JP2016136174A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 広画角、高倍率で全ズーム範囲にわたり高い光学性能および良好なズーム操作性を有するズームレンズを得ること【解決手段】 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不動の正の屈折力の第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、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する正の第４レンズ群、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３レンズ群の焦点距離ｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離ｆ４、前記ズームレンズの広角端における前記第３レンズ群と第４レンズ群の間隔Ｌ３４ｗ、前記ズームレンズのズーム比ｚ、ズーム比ｚ0.25、ｚ0.4、ｚ0.7における前記第３群レンズ群と第４レンズ群の間隔L３４ｚ１、Ｌ３４ｚ２、Ｌ３４ｚ３、広角端の第２群と第３群の間隔L２３ｗ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、例えば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、監視用カメラ、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、広画角、高倍率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。広画角、高倍率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た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。
ポジティブリード型のズームレンズとして、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群の３つの可動レンズ群が、変倍と変倍に伴う像面変動補正を行う５群ズームレンズが知られている。（特許文献１、２）。
特許文献１では、ズーム比１２０倍程度、広角端の撮影画角６５°程度であるズームレンズが開示されている。第２群の結像倍率が−1となるズーム位置において、第３レンズ群を像側に位置させることで、第３レンズ群および第４レンズ群のレンズ径の縮小を達成している。特許文献２では、ズーム比５４倍程度、広角端の撮影画角６０°程度であるズームレンズが開示されている。第３レンズ群および第４レンズ群の焦点距離の比を規定しており、第３レンズ群の焦点距離が第４レンズ群に対して大きくなるようにすることで、変倍時の球面収差とコマ収差の変動を抑制している。
ポジティブリード型の５群ズームレンズにおいて、小型化、高倍率化および、高い光学性能を達成しつつ、広画角化やズーム動作の高速化、ズーム操作時の素早い応答性を得るには各レンズ群の屈折力配置や構成等を適切に設定することが重要である。特に変倍レンズ群としての第２、第３、第４レンズ群のズーミングの際の群間隔、第３、第４レンズ群の合成の屈折力を適切に設定することが重要になってくる。これらの屈折力配置や構成を適切に設定しないと、小型化、高倍率、広画角、高い光学性能を維持しつつ、ズーム動作の高速化やズーム操作の素早い応答性を得るのが難しくなってくる。
特許文献１に開示されているズームレンズでは、所定のズーム中間位置において、変倍レンズ群の屈折力やその間隔が規定されている。しかしながら、ズーム操作時の作動性を良好にするための、ズーム中間の第２、第３、第４レンズ群の移動軌跡の規定がなされていない。またレンズの有効径を維持しつつ、さらなる広画角化および高倍率化した際には、ズーム中間位置において第３、第４レンズ群の間隔変化が大きくなり、ズーム操作の素早い応答性を得ることが困難な傾向があった。
特許文献２に開示されているズームレンズでは、所定のズーム中間位置において、変倍レンズ群の屈折力や群間隔が規定されている。しかしながら、第３レンズ群または第４レンズ群の何れかのレンズ群が正レンズのみで構成されており、広画角化や高倍率化に伴う有効径の増大を抑制するために、ズームの移動軌跡を設定すると、ズームに伴う諸収差の変動が増大する傾向があった。
本発明は広角端の撮影画角が６０°以上の広画角、倍率が８０倍以上の高倍率でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、良好なズーム操作性を持つズームレンズ及びそれを有する撮像装置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不動の正の屈折力の第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、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する正の第４レンズ群、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３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記ズームレンズの広角端における前記第３レンズ群と第４レンズ群の間隔をＬ３４ｗ、前記ズームレンズのズーム比をｚとしたとき、ズーム比ｚ0.25のズーム位置ｚ１における前記第３群レンズ群と第４レンズ群の間隔をL３４ｚ１、ズーム比ｚ0.4 のズーム位置ｚ２における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ２、ズーム比ｚ0.7 のズーム位置ｚ３における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ３、広角端の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をL２３ｗとしたとき
0.02＜(L34z1−L34w)／L23w＜0.2
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w＜0.2
0.1＜f3／f4＜0.8
0.03＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.1
なる条件式を満足する事を特徴としている。
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記ズームレンズの広角端における前記第３レンズ群と第４レンズ群の間隔をＬ３４ｗ、前記ズームレンズのズーム比をｚとしたとき、ズーム比ｚ0.25のズーム位置ｚ１における前記第３群レンズ群と第４レンズ群の間隔をL３４ｚ１、ズーム比ｚ0.4 のズーム位置ｚ２における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ２、ズーム比ｚ0.7 のズーム位置ｚ３における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ３、広角端の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をL２３ｗとしたとき
0.02＜(L34z1−L34w)／L23w＜0.2
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w＜0.2
0.1＜f3／f4＜0.8
0.03＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.1
なる条件式を満足する事を特徴としている。
本発明によれば、広画角、高倍率で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、良好なズーム操作性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。
以下には、本発明の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不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有する。更に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Ｕ２、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有する。更に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から構成されている。
ここでレンズ群がズーミングのためには不動というのは、レンズ群がズーミングを行う目的で駆動されることは無いが、ズーミングとフォーカシングとを同時に行う場合があれば、フォーカシングのために移動することはあり得るということである。
図１は本発明の実施例１（数値実施例１）のズームレンズの広角端（焦点距離、ｆ＝９．００ｍｍ）で無限遠物体に合焦時のレンズ断面図である。図２−１（Ａ）（Ｂ）は数値実施例１の広角端、望遠端における無限遠物体に合焦時の収差図である。図２−２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は数値実施例１のズーム位置ｚ１、ズーム位置ｚ２、ズーム位置ｚ３における無限遠物体に合焦時の収差図である。但し、焦点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。
各レンズ断面図において、左方が被写体（物体）側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｕ１はズーミングのためには不動の正の屈折力の第１レンズ群（前玉レンズ群）である。Ｕ１ｂは第１レンズ群Ｕ１中のフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスに際して物体側へ移動する。Ｕ１ａは第１レンズ群Ｕ１中のフォーカスのためには不動の固定レンズ群である。
