JP5006076B2 - 高倍率ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、高倍率ズームレンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、テレビカメラやビデオカメラ等への搭載に好適な高倍率ズームレンズおよび該高倍率ズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
従来、テレビカメラやビデオカメラ等に搭載されるズームレンズとしては、4群構成のズームレンズが知られている。4群構成のズームレンズとしては例えば、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群と、負の屈折力を有し変倍時に移動して変倍を担う変倍群となる第2群と、正または負の屈折力を有し変倍に伴う像点位置の変動を補正する第3群と、正の屈折力を有する第4群とを備えるものがある。
特許文献1には、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群と、負の屈折力を有する第2群と、正の屈折力を有する第3群と、正の屈折力を有する第4群とを備え、第1群、第3群、第4群を移動させることにより変倍を行うズームレンズが記載されている。特許文献1に記載のズームレンズの第1群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、正レンズと、正の屈折力を持つ接合レンズと、正レンズとが配列されてなる。
特許文献2には、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群と、負の屈折力を有する第2群と、正の屈折力を有する第3群と、正の屈折力を有する第4群とを備え、これら4つの群全てを移動させることにより変倍を行うズームレンズが記載されている。特許文献2に記載のズームレンズの第1群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、正レンズと、正の屈折力を持つ接合レンズと、正レンズとが配列されてなる。
特許文献3には、物体側から順に、正の屈折力を有する第1群と、変倍用の負の屈折力を有する第2群と、変倍に伴う像面変動を補正する第3群と、結像作用を有する第4群とを備えたズームレンズが記載されている。特許文献3に記載のズームレンズの第1群は、物体側から順に、負の屈折力を持つ前群と、正の屈折力を持つ接合レンズおよび正レンズからなる後群とが配列されてなる。
特公平7−1337号公報 特許第2711717号公報 特許第3376171号公報
近年、テレビカメラやビデオカメラ等に搭載されるズームレンズには、これらのカメラの小型化に伴い、高性能を保持した上でさらなる小型化が要望されている。また、ニーズの多様化に伴い、20倍以上の高変倍比を有する高倍率ズームレンズへの要望が高まっている。
特許文献1および特許文献2に記載されたものは、変倍比が4〜5倍程度と低倍であり、高変倍比の要求を満たせない。特許文献3には高変倍比のものも記載されているが、小型化、高性能化という点で改善の余地がある。
一般に、高倍率ズームレンズでは、変倍を担う変倍群と、変倍群の物体側に配置される第1群とを備え、この第1群の焦点距離を変倍群で縮小・拡大して変倍を行う。第1群は、収差や焦点変動による収差に大きく影響するものであり、この影響は倍率が高くなるほど顕著に表れるため、低倍のズームレンズよりも高倍のズームレンズの方が、より厳しく収差補正しておく必要がある。したがって、高倍率ズームレンズでは第1群をいかに構成するかが重要な課題となる。
一方、小型化のためには各レンズ群の焦点距離が短く設定されることから、第1群の焦点距離も短く設定される。しかしながら、単に各レンズ群の焦点距離を短くして高変倍化を図ろうとすると、変倍に伴う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。特に、第1群の焦点距離を短くすると、変倍時に望遠端寄りでの軸上色収差の残存2次スペクトルが急激に増大するという問題が生じていた。
テレビカメラやビデオカメラ用のズームレンズにおいては、色収差の変動が大きくなると、カラー画像としての画質が極端に低下してくる。このため、これらの用途のズームレンズにおいては、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり色収差を良好に補正しておくことが要求される。
本発明は、上記事情に鑑み、小型で高変倍比を有するとともに、軸上色収差の残存2次スペクトルが小さく、高い光学性能を保持する高倍率ズームレンズおよび該高倍率ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明の高倍率ズームレンズは、変倍時に固定されている固定群と、該固定群より像側に配置されて変倍時に光軸方向に移動して変倍作用を行う変倍群とを備えた高倍率ズームレンズにおいて、前記固定群が、負メニスカスレンズと正レンズとからなり全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、該第1レンズ群より像側に配置されて、物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとからなる負レンズ群と1枚以上の正レンズからなる正レンズ群とから構成されて全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、前記固定群中の全ての負レンズのd線におけるアッベ数の平均値νnと、前記固定群中の全ての正レンズのd線におけるアッベ数の平均値νpとが、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とするものである。
νn>40・・・(1)
νp>70・・・(2)
ここで、「負レンズ群」とは全体として負の屈折力を有するレンズ群のことであり、「正レンズ群」とは全体として正の屈折力を有するレンズ群のことである。
本発明の高倍率ズームレンズは、上記固定群と変倍群を備えていればよく、その他の群、例えば、変倍時の像点変動を補正するための独立したコンペンセータ群や、結像作用を有するリレー群等を備えていてもよい。
本発明のズームレンズの固定群は、課題の項で述べた第1群に相当するものであり、屈折力に注目した群単位で見ると、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する負レンズ群、正の屈折力を有する正レンズ群からなっている。変倍群の前の固定群は、焦点距離を短くするためには、通常、正、正、正のパワー配置が考えられるが、本発明のように、正、負、正のパワー配置で構成することにより、各群を全て正で構成した場合に比べて、各群のパワーを強くすることができ、各レンズの屈折力を強くすることができる。よって、各レンズの屈折力を好適に配分する自由度を増加できるので、収差補正上有利となる。より詳しくは、小型で高倍率のズームレンズを実現する際の懸念事項である残存2次スペクトルを含む軸上色収差と、基準波長における収差とをバランス良く補正することが可能となる。
課題の項で述べたように、高倍率ズームレンズでは変倍に伴う収差変動が大きいので、全変倍範囲にわたり良好に色収差補正するためには、固定群のみで色収差補正がなされていることが必要である。本発明の高倍率ズームレンズのように、第1レンズ群および負レンズ群がともに色収差補正効果の高い負メニスカスレンズと正レンズを有し、上記パワー配置をとることで、固定群のみで良好に色収差補正された光学系を実現することが可能になる。
発明の高倍率ズームレンズにおいては、第1レンズ群の焦点距離f1と、第2レンズ群の焦点距離f2とが、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
0.7<f1/f2<4.2・・・(3)
本発明のズームレンズにおいては、固定群中の全ての負レンズのd線におけるアッベ数の平均値νnと、固定群中の全ての正レンズのd線におけるアッベ数の平均値νpとが、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
νn+νp>119・・・(4)
本発明の高倍率ズームレンズにおいては、固定群のうち第2レンズ群のみを光軸方向に移動させることにより、無限遠距離物体から至近距離物体への合焦を行うように構成してもよい。
本発明の撮像装置は、上記記載の高倍率ズームレンズと、該高倍率ズームレンズによって結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。撮像装置とは、例えば、テレビカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等である。
なお、本明細書においては特に断りのない限り、d線(波長587.6nm)を基準波長とする。また、本明細書においては「パワー」と「屈折力」とを同義の語として用いる。
本発明によれば、各レンズの形状、枚数、配置、および固定群内のパワー配置を好適に設定し、条件式(1)、(2)を満足するように構成しているため、各レンズの屈折力を好適に配分することができ、小型で高変倍比を有するとともに、軸上色収差の残存2次スペクトルが小さく、高い光学性能を保持する高倍率ズームレンズ、および該高倍率ズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
