JP2012185272A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】焦点距離変換光学系の光路中への挿着前後において、ホワイトシェーディングが少なく、良好なるカラー画像が容易に得られるズームレンズを得る。
【解決手段】物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｆ、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｖ、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群Ｃ、通過光量を調整する開口絞りＳＰ、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第４レンズ群Ｒより構成されるズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は第４１レンズ群、光路中より着脱可能な焦点距離変換光学系ＩＥ、第４２レンズ群より構成され、前記第４２レンズ群の焦点距離をｆ４２、前記開口絞りから、前記第４２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離をＤ、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５、Ｆｎｏ≦２．０なる条件式を満足する。
【選択図】図１
【解決手段】物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群Ｆ、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｖ、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群Ｃ、通過光量を調整する開口絞りＳＰ、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第４レンズ群Ｒより構成されるズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は第４１レンズ群、光路中より着脱可能な焦点距離変換光学系ＩＥ、第４２レンズ群より構成され、前記第４２レンズ群の焦点距離をｆ４２、前記開口絞りから、前記第４２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離をＤ、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５、Ｆｎｏ≦２．０なる条件式を満足する。
【選択図】図１
Description
本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、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、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
近年、テレビカメラ等の撮像装置の撮像光学系には、高ズーム比で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。高ズーム比化を図る方法として内蔵エクステンダ方式が知られている。内蔵エクステンダ方式では、ズームレンズを構成するズーミングに際して固定のリレー部の一部に焦点距離変換光学系（エクステンダ）を挿着させることにより、全系の焦点距離範囲を長焦点距離側へ変位させている。
例えば合焦用の第１レンズ群、変倍用の第２レンズ群、変倍に伴い変動する像面変動補正用の第３レンズ群、焦点距離変換光学系を含む結像用の第４レンズ群（リレー部）より成るズームレンズが知られている（特許文献１、２）。特許文献１、２のズームレンズでは第４レンズ群を物体側から像側へ順に第４１群、光路中から挿脱可能な焦点距離変換光学系、第４３群から構成している。そして焦点距離変換光学系を光路中に挿着して全系の焦点距離範囲を長焦点距離側へ変位させている。
テレビカメラ等の撮像装置においては、像側に色分解光学系を用いてカラー画像を得ている。画面全体にわたりホワイトシェーディングが少なく、良好なカラー画像を得るには撮像素子に入射する主光線の入射角が画面全体にわたり垂直に近くなるようにすることが重要である。
それにはズームレンズを射出瞳の位置が像面からなるべく遠くに位置するような像側テレセントリックとなるように構成することである。このことは、リレー部に焦点距離変換光学系を挿着して全系の焦点距離を長焦点距離側へ変位させるときにも同様である。焦点距離変換光学系をリレー部の光路中へ挿着する前に射出瞳の位置が像面から遠く、テレセントリック性が良くても焦点距離変換光学系を挿着したとき、射出瞳の位置が像面から短くなるとホワイトシェーディングが発生してきて、カラー画像の画質が低下してくる。
焦点距離変換光学系のリレー部への挿着前後でホワイトシェーディングの発生が少なく、良好なるカラー画像を得るには、リレー部のレンズ構成を適切に構成することが重要である。またリレー部の小型化を図るためには、全系のＦナンバー等を適切に設定することが重要である。
本発明は、焦点距離変換光学系の光路中への挿着前後において、ホワイトシェーディングが少なく、良好なるカラー画像が容易に得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群、通過光量を調整する開口絞り、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第４レンズ群より構成されるズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は第４１レンズ群、光路中より着脱可能な焦点距離変換光学系、第４２レンズ群より構成され、前記第４２レンズ群の焦点距離をｆ４２、前記開口絞りから、前記第４２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離をＤ、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、
１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５
Ｆｎｏ ≦ ２．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
前記第４レンズ群は第４１レンズ群、光路中より着脱可能な焦点距離変換光学系、第４２レンズ群より構成され、前記第４２レンズ群の焦点距離をｆ４２、前記開口絞りから、前記第４２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離をＤ、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、
１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５
Ｆｎｏ ≦ ２．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、焦点距離変換光学系の光路中への挿着前後において、ホワイトシェーディングが少なく、良好なるカラー画像が容易に得られるズームレンズが得られる。
以下に、本発明の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は、物体側から像側へ順に次のとおりである。ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する（ズーミングに際して変動する像面を補正する）負の屈折力の第３レンズ群を有している。更に通過光量を調整する開口絞りＳＰ、そしてズーミングに際して不動の正の屈折力の第４レンズ群より構成されている。
図１は本発明の実施例１の広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１の広角端、望遠端（長焦点距離端）における縦収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１の焦点距離変換光学系を光路中に配置したときの広角端、望遠端における縦収差図である。図４は本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２の広角端、望遠端における縦収差図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２の焦点距離変換光学系を光路中に配置したときの広角端、望遠端における縦収差図である。
図７は本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３の広角端、望遠端における縦収差図である。図９（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３の焦点距離変換光学系を光路中に配置したときの広角端、望遠端における縦収差図である。図１０はレンズ断面図の第４レンズ群の近軸屈折力配置の説明図である。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。
