JP2020134648A

JP2020134648A - ズームレンズ及び撮像装置

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Publication number: JP2020134648A
Application number: JP2019026567A
Authority: JP
Inventors: 博規田口; Hirochika Taguchi
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2020-08-31
Anticipated expiration: 2039-02-18
Also published as: JP7252002B2; JP2023068146A

Abstract

【課題】高い光学性能を維持し、小型のズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供すること。【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に隣り合うレンズ群の光軸上の間隔が変化し、望遠端における結像位置から射出瞳までの距離、第２レンズ群の焦点距離及び第３レンズ群の焦点距離に関する所定条件を満足するズームレンズ及びそれを備えた撮像装置。【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子によって光電変換される医療用光学システム、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置に好適なズームレンズ及び撮像装置に関する。

近年、医療系用途において硬性内視鏡等からの情報を接眼レンズの目視でみるだけでなく、大画面のモニター上に表示すること等が行われている。そのために、高い光学性能を有し、かつ小型の結像光学系が要望されている。

上述した小型の結像光学系の第１従来技術として、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３の３つのレンズ群を有するズームレンズであって、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２を物体側に移動させ、第３レンズ群Ｌ３を、広角端以外のズーム位置にて最も像側に位置するように、像側に凸の軌跡もしくはこの一部を描くように移動させ、第１レンズ群Ｌ１はズーミングのためには移動させず、第１レンズ群Ｌ１は、像側の面が凹面である負レンズと物体側の面が凸面である正レンズを有するよう構成し、第２レンズ群Ｌ２は、像側の面が凹面である負レンズとその像側に配置された正レンズを有するよう構成したズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記第１従来技術は、比較的レンズ枚数が少なくかつ小型化を実現しているが、広角視野の周辺域まで光束を確保しかつ該領域の良好な収差補正をすることは困難である。すなわち、第１従来技術の周辺域結像位置において、視野中心部の光束と同じように入射瞳を通過した光束の全てが結像に寄与するようにすると、コマ収差が大きくなり、高い解像力を得ることができない。また、鮮明で色再現性の高い撮像を行うことができる３ＣＣＤ撮像装置等においては、３色分解フィルター等を配置するために長いバックフォーカスを有するという要望を満たしていない。

上述した小型の結像光学系の第２従来技術として、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、正の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３、正の第４レンズ群Ｇ４を備え、ズーミング時には、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は固定とされるとともに、広角端から望遠端への操作に応じて第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が、いずれも拡大側に、かつ互いの間隔を変えながら光軸Ｏ上を移動し、さらに第３レンズ群Ｇ３の焦点距離及び広角端における全系の焦点距離に関する所定の条件を満たすズームレンズが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

前記第２従来技術は、簡素なメカ構成であって、固体撮像素子を用いたカメラの撮影光学系に好適なズームレンズであり、レンズ系と結像位置の間に、光学的ローパスフィルターや色フィルター、フェースプレート等に対応して設けられるようになっている。
しかし、第２従来技術においては、広角域の周辺域まで光束を確保しかつ該領域の良好な収差補正することは困難である。また、焦点距離に対するレンズ全長が長いため、小型化を十分に実現しているとは言えない。

特開２００４−０４６１０８号公報特開２０１１−２３２６５３号公報

（発明の目的）
本発明は、従来のズームレンズの上述した問題点に鑑みなされたものであって、高い光学性能を維持しつつ、小型のズームレンズ及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係るズームレンズは、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、
広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の光軸上の間隔が変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズである。
-2.20 ≦ expt/f3 ≦ -1.20 ・・・・ (1)
0.70 ≦ f3/f2 ≦ 1.70 ・・・・ (2)
ただし
expt：望遠端における結像位置から射出瞳までの距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
f3：第３レンズ群の焦点距離

