JP2017191126A - ズームレンズおよびこれを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高ズーム比でズーム全域にわたり良好な光学特性が容易に得られる小型のズームレンズを得ること。【解決手段】 物体側より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、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群からなり、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、後群の最も像側に正の屈折力のレンズ群Ｌｐが配置され、レンズ群Ｌｐの物体側に隣接して負の屈折力のレンズ群Ｌｎが配置され、ズーミングに際して開口絞りは不動であり、第２レンズ群とレンズ群Ｌｎは移動し、第２レンズ群の焦点距離ｆ２、レンズ群Ｌｎの焦点距離ｆｎ、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群の移動量Ｍ２、広角端から望遠端におけるレンズ群Ｌｎの移動量Ｍｎを各々適切に設定すること。【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、放送用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系として好適なものである。

近年、撮像装置に用いられる撮像光学系には、広画角、高ズーム比でしかも全系が小型
のズームレンズであることが要求されている。例えば撮像装置として、監視カメラにおいては広角端において広い範囲を撮影し、かつズーミングすることで遠くの被写体を拡大して鮮明に撮像できる広画角で高ズーム比のズームレンズであることが要望されている。

これらの要望に応えるズームレンズとして、正の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ポジティブリード型のズームレンズが知られている。ポジティブリード型のズームレンズは、大きなズーム比が得られ、またズーミングに際してＦナンバーの変動が小さいという特徴がある。このポジティブリード型のズームレンズにおいて、ズーミングに際して最も物体側の第１レンズ群が不動のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では、物体側より像側へ順に、正、負、正、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群の６つのレンズ群より成っている。ズーミングに際して第１レンズ群、第３レンズ群、第６レンズ群は不動で、第２レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群を移動させている。また特許文献１では、正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなり、ズーミングに際して第１レンズ群、第５レンズ群は不動で、第２レンズ群乃至第４レンズ群を移動させている。特許文献１は広角端の撮像画角８４度程度、ズーム比９程度のズームレンズを開示している。

特許文献２では、正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなり、ズーミングに際して第１レンズ群、第５レンズ群が不動で、第２レンズ群乃至第４レンズ群を移動させている。特許文献２は広角端の撮像画角５８度程度、ズーム比２０程度のズームレンズを開示している。

特開２０１３−２１８２９１号公報 特開２００６−３３７７４５号公報

ポジティブリード型のズームレンズは全系の小型化を図りつつ、広画角化及び高ズーム比化を図ることが比較的容易である。近年、撮像装置として、例えば監視カメラに全系が小型でありながら高ズーム比のズームレンズが強く要望されている。

前述したポジティブリード型のズームレンズにおいて、ズーミングに際して第１レンズ群を移動させるズーム方式を用いる高ズーム比が容易になる。しかしながら、例えば監視カメラにおいては、ズーミングに際して第１レンズ群を可動とすると、耐衝撃性、防水性、防塵性が弱くなってくる。このため監視カメラではズーミングに際して第１レンズ群が不動であり、しかも高ズーム比のズームレンズであること等が強く望まれている。

ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、ズームレンズを構成するレンズ群の数、及び各レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。

本発明は、高ズーム比でズーム全域にわたり良好な光学特性が容易に得られる小型のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より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、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群からなり、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、
前記後群の最も像側に正の屈折力のレンズ群Ｌｐが配置され、該レンズ群Ｌｐの物体側に隣接して負の屈折力のレンズ群Ｌｎが配置され、
ズーミングに際して前記開口絞りは不動であり、前記第２レンズ群と前記レンズ群Ｌｎは移動し、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記レンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端における前記レンズ群Ｌｎの移動量をＭｎとするとき、
−６．００＜ｆ２／｜Ｍ２｜＜−０．０２
−２．００＜ｆｎ／｜Ｍｎ｜＜−０．０２
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、高ズーム比でズーム全域にわたり良好な光学特性が容易に得られる小型のズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より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、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群からなり、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。後群の最も像側に正の屈折力のレンズ群Ｌｐが配置され、レンズ群Ｌｐの物体側に隣接して負の屈折力のレンズ群Ｌｎが配置される。ズーミングに際して開口絞りは不動であり、第２レンズ群とレンズ群Ｌｎは移動する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比３９．０８、Ｆナンバー１．６５〜４．９４のズームレンズである。