レンズ断面図において、Ｆはズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群（フォーカスレンズ部）である。第１レンズ群Ｆは一部の屈折力のあるレンズ群を移動することにより、フォーカスを行っている。ＬＺはズーミングのためのレンズ群を含むズーム部である。ズーム部ＬＺは広角端から望遠端へのズーミングの際に像側へ直線的に移動する負の屈折力の第２レンズ群（バリエータレンズ群）Ｖを有する。更に変倍に伴う像面位置の変動を補正するために物体側へ非直線的に移動する負の屈折力の第３レンズ群（コンペンセーターレンズ群）Ｃを有している。第３レンズ群Ｃは広角端から望遠端へ変倍に際して、第２レンズ群Ｖの移動に連動して光軸上を移動している。
ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｃの像側に配置されている。Ｒはズーミングの際に不動であって結像のための正の屈折力の第４レンズ群（リレーレンズ群）である。第４レンズ群Ｒは第４１レンズ群４１、光路中から挿脱可能な焦点距離変換光学系ＩＥ、第４２レンズ群４２から構成される。Ｐは色分解プリズムや光学フィルタであり、硝子ブロックとして示している。ＩＰは像面であり、固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。
縦収差図において、球面収差はｅ線（実線）、ｇ線（２点鎖線）、Ｃ線（１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）とＣ線（１点鎖線）によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を表す。
各実施例において、第４レンズ群Ｒは第４１レンズ群４１、光路中より着脱可能な焦点距離変換光学系ＩＥ、第４２レンズ群４２より構成されている。第４２レンズ群４２の焦点距離をｆ４２とする。開口絞りＳＰから、第４２レンズ群４２中の最も物体側のレンズ面までの距離をＤとする。広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏとする。このとき、
１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５ ・・・（１）
Ｆｎｏ ≦ ２．０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５ ・・・（１）
Ｆｎｏ ≦ ２．０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
条件式（１）は、第４レンズ群Ｒ中の第４２レンズ群４２の屈折力、および、開口絞りＳＰから第４２レンズ群４２中の最も物体側のレンズ面までの距離の比を規定している。条件式（１）はズームレンズの射出瞳の像面からの距離の絶対値が大きくなるようにし、色分解光学系を用いてカラー画像を得るときにホワイトシェーディングが発生するのを軽減するためのものである。
次に条件式（１）の技術的意味を図を用いて詳述する。図１０は、各実施例における第４レンズ群Ｒの近軸屈折力配置に関する模式図である。図１０において、ズームレンズのバックフォーカスをＳｋ、像面Ｉから射出瞳ＥＰまでの距離をＴｋとする。このとき、以下の近似式が成立する。
また、射出瞳ＥＰに対する瞳結像光線の傾角αとした場合、下記条件式が成り立つ。
α＝１／Ｔｋ ・・・（ｃ）
よって、像面ＩＰから射出瞳ＥＰまでの距離Ｔｋの絶対値を大きくすると、像面Ｉに対する瞳近軸光線の傾角αを小さくすることができる。このため色分解光学系を用いてカラー画像を得るときにホワイトシェーディングの発生を抑制することができる。したがって、(ｂ)式の右辺の分母要素で条件式（１）である、ｆ４２／Ｄの値を適切な範囲に設定し、（ｂ）式の左辺の距離Ｔｋの絶対値を大きくすることで、ホワイトシェーディングの発生を抑制することができる。
よって、像面ＩＰから射出瞳ＥＰまでの距離Ｔｋの絶対値を大きくすると、像面Ｉに対する瞳近軸光線の傾角αを小さくすることができる。このため色分解光学系を用いてカラー画像を得るときにホワイトシェーディングの発生を抑制することができる。したがって、(ｂ)式の右辺の分母要素で条件式（１）である、ｆ４２／Ｄの値を適切な範囲に設定し、（ｂ）式の左辺の距離Ｔｋの絶対値を大きくすることで、ホワイトシェーディングの発生を抑制することができる。
条件式（１）の下限を越えると、像面Ｉから射出瞳までの距離の絶対値が小さくなり、像面Ｉに対する瞳結像光線の傾角αが大きくなる。この結果、色分解光学系を用いてカラー画像を得るときホワイトシェーディングを軽減するのが困難となる。条件式（１）の上限を越えると、第４レンズ群Ｒに入射する物体結像光線の入射高さが高くなり、第４レンズ群Ｒの小型化が困難となる。また、第４１レンズ群４１と第４２レンズ群４２との間に焦点距離変換光学系ＩＥを挿入した場合、物体側に位置する射出瞳が、第４２レンズ群４２の屈折力が小さくなることでより像面Ｉに近づくため、ホワイトシェーディングの抑制が困難となる。
条件式（２）は、広角端における全系のＦナンバーに関し、ホワイトシェーディングの発生を抑制し、全系の小型化を達成するためのものである。条件式（２）の上限を越えると、第４レンズ群Ｒに入射する物体結像光線の入射高さが高くなり、第４レンズ群Ｒの小型化が困難になる。更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．０５＜ｆ４２／Ｄ＜１．２０ ・・・（１ａ）
各実施例では、以上の如く構成することにより良好なる光学性能を得ているが、更に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。第４１レンズ群４１と第４２レンズ群４２の空気間隔をＤＩとする。第４１レンズ群４１は、物体側から像側へ順に、１枚以上の正レンズと、正レンズＧｒと負レンズとを接合した接合レンズで構成される。このとき接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの合成焦点距離をｆｆ、正レンズＧｒの焦点距離をｆｒとする。接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの焦点距離を物体側より順に、ｆｆ１、ｆｆ２、ｆｆ３、ｆｆ４、・・・とし、
各実施例では、以上の如く構成することにより良好なる光学性能を得ているが、更に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。第４１レンズ群４１と第４２レンズ群４２の空気間隔をＤＩとする。第４１レンズ群４１は、物体側から像側へ順に、１枚以上の正レンズと、正レンズＧｒと負レンズとを接合した接合レンズで構成される。このとき接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの合成焦点距離をｆｆ、正レンズＧｒの焦点距離をｆｒとする。接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの焦点距離を物体側より順に、ｆｆ１、ｆｆ２、ｆｆ３、ｆｆ４、・・・とし、
で表されるものとする。焦点距離変換光学系ＩＥは、最も長い空気間隔を挟んで、物体側に正の屈折力の第ＩＥｐレンズ群ＩＥＰと、像側に負の屈折力の第ＩＥｎレンズ群ＩＥｎより構成される。第ＩＥｎレンズ群ＩＥｎの焦点距離をｆｉｅｎとする。開口絞りＳＰからＩＥｎレンズ群ＩＥｎの最も物体側のレンズ面までの距離をＤｉｅｎとする。このとき、
１．５５＜ｆ４２／ＤＩ＜１．８５ ・・・（３）
１．３ ＜ ｆｆ／ｆｒ ＜ １．８ ・・・（４）
０．４７ ＜｜ ｆｉｅｎ／ Ｄｉｅｎ ｜ ＜ ０．６０ ・・・（５）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
１．５５＜ｆ４２／ＤＩ＜１．８５ ・・・（３）
１．３ ＜ ｆｆ／ｆｒ ＜ １．８ ・・・（４）
０．４７ ＜｜ ｆｉｅｎ／ Ｄｉｅｎ ｜ ＜ ０．６０ ・・・（５）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
条件式（３）は第４レンズ群Ｒ中の第４２レンズ群４２の屈折力、および、第４１レンズ群４１と第４２レンズ群４２の空気間隔の比に関する。条件式（３）は色分解光学系を用いてカラー画像を得るとき、ホワイトシェーディングが発生するのを軽減するとともに諸収差の補正を容易にするためのものである。条件式（３）の下限を越えると、射出瞳の像面１からの絶対値が小さくなり、像面に対する瞳結像光線の傾角αが大きくなり、ホワイトシェーディングの発生を抑制するのを軽減するのが困難となる。
条件式（３）の上限を越えると、第４レンズ群Ｒに入射する物体結像光線の入射高さが高くなり、第４レンズ群Ｒの小型化が困難となる。また、第４１レンズ群４１と第４２レンズ群４２の空気間隔が狭くなり、焦点距離変換光学系ＩＥを挿入したときの諸収差を良好に補正することが困難となる。
条件式（４）は、色分解光学系を用いてカラー画像を得るときホワイトシェーディングが発生するのを抑制するとともに、広角端において諸収差を良好に補正するためのものである。条件式（４）は後述する数値実施例１、２を対象にする。条件式（４）の上限を越えると、広角側において諸収差、特に球面収差と、色収差の補正が困難となる。条件式（４）の下限を越えると、第４１レンズ群４１の主点位置が相対的に移動するため、開口絞りＳＰから、第４２レンズ群４２までの距離が長くなる。この結果、ホワイトシェーディングの発生を抑制するのが困難となる。また第４レンズ群Ｒのレンズ全長が増大するので良くない。
