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JP2016080975A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 高ズーム比で可視域から近赤外光全域にわたって諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側から像側へ順に、正、負、正の屈折力の第１、第２、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際して、第２レンズ群は像側へ移動し、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において、第１レンズ群は隣接して配置された正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１よりなる１対のレンズ部ＬＢ１を有し、波長４００ｎｍでの材料の屈折率Ｎ４００、波長１０５０ｎｍでの材料の屈折率Ｎ１０５０、波長１７００ｎｍでの材料の屈折率Ｎ１７００、材料のアッベ数νＩＲと材料の部分分散比θＩＲ、正レンズＬＰ１の材料のアッベ数と部分分散比νＩＲＰ１，θＩＲＰ１、負レンズＬＮ１の材料のアッベ数と部分分散比νＩＲＮ１，θＩＲＮ１を各々適切に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズに関し、特に、監視カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系として好適なものである。
近年、撮像装置に用いられる撮像光学系は、高ズーム比で全系が小型のズームレンズであることが要望されている。例えば、監視カメラ用の撮像光学系は全系が小型で高ズーム比であること、また昼夜の撮影において良好な光学性能が得られるズームレンズであることが要望されている。
一般的に監視カメラは、昼間の撮影には可視光を使用し、夜間の撮影には近赤外光を使用している。近赤外光を使用すると、例えば視界の良くない濃霧時においては可視光よりも散乱の影響が少ない状態で撮影することができるという特徴がある。そのため、監視カメラに使用されるズームレンズには、可視域から近赤外域までの広い波長域で収差補正されていることが要望されている。従来、高ズーム比で可視域から近赤外域にかけて諸収差を補正したズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。
特許文献１では物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群よりなり、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比１８．７３のズームレンズを開示している。
特許文献２では物体側から像側へ順に、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第３レンズ群よりなり、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比２．４４のズームレンズを開示している。
特許文献３では物体側から像側へ順に、正、負、正、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなり、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比５．９２のズームレンズを開示している。
特開２０１１−０５３５２６号公報 特開２０１３−８８７８２号公報 特開２０１３−１７１２０７号公報
監視カメラ用のズームレンズにおいて、夜間の撮影には多くの場合、近赤外光が利用される。しかしながら、新月近くの月明かりが非常に少ない場合や、月が雲に隠れている場合等、近赤外光において十分な光量を得られないことがある。一方で、太陽光によって大気中の水酸化イオンが励起された後、ナイトグローと呼ばれる光(ピーク波長１．６μｍ)が放出される。この光を利用すると、月明かりがない場合でも良好な撮影が容易となる。
監視カメラ用のズームレンズにおいて、高ズーム比化を図りつつ可視領域から近赤外領域に至る広い波長範囲にわたり良好なる光学性能を得るには、ズームタイプ、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば、物体側より像側へ順に、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第３レンズ群を有する３群以上のレンズ群よりなるズームレンズでは、第１レンズ群を構成するレンズや第２レンズ群を構成するレンズの材料を適切に設定することが重要になってくる。
特許文献１のズームレンズは、高ズーム比であるものの、波長１．６μｍの近赤外域まで収差補正が十分ではない。特許文献２及び特許文献３のズームレンズは、可視域から近赤外域までの軸上の収差は良好に補正されているが、ズーム比が低く、特に望遠端における全系の焦点距離が短いため、遠方の物体の特定が必ずしも十分ではない。
本発明は、高ズーム比で、しかも可視域から近赤外域までの広い波長域の光に対して、良好な結像性能を備えたズームレンズ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、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は、像側へ移動し、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において、前記第１レンズ群は、隣接して配置された正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１よりなる１対のレンズ部ＬＢ１を有し、波長４００ｎｍでの材料の屈折率をＮ４００、波長１０５０ｎｍでの材料の屈折率をＮ１０５０、波長１７００ｎｍでの材料の屈折率をＮ１７００、材料のアッベ数νＩＲと材料の部分分散比θＩＲを
