JP2017181577A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現しながら、ズーム位置の変化や温度変化等によるピント位置の変動を良好に補正可能なズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供する。【解決手段】 ズームレンズは、物体側から順に、フォーカスレンズ群と、ズーミングに際して光軸上を移動する２つ以上のレンズ群で構成される変倍レンズ群と、開口絞りと、光路中から着脱可能に装着するエクステンダレンズ群を含み、ズーミングのためには移動しないリレーレンズ群と、から構成され、前記エクステンダレンズ群より物体側に配置されピント位置変動を補正するために光軸方向に移動する補正レンズ群を有し、前記補正レンズ群の最大移動量と、ピント位置変動を補正するための最大移動量と、エクステンダレンズ群の退避状態において、補正レンズ群の移動量に対する結像位置の最大変化量、変倍レンズ群を構成するレンズ群の最大移動量が所定の関係を満たす。【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、製造誤差、環境変化によるピント位置の変動を良好に補正した放送用テレビカメラやビデオカメラ等に好適なものである。

一般に、テレビカメラ用レンズは物体側から順に、フォーカスのためのフォーカスレンズ群、変倍のためのバリエータ及び変倍に伴う像面変動を補正するためのコンペンセータを含む変倍レンズ群、および結像のための結像レンズ群により構成される。
そして、被写体に対してピントを合わせるときには、マニュアル操作の機械的な伝達、もしくはマニュアル操作に応じた電気的駆動によりフォーカスレンズ群を光軸方向に駆動するマニュアルフォーカスを行う。
これは、テレビジョン撮影、映画撮影においては被写体に対して単にピントを合わせるだけでなく、映像効果として故意にピントをぼかす使い方をすることも多く、撮影者の意図に応じたフォーカシングを行うためである。

また、スポーツ中継やスタジオ撮影においては高速なズーミング操作が求められるため、変倍レンズ群がカム筒の回転によって光軸方向を移動するズームカム機構が一般的に使用されている。
また、スポーツ中継等においては、より迫力ある映像を得るために内蔵エクステンダが一般的に採用されている。内蔵エクステンダは、前記リレーレンズ群内の確保された空間、または一部のレンズが退避した空間に、エクステンダレンズ群を挿抜させて、ズームレンズの焦点距離範囲を長焦点側へ変位させる方式である。

上述したようなマニュアルフォーカス、ズームカム機構により駆動するズームレンズにおいて、変倍レンズ群の屈折率、間隔等の製造バラつきや温度変化によりズーム中間域においてピント位置が変動するという課題がある。
さらに、絞り開放時と絞った時の球面収差の変化、フォーカスレンズの位置による球面収差の変化、エクステンダレンズ群の切替え、姿勢変化等によりピント位置が変動するという課題がある。

上述した課題を解決するためには、製造上のバラつきの抑制や精密な組立調整を行う必要がある。また温度変化時のピント位置の変化を抑制するために、温度変化に対する屈折率変化（ｄｎ／ｄｔ）の異なる硝子や線膨張係数の異なる部材を適切に選択する必要がある。しかしながら、近年におけるＵＨＤ、４Ｋカメラの普及に伴い、従来のＨＤカメラよりも解像力が高く、焦点深度が浅くなったため、上述したピント位置の変動を焦点深度の範囲内に収めることが困難となってきている。

このような課題に対処するために、特許文献１では次のような技術が開示されている。レンズの組立時に、ズーム位置、絞り値、エクステンダレンズ群の切替え状態の変化によるピント位置の変動を予め求めておく。そして、レンズ使用時においてズーム位置、絞り値、エクステンダレンズ群の切替え状態が変化した場合に、その変化に基づいてルックアップテーブルや計算式からピント位置ズレ量を求め、その変動量を相殺するようにマスターレンズユニット（結像レンズ群）を駆動する方法が提案されている。

特開平１０−１８６２０９号公報

しかしながら、特許文献１ではピント位置の変動を補正しながら、高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現するための具体的なレンズ配置、構成について全く開示されていない。

また、特許文献１に開示されている実施例ではピント位置ズレ量を補正するマスターレンズユニットがエクステンダレンズ群よりも像側に配置されている。一般的にエクステンダレンズ群より物体側のレンズ群によるピント位置の変化は、エクステンダレンズ群の倍率の二乗で拡大されるため、補正レンズ群の移動量が大きくなるという課題があった。

そこで本発明は、マニュアルフォーカス、ズームカム機構・エクステンダレンズ群を有するズームレンズにおいて、高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現しながら、
ズーム位置の変化や温度変化等によるピント位置の変動を良好に補正可能なズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、フォーカシングの際に移動するフォーカスレンズ群と、ズーミングに際して光軸上を移動する２つ以上のレンズ群で構成される変倍レンズ群と、開口絞りと、光路中から着脱可能に装着するエクステンダレンズ群を含み、ズーミングのためには移動しないリレーレンズ群と、から構成されるズームレンズにおいて、ピント位置の変動を補正するために光軸方向に移動する補正レンズ群を有し、前記補正レンズ群は前記エクステンダレンズ群より物体側に配置され、前記補正レンズ群の最大移動量をＭｃ、ピント位置の変動を補正するための最大移動量をＭｂ、前記エクステンダレンズ群が光軸から退避した状態において、前記補正レンズ群が移動量Ｍｂだけ移動したときの結像位置の最大変化量をΔＳｋ、前記変倍レンズ群を構成するレンズ群の最大移動量をＭｍとしたとき、
０.００１＜Ｍｃ／Ｍｍ＜０.３
０.３＜｜ΔＳｋ｜／Ｍｂ＜３.０
を満足することを特徴とする。

本発明によれば、高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現しながら、ズーム位置の変化やエクステンダレンズ群の切り替え、温度変化等によるピント位置の変動を良好に補正可能なズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

実施例１に係るズームレンズの広角端、無限遠合焦時における断面図である。 実施例１に係るズームレンズの物体距離無限遠合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離６５．５３ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。 実施例１に係るズームレンズの長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群挿入時の物体距離無限遠合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離１３１．０７ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。 実施例１に係る撮像装置の要部概略図である。 実施例２に係るズームレンズの広角端、無限遠合焦時における断面図である。 実施例２に係るズームレンズの物体距離無限遠合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離８４．９８ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。 実施例２に係るズームレンズの長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群挿入時の物体距離無限遠合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離１６９．９６ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。 実施例２に係る撮像装置の要部概略図である。 実施例３に係るズームレンズの広角端、無限遠合焦時における断面図である。 実施例３に係るズームレンズの物体距離１３ｍ合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離２０．６７ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。 実施例３に係るズームレンズの長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群挿入時の物体距離無限遠合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離４１．３５ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。 実施例３に係る撮像装置の要部概略図である。 ズームカム機構の概略図である。

以下に、本発明の実施の好ましい形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１としての数値実施例１の広角端で無限遠物体合焦時におけるレンズ断面図である。図２は、数値実施例１の（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離６５．５３ｍｍ、（Ｃ）望遠端における無限遠物体合焦時における縦収差図である。図３は、実施例１の長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群挿入時の物体距離無限遠合焦時における（Ａ）広角端、（Ｂ）焦点距離１３１．０７ｍｍ、（Ｃ）望遠端における収差図である。