条件式（５）は焦点距離変換光学系ＩＥの中で像側に配置される第ＩＥnレンズ群ＩＥｎの屈折力と、開口絞りＳＰから第ＩＥn群ＩＥｎ中の最も物体側のレンズ面までの距離の比を規定する。条件式（５）は焦点距離変換光学系ＩＥを第４１レンズ群４１と第４２レンズ群４２との間に挿入配置し、全系の焦点距離を長い方へ変位させたときホワイトシェーディングの発生を抑制するためのものである。
条件式（５）の下限を越えると、焦点距離変換光学系ＩＥの第４レンズ群Ｒ中への挿入時の射出瞳の像面からの距離の絶対値が小さくなり、像面に対する瞳結像光線の傾角αが大きくなる。このためホワイトシェーディングの発生の抑制が困難となる。条件式（５）の上限を越えると、焦点距離変換光学系ＩＥを第４レンズ群Ｒ中への挿入したときの焦点距離変換倍率を大きくすることが困難となる。更に好ましくは条件式（４）乃至条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．５８＜ｆ４２／ＤＩ＜１．８０ ・・・（３ａ）
１．４０ ＜ ｆｆ／ｆｒ ＜ １．７５ ・・・（４ａ）
０．５０ ＜｜ ｆｉｅｎ／ Ｄｉｅｎ ｜ ＜ ０．５８ ・・・（５ａ）
各実施例において好ましくは第４１レンズ群４１は、１以上の負レンズと２以上の正レンズを有するのが良い。これによれば、広角端のＦナンバーが２．０より明るく、広角端の諸収差を良好に補正するのが容易になる。特に負レンズと正レンズを適切な枚数有することで、色収差を良好に補正しつつ、広角端において諸収差を適切に補正することが容易になる。この他第４１レンズ群４１は、物体側から像側へ順に、１以上の正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、１以上の正レンズより構成されるのが良い。
１．４０ ＜ ｆｆ／ｆｒ ＜ １．７５ ・・・（４ａ）
０．５０ ＜｜ ｆｉｅｎ／ Ｄｉｅｎ ｜ ＜ ０．５８ ・・・（５ａ）
各実施例において好ましくは第４１レンズ群４１は、１以上の負レンズと２以上の正レンズを有するのが良い。これによれば、広角端のＦナンバーが２．０より明るく、広角端の諸収差を良好に補正するのが容易になる。特に負レンズと正レンズを適切な枚数有することで、色収差を良好に補正しつつ、広角端において諸収差を適切に補正することが容易になる。この他第４１レンズ群４１は、物体側から像側へ順に、１以上の正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、１以上の正レンズより構成されるのが良い。
第４１レンズ群４１が負レンズと正レンズを適切な数有することで、広角端において諸収差を適切に補正することが容易になる。また、像側に１枚以上の正レンズを有するため、第４１レンズ群４１の主点位置が相対的に像側に移動し、開口絞りＳＰから第４２レンズ群４２までの距離を短くすることができ、色分解光学系を用いたときにホワイトシェーディングの発生の抑制が容易になる。
以上のように各実施例によれば、焦点距離変換光学系を着脱可能な空気間隔を有し、射出瞳の像面からの距離の絶対値が大きく色分解光学系を用いてカラー画像を得るときホワイトシェーディングを抑制することができる。
次に各実施例のレンズ構成について説明する。図１の実施例１において、Ｆは正の屈折力の第１レンズ群である。１ａは、第１レンズ群Ｆ内の最も物体側に配置された、ズーミング及びフォーカスに際して固定の部分系である。１ｂは、第１レンズ群Ｆ内の、フォーカスに際して移動する正の屈折力の部分系である。Ｖは変倍用の負の屈折力の第２レンズ群である。第２レンズ群Ｖは光軸上を像面側へ単調に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。Ｃは負の屈折力の第３レンズ群である。第３レンズ群Ｃは変倍に伴う像面変動を補正するために広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を物体側へ非直線的に移動している。
第２レンズ群Ｖと第３レンズ群Ｃとで変倍系ＬＺを構成している。ＳＰは開口絞りである。Ｒは結像作用を有する正の屈折力の固定の第４レンズ群（リレー部）である。４１は、第４レンズ群Ｒ内の焦点距離変換光学系ＩＥより物体側に位置する部分系（第４１レンズ群）である。４２は、第４レンズ群Ｒ内の焦点距離変換光学系ＩＥより像側に位置する部分系（第４２レンズ群）である。Ｐは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Ｉは像面であり、撮像素子の撮像面が位置している。
ＩＥは焦点距離変換光学系であり、第４レンズ群Ｒの部分系４１と部分系４２の間の光路中に挿入することで、ズーム全域にわたって一定の倍率で全系の焦点距離を拡大する。ＩＥｐ、ＩＥｎはそれぞれ、焦点距離変換光学系ＩＥ内の最も長い空気間隔を挟んで２つのレンズ群に分けたときの物体側の部分系（第ＩＥｐレンズ群）と像側の部分系（第ＩＥｎレンズ群）である。
次に、本実施例における第４レンズ群Ｒのレンズ構成について説明する。第４レンズ群Ｒ内の物体側の部分系４１は、物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズで構成される。部分系４２は物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズより構成される。尚、本実施例において部分系４２のみを他のレンズ群と変更することで、画角を維持したままズームレンズの像高を変更し、イメージサイズの異なる撮像装置に装着することもできる。
本数値実施例はいずれの条件式（１）〜（５）も満足しており、焦点距離変換光学系を着脱する空間を有し、射出瞳の像面からの距離の絶対値を大きく確保しつつ、Ｆナンバー２．０より明るい大口径を得ている。更に、広角端と望遠端において諸収差を良好に補正し、高い光学性能を得ている。
図４の実施例２において、Ｆは正の屈折力の第１レンズ群である。１ａは、第１レンズ群Ｆ内の最も物体側に配置された、ズーミング及びフォーカスに際して固定で負の屈折力の部分系である。１ｂは、第１レンズ群Ｆ内の、フォーカスに際して移動する正の屈折力の部分系である。１ｃは、第１レンズ群Ｆ内の、ズーミング及びフォーカスに際して固定の正の屈折力の部分系である。Ｖは変倍用の負の屈折力の第２レンズ群である。第２レンズ群Ｖは光軸上を像面側へ単調に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。Ｃは負の屈折力の第３レンズ群である。第３レンズ群Ｃは変倍に伴う像面変動を補正するために広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を物体側へ非直線的に移動している。
第２レンズ群Ｖと第３レンズ群Ｃとで変倍系ＬＺを構成している。ＳＰは開口絞りである。Ｒは結像作用を有する正の屈折力の固定の第４レンズ群である。４１は、第４レンズ群Ｒ内の焦点距離変換光学系ＩＥ群より物体側に位置する部分系（第４１レンズ群）である。４２は、第４レンズ群Ｒ内の焦点距離変換光学系ＩＥより像側に位置する部分系（第４２レンズ群）である。Ｐは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Ｉは像面であり、撮像素子の撮像面が位置している。
ＩＥは焦点距離変換光学系であり、第４レンズ群Ｒの部分系４１と部分系４２の間の光路中に挿入することで、ズーム全域にわたって一定の倍率で全系の焦点距離を拡大する。ＩＥｐ、ＩＥｎはそれぞれ、焦点距離変換光学系ＩＥ内の最も長い空気間隔を挟んで２つのレンズ群に分けたときの物体側の部分系（第ＩＥｐレンズ群）と像側の部分系（第ＩＥｎレンズ群）である。
次に、本実施例における第４レンズ群Ｒのレンズ構成について説明する。第４レンズ群Ｒ内の物体側の部分系４１は、物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズで構成される。部分系４２は物体側より像側へ順に、正レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズより構成される。尚、本実施例において、部分系４２のみを他のレンズ群と変更することで、画角を維持したままズームレンズの像高を変更し、イメージサイズの異なる撮像装置に装着することもできる。
図７の実施例３において、Ｆは正の屈折力の第１レンズ群である。１ａは、第１レンズ群Ｆ内の最も物体側に配置された、ズーミング及びフォーカスに際して固定の部分系である。１ｂは、第１レンズ群Ｆ内の、フォーカスに際して移動する正の屈折力の部分系である。Ｖは変倍用の負の屈折力の第２レンズ群である。第２レンズ群Ｖは光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。Ｃは負の屈折力の第３レンズ群である。第３レンズ群Ｃは変倍に伴う像面変動を補正するために広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を物体側へ非直線的に移動している。
第２レンズ群Ｖと第３レンズ群Ｃとで変倍系ＬＺを構成している。ＳＰは開口絞りである。Ｒは結像作用を有する正の屈折力の固定の第４レンズ群である。４１は、第４レンズ群Ｒ内の焦点距離変換光学系ＩＥ群より物体側に位置する部分系（第４１レンズ群）である。４２は、第４レンズ群Ｒ内の焦点距離変換光学系ＩＥより像側の部分系（第４２レンズ群）である。Ｐ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。