以下、本発明の高倍率ズームレンズの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1〜10は、本発明の実施の形態にかかる高倍率ズームレンズの構成を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例1〜実施例10に対応している。図1〜図10は、広角端における無限遠合焦時のレンズ配置を示したものであり、各図の左側が物体側、右側が像側である。実施例1〜実施例10全て基本的な構成は同じであるため、以下では図1に示す実施例1の構成を基本として説明する。
このズームレンズは、固体撮像素子を用いた高性能のテレビカメラやビデオカメラ等に搭載されて好適に使用可能なものであり、例えば変倍比が20倍以上の標準から望遠域に適するものである。
このズームレンズは、4群構成であり、光軸Zに沿って、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4とが配列されてなる。第1群G1は、全体として正の屈折力を有し、変倍時には固定されている固定群として機能するものである。第2群G2は、第1群G1に続いて第1群G1の像側に配置され、変倍時に光軸方向に移動して変倍作用を行う変倍群として機能するものである。第3群G3は、変倍時に光軸方向に移動して変倍に伴い発生する像点変動を補正するものである。第4群G4は、変倍時には固定されていて全体として正の屈折力を有し、結像作用を有するリレー群として機能するものである。
第2群G2および第3群G3は、合わせてズーム部として機能するものである。図1〜10において、第2群G2および第3群G3の下側に広角端から望遠端に至る変倍時の各レンズ群の移動軌跡を模式的に矢印で示す。本ズームレンズでは、光学系先端ではなく光学系内部の群を移動させて変倍を行ういわゆるインナーズーム方式を採用している。テレビカメラやビデオカメラ等では、このようなインナーズーム方式の方が、変倍時の全長や重量バランスの変化が少なく操作性に優れており、好ましいとされている。
図1には、第1群G1が5枚のレンズからなり、第2群G2が4枚のレンズからなり、第3群が2枚のレンズからなり、第4群が8枚のレンズからなる例を示すが、本発明のズームレンズの各群のレンズ枚数は図1に示す例のものに限定されない。
第4群G4の最も物体側には、ND(neutral density)フィルタNDと開口絞りStが配置されている。NDフィルタNDは、変倍に伴う像面の照度変化が低減するように、光軸上の点から径方向に向かって濃度分布を持つように構成されている。なお、このNDフィルタNDは本発明のズームレンズに必ずしも必要な構成ではなく、NDフィルタNDを省いた構成も可能である。また、図1〜10に示す開口絞りStは、光軸Z上の位置を示すものであり、必ずしも形状や大きさを表すものではない。本発明のズームレンズにおいて、開口絞りStを配置する位置は、図1〜10に示す構成例のものに限定されない。
第4群G4の像側には、固体撮像素子用のカバーガラスGCが配置されている。カバーガラスGCの像側の面が、固体撮像素子の撮像面に相当し、この面が本ズームレンズの像面と一致するように配置される。なお、カバーガラスGCは、赤外線カットフィルタや、ローパスフィルタ等の機能を有するものであってもよい。第4群G4と像面との間には、色分解プリズム等からなる色分解光学系を配置してもよい。
上記構成のズームレンズは、固定群である第1群G1の焦点距離を変倍群である第2群G2により縮小・拡大することにより変倍を行う。したがって、第1群G1は、ズームレンズ全体の収差や、変倍や焦点変動に伴う収差変動に大きく影響するものであり、特に高倍になるほど、望遠端側でその影響は顕著に表れる。全変倍範囲にわたり残存2次スペクトルを抑えて高い光学性能を保持するためには、固定群の第1群G1のみで良好に色収差補正されていることが必要である。
第1群G1は、ともに正の屈折力を有する第1レンズ群G11と第2レンズ群G12とが物体側から順に配列されてなる。第1レンズ群G11は、物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとから構成され、第2レンズ群G12は、物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとからなり全体として負の屈折力を有する負レンズ群GNと、少なくとも1枚の正レンズからなり全体として正の屈折力を有する正レンズ群GPとから構成される。
ここで、図1〜図10に示す各構成例の第1群G1の詳細構成は以下のとおりである。なお、同様の構成のものはまとめて述べてある。
図1、図6に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11および正レンズL12の接合レンズからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13および正レンズL14の接合レンズからなり、正レンズ群GPは、1枚の正レンズL15からなり、第1群を構成するレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
図2、図10に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11および正レンズL12の接合レンズからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13および正レンズL14の接合レンズからなり、正レンズ群GPは、2枚の正レンズL15、L16からなり、第1群を構成するレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
図3に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11と、正レンズL12とからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13および正レンズL14の接合レンズからなり、正レンズ群GPは、1枚の正レンズL15からなり、両凸形状の正レンズL12を除き、第1群を構成するその他のレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
図4に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11および正レンズL12の接合レンズからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13と、正レンズL14とからなり、正レンズ群GPは、1枚の正レンズL15からなり、両凸形状の正レンズL12および正レンズL14を除き、第1群を構成するその他のレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
図5に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11および正レンズL12の接合レンズからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13と、正レンズL14とからなり、正レンズ群GPは、1枚の正レンズL15からなり、第1群を構成するレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
図7、図8に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11と、正レンズL12とからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13および正レンズL14の接合レンズからなり、正レンズ群GPは、1枚の正レンズL15からなり、第1群を構成するレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
図9に示す構成例では、物体側から順に、第1レンズ群G11は、負レンズL11と、正レンズL12とからなり、負レンズ群GNは、負レンズL13と、正レンズL14とからなり、正レンズ群GPは、1枚の正レンズL15からなり、両凸形状の正レンズL12を除き、第1群を構成するその他のレンズは全て物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。
上述したように、図1〜図10に示すいずれのズームレンズも、第1群G1を構成する第1レンズ群G11、負レンズ群GN、正レンズ群GPがそれぞれ、正、負、正のパワーを持つようにパワー配分した構成を採る。第1群G1は全体として正の屈折力を持つものであるから、第1群G1を構成する各群のパワーがそれぞれ正、正、正となる構成も考えられるが、その場合には、基準波長における収差を良好に補正するために各レンズの屈折力をあまり大きなものにできず、その結果、色収差の補正効果を十分得ることができなくなる。あるいは、各レンズの屈折力を小さくしたまま、これを補うためにレンズ枚数を増加させて設計の自由度を増やすことが必要となるが、そうなると光学系が大型化してしまう。
