JP5303310B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

この発明は、ビデオカメラや監視カメラなどの電子撮像装置に搭載するのに最適な、小型、軽量の高変倍率ズームレンズに関する。

近年、ビデオカメラや監視カメラなど、種々の電子撮像装置が普及している。このような電子撮像装置の多くは、撮影レンズとしてズームレンズを搭載している。そして、近年の電子撮像装置の小型化にともない、電子撮像装置に搭載されるズームレンズもより一層の小型化が要求されている。また、電子撮像装置の高変倍化の要求が強くなるのにともない、これを可能とするズームレンズのさらなる高変倍化が期待されている。

高変倍が可能なズームレンズとしては、４群構成のズームレンズがよく知られている。たとえば、物体側から順に、正負正正の屈折力を有するレンズ群が配置された４群構成のズームレンズでは、第２群を移動させることで変倍を行い、第４群を移動させることでフォーカシングを行うことができる。このような構成のズームレンズで、２５倍程度の変倍を実現するのであれば、可動群が２つであるため、レンズ鏡筒の構造が簡易になり、光学系の全長も短くすることができる。

ところが、近年さらなる高変倍が可能なズームレンズが求められている。そこで、４群構成のズームレンズでさらなる高変倍を実現しようとすると、変倍を行うためのレンズ群の移動量が増加するため光学系全長が長くなるとともに、レンズの外径も大きくなる。加えて、フォーカシングを行うためのレンズ群の移動量も増加するため、収差変動が大きくなってしまう。このように、４群構成のズームレンズでは、光学系の小型化と光学性能を維持しつつ高変倍を実現することが困難になる。

そこで、かかる問題点を解決するため、５群構成のズームレンズが提案されている。このような５群構成のズームレンズは、第１，第３，第５群が固定で、第２群を一方向に移動させることで変倍を行い、第４群を移動させることで変倍にともなう像面変動の補正とフォーカシングを行うのが一般的である（たとえば、特許文献１〜４を参照。）。

たとえば、特許文献１に記載のズームレンズは、物体側から順に、正負正負正の屈折力を有するレンズ群を配置し、画角が７１°で、変倍比が２０倍程度となっている。特許文献２に記載のズームレンズは、物体側から順に、正負正負正の屈折力を有するレンズ群を配置し、画角が６３°で、変倍比が２０〜３０倍とより高変倍が可能なものとなっている。また、特許文献３に記載のズームレンズは、物体側から順に、正負正正負の屈折力を有するレンズ群を配置し、画角が７０．９°で、変倍比が３５倍程度となっている。特許文献４に記載のズームレンズは、物体側から順に、正負正負正の屈折力を有するレンズ群を配置し、画角が７０°で、変倍比が５０倍となっており、さらなる高変倍が可能となっている。

特許第３４５３００７号公報 特開２０００−１８０７２２号公報 特開２００７−１７８５９８号公報 特開２０００−２３１０５０号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載のズームレンズでは、画角を６０°よりも大きくしようとすると、前玉径が大きくなり、これにともない光学系の全体も大きくなる。さらに、変倍比や解像度を上げようとすると、光学系の全長が増大するばかりか、望遠端における色収差の発生が顕著になって、十分な解像度が得られなくなる。特に、大口径のズームレンズでは、ペッツバール和が負の領域に偏りすぎて像面湾曲の補正が困難になるのをはじめとして、全変倍域に亘って光学性能を維持することが困難になる。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡易な構成で、優れた光学性能の維持と光学系の小型化とを両立させながら、広画角で高変倍が可能なズームレンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群と前記第５レンズ群とが固定され、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが光軸に沿って移動され、前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとからなる接合レンズと、２枚の正の屈折力のレンズを含み構成され、前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線におけるアッベ数をν_ln、前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線におけるアッベ数をν_lp 、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ ₁ 、光学系全系の望遠端における焦点距離をｆ _t とするとき、次の条件式を満足することを特徴とする。
（１） ３５＜ν_lp−ν_ln＜４４
（２） ０．２７＜ｆ ₁ ／ｆ _t ＜０．３３

この請求項１に記載の発明によれば、全変倍域に亘って諸収差の効果的な補正が可能になる。特に、光学系全長の短縮化を達成するとともに、第１レンズ群の屈折力の適正化を図って諸収差の良好な補正が可能になる。

また、請求項２の発明にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_wとするとき、次の条件式を満足することを特徴とする。
（３） ３．５＜ｆ₃／ｆ_w＜４．０

この請求項２に記載の発明によれば、光学系全長の短縮化を達成するとともに、前記第３レンズ群の屈折力の適正化を図って諸収差の良好な補正が可能になる。

また、請求項３の発明にかかるズームレンズは、請求項１または２に記載の発明において、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ₄、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ₅とするとき、次の条件式を満足することを特徴とする。
（４） ０．７＜｜ｆ₄／ｆ₅｜＜１．０