Ｉは像面であり、撮像素子の撮像面が位置している。ＩＥはエクステンダーとしての焦点距離変換光学系第４レンズ群Ｒの部分系４１と部分系４２の間の光路中に挿入することで、ズーム全域にわたって一定の倍率で全系の焦点距離を拡大する。ＩＥｐ、ＩＥｎはそれぞれ、焦点距離変換光学系ＩＥ内の最も長い空気間隔を挟んで２つのレンズ群に分けたときの物体側の部分系（第ＩＥｐレンズ群）と像側（第ＩＥｎレンズ群）の部分系である。
次に、本実施例における第４レンズ群Ｒのレンズ構成について説明する。第４レンズ群Ｒ内の物体側の部分系４１は、物体側より像側へ順に正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズで構成される。部分系４２は物体側から像側へ順に正レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズより構成される。尚、本実施例において部分系４２のみを他のレンズ群と変更することで、画角を維持したままズームレンズの像高を変更し、イメージサイズの異なる撮像装置に装着することもできる。
以上のように各実施例によれば焦点距離変換光学系を着脱する空間を有し、射出瞳の像面からの距離の絶対値を大きく確保しつつ、Ｆナンバー２．０より明るい大口径と、広角端と、望遠端において諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。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ないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下に本発明の実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例においていずれも、ｉは物体側からの面の順序を示す。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番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ＢＦはバックフォーカスであり、ガラスブロックの最終面からの距離としている。最後の３つの面は、フィルタ等のガラスブロックである。
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〜Ａ１２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。
数値実施例２の第１面は設計上のダミー面である。焦点距離変換光学系の数値実施例も同様に示している。焦点距離変換光学系を第４レンズ群Ｒ中に配置するときの第４１レンズ群４１の最も像側のレンズ面からの距離は次のとおりである。数値実施例１は１．３である。数値実施例２は０．７である。数値実施例３は１．５である。また表１に数値実施例１〜３における各条件式に対応する数値を示す。
〈数値実施例１〉
面番号 r d nd νd 有効径
1 -1215.866 2.20 1.84666 23.8 78.50
2 108.711 6.00 75.42
3 142.326 11.66 1.48749 70.2 75.72
4 -195.338 7.29 75.34
5 120.290 9.64 1.58913 61.1 72.26
6 -239.490 0.15 71.68
7 59.619 6.41 1.72916 54.7 62.10
8 131.851 (可変) 60.90
9 181.140 0.75 1.88300 40.8 25.01
10 15.297 4.97 20.66
11 -126.442 5.34 1.80809 22.8 20.43
12 -15.029 0.70 1.88300 40.8 20.16
13 71.177 0.14 19.79
14 25.438 3.12 1.69895 30.1 19.97
15 56.384 (可変) 19.43
16 -30.120 1.70 1.80610 40.9 18.13
17 35.770 3.25 1.84666 23.8 19.93
18 -12743.994 (可変) 20.61
19(絞り) ∞ 3.03 24.51
20 -403.202 4.87 1.62041 60.3 26.54
21 -37.945 0.19 27.67
22 53.552 7.91 1.48749 70.2 28.92
23 -28.176 2.50 1.88300 40.8 28.89
24 -54.394 36.50 29.92
25 -80.496 5.32 1.62588 35.7 27.68
26 -33.779 3.00 28.02
27 716.640 7.38 1.51742 52.4 26.15
28 -24.244 1.20 1.88300 40.8 25.58
29 -92.033 1.10 26.04
30 41.242 6.97 1.49700 81.5 25.91
31 -30.402 1.20 1.88300 40.8 25.40
32 72.269 0.48 25.44
33 43.485 6.20 1.49700 81.5 25.89
34 -38.534 4.00 25.91
35 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
36 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
37 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
面番号 r d nd νd 有効径
1 -1215.866 2.20 1.84666 23.8 78.50
2 108.711 6.00 75.42
3 142.326 11.66 1.48749 70.2 75.72
4 -195.338 7.29 75.34
5 120.290 9.64 1.58913 61.1 72.26
6 -239.490 0.15 71.68
7 59.619 6.41 1.72916 54.7 62.10
8 131.851 (可変) 60.90
9 181.140 0.75 1.88300 40.8 25.01
10 15.297 4.97 20.66
11 -126.442 5.34 1.80809 22.8 20.43
12 -15.029 0.70 1.88300 40.8 20.16
13 71.177 0.14 19.79
14 25.438 3.12 1.69895 30.1 19.97
15 56.384 (可変) 19.43
16 -30.120 1.70 1.80610 40.9 18.13
17 35.770 3.25 1.84666 23.8 19.93
18 -12743.994 (可変) 20.61
19(絞り) ∞ 3.03 24.51
20 -403.202 4.87 1.62041 60.3 26.54
21 -37.945 0.19 27.67
22 53.552 7.91 1.48749 70.2 28.92
23 -28.176 2.50 1.88300 40.8 28.89
24 -54.394 36.50 29.92
25 -80.496 5.32 1.62588 35.7 27.68
26 -33.779 3.00 28.02
27 716.640 7.38 1.51742 52.4 26.15
28 -24.244 1.20 1.88300 40.8 25.58
29 -92.033 1.10 26.04
30 41.242 6.97 1.49700 81.5 25.91
31 -30.402 1.20 1.88300 40.8 25.40
32 72.269 0.48 25.44
33 43.485 6.20 1.49700 81.5 25.89
34 -38.534 4.00 25.91
35 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
36 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
37 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 17.00
広角 望遠
焦点距離 8.50 144.50
Fナンバー 2.00 2.43
画角 32.91 2.18
像高 5.50 5.50
レンズ全長 271.63 271.63
BF 6.78 6.78
d 8 0.75 55.12
d15 57.40 5.68
d18 5.35 2.70
d37 6.78 6.78
入射瞳位置 46.30 523.07
射出瞳位置 542.95 542.95
前側主点位置 54.94 706.52
後側主点位置 -1.72 -137.72
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 73.45 43.35 29.37 1.15
2 9 -15.40 15.01 1.45 -8.65
3 16 -39.10 4.95 -0.05 -2.74
4 19 54.30 138.04 59.13 -121.66
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -116.62
2 3 170.25
3 5 136.75
4 7 143.23
5 9 -18.85
6 11 20.45
7 12 -13.92
8 14 63.16
9 16 -19.94
10 17 41.72
11 20 66.91
12 22 38.98
13 23 -68.91
14 25 88.49
15 27 45.27