これに対して本実施形態のズームレンズでは、第1群G1内の各群がそれぞれ正、負、正となるようにパワー配置しているため、第1群G1の各群全てが正の屈折力を持つ場合に比べ、正・負レンズともに各レンズの屈折力を大きくすることが可能になり、各レンズの屈折力を好適に配分する自由度を増加できる。
また、本ズームレンズでは、第1レンズ群G11、第2レンズ群G12ともに色収差補正効果の高い、負メニスカスレンズと正レンズの組合せを有し、上記のように物体側から負、正、負、正の順に配列しているため、上記パワー配置と合わせて良好に色収差を補正することができるとともに、諸収差を良好に補正することができる。そして、第1群G1の正レンズ群GPに少なくとも1枚の正レンズを有するように構成することにより、正の屈折力を適切な配分で分散させることができ、像面特性の改善が容易になる。
したがって、本ズームレンズによれば、小型で高倍率のズームレンズを実現する際の懸念事項である残存2次スペクトルを含む軸上色収差と、基準波長における収差とをバランス良く補正することができ、高い光学性能を得ることができる。
なお、各群における隣接する負メニスカスレンズと正レンズは、必ずしも接合レンズの構成を採る必要はなく、図3、図4、図5、図7、図8、図9に示す構成例のように、空気レンズの構成を採用してもよい。空気レンズとは、曲率半径が近い隣接する面を持つ2つのレンズを接合せず、わずかな空気間隔を隔てて配列することにより得られる構成である。空気レンズは、接合レンズに比べ、設計の自由度が増加し、コマ収差等の補正が容易になり、収差補正上有利になる。
本実施形態にかかるズームレンズは、第1群G1中の全ての負レンズのd線におけるアッベ数の平均値νnと、第1群G1中の全ての正レンズのd線におけるアッベ数の平均値νpとが、以下の条件式(1)、(2)を満足することが好ましい。
νn>40・・・(1)
νp>70・・・(2)
条件式(1)は、第1群G1中が有する負レンズのアッベ数を規定する式であり、条件式(2)は、第1群G1中が有する正レンズのアッベ数を規定する式である。高倍比、高性能のズームレンズを実現するためには、残存2次スペクトルが小さく、かつ高倍比で変倍した際にも色収差の変動量が小さいことが要求される。そのためには、正レンズと負レンズともに分散の小さな材質、すなわち、アッベ数の大きな材質を用いることが好ましい。条件式(1)、(2)は、本実施形態のズームレンズにおいて、軸上色収差、特に望遠端における軸上色収差の残存2次スペクトルを良好に補正するための式である。条件式(1)、(2)の下限を超えると、軸上色収差の残存2次スペクトルが大きくなり、得られる像に色滲みが生じやすくなる。
また、本実施形態にかかるズームレンズは、第1群G1中の第1レンズ群G11の焦点距離f1と、第2レンズ群G12の焦点距離f2とが、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
0.7<f1/f2<4.2・・・(3)
条件式(3)は、第1レンズ群G11と第2レンズ群G12の焦点距離の比を規定する式である。第1レンズ群G11の焦点距離と第2レンズ群G12の焦点距離は、第1群のバックフォーカスに影響する。本ズームレンズでは、第1群G1の焦点距離を第2群G2で拡大または縮小して変倍を行うため、第1群G1のバックフォーカスが適切でなくなると、変倍を担う第2群G2の結像倍率の変動域が適切でなくなってしまう。例えば、第1群G1のバックフォーカスが長くなりすぎると、第2群G2は低倍率側の倍率を使用することになり、全系で所望の倍率を得るためにはズームストロークが長くなり、光学系の大型化を招いてしまう。あるいは、第1群G1のバックフォーカスが短くなりすぎると、第2群G2は高倍率側の倍率を使用することになり、変倍群の感度が高くなりすぎるという不具合が生じる。これらのことから、第1群G1のバックフォーカスを適切に設定しておくことが必要になる。
条件式(3)の下限を超えると、第1レンズ群G11の焦点距離が短くなるので、第1群G1として適切なバックフォーカスを確保するためには第2レンズ群G12のレトロ比を大きくしなくてはならない。ここで、レトロ比とは、焦点距離fに対するバックフォーカスBfの比(Bf/f)である。第2レンズ群G12のレトロ比を大きくするには、第2レンズ群G12に含まれる負レンズL13の屈折力を大きくする必要が生じる。これに伴い、第2レンズ群G12内でバランスをとるために負レンズL13に後続する正レンズの屈折力も大きくする必要が生じる。こうして、各レンズの屈折力があまり大きくなりすぎると、像面湾曲やコマ収差の発生量が大きくなり、良好に補正することが困難になる。
条件式(3)の上限を超えると、第2レンズ群G12の焦点距離が短くなる。第2レンズ群G12の焦点距離が短い状態は、例えば、第2レンズ群G12が有する各正レンズのパワーを大きくなった状態であるが、基準波長に対する諸収差を良好に保つためには、これは好ましくない。あるいは、各正レンズのパワーを大きくさせずに、第2レンズ群G12が有する正レンズの枚数を増加させることにより第2レンズ群G12の焦点距離が短い状態を得ることもできるが、その場合にはレンズ全長が長くなり、全系の小型化が困難になる。よって、条件式(3)を満足することにより、第1群の色収差補正と像面湾曲やコマ収差等のバランスを良好に保つとともに、光学系の大型化を抑制することができる。
さらに本ズームレンズにおいて、第1群の色収差補正と像面湾曲やコマ収差等のバランスをより良好に保つとともに、光学系の大型化をより抑制するためには、以下の条件式(3−2)を満足することが好ましい。
0.8<f1/f2<4.0・・・(3−2)
なお、図1〜図5に示すズームレンズでは、第1群G1全体または第4群G4を光軸方向に移動させることにより合焦を行うように構成されている。本発明のズームレンズの合焦機構はこれに限定されるものではなく、図6〜図10に示すズームレンズで採用しているような、インナーフォーカス方式を用いてもよい。図6〜図10に示すズームレンズでは、第1群G1のうち第2レンズ群G12のみを、各図の第2レンズ群G12の下側の矢印で示された光軸方向へ移動させることにより、無限遠距離物体から至近距離物体への合焦を行う。
このインナーフォーカス方式のズームレンズでは、第1群G1全体を移動させて合焦する方式に比べて、第1群G1の有効径を小さくでき、レンズ群を駆動させる駆動系の負担を小さくでき、迅速な合焦が可能になるという利点がある。さらに、最も物体側に配置される第1レンズ群G11を固定できることから、密閉性の高い構成が可能になり、防塵・防曇性を確保することが容易となる。本ズームレンズを屋外で使用される撮像装置、例えば監視カメラ等に搭載する場合には、外気や雨風にさらされる可能性が高いため、気密性を確保しやすいインナーフォーカス方式を採用すれば有効である。
本発明のズームレンズに、上記構成のインナーフォーカス方式を採用した場合には、第1群G1中の第1レンズ群G11の焦点距離f1と、第2レンズ群G12の焦点距離f2とが、条件式(3)の範囲からさらに限定された、以下の条件式(3−3)を満足することが好ましい。
1.7<f1/f2<3.6・・・(3−3)
この場合、さらに、第1群の色収差補正と像面湾曲やコマ収差等のバランスをより良好に保つとともに、光学系の全長の増大をより抑制するためには、以下の条件式(3−4)を満足することが好ましい。
2.0<f1/f2<3.0・・・(3−4)
また、本実施形態にかかるズームレンズは、第1群G1中の全ての負レンズのd線におけるアッベ数の平均値νnと、第1群G1中の全ての正レンズのd線におけるアッベ数の平均値νpとが、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
νn+νp>119・・・(4)
条件式(4)は、第1群G1中が有する負レンズおよび正レンズのアッベ数を規定する式である。条件式(1)、(2)の説明で述べたように、高倍比、高性能のズームレンズを実現するためには、正レンズと負レンズともに分散の小さな材質、すなわち、アッベ数の大きな材質を用いることが好ましい。条件式(4)は、本実施形態のズームレンズにおいて、軸上色収差、特に望遠端における軸上色収差の残存2次スペクトルを良好に補正するための式である。条件式(4)の下限を超えると、軸上色収差の残存2次スペクトルが大きくなり、得られる像に色滲みが生じやすくなる。
さらに、残存2次スペクトルをより低く抑えるためには、以下の条件式(4−2)を満足することが好ましい。
νn+νp>124・・・(4−2)
次に、本実施形態にかかる高倍率ズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、実施例1〜10についてまとめて記す。実施例1〜10のレンズ断面図はそれぞれ図1〜図10に示したものである。実施例1〜10の収差図はそれぞれ図11〜20に示したものである。また、図21には、一例として、実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の光路図を、軸上および最軸外を含む4つの像高について示す。
