特許 7551438 ズームレンズ及び撮像装置

(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】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】ズームレンズ及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/16 20060101AFI20240909BHJP

【ＦＩ】

G02B15/16

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020170344

(22)【出願日】2020-10-08

(65)【公開番号】P2022062377

(43)【公開日】2022-04-20

【審査請求日】2023-09-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】須藤 健太

【審査官】森内 正明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１０８７０２（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】

物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群および正の屈折力の第２レンズ群を有し、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、
前記第１レンズ群は２つの接合レンズを有し、該２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含み、
前記２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率をＮｄ１ｐとし、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１レンズ群の光軸上における長さを１Ｇｔとして、
１．８０＜Ｎｄ１ｐ＜２．１５
－１．７＜ｆ１／ｆ２＜－０．９
０．４０＜｜１Ｇｔ／ｆ１｜＜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。

【請求項2】

前記２つの接合レンズのうち少なくとも１つは、負の屈折力を有し、
前記負の屈折力の接合レンズのうち最も屈折力が強い接合レンズの焦点距離をｆ１ａとして、
０．５０＜ｆ１ａ／ｆ１＜３．５０
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。

【請求項3】

前記ズームレンズの最も物体側の面から像面までの広角端での長さをＴＬｗとし、前記ズームレンズの最も物体側の面から像面までの望遠端での長さをＴＬｔとし、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔとして、
０≦｜ＴＬｗ－ＴＬｔ｜／ｆｔ＜０．３０
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。

【請求項4】

前記ズームレンズの最も物体側の面から像面までの広角端での長さをＴＬｗとし、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として、
０．２８＜Ｍ２／ＴＬｗ＜０．５２
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項5】

前記第２レンズ群に含まれている正レンズの平均アッベ数をνｄ２ｐとして、
３５＜νｄ２ｐ＜６０
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項6】

広角端でのバックフォーカスをｂｆｗとして、
０．３０＜ｂｆｗ／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乃至５のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項7】

前記ズームレンズは、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群からなり、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第２レンズ群は像側から物体側へ単調に移動し、前記第１レンズ群は像側へ移動した後に物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項8】

前記第２レンズ群の像側に配置された正の第３レンズ群を有し、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第２レンズ群は像側から物体側へ単調に移動し、前記第１レンズ群は像側へ移動した後に物体側へ移動し、前記第３レンズ群は移動しないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項9】

開口絞りを有し、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記開口絞りは前記第２レンズ群と共に移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項10】

物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群および正の屈折力の第２レンズ群を有し、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、
前記第１レンズ群は２つの接合レンズを有し、該２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含み、
前記２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率をＮｄ１ｐとし、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、前記ズームレンズの最も物体側の面から像面までの広角端での長さをＴＬｗとし、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として、
１．８０＜Ｎｄ１ｐ＜２．１５
－１．７＜ｆ１／ｆ２＜－０．９
０．２８＜Ｍ２／ＴＬｗ＜０．５２
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。

【請求項11】

物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群および正の屈折力の第２レンズ群からなり、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、
前記第１レンズ群は２つの接合レンズを有し、該２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含み、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第２レンズ群は像側から物体側へ単調に移動し、前記第１レンズ群は像側へ移動した後に物体側へ移動し、
前記２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率をＮｄ１ｐとし、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として、
１．８０＜Ｎｄ１ｐ＜２．１５
－１．７＜ｆ１／ｆ２＜－０．９
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。

【請求項12】

物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群および正の屈折力の第２レンズ群を有し、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、
前記第１レンズ群は２つの接合レンズを有し、該２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含み、
前記第２レンズ群の像側に配置された正の第３レンズ群を有し、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第２レンズ群は像側から物体側へ単調に移動し、前記第１レンズ群は像側へ移動した後に物体側へ移動し、前記第３レンズ群は固定され、
前記２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率をＮｄ１ｐとし、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として、
１．８０＜Ｎｄ１ｐ＜２．１５
－１．７＜ｆ１／ｆ２＜－０．９
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。