16 28 -37.37
17 30 36.28
18 31 -23.96
19 33 42.04
20 35 0.00
21 36 0.00
ズーム比 17.00
広角 望遠
焦点距離 8.50 144.50
Fナンバー 2.00 2.43
画角 32.91 2.18
像高 5.50 5.50
レンズ全長 271.63 271.63
BF 6.78 6.78
d 8 0.75 55.12
d15 57.40 5.68
d18 5.35 2.70
d37 6.78 6.78
入射瞳位置 46.30 523.07
射出瞳位置 542.95 542.95
前側主点位置 54.94 706.52
後側主点位置 -1.72 -137.72
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 73.45 43.35 29.37 1.15
2 9 -15.40 15.01 1.45 -8.65
3 16 -39.10 4.95 -0.05 -2.74
4 19 54.30 138.04 59.13 -121.66
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -116.62
2 3 170.25
3 5 136.75
4 7 143.23
5 9 -18.85
6 11 20.45
7 12 -13.92
8 14 63.16
9 16 -19.94
10 17 41.72
11 20 66.91
12 22 38.98
13 23 -68.91
14 25 88.49
15 27 45.27
16 28 -37.37
17 30 36.28
18 31 -23.96
19 33 42.04
20 35 0.00
21 36 0.00
○焦点距離変換光学系
面番号 r d nd νd 有効径
1 35.549 6.43 1.48749 70.2 29.49
2 -70.733 0.20 28.92
3 29.553 6.46 1.48749 70.2 25.44
4 -53.282 0.90 1.72047 34.7 23.58
5 40.710 11.54 21.35
6 -92.573 2.73 1.80809 22.8 15.81
7 -33.670 0.80 1.75500 52.3 15.39
8 21.566 (可変) 14.74
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 49.35
2 3 39.88
3 4 -31.69
4 6 63.49
5 7 -17.23
○焦点距離変換光学系挿入時
広角 望遠
焦点距離 17.00 289.00
Fナンバー 4.00 4.87
画角 17.93 1.09
像高 5.50 5.50
レンズ全長 271.64 271.64
BF 6.80 6.80
入射瞳位置 46.30 523.07
射出瞳位置 -129.92 -129.92
前側主点位置 61.19 201.15
後側主点位置 -10.20 -282.20
面番号 r d nd νd 有効径
1 35.549 6.43 1.48749 70.2 29.49
2 -70.733 0.20 28.92
3 29.553 6.46 1.48749 70.2 25.44
4 -53.282 0.90 1.72047 34.7 23.58
5 40.710 11.54 21.35
6 -92.573 2.73 1.80809 22.8 15.81
7 -33.670 0.80 1.75500 52.3 15.39
8 21.566 (可変) 14.74
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 49.35
2 3 39.88
3 4 -31.69
4 6 63.49
5 7 -17.23
○焦点距離変換光学系挿入時
広角 望遠
焦点距離 17.00 289.00
Fナンバー 4.00 4.87
画角 17.93 1.09
像高 5.50 5.50
レンズ全長 271.64 271.64
BF 6.80 6.80
入射瞳位置 46.30 523.07
射出瞳位置 -129.92 -129.92
前側主点位置 61.19 201.15
後側主点位置 -10.20 -282.20
〈数値実施例２〉
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 0.00 107.78
2* 227.195 2.50 1.77250 49.6 87.70
3 33.736 19.76 61.83
4 311.589 1.85 1.75500 52.3 61.28
5 80.391 13.54 58.97
6 -80.728 1.75 1.75500 52.3 58.73
7 -17642.010 1.30 60.74
8 135.169 6.62 1.80518 25.4 63.25
9 -339.711 1.16 63.31
10 328.904 9.40 1.51633 64.1 62.99
11* -74.094 11.86 62.84
12 1211.778 8.57 1.48749 70.2 54.63
13 -67.682 1.65 1.88300 40.8 54.18
14 -126.215 0.20 54.42
15 182.391 1.65 2.00330 28.3 52.89
16 55.727 10.56 1.49700 81.5 52.39
17 -405.898 0.20 53.25
18 130.732 9.01 1.49700 81.5 54.61
19 -91.216 0.20 54.76
20 57.687 7.79 1.62041 60.3 52.65
21 1234.500 (可変) 51.79
22 52.721 0.75 1.88300 40.8 21.51
23 13.435 3.29 18.24
24 67.192 0.75 1.88300 40.8 18.10
25 36.490 2.83 17.67
26 -48.656 4.75 1.80518 25.4 17.46
27 -12.990 0.80 1.88300 40.8 17.55
28 -1003.160 0.20 18.01
29 33.652 2.54 1.68893 31.1 18.31
30 1299.417 (可変) 18.15
31 -26.243 0.75 1.75500 52.3 18.06
32 52.073 2.45 1.80809 22.8 19.53
33 -173.421 (可変) 20.04
34(絞り) ∞ 1.40 24.99
35 -1438.212 3.38 1.58913 61.1 25.86
36 -65.000 0.20 26.68
37 -301.451 3.38 1.51742 52.4 27.18
38 -58.843 0.20 27.77
39 217.057 6.75 1.51823 58.9 28.19
40 -25.621 1.20 1.88300 40.8 28.35
41 -47.529 32.50 29.32
42 34.035 6.83 1.51742 52.4 29.88
43 -82.561 3.15 29.23
44 6835.420 1.20 1.88300 40.8 26.02
45 22.127 7.28 1.51823 58.9 24.26
46 -51.213 0.24 23.91
47 109.444 5.31 1.50127 56.5 22.76
48 -25.177 1.20 1.90366 31.3 21.86
49 -714.092 5.16 21.55
50 105.373 3.62 1.51633 64.1 21.79
51 -57.100 4.00 21.70
52 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
53 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
54 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 0.00 107.78
2* 227.195 2.50 1.77250 49.6 87.70
3 33.736 19.76 61.83
4 311.589 1.85 1.75500 52.3 61.28
5 80.391 13.54 58.97
6 -80.728 1.75 1.75500 52.3 58.73
7 -17642.010 1.30 60.74
8 135.169 6.62 1.80518 25.4 63.25
9 -339.711 1.16 63.31
10 328.904 9.40 1.51633 64.1 62.99
11* -74.094 11.86 62.84
12 1211.778 8.57 1.48749 70.2 54.63
13 -67.682 1.65 1.88300 40.8 54.18
14 -126.215 0.20 54.42
15 182.391 1.65 2.00330 28.3 52.89
16 55.727 10.56 1.49700 81.5 52.39
17 -405.898 0.20 53.25
18 130.732 9.01 1.49700 81.5 54.61
19 -91.216 0.20 54.76
20 57.687 7.79 1.62041 60.3 52.65
21 1234.500 (可変) 51.79
