JP7341800B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関する。
撮像素子を含む監視カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いるズームレンズには、撮像素子の高精細化に対応した高い光学性能を有したものが要望されている。また、監視カメラに用いるズームレンズには、設置の容易性や目立ちにくさの観点から、小型のものが要望されている。さらに、監視カメラに用いるズームレンズには、暗所でも撮影ができるよう、明るく（Ｆｎｏの小さい）、近赤外域を含む波長域での撮影に適したものが要望されている。
特許文献１は、物体側から像側へ順に、負レンズ群と正レンズ群とからなる２群ズームレンズを開示している。
特開２００９－２３０１２２号公報
特許文献１のズームレンズは、Ｆｎｏは比較的小さく、色収差は近赤外域を含む波長域で補正されているものの、小型の点では不十分である。
本発明は、例えば、小型、大口径、および可視域から近赤外域までの波長域での高い光学性能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、負の屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力の第２レンズ群とからなり、ズーミングのために前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するズームレンズであって、前記開口絞りは、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配置され、ズーミングに際して前記第２レンズ群と一体で移動し、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、前記第２レンズ群は、２以上の負レンズを有し、前記第２レンズ群における最も像側には、像側のレンズ面が凸面のメニスカス負レンズが配置され、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、前記第２レンズ群の前記２以上の負レンズにおける最も小さいアッべ数と２番目に小さいアッべ数との平均をνｄ２ｎとし、広角端から望遠端までのズーミングのための前記第２レンズ群の移動量をＭ２とし、広角端でのレンズ全長をＴＬｗとし、広角端から望遠端までのズーム範囲において最も短い空気換算バックフォーカスをｂｆｗｔとして、
－１．００ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ －０．６０
１８ ＜ νｄ２ｎ ＜ ３９
０．１０ ＜ Ｍ２／ＴＬｗ ＜ ０．２８
０．４０ ＜ ｂｆｗｔ／ｆ２ ＜ ０．９０
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、例えば、小型、大口径、および可視域から近赤外域までの波長域での高い光学性能の点で有利なズームレンズ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レンズ断面と移動軌跡の図 実施例１のズームレンズの（Ａ）広角端、（Ｂ）ズーム中間位置、および（Ｃ）望遠端における諸収差図 実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例２のズームレンズの（Ａ）広角端、（Ｂ）ズーム中間位置、および（Ｃ）望遠端における諸収差図 実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例３のズームレンズの（Ａ）広角端、（Ｂ）ズーム中間位置、および（Ｃ）望遠端における諸収差図 実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例４のズームレンズの（Ａ）広角端、（Ｂ）ズーム中間位置、および（Ｃ）望遠端における諸収差図 撮像装置の概略図 ドームカバーおよび実施例１のズームレンズのレンズ断面図 保護カバーおよび実施例１のズームレンズのレンズ断面図 本発明の監視カメラシステム
以下、本発明のズームレンズについて図面を用いて説明する。
本発明の目的を達成するためのズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力のレンズ群と正の屈折力のレンズ群の２つのレンズ群からなる。
本発明の各実施例（図１，３，５，７）は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２からなる２群構成のズームレンズである。
各実施例のレンズ断面図（図１，３，５，７）において、ズーミング（変倍）に際して第１レンズ群Ｌ１、および第２レンズ群Ｌ２が共に独立に移動する。
ＳＰは開口絞りであり第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置している。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。像面ＩＰは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。
各実施例の収差図（図２，４，６，８）において、ｄ（実線）、ｇ（二点鎖線）、ｔ（一点鎖線）は、それぞれｄ線、ｇ線、ｔ線である。Ｍ（点線）、Ｓ（実線）は、それぞれメリディオナル像面、サジタル像面を表している。非点収差においては、ｄ線におけるＭ、Ｓを表示し、歪曲収差においてはｄ線を表示し、倍率色収差においてはd線に対するｇ線、ｔ線を表示している。
レンズ群の移動方法に関し、図１を例に説明する。
広角端から望遠端への変倍は、第１レンズ群（Ｌ１）、第２レンズ群（Ｌ２）をそれぞれ独立に移動させることにより行っている。
上述したように本発明を構成するズームタイプは、ネガティブリード（負群先行）の２群構成である。これは、第１レンズ群Ｌ１を負のパワーとしつつ、各レンズ群の間隔を変化させることにより変倍を行い、広角化に好適な構成としている。
