JP7207854B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。

近年テレビカメラ、銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には高倍率で広角端の画角が広く、しかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。高倍率且つ広画角のズームレンズとして最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として４つ以上のレンズ群からなるポジティブリード型のズームレンズが知られている。

特許文献１には、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群、正の第５レンズ群よりなり、広角端の撮影画角が６８．６°でズーム倍率が１０３倍程度の５群ズームレンズが開示されている。

また、特許文献２には、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、負の第４レンズ群、正の第５レンズ群からなり、広角端の撮影画角が６２．９°でズーム倍率が１２０倍程度の５群ズームレンズが開示されている。

特開２０１６－１６４６２９号公報 特開２０１４－０３８２３６号公報

前述のようなズームレンズにおいて高倍率化を達成しようとすると変倍用の第２レンズ群の可動領域を長く確保する必要があり、最も物体側に配置される第１レンズ群のレンズ径が大きくなる傾向がある。また広画角化を達成しようとすると、第１レンズ群に取り込む光線入射角を広く確保する必要があり、やはり第１レンズ群のレンズ径が大きくなる傾向がある。広画角化と高倍率化を両立しながら第１レンズ群のレンズ径の増大を抑制するためには、変倍用の第２レンズ群を小型化することや、光線の入射基準となる第２レンズ群の主点位置を物体側へ押し出すことが重要になってくる。

前述のようなズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化を図りつつ広画角化を図り、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには第１レンズ群の屈折力や変倍用の第２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。これらの設定が不適切であると、高倍率で広画角でありながら小型のズームレンズを得ることが困難となる。

本発明は、例えば、広画角、高ズーム比、および小型の点で有利なズームレンズを提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングのために移動する正の屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、第３１サブレンズ群と第３２サブレンズ群とから構成され、隣り合うレンズ群の間隔および隣り合うサブレンズ群の間隔は、いずれもズーミングにおいて変化し、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端での前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記負レンズの焦点距離をｆ２１、前記負レンズの像側の曲率半径をｒ２とし、広角端での前記第２レンズ群の横倍率および望遠端での前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗおよびβ２ｔ、前記第３１サブレンズ群の焦点距離をｆ３１とし、前記第３２サブレンズ群の焦点距離をｆ３２として、
－１８．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．０
０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６
－０．９５＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５
７．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１２５.０
０．３＜ｆ３１／ｆ３２＜２．５
なる条件式を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、広画角、高ズーム比、および小型の点で有利なズームレンズを提供することができる。

数値実施例１の広角端の無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例１の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の無限遠合焦時の収差図 数値実施例２の広角端の無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例２の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の無限遠合焦時の収差図 数値実施例３の広角端の無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例３の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の無限遠合焦時の収差図 数値実施例４の広角端の無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例４の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の無限遠合焦時の収差図 数値実施例５の広角端の無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例５の広角端（ａ）、ズーム中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の無限遠合焦時の収差図 本発明の撮像装置の要部概略図 本発明のズームレンズの第２レンズ群の主点位置を示す説明図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、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の第１の態様は、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力を有する第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングのために移動する正の屈折力を有する第３レンズ群とを有する。第２レンズ群は最も物体側に負の屈折力を有する負レンズＬ２１を有する。前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記負レンズの焦点距離をｆ２１とし、前記負レンズの像面側曲率半径をｒ２とし、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとして、
－１８．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．０
０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６
－０．９５＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５
７．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１２５.０
なる条件式を満たすことを特徴とする。

また、本発明のズームレンズの第２の態様は、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第３レンズ群とを有する。前記第２レンズ群は最も物体側に負の屈折力の負レンズを有する。前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記負レンズの焦点距離をｆ２１とし、前記負レンズの像面側曲率半径をｒ２として、
－１８．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．０
０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６
－３．０＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５
なる条件式を満たすことを特徴とする。

また、本発明のズームレンズは、第３レンズ群よりも撮像面側に配置されるレンズ群中に、光路中より挿抜可能であってズームレンズ全系の焦点距離を変位させるレンズユニットを有していても良い。

図１は、本発明の実施例１（数値実施例１）のズームレンズの広角端（焦点距離８．５ｍｍ）における無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図である。

図２はそれぞれ、数値実施例１の（ａ）広角端（焦点距離８．５ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離１００ｍｍ）、（ｃ）望遠端（焦点距離１０２０ｍｍ）における無限遠物体に合焦状態の収差図である。

図３は、本発明の実施例２（数値実施例２）のズームレンズの広角端（焦点距離８．８ｍｍ）における無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図である。

図４はそれぞれ、数値実施例２の（ａ）広角端（焦点距離８．８ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離１００ｍｍ）、（ｃ）望遠端（焦点距離１０２０．８ｍｍ）における無限遠物体に合焦状態の収差図である。

図５は、本発明の実施例３（数値実施例３）のズームレンズの広角端（焦点距離９．５ｍｍ）における無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図である。

図６はそれぞれ、数値実施例３の（ａ）広角端（焦点距離９．５ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離４０ｍｍ）、（ｃ）望遠端（焦点距離４３７ｍｍ）における無限遠物体に合焦状態の収差図である。

図７は、本発明の実施例４（数値実施例４）のズームレンズの広角端（焦点距離９．３ｍｍ）における無限遠物体の合焦状態のレンズ断面図である。

図８はそれぞれ、数値実施例４の（ａ）広角端（焦点距離９．３ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離３５ｍｍ）、（ｃ）望遠端（焦点距離４４６．４ｍｍ）における無限遠の物体に合焦時の収差図である。

図９は、本発明の実施例５（数値実施例５）のズームレンズの広角端（焦点距離８．０ｍｍ）における無限遠物体の合焦状態におけるレンズ断面図である。

図１０それぞれ、数値実施例５の（ａ）広角端（焦点距離８．０ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離６２．１６ｍｍ）、（ｃ）望遠端（焦点距離８８０ｍｍ）における無限遠の物体に合焦時の収差図である。

図１１は、本発明の撮像装置の要部概略図である。
図１２は、本発明のズームレンズの第２レンズ群の主点位置を示す説明図である。

各レンズ断面図において、左方が被写体（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、Ｕ１は合焦用レンズ群を含む正の屈折力を有する第１レンズ群である。Ｕ２は変倍用レンズ群を含む負の屈折力を有する第２レンズ群であり、光軸上を像側へ移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。Ｕ３は変倍用レンズ群を含む正の屈折力を有する第３レンズ群Ｕ３であり、光軸上を移動して広角端から望遠端への変倍を行っている。第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３で変倍系を構成している。

ここで、本発明においては、原則として、ズーミングに際して間隔が変化する隣接する光学面を以てレンズ群の境界を定義する。但し、第２レンズ群Ｕ２及び第３レンズ群Ｕ３については、以下の条件を満足する場合には、２つのサブレンズ群から構成されるものとし、２つのサブレンズ群から構成される場合には、合成焦点距離でそれぞれ、負、正である。

第２レンズ群については、第１レンズ群の像側に隣接して、物体側から像側へ順に配置された、第２１サブレンズ群Ｕ２１と第２２サブレンズ群Ｕ２２の広角端位置から望遠端位置までズーミング時のズームストローク量（移動量、変位量）をそれぞれｍ２１、ｍ２２として、
０．９０＜ｍ２１／ｍ２２＜１．１２ ・・・（１）
なる条件式を満たす場合は、第２レンズ群Ｕ２は第２１サブレンズ群Ｕ２１と第２２サブレンズ群Ｕ２２とから構成されるものとして扱う。その場合には、第２レンズ群の焦点距離は、第２１サブレンズ群Ｕ２１と第２２サブレンズ群Ｕ２２の広角端での合成焦点距離とする。

更に好ましくは、条件式（１）は次のごとく設定するとより好ましい。
０．９３＜ｍ２１／ｍ２２＜１．１０ ・・・（１ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）は次のごとく設定するとより好ましい。
０．９６＜ｍ２１／ｍ２２＜１．０８ ・・・（１ｂ）

第３レンズ群については、第２レンズ群の像側に隣接して、物体側から像側へ順に配置された、第３１サブレンズ群Ｕ３１と第３２サブレンズ群Ｕ３２の広角端位置から望遠端位置までのズーミング時のズームストローク量（移動量、変位量）をそれぞれｍ３１、ｍ３２として、
０．９０＜ｍ３１／ｍ３２＜１．１２ ・・・（２）
なる条件式を満たす場合は、第３レンズ群Ｕ３は第３１サブレンズ群Ｕ３１と第３２サブレンズ群Ｕ３２とから構成されるものとして扱う。その場合には、第３レンズ群の焦点距離は、第３１サブレンズ群Ｕ３１と第３２サブレンズ群Ｕ３２の広角端での合成焦点距離とする。（２）式の関係を満たす移動群については各ズーム位置における群の収差敏感度や変倍分担が類似の傾向にある。公知の技術の中には、光軸方向と垂直に移動させて防振機能などを持たせるものもあるが、本発明では主に変倍比や広角化などの観点から、ズームレンズのパワー配置に関して（２）式による群分けを想定する。以下、第３レンズ群の諸元データについては上記のような群分けを想定して算出する。

更に好ましくは、条件式（２）は次のごとく設定するとより好ましい。
０．９３＜ｍ３１／ｍ３２＜１．１０ ・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（２ａ）は次のごとく設定するのが良い。
０．９６＜ｍ３１／ｍ３２＜１．０８ ・・・（２ｂ）

ＳＰは絞り（開口絞り）である。Ｕ４は第３レンズ群Ｕ３や絞りを経た光束を受けて撮像面上で結像させる役割を担う第４レンズ群である。ＤＵは色分解プリズムや光学フィルター等であり、同図ではガラスブロックとして示している。ＩＰは撮像面であり、ズームレンズで形成された像を受け、光電変換する固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。

