(57)【要約】【課題】  全体が小型で、広画角でしかも全ズーム範囲にわたり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】  物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第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レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群が物体側に移動し、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であって、第４レンズ群の焦点距離ｆ４、第５レンズ群の焦点距離ｆ５、広角端から望遠端へのズーミングにおける第５レンズ群の移動量Ｍ５、広角端における全系の焦点距離ｆｗを各々適切に設定すること。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第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レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が物体側に移動し、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であって、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．０１＜ｆ５／ｆ４＜０．８０
１．８＜−Ｍ５／ｆｗ＜１０．０
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が狭まるように前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２とするとき、
１．５＜−Ｍ２／ｆｗ＜５．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第５レンズ群は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有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４レンズ群は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有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】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
１．０＜−ｆ１／ｆｗ＜１．８
なる条件式を満たす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２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
１．０＜ｆ２／ｆｗ＜２．０
なる条件式を満たす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】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
１．２＜−ｆ３／ｆｗ＜２．５
なる条件式を満たす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】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、
５．０＜ｆ４／ｆｗ＜２００．０
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、
２．０＜ｆ５／ｆｗ＜５．０
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項１１】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側へ移動した後に物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、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レンズ群の像側に配置された、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第６レンズ群を有す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】
請求項１乃至１３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像を受光する光電変換素子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、ズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置に用いる撮像光学系としては、レンズ全長が短く、全系がコンパクトで、広画角で、しかも高い光学性能（高解像力）を有するズームレンズであることが要求されている。例えば、風景撮影をする際、より広範囲を１枚の画像に抑えるべく、広い撮像画角を網羅しつつ、所望の構図への画角調整が可能な、広画角のズームレンズであることが要望されている。
【０００３】
従来、全系が小型で広画角のズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。このうち、撮影全画角が８０度〜１１０度程度の広画角のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１では、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成している。広角端での撮像全画角１０６度で、ズーム比２．１程度のズームレンズを開示している。特許文献２では、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第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レンズ群より構成している。そして広角端での撮像全画角８２度で、ズーム比２．７３程度のズームレンズを開示している。
【０００５】
この他、全系が小型で広画角のズームレンズとして、物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている（特許文献３）。特許文献３では物体側から像側へ順に、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、正の屈折力の第４レンズ群より構成している。そして広角端での撮像全画角８３度、ズーム比６程度のズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０４６２０８号公報
【特許文献２】特開２００８−２３３５８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ズームレンズにおいて広画角化及び全系の小型化及そして高解像力化を図るには、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ構成、各レンズ群の屈折力、ズームタイプ等を適切に設定することが重要になってくる。一般にネガティブリード型のズームレンズはポジティブリード型のズームレンズに比べて広画角化を図ることが比較的容易である。
【０００８】
しかしながらネガティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、広角端において撮像画角１００度程度の広画角化を図るには像側に配置するレンズ群の屈折力を適切に設定することが重要になってくる。更に、像側に配置されるレンズ群のズーミングに際しての移動量等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、広画角で諸収差を良好に補正した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。
【０００９】
本発明は、全体が小型で、広画角でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有す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】
【００１０】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第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レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が物体側に移動し、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であって、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．０１＜ｆ５／ｆ４＜０．８０
１．８＜−Ｍ５／ｆｗ＜１０．０
なる条件式を満たすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、全体が小型で、広画角でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における実施例１のズームレンズのレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）  本発明における実施例１のズームレンズの物体距離無限遠時における広角端と望遠端における収差図
