(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、絞り、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第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、広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように、前記第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描いて移動し、前記第２レンズ群は像面側へ移動し、前記絞りは広角端に比べて望遠端において前記絞りと前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から前記第１レンズ群が最も像面側に位置するズーム位置までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１midとするとき、
０．１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４５
０．０３＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．７０
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】
物体側より像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、絞り、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６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、広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように、前記第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描いて移動し、前記第２レンズ群は像面側へ移動し、前記絞りは広角端に比べて望遠端において前記絞りと前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から前記第１レンズ群が最も像面側に位置するズーム位置までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１midとするとき、
０．１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４５
０．０３＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．７０
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３】
広角端と望遠端における前記絞りから前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面までの間隔をそれぞれｄｓｐｗ、ｄｓｐｔ、広角端における前記第２レンズ群の最も像面側のレンズ面から前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面までの間隔をｄ２３ｗとするとき、
０．０５＜（ｄｓｐｗ−ｄｓｐｔ）／ｄ２３ｗ＜０．４０
なる条件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。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
８．０＜ｆ１／ｆｗ＜３０．０
なる条件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項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ群は１以上の正レンズを有し、該正レンズのうち、最も物体側に配置された正レンズの材料のｄ線における屈折率をｎｄ１ｐ、アッベ数をνｄ１ｐとするとき、
νｄ１ｐ＞６５．０
ｎｄ１ｐ＞−０．００５０・νｄ１ｐ＋１．８８５
なる条件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１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとし、広角端と望遠端における前記第３レンズ群の横倍率をそれぞれβ３ｗ、β３ｔとするとき、
１．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜５．０
なる条件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。
【請求項７】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−１２．０＜ｆ１／ｆ２＜−４．０
なる条件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。
【請求項８】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
２．０＜ｆ５／ｆｗ＜１５．０
なる条件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。
【請求項９】
広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとし、広角端と望遠端における前記第３レンズ群の横倍率をそれぞれβ３ｗ、β３ｔとするとき、
１０＜（β２ｔ・β３ｔ）／（β２ｗ・β３ｗ）＜４０
なる条件を満足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。
【請求項１０】
広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の光軸方向の移動量をｍ２とするとき、
−３．５＜ｍ１／ｍ２＜０．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
広角端と望遠端におけるバックフォーカスをそれぞれＢＦｗ、ＢＦｔとするとき、
０．７＜ＢＦｔ／ＢＦｗ＜１．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第４レンズ群は１つのレンズ成分により構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第５レンズ群は１つのレンズ成分により構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４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それを有する撮像装置に関し、特にビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように固体撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真用のカメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は高機能化され、又装置全体が小型化されている。そしてそれに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、コンパクトで高ズーム比を有し、しかも高解像力のズームレンズが要求されている。これらの要求に応えるズームレンズの１つとして、物体側の第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカシングを行う、所謂リヤーフォーカス式のズームレンズが知られている。
【０００３】
一般にリヤーフォーカス式のズームレンズは第１レンズ群を移動させてフォーカシングを行うズームレンズに比べて第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。また近接撮影、特に極至近撮影が容易となり、さらに小型軽量のレンズ群を移動させているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み迅速な焦点合わせが出来る等の特徴がある。リヤーフォーカス式のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、およびそれに続く１以上のレンズ群を有するズームレンズが知られている。このうち物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の５つのレンズ群より成る５群ズームレンズが知られている（特許文献１）。また物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正、負の屈折力の６つのレンズ群より成る６群ズームレンズが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５５２２８号公報
【特許文献２】特開平０７−２６１０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に所定のズーム比を有しつつ、全系が小型化のズームレンズを得るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。しかしながら、このようにしたズームレンズは、ズーミングに伴う収差変動が多くなり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。また、高ズーム比化を図るために変倍用のレンズ群の移動量を延長すると、レンズ全長及び前玉有効径が大型化すると共に、ズーム全域にわたって高い光学性能を得ることが困難になってくる。
【０００６】
前述した５群ズームレンズや６群ズームレンズにおいて、高ズーム比とレンズ系全体の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得るには各レンズ群の屈折力や各レンズ群のズーミングに伴う移動条件等を適切に設定することが重要となる。特に第４レンズ群の屈折力やズーミングに際しての第１レンズ群の移動条件を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、広画角かつ高ズーム比で高い光学性能のズームレンズを得るのが難しくなってくる。
【０００７】
本発明は、光学系全体が小型で、広画角かつ高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側より像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、絞り、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第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、広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように、前記第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描いて移動し、前記第２レンズ群は像面側へ移動し、前記絞りは広角端に比べて望遠端において前記絞りと前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から前記第１レンズ群が最も像面側に位置するズーム位置までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１midとするとき、