各実施例のズームレンズは、第４レンズ群の一部の光学部材の光路中からの退避に伴ってズームレンズの全系の焦点距離範囲を変位（シフト）させる、光路に対して挿抜可能なレンズユニット（エクステンダー）を有している。また、第４レンズ群の一部の光学部材を光軸に沿って移動させることにより、バックフォーカス調整の役割を担う機能を有することが可能である。前述した各実施例のズームレンズではズームレンズの高倍率化を良好な光学性能のもとに達成するのに適したズームタイプをとっている。

各実施例のズームレンズは、変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２や第３レンズ群Ｕ３を有し、変倍群を複数のレンズ群の移動によって構成する所謂多群ズーム方式と呼ばれるズームタイプを用いて高倍率化や良好な光学性能を容易に達成している。

縦収差図において、球面収差はｅ線（実線）、ｇ線（２点鎖線）を示している。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（Ｍ：点線）とサジタル像面（Ｓ：実線）を示している。倍率色収差はｇ線（２点鎖線）によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影半画角を表す。縦収差図では、球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は１０％、倍率色収差は０．１０ｍｍのスケールで描かれている。なお、以下の各実施例において広角端と望遠端は、変倍用の第２レンズ群Ｕ２或いは第２レンズ群Ｕ２を構成するサブユニットのいずれかが、機構に対して光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置を指す。

本発明のズームレンズの第１態様では、第２レンズ群Ｕ２は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第２１サブレンズ群Ｕ２１、第２２サブレンズ群Ｕ２２から構成され、最も物体側に負の屈折力の負レンズＬ２１を有している。また第３レンズ群は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第３１サブレンズ群Ｕ３１と第３２サブレンズ群Ｕ３２で構成されている。

第１態様においては、第１レンズ群Ｕ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群Ｕ２の焦点距離をｆ２とし、負レンズＬ２１の焦点距離をｆ２１とし、負レンズＬ２１の像面側のレンズ曲率半径をｒ２とし、第２レンズ群Ｕ２の広角端と望遠端における横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとして、
－１８．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．０ ・・・（３）
０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６ ・・・（４）
－０．９５＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５ ・・・（５）
７．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１２５．０ ・・・（６）
なる条件式を満たすことを特徴としている。

次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。
条件式（３）～（６）は、高性能な高倍率ズームレンズの広角化とレンズ系全体の小型軽量化を両立するためのものである。第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２のパワー比（第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比）やズーム比、及び、第２レンズ群Ｕ２の適切なレンズ構成の適切な範囲を規定している。

条件式（３）は、本発明のズームレンズの第１態様を構成する第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２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、特にズームレンズの望遠端焦点距離により長い焦点距離を実現するために最適な第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２のパワー比を設定することができる。条件式（３）の上限の条件を満たさないと、第１レンズ群Ｕ１の望遠側における収差補正が困難となる、または、第２レンズ群Ｕ２の変倍に必要なパワーが不足するため、ズームレンズの高倍率化が困難となる。条件式（３）の下限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２のパワーが相対的に強くなり、第１レンズ群Ｕ１の小型軽量化と収差のズーム変動を抑制することが困難となる。

更に好ましくは、条件式（３）は次の如く設定するのが良い。
－１５．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．６ ・・・（３ａ）
更に好ましくは、条件式（３ａ）は次の如く設定するのが良い。
－１３．５＜ｆ１／ｆ２＜－５．０ ・・・（３ｂ）

ここで、第１レンズ群Ｕ１は第２レンズ群Ｕ２よりも物体側に配置され、ズーミング中に撮像面からの距離が一定である群全体を指している。本発明における第１レンズ群は、第１レンズ群の一部又は全体を合焦時に移動させる機構を備えている。上記第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１は、無限遠に合焦している状態での第１レンズ群Ｕ１の焦点距離のことである。

また、条件式（４）は、第２レンズ群Ｕ２全体の焦点距離に対する、第２レンズ群Ｕ２の最も物体側に配置された負の屈折力の負レンズＬ２１の焦点距離の比を規定している。条件式（４）を満たすことで、負レンズＬ２１に十分な負のパワーを持たせることが可能となり、第２レンズ群Ｕ２の物体側の主点位置を物体側へ効果的に押し出せるため、第１レンズ群Ｕ１の小型軽量化が容易になる。条件式（４）の上限の条件を満たさないと、負レンズＬ２１のパワーが相対的に弱くなるため、ズームレンズの広角化が困難となる。条件式（４）の下限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２のパワーが相対的に弱くなるため、高倍率化を実現するために第２レンズ群Ｕ２のズームストロークが増大して、ズームレンズの小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（４）は次の如く設定するのが良い。
０．４＜ｆ２１／ｆ２＜３．２ ・・・（４ａ）
更に好ましくは、条件式（４ａ）は次の如く設定するのが良い。
０．６＜ｆ２１／ｆ２＜２．４ ・・・（４ｂ）

また、条件式（５）は、本発明のズームレンズを構成する第２レンズ群Ｕ２の最も物体側に配置された負の屈折力の負レンズＬ２１の焦点距離と、負レンズＬ２１の像側面の曲率半径ｒ２の関係を規定している。本発明におけるレンズの曲率半径とは、通常の球面レンズであれば数値実施例に記載されている曲率半径、所謂、近軸曲率半径Ｒを採用する。本発明の数値実施例中でｒとして記載している値である。非球面が施された面であれば、光軸上のレンズ面頂点位置と広角端で絞り開放時の瞳径における円と軸上光束の交点位置とから算出する参照曲率半径Ｒとする。このように定義することで負レンズＬ２１の近軸的なパワーを適切に算出することができる。

ここで、第２レンズ群の物体側主点位置を物体側へ押し出す効果について、図１２を用いて説明する。図１２中のＵ１は第１レンズ群Ｕ１、Ｕ２は第２レンズ群Ｕ２、Ｏ１２は第２レンズ群Ｕ２の物体側主点位置、ωは撮影半画角である。ズームレンズの広角化を図ると、第１レンズ群Ｕ１の物体側のレンズ有効径が増大する傾向がある。このとき、第２レンズ群Ｕ２の物体側主点位置Ｏ１２が図１２中の実線の位置にあると、第１レンズ群Ｕ１のレンズ有効径は実線の大きさが必要となる。

そこで、第２レンズ群Ｕ２の物体側主点位置Ｏ１２を図１２中の点線の位置まで押し出すと、同じ半画角ωを確保しても第１レンズ群Ｕ１の点線のレンズ有効径で達成することができる。実際はレンズ径の縮小に伴って、レンズ厚も薄くできるため、より一層の小型軽量化の効果を発揮することができる。よって、第２レンズ群Ｕ２の物体側主点位置を物体側へ押し出すことで、ズームレンズの広角化と小型軽量化を効果的に達成することができる。

条件式（５）を満たすことで、負レンズＬ２１の形状が主点を物体側へ十分に押し出すのに有利な形状となるため、ズームレンズの広角化と小型軽量化が容易になる。条件式（５）の上限の条件を満たさないと、相対的にｒ１の曲率半径が小さくなり、保持機構などの都合上、第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２の間隔を過剰に広く確保する必要があり、ズームレンズの広角化と小型軽量化の両立が困難となる。条件式（５）の下限の条件を満たさないと、負レンズＬ２１の負の屈折力が弱くなり、ズームレンズの広角化や小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（５）は次の如く設定するのが良い。
－０．９４＜ｆ２１／ｒ２＜－０．３０ ・・・（５ａ）
更に好ましくは、条件式（５ａ）は次の如く設定するのが良い。
－０．９３＜ｆ２１／ｒ２＜－０．５０ ・・・（５ｂ）
更に好ましくは、条件式（５ｂ）は次の如く設定するのが良い。
－０．９３＜ｆ２１／ｒ２＜－０．７８ ・・・（５ｃ）

また、条件式（６）は、本発明のズームレンズが広角端から望遠端まで変倍する上で第２レンズ群Ｕ２が担う変倍分担を規定している。条件式（６）を満たすことで、ズームレンズを小型軽量化と高倍率化を効率的に実現することが可能となる。条件式（６）の上限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２が稼ぐ変倍比を達成するためのズームストロークやパワーが過剰に大きくなり、ズームレンズの小型軽量化や高性能化が困難となる。条件式（６）の下限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２が稼ぐ変倍比が少な過ぎて、ズームレンズの高倍率化や広角化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（６）は次の如く設定するのが良い。
８．５＜β２ｔ／β２ｗ＜８０．０ ・・・（６ａ）
更に好ましくは、条件式（６ａ）は次の如く設定するのが良い。
９．０＜β２ｔ／β２ｗ＜７５．０ ・・・（６ｂ）
更に好ましくは、条件式（６ｂ）は次の如く設定するのが良い。
１９．０＜β２ｔ／β２ｗ＜６５．０ ・・・（６ｃ）

更に、本発明の第１態様においては次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。
本発明の第１態様においては、上記第３２サブレンズ群Ｕ３２は正の屈折力を有し、第３２サブレンズ群Ｕ３２の焦点距離をｆ３２としたとき、
０．３＜ｆ３１／ｆ３２＜３．４ ・・・（７）
を満足することが好ましい。正の屈折力を有する第３レンズ群を正の屈折力の第３１サブレンズ群Ｕ３１と正の屈折力の第３２サブレンズ群Ｕ３２に分割することで、第３レンズ群としての合成パワーを効率的に強め、高倍率化が容易になる。条件式（７）の上限や下限の条件を満たさないと、相対的にいずれかの群のパワーが弱くなり、ズームレンズの小型軽量化や収差補正能力を十分に発揮することが困難となる。

更に好ましくは、条件式（７）は次の如く設定するのが良い。
０．３５＜ｆ３１／ｆ３２＜３．０ ・・・（７ａ）
更に好ましくは、条件式（７ａ）は次の如く設定するのが良い。
０．４＜ｆ３１／ｆ３２＜２．５ ・・・（７ｂ）
更に好ましくは、条件式（７ｂ）は次の如く設定するのが良い。
０．５＜ｆ３１／ｆ３２＜１．８ ・・・（７ｃ）

