JP7266403B2

JP7266403B2 - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP7266403B2
Application number: JP2018248641A
Authority: JP
Inventors: 祥子伊豆; 勇輝森
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2038-12-28
Also published as: JP2020109430A

Description

本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関し、特にＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子が搭載された撮像装置に好適なズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置に関する。

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が広く普及している。近年、ＣＣＤやＣＯＭＳ等の固体撮像素子の高画素化、高感度化が進んだことに伴い、撮像装置に搭載される撮像レンズにも、被写体のより細かな特徴を確認することが可能な解像度の高いズームレンズが要求されている。

従来より、物体側から像側へ順に、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、後続レンズ群と、を備えて構成され、第１レンズ群を固定したまま、前記各レンズ群間の距離を相対的に変化させることで広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズが各種提案されている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。

特開２０１４－０５６０５６号公報特開２００２－３６５５３９号公報

高画素化、高感度化が進んだ固体撮像素子が搭載された撮像装置には、特に、Ｆ線からＣ線まではもちろんのこと、ｇ線まで含めた広い波長域で色収差を良好に補正することが可能な撮像レンズがこれまで以上に求められる。加えて、監視カメラに用いる撮像レンズの場合、低照度環境下での撮影を可能にするため大口径であることや、夜間における近赤外光での撮影を可能にするため、近赤外の波長域で発生する色収差も良好に補正されることが必要である。

上記各特許文献に記載されたタイプのズームレンズでは、広角端から望遠端の全域でｇ線から近赤外域で発生する軸上色収差を良好に補正するために、全変倍域で軸上の光束が高いところを通過する第３レンズ群における色収差補正能力が特に重要である。

特許文献１には、物体側から像側へ順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、が配置された構成で、変倍比が３．３程度、広角端のＦナンバーが１．４程度の大口径で比較的高解像のズームレンズが記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載のズームレンズでは、第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズにアッベ数が１７～１９程度の小さい硝材を用いているため、広角端においてマージナル光線のｇ線領域で発生する軸上色収差の補正が大幅に過剰となる、全変倍域において近赤外域で発生する軸上色収差の補正が不足するという問題がある。なお、このズームレンズにおいて、仮に第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズにアッベ数が大きい硝材を用いた場合でも、当該第３レンズ群には負の屈折力を有するレンズが１枚しか存在しないため、Ｆ線からＣ線の波長域で発生する軸上色収差の補正も不足することになる。

また、特許文献２には、物体側から像側へ順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、が配置された構成で、変倍比が４．８程度、広角端のＦナンバーが２．０程度であるズームレンズが記載されている。

しかしながら、特許文献２に記載のズームレンズでは、第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズにアッベ数が２４程度の小さい硝材を用い、当該第３レンズ群の正の屈折力を有するレンズにアッベ数が５３程度とあまり大きくない硝材を用いているため、全変倍域において近赤外域で発生する軸上色収差の補正が不足するという問題がある。加えて、高解像レンズとして用いるには、Ｆ線からＣ線の波長域で発生する軸上色収差の補正も不足する。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、可視光域から近赤外域までの広い波長域で色収差を良好に補正することが可能な、高解像力を備えた大口径のズームレンズを提供することを目的とする。さらに、可視光域から近赤外域までの広い波長域の光に対して高い解像力を備えた高性能な撮像装置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、本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、後続レンズ群と、を備え、前記第３レンズ群は、１枚以上の正の屈折力を有するレンズと、２枚以上の負の屈折力を有するレンズと、を含み構成され、前記第１レンズ群を固定したまま、前記各レンズ群間の距離を相対的に変化させることで広角端から望遠端への変倍を行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（１） νｄ＿３ｎｍａｘ≧４８．０
（２） νｄ＿３ｐａｖｅ≧６５．０
（３）－７．４≦ｆ１／ｆ２≦－２．０
ただし、νｄ＿３ｎｍａｘは前記第３レンズ群に含まれるすべての負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の中で最大となる値、νｄ＿３ｐａｖｅは前記第３レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値、ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離を示す。

本発明によれば、可視光域から近赤外域までの広い波長域で色収差を良好に補正することが可能な、高解像力を備えた大口径のズームレンズを提供することができる。

また、本発明にかかる撮像装置は、前記発明におけるズームレンズと、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固体撮像素子と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、可視光域から近赤外域までの広い波長域の光に対して高い解像力を備えた高性能の撮像装置を提供することができる。

本発明によれば、可視光域から近赤外域までの広い波長域で色収差を良好に補正することが可能な、高解像力を備えた大口径の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。さらに、本発明によれば、可視光域から近赤外域までの広い波長域の光に対して高い解像力を備えた高性能の撮像装置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諸収差図である。実施例４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４にかかるズームレンズの諸収差図である。実施例５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５にかかるズームレンズの諸収差図である。実施例６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６にかかるズームレンズの諸収差図である。実施例７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７にかかるズームレンズの諸収差図である。本発明にかかるズームレンズを備えた撮像装置の一例を示す図である。

以下、本発明にかかるズームレンズおよび撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

高画素、高感度化が進んだ固体撮像素子を備えた撮像装置では、特に、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）からＣ線（６５６．３ｎｍ）まではもちろんのこと、ｇ線（４３５．８ｎｍ）まで含めた広い波長域で色収差を良好に補正することが可能な撮像レンズがこれまで以上に求められる。そこで、本発明では、高画素、高感度化が進んだ固体撮像素子を備えた撮像装置であっても画質の低下を招くことがない、高性能なズームレンズを提供しようとするものである。特に、監視カメラ等昼夜を問わず使用される撮像装置にも用いることができるように、可視光域から近赤外域までの広い波長域で発生する色収差を良好に補正することが可能な、高解像力を備えた大口径の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べく、本発明では、以下に示すような各種条件を設定している。

本発明にかかるズームレンズは、物体側から順に、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、後続レンズ群と、を備えて構成される。

第３レンズ群は、１枚以上の正の屈折力を有するレンズと、２枚以上の負の屈折力を有するレンズと、を含み構成されることが好ましい。第３レンズ群に負の屈折力を有するレンズを２枚以上備えることで、球面収差、コマ収差、軸上色収差を良好に補正することができ、大口径化が可能になる。さらに、第３レンズ群を、２枚以上の正の屈折力を有するレンズを含み構成すれば、第３レンズ群の正の屈折力を複数のレンズで分担できるようになり、特に広角端における球面収差、コマ収差、軸上色収差を良好に補正することができるため、より好ましい。

また、本発明にかかるズームレンズでは、第１レンズ群を固定したまま、各レンズ群間の距離を相対的に変化させることで広角端から望遠端への変倍を行う。第１レンズ群は、特に望遠端における解像性能への影響が大きいため、製造時に偏芯量が増えると望遠端において大幅な解像力の低下を招くおそれがある。そこで、第１レンズ群を固定群にした方が、第１レンズ群の機構を簡素化できるうえ、製造時の偏芯量を抑制し、解像力の低下を防止することができるので、好ましい。

本発明のような、物体側から順に、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、後続レンズ群と、を配置し、広角端から望遠端への変倍時に第１レンズ群が固定されるズームレンズでは、全変倍域においてｇ線から近赤外までの波長域で発生する軸上色収差を良好に補正するために、全変倍域で軸上の光束が高いところを通過する第３レンズ群における色収差の補正能力が特に重要となる。