【請求項13】

物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群および正の屈折力の第２レンズ群を有し、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、
開口絞りを有し、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記開口絞りは前記第２レンズ群と共に移動し、
前記第１レンズ群は２つの接合レンズを有し、該２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含み、
前記２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率をＮｄ１ｐとし、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として、
１．８０＜Ｎｄ１ｐ＜２．１５
－１．７＜ｆ１／ｆ２＜－０．９
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成された像を撮る撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、監視カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、又は放送用カメラに用いられるズームレンズにおいて、撮像素子の高精細化に対応可能な高い光学性能を有することが要求されている。特に、監視カメラは、設置の容易性や目立ちにくさの観点から小型化が要求され、また、広角端において広い範囲を撮影可能であることが要求されている。さらには、監視カメラは、可視域に加えて近赤外域の波長を考慮して像の中心から周辺まで色収差が十分に補正されていることが要求されている。

【0003】

特許文献１及び特許文献２には、ズーミングにおいて負の第１レンズ群と正の第２レンズ群とが移動するネガティブリード型のズームレンズが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－２１５４５３号公報

【文献】特開２０１６－６２０５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されたズームレンズでは、小型と広角との両立が難しい。特許文献２に開示されたズームレンズでは、小型と倍率色収差補正との両立が難しい。

【0006】

本発明は、例えば、小型、広角、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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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レンズ群および正の屈折力の第２レンズ群を有し、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、前記第１レンズ群は２つの接合レンズを有し、該２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含み、前記２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率Ｎｄ１ｐ、前記第１レンズ群の焦点距離ｆ１、および前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、前記第１レンズ群の光軸上における長さを１Ｇｔは、所定の条件式を満足する。

【0008】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、例えば、小型、広角、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。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１における広角端でのレンズ断面および移動軌跡を示す図である。

【図2】実施例１における広角端、中間ズーム位置、望遠端での諸収差図である。

【図3】実施例２における広角端でのレンズ断面および移動軌跡を示す図である。

【図4】実施例２における広角端、中間ズーム位置、望遠端での諸収差図である。

【図5】実施例３における広角端でのレンズ断面および移動軌跡を示す図である。

【図6】実施例３における広角端、中間ズーム位置、望遠端での諸収差図である。

【図7】実施例４における広角端でのレンズ断面および移動軌跡を示す図である。

【図8】実施例４における広角端、中間ズーム位置、望遠端での諸収差図である。

【図9】実施例５における広角端でのレンズ断面および移動軌跡を示す図である。

【図10】実施例５における広角端、中間ズーム位置、望遠端での諸収差図である。

【図11】各実施例における撮像装置の構成図である。

【図12】各実施例における撮像装置の構成図である。

【図13】各実施例における撮像装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

各実施例のズームレンズは、小型かつ広角でありながら、倍率色収差が良好に補正された高い光学性能を有するズームレンズである。各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の第１レンズ群Ｌ１および正の第２レンズ群Ｌ２を有し、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。第１レンズ群Ｌ１は２つの接合レンズを有し、２つの接合レンズはそれぞれ正レンズを含む。また、第１レンズ群Ｌ２の２つの接合レンズに含まれている正レンズの平均屈折率をＮｄ１ｐ、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として、以下の条件式（１）、（２）を満足する。

【0013】

１．８０＜Ｎｄ１ｐ＜２．１５ ・・・（１）
－１．７＜ｆ１／ｆ２＜－０．９ ・・・（２）
各実施例のズームレンズは、小型で広角なズームレンズを得るため、ズーミングに際して負の第１レンズ群Ｌ１と正の第２レンズ群Ｌ２とが移動するネガティブリード型である。負の第１レンズ群Ｌ１は、少なくとも２枚の正レンズを有し、正レンズを含む接合レンズを少なくとも２組以上有することで、倍率色収差を良好に補正するとともに、小型化に有利な構成となっている。