本発明に係る撮像装置は、
前記ズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置である。

本発明によれば、高い光学性能を維持しつつ、小型のズームレンズ及び撮像装置を構成することができる。

本発明のズームレンズの第１実施例の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の光学図である。本発明のズームレンズの第１実施例の広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第１実施例の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第１実施例の望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第２実施例の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の光学図である。本発明のズームレンズの第２実施例の広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第２実施例の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第２実施例の望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第３実施例の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の光学図である。本発明のズームレンズの第３実施例の広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第３実施例の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第３実施例の望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第４実施例の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の光学図である。本発明のズームレンズの第４実施例の広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第４実施例の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第４実施例の望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第５実施例の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の光学図である。本発明のズームレンズの第５実施例の広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第５実施例の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第５実施例の望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第６実施例の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の光学図である。本発明のズームレンズの第６実施例の広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第６実施例の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明のズームレンズの第６実施例の望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。本発明の実施例の撮像装置の構成図である。本発明の実施例の撮像装置において使用する３ＣＣＤ部材の実施例の光学図である。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式又は条件を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。
以下に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。

本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の光軸上の間隔が変化する。

物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群を有する構成とすることによって、広角端の画角を広くすることが可能となる。さらに、バックフォーカスの長い光学系としたとき、収差補正が容易となる。

第３レンズ群の像側に、正又は負の屈折力を有する第４レンズ群を有していても良い。第４レンズ群を有することによって、変倍時に発生する収差補正を良好に行うことが可能となり、より高性能化を図ることができる。このとき、第４レンズ群は変倍に際して光軸方向に固定されていることで、レンズを支持する構成が簡易となり、更に堅牢な構成となり好ましい。より好ましくは、負の屈折力を有する第４レンズ群が配置されることで、バックフォーカスを確保しつつ、良好な性能を確保することが可能となる。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
-2.20 ≦ expt/f3 ≦ -1.20 ・・・・ (1)
expt：望遠端における結像位置から射出瞳までの距離
f3：第３レンズ群の焦点距離

条件式(1)は、望遠端における結像位置から射出瞳までの距離と、第３レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。結像位置から射出瞳までの距離は、光線の進行方向すなわち物体側から像面に向かう方向を正とする。

条件式(1)の範囲を満足することによって、望遠域の収差を所定範囲内に抑えつつレンズ有効径を所定範囲内に抑えることが可能となる。
条件式(1)の上限を超えると、望遠端においてコマ収差が発生する。そのため、良好に収差補正するためには、さらにレンズを追加する必要がある。
条件式(1)の下限を下回ると、レンズ有効径を抑えることが困難となる。

条件式(1)の上限値は、-1.4にすることが好ましく、-1.2にすることがさらにより好ましい。
条件式(1)の下限値は、-2.0にすることが好ましく、-1.8にすることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.70 ≦ f3/f2 ≦ 1.70 ・・・・ (2)
f2：第２レンズ群の焦点距離
f3：第３レンズ群の焦点距離

条件式(2)は、第３レンズ群と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。

条件式(2)の範囲を満足することによって、第２レンズ群以降に配置された各レンズから発生する軸上収差およびコマ収差を効果的に抑えることができる。

条件式(2)の上限を超えると、コマ収差が発生し、さらに第３レンズ群に配置されるレンズの有効径が大きくなる。
条件式(2)の下限を下回ると、軸上収差の補正が困難となる。該軸上収差を補正しようとすると、第２レンズ群に配置されるレンズの有効径が大きくなる。

条件式(2)の上限値は、1.5にすることがより好ましく、1.4にすることがさらにより好ましい。
条件式(2)の下限値は、0.8にすることがより好ましく、1.0にすることがより好ましく、1.2にすることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、前記第３レンズ群が物体側へ移動することが好ましい。

第３レンズ群を物体側に移動させることによって、変倍において発生する収差の補正を良好に行うことが可能となる。より好ましくは、第３レンズ群を単調に移動させることで、広角端の収差と望遠端の収差を近似させることが可能となり、変倍の中間域での性能が良好になる。ここで、単調に移動するとは、第３レンズ群の移動方向が物体側のみであって、広角端から望遠端へ変倍する間に、像側に移動しないことを示す。