Ｕ２はズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群である。Ｕ３はズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群である。Ｕ４はズーミングに際して移動する正の屈折力の第４レンズ群である。Ｕ５はズーミングのためには不動の結像作用をする正の屈折力の第５レンズ群（リレーレンズ群）である。
各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｕ２〜第４レンズ群Ｕ４の各々のレンズ間隔を変化させながら光軸上を移動することで、ズーミングとズーミングに伴う像面変動の補正を行っている。
これら３つのレンズ群でズーム系（変倍群）を構成している。ＳＰは絞り（開口絞り）である。Ｐは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。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）等の撮像面に相当している。
収差図において、球面収差における実線と二点鎖線は各々ｅ線，g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、倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例においてズーミング用のレンズ群が最も短焦点側の配置となった場合を広角端、最も長焦点側の配置となった場合を望遠端という。
次に各実施例の特徴について説明する。本発明のズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｕ３の焦点距離をｆ３、第４レンズ群Ｕ４の焦点距離をｆ４とする。広角端における第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔をＬ３４ｗとする。ズーム比をｚとしたとき、ズーム比ｚ0.25のズーム位置ｚ１における第３群レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔をL３４ｚ１とする。ズーム比ｚ0.4 のズーム位置ｚ２における第３群レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔をL３４ｚ２とする。ズーム比ｚ0.7 のズーム位置ｚ３における第３群レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔をL３４ｚ３とする。広角端の第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３の間隔をL２３ｗとする。このとき、
0.02＜(L34z1−L34w)／L23w＜0.2 ・・・（１）
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w＜0.2 ・・・（２）
0.1＜f3／f4＜0.8 ・・・（３）
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.1 ・・・（４）
なる条件を満足している。
0.02＜(L34z1−L34w)／L23w＜0.2 ・・・（１）
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w＜0.2 ・・・（２）
0.1＜f3／f4＜0.8 ・・・（３）
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.1 ・・・（４）
なる条件を満足している。
各実施例のズームレンズは、第３レンズ群Ｕ３及び、第４レンズ群Ｕ４の屈折力やズーミングの際の移動軌跡等を適切に設定している。これにより、広画角化、高倍率化に伴う有効径の増大を抑制し、且つズーミング操作時の駆動トルク変動を低減し、良好なズーム操作性を得ている。
以下にズーミング操作時の駆動方法がカム駆動の場合における、ズーミング操作時の駆動トルクについて、図８および図９、式（７）〜式（１０）を用いて説明する。
図８は本発明の撮像装置のズーム駆動部の概略図である。円筒カム（円筒溝カム）が回転することにより第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４は円筒カムの円筒表面に形成されたカム溝１〜３に沿って光軸方向に移動する。図９は図８に示す円筒カムの外周面の展開図である。図中上下方向は展開長さを表しており、左右方向は光軸方向を表す。
ここで各移動群の単位展開長さ（単位回転角）あたりの光軸方向の移動量をＴiとすると図９の展開図の傾きｔａｎθは以下の式となる。
ｔａｎθｉ＝Ｔｉ ・・・（７）
ｔａｎθｉ＝Ｔｉ ・・・（７）
さらに、各移動群の質量をｍｉ、摩擦力等の係数をＣｉとする。ここでｉは第ｉレンズ群を意味する。このとき、ズーム操作時の各移動群の単位展開長さあたりの仕事量Ｗiはそれぞれ以下で近似的に表すことができる。
Ｗ２≒ｍ２Ｃ２｜tanθ２｜ ・・・（８）
Ｗ３≒ｍ３Ｃ３｜tanθ３｜ ・・・（９）
Ｗ４≒ｍ４Ｃ４｜tanθ４｜ ・・・（１０）
Ｗ２≒ｍ２Ｃ２｜tanθ２｜ ・・・（８）
Ｗ３≒ｍ３Ｃ３｜tanθ３｜ ・・・（９）
Ｗ４≒ｍ４Ｃ４｜tanθ４｜ ・・・（１０）
また、単位展開長さあたりの移動群全体の仕事量Ｗは
Ｗ≒Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４ ・・・（１１）
で近似的に表すことができる。
Ｗ≒Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４ ・・・（１１）
で近似的に表すことができる。
ズーム操作時の作動性を良好にするためには移動群全体の仕事量Ｗが小さいこと、および各展開位置間のＷの変化ΔＷが小さいことが望まれる。すなわち前記仕事量Ｗを小さくするには、各移動群の質量ｍを小さくするか、摩擦力等の係数Ｃを小さくするか、各移動群の単位展開長さあたりの移動量ｔａｎθを小さくする必要がある。また、前記仕事量Ｗの変化ΔＷを小さくするには各移動群の移動量の変化を小さくする必要があり、特に質量の大きい移動群の単位展開長さあたりの移動量ｔａｎθを小さくする必要がある。
一方、撮像装置全体の小型化のためには、展開長さは小さいことが望まれ、展開長さを大きくすることで、単位展開長さあたりの移動群全体の仕事量Ｗおよび、Ｗの変化量ΔＷを小さくすることは望まれない。本発明の実施例では第３レンズ群Ｕ３の質量が最も大きい。そのため、第３レンズ群Ｕ３の移動量を小さくする必要がある。
ここで、条件式（１）はズーム位置ｚ１と広角端の第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔の差を規定している。これにより、第１レンズ群Ｕ１の有効径の縮小を行っている。
図１３は本発明における広角端から望遠端における光路図であり、（Ａ）は広角端、（Ｂ）はズーム位置ｚ１、（Ｃ）はズーム位置ｚ３、（Ｄ）は望遠端である。光束として、軸上、および画面最周辺に対応する軸外の２光束を示す。
図１３（Ｂ）に示すように、最周辺軸外マージナル光線は、第１レンズ群Ｕ１に対し広角端よりも高い位置を通過し、ｚ１近傍にて最も高い位置を通過する。すなわちズーム位置ｚ１において第１レンズ群の有効径が決定される。ズーム位置ｚ１において、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔を大きくすると、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の合成結像倍率を大きくすることができる。これによりズーム位置ｚ１で第２レンズ群Ｕ２をより物体側に位置させることができ、第１レンズ群最周辺軸外マージナル光線を低い位置で通過させることができる。
条件式（１）の上限の条件が満たされないと、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の移動量が増大し、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の仕事量が大きくなるため良好なズーム操作性を得るのが困難となる。
条件式（１）の下限の条件が満たされないと、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４のズーム位置ｚ１におけるレンズ間隔が広角端よりも狭くなり、第１レンズ群Ｕ１のレンズ径が大きくなってしまうため、ズームレンズの小型・軽量化が困難となる。
更に好ましくは条件式（１）を次のように設定することが好ましい。
０．０３＜（Ｌ３４ｚ１−Ｌ３４ｗ）／Ｌ２３ｗ＜０．０７ ・・・（１ａ）
０．０３＜（Ｌ３４ｚ１−Ｌ３４ｗ）／Ｌ２３ｗ＜０．０７ ・・・（１ａ）
条件式（２）はズーム位置ｚ１における第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔とズーム位置ｚ３における第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔の差を規定している。これにより、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の有効径を小さくすることができ、ズームレンズの小型・軽量化が可能となる。
図１３（Ｃ）に示すように、軸上マージナル光線は、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４に対しｚ２近傍にて最も高い位置を通過する。すなわちズーム位置ｚ３にて、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の有効径が決定される。ズーム位置ｚ３において、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズＵ４の間隔を小さくすると、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の合成結像倍率を小さくすることができる。これによりズーム位置ｚ３で第２レンズ群Ｕ２をより像側に位置させることができ、軸上マージナル光線を低い位置で通過させることができる。
条件式（２）の上限が満たされないと、第３レンズＵ３群と第４レンズ群Ｕ４の移動量が増大し、良好なズーム操作性を得るのが困難となる。