図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比４３．９５、Ｆナンバー１．７３〜５．１４のズームレンズである。

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比３９．１０、Ｆナンバー１．６５〜４．９０のズームレンズである。

図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比３９．１０、Ｆナンバー１．６５〜４．９０のズームレンズである。

図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比４３．９９、Ｆナンバー１．６５〜４．９０のズームレンズである。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ、そして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
ＬＲは複数のレンズ群を含む後群である。

レンズ断面図において、ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。レンズ断面図において、ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学素子である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像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）が像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。

矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して、各レンズ群の移動軌跡と、フォーカシングの際のレンズ群の移動方向を示している。収差図のうち球面収差において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において点線のＭはｄ線のメリディオナル像面、実線のＳはｄ線のサジタル像面である。倍率色収差はｄ線に対するｇ線によって表している。ωは半画角（撮影画角の半分の値）（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。

実施例１乃至３のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、ＬＲは後群である。後群ＬＲは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６より構成される。実施例１乃至３は６群ズームレンズである。

実施例１乃至３ではズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第６レンズ群Ｌ６は不動である。広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５は各々異なった軌跡で一度物体側へ移動した後、像側へ移動し、再び物体側へと非直線的に移動する。開口絞りＳＰは不動である。

第５レンズ群Ｌ５を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行っている。第５レンズ群Ｌ５に関する実線の曲線５ａと点線の曲線５ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また、無限遠物体から近距離物体へフォーカスは、矢印５ｃに示す如く第５レンズ群Ｌ５を後方に（像側へ）繰り込むことで行っている。尚、フォーカシングは第５レンズ群Ｌ５に限らず、その他のレンズ群を単独、もしくは複数のレンズ群を用いて行っても良い。

実施例４、５のレンズ断面図においてＬ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、ＬＲは後群である。後群ＬＲは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成される。実施例４、５は５群ズームレンズである。実施例４、５ではズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第５レンズ群Ｌ５は不動である。

実施例４、５では広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は各々異なった軌跡で一度物体側へ移動した後、像側へ移動し、再び物体側へと非直線的に移動する。開口絞りＳＰは不動である。実施例４、５では第４レンズ群Ｌ４を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行っている。

第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また、無限遠物体から近距離物体へフォーカスは、矢印４Ｃに示す如く第４レンズ群Ｌ４を後方に繰り込むことで行っている。尚、フォーカシングは第４レンズ群Ｌ４に限らず、その他のレンズ群を単独、もしくは複数のレンズ群を用いて行っても良い。

各実施例において開口絞りＳＰの開口径はズーミングの際に一定とすることも、ズーミングに応じて変化させても良い。開口絞りＳＰの開口径をズーミングに際して変化させると、軸外マージナル光線をカットし、コマフレアを低減することができるため、より良好な光学性能を容易に得ることができる。

本発明のズームレンズは、広画角かつ全系が小型でズーム全域で良好な光学性能を有するズームレンズを提供することを目的としている。

本発明のズームレンズでは、物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ、複数のレンズ群を有する後群ＬＲからなる構成としている。そして後群ＬＲの最も像側に正の屈折力のレンズ群Ｌｐを配置し、その物体側に負の屈折力のレンズ群Ｌｎを配置した構成としている。

そして、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、レンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量をＭ２、広角端から望遠端におけるレンズ群Ｌｎの移動量をＭｎとする。このとき、
−６．００＜ｆ２／｜Ｍ２｜＜−０．０２ ・・・（１）
−２．００＜ｆｎ／｜Ｍｎ｜＜−０．０２ ・・・（２）
なる条件式を満足する。

ここで、レンズ群の広角端から望遠端へのズーミングにおける移動量とは、広角端におけるレンズ群の光軸上の位置と、望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置との差をいう。移動量の符号は、広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。

本発明のズームレンズは、後群ＬＲのレンズ構成を前述の如く構成することでフォーカス用の負の屈折力のレンズ群Ｌｎの位置敏感度（フォーカス敏感度）を比較的高くしている。更にズーミングに際しての像面補正やフォーカシングに際してのストローク（移動量）を短くすることを容易にしている。

そして、開口絞りＳＰから像面までの長さを短くして、変倍効果が大きい主変倍レンズ群である第２レンズ群Ｌ２のストロークの長さを確保しやすくして、高ズーム比化を容易にしている。さらに条件式（１）、（２）を満足することにより、高ズーム比化、かつ全系の小型化を図りつつ、ズーム全域にわたって良好な光学性能を有するズームレンズを実現している。