次に、本発明のズームレンズの第２態様について説明する。
本発明のズームレンズの第２態様では、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群を有する。第１レンズ群はズームに際して像面との距離が不変で、第２レンズ群、第３レンズ群はズームに際して光軸上を移動する。第２レンズ群の最も物体側には負レンズＬ２１を有する。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、前記負レンズＬ２１の焦点距離をｆ２１、前記負レンズＬ２１の像面側曲率半径をｒ２とする。このとき、
－１８．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．０ ・・・（８）
０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６ ・・・（９）
－３．０＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５ ・・・（１０）
なる条件式を満たすことを特徴としている。

本発明のズームレンズの第２態様において、第１態様との主な違いは、第３レンズ群に負の屈折力のレンズ群を配置している点や、第３レンズ群がサブユニットへの分割を予め想定するものではない点である。第３レンズ群よりも像側に配置されるレンズ群中に光路中より挿抜可能であってズームレンズ全系の焦点距離を変位させるレンズユニットを有し得る点は共通である。

条件式（８）～（１０）は、高性能な高倍率ズームレンズの広角化とレンズ系全体の小型軽量化を両立するためのものである。第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２のパワー比（第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比）やズーム比、及び、第２レンズ群Ｕ２の適切なレンズ構成の適切な範囲を規定している。

条件式（８）は、本発明のズームレンズの第２態様を構成する第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２の焦点距離の比を規定している。条件式（８）を満たすことで、特にズームレンズの望遠端焦点距離により長い焦点距離を実現するために最適な第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２のパワー比を設定することができる。条件式（８）の上限の条件を満たさないと、第１レンズ群Ｕ１の望遠側における収差補正が困難となる、または、第２レンズ群Ｕ２の変倍に必要なパワーが不足するため、ズームレンズの高倍率化が困難となる。条件式（８）の下限条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２のパワーが相対的に強くなり、第１レンズ群Ｕ１の小型軽量化と収差のズーム変動を抑制することが困難となる。

更に好ましくは、条件式（８）は次の如く設定するのが良い。
－１５．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．６ ・・・（８ａ）
更に好ましくは、条件式（８ａ）は次の如く設定するのが良い。
－１４．５＜ｆ１／ｆ２＜－４．０ ・・・（８ｂ）
更に好ましくは、条件式（８ｂ）は次の如く設定するのが良い。
－１３．５＜ｆ１／ｆ２＜－５．０ ・・・（８ｃ）

ここで、第１レンズ群Ｕ１は第２レンズ群Ｕ２よりも物体側に配置され、ズーミング中に撮像面からの距離が一定であるレンズ群全体を指している。本発明における第１レンズ群は、第１レンズ群の一部又は全体を合焦時に移動させる機構を備えている。第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１は、無限遠に合焦している状態での第１レンズ群Ｕ１の焦点距離のことである。

また、条件式（９）は、第２レンズ群Ｕ２全体の焦点距離に対する、第２レンズ群Ｕ２の最も物体側に配置された負の屈折力の負レンズＬ２１の焦点距離の比を規定している。条件式（９）を満たすことで、負レンズＬ２１に十分な負のパワーを持たせることが可能となり、第２レンズ群Ｕ２の物体側の主点位置を物体側へ効果的に押し出せるため、第１レンズ群Ｕ１の小型軽量化が容易になる。条件式（９）の上限の条件を満たさないと、負レンズＬ２１のパワーが相対的に弱くなるため、ズームレンズの広角化が困難となる。条件式（９）の下限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２のパワーが相対的に弱くなるため、高倍率化を実現するために第２レンズ群Ｕ２のズームストロークが増大して、ズームレンズの小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（９）は次の如く設定するのが良い。
０．４＜ｆ２１／ｆ２＜３．２ ・・・（９ａ）
更に好ましくは、条件式（９ａ）は次の如く設定するのが良い。
０．５＜ｆ２１／ｆ２＜２．８ ・・・（９ｂ）
更に好ましくは、条件式（９ｂ）は次の如く設定するのが良い。
０．６＜ｆ２１／ｆ２＜２．４ ・・・（９ｃ）

また、条件式（１０）は、本発明のズームレンズを構成する第２レンズ群Ｕ２の最も物体側に配置された負の屈折力の負レンズＬ２１の焦点距離と、負レンズＬ２１の像側面の曲率半径ｒ２の関係を規定している。本発明におけるレンズの曲率半径とは、通常の球面レンズであれば数値実施例に記載されている曲率半径、所謂、近軸曲率半径Ｒを採用する。本発明の数値実施例中でｒとして記載している値である。非球面が施された面であれば、光軸上のレンズ面頂点位置と広角端で絞り開放時の瞳径における円と軸上光束の交点位置とから算出する参照曲率半径Ｒとする。このように定義することで負レンズＬ２１の近軸的なパワーを適切に算出することができる。

条件式（１０）を満たすことで、負レンズＬ２１の形状が主点を物体側へ十分に押し出すのに有利な形状となるため、ズームレンズの広角化と小型軽量化が容易になる。条件式（１０）の上限の条件を満たさないと、相対的にｒ１の曲率半径が小さくなり、保持機構などの都合上、第１レンズ群Ｕ１と第２レンズ群Ｕ２の間隔を過剰に広く確保する必要があり、ズームレンズの広角化と小型軽量化の両立が困難となる。条件式（１０）の下限の条件を満たさないと、負レンズＬ２１の負の屈折力が弱くなり、ズームレンズの広角化や小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１０）は次の如く設定するのが良い。
－２．５＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５ ・・・（１０ａ）
更に好ましくは、条件式（１０ａ）は次の如く設定するのが良い。
－２．０＜ｆ２１／ｒ２＜－０．３０ ・・・（１０ｂ）
更に好ましくは、条件式（１０ｂ）は次の如く設定するのが良い。
－０．９４＜ｆ２１／ｒ２＜－０．５０ ・・・（１０ｃ）
更に好ましくは、条件式（１０ｃ）は次の如く設定するのが良い。
－０．９３＜ｆ２１／ｒ２＜－０．７８ ・・・（１０ｄ）

更に、本発明の第２態様においては次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。
本発明のズームレンズの第２レンズ群Ｕ２の広角端と望遠端における横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとするとき、
７．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１２５．０ ・・・（１１）
なる条件を満足することが好ましい。条件式（１１）は、本発明のズームレンズが広角端から望遠端まで変倍する上で第２レンズ群Ｕ２が担う変倍分担を規定している。条件式（１１）を満たすことで、ズームレンズを小型軽量化と高倍率化を効率的に実現することが可能となる。条件式（１１）の上限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２が稼ぐ変倍比を達成するためのズームストロークやパワーが過剰に大きくなり、ズームレンズの小型軽量化や高性能化が困難となる。条件式（１１）の下限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２が稼ぐ変倍比が少な過ぎて、ズームレンズの高倍率化や広角化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１１）は次の如く設定するのが良い。
７．５＜β２ｔ／β２ｗ＜１００．０ ・・・（１１ａ）
更に好ましくは、条件式（１１ａ）は次の如く設定するのが良い。
８．５＜β２ｔ／β２ｗ＜８０．０ ・・・（１１ｂ）
更に好ましくは、条件式（１１ｂ）は次の如く設定するのが良い。
９．０＜β２ｔ／β２ｗ＜７５．０ ・・・（１１ｃ）
更に好ましくは、条件式（１１ｃ）は次の如く設定するのが良い。
１９．０＜β２ｔ／β２ｗ＜６５．０ ・・・（１１ｄ）

更に、本発明において第１態様と第２態様においては次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。

負レンズＬ２１の物体側のレンズ面の曲率半径をｒ１、像側のレンズ面の曲率半径をｒ２とする。第２１レンズを構成する材料の屈折率をＮ２１、アッベ数をν２１、第２レンズ群Ｕ２に含まれる正の屈折力の第２ｐレンズを形成する材料の屈折率をＮ２ｐ、アッベ数をν２ｐとする。このとき、
０．４＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１－ｒ２）＜０．９７ ・・・（１３）
１．７５＜Ｎ２１＜２．３０ ・・・（１４）
１８＜ν２１＜５０ ・・・（１５）
１．７＜Ｎ２ｐ＜２．１ ・・・（１６）
１６＜ν２ｐ＜３０ ・・・（１７）
なる条件式を満たすことである。

条件式（１３）～（１５）は、ズームレンズのより広角化とより高倍率化、小型軽量化を良好な光学性能のもとに達成するために最適な負レンズＬ２１の形状や材料の特性を規定している。

条件式（１３）は、本発明のズームレンズを構成する第２レンズ群Ｕ２の主点を押し出す上で理想的な第２１レンズの構成を規定している。条件式（１３）を満たすことで、第２１レンズに適切な屈折力を与えることが容易となり、ズームレンズの広角化と高倍率化を良好な光学性能のもとで両立させ、更に小型軽量化も効率的に実現することができる。条件式（１３）の上限の条件を満たさないと、第２１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径が正で小さな値をもつようになるため、第２１レンズに適切な屈折力を与えることが困難となり、ズームレンズの広角化と小型軽量化が困難となる。条件式（１３）の下限の条件を満たさないと、第２１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径が負で小さな値をもつようになり、レンズの外径部で第１レンズ群Ｕ１との干渉を避けるために必要な空気間隔が増すため、ズームレンズの小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１３）は次の如く設定するのが良い。
０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１－ｒ２）＜０．９４ ・・・（１３ａ）
更に好ましくは、条件式（１３ａ）は次の如く設定するのが良い。
０．６＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１－ｒ２）＜０．９２ ・・・（１３ｂ）
更に好ましくは、条件式（１３ｂ）は次の如く設定するのが良い。
０．６５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１－ｒ２）＜０．８８ ・・・（１３ｃ）