縦収差図において球面収差はｅ線（実線）、ｇ線（点線）を示している。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（点線）とサジタル像面（実線）を示している。倍率色収差はｇ線（点線）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５％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群挿入時の縦収差図では、球面収差は１．０ｍｍ、非点収差は１．０ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。

実施例１に示すズームレンズについて図１を用いて具体的に説明する。
図１において、第１レンズ群Ｕ１は変倍のためには移動しない正の屈折力のレンズ群である。第２レンズ群Ｕ２は変倍用の負の屈折力のバリエータであり、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。第３レンズ群Ｕ３は正の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を像側から物体側へ移動している。ＳＰは絞り、第４レンズ群Ｕ４は前リレーレンズ群である。第５レンズ群Ｕ５aは等倍レンズ群であり、エクステンダレンズ群Ｕ5bといずれか一方が光軸上に配置される。第６レンズ群Ｕ６は後リレーレンズ群であり、光軸方向に移動させることで、フランジバックの調整を行う。Ｐは色分解光学系、Ｉは撮像面である。第１レンズ群Ｕ１は更に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｕ１１、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｕ１２、正の屈折力を有する第３サブレンズ群Ｕ１３で構成され、前記第２サブレンズ群Ｕ１２、第３サブレンズ群Ｕ１３を像側から物体側にそれぞれ異なる比率で繰り出すことにより近距離物体への合焦を行う。

実施例１において、補正レンズ群は前リレーレンズ群である第４レンズ群Ｕ４と同一であり、ピント位置の変動を補正するために光軸上を移動する。

図３は、本発明の実施例１である撮像システムの構成を示している。同図において、１はフォーカスレンズ群である。２は変倍レンズ群であり、光軸上を移動して変倍を行うレンズ群（バリエータ）２ａと変倍に伴って変動する像面を補正するレンズ群（コンペンセータ）２ｂとを有している。３は開口絞りである。４は前リレーレンズ群である。５aは等倍レンズ群、５ｂは全系の焦点距離変倍範囲を望遠側にシフトするエクステンダレンズ群であり、いずれか一方のレンズ群が光軸上に配置される。６は後リレーレンズである。実施例１において、補正レンズ群は前リレーレンズ群４と同一であり、ピント位置の変動を補正するために光軸上を移動する。以上より本実施例では各要素１〜６よりズームレンズを構成している。７はズームレンズで形成された被写体像を受光する撮像素子、８は映像信号処理回路であり、撮像素子７からの信号に基づいて映像信号を得ている。９はフォーカスレンズ群１の駆動部であり、ヘリコイドやカム等の機構によりフォーカスレンズ群１を光軸方向に駆動する。１０は変倍レンズ群２の駆動部であり、図１３に示すようにカム機構により変倍レンズ群２（２ａ、２ｂ）を光軸方向に駆動する。１１は開口絞り３の開口径を調整する駆動部である。１２は補正レンズ群の駆動部である。１３はエクステンダレンズ群５a、５ｂの切替え手段である。１４は変倍レンズ群２のズーム位置を検出するズーム位置検出手段である。１５は温度を検出する温度検出手段である。２２は補正レンズ群位置検出手段である。１６は演算部であり、ズームレンズ全体の各種の駆動を制御するための演算を行っている。１７は記憶部であり、ズーム位置の変化、エクステンダレンズ群の切り替え、温度変化によるピント位置の変動量を記憶（保持）している。

製造誤差や温度が変化した際に各レンズの曲率や屈折率や間隔が変化することによって、ピント位置が変化する。ピント位置の変化は広角端から望遠端に向かうに従って大きくなる特性を持っている。望遠側でのピント位置の変化は主に第１レンズ群Ｕ１、第２レンズ群Ｕ２の変化に起因するため、フォーカシングを行う事によってピント位置の補正が行える。

広角側では主に第３レンズ群Ｕ３から第６レンズ群Ｕ６の変化に起因し、フォーカシングによるピント位置の変化が微小であるため、フォーカシングによってはピント位置の変化を補正できない。そのため、リレー部内の第６レンズ群Ｕ６によるフランジバック調整によってピント位置の変化の補正を行う。フォーカシング・フランジバック調整によって望遠端・広角端それぞれのピント位置の補正を行うことで、広角端・望遠端で撮像面にピントが合った状態となるが、ズーム中間の位置でピント位置の変動が残存する。

また、エクステンダレンズ群によって変倍させた際にはエクステンダレンズ群より物体側のレンズ群により発生するピント位置の変化はエクステンダレンズ群の倍率の二乗で拡大される。そのため、フォーカシング・フランジバック調整を再度行う必要がある。さらに、ズーム中間位置でのピント位置の変動はエクステンダレンズ群の倍率の二乗で拡大されて残存する。

これに対して、本実施例１では組立調整時にズーム位置の変化、温度変化、エクステンダレンズ群の切り替えによるピント位置の変動を記憶部１７に記憶している。演算部１６はズーム位置検出手段１４、温度検出手段１５、エクステンダレンズ群の切替え検出手段２０からの信号により記憶部１７に記憶されているピント位置の変動量を選択し、補正レンズ群の駆動部１２に入力する。そして補正レンズ群（前リレーレンズ群４）の駆動部１２は演算部１６からの信号に基づいて補正レンズ群を光軸上に移動させてピント位置の変動量を補正する。

本発明のズームレンズは、マニュアルフォーカスのために移動するフォーカスレンズ群と、フォーカスレンズ群よりも像側に配置され、変倍のためにカム機構により光軸上を移動する少なくとも２つ以上のレンズユニットで構成される変倍レンズ群と、ズーミングの際に不動の光量調節用の開口絞りおよび、光路中から着脱可能に装着するエクステンダレンズ群を含むリレーレンズ群で構成される。ズーム位置の変化、フォーカスレンズ群の位置変化、温度変化、絞り値の変化、姿勢変化、エクステンダレンズ群の切り替えによるピント位置の変動のうち、少なくとも１つ以上のピント位置の変動を補正するために光軸方向に移動する補正レンズ群を有し、該補正レンズ群はエクステンダレンズ群より物体側に配置される。該補正レンズ群の最大移動量をＭｃ、そのうちのピント位置の変動を補正するための最大移動量をＭｂ、該エクステンダレンズ群が光軸から退避された状態において、該補正レンズ群が最大移動量Ｍｂだけ移動したときの結像位置の最大変化量をΔＳｋ、該変倍レンズ群内のレンズユニットの最大移動量をＭｍとしたとき、下記条件式を満足する。
０.００１＜Ｍｃ／Ｍｍ＜０.３ ・・・（１）
０.３＜｜ΔＳｋ｜／Ｍｂ＜３.０ ・・・（２）
条件式（１）は変倍レンズ群内のレンズユニットの最大移動量に対する補正レンズ群の最大移動量の比の範囲を規定することにより、ピント位置の変動を良好に補正しながら高速なズーム操作、高い光学性能を達成するための条件を規定している。

上述のように高速なズーム操作を実現するために、変倍レンズ群はカム筒の回転により、高速に光軸方向に駆動する。補正レンズ群の駆動が変倍レンズ群の駆動に高速に追従しないと、撮影時において遅れながらピントが合ってくるような違和感のある映像となってしまう。補正レンズ群は、例えばステッピングモータと該モータ の出力軸である送りネジに係合したラックとにより構成され、光軸方向に駆動されるため、補正レンズ群の移動量が大きくなり過ぎると、所望の駆動位置に到達するまでの時間が掛ってしまう。

