JP7413044B2 - ズームレンズおよびそれを有する撮像装置、撮像システム - Google Patents

ズームレンズおよびそれを有する撮像装置、撮像システム Download PDF

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Description

本発明は、ズームレンズに関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
近年、撮像装置は小型化され、撮像装置に用いられる撮像素子は高画素化されている。また、撮像装置に用いられる光学系は、高い光学性能を有し、小型かつ軽量であることが求められている。これらの要求を満足するために、物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、正、負の屈折力の第１乃至第５レンズ群を備え、諸収差を低減させたズームレンズが提案されている（特許文献１）。
特開２００９－１６８９３３号公報
ズームレンズを小型化するためには、望遠端においてテレフォト型のパワー配置を採用し、物体側の正の屈折力と像側の負の屈折力を強くすることが有効である。しかしながら、各レンズ群の屈折力を強くすると、ズーミングに伴う諸収差の変動が大きくなり、少ないレンズ枚数で諸収差を良好に補正することが困難となる。そのため、ズームレンズの小型化と軽量化を両立させるためには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定することが重要となる。
本発明は、全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で軽量なズームレンズおよびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することを目的とする。
本発明の一側面としてのズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化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て、第１レンズ群は移動し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は狭まり、第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズからなり、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔとするとき、
－０．２５＜ｆ２／ｆｔ＜０．０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、全ズーム範囲で高い光学性能を有し、小型で軽量なズームレンズおよびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することができる。
実施例１のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例１の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 実施例２のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例２の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 実施例３のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例３の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 実施例４のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例４の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 実施例５のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例５の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 実施例６のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例６の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 実施例７のズームレンズの広角端における断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）実施例７の広角端および望遠端における無限遠合焦時の収差図である。 撮像装置の概略図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図１，３，５，７，９，１１，１３はそれぞれ、実施例１乃至７のズームレンズの広角端における断面図である。各実施例のズームレンズは、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる。
各断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例のズームレンズは、複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動または静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例のズームレンズでは、ズーミングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。各断面図に示した矢印はズーミングに際してのレンズ群の移動方向を表している。なお、レンズ群は１枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有する。
各断面図において、Ｌｉはズームレンズに含まれるレンズ群のうち物体側から数えてｉ番目（ｉは自然数）のレンズ群を表している。
また、ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、各実施例のズームレンズをデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が配置される。各実施例のズームレンズを銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面ＩＰにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
図２（Ａ），４（Ａ）,６（Ａ），８（Ａ），１０（Ａ），１２（Ａ），１４（Ａ）はそれぞれ、実施例１乃至７のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の収差図である。図２（Ｂ），４（Ｂ）,６（Ｂ），８（Ｂ），１０（Ｂ），１２（Ｂ），１４（Ｂ）はそれぞれ、実施例１乃至７のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の収差図である。
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差量を示している。非点収差図においてｄＳはサジタル像面における非点収差量、ｄＭはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではｇ線における色収差量を示している。ωは撮像半画角（°）である。