【図３】本発明における実施例２のズームレンズのレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）  本発明における実施例２のズームレンズの物体距離無限遠時における広角端と望遠端における収差図
【図５】本発明における実施例３のズームレンズのレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）  本発明における実施例３のズームレンズの物体距離無限遠時における広角端と望遠端における収差図
【図７】本発明における実施例４のズームレンズのレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）  本発明における実施例４のズームレンズの物体距離無限遠時における広角端と望遠端における収差図
【図９】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第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レンズ群を有する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群が物体側に移動し、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。第５レンズ群の像側にズーミングに際して不動の正の屈折力の第６レンズ群が配置される場合もある。
【００１４】
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）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比３．９１、Ｆナンバー３．５９〜６．４３、撮像画角１０２．３８〜３５．３度程度のズームレンズである。
【００１５】
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）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．５６、Ｆナンバー３．５９〜６．３７、撮像画角１０６．０２〜４０．９２度程度のズームレンズである。
【００１６】
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）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比３．７２、Ｆナンバー３．５９〜６．３６、撮像画角９９．５４〜３５．３度程度のズームレンズである。
【００１７】
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）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比３．９１、Ｆナンバー３．５９〜５．８１、撮像画角１０２．３８〜３５．３度程度のズームレンズである。
【００１８】
図９は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。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、Ｌ０はズームレンズである。またｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
【００１９】
ＳＰは、ズームレンズの使用時に所望のＦナンバーに絞るための、開口絞りである。ＦＣは不要光を遮光するためのフレアカット絞りである。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像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。又、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。
【００２０】
非点収差図において点線のＭはｄ線のメリディオナル像面、実線のＳはｄ線のサジタル像面を表している。また、倍率色収差は、ｄ線を基準とした際のｇ線の差分を表している。ＦｎｏはＦナンバーである。ωは撮像半画角（度）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、光軸上移動可能な両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００２１】
レンズ断面図において、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。フォーカスに関する矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。
【００２２】
前述した特許文献１のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群から構成される４群ズームレンズである。全体としては、負の屈折力の第１レンズ群と、第２レンズ群以降の正の屈折力の合成レンズ群を配置する、レトロフォーカス型のパワー配置であり、撮像画角１００度を越える超広角化のズームレンズである。
【００２３】
更に、広角端から望遠端へのズーミングに際し、負の屈折力のレンズ群と正の屈折力のレンズ群の間隔を、狭めるショートズームレンズの構成を基本としている。第２レンズ群以降を正、負、正の屈折力のレンズ群に分割し、間の負の屈折力のレンズ群を正の屈折力のレンズ群に対して相対的に像側に移動させることで、変倍補助及び収差補正を行っている。レトロフォーカス型のショートズームレンズを基本とするズーム構成は、広角端の周辺画角でのサジタル像面湾曲と、望遠端の低像高での非点収差が相反して発生する傾向があった。そのため高ズーム比化が難しい。
【００２４】
特許文献２のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群から構成される５群ズームレンズである。第５レンズ群は、ズーミングに際して不動であり、その役割は、軸外光束の像面への入射をテレセントリックに近くしている。特許文献３のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群から構成される４群ズームレンズである。
【００２５】
一般的なポジティブリード型のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群の間隔を大きく広げることで、焦点距離を大きく変化させている。しかしながら、第１レンズ群が正の収束性の屈折力となるため、撮像画角100度を越える超広角化には適しておらず、広画角化を図ろうとすると第１レンズ群の有効径が著しく大型化してくる。
【００２６】
特許文献３のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を広げるだけでなく、第３レンズ群と第４レンズ群よりなる正の屈折力が強い合成レンズ群が物体側に大きく繰り出している。それにより、全系の後側主点位置を像側に近い位置から、物体側に大きく変化させている。像面から全系の後側主点までの距離は、焦点距離と等しいため、高ズーム比化にはこの動きも重要となる。
【００２７】
ズーミングに際しては、正の屈折力の強い１つのレンズ群では、その収差変動が大きく、正の屈折力のレンズ群を２つのレンズ群（第３レンズ群と第４レンズ群）に分割し、それらの間隔を変化させながら物体側に移動していることである。
【００２８】
本発明者は、ネガティブリード型のズームレンズに、このポジティブリード型の要素を加えることにより、超広画角でありながら高ズーム比が容易になることを見出した。具体的には、物体側から像側へ順に、負、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５より構成する。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を物体側に移動させるズーム構成である。
【００２９】
正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４と正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５の構成は、その相対関係に製造誤差が発生した場合の収差変動が非常に大きく、特にネガティブリードの場合は正の屈折力が強くなるため、その弊害がより顕著になってしまう。それに対し、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４と正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５の屈折力配分を、像側の第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力を強くしている。これにより主に変倍に充てて、軸上光線の入射高ｈが大きく収差が変動し易い物体側の正の屈折力を弱めにすることで、ズーム全域での収差変動を抑えつつ、製造誤差による光学性能の低下を少なくしている。
【００３０】
