(57)【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、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群から構成され、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、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群及び前記第５レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群は移動し、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズから成り、
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、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５としたとき、
４．０＜ｆ５／ｆ２＜１２．０
−６．４０＜ｆ１／ｆ２＜−５．５０
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３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
３．０＜ｆ３／ｆｗ＜６．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、
−３．２０＜ｆ４／ｆ２＜−１．７０
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レンズ群に含まれるレンズの材料の屈折率の平均値をＮａｖｅｄ２としたとき、
１．８５０＜Ｎａｖｅｄ２＜２．５００
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】
前記第５レンズ群の光軸上の厚みをＴＬ５、広角端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬとしたとき、
０．００２＜ＴＬ５／ＴＬ＜０．０５０
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】
前記第１レンズ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数をνｄ１、部分分散比をθｇＦ１、前記第１レンズ群の中で最も物体側に配置された正レンズの材料のアッベ数をνｄ２、部分分散比をθｇＦ２としたとき、
−０．００１６＜（θｇＦ１−θｇＦ２）／（νｄ１−νｄ２）＜−０．０００６
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の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬとしたとき、
−１４．０＜ＴＬ／ｆ２＜−９．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記ズームレンズは、開口絞りをさらに有し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端における前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＴＬｓとしたとき、
１．６０＜ＴＬｓ／ｆ４＜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２レンズ群は、３枚の負レンズと、１枚の正レンズから成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】
請求項１乃至９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。
【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デジタルスチルカメラ、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、小型かつ高倍率であり、良好な光学性能を有することが求められている。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、負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。
【０００３】
特許文献１及び２のズームレンズは、第１レンズ群に１枚の負レンズと３枚の正レンズを配置することで、第１レンズ群において発生する色収差の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７８４０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０２０９６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、小型かつ高倍率の撮影光学系を得るためには、撮影光学系を構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、各レンズ群を構成するレンズの枚数を削減すればよい。しかし、レンズ群の屈折力を強めると、レンズ群を構成するレンズのレンズ面の屈折力を強めることになり、レンズのコバ厚を確保するためにレンズの肉厚が増大する。また、望遠端における色収差等の諸収差が多く発生し、これらを補正することが困難になる。
【０００６】
本発明は、小型かつ高倍率であり、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】
【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、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群から構成され、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、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群及び前記第５レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群は移動し、前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズから成り、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、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５としたとき、
４．０＜ｆ５／ｆ２＜１２．０
−６．４０＜ｆ１／ｆ２＜−５．５０
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型かつ高倍率であり、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が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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
【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
【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
【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
【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
【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
【図７】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
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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】実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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、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、負の屈折力の第５レンズ群から構成される。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、複数枚のレンズを有していなくてもよい。