０．１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４５
０．０３＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．７０
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他、本発明のズームレンズは物体側より像面側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、絞り、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６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、広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように、前記第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描いて移動し、前記第２レンズ群は像面側へ移動し、前記絞りは広角端に比べて望遠端において前記絞りと前記第３レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から前記第１レンズ群が最も像面側に位置するズーム位置までの前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１midとするとき、
０．１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４５
０．０３＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．７０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学系全体が小型で、広画角かつ高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例１の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例１の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例２の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例２の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例３の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例３の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例４の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例４の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例５の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例５の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例６の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明の実施例６の広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図１３】本発明のズームレンズをデジタルカメラに適用したときの要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、絞り、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群の少なくとも５つのレンズ群を有している。第５レンズ群の像側に正又は負の屈折力の第６レンズ群を有する場合もある。ズーミングに際して少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群が移動する。
【００１２】
具体的には、広角端から望遠端へのズーミングに際し、広角端に比べて望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が小さくなるように、第１レンズ群は像面側へ凸状の軌跡を描いて移動している。また第２レンズ群は像面側へ移動している。絞りは第３レンズ群の間隔が変化するように移動する。第５レンズ群の像側に第６レンズ群を有する場合は、第６レンズ群はズーミングのためには不動であるが、収差補正上、必要に応じて移動しても良い。
【００１３】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の実施例２のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の実施例３のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。
【００１４】
図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の実施例４のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の実施例５のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の実施例６のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、第１の中間ズーム位置、第２の中間ズーム位置、望遠端における収差図である。
【００１５】
図１３は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である、各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（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、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
【００１６】
図１、図５、図７、図９の実施例１、３、４、５のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。これらの各実施例はポジティブリード型の５群ズームレンズである。
【００１７】
図３の実施例２のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。実施例２はポジティブリード型の６群ズームレンズである。図１１の実施例６のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は負の屈折力の第６レンズ群である。実施例６はポジティブリード型の６群ズームレンズである。
【００１８】
各実施例において、ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。Ｇ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。ＩＰ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）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。球面収差図において、実線はｄ線、二点鎖線はｇ線、一点鎖線はＣ線、点線はＦ線である。非点収差図において、ΔＭ,ΔＳはそれぞれメリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線、Ｃ線、Ｆ線によって表している。ωは半画角（撮影画角の半分の値）、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。各実施例において矢印は、広角端から望遠端へのズーミング又はフォーカスに際しての移動軌跡を示している。
【００１９】
各実施例ではズーミングに際して少なくとも第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が移動する。このとき広角端に比べ望遠端で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔は大きくなり、第２レンズ群Ｌ２の変倍比を大きくしている。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔は縮小するようにして第３レンズ群Ｌ３に変倍効果を持たせ、ズーミングに伴う球面収差や像面彎曲の変動を少なくしている。具体的には広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように第１レンズ群Ｌ１は像側へ凸状の軌跡を描いて移動している。
【００２０】
ここで第１レンズ群Ｌ１がズーミング中最も像面側に位置するズーム位置を第１の中間ズーム位置としている。広角端と望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとする。このとき、全系の焦点距離をｆｍ２としたとき、
ｆｍ２＝（ｆｗ・ｆｔ）１／２      ・・・（Ａ）
なる焦点距離ｆｍ２のズーム位置を第２の中間ズーム位置としている。第２レンズ群Ｌ２は広角端に比べ望遠端で像面側へ移動している。絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３とは異なる軌跡で移動している。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動又は不動である。第４レンズ群Ｌ４は物体側又は像面側へ単調移動又は不動である。
【００２１】
第５レンズ群は非直線的に移動して変倍に伴う像面変動を補正している。また、第５レンズ群Ｌ５を光軸上移動させてフォーカシングを行うリヤーフォーカス式を採用している。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には各レンズ断面図の矢印５ｃに示すように第５レンズ群Ｌ５を前方に繰り出すことによって行っている。第５レンズ群Ｌ５に関する実線の曲線５ａと点線の曲線５ｂは各々無限遠物体と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際の像面変動を補正するための移動軌跡を示している。なおフォーカシングは、第４レンズ群Ｌ４を移動させて行っても良い。
【００２２】