また、補正レンズ群の移動量が大きくなり過ぎると球面収差や非点収差、色収差の変動が大きくなってしまい、高い光学性能が達成出来なくなる。逆に補正レンズの移動量が小さくなり過ぎると、上述したようなズーム位置、温度変化等によるピント位置ズレの補正が出来なくなってしまう。

以上より、ピント位置の変動を良好に補正しながら高速なズーム操作、高い光学性能を達成するためには、変倍レンズ群内のレンズユニットの最大移動量に対する補正レンズ群の最大移動量の比を適切な範囲に設定する必要がある。

また、全系の焦点距離変倍範囲を長焦点距離側にシフトさせるためのエクステンダレンズ群が挿入された場合、エクステンダレンズ群より物体側のレンズ群の変化に起因するピント位置の変動はエクステンダレンズ群の倍率の二乗で拡大される。このとき、補正レンズ群がエクステンダレンズ群より物体側に配置されていると、補正レンズ群によるピント位置の変化もエクステンダレンズ群の倍率の二乗で拡大される。そのため、像側に配置した場合と比較してピント位置の補正量を大きくでき、移動量を小さくすることができる。

条件式（１）の上限を超えると、変倍レンズ群内のレンズユニットの最大移動量Ｍｍに対する補正レンズ群の移動量Ｍｃが大きくなり過ぎ、変倍レンズ群の駆動スピードに追従することが困難となる。また、補正レンズ群の移動による収差変動が大きくなり過ぎ、高い光学性能を維持することが困難となる。
条件式（１）の下限を超えると、変倍レンズ群内のユニットの最大移動量Ｍｍに対する補正レンズ群の移動量Ｍｃが小さくなり過ぎ、ピント位置の変動を十分に補正出来なくなってしまう。

さらに好ましくは条件式（１）を次のように設定することが好ましい。
０.００１＜Ｍｃ／Ｍｍ＜０.２６ ・・・（１ａ）

条件式（２）は補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための最大移動量に対する結像位置の最大変位量の比の範囲を規定することにより、ピント位置の変動を良好に補正しながら高速なズーム操作、高い光学性能を達成するための条件を規定している。

条件式（２）の上限を超えると、補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための移動量Ｍｂに対する結像位置の変化量ΔＳｋが大きくなり過ぎてしまい、補正レンズ群の微小変化により、ピント位置の変動が発生してしまう。また、補正レンズ群の微小変化を抑制するために、ステッピングモータの制止精度が高くなり過ぎてしまう。
条件式（２）の下限を超えると、補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための移動量Ｍｂに対する結像位置の変化量ΔＳｋが小さくなり過ぎてしまい、補正レンズ群の移動量が大きくなり過ぎ、変倍レンズ群の駆動スピードに追従することが困難となる。また、補正レンズ群の移動による収差変動が大きくなり過ぎ、高い光学性能を維持することが困難となる。

さらに好ましくは条件式（２）を次のように設定することが好ましい。
０.４５＜｜ΔＳｋ｜／Ｍｂ＜２.０ ・・・（２ａ）

さらに本発明において、変倍レンズ群のズーム位置の変化、フォーカスレンズ群の位置変化、絞り値の変化によるピント位置の変動を補正するための最大移動量をＭｅｘ１、全系の焦点距離を長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群が光路中に挿入された際のズーム位置の変化、フォーカスレンズ群の位置変化、絞り値の変化によるピント位置の変動を補正するための最大移動量をＭｅｘ２としたとき、以下の条件を満足することが好ましい
０．８＜Ｍｅｘ１／Ｍｅｘ２＜１．２ ・・・（３）

条件式（３）はエクステンダレンズ群の切り替え前後での補正レンズ群の移動量の比の範囲を規定している。これによりエクステンダレンズ群の切り換え前後での補正レンズ群の移動量を略同一に保つことができ、ピント位置の変動を良好に補正しながら、高速なズーム操作、高い光学性能を達成することが可能となる。
条件式（３）の上限、下限を超えると、補正レンズ群の移動量が大きくなると共に、補正レンズ群を駆動させるためのステッピングモータの静止精度が高くなりすぎてしまい良くない。

さらに好ましくは条件式（３）を次のように設定することが好ましい。
０．９＜Ｍｅｘ１／Ｍｅｘ２＜１．１ ・・・（３ａ）

さらに本発明において、ズームレンズの開放ＦナンバーをＦｎｏ、撮像装置の許容錯乱円をδ、焦点深度をＤとしたとき、以下の条件を満足することが好ましい。
Ｄ＝Ｆｎｏ×δ
１.０＜Ｍｂ／Ｄ＜３００．０ ・・・（４）
条件式（４）はピント位置の変動を補正するための補正群の移動量の範囲を規定することにより、ピント位置の変動を良好に補正しながら高速なズーム操作、高い光学性能を達成するための条件を規定している。

条件式（４）の上限を超えると、焦点深度Ｄに対する補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための最大移動量Ｍｂが大きくなり過ぎ、変倍レンズ群の駆動スピードに追従することが困難となる。また、補正レンズ群の移動による収差変動が大きくなり過ぎ、高い光学性能を維持することが困難となる。
条件式（４）の下限を超えると、焦点深度Ｄに対する補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための最大移動量Ｍｂが小さくなり過ぎ、補正レンズ群の移動に対するピント位置ズレの補正の効果が無くなってしまう。

さらに好ましくは条件式（４）を次のように設定することが好ましい。
１．０＜Ｍｂ／Ｄ＜１００．０ ・・・（４ａ）

さらに本発明においては、補正レンズ群は開口絞りに隣接されて配置されることが好ましい。
補正レンズ群が開口絞りに隣接されて配置されることにより、補正レンズ群を通る軸外主光線の位置を光軸近傍にすることが可能となり、補正レンズ群の移動に伴う周辺像面位置の変化やコマ収差の変化を小さくすることができる。

さらに本発明においては、補正レンズ群は変倍レンズ群内、もしくは変倍レンズ群よりも像側に配置されることが好ましい。
補正レンズ群が変倍レンズ群よりも物体側に配置されると、変倍レンズ群の結像倍率変化により、補正レンズ群の移動に対する結像位置の変位量が結像倍率の二乗に比例して増大する。そのため、望遠側において補正レンズ群の微小変化によりピント位置の変動が発生してしまう、若しくは広角側において駆動量が大きくなり過ぎ、変倍レンズ群の駆動スピードに追従することが困難となる。また、補正レンズ群の移動による収差変動が大きくなり過ぎ、高い光学性能を維持することが困難となる。

さらに好ましくは、補正レンズ群はリレーレンズ群内に配置されることが好ましい。
補正レンズ群が変倍レンズ群内に配置され、変倍レンズ群が加速度を持って移動した場合、ステッピングモータの駆動に要するトルクが大きくなりすぎ、変倍レンズ群の駆動スピードに追従することが困難となる。

さらに本発明においては、補正レンズ群は１枚以上３枚以下で構成されることが望ましい。
補正レンズ群が４枚以上の場合、補正レンズ群の質量が増大し、ステッピングモータによる高速な駆動制御が困難となってしまう。