22 52.721 0.75 1.88300 40.8 21.51
23 13.435 3.29 18.24
24 67.192 0.75 1.88300 40.8 18.10
25 36.490 2.83 17.67
26 -48.656 4.75 1.80518 25.4 17.46
27 -12.990 0.80 1.88300 40.8 17.55
28 -1003.160 0.20 18.01
29 33.652 2.54 1.68893 31.1 18.31
30 1299.417 (可変) 18.15
31 -26.243 0.75 1.75500 52.3 18.06
32 52.073 2.45 1.80809 22.8 19.53
33 -173.421 (可変) 20.04
34(絞り) ∞ 1.40 24.99
35 -1438.212 3.38 1.58913 61.1 25.86
36 -65.000 0.20 26.68
37 -301.451 3.38 1.51742 52.4 27.18
38 -58.843 0.20 27.77
39 217.057 6.75 1.51823 58.9 28.19
40 -25.621 1.20 1.88300 40.8 28.35
41 -47.529 32.50 29.32
42 34.035 6.83 1.51742 52.4 29.88
43 -82.561 3.15 29.23
44 6835.420 1.20 1.88300 40.8 26.02
45 22.127 7.28 1.51823 58.9 24.26
46 -51.213 0.24 23.91
47 109.444 5.31 1.50127 56.5 22.76
48 -25.177 1.20 1.90366 31.3 21.86
49 -714.092 5.16 21.55
50 105.373 3.62 1.51633 64.1 21.79
51 -57.100 4.00 21.70
52 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
53 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
54 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
非球面データ
第2面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015
第11面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016
各種データ
ズーム比 13.00
広角 望遠
焦点距離 4.45 57.85
Fナンバー 2.00 2.80
画角 51.02 5.43
像高 5.50 5.50
レンズ全長 319.06 319.06
BF 5.00 5.00
d21 0.91 44.72
d30 42.27 6.22
d33 9.00 1.24
d54 5.00 5.00
入射瞳位置 34.85 97.66
射出瞳位置 -5166.91 -5166.91
前側主点位置 39.30 154.86
後側主点位置 0.55 -52.85
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 26.80 109.58 47.04 36.94
2 22 -16.80 15.91 0.43 -11.92
3 31 -43.80 3.20 -0.39 -2.18
4 34 47.92 133.20 47.47 -102.39
第2面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015
第11面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016
各種データ
ズーム比 13.00
広角 望遠
焦点距離 4.45 57.85
Fナンバー 2.00 2.80
画角 51.02 5.43
像高 5.50 5.50
レンズ全長 319.06 319.06
BF 5.00 5.00
d21 0.91 44.72
d30 42.27 6.22
d33 9.00 1.24
d54 5.00 5.00
入射瞳位置 34.85 97.66
射出瞳位置 -5166.91 -5166.91
前側主点位置 39.30 154.86
後側主点位置 0.55 -52.85
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 26.80 109.58 47.04 36.94
2 22 -16.80 15.91 0.43 -11.92
3 31 -43.80 3.20 -0.39 -2.18
4 34 47.92 133.20 47.47 -102.39
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -51.33
2 4 -143.35
3 6 -106.93
4 8 119.74
5 10 117.62
6 12 131.34
7 13 -166.53
8 15 -79.84
9 16 99.06
10 18 109.27
11 20 96.91
12 22 -20.49
13 24 -90.96
14 26 20.58
15 27 -14.82
16 29 49.73
17 31 -22.91
18 32 49.29
19 35 115.00
20 37 140.00
21 39 44.46
22 40 -64.24
23 42 47.31
24 44 -25.00
25 45 30.74
26 47 41.21
27 48 -28.69
28 50 72.00
29 52 0.00
30 53 0.00
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -51.33
2 4 -143.35
3 6 -106.93
4 8 119.74
5 10 117.62
6 12 131.34
7 13 -166.53
8 15 -79.84
9 16 99.06
10 18 109.27
11 20 96.91
12 22 -20.49
13 24 -90.96
14 26 20.58
15 27 -14.82
16 29 49.73
17 31 -22.91
18 32 49.29
19 35 115.00
20 37 140.00
21 39 44.46
22 40 -64.24
23 42 47.31
24 44 -25.00
25 45 30.74
26 47 41.21
27 48 -28.69
28 50 72.00
29 52 0.00
30 53 0.00
○焦点距離変換光学系
面番号 r d nd νd 有効径
1 37.729 6.39 1.49700 81.5 29.41
2 -76.089 0.20 28.87
3 27.941 5.86 1.67790 55.3 25.87
4 -120.567 0.90 1.80518 25.4 24.23
5 31.843 10.93 21.80
6 -123.476 0.99 1.88300 40.8 15.76
7 11.890 3.02 1.80809 22.8 14.68
8 27.642 (可変) 14.34
像面 ∞
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 51.56
2 3 33.86
3 4 -30.92
4 6 -12.17
5 7 23.53
面番号 r d nd νd 有効径
1 37.729 6.39 1.49700 81.5 29.41
2 -76.089 0.20 28.87
3 27.941 5.86 1.67790 55.3 25.87
4 -120.567 0.90 1.80518 25.4 24.23
5 31.843 10.93 21.80
6 -123.476 0.99 1.88300 40.8 15.76
7 11.890 3.02 1.80809 22.8 14.68
8 27.642 (可変) 14.34
像面 ∞
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 51.56
2 3 33.86
3 4 -30.92
4 6 -12.17
5 7 23.53
○焦点距離変換光学系挿入時
広角 望遠
焦点距離 8.90 115.70
Fナンバー 4.00 5.60
画角 31.72 2.72
像高 5.50 5.50
レンズ全長 319.06 319.06
BF 5.00 5.00
入射瞳位置 34.85 97.66
射出瞳位置 -111.77 -111.77
前側主点位置 43.07 98.71
後側主点位置 -3.90 -110.70
広角 望遠
焦点距離 8.90 115.70
Fナンバー 4.00 5.60
画角 31.72 2.72
像高 5.50 5.50
レンズ全長 319.06 319.06
BF 5.00 5.00
入射瞳位置 34.85 97.66
射出瞳位置 -111.77 -111.77
前側主点位置 43.07 98.71
後側主点位置 -3.90 -110.70
〈数値実施例３〉
面番号 r d nd νd 有効径
1 -250.166 1.80 1.74950 35.3 81.87
2 260.314 4.05 80.71
3 634.876 1.80 1.80518 25.4 80.70
4 115.683 16.59 1.60300 65.4 80.23
