(57)【要約】    【課題】  高ズーム比で前玉有効径が小型であり、かつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型の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、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レンズ群より構成され、広角端に対して望遠端において該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が増大し、該第２レンズ群と該第３レンズ群の間隔が減少し、該第３レンズ群と該第４レンズ群の間隔が変化し、該第４レンズ群と該第５レンズ群の間隔が増大するように各レンズ群が移動するズームレンズであって、該第２レンズ群の焦点距離ｆ２、広角端における全系の焦点距離ｆｗ、該第４レンズ群の広角端から望遠端へのズーミングにおける移動量Ｍ４、広角端および望遠端における該第３レンズ群と該第４レンズ群の間隔Ｄ３４ｗ、Ｄ３４ｔを各々適切に設定すること。【選択図】    図１
2011075975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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レンズ群より構成され、
広角端に対して望遠端において該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が増大し、該第２レンズ群と該第３レンズ群の間隔が減少し、該第３レンズ群と該第４レンズ群の間隔が変化し、該第４レンズ群と該第５レンズ群の間隔が増大するように各レンズ群が移動するズームレンズであって、
該第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、該第４レンズ群の広角端から望遠端へのズーミングにおける移動量をＭ４、広角端および望遠端における該第３レンズ群と該第４レンズ群の間隔を各々Ｄ３４ｗ、Ｄ３４ｔとするとき、
０．５＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０
−６．０＜Ｍ４／ｆｗ＜−２．９
０．０１＜（Ｄ３４ｔ−Ｄ３４ｗ）／ｆｗ＜１．５０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜１５．０
なる条件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。
【請求項３】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
１．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０
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４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜６．０
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５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
３．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．０
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】
前記第４レンズ群は１枚の負レンズより構成され、該負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ４ａ、Ｒ４ｂとするとき、
−０．７＜（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）＜０．９
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４レンズ群は１枚の負レンズより構成され、該負レンズの材料のアッベ数をν４とするとき、
６５＜ν４
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】
前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との広角端と望遠端における間隔を各々Ｄ４５ｗ、Ｄ４５ｔとするとき、
１．５＜（Ｄ４５ｔ−Ｄ４５ｗ）／ｆｗ＜６．０
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】
請求項１乃至８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固体撮像素子を有してい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、例えばビデオカメラ、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、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置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（小型）で高ズーム比（高変倍比）で、しかも高解像力のズームレンズであることが要求されている。これらの要求に応える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。ポジティブリード型のズームレンズとして、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ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８７６８１号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般にズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化を図るには、主変倍レンズ群の屈折力を強めてズーミングの際に主変倍レンズ群の移動量を増大すれば良い。しかしながら主変倍レンズ群の屈折力を強めて、移動量を増加させると高ズーム比化は容易になるがズーミングの際の収差変動が増加し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが困難になる。
【０００５】
前述した５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３、第４レンズ群のズーミングに伴う移動条件や第２レンズ群の屈折力（焦点距離の逆数）等を適切に設定することが重要となってくる。これらの構成を適切に設定しないと前玉有効径の小型化を図り、かつ高ズーム比を確保しつつ、全ズーム範囲で高い光学性能を得るのが大変困難になってくる。
【０００６】
本発明は、高ズーム比で前玉有効径が小型であり、かつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型の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】
【０００７】
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、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、