条件式（１）は第２レンズ群の焦点距離とズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量の比を規定している。条件式（１）を満たすことでレンズ系の小型化を図りつつ、高ズーム比化を容易にしている。条件式（１）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が長くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎると）、ズーム比を上げるためのストロークを長くしなければならない。その結果、レンズ全長が長くなってくる。

一方、条件式（１）の上限値を越えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると）、ズーミングに際して像面湾曲の変動や、倍率色収差の変動が大きくなってくる。

条件式（２）はレンズ群Ｌｎの焦点距離とズーミングに際してのレンズ群Ｌｎの移動量の比を規定している。条件式（２）を満たすことで、レンズ系の小型化を図りつつ、高ズーム比化を容易にしている。条件式（２）の下限値を超えて、レンズ群Ｌｎの負の焦点距離が長くなりすぎると、位置敏感度が小さくなり、像面補正やフォーカシングのためのストロークを長くしなければならない。その結果、レンズ全長が長くなってくる。

一方、条件式（２）の上限値を越えてレンズ群Ｌｎの負の焦点距離が短くなりすぎると、特に広角端において像面湾曲の補正が困難となる。

各実施例では上記の如く、条件式（１）、（２）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより、レンズ系が小型で、高ズーム比かつ良好な光学性能を持ったズームレンズを得ている。

なお、各実施例において、更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次のようにするのがよい。
−３．００＜ｆ２／｜Ｍ２｜＜−０．１０ ・・・（１ａ）
−１．８０＜ｆｎ／｜Ｍｎ｜＜−０．３０ ・・・（２ａ）

以上の構成をとることにより、本発明によれば、高ズーム比かつ全系が小型で良好な光学性能を有するズームレンズを実現することができる。

本発明のズームレンズにおいて、好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。望遠端における前記レンズ群Ｌｎの横倍率をβｎＴ、望遠端におけるレンズ群Ｌｐの横倍率をβｐＴとする。レンズ群Ｌｎは、１枚の負レンズからなり、負レンズの材料の屈折率をｎｄｎとする。レンズ群Ｌｐは、１枚の正レンズからなり、正レンズの材料の屈折率をｎｄｐとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、後群は、レンズ群Ｌｎより物体側にレンズ群を有し、後群ＬＲに含まれるレンズ群の中で最も物体側に配置されたレンズ群を第３レンズ群とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とする。

後群ＬＲは、レンズ群Ｌｎより物体側に１つ以上のレンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングにおける後群ＬＲの最も物体側の第３レンズ群の移動量をＭ３とする。このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。

０．７＜ｆ２／ｆｎ＜２．０ ・・・（３）
−５．０＜（１−βｎＴ^２）×βｐＴ^２＜−２．０ ・・・（４）
１．７＜ｎｄｎ＜２．１ ・・・（５）
１．５＜ｎｄｐ＜１．９ ・・・（６）
２．５＜ｆ１／ｆ３＜６．０ ・・・（７）
１．２＜ｆ３／｜Ｍ３｜＜４．０ ・・・（８）

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と負レンズ群Ｌｎの焦点距離の比を規定している。条件式（３）を満たすことでレンズ系の小型化を図りつつ良好な光学性能を得ている。条件式（３）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなりすぎると、ズーミングに際して像面湾曲の変動や、倍率色収差の変動が大きくなってくる。

また、条件式（３）の下限値を超えて負レンズ群Ｌｎの負の焦点距離が長くなりすぎると、位置敏感度が小さくなり、ズーミングに際しての像面補正やフォーカシングのためのストロークが長くなる。その結果、レンズ全長が長くなってくる。

一方、条件式（３）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が長くなりすぎると高いズーム比を得る為、長いストロークが必要となる。その結果、レンズ全長が長くなってくる。また、条件式（３）の上限値を超えて負レンズ群Ｌｎの負の焦点距離が短くなりすぎると、特に広角端において像面湾曲が増大し、像面湾曲の補正が困難となる。