本発明に係るズームレンズは、変倍時に、前記第１レンズ群が光軸方向に固定されることが好ましい。

変倍時に、第１レンズ群を光軸方向に固定することによって入射瞳位置の光軸上の変位量を低減しつつ光学性能を維持することが容易になる。また、本発明に係るズームレンズがアダプター光学系として使用される場合、該アダプター光学系の変倍時の光軸上の変位量を少なくすることができ、鏡胴の構成を簡素化することが可能となる。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
-2.8 ≦ βw2 ≦ -1.0 ・・・・ (3)
ただし
βw2：広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率

条件式(3)は、広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率を規定するものである。

条件式(3)を満足することにより、広角端における軸上収差およびコマ収差を効果的に補正することができる。
条件式(3)の上限を超えると、軸上収差およびコマ収差の補正が困難になる。従って、このコマ収差の補正のためにはさらなるレンズの追加が必要になり、コストが増加することになり好ましくない。
条件式(3)の下限を下回ると、ズームレンズの全長（第１面から結像位置までの距離）が長くなり、さらに、第２レンズ群の有効径を大きくしなければ収差を補正することが困難となる。仮に、第２レンズ群の有効径を小さくすると、軸上収差及びコマ収差の補正が困難となる。

条件式(3)の上限値は、-1.2にすることがより好ましく、-1.4にすることがさらにより好ましい。
条件式(3)の下限値は、-2.5にすることが好ましく、-2.3にすることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
1.5 ≦ f3/fw ≦ 3.0 ・・・・ (4)
ただし
f3：第３レンズ群の焦点距離
fw：当該ズームレンズの広角端における焦点距離

条件式(4)は、第３レンズ群の焦点距離と当該ズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定するものである。

条件式(4)を満足することにより、コマ収差、非点収差及び歪曲収差を抑えつつ第３レンズ群の有効径を抑えることが可能となる。
条件式(4)の上限を超えると、コマ収差の補正が困難となる。また、ズームレンズの全長が長くなり、さらに第３レンズ群の有効径を抑えることが困難となる。
条件式(4)の下限を下回ると、収差を補正しつつバックフォーカスを確保することが困難となる。

条件式(4)の上限値は、2.8であることがより好ましく、2.5であることがさらにより好ましい。
条件式(4)の下限値は、1.6であることがより好ましく、1.8にすることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
-30.0 ≦ expt/Ymax ≦ -10.0 ・・・・ (5)
ただし
Ymax：最大像高

条件式(5)は、望遠端における結像位置から射出瞳までの距離と最大像高の比を規定するための式である。

条件式(5)を満足することにより、絞りより像側に配置されたレンズの有効径を抑えつつコマ収差を効果的に補正することが可能となる。
条件式(5)の上限を超えると、絞りより像側に配置されたレンズの有効径を抑えることが困難となり、周辺光量を十分に確保することが困難となる。また、周辺光量を保ちつつコマ収差・非点収差の補正を行うことが難しくなる。
条件式(5)の下限を下回ると、収差を補正しつつバックフォーカスを確保することが困難となる。

条件式(5)の上限値は、-9.0であることが好ましく、-8.0であることがさらにより好ましい。
条件式(5)の下限値は、-27.0であることがより好ましく、-24.0であることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
5.0 ≦ |βt2| ≦ 50.0 ・・・・ (6)
ただし
βt2：望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率

条件式(6)は、望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率を規定するための式である。

条件式(6)を満足することにより、望遠端の軸上色収差及びコマ収差を効果的に補正することが可能となる。
条件式(6)の上限を超えると、第２レンズ群による収差補正効果を十分に活用できず、小型化を図ることが困難となる。
条件式(6)の下限を下回ると、軸上収差とコマ収差を同時に補正することが困難となる。軸上収差とコマ収差を同時に補正するためにはさらにレンズを追加することが必要となり、製造コストが増加するため好ましくない。