νＩＲ＝（Ｎ１０５０−１）／（Ｎ４００−Ｎ１７００）
θＩＲ＝（Ｎ４００−Ｎ１０５０）／（Ｎ４００−Ｎ１７００）
とし、
前記正レンズＬＰ１の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ１，θＩＲＰ１、
前記負レンズＬＮ１の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ１，θＩＲＮ１、
とするとき、
０．０００＜（θＩＲＰ１−θＩＲＮ１）／（νＩＲＰ１−νＩＲＮ１）＜０．０１５
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、高ズーム比で可視域から近赤外光全域にわたって諸収差を良好に補正した高い光学性能を有するズームレンズが得られる。
実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例１のズームレンズの広角端と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図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２のズームレンズの広角端と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図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例３のズームレンズの広角端と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図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例４のズームレンズの広角端と望遠端における諸収差図 本発明の監視カメラ（撮像装置）の要部概略図
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群は、像側へ移動する。そして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。
図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例１のズームレンズの広角端及び望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１のズームレンズの光学倍率は１９．８倍（ズーム比１９．８）で、収差補正された波長域は４００ｎｍ〜１７００ｎｍである。
図３は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例２のズームレンズの広角端及び望遠端における収差図である。実施例２のズームレンズの光学倍率は１４．６倍で、収差補正された波長域は４００ｎｍ〜１７００ｎｍである。
図５は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例３のズームレンズの広角端及び望遠端における収差図である。実施例３のズームレンズの光学倍率は１９．８で、収差補正された波長域は４００ｎｍ〜１７００ｎｍである。
図７は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、実施例４のズームレンズの広角端及び望遠端における収差図である。実施例４のズームレンズの光学倍率は２５．０で、収差補正された波長域は４００ｎｍ〜１７００ｎｍである。
図９は本発明の撮像装置の要部概略図である。各実施例に係るズームレンズは撮像装置に用いられる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｇ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｇ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｇ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｇ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｇ５は正の屈折力の第５レンズ群である。
ＳＴＯは解放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。ＣＧは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
ＩＭＧは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。各実施例において、第１レンズ群Ｇ１を物体側へ繰り出すことで無限遠から近距離へのフォーカシングを行っている。
収差図はミリメートル単位で示しており、球面収差図においては波長１７００ｎｍ（１．７０μｍ）、波長１０５０ｎｍ（１．０５μｍ）、波長５８７ｎｍ（０．５８７μｍ）（ｄ線）、波長４３５ｎｍ（０．４３５μｍ）（ｇ線）に関する収差を示している。非点収差図においては、ｍはｄ線のメリディオナル像面、ｓはｄ線のサジタル像面を表している。尚、以下の実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｇ２）が機構上で光軸上移動可能な範囲の両端に位置した時のズーム位置をいう。以下、断りがない限り、レンズ構成は物体側から像側へ順に配置されているものとして説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３を有している。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｇ２は光軸にそって物体側から像側へ移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、隣接して配置された正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１よりなる１対のレンズ部ＬＢ１を有している。波長４００ｎｍでの材料の屈折率をＮ４００、波長１０５０ｎｍでの材料の屈折率をＮ１０５０、波長１７００ｎｍでの材料の屈折率をＮ１７００、材料のアッベ数νＩＲと材料の部分分散比θＩＲを
