特許 6037324 ズームレンズ系

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6037324

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】ズームレンズ系

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/16 20060101AFI20161128BHJP

【ＦＩ】

   G02B15/16

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-3954(P2012-3954)

(22)【出願日】2012年1月12日

(65)【公開番号】特開2012-168510(P2012-168510A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2015年1月8日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0012464

(32)【優先日】2011年2月11日

(33)【優先権主張国】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500548884

【氏名又は名称】ハンファテクウィン株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＡＮＷＨＡ ＴＥＣＨＷＩＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】沈 亨▲録▼

【審査官】 瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２４８３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０４９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４６０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３８３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３３８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１０４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１０４４３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１７６６８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−３３７３５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側からイメージ側への順に、
少なくとも１枚のレンズと、光軸の経路を変換する屈折部材とを含み、正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有する第２レンズ群と、
第３レンズ群と、
第４レンズ群と、からなり、
前記第１レンズ群ないし第４レンズ群間の間隔を変化させてズーミングを行い、下記の式を満足するズームレンズ系であって、

【数19】

（ここで、Ｆｎｏ＿ｗは、広角端でのＦナンバを、ｆ_Ｔは、望遠端での全体焦点距離を、ｆ_Ｗは、広角端での全体焦点距離を、ＢＦＬは、ズームレンズ系の後焦点距離を、ＯＡＬは、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの物体側の面の中心からイメージ面までの距離を示す。）
前記ズームレンズ系は、下記の式を満足し、

【数20】

（ここで、ＢＦＬは、広角端での後焦点距離を示す。）
前記第３レンズ群は、正の屈折力を有し、
前記第４レンズ群は、正の屈折力を有し、
前記第４レンズ群が、物体側から順に、正レンズ及び負レンズの２枚のレンズを含み、
前記第４レンズ群の正レンズは、下記の式を満足するズームレンズ系。

【数21】

（ここで、Ｎｄは、前記第４レンズ群の正レンズの屈折率を示す。）

【請求項2】

前記ズームレンズ系は、下記の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系。

【数22】

（ここで、ＢＦＬは、後焦点距離を、ＯＡＬは、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの中心からイメージ面までの距離を示す。）

【請求項3】

前記ズームレンズ系は、下記の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系。

【数23】

（ここで、ＢＦＬは、広角端での後焦点距離を示す。）

【請求項4】

前記ズームレンズ系は、下記の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系。

【数24】

（ここで、ＯＡＬは、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの中心からイメージ面までの距離を示す。）

【請求項5】

前記ズームレンズ系は、下記の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系。

【数25】

（ここで、Ｆｎｏ＿ｗは、広角端でのＦナンバを示す。）

【請求項6】

前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する請求項１に記載のズームレンズ系。

【数26】

（ここで、ｆ_Ｔは、望遠端での全体焦点距離を、ｆ_Ｗは、広角端での全体焦点距離を示す。）

【請求項7】

広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群は移動し、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は固定されることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ系。

【請求項8】

前記第１レンズ群は、少なくとも１面の非球面を含む請求項１に記載のズームレンズ系。

【請求項9】

前記第４レンズ群の最も物体側にあるレンズは、少なくとも１面の非球面を含むことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ系。

【請求項10】

前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合レンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ系。

【請求項11】

前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置される絞りを含むことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ系。

【請求項12】

前記第２レンズ群に属したレンズのうち、物体側から順に配置された最初のレンズ及び２番目のレンズは、下記の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系。

【数27】

（ここで、ｆ９は、前記第２レンズ群のうち、物体側から最初に置かれたレンズの焦点距離を、ｆ１１は、前記第２レンズ群のうち、物体側から２番目に置かれたレンズの焦点距離を示す。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ズームレンズ系に係り、さらに詳細には、４群ズームレンズ系に関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を利用して映像を具現する撮影装置では、デジタルに転換されることによって、保存容量が増加している。保存容量が増加するにつれて、デジタル撮影装置に採用されるレンズ系に係わる高い光学性能への要求、及び便宜上の理由によって、小型化への要求が次第に大きくなっている。

