(57)【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、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レンズ群を有し、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、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は移動し、
広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成系の横倍率をβ３４ｗ、望遠端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成系の横倍率をβ３４ｔ、広角端における前記第２レンズ群の横倍率をβ２ｗ、望遠端における前記第２レンズ群の横倍率をβ２ｔ、広角端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｗ、望遠端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｔとしたとき、
２．２０＜（β３４ｔ／β３４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜１５．００
３．４０＜β３ｔ／β３ｗ＜１８．００
−０．１５＜β２ｗ＜−０．０１
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】
前記第２レンズ群は、正レンズと、少なくとも２枚の負レンズを有し、
前記第２レンズ群に含まれる正レンズの材料のｄ線における屈折率をＮｄ２ｐ、アッベ数をνｄ２ｐとしたとき、前記第２レンズ群に含まれる少なくとも１枚の正レンズは、
１．８４＜Ｎｄ２ｐ＜２．３０
５．０＜νｄ２ｐ＜２５．０
なる条件式を満足するレンズであ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１レンズ群に含まれるレンズの光軸上の厚みの和をＴＬ１Ｇ、広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
０．７０＜ＴＬ１Ｇ／ｆｗ＜４．００
なる条件式を満足する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２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
−８．００＜ｆ２／ｆｗ＜−０．８０
なる条件式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】
広角端における前記ズームレンズのバックフォーカスをｂｆｗ、望遠端における前記ズームレンズのバックフォーカスをｂｆｔ、広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．２０＜（（ｂｆｗ＋ｂｆｔ）／２）／√（ｆｗ×ｆｔ）＜１．６０
なる条件式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】
広角端における前記第４レンズ群の横倍率をβ４ｗ、望遠端における前記第４レンズ群の横倍率をβ４ｔとしたとき、
０．９０＜β４ｔ／β４ｗ＜２．００
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。
【請求項７】
広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズ群の中で最も物体側に配置された負レンズの焦点距離をｆ２１としたとき、
−３．５０＜ｆ２１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．９０
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。
【請求項８】
前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズから構成され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】
前記第１レンズ群は、正レンズと負レンズを接合した接合レンズから成り、該接合レンズの最も物体側の面は凸形状で、最も像側の面は凹形状であ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１０】
前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群から構成され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】
前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群から構成され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撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
広角端における半画角をωＷ、望遠端における半画角をωＴ、望遠端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｔとしたとき、
０．５０＜（ｔａｎωＷ／ｔａｎωＴ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【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、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真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監視カメラやビデオカメラ等の撮像装置は高機能化され、かつ装置全体が小型化されている。これらの装置に用いられるズームレンズは、小型かつ高ズーム比であり、良好な光学性能を有することが求められている。また、１台の撮像装置により広範囲の撮影を可能とするために、ズームレンズの広画角化が求められている。
【０００３】
こうした要求に応えるべく、物体側より像側へ順に正、負、正、正、正の屈折力を有するレンズ群を含むズームレンズが知られている。
【０００４】
特許文献１のズームレンズは、第２レンズ群の最も物体側に強い凹面を有する負レンズを配置することで歪曲収差や非点収差等を低減しつつ、広画角化の実現を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５５６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のズームレンズでは、第２レンズ群、第３レンズ群、及び第４レンズ群の変倍分担が比較的小さいため、十分な高倍化と広画角化を実現することが困難である。
【０００７】
本発明は、小型かつ広画角及び高ズーム比であり、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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、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レンズ群を有し、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は移動し、広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成系の横倍率をβ３４ｗ、望遠端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成系の横倍率をβ３４ｔ、広角端における前記第２レンズ群の横倍率をβ２ｗ、望遠端における前記第２レンズ群の横倍率をβ２ｔ、広角端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｗ、望遠端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｔとしたとき、