νＩＲ＝（Ｎ１０５０−１）／（Ｎ４００−Ｎ１７００）
θＩＲ＝（Ｎ４００−Ｎ１０５０）／（Ｎ４００−Ｎ１７００）
とする。
正レンズＬＰ１の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ１，θＩＲＰ１、負レンズＬＮ１の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ１，θＩＲＮ１とする。このとき、
０．０００＜（θＩＲＰ１−θＩＲＮ１）／（νＩＲＰ１−νＩＲＮ１）＜０．０１５
・・・（１）
なる条件式を満足する。
条件式（１）は第１レンズ群Ｇ１が有する隣り合った正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１よりなる１対のレンズ部ＬＢ１の各レンズの材料に関する。条件式（１）は正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１で波長４００ｎｍと波長１７００ｎｍにおける軸上色収差を補正した場合に発生する波長１０５０ｎｍにおける軸上色収差の２次スペクトルの指標を表している。
一般的な材料よりなる正レンズと負レンズよりなる１対のレンズ部を用いて軸上色収差を補正する条件式（１）で示す軸上色収差の２次スペクトルの指標は負の値を持っている。そのため、一般的な材料で軸上色収差を補正したレンズ群Ｇ１に条件式（１）を満たすような正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１よりなる１対のレンズ部ＬＢ１を配置することにより、軸上色収差の２次スペクトルが打ち消しあう。そして可視域から近赤外域の広い波長域にわたって軸上色収差を良好に補正している。
各実施例において更に好ましくは次の条件式の１つ以上を満足するのが良い。第１レンズ群Ｇ１は、隣接して配置された正レンズＬＰ２と負レンズＬＮ２よりなる１対のレンズ部ＬＢ２を有する。正レンズＬＰ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ２，θＩＲＰ２、負レンズＬＮ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ２，θＩＲＮ２とする。第２レンズ群Ｇ２は、隣接して配置された正レンズＬＰ３と負レンズＬＮ３よりなる１対のレンズ部ＬＢ３を有する。
正レンズＬＰ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ３，θＩＲＰ３、負レンズＬＮ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ３，θＩＲＮ３とする。波長１０５０ｎｍにおける第１レンズ群の焦点距離をＦ１Ｍ、波長１７００ｎｍにおける第１レンズ群の焦点距離をＦ１Ｌとする。第１レンズ群Ｇ１は隣接して配置された正レンズＬＰ４と負レンズＬＮ４よりなる１対のレンズ部ＬＢ４を有する。波長４８６ｎｍでの材料の屈折率をＮＦ、波長５８７．６ｎｍでの材料の屈折率をＮｄ、波長６５６ｎｍでの材料の屈折率をＮｃ、材料のアッベ数νｄを
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−Ｎｃ）
とする。
正レンズＬＰ４の材料のアッベ数をνｄＰ４、負レンズＬＮ４の材料のアッベ数をνｄＮ４とする。波長１０５０ｎｍにおける第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をＦ１Ｍ、波長１０５０ｎｍでの望遠端における全系の焦点距離をＦＴＭとする。このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
−０．０１５＜（θＩＲＰ２−θＩＲＮ２）／（νＩＲＰ２−νＩＲＮ２）＜０．０００
・・・（２）
−０．００５≦（θＩＲＰ３−θＩＲＮ３）／（νＩＲＰ３−νＩＲＮ３）＜０．０１５
・・・（３）
−０．００５＜（Ｆ１Ｌ−Ｆ１Ｍ）／Ｆ１Ｍ＜０．００５ ・・・（４）
６５．０＜νｄＰ４ ・・・（５）
５０．０＜νｄＮ４ ・・・（６）
０．５＜Ｆ１Ｍ／ＦＴＭ＜１．０ ・・・（７）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は第１レンズ群Ｇ１に含まれる隣り合った正レンズＬＰ２と負レンズＬＮ２よりなる１対のレンズ部ＬＢ２の各レンズの材料に関する。条件式（２）の下限を下回ると、或いは上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１より発生する軸上色収差の２次スペクトルを補正するのが困難になり、結像性能が低下してくる。
条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２に含まれる隣り合った正レンズＬＰ３と負レンズＬＮ３よりなる１対のレンズ部ＬＢ３の各レンズの材料に関する。条件式（３）の下限を下回ると、或いは上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ２より発生する軸上色収差の二次スペクトルが増大し、ズーミングに際して色収差の変動が増大し、高ズーム比化が困難となる。
条件式（４）は波長１０５０ｎｍでの第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と、波長１７００ｎｍでの第１レンズ群Ｇ１の焦点距離に関する。条件式（４）は第１レンズ群Ｇ１より発生する近赤外域の軸上色収差量を推定する指標である。条件式（４）の下限を下回ると或いは上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１より望遠端において軸上色収差の２次スペクトルが多く発生し、結像性能が低下してくる。