そこで、本発明にかかるズームレンズでは、第３レンズ群に含まれるすべての負の屈折力を有するレンズのｄ線（５８７．６ｎｍ）におけるアッベ数の中で最大となる値をνｄ＿３ｎｍａｘとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） νｄ＿３ｎｍａｘ≧４８．０

条件式（１）は第３レンズ群に含まれるすべての負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の中で最大となる値を規定する式である。条件式（１）を満足することで、可視域から近赤外域までの広い波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することができる。

アッベ数の小さい硝材は高分散であるため、色収差の補正能力が高く、Ｆ線からＣ線の波長域で発生する色収差は補正しやすい。しかしながら、Ｆ線とＣ線の波長域で発生する色収差を補正したうえで、さらにｇ線と近赤外までの波長域で発生する色収差も補正するためには、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズの間でθｇＦ（ｇ線からＦ線の部分分散比）、θＣｔ（Ｃ線からｔ線（１０１４．０ｎｍ）の部分分散比）がそれぞれ近い値である方がよい。ただ、一般にアッベ数の小さい硝材はθｇＦの値が大きくθＣｔの値が小さい傾向にあり、負の屈折力を有するレンズにアッベ数が小さい硝材を用いた場合、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズ間でθｇＦ、θＣｔが近い値をとることが困難になるため、ｇ線と近赤外までの波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。

なお、ｇ線からＦ線の部分分散比θｇＦ、Ｃ線からｔ線の部分分散比θＣｔは以下の式で定義される。
θｇＦ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ）
（ただし、ｎｇはｇ線における屈折率、ｎＦはＦ線における屈折率、ｎＣはＣ線における屈折率を示す）
θＣｔ＝（ｎＣ－ｎｔ）／（ｎＦ－ｎＣ）
（ただし、ｎＣはＣ線における屈折率、ｎｔはｔ線における屈折率、ｎＦはＦ線における屈折率を示す）

もし、第３レンズ群に負の屈折力を有するレンズが１枚しか存在しない場合、負の屈折力を有するレンズに色収差の補正能力が高いアッベ数の小さい硝材、すなわち高分散の硝材を用いないと、Ｆ線からＣ線までの波長域で発生する軸上色収差の補正が不足する。しかしながら、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群に負の屈折力を有するレンズを２枚以上備えることで、条件式（１）を満たすアッベ数が大きい硝材、すなわち低分散の硝材を負の屈折力を有するレンズに用いたとしても、Ｆ線からＣ線までの波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが可能になる。

条件式（１）においてその下限を下回ると、軸上色収差を良好に補正することが難しくなり、特に広角端におけるｇ線と近赤外の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。

なお、上記条件式（１）の下限値は、好ましくは、５０．０以上、より好ましくは５１．０以上、さらに好ましくは５２．０以上になるように設定するとよい。条件式（１）の上限値を設定する場合は、１００以下であることがよく、より好ましくは９０以下、さらに好ましくは８０以下であるとよい。上限を上回ると、軸上色収差と倍率色収差の補正能力が弱まり、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。

本発明にかかるズームレンズでは、第３レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄ＿３ｐａｖｅとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２） νｄ＿３ｐａｖｅ≧６５．０

条件式（２）は、第３レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値を規定する式である。条件式（２）を満足することで、可視域から近赤外域までの広い波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することができる。アッベ数の大きい硝材は低分散であるため、アッベ数の大きい硝材からなるレンズを用いれば色収差の発生を抑制することができる。

条件式（２）においてその下限を下回ると、軸上色収差を良好に補正することが難しくなり、特に広角端におけるｇ線と近赤外の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。

なお、上記条件式（２）の下限値は、好ましくは６７．０以上になるように設定するとよい。アッベ数が大きいほど色収差の補正に有効であることから、上限は設定する必要はないが、現存する硝材のアッベ数は１００程度である。また、アッベ数の大きい硝材は加工が困難な傾向にあるため、レンズの加工性を考慮した場合は、上記条件式（２）の上限値は１００以下であることがよく、より好ましくは９０以下であるとよい。

本発明にかかるズームレンズでは、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３）－７．４≦ｆ１／ｆ２≦－２．０

条件式（３）は、第２レンズ群の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（３）を満足することで、可視域から近赤外域までの広い波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することができるとともに、大口径化も可能になる。

条件式（３）においてその下限を下回ると、第１レンズ群に対する第２レンズ群の負の屈折力が強くなりすぎて、望遠端においてｇ線の波長域で発生する軸上色収差の補正が過剰になるおそれが生じ、好ましくない。また、第３レンズ群の正の屈折力が強まりやすいため、広角端における球面収差、コマ収差の補正も難しくなり、大口径にすることが困難になる。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、第２レンズ群に対する第１レンズ群の正の屈折力が強くなりすぎて、望遠端において近赤外の波長域で発生する軸上色収差の補正が不足するおそれが生じ、好ましくない。また、望遠端における球面収差、コマ収差の補正も難しくなり、大口径化が困難になる。

なお、上記条件式（３）の下限値は、好ましくは－７．０以上、より好ましくは－６．７以上、さらに好ましくは－６．３以上になるように設定するとよい。一方、上記条件式（３）の上限値は、好ましくは－２．３以下、より好ましくは－２．７以下、さらに好ましくは－３．０以下になるように設定するとよい。

本発明にかかるズームレンズでは、第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数をνｄ＿３ｎとし、第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの焦点距離をｆ３ｎ、第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の広角端における合成焦点距離をｆｒｗとするとき、第３レンズ群は次の条件式を同時に満足する負の屈折力を有するレンズを少なくとも１枚備えていることが好ましい。
（４） νｄ＿３ｎ≧４８．０
（５）－２．７４≦ｆ３ｎ／ｆｒｗ≦－０．５５

条件式（４）は、第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数を規定する式であり、条件式（５）は、第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の広角端における合成焦点距離に対する第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの焦点距離の比を規定する式である。第３レンズ群中に、条件式（４）と条件式（５）を同時に満足する負の屈折力を有するレンズが少なくとも１枚存在することで、可視域から近赤外域までの広い波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが可能になる。

ここで、第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の合成焦点距離とは、たとえば５群構成のズームレンズである場合は、第３レンズ群から第５レンズ群の合成焦点距離のことを意味し、６群構成のズームレンズである場合は、第３レンズ群から第６レンズ群の合成焦点距離のことを意味する。また、第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの焦点距離は、それが接合レンズである場合、レンズ両側の媒質を空気として計算するものとする。

条件式（４）においてその下限を下回ると、軸上色収差を良好に補正することが難しくなり、特に広角端におけるｇ線と近赤外の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。

条件式（５）においてその下限を下回ると、第３レンズ群に含まれる当該負の屈折力を有するレンズの負の屈折力が弱くなりすぎて、軸上色収差を良好に補正することが難しくなり、特に広角端におけるｇ線と近赤外の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。加えて、球面収差、コマ収差の補正も困難になる。一方、条件式（５）においてその上限を超えると、第３レンズ群に含まれる当該負の屈折力を有するレンズの負の屈折力が強くなりすぎて、軸上色収差を良好に補正することが難しくなり、特に広角端におけるｇ線の波長域で発生する軸上色収差の補正が過剰になるおそれがある。また、球面収差、コマ収差の補正も困難になる。