また、条件式（１４）、（１５）は、負レンズＬ２１を形成する材料の屈折率とアッベ数を規定している。条件式（１４）を満たすことで、負レンズＬ２１に適切な屈折力と形状、色収差の補正能力を持たせることが可能となるため、ズームレンズの広角化と高倍率化、小型軽量化を良好な光学性能のもとで実現できる。条件式（１４）の上限の条件を満たさないと、第２レンズ群Ｕ２内の色消しを効果的に成立させる材料が入手困難となるため、ズームレンズを高倍率化したときの色収差補正が困難となる。条件式（１４）の下限の条件を満たさないと、負レンズＬ２１に適切な屈折力を確保することが困難となり、ズームレンズの広角化と小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１４）は次の如く設定するのが良い。
０．８＜Ｎ２１＜２．２ ・・・（１４ａ）
更に好ましくは、条件式（１４ａ）は次の如く設定するのが良い。
１．８５＜Ｎ２１＜２．１５ ・・・（１４ｂ）

条件式（１５）の上限の条件を満たさないと、負レンズＬ２１に適切な屈折力を持たせることが困難となり、第２レンズ群Ｕ２の主点を物体側へ押し出すことが困難となる。逆に、条件式（１５）の下限の条件を満たさないと、色収差補正のためレンズ面の曲率が強くなり、小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１５）は次の如く設定するのが良い。
２１＜ν２１＜４５ ・・・（１５ａ）
更に好ましくは、条件式（１５ａ）は次の如く設定するのが良い。
２３＜ν２１＜４３ ・・・（１５ｂ）

条件式（１６）、（１７）は、ズームレンズのより広角化とより高倍率化、小型軽量化を良好な光学性能のもとに達成するために最適な、第２レンズ群Ｕ２に含む正の屈折力を有する第２ｐレンズの材料に関する。なお、第２レンズ群Ｕ２中に正の屈折力を有するレンズが複数存在する場合は、そのどちらか一方、またはその両方を第２ｐレンズの対象として扱う。

条件式（１６）、（１７）は、本発明のズームレンズを構成する第２レンズ群Ｕ２において、第２ｐレンズを形成する材料の屈折率とアッベ数を規定している。条件式（１６）、（１７）を満たすことで、第２ｐレンズの屈折力と形状、色収差の補正能力が適切に設定できるため、広角化と高倍率化の両立と、小型軽量化を効率的に実現することができる。

条件式（１６）の上限の条件を満たさないと、第２ｐレンズの屈折力が強まり、第２レンズ群Ｕ２の負の屈折力を適切に保つために負レンズも屈折力が強まるためレンズ面の曲率がきつくなり、レンズの小型化が困難となる。条件式（１６）の下限の条件を満たさないと、第２ｐレンズに適切な屈折力を持たせることと、適切な色補正の能力を持たせることの両立が困難となり、レンズの高倍率化や小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１６）は次の如く設定するのが良い。
１．７５＜Ｎ２ｐ＜２．００ ・・・（１６ａ）
更に好ましくは、条件式（１６ａ）は次の如く設定するのが良い。
１．７７＜Ｎ２ｐ＜１．９８ ・・・（１６ｂ）

条件式（１７）の上限の条件を満たさないと、第２ｐレンズに十分な色補正の能力を持たせることが困難となり、広角化や小型軽量化が困難となる。条件式（１７）の下限の条件を満たさないと、色消しを稼ぐためレンズ面の曲率が強くなり、小型軽量化が困難となる。

更に好ましくは、条件式（１７）は次の如く設定するのが良い。
１６．５＜ν２ｐ＜２７ ・・・（１７ａ）
更に好ましくは、条件式（１７ａ）は次の如く設定するのが良い。
１７＜ν２ｐ＜２５ ・・・（１７ｂ）

本発明の撮像装置では、各実施例のズームレンズと、ズームレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有している。

このとき、ズームレンズの広角端の撮影半画角をωｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
１８＜ｆｔ／ｆｗ＜１５０ ・・・（１８）
５７．８＜２ωｗ＜７２．６ ・・・（１９）
なる条件式を満たすのがよい。

条件式（１８）、（１９）は、本発明によって得られる効果を発揮するのに適したズームレンズの倍率と広角端の撮影画角の範囲を規定している。これらの条件式（１８）、（１９）を外れる場合は、所望の仕様を達成する上でのズームレンズのレンズ構成やパワー配置が適切に選択されていない場合が考えられる。

更に好ましくは、条件式（１８）は次の如く設定するのが良い。
２１＜ｆｔ／ｆｗ＜１４０ ・・・（１８ａ）
更に好ましくは、条件式（１８ａ）は次の如く設定するのが良い。
２９＜ｆｔ／ｆｗ＜１３５ ・・・（１８ｂ）

更に好ましくは、条件式（１９）は次の如く設定するのが良い。
６１．３＜２ωｗ＜７１．１ ・・・（１９ａ）
更に好ましくは、条件式（１９ａ）は次の如く設定するのが良い。
６１．７＜２ωｗ＜７０．８ ・・・（１９ｂ）

更に、本発明の撮像装置は、各実施例のズームレンズとズームレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを特徴とする。

以下に本発明のズームレンズの具体的な構成について、実施例１～５に対応する数値実施例１～５のレンズ構成の特徴により説明する。

図１は本発明の実施例１（数値実施例１）であるズームレンズにおける（ａ）広角端（８．５ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離１００ｍｍ）、（ｃ）望遠端（１０２０ｍｍ）のレンズ断面図である。図２は実施例１のズームレンズにおける（ａ）広角端（８．５ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離１００ｍｍ）、（ｃ）望遠端（１０２０ｍｍ）の縦収差図を示している。いずれも無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図や収差図である。また、焦点距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の数値実施例においても、全て同じである。

図１において、実施例１のズームレンズは物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、物体側から像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、像側から物体側へ移動する変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。第３レンズ群は、正の屈折力の第３１サブレンズ群Ｕ３１と正の屈折力の第３２サブレンズ群Ｕ３２で構成されている。実施例１では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３で変倍系を構成している。さらに、結像作用をする正の第４レンズ群Ｕ４を有している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間に配置されている。ＩＰは像面であり、放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、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、ズームレンズで形成された像を受光し、光電変換する固体撮像素子（光電変換素子）等の撮像面に相当している。フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際には、ズームレンズで形成された像が感光するフィルム面に相当する。

縦収差図において、球面収差における直線と二点鎖線は各々ｅ線、ｇ線である。非点収差における点線と実線は各々メリディオナル像面、サジタル像面であり、倍率色収差における二点鎖線はｇ線である。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。縦収差図では、球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は１０％、倍率色収差は０．１ｍｍのスケールで描かれている。なお、以下の各実施例において広角端と望遠端は、変倍用の第２レンズ群Ｕ２が機構に対して光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置を指す。

次に、数値実施例の面データとの対応について説明する。第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１２面に対応する。第１面から第６面は合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１であり、第７面から第１２面は無限遠側から至近側への合焦時に像側から物体側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２である。第１２レンズ群Ｕ１２はその一部が合焦駆動の軌跡を異とすることで、合焦駆動中の収差変動を改善することができる所謂フローティングフォーカス形式を採用しても良い。第２レンズ群Ｕ２は、第１３面から第１９面に対応する。実施例１における負レンズＬ２１は、第１３～１４面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は、第２０面から第３０面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は、第２０面から第２５面からなる第３１サブレンズ群Ｕ３１と、第２６面から第３０面からなる第３２サブレンズ群Ｕ３２からなる。開口絞りは第３１面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第３２面から第５３面に対応する。第５４面から第５６面は色分解光学系光などに相当するダミーガラスである。

第２レンズ群Ｕ２はガラス材より成る４つのレンズで構成されている。第２レンズ群Ｕ２は、物体側から像側へ順に、両凹形状の負の屈折力の負レンズＬ２１と、両凹形状の負の屈折力の第２２レンズＬ２２と両凸形状の正の屈折力の第２３レンズＬ２３とを接合した接合レンズと、像側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力の第２４レンズＬ２４で構成されている。負レンズＬ２１の物体側のレンズ面は凹面で、レンズの物体側主点を物体側へ押し出すことで小型軽量化に有利な形状となっている。また、負レンズＬ２１の物体側のレンズ面は非球面を採用しており、広角化によって増大しやすい歪曲や像面などの収差を抑制している。また、本実施例では、負の屈折力の第２２レンズＬ２２と正の屈折力の第２３レンズＬ２３を接合しているが、第２レンズ群Ｕ２として適切な屈折力や色収差補正能力を有していれば、接合でなく分離していてもよい。実施例１の第２レンズ群Ｕ２はズーミング中に軌跡の異なるサブユニットには分離していない形態であるが、ズーム中間の収差変動などを補正するために、第２レンズ群を上述の（２）式を満足する第２１サブレンズ群Ｕ２１と第２２サブレンズ群Ｕ２２から構成するようにして、僅かに軌跡を変えて移動する２つのサブレンズ群から構成されるようにしても構わない。これらは本発明においてレンズ形状や構成としての変形及び変更の想定内であり、以下全ての実施例においても同様である。

上記実施例１に対応する数値実施例１について説明する。数値実施例１に限らず全数値実施例において、ｉは物体側からの面（光学面）の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（光軸上）を示している。また、ｎｄｉ、νｄｉ、θｇＦｉは、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の媒質（光学部材）の屈折率、アッベ数、部分分散比を、ＢＦは空気換算のバックフォーカスを表している。焦点距離は波長e線における各レンズの焦点距離を表している。焦点距離の欄に0.000と記載のある面は所謂ノンパワーであることを示している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ３～Ａ１６をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「ｅ－Ｚ」は「×１０^－Ｚ」を意味する。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（３）～（７）及び（１３）～（１９）式を適宜満足しており、特に第２レンズ群のレンズ構成や屈折力、硝材を適切に設定することで、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有したズームレンズを達成している。しかしながら、本発明のズームレンズは、（３）～（６）式を満足することは必須であるが、（７）及び（１３）～（１９）式については満足していなくても構わない。但し、（７）及び（１３）～（１９）式について少なくとも１つでも満足していれば更に良い効果を奏することができる。これは実施例２についても同様である。