図３、図１１の実施例２、６では第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。５群ズームレンズにおいて、高いズーム比を得るには変倍作用の大きな第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３のズーミングにおける移動量を大きくするのが良い。しかしながらこの方法では、広角端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が増大する。このため、絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３と一体に構成した場合、広角端において前玉（第１レンズ群Ｌ１）から絞りＳＰまでの間隔が大きくなり、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズが大型化してしまう。これを回避するためには、広角端に比べて望遠端で絞りＳＰと第３レンズ群Ｌ３との間隔が小さくなるように、絞りＳＰを他のレンズ群とは独立に移動させている。絞りＳＰを広角端から中間ズーム域にかけて第３レンズ群Ｌ３に対し、より物体側に空間距離を離して位置させることで、絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３近傍に配置して一体で移動させる場合に比べて、入射瞳距離を短くしている。そのため第１レンズ群Ｌ１や第２レンズ群Ｌ２を通過する軸外光線の入射高さを小さくすることができ、レンズ群を構成するレンズの有効径の小型化と肉厚を短縮することができる効果がある。また絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３と一体で移動させる場合、広角端から中間ズーム域にかけて画面周辺の光量を十分多く確保しようとすると、画面の周辺で急激に周辺光量が低下する。
【００２３】
一方絞りＳＰを広角端から中間ズーム域にかけて、第３レンズ群Ｌ３から物体側に適切な量を移動させると、軸上の光束は発散であるために絞り径を小さくすることができる。絞り径を小さくすることと絞りＳＰを物体側に配置することで、画面周辺の画角の低い像高に達する軸外光線の一部を遮断することができ、画面周辺の光量の低下をなだらかにし、周辺光量の低下を目立ちにくくすることができる。また中間ズーム域で絞りを第３レンズ群Ｌ３に対しより物体側に位置させることで、軸外光束のフレア成分をカットすることができる。なお絞り径は、各ズーム位置で固定としても可変としても良い。固定とすれば絞りＳＰの制御が易しくなるので好ましい。
【００２４】
一方、絞り径を中間ズーム域から望遠端で小さくなるように可変としても良い。これによれば中間ズーム域から望遠端での軸外光線のフレア成分をカットすると共に、軸外光束の前玉を通過する高さを下げて、前玉有効径の小型化を図ることができる。各実施例では絞りＳＰを上記のごとく移動させることで、広角端近傍のズーム位置において前玉を通過する周辺光線の光軸からの高さを小さくしている。その結果、前玉有効径は第１の中間ズーム位置において周辺光線の入射高さにより決定されることになる。さらなる前玉有効径の小型化を達成するためには、第１の中間ズーム位置において前玉を通過する光線の入射高さを低くするのが良い。そのためには、第１レンズ群Ｌ１を第１の中間ズーム位置でより絞りＳＰに近づけるように、ズーミングに際して像面側に凸状の軌跡を描いて移動するのが良い。なお第１レンズ群Ｌ１を第１の中間ズーム位置まで像面側に移動させた後、第１の中間ズーム位置から望遠端で物体側に移動させる方法は、第２レンズ群Ｌ２に十分な変倍比を付与することができる。以上が各実施例において、高ズーム比と前玉有効径の小型化を達成するための、レンズ群および絞りのズーミングに際しての移動軌跡に関する条件である。
【００２５】
次に、絞りＳＰより像面側に配置された第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力について述べる。絞りＳＰより像面側に負の屈折力のレンズ群を配置することで、正、負、正、正の屈折力の４群構成のズームレンズに比べ前玉有効径を小さくすることができ、広画角化の達成には有利である。その理由は以下のように説明できる。軸外光線は、絞りＳＰを挟んで物体側と像面側で、光軸に対する光線高さが反転する。軸外光線は、絞りＳＰより像面側に配置された負の屈折力のレンズ群を通過する際に発散作用を受けるが、光線の入射高さが反転する絞りＳＰより物体側の軸外光線では収斂作用となる。そのため、絞りＳＰより像面側に負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有する構成は、前玉を通過する軸外光線の入射高さをより低くすることができる。また第４レンズ群Ｌ４に変倍比を分担させることができるため、正、負、正、正の屈折力の４群構成のズームレンズに比べ、ズームレンズの高ズーム比化にも有利である。各実施例では以上の通り、絞りＳＰおよび第１レンズ群Ｌ１のズーミング時の移動軌跡を設定し、絞りＳＰより像面側に配置された第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力を適切に設定することで、高ズーム比化と前玉有効径の小型化を図っている。
【００２６】
各実施例において、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。広角端から望遠端までの第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から第１レンズ群Ｌ１が最も像面側に位置するズーム位置までの第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の移動量をｍ１midとする。このとき、
０．１０＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４５ ‥‥‥（１）
０．０３＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．７０ ‥‥‥（２）
なる条件式を満足する。移動量ｍ１、ｍ１midは、広角端と望遠端における第１レンズ群Ｌ１の位置の差、広角端と第１の中間ズーム位置における第１レンズ群Ｌ１の位置の差である。また、移動量の符号は、広角端に比べて望遠端、第１の中間ズーム位置でそれぞれ像面側に位置するときを正とする。
【００２７】
次に、条件式（１）および（２）の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第４レンズ群Ｌ４の屈折力を規定するものである。条件式（１）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が小さくなりすぎると、絞りＳＰより像面側での軸外光線に対する発散作用が小さくなりすぎる。この結果、前玉（第１レンズ群Ｌ１）を通過する軸外光線の入射高さが大きくなり、前玉有効径の小型化を達成するのが困難となる。また第４レンズ群Ｌ４の変倍分担が小さくなりすぎ、高ズーム比化の達成が困難となる。条件式（１）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が大きくなりすぎると、第４レンズ群Ｌ４における軸外光線の発散作用が大きくなりすぎ、像面湾曲や倍率色収差の発生が大きくなりすぎ、それ以外のレンズ群では補正するのが困難になる。
【００２８】
条件式（２）はズーミングに伴う第１レンズ群Ｌ１の移動軌跡を規定するものである。第１レンズ群Ｌ１は像面側に凸形状の軌跡を描いて移動することで、広角端から第１の中間ズーム位置近傍において入射瞳距離を短くして、前玉有効径の小型化を実現している。条件式（２）の上限値を超えて、第１の中間ズーム位置での第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎると、移動軌跡の変曲点である第１の中間ズーム位置近傍での像面湾曲の変動が大きくなりすぎ、これを他のレンズ群で補正するのが困難になる。逆に条件式（２）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の像面側への移動量が小さくなりすぎると、第１の中間ズーム位置近傍で前玉を通過する軸外光線の入射高さが高くなり、前玉有効径が大型化してくるので良くない。更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００２９】
０．１２＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４２      ‥‥‥（１ａ）
０．０８＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．６５  ‥‥‥（２ａ）
また更に好ましくは条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３０】
０．１３＜｜ｆ４／ｆｔ｜＜０．４０      ‥‥‥（１ｂ）
０．１２＜ｍ１mid／｜ｍ１｜＜０．６０  ‥‥‥（２ｂ）
以上のように構成することにより、前玉有効径が小型で、広画角かつ高ズーム比を有し、しかも全ズーム範囲で軸上色収差、倍率色収差、球面収差、および像面湾曲等の諸収差を十分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。
【００３１】
各実施例において、さらに好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。広角端と望遠端における絞りＳＰから第３レンズ群Ｌ３の最も物体側のレンズ面までの間隔をそれぞれｄｓｐｗ、ｄｓｐｔとする。広角端における第２レンズ群Ｌ２の最も像面側のレンズ面から第３レンズ群Ｌ３の最も物体側のレンズ面までの間隔をｄ２３ｗとする。第１、第２、第５レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２、ｆ５とする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第１レンズ群Ｌ１は１以上の正レンズを有し、正レンズのうち、最も物体側に配置された正レンズの材料のｄ線における屈折率をｎｄ１ｐ、アッベ数をνｄ１ｐとする。
【００３２】
広角端と望遠端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとする。広角端と望遠端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率をそれぞれβ３ｗ、β３ｔとする。広角端から望遠端までの第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の移動量をｍ２とする。広角端と望遠端におけるバックフォーカスをそれぞれＢＦｗ、ＢＦｔとする。このとき、
０．０５＜（ｄｓｐｗ−ｄｓｐｔ）／ｄ２３ｗ＜０．４０ ‥‥‥（３）
８．０＜ｆ１／ｆｗ＜３０．０ ‥‥‥（４）
νｄ１ｐ＞６５．０ ‥‥‥（５）
ｎｄ１ｐ＞−０．００５０・νｄ１ｐ＋１．８８５ ‥‥‥（６）
１．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜５．０ ‥‥‥（７）
−１２．０＜ｆ１／ｆ２＜−４．０ ‥‥‥（８）
２．０＜ｆ５／ｆｗ＜１５．０ ‥‥‥（９）
１０＜（β２ｔ・β３ｔ）／（β２ｗ・β３ｗ）＜４０ ‥‥‥（１０）
−３．５＜ｍ１／ｍ２＜０．０ ‥‥‥（１１）
０．７＜ＢＦｔ／ＢＦｗ＜１．３ ‥‥‥（１２）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。なお、バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算した値と定義する。また、移動量ｍ２は、広角端と望遠端における第２レンズ群Ｌ２の位置の差である。また、移動量ｍ２の符号は、広角端に比べて望遠端で像面側に位置するときを正とする。