次に、各実施例のズームレンズにおける特徴的な構成について述べる。
広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は移動し、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔は広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔は狭まり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔は狭まる。これは望遠端においてテレフォト型のパワー配置をとる構成となっており、ズームレンズの全長の短縮に有利となる。
第２レンズ群Ｌ２は、物体側より像側へ順に配置された、負レンズ（第１レンズ）Ｌｎ、正レンズ（第２レンズ）Ｌｐからなる。第２レンズ群Ｌ２を少ないレンズ枚数で構成することで軽量化に有利となる。
各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、望遠端におけるズームレンズの焦点距離をｆｔとするとき、以下の条件式（１）を満足する。
－０．３＜ｆ２／ｆｔ＜０．０ （１）
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と望遠端におけるズームレンズの焦点距離を規定している。条件式（１）の下限値を下回って第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が弱くなると、変倍に必要な各レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズが大型化するため好ましくない。条件式（１）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差の変動が大きくなるため好ましくない。
なお、条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ａ）の数値範囲とすることが好ましい。
－０．２５＜ｆ２／ｆｔ＜－０．０５ （１ａ）
また、条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ｂ）の数値範囲とすることがさら好ましい。
－０．２０＜ｆ２／ｆｔ＜－０．１０ （１ｂ）
各実施例のズームレンズは、負レンズＬｎの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１ｎ、負レンズＬｎの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｎとするとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
－１．０＜（Ｒ２ｎ＋Ｒ１ｎ）／（Ｒ２ｎ－Ｒ１ｎ）＜－０．２ （２）
条件式（２）は、負レンズＬｎの形状を規定している。条件式（２）の下限値を下回って負レンズＬｎの像側のレンズ面の曲率半径が小さくなると、レンズの加工が困難となるため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回って負レンズＬｎの物体側および像側のレンズ面の曲率半径の絶対値が近づくと、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差変動が大きくなるため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の望遠端における横倍率をβ２ｔ、第２レンズ群Ｌ２の広角端における横倍率をβ２ｗとするとき、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
１．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１０．０ （３）
条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を規定している。条件式（３）の下限値を下回って第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が小さくなると、第３および第４レンズ群Ｌ３，Ｌ４の変倍分担が大きくなり、ズーミングに伴う像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が大きくなると、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差の変動が大きくなるため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、望遠端におけるバックフォーカスをＳＫｔとするとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
－１．０＜ｆ２／ＳＫｔ＜０．０ （４）
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離とバックフォーカスを規定している。条件式（４）の下限値を下回って第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が弱くなると、変倍に必要な各レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズが大型化するため好ましくない。条件式（４）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差の変動が大きくなるため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．０＜ｆ４／ｆｔ＜３．５ （５）
条件式（５）は、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離と望遠端におけるズームレンズの焦点距離を規定している。条件式（５）の下限値を下回って第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。条件式（５）の上限値を上回って第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が弱くなると、変倍に必要な各レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズが大型化するため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とするとき、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．０＜ｆ４／ｆ３＜１３．０ （６）
条件式（６）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離と第４レンズ群Ｌ４の焦点距離を規定している。条件式（６）の下限値を下回って第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなると、変倍に必要な各レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズが大型化するため好ましくない。条件式（６）の上限値を上回って第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差の変動が大きくなるため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とするとき、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