次に本発明のズームレンズの具体的な構成について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された次のレンズ群より構成されている。負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５を有している。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Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５が物体側に移動する。
【００３１】
そして第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５とする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第５レンズ群Ｌ５の移動量をＭ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。
０．０１＜ｆ５／ｆ４＜０．８０  ・・・（１）
１．８＜−Ｍ５／ｆｗ＜１０．０  ・・・（２）
なる条件式を満たす。
【００３２】
ここでレンズ群の移動量とは、広角端における光軸上の位置と望遠端における光軸上の位置の差に相当し、移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。広角端から望遠端のズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５が全て物体側に移動する。これにより、全系の後側主点位置を物体側に効果的に移動し、高ズーム比化を容易にしている。
【００３３】
条件式（１）は、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力と第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力配分を適正化するためのものである。条件式（１）の上限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力が弱くなると高ズーム比化が困難になる。更に第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強過ぎて、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の相対関係に製造誤差が発生した場合、光学性能の変化が大きくなってしまう。条件式（１）の下限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力が強過ぎると、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなり過ぎてしまう。
【００３４】
条件式（２）はズーミングに際しての、第５レンズ群Ｌ５の移動量を十分に確保し、変倍を効果的に得るためのものである。条件式（２）の上限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の移動量が大き過ぎると全系が大型化してくる。条件式（２）の下限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の移動量が小さすぎると、変倍効果が小さくなり、高ズーム比化が困難になる。
【００３５】
条件式（１）、（２）の数値範囲は、より好ましくは次の条件式を満たすのが良い。
０．０２＜ｆ４／ｆ５＜０．５０  ・・・（１ａ）
２．０＜−Ｍ５／ｆｗ＜４．０    ・・・（２ａ）
【００３６】
次に、本発明のズームレンズにおいて、より好ましい構成について説明する。広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量をＭ２とする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３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。
【００３７】
１．５＜−Ｍ２／ｆｗ＜５．０    ・・・（３）
１．０＜−ｆ１／ｆｗ＜１．８    ・・・（４）
１．０＜ｆ２／ｆｗ＜２．０      ・・・（５）
１．２＜−ｆ３／ｆｗ＜２．５    ・・・（６）
５．０＜ｆ４／ｆｗ＜２００．０  ・・・（７）
２．０＜ｆ５／ｆｗ＜５．０      ・・・（８）
【００３８】
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（３）は、ズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動を最適化するためのものである。条件式（３）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の移動が大き過ぎると、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなってくる。条件式（３）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の移動が小さ過ぎると、全系の後側主点位置を物体側に効果的に移動するのが難しくなり、変倍比を得るのが困難になってくる。条件式（３）の数値範囲は、より好ましくは次の条件式（３ａ）を満たすのが良い。
１．８＜−Ｍ３／ｆｗ＜３．０    ・・・（３ａ）
【００３９】
条件式（４）、（５）、（６）、（７）、（８）は、各々第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５の屈折力を最適にし、ズーミングに際しての収差変動を軽減しつつ全系の小型化を図るためのものである。条件式（４）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が弱すぎると（負の屈折力の絶対値が小さすぎると）、広角端において広画角化を図るのが困難となる。条件式（４）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が強すぎると（負の屈折力の絶対値が大きすぎると）、広角端においてサジタル像面湾曲と歪曲収差が増加し、これらの諸収差の補正が困難になる。
【００４０】
条件式（５）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が弱過ぎると、十分な変倍比を確保するのが困難となる。条件式（５）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が強すぎると、望遠端において非点収差が多く発生し、この収差の補正が困難になる。条件式（６）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が弱過ぎると、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔変化による変倍比を十分に確保するのが困難になる。条件式（６）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が強過ぎると、望遠端において球面収差が過補正となるため、好ましくない。
【００４１】
条件式（７）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が弱過ぎると、ズーミングに際して、第４レンズ群Ｌ４の移動による変倍比を十分に確保するのが困難になる。条件式（７）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強過ぎると、望遠端において球面収差が大きく発生するため、好ましくない。条件式（８）の上限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力が弱過ぎると、ズーミングに際して第５レンズ群Ｌ５の移動による変倍比を十分に確保するのが困難になる。条件式（８）の下限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の正の屈折力が強過ぎると、望遠端において球面収差が大きく発生するため、好ましくない。
【００４２】
より好ましくは、条件式（４）乃至（８）の数値範囲を次の条件式を満足するのが良い。
１．１＜−ｆ１／ｆｗ＜１．５    ・・・（４ａ）
１．２＜ｆ２／ｆｗ＜１．８      ・・・（５ａ）
１．３＜−ｆ３／ｆｗ＜２．３    ・・・（６ａ）
８．０＜ｆ４／ｆｗ＜１５０．０  ・・・（７ａ）
２．５＜ｆ５／ｆｗ＜４．０      ・・・（８ａ）
【００４３】
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が、狭まるように第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５が移動するのが良い。そうすることで、屈折力の強い第５レンズ群Ｌ５の移動をより大きくし、変倍を効果的に行うことができる。
【００４４】
第４レンズ群Ｌ４は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有するのが良い。また、第５レンズ群Ｌ５は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有するのが良い。それにより、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５が、共に正の屈折力を確保しつつ、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５内での収差を補正するのが容易となる。これらの各レンズ群がズーミングに際して大きく移動した時の、収差変動を小さくするのが容易となる。特に第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５は、前述の如く構成すると、全系の小型化が容易となる、より好ましい。