【００１１】
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２３．９４、開口比１．６５〜３．７０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２３．８３、開口比１．６５〜３．７０程度のズームレンズである。
【００１２】
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２７．３９、開口比１．６５〜３．７０程度のズームレンズである。図７は実施例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）、（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２１．９２、開口比１．６５〜３．７０程度のズームレンズである。
【００１３】
図９は実施例５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１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例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である。実施例５はズーム比２７．４０、開口比１．６５〜３．７０程度のズームレンズである。
【００１４】
図１１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ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、監視カメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。
【００１５】
レンズ断面図において左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。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。
【００１６】
各実施例のズームレンズは、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、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、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から成る。
【００１７】
各実施例において、ＳＰは開口絞りであり、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。実施例１、２、４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、開口絞りＳＰは不動である。また、実施例３、５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、開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動する。
【００１８】
ＧＢ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。ビデオカメラやデジタル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、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）及びＦ線（波長４８６．１ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図においてＳはサジタル像面、Ｍはメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。色収差図ではｇ線、Ｃ線及びＦ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、像側へ移動する。実施例１、２、４のズームレンズにおいて、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は不動である。実施例３、５のズームレンズにおいて、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は、物体側に移動した後、像側へ移動する。
【００２１】
各実施例のズームレンズにおいて、第４レンズ群Ｌ４は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、物体側に凸状の軌跡を描きながら移動する。また、各実施例において、第５レンズ群Ｌ５はズーミングに際して不動である。
【００２２】
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の間隔が増加し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が減少する。また、実施例３、５のズームレンズでは、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体的に開口絞りＳＰを物体側に移動させることで、前玉有効径の小型化を実現することができる。
【００２３】
各実施例のズームレンズでは、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズ群としている。各実施例のズームレンズにおいて、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、レンズ断面の矢印４ｃに示すように、第４レンズ群Ｌ４を物体側に移動させている。レンズ断面図中の実線４ａと点線４ｂ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に、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。
【００２４】
また、各実施例のズームレンズでは、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を不動とすることで、望遠端におけるレンズ全長の短縮化を図っている。また、第１レンズ群Ｌ１の位置制御精度を高めることができ、ズーミングに伴う諸収差の変動を抑制することができる。
【００２５】
次に、４群ズームレンズと５群ズームレンズを比較して、本発明の特徴部について説明する。ズームレンズの小型化と高倍化を両立させるための構成として、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群を配置し、ズーミングに際して第１レンズ群を不動とした、４群ズームレンズが知られている。
【００２６】
このような構成のズームレンズでは、一般に、ズーミングに際して第２レンズ群を像側へ移動させ、第４レンズ群を移動させることにより、ズーミングに伴う像面変動を補正している。このとき、第４レンズ群の移動量に対する像面位置の変化量（位置敏感度）Δｓｋ４は、
Δｓｋ４＝（１−β４２）・・・（Ａ）
と表される。ここで、第４レンズ群の横倍率をβ４とする。
【００２７】
位置敏感度が高くなると、像面変動の補正に際しての第４レンズ群の移動量を小さくすることができる。物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群を配置し、ズーミングに際して第１レンズ群を不動としたズームレンズでは、式（Ａ）に示したように、位置敏感度が１を超えることはない。
【００２８】
また、更なる高倍化を実現するためには、第２レンズ群の屈折力を強くする必要が生じるが、このとき、望遠端におけるβ４は１に近づき、位置敏感度は低下する。その結果、像面変動の補正に際しての第４レンズ群の移動量が増加し、全系の大型化を招き、さらに、諸収差の変動が大きくなるため好ましくない。
【００２９】
一方、ズームレンズの小型化と高倍化を両立させるための構成として、物体側より像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力のレンズ群を配置し、ズーミングに際して第１レンズ群を不動とした、５群ズームレンズが知られている。