変倍においては、像側に位置する正レンズ群を移動させることにより行い、それに伴う像面変動を負群で補正している。可動群を２つのみとすることにより、鏡筒構造の簡略化が可能となり、小型化に有利な構成とすることができる。フォーカシングに関しては、第１レンズ群Ｌ１が担っている。
本発明の各実施例のズームレンズは、上記目的を達成するために、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２とからなり、ズーミングのために第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化するズームレンズである。第２レンズ群Ｌ２は、開口絞りを含み、２以上の負レンズを有する。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第２レンズ群Ｌ２の２以上の負レンズにおける最も小さいアッベ数と２番目に小さいアッベ数との平均をνｄ２ｎ、広角端から望遠端までのズーミングのための第２レンズ群Ｌ２の移動量をＭ２、広角端でのレンズ全長をＴＬｗ、広角端から望遠端までのズーム範囲において最も短い空気換算バックフォーカスをｂｆｗｔとするとき、
－１．００ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ －０．６０ ・・・（１）
１８ ＜ νｄ２ｎ ＜ ３９ ・・・（２）
０．１０ ＜ Ｍ２／ＴＬｗ ＜ ０．２８ ・・・（３）
０．４０ ＜ ｂｆｗｔ／ｆ２ ＜ ０．９０ ・・・（４）
なる条件式を満足する。
これにより、近赤外域のピントズレの抑制と小型ズームレンズの両立が可能となる。
条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定する。条件式（１）を満足することで、最適なパワー配置が実現し、色収差の抑制と小型ズームレンズの両立が可能になる。
条件式（１）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に対して、第２群のパワーが強くなる。その結果、色収差の抑制が困難になり、特に近赤外領域での色収差の補正が困難になる。
条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に対して、第２群のパワーが弱くなる。その結果、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、レンズ全長が大型化してしまう。
条件式（１）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
－０．９０ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ －０．７０ ・・・（１a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい。
－０．８８ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ －０．７３ ・・・（１b）
条件式（２）は、第２レンズ群Ｌ２においてアッベ数が小さい２枚の負レンズの平均アッベ数の数値範囲を規定する。条件式（２）を満足することで、色収差の抑制が実現される。
条件式（２）の上限を超えると、他の正レンズとのアッベ数差が小さくなり、各レンズのパワーが強くなってしまう。そのため、色収差が悪化してしまい高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（２）の下限を超えると、他の正レンズとのアッベ数差が大きくなり、色収差を十分補正することが困難になる。
条件式（２）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
２５ ＜ νｄ２ｎ ＜ ３７ ・・・（２a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい。
２６ ＜ νｄ２ｎ ＜ ３６ ・・・（２b）
条件式（３）は、広角端から望遠端までの第２レンズ群Ｌ２の移動量と広角端におけるレンズ全長の比を規定する。条件式（３）を満足することで、色収差の抑制と小型ズームレンズの両立が可能になる。
条件式（３）の上限を超えると、広角端におけるレンズ全長に対して、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなる。その結果、小型ズームレンズの達成が困難になる。
条件式（３）の下限を超えると、広角端におけるレンズ全長に対して、第２レンズ群の移動量が小さくなる。その結果、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなり高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（３）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
０．１２ ＜ Ｍ２／ＴＬｗ ＜ ０．２３ ・・・（３a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい。
０．１３ ＜ Ｍ２／ＴＬｗ ＜ ０．２２ ・・・（３b）
条件式（４）は、変倍全域において最も短くなるときの空気換算バックフォーカスと第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定する。条件式（４）を満足することで、小型ズームレンズが実現する。
条件式（４）の上限を超えると、空気換算バックフォーカスに対して、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなる。その結果、良好な光学性能を確保する事が困難になる。
条件式（４）の下限を超えると、空気換算バックフォーカスが小さくなり、フィルターなどの配置スペースを確保する事が困難になる。
条件式（４）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
０．５０ ＜ ｂｆｗｔ／ｆ２ ＜ ０．８５ ・・・（４a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい。
０．６０ ＜ ｂｆｗｔ／ｆ２ ＜ ０．８２ ・・・（４b）