条件式（２）の下限が満たされないと、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の有効径が大きくなってしまうため、ズームレンズの小型・軽量化が困難となる。
更に好ましくは条件式（２）を次のように設定することが好ましい。
０．０３＜（Ｌ３４ｚ１−Ｌ３４ｚ３）／Ｌ２３ｗ＜０．１ ・・・（２ａ）
０．０３＜（Ｌ３４ｚ１−Ｌ３４ｚ３）／Ｌ２３ｗ＜０．１ ・・・（２ａ）
条件式（３）は第３レンズ群Ｕ３の焦点距離ｆ３と第４レンズ群Ｕ４の焦点距離ｆ４の比を規定している。これにより、第３レンズ群Ｕ３の移動量を小さくすることができ、第３レンズ群Ｕ３の仕事量を小さくすることができるため、良好なズーム操作性を得ることができる。
ここで、条件式（３）について、図１４と式（１２）〜式（１９）を用いて説明する。
図中、Ｌは第２レンズ群Ｕ２の像点から第４レンズ群Ｕ４の像点までの距離を表す。ｆ３、ｆ４は第３レンズ群Ｕ３および第４レンズ群Ｕ４の焦点距離を表す。Ｌ３４は第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔を表す。Δは第３レンズ群Ｕ３から第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４を一体と見なした際の合成レンズＵ３４の物体側主平面までの距離を表す。Δ’は第４レンズ群Ｕ４から合成レンズＵ３４の像側主平面までの距離を表す。Ｓは合成レンズＵ３４の物体側主平面から第２レンズ群Ｕ２の像点からまでの距離を表し、Ｓ’は像側主平面から合成レンズＵ３４の像点までの距離を表す。そうすると、合成レンズＵ３４の焦点距離ｆ３４は式（１２）で表され、Δ、Δ’はそれぞれ式（１３）、（１４）で表される。
ｆ３４＝ｆ３×ｆ４／（ｆ３＋ｆ４−Ｌ３４） ・・・（１２）
Δ＝ｆ３×Ｌ３４／（ｆ３＋ｆ４−Ｌ３４） ・・・（１３）
Δ’＝−ｆ４×Ｌ３４／（ｆ３＋ｆ４−Ｌ３４） ・・・（１４）
１／Ｓ’＝１／Ｓ＋１／ｆ３４ ・・・（１５）
Ｌ’＝Ｌ−（Ｌ３４−Δ＋Δ’）＝｜Ｓ｜＋｜Ｓ’｜ ・・・（１６）
Δ＝ｆ３×Ｌ３４／（ｆ３＋ｆ４−Ｌ３４） ・・・（１３）
Δ’＝−ｆ４×Ｌ３４／（ｆ３＋ｆ４−Ｌ３４） ・・・（１４）
１／Ｓ’＝１／Ｓ＋１／ｆ３４ ・・・（１５）
Ｌ’＝Ｌ−（Ｌ３４−Δ＋Δ’）＝｜Ｓ｜＋｜Ｓ’｜ ・・・（１６）
近軸結像式（１５）および、式（１６）から第２レンズ群Ｕ２の像点から合成レンズＵ３４の物体側主平面までの距離Ｓは
Ｓ＝１／２（Ｌ’＋√(Ｌ’2−４・Ｌ’×ｆ３４)） ・・・（１７）
となり、
第２レンズ群Ｕ２の像点位置から、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の距離はそれぞれ、
Ｕ３：Ｓ−Δ ・・・（１８）
Ｕ４：Ｓ−Δ＋Ｌ３４ ・・・（１９）
で表すことができる。
Ｓ＝１／２（Ｌ’＋√(Ｌ’2−４・Ｌ’×ｆ３４)） ・・・（１７）
となり、
第２レンズ群Ｕ２の像点位置から、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の距離はそれぞれ、
Ｕ３：Ｓ−Δ ・・・（１８）
Ｕ４：Ｓ−Δ＋Ｌ３４ ・・・（１９）
で表すことができる。
式（１８）（１９）中の第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔が増大するとＳは減少し、Δは増大し、Ｌ３４は増大する。
そのため式（１８）（１９）中のΔの絶対値を小さくすることによって、すなわち第３レンズ群の焦点距離ｆ３を第４レンズ群の焦点距離ｆ４に対して小さくすることで第３レンズ群Ｕ３の移動量を小さくすることができる。
条件式（３）の上限が満たされないと、第３レンズ群Ｕ３の移動量が大きくなり、良好なズーム操作性を得るのが困難となる。
条件式（３）の下限が満たされないと、第４レンズ群Ｕ４の移動量が大きくなりすぎ、ズーム部の全長が大きくなり、ズームレンズの小型・軽量化が困難となる。
更に好ましくは条件式（３）を次のように設定することが好ましい。
０．２＜ｆ３／ｆ４＜０．７ ・・・（３ａ）
０．２＜ｆ３／ｆ４＜０．７ ・・・（３ａ）
条件式（４）はズーム位置ｚ１とズーム位置ｚ３における第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔の差と、ズーム位置ｚ１とズーム位置ｚ３に対するズーム位置ｚ２の第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔を規定している。条件式（４）はズーム位置ｚ１とズーム位置ｚ３における第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４との間隔の差が大きい際に、ズーム位置ｚ１側で第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間隔を小さくすることを意味する。これにより、第３レンズ群Ｕ３および第４レンズ群Ｕ４の移動量を小さくすることができ、良好なズーム操作性を得ることができる。
合成レンズＵ３４の焦点距離ｆ３４が小さい方が像面の補正を行うために移動する量は小さくなる。すなわち、ズーム位置ｚ１からズーム位置ｚ３に至る間でｚ１側において間隔を小さくすることで、合成の焦点距離ｆ３４が小さくなり、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４の移動量は小さくなる。
条件式（４）の上限が満たされないと、ズーム位置ｚ１からズーム位置ｚ３に至る中間で第３レンズ群の移動量が大きくなり、良好なズーム操作性を得るのが困難となる。条件式（４）の下限が満たされないと、ズーム中間でコマ収差の変動の補正が困難となる。
更に好ましくは条件式（４）を次のように設定することが好ましい。
0.03＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.06 ・・・（４ａ）
0.03＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.06 ・・・（４ａ）
以上の各条件を満たすことにより、本発明の各実施例はズーム全域において収差が良好に補正された、小型、軽量かつ良好なズーム操作性を有するズームレンズを得ている。
各実施例において更に好ましくは、次の条件を満足するのが良い。
第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｕ２の焦点距離をｆ２、としたとき、
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１５．０ ・・・（５）
なる条件式を満足するのがよい。
第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｕ２の焦点距離をｆ２、としたとき、
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１５．０ ・・・（５）
なる条件式を満足するのがよい。
条件式（５）は第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１と、第２レンズ群Ｕ２の焦点距離ｆ２の比を規定している。
条件式（５）の上限が満たされないと、第１レンズ群Ｕ１の焦点距離が相対的に長くなるため、第１レンズ群Ｕ１のレンズ径が大きくなり、広角化が困難となる。
条件式（５）の下限が満たされないと、第１レンズ群Ｕ１の焦点距離が相対的に短くなるため、望遠側の球面収差変動や軸上色収差の補正をすることが困難となる。
更に好ましくは条件式（５）を次のように設定することが好ましい。
８．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１３．０ ・・・（５ａ）
８．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１３．０ ・・・（５ａ）
更に好ましくは、次の条件を満足するのが良い。
ズーム位置ｚ１、ズーム位置ｚ２、ズーム位置ｚ３における第２レンズ群Ｕ２の単位展開長さ当たりの光軸方向の変位量をそれぞれＴ２ｚ１、Ｔ２ｚ２、Ｔ２ｚ３としたとき、
０．４＜Ｔ２ｚ２／（Ｔ２ｚ１＋Ｔ２ｚ３）＜０．７ ・・・（６）
なる条件式を満足するのがよい。
ズーム位置ｚ１、ズーム位置ｚ２、ズーム位置ｚ３における第２レンズ群Ｕ２の単位展開長さ当たりの光軸方向の変位量をそれぞれＴ２ｚ１、Ｔ２ｚ２、Ｔ２ｚ３としたとき、
０．４＜Ｔ２ｚ２／（Ｔ２ｚ１＋Ｔ２ｚ３）＜０．７ ・・・（６）
なる条件式を満足するのがよい。
条件式（６）はズーム位置ｚ１とズーム位置ｚ２とズーム位置ｚ３の位置における第２レンズ群Ｕ２の単位展開長さあたりの光軸方向の移動量Ｔ２ｚ１、Ｔ２ｚ２、Ｔ２ｚ３関係を規定している。これにより、第３レンズ群Ｕ３の単位展開長さあたりの仕事量Ｗ３が小さくなる位置で第２レンズ群Ｕ２の単位展開長さあたりの仕事量Ｗ２を相対的に大きくし、各ズーム位置間の単位展開長さあたりの仕事量Ｗの変化ΔＷを小さくすることができる。
条件式（６）の上限が満たされないと、ズーム位置ｚ２における、第２レンズ群Ｕ２のＴ２ｚ２が相対的に大きくなりすぎ、第２レンズ群Ｕ２の結像倍率が大きくなりズーム操作時の画界の変化が大きくなり好ましくない。
条件式（６）の下限が満たされないと、望遠端近傍での第３レンズ群Ｕ３のＴ３が大きくなりすぎ、カムの回転運動による光軸方向の移動が困難となる。
更に好ましくは条件式（６）を次のように設定することが好ましい。
０．４３＜Ｔ２ｚ２／（Ｔ２ｚ１＋Ｔ２ｚ３）＜０．６ ・・・（６ａ）
０．４３＜Ｔ２ｚ２／（Ｔ２ｚ１＋Ｔ２ｚ３）＜０．６ ・・・（６ａ）
図１０、１１、１２は本発明の実施例１、２、３の近軸屈折力配置の概略図であり、それぞれズーミングに際して第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４の移動軌跡を示している。図中、上方が広角端（ＷＩＤＥ）であり、下方が望遠端（ＴＥＬＥ）であり、上下方向は図９の展開長さ方向にあたり、左右方向は光軸方向である。上方から下方へ繋がる実線はズーミングに際して移動する各レンズ群の軌跡を示している。図１０〜図１２では、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４は広角端（ＷＩＤＥ）にて間隔Ｌ３４を狭くとり、ズーム位置ｚ１（ｚ0.25）近傍にて間隔Ｌ３４を広くとり、ズーム位置ｚ１（ｚ0.7 ）近傍にて間隔Ｌ３４を狭くするように移動している。図中斜線で示す領域はズーム位置ｚ１および、ズーム位置ｚ２および、ズーム位置ｚ３の近傍領域である。