【0003】

レンズ系は、被写体が有する小さい情報まで鮮明に記録するために、画面周辺において発生する収差まで良好に補正できなければならない。しかし、高性能を実現するためには、小型化をなし難く、小型化のためには、製造コストの上昇が伴うので、高い光学性能と製造コストとを共に満足させ難い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態は、小型であって、後焦点距離（ＢＦＬ：ｂａｃｋ ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）が長く、高い光学性能を有したズームレンズ系を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一側面によれば、物体側からイメージ側への順に、少なくとも１枚のレンズと、光軸の経路を変換する屈折部材とを含み、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とを含み、前記第１レンズ群ないし第４レンズ群間の間隔を変化させてズーミングを行い、下記の式を満足するズームレンズ系を提供する。

【数1】

ここで、Ｆｎｏ＿ｗは、広角端でのＦナンバを、ｆ_Ｔは、望遠端での全体焦点距離を、ｆ_Ｗは、広角端での全体焦点距離を、ＢＦＬは、ズームレンズ系の後焦点距離（ｂａｃｋ ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）を、ＯＡＬは、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの物体側の面の中心からイメージ面までの距離を示す。

【0006】

本発明の一特徴によれば、前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数2】

ここで、ＢＦＬは、後焦点距離を、ＯＡＬは、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの物体側の面の中心からイメージ面までの距離を示す。

【0007】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数3】

ここで、ＢＦＬは、後焦点距離を示す。

【0008】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数4】

ここで、ＢＦＬは、広角端での後焦点距離を示す。

【0009】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数5】

ここで、ＯＡＬは、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの物体側の面の中心からイメージ面までの距離を示す。

【0010】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数6】

ここで、Ｆｎｏ＿ｗは、広角端でのＦナンバを示す。

【0011】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記ズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数7】

ここで、ｆ_Ｔは、望遠端での全体焦点距離を、ｆ_Ｗは、広角端での全体焦点距離を示す。

【0012】

本発明のさらに他の特徴によれば、広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群は移動し、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、固定されてもよい。

【0013】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第３レンズ群は、正の屈折力を有してもよい。

【0014】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第４レンズ群は、正の屈折力を有してもよい。

【0015】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１レンズ群は、少なくとも１面の非球面を含んでもよい。

【0016】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズ及び負レンズの２枚のレンズを含んでもよい。

【0017】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第４レンズ群の最も物体側にあるレンズは、少なくとも１面の非球面を含んでもよい。

【0018】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第４レンズ群の正レンズは、下記の式を満足する。

【数8】

ここで、Ｎｄは、前記第４レンズ群の正レンズの屈折率を示す。

【0019】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群のうち少なくともいずれか一つは、正レンズと負レンズとの接合レンズを含んでもよい。

【0020】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置される絞りを含んでもよい。

【0021】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第２レンズ群に属したレンズのうち、物体側から順に配置された最初のレンズ及び２番目のレンズは、下記の式を満足する。

【数9】

ここで、ｆ９は、前記第２レンズ群のうち、物体側から最初に置かれたレンズの焦点距離を、ｆ１１は、前記第２レンズ群のうち、物体側から２番目に置かれたレンズの焦点距離を示す。

【0022】

本発明のさらに他の側面によれば、物体側からイメージ側への順に、少なくとも１枚のレンズと、光の経路を変換する屈折部材とを含み、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群とを含み、前記第１レンズ群ないし第４レンズ群間の間隔を変化させてズーミングを行い、前記第１レンズ群ないし前記第４レンズ群を構成するレンズの総枚数は１０枚以下であるズームレンズ系を提供する。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一実施形態によれば、ズーミングの際に、２個のレンズ群だけ移動させることによって、絞りを具備することができる空間を確保することが可能である。例えば、ズームレンズ系がＣＣＴＶ（ｃｌｏｓｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）のような撮影装置に使われる場合、第２レンズ群と第３レンズ群との間に十分な空間を確保することによって、厚い絞りユニット（ＩＲＩＳ）を配置することができる。