条件式（５），（６）は第１レンズ群Ｇ１に含まれる隣り合った正レンズＬＰ４と負レンズＬＮ４よりなる１対のレンズ部ＬＢ４の各レンズの材料に関する。条件式（５），（６）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１より望遠端において軸上色収差が多く発生し、この収差の補正が困難となる。
条件式（７）は波長１０５０ｎｍでの第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と、波長１０５０ｎｍでの望遠端における全系の焦点距離との比に関する。条件式（７）の下限を下回り、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が短くなりすぎると諸収差の補正が困難になる。また条件式（７）の上限を上回り、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が長くなりすぎると、レンズ全長が長くなり、全系の小型化が困難になる。
以上により本発明によれば、可視域から近赤外域の広い波長域に亘って諸収差を良好に補正した、ズームレンズが得られる。
各実施例において、更に好ましくは条件式（１）乃至（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．００２＜（θＩＲＰ１−θＩＲＮ１）／（νＩＲＰ１−νＩＲＮ１）＜０．０１４
・・・（１ａ）
−０．０１０＜（θＩＲＰ２−θＩＲＮ２）／（νＩＲＰ２−νＩＲＮ２）＜−０．００２
・・・（２ａ）
−０．００５≦（θＩＲＰ３−θＩＲＮ３）／（νＩＲＰ３−νＩＲＮ３）＜０．０１０
・・・（３ａ）
−０．００３＜（Ｆ１Ｌ−Ｆ１Ｍ）／Ｆ１Ｍ＜０．００４ ・・・（４ａ）
７０．０＜νｄＰ４ ・・・（５ａ）
６０．０＜νｄＮ４ ・・・（６ａ）
０．６＜Ｆ１Ｍ／ＦＴＭ＜０．９ ・・・（７ａ）
本発明におけるズームレンズにおいては、前記隣り合った正レンズと負レンズよりなる１対のレンズ部を接合レンズより構成すると、色収差をさらに良好に補正することが容易となる。また層数の多い広波長域用の反射防止膜が不必要になる。例えばレンズ部ＬＢ１は接合レンズよりなるのが良い。またレンズ部ＬＢ３は接合レンズよりなるのが良い。
実施例１、３のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成される。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群は像側へ移動し、第４レンズ群は物体側へ移動する。
実施例２のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群より構成される。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群は像側へ移動し、第３レンズ群は物体側へ移動する。
実施例４のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成される。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群は像側へ移動し、第４レンズ群は物体側へ移動する。
次に各実施例のレンズ構成について説明する。
［実施例１］
実施例１のズームレンズのレンズ構成について説明する。実施例１のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４より構成される。第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＭＧの間にはフィルターやプリズム等の光学ブロックＣＧが配置される。この光学ブロックＣＧに関しては、必要のない場合は省略可能である。
第１レンズ群Ｇ１は、負の屈折力のレンズ（以下、単に負レンズと称する）Ｌ１と、正の屈折力（以下、単に正レンズと称する）レンズＬ２と、負レンズＬ３と、正レンズＬ４と、正レンズＬ５により構成され、負レンズＬ１と正レンズＬ２は接合されている。また負レンズＬ３と正レンズＬ４は接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、負レンズＬ６と、負レンズＬ７と、正レンズＬ８と、負レンズＬ９により構成される。負レンズＬ７と正レンズＬ８は接合されている。
第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ１０と、負レンズＬ１１により構成されている。正レンズＬ１０と負レンズＬ１１は接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、正レンズＬ１２と、負レンズＬ１３と、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、正レンズＬ１６により構成されている。正レンズＬ１２と負レンズＬ１３は接合されている。また負レンズＬ１５と正レンズＬ１６は接合されている。正レンズＬ１４の両レンズ面は非球面形状である。
ズーミングに際して第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４が光軸方向に移動する。具体的には、第２レンズ群Ｇ２を光軸上で移動させることで変倍が行われ、それに伴う像面の変動は第４レンズ群Ｇ４を移動させることで補正している。各条件式に関するレンズ部、レンズ等の値は表１に示すとおりである。
［実施例２］