実施例1〜10の面データおよび変倍に関する各種データをそれぞれ実施例ごとに表形式で示す。面データにおいて、面番号は、最も物体側の構成要素の面を1番目として像側に向かうに従い順次増加するi番目(i=1、2、3、…)の面番号を示し、Riはi番目の面の曲率半径を示し、Diはi番目の面とi+1番目の面との光軸Z上の面間隔を示す。また、Ndjは最も物体側のレンズを1番目として像側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、…)の光学要素のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示し、νdjはj番目の光学要素のd線に対するアッベ数を示す。なお、面データには、NDフィルタND、開口絞りSt、カバーガラスGCも含めて表している。面データの曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
面データにおいて、変倍を行うため間隔が変化する、第1群G1と第2群G2の間隔、第2群G2と第3群G3の間隔、第3群G3と第4群G4の間隔はそれぞれ、可変D1、可変D2、可変D3としている。各種データにおいて、広角端、中間位置、望遠端における可変D1、可変D2、可変D3の値をそれぞれD1、D2、D3の項に示す。また、各種データでは、変倍比を最上段に示し、広角端、中間位置、望遠端における焦点距離、Fナンバー、半画角の値をそれぞれf、FNo.、半画角の項に示す。面データおよび各種データにおいて、特に表記のないものの単位はmmである。
[実施例1]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 193.321 2.80 1.75500 52.3
2 86.502 10.42 1.61800 63.3
3 6398.973 0.15 1.00000
4 152.074 2.70 1.80609 40.9
5 75.206 10.93 1.43875 94.9
6 825.576 0.15 1.00000
7 69.946 9.87 1.49700 81.5
8 404.031 可変D1 1.00000
9 27.807 1.20 1.83480 42.7
10 14.597 9.03 1.00000
11 -53.981 2.81 1.80809 22.8
12 -29.438 1.00 1.80400 46.6
13 74.759 0.20 1.00000
14 26.371 3.19 1.80809 22.8
15 47.060 可変D2 1.00000
16 -34.305 1.00 1.80400 46.6
17 48.676 3.25 1.80517 25.4
18 -190.995 可変D3 1.00000
19 ∞ 0.30 1.51633 64.1
20 ∞ 1.30 1.00000
21(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
22 54.326 6.39 1.49700 81.5
23 -34.405 1.00 1.00000
24 64.706 6.60 1.49700 81.5
25 -27.631 1.30 1.81600 46.6
26 -258.940 0.15 1.00000
27 38.490 6.51 1.49700 81.5
28 -36.846 1.30 1.81600 46.6
29 194.388 1.00 1.00000
30 18.860 5.49 1.48749 70.2
31 53.779 4.89 1.00000
32 19.922 2.50 1.77250 49.6
33 11.716 10.00 1.00000
34 32.377 2.96 1.51741 52.4
35 -136.598 20.00 1.00000
36 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 22.00
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 80.42 14.68 2.00 20.4
中間 51.54 61.47 13.77 20.86 2.00 4.2
望遠端 226.78 84.01 10.92 1.18 3.02 0.9
[実施例2]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 167.322 2.80 1.75500 52.3
2 77.232 10.62 1.61800 63.3
3 637.266 0.15 1.00000
4 177.459 2.70 1.80609 40.9
5 79.104 9.81 1.43875 94.9
6 512.121 0.15 1.00000
7 77.089 9.47 1.49700 81.5
8 676.519 0.15 1.00000
9 99.350 5.00 1.49700 81.5
10 169.814 可変D1 1.00000
11 28.463 1.20 1.83480 42.7
12 14.462 9.51 1.00000
13 -54.933 2.85 1.80809 22.8
14 -28.844 1.00 1.80400 46.6
15 71.348 0.20 1.00000
16 25.893 3.14 1.80809 22.8
17 45.741 可変D2 1.00000
18 -33.220 1.00 1.80400 46.6
19 42.484 3.41 1.80517 25.4
20 -216.680 可変D3 1.00000
21 ∞ 0.30 1.51633 64.1
22 ∞ 1.30 1.00000
23(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
24 123.308 5.73 1.49700 81.5
25 -31.737 1.00 1.00000
26 60.159 6.99 1.49700 81.5
27 -29.094 1.30 1.81600 46.6
28 -335.528 0.15 1.00000
29 30.952 7.43 1.49700 81.5
30 -46.689 1.30 1.81600 46.6
31 109.600 1.00 1.00000
32 23.796 16.47 1.48749 70.2
33 821.711 1.92 1.00000
34 25.892 2.50 1.77250 49.6
35 11.797 3.11 1.00000
36 19.646 3.32 1.51741 52.4
37 339.805 19.99 1.00000
38 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 21.99
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.03 72.01 16.48 2.00 20.3
中間 51.53 56.00 12.05 21.46 2.00 4.2
望遠端 226.75 75.90 12.43 1.19 3.02 0.9
[実施例3]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 124.957 2.80 1.81600 46.6
2 90.082 1.20 1.00000
3 88.265 10.70 1.49700 81.5
4 -2074.527 0.15 1.00000
5 139.499 2.70 1.78589 44.2
6 67.527 11.02 1.49700 81.5
7 331.063 0.15 1.00000
8 71.541 8.22 1.49700 81.5
9 218.025 可変D1 1.00000
10 29.158 1.20 1.83480 42.7
11 13.978 8.04 1.00000
12 -43.957 2.78 1.80809 22.8
13 -25.551 1.00 1.80400 46.6
14 98.979 0.20 1.00000
15 27.205 3.12 1.80809 22.8
16 53.326 可変D2 1.00000
17 -35.342 1.00 1.80400 46.6
18 54.010 3.20 1.80517 25.4
19 -163.686 可変D3 1.00000
20 ∞ 0.30 1.51633 64.1
21 ∞ 1.30 1.00000
22(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
23 53.155 6.63 1.49700 81.5
24 -33.962 1.00 1.00000
25 74.259 6.61 1.49700 81.5
26 -27.136 1.30 1.81600 46.6
27 -196.557 0.15 1.00000
28 41.173 6.74 1.49700 81.5
29 -33.762 1.30 1.81600 46.6
30 222.171 1.00 1.00000
31 19.929 5.27 1.48749 70.2
32 59.218 6.67 1.00000
33 19.768 2.50 1.77250 49.6
34 12.034 10.00 1.00000
35 30.351 3.09 1.51741 52.4
36 -142.450 20.00 1.00000
37 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 22.00