２．２０＜（β３４ｔ／β３４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜１５．００
３．４０＜β３ｔ／β３ｗ＜１８．００
−０．１５＜β２ｗ＜−０．０１
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型かつ広画角及び高ズーム比であり、高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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。
【図３】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）、（Ｃ）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。
【図５】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）、（Ｃ）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。
【図７】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】
【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、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、正の屈折力の第４レンズ群を有する。ここでレンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動するレンズ要素であって、１枚以上のレンズを有していればよく、必ずしも複数枚のレンズを有していなくてもよい。
【００１２】
図１は実施例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７．７、Ｆナンバー１．４４〜３．９９程度のズームレンズである。図３は実施例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）、（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９．５、Ｆナンバー１．６４〜４．８４程度のズームレンズである。
【００１３】
図５は実施例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）、（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８．２、Ｆナンバー１．５１〜３．９９程度のズームレンズである。
【００１４】
図７は、本発明のズームレンズを備える監視カメラ（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デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用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物体側で、右方が像側である。またレンズ断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。
【００１５】
実施例１及び２のズームレンズは、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、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４から構成される。実施例１及び２は４つのレンズ群から成るポジティブリード型の４群ズームレンズである。
【００１６】
実施例３は、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、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から構成される。実施例３は５つのレンズ群から成るポジティブリード型の５群ズームレンズである。
【００１７】
各実施例において、ＳＰは開口絞りである。各実施例において、開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に配置される。各実施例において、開口絞りＳＰは、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と同一の軌跡を描きながら移動する。これにより、ズームレンズを保持する鏡筒の構造を簡略化することができる。
【００１８】
Ｇは光学フィルター、フェースプレート、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は像面である。ビデオカメラや監視カメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。
【００１９】
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図においてΔＳはサジタル像面、ΔＭはメリディオナル像面について示す。歪曲収差はｄ線について示している。色収差図ではＣ線及びｇ線における色収差を示している。ωは撮像半画角である。
【００２０】
各実施例では、レンズ断面図中の矢印で示すように、広角端から望遠端へのズーミングに際してレンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。具体的には、各実施例において、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は不動である。第２レンズ群Ｌ２は、像側に凸状の軌跡を描きながら移動する。つまり、第２レンズ群Ｌ２は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側に移動した後、物体側に移動する。第３レンズ群Ｌ３は、物体側に単調に移動する。第４レンズ群Ｌ４は、広角端に比べて望遠端において像側に位置するように移動する。また、実施例３のズームレンズにおいて、ズーミングに際して第５レンズ群Ｌ５は不動である。
【００２１】
各実施例のズームレンズでは、広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭くなる。これにより、ズームレンズの高倍化を効率的に達成することができる。また、広角端に比べて望遠端において、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔は広がる。実施例３のズームレンズでは、広角端に比べて望遠端において、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔は狭くなる。
【００２２】
また、各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２をフォーカス群としている。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、レンズ断面図の矢印２ｃに示すように、第２レンズ群Ｌ２を物体側に繰り出している。レンズ断面図中の実線２ａと点線２ｂ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像面変動を補正するための移動軌跡を示している。
【００２３】
また、各実施例のズームレンズでは、任意のレンズ群またはレンズを光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることで、像ぶれの補正を行うことができる。