この請求項３の発明によれば、フォーカス距離変動によって発生する諸収差を良好に補正することができる。

この発明によれば、全変倍域に亘って諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持し、小型、広角で、高変倍が可能なズームレンズを提供することができるという効果を奏する。

実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの中間端における諸収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの中間端における諸収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例３にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの中間端における諸収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。

以下、添付図面を参照して、この発明にかかるズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この実施の形態にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、からなる。

この実施の形態のズームレンズは、前記第２レンズ群を光軸に沿って物体側から像面側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、前記第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。なお、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第５レンズ群は、常時固定されている。

この発明は、全変倍域に亘って高い光学性能を維持し、小型、広角で、５５倍程度の高変倍が可能なズームレンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、以下に示すような各種条件を設定している。

前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとからなる接合レンズ、２枚の正レンズが配置されて構成される。そして、前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線におけるアッベ数をν_ln、前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線におけるアッベ数をν_lpとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） ３５＜ν_lp−ν_ln＜４４

この条件式（１）は、前記第１レンズ群中の接合レンズを構成する負レンズおよび正レンズのｄ線におけるアッベ数の差を規定する式である。条件式（１）においてその上限を超えると、当該ズームレンズの望遠端におけるｇ線の軸上色収差の補正が困難になる。一方、条件式（１）においてその下限を下回ると、軸上色収差を補正するために各レンズの屈折力を強くしなければならなくなり、結果として球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難になるという不都合が生じる。

また、この実施の形態のズームレンズは、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ₁、当該ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離をｆ_tとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２） ０．２７＜ｆ₁／ｆ_t＜０．３３

この条件式（２）は、前記第１レンズ群の焦点距離とズームレンズ全系の望遠端における焦点距離との比を規定する式であり、光学系全長の短縮化を達成するとともに、前記第１レンズ群の屈折力の適正化を図って諸収差の良好な補正を実現するための条件を示すものである。この条件式（２）においてその下限を下回ると、前記第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、当該ズームレンズの望遠端における球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難になる。一方、条件式（２）においてその上限を超えると、前記第１レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、光学系全長が増大する。

前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズとからなる接合レンズが配置されて構成される。または、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズとからなる接合レンズ、および負レンズが配置されて構成される。ここで、前記第２レンズ群中に、接合レンズを配置することにより、色収差を良好に補正できる。

前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、負レンズと正レンズとからなる接合レンズ、および正レンズが配置されて構成される。この第３レンズ群を構成する正レンズのうち、少なくても１面には非球面を形成する。このようにすることで、球面収差をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。

また、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、当該ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_wとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３） ３．５＜ｆ₃／ｆ_w＜４．０

この条件式（３）は、前記第３レンズ群の焦点距離とズームレンズ全系の広角端における焦点距離との比を規定する式であり、光学系全長の短縮化を達成するとともに、前記第３レンズ群の屈折力の適正化を図って諸収差の良好な補正を実現するための条件を示すものである。この条件式（３）においてその下限を下回ると、前記第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、当該ズームレンズの広角端における球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難になる。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、前記第３レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、後側のレンズ群（第３レンズ群以降）を小さくできず、前記第４レンズ群による像面補正およびフォーカシングに必要な移動量を確保することが困難になる。

前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、負レンズが配置されて構成される。そして、この第４レンズ群を構成する負レンズの少なくとも１面に非球面を形成する。この第４レンズ群に非球面を配することで、少ないレンズ枚数で諸収差の良好な補正が可能になる。加えて、この第４レンズ群の十分な移動量を確保して、変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを効果的に行うことができる。

前記第５レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズが配置されて構成される。

そして、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ₄、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ₅とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（４） ０．７＜｜ｆ₄／ｆ₅｜＜１．０

この条件式（４）は、前記第４レンズ群の焦点距離と前記第５レンズ群の焦点距離との比を規定する式である。この条件式（４）においてその下限を下回ると、前記第４レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、フォーカス距離変動による球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難になる。一方、条件式（４）においてその上限を超えると、前記第４レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、前記第４レンズ群による像面補正およびフォーカシングに必要な移動量を確保することが困難になる。また、第４レンズ群に比べ、第５レンズ群の屈折力が強くなりすぎると、バックフォーカスが短くなりすぎて、フィルタやカバーガラスなどを挿入するスペースの確保が困難になるという不都合も生じる。

以上説明したように、この実施の形態にかかるズームレンズは、上記のような特徴を備えているので、光学系のコンパクト性を損なうことなく、全変倍域に亘って諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持しながら、高変倍が可能になる。特に、この実施の形態にかかるズームレンズは、上記各条件式を満足することで、従来、広角、高変倍のズームレンズで問題となっていた収差補正の困難性が克服できる。