実施例２のズームレンズのレンズ構成について説明する。実施例２のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３より構成される。第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧの間には光学ブロックＣＧが配置される。この光学ブロックＣＧに関しては、必要のない場合は省略可能である。
第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１と、正レンズＬ２と、正レンズＬ３と、負レンズＬ４により構成されている。負レンズＬ１と正レンズＬ２は接合されている。また負レンズＬ３と正レンズＬ４は接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、負レンズＬ５と、負レンズＬ６と、正レンズＬ７と、負レンズＬ８により構成される。負レンズＬ６と正レンズＬ７は接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、負レンズＬ９と、正レンズＬ１０と、負レンズＬ１１と、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３と、負レンズＬ１４により構成されている。負レンズＬ１１と正レンズＬ１２は接合されている。
また正レンズ１３と負レンズＬ１４は接合されている。負レンズＬ９の両レンズ面は非球面形状である。ズーミングに際して第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に移動する。具体的には、第２レンズ群Ｇ２を光軸上で移動させることで変倍が行われ、それに伴う像面の変動は第３レンズ群Ｇ３を移動させることで補正している。各条件式に関するレンズ部、レンズ等の値は表１に示すとおりである。
［実施例３］
実施例３のズームレンズのレンズ構成について説明する。実施例３のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４より構成される。第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１と、負レンズＬ２と、正レンズＬ３と、正レンズＬ４により構成されている。負レンズＬ２と正レンズＬ３は接合されている。
第２レンズ群Ｇ２は、負レンズＬ５と、負レンズＬ６と、正レンズＬ７と、負レンズＬ８と、正レンズＬ９により構成される。負レンズＬ６と正レンズＬ７は接合されている。また負レンズＬ８と正レンズＬ９は接合されている。負レンズＬ５の両レンズ面は非球面形状である。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ１０と、負レンズＬ１１により構成されている。正レンズＬ１０と負レンズＬ１１は接合されている。
第４レンズ群Ｇ４は、正レンズＬ１２と、負レンズＬ１３と、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、正レンズＬ１６により構成されている。正レンズＬ１２と負レンズＬ１３は接合されている。また負レンズ１５と正レンズ１６は接合されている。正レンズＬ１４の両レンズ面は非球面形状である。ズーミングに際して第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群が光軸方向に移動する。具体的には、第２レンズ群Ｇ２を光軸上で移動させることで変倍が行われ、それに伴う像面の変動は第４レンズ群Ｇ４を移動させることで補正している。各条件式に関するレンズ部、レンズ等の値は表１に示すとおりである。
［実施例４］
実施例４のズームレンズのレンズ構成について説明する。実施例４のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５より構成される。第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１と、正レンズＬ２と、負レンズＬ３と、正レンズＬ４と、正レンズＬ５により構成されている。負レンズＬ１と正レンズＬ２は接合されている。また負レンズＬ３と正レンズＬ４は接合されている。
第２レンズ群Ｇ２は、負レンズＬ６と、負レンズＬ７と、正レンズＬ８と、負レンズＬ９により構成される。正レンズＬ８と負レンズＬ９は接合されている。負レンズＬ６の両レンズ面は非球面形状である。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ１０と、負レンズＬ１１により構成されている。正レンズＬ１０と負レンズＬ１１は接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３と、負レンズＬ１４と、正レンズＬ１５と、負レンズＬ１６により構成されている。正レンズＬ１３と負レンズＬ１４は接合されている。
また正レンズ１５と負レンズ１６は接合されている。正レンズＬ１２の両レンズ面は非球面形状である。第５レンズ群Ｇ５は、正レンズＬ１７と、負レンズＬ１８により構成されている。正レンズＬ１７と負レンズＬ１８は接合されている。ズーミングに際して第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群が光軸方向に移動する。具体的には、第２レンズ群Ｇ２を光軸上で移動させることで変倍が行われ、それに伴う像面の変動は第４レンズ群Ｇ４を移動させることで補正している。
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いうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施例では波長４００ｎｍ〜波長１７００ｎｍの波長範囲で色収差を補正したズームレンズを示したが、補正波長範囲を限定するものではなく上記補正波長範囲を狭くあるいは広くしたズームレンズにも同様に適用できる。また、各実施例ではズーミングに際して第１レンズ群Ｇ１は不動であるが、第１レンズ群Ｇ１を移動させる構成としても本発明の効果を得ることができる。