なお、上記条件式（４）の下限値は、好ましくは５１．０以上になるように設定するとよい。条件式（４）の上限値を設定する場合は、上限値は、１００以下であることがよく、より好ましくは９０以下、さらに好ましくは８０以下であるとよい。上限を上回ると、軸上色収差と倍率色収差の補正能力が弱まり、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。

なお、上記条件式（５）の下限値は、好ましくは－２．５３以上、より好ましくは－２．３２以上になるように設定するとよい。一方、上記条件式（５）の上限値は、好ましくは－０．６２以下、より好ましくは－０．６８以下になるように設定するとよい。

さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端における光学系全系の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（６）１．２４≦ｆ３／ｆｗ≦７．４０

条件式（６）は、広角端における光学系全系の焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（６）を満足することで、高い解像性能を維持しながら、大口径化が可能になる。

条件式（６）においてその下限を下回ると、第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、広角端における球面収差、コマ収差の補正が困難になり、大口径化が難しくなる。また、広角端における軸上色収差の補正も困難になるため、好ましくない。一方、条件式（６）においてその上限を上回ると、第３レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、第３レンズ群より像側にある後続レンズ群で、強い正の屈折力が必要となるため、全変倍域において像面の変動を抑制することが困難になり、画面周辺部の解像性能が劣化する原因となるため、好ましくない。

なお、上記条件式（６）の下限値は、好ましくは１．３３以上、より好ましくは１．４１以上になるように設定するとよい。一方、上記条件式（６）の上限値は、好ましくは６．９０以下、より好ましくは６．４０以下になるように設定するとよい。

また、本発明にかかるズームレンズでは、第１レンズ群が２枚以上の正の屈折力を有するレンズを含み構成されていることが好ましい。このようにすることで、第１レンズ群の正の屈折力を複数のレンズで分担できるようになり、特に望遠端における球面収差、コマ収差、軸上色収差を良好に補正することが可能になる。

本発明にかかるズームレンズでは、第１レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄ＿１ｐａｖｅとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（７） νｄ＿１ｐａｖｅ≧６５．０

条件式（７）は、第１レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値を規定する式である。条件式（７）を満足することで、可視域から近赤外域までの広い波長域で軸上色収差を良好に補正することができる。アッベ数の大きい硝材は低分散であるため、アッベ数の大きい硝材からなるレンズを用いれば色収差の発生を効果的に抑制することができる。

条件式（７）においてその下限を下回ると、第１レンズ群において軸上色収差の発生が顕著になり、特に望遠端におけるｇ線と近赤外の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。

なお、上記条件式（７）の下限値は、好ましくは６７．０以上になるように設定するとよい。アッベ数が大きいほど色収差の補正に有効であることから、上限は設定する必要はないが、現存する硝材のアッベ数は１００程度である。また、アッベ数の大きい硝材は加工が困難な傾向にあるため、レンズの加工性を考慮した場合は、上記条件式（７）の上限値は１００以下であることがよく、より好ましくは９０以下であるとよい。

本発明にかかるズームレンズでは、広角端における光学系全系の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の広角端における合成焦点距離をｆｒｗとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（８）０．１９≦ｆｗ／ｆｒｗ≦１．２５

条件式（８）は、第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の広角端における合成焦点距離に対する広角端における光学系全系の焦点距離の比を規定する式である。
条件式（８）を満足することで、高い解像性能を維持しながら、大口径化が可能になる。

条件式（８）においてその下限を下回ると、第２レンズ群より像側に位置するレンズ群の広角端における合成屈折力が弱くなりすぎて、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力がそれぞれ強まりやすくなり、望遠端における球面収差、コマ収差の補正が困難になるため、好ましくない。また、望遠端においてｇ線から近赤外の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になる。一方、条件式（８）においてその上限を上回ると、第２レンズ群より像側に位置するレンズ群の広角端における合成屈折力が強くなりすぎて、第３レンズ群の正の屈折力が強まりやすくなり、広角端における球面収差、コマ収差の補正が困難になり、大口径化が難しくなる。また、広角端における軸上色収差の補正も困難になるため、好ましくない。

なお、上記条件式（８）の下限値は、好ましくは０．２２以上、より好ましくは０．２６以上、さらに好ましくは０．３１以上になるように設定するとよい。一方、上記条件式（８）の上限値は、好ましくは１．０５以下、より好ましくは０．９０以下、さらに好ましくは０．７５以下になるように設定するとよい。

本発明にかかるズームレンズでは、第１レンズ群に含まれるすべての負の屈折力を有するレンズのｇ線からＦ線の部分分散比の中で最大となる値をθｇＦ＿１ｎとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（９） θｇＦ＿１ｎ≦０．６２２

条件式（９）は、第１レンズ群中のすべての負の屈折力を有するレンズのｇ線からＦ線の部分分散比の中で最大となる値を規定するものである。条件式（９）を満足することで、ｇ線の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することができる。

条件式（９）においてその上限を超えると、特に望遠端においてｇ線の波長域で発生する軸上色収差の補正が困難になるため、好ましくない。なお、条件式（９）の下限値を設定する場合は、０．５２０以上であることが好ましい。条件式（９）の下限を下回ると、ｇ線の波長域で発生する軸上色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。

本発明にかかるズームレンズでは、第１レンズ群から第３レンズ群、および第３レンズ群より像側に後続レンズ群を備えていればよく、後続レンズ群を構成するレンズ群の数やパワー配置は特に限定されるものではない。しかしながら、５群構成以上であれば、第５レンズ群以降のレンズで全変倍域において像面の変動を抑制でき、画面周辺部の解像性能を良好に維持することが容易になる。

また、広角端から望遠端への変倍の際の第３レンズ群の動作については特に限定されるものではなく、第３レンズ群は光軸方向へ移動しない固定群であってもよいし、光軸方向へ移動させる移動群であってもよい。しかしながら、第３レンズ群は、解像性能への影響が大きいため、製造時に偏芯量が増えると大幅な解像力の低下を招くという問題がある。そこで、第３レンズ群を固定群とすれば、当該第３レンズ群の機構を簡素化できるうえ、製造時の偏芯量を抑制して、解像力の低下を防止することができるため、より好ましい。

また、第３レンズ群の負レンズは２枚が好ましい。第３レンズ群は負の屈折力を有するレンズを２枚以上含んでいれば問題ないが、２枚であればより好ましい。第３レンズ群に負の屈折力を有するレンズが３枚以上ある場合、第３レンズ群中の負の屈折力が強まりやすく、第３レンズ群の正の屈折力を保とうとすればその分正の屈折力も強くしなければならず、球面収差、コマ収差、軸上色収差の補正が難しくなるおそれが生じる。

また、第４レンズ群を正の屈折力を有する群にした場合、第３レンズ群の正の屈折力を弱めることができるため、球面収差、コマ収差、軸上色収差の補正がしやすくなり、大口径化の点でも有利である。

第４レンズ群が正の屈折力を有する場合、第４レンズ群より像側に位置する後続レンズ群の合成屈折力（５群構成の場合は第５群の屈折力）は正でも負でも構わないが、弱い屈折力をもたせることが好ましい。第４レンズ群より像側に位置する後続レンズ群の合成屈折が強い正の屈折力であると、全変倍域において像面の変動を抑制することが困難になって、画面周辺部の解像性能が劣化しやすくなるため、好ましくない。一方、第４レンズ群より像側に位置する後続レンズ群の合成屈折が強い負の屈折力をもつ場合、第３レンズ群と第４レンズ群の正の屈折力が強まりやすく、球面収差、コマ収差、軸上色収差の補正が難しくなる。また、大口径化も困難になる。