図１１は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の概略図である。図１１において１０１は実施例１～５のいずれかのズームレンズである。２０１はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ２０１に対して着脱可能となっている。３０１はカメラ２０１にズームレンズ１０１を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部Ｖ、結像用の後群Ｒを有している。第１レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部Ｖは変倍のために光軸上を移動する第２レンズ群や第３レンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。１０２、１０３は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部Ｖを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。１０５、１０６、１０７は駆動機構１０２、１０３及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１０９、１１０、１１１は、第１レンズ群Ｆや変倍部Ｖの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ２０１において、２０２はカメラ２０１内の光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、２０３はズームレンズ１０１によって形成された被写体像を受ける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。また、２０４、１１３はカメラ２０１及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。

このように、本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

図３は本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズにおける（ａ）広角端（８．８ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離１００ｍｍ）、（ｃ）望遠端（１０２０．８ｍｍ）のレンズ断面図である。図４は、実施例２のズームレンズにおける（ａ）広角端（８．８ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離１００ｍｍ）、（ｃ）望遠端（１０２０．８ｍｍ）の縦収差図を示している。いずれも無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図や収差図である。

図３において、実施例２のズームレンズは物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、物体側から像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。第２レンズ群Ｕ２は、負の屈折力の第２１サブレンズ群Ｕ２１と負の屈折力の第２２サブレンズ群Ｕ２２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。第３レンズ群Ｕ３は、正の屈折力の第３１サブレンズ群Ｕ３１と正の屈折力の第３２サブレンズ群Ｕ３２を有している。実施例２では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３で変倍系を構成している。さらに、結像作用をする正の第４レンズ群Ｕ４を有している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間に配置されている。

次に、数値実施例の面データとの対応について説明する。第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１４面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、第１面から第６面からなる合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１と、第７面から第１２面からなる無限遠側から至近側への合焦時に像側から物体側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２と、第１３面から第１４面からなる無限遠側から至近側への合焦時に像側から物体側へ移動する正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３からなる。第２レンズ群Ｕ２は、第１５面から第２１面に対応する。第２レンズ群Ｕ２は、第１５面から第１６面の第２１サブレンズ群Ｕ２１と、第１７面から第２１面の第２２サブレンズ群Ｕ２２からなる。実施例２における第２１レンズＬ２１は第１５～１６面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は、第２２面から第３２面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は、第２２面から第２３面からなる第３１サブレンズ群Ｕ３１と、第２４面から第３２面からなる第３２サブレンズ群Ｕ３２からなる。開口絞りは第３３面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第３４面から第５５面に対応する。第５６面から第５８面は色分解光学系光などに相当するダミーガラスである。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（３）～（７）及び（１３）～（１９）式を適宜満足しており、特に第２レンズ群のレンズ構成や屈折力、硝材を適切に設定することで、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有したズームレンズを達成している。

図５は本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズにおける（ａ）広角端（９．５ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離４０ｍｍ）、（ｃ）望遠端（４３７ｍｍ）のレンズ断面図である。図６は実施例３のズームレンズにおける（ａ）広角端（９．５ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離４０ｍｍ）、（ｃ）望遠端（４３７ｍｍ）の縦収差図を示している。いずれも無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図や収差図である。

図５において、実施例３のズームレンズは物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、物体側から像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。第２レンズ群Ｕ２１は、負の屈折力の第２１サブレンズ群Ｕ２１と正の屈折力の第２２サブレンズ群Ｕ２２を有している。更に、変倍に際して光軸上を非線形的に移動する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。実施例３では、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３で変倍系を構成している。さらに、結像作用をする正の第４レンズ群Ｕ４を有している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間に配置されている。

次に、数値実施例の面データとの対応について説明する。第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１０面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、第１面から第４面からなる合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１と、第５面から第１０面からなる無限遠側から至近側への合焦時に像側から物体側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２とからなる。第２レンズ群Ｕ２は、第１１面から第１９面に対応する。第２レンズ群Ｕ２は、第１１面から第１５面からなる第２１サブレンズ群Ｕ２１と、第１６面から第１９面からなる第２２サブレンズ群Ｕ２２からなる。実施例３における第２１レンズＬ２１は第１１面から１２面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は、第２０面から第２２面に対応する。開口絞りは第２３面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第２４面から第４４面に対応する。第４５面から第４７面は色分解光学系光などに相当するダミーガラスである。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（８）～（１１）及び（１３）～（１９）式を満足しており、特に第２レンズ群のレンズ構成や屈折力、硝材を適切に設定することで、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有したズームレンズを達成している。しかしながら、本発明のズームレンズは、（８）～（１０）式を満足することは必須であるが、（１１）及び（１３）～（１９）式については満足していなくても構わない。但し、（１１）及び（１３）～（１９）式について少なくとも１つでも満足していれば更に良い効果を奏することができる。これは実施例４についても同様である。

図７は本発明の実施例４（数値実施例４）であるズームレンズにおける（ａ）広角端（９．３ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離３５ｍｍ）、（ｃ）望遠端（４４６．４ｍｍ）のレンズ断面図である。図８は実施例４のズームレンズにおける（ａ）広角端（９．３ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離３５ｍｍ）、（ｃ）望遠端（４４６．４ｍｍ）の縦収差図を示している。いずれも無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図や収差図である。

図７において、実施例４のズームレンズは物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、物体側から像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。第２レンズ群Ｕ２１は、負の屈折力の第２１サブレンズ群Ｕ２１と負の屈折力の第２２サブレンズ群Ｕ２２を有している。更に、変倍に際して光軸上を非線形的に移動する負の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。更に、変倍に際して光軸上を非線形的に移動する正の屈折力の第４レンズ群Ｕ４を有している。実施例４では、第２レンズ群Ｕ２と第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４で変倍系を構成している。さらに、結像作用をする正の第５レンズ群Ｕ５を有している。ＳＰは開口絞りであり、第４レンズ群Ｕ４と第５レンズ群Ｕ５の間に配置されている。

次に、数値実施例の面データとの対応について説明する。第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１０面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、第１面から第４面からなる合焦時に移動しない正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１と、第５面から第１０面からなる無限遠側から至近側への合焦時に像側から物体側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２とからなる。第２レンズ群Ｕ２は、第１１面から第１８面に対応する。第２レンズ群Ｕ２は、第１１面から第１６面からなる第２１サブレンズ群Ｕ２１と、第１７面から第１８面からなる第２２サブレンズ群Ｕ２２からなる。実施例４における負レンズＬ２１は第１１面から１２面に対応し、両面に非球面形状が施してある。第３レンズ群Ｕ３は、第１９面から第２１面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第２２面から第２５面に対応する。開口絞りは第２６面に対応する。第５レンズ群Ｕ５は、第２７面から第４２面に対応する。第４３面から第４５面は色分解光学系光などに相当するダミーガラスである。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（８）～（１１）及び（１３）～（１９）式を満足しており、特に第２レンズ群のレンズ構成や屈折力、硝材を適切に設定することで、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有したズームレンズを達成している。

図９は本発明の実施例５（数値実施例５）であるズームレンズにおける（ａ）広角端（８．０ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離６１．９ｍｍ）、（ｃ）望遠端（８８０．０ｍｍ）のレンズ断面図である。図１０は、実施例５のズームレンズにおける（ａ）広角端（８．０ｍｍ）、（ｂ）ズーム中間（焦点距離６１．９ｍｍ）、（ｃ）望遠端（８８０．０ｍｍ）の縦収差図を示している。いずれも無限遠物体に合焦状態のレンズ断面図や収差図である。

図９において、実施例５のズームレンズは物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第１レンズ群Ｕ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、物体側から像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｕ２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して移動する正の屈折力の第３レンズ群Ｕ３を有している。第３レンズ群Ｕ３は、正の屈折力の第３１サブレンズ群Ｕ３１と正の屈折力の第３２サブレンズ群Ｕ３２を有している。実施例５では、第２レンズ群Ｕ２、第３レンズ群Ｕ３で変倍系を構成している。さらに、結像作用をする正の第４レンズ群Ｕ４を有している。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｕ３と第４レンズ群Ｕ４の間に配置されている。

次に、数値実施例の面データとの対応について説明する。第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１２面に対応する。第１レンズ群Ｕ１は、第１面から第６面からなる合焦時に移動しない負の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１と、第７面から第１２面からなる無限遠側から至近側への合焦時に像側から物体側へ移動する正の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２からなる。第２レンズ群Ｕ２は、第１３面から第２２面に対応する。実施例５における負レンズＬ２１は第１５～１６面に対応し、物体側面ｒ１に非球面を有する。第３レンズ群Ｕ３は、第２２面から第３１面に対応する。第３レンズ群Ｕ３は、第２３面から第２４面からなる第３１サブレンズ群Ｕ３１と、第２５面から第３１面からなる第３２サブレンズ群Ｕ３２からなる。開口絞りは第３２面に対応する。第４レンズ群Ｕ４は、第３３面から第５５面に対応する。第５６面から第５８面は色分解光学系光などに相当するダミーガラスである。

本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（３）～（７）及び（１３）～（１９）式を適宜満足しており、特に第２レンズ群のレンズ構成や屈折力、硝材を適切に設定することで、広画角、高ズーム比、小型軽量で全ズーム範囲に渡り高い光学性能を有したズームレンズを達成している。