【0014】

条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１が有する正レンズの平均屈折率Ｎｄ１ｐの取るべき範囲を規定している。条件式（１）の上限値を上回って平均屈折率Ｎｄ１ｐが大きくなると、選択可能なレンズ材料が少なくなり好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を下回って平均屈折率Ｎｄ１ｐが小さくなると、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの曲率が大きくなり、正レンズおよび正レンズを含む接合レンズが大型化するため好ましくない。

【0015】

条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２との比を規定している。条件式（２）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の屈折力に対する第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなると、倍率色収差が劣化するため好ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回って第２レンズ群Ｌ２の屈折力に対する第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなると、高変倍比化のために第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まり、小型化と広角化との両立が困難となるため好ましくない。

【0016】

各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の光軸上における長さを１Ｇｔとして、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。

【0017】

０．４０＜｜１Ｇｔ／ｆ１｜＜０．９０ ・・・（３）
条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１の長さ１Ｇｔと、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１との比を規定している。長さ１Ｇｔは、第１レンズ群Ｌ１における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離である。条件式（３）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の屈折力に対する第１レンズ群Ｌ１の長さ１Ｇｔが大きくなると、ズームレンズ（レンズ全系）の小型化が困難となるため好ましくない。一方、条件式（３）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の屈折力に対する第１レンズ群Ｌ１の長さ１Ｇｔが小さくなると、第１レンズ群Ｌ１内において適切なレンズの曲率と間隔を取ることができず、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。

【0018】

各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の２つの接合レンズのうち少なくとも１つは、負の屈折力を有し、負の屈折力の接合レンズのうち最も屈折力が強い接合レンズの焦点距離をｆ１ａとして、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。

【0019】

０．５０＜ｆ１ａ／ｆ１＜３．５０ ・・・（４）
条件式（４）は、負の屈折力の接合レンズのうち最も屈折力の絶対値が大きい接合レンズの焦点距離ｆ１ａと、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１との比を規定している。条件式（４）の上限値を上回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１に対する負の屈折力の接合レンズのうち最も屈折力が強い接合レンズの焦点距離ｆ１ａが大きくなると、広角化が困難となるため好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を下回って第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１に対する負の屈折力の接合レンズのうち最も屈折力が強い接合レンズの焦点距離ｆ１ａが小さくなると、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。

【0020】

各実施例において、ズームレンズの最も物体側の面から像面までの広角端での長さをＴＬｗ、ズームレンズの最も物体側の面から像面までの望遠端での長さをＴＬｔ、望遠端でのズームレンズの焦点距離をｆｔとして、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。

【0021】

０≦｜ＴＬｗ－ＴＬｔ｜／ｆｔ＜０．３０ ・・・（５）
条件式（５）は、広角端での長さＴＬｗと望遠端での長さＴＬｔとの差と、望遠端でのズームレンズの焦点距離ｆｔとの比を規定している。条件式（５）の上限値を上回って望遠端でのズームレンズの焦点距離ｆｔに対する広角端での長さＴＬｗと望遠端での長さＴＬｔの差が大きくなると、ズーム全域におけるズームレンズの小型化が困難となるため好ましくない。

【0022】

各実施例において、広角端から望遠端への第２レンズ群Ｌ２の移動量（最大移動量）をＭ２として、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。

【0023】

０．２８＜Ｍ２／ＴＬｗ＜０．５２ ・・・（６）
条件式（６）は、第２レンズ群Ｌ２の移動量Ｍ２と、広角端での長さＴＬｗとの比を規定している。条件式（６）の上限値を上回って広角端での長さＴＬｗに対する第２レンズ群Ｌ２の移動量Ｍ２が大きくなると、ズームレンズの小型化が困難となるため好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を下回って広角端での長さＴＬ２に対する第２レンズ群Ｌ２の移動量Ｍ２が小さくなると、ズーム比を維持するために第２レンズ群Ｌ２の屈折力が大きくなり、倍率色収差の変動が大きくなるため好ましくない。

【0024】

各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は少なくとも１枚の正レンズをし、第２レンズ群Ｌ２における正レンズの平均アッベ数をνｄ２ｐとして、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。