さらに、各実施例のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１の広角端での位置と第１レンズ群Ｌ１の望遠端での位置との差をＭ１とするとき、
０．４０ ＜ Ｍ１／Ｍ２ ＜ １．１０ ・・・（５）
なる条件式を満足することが好ましい。
条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１の広角端と望遠端での移動量の差と広角端から望遠端までの第２レンズ群Ｌ２の移動量の比を規定する。条件式（５）を満足することで、色収差の抑制と小型ズームレンズの両立が可能である。
条件式（５）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の移動量に対して、第２レンズ群Ｌ２の移動量が小さくなる。その結果、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなり色収差が悪化してしまい高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（５）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の移動量に対して、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなる。その結果、小型化を達成する事が困難になる。
条件式（５）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
０．４１ ＜ Ｍ１／Ｍ２ ＜ １．００ ・・・（５a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい。
０．４３ ＜ Ｍ１／Ｍ２ ＜ ０．９８ ・・・（５b）
さらに、各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２が有する全ての正レンズのアッベ数の平均をνｄ２ａｐ、第２レンズ群Ｌ２が有する全ての負レンズのアッベ数の平均をνｄ２ａｎとするとき、
２５ ＜ νｄ２ａｐ－νｄ２ａｎ ＜ ５０ ・・・（６）
なる条件式を満足することが好ましい。
条件式（６）は、第２レンズ群Ｌ２が有する全ての正レンズにおける平均アッベ数と、第２レンズ群Ｌ２が有する全ての負レンズにおける平均アッベ数の差を規定する。条件式（６）を満足することで、色収差の抑制を実現する。
条件式（６）の上限を超えると、近赤外と可視光の色収差のバランスを取る事が困難になる
条件式（６）の下限を超えると、近赤外の色収差の補正が不足してしまい好ましくない。
条件式（６）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
２７ ＜ νｄ２ａｐ－νｄ２ａｎ ＜ ４８ ・・・（６a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい。
２８ ＜ νｄ２ａｐ－νｄ２ａｎ ＜ ４６ ・・・（６b）
さらに、各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１は（少なくとも１枚の）正レンズを含んでいることが好ましい。このとき、第１レンズ群Ｌ１が有する全ての正レンズのアッベ数の平均をνｄ１ｐ、第１レンズ群Ｌ１が有する全ての正レンズの屈折率の平均をＮｄ１ｐとするとき、
１４ ＜ νｄ１ｐ ＜ ２１ ・・・（７）
１．８５ ＜ Ｎｄ１ｐ ＜ ２．１０ ・・・（８）
なる条件を満足することが好ましい。
条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１の正レンズの平均アッベ数を規定している。
条件式（７）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の各々のレンズのパワーが強くなり、色収差が悪化してしまい高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（７）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の各々のレンズのパワーが弱くなり、色収差の補正が不足してしまい好ましくない。
条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１の正レンズの平均屈折率を規定している。
条件式（８）の上限を超えると、高次収差の補正が出来なくなってしまい、高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（８）の下限を超えると、正レンズの曲率がきつくなることで、色収差が悪化してしまい、高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（７）、（８）に関しては、それぞれ以下の数値範囲がより好ましい
１６ ＜ νｄ１ｐ ＜ ２０ ・・・（７a）
１．８７ ＜ Ｎｄ１ｐ ＜ ２．０５ ・・・（８a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい
１７ ＜ νｄ１ｐ ＜ １９ ・・・（７b）
１．９０ ＜ Ｎｄ１ｐ ＜ ２．００ ・・・（８b）
さらに、各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと、負レンズと、正レンズとから構成されることが好ましく、第１レンズ群Ｌ１における最も物体側の負レンズの焦点距離をｆ１ｇ１とするとき、
０．７０ ＜ ｆ１ｇ１／ｆ１ ＜ １．５０・・・（９）
なる条件式を満足することが好ましい。
条件式（９）は、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズの焦点距離と第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の比を規定する。条件式（９）を満足することで、高性能な光学性能と小型ズームレンズの両立を実現する。
条件式（９）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１のパワーが弱くなり移動量が大きくなってしまい、小型化を達成する事が困難になる。