また、第４レンズ群が負の屈折力を有する場合、その具体的なレンズ構成は特に限定されない。ただ、第４レンズ群を単一の硝材からなる単レンズまたは複数の硝材のレンズを組み合わせた接合レンズ等の空気間隔を有しない一つのレンズ成分で構成することが好ましい。第４レンズ群をこのように構成すれば、少ないレンズ枚数で第４レンズ群を構成することが容易となり、第４レンズ群の小型化、軽量化を図ることが容易になる。たとえば、第４レンズ群をフォーカス群として使用した場合にはフォーカス群の小型化、軽量化を図ることができる。この結果、迅速なフォーカシング動作が可能になる。

また、第４レンズ群が負の屈折力を有する場合、第４レンズ群よりも像側に位置する後続レンズ群は、全体として正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。当該後続レンズ群は一つのレンズ群から構成されてもよいし、複数のレンズ群から構成されてもよい。

以上説明したように、本発明は、高画素、高感度化が進んだ固体撮像素子を備えた撮像装置であっても画質の低下を招くことがない、高性能なズームレンズを実現することができる。加えて、上記条件式を満足することにより、可視光域から近赤外域までの広い波長域で色収差を良好に補正することが可能な、高解像力を備えた大口径のズームレンズを提供することができる。

このような特徴を備えた本発明にかかるズームレンズは、主に可視光域の光を用いるビデオカメラはもとより、夜間撮影も行う監視カメラ等、様々な撮像装置に用いることができる。

たとえば、上記構成を備えた本発明にかかるズームレンズを、このズームレンズによって形成された光学画像を電気的信号に変換する固体撮像素子とともに備えて撮像装置を構成すれば、可視光域から近赤外域までの広い波長域の光に対して高い解像力を備えた高性能の撮像装置を実現することができる。

以下、本発明にかかるズームレンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。

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。同図は、光学系の広角端の状態を示している。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Ｇ₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₄と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₅と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＯＰが配置されている。第５レンズ群Ｇ₅と像面ＩＭＧとの間には、カバーガラスＣＧが配置されている。カバーガラスＣＧは、必要に応じて配置される。本実施例における後続レンズ群は、第４レンズ群Ｇ₄から第５レンズ群Ｇ₅を指す。

第１レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、物体に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₁₁と、両凸正レンズＬ₁₂と、正メニスカスレンズＬ₁₃と、が配置されて構成される。負メニスカスレンズＬ₁₁と両凸正レンズＬ₁₂とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、両凹負レンズＬ₂₁と、両凹負レンズＬ₂₂と、両凸正レンズＬ₂₃と、が配置されて構成される。両凹負レンズＬ₂₁の両面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、両凸正レンズＬ₃₁と、像面ＩＭＧに凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₃₂と、両凸正レンズＬ₃₃と、両凹負レンズＬ₃₄と、が配置されて構成される。両凸正レンズＬ₃₁の両面には、非球面が形成されている。両凸正レンズＬ₃₃と両凹負レンズＬ₃₄とは、接合されている。

第４レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、両凸正レンズＬ₄₁と、両凸正レンズＬ₄₂と、両凹負レンズＬ₄₃と、が配置されて構成される。両凸正レンズＬ₄₁の両面には、非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、物体に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₅₁と、物体に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ₅₂と、が配置されて構成される。

本実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って物体側から像面ＩＭＧ側へ単調に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、変倍に伴う焦点位置の補正および合焦は、第４レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って物体側に凸の軌跡を描くように移動させることによって行う（以上、図中の実線矢印を参照）。第１レンズ群Ｇ₁、開口絞りＳＴＯＰ、第３レンズ群Ｇ₃、第５レンズ群Ｇ₅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（光学諸元表）を示す。各種数値データにおいて、Ｓは面番号（物体側から像面側への面の順番）、ｒはレンズ、開口絞り面などの曲率半径（ｍｍ）、ｄはレンズ肉厚または空気間隔（ｍｍ）、ｎｄはレンズなどのｄ線（５８７．６ｎｍ）における屈折率、νｄはレンズなどのｄ線におけるアッベ数、θｇＦはｇ線（４３５．８ｎｍ）からＦ線（４８６．１ｎｍ）の部分分散比を示している。面番号に＊を付した面は非球面を示している。なお、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた場合を正とする。非球面係数において「Ｅ－ｎ」は『×１０^-n』を表している。また、光学系全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、ＦナンバーＦＮｏ、画角２ω（°）、像高（ｍｍ）、光学系全長（ｍｍ）の値は、ｄ線における値である。後述する実施例２以降も同様である。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 56.940 1.000 2.00100 29.13 0.599
2 36.792 5.556 1.49700 81.61
3 -249.387 0.100
4 33.029 4.032 1.55032 75.50
5 244.915 D5(可変)
6* -96.074 0.600 1.72903 54.04
7* 15.124 6.166
8 -14.649 0.600 1.49700 81.61
9 50.720 0.100
10 49.218 1.727 2.00272 19.32
11 -493.913 D11(可変)
12(絞り) INF 0.500
13* 18.374 5.622 1.49710 81.56
14* -15.390 0.277
15 -15.014 0.600 1.53996 59.46
16 -211.939 0.100
17 18.022 4.681 1.49700 81.61
18 -21.434 0.600 1.51633 64.14
19 14.460 D19(可変)
20* 14.556 3.816 1.49710 81.56
21* -25.184 0.100
22 18.500 3.126 1.49700 81.61
23 -29.103 0.100
24 -108.794 1.716 1.72047 34.71
25 18.496 D25(可変)
26 22.662 0.600 1.68893 31.16
27 8.905 2.246
28 21.005 2.303 1.95375 32.32
29 77.543 6.808
30 INF 1.000 1.51680 64.20
31 INF 0.500
32(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
6 1.0000 5.16750E-05 -5.13298E-07 4.99343E-09 -1.74364E-11
7 1.0000 2.93439E-05 -2.24518E-07 -1.94913E-10 4.93399E-11
13 1.0000 -2.16456E-05 1.26133E-07 -8.11304E-10 3.44390E-12
14 1.0000 1.11008E-05 1.99392E-07 -2.24859E-09 6.52172E-12
20 1.0000 -7.12010E-05 6.26643E-07 -1.50668E-08 1.41271E-10
21 1.0000 5.67683E-05 5.76870E-07 -1.28810E-08 1.40414E-10

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27(fw) 21.21 48.50(ft)
FNo 1.44 1.60 1.68
２ω 56.1 23.9 10.4
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27 21.21 48.50
D5 1.169 14.107 24.252
D11 25.082 12.144 1.999
D19 5.027 2.890 3.045
D25 1.147 3.284 3.129

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 49.65(f1)
２ 6-11 -11.94(f2)
３ 13-19 39.72(f3)
４ 20-25 16.97
５ 26-29 -101.05

図２は、実施例１にかかるズームレンズの諸収差図である。球面収差図において、ＦＮｏはＦナンバーを表し、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、短破線はｇ線（４３５．８ｎｍ）、長破線はＣ線（６５６．３ｎｍ）、一点鎖線はＩＲ線（８５０．０ｎｍ）に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、ωは半画角を表し、ｄ線に相当する波長の特性を示している。なお、非点収差図において、実線はサジタル方向（図中、Ｓで示す）、破線はタンジェンシャル方向（図中、Ｔで示す）の特性を示している。歪曲収差図において、ωは半画角を表し、ｄ線に相当する波長の特性を示している。後述する実施例２以降も同様である。