【００３０】
このような構成のズームレンズでは、一般的に、ズーミングに際して第２レンズ群を像側へ移動させ、第４レンズ群を移動させることにより、ズーミングに伴う像面変動を補正している。このとき、第４レンズ群の移動量に対する像面位置の変化量（位置敏感度）Δｓｋ４は、
Δｓｋ４＝（１−β４２）×β５２・・・（Ｂ）
と表される。ここで、第４レンズ群の横倍率をβ４、第５レンズ群の横倍率をβ５とする。
【００３１】
式（Ｂ）に示したように、第５レンズ群の横倍率β５が１より大きいときには、位置敏感度Δｓｋ４を高くすることができる。その結果、像面変動の補正に際しての第４レンズ群の移動量を小さくすることができ、ズームレンズの小型化に寄与することができる。
【００３２】
各実施例のズームレンズでは、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズ群とした場合に、第４レンズ群Ｌ４の位置敏感度Δｓｋ４をできる限り高くするため、物体側より像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力のレンズ群を配置している。
【００３３】
また、各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズから成る。第１レンズ群Ｌ１の内部で発生した軸上色収差は、第２レンズ群Ｌ２以降の光学系で増大するため、望遠端付近において軸上色収差が多く発生しやすい。各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１に３枚の正レンズと１枚の負レンズを配置することにより、軸上色収差の発生を効果的に低減させている。
【００３４】
また、各実施例のズームレンズは、
４．０＜ｆ５／ｆ２＜１２．０・・・（１）
−６．４０＜ｆ１／ｆ２＜−５．５０・・・（２）
なる条件式を満足する。
【００３５】
ここで、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５とする。
【００３６】
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離ｆ５の比を規定したものである。
【００３７】
条件式（１）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て、ズーミングに際して諸収差の変動が大きくなるため好ましくない。また、条件式（１）の上限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離Ｌ５が長くなると、第５レンズ群Ｌ５の横倍率が低くなり、第４レンズ群Ｌ４の位置敏感度を高くすることが難しくなる。その結果、ズーミングに伴う像面変動を第４レンズ群Ｌ４の移動により補正する場合に、像面変動の補正に際しての第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなり、ズームレンズの大型化を招くため好ましくない。
【００３８】
条件式（１）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、高倍化を実現するために、第２レンズ群Ｌ２の移動量を大きくする必要が生じ、レンズ全長が増大するため好ましくない。また、条件式（１）の下限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離Ｌ５が短くなると、第５レンズ群Ｌ５の屈折力が強くなり過ぎる。その結果、ペッツバール和が増大して像面湾曲が多く発生し、また、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。
【００３９】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２の比を規定したものである。
【００４０】
条件式（２）の上限値を超えて、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、高倍化を実現するために、第２レンズ群Ｌ２の移動量を大きくする必要が生じ、レンズ全長が増大するため好ましくない。また、条件式（２）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり過ぎて、望遠端における軸上色収差が多く発生し、光学性能の低下を招くため、好ましくない。
【００４１】
条件式（２）の下限値を超えて、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て、ズーミングに際して諸収差の変動が大きくなるため好ましくない。また、条件式（２）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなり過ぎて、高倍化を実現することが困難になるため好ましくない。
【００４２】
各実施例では上記の如く、条件式（１）及び（２）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、小型かつ高倍率であり、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。
【００４３】
なお、各実施例において、好ましくは、条件式（１）及び（２）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
４．５＜ｆ５／ｆ２＜１１．５・・・（１ａ）
−６．３５＜ｆ１／ｆ２＜−５．６０・・・（２ａ）
【００４４】
また、さらに好ましくは、条件式（１）及び（２）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
４．７＜ｆ５／ｆ２＜１１．０・・・（１ｂ）
−６．３０＜ｆ１／ｆ２＜−５．７０・・・（２ｂ）
【００４５】
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。
３．０＜ｆ３／ｆｗ＜６．０・・・（３）
−３．２０＜ｆ４／ｆ２＜−１．７０・・・（４）
１．８５０＜Ｎａｖｅｄ２＜２．５００・・・（５）
０．００２＜ＴＬ５／ＴＬ＜０．０５０・・・（６）
−０．００１６＜（θｇＦ１−θｇＦ２）／（νｄ１−νｄ２）＜−０．０００６・・・（７）
−１４．０＜ＴＬ／ｆ２＜−９．０・・・（８）
１．６０＜ＴＬｓ／ｆ４＜２．００・・・（９）
【００４６】
ここで、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、第２レンズ群Ｌ２に含まれるレンズの材料の屈折率の平均値をＮａｖｅｄ２、第５レンズ群Ｌ５の光軸上の厚みをＴＬ５とする。また、広角端における、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。さらに、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズの材料のアッベ数をνｄ１、部分分散比をθｇＦ１、第１レンズ群Ｌ１の中で最も物体側に配置された正レンズの材料のアッベ数をνｄ２、部分分散比をθｇＦ２とする。また、広角端における、開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離をＴＬｓとする。
【００４７】
ここで、アッベ数νｄ、部分分散比θｇＦは、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準とした材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、ＮＣ、Ｎｄとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
で表される数値である。
【００４８】
条件式（３）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定したものである。
【００４９】
条件式（３）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３が長くなると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなり過ぎる。その結果、第３レンズ群Ｌ３から像面までの距離が長くなり、レンズ全長が増大するため好ましくない。
【００５０】