広角端に対して望遠端において該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が増大し、該第２レンズ群と該第３レンズ群の間隔が減少し、該第３レンズ群と該第４レンズ群の間隔が変化し、該第４レンズ群と該第５レンズ群の間隔が増大するように各レンズ群が移動するズームレンズであって、
該第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、該第４レンズ群の広角端から望遠端へのズーミングにおける移動量（符号は像側に移動する場合を正）をＭ４、広角端および望遠端における該第３レンズ群と該第４レンズ群の間隔を各々Ｄ３４ｗ、Ｄ３４ｔとするとき、
０．５＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０
−６．０＜Ｍ４／ｆｗ＜−２．９
０．０１＜（Ｄ３４ｔ−Ｄ３４ｗ）／ｆｗ＜１．５０
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高ズーム比で前玉有効径が小型であり、かつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図４】Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例５の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図１１】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】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成されている。ズーミングに際しては、広角端に対して望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化する。更に第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が増大するように各レンズ群が移動する。
【００１１】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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）、中間のズーム位置、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）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比１３．３３、開口比３．２１〜６．０８程度のズームレンズである。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比１２．００、開口比３．３２〜６．０９程度のズームレンズである。
【００１２】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比１４．０２、開口比３．４３〜６．０９程度のズームレンズである。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比１３．４４、開口比２．９４〜６．０９程度のズームレンズである。
【００１３】
図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比１３．６５、開口比２．８１〜６．０９程度のズームレンズである。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。本発明のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置や望遠鏡、双眼鏡の観察装置、複写機、プロジェクター等の光学機器に用いられるものである。レンズ断面図において左方が前方（物体側、拡大側）で右方が後方（像側、縮小側）である。レンズ断面図において、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。
【００１４】
次に各実施例のズームレンズの特徴について説明する。各実施例のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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、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。ＳＰは開放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。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）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影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。
【００１５】
収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。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て各レンズ群が移動しており、各レンズ群間隔が次のように変化する。すなわち、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群Ｌ４との間隔が変化し、第４レンズ群と第５レンズ群Ｌ５の間隔が増大する。
【００１６】
このとき、広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４は物体側に位置している。また、第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡を描いて移動しており、第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動している。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、光軸方向に関して、第３レンズ群Ｌ３内に配置している。開口絞りＳＰをこのように配置することにより望遠端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が詰められるため、ズーミングのための第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔変化量を十分確保することができる。これにより高ズーム比のズームレンズを得ている。
【００１７】
各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の屈折力をある程度強めることで広角端において第１レンズ群Ｌ１と開口絞りＳＰとの距離を小さくしている。これにより第１レンズ群Ｌ１のレンズ有効径を小型にしている。また第３レンズ群Ｌ３、第５レンズ群Ｌ５の屈折力をある程度強めることで開口絞りＳＰから像面ＩＰまでの距離を小さくしている。これにより広角端においてレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短縮している。
【００１８】