図１は、実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₁₄、および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₁₅が配置されて構成される。また、第２レンズ群Ｇ₁₂と第３レンズ群Ｇ₁₃との間には、絞りＳＴＰが配置されている。第５レンズ群Ｇ₁₅と像面ＩＭＧとの間には、前記物体側から順に、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどからなるフィルタＦＴ、カバーガラスＣＧが配置されている。フィルタＦＴやカバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。また、像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、前記物体側から順に、負レンズＬ₁₁₁、正レンズＬ₁₁₂、正レンズＬ₁₁₃、および正レンズＬ₁₁₄が配置されて構成される。負レンズＬ₁₁₁と正レンズＬ₁₁₂とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、前記物体側から順に、負レンズＬ₁₂₁、負レンズＬ₁₂₂、および正レンズＬ₁₂₃が配置されて構成される。負レンズＬ₁₂₂と正レンズＬ₁₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₁₃は、前記物体側から順に、正レンズＬ₁₃₁、負レンズＬ₁₃₂、正レンズＬ₁₃₃、および正レンズＬ₁₃₄が配置されて構成される。負レンズＬ₁₃₂と正レンズＬ₁₃₃とは、接合されている。また、正レンズＬ₁₃₁および正レンズＬ₁₃₄の前記物体側面には、それぞれ非球面が形成されている。

第４レンズ群Ｇ₁₄は、前記物体側から順に、正レンズＬ₁₄₁、負レンズＬ₁₄₂が配置されて構成される。正レンズＬ₁₄₁と負レンズＬ₁₄₂とは、接合されている。また、負レンズＬ₁₄₂の像面ＩＭＧ側面には、非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₁₅は、前記物体側から順に、負レンズＬ₁₅₁、正レンズＬ₁₅₂が配置されて構成される。負レンズＬ₁₅₁と正レンズＬ₁₅₂とは、接合されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₁₂を光軸に沿って前記物体側から像面ＩＭＧ側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₁₄を光軸に沿って移動させることによって、変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群Ｇ₁₁、第３レンズ群Ｇ₁₃、および第５レンズ群Ｇ₁₅は常時固定されている。

以下、実施例１にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝６．００ｍｍ
ズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝４５．１ｍｍ
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝３３０ｍｍ
Ｆナンバ＝１．８２（広角端）〜２．２３（中間端）〜６．１２（望遠端）
画角（２ω）＝６２．２°（広角端）〜８．１°（中間端）〜１．１°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
負レンズＬ₁₁₁のｄ線におけるアッベ数（ν_ln）＝４２．７１
正レンズＬ₁₁₂のｄ線におけるアッベ数（ν_lp）＝８１．５４
ν_lp−ν_ln＝３８．８３

（条件式（２）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₁₁の焦点距離（ｆ₁）＝１０７．８２
ｆ₁／ｆ_t＝０．３２７