実施例１に示すズームレンズについて図１を用いて具体的に説明する。
図１において、第１レンズ群Ｕ１は変倍中固定の正の屈折力のレンズ群である。第２レンズ群Ｕ２は変倍用の負の屈折力のバリエータであり、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。第３レンズ群Ｕ３は正の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を像側から物体側へ移動している。ＳＰは開口絞り、第４レンズ群Ｕ４は前リレーレンズ群である。第５レンズ群Ｕ５は等倍レンズ群であり、Ｕ５ｅｘは全系の焦点距離変倍範囲を長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群であり、いずれか一方が光軸上に配置される。第６レンズ群Ｕ６は後リレーレンズ群である。Ｐは色分解光学系、Ｉは撮像面である。第１レンズ群Ｕ１は更に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｕ１１、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｕ１２、正の屈折力を有する第３サブレンズ群Ｕ１３で構成される。前記第２サブレンズ群Ｕ１２、第３サブレンズ群Ｕ１３を像側から物体側にそれぞれ異なる比率で繰り出すことにより近距離物体への合焦を行う。

実施例１において、補正レンズ群は前リレーレンズ群である第４レンズ群Ｕ４と同一であり、ピント位置の変動を補正するために光軸上を移動する。

第１レンズ群Ｕ１は第１面〜第１０面に対応する。第１サブレンズ群Ｕ１１は第１面〜第４面に対応し、負レンズ１枚、正レンズ１枚で構成されている。第２サブレンズ群Ｕ１２は第５面〜第８面に対応し、正レンズ２枚で構成されている。第３サブレンズ群Ｕ１３は第９面〜第１０面に対応し、正レンズ１枚で構成されている。第２レンズ群Ｕ２は第１１面〜第１７面に対応し、負レンズ３枚、正レンズ１枚で構成されている。

第３レンズ群Ｕ３は第１８面〜第２６面に対応し、負レンズ１枚、正レンズ４枚で構成されている。第４レンズ群Ｕ４は第２８面〜第３３面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ１枚で構成されている。第５レンズ群Ｕ５は第３４面〜第３８面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ１枚で構成されている。

エクステンダレンズ群Ｕ５ｅｘは第３４面〜第４４面に対応し、負レンズ３枚、正レンズ３枚で構成されている。

第６レンズ群Ｕ６は第３９面〜第４８面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ４枚で構成されている。
補正レンズ群は負レンズ２枚、正レンズ１枚の３枚で構成されている。
非球面は第１１面、第１９面、第２５面に用いられている。主に歪曲収差や非点収差のズーム変動の補正を行っている。

実施例１におけるズームレンズの開放ＦナンバーＦｎｏは１．８である。
許容錯乱円径δは０．００５ｍｍとする。よって、焦点深度Ｄは０．００９ｍｍである。

本実施例におけるズーム位置の変化における焦点位置の最大変動量は５Ｄとする。即ち０．０４５ｍｍとする。温度の変化における焦点位置の最大変動量は２０Ｄとする。即ち０．１８０ｍｍとする。エクステンダレンズ群切り換えによる焦点位置の最大変動量は１Ｄとする。即ち０．００９ｍｍとする。以上より０．２３４ｍｍのピント位置の変化が発生する。よって、補正レンズ群の移動による結像位置の変化量ΔＳｋは０．２３４ｍｍとすれば良い。補正レンズ群の移動量１ｍｍあたりの結像位置の変化量は、０．９１０ｍｍである。よって、補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための最大移動量Ｍｂは０．２５７ｍｍとなる。補正レンズ群の変倍のための最大移動量Ｍａは０ｍｍである。よって、補正レンズ群の最大移動量Ｍｃは０．２５７ｍｍである。変倍レンズ群の中で最も移動量の大きい第２レンズ群Ｕ２の移動量は１９１．２０９ｍｍである。

実施例１の各条件式対応値を表１に示す。数値実施例１はいずれの条件式も満足しており、高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現しながら、ズーム位置の変化、温度変化、エクステンダレンズ群の切り換えによるピント位置ズレを良好に補正可能なズームレンズを実現している。

実施例２に示すズームレンズについて図４を用いて具体的に説明する。
図４において、第１レンズ群Ｕ１は変倍中固定の正の屈折力のレンズ群である。第２レンズ群Ｕ２は変倍用の負の屈折力のバリエータであり、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。第３レンズ群Ｕ３は正の屈折力を有する第２のバリエータであり、光軸上を像側から物体側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。第４レンズ群Ｕ４は正の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を物体側へ非直線的に移動している。ＳＰは開口絞り、第５レンズ群Ｕ５は前リレーレンズ群である。第６レンズ群Ｕ６は等倍レンズ群であり、Ｕ６ｅｘは全系の焦点距離変倍範囲を長焦点距離側に変位させるエクステンダレンズ群であり、いずれか一方が光軸上に配置される。第７レンズ群Ｕ７は後リレーレンズ群である。Ｐは色分解プリズム光学系、Ｉは撮像面である。第１レンズ群Ｕ１は更に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｕ１１、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｕ１２、正の屈折力を有する第３サブレンズ群Ｕ１３で構成される。前記第２サブレンズ群Ｕ１２、第３サブレンズ群Ｕ１３を像側から物体側にそれぞれ異なる比率で繰り出すことにより近距離物体への合焦を行う。

実施例２において、補正レンズ群はコンペンセータである第４レンズ群Ｕ４と同一であり、ピント位置の変動を補正するために光軸上を移動する。

第１レンズ群Ｕ１は第１面〜第１０面に対応する。第１サブレンズ群Ｕ１１は第１面〜第４面に対応し、負レンズ１枚、正レンズ１枚で構成されている。第２サブレンズ群Ｕ１２は第５面〜第８面に対応し、正レンズ２枚で構成されている。第３サブレンズ群Ｕ１３は第９面〜第１０面に対応し、正レンズ１枚で構成されている。第２レンズ群Ｕ２は第１１面〜第１７面に対応し、負レンズ３枚、正レンズ１枚で構成されている。

第３レンズ群Ｕ３は第１８面〜第２４面に対応し、負レンズ１枚、正レンズ３枚で構成されている。第４レンズ群Ｕ４は第２５面〜第２６面に対応し、正レンズ１枚で構成されている。第５レンズ群Ｕ５は第２８面〜第３２面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ１枚で構成されている。第６レンズ群Ｕ６は第３３面〜第３９面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ２枚で構成されている。

エクステンダレンズ群Ｕ６ｅｘは第３３面〜第４２面に対応し、負レンズ３枚、正レンズ３枚で構成されている。

第７レンズ群Ｕ７は第４０面〜第４９面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ４枚で構成されている。
補正レンズ群は正レンズ１枚で構成されている。
非球面は第１１面、第１９面、第２５面に用いられている。主に歪曲収差や非点収差のズーム変動の補正を行っている。

図８は本発明の実施例２の撮像システムの構成を示している。
実施例２は実施例１と比較して、
（Ａ１）変倍レンズ群が３群で構成されていること。
（Ａ２）フォーカスレンズ群１の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出手段１８を有していること。
（Ａ３）開口絞り３の絞り値を検出する絞り値検出手段１９を有していること。
（Ａ４）記憶部１７にフォーカスレンズの位置の変化、絞り値の変化によるピント位置の変動量を記憶していること。
（Ａ５）第１バリエータ、第２バリエータはカム機構で駆動されており、コンペンセータは補正レンズ群としてステッピングモータで駆動すること。
が異なっており、その他の構成は同じである。
尚、本実施例の異なる形態として、
（Ａ５−２）第１バリエータ、第２バリエータ、コンペンセータはカム機構で駆動されており、補正レンズ群は円筒カム内部のステッピングモータで駆動する構造としても良い。