【００２４】
各実施例において、広角端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の横倍率をβ３４ｗ、望遠端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の横倍率をβ３４ｔとする。また、広角端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率をβ２ｗ、望遠端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率をβ２ｔ、広角端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３ｗ、望遠端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３ｔとするとき、
２．２０＜（β３４ｔ／β３４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜１５．００…（１）
３．４０＜β３ｔ／β３ｗ＜１８．００…（２）
−０．１５＜β２ｗ＜−０．０１…（３）
なる条件式を満足している。
【００２５】
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２と、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系との変倍分担を規定した条件式である。本発明では、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の変倍分担を大きくすることで、ズームレンズの高倍化を実現している。
【００２６】
条件式（１）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の変倍分担が大きくなると、ズーミングに際しての第３レンズ群Ｌ３や第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなり、全系の大型化を招くため、好ましくない。また、条件式（１）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の変倍分担が小さくなると、高倍化を実現するために、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を大きくする必要がある。第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を大きくするためには、広角端において第２レンズ群Ｌ２をより物体側に配置することになり、結果として前玉有効径が大型化してしまうため、好ましくない。
【００２７】
条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担を規定した条件式である。条件式（２）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が大きくなると、ズーミングに際しての第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなり、全系の大型化を招くため好ましくない。条件式（２）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が小さくなると、十分な高倍化を実現することが困難になるため、好ましくない。
【００２８】
条件式（３）は、広角端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率β２ｗを規定した条件式である。条件式（３）の上限値を超えて、広角端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率β２ｗが高くなると、倍率色収差や像面湾曲が多く発生するため、好ましくない。条件式（３）の下限値を超えて、広角端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率β２ｗが低くなると、広角端における画角が狭くなり、十分な広画角化を実現することが困難になるため、好ましくない。
【００２９】
各実施例では以上説明したように、条件式（１）乃至（３）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより小型かつ広画角及び高ズーム比であり、高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。
【００３０】
なお、各実施例において、好ましくは、条件式（１）乃至（３）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
２．８０＜（β３４ｔ／β３４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜１０．００…（１ａ）
３．８０＜β３ｔ／β３ｗ＜１１．００…（２ａ）
−０．１１＜β２ｗ＜−０．０２…（３ａ）
【００３１】
また、さらに好ましくは、条件式（１）乃至（３）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
４．００＜（β３４ｔ／β３４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜８．００…（１ｂ）
５．００＜β３ｔ／β３ｗ＜９．００…（２ｂ）
−０．０９＜β２ｗ＜−０．０３…（３ｂ）
【００３２】
さらに、各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することがより好ましい。
１．８４＜Ｎｄ２ｐ＜２．３０…（４）
５．０＜νｄ２ｐ＜２５．０…（５）
０．７０＜ＴＬ１Ｇ／ｆｗ＜４．００…（６）
−８．００＜ｆ２／ｆｗ＜−０．８０…（７）
０．２０＜（（ｂｆｗ＋ｂｆｔ）／２）／√（ｆｗ×ｆｔ）＜１．６０…（８）
０．９０＜β４ｔ／β４ｗ＜２．００…（９）
−３．５０＜ｆ２１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．９０…（１０）
【００３３】
ここで、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料のｄ線における屈折率をＮｄ２ｐ、アッベ数をνｄ２ｐ、第１レンズ群Ｌ１に含まれるレンズの光軸上の厚みの和をＴＬ１Ｇ、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとする。また、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端におけるズームレンズのバックフォーカスをｂｆｗ、望遠端におけるズームレンズのバックフォーカスをｂｆｔ、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｔとする。広角端における第４レンズ群Ｌ４の横倍率をβ４ｗ、望遠端における第４レンズ群Ｌ４の横倍率をβ４ｔ、前記第２レンズ群Ｌ２の中で最も物体側に配置された負レンズの焦点距離をｆ２１とする。
【００３４】
なお、バックフォーカスは、ズームレンズの最も像側のレンズ面から像面までの距離を空気換算長により表したものである。アッベ数νｄは、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮＦ、ＮＣ、Ｎｄとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
と表される数値である。
【００３５】