【0024】

本発明の一実施形態によれば、短い全長によって小型化を図ることができ、非球面レンズや高屈折レンズなどを使用することによって、高倍率及び高解像度を具現することができる。

【0025】

本発明の一実施形態によれば、高い光学的性能を有しつつ、後焦点距離を長く形成することができる。従って、ズームレンズ系の最もイメージ側にあるレンズとイメージ面との間での、フィルタの配置又は交換が容易である。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1A】本発明の一実施形態によるズームレンズ系を広角端で示した図面である。

【図1B】本発明の一実施形態によるズームレンズ系を中間端で示した図面である。

【図1C】本発明の一実施形態によるズームレンズ系を望遠端で示した図面である。

【図2】Ａは図１Ａに図示されたズームレンズ系の広角端での縦方向球面収差を示し、Ｂは非点収差を示し、Ｃは歪曲に係わる収差度を示す。

【図3】Ａは図１Ｂに図示されたズームレンズ系の中間端での縦方向球面収差を示し、Ｂは非点収差を示し、Ｃは歪曲に係わる収差度を示す。

【図4】Ａは図１Ｃに図示されたズームレンズ系の望遠端での縦方向球面収差を示し、Ｂは非点収差を示し、Ｃは歪曲に係わる収差度を示す。

【図5】Ａ〜Ｅは図１Ａに図示されたズームレンズ系の広角端でのコマ収差を示した図面である。

【図6】Ａ〜Ｅは図１Ｂに図示されたズームレンズ系の中間端でのコマ収差を示した図面である。

【図7】Ａ〜Ｅは図１Ｃに図示されたズームレンズ系の望遠端でのコマ収差を示した図面である。

【図8A】本発明の他の実施形態によるズームレンズ系を広角端で示した図面である。

【図8B】本発明の他の実施形態によるズームレンズ系を中間端で示した図面である。

【図8C】本発明の他の実施形態によるズームレンズ系を望遠端で示した図面である。

【図9】Ａは図８Ａに図示されたズームレンズ系の広角端での縦方向球面収差を示し、Ｂは非点収差を示し、Ｃは歪曲に係わる収差度を示す。

【図10】Ａは図８Ｂに図示されたズームレンズ系の中間端での縦方向球面収差を示し、Ｂは非点収差を示し、Ｃは歪曲に係わる収差度を示す。

【図11】Ａは図８Ｃに図示されたズームレンズ系の望遠端での縦方向球面収差を示し、Ｂは非点収差を示し、Ｃは歪曲に係わる収差度を示す。

【図12】Ａ〜Ｅは図８Ａに図示されたズームレンズ系の広角端でのコマ収差を示した図面である。

【図13】Ａ〜Ｅは図８Ｂに図示されたズームレンズ系の中間端でのコマ収差を示した図面である。

【図14】Ａ〜Ｅは図８Ｃに図示されたズームレンズ系の望遠端でのコマ収差を示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明の利点、特徴及びそれらを達成する方法は、添付される図面と共に、詳細に述べる実施形態を参照すれば、明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され、ただ本実施形態は、本発明の開示を完全なものにし、本発明が属する技術分野において当業者に、発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義されるのみである。一方、本明細書において使われた用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文言で特別に言及しない限り、複数形も含む。明細書において使われる「包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「包含するところの（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作及び／または素子が、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子の存在または追加を排除するものではないことを示す。第１、第２などの用語は、多様な構成要素について説明するのに使われるが、構成要素は、用語によって限定されるものではない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使われるのみである。