実施例２において、ズーム位置の変化やフォーカスレンズ位置の変化、温度変化、絞り値の変化、エクステンダレンズ群の切り換えによりピント位置が変動したとする。実施例２では、組立調整時にズーム位置の変化やフォーカスレンズ位置の変化、温度変化、絞り値の変化によるピント位置の変動を記憶部１７に記憶している。よって、演算部１６はズーム位置検出手段１４、フォーカスレンズ位置検出手段１８、温度検出手段１５、絞り値検出手段１９、エクステンダレンズ群の切替え検出手段２０からの信号を得る。その後、演算部１６は記憶部１７に記憶されているピント位置の変動量を選択し、補正レンズ群の駆動部１２に入力する。そして補正レンズ群（コンペンセータ２ｃ）の駆動部１２は演算部１６からの信号に基づいて補正レンズ群を光軸上で移動させてピント位置の変動量を補正する。

実施例２におけるズームレンズの開放ＦナンバーＦｎｏは１．８である。
実施例１と同様に許容錯乱円径δは０．００５ｍｍとする。よって、焦点深度Ｄは０．００９ｍｍである。実施例２におけるズーム位置の変化における焦点位置の最大変動量は５Ｄとする。即ち０．０４５ｍｍとする。温度の変化における焦点位置の最大変動量は２０Ｄとする。即ち０．１８０ｍｍとする。絞り値の変化における焦点位置の最大変動量は２Ｄとする。即ち０．０１８ｍｍとする。フォーカシングレンズの位置における焦点位置の最大変動量は２Ｄとする。即ち０．０１８ｍｍとする。エクステンダレンズ群の切り換えによる焦点位置の最大変動量は１Ｄとする。即ち０．００９ｍｍとする。以上より０．２７０ｍｍのピント位置の変化が発生する。よって、補正レンズ群の移動による結像位置の変化量ΔＳｋは０．２７０ｍｍとすれば良い。

補正レンズ群の移動量１ｍｍあたりの結像位置の変化量は、０．５８３（広角端）〜０．９７０ｍｍ（望遠端）である。よって、補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための最大移動量Ｍｂは０．４６３ｍｍとなる。また、補正レンズ群の変倍のための最大移動量Ｍａは４４．４８８ｍｍである。よって、補正レンズ群の移動量Ｍｃは４４．９５１ｍｍとなる。変倍レンズ群の中で最も移動量の大きい第２レンズ群Ｕ２の移動量は１９５．３９０ｍｍである。

実施例２の各条件式対応値を表１に示す。数値実施例２はいずれの条件式も満足しており、高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現しながら、ピント位置の変動を良好に補正可能なズームレンズを実現している。数値実施例２の変動要因としてはズーム位置の変化、フォーカスレンズ位置の変化、温度変化、絞り値の変化、エクステンダレンズ群の切り換えである。

実施例３に示すズームレンズについて図９を用いて具体的に説明する。
図９において、第１レンズ群Ｕ１は変倍のためには移動しない正の屈折力のレンズ群である。第２レンズ群Ｕ２は変倍用の負の屈折力のバリエータであり、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。第３レンズ群Ｕ３は負の屈折力を有する第２のバリエータであり、光軸上を物体側に非直線的に移動している。第４レンズ群Ｕ４は正の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を物体側へ非直線的に移動している。ＳＰは開口絞り、第５レンズ群Ｕ５は前リレーレンズ群である。第６レンズ群Ｕ６は後リレーレンズ群である。前リレーレンズ群である第５レンズ群Ｕ５と後リレーレンズ群である第６レンズ群Ｕ６の空間にはエクステンダレンズ群Ｕｅｘが着脱可能な状態で配置されても良い。Ｐは色分解プリズム光学系、Ｉは撮像面である。第１レンズ群Ｕ１は更に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｕ１１、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｕ１２で構成され、第２サブレンズ群Ｕ１２を像側から物体側に繰り出すことにより近距離物体への合焦を行う。

実施例３において、補正レンズ群はコンペンセータである第４レンズ群Ｕ４と同一であり、ピント位置の変動を補正するために光軸上を移動する。

第１レンズ群Ｕ１は、第１面〜第１１面に対応する。第１サブレンズ群Ｕ１１は第１面〜第７面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ２枚で構成されている。第２サブレンズ群Ｕ１２は第８面〜第１１面に対応し、正レンズ２枚で構成されている。第２レンズ群Ｕ２は第１２面〜第１８面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ２枚で構成されている。 第３レンズ群Ｕ３は第１９面〜第２１面に対応し、負レンズ１枚、正レンズ１枚で構成されている。第４レンズ群Ｕ４は第２２面〜第２５面に対応し、正レンズ２枚で構成されている。第５レンズ群Ｕ５は第２７面〜第２９面に対応し、負レンズ１枚、正レンズ１枚で構成されている。第６レンズ群Ｕ６は第３０面〜第３９面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ４枚で構成されている。

エクステンダレンズ群Ｕｅｘは第３０面〜第３７面に対応し、負レンズ２枚、正レンズ３枚で構成されている。
補正レンズ群は第２２面〜第２５面に対応し、正レンズ２枚で構成されている。

図１２に本発明の実施例３の撮像システムの構成を示している。
実施例３は実施例１と比較して、
（Ｂ１）変倍レンズ群が３群で構成されていること。
（Ｂ２）第１バリエータ、第２バリエータはカム機構で駆動されており、コンペンセータは補正レンズ群としてステッピングモータで駆動すること。
（Ｂ３）ズームレンズの姿勢変化を検出する姿勢検出手段２１を有していること。
（Ｂ４）記憶部１７に姿勢変化によるピント位置の変動量を記憶していること。
が異なっており、その他の構成は同じである。

実施例３において、ズーム位置の変化、温度変化によりピント位置が変動したとする。実施例３では、組立調整時にズーム位置の変化、温度変化、姿勢変化、エクステンダレンズ群の切り換えによるピント位置の変動を記憶部１７に記憶している。そして、演算部１６はズーム位置検出手段１４、温度検出手段１５、姿勢検出手段２１からの信号により記憶部１７に記憶されているピント位置の変動量を選択し、補正レンズ群の駆動部１２に入力する。そして補正レンズ群（コンペンセータ２ｃ）の駆動部１２は演算部１６からの信号に基づいて補正レンズ群を光軸上に移動させてピント位置の変動量を補正する。

実施例３におけるズームレンズの開放ＦナンバーＦｎｏは１．８である。
許容錯乱円径δは実施例１と同様に０．００５ｍｍとする。よって、焦点深度Ｄは０．００９ｍｍである。