図７は本発明の撮像装置の要部概略図である。図７は実施例１〜３のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の要部概略図である。図７において１０１は実施例１〜３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Ｕ１Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用の第４レンズ群Ｕ４Ｒを有している。第１レンズ群Ｕ１Ｆはフォーカシング用の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Ｕ２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Ｕ３、第４レンズ群Ｕ４が含まれている。ＳＰは開口絞りである。第４レンズ群Ｕ４Ｒは光路中より挿抜可能なレンズユニットＩＥ’、ＩＥを有している。レンズユニットＩＥ、ＩＥ’を切り替えることで、ズームレンズ１０１の全系の焦点距離範囲を変位している。１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｕ１Ｆヘリコイドやカム等の駆動機構、ズーム部ＬＺを光軸方向に駆動するカムの駆動機構である。
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Ｕ１Ｆやズーム部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。
次に本発明の各実施例のズームレンズのレンズ構成の特徴について説明する。
図１は本発明の実施例１（数値実施例１）のズームレンズの広角端（焦点距離、ｆ＝９．００ｍｍ）で無限遠物体に合焦時のレンズ断面図である。
第１実施例において、第１レンズ群Ｕ１は第１レンズ面〜第１０レンズ面に対応する。
第２レンズ群Ｕ２は第１１レンズ〜第１７レンズ面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は第１８レンズ〜第２４レンズ面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は第２５レンズ〜第２８レンズ面に対応する。
第２レンズ群Ｕ２は第１１レンズ〜第１７レンズ面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は第１８レンズ〜第２４レンズ面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は第２５レンズ〜第２８レンズ面に対応する。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズＵ２はズーム中間で直線的な軌跡を描きながら像側から物体側へ移動する。第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４はズーム中間で直線的な軌跡を描きながら物体側から像側へ移動する。
ズーム位置ｚ１（ｆ＝２９．７９）近傍で第１レンズ群Ｕ１のレンズ径を決定している。ズーム位置ｚ３（ｆ＝２５６．８４）近傍で第３、第４レンズ群Ｕ３、Ｕ４のレンズ径を決定している。
第１１レンズ面、第１９レンズ面、第２５レンズ面は非球面形状である。第１１レンズ面は主に広角側の歪曲収差の補正、第１９レンズ面と第２５レンズ面は主に広角側におけるコマ収差等の軸外収差、望遠側における球面収差の補正を行っている。
図２−１（Ａ）（Ｂ）は数値実施例１の広角端、望遠端における無限遠物体に合焦時の収差図である。図２−２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は数値実施例１のズーム位置ｚ１、ズーム位置ｚ２、ズーム位置ｚ３における無限遠物体に合焦時の収差図である。
後述する表１に示すように数値実施例１は条件式（１）〜（６）の何れの条件式も満足しており、１２０倍のズーム比で広角端における撮影画角（画角）６２．８°と広画角化を達成している。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および、ズーム全域において良好なズーム操作性を得ている。
図３は本発明の実施例２（数値実施例２）のズームレンズの広角端（焦点距離、ｆ＝９．２０ｍｍ）で無限遠物体に合焦時のレンズ断面図である。
第２実施例において、第１レンズ群Ｕ１は第１レンズ面〜第１０レンズ面に対応する。
第２レンズ群Ｕ２は第１１レンズ〜第１７レンズ面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は第１８レンズ〜第２４レンズ面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は第２５レンズ〜第２６レンズ面に対応する。
第２レンズ群Ｕ２は第１１レンズ〜第１７レンズ面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は第１８レンズ〜第２４レンズ面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は第２５レンズ〜第２６レンズ面に対応する。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズＵ２はズーム中間で直線的な軌跡を描きながら像側から物体側へ移動する。第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４はズーム中間で直線的な軌跡を描きながら物体側から像側へ移動する。
ズーム位置ｚ１（ｆ＝２９．１３）近傍で第１レンズ群Ｕ１のレンズ径を決定している。ズーム位置ｚ３（ｆ＝２３１．８２）近傍で第３、第４レンズ群Ｕ３、Ｕ４のレンズ径を決定している。
第１１レンズ面、第１９レンズ面、第２６レンズ面は非球面形状である。第１１レンズ面は主に広角側の歪曲収差の補正、第１９レンズ面と第２６レンズ面は主に広角側におけるコマ収差等の軸外収差、望遠側における球面収差の補正を行っている。
図４−１（Ａ）（Ｂ）は数値実施例４の広角端、望遠端における無限遠物体に合焦時の収差図である。図４−２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は数値実施例４のズーム位置ｚ１、ズーム位置ｚ２、ズーム位置ｚ３における無限遠物体に合焦時の収差図である。
後述する表１に示すように数値実施例２は条件式（１）〜（６）の何れの条件式も満足しており、１００倍のズーム比で広角端における撮影画角（画角）３１．７°と広画角化を達成している。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および、ズーム全域において良好なズーム操作性を得ている。
図５は本発明の実施例３（数値実施例３）のズームレンズの広角端（焦点距離、ｆ＝８．８０ｍｍ）で無限遠物体に合焦時のレンズ断面図である。
第３実施例において、第１レンズ群Ｕ１は第１レンズ面〜第１０レンズ面に対応する。
第２レンズ群Ｕ２は第１１レンズ〜第１７レンズ面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は第１８レンズ〜第２４レンズ面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は第２５レンズ〜第２８レンズ面に対応する。
第２レンズ群Ｕ２は第１１レンズ〜第１７レンズ面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は第１８レンズ〜第２４レンズ面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は第２５レンズ〜第２８レンズ面に対応する。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズＵ２はズーム中間で直線的な軌跡を描きながら像側から物体側へ移動する。第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４はズーム中間で直線的な軌跡を描きながら物体側から像側へ移動する。
ズーム位置ｚ１（ｆ＝２８．５３）近傍で第１レンズ群Ｕ１のレンズ径を決定している。ズーム位置ｚ３（ｆ＝２３７．０７）近傍で第３、第４レンズ群Ｕ３、Ｕ４のレンズ径を決定している。
第１１レンズ面、第１９レンズ面、第２５レンズ面は非球面形状である。第１１レンズ面は主に広角側の歪曲収差の補正、第１９レンズ面と第２５レンズ面は主に広角側におけるコマ収差等の軸外収差、望遠側における球面収差の補正を行っている。
図６−１（Ａ）（Ｂ）は数値実施例３の広角端、望遠端における無限遠物体に合焦時の収差図である。図６−２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は数値実施例３のズーム位置ｚ１、ズーム位置ｚ２、ズーム位置ｚ３における無限遠物体に合焦時の収差図である。
後述する表１に示すように数値実施例３は条件式（１）〜（６）の何れの条件式も満足しており、１１０倍のズーム比で広角端における撮影画角（画角）６４．０°と広画角化を達成している。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および、ズーム全域において良好なズーム操作性を得ている。
以上のように各実施例によれば、各レンズ群の屈折力配置やズーミング用の移動レンズ群の移動軌跡等を適切に規定している。これにより、高倍率化と広画角化を達成しつつ、諸収差を良好に補正し、且つズーム全域において良好なズーム操作を得ている。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下に本発明の実施例１〜３に対する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ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。非球面は面番号の横に＊印を付けている。最後の３つの面はフィルタ等のガラスブロックである。各実施例と前述した条件式との対応を表１に示す。