図３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。同図は、光学系の広角端の状態を示している。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Ｇ₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₄と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₅と、が配置されて構成される。本実施例における後続レンズ群は、第４レンズ群Ｇ₄から第５レンズ群Ｇ₅を指す。本実施例にかかるズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ₁の光学構成や、開口絞りＳＴＯＰ、カバーガラスＣＧの配置位置は実施例１に示したズームレンズと同様である。本実施例では、実施例１と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。

第２レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、両凹負レンズＬ₂₁と、像面ＩＭＧに凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₂₂₂と、両凸正レンズＬ₂₃と、が配置されて構成される。負メニスカスレンズＬ₂₂₂の両面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、両凸正レンズＬ₃₁と、物体に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₂₃₂と、両凸正レンズＬ₃₃と、物体に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₂₃₄と、両凸正レンズＬ₂₃₅と、が配置されて構成される。両凸正レンズＬ₃₁の両面には、非球面が形成されている。負メニスカスレンズＬ₂₃₂と両凸正レンズＬ₃₃、および負メニスカスレンズＬ₂₃₄と両凸正レンズＬ₂₃₅とは、それぞれ接合されている。

第４レンズ群Ｇ₄は、物体側から順に、両凸正レンズＬ₄₁と、両凹負レンズＬ₂₄₂と、が配置されて構成される。両凸正レンズＬ₄₁と両凹負レンズＬ₂₄₂とは、接合されている。

第５レンズ群Ｇ₅は、物体側から順に、両凸正レンズＬ₂₅₁と、像面ＩＭＧに凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₂₅₂と、が配置されて構成される。両凸正レンズＬ₂₅₁の両面には、非球面が形成されている。

本実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って物体側から像面ＩＭＧ側へ単調に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、変倍に伴う焦点位置の補正および合焦は、第４レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って像面ＩＭＧに凸の軌跡を描くように移動させることによって行う（以上、図中の実線矢印を参照）。第１レンズ群Ｇ₁、開口絞りＳＴＯＰ、第３レンズ群Ｇ₃、第５レンズ群Ｇ₅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（光学諸元表）を示す。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 67.9917 0.9000 2.00100 29.13 0.599
2 38.8850 5.7599 1.55032 75.50
3 -196.7426 0.1500
4 33.0964 3.9584 1.59282 68.62
5 175.2196 D5(可変)
6 -190.4642 0.8000 1.78590 43.93
7 12.0827 4.9716
8* -14.0526 0.9000 1.49710 81.56
9* -1267.1132 0.2000
10 131.1220 3.2692 1.98612 16.48
11 -70.7609 D11(可変)
12(絞り) INF 1.0000
13* 16.7948 4.3753 1.53504 55.71
14* -75.3544 0.2000
15 20.7733 0.7000 1.71300 53.94
16 11.7276 5.7603 1.49700 81.61
17 -26.5551 0.2000
18 95.5054 0.7000 1.72047 34.71
19 9.6826 4.2942 1.59282 68.62
20 -76.6666 D20(可変)
21 119.4912 2.4059 1.98612 16.48
22 -51.1527 0.7000 1.72047 34.71
23 8.7795 D23(可変)
24* 14.6996 3.3323 1.83441 37.28
25* -16.7550 0.6330
26 -15.3756 0.8000 1.98612 16.48
27 -100.0000 4.0000
28 INF 1.0000 1.51680 64.20
29 INF 1.0000
30(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
8 1.000 1.07580E-04 -2.44675E-06 2.54736E-08 -1.87402E-10
9 1.000 5.19283E-05 -2.56800E-06 2.98289E-08 -1.80385E-10
13 1.000 -1.15357E-05 -1.90724E-07 5.61883E-09 -4.46888E-11
14 1.000 8.05813E-05 -2.11229E-07 6.73373E-09 -5.46816E-11
24 1.000 5.52937E-05 9.46141E-07 -1.12582E-08 7.11898E-10
25 1.000 7.74824E-05 -8.70105E-07 3.60148E-08 -6.94272E-11

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.2697(fw) 22.6139 48.5023(ft)
FNo 1.4496 1.5099 1.6475
２ω 56.1 22.2 10.4
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.2697 22.6139 48.5023
D5 1.8251 16.5681 25.5625
D11 25.9374 11.1944 2.2000
D20 2.0016 4.5079 3.6589
D23 5.2258 2.7194 3.5685

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 49.0233(f1)
２ 6-11 -12.0419(f2)
３ 13-20 15.171(f3)
４ 21-23 -14.8366
５ 24-27 17.8426

図５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。本実施例にかかるズームレンズの光学構成は、第２レンズ群Ｇ₂において両凹負レンズＬ₂₁の像面ＩＭＧ側に両凹負レンズＬ₃₂₂が配置されていること、第５レンズ群Ｇ₅において最も像面ＩＭＧ側に両凹負レンズＬ₃₅₂が配置されていること以外、実施例２に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例２と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。

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（光学諸元表）を示す。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 73.6302 0.9000 2.00100 29.13 0.599
2 41.4337 6.1256 1.55032 75.50
3 -203.7238 0.1500
4 34.9759 4.0571 1.59282 68.62
5 193.2130 D5(可変)
6 -84.7693 0.8000 1.80610 40.73
7 12.9721 4.0456
8* -15.6708 0.9000 1.49710 81.56
9* 84.9418 0.2000
10 55.3621 1.8303 1.98612 16.48
11 -137.0012 D11(可変)
12(絞り) INF 1.0000
13* 25.5503 3.5643 1.55332 71.68
14* -39.6782 0.2000
15 37.5990 0.7000 1.48749 70.44
16 11.7837 5.8565 1.55032 75.50
17 -25.5561 0.2000
18 360.3157 0.7000 1.72047 34.71
19 10.6030 4.9374 1.59282 68.62
20 -26.3128 D20(可変)
21 492.1932 1.8763 1.98612 16.48
22 -25.1929 0.7000 1.72047 34.71
23 8.2165 D23(可変)
24* 12.5735 3.5001 1.69350 53.20
25* -16.7402 0.3628
26 -23.4607 0.8000 1.95906 17.47
27 234.6173 4.0590
28 INF 1.0000 1.51680 64.20
29 INF 1.0000
30(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
8 1.000 8.61705E-05 -1.68985E-06 1.19417E-08 -4.42891E-11
9 1.000 4.26534E-05 -1.99283E-06 2.13795E-08 -1.09614E-10
13 1.000 -3.31995E-05 -7.13003E-08 1.63401E-09 -1.88538E-11
14 1.000 6.86641E-05 -1.84077E-09 1.85305E-09 -1.38008E-11
24 1.000 2.19328E-05 1.31826E-06 -3.44963E-08 8.04727E-10
25 1.000 1.05652E-04 -2.43940E-07 -8.93308E-09 4.43852E-10

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.2698(fw) 22.6131 48.5046(ft)
FNo 1.4434 1.4986 1.5957
２ω 56.0 22.2 10.4
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.2698 22.6131 48.5046
D5 4.4290 19.1574 28.1687
D11 25.9397 11.2113 2.2000
D20 2.0005 4.1629 3.9686
D23 5.1658 3.0033 3.1976

