ズーム中間領域における第３レンズ群Ｕ３による焦点距離の増大効果が縮小し、第１レンズ群Ｕ１の小型、軽量化を達成することが困難となる。条件式（１３）の下限を超えると、第３レンズ群Ｕ３の屈折力が大きくなり、ズーム中間領域における球面収差、コマ収差等が増大し、良好な光学性能を得るのが困難となる。

更に好ましくは条件式（１３）を次の如く設定するのが良い。

３．０＜｜ ｆ３／ｆ２３｜＜８．０ ・・・(１３ａ)
ここで、本実施形態の５群ズームレンズにおいては、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔Ｌ２が広がるズーム中間領域において、間隔Ｌ２がズームで一定の場合に比べて第３レンズ群Ｕ３を通る軸外光線の光軸からの高さがより低くなる。よって、ズーム中間領域において、特に非点収差が広角端に対してより像側へ発生する。従って、高ズーム比で、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり、特に球面収差と像面の良好なバランスを保つが困難となる。

本実施形態の５群ズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｕ３を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面に非球面を用いることが好ましい。このとき非球面は、レンズの周辺部にいくにしたがって正の屈折力が弱くなる形状となることが望ましい。実施例２、４〜６の第３レンズ群Ｕ３の正レンズは、物体側の面に周辺部にいくにしたがって正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有している。第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔が広がるズーム中間領域において特に広角端に対する非点収差を補正することで、高ズーム比で、広角端から望遠端における全ズーム範囲にわたり、特に球面収差と像面のバランスを良好に保っている。

次に各実施例のズームレンズのレンズ構成の特徴のうち、前述した以外の特徴について説明する。表１に実施例１〜６の各条件式の対応値を示す。数値実施例１〜６は条件式（１）〜（４）、（１２）及び（１３）の何れの条件式も満足しており、第１レンズ群Ｕ１のレンズ有効径を縮小するとともに、高ズーム比で、全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。

実施例５では第２レンズ群では負レンズを３枚配置し、正レンズにより大きな屈折力を持たせることで、第２レンズ群に負レンズを２枚配置した実施例４に比べて特に望遠端の軸上色収差の二次スペクトルをより効果的に補正している。又、実施例５では第３レンズ群の正レンズにνｄがより大きな材料を用い、第３レンズ群のズーム中間領域の移動量を増やすことで、広角端からズーム中間領域の軸上色収差を良好に補正すると共に第１レンズ群Ｕ１のレンズ有効径を実施例４よりも縮小している。

図１４を用いて、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）の概要を説明する。図１４は本発明の撮像装置の要部概略図である。図１４において１０１は実施例１〜６のいずれか１つのズームレンズである。１２４はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ１２４に対して着脱可能になっている。１２５はカメラ１２４にズームレンズ１０１を装着することにより構成される撮像装置である。

ズームレンズ１０１は第１レンズ群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は変倍の為に光軸上を移動する第２レンズ群、第３レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動する第４レンズ群が含まれている。

ＳＰは開口絞りである。第５レンズ群Ｒは光路中より挿抜可能なレンズユニット（変倍光学系）ＩＥを有している。レンズユニットＩＥはズームレンズ１０１の全系の焦点距離範囲を変移している。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及び開口絞り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、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為のエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。

カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルタや色分解プリズムに相当するガラスブロック、１１０はズームレンズ１０１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。また、１１１、１２２はカメラ１２４及びズームレンズ本体１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。

このように本発明の各実施例のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

以下の各数値実施例において、ｒは物体側より各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ＮとνとθgFは各光学部材の屈折率とアッベ数と部分分散比である。最後の３つの面は、フィルター等のガラスブロックである。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２を各々非球面係数としたとし次式で表す。

で表される。又、例えば「ｅ−Ｚ」は「×１０^−Ｚ」を意味する。＊印は非球面であることを示している。 以下、数値実施例を示すが、焦点距離の値をｍｍ単位で表したときの値である。