条件式（４）は、負レンズ群Ｌｎの望遠端の位置敏感度を規定したものである。
条件式（４）を満たすことでレンズ系の小型化と良好な光学性能の両立が可能となる。
条件式（４）の下限値を超えて負レンズ群Ｌｎの位置敏感度が小さくなりすぎると、高ズーム比化した際の望遠端において像面位置補正、フォーカシングのためのストロークが長くなってしまい、その結果レンズ全長が長くなってしまうため好ましくない。

一方、条件式（４）の上限値を超えて負レンズ群Ｌｎの位置敏感度が大きくなりすぎると、負レンズ群Ｌｎの焦点距離が短くなってしまい、特に広角端における像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。

条件式（５）は負の屈折力のレンズ群Ｌｎを構成する負レンズの材料の屈折率を規定している。条件式（５）を満たすことで、全系の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得ている。条件式（５）の下限値を超えて負レンズの材料の屈折率が低くなりすぎると、所定の負の屈折力を確保するために負レンズのレンズ面の曲率半径が小さくなってしまい、特に広角端において像面湾曲が増大し、像面湾曲の補正が困難となる。

一方、条件式（５）の上限値を超えて負レンズの材料の屈折率が高くなりすぎると、レンズ全系のペッツバール和が小さくなってしまい、像面湾曲や非点収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。

条件式（６）はレンズ群Ｌｐを構成する正レンズの材料の屈折率を規定している。条件式（６）を満たすことでレンズ系の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得ている。条件式（６）の下限値を超えて正レンズの材料の屈折率が小さくなりすぎると、正レンズの厚さが厚くなってしまい、レンズ全長が長くなってくる。一方、条件式（６）の上限値を超えて正レンズの材料の屈折率が大きくなりすぎると、ペッツバール和が増大し、非点収差の補正が困難となる。

条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と後群ＬＲの最も物体側のレンズ群（各実施例では第３レンズ群Ｌ３）の焦点距離を規定している。条件式（７）を満たすことでレンズ系の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得ている。条件式（７）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎると、特に望遠端において球面収差や軸上色収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。また、条件式（７）の下限値を超えて後群ＬＲの最も物体側のレンズ群の焦点距離が長くなりすぎると、変倍のためのストロークが長くなり、その結果、レンズ全長が長くなってくる。

一方、条件式（７）の上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなりすぎると、高ズーム比化した際にレンズ全長が長くなってくる。また、条件式（７）の上限値を超えて後群ＬＲの最も物体側のレンズ群の焦点距離が短くなりすぎると、特に広角端において球面収差やコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。

条件式（８）は後群ＬＲの最も物体側のレンズ群（各実施例では第３レンズ群Ｌ３）の焦点距離とズーミングに際しての後群ＬＲの最も物体側のレンズ群の移動量の比を規定している。条件式（８）を満たすことでレンズ系の小型化を図りつつ、高ズーム比を得ている。条件式（８）の下限値を超えて後群ＬＲの最も物体側のレンズ群の焦点距離が短くなりすぎると、特に広角端において球面収差や軸上色収差の補正が困難となる。

一方、条件式（８）の上限値を超えて後群ＬＲの最も物体側のレンズ群の焦点距離が長くなりすぎると、高ズーム比化を図ろうとするとレンズ全長が長くなってくる。なお、各実施例において、更に好ましくは条件式（４）乃至（７）の数値範囲を次のようにするのがよい。

０．７５＜ｆ２／ｆｎ＜１．５０ ・・・（３ａ）
−４．８＜（１−βｎＴ^２）×βｐＴ^２＜−２．５ ・・・（４ａ）
１．８０＜ｎｄｎ＜２．００ ・・・（５ａ）
１．５５＜ｎｄｐ＜１．８８ ・・・（６ａ）
２．７＜ｆ１／ｆ３＜４．５ ・・・（７ａ）
２．０＜ｆ３／｜Ｍ３｜＜３．５ ・・・（８ａ）

各実施例では、以上のように各要素を構成することにより、小型で高ズーム比であり全ズーム範囲にわたり良好な光学性能を有するズームレンズを得ている。尚、以上の条件式は任意に複数組み合わせれば、さらに本発明の効果を高めることができる。尚、本発明のズームレンズにおいて収差補正上、好ましくは次の如く構成するのが良い。

後群ＬＲはレンズ群Ｌｎより物体側にレンズ群を有し、該レンズ群はズーミングに際して移動するのが良い。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズからなるのが良い。第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズからなるのが良い。または第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズからなるのが良い。