０．２＜ｆ３／ｆ１＜１．７ （７）
条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定している。条件式（７）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う色収差の変動が大きくなるため好ましくない。条件式（７）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなると、変倍に必要な各レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズが大型化するため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
－１．２＜ｆ２／ｆ３＜０．０ （８）
条件式（８）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定している。条件式（８）の下限値を下回って第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強くなると、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差の変動が大きくなるため好ましくない。条件式（８）の上限値を上回って第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなると、変倍に必要な各レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズが大型化するため好ましくない。
各実施例のズームレンズは、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとするとき、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
２．０＜ｆｔ／ｆｗ＜５．０ （９）
条件式（９）は、広角端および望遠端におけるズームレンズの焦点距離を規定している。条件式（９）の下限値を下回ると、ズーミングによる変倍比が小さくなるため、好ましくない。条件式（９）の上限値を上回ると、ズームレンズが大型化するため好ましくない。
なお、条件式（２）乃至（９）の数値範囲を以下の条件式（２ａ）乃至（９ａ）の数値範囲とすることが好ましい。
－０．７＜（Ｒ２ｎ＋Ｒ１ｎ）／（Ｒ２ｎ－Ｒ１ｎ）＜－０．３ （２ａ）
１．５＜β２ｔ／β２ｗ＜９．０ （３ａ）
－０．９＜ｆ２／ＳＫｔ＜－０．４ （４ａ）
０．１＜ｆ４／ｆｔ＜３．０ （５ａ）
０．１＜ｆ４／ｆ３＜１２．５ （６ａ）
０．２５＜ｆ３／ｆ１＜１．００ （７ａ）
－１．１５＜ｆ２／ｆ３＜－０．１ （８ａ）
３．０＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ （９ａ）
また、条件式（２）乃至（９）の数値範囲を以下の条件式（２ｂ）乃至（９ｂ）の数値範囲とすることがさら好ましい。
－０．６５＜（Ｒ２ｎ＋Ｒ１ｎ）／（Ｒ２ｎ－Ｒ１ｎ）＜－０．４０ （２ｂ）
２．０＜β２ｔ／β２ｗ＜７．２ （３ｂ）
－０．８８＜ｆ２／ＳＫｔ＜－０．５０ （４ｂ）
０．１４＜ｆ４／ｆｔ＜２．９０ （５ｂ）
０．２＜ｆ４／ｆ３＜１２．０ （６ｂ）
０．３＜ｆ３／ｆ１＜０．８ （７ｂ）
－１．１＜ｆ２／ｆ３＜－０．２ （８ｂ）
３．３＜ｆｔ／ｆｗ＜４．３ （９ｂ）
また、実施例２及至４のズームレンズのように、負の屈折力の第５レンズ群を配置し、テレフォト型のパワー配置に近づけることが好ましい。
また、実施例１，５，７のズームレンズのように、負の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群を配置し、テレフォト型のパワー配置に近づけることがさらに好ましい。
また、各実施例のズームレンズでは、第４レンズ群Ｌ４の一部、又は第５レンズ群を像側へ移動することでフォーカスを行っているが、その他のレンズ群でフォーカスを行ってもよい。
以下に、実施例１乃至７にそれぞれ対応する数値実施例１乃至７を示す。
各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ，ＮＦ，ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。
なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（度）は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、ズームレンズの最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、１枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、＊の符号を付している。非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８を各次数の非球面係数とするとき、
Ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2 ＋Ａ４×ｈ4＋Ａ６×ｈ6
＋Ａ８×ｈ8
で表している。なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。
［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 111.282 4.89 1.48749 70.2 54.72
2 4709.206 0.20 54.46
3 134.167 2.50 1.74320 49.3 53.78
4 61.569 6.64 1.49700 81.5 52.05
5 403.791 (可変) 51.68
6 -126.378 1.30 1.80400 46.5 24.55
7 29.248 3.36 2.00100 29.1 24.30
8 61.656 (可変) 24.04
9 380.145 2.24 1.89190 37.1 24.29
10 38.497 4.20 1.59282 68.6 24.43
11 -145.198 0.20 24.76
12 51.967 2.62 1.72825 28.5 25.33
13 203.620 2.39 25.23
14(絞り) ∞ (可変) 25.17
15 1813.855 1.30 2.00100 29.1 26.51
16 56.675 4.92 1.48749 70.2 26.95
17 -62.454 0.20 27.64
18 62.951 3.71 1.73400 51.5 28.87
19 -210.367 (可変) 28.87
20 357.436 1.30 1.49700 81.5 25.82
21 42.882 (可変) 25.55
22 246.554 6.00 1.80809 22.8 26.97
23 -84.837 1.63 1.71300 53.9 27.19
24 56.300 (可変) 27.33
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 200.00 388.50
Fナンバー 5.00 6.26 7.10
半画角（度） 11.86 6.17 3.19
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 215.58 255.38 293.58
BF 38.40 58.61 78.01