【００４５】
実施例１乃至３のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された次のレンズ群より構成されている。負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第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。また、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１が像側に移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２乃至第５レンズ群Ｌ５は全て物体側に移動している。
【００４６】
広角端に比べ望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が大きく第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が小さくなる。これによりまた第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が小さくなり、それにより収差変動を抑えながら、効果的に変倍比を行っている。
【００４７】
また、第４レンズ群Ｌ４は２枚の正レンズと１枚の負レンズからなり、第５レンズ群Ｌ５は、２枚の正レンズ１枚の負レンズから成っており、これにより第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５からの収差の発生を抑えつつ、全系の小型化を図っている。また、無限遠から至近へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｌ２を物体側に移動している。補助的に第３レンズ群Ｌ３を、広角端寄りでは物体側に、望遠端寄りでは像側に移動することで、フォーカシングに際しての収差変動を抑えている。
【００４８】
実施例４のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された次のレンズ群より構成されている。負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第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より構成されている。実施例４は他の実施例に比べて第５レンズ群Ｌ５の像側に配置されたズーミングに際して不動の正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６を有し、像面に対してテレセントリックを良くした点が異なっており、その他の各レンズ群の構成や光学作用は他の実施例と同様である。
【００４９】
次に実施例１乃至４に示したズームレンズを撮像装置に適用した実施例を、図９を用いて説明する。
【００５０】
本発明の撮像装置はズームレンズを含む交換レンズ装置と、交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱可能に接続され、ズームレンズが形成する光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体とを備えている。
【００５１】
図９は一眼レフカメラの要部概略図である。図９において１０は実施例１乃至４のズームレンズ１を有する撮影レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影レンズ１０の像形成装置に配置された焦点板４より構成されている。更に焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６などによって構成されている。
【００５２】
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の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（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。実施例１乃至４にて説明した利益は本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。撮像装置としてクイックリターンミラー３のないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
【００５３】
次に本発明の実施例１乃至４の数値データ１乃至４を示す。各数値データにおいてｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する材料の屈折率、アッベ数を示す。また第ｉ面の有効径も示す。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離で示している。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。
【００５４】
また焦点距離、Ｆナンバーを示す。半画角は全系の撮像画角の半分である。像高は半画角を決定する最大像高である。また、ズームレンズ群データは、各レンズ群の焦点距離、光軸上の長さ、前側主点位置、後側主点位置を表している。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を円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数としたとき、
【００５５】
【数１】
2018159822.tif 000003
なる式で表している。また［ｅ＋Ｘ］は［×１０＋Ｘ］を意味し、［ｅ−Ｘ］は［×１０＋Ｘ］を意味している。非球面は面番号の後に＊を付加して示す。また、各光学面の間隔dが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。また前述の各パラメータ及び各条件式と数値データの関係を表１に示す。
【００５６】
（数値データ１）
単位mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       537.395    2.50   1.88300    40.8       56.80
2         23.089   14.52                         40.66
3*       -45.137    2.00   1.58313    59.4       40.56
4*      4062.439    0.72                         39.60
5         49.164    3.23   1.85478    24.8       39.50
6         87.076  (可変)                         38.97
7*        36.237    2.58   1.76385    48.5       25.07
8        101.109    1.10   1.85478    24.8       24.70
9         33.901    3.80   1.60311    60.6       23.98
10       -221.959    0.15                         23.70
11         45.081    3.44   1.76385    48.5       22.94
12        -90.154  (可変)                         22.64
13      -2966.530    0.80   1.77250    49.6       16.99
14         25.017    2.48                         15.86
15        -37.188    0.80   1.69680    55.5       15.70
16         25.659    3.06   1.84666    23.8       15.99
17       -115.833  (可変)                         16.23
18          ∞     (可変)                         14.96(絞り)
19          ∞     (可変)                         16.86(フレアーカット絞り)
20         30.222    5.05   1.43875    94.9       17.73
21        -24.058    0.15                         17.88
22        -71.604    4.29   1.59551    39.2       17.88
23        -15.776    1.10   1.85478    24.8       18.10
24        170.926  (可変)                         19.31