＜数値実施例１＞
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -223.594 2.30 1.80100 35.0 0.5863 79.14 -212.59
2 738.356 2.43 77.65
3 -3617.160 2.30 1.72825 28.5 0.6077 77.46 -145.06
4 109.776 14.50 1.43875 94.9 0.5343 76.70 145.01
5 -146.087 0.40 76.84
6 204.113 7.08 1.45600 90.3 0.5340 75.37 276.55
7 -328.648 6.32 75.04
8 109.156 7.70 1.72916 54.7 0.5444 71.12 143.16
9 -2570.826 0.15 70.29
10 66.852 5.75 1.77250 49.6 0.5521 64.29 160.25
11 139.098 (可変) 63.43
12* 97.100 1.00 1.88300 40.8 0.5667 24.81 -16.21
13 12.480 5.68 19.28
14 -49.180 6.49 1.94087 17.4 0.6775 19.21 15.65
15 -12.183 0.75 2.00330 28.3 0.5980 19.22 -10.83
16 111.639 (可変) 19.65
17 28.205 3.58 1.48749 70.2 0.5300 20.18 44.96
18 -95.698 (可変) 20.14
19 -28.677 0.75 1.74320 49.3 0.5530 19.79 -22.52
20 41.100 2.60 1.84666 23.8 0.6205 21.55 47.42
21 -2900.422 (可変) 21.99
22(絞り) ∞ 1.30 27.88
23 1166.927 4.98 1.65844 50.9 0.5561 28.90 50.74
24 -34.504 0.15 29.55
25 186.082 2.39 1.53172 48.8 0.5630 29.87 211.25
26 -285.593 0.15 29.86
27 57.734 6.94 1.51633 64.1 0.5352 29.71 41.16
28 -32.440 1.00 1.83481 42.7 0.5642 29.38 -37.84
29 1545.497 36.60 29.38
30 52.242 5.50 1.48749 70.2 0.5300 30.05 58.34
31 -60.716 0.91 29.79
32 -768.731 1.00 1.83481 42.7 0.5642 28.32 -25.82
33 22.320 7.24 1.48749 70.2 0.5300 26.90 35.98
34 -74.311 0.15 27.12
35 66.831 6.73 1.43875 94.9 0.5343 27.24 48.70
36 -30.552 1.00 1.88300 40.8 0.5667 27.04 -29.15
37 172.406 0.34 27.79
38 52.389 6.43 1.57501 41.5 0.5766 28.60 39.83
39 -39.254 4.50 28.71
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00 ∞
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 0.5352 40.00 ∞
42 ∞ 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 3.94431e+001 A 4= 5.48265e-006 A 6=-9.66008e-008 A 8=-1.44246e-009
A10= 8.33733e-013 A12= 2.52551e-014
A 3=-9.07704e-006 A 5=-1.17443e-007 A 7= 1.26266e-008 A 9= 1.10842e-010 A11=-6.81822e-013

各種データ
ズーム比 23.50
広角 中間 望遠
焦点距離 7.90 10.12 185.65
Fナンバー 1.90 1.89 3.02
画角 34.85 28.52 1.70
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 280.06 280.06 280.06
BF 12.00 12.00 12.00

d11 1.23 9.84 54.91
d16 0.17 0.39 0.17
d18 55.54 45.66 7.82
d21 7.85 8.90 1.89

入射瞳位置 46.52 61.13 705.22
射出瞳位置 425.43 425.43 425.43
前側主点位置 54.57 71.50 974.24
後側主点位置 4.10 1.88 -173.65

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 69.86 48.92 31.11 1.05
2 12 -9.03 13.92 2.79 -6.07
3 17 44.96 3.58 0.55 -1.87
4 19 -43.35 3.35 -0.07 -1.91
5 22 61.06 133.50 68.61 -130.06