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て第１レンズ群Ｌ１を物体側に移動させ、広角端よりも望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を広げることで変倍作用を得ている。さらに広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させて広角端に比べて望遠端の第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を狭めることで変倍作用を得ている。さらに広角端に比べて望遠端において第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を広げることで変倍作用を得ている。このように変倍作用を複数のレンズ群で分担することにより高ズーム比としながらズーミングのための各レンズ群の移動ストロークを短縮するとともに望遠端においてレンズ全長が増大するのを軽減している。変倍に伴うピント変動については第５レンズ群が物体側へ凸形状となる軌跡で移動して補正している。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第１レンズ群Ｌ１もしくは第５レンズ群Ｌ５を物体側に移動させることで行っている。
【００１９】
以上のようなレンズ構成とすることで広角端および望遠端においてレンズ全長の増大を軽減しつつ高ズーム比化を図っている。なお各実施例において任意のレンズ群を光軸に対し垂直な方向の成分を持つように移動させてズームレンズが振動したときの像ぶれの補正を行うようにしても良い。
【００２０】
次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。以下、特に断りがない限り物体側から像側への順である。第１レンズ群Ｌ１は負レンズ１１と正レンズ１２とを接合した接合レンズ１４、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで１３構成している。各実施例のズームレンズでは小型で高ズーム比とするために第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めている。このとき第１レンズ群Ｌ１内で発生する諸収差、特に望遠側において球面収差が多く発生してくる。そこで第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を接合レンズ１４と正レンズ１３で分担しこれらの諸収差の発生を低減している。なお正レンズ１２にはアッベ数が８０を越える低分散材料を用いている。これにより望遠側において軸上色収差と倍率色収差を良好に補正している。
【００２１】
第２レンズ群Ｌ２は屈折力の絶対値が物体側に比べて像側に強く、像側の面が凹形状の負レンズ２１、両凹形状の負レンズ２２、物体側の面が凸形状の正レンズ２３で構成している。各実施例のズームレンズでは広角端において広い画角を得ながら第１レンズ群Ｌ１の有効径を小型にするために第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めている。このとき第２レンズ群Ｌ２で発生する諸収差、特に広角側において像面彎曲、望遠側において球面収差が多く発生してくる。各実施例では第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を２つの負レンズで分担しこれら諸収差の発生を低減している。このようなレンズ構成により広画角化を図りながら前玉有効径の小型化と高い光学性能を得ている。なお正レンズ２３にアッベ数が20より小さい高分散材料を用いることで色消しのために必要な第２レンズ群Ｌ２の各レンズの屈折力をなるべく小さくなるようにしている。これによりレンズ枚数を抑えて小型化を図っている。各実施例では第２レンズ群Ｌ２を２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成している。
【００２２】
第３レンズ群Ｌ３は物体側の面が凸形状の正レンズ３１、像側の面が凹形状の負レンズ３２、正レンズ３３で構成している。第３レンズ群Ｌ３の変倍作用を強めるとともに広角端においてレンズ全長を短縮するために第３レンズ群Ｌ３の屈折力を強めている。このとき第３レンズ群Ｌ３で発生する諸収差、特にズーム全域に渡り球面収差、コマ収差、軸上色収差が多く発生してくる。そこで第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力を２枚の正レンズで分担することによりこれらの諸収差の発生を低減している。なお負レンズ３２にアッベ数が20より小さい高分散材料を用いることで色消しのために必要な第３レンズ群Ｌ３の各レンズの屈折力を抑えている。これによりレンズ枚数を抑えて小型化を図っている。各実施例では２枚の正レンズと、１枚の負レンズで構成している。
【００２３】
第４レンズ群Ｌ４は１つの負レンズ４１のみで構成している。各実施例では少ないレンズ枚数で第４レンズ群Ｌ４を構成することで薄型化、軽量化を図っている。なお負レンズ４１はアッベ数が比較的大きい（アッベ数６７以上）低分散な材料を用いて変倍に伴う色収差変動を低減している。第５レンズ群Ｌ５は正レンズ５１と負レンズ５２とを接合した接合レンズ５３で構成している。接合レンズ５３とすることで第５レンズ群Ｌ５の屈折力を強めた場合でもズーム全域にて倍率色収差の発生を良好に抑えている。
【００２４】
各実施例において第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第４レンズ群Ｌ４の広角端から望遠端へのズーミングにおける移動量（符号は像側に移動する場合を正）をＭ４とする。広角端および望遠端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔（空気間隔）を各々Ｄ３４ｗ、Ｄ３４ｔとする。このとき、
０．５＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０      ‥‥‥（１）
−６．０＜Ｍ４／ｆｗ＜−２．９      ‥‥‥（２）
０．０１＜（Ｄ３４ｔ−Ｄ３４ｗ）／ｆｗ＜１．５０        ‥‥‥（３）
なる条件を満足している。
【００２５】
条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて屈折力が弱すぎると第２レンズ群Ｌ２の変倍作用が薄れ、移動量を少なくしつつ、高ズーム比を得るのが困難になる。高ズーム比化を図るために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Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔変化を増加させると望遠端においてレンズ全長が増大し全系の小型化が困難になる。また下限を超えて屈折力が強すぎると第２レンズ群Ｌ２より広角側において像面彎曲、望遠側において球面収差が多く発生してくるので良くない。
【００２６】
条件式（２）は第４レンズ群Ｌ４の移動量を規定する式である。上限を超えて第４レンズ群Ｌ４の物体側への移動量が小さすぎると変倍作用が弱まり高ズーム比化が困難になる。このとき第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めて変倍作用を補おうとすると望遠側において球面収差が多く発生してくるので良くない。また第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めて変倍作用を補おうとすると広角側において像面彎曲、望遠側において球面収差が多く発生してくるので良くない。また下限を超えて物体側への移動量が大きすぎると望遠端においてレンズ全長が増大し全系の小型化が困難になる。
【００２７】