【００３３】
次に前述した条件式の技術的意味について説明する。条件式（３）は絞りＳＰのズーミングに伴う移動を規定するものである。条件式（３）の上限値を超えて広角端において絞りＳＰと第３レンズ群Ｌ３との間隔が広くなりすぎると、広角端において第３レンズ群Ｌ３を通過する軸上光束の入射高さが大きくなりすぎる。この結果、第３レンズ群Ｌ３を構成するレンズの有効径が大きくなりすぎるので良くない。又、第３レンズ群Ｌ３を構成する正レンズの中心肉厚が大きくなり、第３レンズ群Ｌ３全体の光軸方向の厚みが大きくなり、レンズ全長が長大化してしまう。逆に条件式（３）の下限値を超えて広角端において絞りＳＰと第３レンズ群Ｌ３との間隔が小さくなりすぎると、広角端からズーム中間域にかけて入射瞳距離が大きくなりすぎ、前玉有効径が大型化してしまう。
【００３４】
条件式（４）は第１レンズ群Ｌ１の屈折力を規定するものである。条件式（４）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が小さくなりすぎると、広角端における撮影半画角を３５°程度以上の広画角化を達成するには、第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４の屈折力が大きくなりすぎる。その結果、ズーミング時の画面周辺の像面変動やフレアを十分に補正するのが困難になる。またズーミング時の第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなり、レンズ全長および前玉有効径が大型化してしまう。逆に条件式（４）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が大きくなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１で軸外光線の入射高さが高い広角端において倍率色収差が多く発生し、これを他のレンズ群で補正するのが困難になる。
【００３５】
条件式（５）および（６）は第１レンズ群Ｌ１に含まれる最も物体側に配置された正レンズＧ１ｐの材料を規定するものである。正レンズＧ１ｐの材料のアッベ数νｄ１ｐが条件式（５）の右辺を超えて小さくなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１で発生する二次スペクトルの補正が難しくなり、特に望遠端において軸上色収差および倍率色収差の二次スペクトルが増大してくる。その結果、特に望遠端において撮影画像での被写体の輪郭への色付きが多くなり、解像度が低下し、高い光学性能を得るのが難しくなる。また正レンズＧ１ｐの材料の屈折率が、条件式（６）の右辺で規定される値を超えて小さくなりすぎると、正レンズＧ１ｐのレンズ面の曲率が大きく（きつく）なるため球面収差が多く発生し、これを他のレンズで補正するのが困難になる。
【００３６】
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍比の比を規定するものである。条件式（７）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２で発生する倍率色収差や像面湾曲等の諸収差のズーミングに伴う変動が大きくなりすぎて、これらを他のレンズ群で補正するのが困難になる。逆に条件式（７）の下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍比が大きくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３で発生する球面収差のズーミングに伴う変動が大きくなりすぎて、これを他のレンズ群で補正するのが困難になる。
【００３７】
条件式（８）は第１レンズ群Ｌ１の屈折力と第２レンズ群Ｌ２の屈折力の比を規定するものである。条件式（８）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が小さくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２で必要な変倍比を確保するための移動量が大きくなり、レンズ全長と前玉有効径が大型化してしまう。逆に条件式（８）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２より倍率色収差や像面湾曲が多く発生し、またズーミングに伴う変動が大きくなりすぎて、これを他のレンズ群で補正するのが困難になる。
【００３８】
条件式（９）は、第５レンズ群Ｌ５の屈折力について規定するものである。条件式（９）の上限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の屈折力が小さくなりすぎると、望遠端近傍のズーム位置において変倍に伴う像面変動の補正能力が不足となり、ズーミング時の移動量が大きくなりすぎレンズ全長が大型化してしまう。また望遠端近傍のズーム位置でのフォーカシングに伴う移動量が大きくなりすぎ、至近物体距離を短く設定することが困難となる。逆に条件式（９）の下限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の屈折力が大きくなりすぎると、フォーカシングに伴う軸上色収差、倍率色収差、像面湾曲等の諸収差の変動が大きくなりすぎて、至近物体の光学性能が悪化してしまう。
【００３９】
条件式（１０）は第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３の変倍比を規定するものである。条件式（１０）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３の変倍比が大きくなりすぎると、ズーミングに伴う倍率色収差、球面収差、像面湾曲の変動が大きくなりすぎ、これらを他のレンズ群で補正するのが困難になる。条件式（１０）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３の変倍比が小さくなりすぎると、高いズーム比を得るのが困難となる。
【００４０】
条件式（１１）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のズーミング時の移動量を規定するものである。条件式（１１）の上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が広角端に比べ望遠端で同一方向に位置するように移動すると、第２レンズ群Ｌ２で十分な変倍比を得るのが難しくなり、高いズーム比を得るのが困難となる。また逆に条件式（１１）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎると、レンズ全長が大型化すると共に、望遠端近傍のズーム位置において第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光線の入射高さが大きくなり、前玉有効径が大型化してしまう。
【００４１】
条件式（１２）は広角端と望遠端でのバックフォーカスの比を規定するものである。条件式（１２）の上限値を超えて望遠端においてバックフォーカスが長くなりすぎると、望遠端でのレンズ全長が長大化してしまう。条件式（１２）の下限値を超えて望遠端においてバックフォーカスが短くなりすぎると、レンズの製造誤差によるバックフォーカス変動を吸収するのが難しくなり、無限遠物体でのピントを保証することが難しくなってしまう。なお、好ましくは条件式（３）〜（５）、（７）〜（１２）の数値範囲を次のごとく設定するのが良い。
【００４２】
０．０７＜（ｄｓｐｗ−ｄｓｐｔ）／ｄ２３ｗ＜０．３５      ‥‥‥（３ａ）
９．０＜ｆ１／ｆｗ＜２５．０                              ‥‥‥（４ａ）
νｄ１ｐ＞６６．５                                        ‥‥‥（５ａ）
１．８＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜４．０    ‥‥‥（７ａ）
−１０．０＜ｆ１／ｆ２＜−５．０                          ‥‥‥（８ａ）
２．５＜ｆ５／ｆｗ＜１３．０                              ‥‥‥（９ａ）
１２＜（β２ｔ・β３ｔ）／（β２ｗ・β３ｗ）＜３３      ‥‥‥（１０ａ）
−３．０＜ｍ１／ｍ２＜−０．２                          ‥‥‥（１１ａ）
０．８＜ＢＦｔ／ＢＦｗ＜１．２                          ‥‥‥（１２ａ）
また、さらに好ましくは条件式（３ａ）〜（５ａ）、（７ａ）〜（１２ａ）の数値範囲を次のごとく設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
【００４３】
０．０８＜（ｄｓｐｗ−ｄｓｐｔ）／ｄ２３ｗ＜０．３０    ‥‥‥（３ｂ）
１０．０＜ｆ１／ｆｗ＜２２．０                          ‥‥‥（４ｂ）
νｄ１ｐ＞６８．０                                      ‥‥‥（５ｂ）
２．０＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜３．２  ‥‥‥（７ｂ）
−９．０＜ｆ１／ｆ２＜−６．０                          ‥‥‥（８ｂ）
３．０＜ｆ５／ｆｗ＜１２．０                            ‥‥‥（９ｂ）
１５＜（β２ｔ・β３ｔ）／（β２ｗ・β３ｗ）＜２８    ‥‥‥（１０ｂ）
−２．５＜ｍ１／ｍ２＜−０．３                        ‥‥‥（１１ｂ）
０．９０＜ＢＦｔ／ＢＦｗ＜１．１５                    ‥‥‥（１２ｂ）
各実施例においては、第４レンズ群Ｌ４は１つのレンズ成分で構成することが望ましい。
【００４４】
１つのレンズ成分とすることでレンズ全長の小型化が容易になると共に、第４レンズ群Ｌ４を軽量化できズーミングの際の駆動に有利となる。１つのレンズ成分は、１枚の単レンズで構成しても１以上の正レンズと負レンズとからなる接合レンズとしてもよい。接合レンズにすると、ズームレンズを広画角化する際に、広角端において倍率色収差を良好に補正することが容易になる。第４レンズ群Ｌ４のズーミングでの移動量は第２レンズ群Ｌ２や第３レンズ群Ｌ３に比較すると大きくはないが、変倍比を分担しており高ズーム比化の実現に寄与している。第５レンズ群Ｌ５は、１つのレンズ成分で構成することが望ましい。第５レンズ群Ｌ５はズーミングに伴う像面補正とフォーカシングで移動させるため、移動量が多く駆動する頻度も高い。そのため１つのレンズ成分で構成して軽量化させることが、駆動トルクを少なくすることができるので好ましい。
【００４５】