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 82.39 11.76 2.00 20.4
中間 51.55 61.15 14.37 19.63 2.00 4.2
望遠端 226.82 83.54 10.42 1.18 3.02 0.9
[実施例4]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 116.288 2.80 1.75500 52.3
2 69.891 13.27 1.61800 63.3
3 -4175.252 0.15 1.00000
4 352.592 2.70 1.81600 46.6
5 67.097 1.20 1.00000
6 67.322 13.79 1.49700 81.5
7 -1407.834 0.15 1.00000
8 67.375 9.53 1.49700 81.5
9 271.305 可変D1 1.00000
10 30.924 1.20 1.83480 42.7
11 13.679 7.73 1.00000
12 -38.334 2.13 1.80809 22.8
13 -29.122 1.00 1.80400 46.6
14 75.074 0.20 1.00000
15 29.957 3.64 1.80809 22.8
16 144.870 可変D2 1.00000
17 -33.767 1.00 1.80400 46.6
18 75.240 2.90 1.80517 25.4
19 -153.501 可変D3 1.00000
20 ∞ 0.30 1.51633 64.1
21 ∞ 1.30 1.00000
22(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
23 58.857 6.25 1.49700 81.5
24 -34.883 1.00 1.00000
25 57.238 6.62 1.49700 81.5
26 -29.875 1.30 1.81600 46.6
27 -207.426 0.15 1.00000
28 39.885 6.53 1.49700 81.5
29 -35.964 1.30 1.81600 46.6
30 185.371 1.00 1.00000
31 18.709 5.52 1.48749 70.2
32 60.262 4.26 1.00000
33 19.035 2.50 1.77250 49.6
34 11.339 10.00 1.00000
35 43.320 2.68 1.51741 52.4
36 -102.932 19.97 1.00000
37 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 22.01
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 79.11 12.17 2.00 20.3
中間 51.57 59.71 13.08 19.49 2.00 4.2
望遠端 226.91 81.54 9.33 1.41 3.02 0.9
[実施例5]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 128.402 2.80 1.77250 49.6
2 71.544 11.94 1.61800 63.3
3 922.532 0.15 1.00000
4 138.728 2.70 1.80439 39.6
5 68.015 1.20 1.00000
6 67.212 10.58 1.49700 81.5
7 269.290 0.15 1.00000
8 75.576 9.00 1.49700 81.5
9 400.336 可変D1 1.00000
10 28.311 1.20 1.83480 42.7
11 13.733 8.02 1.00000
12 -44.429 2.69 1.80809 22.8
13 -26.258 1.00 1.80400 46.6
14 85.505 0.20 1.00000
15 26.723 3.16 1.80809 22.8
16 54.021 可変D2 1.00000
17 -34.745 1.00 1.80400 46.6
18 47.108 3.34 1.80517 25.4
19 -172.107 可変D3 1.00000
20 ∞ 0.30 1.51633 64.1
21 ∞ 1.30 1.00000
22(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
23 50.578 6.74 1.49700 81.5
24 -33.537 1.00 1.00000
25 72.206 6.68 1.49700 81.5
26 -26.442 1.30 1.81600 46.6
27 -185.348 0.15 1.00000
28 41.048 6.76 1.49700 81.5
29 -32.524 1.30 1.81600 46.6
30 187.061 1.00 1.00000
31 19.956 5.31 1.48749 70.2
32 64.511 6.55 1.00000
33 19.813 2.50 1.77250 49.6
34 12.027 10.00 1.00000
35 29.832 3.11 1.51741 52.4
36 -141.441 20.00 1.00000
37 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 21.99
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 80.90 11.49 2.00 20.4
中間 51.53 60.08 14.34 18.97 2.00 4.2
望遠端 226.75 82.09 10.12 1.18 3.02 0.9
[実施例6]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 188.513 2.80 1.75500 52.3
2 80.515 11.21 1.61800 63.3
3 7972.662 6.77 1.00000
4 177.759 2.70 1.81600 46.6
5 63.837 13.44 1.49700 81.5
6 1194.823 0.15 1.00000
7 64.101 11.90 1.49700 81.5
8 979.450 可変D1 1.00000
9 25.672 1.20 1.83480 42.7
10 13.474 8.34 1.00000
11 -45.853 2.44 1.80809 22.8
12 -29.149 1.00 1.80400 46.6
13 56.591 0.20 1.00000
14 26.059 3.44 1.80809 22.8
15 63.559 可変D2 1.00000
16 -32.763 1.00 1.80400 46.6
17 77.809 2.68 1.80517 25.4
18 -174.882 可変D3 1.00000
19 ∞ 0.30 1.51633 64.1
20 ∞ 1.30 1.00000
21(開口絞り) ∞ 1.49 1.00000
22 62.975 5.63 1.49700 81.5
23 -36.334 1.00 1.00000
24 55.292 6.31 1.49700 81.5
25 -30.866 1.30 1.81600 46.6
26 -220.449 0.15 1.00000
27 35.569 6.42 1.49700 81.5
28 -39.716 1.30 1.81600 46.6
29 162.228 1.00 1.00000
30 18.094 5.65 1.48749 70.2
31 66.777 2.73 1.00000
32 18.706 2.50 1.77250 49.6
33 10.923 10.00 1.00000
34 41.319 2.56 1.51741 52.4
35 -158.506 19.99 1.00000
36 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 21.99
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 73.71 14.41 2.00 20.2
中間 51.53 56.52 12.21 20.39 2.00 4.2
望遠端 226.75 76.98 10.98 1.16 3.01 0.9
[実施例7]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 157.240 2.80 1.81600 46.6
2 84.440 1.75 1.00000
3 84.111 10.26 1.61800 63.3
4 1309.593 6.52 1.00000
5 119.475 2.70 1.83480 42.7
6 60.287 12.52 1.49700 81.5
7 292.856 0.15 1.00000
8 65.436 11.16 1.49700 81.5
9 573.914 可変D1 1.00000