条件式（３）は広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔の変化量を規定する式である。上限を越えて間隔の変化量が大きすぎるとズーミングにともなう倍率色収差の変動が大きくなるので良くない。また下限を超えて間隔の変化量が小さすぎると第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔を変えて変倍を行う変倍作用が弱まる。高ズーム比を図るために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Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔変化を大きくすると望遠端においてレンズ全長が増大してくるので良くない。更に好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００２８】
０．７＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．９      ‥‥‥（１ａ）
−５．５＜Ｍ４／ｆｗ＜−２．９      ‥‥‥（２ａ）
０．０２＜（Ｄ３４ｔ−Ｄ３４ｗ）／ｆｗ＜１．２０        ‥‥‥（３ａ）
以上のように各実施例によれば、ポジティブリード型のズームレンズにおいて、レンズ全長が短く前玉有効径が小型で、さらに高ズーム比としながらズーム全域に渡り諸収差が良好に補正され高い光学性能が得られる。各実施例において更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。
【００２９】
第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３、ｆ４、ｆ５とする。第４レンズ群Ｌ４は１枚の負レンズＧ４１にて構成され、負レンズＧ４１の物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ４ａ、Ｒ４ｂとする。また負レンズＧ４１の材料のアッベ数をν４とする。広角端と望遠端における第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔を各々Ｄ４５ｗ、Ｄ４５ｔとする。このとき次の条件のうち１以上を満足するのが良い。
【００３０】
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜１５．０      ‥‥‥（４）
１．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０        ‥‥‥（５）
２．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜６．０    ‥‥‥（６）
３．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．０        ‥‥‥（７）
−０．７＜（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）＜０．９    ‥‥‥（８）
６５＜ν４                        ‥‥‥（９）
１．５＜（Ｄ４５ｔ−Ｄ４５ｗ）／ｆｗ＜６．０    ‥‥‥（１０）
条件式（４）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱すぎると変倍作用が弱まる。そこでズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量を増やして変倍作用を補おうとすると望遠端において全長が増大してくるので良くない。また第３レンズ群Ｌ３の屈折力を強めて変倍作用を補おうとすると球面収差、コマ収差、軸上色収差等の諸収差が多く発生してくる。収差補正のためにレンズ枚数を増加するとレンズ群の厚みが増大し全系の小型化が困難になる。条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強すぎると望遠側において第１レンズ群Ｌ１より球面収差が多く発生してくる。収差補正のためにレンズ枚数を増加すると第１レンズ群Ｌ１が大型化し前玉有効径が増大してくるので好ましくない。
【００３１】
条件式（５）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱すぎると第３レンズ群Ｌ３の変倍作用が薄れ高ズーム比が困難となる。そこで、ズーミングに際して第３レンズ群の移動量を増大させて変倍比を補おうとすると望遠端においてレンズ全長が増大してくるので良くない。条件式（５）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強すぎるとズーム全域において第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差、軸上色収差等が多く発生してくるので良くない。
【００３２】
条件式（６）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱すぎると変倍作用が弱まり高ズーム比化が困難になる。そこで、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４の移動量を増大させて変倍比を補おうとすると望遠端においてレンズ全長が増大してくるので良くない。条件式（６）の下限を超えて第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強すぎるとズーム全域に渡り球面収差、軸上色収差等が多く発生してくる。このときの収差補正のためにレンズ枚数を増やすと全系の小型化が困難になる。
【００３３】
条件式（７）は第５レンズ群Ｌ５の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて第５レンズ群Ｌ５の屈折力が弱すぎると第５レンズ群Ｌ５でフォーカスするときのピント変動を補正する効果が薄れフォーカシングのための移動量が長くなってくる。これにより迅速なフォーカシングが困難になってくる。条件式（７）の下限を超えて第５レンズ群Ｌ５の屈折力が強すぎるとペッツバール和が増大しズーム全域にて像面彎曲が増大してくる。レンズ枚数を増やせば像面彎曲の発生を抑えることはできるが、この場合はレンズ重量が増大するため第５レンズ群Ｌ５を駆動するための駆動力が増大してくるので良くない。
【００３４】
条件式（８）は第４レンズ群Ｌ４の負レンズの形状因子を規定する式である。条件式（８）の値が０より大きいと像側のレンズ面が像側に凹面を向けた形状となる。上限を越えて像側のレンズ面の曲率がきつくなりすぎるとズーム全域に渡り軸外光束において非点隔差が多く発生してくる。条件式（８）の値が０より小さいと物体側のレンズ面が物体側に凹面を向けた形状となる。下限を超えて物体側のレンズ面の曲率がきつくなりすぎるとズーム全域に渡り球面収差、軸上色収差等が多く発生してくる。
【００３５】
条件式（９）は第４レンズ群Ｌ４の負レンズの材料のアッベ数を規定する式である。下限を超えてアッベ数が小さすぎると、すなわち分散が大きすぎると第４レンズ群Ｌ４より倍率色収差が多く発生してくる。特に高ズーム比化した際にズーム全域にて倍率色収差を低減することが難しくなる。
【００３６】
条件式（１０）はズーミングにおける第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔変化量を規定する式である。上限を越えて間隔変化量が大きすぎる場合は望遠端において第５レンズ群Ｌ５の位置が比較的像側にある場合である。この場合は第５レンズ群Ｌ５の横倍率が大きくなり第５レンズ群Ｌ５でフォーカスするときのピント補正効果が弱まる。結果として第５レンズ群Ｌ５でフォーカスを行うときのフォーカス移動量が増大し迅速なフォーカシングが難しくなる。下限を超えて間隔変化量が小さすぎる場合は望遠端において第５レンズ群Ｌ５の位置が比較的物体側にある場合である。この場合は広角端から望遠端へのズーミングに際して第５レンズ群Ｌ５の移動ストロークが長くなるため駆動手段が大型化してくるので良くない。更に好ましくは条件式（４）〜（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３７】