【0025】

３５＜νｄ２ｐ＜６０ ・・・（７）
条件式（７）は、第２レンズ群Ｌ２における正レンズの平均アッベ数νｄ２ｐの取るべき範囲を規定している。条件式（７）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２における正レンズの平均アッベ数νｄ２ｐが大きくなると、ズーム全域で倍率色収差の補正が過剰となるため好ましくない。一方、条件式（７）の下限値を下回って第２レンズ群Ｌ２における正レンズの平均アッベ数νｄ２ｐが小さくなると、ズーム全域で倍率色収差の補正が不足するため好ましくない。

【0026】

各実施例において、最も像側のレンズ面から像面までをバックフォーカスと定義し、広角端でのバックフォーカスをｂｆｗとして、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。

【0027】

０．３０＜ｂｆｗ／ｆ２＜０．５０ ・・・（８）
条件式（８）は、広角端でのバックフォーカスｂｆｗと、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２との比を規定している。条件式（８）の上限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２に対する広角端でのバックフォーカスｂｆｗが大きくなると、ズームレンズの小型化が困難となるため好ましくない。一方、条件式（８）の下限値を上回って第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２に対する広角端でのバックフォーカスｂｆｗが小さくなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱まり、広角化が困難となるため好ましくない。

【0028】

各実施例のズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２からなり、広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第２レンズ群Ｌ２は像側から物体側へ単調に移動し、第１レンズ群Ｌ１は像側へ移動した後に物体側へ移動することが好ましい。また各実施例のズームレンズは、第２レンズ群の像側に配置された正の第３レンズ群Ｌ３を有していてもよい。このとき、広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第２レンズ群Ｌ２は像側から物体側へ単調に移動し、第１レンズ群Ｌ１は像側へ移動した後に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は移動しない（固定されている）ことが好ましい。また各実施例のズームレンズは、開口絞りＳＰを有していてもよい。このとき、広角端から望遠端へのズーミングにおいて、開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２と共に（第２レンズ群Ｌ２と一体的に）移動する。

【0029】

各実施例において、より好ましくは、条件式（１）～（８）の数値範囲をそれぞれ以下の条件式（１ａ）～（８ａ）のように設定する。

【0030】

１．８１＜Ｎｄ１ｐ＜２．１１ ・・・（１ａ）
－１．６＜ｆ１／ｆ２＜－１．０ ・・・（２ａ）
０．４５＜｜１Ｇｔ／ｆ１｜＜０．８５ ・・・（３ａ）
０．５８＜ｆ１ａ／ｆ１＜３．３０ ・・・（４ａ）
０≦｜ＴＬｗ－ＴＬｔ｜/ｆｔ＜０．２３ ・・・（５ａ）
０．３１＜Ｍ２／ＴＬｗ＜０．４８ ・・・（６ａ）
４０＜νｄ２ｐ＜５８ ・・・（７ａ）
０．３３＜ｂｆｗ／ｆ２＜０．４８ ・・・（８ａ）
各実施例において、さらに好ましくは、条件式（１ａ）～（８ａ）の数値範囲をそれぞれ以下の条件式（１ｂ）～（８ｂ）のように設定する。

【0031】

１．８２＜Ｎｄ１ｐ＜２．０７ ・・・（１ｂ）
－１．５＜ｆ１／ｆ２＜－１．１ ・・・（２ｂ）
０．５０＜｜１Ｇｔ／ｆ１｜＜０．８０ ・・・（３ｂ）
０．６６＜ｆ１ａ／ｆ１＜３．１０ ・・・（４ｂ）
０≦｜ＴＬｗ－ＴＬｔ｜/ｆｔ＜０．１６ ・・・（５ｂ）
０．３４＜Ｍ２／ＴＬｗ＜０．４４ ・・・（６ｂ）
４５＜νｄ２ｐ＜５６ ・・・（７ｂ）
０．３６＜ｂｆｗ／ｆ２＜０．４６ ・・・（８ｂ）
各実施例によれば、以上のように各要素を構成することにより、小型で広角としながら、倍率色収差が良好に補正された高い光学性能を有するズームレンズを得られる。また、前述の各条件式を任意に複数組み合わせることにより、本発明の効果をさらに高めることができる。