後群ＬＲの最も物体側のレンズ群は、正レンズからなること、または後群ＬＲの最も物体側のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズからなるのが良い。

次に各実施例の各レンズ群のレンズ構成について説明する。各レンズ群の構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されている。

［実施例１］
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズが接合された接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより構成している。

本実施例では３枚の正レンズを用いることにより、各レンズのレンズ面の屈折力を大きくせずにすむため、特に高ズーム比化した際に望遠端において軸上色収差や球面収差、コマ収差等を効果的に軽減している。第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凹形状の正レンズと両凹形状の負レンズが接合された接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより構成している。このレンズ構成により広角端において像面湾曲、ズーム全域において倍率色収差の補正を効果的に行っている。

第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状で両面が非球面形状の正レンズより構成している。このレンズ構成により特に広角端における球面収差やコマ収差の補正を効果的に行っている。第４レンズ群Ｌ４は物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズと物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズが接合された接合レンズ、両凸形状で両面が非球面形状の正レンズより構成している。

接合レンズを有することで、ズーム全域において軸上色収差の発生を軽減している。また、両面が非球面形状の正レンズを有することで高ズーム比化しつつズーム全域において球面収差やコマ収差の発生を軽減している。第５レンズ群Ｌ５は両凹形状の負レンズより構成している。１枚の負レンズとすることで軽量化し、フォーカシングを行うときに迅速な制御を容易にしている。

第６レンズ群Ｌ６は、両凸形状の正レンズより構成している。最終レンズ群を正の屈折力のレンズ群とすることでテレセントリック性を高くし、軸外光束が撮像素子へ垂直に近い角度で入射するようにして、シェーディングによる画面周辺の光量落ちを軽減している。

［実施例２］
実施例２の各レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じである。

［実施例３］
第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３のレンズ構成は実施例１と同じである。第４レンズ群Ｌ４は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズ、両凸形状で両面が非球面形状の正レンズより構成している。第５レンズ群Ｌ５と第６レンズ群Ｌ６のレンズ構成は実施例１と同じである。

［実施例４］
第１レンズ群Ｌ１のレンズ構成は、実施例１と同じである。第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズより構成している。第３レンズ群Ｌ３は物体側の面が凸で物体側の面が非球面形状の正レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズが接合された接合レンズ、両凸形状で両面が非球面形状の正レンズより構成している。

第４レンズ群Ｌ４は両凹形状の負レンズ１枚より構成している。第５レンズ群Ｌ５は両凸形状の正レンズ１枚より構成している。

［実施例５］
実施例５の各レンズ群のレンズ構成は、実施例４と同じである。

次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置（監視カメラ）の実施例を図１１を用いて説明する。

図１１において、１０は監視カメラ本体、１１は実施例１乃至５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像光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。１３は撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。１４は撮像素子１２によって光電変換された被写体像を転送するためのネットワークケーブルである。

撮像装置としては監視カメラに限定されることはなく、ビデオカメラやデジタルカメラ等においても同様に用いることができる。

本発明の撮像装置は、上記のいずれかのズームレンズとともに、歪曲収差と倍率色収差のどちらか、もしくは両方を電気的に補正する回路を有していても良い。このようにズームレンズの歪曲収差等を許容することができる構成にすれば、ズームレンズ全体のレンズ枚数を少なくでき、全系の小型化が容易になる。また倍率色収差を電気的に補正する補正手段を用いれば、撮像した画像の色にじみを低減し、解像力の向上を図ることが容易になる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

次に本発明の実施例１乃至５にそれぞれ対応する数値データ１乃至５を示す。各数値データにおいて、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。

ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から近軸像面までの距離を空気換算長として表したものである。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの長さにバックフォーカスＢＦの値を加えた長さである。＊は非球面を意味する。またｋは離心率である。Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数である。非球面形状は、面頂点を基準にして光軸からの高さｈの位置における光軸方向の変位をｘとするとき、
ｘ＝（ｈ²／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）²｝^1/2］＋Ａ４×ｈ⁴＋Ａ６×ｈ⁶＋Ａ８×ｈ⁸＋Ａ１０×ｈ¹⁰
で表される。