25         28.323    5.54   1.49700    81.5       24.00
26        -68.965    0.15                         24.27
27        239.109    1.40   1.91082    35.3       24.34
28         16.336    7.17   1.78472    25.7       24.17
29*       297.265                                 24.49
【００５７】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.63907e-005  A 6=-3.32613e-008  A 8= 4.50042e-011  A10=-3.33068e-014  A12= 1.04006e-017  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.31914e-005  A 6= 2.33947e-008  A 8=-1.72221e-010  A10= 1.71151e-013  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.10872e-005  A 6=-1.06760e-009  A 8=-2.17700e-010  A10= 3.11083e-013  A12=-7.00040e-017  
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.12653e-006  A 6= 1.85190e-009  A 8=-4.40286e-011  A10= 1.04698e-013  
第29面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.30886e-005  A 6= 6.55276e-009  A 8= 1.09610e-011  A10=-3.20778e-014  
各種データ
ズーム比      3.91 
広角     中間     望遠
焦点距離      17.40    35.00    68.00  
Fナンバー      3.59     4.42     6.43  
半画角（度）   51.19    31.72    17.65  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   168.43   152.82   168.45  
BF            38.41    52.81    82.55  
d 6           37.50    11.29     1.00  
d12            2.50     8.69    15.02  
d17           11.42     5.73     1.22  
d18            1.10     4.91     1.80  
d19            7.00     0.00     0.00  
d24            4.45     3.34     0.80  
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     -22.45        22.98         3.12        -15.46
2    7      24.91        11.07         3.25         -3.63
3   13     -27.55         7.14         0.31         -4.85
4   18       ∞           0.00         0.00         -0.00
5   19       ∞           0.00         0.00         -0.00
6   20     194.43        10.60       -20.13        -24.48
7   25      53.71        14.27        -0.88         -9.27
【００５８】
（数値データ２）
単位mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       278.277    2.50   1.88300    40.8       54.58
2         21.191   14.52                         38.31
3*       -44.561    2.00   1.58313    59.4       38.19
4*       155.886    1.55                         37.25
5         46.200    3.49   1.85478    24.8       37.36
6        103.429  (可変)                         36.91
7*        42.949    2.19   1.76385    48.5       24.33
8        134.880    0.66                         23.97
9       -348.252    1.10   1.85478    24.8       24.00
10         63.875    3.09   1.60311    60.6       23.52
11        -65.667    0.15                         23.36
12         43.352    2.98   1.76385    48.5       22.00
13        -93.530  (可変)                         21.50
14        817.534    0.80   1.77250    49.6       15.52
15         31.483    1.99                         15.20
16        -52.287    0.80   1.69680    55.5       15.22
17         22.300    2.87   1.84666    23.8       15.62
18        728.846  (可変)                         15.73
19          ∞     (可変)                         14.60(絞り)
20          ∞     (可変)                         16.22(フレアーカット絞り)
21         31.963    4.57   1.43875    94.9       16.38
22        -21.134    0.15                         16.27
23        -36.010    3.76   1.59551    39.2       15.86
24        -13.855    1.10   1.85478    24.8       16.27
25       -737.997  (可変)                         17.63
26         33.521    6.23   1.49700    81.5       24.37
27        -36.964    0.15                         24.76
28       -457.723    1.40   1.91082    35.3       24.71
29         16.353    7.98   1.78472    25.7       24.81
30*      -428.902                                 25.27
【００５９】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.81592e-005  A 6=-3.58875e-008  A 8= 4.56162e-011  A10=-3.23858e-014  A12= 1.00283e-017  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.12827e-005  A 6= 2.55821e-008  A 8=-1.60949e-010  A10= 1.46359e-013  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.16805e-005  A 6=-6.28367e-009  A 8=-2.31433e-010  A10= 3.19790e-013  A12=-5.30362e-017  
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.44331e-006  A 6= 3.32402e-009  A 8=-6.66211e-011  A10= 1.91836e-013  