【0032】

各実施例のズームレンズは、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ、監視カメラ等の撮像装置に用いられる撮像レンズ系である。図１、図３、図５、図７、図９は、実施例１～５のそれぞれの広角端でのレンズ断面および移動軌跡を示す図である。各図において、左側が物体側で右側が像側である。Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。

【0033】

各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は負レンズと正レンズとからなる接合レンズを２組有する構成である。実施例１～３において、第１レンズ群Ｌ１は負レンズと正レンズによる接合レンズ２組のみからなる構成としている。実施例４、５において、第１レンズ群Ｌ１は負レンズと正レンズとによる接合レンズ２組に加え、単負レンズ１枚を有する構成としている。

【0034】

各図において、Ｐ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、または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。ＳＰは開口絞りである。Ｉは像面である。デジタルスチルカメラやビデオカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面Ｉはフィルム面に相当する。各図中の矢印は、ズーミングに際して各レンズ群の移動軌跡を示している。

【0035】

各実施例において、開口絞りＳＰは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間、または第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されている。開口絞りＳＰの開口径は、ズーミングに際して一定としてもよく、または変化させてもよい。開口絞りＳＰの径を変化させることで、望遠端において大きく発生する軸外光束による下線コマフレアをカットすることができ、より良好な光学性能を得ることができる。

【0036】

フォーカシングに関しては、第１レンズ群Ｌ１が光軸ＯＡ上を移動することで行う。各図中に描かれた第１レンズ群Ｌ１についての移動軌跡のうち、実線で描かれた曲線は無限遠物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。また、点線で描かれた曲線は、近距離物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。各実施例において、フォーカシングは第１レンズ群Ｌ１ではなく、第２レンズ群Ｌ２を光軸ＯＡ上に移動させて行ってもよい。

【0037】

実施例１、２（図１、図３）のズームレンズ１ａ、１ｂにおいて、第１レンズ群Ｌ１はレンズＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４からなり、第２レンズ群Ｌ２はレンズＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４、Ｇ２５からなり、第３レンズ群Ｌ３はレンズＬ３１からなる。またズームレンズ１ａ、１ｂにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、正のレンズＧ１１と負のレンズＧ１２との接合レンズ、および負のレンズＧ１３と正のレンズＧ１４との接合レンズのみからなる。

【0038】

実施例３（図５）のズームレンズ１ｃにおいて、第１レンズ群Ｌ１はレンズＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４からなり、第２レンズ群Ｌ２はレンズＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４、Ｇ２５、Ｇ２６からなる。またズームレンズ１ｃにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、負のレンズＧ１１と正のレンズＧ１２との接合レンズ、および負のレンズＧ１３と正のレンズＧ１４との接合レンズのみからなる。

【0039】

実施例４（図７）のズームレンズ１ｄにおいて、第１レンズ群Ｌ１はレンズＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５からなり、第２レンズ群Ｌ２はレンズＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４、Ｇ２５、Ｇ２６からなる。またズームレンズ１ｄにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、負のレンズＧ１１と、負のレンズＧ１２と正のレンズＧ１３との接合レンズ、および負のレンズＧ１４と正のレンズＧ１５との接合レンズからなる。

【0040】

実施例５（図９）のズームレンズ１ｅにおいて、第１レンズ群Ｌ１はレンズＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５からなり、第２レンズ群Ｌ２はレンズＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４、Ｇ２５からなり、第３レンズ群Ｌ３はレンズＧ３１からなる。またズームレンズ１ｅにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、正のレンズＧ１１と負のレンズＧ１２との接合レンズ、負のレンズＧ１３、および負のレンズＧ１４と正のレンズＧ１５との接合レンズからなる。

【0041】

図２、図４、図６、図８、図１０はそれぞれ、実施例１～５における（Ａ）広角端、（Ｂ）中間ズーム位置、（Ｃ）望遠端での諸収差図である。球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーである。また、実線はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）、破線はＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）、点線は波長８５０ｎｍをそれぞれ示している。非点収差図において、実線はｄ線におけるサジタル像面、点線はメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図において、ｄ線に対するｇ線、Ｃ線、Ｆ線、波長８５０ｎｍのそれぞれの収差を示している。ωは撮像半画角である。