【0028】

図１Ａないし図１Ｃ、及び図８Ａないし図８Ｃは、それぞれ広角端、中間端及び望遠端での本発明の実施形態によるズームレンズ系を図示した図面である。

【0029】

図１Ａないし図１Ｃを参考にすれば、ズームレンズ系は、物体Ｏ側からイメージＩ側への順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４を含む。

【0030】

第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する。例えば、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ１１、１１１、及び前記第１レンズ１１、１１１を透過した光線の光路を変更する屈折部材１２、１３、１１２、１１３、及び第２レンズ１４、１１４を含んでもよい。第１レンズ１１、１１１は、負レンズであって、第２レンズ１４、１１４は、正レンズであってもよい。屈折部材１２、１３、１１２、１１３は、第１レンズ１１、１１１を透過した光線を９０°折り曲げることができる（図１Ａないし図１Ｃ、及び図８Ａないし図８Ｃには、透過光線が９０°折り曲げられるとは示されていないが、９０°折り曲げ可能であることが望ましい）。例えば、反射ミラー、プリズムまたは光ファイバなどが屈折部材１２、１３、１１２、１１３として使われる。屈折部材１２、１３、１１２、１１３は、光軸を基準として、入射光を９０°屈折させて、本発明の実施形態によるズームレンズ系を具備した撮影装置を小型化させることができる。

【0031】

第１レンズ１１、１１１は、例えば、凸面が物体Ｏ側に向くメニスカス・レンズであってもよい。第２レンズ１４、１１４は、両凸レンズであってもよい。

【0032】

第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１面以上の非球面を含んでもよい。非球面を含むことによって、望遠端において発生する球面収差を補正することができる。

【0033】

第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有する。例えば、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズ２１、１２１、第４レンズ２２、１２２、及び第５レンズ２３、１２３の３枚を含んでもよい。第３レンズ２１、１２１と第４レンズ２２、１２２は、負レンズであって、第５レンズ２３、１２３は、正レンズであってもよい。第４レンズ２２、１２２と第５レンズ２３、１２３とは、互いに接合されて接合レンズをなしてもよい。接合レンズは、ズーミング時に発生しうる倍率色収差を補正することができる。

【0034】

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有する。例えば、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズ３１、１３１、第７レンズ３２、１３２及び第８レンズ３３、１３３を含んでもよい。第６レンズ３１、１３１と第７レンズ３２、１３２とは、正レンズであって、第８レンズ３３、１３３は、負レンズであってもよい。第７レンズ３２、１３２と第８レンズ３３、１３３とは、互いに接合されて接合レンズをなしてもよい。接合レンズは、ズーミング時に発生しうる倍率色収差を補正することができる。第３レンズ群Ｇ３と第２レンズ群Ｇ２との間には、絞りＳＴが含まれてもよい。

【0035】

第４レンズ群Ｇ４は、正の屈折力を有する。例えば、第４レンズ群Ｇ４は、第９レンズ４１、１４１及び第１０レンズ４２、１４２の２枚を含んでもよい。第９レンズ４１、１４１は、正レンズであって、第１０レンズ４２、１４２は、負レンズであってもよい。

【0036】

第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも１面以上の非球面を含んでもよい。一実施形態では、第４レンズ群Ｇ４の最も物体Ｏ側にあるレンズである第９レンズ４１、１４１が、少なくとも１面以上の非球面を含んでもよい。非球面を含むことによって、ズーミング時に発生しうる非点収差を効果的に補正することができる。例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、第４レンズ群Ｇ４の第９レンズ４１、１４１の両面を非球面によって構成することによって、非点収差をさらに効果的に補正することができる。

【0037】

本発明の実施形態によるズームレンズ系は、ズーミング時に、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とが移動しうる。そして、ズーミング時、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とは、移動せずに固定されてもよい。従って、ズーミング時、ズームレンズ系の全長が変わらない。