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を円錐常数とする。更に、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６をそれぞれ非球面係数とする。このとき非球面形状は次式で表すことができる。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 11456.064 6.00 1.83400 37.2 200.49
2 340.117 2.11 192.70
3 342.818 27.11 1.43387 95.1 193.82
4 -525.524 25.39 194.47
5 325.063 19.28 1.43387 95.1 197.75
6 -7221.744 0.25 197.28
7 248.448 20.42 1.43387 95.1 192.73
8 2180.529 1.20 191.49
9 207.535 14.00 1.49700 81.5 180.62
10 393.997 (可変) 178.21
11* 18793.410 2.20 2.00330 28.3 49.85
12 69.225 7.44 44.89
13 -97.937 1.40 1.88300 40.8 43.48
14 54.006 7.84 1.95906 17.5 41.25
15 -138.910 2.54 40.57
16 -61.684 1.60 1.75500 52.3 39.84
17 103.026 (可変) 38.62
18 170.253 12.90 1.59240 68.3 77.52
19* -138.546 0.50 78.17
20 165.890 8.38 1.59282 68.6 78.43
21 -1070.151 0.20 77.94
22 155.774 2.50 1.84666 23.8 76.20
23 74.464 14.13 1.43875 94.9 73.26
24 -1225.360 (可変) 72.46
25* 174.258 3.50 1.66680 33.0 70.90
26 90.064 0.15 68.56
27 91.990 10.79 1.64000 60.1 68.56
28 -649.742 (可変) 67.46
29(絞り) ∞ 3.14 33.06
30 -98.874 1.40 1.81600 46.6 31.87
31 46.295 0.20 30.89
32 38.100 5.24 1.80809 22.8 31.11
33 814.343 6.34 30.57
34 -80.173 1.40 1.88300 40.8 28.32
35 252.041 23.67 28.13
36 -71.110 1.80 1.75500 52.3 27.76
37 132.110 4.36 1.84666 23.8 28.39
38 587.073 3.03 28.93
39 1308.066 7.36 1.48749 70.2 29.83
40 -39.151 0.20 30.65
41 -109.154 1.60 1.88300 40.8 30.38
42 40.498 9.91 1.49700 81.5 30.78
43 -39.379 0.20 31.88
44 787.909 7.41 1.56732 42.8 32.02
45 -30.831 1.60 1.88300 40.8 32.05
46 -89.877 0.20 33.00
47 56.773 7.50 1.48749 70.2 33.27
48 -56.146 14.00 33.16
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
51 ∞ 11.96 60.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-4.15562e+006 A 4= 9.76888e-007 A 6=-1.54739e-010 A 8= 2.42665e-013
第19面
K =-7.21826e+000 A 4=-1.21521e-007 A 6= 3.39626e-011 A 8=-2.19853e-015
第25面
K = 3.56029e+000 A 4=-7.92537e-008 A 6=-3.83173e-011 A 8= 2.62385e-015
各種データ
ズーム比 120.00
焦点距離 9.00 29.79 61.08 256.84 1079.98
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 5.60
画角 31.43 10.46 5.15 1.23 0.29
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 641.86 641.86 641.86 641.86 641.86
BF 11.96 11.96 11.96 11.96 11.96
d10 2.74 97.44 131.89 174.09 190.99
d17 284.07 172.65 126.57 63.87 1.99
d24 1.50 11.71 12.88 0.76 2.50
d28 3.00 9.51 19.97 52.58 95.82
d51 11.96 11.96 11.96 11.96 11.96
入射瞳位置 133.90 420.11 716.89 2290.88 14310.08
射出瞳位置 149.45 149.45 149.45 149.45 149.45
前側主点位置 143.48 456.35 805.11 3027.50 23872.95
後側主点位置 2.96 -17.83 -49.13 -244.89 -1068.03
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 1 254.73 115.76 65.90 -19.20
2 11 -25.52 23.02 7.93 -7.17
3 18 83.61 38.61 6.19 -19.23
4 25 229.93 14.44 2.02 -6.85
5 29 40.77 146.76 58.81 16.57
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 11456.064 6.00 1.83400 37.2 200.49
2 340.117 2.11 192.70
3 342.818 27.11 1.43387 95.1 193.82
4 -525.524 25.39 194.47
5 325.063 19.28 1.43387 95.1 197.75
6 -7221.744 0.25 197.28
7 248.448 20.42 1.43387 95.1 192.73
8 2180.529 1.20 191.49
9 207.535 14.00 1.49700 81.5 180.62
10 393.997 (可変) 178.21
11* 18793.410 2.20 2.00330 28.3 49.85
12 69.225 7.44 44.89
13 -97.937 1.40 1.88300 40.8 43.48
14 54.006 7.84 1.95906 17.5 41.25
15 -138.910 2.54 40.57
16 -61.684 1.60 1.75500 52.3 39.84
17 103.026 (可変) 38.62
18 170.253 12.90 1.59240 68.3 77.52
19* -138.546 0.50 78.17
20 165.890 8.38 1.59282 68.6 78.43
21 -1070.151 0.20 77.94
22 155.774 2.50 1.84666 23.8 76.20
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24 -1225.360 (可変) 72.46
25* 174.258 3.50 1.66680 33.0 70.90
26 90.064 0.15 68.56
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28 -649.742 (可変) 67.46
29(絞り) ∞ 3.14 33.06
30 -98.874 1.40 1.81600 46.6 31.87
31 46.295 0.20 30.89
32 38.100 5.24 1.80809 22.8 31.11
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34 -80.173 1.40 1.88300 40.8 28.32
35 252.041 23.67 28.13
36 -71.110 1.80 1.75500 52.3 27.76
37 132.110 4.36 1.84666 23.8 28.39
38 587.073 3.03 28.93
39 1308.066 7.36 1.48749 70.2 29.83
40 -39.151 0.20 30.65
41 -109.154 1.60 1.88300 40.8 30.38
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44 787.909 7.41 1.56732 42.8 32.02
45 -30.831 1.60 1.88300 40.8 32.05
46 -89.877 0.20 33.00
47 56.773 7.50 1.48749 70.2 33.27
48 -56.146 14.00 33.16
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
51 ∞ 11.96 60.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-4.15562e+006 A 4= 9.76888e-007 A 6=-1.54739e-010 A 8= 2.42665e-013
第19面
K =-7.21826e+000 A 4=-1.21521e-007 A 6= 3.39626e-011 A 8=-2.19853e-015