条件式(6)の上限値は、45.0にすることが好ましく、40.0にすることがより好ましく、30.0にすることがさらに好ましい。
条件式(6)の下限値は、6.0にすることが好ましく、7.0にすることが好ましく、8.0にすることが好ましく、10.0にすることがより好ましく、15.0にすることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5 ≦ G01R/f1 ≦ 1.5 ・・・・ (7)
ただし
G01R：当該ズームレンズの最も物体側面の曲率半径
f1：第１レンズ群の焦点距離

条件式(7)は、当該ズームレンズの最も物体側面の曲率半径と第１レンズ群の焦点距離との比を規定するための式である。

条件式(7)を満足することにより、ズームレンズの小型化を実現し、コマ収差及び軸上収差の良好な補正を可能とする。

条件式(7)の上限を超えると、周辺部の十分な光束を確保しつつレンズ有効径を抑えることが困難となる。
条件式(7)の下限を下回ると、コマ収差と軸上収差、倍率色収差と歪曲収差を同時に抑えることが困難となる。

条件式(7)の上限値は、1.2であることが好ましく、0.9であることがより好ましく、0.8であることがさらにより好ましい。
条件式(7)の下限値は、0.6であることがより好ましく、0.7であることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5 ≦ hitomi/(enpw×tan(ωw)) ≦ 2.0 ・・・・ (8)
ただし
hitomi：広角端における入射瞳半径
enpw：広角端における第１面から入射瞳までの距離
ωw：広角端の主光線の最大画角（半画角）

条件式(8)は、広角端における入射瞳半径を規定するための式である。

条件式(8)を満足することにより、小型化を可能としつつ、広角側のコマ収差及び軸上色収差の補正を可能とする。

条件式(8)の上限を超えることにより、広角側のＦ値を維持しながら軸上収差を補正することが困難となる。
条件式(8)の下回ると、光束を十分にいれた状態で周辺域のコマ収差補正が難しくなる。

条件式(8)の上限値は、1.8であることがより好ましく、1.6であることがさらにより好ましい。
条件式(8)の下限値は、0.55であることがより好ましく、0.60であることがさらにより好ましい。

本発明に係るズームレンズは、第１レンズ群の最も物体側の面が凹形状であることが好ましい。この構成を有することによって、小型化が可能となり、高性能化を図ることが可能となる。

本発明に係るズームレンズは、第２レンズ群の最も物体側の面が凸形状であることが好ましい。この構成を有することによって、球面収差の補正を良好に行うことが可能となり、高性能化を図ることが可能となる。

本発明に係るズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が狭まるように、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が広がるように少なくとも一つ又は複数のレンズ群が光軸上を移動することが好ましい。

本発明に係るズームレンズは、第１レンズ群に正の屈折力を有するレンズを有することが好ましい。この構成を有することによって、色収差の補正を良好に行うことが可能となり、高性能化を図ることが可能となる。

本発明に係る撮像装置は、上述したズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えて構成される。

本発明に係る撮像装置の撮像素子においては、視野中心のみならず視野周辺部においても優れた結像性能及び光電変換効率を実現して、好ましい結像信号を形成することができる。

（実施例）
以下に、本発明に係るズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を、数値実施例及び添付図面に基づいて説明する。

本発明に係る光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。
諸元表において、Fは全系の焦点距離、FNoはＦナンバー、Wは半画角（°）、WIDEは広角状態、MIDは中間焦点距離状態、TELEは望遠状態を示す。
面データ表において、No.は面番号、Rは曲率半径、Dはレンズ厚またはレンズ間隔、Ndはd線における屈折率、ABVはｄ線におけるアッベ数、INFは無限大、STOPは絞りを示す。

各実施例の縦収差図（図２〜図４、図６〜図８、図１０〜図１２、図１４〜図１６、図１８〜図２０、図２２〜図２４）においては、左側から順に、球面収差（mm）、非点収差（mm）、歪曲収差（％）を示す。球面収差図において、縦軸は開放F値との割合を表し、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２８ｎｍ）、一点鎖線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）の特性である。非点収差図において、縦軸はｄ線の半画角（°）を表し、実線はサジタル像面（図中、sで示す）、破線はメリディオナル像面（図中、tで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸はｄ線の半画角（°）を表す。