但しＲは近軸曲率半径である。「ｅ−ｘ」は「１０^-x」を意味している。各数値データにおける上述した各条件式との対応を表１、表２に示す。

［数値データ１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 64.609 1.40 1.85478 24.8
2 38.459 5.06 1.49700 81.5
3 290.666 0.15
4 40.050 3.04 1.59522 67.7
5 157.406 0.10
6 32.512 2.52 1.59522 67.7
7 68.128 (可変)
8 62.804 0.65 2.00100 29.1
9 7.075 4.71
10 -22.167 1.94 1.95906 17.5
11 -9.528 0.45 1.88300 40.8
12 32.706 0.12
13 16.243 1.22 1.92286 18.9
14 40.881 (可変)
15(絞り) ∞ (可変)
16* 10.955 5.37 1.55332 71.7
17* -21.087 (可変)
18 9.788 2.13 1.48749 70.2
19 29.249 0.50 2.00100 29.1
20 7.210 2.46
21* 8.973 3.53 1.55332 71.7
22* -17.677 (可変)
23 -128.328 0.40 1.88300 40.8
24 6.353 (可変)
25 12.655 2.59 1.66672 48.3
26 -14.832 2.38
27 ∞ 2.00 1.51633 64.1
28 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第16面
K =-7.90957e-001 A 4=-2.44765e-005 A 6= 1.56884e-007 A 8=-2.31065e-009 A10=-3.06071e-012

第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.15112e-004 A 6=-4.15838e-007 A 8=-8.60580e-011

第21面
K =-2.34811e-001 A 4=-4.61556e-005 A 6=-2.12700e-006 A 8=-1.92241e-008 A10= 4.61138e-010

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.58984e-006 A 6=-1.88828e-006 A 8= 1.51967e-009

各種データ
ズーム比 39.08
広角 中間 望遠
焦点距離 3.82 38.78 149.39
Fナンバー 1.65 3.00 4.94
半画角（度） 41.0 4.61 1.23
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 87.43 87.43 87.43
BF 4.20 4.20 4.20

d 7 0.52 25.61 31.12
d14 31.66 6.57 1.06
d15 5.56 1.98 0.67
d17 2.12 0.85 2.43
d22 1.98 7.29 1.87
d24 3.05 2.59 7.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.99
2 8 -5.99
3 16 13.86
4 18 26.48
5 23 -6.85
6 25 10.64

［数値データ２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 65.363 1.40 1.85478 24.8
2 39.383 5.61 1.49700 81.5
3 264.287 0.15
4 42.131 3.48 1.59522 67.7
5 184.272 0.10
6 34.209 2.78 1.59522 67.7
7 68.015 (可変)
8 62.330 0.65 2.00100 29.1
9 7.085 4.63
10 -23.745 1.95 1.95906 17.5
11 -9.790 0.45 1.88300 40.8
12 30.140 0.09
13 15.695 1.20 1.92286 18.9
14 35.702 (可変)
15(絞り) ∞ (可変)
16* 12.672 5.08 1.69350 53.2
17* -29.444 (可変)
18 10.161 2.58 1.48749 70.2
19 105.544 0.50 2.00100 29.1
20 7.139 2.27
21* 9.111 3.66 1.55332 71.7
22* -12.790 (可変)
23 -242.373 0.40 1.91082 35.3
24 6.669 (可変)
25 12.126 2.64 1.60342 38.0
26 -14.973 2.68
27 ∞ 2.00 1.51633 64.1
28 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第16面
K =-7.71248e-001 A 4=-2.09334e-005 A 6=-2.32030e-007 A 8=-1.69990e-009 A10=-1.38448e-011

第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.46054e-005 A 6=-4.79822e-007 A 8= 2.68075e-010

第21面
K =-4.49533e-001 A 4=-9.73472e-005 A 6=-2.95376e-006 A 8=-5.87818e-008 A10= 1.57735e-009

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.91512e-006 A 6=-4.21269e-006 A 8= 6.53932e-009

各種データ
ズーム比 43.95
広角 中間 望遠
焦点距離 3.83 38.73 168.13
Fナンバー 1.73 2.97 5.14
半画角（度） 41.0 4.63 1.10
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 91.45 91.45 91.45
BF 4.50 4.50 4.50

d 7 0.52 27.19 33.04
d14 33.63 6.96 1.11
d15 5.61 2.66 0.66
d17 1.39 0.77 2.02
d22 2.07 7.17 1.87
d24 4.11 2.57 8.62

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.42
2 8 -5.92
3 16 13.44
4 18 26.21
5 23 -7.12
6 25 11.53