各実施例では以上の構成により、広角端での撮影半画角３２°以上とズーム比２０以上を達成している。なお、第３レンズ群Ｌ３の全部または一部、および第４レンズ群Ｌ４を光軸と直行方向の成分を持つように移動させて、撮影画像のブレを補正することに対応しても良い。絞りＳＰの開口径はズーミング中一定としても可変としても良い。一定にすると、絞り径の制御を簡素化することができる。一方、任意のズーム位置で球面収差やフレアが大きな場合、そのズーム位置で絞りＳＰの開口径を小さくするように制御すると、これらの不要光をカットして光学特性を向上させることができるメリットがある。以上のように各実施例によれば、前玉有効径が小さくレンズ全長がコンパクトで、広画角かつ高ズーム比のズームレンズが得られる。次に各実施例のレンズ構成について説明する。
【００４６】
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、絞り（開口絞り）ＳＰ、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成されている。実施例１では、各レンズ群を移動してズーミングを行っている。その際、広角端に比べ望遠端で第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔は大きくなることで、第２レンズ群Ｌ２の変倍比を大きくしている。そして第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が減少するように各レンズ群を移動することで、第３レンズ群Ｌ３に変倍効果を持たせて、ズーミングに伴う球面収差や像面湾曲の変動を効果的に抑制している。
【００４７】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１と正レンズＧ１２との接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３より構成している。第１レンズ群Ｌ１を３枚のレンズで構成することで、高ズーム比ながら球面収差と、軸上色収差および倍率色収差の各色の補正を良好に行っている。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、像面側に凹面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚で構成し、ズーミングに伴う諸収差の変動を抑制している。第３レンズ群Ｌ３は、物体側に凸面を向けた正レンズ、像面側に凹面を向けた負レンズ、像面側に凸面を向けた正レンズから構成している。第３レンズ群Ｌ３をこのような形状の３つのレンズより構成すると、第３レンズ群Ｌ３の物体側主点を第３レンズ群Ｌ３の最も物体側のレンズ面の近傍に配置することができ、前玉径の小型化に有利である。実施例１では以上の構成により、広角端での撮影半画角ω＝３７．９°とズーム比２６．８を達成している。
【００４８】
［実施例２］
図３を参照して、本発明の実施例２のズームレンズについて説明する。物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６により構成している。実施例２では第１レンズ群Ｌ１から第５レンズ群Ｌ５を移動させてズーミングを行っている。実施例２では広角端での半画角ω＝４４．９°で約３０倍のズーム倍率を達成している。実施例１に比べてレンズ群を１つ追加し、６群構成とすることで、より高度な収差補正を容易としている。第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動で、像面に近い位置に配置している。第６レンズ群Ｌ６を撮像デバイス（固体撮像素子）のすぐ前方で固定すれば良いので、実施例１の鏡筒構造に対してそれほど複雑にせずに実現できる。第６レンズ群Ｌ６を構成する正レンズの物体側の面を非球面形状とすることで、像面湾曲を良好に補正している。非球面形状は像側の面に設定しても同様の効果が得られる。
【００４９】
広角端において広画角化と高ズーム比化を同時に達成しようとすると、第２レンズ群Ｌ２を通過する周辺光束の入射角と光線の入射高さが広角端と望遠端で大きく異なる。このため、これらのレンズ群で発生する倍率色収差と像面湾曲等のズーミングによる変動（ズーム変動）が問題となる。そこで、第２レンズ群Ｌ２を４枚のレンズ構成にして、ズーミングに伴う諸収差のズーム変動を小さく抑制すると共に、構成レンズの１面を非球面形状とすることで特に広角端で発生するオーバー方向の像面湾曲を良好に補正している。その他のレンズ群のレンズ構成は実施例１と同じである。
【００５０】
［実施例３］
図５を参照して、本発明の実施例３のズームレンズについて説明する。レンズ構成は実施例１と同じ５群構成としている。第１レンズ群Ｌ１から第５レンズ群Ｌ５を移動させてズーミングを行っている。実施例３では広角端での撮影半画角ω＝４５．７°で約３０倍のズーム倍率を達成するために、第４レンズ群Ｌ４を正レンズと負レンズとからなる接合レンズ（レンズ成分）としている。これによりズーミングに伴う倍率色収差や像面湾曲の変動を良好に補正している。また広角端での撮影画角を大きくするためには、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を大きくする必要があるが、それに伴い広角端において第２レンズ群Ｌ２で大きなオーバー方向の像面湾曲が発生する。そこで第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズの像面側の面を、レンズ面の周辺で局所的な曲率半径が大きくなる（よりパワーが弱くなる）ような非球面形状としている。これにより広角端における像面湾曲を補正することで像面の平坦性を良好にしている。また第２レンズ群Ｌ２を構成するレンズは、高屈折率の硝材を使用している。これにより広画角化と高ズーム比に伴う第２レンズ群Ｌ２の屈折力の増大に伴うペッツバール和がマイナス方向に大きくなることを抑制している。この他のレンズ群のレンズ構成は実施例１と同じである。
【００５１】
［実施例４］
図７を参照して、本発明の実施例４のズームレンズについて説明する。レンズ構成は実施例３と同じ５群構成である。第１レンズ群Ｌ１から第５レンズ群Ｌ５を移動させてズーミングを行っている。本実施例では、広角端でのさらに広画角を実現するために、第２レンズ群Ｌ２を非球面を含む４つのレンズから構成して、広角端での倍率色収差と像面湾曲等の諸収差の発生を抑制している。実施例４では広角端での撮影半画角ω＝４７．１°で約３０倍のズーム倍率を達成している。この他のレンズ群のレンズ構成は実施例３と同じである。
【００５２】
［実施例５］
図９を参照して、本発明の実施例５のズームレンズについて説明する。レンズ構成は実施例１と同じ５群構成である。本実施例ではズーミングのためには第３レンズ群Ｌ３を不動としている。これにより第３レンズ群Ｌ３を駆動するアクチュエータが不要となり、レンズ駆動機構を簡略化することができ、消費電力の低減、駆動音の静音化に対して有利となる。実施例５では広角端での撮影半画角ω＝３７．９°で約２０倍のズーム倍率を達成している。
【００５３】
［実施例６］
図１１を参照して、本発明の実施例６のズームレンズについて説明する。物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群により構成している。第４レンズ群Ｌ４と第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動としている。これによりレンズ群を駆動するアクチュエータの低減とレンズ駆動機構の簡略化を図っており、レンズ群を駆動する場合に比べて消費電力の低減、駆動音の静音化に対しても有利となる。また第６レンズ群Ｌ６は像面に近い位置に配置している。第６レンズ群Ｌ６を構成するレンズの物体側の面を非球面形状とすることで、像面湾曲を良好に補正している。非球面形状は像側の面に設定しても同様の効果が得られる。実施例６では広角端での撮影半画角ω＝３６．０°で約２０倍のズーム倍率を達成している。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。上述の実施例で説明した光学系は、カメラ用の撮影レンズとして好適である。カメラがデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラである場合、そのカメラは、撮影レンズが形成する像を受光する固体撮像素子を有する。各実施例において広角端近傍では負の歪曲収差を大きく発生させて、固体撮像素子の撮像範囲をそれ以外のズームポジションより小さい範囲に設定している。得られた画像情報は、前記固体撮像素子の画像データを処理する信号処理回路で、歪曲を電気的に補正することで歪曲の少ない画像を出力することも可能である。
【００５５】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例を図１３を用いて説明する。図１３において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜７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。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１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。２３は固体撮像素子２２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。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。各実施例においては、広角端で負の歪曲を大きく発生させて、前記固体撮像素子の撮像範囲をそれ以外のズーム位置より小さい範囲に設定している。得られた画像情報は、固体撮像素子の信号を処理する信号処理回路で、歪曲を電気的に補正することで歪曲の少ない画像を出力することも可能である。
【００５６】
以下に本発明の各実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例において面番号ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは光学面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。最も像側の２つの面はフィルター等のガラスブロックの面である。バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算した値、レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス（ＢＦ）を加えた値と定義する。長さの単位は、ｍｍである。またKを離心率、A4、A6、A8、A10を非球面係数、光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
【００５７】
【数１】
0005489686.tif 000002
【００５８】
で表示される。但しＲは曲率半径である。また例えば「e−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。半画角は光線トレースにより求めた値である。
【００５９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        121.799    1.60   1.80610    33.3           
2         49.556    4.62   1.49700    81.5           