（条件式（３）に関する数値）
第３レンズ群Ｇ₁₃の焦点距離（ｆ₃）＝２３．２８
ｆ₃／ｆ_w＝３．８８０

（条件式（４）に関する数値）
第４レンズ群Ｇ₁₄の焦点距離（ｆ₄）＝―１９．２５
第５レンズ群Ｇ₁₅の焦点距離（ｆ₅）＝２３．２６
｜ｆ₄／ｆ₅｜＝０．８２８

ｒ₁＝６２８．６２９
ｄ₁＝２．５００ ｎｄ₁＝１．８３４８１ νｄ₁＝４２．７１
ｒ₂＝８０．４０２
ｄ₂＝８．６８８ ｎｄ₂＝１．４９７００ νｄ₂＝８１．５４
ｒ₃＝−３６５．３４７
ｄ₃＝０．２００
ｒ₄＝８７．９７２
ｄ₄＝６．２６７ ｎｄ₃＝１．４９７００ νｄ₃＝８１．５４
ｒ₅＝２９３７．２４６
ｄ₅＝０．２００
ｒ₆＝７９．２０４
ｄ₆＝５．６１０ ｎｄ₄＝１．４９７００ νｄ₄＝８１．５４
ｒ₇＝４４９．６４３
ｄ₇＝１．９７０（広角端）〜６３．６５９（中間端）〜８７．７９８（望遠端）
ｒ₈＝−３３９．１４３
ｄ₈＝１．５００ ｎｄ₅＝１．８８３００ νｄ₅＝４０．７６
ｒ₉＝１８．０６６
ｄ₉＝４．２００
ｒ₁₀＝−２２．１９１
ｄ₁₀＝１．２００ ｎｄ₆＝１．７７２５０ νｄ₆＝４９．６０
ｒ₁₁＝１８．９５８
ｄ₁₁＝３．２４７ ｎｄ₇＝１．９２２８６ νｄ₇＝２０．８８
ｒ₁₂＝１２５０．１６８
ｄ₁₂＝８７．８５４（広角端）〜２６．１６６（中間端）〜２．０２７（望遠端）
ｒ₁₃＝∞（絞り）
ｄ₁₃＝１．８００
ｒ₁₄＝２１．７６１（非球面）
ｄ₁₄＝０．２００ ｎｄ₈＝１．５３６１０ νｄ₈＝４１．２１
ｒ₁₅＝２３．１３３
ｄ₁₅＝５．５８０ ｎｄ₉＝１．６１８００ νｄ₉＝６３．３９
ｒ₁₆＝１４５．５５５
ｄ₁₆＝４．９７１
ｒ₁₇＝５８．０５１
ｄ₁₇＝１．５００ ｎｄ₁₀＝１．９２２８６ νｄ₁₀＝２０．８８
ｒ₁₈＝２５．９７３
ｄ₁₈＝４．７２７ ｎｄ₁₁＝１．４９７００ νｄ₁₁＝８１．５４
ｒ₁₉＝−１１３．８１３
ｄ₁₉＝０．２００
ｒ₂₀＝２６．２５８（非球面）
ｄ₂₀＝０．２００ ｎｄ₁₂＝１．５３６１０ νｄ₁₂＝４１．２１
ｒ₂₁＝３１．５１４
ｄ₂₁＝３．３５５ ｎｄ₁₃＝１．６１８００ νｄ₁₃＝６３．３９
ｒ₂₂＝−１４４２．１９０
ｄ₂₂＝２．８４８（広角端）〜１３．９６１（中間端）〜２．９００（望遠端）
ｒ₂₃＝−２２５０．４４６
ｄ₂₃＝４．０００ ｎｄ₁₄＝１．８４６６６ νｄ₁₄＝２３．７８
ｒ₂₄＝−２５．８６６
ｄ₂₄＝１．２００ ｎｄ₁₅＝１．７７２５０ νｄ₁₅＝４９．６０
ｒ₂₅＝１４．０３５
ｄ₂₅＝０．２００ ｎｄ₁₆＝１．５３６１０ νｄ₁₆＝４１．２１
ｒ₂₆＝１４．２６７（非球面）
ｄ₂₆＝２１．１１９（広角端）〜１０．００６（中間端）〜２１．０６７（望遠端）
ｒ₂₇＝１２．０５６
ｄ₂₇＝１．２００ ｎｄ₁₇＝１．８４６６６ νｄ₁₇＝２３．７８
ｒ₂₈＝８．１４２
ｄ₂₈＝３．８７９ ｎｄ₁₈＝１．６１８００ νｄ₁₈＝６３．３９
ｒ₂₉＝１２５５．４９１
ｄ₂₉＝１．０００
ｒ₃₀＝∞
ｄ₃₀＝０．５００ ｎｄ₁₉＝１．５１６３３ νｄ₁₉＝６４．１４
ｒ₃₁＝∞
ｄ₃₁＝４．５００
ｒ₃₂＝∞
ｄ₃₂＝３．５００ ｎｄ₂₀＝１．５１６３３ νｄ₂₀＝６４．１４
ｒ₃₃＝∞
ｄ₃₃＝０．１０７
ｒ₃₄＝∞（像面）

円錐係数（ε）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
（第１４面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−５．２３６３７×１０^-6， Ｃ＝−１．７１９７１×１０^-8，
Ｄ＝１．０７３２８×１０^-11， Ｅ＝−４．８８９６４×１０^-14
（第２０面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−２．４７０６５×１０^-5， Ｃ＝−７．７１１７６×１０^-8，
Ｄ＝４．０８８４７×１０^-10， Ｅ＝−２．６１９２２×１０^-12
（第２６面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−１．３５７９３×１０^-5， Ｃ＝−５．６１５４３×１０^-8，
Ｄ＝−８．２１４１８×１０^-9， Ｅ＝１．５６６６０×１０^-10

また、図２は、実施例１にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図３は、実施例１にかかるズームレンズの中間端における諸収差図である。図４は、実施例１にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ＦＮｏはＦナンバ、２ωは画角を示す。また、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ｃはｃ線（λ＝６５６．２７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図における符号ΔＳ，ΔＭは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図５は、実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₂₄、および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₂₅が配置されて構成される。また、第２レンズ群Ｇ₂₂と第３レンズ群Ｇ₂₃との間には、絞りＳＴＰが配置されている。第５レンズ群Ｇ₂₅と像面ＩＭＧとの間には、前記物体側から順に、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどからなるフィルタＦＴ、カバーガラスＣＧが配置されている。フィルタＦＴやカバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。また、像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、前記物体側から順に、負レンズＬ₂₁₁、正レンズＬ₂₁₂、正レンズＬ₂₁₃、および正レンズＬ₂₁₄が配置されて構成される。負レンズＬ₂₁₁と正レンズＬ₂₁₂とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、前記物体側から順に、負レンズＬ₂₂₁、負レンズＬ₂₂₂、正レンズＬ₂₂₃、および負レンズＬ₂₂₄が配置されて構成される。負レンズＬ₂₂₂と正レンズＬ₂₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₂₃は、前記物体側から順に、正レンズＬ₂₃₁、負レンズＬ₂₃₂、正レンズＬ₂₃₃、および正レンズＬ₂₃₄が配置されて構成される。負レンズＬ₂₃₂と正レンズＬ₂₃₃とは、接合されている。また、正レンズＬ₂₃₁および正レンズＬ₂₃₄の前記物体側面には、それぞれ非球面が形成されている。