10 27.673 1.20 1.83480 42.7
11 13.229 8.06 1.00000
12 -46.702 2.80 1.80809 22.8
13 -25.544 1.00 1.80400 46.6
14 84.249 0.20 1.00000
15 24.508 4.16 1.80809 22.8
16 43.003 可変D2 1.00000
17 -32.886 1.00 1.80400 46.6
18 61.671 2.91 1.80809 22.8
19 -176.059 可変D3 1.00000
20 ∞ 0.30 1.51633 64.1
21 ∞ 1.30 1.00000
22(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
23 61.680 6.13 1.49700 81.5
24 -32.577 1.00 1.00000
25 57.722 6.62 1.49700 81.5
26 -27.887 1.30 1.81600 46.6
27 -435.540 0.15 1.00000
28 32.531 7.44 1.49700 81.5
29 -36.914 1.30 1.81600 46.6
30 142.913 1.00 1.00000
31 18.319 6.19 1.48749 70.2
32 61.709 3.03 1.00000
33 19.278 2.50 1.77250 49.6
34 11.254 10.00 1.00000
35 32.169 2.91 1.51741 52.4
36 -158.533 20.00 1.00000
37 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 22.00
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.30 1.03 71.62 13.48 2.00 20.3
中間 51.50 54.00 12.47 19.67 2.00 4.2
望遠端 226.59 73.22 11.74 1.18 3.01 0.9
[実施例8]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 155.347 2.80 1.81600 46.6
2 84.362 1.83 1.00000
3 84.601 10.23 1.61800 63.3
4 1379.158 6.78 1.00000
5 104.608 2.70 1.88299 40.7
6 63.115 11.39 1.43875 94.9
7 256.314 0.15 1.00000
8 67.680 10.71 1.49700 81.5
9 561.147 可変D1 1.00000
10 26.607 1.20 1.83480 42.7
11 13.309 8.22 1.00000
12 -47.556 2.80 1.80809 22.8
13 -25.787 1.00 1.80400 46.6
14 69.831 0.20 1.00000
15 24.708 3.12 1.80809 22.8
16 45.304 可変D2 1.00000
17 -31.909 1.00 1.80400 46.6
18 58.528 2.98 1.80809 22.8
19 -169.885 可変D3 1.00000
20 ∞ 0.30 1.51633 64.1
21 ∞ 1.30 1.00000
22(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
23 56.723 6.41 1.49700 81.5
24 -31.701 1.00 1.00000
25 64.287 6.72 1.49700 81.5
26 -25.845 1.30 1.81600 46.6
27 -238.755 0.15 1.00000
28 35.316 6.79 1.49700 81.5
29 -35.497 1.30 1.81600 46.6
30 173.476 1.00 1.00000
31 18.861 6.49 1.48749 70.2
32 60.261 4.08 1.00000
33 20.241 2.50 1.77250 49.6
34 11.608 10.00 1.00000
35 31.784 3.09 1.51741 52.4
36 -102.772 20.00 1.00000
37 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 22.01
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.30 1.00 73.40 12.55 2.00 20.3
中間 51.52 55.25 13.03 18.66 2.00 4.2
望遠端 226.67 75.25 10.54 1.15 3.01 0.9
[実施例9]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 123.353 2.80 1.77250 49.6
2 80.544 1.93 1.00000
3 81.244 11.45 1.49700 81.5
4 -3030.766 6.89 1.00000
5 121.192 2.70 1.83480 42.7
6 65.002 3.00 1.00000
7 66.565 10.49 1.49700 81.5
8 248.632 0.15 1.00000
9 70.337 10.23 1.49700 81.5
10 548.746 可変D1 1.00000
11 33.735 1.20 1.83480 42.7
12 13.976 7.62 1.00000
13 -41.642 2.61 1.80809 22.8
14 -25.854 1.00 1.80400 46.6
15 103.513 0.20 1.00000
16 29.193 3.30 1.80809 22.8
17 80.730 可変D2 1.00000
18 -31.151 1.00 1.80400 46.6
19 103.324 2.62 1.80809 22.8
20 -140.995 可変D3 1.00000
21 ∞ 0.30 1.51633 64.1
22 ∞ 1.30 1.00000
23(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
24 69.952 5.88 1.49700 81.5
25 -33.427 1.00 1.00000
26 57.681 6.56 1.49700 81.5
27 -29.144 1.30 1.81600 46.6
28 -220.963 0.15 1.00000
29 32.930 6.71 1.49700 81.5
30 -41.050 1.30 1.81600 46.6
31 118.987 1.00 1.00000
32 18.556 5.65 1.48749 70.2
33 69.856 3.31 1.00000
34 19.647 2.50 1.77250 49.6
35 11.305 10.00 1.00000
36 40.639 2.73 1.51741 52.4
37 -108.561 19.99 1.00000
38 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 21.99
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 71.88 14.74 2.00 20.3
中間 51.53 55.55 11.58 20.50 2.00 4.2
望遠端 226.73 75.42 11.03 1.18 3.01 0.9
[実施例10]
面データ
面番号 Ri Di Ndj νdj
1 172.905 2.80 1.75500 52.3
2 77.306 11.23 1.61800 63.3
3 1373.080 6.15 1.00000
4 209.884 2.70 1.83480 42.7
5 73.515 10.21 1.49700 81.5
6 385.976 0.15 1.00000
7 76.349 10.26 1.49700 81.5
8 2485.442 0.15 1.00000
9 82.968 5.19 1.49700 81.5
10 145.551 可変D1 1.00000
11 28.133 1.20 1.83480 42.7
12 13.835 8.48 1.00000
13 -48.437 2.83 1.80809 22.8
14 -26.840 1.00 1.80400 46.6
15 82.538 0.20 1.00000
16 25.334 3.21 1.80809 22.8
17 46.504 可変D2 1.00000
18 -33.495 1.00 1.80400 46.6
19 45.719 3.20 1.80517 25.4
20 -223.469 可変D3 1.00000
21 ∞ 0.30 1.51633 64.1
22 ∞ 1.30 1.00000
23(開口絞り) ∞ 1.50 1.00000
24 183.001 4.94 1.49700 81.5