d 5 5.50 57.13 106.68
d 8 26.20 14.37 3.01
d14 56.54 36.33 16.93
d19 29.72 18.99 2.00
d21 9.63 20.36 37.35
d24 38.40 58.61 78.01

入射瞳位置 49.19 146.26 331.21
射出瞳位置 -55.26 -48.12 -43.29
前側主点位置 38.91 -28.51 -524.57
後側主点位置 -64.60 -141.39 -310.49

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 213.28 14.22 -2.58 -11.76
2 6 -62.92 4.66 2.14 -0.25
3 9 106.86 11.65 4.66 -3.23
4 15 66.65 10.13 6.35 0.22
5 20 -98.18 1.30 0.99 0.12
6 22 -123.65 7.63 6.22 1.86

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 77.669 5.79 1.48749 70.2 54.72
2 463.451 7.39 54.33
3 100.246 2.40 1.80400 46.5 51.30
4 46.951 7.86 1.49700 81.5 48.90
5 351.536 (可変) 48.45
6 -112.275 1.28 1.73400 51.5 23.20
7 24.869 3.02 1.90366 31.3 22.81
8 52.139 (可変) 22.56
9 -182.780 1.29 1.91082 35.3 22.81
10 34.150 4.91 1.49700 81.5 23.38
11 -73.207 0.19 24.16
12 43.583 3.52 1.76182 26.5 25.60
13 -1301.014 1.97 25.58
14(絞り) ∞ (可変) 25.48
15 -81.734 1.20 1.80000 29.8 24.20
16 46.530 6.81 1.51823 58.9 24.60
17 -38.903 0.19 25.31
18 62.953 3.06 1.77250 49.6 25.31
19 -283.794 (可変) 25.04
20 -131.110 1.30 1.48749 70.2 22.57
21 54.266 4.45 22.72
22 1243.863 2.72 1.75520 27.5 23.67
23 -60.113 10.02 23.90
24 -59.709 1.30 1.80400 46.5 23.56
25 155.743 (可変) 24.03
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 103.01 200.00 388.50
Fナンバー 5.00 6.45 7.10
半画角（度） 11.86 6.17 3.19
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 207.99 243.96 285.99
BF 45.82 78.95 112.66

d 5 6.47 42.44 84.47
d 8 30.69 16.51 4.60
d14 28.18 17.62 11.27
d19 26.16 17.76 2.32
d25 45.82 78.95 112.66

入射瞳位置 70.66 148.01 330.75
射出瞳位置 -41.53 -35.09 -27.58
前側主点位置 52.20 -2.74 -356.95
後側主点位置 -57.19 -121.05 -275.83

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 181.86 23.45 -3.71 -21.04
2 6 -58.52 4.30 2.05 -0.25
3 9 108.48 11.88 10.33 2.83
4 15 68.57 11.26 10.23 3.97
5 20 -54.34 19.78 12.06 -3.98

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 91.313 2.20 1.85150 40.8 47.15
2 59.400 0.20 46.22
3 58.750 7.68 1.49700 81.5 46.30
4 -311.050 (可変) 46.07
5 -91.242 1.17 1.72916 54.7 24.84
6 30.792 2.91 1.90366 31.3 24.74
7 72.188 (可変) 24.61
8 48.060 5.56 1.49700 81.5 24.90
9 -37.205 1.93 24.73
10 -34.091 1.17 1.80400 46.5 23.71
11 -76.576 6.66 23.85
12(絞り) ∞ (可変) 22.72
13 -483.942 1.19 1.90366 31.3 22.01
14 39.404 4.99 1.51823 58.9 22.52
15 -46.069 0.21 23.24
16 41.211 3.06 1.62004 36.3 24.36
17 278.576 (可変) 24.28
18 -83.154 2.04 1.84666 23.8 23.74
19 -47.929 4.20 23.91
20 -47.194 1.18 1.59282 68.6 22.96
21 36.699 (可変) 23.19
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 200.00 388.48
Fナンバー 5.18 6.70 8.24
半画角（度） 11.86 6.17 3.19
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 203.50 243.44 273.50
BF 41.10 76.59 114.00

d 4 18.23 58.18 88.23
d 7 42.44 28.95 1.76
d12 32.34 18.85 16.69
d17 23.03 14.52 6.46
d21 41.10 76.59 114.00

入射瞳位置 80.46 174.49 247.29
射出瞳位置 -33.00 -25.90 -22.93
前側主点位置 40.28 -15.81 -466.39
後側主点位置 -61.90 -123.41 -274.48