3       -194.668    0.18                             
4         42.248    3.00   1.60311    60.6           
5        133.383  (可変)                             
6         84.974    1.00   1.88300    40.8           
7          8.369    4.26                             
8        -24.608    0.70   1.77250    49.6           
9         58.741    0.22                             
10         18.926    2.07   1.94595    18.0           
11        102.403  (可変)                             
12(絞り)    ∞     (可変)                             
13*        10.353    2.80   1.58313    59.4           
14*      -109.462    2.90                             
15         23.498    0.70   1.84666    23.9           
16          9.540    0.66                             
17         18.598    1.97   1.48749    70.2           
18        -25.104  (可変)                             
19        782.644    0.70   1.48749    70.2           
20         24.650  (可変)                             
21         17.657    1.65   1.48749    70.2           
22      -1178.697  (可変)                             
23          ∞       0.80   1.51633    64.1           
24          ∞       0.50                             
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K = 5.51145e-001  A 4=-1.38948e-004  A 6=-8.42963e-007  A 8=-1.89369e-008  
第14面
K =-1.00023e+001  A 4= 4.54336e-005  
各種データ
ズーム比     26.79 
焦点距離       5.15     8.68    26.98   137.95  
Fナンバー      2.87     3.56     4.75     5.76  
半画角        37.9     24.9      8.16     1.60  
像高           3.49     3.88     3.88     3.88  
レンズ全長    90.92    85.01   103.56   127.20  
BF           10.18    12.52    20.94    10.73  
d 5            0.78     6.37    31.22    57.27  
d11           31.79    22.02    10.64     2.46  
d12           10.87     4.78     1.08     0.80  
d18            2.59     4.26     6.26     8.71  
d20            5.68     6.01     4.38    18.20  
d22            9.15    11.50    19.92     9.70  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      78.27  
2    6     -10.23  
3   13      18.01  
4   19     -52.23  
5   21      35.70  
【００６０】
［数値実施例２］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         85.200    1.60   1.80000    29.8           
2         41.164    6.05   1.49700    81.5           
3       1981.992    0.18                             
4         42.972    3.38   1.71300    53.9           
5        163.523  (可変)                             
6        120.140    1.00   1.80400    46.6           
7          8.988    3.38                             
8         21.988    0.80   1.85960    40.4           
9*        11.179    2.96                             
10       -121.625    0.70   1.81600    46.6           
11         30.103    0.30                             
12         16.537    2.12   1.92286    18.9           
13         73.840  (可変)                             
14(絞り)    ∞     (可変)                             
15*         7.856    2.62   1.58313    59.4           
16*        21.340    3.07                             
17         17.051    0.70   1.80518    25.4           
18          8.004    0.32                             
19          9.507    2.79   1.48749    70.2           
20         -9.954  (可変)                             
21         -7.647    0.70   1.77250    49.6           
22        -16.822  (可変)                             
23         28.147    1.70   1.48749    70.2           
24        -96.067  (可変)                             
25*        68.321    1.00   1.55332    71.7           
26        153.178    1.00                             
27          ∞       0.80   1.51633    64.1           
28          ∞       0.50                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-8.45926e-001  A 4= 3.70989e-005  A 6=-1.14391e-007  
第15面
K = 7.23287e-002  A 4=-1.12090e-004  A 6=-1.00884e-006  A 8=-3.88181e-008  
第16面
K =-1.00023e+001  A 4= 2.35114e-004  
第25面
K =-4.82923e+001  A 4=-1.50317e-004  A 6= 2.85996e-006  
各種データ
ズーム比     29.86 
焦点距離       3.95     7.34    21.44   117.99  
Fナンバー      2.77     3.34     4.34     5.76  
半画角        44.9     28.2     10.1      1.86  
像高           3.49     3.88     3.88     3.88  
レンズ全長    91.75    85.38   101.15   126.62  
BF            2.03     2.03     2.03     2.03  
d 5            0.78     6.46    25.81    50.32  
d13           30.98    16.87     5.76     1.57  
d14           11.13     8.04     5.60     1.32  
d20            1.90     1.91     1.93     1.96  
d22            2.69     5.91     8.63    24.05  
d24            6.88     8.79    16.03    10.00  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      71.32  
2    6      -8.80  
3   15      12.65  
4   21     -18.77  
5   23      44.86  
6   25     221.96  
【００６１】
［数値実施例３］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         79.548    1.40   2.00069    25.5           
2         48.163    4.93   1.49700    81.5           
3       46140.146    0.15                             
4         47.433    3.21   1.77250    49.6           
5        153.622  (可変)                             