［数値データ３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 52.639 1.40 2.00069 25.5
2 35.816 5.41 1.49700 81.5
3 201.153 0.15
4 41.082 2.91 1.59522 67.7
5 123.708 0.10
6 30.700 3.09 1.59522 67.7
7 71.843 (可変)
8 41.302 0.65 2.00100 29.1
9 6.713 4.82
10 -30.942 2.01 1.95906 17.5
11 -11.476 0.45 1.91082 35.3
12 25.266 0.16
13 15.297 1.52 1.95906 17.5
14 61.954 (可変)
15(絞り) ∞ (可変)
16* 12.972 3.46 1.69350 53.2
17* -29.430 (可変)
18 1359.110 0.50 2.00069 25.5
19 12.092 0.10
20 8.803 1.46 1.49700 81.5
21 12.758 2.05
22* 10.101 2.71 1.55332 71.7
23* -14.182 (可変)
24 -108.793 0.40 1.95375 32.3
25 7.392 (可変)
26 20.768 1.99 1.80518 25.4
27 -16.752 2.28
28 ∞ 2.00 1.51633 64.1
29 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第16面
K =-8.31665e-001 A 4= 2.31250e-005 A 6= 4.40949e-007 A 8= 4.80355e-009

第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.20953e-004 A 6= 1.80874e-007

第22面
K =-3.73810e-001 A 4=-1.01992e-004 A 6=-4.01433e-007 A 8=-4.16124e-008

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.29459e-004 A 6=-8.56894e-007

各種データ
ズーム比 39.10
広角 中間 望遠
焦点距離 4.07 39.62 159.31
Fナンバー 1.65 3.00 4.90
半画角（度） 38.5 4.55 1.15
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 84.82 84.82 84.82
BF 4.09 4.09 4.09

d 7 0.52 24.77 30.09
d14 30.30 6.06 0.73
d15 5.39 2.84 0.49
d17 2.86 0.89 0.81
d23 4.36 7.67 1.89
d25 1.97 3.18 11.38

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.23
2 8 -6.90
3 16 13.43
4 18 22.65
5 24 -7.25
6 26 11.80

［数値データ４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 62.576 1.30 1.85478 24.8
2 37.070 4.95 1.49700 81.5
3 252.281 0.15
4 41.949 2.92 1.59522 67.7
5 151.204 0.10
6 30.883 3.01 1.59522 67.7
7 75.090 (可変)
8 83.213 0.60 1.95375 32.3
9 7.196 2.77
10 34.663 0.50 1.80400 46.6
11 12.136 2.33
12 -18.151 0.50 1.77250 49.6
13 57.022 0.10
14 20.195 2.03 1.95906 17.5
15 -58.079 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17* 12.268 3.27 1.76450 49.1
18 162.077 5.16
19 21.450 0.45 2.00100 29.1
20 6.779 3.06 1.49700 81.5
21 32.750 1.11
22* 8.568 3.25 1.49700 81.5
23* -16.698 (可変)
24 -97.247 0.40 1.95375 32.3
25 8.073 (可変)
26 14.299 2.14 1.76182 26.5
27 -19.210 2.29
28 ∞ 2.00 1.51633 64.1
29 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第17面
K =-8.75166e-001 A 4= 1.75023e-005 A 6=-1.02628e-008 A 8=-8.89143e-010 A10= 7.90532e-012

第22面
K = 3.43978e-001 A 4=-2.96730e-004 A 6=-5.98295e-006 A 8= 6.36801e-008 A10=-2.77317e-009

第23面
K = 1.54412e+000 A 4= 9.10712e-005 A 6=-5.62864e-006 A 8= 1.81095e-007 A10=-3.72419e-009

各種データ
ズーム比 39.10
広角 中間 望遠
焦点距離 3.93 38.53 153.51
Fナンバー 1.65 3.00 4.90
半画角（度） 40.4 4.69 1.20
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 87.41 87.41 87.41
BF 4.11 4.11 4.11

d 7 0.60 24.73 30.03
d15 30.23 6.10 0.80
d16 5.89 1.69 0.60
d23 3.79 8.22 1.90
d25 2.69 2.46 9.88

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 42.56
2 8 -6.38
3 17 14.18
4 24 -7.80
5 26 11.07