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 51.9632(f1)
２ 6-11 -11.6769(f2)
３ 13-20 13.8911(f3)
４ 21-23 -13.4149
５ 24-27 18.6522

図７は、実施例４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。本実施例にかかるズームレンズの光学構成は、第２レンズ群Ｇ₂において最も像面ＩＭＧ側に物体に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ₄₂₃が配置されていること以外、実施例１に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例１と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。

以下、実施例４にかかるズームレンズに関する各種数値データ（光学諸元表）を示す。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 58.513 1.000 2.00069 25.46 0.614
2 41.578 5.308 1.49700 81.61
3 -169.869 0.100
4 32.374 3.420 1.49700 81.61
5 111.308 D5(可変)
6* -125.905 0.600 1.72916 54.67
7* 15.089 6.539
8 -15.444 0.600 1.48749 70.45
9 45.451 0.100
10 43.178 1.542 2.00272 19.32
11 3374.681 D11(可変)
12(絞り) INF 0.500
13* 17.484 5.464 1.49700 81.61
14* -16.391 0.532
15 -15.107 0.600 1.51680 64.20
16 -102.026 0.100
17 14.614 4.095 1.55032 75.50
18 -41.478 0.600 1.72916 54.68
19 13.397 D19(可変)
20* 15.126 3.403 1.55032 75.50
21* -28.333 0.100
22 16.950 3.232 1.55032 75.50
23 -26.853 0.100
24 -112.948 0.600 1.63980 34.57
25 16.211 D25(可変)
26 29.616 0.600 1.68893 31.16
27 8.998 2.256
28 22.232 2.589 2.00100 29.13
29 88.688 7.042
30 INF 1.000 1.51680 64.20
31 INF 0.500
32(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
6 1.0000 4.03848E-05 -4.85062E-07 4.96091E-09 -1.70381E-11
7 1.0000 2.29043E-05 -2.50886E-07 -7.79199E-10 5.68794E-11
13 1.0000 -1.74695E-05 1.52365E-07 -3.49226E-10 2.84567E-12
14 1.0000 9.87527E-06 1.69296E-07 -1.37105E-09 -6.52019E-13
20 1.0000 -6.27669E-05 3.61633E-07 -5.54633E-09 6.18821E-11
21 1.0000 6.62403E-05 3.78958E-07 -3.44161E-09 6.80576E-11

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27(fw) 21.21 48.50(ft)
FNo 1.44 1.58 1.72
２ω 56.1 24.0 10.5
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27 21.21 48.50
D5 1.342 15.209 25.904
D11 26.368 12.501 1.806
D19 5.346 3.367 3.120
D25 1.424 3.402 3.649

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 53.30(f1)
２ 6-11 -12.54(f2)
３ 13-19 43.27(f3)
４ 20-25 14.80
５ 26-29 -65.62

図９は、実施例５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。本実施例にかかるズームレンズの光学構成は、第３レンズ群Ｇ₃において両凸正レンズＬ₃₁の像面ＩＭＧ側に両凹負レンズＬ₅₃₂が配置されていること以外、実施例４に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例４と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。

以下、実施例５にかかるズームレンズに関する各種数値データ（光学諸元表）を示す。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 65.747 1.000 1.91082 35.25 0.582
2 34.189 5.455 1.49700 81.61
3 -278.000 0.100
4 32.755 4.158 1.55032 75.50
5 955.270 D5(可変)
6* -80.143 0.600 1.75500 52.33
7* 14.286 3.223
8 -22.420 0.691 1.51680 64.20
9 29.586 0.751
10 28.034 3.500 2.00069 25.46
11 381.277 D11(可変)
12(絞り) INF 0.500
13* 19.474 4.324 1.49700 81.61
14* -13.786 0.304
15 -12.308 0.800 1.48749 70.45
16 44.250 0.679
17 17.305 4.878 1.53775 74.70
18 -13.004 0.600 1.51823 58.96
19 16.296 D19(可変)
20* 16.279 3.467 1.59282 68.63
21* -21.075 0.100
22 15.964 3.404 1.49700 81.61
23 -21.386 0.100
24 -31.880 0.600 1.72342 37.99
25 17.673 D25(可変)
26 36.172 0.600 1.72047 34.71
27 9.585 2.066
28 20.147 3.500 1.90043 37.37
29 176.000 6.574
30 INF 1.000 1.51680 64.20
31 INF 0.500
32(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
6 1.0000 3.17243E-05 -4.63917E-07 5.18688E-09 -2.29913E-11
7 1.0000 2.32921E-05 -3.91673E-07 4.36158E-09 -4.82963E-12
13 1.0000 -3.48845E-05 -1.22708E-07 1.23879E-09 -2.73066E-11
14 1.0000 -1.24292E-05 -1.39579E-07 1.40920E-09 -3.89910E-11
20 1.0000 -5.57301E-05 -3.75683E-07 9.66524E-09 -6.93667E-11
21 1.0000 6.69359E-05 -3.27845E-07 1.04886E-08 -4.81554E-11

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27(fw) 20.12 43.65(ft)
FNo 1.64 1.71 1.63
２ω 56.3 25.1 11.5
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27 20.12 43.65
D5 1.182 14.922 26.108
D11 28.109 14.369 3.183
D19 2.700 1.600 2.811
D25 1.536 2.636 1.426

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 50.96(f1)
２ 6-11 -14.64(f2)
３ 13-19 55.00(f3)
４ 20-25 15.58
５ 26-29 -90.92

図１１は、実施例６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。本実施例にかかるズームレンズの光学構成は、第２レンズ群Ｇ₂において両凹負レンズＬ₂₁の像面ＩＭＧ側に両凹負レンズＬ₆₂₂が配置されていること、第３レンズ群Ｇ₃において両凸正レンズＬ₂₃₅の物体側に両凹負レンズＬ₆₃₄が接合されていること以外、実施例２に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例２と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。

以下、実施例６にかかるズームレンズに関する各種数値データ（光学諸元表）を示す。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 77.5835 0.9000 2.00100 29.13 0.599
2 42.5334 5.7944 1.59282 68.62
3 -412.7060 0.1500
4 40.9409 4.0812 1.59282 68.62
5 273.0927 D5(可変)
6 -41.8797 0.8000 1.78590 43.93
7 12.5126 3.5799
8* -18.3784 0.9000 1.53504 55.71
9* 59.8198 0.4196
10 62.3886 1.8887 1.98612 16.48
11 -86.1023 D11(可変)
12(絞り) INF 1.0000
13* 29.4524 3.9491 1.55332 71.68
14* -29.9233 1.5744
15 44.3163 0.7000 1.51680 64.20
16 13.3652 6.1700 1.55032 75.50
17 -21.9200 0.2000
18 -381.0159 0.7000 1.72047 34.71
19 11.9637 4.5330 1.59282 68.62
20 -35.7675 D20(可変)
21 71.0824 1.6103 2.00272 19.32
22 -98.1172 0.7000 1.78590 43.93
23 9.5196 D23(可変)
24* 12.3128 4.0144 1.53504 55.71
25* -10.4362 0.3306
26 -14.2626 0.8000 1.80809 22.76
27 -100.0000 4.0000
28 INF 1.0000 1.51680 64.20
29 INF 1.0000
30(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
8 1.000 9.34719E-05 -1.05382E-06 -4.83469E-10 6.77411E-11
9 1.000 2.05955E-05 -1.75622E-06 1.52242E-08 -8.21062E-11
13 1.000 -3.83330E-05 -9.07303E-08 2.42166E-09 -1.53545E-11
14 1.000 5.08776E-05 -5.41701E-08 2.65442E-09 -1.08276E-11
24 1.000 4.42008E-05 8.13709E-07 -5.35597E-11 5.73124E-10
25 1.000 2.87340E-04 -1.32195E-06 5.67028E-08 -3.48745E-10