【0038】

第２レンズ群Ｇ２は、ズーミング時に倍率を担当する。例えば、第２レンズ群Ｇ２は、物体Ｏ側からイメージＩ側に移動することにより、広角端から望遠端への倍率を具現する。第２レンズ群Ｇ２の移動により、広角端から望遠端へのズーミング時、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は狭まり、第２レンズ群Ｇ２と第１レンズ群Ｇ１との間隔は増大する。

【0039】

第４レンズ群Ｇ４は、ズーミングの際に、焦点を調節するフォーカシング機能を行う。例えば、広角端から望遠端へのズーミングの際に、第４レンズ群Ｇ４は、物体Ｏ側に移動した状態から、イメージＩ側に移動する放物線軌跡を示すことができる。ズーミング時にフォーカシング機能を行う第４レンズ群Ｇ４の移動軌跡は、全体的に放物線状を呈するが、その移動量は、多様な変化が可能である。例えば、後述する第２実施形態の場合、広角端から望遠端へのズーミングの際に、望遠端での第４レンズ群Ｇ４は、物体Ｏ側にさらに近く位置するように移動する。参考までに、第２実施形態を示す図８には、十分に図示されていないが、広角端から望遠端へのズーミングの際に、実際に第４レンズ群Ｇ４の軌跡は、放物線を描く。
ズーミング時、２個のレンズ群だけを移動させることによって、絞りＳＴが備わる空間を確保することができる。例えば、ズームレンズ系が、ＣＣＴＶ（ｃｌｏｓｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）のような撮影装置に使われる場合、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、十分な空間を確保することによって、厚い絞りユニットを配置できるという長所がある。

【0040】

本発明の実施形態によるズームレンズ系は、下記の式を満足する。

【数10】

ここで、Ｆｎｏ＿ｗは、広角端でのＦナンバを示す。本発明の実施形態は、広角端でのＦナンバが２．０以下である明るいズームレンズ系を提供することができる。例えば、本発明の実施形態によるズームレンズ系のＦナンバは、広角端において、１．７〜２．０の範囲であってもよい。

【数11】

ここで、ｆ_Ｗは、広角端での全体焦点距離を、ｆ_Ｔは、望遠端での全体焦点距離を示す。本発明の実施形態は、倍率が約５．５倍以上である高倍率ズームレンズ系を提供することができる。例えば、本発明の実施形態によるズームレンズ系は、約５．５〜７．５倍の倍率を有してもよい。

【数12】

ここで、ＢＦＬは、後焦点距離（ｂａｃｋ ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）を、ＯＡＬは、第１レンズ１１、１１１の物体Ｏ側の面の中心からイメージＩ面までの距離を示す。

【0041】

数式３は、ズームレンズ系の全長（ＯＡＬ：ｏｖｅｒ ａｌｌ ｌｅｎｇｔｈ）に対する後焦点距離を定義したものであり、本発明の実施形態は、ＢＦＬが長いズームレンズ系を提供することができる。ＢＦＬが、ズームレンズ系の全長に対して約７．５％以上になるように、さらに望ましくは、１３．７％以上になるようにする。監視用カメラ（ＣＣＴＶ）のような撮影装置の場合、昼間だけではなく、夜間にも映像を撮影しなければならない。監視用カメラは、高画質の映像を得るために、昼間撮影及び夜間撮影に適したフィルタを具備することができる。本発明の実施形態によるズームレンズ系は、全長に比べてＢＦＬが比較的大きい値を有するので、昼間用フィルタと夜間用フィルタとの交換が容易になる。例えば、下記の数式４及び数式５のように、ズームレンズ系のＢＦＬは、６ｍｍ以上、望ましくは８ｍｍ以上になってもよい。

【数13】

【数14】

また、ズームレンズ系の全長（ＯＡＬ）は、下記の式を満足する。

【数15】

ここで、ＯＡＬは、第１レンズ１１、１１１の物体Ｏ側の面の中心からイメージＩ面までの距離を示す。数式６を参照すると、本発明の実施形態によるズームレンズ系の全長は、約６５ｍｍ以下であり、撮影装置を小型化することができる。