第４レンズ群Ｇ₂₄は、前記物体側から順に、正レンズＬ₂₄₁、負レンズＬ₂₄₂が配置されて構成される。正レンズＬ₂₄₁と負レンズＬ₂₄₂とは、接合されている。また、負レンズＬ₂₄₂の像面ＩＭＧ側面には、非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₂₅は、前記物体側から順に、負レンズＬ₂₅₁、正レンズＬ₂₅₂が配置されて構成される。負レンズＬ₂₅₁と正レンズＬ₂₅₂とは、接合されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₂₂を光軸に沿って前記物体側から像面ＩＭＧ側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₂₄を光軸に沿って移動させることによって、変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群Ｇ₂₁、第３レンズ群Ｇ₂₃、および第５レンズ群Ｇ₂₅は常時固定されている。

以下、実施例２にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝６．００ｍｍ
ズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝４４．１ｍｍ
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝３３０ｍｍ
Ｆナンバ＝１．８２（広角端）〜２．２５（中間端）〜６．１０（望遠端）
画角（２ω）＝６０．０°（広角端）〜８．３°（中間端）〜１．１°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
負レンズＬ₂₁₁のｄ線におけるアッベ数（ν_ln）＝４２．７１
正レンズＬ₂₁₂のｄ線におけるアッベ数（ν_lp）＝８１．５４
ν_lp−ν_ln＝３８．８３

（条件式（２）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₂₁の焦点距離（ｆ₁）＝９５．５０
ｆ₁／ｆ_t＝０．２８９

（条件式（３）に関する数値）
第３レンズ群Ｇ₂₃の焦点距離（ｆ₃）＝２２．５０
ｆ₃／ｆ_w＝３．７５０

（条件式（４）に関する数値）
第４レンズ群Ｇ₂₄の焦点距離（ｆ₄）＝−１５．７２
第５レンズ群Ｇ₂₅の焦点距離（ｆ₅）＝２０．９４
｜ｆ₄／ｆ₅｜＝０．７５０

ｒ₁＝８７３．７７５
ｄ₁＝２．５００ ｎｄ₁＝１．８３４８１ νｄ₁＝４２．７１
ｒ₂＝７３．５３５
ｄ₂＝１２．２００ ｎｄ₂＝１．４９７００ νｄ₂＝８１．５４
ｒ₃＝−２５７．８１８
ｄ₃＝０．２００
ｒ₄＝８１．５３１
ｄ₄＝８．０００ ｎｄ₃＝１．４９７００ νｄ₃＝８１．５４
ｒ₅＝６６９６．０８１
ｄ₅＝０．２００
ｒ₆＝７１．００４
ｄ₆＝６．８００ ｎｄ₄＝１．４９７００ νｄ₄＝８１．５４
ｒ₇＝４３１．３７８
ｄ₇＝１．９８７（広角端）〜５５．９５１（中間端）〜７６．２６１（望遠端）
ｒ₈＝１５７．１５３
ｄ₈＝１．５００ ｎｄ₅＝１．８８３００ νｄ₅＝４０．７６
ｒ₉＝１４．２０３
ｄ₉＝４．０００
ｒ₁₀＝−５０．９０６
ｄ₁₀＝１．２００ ｎｄ₆＝１．７７２５０ νｄ₆＝４９．６０
ｒ₁₁＝１３．１７８
ｄ₁₁＝３．８００ ｎｄ₇＝１．９２２８６ νｄ₇＝２０．８８
ｒ₁₂＝９９．９７４
ｄ₁₂＝２．５００
ｒ₁₃＝−１６．４２８
ｄ₁₃＝１．２００ ｎｄ₈＝１．８０６１０ νｄ₈＝３３．２７
ｒ₁₄＝−２５．７６５
ｄ₁₄＝７６．３１６（広角端）〜２２．３５１（中間端）〜２．０４２（望遠端）
ｒ₁₅＝∞（絞り）
ｄ₁₅＝１．３００
ｒ₁₆＝２４．５０５（非球面）
ｄ₁₆＝０．２００ ｎｄ₉＝１．５３６１０ νｄ₉＝４１．２１
ｒ₁₇＝２６．５９１
ｄ₁₇＝７．２００ ｎｄ₁₀＝１．６１８００ νｄ₁₀＝６３．３９
ｒ₁₈＝−１１４７．７１４
ｄ₁₈＝４．７２６
ｒ₁₉＝５３．１９９
ｄ₁₉＝１．５００ ｎｄ₁₁＝１．９２２８６ νｄ₁₁＝２０．８８
ｒ₂₀＝２５．１６７
ｄ₂₀＝６．０００ ｎｄ₁₂＝１．４９７００ νｄ₁₂＝８１．５４
ｒ₂₁＝−３４９．４０３
ｄ₂₁＝０．２００
ｒ₂₂＝２２．９５１（非球面）
ｄ₂₂＝０．２００ ｎｄ₁₃＝１．５３６１０ νｄ₁₃＝４１．２１
ｒ₂₃＝２４．９７４
ｄ₂₃＝５．０００ ｎｄ₁₄＝１．４８７４９ νｄ₁₄＝７０．２４
ｒ₂₄＝−６０．６３７
ｄ₂₄＝２．８９９（広角端）〜１２．９１２（中間端）〜２．８６１（望遠端）
ｒ₂₅＝−７５３．５６７
ｄ₂₅＝３．０００ ｎｄ₁₅＝１．８４６６６ νｄ₁₅＝２３．７８
ｒ₂₆＝−２２．０６０
ｄ₂₆＝１．２００ ｎｄ₁₆＝１．７７２５０ νｄ₁₆＝４９．６０
ｒ₂₇＝１１．７６６
ｄ₂₇＝０．２００ ｎｄ₁₇＝１．５３６１０ νｄ₁₇＝４１．２１
ｒ₂₈＝１１．７４１（非球面）
ｄ₂₈＝１９．２５９（広角端）〜９．２４５（中間端）〜１９．２９６（望遠端）
ｒ₂₉＝１１．９０７
ｄ₂₉＝１．２００ ｎｄ₁₈＝１．８４６６６ νｄ₁₈＝２３．７８
ｒ₃₀＝８．０１０
ｄ₃₀＝４．０００ ｎｄ₁₉＝１．６１８００ νｄ₁₉＝６３．３９
ｒ₃₁＝−１３４．６６３
ｄ₃₁＝１．０００
ｒ₃₂＝∞
ｄ₃₂＝０．５００ ｎｄ₂₀＝１．５１６３３ νｄ₂₀＝６４．１４
ｒ₃₃＝∞
ｄ₃₃＝５．２００
ｒ₃₄＝∞
ｄ₃₄＝２．５００ ｎｄ₂₁＝１．５１６３３ νｄ₂₁＝６４．１４
ｒ₃₅＝∞
ｄ₃₅＝０．１１０
ｒ₃₆＝∞（像面）