以下、各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において面番号ｉは物体面から像面まで順に数えた光学面である。ｒｉは第ｉ番目の光学面の曲率半径である。ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔である（符号は物体側から像面側へ測ったときを（光が近行するときを）正、逆方向を負としている）。Ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれ波長５８７．６ｎｍ（ｄ線）に対する材料の屈折率とアッベ数を示している。焦点距離は波長５８７．６ｎｍにおける値である。
非球面の形状は、以下の式に示す一般的な非球面の式で表される。以下の式において、Ｚは光軸方向の座標、ｃは曲率（曲率半径ｒの逆数）、ｈは光軸からの高さ、ｋは円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは各々、４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。
「Ｅ−Ｘ」は「１０-Ｘ」を意味する。＊面形状を有する面を意味している。また、前述した各条件式と数値実施例との関係を表１に示す。
（数値実施例１）
面データ
面番号 r d Ｎｄ νｄ
1 85.19 1.60 1.801 35.0
2 46.17 8.63 1.439 94.9
3 -141.97 0.15
4 -1041.53 1.00 1.613 44.3
5 41.22 6.20 1.717 47.9
6 -1706.01 0.15
7 50.51 4.00 1.497 81.5
8 156.26 d8
9 73.78 0.70 1.883 40.8
10 11.40 5.08
11 -21.86 0.75 1.497 81.5
12 11.46 4.54 1.801 35.0
13 -34.09 1.10
14 -16.89 1.00 1.439 94.9
15 20.25 d15
16（絞り）∞ 1.20
17 17.15 2.68 1.497 81.5
18 -20.35 1.00 1.648 53.0
19 -1352.33 d19
20 9.08 4.26 1.497 81.5
21 -12.32 0.70 1.772 49.6
22 81.27 0.80
23＊ 12.93 3.00 1.583 59.4
24＊ -12.30 0.15
25 -66.82 0.60 1.694 53.2
26 5.39 2.50 1.439 94.9
27 13.86 d27
28 ∞ 10.00 1.516 64.1
29 ∞ 1.33
非球面データ
面番号
23 K=0.00E+00 A=-2.29E-04 B=-1.90E-06 C=-9.17E-08 D= 2.39E-09
E=0.00E+00
24 K=0.00E+00 A= 3.08E-04 B=-7.02E-06 C= 1.12E-07 D=-2.96E-10
E=0.00E+00

各種データ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 4.8 21.4 95.1
Fno 1.8 3 3.5
像高 3 3 3

d8 0.15 29.67 44.04
d15 44.61 15.09 0.72
d19 15.91 9.35 0.15
d27 1.19 7.75 16.95
（数値実施例２）
面データ
面番号 r d Ｎｄ νｄ
1 65.96 1.60 1.801 35.0
2 39.52 5.22 1.439 94.9
3 -160.57 0.15
4 33.18 6.44 1.497 81.5
5 -78.57 1.00 1.487 70.2
6 79.91 d6
7 901.89 0.75 1.883 40.8
8 11.99 4.31
9 -14.02 0.75 1.497 81.5
10 14.98 3.26 1.804 39.6
11 -14.98 0.42
12 -12.45 0.50 1.497 81.5
13 58.33 d13
14（絞り）∞ d14
15＊ 15.88 1.80 1.583 59.4
16＊ 14.70 0.15
17 11.56 4.87 1.497 81.5
18 -17.03 0.32
19 -491.32 1.00 1.583 59.4
20 6.37 4.17 1.497 81.5
21 38.61 2.00
22 58.10 2.02 1.497 81.5
23 -10.99 0.60 1.834 37.2
24 -23.37 d24
25 ∞ 8.00 1.516 64.1
26 ∞ 3.95
非球面データ
面番号
15 K=0.00E+00 A=-4.45E-05 B=-2.95E-06 C=-5.59E-09 D=4.52E-10
E=0.00E+00
16 K=0.00E+00 A=5.95E-05 B=-2.53E-06 C=-9.19E-09 D=7.29E-10
E=0.00E+00

各種データ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.5 24.8 95
Fno 3 3.25 3.5
像高 3 3 3

d6 0.89 23.35 36.39
d13 35.93 13.48 0.43
d14 13.22 7.06 0.17
d24 6.68 12.84 19.74
（数値実施例３）
面データ
面番号 r d Ｎｄ νｄ
1 73.46 2.10 1.801 35.0
2 42.53 3.10
3 96.08 1.50 1.487 70.2
4 31.35 8.28 1.439 94.9
5 -164.50 0.15
6 36.39 7.09 1.497 81.5
7 -207.10 d7
8＊ -178.56 0.70 1.851 40.1
9＊ 12.08 4.72
10 -14.60 0.75 1.516 64.1