【0042】

次に、実施例１～５にそれぞれ対応する数値実施例１～５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）を表している。ただし、ｍは光入射側（物体側）から数えた面の番号である。各数値実施例において、最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。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ｄ線を基準としたアッベ数を表している。なお、各実施例で用いられる光学材料のアッベ数νｄは、フラウンフォーファ線のＦ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれｎＦ、ｎｄ、ｎＣとするとき、以下の式で表される。

【0043】

νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）
また各数値実施例において、ｄ、焦点距離ｆ（ｍｍ）、ＦナンバーＦｎｏ、半画角（度）は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。ＢＦ（バックフォーカス）は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。レンズ全長は、ズームレンズの最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。レンズ群は、複数のレンズから構成される場合に限らず、１枚のレンズから構成される場合も含むものとする。また、第ｉ面と第ｉ＋１面との間に光学部材を有する単レンズについて、ｄ線における焦点距離を示している。

【0044】

また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、＊の符号を付している。非球面形状は、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数（離心率）、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を各次数の非球面係数とするとき、非球面形状は、以下の式（Ａ）で表される。

【0045】

ｘ＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）^２｝^１／２］＋Ａ４ｈ^４＋Ａ６ｈ^６＋Ａ８ｈ^８＋Ａ１０ｈ^１０ ・・・（Ａ）
なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０^±ＸＸ」を意味している。

【0046】

前述の各条件式と各数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

【0047】

＜数値実施例１＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 -122.971 1.28 2.05090 26.9
2 -28.596 0.60 1.88202 37.2
3* 11.584 2.34
4 -35.401 0.45 1.49700 81.5
5 8.913 1.95 2.05090 26.9
6 22.143 (可変)
7(絞り) ∞ 0.30
8* 10.057 1.70 1.69350 53.2
9* 18.337 0.15
10 7.324 3.59 1.49700 81.5
11 -6.912 0.16
12 -25.494 0.45 1.92286 18.9
13 32.635 1.64
14 13.158 2.74 1.85478 24.8
15 -401.405 0.97
16 -4.552 0.45 1.90366 31.3
17 -13.043 (可変)
18 32.993 1.08 1.95906 17.5
19 -118.561 0.90
20 ∞ 0.50 1.52000 61.4
21 ∞ 2.12
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.41581e-004 A 6= 3.63957e-007 A 8= 5.61312e-008 A10=-1.34655e-010

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.57301e-004 A 6=-2.56965e-005 A 8=-1.44572e-006 A10= 1.59999e-008

第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.93148e-005 A 6= 1.13199e-006 A 8=-2.68201e-006 A10= 1.77107e-007

各種データ
ズーム比 4.90
広角 中間 望遠
焦点距離 4.92 14.52 24.12
Ｆナンバー 2.10 3.70 5.30
半画角 42.5 12.6 7.57
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 39.42 34.37 39.43
BF 2.12 2.12 2.12

d 6 15.65 2.94 0.35
d17 0.40 8.05 15.70
d21 2.12 2.12 2.12

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.67
2 7 8.68
3 18 27.01

接合レンズデータ
始面 終面 焦点距離
1 3 -12.62
4 6 346.32

＜数値実施例２＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 -47.768 1.63 2.00100 29.1
2 -17.897 0.60 1.90525 35.0
3 9.046 2.08
4 -150.026 0.45 1.49700 81.5
5 9.573 2.09 2.05090 26.9
6 42.132 (可変)
7(絞り) ∞ 0.30
8* 10.408 1.70 1.69350 53.2
9* 16.897 0.15
10 7.844 3.78 1.49700 81.5
11 -6.110 0.28
12 -9.386 0.45 1.95906 17.5
13 -14.553 1.69
14 74.300 3.18 1.85025 30.1
15 -19.106 0.72
16 -4.859 0.45 1.90366 31.3
17 -29.600 (可変)
18 34.035 1.11 1.92286 18.9
19 -70.152 0.90
20 ∞ 0.50 1.52000 61.4
21 ∞ 2.13
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.91818e-004 A 6=-1.64329e-005 A 8=-2.25232e-006 A10= 1.37587e-008