第25面
K = 3.56029e+000 A 4=-7.92537e-008 A 6=-3.83173e-011 A 8= 2.62385e-015
各種データ
ズーム比 120.00
焦点距離 9.00 29.79 61.08 256.84 1079.98
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 5.60
画角 31.43 10.46 5.15 1.23 0.29
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 641.86 641.86 641.86 641.86 641.86
BF 11.96 11.96 11.96 11.96 11.96
d10 2.74 97.44 131.89 174.09 190.99
d17 284.07 172.65 126.57 63.87 1.99
d24 1.50 11.71 12.88 0.76 2.50
d28 3.00 9.51 19.97 52.58 95.82
d51 11.96 11.96 11.96 11.96 11.96
入射瞳位置 133.90 420.11 716.89 2290.88 14310.08
射出瞳位置 149.45 149.45 149.45 149.45 149.45
前側主点位置 143.48 456.35 805.11 3027.50 23872.95
後側主点位置 2.96 -17.83 -49.13 -244.89 -1068.03
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 1 254.73 115.76 65.90 -19.20
2 11 -25.52 23.02 7.93 -7.17
3 18 83.61 38.61 6.19 -19.23
4 25 229.93 14.44 2.02 -6.85
5 29 40.77 146.76 58.81 16.57
数値実施例２
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 5635.882 6.00 1.83400 37.2 199.24
2 353.577 2.16 192.06
3 357.636 24.50 1.43387 95.1 191.58
4 -599.489 27.41 190.28
5 327.800 18.20 1.43387 95.1 188.22
6 -3686.564 0.25 187.77
7 253.142 18.22 1.43387 95.1 183.58
8 2007.948 1.20 182.40
9 210.029 12.50 1.49700 81.5 173.10
10 361.355 (可変) 170.49
11* 2062.075 2.20 2.00330 28.3 49.48
12 59.879 8.87 44.29
13 -70.845 1.40 1.83400 37.2 43.12
14 75.853 8.78 1.95906 17.5 42.08
15 -68.537 1.63 41.66
16 -53.210 1.60 1.88300 40.8 40.65
17 225.336 (可変) 40.03
18 144.669 9.06 1.59522 67.7 72.44
19* -377.267 0.50 72.95
20 146.629 12.13 1.59522 67.7 74.36
21 -171.984 0.20 74.16
22 170.682 2.50 1.84666 23.8 71.19
23 69.148 13.56 1.43875 94.9 68.12
24 -243.284 (可変) 67.68
25 182.392 5.42 1.49700 81.5 64.48
26* -3965.680 (可変) 63.49
27(絞り) ∞ 2.83 27.64
28 -57.507 2.00 1.81600 46.6 26.87
29 26.658 5.40 1.84666 23.8 26.19
30 -232.315 12.46 26.00
31 -31.306 3.10 1.88300 40.8 22.62
32 61.401 5.00 23.91
33 -562.689 8.09 1.58913 61.1 26.91
34 -23.800 4.29 28.67
35 260.887 2.00 1.88300 40.8 28.37
36 24.088 7.51 1.51823 58.9 27.96
37 -40.977 2.00 28.11
38 230.094 7.04 1.48749 70.2 28.33
39 -24.102 2.00 1.88300 40.8 28.31
40 -109.299 0.20 30.32
41 239.781 7.61 1.53172 48.8 31.17
42 -27.214 10.00 31.69
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
44 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
45 ∞ 9.89 60.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-1.55231e+004 A 4= 8.79933e-007 A 6=-3.86133e-010 A 8= 4.36989e-013
第19面
K =-1.16078e+002 A 4= 1.69044e-007 A 6= 7.45097e-011 A 8=-1.00747e-014
第26面
K =-3.57452e+002 A 4=-8.80238e-009 A 6= 6.35532e-011 A 8=-2.44548e-014
各種データ
ズーム比 100.45
焦点距離 9.20 29.13 58.15 231.82 924.14
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 5.02
画角 30.87 10.69 5.40 1.36 0.34
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 617.62 617.62 617.62 617.62 617.62
BF 9.89 9.89 9.89 9.89 9.89
d10 2.74 97.94 134.68 182.37 200.70
d17 280.97 170.32 124.08 64.15 1.82
d24 15.00 28.70 24.79 0.31 33.13
d26 3.00 4.75 18.16 54.89 66.07
入射瞳位置 131.16 403.67 692.21 2325.18 13785.93
射出瞳位置 193.85 193.85 193.85 193.85 193.85
前側主点位置 140.82 437.40 768.75 2849.13 19352.43
後側主点位置 0.69 -19.24 -48.26 -221.93 -914.25
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 1 264.54 110.43 64.24 -18.24
2 11 -27.26 24.48 6.99 -9.11
3 18 74.67 37.95 7.71 -17.81
4 25 349.98 5.42 0.16 -3.46
5 27 39.23 127.73 50.08 12.77
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 5635.882 6.00 1.83400 37.2 199.24
2 353.577 2.16 192.06
3 357.636 24.50 1.43387 95.1 191.58
4 -599.489 27.41 190.28
5 327.800 18.20 1.43387 95.1 188.22
6 -3686.564 0.25 187.77
7 253.142 18.22 1.43387 95.1 183.58
8 2007.948 1.20 182.40
9 210.029 12.50 1.49700 81.5 173.10
10 361.355 (可変) 170.49
11* 2062.075 2.20 2.00330 28.3 49.48
12 59.879 8.87 44.29
13 -70.845 1.40 1.83400 37.2 43.12
14 75.853 8.78 1.95906 17.5 42.08
15 -68.537 1.63 41.66
16 -53.210 1.60 1.88300 40.8 40.65
17 225.336 (可変) 40.03
18 144.669 9.06 1.59522 67.7 72.44
19* -377.267 0.50 72.95
20 146.629 12.13 1.59522 67.7 74.36
21 -171.984 0.20 74.16
22 170.682 2.50 1.84666 23.8 71.19
23 69.148 13.56 1.43875 94.9 68.12
24 -243.284 (可変) 67.68
25 182.392 5.42 1.49700 81.5 64.48
26* -3965.680 (可変) 63.49
27(絞り) ∞ 2.83 27.64
28 -57.507 2.00 1.81600 46.6 26.87
29 26.658 5.40 1.84666 23.8 26.19
30 -232.315 12.46 26.00
31 -31.306 3.10 1.88300 40.8 22.62
32 61.401 5.00 23.91
33 -562.689 8.09 1.58913 61.1 26.91
34 -23.800 4.29 28.67
35 260.887 2.00 1.88300 40.8 28.37
36 24.088 7.51 1.51823 58.9 27.96
37 -40.977 2.00 28.11
38 230.094 7.04 1.48749 70.2 28.33
39 -24.102 2.00 1.88300 40.8 28.31
40 -109.299 0.20 30.32