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。

＜数値実施例１＞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θgF 焦点距離
1 -2942.18811 6.00000 1.834810 42.74 0.5648 -358.417
2 335.45859 1.80000
3 335.06633 23.70767 1.433870 95.10 0.5373 588.078
4 -1057.92901 0.20000
5 525.29863 14.68252 1.433870 95.10 0.5373 995.955
6 -2449.90453 25.25075
7 377.04224 20.53079 1.433870 95.10 0.5373 681.715
8 -1365.49684 0.25000
9 306.95406 16.15620 1.433870 95.10 0.5373 856.440
10 1716.23164 1.49946
11 188.24393 16.19337 1.438750 94.66 0.5340 776.951
12 408.07756 (可変)
13 -532.82374 2.20000 2.003300 28.27 0.5980 -35.106
14 38.13165 11.72245
15 -44.54614 1.45000 1.743198 49.34 0.5531 -36.767
16 72.56546 9.77415 1.892860 20.36 0.6393 32.645
17 -46.48441 1.62858
18 -41.75805 2.00000 1.882997 40.76 0.5667 -65.283
19 -152.60813 (可変)
20 152.33559 11.49260 1.729157 54.68 0.5444 133.769
21 -265.71450 6.61910
22 139.88768 13.50202 1.438750 94.66 0.5340 205.022
23 -246.30392 0.49825
24 264.09410 2.60000 1.854780 24.80 0.6122 -179.267
25 97.10593 (可変)
26 86.50601 15.38886 1.496999 81.54 0.5375 129.181
27 -236.96933 0.50000
28 415.87662 2.50000 1.805181 25.42 0.6161 -258.974
29 139.36202 7.84908 1.603112 60.64 0.5415 195.306
30 -764.20052 (可変)
31 (絞り) 5.45833
32 -100.58829 1.40000 1.882997 40.76 0.5667 -37.583
33 50.28488 1.36347
34 40.81657 3.59528 1.922860 18.90 0.6495 73.660
35 96.04198 4.18687
36 -79.86582 1.70000 1.804000 46.53 0.5577 -334.481
37 -114.43939 7.69473
38 447.23261 1.50000 1.804000 46.53 0.5577 -48.910
39 36.26082 4.29014 1.846660 23.87 0.6205 54.487
40 154.67305 4.70815
41 -40.89612 1.50000 1.891900 37.13 0.5780 -32.225
42 100.53116 8.12196 1.516330 64.14 0.5353 45.339
43 -29.81855 12.96157
44 95.10916 5.83122 1.517417 52.43 0.5564 75.782
45 -65.82347 1.39999
46 -142.70016 1.50000 1.882997 40.76 0.5667 -33.622
47 37.95063 7.64407 1.487490 70.23 0.5300 54.962
48 -86.09780 0.20000
49 111.79843 7.62511 1.517417 52.43 0.5564 52.636
50 -35.37773 1.50000 1.882997 40.76 0.5667 -59.834
51 -107.94732 0.20000
52 90.09429 7.67048 1.539956 59.46 0.5441 63.279
53 -53.74072 10.00000
54 ∞ 33.00000 1.608590 46.44 0.5664 0.0000
55 ∞ 13.20000 1.516330 64.15 0.5352 0.0000
56 ∞ 13.30000
像面 ∞

非球面データ
第13面
K = 1.99852e+000 A 4= 1.15677e-006 A 6=-2.75064e-008 A 8=-3.06848e-010
A10= 9.10515e-013 A12= 3.28486e-015 A14= 1.35261e-018 A16= 5.54400e-022
A 3= 2.74335e-007 A 5= 9.95673e-008 A 7= 4.02226e-009 A 9= 6.12079e-012
A11=-8.52506e-014 A13=-6.85632e-017 A15=-3.84859e-020

第21面
K = 1.21093e+001 A 4= 2.82183e-007 A 6=-5.59441e-011 A 8=-2.00796e-014
A10= 9.78964e-017 A12=-6.30815e-020 A14= 1.70834e-023 A16=-4.73901e-027
A 3=-2.90901e-008 A 5= 1.58196e-009 A 7= 1.10620e-012 A 9=-1.50730e-015
A11= 5.86871e-020 A13= 1.04584e-022 A15= 1.44467e-025

第30面
K =-2.23400e+002 A 4= 2.77687e-007 A 6= 4.69555e-010 A 8= 1.39733e-013
A10=-2.98156e-016 A12= 4.58582e-019 A14=-2.25443e-022 A16= 5.80568e-026
A 3= 1.70768e-007 A 5=-5.73181e-009 A 7=-1.36230e-011 A 9= 7.92918e-015
A11=-8.14405e-018 A13= 2.06016e-021 A15=-8.57551e-025

各種データ
ズーム比 120.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.50 100.00 1020.00
Fナンバー 1.75 1.75 5.30
画角 32.91 3.15 0.31
レンズ全長 677.55 677.55 677.55

d12 3.47 154.53 194.08
d19 289.33 96.93 2.00
d25 4.21 10.31 4.50
d30 2.99 38.24 99.42

入射瞳位置 133.62 1087.74 14063.25
射出瞳位置 166.67 166.67 166.67
前側主点位置 142.60 1252.93 21866.59
後側主点位置 4.80 -86.70 -1006.70

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 1 251.50 126.27 72.69 -19.27
2 13 -24.07 28.78 3.62 -16.98
3 20 71.71 65.16 17.97 -32.27
(31 20 134.62 34.71 -5.03 -27.55)
(32 26 112.37 26.24 4.27 -13.07)
4 31 42.11 148.25 58.68 17.53

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -358.42
2 3 588.08
3 5 995.95
4 7 681.71
5 9 856.44
6 11 776.95
7 13 -35.11
8 15 -36.77
9 16 32.64
10 18 -65.28
11 20 133.77
12 22 205.02
13 24 -179.27
14 26 129.18
15 28 -258.97
16 29 195.31
17 32 -37.58
18 34 73.66
19 36 -334.48
20 38 -48.91
21 39 54.49
22 41 -32.23
23 42 45.34
24 44 75.78
25 46 -33.62
26 47 54.96
27 49 52.64
28 50 -59.83
29 52 63.28
30 54 0.00
31 55 0.00

＜数値実施例２＞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θgF 焦点距離
1 -1061.37564 6.00000 1.788001 47.37 0.5559 -390.733
2 437.88370 2.00000
3 446.06598 23.92188 1.433870 95.10 0.5373 601.511
4 -622.49493 0.19890
5 915.30360 6.00000 1.850259 32.27 0.5929 -2140.254
6 608.63429 1.00000
7 471.99209 19.57807 1.433870 95.10 0.5373 710.692
8 -884.56718 24.97986
9 404.12448 19.24764 1.433870 95.10 0.5373 735.565
10 -1513.72254 0.25000
11 295.70647 15.37006 1.433870 95.10 0.5373 912.821
12 1140.36416 1.49921
13 176.82815 17.53882 1.438750 94.66 0.5340 708.678
14 396.25334 (可変)
15 -265.90829 2.20000 2.003300 28.27 0.5980 -34.459
16 40.28905 (可変)
17 -48.69408 1.45000 1.743198 49.34 0.5531 -37.052
18 64.90157 10.15625 1.892860 20.36 0.6393 31.409
19 -46.65078 0.94977
20 -43.70695 2.00000 1.882997 40.76 0.5667 -60.575
21 -238.00409 (可変)
22 245.70301 9.91935 1.729157 54.68 0.5444 166.130
23 -236.88071 (可変)
24 103.55182 17.39977 1.438750 94.66 0.5340 156.020
25 -193.03075 1.05104
26 252.55381 2.60000 1.854780 24.80 0.6122 -196.136
27 100.85362 1.00000
28 95.22728 13.03743 1.496999 81.54 0.5375 158.218
29 -438.07745 2.50000 1.854780 24.80 0.6122 -276.124
30 523.78139 0.20000
31 180.13422 8.54326 1.603112 60.64 0.5415 187.177
32 -300.14000 (可変)
33 (絞り) 5.52545
34 -107.41243 1.40000 1.882997 40.76 0.5667 -42.397
35 58.33624 0.49984
36 40.86521 3.81080 1.922860 18.90 0.6495 78.513
37 88.11073 5.44329
38 -54.21473 1.70000 1.804000 46.53 0.5577 -226.438
39 -78.11945 7.02652
40 93.33051 1.50000 1.804000 46.53 0.5577 -72.878
41 35.84895 4.89868 1.846660 23.87 0.6205 73.045
42 78.85313 5.49000
43 -54.59995 1.50000 1.891900 37.13 0.5780 -35.855
44 79.40629 8.36701 1.516330 64.14 0.5353 44.402
45 -31.23562 11.32613
46 336.41962 3.58796 1.517417 52.43 0.5564 499.848
47 -1136.62512 2.00000
48 5113.58495 1.50000 1.882997 40.76 0.5667 -40.183
49 35.43620 10.23202 1.487490 70.23 0.5300 53.262
50 -89.05834 0.20000
51 81.01290 7.80550 1.517417 52.43 0.5564 50.353
52 -37.38744 1.50000 1.882997 40.76 0.5667 -65.032
53 -108.00852 0.20000
54 98.80813 6.54950 1.539956 59.46 0.5441 63.248
55 -51.28636 10.00000
56 ∞ 33.00000 1.608590 46.44 0.5664 0.0000
57 ∞ 13.20000 1.516330 64.15 0.5352 0.0000
58 ∞ 13.29000
像面 ∞

非球面データ
第15面
K =-2.00000e+000 A 4= 1.26593e-006 A 6=-2.67796e-008 A 8=-3.03007e-010
A10= 8.75925e-013 A12= 3.31947e-015 A14= 1.36796e-018 A16= 5.79644e-022
A 3=-4.12865e-007 A 5= 8.74667e-008 A 7= 3.94668e-009 A 9= 6.37487e-012
A11=-8.43915e-014 A13=-7.03012e-017 A15=-3.91084e-020

第23面
K = 1.60380e+001 A 4= 1.88802e-007 A 6=-4.95211e-011 A 8=-1.59588e-014
A10= 9.82595e-017 A12=-1.39189e-019 A14= 1.45831e-023 A16=-3.70179e-027
A 3= 1.48240e-008 A 5= 2.30878e-009 A 7= 1.81659e-012 A 9=-2.39785e-015
A11= 2.10561e-018 A13= 1.20846e-021 A15= 3.43940e-026

第31面
K =-3.11813e+000 A 4=-3.88068e-007 A 6=-1.19018e-010 A 8=-4.23032e-013
A10=-3.17181e-016 A12=-2.58822e-019 A14= 2.86962e-022 A16=-3.93678e-026
A 3= 3.18532e-007 A 5= 5.35389e-009 A 7= 1.56885e-012 A 9= 1.95280e-014
A11= 9.95417e-018 A13=-7.08697e-021 A15=-3.08479e-025