条件式（４）、（５）は、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料を規定した条件式である。条件式（４）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料の屈折率が高くなり過ぎると、条件式（５）の数値範囲を満足する範囲で実在する材料が限定されるため好ましくない。条件式（４）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料の屈折率が低くなり過ぎると、望遠端における球面収差が多く発生するため好ましくない。
【００３６】
条件式（５）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料のアッベ数νｄ２ｐが大きくなると、第２レンズ群Ｌ２において生じる倍率色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。条件式（５）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料のアッベ数νｄ２ｐが小さくなると、条件式（４）の数値範囲を満足する範囲で実在する材料が限定されるため好ましくない。
【００３７】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれるレンズの光軸上の厚みの和ＴＬ１Ｇと、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離ｆｗの比を規定した条件式である。条件式（６）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１に含まれるレンズの光軸上の厚みの和ＴＬ１Ｇが大きくなると、第１レンズ群Ｌ１が光軸方向に長くなり、レンズ全長が増大するため好ましくない。条件式（６）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１に含まれるレンズの光軸上の厚みの和ＴＬ１Ｇが小さくなると、第１レンズ群Ｌ１における正の屈折力を維持するために、第１レンズ群Ｌ１に含まれる各レンズの屈折力を高める必要が生じる。その結果、球面収差が多く発生するため好ましくない。
【００３８】
条件式（７）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離ｆｗの比を規定した条件式である。条件式（７）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなり過ぎる。その結果、全ズーム領域において像面湾曲や色収差が多く発生するため好ましくない。条件式（７）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が長くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなり過ぎる。その結果、ズームレンズ全系の広画角化を実現することが困難になり、さらに、第１レンズ群Ｌ１の径が大きくなるため好ましくない。
【００３９】
条件式（８）は、ズームレンズのバックフォーカスの長さを規定した条件式である。条件式（８）の上限値を超えて、広角端におけるバックフォーカスｂｆｗや、望遠端におけるバックフォーカスｂｆｔが長くなると、ズームレンズを撮像装置に適用したときに、撮像装置が大型化するため好ましくない。条件式（８）の下限値を超えて、広角端におけるバックフォーカスｂｆｗや望遠端におけるバックフォーカスｂｆｔが短くなると、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の光学ブロックを配置する空間を確保することが困難になるため、好ましくない。
【００４０】
条件式（９）は、第４レンズ群Ｌ４の変倍分担を規定した条件式である。条件式（９）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の変倍分担が大きくなると、ズーミングに際しての第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなり、全系の大型化を招くため好ましくない。条件式（９）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の変倍分担が小さくなると、十分な高倍化を実現することが困難になるため、好ましくない。
【００４１】
条件式（１０）は、第２レンズ群Ｌ２の中で最も物体側に配置された負レンズＧ２１の焦点距離ｆ２１を規定した条件式である。条件式（１０）の上限値を超えて、負レンズＧ２１の焦点距離ｆ２１が短くなると、負レンズＧ２１の屈折力が強くなり過ぎる。その結果、非点収差や像面湾曲が多く発生するため好ましくない。条件式（１０）の下限値を超えて、負レンズＧ２１の焦点距離ｆ２１が長くなると、負レンズＧ２１の屈折力が弱くなり過ぎる。その結果、前玉有効径が増大するため、好ましくない。
【００４２】
好ましくは、条件式（４）乃至（１０）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
１．９０＜Ｎｄ２ｐ＜２．１０…（４ａ）
１０．０＜νｄ２ｐ＜２１．０…（５ａ）
０．９０＜ＴＬ１Ｇ／ｆｗ＜３．００…（６ａ）
−５．００＜ｆ２／ｆｗ＜−２．００…（７ａ）
０．４０＜（（ｂｆｗ＋ｂｆｔ）／２）／√（ｆｗ×ｆｔ）＜１．４０…（８ａ）
０．９５＜β４ｔ／β４ｗ＜１．５０…（９ａ）
−３．２０＜ｆ２１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−１．００…（１０ａ）
【００４３】
なお、さらに好ましくは、条件式（４）乃至（１０）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
１．９２＜Ｎｄ２ｐ＜２．００…（４ｂ）
１２．０＜νｄ２ｐ＜１９．０…（５ｂ）
１．２０＜ＴＬ１Ｇ／ｆｗ＜２．５０…（６ｂ）
−４．００＜ｆ２／ｆｗ＜−２．５０…（７ｂ）
０．５０＜（（ｂｆｗ＋ｂｆｔ）／２）／√（ｆｗ×ｆｔ）＜０．９０…（８ｂ）
０．９８＜β４ｔ／β４ｗ＜１．２０…（９ｂ）
−２．９０＜ｆ２１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−１．１０…（１０ｂ）
【００４４】
さらに、本発明のズームレンズを、該ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子を有する撮像装置に適用した際には、
０．５０＜（ｔａｎωＷ／ｔａｎωＴ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．７０…（１１）
なる条件式を満足することが好ましい。ここで、広角端における半画角をωＷ、望遠端における半画角をωＴとする。
【００４５】
条件式（１１）の上限値を超えて、広角端における半画角ωＷが大きくなると、広角端において歪曲収差が多く発生するため、好ましくない。条件式（１１）の下限値を超えると、広角端から望遠端へのズーミングに際して、焦点距離の変動量が小さくなり、ズームレンズの高倍化を実現することが困難になるため、好ましくない。
【００４６】
なお、各実施例において、好ましくは、条件式（１１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．６０＜（ｔａｎωＷ／ｔａｎωＴ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．５０…（１１ａ）
【００４７】
また、さらに好ましくは、条件式（１１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．７０＜（ｔａｎωＷ／ｔａｎωＴ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．２０…（１１ｂ）
【００４８】