25 -32.028 1.00 1.00000
26 58.619 6.69 1.49700 81.5
27 -27.562 1.30 1.81600 46.6
28 -305.923 0.15 1.00000
29 25.745 8.20 1.49700 81.5
30 -53.777 1.30 1.81600 46.6
31 119.418 1.00 1.00000
32 20.598 7.77 1.48749 70.2
33 120.955 1.01 1.00000
34 19.858 2.50 1.77250 49.6
35 11.146 10.00 1.00000
36 40.519 2.64 1.51741 52.4
37 -137.356 20.00 1.00000
38 ∞ 4.00 1.51633 64.1
像面 ∞ 0.00 1.00000

各種データ
変倍比 21.99
f D1 D2 D3 FNo. 半画角(度)
広角端 10.31 1.00 66.93 18.51 2.00 20.1
中間 51.53 52.71 10.62 23.11 2.00 4.2
望遠端 226.75 70.99 14.27 1.18 3.01 0.9
表1に、実施例1〜10のズームレンズにおける条件式(1)、(2)、(4)に対応する値νn、νp、νn+νpを関連する各レンズのアッベ数とともに示す。表1では、第1群G1の負レンズL11、正レンズL12、負レンズL13、正レンズL14、正レンズL15、正レンズL16のアッベ数をそれぞれ、νn1、νp1、νn2、νp2、νp3、νp4として示している。
Figure 0005006076
表2に、実施例1〜10のズームレンズにおける条件式(3)に対応する値f1/f2を、第1レンズ群G11の焦点距離f1と第2レンズ群G12の焦点距離f2とともに示す。表1、表2からわかるように、実施例1〜10のいずれも、条件式(1)〜(4)全てを満足している。また、実施例1〜4、6、9、10は条件式(4−2)も満足している。そして、実施例8は、条件式(3−2)、(3−3)、(3−4)を全て満足している。
Figure 0005006076
図11〜20は、実施例1〜10にかかるズームレンズの収差図であり、広角端、中間、望遠端において、物体距離(最も物体側のレンズから物体までの光軸上の距離)15mとしたときの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差を示したものである。各収差図には、d線(波長587.6nm)を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、C線(波長656.3nm)、g線(波長436nm)、近赤外光(波長880nm)についての収差も示す。球面収差図の縦軸のFNo.はFナンバーであり、その他の収差図の縦軸のωは半画角を示す。
図11〜図20から、実施例1〜10のズームレンズは、広角端、中間、望遠端について、d線、C線、g線、および波長880nmについて良好に収差補正されていることがわかる。すなわち、従来課題とされていた、変倍時に望遠端寄りでの軸上色収差の残存2次スペクトルが急激に増大する現象は、本実施例のズームレンズでは見られない。本実施例のズームレンズは、小型化を図り20倍以上の高変倍比を有しながら、変倍の全領域にわたって、1次の色消しに加え2次スペクトルの色収差補正も良好になされている。本実施例のズームレンズの色収差補正効果の高さは、図11〜図20に見られるように、色収差の絶対値が小さいとともにその変動量も極めて小さいこと、そして可視光領域のg線(波長436nm)からC線(波長656.3nm)まで、さらには赤外光領域までの広い帯域にわたって良好な状態が保持されていることが示している。
次に、本発明の撮像装置の実施形態について説明する。図22は、本発明の撮像装置の一実施形態であるテレビカメラ10の斜視図である。図22に示すように、テレビカメラ10は、カメラボディ11の長軸方向に、操作ユニット12を介して鏡胴13が設けられ、その内部には上記実施形態にかかる高倍率ズームレンズ14が配設されている。高倍率ズームレンズ14の結像面にはCCDやCMOS等の撮像素子15の撮像面が位置するように配置されている。また、カメラボディ11の上部には、ビューファインダ16および集音マイク17が回動自在に設けられている。また、操作ユニット12の側面には、ズームレバー18およびオートフォーカススイッチ19が設けられている。
上述したように、本発明の実施形態にかかる高倍率ズームレンズ14は、小型で高変倍比を有し、色収差を含む諸収差が良好に補正されているため、高倍率ズームレンズ14を搭載したテレビカメラ10は、小型に構成することができ、高変倍比の機能を有するとともに、その撮像素子15の撮像面には鮮明な像が結像される。
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
本発明の特徴的な構成は、特に第1群G1にあり、その他の群の構成は、上記実施形態や図面に示したものに限定されず、レンズ枚数やレンズ形状等も他の構成をとり得る。
例えば、上記実施形態では、変倍時固定群である第1群G1、負の屈折力を持ち変倍のために移動する第2群G2、正または負の屈折力を持ち第2群G2の移動により生じる焦点位置変動を補正するために移動する第3群G3、開口絞りStを含み変倍時固定のリレーレンズ群である第4群を有する高倍率ズームレンズを例示したが、本発明の高倍率ズームレンズはこの構成に限定されるものではない。本発明は、例えば、物体側から順に、変倍時固定群である第1群、負の屈折力を持ち変倍のために移動する第2群、開口絞りを含む変倍時固定の第3群、正の屈折力を持ち第2群の移動により生じる焦点位置変動を補正するため、あるいは物体距離の変化による合焦のために移動する第4群を少なくとも有する高倍率ズームレンズにも適用可能である。
また、上記実施形態では、撮像装置としてテレビカメラを例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラや監視カメラ等の他の撮像装置にも適用可能である。
本発明の実施例1にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例2にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例3にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例4にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例5にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例6にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例7にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例8にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例9にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例10にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例1にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例2にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例3にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例4にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例5にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例6にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例7にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例8にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例9にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例10にかかるズームレンズの各収差図 本発明の実施例1にかかる光路図 本発明の実施形態にかかる撮像装置の斜視図
符号の説明
10 テレビカメラ
11 カメラボディ
12 操作ユニット
13 鏡胴
14 高倍率ズームレンズ
15 撮像素子
G1 第1群
G2 第2群
G3 第3群
G4 第4群
G11 第1レンズ群
G12 第2レンズ群
GC カバーガラス
GN 負レンズ群
GP 正レンズ群
L11、L13 負レンズ
L12、L14、L15、L16 正レンズ
ND NDフィルタ
St 開口絞り
Z 光軸

Claims (5)

  1. 変倍時に固定されている固定群と、該固定群より像側に配置されて変倍時に光軸方向に移動して変倍作用を行う変倍群とを備えた高倍率ズームレンズにおいて、