6        180.621    1.10   1.88300    40.8           
7          9.363    4.17                             
8         77.921    1.00   1.85960    40.4           
9*        10.888    2.59                             
10         18.975    2.23   1.94595    18.0           
11        105.900  (可変)                             
12(絞り)    ∞     (可変)                             
13*         7.739    2.90   1.58313    59.4           
14*        19.349    3.62                             
15         16.658    0.70   1.80518    25.4           
16          7.512    0.22                             
17          8.191    2.59   1.48749    70.2           
18         -9.227  (可変)                             
19         -7.147    0.55   1.77250    49.6           
20        -22.848    1.00   1.48749    70.2           
21        -16.607  (可変)                             
22         29.150    1.70   1.48749    70.2           
23        -37.230  (可変)                             
24          ∞       0.80   1.51633    64.1           
25          ∞       0.80                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-8.88155e-001  A 4=-5.86626e-005  A 6=-2.32149e-007  A 8=-3.41828e-009  
第13面
K =-2.16367e-001  A 4=-6.54315e-006  A 6= 2.96112e-007  A 8=-2.57814e-008  
第14面
K =-1.00023e+001  A 4= 3.61034e-004  
各種データ
ズーム比     29.87 
焦点距離       3.85     7.40    21.13   114.99  
Fナンバー      2.87     3.78     4.65     5.76  
半画角        45.7     28.4     10.3      1.93  
像高           3.49     3.88     3.88     3.88  
レンズ全長    90.07    80.37    101.14  126.73  
BF            9.13    10.88     16.70    9.94  
d 5            0.78     4.47    26.76    53.64  
d11           37.08    21.57     7.65     1.59  
d12            5.42     1.25     2.59     1.34  
d18            1.95     2.03     2.03     2.06  
d21            1.63     6.10    11.34    24.09  
d23            7.81     9.55    15.37     8.61  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      74.39  
2    6      -9.18  
3   13      12.39  
4   19     -15.88  
5   22      33.82  
【００６２】
［数値実施例４］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         88.341    1.40   2.00069    25.5           
2         51.711    4.76   1.49700    81.5           
3       -533.545    0.15                             
4         47.021    3.21   1.77250    49.6           
5        134.387  (可変)                             
6        222.276    1.00   1.88300    40.8           
7          9.418    3.74                             
8         33.065    1.00   1.85960    40.4           
9*         9.308    1.94                             
10         24.992    1.00   1.48749    70.2           
11         18.144    0.84                             
12         16.663    2.28   1.92286    18.9           
13         75.945  (可変)                             
14(絞り)    ∞     (可変)                             
15*         7.809    2.51   1.55332    71.7           
16*        33.977    3.17                             
17         15.741    0.70   1.80518    25.4           
18          8.129    0.42                             
19         11.872    2.28   1.48749    70.2           
20        -10.484  (可変)                             
21         -7.560    0.55   1.80400    46.6           
22         78.309    1.25   1.48749    70.2           
23        -11.119  (可変)                             
24         27.138    1.70   1.48749    70.2           
25        -33.257  (可変)                             
26          ∞       0.80   1.51633    64.1           
27          ∞       1.00                             
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-2.37707e+000  A 4= 1.61662e-004  A 6=-1.57508e-006  
第15面
K =-3.51719e-001  A 4=-9.49961e-006  A 6=-4.43262e-007  A 8= 5.01439e-009  
第16面
K =-1.00023e+001  A 4= 1.75529e-004  
各種データ
ズーム比     29.56 
焦点距離       3.65     7.07    19.95   108.00  
Fナンバー      2.87     3.70     4.56     5.76  
半画角        47.1     28.7     10.9      1.96  
像高           3.49     3.88     3.88     3.70  
レンズ全長    89.74    83.62    99.91   127.25  
BF            8.51     9.88    16.60     9.33  
d 5            0.70     7.53    27.32    54.61  
d13           34.88    21.32     7.34     1.60  
d14            7.78     2.89     2.71     2.38  
d20            2.61     2.72     2.72     2.79  
d23            1.36     5.38     9.31    22.64  
d25            6.98     8.35    15.08     7.81  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      75.11  
2    6      -8.94  
3   15      12.48  
4   21     -16.34  
5   24      30.94  
【００６３】
［数値実施例５］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         88.862    1.30   1.90366    31.3           
2         50.706    6.58   1.43387    95.1           
3       -294.700    0.18                             
4         46.692    4.60   1.60311    60.6           
5        201.469  (可変)                             
6        209.273    0.65   1.91082    35.3           
7          8.482    3.68                             
8        -39.316    0.50   1.83481    42.7           
9         24.823    0.56                             