円錐係数（ε）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
（第１６面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−６．３５４０２×１０^-6， Ｃ＝−２．２４３８３×１０^-8，
Ｄ＝３．６２２４７×１０^-11， Ｅ＝−８．７７５７９×１０^-14
（第２２面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−２．７５３４１×１０^-5， Ｃ＝−３．１８１２９×１０^-8，
Ｄ＝８．５４２０１×１０^-11， Ｅ＝−５．６６３２０×１０^-13
（第２８面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−２．１８７１０×１０^-5， Ｃ＝−９．２８７０９×１０^-7，
Ｄ＝１．７１８００×１０^-8， Ｅ＝−１．２３００４×１０^-10

また、図６は、実施例２にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図７は、実施例２にかかるズームレンズの中間端における諸収差図である。図８は、実施例２にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ＦＮｏはＦナンバ、２ωは画角を示す。また、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ｃはｃ線（λ＝６５６．２７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図における符号ΔＳ，ΔＭは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図９は、実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₃₄、および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₃₅が配置されて構成される。また、第２レンズ群Ｇ₃₂と第３レンズ群Ｇ₃₃との間には、絞りＳＴＰが配置されている。第５レンズ群Ｇ₃₅と像面ＩＭＧとの間には、前記物体側から順に、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどからなるフィルタＦＴ、カバーガラスＣＧが配置されている。フィルタＦＴやカバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。また、像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、前記物体側から順に、負レンズＬ₃₁₁、正レンズＬ₃₁₂、正レンズＬ₃₁₃、および正レンズＬ₃₁₄が配置されて構成される。負レンズＬ₃₁₁と正レンズＬ₃₁₂とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、前記物体側から順に、負レンズＬ₃₂₁、負レンズＬ₃₂₂、正レンズＬ₃₂₃、および負レンズＬ₃₂₄が配置されて構成される。負レンズＬ₃₂₂と正レンズＬ₃₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₃₃は、前記物体側から順に、正レンズＬ₃₃₁、負レンズＬ₃₃₂、正レンズＬ₃₃₃、および正レンズＬ₃₃₄が配置されて構成される。負レンズＬ₃₃₂と正レンズＬ₃₃₃とは、接合されている。また、正レンズＬ₃₃₁および正レンズＬ₃₃₄の前記物体側面には、それぞれ非球面が形成されている。