５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１４．０      ‥‥‥（４ａ）
１．３＜ｆ３／ｆｗ＜２．７        ‥‥‥（５ａ）
３．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜５．９    ‥‥‥（６ａ）
３．４＜ｆ５／ｆｗ＜６．７        ‥‥‥（７ａ）
−０．５＜（Ｒ４ａ＋Ｒ４ｂ）／（Ｒ４ａ−Ｒ４ｂ）＜０．７  ‥‥‥（８ａ）
６７＜ν４                        ‥‥‥（９ａ）
２．０＜（Ｄ４５ｔ−Ｄ４５ｗ）／ｆｗ＜５．５    ‥‥‥（１０ａ）
以上のように各実施例によれば、レンズ全長が短く前玉有効径が小型で、さらにズーム比１２以上の高ズーム比のズームレンズが得られる。
【００３８】
次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、ｉは物体側からの面の順序を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径である。ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の材料のガラスのｄ線に対する屈折率、アッベ数である。最終の２つの面はガラスブロックである。各数値実施例ではガラスブロックを第６レンズ群（焦点距離∞）として示している。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を各々非球面係数としたとき
【００３９】
【数１】
2011075975.tif 000003
【００４０】
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。ＢＦはバックフォーカスであり、レンズ最終面から近軸像面までの距離（バックフォーカス）を空気換算したものである。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を加えたものである。非球面は面番号の後に*を付加して示す。前述の各条件式と数値実施例における諸数値の関係を表１に示す。
【００４１】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         47.198    0.90   1.84666    23.9           
2         28.488    2.50   1.49700    81.5           
3        539.546    0.20                             
4         27.858    1.95   1.69680    55.5           
5        130.634  (可変)                             
6       -142.993    1.03   1.85135    40.1           
7*         5.724    2.27                             
8        -32.718    0.60   1.80400    46.6           
9         20.754    0.20                             
10         10.630    1.40   1.94595    18.0           
11         41.156  (可変)                             
12*         7.790    1.40   1.58313    59.4           
13*       -42.498    0.92                             
14(絞り)    ∞       1.48                             
15         14.621    0.60   1.94595    18.0           
16          7.752    0.51                             
17         38.232    1.45   1.60311    60.6           
18        -10.112  (可変)                             
19        -22.588    0.50   1.48749    70.2           
20         23.874  (可変)                             
21         15.072    2.00   1.69680    55.5           
22        -42.895    0.60   1.72825    28.5           
23        240.459  (可変)                             
24          ∞       0.80   1.51633    64.1           
25          ∞       0.90                             
像面        ∞   
非球面データ
第7面
K =-1.12918e+000  A 4= 7.09263e-004  A 6= 1.64697e-005  A 8=-3.81294e-007  A10= 1.79401e-008  
第12面
K =-1.22101e+000  A 4= 4.95648e-005  A 6= 7.55352e-006  A 8= 3.03893e-006  A10=-1.83896e-007  
第13面
K =-1.36363e+002  A 4= 9.00236e-007  A 6= 2.00697e-005  A 8= 2.20070e-006  A10=-1.36759e-007  
各種データ
ズーム比     13.32 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.12    17.53    68.25  
Fナンバー      3.21     4.62     6.08  
画角          37.59    12.51     3.20  
像高           3.33     3.88     3.88  
レンズ全長    48.61    56.13    75.70  
BF             6.85    13.90     7.26  
d 5            0.95    11.54    25.33  
d11           15.79     4.21     0.71  
d18            1.90     2.57     3.04  
d20            2.51     3.39    18.85  
d23            5.52    12.48     5.84  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      41.07  
2    6      -6.74  
3   12      10.27  