第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.93148e-005 A 6= 1.77230e-005 A 8=-4.22171e-006 A10= 2.57401e-007

各種データ
ズーム比 4.60
広角 中間 望遠
焦点距離 4.92 13.78 22.64
Ｆナンバー 2.21 3.85 5.50
半画角 40.3 13.2 8.05
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 39.93 35.09 39.84
BF 2.13 2.13 2.13

d 6 15.24 3.01 0.35
d17 0.48 7.88 15.28
d21 2.13 2.13 2.13

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.46
2 7 8.84
3 18 24.96

接合レンズデータ
始面 終面 焦点距離
1 3 -8.48
4 6 32.23

＜数値実施例３＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 95.927 0.60 2.05090 26.9
2 11.639 1.33 1.69350 53.2
3* 16.486 3.02
4 -10.843 0.45 1.49700 81.5
5 12.934 1.44 1.95906 17.5
6 49.257 (可変)
7(絞り) ∞ 0.30
8* 9.347 1.70 1.58313 59.4
9* 23.866 0.15
10 8.315 3.74 1.49700 81.5
11 -8.261 0.36
12 -21.277 0.45 1.95906 17.5
13 119.493 2.01
14 16.345 2.62 1.80000 29.8
15 -48.763 0.91
16 -5.188 0.45 1.90366 31.3
17 -10.584 0.40
18 17.591 1.32 1.95906 17.5
19 19.063 (可変)
20 ∞ 0.50 1.52000 61.4
21 ∞ 2.70
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.44424e-004 A 6= 1.67835e-006 A 8=-3.23823e-008 A10= 2.05884e-009

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.09901e-004 A 6=-1.49287e-005 A 8=-1.67695e-006 A10= 8.48762e-009

第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.93148e-005 A 6= 2.44940e-006 A 8=-2.77573e-006 A10= 8.95995e-008

各種データ
ズーム比 4.29
広角 中間 望遠
焦点距離 4.92 13.03 21.13
Fナンバー 2.07 3.29 4.50
半画角 44.4 14.2 8.69
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 39.00 34.84 39.04
BF 2.70 2.70 2.70

d 6 13.78 2.89 0.35
d19 0.77 7.50 14.23
d21 2.70 2.70 2.70

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.18
2 7 8.46

接合レンズデータ
始面 終面 焦点距離
1 3 -16.07
4 6 -33.90

＜数値実施例４＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 89.715 0.70 2.05090 26.9
2 13.857 0.30
3 16.039 0.50 1.90043 37.4
4 10.215 1.45 1.80610 40.7
5* 18.501 2.60
6 -9.702 0.45 1.49700 81.5
7 13.449 1.42 1.95906 17.5
8 54.210 (可変)
9(絞り) ∞ 0.30
10* 9.414 1.70 1.55332 71.7
11* 41.607 0.15
12 8.424 3.56 1.49700 81.5
13 -8.698 0.32
14 -26.122 0.45 1.95906 17.5
15 59.765 2.15
16 16.616 2.57 1.80000 29.8
17 -37.428 0.91
18 -5.269 0.45 1.90366 31.3
19 -12.264 0.40
20 24.204 0.95 1.95906 17.5
21 32.823 (可変)
22 ∞ 0.50 1.52000 61.4
23 ∞ 0.45
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.11134e-004 A 6= 1.26081e-006 A 8=-1.14637e-008 A10= 1.38765e-009

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.41340e-004 A 6=-1.37936e-005 A 8=-1.78258e-006 A10=-1.74217e-010

第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.93148e-005 A 6= 2.65801e-006 A 8=-2.77408e-006 A10= 7.50166e-008