実施例３におけるズーム位置の変化における焦点位置の最大変動量は５Ｄとする。即ち０．０４５ｍｍとする。温度の変化における焦点位置の最大変動量は２０Ｄとする。即ち０．１８０ｍｍとする。姿勢の変化における焦点位置の最大変動量は１０Ｄとする。即ち０．０９０ｍｍとする。エクステンダレンズ群の切り換えによる焦点位置の最大変動量は１Ｄとする。即ち０．００９ｍｍとする。以上より０．３２４ｍｍのピント位置の変化が発生する。よって、補正レンズ群の移動による結像位置の変化量ΔＳｋは０．３２４ｍｍとすれば良い。補正レンズ群の移動量１ｍｍあたりの結像位置の変化量は１．２９８ｍｍである。よって、補正レンズ群のピント位置の変動を補正するための最大移動量Ｍｂは０．２５０ｍｍとなる。補正レンズ群の変倍のための最大移動量Ｍａは８．１３６ｍｍである。よって、補正レンズ群の最大移動量Ｍｃは８．３８６ｍｍである。変倍レンズ群の中で最も移動量の大きい第２レンズ群Ｕ２の移動量は５４．７６３ｍｍである。

実施例３の各条件式対応値を表１に示す。数値実施例３はいずれの条件式も満足しており、高速なズーミング操作、良好な光学性能を実現しながら、ズーム位置の変化、温度変化、姿勢の変化、エクステンダレンズ群の切り換えによるピント位置の変動を良好に補正可能なズームレンズを実現している。

次に本発明の実施例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ｉは物体側からの面の順序を示し、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面と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。焦点距離、Ｆナンバー、画角は、それぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表している。ＢＦはレンズの最終面から像面までの距離である。

尚、非球面形状は、光軸方向の座標をｘ、光軸と垂直方向の座標をｙ、基準の曲率半径をＲ、円錐常数をｋ、ｎ次の非球面係数をAnとして、以下の式で表される。但し、「e-x」は「×10^-x」を意味している。尚、非球面を有するレンズ面には各表中の面番号の右側に*印を付している。
ｘ＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−ｋ×ｙ²／ｒ²）^0.5｝＋Ａ３×ｙ³＋Ａ４×ｙ⁴＋Ａ５×ｙ⁵＋Ａ６×ｙ⁶＋Ａ７×ｙ⁷＋Ａ８×ｙ⁸＋Ａ９×ｙ⁹＋Ａ１０×ｙ¹⁰＋Ａ１１×ｙ¹¹＋Ａ１２×ｙ¹²＋Ａ１３×ｙ¹³＋Ａ１４×ｙ¹⁴＋Ａ１５×ｙ¹⁵＋Ａ１６×ｙ¹⁶

数値実施例１

単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 1571.411 5.91 1.90366 31.3 212.83
2 361.491 3.13 205.43
3 389.831 20.85 1.43387 95.1 204.88
4 -1519.134 25.29 203.52
5 379.388 19.40 1.43387 95.1 198.91
6 -1690.060 0.25 198.64
7 270.376 20.46 1.43387 95.1 194.91
8 5840.434 1.18 193.83
9 190.778 14.41 1.59240 68.3 182.16
10 365.545 (可変) 180.35
11* 11015.733 2.20 2.00330 28.3 48.62
12 41.065 10.49 41.92
13 -62.377 1.40 1.88300 40.8 41.20
14 65.176 9.88 1.95906 17.5 42.38
15 -89.087 2.72 43.74
16 -51.909 1.60 1.83400 37.2 43.88
17 -103.320 (可変) 46.02
18 115.185 11.58 1.59201 67.0 78.48
19* -2087.691 0.50 78.91
20 142.758 13.08 1.59201 67.0 80.06
21 -231.655 0.20 79.67
22 122.793 2.50 1.80518 25.4 76.01
23 57.717 18.11 1.43387 95.1 71.57
24 -564.234 0.50 70.45
25* 364.246 6.50 1.49700 81.5 69.33
26 -414.835 (可変) 68.15
27(絞り) ∞ 5.89 31.81
28 -147.172 1.40 1.81600 46.6 32.30
29 46.924 1.05 31.20
30 37.303 4.69 1.80809 22.8 31.30
31 420.501 3.37 30.90
32 -76.047 1.40 1.88300 40.8 30.60
33 191.170 11.30 30.40
34 -41.223 1.78 1.65160 58.5 26.67
35 580.472 3.52 1.80518 25.4 27.78
36 -156.414 6.46 28.43
37 -103.332 5.71 1.70154 41.2 30.13
38 -53.979 10.53 31.42
39 -216.194 4.49 1.50137 56.4 32.25
40 -43.973 0.74 32.44
41 -72.585 1.30 1.88300 40.8 31.89
42 61.011 9.51 1.50137 56.4 32.28
43 -35.679 0.20 33.06
44 96.272 8.69 1.49700 81.5 32.15
45 -31.822 1.70 1.88300 40.8 31.45
46 -176.143 2.14 31.79
47 50.459 8.14 1.48749 70.2 31.95
48 -79.751 5.00 31.49
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
51 ∞ 60.00
像面

非球面データ
第11面
K =-2.61129e+006 A 4= 1.14924e-006 A 6=-4.20242e-010 A 8= 7.06050e-012 A10= 1.71748e-014 A12=-3.95143e-018 A14=-2.50492e-020 A16= 2.74832e-023
A 3=-7.41007e-007 A 5=-2.86209e-008 A 7= 4.68402e-011 A 9=-6.67517e-013 A11=-2.87644e-016 A13= 1.44174e-018 A15=-1.26241e-021

第19面
K =-8.09196e+003 A 4= 2.70610e-007 A 6= 1.07566e-009 A 8=-3.82716e-014 A10=-1.89869e-016 A12= 1.74435e-020 A14=-2.31461e-023 A16= 5.87253e-027
A 3=-1.02923e-007 A 5=-2.58308e-008 A 7=-1.15844e-011 A 9= 3.14187e-015 A11= 2.64931e-018 A13= 8.56747e-022 A15=-2.81713e-025

第25面
K = 6.92275e+001 A 4=-4.53959e-007 A 6=-6.59771e-011 A 8=-3.55842e-013 A10=-1.48669e-016 A12= 8.98957e-020 A14= 6.50522e-022 A16= 1.24233e-026
A 3= 7.06566e-007 A 5=-1.77804e-008 A 7= 3.13155e-011 A 9= 8.81552e-016 A11=-1.46851e-017 A13= 1.62371e-021 A15=-1.37737e-023

各種データ
ズーム比 90.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.60 65.53 774.03
Fナンバー 1.80 1.79 4.00
画角 32.60 4.80 0.41
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 641.10 641.10 641.10
BF 18.00 18.00 18.00

d10 3.03 140.03 186.75
d17 279.71 118.33 3.07
d26 3.00 27.38 95.93

入射瞳位置 126.14 812.29 9423.65
射出瞳位置 141.46 141.46 141.46
前側主点位置 135.34 912.61 15050.41
後側主点位置 9.40 -47.53 -756.02

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 1 248.14 110.88 64.60 -17.20
2 11 -27.25 28.28 3.76 -16.43
3 18 70.50 52.98 12.00 -25.30
4 27 -50.95 17.80 11.51 -2.55
5 34 -411.92 17.46 -49.56 -70.97
6 39 52.26 88.11 20.24 -38.64