（第１実施例）
本発明に係るズームレンズの第１実施例は、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、色分解プリズムＰを有し、結像位置ＩＭＧに光電変換素子ＰＥＣが配置されている。光電変換素子ＰＥＣには、バンドパスフィルターやカバーガラスが含まれることもある。
第１レンズ群Ｇ１は、負の第１レンズＬ１１と正の第２レンズＬ１２とを接合してなる。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳＴＯＰ、正の第３レンズＬ２１、接合された正の第４レンズＬ２２及び負の第５レンズＬ２３からなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の第６レンズＬ３１である。

第１レンズ群Ｇ１は、変倍時に静止しており、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端の変倍時に光軸に沿って物体側へ移動する。

第１実施例の諸元表は以下の通りである。
（諸元表）
WIDE MID TELE
F 13.317 22.321 28.710
Fno 4.557 5.833 6.425
W 13.268 7.755 6.000

第１実施例の面データ表は以下の通りである。
（面データ表）
No. R D Nd ABV
1 -15.714 1.453 1.5345 68.38
2 11.006 2.819 1.8314 30.34
3 19.803 D(3)
4STOP INF 0.101
5 22.101 1.798 1.7102 46.52
6 -26.707 0.100
7 13.192 3.229 1.5925 65.99
8 -8.100 1.753 1.6623 37.11
9 10.584 D(9)
10 24.371 2.772 1.6124 63.93
11 -55.756 D(11)
12 INF 4.232 1.5168 64.17
13 INF 13.038 1.7015 41.24
14 INF 0.700

第１実施例の無限遠合焦時のレンズ間隔は以下の通りである。
（レンズ間隔表）
WIDE MID TELE
D(3) 13.946 5.155 1.915
D(9) 4.602 7.134 5.172
D(11) 3.233 9.492 14.694

第１実施例の各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
（各レンズ群の焦点距離）
f1 -20.04
f2 18.73
f3 28.06

（第２実施例）
本発明に係るズームレンズの第２実施例は、図５に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、色分解プリズムＰを有し、結像位置ＩＭＧに光電変換素子ＰＥＣが配置されている。光電変換素子ＰＥＣには、バンドパスフィルターやカバーガラスが含まれることもある。
第１レンズ群Ｇ１は、負の第１レンズＬ１１と、正の第２レンズＬ１２とを接合してなる。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳＴＯＰ、正の第３レンズＬ２１、接合された正の第４レンズＬ２２及び負の第５レンズＬ２３からなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の第６レンズＬ３１である。

第１レンズ群Ｇ１は、ズーム時に静止しており、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端の変倍時に光軸に沿って物体側へ移動する。

第２実施例の諸元表は以下の通りである。
（諸元表）
WIDE MID TELE
F 13.317 22.321 28.710
Fno 4.557 5.833 6.425
W 13.256 7.755 5.996

第２実施例の面データ表は以下の通りである。
（面データ表）
No. R D Nd ABV
1 -16.440 1.487 1.5265 57.52
2 11.817 2.795 1.8171 24.91
3 20.707 D(3)
4STOP INF 0.100
5 18.101 1.800 1.6927 44.21
6 -32.674 0.831
7 17.911 3.186 1.5853 66.81
8 -7.647 1.726 1.6754 35.14
9 12.376 D(9)
10 27.155 2.765 1.7401 48.60
11 -42.404 D(11)
12 INF 4.232 1.5168 64.17
13 INF 13.038 1.7015 41.24
14 INF 0.700

第２実施例の無限遠合焦時のレンズ間隔は以下の通りである。
（レンズ間隔表）
WIDE MID TELE
D(3) 14.235 4.707 1.500
D(9) 2.285 5.327 3.785
D(11) 5.095 11.581 16.330

第２実施例の各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
（各レンズ群の焦点距離）
f1 -20.94
f2 22.63
f3 22.75