第30面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.11558e-005  A 6= 7.60568e-009  A 8=-2.15656e-011  A10= 9.08224e-014  
各種データ
ズーム比      3.56 
広角     中間     望遠
焦点距離      16.30    24.10    58.00  
Fナンバー      3.59     3.94     6.37  
半画角（度）  53.01    41.92    20.46  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   168.47   154.71   168.42  
BF            38.42    45.65    83.75  
d 6           36.82    19.15     1.00  
d13            2.50     5.94    13.53  
d18           11.17     5.94     1.54  
d19            0.15     7.61     1.80  
d20            7.00     0.00     0.00  
d25            6.41     4.41     0.80  
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     -21.03        24.05         3.12        -16.57
2    7      25.72        10.17         3.89         -2.66
3   14     -31.58         6.46         0.93         -3.52
4   19       ∞           0.00         0.00         -0.00
5   20       ∞           0.00         0.00         -0.00
6   21     530.62         9.57       -46.28        -48.36
7   26      49.88        15.75         1.30         -8.35
【００６０】
（数値データ３）
単位mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       958.723    2.50   1.88300    40.8       55.17
2         22.813   14.52                         39.99
3*       -38.999    2.00   1.49700    81.5       39.93
4*    -33506.626    0.15                         39.49
5         52.371    2.40   1.85478    24.8       39.60
6         72.902    0.56                         39.21
7         56.416    2.84   1.83400    37.2       39.02
8        101.653  (可変)                         38.53
9*        45.339    2.40   1.76385    48.5       23.84
10        237.789    0.15                         23.71
11        273.374    1.10   1.85478    24.8       23.70
12         43.549    3.01   1.60311    60.6       23.45
13       -332.206    0.15                         23.41
14         52.749    3.24   1.76385    48.5       23.25
15        -88.960  (可変)                         22.96
16       -200.548    0.80   1.77250    49.6       16.78
17         39.184    2.22                         16.52
18        -41.141    0.80   1.69680    55.5       16.56
19         29.007    3.17   1.84666    23.8       17.20
20       -103.548  (可変)                         17.42
21          ∞     (可変)                         16.11(絞り)
22          ∞     (可変)                         17.84(フレアーカット絞り)
23         29.561    4.84   1.43875    94.9       18.02
24        -27.075    0.15                         17.93
25        -78.232    4.00   1.59551    39.2       17.61
26        -16.308    1.00   1.85478    24.8       17.72
27        179.749  (可変)                         18.77
28         45.338    5.32   1.43875    94.9       21.73
29        -25.317    0.15                         22.10
30*       152.185    6.95   1.80518    25.4       21.95
31        -15.432    1.30   1.91082    35.3       21.85
32         69.476                                 22.32
【００６１】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.73141e-005  A 6=-3.50886e-008  A 8= 4.58424e-011  A10=-3.29609e-014  A12= 9.89773e-018  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.25182e-005  A 6= 3.15320e-008  A 8=-1.56515e-010  A10= 1.37594e-013  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.37748e-005  A 6=-1.53200e-009  A 8=-2.14416e-010  A10= 3.29698e-013  A12=-1.58448e-016  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.16122e-006  A 6=-2.95417e-009  A 8=-5.24604e-012  A10=-2.08528e-015  
第30面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.11142e-005  A 6= 5.89982e-009  A 8=-1.17086e-010  A10= 5.84177e-013  
各種データ
ズーム比     3.72 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.30    29.41    68.00  
Fナンバー      3.59     4.11     6.36  
半画角（度）  49.77    36.34    17.65  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   168.46   154.65   168.42  
BF            38.44    47.16    81.23  
d 8           41.80    19.60     1.00  
d15            2.50     7.03    16.73  
d20            9.39     6.39     1.13  
d21            0.06     5.08     1.80  
d22            7.00     0.00     0.00  
d27            3.54     3.66     0.80  
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     -25.30        24.97         1.76        -18.70