条件式（９）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１のパワーが強くなり色収差が悪化してしまい高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（９）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい。
０．８０ ＜ ｆ１ｇ１／ｆ１ ＜ １．３０・・・（９a）
更に、以下の数値範囲はより好ましい
０．８５ ＜ ｆ１ｇ１／ｆ１ ＜ １．２０・・・（９b）
さらに、各実施例のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２における最も像側に配されるレンズは、像側に面する凸面を有するメニスカス負レンズであり、該メニスカス負レンズの焦点距離をｆ２ｇｅとするとき、
－１．８０ ＜ ｆ２ｇｅ／ｆ２ ＜ －０．５０・・・（１０）
なる条件式を満足することが好ましい。
条件式（１０）は、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の負レンズの焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定する。条件式（１０）を満足することで、高性能な光学性能と小型ズームレンズの両立を実現する。
条件式（１０）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の負レンズのパワーが弱くなる。その結果、像面湾曲の収差補正が不足してしまい高性能な光学性能を達成する事が困難になってしまう。
条件式（１０）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の負レンズのパワーが強くなる。その結果、像面での光線入射角度が大きくなってしまい、シェーディングが発生してしまう。
条件式（１０）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい
－１．６０ ＜ ｆ２ｇｅ／ｆ２ ＜ －０．６０・・・（１０a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい
－１．５０ ＜ ｆ２ｇｅ／ｆ２ ＜ －０．７０・・・（１０b）
さらに、各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２が有する全てのレンズの中心厚の合計をｄ２Ｇ、第２レンズ群Ｌ２の全長（最も物体側の光軸レンズ頂点から最も像側の光軸レンズ頂点までの長さ）を２ＧＴＬとするとき、
０．７０ ＜ ｄ２Ｇ／２ＧＴＬ ＜ ０．９８・・・（１１）
なる条件式を満足することが好ましい。
条件式（１１）は、第２レンズ群Ｌ２が有する全レンズの中心厚の合計と第２レンズ群Ｌ２の全長の比を規定する。条件式（１１）を満足することで、高性能な光学性能と小型ズームレンズの両立を実現する。
条件式（１１）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の全長に対して、第２レンズ群Ｌ２が有する全レンズの中心厚が大きくなる。その結果、各レンズのパワーが強くなり諸収差が発生し、高性能な光学性能を達成する事が困難になる。
条件式（１１）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の全長に対して、第２レンズ群Ｌ２が有する全レンズの中心厚が小さくなる。その結果、小型化を達成し且つ、各々の収差補正を良好に補正することが困難になる。
条件式（１１）に関しては、以下の数値範囲がより好ましい
０．７５ ＜ ｄ２Ｇ／２ＧＴＬ ＜ ０．９５・・・（１１a）
更に、以下の数値範囲がより好ましい
０．８０ ＜ ｄ２Ｇ／２ＧＴＬ ＜ ０．９５・・・（１１b）
次に本発明の各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。
以下、特に断りがない限り、物体側から像側へ順にレンズ構成を説明する。各実施例のレンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）で、右方が像側である。広角端と望遠端は、変倍用レンズ群が機構上、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いう。広角端から望遠端における各レンズ群の移動は、レンズ断面図に示す矢印（実線）のような軌跡をとる。
第１レンズ群Ｌ１の実線の曲線と点線の曲線は、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広角端から望遠端のズーム位置への、像面変動を補正するための移動軌跡である。例えば望遠端のズーム位置において無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、矢印Ｆに示すように移動させている。
開口絞りに関しては、第２レンズ群Ｌ２の前方（物体側）に設置しており、ズーミングにおいて第２レンズ群Ｌ２と一体で移動している。また、開口絞りを独立に移動させる構成としても良く、これによりフレア光の原因となる光線をカットし易くなるなどの有利な面もある。
以下、各実施例のレンズ構成の詳細である。
[実施例１]
実施例１のズームレンズは、２群構成であり、負・正のパワー配置である。変倍において第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２が移動する。広角端から望遠端への変倍において、第1レンズ群Ｌ１は像側に凸形状となるような軌跡をとり、第２レンズ群Ｌ２は、物体側へ単調に移動する。
第１レンズ群Ｌ１は、物体側凸形状のメニスカス負レンズＧ１１、両凹形状の負レンズＧ１２、物体側凸形状のメニスカス正レンズＧ１３により構成される。