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 197.01 10.09 1.02 -5.56
2 5 -67.01 4.08 1.59 -0.60
3 8 89.45 15.31 -1.39 -14.18
4 13 74.49 9.45 6.50 0.73
5 18 -48.82 7.42 6.98 0.86

［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 54.161 4.01 1.48749 70.2 34.15
2 517.689 0.19 33.83
3 68.798 1.59 1.80400 46.5 33.26
4 33.441 5.00 1.49700 81.5 31.89
5 187.847 (可変) 31.49
6 -76.370 1.27 1.73400 51.5 14.60
7 17.449 2.25 1.90366 31.3 14.35
8 36.974 (可変) 14.13
9 -224.390 1.28 1.91082 35.3 14.32
10 22.509 3.27 1.49700 81.5 14.48
11 -57.451 0.18 14.92
12 29.278 2.44 1.76182 26.5 15.40
13 4256.814 1.99 15.28
14(絞り) ∞ (可変) 15.01
15 -57.385 0.88 1.80000 29.8 16.76
16 31.316 4.67 1.51823 58.9 17.66
17 -27.281 0.19 18.57
18 42.756 3.05 1.77250 49.6 19.79
19 -140.236 (可変) 19.81
20 -217.902 1.29 1.48749 70.2 18.07
21 35.049 3.24 17.99
22 -12421.334 2.74 1.75520 27.5 18.44
23 -34.005 3.87 18.62
24 -28.087 1.30 1.80400 46.5 17.82
25 108.247 (可変) 18.39
像面 ∞

各種データ
ズーム比 4.28
広角 中間 望遠
焦点距離 56.66 120.00 242.50
Fナンバー 4.66 6.45 7.10
半画角（度） 13.55 6.49 3.22
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 129.73 155.54 184.73
BF 19.19 43.59 64.21

d 5 5.29 31.10 60.29
d 8 20.11 11.35 3.78
d14 20.52 12.46 9.77
d19 19.93 12.35 1.99
d25 19.19 43.59 64.21

入射瞳位置 41.77 96.67 228.56
射出瞳位置 -26.97 -22.48 -19.04
前側主点位置 28.88 -1.28 -235.32
後側主点位置 -37.47 -76.41 -178.29

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 121.32 10.79 -2.65 -9.54
2 6 -40.94 3.52 1.61 -0.28
3 9 72.19 9.16 6.60 0.52
4 15 44.01 8.79 7.06 2.15
5 20 -33.09 12.44 7.32 -2.17

［数値実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 56.985 1.65 1.83481 42.7 34.15
2 39.045 5.95 1.49700 81.5 33.37
3 -279.156 (可変) 33.13
4 -76.959 0.99 1.80400 46.5 17.50
5 18.668 2.91 1.90366 31.3 17.33
6 53.245 (可変) 17.19
7 109.956 1.00 2.00100 29.1 17.48
8 24.844 3.71 1.48749 70.2 17.43
9 -123.942 0.19 17.85
10 32.736 2.73 1.80518 25.4 18.36
11 1295.532 7.07 18.20
12(絞り) ∞ (可変) 16.86
13 129.135 1.00 2.00069 25.5 17.32
14 27.579 4.70 1.51823 58.9 17.47
15 -33.552 0.20 18.12
16 29.417 2.67 1.58913 61.1 18.70
17 150.654 (可変) 18.52
18 51.890 1.00 1.61800 63.4 16.76
19 19.334 (可変) 16.33
20 -34.679 1.00 1.67790 55.3 17.54
21 27.642 8.66 1.84666 23.8 18.90
22 311.069 (可変) 20.70
像面 ∞

各種データ
ズーム比 4.28
広角 中間 望遠
焦点距離 56.67 105.86 242.49
Fナンバー 4.31 5.34 7.10
半画角（度） 13.55 7.35 3.22
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 129.63 159.61 184.63
BF 13.85 27.67 51.61

d 3 3.01 32.98 58.01
d 6 26.07 20.47 2.97
d12 20.20 15.18 11.48
d17 13.25 8.34 1.49
d19 7.84 9.56 13.67
d22 13.85 27.67 51.61