（第３実施例）
本発明に係るズームレンズの第３実施例は、図９に示すように、物体側から、負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力をもつ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力をもつ第３レンズ群Ｇ３、色分解プリズムＰを有し、結像位置ＩＭＧに光電変換素子ＰＥＣが配置されている。光電変換素子ＰＥＣには、バンドパスフィルターやカバーガラスが含まれることもある。
第１レンズ群Ｇ１は、負の第１レンズＬ１１と正の第２レンズＬ１２とを接合してなる。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳＴＯＰ、正の第３レンズＬ２１、接合された正の第４レンズＬ２２及び負の第５レンズＬ２３からなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の第６レンズＬ３１である。

第１レンズ群Ｇ１は、変倍時に固定されており、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端の変倍時に光軸に沿って物体側へ移動する。

第３実施例の諸元表は以下の通りである。
（諸元表）
WIDE MID TELE
F 13.317 22.321 28.710
Fno 4.557 5.833 6.425
W 13.259 7.741 5.989

第３実施例の面データ表は以下の通りである。
（面データ表）
No. R D Nd ABV
1 -15.916 0.919 1.5338 57.03
2 13.771 2.719 1.9324 21.96
3 21.658 D(3)
4STOP INF 0.420
5 19.502 1.827 1.7940 44.07
6 -25.278 0.513
7 17.146 2.816 1.5655 69.26
8 -8.369 0.978 1.7085 33.81
9 14.103 D(9)
10 53.870 2.711 1.7469 48.09
11 -38.140 D(11)
12 INF 4.232 1.5168 64.17
13 INF 13.038 1.7015 41.24
14 INF 0.700

第３実施例の無限遠合焦時のレンズ間隔は以下の通りである。
（レンズ間隔表）
WIDE MID TELE
D(3) 13.974 4.996 1.500
D(9) 4.731 7.997 6.169
D(11) 3.568 9.281 14.605

第３実施例の各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
（各レンズ群の焦点距離）
f1 -20.76
f2 18.53
f3 30.28

（第４実施例）
本発明に係るズームレンズの第４実施例は、図１３に示すように、物体側から、負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力をもつ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力をもつ第３レンズ群Ｇ３、色分解プリズムＰを有し、結像位置ＩＭＧに光電変換素子ＰＥＣが配置されている。光電変換素子ＰＥＣには、バンドパスフィルターやカバーガラスが含まれることもある。
第１レンズ群Ｇ１は、負の第１レンズＬ１１と正の第２レンズＬ１２とを接合してなる。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳＴＯＰ、正の第３レンズＬ２１、接合された正の第４レンズＬ２２及び負の第５レンズＬ２３からなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の第６レンズＬ３１である。

第４実施例の諸元表は以下の通りである。
（諸元表）
WIDE MID TELE
F 13.317 22.321 28.710
Fno 4.557 5.833 6.425
W 13.259 7.743 5.989

第４実施例の面データ表は以下の通りである。
（面データ表）
No. R D Nd ABV
1 -15.929 1.449 1.5313 60.19
2 13.771 2.719 1.9232 23.31
3 21.758 D(3)
4STOP INF 0.164
5 18.441 1.812 1.7937 45.01
6 -27.261 0.517
7 17.075 2.836 1.5649 69.35
8 -8.405 1.074 1.7092 34.16
9 13.278 D(9)
10 42.678 2.708 1.7408 48.55
11 -40.122 D(11)
12 INF 4.232 1.5168 64.17
13 INF 13.038 1.7015 41.24
14 INF 0.700

第４実施例の無限遠合焦時のレンズ間隔は以下の通りである。
（レンズ間隔表）
WIDE MID TELE
D(3) 13.715 4.847 1.500
D(9) 3.452 6.553 4.887
D(11) 4.071 9.837 14.850

第４実施例の各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
（各レンズ群の焦点距離）
f1 -20.83
f2 19.10
f3 28.31