4   19     -23.73  
5   21      23.41  
6   24       ∞    
【００４２】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         54.074    1.00   1.84666    23.9           
2         32.302    3.20   1.49700    81.5           
3        360.632    0.20                             
4         30.037    2.60   1.69680    55.5           
5        117.051  (可変)                             
6       -208.724    1.03   1.85135    40.1           
7*         5.185    3.33                             
8        -99.402    0.60   1.80400    46.6           
9         27.189    0.20                             
10         11.929    1.40   1.94595    18.0           
11         39.178  (可変)                             
12*         7.196    1.30   1.58313    59.4           
13*       -29.560    1.00                             
14(絞り)    ∞       1.00                             
15         14.252    0.60   1.92286    18.9           
16          7.037    0.40                             
17        411.445    1.20   1.60311    60.6           
18         -7.895  (可変)                             
19        -38.702    0.50   1.48749    70.2           
20         16.344  (可変)                             
21         14.606    2.00   1.69680    55.5           
22        -27.378    0.60   1.84666    23.9           
23        186.352  (可変)                             
24          ∞       0.80   1.51633    64.1           
25          ∞       0.40                             
像面        ∞   
非球面データ
第7面
K =-1.20106e+000  A 4= 6.85364e-004  A 6= 7.17245e-006  A 8=-4.36880e-008  A10= 1.09840e-009  
第12面
K =-9.75517e-001  A 4= 3.91334e-005  A 6= 3.84575e-006  A 8= 2.18563e-008  A10= 2.82694e-007  
第13面
K =-1.08163e+002  A 4=-5.59344e-005  A 6= 3.70488e-005  A 8=-2.66289e-006  A10= 4.33412e-007  
各種データ
ズーム比     12.00 
広角     中間     望遠
焦点距離       4.10    13.85    49.20  
Fナンバー      3.32     4.64     6.09  
画角          44.06    15.48     4.44  
像高           3.33     3.88     3.88  
レンズ全長    49.90    55.28    77.13  
BF             6.78    11.14     8.40  
d 5            0.70    12.38    28.41  
d11           17.68     4.21     0.50  
d18            0.50     1.06     0.70  
d20            2.08     4.34    16.95  
d23            5.85    10.21     7.48  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      48.27  
2    6      -7.20  
3   12       9.50  
4   19     -23.50  
5   21      26.10  
6   24       ∞    
【００４３】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         47.512    0.90   1.80518    25.4           
2         28.470    2.50   1.43875    95.0           
3       -103.246    0.20                             
4         24.516    1.95   1.60311    60.6           
5        105.244  (可変)                             
6        -54.280    0.90   1.85135    40.1           
7*         6.396    1.55                             
8        -15.150    0.60   1.80400    46.6           
9         18.473    0.20                             
10         11.244    1.30   1.94595    18.0           
11        156.095  (可変)                             
12*         7.541    1.40   1.58313    59.4           
13*       -40.115    0.92                             
14(絞り)    ∞       1.48                             
15         15.516    0.60   1.92286    18.9           
16          7.666    0.38                             
17         24.239    1.45   1.60311    60.6           