11 22.63 3.39 1.801 35.0
12 -14.98 0.78
13 -11.25 0.50 1.439 94.9
14 8.04 3.40 1.487 70.2
15 36.87 d15
16（絞り）∞ 1.20
17 20.03 3.33 1.497 81.5
18 -17.42 1.00 1.618 63.3
19 -211.26 d19
20 10.47 4.22 1.497 81.5
21 -12.69 0.70 1.772 49.6
22 78.70 1.30
23＊ 18.75 2.83 1.583 59.4
24＊ -12.94 0.15
25 230.54 0.60 1.772 49.6
26 6.95 3.50 1.439 94.9
27 21.7261 d27
非球面データ
面番号
8 K=0.00E+00 A= 2.76E-04 B=-4.38E-06 C= 4.18E-08 D=-1.39E-10
E=0.00E+00
9 K=0.00E+00 A= 2.53E-04 B=-1.18E-06 C=-4.29E-08 D= 1.00E-09
E=0.00E+00
23 K=0.00E+00 A=-1.82E-04 B=-1.95E-06 C=-2.37E-08 D= 1.50E-09
E=0.00E+00
24 K=0.00E+00 A= 1.72E-04 B=-4.03E-06 C= 5.88E-08 D= 3.02E-10
E=0.00E+00

各種データ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 4.8 21.4 95
Fno 2 3.25 4
像高 3 3 3

d7 0.15 29.32 45.52
d15 45.76 16.60 0.40
d19 11.81 4.73 0.15
d27 11.99 19.07 23.65
（数値実施例４）
面データ
面番号 r d Ｎｄ νｄ
1 77.99 1.60 1.801 35.0
2 48.52 6.58 1.439 94.9
3 903.39 0.15
4 208.20 1.00 1.516 64.1
5 37.89 7.58 1.497 81.5
6 -949.09 0.15
7 45.28 5.50 1.497 81.5
8 274.35 d8
9＊ -234.03 0.70 1.851 40.1
10＊ 8.84 6.06
11 -16.52 0.50 1.439 94.9
12 39.80 0.15
13 22.91 4.54 1.801 35.0
14 -15.26 0.75 1.497 81.5
15 31.22 d15
16（絞り）∞ 1.20
17 19.96 2.56 1.497 81.5
18 -14.75 1.00 1.772 49.6
19 -55.45 d19
20＊ 11.33 3.09 1.439 94.9
21＊ -18.04 0.46
22 20.19 4.91 1.497 81.5
23 -9.45 0.70 1.801 35.0
24 -226.97 1.30
25 -48.64 2.11 1.583 59.4
26 -6.07 1.00 1.487 70.2
27 5.74 d27
28 12.99 2.01 1.603 65.4
29 -5.73 0.90 1.772 49.6
30 -19.76 2.08
非球面データ
面番号
9 K=0.00E+00 A= 8.70E-05 B=-7.26E-07 C= 1.87E-09 D= 1.89E-12
E=0.00E+00
10 K=0.00E+00 A= 2.69E-05 B=-4.72E-07 C= 1.44E-08 D=-4.97E-10
E=0.00E+00
20 K=0.00E+00 A=-4.67E-05 B=-9.48E-07 C=-8.32E-09 D= 0.00E+00
E=0.00E+00
21 K=0.00E+00 A= 9.06E-05 B=-1.63E-06 C= 1.02E-08 D= 0.00E+00
E=0.00E+00

各種データ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 4 20 100
Fno 1.8 3 3.5
像高 3 3 3

d8 0.21 30.34 46.16
d15 47.24 17.11 1.29
d19 16.56 9.12 0.15
d27 2.32 9.76 18.73
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いた監視カメラ（撮像装置）の実施例を、図９を用いて説明する。図９において、３０は監視カメラ本体、３１は実施例１乃至４で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。３２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系３１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。
３３は固体撮像素子３２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である。３４は撮影した３２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。
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 Ｇ５：第５レンズ群 ＳＴＯ：絞り
ＩＭＧ：像面 ＣＧ：フィルター等のガラスブロック
Ｌ１〜Ｌ１８：レンズ

Claims (12)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は、像側へ移動し、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において、