エクステンダ部
面番号i ri di ndi vdi 有効径
33 191.170 6.00 30.40
34 46.021 4.74 1.43875 94.9 26.68
35 -68.081 0.70 26.40
36 18.600 7.70 1.60342 38.0 23.57
37 47.941 0.90 1.84666 23.8 19.70
38 14.526 7.25 17.47
39 92.503 0.80 1.77250 49.6 16.20
40 18.601 2.85 1.80809 22.8 15.70
41 55.271 1.56 15.30
42 -40.799 0.80 1.77250 49.6 15.24
43 -205.710 6.00 15.30
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
5ex 34 -467.87 27.30 350.71 187.20
エクステンダ挿脱時各種データ

広角 中間 望遠
焦点距離 17.20 131.07 1548.04
Fナンバー 3.60 3.59 8.00
画角 17.73 2.40 0.20
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 641.10 641.10 641.10
BF 18.00 18.00 18.00

数値実施例２

単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 8000.000 6.00 1.83400 37.2 203.23
2 373.691 1.54 196.39
3 361.776 26.52 1.43387 95.1 195.96
4 -518.880 25.95 194.72
5 370.520 17.79 1.43387 95.1 195.79
6 -3369.467 0.25 195.31
7 241.028 17.39 1.43387 95.1 190.20
8 861.689 1.20 188.93
9 203.790 14.06 1.49700 81.5 180.22
10 421.379 (可変) 178.48
11* 3657.872 2.20 2.00330 28.3 43.69
12 40.621 10.00 38.07
13 -45.369 1.40 1.88300 40.8 37.29
14 98.142 5.97 1.95906 17.5 38.23
15 -67.097 0.69 38.36
16 -64.854 1.60 1.75500 52.3 38.12
17 -212.532 (可変) 38.80
18 140.986 10.25 1.56907 71.3 73.92
19* -186.006 0.50 74.42
20 102.215 13.53 1.56907 71.3 76.51
21 -162.778 0.20 76.24
22 159.988 2.50 1.84666 23.8 71.21
23 60.722 13.35 1.43875 94.9 66.79
24 -6797.000 (可変) 65.77
25* 254.766 5.14 1.60311 60.6 64.42
26 -369.734 (可変) 63.74
27(絞り) ∞ 2.93 33.76
28 -155.154 1.40 1.83481 42.7 32.24
29 24.535 6.89 1.76182 26.5 30.20
30 2780.241 3.70 29.80
31 -96.909 1.85 1.83481 42.7 28.78
32 71.731 0.15 28.46
33 33.014 4.69 1.84666 23.8 28.89
34 155.745 5.42 28.23
35 -122.347 1.58 1.83481 42.7 26.36
36 58.258 7.24 25.83
37 -72.547 1.91 1.71736 29.5 26.38
38 34.123 15.00 1.65160 58.5 27.73
39 -50.824 3.00 30.40
40 -403.126 4.32 1.54814 45.8 30.64
41 -47.125 3.12 30.76
42 -68.761 3.07 1.88300 40.8 29.52
43 37.681 9.19 1.51742 52.4 29.92
44 -49.851 0.20 30.96
45 164.690 7.05 1.49700 81.5 31.29
46 -34.793 2.50 1.83481 42.7 31.30
47 -98.072 1.18 32.20
48 68.401 7.25 1.54814 45.8 32.48
49 -56.118 14.45 32.28
50 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00
51 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00
52 ∞ 60.00
像面

非球面データ
第11面
K =-9.90196e+004 A 4= 1.00187e-006 A 6=-7.44468e-010 A 8= 5.01326e-013

第19面
K =-1.87503e+001 A 4= 2.45550e-007 A 6= 7.82502e-011 A 8=-3.75504e-015

第25面
K = 1.36886e+001 A 4=-1.59307e-007 A 6=-1.02866e-010 A 8= 3.28743e-015

各種データ
ズーム比 99.96
広角 中間 望遠
焦点距離 8.90 84.98 889.65
Fナンバー 1.80 1.80 4.60
画角 31.72 3.70 0.35
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 615.79 615.79 615.79
BF 10.17 10.17 10.17

d10 2.71 151.20 198.10
d17 269.28 96.90 1.99
d24 0.45 5.41 27.78
d26 0.86 19.79 45.44

入射瞳位置 124.84 917.43 9513.22
射出瞳位置 149.25 149.25 149.25
前側主点位置 134.31 1054.33 16093.81
後側主点位置 1.27 -74.81 -879.48

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 1 259.25 110.70 62.07 -20.39
2 11 -25.74 21.85 3.58 -12.51
3 18 69.30 40.33 5.79 -20.84
4 25 249.89 5.14 1.31 -1.90
5 27 -32.72 16.78 9.04 -2.82
6 33 203.64 35.82 -0.15 -32.05
7 40 51.58 98.55 24.94 -43.66

エクステンダ部
面番号i ri di ndi vdi 有効径
32 71.731 1.87 28.60
33 41.701 6.24 1.43875 94.9 29.11
34 -50.965 0.70 28.98
35 20.811 9.32 1.61293 37.0 26.02
36 -335.253 0.90 1.84666 23.8 22.30
37 34.907 3.00 20.51
38 46.906 0.80 1.77250 49.6 18.71
39 15.321 2.02 1.80809 22.8 17.22
40 18.517 6.04 16.43
41 335.860 0.80 1.77250 49.6 15.08
42 31.875 7.28 14.77

エクステンダレンズ群データ
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
6ex 33 91.24 29.82 -89.99 -57.39

エクステンダ挿脱時各種データ
広角 中間 望遠
焦点距離 17.80 169.96 1779.31
Fナンバー 3.60 3.60 9.20
画角 17.17 1.85 0.18
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 615.79 615.79 615.79
BF 10.17 10.17 10.17

数値実施例３

単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 -210.024 2.30 1.72047 34.7 82.63
2 145.102 4.91 77.63
3 491.656 2.20 1.84666 23.8 77.24
4 236.100 8.88 1.43875 94.9 76.67
5 -196.805 0.40 76.63
6 152.079 11.02 1.43387 95.1 75.76
7 -147.909 6.94 75.65
8 136.777 7.72 1.59240 68.3 73.35
9 -441.404 0.15 73.09
10 62.631 6.49 1.72916 54.7 67.82
11 131.204 (可変) 67.13
12 72.053 1.00 1.88300 40.8 26.69
13 14.820 6.20 21.30
14 -45.643 6.88 1.80809 22.8 20.98
15 -12.496 0.75 1.88300 40.8 20.60
16 94.745 0.18 20.49
17 30.451 2.41 1.66680 33.0 20.72
18 82.062 (可変) 20.48
19 -38.647 0.75 1.75700 47.8 21.65
20 60.193 2.42 1.84649 23.9 22.99
21 -1560.081 (可変) 23.43
22 -172.490 3.22 1.64000 60.1 27.72
23 -44.456 0.15 28.38
24 84.388 3.66 1.51633 64.1 29.60
25 -130.776 (可変) 29.73
26(絞り) ∞ 2.00 29.78
27 63.114 6.26 1.51742 52.4 29.82
28 -38.329 1.00 1.83400 37.2 29.58
29 -187.721 36.00 29.64
30 -56.536 2.41 1.51633 64.1 26.08
31 -35.722 0.10 26.22
32 -503.242 0.80 1.80100 35.0 25.72
33 30.789 5.54 1.50127 56.5 25.72
34 -125.107 0.15 26.12
35 61.177 5.93 1.48749 70.2 26.53
36 -36.075 0.85 1.88300 40.8 26.48
37 -84.336 0.23 26.82
38 53.704 3.66 1.51633 64.1 26.78
39 -144.281 4.50 26.54
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ 40.00
像面