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、像側凸のメニスカス形状のレンズＧ２２、物体側凸のメニスカス負レンズＧ２３、両凸形状の正レンズＧ２４、像側凸のメニスカス負レンズＧ２５により構成される。これらレンズの材料としてはガラスのみに限らず、成形性が良いプラスチック材料のＥ４８Ｒ(日本ゼオン株式会社製)などを使っても良い。
Ｇ２１はアッベ数が大きい低分散系ガラスを使用しており倍率色収差や軸上色収差を良好に補正している。アッベ数が大きいガラスとしては例えばＳ－ＦＰＬ５１やＳ－ＦＰＬ５５（株式会社オハラ製）などが挙げられる。
[実施例２]
実施例２のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、物体側凸のメニスカス負レンズＧ２１、両凸形状の正レンズＧ２２、物体側凸のメニスカス形状のレンズＧ２３、両凸形状の正レンズＧ２４、像側凸のメニスカス負レンズＧ２５、により構成される。
Ｇ２２はアッベ数が大きい低分散系ガラスを使用しており倍率色収差や軸上色収差を良好に補正している。
その他は実施例１と同じである。
[実施例３]
実施例３のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、両凸形状の正レンズＧ２２、両凸形状の正レンズＧ２３、両凹形状の負レンズＧ２４、両凸形状の正レンズＧ２５、像側凸のメニスカス負レンズＧ２６により構成される。
レンズＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３には、アッベ数が大きい低分散系ガラスが使用されており、倍率色収差や軸上色収差を良好に補正している。
その他は実施例１と同じである。
[実施例４]
実施例４のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、像側凸のメニスカス負レンズＧ２２、両凸形状の正レンズＧ２３、物体側凸のメニスカス形状Ｇ２４、両凸形状の正レンズＧ２５、像側凸のメニスカス負レンズＧ２６により構成される。
レンズＧ２１、Ｇ２３には、アッベ数が大きい低分散系ガラスが使用されており、倍率色収差や軸上色収差を良好に補正している。
その他は実施例１と同じである。
［撮像装置］
次に、本発明の光学系（ズームレンズ）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９を用いて説明する。図９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至４で説明したいずれかの光学系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光学系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（レンズ装置または監視カメラシステムともいう）を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミング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）を生成し、それ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（制御信号を生成する）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、撮像システムまたは制御部は、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。
図１０は各実施例のズームレンズ（レンズ部）１６をドームカバー１５と併せて監視カメラシステムに使用した時の断面図を表している。ドームカバーは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等のプラスチック材料により数ミリ程度の厚さで成形されている。これによりドームカバー付きを前提とした撮像装置とするときは、ドームカバーの影響（焦点距離や材質）を考慮した設計とし諸収差の補正を行っても良い。
図１１は各実施例のズームレンズを平板形状の保護カバー１７と併せて監視カメラシステムに使用した時の断面図を表している。
次に、各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた監視カメラシステム２０の実施例を、図１２（Ａ）を用いて説明する。
図１２（Ａ）において、２１は監視カメラ本体、２２はカメラ本体に内蔵され、レンズ部２６によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２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部である。２４は固体撮像素子２２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。図１２（Ｂ）は、本監視カメラシステム２０にドーム状のカバー２５を装着し天井に取り付けて使用したときの例である。
以上のように、各実施例によれば小型でありながらＦｎｏが小さく遠距離を撮影できる高い性能を有する望遠ズームレンズ、およびそれを有する撮像装置、監視カメラシステムを得ることができる。
なお各実施例においては、各実施例に示したガラスの形状、枚数に限定されず、適宜変更が可能であり、一部のレンズおよびレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させ、これにより手ぶれ等の振動に伴う像ブレを補正することも可能である。また、電気的な補正手段により、歪曲収差や色収差などを補正してもよい。
次に、実施例１～４にそれぞれ対応する数値実施例１～４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。各数値実施例において最も像側の２面は光学ブロックＧに相当する平面である。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（°）は全て各実施例の光学系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ＢＦ」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。