【0042】

本発明の実施形態による第４レンズ群Ｇ４の正レンズは、下記の式を満足する。

【数16】

ここで、Ｎｄは、第４レンズ群Ｇ４に含まれた正レンズのｄ線の屈折率を示す。第４レンズ群Ｇ４に低屈折力のレンズを具備させることによって、長いＢＦＬを確保することができる。

【0043】

本発明の実施形態による第２レンズ群Ｇ２は、下記の式を満足する。

【数17】

ここで、ｆ９は、前記第２レンズ群Ｇ２において、物体Ｏ側から最初に置かれたレンズの焦点距離を、ｆ１１は、前記第２レンズ群Ｇ２において、物体Ｏ側から２番目に置かれたレンズの焦点距離を示す。例えば、ｆ９は、第３レンズ２１、１２１の焦点距離を、ｆ１１は、第４レンズ２２、１２２と、第５レンズ２３、１２３とが接合された状態である接合レンズの焦点距離を示す。

【0044】

本発明の実施形態に示される非球面の定義について述べれば、次の通りである。

【0045】

本発明の実施形態によるズームレンズの非球面形状は、光軸方向をｘ軸とし、光軸方向に対して垂直な方向をｙ軸とするとき、光線の進行方向を正として、次のような数式で示すことができる。ここで、ｘは、レンズの頂点から光軸方向への距離を、ｙは、光軸に対して垂直な方向への距離を、ｋは、コニック定数（ｃｏｎｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、非球面係数を、ｃは、レンズの頂点における曲率半径の逆数（１／Ｒ）をそれぞれ示す。

【数18】

【0046】

次に、本発明の実施形態によるレンズ系の設計データを示す。

【0047】

以下、Ｆは、焦点距離を、Ｆｎｏは、Ｆナンバを、Ｄ８、Ｄ１３、Ｄ１９、Ｄ２３は、可変距離を示す。また、Ｒは、曲率半径を、Ｄｎは、レンズの中心厚、またはレンズとレンズとの間隔を、ｎｄは、素材の屈折率、ｖｄは、素材のアッベ数（Ａｂｂｅ’ｓ ｎｕｍｂｅｒ）を、ＡＳＰは、非球面を示す。

【実施例1】

【0048】

表１は、図１Ａないし図１Ｃに図示された一実施形態によるズームレンズ系の設計データを示す。また、表１において、第１０レンズ４２とイメージＩ面との間にフィルタ５０、６０のような光学素子がさらに備わってもよい。表１でＲｎ（ｎ＝１、２、…、２７）は、図１に示された各レンズの面Ｓｍ（ｍ＝１、２、…、２７）の曲率半径を示す。
Ｆ＝３．８〜２５．２９９５
Ｆｎｏ＝１．８１〜３．４７
ＢＦＬ＝８．７８７
ＯＡＬ＝６３．８９９

【表1】

【0049】

表２は、図１に図示されたズームレンズ系での非球面係数を示し、表３は、可変距離を、広角端、中間端及び望遠端に関してそれぞれ示した表である。

【表2】

【表3】

【0050】

図２Ａないし図４Ｃは、図１Ａないし図１Ｃに図示されたズームレンズ系の広角端、中間端及び望遠端での縦方向球面収差（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）及び歪曲収差（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を示している。像面湾曲についての図２Ｂを参考にすれば、非点収差フィールド曲線（ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｃｕｒｖｅ）において点線は、子午（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）非点収差を、実線は、球欠（ｓａｇｉｔｔａｌ）非点収差を示す。縦方向球面収差は、約６５６．２８ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４８６．１３ｎｍ、４３５．８４ｎｍの波長を有する光について図示され、非点収差と歪曲収差は、約５４６．０７ｎｍ波長を有する光について図示されたものである。