（第５実施例）
本発明に係るズームレンズの第５実施例は、図１７に示すように、物体側から、負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力をもつ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力をもつ第３レンズ群Ｇ３、色分解プリズムＰを有し、結像位置ＩＭＧに光電変換素子ＰＥＣが配置されている。光電変換素子ＰＥＣには、バンドパスフィルターやカバーガラスが含まれることもある。
第１レンズ群Ｇ１は、負の第１レンズＬ１１と、正の第２レンズＬ１２とを接合してなる。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳＴＯＰ、正の第３レンズＬ２１、接合された正の第４レンズＬ２２及び負の第５レンズＬ２３からなる。第３レンズ群Ｇ３は、負の第６レンズＬ３１と、正の第７レンズＬ３２からなる。

第５実施例の諸元表は以下の通りである。
（諸元表）
WIDE MID TELE
F 13.317 22.321 28.710
Fno 4.557 5.833 6.425
W 13.217 7.763 6.016

第５実施例の面データ表は以下の通りである。
（面データ表）
No. R D Nd ABV
1 -22.676 0.832 1.6793 54.34
2 11.317 1.420 1.8002 29.51
3 33.197 D(3)
4STOP INF 0.100
5 5.023 1.393 1.8831 40.78
6 4.440 0.652
7 10.020 3.892 1.5484 71.44
8 -3.775 0.601 1.6110 50.67
9 -137.883 D(9)
10 22.564 2.236 1.6878 37.20
11 10.074 0.347
12 10.490 5.615 1.6179 62.06
13 -36.767 D(13)
14 INF 4.232 1.5168 64.17
15 INF 13.038 1.7015 41.24
16 INF 0.700

第５実施例の無限遠合焦時のレンズ間隔は以下の通りである。
（レンズ間隔表）
WIDE MID TELE
D(3) 16.660 5.662 1.502
D(9) 2.025 6.851 5.883
D(13) 4.346 10.518 15.647

第５実施例の各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
（各レンズ群の焦点距離）
f1 -22.76
f2 24.27
f3 26.85

（第６実施例）
本発明に係るズームレンズの第６実施例は、図２１に示すように、物体側から、負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力をもつ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力をもつ第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力をもつ第４レンズ群Ｇ４、色分解プリズムＰを有し、結像位置ＩＭＧに光電変換素子ＰＥＣが配置されている。光電変換素子ＰＥＣには、バンドパスフィルターやカバーガラスが含まれることもある。
第１レンズ群Ｇ１は、負の第１レンズＬ１１と正の第２レンズＬ１２とを接合してなる。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳＴＯＰ、正の第３レンズＬ２１、接合された正の第４レンズＬ２２及び負の第５レンズＬ２３からなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の第６レンズＬ３１からなる。第４レンズ群は、負の第７レンズＬ４１からなる。

第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、変倍時に固定されており、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端の変倍時に光軸に沿って物体側へ移動する。

第６実施例の諸元表は以下の通りである。
（諸元表）
WIDE MID TELE
F 13.317 22.321 28.710
Fno 4.557 5.833 6.425
W 13.279 7.759 6.007

第６実施例の面データ表は以下の通りである。
（面データ表）
No. R D Nd ABV
1 -16.306 1.424 1.5171 63.25
2 12.048 2.812 1.7658 30.38
3 21.459 D(3)
4STOP INF 0.726
5 20.350 1.860 1.6948 46.33
6 -28.313 0.445
7 12.743 3.299 1.5872 66.58
8 -8.900 1.282 1.6736 38.19
9 10.440 D(9)
10 27.396 2.592 1.7052 51.62
11 -53.553 D(11)
12 -41.001 0.824 1.9445 18.01
13 -74.633 1.855
14 INF 4.232 1.5168 64.17
15 INF 13.038 1.7015 41.24
16 INF 0.700

第６実施例の無限遠合焦時のレンズ間隔は以下の通りである。
（レンズ間隔表）
WIDE MID TELE
D(4) 16.035 6.320 2.175
D(11) 3.665 8.971 8.447
D(14) 1.822 6.231 10.899