18        -10.876  (可変)                             
19        -19.865    0.50   1.48749    70.2           
20         28.946  (可変)                             
21         16.674    2.00   1.69680    55.5           
22       -105.806    0.60   1.72825    28.5           
23      -1363.916  (可変)                             
24          ∞       0.80   1.51633    64.1           
25          ∞       0.40                             
像面        ∞   
非球面データ
第7面
K =-1.10035e+000  A 4= 6.44761e-004  A 6= 2.11764e-005  A 8=-6.91246e-007  A10= 6.04302e-008  
第12面
K =-1.59948e+000  A 4= 1.53111e-004  A 6= 1.87543e-005  A 8= 2.79099e-006  A10=-8.81726e-008  
第13面
K =-1.28089e+002  A 4=-3.14007e-005  A 6= 2.72446e-005  A 8= 3.04532e-006  A10=-1.02041e-007  
各種データ
ズーム比     14.03 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.99    19.31    84.00  
Fナンバー      3.43     4.58     6.09  
画角          33.74    11.37     2.60  
像高           3.41     3.88     3.88  
レンズ全長    48.06    56.23    75.83  
BF             5.99    16.88     7.88  
d 5            1.00    10.70    23.32  
d11           13.79     4.01     0.32  
d18            1.90     1.71     3.07  
d20            5.96     3.50    21.82  
d23            5.06    15.95     6.95  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      36.85  
2    6      -6.00  
3   12       9.87  
4   19     -24.08  
5   21      23.81  
6   24       ∞    
【００４４】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         47.583    0.90   1.84666    23.9           
2         28.322    2.50   1.49700    81.5           
3        729.820    0.20                             
4         26.701    1.95   1.69680    55.5           
5        146.721  (可変)                             
6       -467.408    1.03   1.85135    40.1           
7*         5.837    2.39                             
8        -28.474    0.60   1.80400    46.6           
9         18.155    0.20                             
10         10.617    1.40   1.94595    18.0           
11         44.585  (可変)                             
12*         7.918    1.40   1.58313    59.4           
13*       -77.474    0.92                             
14(絞り)    ∞       1.48                             
15         14.846    0.60   1.94595    18.0           
16          7.926    0.44                             
17         31.075    1.45   1.60311    60.6           
18         -9.535  (可変)                             
19        -20.110    0.50   1.49700    81.5           
20         31.122  (可変)                             
21         17.648    2.00   1.69680    55.5           
22        -45.634    0.60   1.72825    28.5           
23        468.233  (可変)                             
24          ∞       0.80   1.51633    64.1           
25          ∞       0.40                             
像面        ∞   
非球面データ
第7面
K =-1.02378e+000  A 4= 6.84596e-004  A 6= 1.55860e-005  A 8=-2.66856e-007  A10= 2.37450e-008  
第12面
K =-2.08649e+000  A 4= 2.15383e-004  A 6=-6.03047e-006  A 8= 2.35290e-006  A10=-1.40192e-007  
第13面
K = 1.10745e+002  A 4= 1.77179e-004  A 6=-2.72390e-006  A 8= 2.26783e-006  A10=-1.31392e-007  
各種データ
ズーム比     13.43 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.08    23.62    68.26  
Fナンバー      2.94     5.00     6.09  
画角          37.80     9.28     3.22  
像高           3.33     3.88     3.88  
レンズ全長    48.48    57.37    80.71  
BF             9.37    20.87     9.95  