5 -165.307 7.57 80.35
6 135.131 7.29 1.49700 81.5 77.35
7 -3076.056 0.15 76.82
8 103.281 6.83 1.60300 65.4 72.70
9 634.581 0.15 71.89
10 71.073 5.64 1.77250 49.6 64.72
11 158.452 (可変) 63.61
12* 228.519 0.70 1.88300 40.8 28.60
13 16.094 5.93 23.09
14 -123.223 6.59 1.80518 25.4 22.85
15 -15.129 0.70 1.75500 52.3 22.50
16 30.692 0.68 20.62
17 23.413 5.61 1.60342 38.0 20.75
18 -39.635 0.88 20.17
19 -24.853 0.70 1.83481 42.7 20.12
20 -134.691 (可変) 20.09
21 -28.312 0.70 1.74320 49.3 21.02
22 46.740 2.80 1.84666 23.8 23.02
23 -2634.956 (可変) 23.58
24(絞り) ∞ 1.30 27.17
25 260.557 5.08 1.65844 50.9 28.55
26 -47.039 0.15 29.50
27 2625.907 6.19 1.51633 64.1 30.17
28 -26.855 1.80 1.83400 37.2 30.40
29 -52.511 0.15 31.87
30 227.831 2.84 1.51633 64.1 32.32
31 -207.054 35.20 32.39
32 31.737 7.87 1.51633 64.1 31.75
33 -79.357 0.50 30.94
34 -126.943 1.80 1.88300 40.8 29.93
35 26.148 8.93 1.51742 52.4 28.29
36 -59.290 0.15 28.42
37 63.752 6.37 1.48749 70.2 27.75
38 -32.186 1.80 1.88300 40.8 27.24
39 886.761 0.15 27.18
40 51.628 3.76 1.51823 58.9 27.19
41 -144.464 4.50 26.95
42 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
43 ∞ 13.20 1.51633 64.2 40.00
44 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
面番号 r d nd νd 有効径
1 -250.166 1.80 1.74950 35.3 81.87
2 260.314 4.05 80.71
3 634.876 1.80 1.80518 25.4 80.70
4 115.683 16.59 1.60300 65.4 80.23
5 -165.307 7.57 80.35
6 135.131 7.29 1.49700 81.5 77.35
7 -3076.056 0.15 76.82
8 103.281 6.83 1.60300 65.4 72.70
9 634.581 0.15 71.89
10 71.073 5.64 1.77250 49.6 64.72
11 158.452 (可変) 63.61
12* 228.519 0.70 1.88300 40.8 28.60
13 16.094 5.93 23.09
14 -123.223 6.59 1.80518 25.4 22.85
15 -15.129 0.70 1.75500 52.3 22.50
16 30.692 0.68 20.62
17 23.413 5.61 1.60342 38.0 20.75
18 -39.635 0.88 20.17
19 -24.853 0.70 1.83481 42.7 20.12
20 -134.691 (可変) 20.09
21 -28.312 0.70 1.74320 49.3 21.02
22 46.740 2.80 1.84666 23.8 23.02
23 -2634.956 (可変) 23.58
24(絞り) ∞ 1.30 27.17
25 260.557 5.08 1.65844 50.9 28.55
26 -47.039 0.15 29.50
27 2625.907 6.19 1.51633 64.1 30.17
28 -26.855 1.80 1.83400 37.2 30.40
29 -52.511 0.15 31.87
30 227.831 2.84 1.51633 64.1 32.32
31 -207.054 35.20 32.39
32 31.737 7.87 1.51633 64.1 31.75
33 -79.357 0.50 30.94
34 -126.943 1.80 1.88300 40.8 29.93
35 26.148 8.93 1.51742 52.4 28.29
36 -59.290 0.15 28.42
37 63.752 6.37 1.48749 70.2 27.75
38 -32.186 1.80 1.88300 40.8 27.24
39 886.761 0.15 27.18
40 51.628 3.76 1.51823 58.9 27.19
41 -144.464 4.50 26.95
42 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
43 ∞ 13.20 1.51633 64.2 40.00
44 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞
非球面データ
第12面
K = 8.58860e+000 A 4= 7.05382e-006 A 6=-1.80303e-008 A 8= 7.49637e-011 A10=-8.01854e-013 A12= 5.80206e-015
A 3=-4.50041e-007 A 5= 1.66019e-008 A 7=-8.87373e-010 A 9= 1.99340e-011 A11=-1.17115e-013
各種データ
ズーム比 20.00
広角 望遠
焦点距離 8.20 164.00
Fナンバー 1.80 2.66
画角 33.85 1.92
像高 5.50 5.50
レンズ全長 280.18 280.18
BF 7.65 7.65
d11 1.01 53.39
d20 55.23 5.98
d23 4.40 1.28
d44 7.65 7.65
入射瞳位置 50.59 622.13
射出瞳位置 19352.44 19352.44
前側主点位置 58.80 787.52
後側主点位置 -0.55 -156.35
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 71.00 51.87 32.66 0.80
2 12 -13.70 21.79 2.59 -11.43
3 21 -42.20 3.50 -0.07 -1.98
4 24 47.38 134.73 47.49 -104.69
第12面
K = 8.58860e+000 A 4= 7.05382e-006 A 6=-1.80303e-008 A 8= 7.49637e-011 A10=-8.01854e-013 A12= 5.80206e-015
A 3=-4.50041e-007 A 5= 1.66019e-008 A 7=-8.87373e-010 A 9= 1.99340e-011 A11=-1.17115e-013
各種データ
ズーム比 20.00
広角 望遠
焦点距離 8.20 164.00
Fナンバー 1.80 2.66
画角 33.85 1.92
像高 5.50 5.50
レンズ全長 280.18 280.18
BF 7.65 7.65
d11 1.01 53.39
d20 55.23 5.98
d23 4.40 1.28
d44 7.65 7.65
入射瞳位置 50.59 622.13
射出瞳位置 19352.44 19352.44
前側主点位置 58.80 787.52
後側主点位置 -0.55 -156.35
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 71.00 51.87 32.66 0.80
2 12 -13.70 21.79 2.59 -11.43
3 21 -42.20 3.50 -0.07 -1.98
4 24 47.38 134.73 47.49 -104.69
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -168.82
2 3 -174.34
3 4 115.01
4 6 259.89
5 8 202.85
6 10 161.49
7 12 -19.52
8 14 20.66
9 15 -13.27
10 17 25.08
11 19 -36.41
12 21 -23.52
13 22 53.74
14 25 60.63
15 27 51.34
16 28 -67.66
17 30 209.77
18 32 44.83
19 34 -24.28
20 35 36.20
21 37 44.70
22 38 -34.94
23 40 73.58
24 42 0.00
25 43 0.00