［数値実施例１］

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 25.720 0.90 1.90366 31.3
2 5.046 3.61
3 -18.634 0.60 1.69680 55.5
4 11.881 0.41
5 11.012 2.20 1.95906 17.5
6 95.453 (可変)
7(絞り) ∞ 0.10
8 13.572 2.47 1.49700 81.5
9 -5.238 0.50 1.84666 23.8
10 -9.800 0.10
11 5.872 3.46 1.80518 25.4
12 4.440 0.34
13 8.079 2.43 1.59522 67.7
14 -4.394 0.15
15 -3.962 0.50 1.91650 31.6
16 -7.303 (可変)
17 ∞ 0.50 1.52000 61.4
18 ∞ 0.36
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.40
広角 中間 望遠
焦点距離 2.90 4.92 6.94
Fナンバー 2.16 2.57 3.00
半画角（°） 48.22 33.37 25.01
像高 3.24 3.24 3.24
レンズ全長 34.96 30.67 30.33
BF 0.36 0.36 0.36

d 6 10.94 4.15 1.33
d16 5.39 7.88 10.37
d18 0.36 0.36 0.36

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.23
2 7 7.66
3 17 ∞

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 49.926 0.60 1.90366 31.3
2 5.286 2.65
3 -16.500 0.40 1.72916 54.7
4 16.398 0.37
5 12.284 1.67 1.92286 18.9
6 -126.006 (可変)
7(絞り) ∞ 0.10
8 11.018 0.30 1.84666 23.8
9 5.500 2.17 1.49700 81.5
10 -19.883 0.10
11 5.650 3.93 1.84666 23.8
12 4.302 0.88
13 7.800 3.13 1.59522 67.7
14 -3.630 0.50 1.90366 31.3
15 -7.222 (可変)
16 ∞ 0.80 1.52000 61.4
17 ∞ 0.37
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.50
広角 中間 望遠
焦点距離 3.40 5.95 8.50
Fナンバー 2.27 2.86 3.50
半画角（°） 43.62 28.58 20.87
像高 3.24 3.24 3.24
レンズ全長 34.96 31.01 31.37
BF 0.37 0.37 0.37

d 6 11.23 4.06 1.20
d15 5.76 8.98 12.20
d17 0.37 0.37 0.37

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.71
2 7 8.47
3 16 ∞

［数値実施例３］

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 67.304 0.55 1.90366 31.3
2 6.111 2.28
3 -33.148 0.45 1.69680 55.5
4 8.480 0.78
5 9.979 1.66 1.92286 18.9
6 63.083 (可変)
7(絞り) ∞ 0.00
8 15.890 1.60 1.49700 81.5
9 -45.173 0.10
10 9.109 1.20 1.49700 81.5
11 51.568 0.10
12 5.915 2.77 1.49700 81.5
13 -9.222 0.58 1.59551 39.2
14 4.334 1.10
15 8.808 3.13 1.65844 50.9
16 -4.145 1.08 1.90366 31.3
17 -10.176 (可変)
18 ∞ 0.80 1.52000 61.4
19 ∞ 0.36
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.45
広角 中間 望遠
焦点距離 3.48 6.00 8.52
Fナンバー 2.27 2.86 3.50
半画角（°） 42.98 28.38 20.82
像高 3.24 3.24 3.24
レンズ全長 34.86 31.29 31.81
BF 0.36 0.36 0.36