41 239.781 7.61 1.53172 48.8 31.17
42 -27.214 10.00 31.69
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
44 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
45 ∞ 9.89 60.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-1.55231e+004 A 4= 8.79933e-007 A 6=-3.86133e-010 A 8= 4.36989e-013
第19面
K =-1.16078e+002 A 4= 1.69044e-007 A 6= 7.45097e-011 A 8=-1.00747e-014
第26面
K =-3.57452e+002 A 4=-8.80238e-009 A 6= 6.35532e-011 A 8=-2.44548e-014
各種データ
ズーム比 100.45
焦点距離 9.20 29.13 58.15 231.82 924.14
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 5.02
画角 30.87 10.69 5.40 1.36 0.34
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 617.62 617.62 617.62 617.62 617.62
BF 9.89 9.89 9.89 9.89 9.89
d10 2.74 97.94 134.68 182.37 200.70
d17 280.97 170.32 124.08 64.15 1.82
d24 15.00 28.70 24.79 0.31 33.13
d26 3.00 4.75 18.16 54.89 66.07
入射瞳位置 131.16 403.67 692.21 2325.18 13785.93
射出瞳位置 193.85 193.85 193.85 193.85 193.85
前側主点位置 140.82 437.40 768.75 2849.13 19352.43
後側主点位置 0.69 -19.24 -48.26 -221.93 -914.25
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 1 264.54 110.43 64.24 -18.24
2 11 -27.26 24.48 6.99 -9.11
3 18 74.67 37.95 7.71 -17.81
4 25 349.98 5.42 0.16 -3.46
5 27 39.23 127.73 50.08 12.77
数値実施例３
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 6797.000 6.00 1.83400 37.2 192.59
2 339.382 1.55 185.95
3 328.647 25.65 1.43387 95.1 185.58
4 -511.046 25.85 184.37
5 342.571 15.02 1.43387 95.1 175.90
6 -11597.472 0.25 175.46
7 244.166 16.15 1.43387 95.1 172.15
8 1360.512 1.20 171.00
9 206.552 14.00 1.49700 81.5 163.69
10 399.449 (可変) 160.54
11* 1146.470 2.00 1.88300 40.8 45.27
12 45.492 8.19 39.67
13 -82.284 1.90 1.81600 46.6 38.57
14 146.273 3.85 37.58
15 -87.953 1.90 1.83481 42.7 37.50
16 67.799 6.02 1.95906 17.5 38.40
17 -190.942 (可変) 39.23
18 199.433 9.11 1.60300 65.4 76.51
19* -251.191 0.50 77.13
20 199.557 12.04 1.43875 94.9 78.66
21 -145.075 0.20 78.73
22 111.426 2.50 1.84666 23.8 76.09
23 65.152 14.80 1.49700 81.5 72.98
24 -6654.576 (可変) 72.10
25* 127.258 3.50 1.74950 35.3 69.46
26 62.399 0.20 65.77
27 62.402 11.59 1.62041 60.3 65.79
28 -6882.211 (可変) 64.93
29(絞り) ∞ 3.19 32.30
30 -93.007 1.80 1.81600 46.6 31.01
31 30.979 5.48 1.80809 22.8 29.68
32 253.253 6.97 29.27
33 -30.761 1.50 1.81600 46.6 28.50
34 57.343 9.60 1.54814 45.8 30.82
35 -27.422 24.92 31.99
36 -215.301 9.39 1.48749 70.2 32.74
37 -35.463 1.36 33.13
38 -94.436 3.74 1.83400 37.2 31.25
39 51.084 8.39 1.48749 70.2 30.63
40 -55.611 0.20 30.80
41 1485.680 5.92 1.51742 52.4 30.26
42 -29.576 3.99 1.88300 40.8 30.00
43 -72.689 5.39 30.70
44 72.700 4.12 1.51742 52.4 29.17
45 -93.963 10.00 28.85
46 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
47 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
48 ∞ 10.01 60.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K = 6.40406e+002 A 4= 1.93315e-007 A 6=-2.69890e-010 A 8= 1.42143e-013
第19面
K =-4.79134e+001 A 4=-1.81299e-007 A 6= 1.06331e-010 A 8=-1.59896e-014
第25面
K = 1.96569e+000 A 4=-1.32891e-007 A 6=-1.24824e-011 A 8=-3.22804e-015
各種データ
ズーム比 110.52
焦点距離 8.80 28.53 57.79 237.07 972.55
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 5.63
画角 32.01 10.91 5.44 1.33 0.32
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 636.28 636.28 636.28 636.28 636.28
BF 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01
d10 2.77 98.57 135.18 180.96 199.34
d17 282.68 170.09 123.86 63.32 1.83
d24 1.18 14.86 14.32 1.10 31.98
d28 3.50 6.60 16.77 44.75 56.97
d48 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01
入射瞳位置 121.88 392.89 681.42 2219.07 12413.75
射出瞳位置 183.88 183.88 183.88 183.88 183.88
前側主点位置 131.12 426.10 758.42 2779.39 18826.32
後側主点位置 1.21 -18.52 -47.78 -227.06 -962.54
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 1 257.97 105.67 60.47 -18.29
2 11 -25.58 23.86 4.66 -13.30
3 18 79.74 39.15 7.84 -18.50
4 25 253.64 15.29 -0.34 -9.68
5 29 42.43 152.16 56.91 17.17
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 6797.000 6.00 1.83400 37.2 192.59
2 339.382 1.55 185.95
3 328.647 25.65 1.43387 95.1 185.58
4 -511.046 25.85 184.37
5 342.571 15.02 1.43387 95.1 175.90
6 -11597.472 0.25 175.46
7 244.166 16.15 1.43387 95.1 172.15
8 1360.512 1.20 171.00
9 206.552 14.00 1.49700 81.5 163.69
10 399.449 (可変) 160.54
11* 1146.470 2.00 1.88300 40.8 45.27
12 45.492 8.19 39.67
13 -82.284 1.90 1.81600 46.6 38.57
14 146.273 3.85 37.58
15 -87.953 1.90 1.83481 42.7 37.50
16 67.799 6.02 1.95906 17.5 38.40
17 -190.942 (可変) 39.23
18 199.433 9.11 1.60300 65.4 76.51
19* -251.191 0.50 77.13
20 199.557 12.04 1.43875 94.9 78.66
21 -145.075 0.20 78.73