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.2699(fw) 22.6129 48.6085(ft)
FNo 1.5920 1.7051 1.7479
２ω 56.1 22.3 10.3
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.2699 22.6129 48.6085
D5 5.4336 21.8372 31.9077
D11 29.0128 12.6092 2.5387
D20 2.0011 5.6975 8.6572
D23 8.7570 5.0606 2.1009

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 58.9766(f1)
２ 6-11 -10.8499(f2)
３ 13-20 15.1909(f3)
４ 21-23 -15.4319
５ 24-27 21.2216

図１３は、実施例７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。同図は、光学系の広角端の状態を示している。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Ｇ₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₄と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₅と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ₆と、が配置されて構成される。本実施例における後続レンズ群は、第４レンズ群Ｇ₄から第６レンズ群Ｇ₆を指す。第６レンズ群Ｇ₆と像面ＩＭＧとの間にはカバーガラスＣＧが配置されている。カバーガラスＣＧは、必要に応じて配置される。本実施例にかかるズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ₁、第４レンズ群Ｇ₄の光学構成や、開口絞りＳＴＯＰの配置位置は実施例１に示したズームレンズと同様である。本実施例では、実施例１と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。

第２レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、両凹負レンズＬ₂₁と、像面ＩＭＧに凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₇₂₂と、両凸正レンズＬ₂₃と、が配置されて構成される。両凹負レンズＬ₂₁の両面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ₃は、物体側から順に、両凸正レンズＬ₃₁と、像面ＩＭＧに凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₃₂と、物体に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ₇₃₃と、物体に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₇₃₄と、が配置されて構成される。両凸正レンズＬ₃₁の両面には、非球面が形成されている。正メニスカスレンズＬ₇₃₃と負メニスカスレンズＬ₇₃₄とは、接合されている。

第５レンズ群Ｇ₅は、物体に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ₅₁のみで構成される。

第６レンズ群Ｇ₆は、物体に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ₆₁のみで構成される。

本実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍の際に、第２レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って物体側から像面ＩＭＧ側へ単調に移動させ、第４レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って物体側に凸の軌跡を描くように移動させ、また第５レンズ群Ｇ₅を光軸に沿って像面ＩＭＧ側から物体側へ単調に移動させる（以上、図中の実線矢印を参照）。また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第４レンズ群Ｇ₄を光軸に沿って物体側に移動させることにより行う。第１レンズ群Ｇ₁、開口絞りＳＴＯＰ、第３レンズ群Ｇ₃、第６レンズ群Ｇ₆は、常時固定されている。

以下、実施例７にかかるズームレンズに関する各種数値データ（光学諸元表）を示す。

（面データ）
Ｓｒｄｎｄ νｄ θｇＦ
1 62.043 1.000 2.00100 29.13 0.599
2 40.007 4.737 1.49700 81.61
3 -250.562 0.100
4 33.298 3.448 1.55032 75.50
5 178.700 D5(可変)
6* -77.134 0.600 1.72903 54.04
7* 14.783 8.023
8 -12.639 0.654 1.49700 81.61
9 -203.813 0.100
10 1002.051 1.291 2.00272 19.32
11 -49.626 D11(可変)
12(絞り) INF 0.500
13* 18.277 5.112 1.49710 81.56
14* -16.394 0.356
15 -16.142 0.600 1.69680 55.46
16 -61.021 0.100
17 16.134 2.901 1.49700 81.61
18 265.835 0.600 1.51742 52.15
19 12.955 D19(可変)
20* 16.932 3.211 1.49710 81.56
21* -27.462 0.100
22 22.250 5.133 1.49700 81.61
23 -23.244 0.483
24 -170.973 0.600 1.72047 34.71
25 15.660 D25(可変)
26 15.421 0.660 1.68893 31.16
27 9.083 D27(可変)
28 22.804 2.625 1.95375 32.32
29 45.593 6.784
30 INF 1.000 1.51680 64.20
31 INF 0.500
32(像面) INF

（非球面データ）
円錐係数（ε）および非球面係数（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
Ｓ ε ＢＣＤＥ
6 1.0000 6.59328E-05 -6.63359E-07 5.97425E-09 -1.92961E-11
7 1.0000 2.90415E-05 -3.34172E-07 -5.93458E-10 5.10168E-11
13 1.0000 -1.16519E-05 1.11601E-07 4.88121E-11 -2.27433E-13
14 1.0000 1.55327E-05 1.08887E-07 -8.25715E-10 -1.13304E-13
20 1.0000 -4.41834E-05 2.48810E-07 -4.05015E-09 4.69917E-11
21 1.0000 6.93531E-05 2.31374E-07 -2.48644E-09 4.75012E-11

（各種データ）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27(fw) 21.20 48.50(ft)
FNo 1.55 1.73 1.88
２ω 55.7 24.0 10.5
像高 4.650 4.650 4.650

（可変間隔：変倍時）
広角端中間望遠端
ｆ 9.27 21.20 48.50
D5 1.508 15.294 25.662
D11 26.249 12.463 2.095
D19 7.728 4.995 3.729
D25 1.018 3.426 3.369
D27 2.280 2.604 3.928

（各レンズ群データ）
群始面-終面焦点距離
１ 1-5 52.89(f1)
２ 6-11 -12.63(f2)
３ 13-19 42.60(f3)
４ 20-25 19.93
５ 26-27 -33.51
６ 28-29 45.29

以下に上記各実施例における光学系諸数値と条件式の対応表を示す。

（光学系諸数値）
条件式に関連する値
実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５
f1 49.65 49.02 51.96 53.30 50.96
f2 -11.94 -12.04 -11.68 -12.54 -14.64
f3n -16.63,-29.96 -41.52 -36.54 -34.39,-13.82 -19.66,-13.86
frw 18.14 19.68 18.68 18.51 17.67
f3 39.72 15.17 13.89 43.27 55.00
fw 9.27 9.27 9.27 9.27 9.27
（f3nの値が２つある実施例は、該当するレンズが２枚あることを意味する）

（光学系諸数値）
実施例６実施例７
f1 58.98 52.89
f2 -10.85 -12.63
f3n -38.17 -31.67,-26.34
frw 24.00 18.81
f3 15.19 42.60
fw 9.27 9.27
（f3nの値が２つある実施例は、該当するレンズが２枚あることを意味する）

（条件式）
実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５
(1)νd#3nmax 64.14 53.94 70.44 64.20 70.45
(2)νd#3pave 81.59 68.65 71.93 78.56 78.16
(3)f1/f2 -4.16 -4.07 -4.45 -4.25 -3.48
(4)νd#3n 64.14,59.46 53.94 70.44 64.20,54.68 70.45,58.96
(5)f3n/frw -0.917,-1.652 -2.11 -1.96 -1.858,-0.747 -1.113,-0.784
(6)f3/fw 4.28 1.64 1.50 4.67 5.93
(7)νd#1pave 78.56 72.06 72.06 81.61 78.56
(8)fw/frw 0.511 0.471 0.496 0.501 0.525
(9)θgF#1n 0.599 0.599 0.599 0.614 0.582
（条件式(4),(5)の値が２つある実施例は、条件式(4),(5)を満足するレンズが２枚あることを意味する）