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -168.82
2 3 -174.34
3 4 115.01
4 6 259.89
5 8 202.85
6 10 161.49
7 12 -19.52
8 14 20.66
9 15 -13.27
10 17 25.08
11 19 -36.41
12 21 -23.52
13 22 53.74
14 25 60.63
15 27 51.34
16 28 -67.66
17 30 209.77
18 32 44.83
19 34 -24.28
20 35 36.20
21 37 44.70
22 38 -34.94
23 40 73.58
24 42 0.00
25 43 0.00
○焦点距離変換光学系
面番号 r d nd νd 有効径
1 31.158 7.98 1.49700 81.5 32.28
2 -80.549 0.20 31.52
3 38.509 6.54 1.49700 81.5 27.70
4 -44.312 0.90 1.90366 31.3 26.00
5 138.652 10.04 24.42
6 -202.983 2.74 1.92286 18.9 17.38
7 -33.198 0.80 1.88300 40.8 16.77
8 22.285 (可変) 15.62
像面 ∞
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 46.17
2 3 42.45
3 4 -36.80
4 6 42.15
5 7 -14.91
面番号 r d nd νd 有効径
1 31.158 7.98 1.49700 81.5 32.28
2 -80.549 0.20 31.52
3 38.509 6.54 1.49700 81.5 27.70
4 -44.312 0.90 1.90366 31.3 26.00
5 138.652 10.04 24.42
6 -202.983 2.74 1.92286 18.9 17.38
7 -33.198 0.80 1.88300 40.8 16.77
8 22.285 (可変) 15.62
像面 ∞
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 46.17
2 3 42.45
3 4 -36.80
4 6 42.15
5 7 -14.91
○焦点距離変換光学系挿入時
広角 望遠
焦点距離 16.40 328.00
Fナンバー 3.60 5.32
画角 18.54 0.96
像高 5.50 5.50
レンズ全長 280.19 280.19
BF 7.66 7.66
入射瞳位置 50.59 622.13
射出瞳位置 -101.86 -101.86
前側主点位置 64.54 -32.21
後側主点位置 -8.74 -320.34
広角 望遠
焦点距離 16.40 328.00
Fナンバー 3.60 5.32
画角 18.54 0.96
像高 5.50 5.50
レンズ全長 280.19 280.19
BF 7.66 7.66
入射瞳位置 50.59 622.13
射出瞳位置 -101.86 -101.86
前側主点位置 64.54 -32.21
後側主点位置 -8.74 -320.34
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１〜３のいずれかのズームレンズである。１２４はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ１２４に対して着脱可能となっている。１２５はカメラ１２４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（ズーム部）ＬＺ、結像用の第４レンズ群（リレー部）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ＬＺは変倍のために光軸上を移動する第２レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第３レンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。第４レンズ群Ｒは光路中より挿抜可能な焦点距離変換光学系ＩＥを有している。焦点距離変換光学系ＩＥを光路中に挿脱することで、ズームレンズ１０１の全系の焦点距離範囲を変位している。
１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ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。１１６、１１７は駆動機構１１４、１１５用のモータ（駆動手段）である。１１８は開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１１９〜１２１は、第１レンズ群Ｆや変倍部ＬＺ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１２４において、１０９はカメラ１２４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、１１０はズームレンズ１０１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。また、１１１、１２２はカメラ１２４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。
Ｆ 第１レンズ群 Ｖ 第２レンズ群 Ｃ 第３レンズ群 Ｒ 第４レンズ群
１ａ 部分系１ａ １ｂ 部分系１ｂ ４１ 部分系４１
４２ 部分系４２ ＩＥ 焦点距離変換光学系
ＩＥｐ 部分系ＩＥｐ ＩＥｎ 部分系ＩＥｎ
１ａ 部分系１ａ １ｂ 部分系１ｂ ４１ 部分系４１
４２ 部分系４２ ＩＥ 焦点距離変換光学系
ＩＥｐ 部分系ＩＥｐ ＩＥｎ 部分系ＩＥｎ
Claims (7)
- 物体側から像側へ順に、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第１レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群、通過光量を調整する開口絞り、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第４レンズ群より構成されるズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は第４１レンズ群、光路中より着脱可能な焦点距離変換光学系、第４２レンズ群より構成され、前記第４２レンズ群の焦点距離をｆ４２、前記開口絞りから、前記第４２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離をＤ、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、
１．０４＜ｆ４２／Ｄ＜１．２５
Ｆｎｏ ≦ ２．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第４１レンズ群と前記第４２レンズ群の空気間隔をＤＩとするとき、
１．５５＜ｆ４２／ＤＩ＜１．８５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。 - 前記第４１レンズ群は、１以上の負レンズと２以上の正レンズを有することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
- 前記第４１レンズ群は、物体側から像側へ順に、１以上の正レンズと、正レンズＧｒと負レンズとを接合した接合レンズで構成され、該接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの合成焦点距離をｆｆ、前記正レンズＧｒの焦点距離をｆｒ、前記接合レンズよりも物体側に配置された正レンズの焦点距離を物体側より順にｆｆ１、ｆｆ２、ｆｆ３、ｆｆ４、・・・とし、
１．３ ＜ ｆｆ／ｆｒ ＜ １．８
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記第４１レンズ群は、物体側から像側へ順に、１以上の正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、１以上の正レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記焦点距離変換光学系は、最も長い空気間隔を挟んで、物体側に正の屈折力の第ＩＥｐレンズ群と、像側に負の屈折力の第ＩＥｎレンズ群より構成され、前記第ＩＥｎレンズ群の焦点距離をｆｉｅｎ、前記焦点距離変換光学系が光路中に配置されたとき、前記開口絞りから前記ＩＥｎレンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離をＤｉｅｎとするとき、
０．４７ ＜｜ ｆｉｅｎ／ Ｄｉｅｎ ｜ ＜ ０．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズ。 - 請求項１乃至６のいずれか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光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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