d 5            0.88    10.88    22.39  
d11           15.81     2.19     0.72  
d18            0.90     1.55     2.01  
d20            0.97     1.31    25.09  
d23            8.44    19.95     9.02  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      38.47  
2    6      -6.62  
3   12      10.28  
4   19     -24.50  
5   21      26.76  
6   24       ∞    
【００４５】
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         46.098    0.90   1.84666    23.9           
2         28.596    2.50   1.49700    81.5           
3        863.149    0.20                             
4         29.894    1.95   1.69680    55.5           
5        179.501  (可変)                             
6        657.168    1.00   1.85135    40.1           
7*         5.851    2.49                             
8        -24.233    0.60   1.80400    46.6           
9         18.877    0.20                             
10         10.867    1.40   1.94595    18.0           
11         47.319  (可変)                             
12*         8.081    1.40   1.58313    59.4           
13*       -64.258    0.92                             
14(絞り)    ∞       1.48                             
15         14.608    0.60   1.94595    18.0           
16          7.956    0.47                             
17         32.856    1.45   1.60311    60.6           
18        -10.086  (可変)                             
19        -25.588    0.50   1.59240    68.3           
20         33.781  (可変)                             
21         17.340    2.00   1.69680    55.5           
22        -56.560    0.60   1.76182    26.5           
23       -385.476  (可変)                             
24          ∞       0.80   1.51633    64.1           
25          ∞       0.40                             
像面        ∞   
非球面データ
第7面
K =-1.05658e+000  A 4= 7.06913e-004  A 6= 2.39770e-005  A 8=-8.48244e-007  A10= 4.56287e-008  
第12面
K =-2.03441e+000  A 4= 1.33420e-004  A 6=-6.93158e-006  A 8= 2.29951e-006  A10=-1.67742e-007  
第13面
K = 1.07246e+002  A 4= 1.35840e-004  A 6=-4.17686e-006  A 8= 2.16787e-006  A10=-1.60151e-007  
各種データ
ズーム比     13.66 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.00    19.47    68.25  
Fナンバー      2.81     4.43     6.09  
画角          38.44    11.27     3.22  
像高           3.33     3.88     3.88  
レンズ全長    48.63    58.39    81.70  
BF             9.58    17.09     9.77  
d 5            0.77    10.33    23.12  
d11           15.75     3.45     0.67  
d18            0.90     3.05     5.01  
d20            0.97     3.81    22.48  
d23            8.66    16.16     8.85  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      40.26  
2    6      -6.54  
3   12      10.49  
4   19     -24.50  
5   21      24.42  
6   24       ∞    
【００４６】
【表１】
2011075975.tif 000004
【００４７】
次に各実施例に示したような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形態を図１１を用いて説明する。図１１において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜６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。
【符号の説明】
【００４８】
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、ＳＰ…絞り、ＩＰ…結像面、Ｇ…ＣＣＤのフォ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
【図１】
2011075975.tif 000005
【図２】
2011075975.tif 000006
【図３】
2011075975.tif 000007
【図４】
2011075975.tif 000008
【図５】
2011075975.tif 000009
【図６】
2011075975.tif 000010
【図７】
2011075975.tif 000011
【図８】
2011075975.tif 000012
【図９】
2011075975.tif 000013
【図１０】
2011075975.tif 000014
【図１１】
2011075975.tif 000015