＜数値実施例２＞
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -321.969 2.30 1.80100 35.0 0.5863 78.26 -153.04
2 200.765 2.89 76.00
3 375.628 2.30 1.72825 28.5 0.6077 75.79 -183.96
4 99.093 13.46 1.43875 94.9 0.5343 74.95 151.54
5 -195.190 0.40 75.07
6 137.973 8.67 1.45600 90.3 0.5340 74.11 211.42
7 -316.460 6.67 73.75
8 115.073 7.29 1.72916 54.7 0.5444 69.66 149.92
9 -2329.444 0.15 68.77
10 68.034 5.69 1.77250 49.6 0.5521 64.22 162.06
11 142.763 (可変) 63.36
12* 189.086 1.00 1.88300 40.8 0.5667 24.90 -16.07
13 13.236 5.75 19.57
14 -42.071 6.34 1.94087 17.4 0.6775 19.43 16.88
15 -12.499 0.75 2.00330 28.3 0.5980 19.46 -12.18
16 909.373 (可変) 19.91
17* 24.474 3.13 1.48749 70.2 0.5300 20.32 55.00
18 259.595 (可変) 20.15
19 -28.677 0.75 1.74320 49.3 0.5530 19.77 -22.52
20 41.100 2.60 1.84666 23.8 0.6205 21.53 47.42
21 -2900.422 (可変) 21.96
22(絞り) ∞ 1.30 27.78
23 1130.068 4.51 1.65844 50.9 0.5561 28.80 56.40
24 -38.523 0.15 29.42
25 287.672 2.78 1.53172 48.8 0.5630 29.95 154.01
26 -114.871 0.15 30.04
27 56.382 6.94 1.51742 52.4 0.5564 29.89 42.20
28 -34.395 1.00 1.83400 37.2 0.5775 29.55 -39.26
29 797.843 (可変) 29.52
30 160.426 4.45 1.48749 70.2 0.5300 30.16 78.16
31 -49.737 0.91 30.09
32 160.212 1.00 1.83400 37.2 0.5775 28.51 -35.68
33 25.161 6.79 1.48749 70.2 0.5300 27.20 47.93
34 -313.660 0.15 27.20
35 98.445 5.03 1.49700 81.5 0.5374 27.28 75.26
36 -59.578 1.00 1.88300 40.8 0.5667 27.15 -62.88
37 897.814 0.34 27.30
38 36.577 5.70 1.50137 56.4 0.5533 27.68 61.96
39 -200.890 4.50 27.21
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00 ∞
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 0.5352 40.00 ∞
42 ∞ 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 1.13420e+002 A 4= 1.87622e-005 A 6=-2.98432e-008 A 8= 8.14728e-010 A10=-6.75651e-013 A12= 7.83104e-015
A 3= 2.67068e-007 A 5=-3.49529e-007 A 7=-5.99619e-009 A 9=-1.62455e-011 A11=-1.24539e-013

第17面
K = 2.90696e-001 A 4=-2.31694e-005 A 6= 6.78152e-008 A 8=-3.98925e-011
A10= 4.10824e-013 A12=-1.67634e-014
A 3=-7.04322e-006 A 5= 1.58391e-007 A 7=-6.88017e-009 A 9= 1.71559e-011
A11= 1.93451e-013

各種データ
ズーム比 23.50

広角 中間 望遠
焦点距離 7.90 9.75 185.63
Fナンバー 1.90 1.90 3.02
画角 34.85 29.44 1.70
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 276.79 276.79 276.79
BF 12.00 12.00 12.00

d11 1.19 7.63 54.87
d16 0.24 2.29 0.24
d18 55.87 46.96 8.17
d21 7.85 8.26 1.86

入射瞳位置 47.20 57.59 705.77
射出瞳位置 956.88 956.88 956.88
前側主点位置 55.17 67.43 927.88
後側主点位置 4.10 2.25 -173.63