【0051】

図５Ａないし図７Ｅは、ズームレンズ系の広角端、中間端及び望遠端でのコマ収差を示している。図５Ａないし図５Ｅ、図６Ａないし図６Ｅ及び図７Ａないし図７Ｅにおいて、左側のグラフは、子午（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）コマ収差を、右側のグラフは、球欠（ｓａｇｉｔｔａｌ）コマ収差を示す。一方、コマ収差は、ズームレンズ系に入射する光の入射角が３３．１７°、２４．２０°、１７．５５°、１０．６２°、０°である際のコマ収差を示す。

【実施例2】

【0052】

表４は、図８Ａないし図８Ｃに図示された一実施形態によるズームレンズ系の設計データを示す。また、表４において、第１０レンズ１４２とイメージＩ面との間に、フィルタ１５０、１６０のような光学素子がさらに備わってもよい。表４において、Ｒｎ（ｎ＝１、２、…、２７）は、図８に示された各レンズの面Ｓｍ（ｍ＝１０１、１０２、…、１２７）の曲率半径を示す。
Ｆ＝３．８０３〜２５．２９１４
Ｆｎｏ＝１．８１〜３．４７
ＢＦＬ＝８．８２６
ＯＡＬ＝６３．７９９

【表4】

【0053】

表５は、図８Ａないし図８Ｃに図示されたズームレンズ系での非球面係数を示し、表６は、可変距離を、広角端、中間端及び望遠端に関してそれぞれ示した表である。

【表5】

【表6】

【0054】

図９Ａないし図１１Ｃは、図８Ａないし図８Ｃに図示されたズームレンズ系の広角端、中間端及び望遠端での縦方向球面収差（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）及び歪曲収差（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を示している。像面湾曲についての非点収差フィールド曲線（ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｃｕｒｖｅ）において、点線は、子午（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）非点収差を、実線は球欠（ｓａｇｉｔｔａｌ）非点収差を示す。縦方向球面収差は、約６５６．２８ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４８６．１３ｎｍ、４３５．８４ｎｍの波長を有する光について図示され、非点収差と歪曲収差は、約５４６．０７ｎｍ波長を有する光について図示されたものである。

【0055】

図１２Ａないし図１４Ｅは、ズームレンズ系の広角端、中間端及び望遠端でのコマ収差を示している。図１２Ａないし図１２Ｅ、図１３Ａないし図１３Ｅ、図１４Ａないし図１４Ｅにおいて、左側のグラフは、子午（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）コマ収差を、右側のグラフは、球欠（ｓａｇｉｔｔａｌ）コマ収差を示す。一方、コマ収差は、ズームレンズ系に入射する光の入射角が、３３．１７°、２４．２０°、１７．５５°、１０．６２°、０°である際のコマ収差を示す。

【0056】

次に、前記第１実施形態及び第２実施形態が、それぞれ前記数式１ないし数式８を満足するところを示す。

【表7】

【0057】

本発明について、前記言及された望ましい実施形態と関連して説明したが、発明の要旨と範囲から外れることなく、多様な修正又は変形を施すことが可能である。従って、特許請求の範囲は、本発明の要旨に属する限り、かような修正や変形を含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明のズームレンズは、映像具現、特にＣＣＴＶ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

【符号の説明】

【0059】

１１、１１１ 第１レンズ
１２、１３、１２０、１３０ 光学部材
１４、１１４ 第２レンズ
２１、１２１ 第３レンズ
２２、１２２ 第４レンズ
２３、１２３ 第５レンズ
３１、１３１ 第６レンズ
３２、１３２ 第７レンズ
３３、１３３ 第８レンズ
４１、１４１ 第９レンズ
４２、１４２ 第１０レンズ
５０、６０、１５０、１６０ フィルタ
１００ ズームレンズ系
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｉ イメージ
Ｏ 物体
ＳＴ 絞り

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】