第６実施例の各レンズ群の焦点距離は以下の通りである。
（各レンズ群の焦点距離）
f1 -20.92
f2 19.38
f3 26.05
f4 -97.49

（撮像装置）
本発明の実施例の撮像装置１００は、図２５に示すように、撮像装置ハウジング１０２内に、ズームレンズ１０４と、ズームレンズ１０４の結像領域に配置された光電変換部ＰＥＣを装着して構成される。ズームレンズ１０２の三つの結像面ＩＰには、それぞれ撮像素子ＩＳが配置される。

光電変換部ＰＥＣは、図２６に示すように、レンズ系の結像側に、ローパスフィルター２００及びＩＲフィルターＩＲ、三つの接合されたプリズムすなわち第１プリズム２１０、第２プリズム２１２、第３プリズム２１４を有する。
第１プリズム２１０は、赤色光線を反射する第１反射膜２１６を有し、光線射出側にカバーガラス２１８及び第１受光素子２２０を有する。
第２プリズム２１２は、青色光線を反射する第２反射膜２２２を有し、光線射出側にカバーガラス２２４及び第２受光素子２２６を有する。
第３プリズム２１４は、光線射出側にカバーガラス２３０及び第３受光素子２３２を有する。

各実施例の条件式の対応値は以下の通りである。
（条件式対応値表）
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
expt/f3 -1.45 -1.83 -1.41 -1.41 -2.00 -1.57
f3/f2 1.50 1.01 1.63 1.48 1.11 1.34
f3/fw 2.11 1.71 2.27 2.13 2.02 1.96
βw2 -1.50 -2.63 -1.30 -1.47 -1.85 -1.26
βt2 -40.43 5.47 -10.70 -24.76 12.07 -12.82
βw3 0.44 0.24 0.49 0.43 0.32 0.44
βt3 0.04 -0.25 0.13 0.06 -0.10 0.09
βw3/βt3 12.51 -0.96 3.80 7.81 -3.03 4.72
f1/ft -0.70 -0.73 -0.72 -0.73 -0.79 -0.73
G01r1/f1 0.78 0.79 0.77 0.76 1.00 0.78
hitomi/（enpw×tan(ωw）)
0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62
expt/ymax -13.51 -13.86 -14.23 -13.33 -17.85 -13.58

ＳＴＯＰ絞り
ＩＲＩＲフィルター
ＣＧカバーガラス
ＩＳ受光素子
Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
１００撮像装置
１０２撮像装置ハウジング
１０４ズームレンズ
２００ローパスフィルター

Claims

物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有し、
広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の光軸上の間隔が変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
-2.20 ≦ expt/f3 ≦ -1.20 ・・・・ (1)
0.70 ≦ f3/f2 ≦ 1.70 ・・・・ (2)
ただし
expt：望遠端における結像位置から射出瞳までの距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
f3：第３レンズ群の焦点距離
広角端から望遠端への変倍時に、前記第３レンズ群が物体側へ移動する請求項１に記載のズームレンズ。
変倍時に、前記第１レンズ群が光軸方向に固定される請求項１又は２に記載のズームレンズ。
以下の条件式を満足する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-2.8 ≦ βw2 ≦ -1.0 ・・・・ (3)
ただし
βw2：広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率
以下の条件式を満足する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
1.5 ≦ f3/fw ≦ 3.0 ・・・・ (4)
ただし
fw：当該ズームレンズの広角端における焦点距離
以下の条件式を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-30.0 ≦ expt/Ymax ≦ -10.0 ・・・・ (5)
ただし
Ymax：最大像高
以下の条件式を満足する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
5.0 ≦ |βt2| ≦ 50.0 ・・・・ (6)
ただし
βt2：望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率
以下の条件式を満足する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
0.5 ≦ G01R1/f1 ≦ 1.0 ・・・・ (7)
ただし
G01R1：当該ズームレンズの最も物体側面の曲率半径
f1：第１レンズ群の焦点距離
以下の条件式を満足する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
0.5 ≦ hitomi/（enpw×tan(ωw）) ≦ 2.0 ・・ (8)
ただし
hitomi：広角端における入射瞳半径
enpw：広角端における第１面から入射瞳までの距離
ωw：広角端の主光線の最大画角（半画角）
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像側に当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。