    前記第１レンズ群は、隣接して配置された正レンズＬＰ１と負レンズＬＮ１よりなる１対のレンズ部ＬＢ１を有し、
    波長４００ｎｍでの材料の屈折率をＮ４００、
    波長１０５０ｎｍでの材料の屈折率をＮ１０５０、
    波長１７００ｎｍでの材料の屈折率をＮ１７００、
    材料のアッベ数νＩＲと材料の部分分散比θＩＲを
    νＩＲ＝（Ｎ１０５０−１）／（Ｎ４００−Ｎ１７００）
    θＩＲ＝（Ｎ４００−Ｎ１０５０）／（Ｎ４００−Ｎ１７００）
    とし、
    前記正レンズＬＰ１の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ１，θＩＲＰ１、
    前記負レンズＬＮ１の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ１，θＩＲＮ１、
    とするとき、
    ０．０００＜（θＩＲＰ１−θＩＲＮ１）／（νＩＲＰ１−νＩＲＮ１）＜０．０１５
    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レンズ群は、隣接して配置された正レンズＬＰ２と負レンズＬＮ２よりなる１対のレンズ部ＬＢ２を有し、
    前記正レンズＬＰ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ２，θＩＲＰ２、
    前記負レンズＬＮ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ２，θＩＲＮ２、
    とするとき、
    −０．０１５＜（θＩＲＰ２−θＩＲＮ２）／（νＩＲＰ２−νＩＲＮ２）＜０．０００
    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レンズ群は、隣接して配置された正レンズＬＰ３と負レンズＬＮ３よりなる１対のレンズ部ＬＢ３を有し、
    前記正レンズＬＰ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＰ３，θＩＲＰ３、
    前記負レンズＬＮ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νＩＲＮ３，θＩＲＮ３、
    とするとき、
    −０．００５≦（θＩＲＰ３−θＩＲＮ３）／（νＩＲＰ３−νＩＲＮ３）＜０．０１５
    なる条件式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. 前記レンズ部ＬＢ１は接合レンズよりな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. 前記レンズ部ＬＢ３は接合レンズよりなることを特徴とする請求項３のズームレンズ。
  6. 波長１０５０ｎｍにおける前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１Ｍ、
    波長１７００ｎｍにおける前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１Ｌ、
    とするとき、
    −０．００５＜（Ｆ１Ｌ−Ｆ１Ｍ）／Ｆ１Ｍ＜０．００５
    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項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第１レンズ群は隣接して配置された正レンズＬＰ４と負レンズＬＮ４よりなる１対のレンズ部ＬＢ４を有し、
    波長４８６ｎｍでの材料の屈折率をＮＦ、
    波長５８７．６ｎｍでの材料の屈折率をＮｄ、
    波長６５６ｎｍでの材料の屈折率をＮｃ、
    材料のアッベ数νｄを
    νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−Ｎｃ）
    とし、前記正レンズＬＰ４の材料のアッベ数をνｄＰ４、前記負レンズＬＮ４の材料のアッベ数をνｄＮ４とするとき、
    ６５．０＜νｄＰ４
    ５０．０＜νｄＮ４
    なる条件式を満足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. 波長１０５０ｎｍにおける前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１Ｍ、
    波長１０５０ｎｍでの望遠端における全系の焦点距離をＦＴＭ、
    とするとき、
    ０．５＜Ｆ１Ｍ／ＦＴＭ＜１．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  9. 前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群は像側へ移動し、
    前記第３レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  10. 前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群は像側へ移動し、
    前記第４レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. 前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群は像側へ移動し、
    前記第４レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. 請求項１乃至１１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る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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