    前記固定群が、負メニスカスレンズと正レンズとからなり全体として正の屈折力を有する第1レンズ群と、該第1レンズ群より像側に配置されて、物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとからなる負レンズ群と1枚以上の正レンズからなる正レンズ群とから構成されて全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、
    前記固定群中の全ての負レンズのd線におけるアッベ数の平均値νnと、前記固定群中の全ての正レンズのd線におけるアッベ数の平均値νpとが、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする高倍率ズームレンズ。
    νn>40・・・(1)
    νp>70・・・(2)
  2. 前記第1レンズ群の焦点距離f1と、前記第2レンズ群の焦点距離f2とが、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項記載の高倍率ズームレンズ。
    0.7<f1/f2<4.2・・・(3)
  3. 前記固定群中の全ての負レンズのd線におけるアッベ数の平均値νnと、前記固定群中の全ての正レンズのd線におけるアッベ数の平均値νpとが、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1または記載の高倍率ズームレンズ。
    νn+νp>119・・・(4)
  4. 前記固定群のうち前記第2レンズ群のみを光軸方向に移動させることにより、無限遠距離物体から至近距離物体への合焦を行うことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の高倍率ズームレンズ。
  5. 請求項1からのいずれか1項に記載の高倍率ズームレンズと、
    該高倍率ズームレンズによって結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10656399B2 (en) 2017-03-15 2020-05-19 Olympus Corporation Variable magnification optical system and image pickup apparatus using the same

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5241166B2 (ja) * 2007-08-07 2013-07-17 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5438620B2 (ja) 2010-07-29 2014-03-12 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
WO2014196022A1 (ja) 2013-06-04 2014-12-11 Cbc株式会社 ズームレンズ
US9459434B2 (en) 2013-08-28 2016-10-04 Ricoh Company, Ltd. Zoom lens and imaging apparatus
JP6252103B2 (ja) * 2013-10-25 2017-12-27 株式会社リコー ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置
US9470881B2 (en) 2013-10-25 2016-10-18 Ricoh Company, Ltd. Zoom lens and imaging device using zoom lens
JP6307834B2 (ja) * 2013-10-25 2018-04-11 株式会社リコー ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置
US9638901B2 (en) 2014-01-27 2017-05-02 Ricoh Company, Ltd. Zoom lens and imaging device using the same
JP6331124B2 (ja) 2014-03-11 2018-05-30 株式会社リコー ズームレンズ、撮像装置および監視用ビデオカメラ
CN107076969A (zh) * 2014-07-30 2017-08-18 株式会社尼康 变倍光学系统、光学装置、变倍光学系统的制造方法
CN107076968A (zh) * 2014-07-30 2017-08-18 株式会社尼康 变倍光学系统、光学装置以及变倍光学系统的制造方法
JP6418893B2 (ja) * 2014-10-21 2018-11-07 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2016099549A (ja) * 2014-11-25 2016-05-30 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6356639B2 (ja) * 2015-07-28 2018-07-11 富士フイルム株式会社 変倍光学系および撮像装置
WO2017130480A1 (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
KR20180069466A (ko) * 2016-12-15 2018-06-25 삼성전자주식회사 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
CN107255861B (zh) * 2017-08-10 2019-10-25 福建福光股份有限公司 一种超小型化、大倍比、高清连续变焦距机载摄像镜头
CN107329243B (zh) * 2017-08-11 2019-11-19 福建福光股份有限公司 一种大靶面长焦距透射式高清变焦镜头
CN107643591B (zh) * 2017-11-01 2023-08-15 河南中光学集团有限公司 一种反衰减透雾可见光镜头及实现方法
CN116107073B (zh) * 2022-12-25 2024-03-15 福建福光股份有限公司 一种超大倍数低畸变短波红外光学系统
CN116165782B (zh) * 2022-12-25 2024-03-15 福建福光股份有限公司 一种带透雾30倍高清长焦连续变焦镜头

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH071337B2 (ja) 1985-09-26 1995-01-11 旭光学工業株式会社 高変倍有限距離用ズ−ムレンズ
JP2711717B2 (ja) 1989-04-28 1998-02-10 コニカ株式会社 有限距離用高変倍ズームレンズ
JP3376171B2 (ja) * 1995-06-22 2003-02-10 キヤノン株式会社 ズームレンズ
JP3747962B2 (ja) * 1996-06-14 2006-02-22 株式会社ニコン 極近接撮影が可能なズームレンズ
JP2001100097A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Fuji Photo Optical Co Ltd 近距離撮影用アタッチメントレンズ
JP2001159733A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Fuji Photo Optical Co Ltd 撮像補助レンズおよびこれを用いた撮像装置
TW578007B (en) * 2001-01-31 2004-03-01 Nikon Corp Variable focal length lens system
JP4007258B2 (ja) * 2003-01-17 2007-11-14 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP2004110079A (ja) * 2004-01-13 2004-04-08 Canon Inc 防振機能を有したズームレンズ及びそれを有するテレビカメラ
JP4257600B2 (ja) * 2004-06-14 2009-04-22 ソニー株式会社 撮像装置及びズームレンズ
JP4900657B2 (ja) * 2006-02-10 2012-03-21 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10656399B2 (en) 2017-03-15 2020-05-19 Olympus Corporation Variable magnification optical system and image pickup apparatus using the same

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Publication number Publication date
US7672061B2 (en) 2010-03-02
JP2008241884A (ja) 2008-10-09
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