第４レンズ群Ｇ₃₄は、前記物体側から順に、正レンズＬ₃₄₁、負レンズＬ₃₄₂が配置されて構成される。正レンズＬ₃₄₁と負レンズＬ₃₄₂とは、接合されている。また、負レンズＬ₃₄₂の像面ＩＭＧ側面には、非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₃₅は、前記物体側から順に、負レンズＬ₃₅₁、正レンズＬ₃₅₂が配置されて構成される。負レンズＬ₃₅₁と正レンズＬ₃₅₂とは、接合されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₃₂を光軸に沿って前記物体側から像面ＩＭＧ側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₃₄を光軸に沿って移動させることによって、変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群Ｇ₃₁、第３レンズ群Ｇ₃₃、および第５レンズ群Ｇ₃₅は常時固定されている。

以下、実施例３にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝６．００ｍｍ
ズームレンズ全系の中間端における焦点距離＝４４．４ｍｍ
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離（ｆ_t）＝３３０ｍｍ
Ｆナンバ＝１．８２（広角端）〜２．２４（中間端）〜６．１２（望遠端）
画角（２ω）＝６１．１°（広角端）〜８．３°（中間端）〜１．１°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
負レンズＬ₃₁₁のｄ線におけるアッベ数（ν_ln）＝４２．７１
正レンズＬ₃₁₂のｄ線におけるアッベ数（ν_lp）＝８１．５４
ν_lp−ν_ln＝３８．８３

（条件式（２）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₃₁の焦点距離（ｆ₁）＝９５．２８
ｆ₁／ｆ_t＝０．２８９

（条件式（３）に関する数値）
第３レンズ群Ｇ₃₃の焦点距離（ｆ₃）＝２２．３７
ｆ₃／ｆ_w＝３．７２９

（条件式（４）に関する数値）
第４レンズ群Ｇ₃₄の焦点距離（ｆ₄）＝−１６．０９
第５レンズ群Ｇ₃₅の焦点距離（ｆ₅）＝２１．３６
｜ｆ₄／ｆ₅｜＝０．７５３

ｒ₁＝７９６．６７３
ｄ₁＝２．５００ ｎｄ₁＝１．８３４８１ νｄ₁＝４２．７１
ｒ₂＝７３．７７８
ｄ₂＝１０．１７４ ｎｄ₂＝１．４９７００ νｄ₂＝８１．５４
ｒ₃＝−２６３．７８０
ｄ₃＝０．２００
ｒ₄＝８０．１７５
ｄ₄＝７．１８１ ｎｄ₃＝１．４９７００ νｄ₃＝８１．５４
ｒ₅＝４０２９．３４９
ｄ₅＝０．２００
ｒ₆＝７０．２７８
ｄ₆＝６．３０８ ｎｄ₄＝１．４９７００ νｄ₄＝８１．５４
ｒ₇＝３９６．８１０
ｄ₇＝１．９６２（広角端）〜５５．９７４（中間端）〜７６．３０２（望遠端）
ｒ₈＝−５９８．７５４
ｄ₈＝１．５００ ｎｄ₅＝１．８８３００ νｄ₅＝４０．７６
ｒ₉＝１５．６８６
ｄ₉＝４．０００
ｒ₁₀＝−４３．９１４
ｄ₁₀＝１．２００ ｎｄ₆＝１．７７２５０ νｄ₆＝４９．６０
ｒ₁₁＝１４．１３６
ｄ₁₁＝３．５００ ｎｄ₇＝１．９２２８６ νｄ₇＝２０．８８
ｒ₁₂＝１１６．２７２
ｄ₁₂＝２．０３５
ｒ₁₃＝−２１．０６０
ｄ₁₃＝１．２００ ｎｄ₈＝１．８３４００ νｄ₈＝３７．１６
ｒ₁₄＝−３３．７４６
ｄ₁₄＝７６．３７２（広角端）〜２２．３６０（中間端）〜２．０３３（望遠端）
ｒ₁₅＝∞（絞り）
ｄ₁₅＝１．３００
ｒ₁₆＝２３．３６７（非球面）
ｄ₁₆＝０．２００ ｎｄ₉＝１．５３６１０ νｄ₉＝４１．２１
ｒ₁₇＝２５．２３９
ｄ₁₇＝５．９７１ ｎｄ₁₀＝１．６１８００ νｄ₁₀＝６３．３９
ｒ₁₈＝３４２９０．５８８
ｄ₁₈＝６．１４４
ｒ₁₉＝８３．１６９
ｄ₁₉＝１．５００ ｎｄ₁₁＝１．９２２８６ νｄ₁₁＝２０．８８
ｒ₂₀＝３０．１０５
ｄ₂₀＝４．５２７ ｎｄ₁₂＝１．４９７００ νｄ₁₂＝８１．５４
ｒ₂₁＝−１０４．２５７
ｄ₂₁＝０．２００
ｒ₂₂＝２１．５４２（非球面）
ｄ₂₂＝０．２００ ｎｄ₁₃＝１．５３６１０ νｄ₁₃＝４１．２１
ｒ₂₃＝２４．０９２
ｄ₂₃＝４．７８７ ｎｄ₁₄＝１．４８７４９ νｄ₁₄＝７０．２４
ｒ₂₄＝−８４．４０７
ｄ₂₄＝２．８０９（広角端）〜１２．９１５（中間端）〜２．８５６（望遠端）
ｒ₂₅＝−１４８５．８２６
ｄ₂₅＝２．９５７ ｎｄ₁₅＝１．８４６６６ νｄ₁₅＝２３．７８
ｒ₂₆＝−２４．２４１
ｄ₂₆＝１．２００ ｎｄ₁₆＝１．７７２５０ νｄ₁₆＝４９．６０
ｒ₂₇＝１２．８７０
ｄ₂₇＝０．２００ ｎｄ₁₇＝１．５３６１０ νｄ₁₇＝４１．２１
ｒ₂₈＝１１．５９４（非球面）
ｄ₂₈＝２０．０４４（広角端）〜９．９３９（中間端）〜１９．９９８（望遠端）
ｒ₂₉＝１１．７４３
ｄ₂₉＝１．２００ ｎｄ₁₈＝１．８４６６６ νｄ₁₈＝２３．７８
ｒ₃₀＝８．０８８
ｄ₃₀＝４．０００ ｎｄ₁₉＝１．６１８００ νｄ₁₉＝６３．３９
ｒ₃₁＝−３１１．６２０
ｄ₃₁＝１．０００
ｒ₃₂＝∞
ｄ₃₂＝０．５００ ｎｄ₂₀＝１．５１６３３ νｄ₂₀＝６４．１４
ｒ₃₃＝∞
ｄ₃₃＝４．５００
ｒ₃₄＝∞
ｄ₃₄＝３．５００ ｎｄ₂₁＝１．５１６３３ νｄ₂₁＝６４．１４
ｒ₃₅＝∞
ｄ₃₅＝０．０５０
ｒ₃₆＝∞（像面）