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 69.86 49.82 31.78 0.98
2 12 -9.75 13.85 2.37 -6.78
3 17 55.00 3.13 -0.22 -2.31
4 19 -43.35 3.35 -0.07 -1.91
5 22 54.95 129.50 57.92 -115.78

＜数値実施例３＞
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -4450.062 2.30 1.80100 35.0 0.5863 77.66 -165.97
2 138.026 4.39 74.26
3 376.277 2.30 1.72825 28.5 0.6077 74.19 -165.63
4 91.673 12.42 1.43875 94.9 0.5343 73.24 158.58
5 -279.619 0.40 73.32
6 123.395 6.96 1.45600 90.3 0.5340 72.77 262.11
7 -4083.958 6.37 72.46
8 146.930 7.66 1.72916 54.7 0.5444 70.68 137.84
9 -315.434 0.15 70.10
10 64.041 6.07 1.77250 49.6 0.5521 64.58 145.65
11 141.606 (可変) 63.87
12* 136.459 1.00 1.88300 40.8 0.5667 25.75 -20.20
13 15.799 6.60 20.82
14 -29.168 6.56 1.94087 17.4 0.6775 20.16 18.25
15 -12.095 0.75 2.00330 28.3 0.5980 20.22 -13.28
16 -124.969 (可変) 20.84
17 58.317 2.36 1.43875 94.9 0.5343 20.91 100.06
18 -177.212 (可変) 20.82
19 -28.677 0.75 1.74320 49.3 0.5530 19.82 -22.52
20 41.100 2.60 1.84666 23.8 0.6205 21.55 47.42
21 -2900.422 (可変) 21.97
22(絞り) ∞ 1.30 27.31
23 1215.188 4.80 1.65844 50.9 0.5561 28.31 59.25
24 -40.439 0.15 29.12
25 88.837 3.89 1.53172 48.8 0.5630 29.83 111.43
26 -177.756 0.15 29.82
27 67.690 6.94 1.51633 64.1 0.5352 29.58 45.36
28 -34.756 1.00 1.83400 37.2 0.5775 29.11 -39.15
29 610.934 36.60 29.05
30 84.729 5.76 1.48749 70.2 0.5300 29.60 66.77
31 -51.957 0.91 29.35
32 107.815 1.00 1.83481 42.7 0.5642 27.97 -31.78
33 21.296 7.80 1.48749 70.2 0.5300 26.69 35.62
34 -84.232 0.15 26.77
35 88.170 5.25 1.49700 81.5 0.5374 26.54 59.81
36 -44.146 1.00 1.88300 40.8 0.5667 26.15 -32.17
37 81.851 0.34 26.13
38 30.437 5.22 1.57501 41.5 0.5766 26.81 46.54
39 -217.989 4.50 26.49
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00 ∞
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 0.5352 40.00 ∞
42 ∞ 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 8.91492e+001 A 4= 1.34991e-005 A 6= 2.53901e-007 A 8= 8.69499e-010 A10=-4.18273e-013 A12=-1.47269e-014
A 3=-1.59271e-005 A 5=-2.43676e-006 A 7=-2.06597e-008 A 9=-2.20274e-011
A11= 2.39477e-013

各種データ
ズーム比 23.52
広角 中間 望遠
焦点距離 7.90 10.66 185.80
Fナンバー 1.90 1.90 3.02
画角 34.85 27.28 1.70
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 277.13 277.13 277.13
BF 8.37 8.37 8.37

d11 1.05 9.64 54.74
d16 0.11 10.61 0.11
d18 57.17 38.30 10.20
d21 7.85 7.63 1.14

入射瞳位置 47.95 62.03 710.56
射出瞳位置 814.86 814.86 814.86
前側主点位置 55.93 72.84 939.16
後側主点位置 0.47 -2.30 -177.43

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 69.86 49.01 32.47 1.86
2 12 -11.48 14.91 2.61 -7.72
3 17 100.06 2.36 0.41 -1.24
4 19 -43.35 3.35 -0.07 -1.91
5 22 54.80 132.95 58.22 -117.82