各種データ
ズーム比 4.50
広角 中間 望遠
焦点距離 4.60 12.65 20.70
Ｆナンバー 2.15 3.44 4.75
半画角 49.7 14.6 8.87
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 39.00 34.68 39.03
BF 0.45 0.45 0.45

d 8 13.96 2.82 0.35
d21 2.76 9.59 16.41
d23 0.45 0.45 0.45

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -9.75
2 9 8.26

接合レンズデータ
始面 終面 焦点距離
3 5 173.71
6 8 -28.97

＜数値実施例５＞
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 -701.401 1.20 2.05090 26.9
2 -76.233 0.60 1.58313 59.4
3* 13.850 1.80
4 ∞ 0.70 1.69680 55.5
5 29.466 1.68
6 -16.719 0.45 1.65160 58.5
7 11.132 1.87 2.05090 26.9
8 49.984 (可変)
9(絞り) ∞ 0.50
10* 9.300 1.70 1.69350 53.2
11* 21.612 0.15
12 7.398 3.37 1.49700 81.5
13 -8.308 0.15
14 67.261 0.45 1.89286 20.4
15 7.601 1.05
16 8.027 3.37 1.73800 32.3
17 -165.697 1.03
18 -4.433 0.45 1.60311 60.6
19 -16.535 (可変)
20 26.723 1.16 1.90366 31.3
21 -54.872 0.90
22 ∞ 0.50 1.52000 61.4
23 ∞ 2.12
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.47374e-004 A 6= 1.22538e-006 A 8= 1.34899e-008 A10= 1.33362e-009

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.04208e-004 A 6=-2.50613e-005 A 8=-1.39196e-006 A10= 4.35507e-010

第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.93148e-005 A 6=-1.26384e-005 A 8=-1.89698e-006 A10= 7.97661e-008

各種データ
ズーム比 4.80
広角 中間 望遠
焦点距離 4.50 13.05 21.60
Ｆナンバー 2.08 3.64 5.20
半画角 50.6 14.2 8.48
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 39.01 36.44 42.42
BF 2.12 2.12 2.12

d 8 13.41 2.60 0.35
d19 0.40 8.63 16.87
d23 2.12 2.12 2.12

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.81
2 9 8.45
3 20 20.02

接合レンズデータ
始面 終面 焦点距離
1 3 -26.72
6 8 -41.66

前述の各条件式と各数値実施例との関係を示す。

【0048】

【表1】

【0049】

次に、図１１乃至図１３を参照して、各実施例のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置について説明する。図１１乃至図１３は、各実施例における撮像装置の構成図である。図１１乃至図１３において、１６は実施例１～５のいずれかのズームレンズにより構成された撮像光学系である。図１１および図１３（Ｂ）中の１５は、撮像光学系１６を保護するドームカバーである。図１２中の１７は、撮像光学系１６を保護する保護ガラスである。

【0050】

図１３（Ａ）、（Ｂ）において、１１ａ、１１ｂは監視カメラ本体である。監視カメラ本体１１ｂは、ドームカバー１５が下方向を向くように天井に設置されている。１２は、監視カメラ本体１１ａ、１１ｂに内蔵され、撮像光学系１６により形成された被写体像を受光する（ズームレンズにより形成された像を撮る）ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）である。１３は、撮像素子１２により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により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。なお各実施例の撮像装置は、監視カメラに限定されるものではなく、ビデオカメラやデジタルカメラなどの他の撮像装置として用いることもできる。また各実施例の撮像装置は、実施例１～５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いずれか一方、もしくは両方を電気的に補正する回路を有していてもよい。

【0051】

このようにズームレンズの歪曲収差などの諸収差を許容可能な構成にすれば、ズームレンズ全体のレンズ枚数を少なくでき、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ことにより、撮影した画像の色にじみを軽減し、解像力の向上を図ることが容易になる。各実施例によれば、例えば、小型、広角、高い光学性能の点で有利なズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。

【0052】

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、接合レンズを分割しレンズ間に空気間隔を設けることや、球面レンズを非球面レンズに変更することにより、更なる収差補正を行ってもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ａ～１ｅ ズームレンズ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】