各種データ
ズーム比 116.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.80 100.00 1020.80
Fナンバー 1.75 1.75 5.30
画角 32.01 3.15 0.31
レンズ全長 681.25 681.25 681.25

d14 3.87 150.98 188.46
d16 10.21 10.05 10.03
d21 284.02 100.73 2.00
d23 8.00 9.60 8.27
d32 2.99 37.74 100.33

入射瞳位置 140.13 1085.30 13261.31
射出瞳位置 182.18 182.18 182.18
前側主点位置 149.39 1244.51 20452.20
後側主点位置 4.49 -86.71 -1007.49

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 1 245.00 137.58 78.95 -19.22
2 15 -24.16 26.97 3.15 -15.70
(21 15 -34.46 2.20 0.95 -0.14)
(22 17 -102.90 14.56 -0.95 -9.11)
3 22 73.07 64.25 18.46 -30.29
(31 22 166.13 9.92 2.94 -2.84)
(32 24 111.79 46.33 12.91 -19.84)
4 33 45.45 148.26 62.69 16.84

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -390.73
2 3 601.51
3 5 -2140.25
4 7 710.69
5 9 735.57
6 11 912.82
7 13 708.68
8 15 -34.46
9 17 -37.05
10 18 31.41
11 20 -60.57
12 22 166.13
13 24 156.02
14 26 -196.14
15 28 158.22
16 29 -276.12
17 31 187.18
18 34 -42.40
19 36 78.51
20 38 -226.44
21 40 -72.88
22 41 73.04
23 43 -35.85
24 44 44.40
25 46 499.85
26 48 -40.18
27 49 53.26
28 51 50.35
29 52 -65.03
30 54 63.25
31 56 0.00
32 57 0.00

＜数値実施例３＞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θgF 焦点距離
1 370.02646 3.00000 1.834807 42.73 0.5648 -245.460
2 131.86151 1.50000
3 133.46339 16.38563 1.433870 95.10 0.5373 312.426
4 7187.78298 11.17261
5 202.29537 9.36451 1.433870 95.10 0.5373 573.593
6 1054.40766 0.20000
7 140.18738 13.98146 1.433870 95.10 0.5373 330.683
8 5362.33392 0.19044
9 136.38892 9.58102 1.433870 95.10 0.5373 441.716
10 460.10675 (可変)
11 -246.39748 1.50000 2.001000 29.13 0.5997 -34.929
12 41.25686 5.09603
13 -181.73480 1.40000 1.772499 49.60 0.5520 -26.903
14 23.67232 4.00000 1.959060 17.47 0.6598 117.164
15 27.39621 (可変)
16 46.55905 5.46738 1.808095 22.76 0.6307 38.348
17 -90.54190 4.54180
18 -46.44439 1.30000 1.800999 34.97 0.5864 -63.151
19 -534.31593 (可変)
20 -64.24834 1.30000 1.719995 50.23 0.5521 -42.248
21 58.78556 3.96241 1.846660 23.87 0.6205 78.264
22 468.76146 (可変)
23 (絞り) 1.00000
24 923.64595 4.91892 1.603112 60.64 0.5415 95.929
25 -61.85636 0.50000
26 155.97437 4.02784 1.487490 70.23 0.5300 202.452
27 -268.94033 0.50000
28 83.42956 7.70939 1.496999 81.54 0.5375 66.672
29 -53.53663 1.30000 1.846660 23.87 0.6205 -72.099
30 -411.57741 2.00000
31 42.85500 3.61675 1.846660 23.78 0.6205 195.447
32 55.39285 1.64325
33 57.75069 2.00000 1.772499 49.60 0.5520 -175.745
34 39.95983 37.00000
35 52.82333 5.43187 1.537750 74.70 0.5392 58.704
36 -76.23055 1.50000
37 272.63517 1.20000 1.882997 40.76 0.5667 -37.421
38 29.56272 4.22056 1.540720 47.23 0.5651 62.535
39 215.80524 1.00000
40 57.33409 5.35460 1.516330 64.14 0.5353 41.775
41 -33.67642 1.20000 1.882997 40.76 0.5667 -30.273
42 135.60334 1.00331
43 89.87263 2.99909 1.717362 29.52 0.6047 65.499
44 -98.72910 5.28362
45 ∞ 33.00000 1.608590 46.44 0.5664 0.0000
46 ∞ 13.20000 1.516800 64.17 0.5347 0.0000
47 ∞ 8.90000
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.82854e-006 A 6=-2.01744e-010
A 8=-1.30529e-011 A10= 2.38031e-014 A12=-6.84349e-018

各種データ
ズーム比 46.00

焦点距離 9.50 40.00 437.00
Fナンバー 1.95 1.92 3.90
画角 30.07 7.83 0.72
レンズ全長 393.90 393.90 393.90

d10 1.50 81.22 124.08
d15 10.12 11.86 5.85
d19 132.15 36.30 18.14
d22 5.68 20.07 1.38

入射瞳位置 80.13 405.45 2956.84
射出瞳位置 -307.15 -307.15 -307.15
前側主点位置 89.35 440.37 2789.59
後側主点位置 -0.60 -31.08 -428.11

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 1 161.33 65.38 36.16 -12.10
2 11 -20.56 33.43 2.71 -22.92
(21 11 -14.87 12.00 4.44 -3.33)
(22 16 77.37 11.31 -6.92 -13.90)
3 20 -91.94 5.26 0.33 -2.55
4 23 58.47 141.61 45.04 -111.07

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -245.46
2 3 312.43
3 5 573.59
4 7 330.68
5 9 441.72
6 11 -34.93
7 13 -26.90
8 14 117.16
9 16 38.35
10 18 -63.15
11 20 -42.25
12 21 78.26
13 24 95.93
14 26 202.45
15 28 66.67
16 29 -72.10
17 31 195.45
18 33 -175.75
19 35 58.70
20 37 -37.42
21 38 62.54
22 40 41.78
23 41 -30.27
24 43 65.50
25 45 0.00
26 46 0.00

＜数値実施例４＞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θgF 焦点距離
1 572.78489 3.00000 1.806098 40.92 0.5701 -265.727
2 156.19081 1.07300
3 157.47493 16.68882 1.433870 95.10 0.5373 252.807
4 -352.73583 11.15000
5 153.93799 8.87251 1.433870 95.10 0.5373 509.626
6 495.01541 0.20000
7 122.47704 9.65614 1.433870 95.10 0.5373 405.716
8 390.73473 0.20000
9 151.18223 6.79565 1.433870 95.10 0.5373 543.384
10 413.82995 (可変)
11 -202.81897 1.00000 2.050900 26.94 0.6054 -30.258
12 38.19919 8.44837
13 -38.93581 0.90000 1.816000 46.62 0.5568 -29.095
14 62.28215 0.70000
15 49.53909 7.03623 1.892860 20.36 0.6393 27.800
16 -47.47829 (可変)
17 -49.36320 1.10000 1.816000 46.62 0.5568 -52.864
18 359.91311 (可変)
19 -60.45900 1.30000 1.717004 47.92 0.5605 -47.212
20 78.49067 3.83059 1.846490 23.90 0.6217 98.890
21 1073.38482 (可変)
22 486.65054 5.87641 1.607379 56.81 0.5483 78.341
23 -52.74248 0.15000
24 -944.01984 3.51644 1.518229 58.90 0.5457 299.738
25 -134.01898 (可変)
26 (絞り) 1.00000
27 39.06865 9.43204 1.487490 70.23 0.5300 58.436
28 -98.06367 1.50000 1.834000 37.17 0.5774 -121.818
29 -2415.03003 0.15000
30 36.73108 8.30910 1.487490 70.23 0.5300 53.864
31 -86.27365 1.50000 1.882997 40.76 0.5667 -25.097
32 30.30129 50.00000
33 -120.62916 4.64093 1.517417 52.43 0.5564 94.501
34 -35.36457 2.00000
35 63.07563 1.20000 1.785896 44.20 0.5631 -82.516
36 31.79036 6.49533 1.517417 52.43 0.5564 48.172
37 -109.65039 1.50000
38 76.16107 5.44373 1.517417 52.43 0.5564 48.054
39 -36.25647 1.20000 1.834807 42.71 0.5642 -24.462
40 48.07162 0.66799
41 33.72522 5.00000 1.487490 70.23 0.5300 53.766
42 -113.62839 3.80000
43 ∞ 33.00000 1.608590 46.44 0.5664 0.0000
44 ∞ 13.20000 1.516800 64.17 0.5347 0.0000
45 ∞ 12.05000
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.24230e-005 A 6= 7.73970e-008
A 8=-1.85376e-010 A10= 9.40868e-015 A12= 4.68120e-016
A 3=-8.65610e-007 A 5=-3.83396e-007 A 7=-8.83966e-010
A 9= 8.59974e-013 A11=-5.25839e-015

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.97724e-005 A 6=-2.79161e-007
A 8=-9.44260e-009 A10=-1.14469e-011 A12= 6.32462e-015
A 3= 7.57609e-006 A 5= 7.61624e-007 A 7= 8.34294e-008
A 9= 5.44052e-010 A11=-1.89925e-013

各種データ
ズーム比 48.00

焦点距離 9.30 35.00 446.40
Fナンバー 2.00 2.00 4.20
画角 30.60 8.93 0.71
レンズ全長 382.64 382.64 382.64

d10 1.50 69.96 117.33
d16 3.40 3.86 5.17
d18 110.61 20.36 3.46
d21 10.04 30.22 1.75
d25 3.50 4.66 1.34

入射瞳位置 74.52 321.40 2469.39
射出瞳位置 226.74 226.74 226.74
前側主点位置 84.23 362.10 3843.99
後側主点位置 2.75 -22.95 -434.35

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 1 154.57 57.64 30.06 -12.99
2 11 -18.58 22.42 3.51 -12.39
(21 11 -43.94 18.08 -6.28 -24.58)
(22 17 -52.86 1.10 0.07 -0.53)
3 19 -90.80 5.13 0.09 -2.73
4 22 62.64 9.54 3.98 -2.18
5 26 67.34 150.04 89.56 -44.78