各種データ
ズーム比 21.88
広角 中間 望遠
焦点距離 7.80 20.67 170.68
Fナンバー 1.80 1.80 2.63
画角 35.19 14.90 1.85
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 272.06 272.06 272.06
BF 7.01 7.01 7.01

d11 0.41 27.98 55.17
d18 61.23 18.97 11.88
d21 6.98 15.28 1.94
d25 2.17 8.56 1.79

入射瞳位置 48.98 120.60 765.75
射出瞳位置 1826.32 1826.32 1826.32
前側主点位置 56.82 141.51 952.44
後側主点位置 -0.79 -13.66 -163.67

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 71.50 51.01 33.46 1.92
2 12 -13.80 17.42 2.44 -9.45
3 19 -57.00 3.17 -0.09 -1.82
4 22 48.00 7.03 2.82 -1.69
5 26 222.22 9.26 -0.98 -7.56
6 30 52.28 70.37 11.20 -35.11

エクステンダ部
面番号i ri di ndi vdi 有効径
29 -187.721 2.96 29.64
30 25.634 7.45 1.61800 63.3 28.81
31 -196.746 1.39 27.40
32 34.380 8.89 1.58913 61.1 23.16
33 -33.742 3.00 2.00069 25.5 17.76
34 19.738 4.99 14.61
35 634.440 0.55 1.88300 40.8 13.37
36 10.422 3.80 1.80809 22.8 12.85
37 52.998 2.96 12.58

エクステンダレンズ群データ
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
ex 30 -157.93 30.07 182.07 73.03

エクステンダ挿脱時各種データ

広角 中間 望遠
焦点距離 15.60 41.35 341.35
Fナンバー 3.60 3.60 5.25
画角 19.42 7.58 0.92
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 272.06 272.06 272.06
BF 7.01 7.01 7.01

各実施例と前述した各条件式との対応を表１に示す。

１ フォーカスレンズ群
２ 変倍レンズ群
３ 開口絞り
４ 前リレーレンズ群
５ａ エクステンダレンズ群
５ｂ エクステンダレンズ群
６ 後リレーレンズ群
１２ 補正レンズ群の駆動部

Claims (13)

1. 物体側から像側へ順に、フォーカシングの際に移動するフォーカスレンズ群と、ズーミングに際して光軸上を移動する２つ以上のレンズ群で構成される変倍レンズ群と、開口絞りと、光路中から着脱可能に装着するエクステンダレンズ群を含み、ズーミングのためには移動しないリレーレンズ群と、から構成されるズームレンズにおいて、
   ピント位置の変動を補正するために光軸方向に移動する補正レンズ群を有し、
   前記補正レンズ群は前記エクステンダレンズ群より物体側に配置され、前記補正レンズ群の最大移動量をＭｃ、ピント位置の変動を補正するための最大移動量をＭｂ、前記エクステンダレンズ群が光軸から退避した状態において、前記補正レンズ群が移動量Ｍｂだけ移動したときの結像位置の最大変化量をΔＳｋ、前記変倍レンズ群を構成するレンズ群の最大移動量をＭｍとしたとき、
   ０.００１＜Ｍｃ／Ｍｍ＜０.３
   ０.３＜｜ΔＳｋ｜／Ｍｂ＜３.０
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記補正レンズ群は光軸方向に移動することにより、前記変倍レンズ群の位置変化、前記フォーカスレンズ群の位置変化、温度変化、前記開口絞りの絞り値の変化、前記ズームレンズの姿勢変化、前記エクステンダレンズ群の切り替えによるピント位置の変動のうち、１つ以上の要因によるピント位置の変動を補正する、ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記エクステンダレンズ群が光軸から退避した状態において、前記変倍レンズ群の位置変化、前記フォーカスレンズ群の位置変化、前記開口絞りの絞り値の変化のうち１つ以上の要因によるピント位置の変動を補正するための前記補正レンズ群の最大移動量をＭｅｘ１、前記エクステンダレンズ群が光軸上に配置された状態において、前記変倍レンズ群の位置変化、前記フォーカスレンズ群の位置変化、前記絞り値の変化のうち１つ以上の要因によるピント位置の変動を補正するための前記補正レンズ群の最大移動量をＭｅｘ２としたとき、
   ０．８＜Ｍｅｘ１／Ｍｅｘ２＜１．２
   を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記補正レンズ群は前記リレーレンズ群内に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記補正レンズ群は前記開口絞りに隣接して配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記補正レンズ群は１枚以上３枚以下のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 温度検出手段と、
   温度変化に起因するピント位置の変動量を保持する記憶手段と、
   検出された温度と、前記記憶手段に記憶された温度変化に起因するピント位置の変動量とに基づき、ピント位置の変動量を打ち消すように前記補正レンズ群を移動させる制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記変倍レンズ群の位置を検出するズーム位置検出手段と、
   前記変倍レンズ群の位置の変化に起因するピント位置の変動量を保持する記憶手段と、
   前記変倍レンズ群の位置と、前記記憶手段に記憶された前記変倍レンズ群の位置の変化に起因するピント位置の変動量に基づき、ピント位置の変動量を打ち消すように前記補正レンズ群を移動させる制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記フォーカスレンズ群の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出手段と、
   前記フォーカスレンズ群の位置の変化に起因するピント位置の変動量を保持する記憶手段と、
   前記フォーカスレンズ群の位置と、前記記憶手段に記憶された前記フォーカスレンズ群の位置の変化に起因するピント位置の変動量に基づき、ピント位置の変動量を打ち消すように前記補正レンズ群を移動させる制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記開口絞りの開口径を検出する絞り値検出手段と、
    前記開口絞りの開口径の変化に起因するピント位置の変動量を保持する記憶手段と、
    前記開口絞りの開口径と、前記記憶手段に記憶された前記開口絞りの開口径の変化に起因するピント位置の変動量に基づき、ピント位置の変動量を打ち消すように前記補正レンズ群を移動させる制御手段と、
    を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 前記ズームレンズの姿勢を検出する姿勢検出手段と、
    前記ズームレンズの姿勢の変化に起因するピント位置の変動量を保持する記憶手段と、
    前記ズームレンズの姿勢と、前記記憶手段に記憶された前記ズームレンズの姿勢の変化に起因するピント位置の変動量に基づき、ピント位置の変動量を打ち消すように前記補正レンズ群を移動させる制御手段と、
    を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 前記エクステンダレンズ群の切替えを検出する切替え検出手段と、
    前記エクステンダレンズ群の切替えに起因するピント位置の変動量を保持する記憶手段と、
    前記エクステンダレンズ群の切替えと、前記記憶手段に記憶された前記エクステンダレンズ群の切替えに起因するピント位置の変動量に基づき、ピント位置の変動量を打ち消すように前記補正レンズ群を移動させる制御手段と、
    を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された被写体像を撮像する撮像素子とを含む撮像装置であって、
    前記ズームレンズの開放ＦナンバーをＦｎｏ、前記撮像装置の許容錯乱円をδ、焦点深度をＤとしたとき、
    Ｄ＝Ｆｎｏ×δ
    ０．３＜Ｍｂ／Ｄ＜３００．０
    を満足することを特徴とする撮像装置。

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