d 6 11.18 4.29 1.48
d17 5.14 8.46 11.79
d19 0.36 0.36 0.36

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.57
2 7 8.67
3 18 ∞

［数値実施例４］

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 85.310 0.60 1.90366 31.3
2 5.881 2.41
3 -25.859 0.50 1.69680 55.5
4 11.897 0.86
5 12.166 1.76 1.92286 18.9
6 240.196 (可変)
7(絞り) ∞ 0.10
8 10.211 1.98 1.49700 81.5
9 -12.724 0.20
10 -7.974 0.40 1.67270 32.1
11 -21.519 0.72
12 9.888 1.80 1.49700 81.5
13 -19.716 0.15
14 7.197 2.47 1.84666 23.8
15 4.497 0.34
16 10.251 2.50 1.62041 60.3
17 -3.748 0.50 1.90525 35.0
18 -11.434 (可変)
19 ∞ 0.80 1.52000 61.4
20 ∞ 0.36
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.50
広角 中間 望遠
焦点距離 3.42 5.99 8.56
Fナンバー 2.27 2.86 3.50
半画角（°） 43.43 28.41 20.74
像高 3.24 3.24 3.24
レンズ全長 34.84 30.81 31.00
BF 0.36 0.36 0.36

d 6 11.07 4.02 1.20
d18 5.33 8.34 11.35
d20 0.36 0.36 0.36

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -6.93
2 7 8.13
3 19 ∞

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。
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
ＳＰ 絞り

Claims (13)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力の第２レンズ群とからなり、ズーミングのために前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化するズームレンズであって、
    前記開口絞りは、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配置され、ズーミングに際して前記第２レンズ群と一体で移動し、
    前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
    前記第２レンズ群は、２以上の負レンズを有し、前記第２レンズ群における最も像側には、像側のレンズ面が凸面のメニスカス負レンズが配置され、
    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、前記第２レンズ群の前記２以上の負レンズにおける最も小さいアッべ数と２番目に小さいアッべ数との平均をνｄ２ｎとし、広角端から望遠端までのズーミングのための前記第２レンズ群の移動量をＭ２とし、広角端でのレンズ全長をＴＬｗとし、広角端から望遠端までのズーム範囲において最も短い空気換算バックフォーカスをｂｆｗｔとして、
    －１．００ ＜ ｆ１／ｆ２ ＜ －０．６０
    １８ ＜ νｄ２ｎ ＜ ３９
    ０．１０ ＜ Ｍ２／ＴＬｗ ＜ ０．２８
    ０．４０ ＜ ｂｆｗｔ／ｆ２ ＜ ０．９０
    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レンズ群の広角端での位置と前記第１レンズ群の望遠端での位置との差をＭ１として、
    ０．４０ ＜ Ｍ１／Ｍ２ ＜ １．１０
    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レンズ群が有する全ての正レンズのアッベ数の平均をνｄ２ａｐとし、前記第２レンズ群が有する全ての負レンズのアッベ数の平均をνｄ２ａｎとして、
    ２５ ＜ νｄ２ａｐ－νｄ２ａｎ ＜ ５０
    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. 前記第１レンズ群は、正レンズを含み、
    前記第１レンズ群が有する全ての正レンズのアッベ数の平均をνｄ１ｐとし、前記第１レンズ群が有する全ての正レンズの屈折率の平均をＮｄ１ｐとして、
    １４ ＜ νｄ１ｐ ＜ ２１
    １．８５ ＜ Ｎｄ１ｐ ＜ ２．１０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第１レンズ群における最も物体側の負レンズの焦点距離をｆ１ｇ１として、
    ０．７０ ＜ ｆ１ｇ１／ｆ１ ＜ １．５０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 前記メニスカス負レンズの焦点距離をｆ２ｇｅとして、
    －１．８０ ＜ ｆ２ｇｅ／ｆ２ ＜ －０．５０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第２レンズ群が有する全てのレンズの中心厚の合計をｄ２Ｇとし、前記第２レンズ群の全長を２ＧＴＬとして、
    ０．７０ ＜ ｄ２Ｇ／２ＧＴＬ ＜ ０．９８
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載のズームレンズと、
    前記ズーミングを制御する制御部と、
    を有することを特徴とするレンズ装置。
  9. 前記制御部は、前記ズーミングを制御するための制御信号を生成することを特徴とする請求項８に記載のレンズ装置。
  10. 前記制御部は、前記制御信号を生成するためにユーザが操作する操作部を有することを特徴とする請求項９に記載のレンズ装置。
  11. 前記ズーミング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８ないし１０のうちいずれか１項に記載のレンズ装置。
  12. 請求項１ないし７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. 請求項８ないし１１のうちいずれか１項に記載のレンズ装置と、
    前記レンズ装置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。
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