続いて、各レンズ群の構成について説明する。実施例１及び３のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ１１から構成される。正レンズＧ１１をメニスカス形状とすることで、軸外光線を緩やかに屈折させることができ、第１レンズ群Ｌ１において発生する球面収差を低減させることができる。実施例２のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、負レンズＧ１１と正レンズＧ１２が接合された接合レンズから構成される。負レンズＧ１１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズであり、正レンズＧ１２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズである。第１レンズ群Ｌ１に正レンズと負レンズを配置することで、第１レンズ群Ｌ１の中で色収差を良好に補正している。また、負レンズＧ１１と正レンズＧ１２を１つのレンズ要素としたとき、全体として物体側に凸面を向けたメニスカス形状と考えることができる。第１レンズ群Ｌ１を、全体として物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ要素により構成することで、軸外光線を緩やかに屈折させることができ、第１レンズ群Ｌ１において発生する球面収差を低減させることができる。
【００４９】
また、各実施例のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、負レンズＧ２１、負レンズＧ２２、負レンズＧ２３、正レンズＧ２４から構成される。第２レンズ群Ｌ２に３枚以上の負レンズを配置することで、負の屈折力を分担させることができ、非点収差や像面湾曲の発生を抑制することができる。
【００５０】
実施例１のズームレンズでは、負レンズＧ２１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、負レンズＧ２２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズである。また、負レンズＧ２３は、両凹形状の負レンズであり、正レンズＧ２４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。実施例２のズームレンズでは、負レンズＧ２１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、負レンズＧ２２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズである。また、負レンズＧ２３は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、正レンズＧ２４は、両凸形状の正レンズである。実施例３のズームレンズでは、負レンズＧ２１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、負レンズＧ２２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズである。また、負レンズＧ２３は、両凹形状の負レンズであり、正レンズＧ２４は、両凸形状の正レンズである。
【００５１】
各実施例のズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、正レンズＧ３１、負レンズＧ３２、正レンズＧ３３、負レンズＧ３４、正レンズＧ３５から構成される。各実施例において、負レンズＧ３４と正レンズＧ３５は接合されている。実施例２のズームレンズでは、負レンズＧ３２と正レンズＧ３３は接合されている。第３レンズ群Ｌ３に正レンズと負レンズをそれぞれ２枚以上配置することで、第３レンズ群Ｌ３の中で色収差を良好に補正することができる。
【００５２】
各実施例のズームレンズにおいて、正レンズＧ３１は、両凸形状の正レンズであり、負レンズＧ３２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、正レンズＧ３３は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。負レンズＧ３４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、正レンズＧ３５は、両凸形状の正レンズである。
【００５３】
実施例１及び３のズームレンズにおいて、第４レンズ群Ｌ４は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ４１から構成される。実施例２のズームレンズにおいて、第４レンズ群Ｌ４は、物体側から像側へ順に、両凹形状の負レンズＧ４１と両凸形状の正レンズＧ４２から構成される。
【００５４】
実施例３のズームレンズにおいて、第５レンズ群Ｌ５は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ５１から構成される。
【００５５】
次に、本発明の実施例１乃至３にそれぞれ対応する数値実施例１乃至３のレンズデータを示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、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。
【００５６】
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、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）２］１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０
で表示される。但しｒは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【００５７】
各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ系の最も像側の面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。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。
【００５８】
なお、広角端における有効像円径（イメージサークルの直径）を、望遠端における有効像円径に比べて小さくすることができる。これは、画像処理によって画像を引き伸ばすことで、広角側において発生しやすい樽型の歪曲収差を補正することができるためである。
【００５９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号           r         d         nd       νd
1              26.749     3.90    1.63854    55.4
2              33.767    (可変)
3              24.714     0.90    2.00100    29.1
4              11.533     5.54
5              32.064     0.70    1.88300    40.8
6              11.142     5.95
7             -20.869     0.70    1.49700    81.5
8              53.368     0.15
9              27.321     2.25    1.95906    17.5
10            578.026    (可変)
11(絞り)         ∞       0.15
12*             9.995     3.89    1.49710    81.6
13*           -27.095     0.15
14              9.127     0.50    1.69895    30.1
15              6.391     0.38