＜数値実施例４＞
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -283.146 2.30 1.80100 35.0 0.5863 79.39 -173.38
2 277.210 2.95 77.40
3 783.048 2.30 1.72825 28.5 0.6077 77.13 -177.63
4 111.670 13.77 1.43875 94.9 0.5343 76.19 151.39
5 -158.731 0.40 76.30
6 176.349 7.54 1.45600 90.3 0.5340 74.92 253.35
7 -333.009 6.30 74.58
8 107.453 7.50 1.72916 54.7 0.5444 70.56 145.69
9 -14619.227 0.15 69.71
10 68.193 5.68 1.77250 49.6 0.5521 64.10 161.50
11 144.103 (可変) 63.24
12* 978.203 1.00 2.00330 28.3 0.5980 24.27 -14.41
13 14.361 5.02 19.64
14 -54.690 6.97 1.94087 17.4 0.6775 19.55 14.88
15 -11.963 0.75 2.00330 28.3 0.5980 19.56 -11.69
16 1093.406 (可変) 20.05
17* 24.475 2.86 1.57501 41.5 0.5766 20.49 55.03
18 101.479 (可変) 20.27
19 -28.677 0.75 1.74320 49.3 0.5530 19.79 -22.52
20 41.100 2.60 1.84666 23.8 0.6205 21.55 47.42
21 -2900.422 (可変) 21.98
22(絞り) ∞ 1.30 29.68
23 1327.069 4.80 1.65844 50.9 0.5561 30.70 58.48
24 -39.788 0.15 31.32
25 122.685 3.08 1.53172 48.8 0.5630 31.92 142.29
26 -198.160 0.15 31.92
27 73.112 6.94 1.51633 64.1 0.5352 31.69 46.40
28 -34.672 1.00 1.83481 42.7 0.5642 31.38 -41.03
29 5345.839 36.60 31.42
30 72.244 5.44 1.48749 70.2 0.5300 32.25 67.73
31 -59.675 0.91 32.05
32 112.334 1.00 1.83481 42.7 0.5642 29.98 -34.95
33 23.167 7.99 1.49700 81.5 0.5374 28.11 40.34
34 -134.866 0.15 27.70
35 135.496 5.16 1.49700 81.5 0.5374 27.16 71.33
36 -47.595 1.00 1.88300 40.8 0.5667 26.69 -40.48
37 148.381 0.34 26.71
38 38.037 5.82 1.50137 56.4 0.5533 27.09 57.17
39 -112.308 4.50 26.74
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00 ∞
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 0.5352 40.00 ∞
42 ∞ 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 1.54481e+003 A 4= 3.01963e-005 A 6= 1.01709e-007 A 8= 4.72346e-010
A10= 2.73622e-012 A12= 2.78402e-015
A 3=-4.23083e-006 A 5=-1.80739e-006 A 7=-7.60060e-009 A 9=-3.59844e-011 A11=-1.33177e-013

第17面
K = 2.08624e+000 A 4=-4.05425e-005 A 6=-8.60894e-009 A 8=-5.48068e-010
A10= 1.79596e-011 A12= 2.39129e-014
A 3=-2.51103e-006 A 5= 4.97756e-007 A 7=-4.05342e-009 A 9=-5.09275e-011 A11=-1.36522e-012

各種データ
ズーム比 27.00
広角 中間 望遠
焦点距離 7.90 9.61 213.31
Fナンバー 1.90 1.90 3.47
画角 34.85 29.78 1.48
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 281.54 281.54 281.54
BF 12.00 12.00 12.00

d11 1.63 8.13 55.84
d16 0.38 1.41 0.38
d18 55.82 47.66 10.05
d21 10.35 10.98 1.91