入射瞳位置 39.68 107.95 188.71
射出瞳位置 -27.94 -26.40 -25.67
前側主点位置 19.52 6.54 -329.72
後側主点位置 -42.81 -78.19 -190.88

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 127.79 7.60 0.12 -4.79
2 4 -44.89 3.90 1.45 -0.61
3 7 58.28 14.70 4.53 -7.15
4 13 43.74 8.56 4.50 -0.87
5 18 -50.45 1.00 0.99 0.37
6 20 -61.37 9.66 0.66 -4.56

［数値実施例６］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 70.899 2.00 1.89190 37.1 42.47
2 54.867 8.15 1.49700 81.5 41.64
3 268.615 (可変) 40.88
4 -82.783 1.18 1.80400 46.5 24.61
5 34.353 0.37 24.81
6 35.394 2.78 2.00069 25.5 25.09
7 89.376 (可変) 25.06
8 65.716 3.88 1.48749 70.2 25.59
9 -78.400 0.15 25.63
10 35.993 5.75 1.48749 70.2 25.19
11 -48.034 1.20 1.90525 35.0 24.58
12 107.202 4.22 24.13
13(絞り) ∞ (可変) 23.97
14 52.410 1.20 1.85150 40.8 23.60
15 28.281 5.71 1.53172 48.8 23.06
16 -50.911 15.01 22.86
17 77.821 1.60 1.84666 23.8 19.70
18 133.090 3.06 19.50
19 -67.742 2.25 1.71736 29.5 19.21
20 -31.675 0.97 19.26
21 -35.495 1.19 1.77250 49.6 18.76
22 -277.702 6.23 18.79
23 -24.949 1.20 1.77250 49.6 18.67
24 -145.477 (可変) 19.56
像面 ∞

各種データ
ズーム比 3.50
広角 中間 望遠
焦点距離 100.00 160.00 349.99
Fナンバー 5.55 6.60 8.24
半画角（度） 12.21 7.70 3.54
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 173.51 209.43 263.88
BF 48.38 62.56 84.06

d 3 6.48 44.75 102.77
d 7 40.50 26.50 1.91
d13 10.05 7.52 7.05
d24 48.38 62.56 84.06

入射瞳位置 53.94 113.42 241.93
射出瞳位置 -20.85 -20.09 -19.95
前側主点位置 9.50 -36.31 -585.82
後側主点位置 -51.62 -97.44 -265.94

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 269.69 10.15 -5.32 -11.64
2 4 -62.73 4.33 0.82 -1.56
3 8 84.25 15.20 -5.20 -15.75
4 14 1000.77 38.42 -836.51 -473.50

［数値実施例７］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 90.278 2.21 1.83400 37.2 47.15
2 60.254 7.53 1.49700 81.5 46.25
3 -315.072 (可変) 46.01
4 -100.246 1.20 1.72916 54.7 24.86
5 30.087 0.09 24.70
6 30.234 2.96 1.90366 31.3 24.76
7 70.606 (可変) 24.60
8 34.152 5.57 1.48749 70.2 24.94
9 -55.107 0.19 24.60
10 42.435 2.98 1.56883 56.4 22.94
11 648.789 1.29 22.13
12 -60.449 1.50 1.83400 37.2 21.97
13 86.353 3.89 21.16
14(絞り) ∞ (可変) 20.32
15 43.048 1.46 2.00100 29.1 18.40
16 26.165 5.88 17.70
17 40.924 3.55 1.57099 50.8 19.29
18 -59.762 (可変) 19.31
19 -155.948 2.07 1.84666 23.8 18.89
20 -46.076 1.06 18.85
21 -47.036 1.20 1.72916 54.7 18.36
22 49.263 (可変) 18.14
23* -53.987 1.42 1.53110 55.9 21.57
24* -88.772 (可変) 22.04
像面 ∞