16              6.58      2.02    1.91082    35.3
17              8.358     1.16
18             17.803     0.45    2.00100    29.1
19              5.574     2.79    1.49700    81.5
20            -24.123    (可変)
21*            -9.858     2.70    1.85135    40.1
22*            -8.589    (可変)
23               ∞       1.20    1.51633    64.1
像面             ∞
非球面データ
第12面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.67470e-005  A 6=-1.10112e-006  A 8= 2.62703e-008
A10=-4.90138e-010
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.21543e-004  A 6=-8.85126e-007  A 8= 2.27660e-008
A10=-3.99041e-010
第21面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.66928e-004  A 6= 7.24031e-006  A 8=-2.20615e-007
A10= 1.04619e-008
第22面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.89242e-005  A 6= 3.96707e-006  A 8=-8.34099e-008
A10= 3.58727e-009
各種データ
ズーム比      7.7
広角      中間      望遠
焦点距離             2.95     12.99     22.72
Fナンバー            1.44      2.60      3.99
半画角              59         13.8      7.97
像高                 3.2        3.2      3.2
レンズ全長          77.74     77.21     79.50
BF（in air）         6.80      7.33      5.04
間隔                 広角      中間      望遠
d 2                  0.8      25.53     20.82
d10                 41.2       6.43      1.1
d20                  1.45     10.96     23.29
d22                  3.2       3.73      1.44
レンズ群データ
群                   始面    焦点距離
1                      1      165.7
2                      3       -9.5
3                     12       13.4
4                     21       39.6
【００６０】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号           r          d        nd       νd
1              47.87      2.10     1.8000     29.8
2              36.05      8.00     1.7200     50.2
3              67.178    (可変)
4              50.154     1.10     2.0010     29.1
5              13.118     7.18
6              91.532     0.90     1.7738     47.2
7*             27.974     5.99
8             -18.761     0.75     1.4970     81.5
9            -112.039     0.15
10            118.133     3.21     1.9591     17.5
11            -66.039    (可変)
12(絞り)         ∞       0.15
13*            17.056     4.58     1.5533     71.7
14*           -30.146     0.15
15             14.221     0.95     1.7380     32.3
16              9.537     3.22     1.9004     37.4
17             12.422     2.11
18             43.318     0.45     2.0010     29.1
19              8.886     3.96     1.4970     81.5
20            -34.217    (可変)
21            -23.465     0.75     1.5714     53
22             15.458     3.93
23*            16.191     4.50     1.4971     81.6
24*           -10.275    (可変)
25               ∞       1.20     1.5163     64.1
像面             ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.84443e-005  A 6=-1.69533e-008  A 8=-2.16541e-010
第13面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.34765e-005  A 6=-7.09300e-009  A 8= 3.30611e-010
A10=-3.15470e-012
第14面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.20188e-005  A 6=-1.42956e-008  A 8= 3.48574e-010
A10=-2.84750e-012
第23面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.61518e-005  A 6=-8.35993e-007  A 8= 1.31658e-008
第24面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.63639e-004  A 6=-2.04328e-006  A 8= 2.91282e-008
各種データ
ズーム比      9.5
広角      中間      望遠
焦点距離          4.4      24.54     41.81
Fナンバー         1.64      3.13      4.84
半画角            53.6      10        5.93
像高               4.5       4.5      4.5
レンズ全長       118.36    118.64   119.70 