2    9      29.23        10.06         3.11         -3.12
3   16     -37.56         6.99        -0.10         -5.08
4   21       ∞           0.00         0.00         -0.00
5   22       ∞           0.00         0.00         -0.00
6   23     211.59         9.98       -20.65        -24.75
7   28      66.88        13.72        -4.76        -11.93
【００６２】
（数値データ４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       913.210    2.50   1.88300    40.8       57.69
2         24.742   14.48                         42.00
3*       -47.270    2.00   1.58313    59.4       41.87
4*      -330.989    0.80                         41.12
5         70.885    2.15   1.85478    24.8       40.52
6        112.075  (可変)                         40.12
7*        40.650    1.78   1.76385    48.5       26.45
8         73.195    1.10   1.85478    24.8       26.20
9         34.908    3.57   1.60311    60.6       25.60
10       -297.365    0.15                         25.45
11         40.971    3.99   1.76385    48.5       24.93
12        -72.737  (可変)                         24.64
13        -91.152    0.80   1.88300    40.8       16.72
14         27.260    1.84                         15.73
15        -50.471    0.80   1.60311    60.6       15.71
16         21.944    2.88   1.84666    23.8       15.58
17       -141.090  (可変)                         15.41
18          ∞     (可変)                         14.76(絞り)
19          ∞     (可変)                         15.16(フレアーカット絞り)
20         42.515    4.63   1.43875    94.9       16.85
21        -21.437    0.15                         17.12
22        -57.542    4.37   1.60342    38.0       16.97
23        -14.027    1.10   1.85478    24.8       17.34
24        231.756  (可変)                         18.90
25         33.115    6.01   1.49700    81.5       23.13
26        -33.760    0.15                         23.55
27       -491.452    1.40   1.91082    35.3       23.70
28         19.472    5.63   1.84666    23.8       24.04
29*       118.661  (可変)                         24.33
30         55.367    2.86   1.60562    43.7       36.99
31        100.000                                 36.93
【００６３】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.58562e-005  A 6=-3.31791e-008  A 8= 4.52460e-011  A10=-3.35869e-014  A12= 1.06772e-017  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.07581e-005  A 6= 2.53833e-008  A 8=-1.80510e-010  A10= 1.73174e-013  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.69573e-005  A 6=-1.07657e-009  A 8=-2.18821e-010  A10= 3.27434e-013  A12=-8.77530e-017  
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.25750e-006  A 6=-1.40330e-009  A 8=-3.97784e-011  A10= 1.00700e-013  
第29面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.16893e-005  A 6= 1.26994e-008  A 8=-2.89396e-011  A10= 2.18279e-013  
各種データ
ズーム比      3.91 
広角     中間     望遠
焦点距離      17.40    35.00    68.00  
Fナンバー      3.59     4.44     5.81  
半画角（度）  51.19    31.72    17.65  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   166.61   156.30   168.46  
BF            38.90    38.91    38.94  
d 6           36.78    11.54     1.00  
d12            2.50     8.89    17.53  
d17           12.16    11.20     1.31  
d18            0.15    -0.01     1.80  
d19            7.00     0.00     0.00  
d24            3.49     3.98     0.80  
d29            0.50    16.66    41.94  
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     -22.95        21.93         3.29        -14.79
2    7      24.10        10.60         3.28         -3.26
3   13     -27.96         6.32        -0.46         -4.92
4   18       ∞           0.00         0.00         -0.00
5   19       ∞           0.00         0.00         -0.00
6   20     2431.14        10.25      -246.41       -229.76
7   25      55.30        13.19        -1.12         -8.73
8   30     200.00         2.86        -2.16         -3.90
【００６４】
【表１】
2018159822.tif 000004
【符号の説明】
【００６５】
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
【図１】
2018159822.tif 000005
【図２】
2018159822.tif 000006
【図３】
2018159822.tif 000007
【図４】
2018159822.tif 000008
【図５】
2018159822.tif 000009
【図６】
2018159822.tif 000010
【図７】
2018159822.tif 000011
【図８】
2018159822.tif 000012
【図９】
2018159822.tif 000013