非球面データ
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.02738e-005 A 6= 1.15136e-007 A 8=-1.58449e-010

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.75544e-005 A 6= 1.08061e-007 A 8=-1.59945e-010

各種データ
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 103.01 200.00 388.49
Fナンバー 5.66 6.74 8.24
半画角（度） 11.86 6.17 3.19
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 173.65 224.30 254.89
BF 38.75 57.75 88.07

d 3 3.83 54.48 85.07
d 7 43.74 29.71 1.96
d14 13.89 8.93 6.36
d18 19.04 11.26 2.00
d22 8.35 16.13 25.39
d24 38.75 57.75 88.07

入射瞳位置 56.69 169.08 243.78
射出瞳位置 -33.47 -35.40 -38.07
前側主点位置 12.79 -60.33 -564.23
後側主点位置 -64.25 -142.25 -300.42

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 190.92 9.74 0.60 -5.69
2 4 -69.27 4.24 1.61 -0.70
3 8 65.75 15.42 -5.78 -16.26
4 15 93.23 10.90 14.13 6.18
5 19 -58.70 4.32 3.24 0.36
6 23 -263.15 1.42 -1.46 -2.41

各数値実施例における種々の値を、以下の表１にまとめて示す。
［撮像装置］
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図１５を用いて説明する。図１５において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至７で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。
［撮像システム］
なお、各実施例のズームレンズと、ズームレンズを制御する制御部とを含めた撮像システム（監視カメラシステム）を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングやフォーカシング、像ブレ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するようズームレンズを制御することができる。このとき、制御部がズームレンズと一体的に構成されている必要はなく、制御部をズームレンズとは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズの各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部（制御装置）が、ズームレンズを制御するための制御信号（命令）を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、ズームレンズを遠隔操作することができる。
また、ズームレンズを遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じてズームレンズを制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設け、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズの倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したらズームレンズの倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズの駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
また、撮像システムは、ズームレンズのズームに関する情報（移動状態）を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。ズームレンズのズームに関する情報とは、例えばズーム倍率（ズーム状態）や各レンズ群の移動量（移動状態）である。この場合、表示部に示されるズームレンズのズームに関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーがズームレンズを遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌｎ 第１レンズ
Ｌｐ 第２レンズ

Claims (16)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化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て、前記第１レンズ群は移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は狭まり、
    前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズからなり、
    前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔとするとき、
    －０．２５＜ｆ２／ｆｔ＜０．０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１ｎ、前記第１レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｎとするとき、
    －１．０＜（Ｒ２ｎ＋Ｒ１ｎ）／（Ｒ２ｎ－Ｒ１ｎ）＜－０．２
    なる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. 前記第２レンズ群の望遠端における横倍率をβ２ｔ、前記第２レンズ群の広角端における横倍率をβ２ｗとするとき、
    １．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
  4. 望遠端におけるバックフォーカスをＳＫｔとするとき、
    －１．０＜ｆ２／ＳＫｔ＜０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
    ０．０＜ｆ４／ｆｔ＜３．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
    ０．０＜ｆ４／ｆ３＜１３．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    ０．２＜ｆ３／ｆ１＜１．７
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のズームレンズ。
  8. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    －１．２＜ｆ２／ｆ３＜０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のズームレンズ。
  9. 広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとするとき、
    ２．０＜ｆｔ／ｆｗ＜５．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のズームレンズ。
  10. 物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のズームレンズ。
  11. 物体側から像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のズームレンズ。
  12. 請求項１乃至１１の何れか一項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る像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
  13. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載のズームレンズと、ズーミングに際して前記ズームレンズを制御する制御部とを有することを特徴とする撮像システム。
  14. 前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項１３に記載の撮像システム。
  15. 前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを操作するための操作部を有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の撮像システム。
  16. 前記ズームレンズのズームに関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１３乃至１５の何れか一項に記載の撮像システム。
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