入射瞳位置 46.62 57.19 806.41
射出瞳位置 -2642.03 -2642.03 -2642.03
前側主点位置 54.49 66.77 1002.57
後側主点位置 4.10 2.39 -201.31

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 69.86 48.88 31.15 0.91
2 12 -9.74 13.74 1.86 -6.98
3 17 55.03 2.86 -0.57 -2.36
4 19 -43.35 3.35 -0.07 -1.91
5 22 52.95 132.52 51.86 -111.19

＜数値実施例５＞
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -243.453 2.30 1.80100 35.0 0.5863 78.97 -172.39
2 325.422 3.11 77.21
3 2169.468 2.30 1.72825 28.5 0.6077 76.96 -163.73
4 113.860 14.02 1.43875 94.9 0.5343 76.24 148.62
5 -147.734 0.40 76.45
6 203.300 7.22 1.45600 90.3 0.5340 75.43 269.41
7 -309.062 6.32 75.15
8 115.095 7.83 1.72916 54.7 0.5444 71.65 141.58
9 -1015.406 0.15 70.89
10 67.595 5.88 1.77250 49.6 0.5521 65.07 159.11
11 143.647 (可変) 64.23
12* -5544.699 1.00 2.00330 28.3 0.5980 27.70 -15.28
13 15.503 4.13 22.18
14 74.569 8.94 1.94087 17.4 0.6775 22.10 12.74
15 -13.655 0.75 2.00330 28.3 0.5980 21.20 -12.11
16 122.355 1.79 19.96
17 -52.297 1.00 2.00330 28.3 0.5980 19.86 -47.53
18 602.024 (可変) 20.02
19* 25.889 3.15 1.48749 70.2 0.5300 20.41 55.01
20 655.043 (可変) 20.26
21 -28.677 0.75 1.74320 49.3 0.5530 19.79 -22.52
22 41.100 2.60 1.84666 23.8 0.6205 21.54 47.42
23 -2900.422 (可変) 21.98
24(絞り) ∞ 1.30 29.58
25 1240.266 5.03 1.65844 50.9 0.5561 30.60 64.14
26 -43.861 0.15 31.44
27 508.678 2.71 1.53172 48.8 0.5630 32.06 186.34
28 -123.565 0.15 32.20
29 46.332 7.74 1.51633 64.1 0.5352 32.25 42.41
30 -39.431 1.00 1.83481 42.7 0.5642 31.89 -42.06
31 341.330 36.60 31.71
32 57.002 7.50 1.50137 56.4 0.5533 32.00 58.82
33 -58.922 0.91 31.41
34 -1194.125 1.00 1.83481 42.7 0.5642 29.62 -27.50
35 23.546 8.21 1.48749 70.2 0.5300 27.87 34.08
36 -50.541 0.15 27.79
37 142.599 6.28 1.49700 81.5 0.5374 26.77 57.23
38 -35.136 1.00 1.88300 40.8 0.5667 26.01 -36.18
39 380.513 0.34 26.21
40 30.223 4.74 1.50137 56.4 0.5533 26.73 59.55
41 -3541.294 4.50 26.37
42 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00 ∞
43 ∞ 13.20 1.51633 64.1 0.5352 40.00 ∞
44 ∞ 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K =-4.72104e+007 A 4= 3.36652e-005 A 6= 1.63778e-007 A 8= 7.69291e-010
A10= 1.51813e-013 A12= 2.84101e-015
A 3=-3.68838e-005 A 5=-2.18967e-006 A 7=-1.39967e-008 A 9=-1.58199e-011 A11=-6.20808e-014

第19面
K = 3.02000e+000 A 4=-5.62584e-005 A 6=-5.30375e-009 A 8= 1.97282e-009
A10= 4.32009e-011 A12= 2.92348e-014
A 3= 1.93152e-005 A 5= 2.67132e-006 A 7=-3.86318e-008 A 9=-2.03806e-010 A11=-2.98004e-012