22 111.426 2.50 1.84666 23.8 76.09
23 65.152 14.80 1.49700 81.5 72.98
24 -6654.576 (可変) 72.10
25* 127.258 3.50 1.74950 35.3 69.46
26 62.399 0.20 65.77
27 62.402 11.59 1.62041 60.3 65.79
28 -6882.211 (可変) 64.93
29(絞り) ∞ 3.19 32.30
30 -93.007 1.80 1.81600 46.6 31.01
31 30.979 5.48 1.80809 22.8 29.68
32 253.253 6.97 29.27
33 -30.761 1.50 1.81600 46.6 28.50
34 57.343 9.60 1.54814 45.8 30.82
35 -27.422 24.92 31.99
36 -215.301 9.39 1.48749 70.2 32.74
37 -35.463 1.36 33.13
38 -94.436 3.74 1.83400 37.2 31.25
39 51.084 8.39 1.48749 70.2 30.63
40 -55.611 0.20 30.80
41 1485.680 5.92 1.51742 52.4 30.26
42 -29.576 3.99 1.88300 40.8 30.00
43 -72.689 5.39 30.70
44 72.700 4.12 1.51742 52.4 29.17
45 -93.963 10.00 28.85
46 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
47 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
48 ∞ 10.01 60.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K = 6.40406e+002 A 4= 1.93315e-007 A 6=-2.69890e-010 A 8= 1.42143e-013
第19面
K =-4.79134e+001 A 4=-1.81299e-007 A 6= 1.06331e-010 A 8=-1.59896e-014
第25面
K = 1.96569e+000 A 4=-1.32891e-007 A 6=-1.24824e-011 A 8=-3.22804e-015
各種データ
ズーム比 110.52
焦点距離 8.80 28.53 57.79 237.07 972.55
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 5.63
画角 32.01 10.91 5.44 1.33 0.32
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 636.28 636.28 636.28 636.28 636.28
BF 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01
d10 2.77 98.57 135.18 180.96 199.34
d17 282.68 170.09 123.86 63.32 1.83
d24 1.18 14.86 14.32 1.10 31.98
d28 3.50 6.60 16.77 44.75 56.97
d48 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01
入射瞳位置 121.88 392.89 681.42 2219.07 12413.75
射出瞳位置 183.88 183.88 183.88 183.88 183.88
前側主点位置 131.12 426.10 758.42 2779.39 18826.32
後側主点位置 1.21 -18.52 -47.78 -227.06 -962.54
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 1 257.97 105.67 60.47 -18.29
2 11 -25.58 23.86 4.66 -13.30
3 18 79.74 39.15 7.84 -18.50
4 25 253.64 15.29 -0.34 -9.68
5 29 42.43 152.16 56.91 17.17
Ｕ１：第１レンズ群
Ｕ２：第２レンズ群
Ｕ３：第３レンズ群
Ｕ４：第４レンズ群
Ｕ５：第５レンズ群
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
Claims (5)
- 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第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、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する正の第４レンズ群、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３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記ズームレンズの広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をＬ３４ｗ、前記ズームレンズのズーム比をｚとしたとき、ズーム比ｚ0.25のズーム位置ｚ１における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ１、ズーム比ｚ0.4 のズーム位置ｚ２における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ２、ズーム比ｚ0.7 のズーム位置ｚ３における前記第３群レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をL３４ｚ３、前記ズームレンズの広角端の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をL２３ｗとしたとき、
0.02＜(L34z1−L34w)／L23w＜0.2
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w＜0.2
0.1＜f3／f4＜0.8
0.02＜(L34z1−L34z3)／L23w×L34z2／(L34z1＋L34z3)＜0.1
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、としたとき、
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１５．０
を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群を光軸方向に駆動する円筒溝カムを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
- 前記ズーム位置ｚ１、前記ズーム位置ｚ２、前記ズーム位置ｚ３における前記第２レンズ群の前記円筒溝カムの単位展開長さ当たりの光軸方向での変位量をそれぞれＴ２ｚ１、Ｔ２ｚ２、Ｔ２ｚ３としたとき、
０．４＜Ｔ２ｚ２／（Ｔ２ｚ１＋Ｔ２ｚ３）＜０．７
を満足することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。 - 請求項１乃至４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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015010850A JP2016136174A (ja) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015010850A JP2016136174A (ja) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016136174A true JP2016136174A (ja) | 2016-07-28 |
| JP2016136174A5 JP2016136174A5 (ja) | 2018-03-01 |
Family
ID=56513041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015010850A Pending JP2016136174A (ja) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016136174A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020012870A (ja) * | 2018-07-13 | 2020-01-23 | キヤノン株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| JP2020085934A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及び撮像装置 |
| US11754818B2 (en) | 2019-10-11 | 2023-09-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image pickup apparatus |
| JP7387373B2 (ja) | 2019-10-11 | 2023-11-28 | キヤノン株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014038238A (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
-
2015
- 2015-01-23 JP JP2015010850A patent/JP2016136174A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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