円錐係数（ε）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
（第１６面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−６．６２０９３×１０^-6， Ｃ＝−１．８７７５０×１０^-8，
Ｄ＝３．３９０２７×１０^-12， Ｅ＝−１．８７２１３×１０^-14
（第２２面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−２．６９２５８×１０^-5， Ｃ＝−９．２８８０１×１０^-8，
Ｄ＝６．６７０８２×１０^-10， Ｅ＝−３．３５８２８×１０^-12
（第２８面）
ε＝１．００００，
Ａ＝０，
Ｂ＝−２．４３５６５×１０^-5， Ｃ＝−６．７９５２６×１０^-7，
Ｄ＝１．５５７５４×１０^-9， Ｅ＝１．２９３０９×１０^-10

また、図１０は、実施例３にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図１１は、実施例３にかかるズームレンズの中間端における諸収差図である。図１２は、実施例３にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ＦＮｏはＦナンバ、２ωは画角を示す。また、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ｃはｃ線（λ＝６５６．２７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図における符号ΔＳ，ΔＭは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）におけるアッベ数を示している。

また、上記各非球面形状は、光軸方向をＸ、光軸からの高さをＨとし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、Ｒは近軸曲率半径、εは円錐係数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅはそれぞれ２次，４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、上記各実施例のズームレンズによれば、上記条件式を満足することで、全変倍域に亘って良好な収差補正がなされるとともに、小型化、高変倍化（５５倍程度）、広角化（６０°程度）を達成することができる。

また、上記各実施例のズームレンズは、非球面が形成されたレンズを含んで構成されているため、少ないレンズ枚数で、諸収差を良好に補正することができる。

以上のように、この発明のズームレンズは、小型化、高変倍化、広角化が求められる、ビデオカメラ、監視用カメラなどに有用であり、特に、高い光学性能が要求される場合に最適である。

Ｇ₁₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃ 第３レンズ群
Ｇ₁₄ 第４レンズ群
Ｇ₁₅ 第５レンズ群
ＩＭＧ 像面
ＳＴＰ 絞り
ＦＴ フィルタ
ＣＧ カバーガラス

Claims (3)

1. 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、からなり、
   変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群と前記第５レンズ群とが固定され、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが光軸に沿って移動され、
   前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとからなる接合レンズと、２枚の正の屈折力のレンズを含み構成され、
   前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線におけるアッベ数をν_ln、前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線におけるアッベ数をν_lp 、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ ₁ 、光学系全系の望遠端における焦点距離をｆ _t とするとき、次の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１） ３５＜ν_lp−ν_ln＜４４
   （２） ０．２７＜ｆ ₁ ／ｆ _t ＜０．３３
2. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ₃、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_wとするとき、次の条件式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。
   （３） ３．５＜ｆ₃／ｆ_w＜４．０
3. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ₄、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ₅とするとき、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
   （４） ０．７＜｜ｆ₄／ｆ₅｜＜１．０

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