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -265.73
2 3 252.81
3 5 509.63
4 7 405.72
5 9 543.38
6 11 -30.26
7 13 -29.09
8 15 27.80
9 17 -52.86
10 19 -47.21
11 20 98.89
12 22 78.34
13 24 299.74
14 27 58.44
15 28 -121.82
16 30 53.86
17 31 -25.10
18 33 94.50
19 35 -82.52
20 36 48.17
21 38 48.05
22 39 -24.46
23 41 53.77
24 43 0.00
25 44 0.00

＜数値実施例５＞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θgF 焦点距離
1 -1769.73128 6.00000 1.834810 42.74 0.5648 -356.484
2 360.70730 1.80000
3 369.83424 21.25139 1.433870 95.10 0.5373 710.303
4 -1844.10909 0.20000
5 796.87239 14.54934 1.433870 95.10 0.5373 962.655
6 -877.45999 24.80412
7 426.98414 17.38293 1.433870 95.10 0.5373 773.404
8 -1566.10718 0.25000
9 263.88248 19.53397 1.433870 95.10 0.5373 646.078
10 4230.52574 1.48244
11 189.20654 15.72153 1.438750 94.66 0.5340 760.247
12 424.70686 (可変)
13 -769.11777 2.80000 2.001000 29.13 0.5997 -74.925
14 84.00418 4.60000
15 -96.31054 1.70000 2.001000 29.13 0.5997 -30.791
16 46.27765 6.07620
17 -95.29052 1.72000 1.903660 31.32 0.5946 -206.034
18 -195.33527 4.65000 1.892860 20.36 0.6393 -546.735
19 -326.83508 0.12000
20 144.03658 9.69000 1.892860 20.36 0.6393 34.896
21 -39.05626 1.70000 1.816000 46.62 0.5568 -55.196
22 -290.11156 (可変)
23 383.15555 10.20000 1.496999 81.54 0.5375 193.600
24 -127.84521 (可変)
25 74.25964 15.00000 1.437000 95.10 0.5326 144.436
26 -401.54847 0.12000
27 512.76931 5.70000 1.437000 95.10 0.5326 449.219
28 -318.30160 0.12000
29 81.86998 2.02000 1.800000 29.84 0.6017 -116.612
30 43.28238 17.00000 1.437000 95.10 0.5326 115.467
31 263.90821 (可変)
32 (絞り) 5.21000
33 -85.48397 1.50000 1.772499 49.60 0.5520 -29.805
34 31.96296 0.12000
35 33.16605 3.99000 1.805181 25.42 0.6161 43.419
36 522.69489 3.03000
37 -38.75963 1.50000 1.487490 70.23 0.5300 -338.356
38 -51.25593 6.31000
39 -119.76380 1.80000 1.804000 46.58 0.5573 -58.688
40 79.04800 4.85000 1.805181 25.42 0.6161 129.965
41 305.60641 1.68000
42 -52.55966 3.50000 1.882997 40.76 0.5667 -37.443
43 93.37803 9.79000 1.540720 47.23 0.5651 44.593
44 -31.51883 0.12000
45 37.74237 14.27000 1.834807 42.73 0.5648 205.504
46 39.97623 7.92000
47 1676.58760 6.38000 1.729157 54.68 0.5444 77.626
48 -58.74910 0.12000
49 -519.67153 5.50000 1.953750 32.32 0.5898 -30.129
50 30.81220 1.21000
51 34.04910 14.88000 1.568832 56.36 0.5489 45.951
52 -96.38050 0.15000
53 42.88678 5.79000 1.487490 70.23 0.5300 42.894
54 -39.25661 3.47000 1.953750 32.32 0.5898 -140.819
55 -57.69934 1.25000
56 ∞ 33.00000 1.608590 46.44 0.5664 0.0000
57 ∞ 13.20000 1.516330 64.15 0.5352 0.0000
58 ∞ 13.65000
像面 ∞

非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.93552e-006 A 6= 2.71951e-010 A 8= 1.43741e-012 A10=-9.41523e-015 A12= 3.66596e-017 A14=-6.65258e-020 A16= 4.41119e-023

第24面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.15460e-007 A 6=-2.38101e-010 A 8= 3.90092e-013 A10=-4.30985e-016 A12= 3.07209e-019 A14=-1.24454e-022 A16= 2.12567e-026

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.29620e-007 A 6=-3.43744e-010 A 8= 5.49813e-013 A10=-6.65398e-016 A12= 5.02957e-019 A14=-2.10978e-022 A16= 3.72025e-026

各種データ
ズーム比 110.00

焦点距離 8.00 62.16 880.00
Fナンバー 1.75 1.75 4.80
画角 34.51 5.06 0.36
レンズ全長 678.85 678.85 678.85

d12 3.23 140.18 193.44
d22 301.38 116.93 1.99
d24 1.00 21.42 0.94
d31 2.86 29.94 112.10

入射瞳位置 128.03 744.69 11535.22
射出瞳位置 186.42 186.42 186.42
前側主点位置 136.40 829.21 16897.00
後側主点位置 5.65 -48.51 -866.31

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 1 250.00 122.98 73.82 -14.70
2 13 -26.50 33.06 1.83 -22.97
3 23 70.98 51.16 7.44 -27.32
(31 23 193.60 10.20 5.14 -1.71)
(32 25 110.00 39.96 0.85 -26.02)
4 32 43.66 150.54 58.46 13.99

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -356.48
2 3 710.30
3 5 962.65
4 7 773.40
5 9 646.08
6 11 760.25
7 13 -74.92
8 15 -30.79
9 17 -206.03
10 18 -546.73
11 20 34.90
12 21 -55.20
13 23 193.60
14 25 144.44
15 27 449.22
16 29 -116.61
17 30 115.47
18 33 -29.81
19 35 43.42
20 37 -338.36
21 39 -58.69
22 40 129.96
23 42 -37.44
24 43 44.59
25 45 205.50
26 47 77.63
27 49 -30.13
28 51 45.95
29 53 42.89
30 54 -140.82
31 56 0.00
32 57 0.00

Ｕ１ 第１レンズ群
Ｕ２ 第２レンズ群
Ｕ３ 第３レンズ群
Ｕ４ 第４レンズ群
ＳＰ 絞り
ＤＵ 色分解プリズムや光学フィルタ－等
ＩＰ 撮像面

Claims (13)

1. 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングのために移動する正の屈折力の第３レンズ群とを有し、
   前記第２レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、
   前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、第３１サブレンズ群と第３２サブレンズ群とから構成され、
   隣り合うレンズ群の間隔および隣り合うサブレンズ群の間隔は、いずれもズーミングにおいて変化し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端での前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記負レンズの焦点距離をｆ２１、前記負レンズの像側の曲率半径をｒ２、広角端での前記第２レンズ群の横倍率および望遠端での前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗおよびβ２ｔ、前記第３１サブレンズ群の焦点距離をｆ３１、前記第３２サブレンズ群の焦点距離をｆ３２として、
   －１８．０＜ｆ１／ｆ２＜－３．０
   ０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６
   －０．９５＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５
   ７．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１２５.０
   ０．３＜ｆ３１／ｆ３２＜２．５
   なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
2. 広角端から望遠端への前記第３１サブレンズ群の移動量および広角端から望遠端への前記第３２サブレンズ群の移動量をそれぞれｍ３１およびｍ３２として、
   ０．９０＜ｍ３１／ｍ３２＜１．１２
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第１レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングのために移動する負の屈折力の第３レンズ群とを有し、
   前記第２レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、
   前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、第３１サブレンズ群と第３２サブレンズ群とから構成され、隣り合うレンズ群の間隔および隣り合うサブレンズ群の間隔は、いずれもズーミングにおいて変化し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端での前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記負レンズの焦点距離をｆ２１、前記負レンズの像側の曲率半径をｒ２、広角端から望遠端への前記第３１サブレンズ群の移動量および広角端から望遠端への前記第３２サブレンズ群の移動量をそれぞれｍ３１およびｍ３２として、
   －１８．０＜ｆ１／ｆ２≦－７．８４７
   ０．２＜ｆ２１／ｆ２＜３．６
   －３．０＜ｆ２１／ｒ２＜－０．２５
   ０．９０＜ｍ３１／ｍ３２＜１．１２
   なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
4. 広角端での前記第２レンズ群の横倍率および望遠端での前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗおよびβ２ｔとして、
   ７．０＜β２ｔ／β２ｗ＜１２５．０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、第２１サブレンズ群と第２２サブレンズ群とから構成され、隣り合うレンズ群の間隔および隣り合うサブレンズ群の間隔は、いずれもズーミングにおいて変化し、広角端から望遠端への前記第２１サブレンズ群の移動量および広角端から望遠端への前記第２２サブレンズ群の移動量をそれぞれｍ２１およびｍ２２として、
   ０．９０＜ｍ２１／ｍ２２＜１．１２
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ１として、
   ０．４＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１－ｒ２）＜０．９７
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のズーム
   レンズ。
7. 前記負レンズを構成する材料の屈折率をＮ２１として、
   １．７５＜Ｎ２１＜２．３０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記負レンズを構成する材料のアッベ数をν２１として、
   １８＜ν２１＜５０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第２レンズ群は、材料の屈折率をＮ２ｐとして、
   １．７＜Ｎ２ｐ＜２．１
   なる条件式を満たす正の屈折力のレンズを含むことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記第２レンズ群は、材料のアッベ数をν２ｐとして、
    １６＜ν２ｐ＜３０
    なる条件式を満たす正の屈折力のレンズを含むことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 前記第３レンズ群より像側に配置され、光路への挿抜によって焦点距離範囲を変更するレンズユニットを有することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズによって形成された像を受ける撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
13. 前記ズームレンズの広角端での半画角をωｗ、前記ズームレンズの広角端での焦点距離をｆｗ、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をｆｔとして、
    １８＜ｆｔ／ｆｗ＜１４０
    ５７．８＜２ωｗ＜７２．６
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。

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