各種データ
ズーム比 27.00
広角 中間 望遠
焦点距離 7.90 10.08 213.29
Fナンバー 1.90 1.90 3.47
画角 34.85 28.61 1.48
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 289.08 289.08 289.08
BF 12.00 12.00 12.00

d11 1.42 9.01 55.63
d18 0.18 2.28 0.18
d20 55.98 45.74 10.20
d23 10.35 10.90 1.91

入射瞳位置 47.60 60.15 807.35
射出瞳位置 4551.03 4551.03 4551.03
前側主点位置 55.52 70.25 1030.67
後側主点位置 4.10 1.92 -201.29

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 69.86 49.53 32.14 2.09
2 12 -9.74 17.60 3.25 -6.70
3 19 55.01 3.15 -0.09 -2.20
4 21 -43.35 3.35 -0.07 -1.91
5 24 55.27 135.52 55.93 -116.59

＜数値実施例６＞
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径 焦点距離
1 -343.864 2.30 1.80100 35.0 0.5863 79.21 -176.53
2 243.661 3.39 77.05
3 870.667 2.30 1.72825 28.5 0.6077 76.75 -162.61
4 104.887 13.73 1.43875 94.9 0.5343 75.65 149.82
5 -170.194 0.40 75.77
6 149.189 8.26 1.45600 90.3 0.5340 74.52 224.51
7 -323.314 6.25 74.17
8 107.042 7.34 1.72916 54.7 0.5444 69.99 146.72
9 27388.273 0.15 69.14
10 68.452 5.57 1.77250 49.6 0.5521 64.27 165.94
11 140.896 (可変) 63.42
12* 130.038 1.00 1.83481 42.7 0.5642 24.99 -17.19
13 12.941 6.61 19.50
14 -28.141 4.99 1.92286 18.9 0.6495 19.26 28.00
15 -14.717 0.75 1.88300 40.8 0.5667 19.60 -15.97
16 397.930 (可変) 19.96
17* 25.738 2.87 1.53172 48.8 0.5630 20.38 55.05
18 197.870 (可変) 20.21
19 -28.677 0.75 1.74320 49.3 0.5530 19.79 -22.52
20 41.100 2.60 1.84666 23.8 0.6205 21.54 47.42
21 -2900.422 (可変) 21.98
22(絞り) ∞ 1.30 27.10
23 993.863 5.72 1.65844 50.9 0.5561 28.13 50.83
24 -34.721 0.15 29.13
25 174.014 2.61 1.53172 48.8 0.5630 29.48 169.30
26 -187.394 0.15 29.48
27 50.886 6.94 1.51633 64.1 0.5352 29.24 40.45
28 -33.992 1.00 1.83481 42.7 0.5642 28.83 -35.69
29 255.768 36.60 28.63
30 47.629 6.82 1.48749 70.2 0.5300 29.42 53.18
31 -54.630 0.91 29.22
32 -250.948 1.00 1.83481 42.7 0.5642 28.19 -23.29
33 21.239 9.64 1.48749 70.2 0.5300 27.13 34.04
34 -65.552 0.15 27.73
35 76.829 7.92 1.49700 81.5 0.5374 27.92 42.87
36 -28.590 1.00 1.88300 40.8 0.5667 27.68 -26.75
37 142.756 0.34 28.54
38 47.304 7.11 1.57501 41.5 0.5766 29.55 38.24
39 -39.250 4.50 29.65
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00 ∞
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 0.5352 40.00 ∞
42 ∞ 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 4.15796e+001 A 4= 1.98215e-005 A 6= 7.25739e-008 A 8= 7.35062e-010 A10=-1.86841e-012 A12= 3.89027e-015
A 3=-8.38196e-006 A 5=-1.41102e-006 A 7=-9.58315e-009 A 9=-7.53332e-012 A11=-2.55693e-015