BF（air）          8.11      7.83     6.76 
間隔              広角       中間     望遠
d 3               0.75      34.76    22.11
d11              61.82       8.53     1.9
d20               1.66      21.22    41.57
d24               3.5        3.22     2.15
レンズ群データ
群                始面     焦点距離
1                   1       210.4 
2                   4       -13.0 
3                  13        19.6 
4                  21        24.5
【００６１】
［数値実施例３］
単位 mm
面番号           r           d         nd       νd
1              25.293      3.90     1.63854     55.4
2              29.828     (可変)
3              26.303      0.80     2.00100     29.1
4               9.864      6.14
5             564.528      0.70     1.88300     40.8
6              19.687      3.65
7             -21.141      0.70     1.49700     81.5
8              39.568      0.15
9              28.677      3.17     1.95906     17.5
10           -245.532     (可変)
11(絞り)         ∞        0.15
12*            10.789      4.43     1.49710     81.6
13*           -26.68       0.15
14             12.741      0.50     1.65412     39.7
15              7.808      0.47
16              7.818      1.95     1.91082     35.3
17             12.648      0.97
18             21.413      0.45     2.00100     29.1
19              6.194      3.77     1.49700     81.5
20            -28.064     (可変)
21*            -9.729      3.00     1.69350     53.2
22*           -10.45      (可変)
23            -14.742      1.15     1.49700     81.5
24             -8.92       1.00
25               ∞        1.20     1.51633     64.1
像面             ∞
非球面データ
第12面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.61378e-005  A 6=-1.41031e-006  A 8= 3.40820e-008
A10=-5.71142e-010
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.02773e-005  A 6=-1.13400e-006  A 8= 3.03683e-008
A10=-5.20683e-010
第21面
K = 0.00000e+000  A 4= 6.40599e-004  A 6= 7.69572e-006  A 8= 2.55381e-007
A10=-1.66126e-008
第22面
K = 0.00000e+000  A 4= 8.54693e-004  A 6= 3.92456e-006  A 8= 4.26617e-007
A10=-1.39766e-008
各種データ
ズーム比      8.2
広角      中間      望遠
焦点距離          2.91     11.57     23.71
Fナンバー         1.51      2.40      3.99
半画角            59.4      15.3      7.46
像高               3.2       3.2      3.2
レンズ全長        82.99     82.99    82.99 
BF（air）          5.44      5.44     5.44 
間隔              広角       中間     望遠
d 2               1.71      24.84    15.52
d10              41.79       8.44     1.1
d20               1.36      11.6     29.48
d22               1.95       1.91     0.7
レンズ群データ
群                始面      焦点距離
1                   1        195.1
2                   3         -8.6
3                  12         14.0
4                  21        288.8
5                  23         42.7
【００６２】
【表１】
0006566747.tif 000002
【００６３】
次に、本発明のズームレンズを撮像光学系として用いた監視カメラ（撮像装置）の実施例について、図７を用いて説明する。図７において、１０は監視カメラ本体、１１は実施例１乃至３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。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１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。１３は、固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に関する情報を記憶するメモリである。１４は、メモリ１３に記憶された情報を転送するためのネットワークケーブルである。
【００６４】
このように本発明のズームレンズを監視カメラ等の撮像装置に適用することにより、小型かつ広画角及び高ズーム比であり、高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。
【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
ＳＰ  開口絞り
ＩＰ  像面
【図１】
0006566747.tif 000003
【図２】
0006566747.tif 000004
【図３】
0006566747.tif 000005
【図４】
0006566747.tif 000006
【図５】
0006566747.tif 000007
【図６】
0006566747.tif 000008
【図７】
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