（条件式）
実施例６実施例７
(1)νd#3nmax 64.20 55.46
(2)νd#3pave 71.93 81.59
(3)f1/f2 -5.44 -4.19
(4)νd#3n 64.20 55.46,52.15
(5)f3n/frw -1.591 -1.684,-1.400
(6)f3/fw 1.64 4.60
(7)νd#1pave 68.62 78.56
(8)fw/frw 0.386 0.493
(9)θgF#1n 0.599 0.599
（条件式(4),(5)の値が２つある実施例は、条件式(4),(5)を満足するレンズが２枚あることを意味する）

また、上記各非球面形状は、面頂点を原点とし、光軸に垂直方向の座標をＨ、Ｈにおける光軸方向の変位量をＸ（Ｈ）、近軸曲率半径をＲ、円錐係数をε、４次，６次，８次，１０次の非球面係数をそれぞれＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅとし、像面方向への変位を正とするとき、以下に示す式により表される。なお、面形状および屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては、近軸領域で考えるものとする。

以上説明したように、上記各実施例のズームレンズは、高画素、高感度化が進んだ固体撮像素子を備えた撮像装置であっても、画質の低下を招くことがなく、十分に対応可能である。特に、上記条件式を満足することにより、可視光域から近赤外域までの広範な波長の光に対して発生する諸収差を全変倍域に亘って良好に補正することが可能な、高解像力を備えた大口径のズームレンズを実現することができる。また、適宜非球面が形成されたレンズを配置したことにより、収差補正能力をより向上させることができる。

＜適用例＞
次に、本発明にかかるズームレンズを撮像装置に適用した例を示す。図１５は、本発明にかかるズームレンズを備えた撮像装置の一例を示す図である。図１５に示すように、撮像装置１００は、レンズ鏡筒部１１０と、カメラ１２０と、からなる。レンズ鏡筒部１１０は、ズームレンズ１１１が収容される。ズームレンズ１１１は、図示しない駆動機構の駆動によって、変倍や合焦が実行される。また、カメラ１２０は、固体撮像素子１２１を備えている。図１５では、ズームレンズ１１１として実施例１（図１を参照）のものを示したが、実施例２～７に示したズームレンズであっても同様に撮像装置１００に搭載可能である。

ズームレンズ１１１と固体撮像素子１２１とを備えた撮像装置１００において、図１に示した像面ＩＭＧが固体撮像素子１２１の撮像面に相当する。固体撮像素子１２１としては、たとえば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子を用いることができる。

撮像装置１００において、ズームレンズ１１１の物体側から入射した光が最終的に固体撮像素子１２１の撮像面に結像する。そして、固体撮像素子１２１は受像した光を光電変換して電気信号として出力する。この出力信号が図示しない信号処理回路によって演算処理され、物体像に対応したデジタル画像が生成される。デジタル画像は、たとえばＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｅｖｉｃｅ）やメモリカード、光ディスク、磁気テープなどの記録媒体に記録することが可能である。

以上のように、本発明にかかるズームレンズを備えることにより、可視光域から近赤外域までの広範な波長の光に対して発生する諸収差を全変倍域に亘って良好に補正することが可能になり、可視光域から近赤外域までの広範な波長域の光に対して高い解像力を備えた高性能の撮像装置１００を実現することができる。

本発明にかかるズームレンズは、監視カメラのみならず、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ等に用いることも可能である。

以上のように、本発明にかかるズームレンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子が搭載された撮像装置に有用であり、特に、高い光学性能を要求される撮像装置に適している。

Ｇ₁ 第１レンズ群
Ｇ₂ 第２レンズ群
Ｇ₃ 第３レンズ群
Ｇ₄ 第４レンズ群
Ｇ₅ 第５レンズ群
Ｇ₆ 第６レンズ群
Ｌ_11,Ｌ₃₂，Ｌ₅₁，Ｌ₂₂₂，Ｌ₂₃₂，Ｌ₂₃₄，Ｌ₂₅₂，Ｌ₇₂₂，Ｌ₇₃₄ 負メニスカスレンズ
Ｌ₁₂，Ｌ₂₃，Ｌ₃₁，Ｌ₃₃，Ｌ₄₁，Ｌ₄₂，Ｌ₂₃₅，Ｌ₂₅₁ 両凸正レンズ
Ｌ₁₃，Ｌ₅₂，Ｌ₆₁，Ｌ₄₂₃，Ｌ₇₃₃ 正メニスカスレンズ
Ｌ₂₁，Ｌ₂₂，Ｌ₃₄，Ｌ₄₃，Ｌ₂₄₂，Ｌ₃₂₂，Ｌ₅₃₂，Ｌ₆₂₂，Ｌ₆₃₄ 両凹負レンズ
ＳＴＯＰ開口絞り
ＣＧカバーガラス
ＩＭＧ像面
１００撮像装置
１１０レンズ鏡筒部
１１１ズームレンズ
１２０カメラ
１２１固体撮像素子

Claims

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、複数のレンズ群から構成される後続レンズ群と、を備える５群以上の構成を有し、
前記第３レンズ群は、１枚以上の正の屈折力を有するレンズと、２枚以上の負の屈折力を有するレンズと、を含み構成され、以下に示す条件式をともに満足する負の屈折力を有するレンズを少なくとも１枚備え、
νｄ＿３ｎ≧４８．０
－２．７４≦ｆ３ｎ／ｆｒｗ≦－０．５５
前記第１レンズ群、及び前記第３レンズ群を固定したまま、前記各レンズ群間の距離を相対的に変化させることで広角端から望遠端への変倍を行い、
以下に示す条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
νｄ＿３ｎｍａｘ≧４８．０
νｄ＿３ｐａｖｅ≧６５．０
－６．３≦ｆ１／ｆ２≦－２．３
０．１９≦ｆｗ／ｆｒｗ≦１．２５
ただし、νｄ＿３ｎは前記第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数、ｆ３ｎは前記第３レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの焦点距離、ｆｒｗは前記第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の広角端における合成焦点距離、νｄ＿３ｎｍａｘは前記第３レンズ群に含まれるすべての負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の中で最大となる値、νｄ＿３ｐａｖｅは前記第３レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値、ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、ｆｗは広角端における光学系全系の焦点距離、ｆｒｗは前記第２レンズ群より像側に配置されたすべてのレンズ群の広角端における合成焦点距離を示す。
以下に示す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。
１．２４≦ｆ３／ｆｗ≦７．４０
ただし、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離、ｆｗは広角端における光学系全系の焦点距離を示す。
前記第１レンズ群は２枚以上の正の屈折力を有するレンズを含み構成され、
以下に示す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。
νｄ＿１ｐａｖｅ≧６５．０
ただし、νｄ＿１ｐａｖｅは前記第１レンズ群に含まれるすべての正の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数の平均値を示す。
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のズームレンズ。
θｇＦ＿１ｎ≦０．６２２
ただし、θｇＦ＿１ｎは前記第１レンズ群に含まれるすべての負の屈折力を有するレンズのｇ線からＦ線の部分分散比の中で最大となる値を示す。
請求項１～４のいずれか一つに記載のズームレンズと、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固体撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。