第17面
K =-9.39567e-001 A 4=-1.97698e-005 A 6=-1.56839e-007 A 8= 2.89541e-010 A10=-7.09910e-012 A12= 3.59674e-014
A 3= 4.88610e-006 A 5= 2.10709e-006 A 7= 4.84917e-010 A 9= 9.81189e-011 A11=-3.97356e-013

各種データ
ズーム比 22.20
広角 中間 望遠
焦点距離 7.90 9.63 175.41
Fナンバー 1.90 1.90 2.85
画角 34.85 29.74 1.80
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 283.31 283.31 283.31
BF 9.74 9.74 9.74

d11 0.98 7.39 54.43
d16 0.37 1.66 0.37
d18 56.04 47.77 7.60
d21 6.90 7.46 1.89

入射瞳位置 47.20 57.56 669.05
射出瞳位置 238.67 238.67 238.67
前側主点位置 55.38 67.59 978.86
後側主点位置 1.84 0.11 -165.68

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 69.86 49.68 31.82 1.05
2 12 -9.74 13.34 2.65 -6.71
3 17 55.05 2.87 -0.28 -2.14
4 19 -43.35 3.35 -0.07 -1.91
5 22 70.02 140.04 85.25 -153.17

Ｕ１ 正の屈折力の第１レンズ群、Ｕ２ 負の屈折力の第２レンズ群、
Ｕ３ 正の屈折力の第３レンズ群、Ｕ４ 負の屈折力の第４レンズ群、
Ｕ５ 正の屈折力の第５レンズ群、ＳＰ 開口絞り、
Ｐ 色分解プリズムや光学フィルターを示すガラスブロック、ＩＰ 撮像面、
ＩＥ，ＥＸＴ 変倍光学系（レンズユニット）、１０１ ズームレンズ、
１０９ ガラスブロック、１１０ 固体撮像素子、１１１，１２２ ＣＰＵ、
１２４ カメラ、１２５ 撮像装置、Ｆ 第１群、ＬＺ 変倍部、Ｒ 第５群

Claims (4)

1. 物体側から順に、ズーミングのためには不動で合焦機能を有する正の屈折力の第１レンズ群、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群、変倍用の正の屈折力の第３レンズ群、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第４レンズ群、ズーミングに際して不動の開口絞り、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第５レンズ群から構成されるズームレンズにおいて、
   前記第１、第２、第３レンズ群の焦点距離をｆ１、ｆ２、ｆ３とし、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆ２３とし、
   前記第２レンズ群は３枚又は４枚のレンズより構成され、
   前記第２レンズ群の物体側から数えて第２番目以降の複数のレンズには、少なくとも１つの正レンズと負レンズが含まれており、前記第２レンズ群の正レンズの屈折力の合計値をφ２ｐ、正レンズと負レンズの平均部分分散比を各々θ２ｐ、θ２ｎ、正レンズと負レンズの平均アッべ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとし、
   広角端における全系の焦点距離をｆＷ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、ズーム比をＺとし、中間のズーム位置の焦点距離ｆＭを
   ｆＭ＝ｆＷ×√Ｚ
   とし、広角端から焦点距離ｆＭまでのズーム範囲のうち、
   前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が最大となるときの前記第２レンズ群、前記第３レンズ群の広角端からの移動量をそれぞれＭ２、Ｍ３とするとき、
   １．０１＜Ｍ３／Ｍ２＜３．００
   ２．５＜ｆＴ／ｆ１＜３．５
   （θ２ｐ−θ２ｎ）／（ν２ｐ−ν２ｎ） ＜ −３．６×１０−３
   −１．１＜φ２ｐ×ｆ２３＜−０．２
   を満たすことを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第３レンズ群は１つの正レンズで構成されており、
   前記第３レンズ群のアッべ数をν３ｐとするとき、
   １．８＜ ν３ｐ／ν２ｐ＜７．０
   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. ２．５＜ ｜ｆ３／ｆ２３｜＜９．０
   を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
4. 前記第３レンズ群の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のズームレンズ。