10         20.991    1.97   2.00178    19.3           
11*      -276.414  (可変)                             
12(絞り)    ∞     (可変)                             
13*        12.722    2.15   1.58313    59.4           
14*       -42.406    3.73                             
15         37.545    0.60   2.00069    25.5           
16         11.693    0.30                             
17         14.132    1.91   1.51742    52.4           
18        -16.875    0.30                             
19          ∞     (可変)                             
20       -165.497    0.55   1.59282    68.6           
21         12.483  (可変)                             
22         14.630    3.28   1.69680    55.5           
23        -20.789    0.50   1.94595    18.0           
24        -41.827  (可変)                             
25          ∞       0.80   1.51633    64.1           
26          ∞       0.50                             
像面        ∞   
非球面データ
第11面
K =-6.00511e+002  A 4=-3.47482e-005  A 6=-2.10099e-007  
第13面
K = 2.30042e+000  A 4=-1.82916e-004  A 6=-2.13114e-006  A 8=-1.06313e-008  A10=-1.07559e-009  
第14面
K =-1.00023e+001  A 4= 6.90199e-005  A 6=-3.08796e-007  
各種データ
ズーム比     20.00 
焦点距離       5.15     8.13    23.07   103.00  
Fナンバー      2.87     3.11     3.30     3.91  
半画角        37.9       26.3     9.49     2.15
像高           3.49     3.88     3.88     3.88  
レンズ全長   105.66    98.67   111.64   122.17  
BF            8.50     8.04     8.83     8.33  
d 5            0.78     8.42    36.61    59.17  
d11           33.20    15.64     4.89     1.62  
d12           11.86    14.79    10.33     1.57  
d19            1.26     3.97     9.01    10.99  
d21           16.73    14.48     8.65     7.17  
d24            7.47     7.01     7.80     7.30  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      80.90  
2    6      -9.85  
3   13      15.85  
4   20     -19.56  
5   22      17.52  
【００６４】
［数値実施例６］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        114.980    1.20   1.90366    31.3           
2         42.641    0.15                             
3         43.124    3.37   1.59282    68.6           
4       -192.018    0.16                             
5         35.490    2.61   1.60311    60.6           
6        149.203  (可変)                             
7        213.504    0.75   1.88300    40.8           
8          8.812    4.04                             
9        -21.897    0.65   1.71300    53.9           
10         49.832    0.15                             
11         19.595    1.80   1.94595    18.0           
12        154.459  (可変)                             
13(絞り)    ∞     (可変)                             
14*        11.364    2.98   1.58313    59.4           
15*      -108.280    3.60                             
16         25.650    0.60   1.84666    23.9           
17         10.138    0.49                             
18         15.249    2.07   1.48749    70.2           
19        -27.912    0.30                             
20          ∞     (可変)                             
21        165.797    0.60   1.48749    70.2           
22         17.437  (可変)                             
23         13.492    1.85   1.48749    70.2           
24       -193.547  (可変)                             
25*       -75.848    0.75   1.55332    71.7           
26         55.219    1.00                             
27          ∞       0.80   1.51633    64.1           
28          ∞       0.50                             
像面        ∞   
非球面データ
第14面
K = 6.70000e-001  A 4=-1.05133e-004  A 6=-6.34101e-007  A 8=-1.04927e-008  
第15面
K =-1.00023e+001  A 4= 5.28572e-005  
第25面
K =-1.10605e+004  A 4=-3.01010e-004  A 6= 5.44350e-006  
各種データ
ズーム比     19.78 
焦点距離       5.50     9.80    24.50   108.80  
Fナンバー      2.87     3.44     4.01     5.21  
半画角        36.0     22.4     9.03      2.02
像高           3.49     3.88     3.88     3.88  
レンズ全長    91.76    83.93    94.18   106.11  
BF            2.03     2.03     2.03     2.03  
d 6            0.70     5.50    22.50    41.00  
d12           33.27    20.21    10.24     2.60  
d13            9.90     5.86     3.58     1.35  
d20            1.70     6.17    11.66    14.98  
d22            8.77     8.18     4.96    11.18  
d24            7.26     7.85    11.07     4.85  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      60.31  
2    7      -9.96  
3   14      18.29  
4   21     -40.03  
5   23      25.95  
6   25     -57.63  
【００６５】
【表１】
0005489686.tif 000003
【符号の説明】
【００６６】
Ｌ１‥第１レンズ群、Ｌ２‥第２レンズ群、Ｌ３‥第３レンズ群、Ｌ４‥第４レンズ群‥Ｌ５‥第５レンズ群、Ｌ６‥第６レンズ群、ｄ‥ｄ線、ｇ‥ｇ線、Ｃ‥Ｃ線、Ｆ‥Ｆ線、ΔＭ‥メリディオナル像面、ΔＳ‥サジタル像面、ＳＰ‥絞り、ＩＰ‥結像面、Ｇ‥ＣＣＤのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック、ω‥半画角、Ｆｎｏ‥Ｆナンバー
【図９】
0005489686.tif 000004
【図１】
0005489686.tif 000005
【図２】
0005489686.tif 000006
【図３】
0005489686.tif 000007
【図４】
0005489686.tif 000008
【図５】
0005489686.tif 000009
【図６】
0005489686.tif 000010
【図７】
0005489686.tif 000011
【図８】
0005489686.tif 000012
【図１０】
0005489686.tif 000013
【図１１】
0005489686.tif 000014
【図１２】
0005489686.tif 000015
【図１３】
0005489686.tif 000016