［数値データ５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 60.851 1.30 1.85478 24.8
2 37.270 4.94 1.49700 81.5
3 246.433 0.15
4 42.053 3.43 1.59522 67.7
5 136.112 0.10
6 32.187 3.51 1.59522 67.7
7 76.439 (可変)
8 87.603 0.60 1.95375 32.3
9 7.309 2.93
10 53.525 0.50 1.85150 40.8
11 13.375 2.14
12 -20.387 0.50 1.77250 49.6
13 53.565 0.10
14 20.354 2.06 1.95906 17.5
15 -57.827 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17* 10.947 3.82 1.76450 49.1
18 440.738 3.86
19 27.425 0.45 2.00100 29.1
20 6.521 2.91 1.43700 95.1
21 18.605 1.01
22* 7.681 3.66 1.49700 81.5
23* -12.855 (可変)
24 -56.321 0.40 1.95375 32.3
25 7.732 (可変)
26 18.313 1.95 1.84666 23.9
27 -17.525 2.28
28 ∞ 2.00 1.51633 64.1
29 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第17面
K =-1.10884e+000 A 4= 5.19322e-005 A 6=-1.23956e-007 A 8= 1.22160e-009 A10=-1.19281e-011

第22面
K = 4.04079e-001 A 4=-5.15700e-004 A 6=-7.28653e-006 A 8= 5.30036e-010 A10=-5.65112e-009

第23面
K =-7.86419e-001 A 4= 2.38274e-005 A 6=-3.52404e-006 A 8= 9.78293e-010 A10=-1.11232e-009

各種データ
ズーム比 43.99
広角 中間 望遠
焦点距離 3.97 43.52 174.78
Fナンバー 1.65 3.00 4.90
半画角（度） 38.60 4.21 1.05
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 88.40 88.40 88.40
BF 4.10 4.10 4.10

d 7 0.60 25.19 30.59
d15 30.79 6.20 0.80
d16 6.39 1.18 0.60
d23 4.22 8.88 1.90
d25 1.98 2.53 10.09

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.83
2 8 -6.39
3 17 14.14
4 24 -7.11
5 26 10.85

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 Ｌ５ 第５レンズ群 Ｌ６ 第６レンズ群
ＳＰ 絞り又は光量調整装置 ＬＲ 後群

Claims (16)

1. 物体側より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、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群からなり、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、
   前記後群の最も像側に正の屈折力のレンズ群Ｌｐが配置され、該レンズ群Ｌｐの物体側に隣接して負の屈折力のレンズ群Ｌｎが配置され、
   ズーミングに際して前記開口絞りは不動であり、前記第２レンズ群と前記レンズ群Ｌｎは移動し、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記レンズ群Ｌｎの焦点距離をｆｎ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端における前記レンズ群Ｌｎの移動量をＭｎとするとき、
   −６．００＜ｆ２／｜Ｍ２｜＜−０．０２
   −２．００＜ｆｎ／｜Ｍｎ｜＜−０．０２
   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. 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
   ０．７＜ｆ２／ｆｎ＜２．０
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
3. 望遠端における前記レンズ群Ｌｎの横倍率をβｎＴ、望遠端における前記レンズ群Ｌｐの横倍率をβｐＴとするとき、
   −５．０＜（１−βｎＴ^２）×βｐＴ^２＜−２．０
   なる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. 前記レンズ群Ｌｎは１枚の負レンズからなり、該負レンズの材料の屈折率をｎｄｎとするとき、
   １．７＜ｎｄｎ＜２．１
   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のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記レンズ群Ｌｐは１枚の正レンズからなり、該正レンズの材料の屈折率をｎｄｐとするとき、
   １．５＜ｎｄｐ＜１．９
   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のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記後群に含まれるレンズ群の中で最も物体側に配置されたレンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   ２．５＜ｆ１／ｆ３＜６．０
   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のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記後群に含まれるレンズ群の中で最も物体側に配置されたレンズ群を第３レンズ群として、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３とするとき、
   １．２＜ｆ３／｜Ｍ３｜＜４．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記後群は、前記レンズ群Ｌｎより物体側に配置されたレンズ群を有し、該レンズ群は、ズーミングに際して移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 前記後群に含まれるレンズ群の中で最も物体側に配置されたレンズ群は、正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
13. 前記後群に含まれるレンズ群の中で最も物体側に配置されたレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
14. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
15. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群からなることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１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た像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。