また、条件式（３）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３が短くなると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなり過ぎて、広角端における球面収差やコマ収差が多く発生するため、好ましくない。
【００５１】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４の比を規定したものである。
【００５２】
条件式（４）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が短くなると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強くなり過ぎて、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズ群とした場合に、フォーカシングに際しての像面湾曲の変動が大きくなるため、好ましくない。また、条件式（４）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が長くなると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱くなり過ぎる。その結果、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズ群とした場合に、フォーカシングに際しての第４レンズ群Ｌ４の移動量が増大するため、好ましくない。
【００５３】
条件式（５）は、第２レンズ群Ｌ２に含まれるレンズの材料の屈折率の平均値Ｎａｖｅｄ２を規定したものである。
【００５４】
条件式（５）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれるレンズの材料の屈折率の平均値Ｎａｖｅｄ２が高くなると、広角端において歪曲収差を十分に補正することが困難になるため、好ましくない。
【００５５】
条件式（５）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれるレンズの材料の屈折率の平均値Ｎａｖｅｄ２が低くなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強くするために、第２レンズ群Ｌ２に配置された各レンズのレンズ面の曲率半径を小さくする必要が生じる。その結果、非点収差が多く発生するため好ましくない。
【００５６】
条件式（６）は、第５レンズ群Ｌ５の光軸上の厚みＴＬ５と、広角端における、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬの比を規定したものである。
【００５７】
条件式（６）の上限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の光軸上の厚みＴＬ５が厚くなると、レンズレンズ全長の増大を招くため、好ましくない。
【００５８】
条件式（６）の下限値を超えて、第５レンズ群Ｌ５の光軸上の厚みＴＬ５が薄くなり過ぎると、レンズの製造が困難になるため、好ましくない。
【００５９】
条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズの材料と、第１レンズ群Ｌ１の中で最も物体側に配置された正レンズの材料を規定したものである。
【００６０】
条件式（７）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズの材料のアッベ数νｄ１が大きくなるか、第１レンズ群Ｌ１の中で最も物体側に配置された正レンズの材料のアッベ数νｄ２が小さくなる。その結果、望遠端において第１レンズ群Ｌ１で発生する軸上色収差の２次スペクトルが補正不足となるため好ましくない。
【００６１】
条件式（７）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズの材料のアッベ数νｄ１が小さくなるか、第１レンズ群Ｌ１の中で最も物体側に配置された正レンズの材料のアッベ数νｄ２が大きくなる。その結果、望遠端において第１レンズ群Ｌ１で発生する軸上色収差の２次スペクトルが補正過剰となるため好ましくない。
【００６２】
条件式（８）は、広角端における、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬと第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２の比を規定したものである。
【００６３】
条件式（８）の上限値を超えて、広角端におけるズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬが短くなると、各レンズ群の屈折力を強くする必要が生じる。その結果、ズーミングに伴う諸収差の変動を抑制することが困難になるため、好ましくない。また、条件式（８）の上限値を超えて、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、高倍化を実現するために、第２レンズ群Ｌ２の移動量を大きくする必要が生じ、レンズ全長が増大するため好ましくない。
【００６４】
条件式（８）の下限値を超えて、広角端における、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬが長くなると、レンズ全長が増大するため、好ましくない。また、条件式（８）の下限値を超えて、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て、ズーミングに際して諸収差の変動が大きくなるため好ましくない。
【００６５】
条件式（９）は、広角端における、開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離ＴＬｓと、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４の比を規定したものである。
【００６６】
条件式（９）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が短くなると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強くなり過ぎる。その結果、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズ群とした場合に、フォーカシングに際しての像面湾曲の変動が大きくなるため、好ましくない。また、条件式（９）の上限値を超えて、広角端における、開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離ＴＬｓが長くなると、レンズ全長が増大するため好ましくない。
【００６７】
条件式（９）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が長くなると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱くなり過ぎる。その結果、第４レンズ群Ｌ４をフォーカスレンズ群とした場合に、フォーカシングに際しての第４レンズ群Ｌ４の移動量が増大するため、好ましくない。また、条件式（９）の下限値を超えると、広角端における、開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離ＴＬｓが短くなり過ぎる。その結果、ズーミングに伴う像面変動を第４レンズ群Ｌ４の移動により補正する場合に、第４レンズ群Ｌ４を可動するスペースが狭くなり過ぎて、像面の変動を十分に補正することが困難になるため、好ましくない。
【００６８】
好ましくは、条件式（３）〜（９）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
４．０＜ｆ３／ｆｗ＜５．５・・・（３ａ）
−３．１５＜ｆ４／ｆ２＜−１．７５・・・（４ａ）
１．８７０＜Ｎａｖｅｄ２＜２．０００・・・（５ａ）
０．００５＜ＴＬ５／ＴＬ＜０．０４９・・・（６ａ）
−０．００１５＜（θｇＦ１−θｇＦ２）／（νｄ１−νｄ２）＜−０．０００８・・・（７ａ）
−１３．５＜ＴＬ／ｆ２＜−１０．０・・・（８ａ）
１．７０＜ＴＬｓ／ｆ４＜１．９５・・・（９ａ）
【００６９】
なお、さらに好ましくは、条件式（３）〜（９）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
４．３＜ｆ３／ｆｗ＜５．２・・・（３ｂ）
−３．１０＜ｆ４／ｆ２＜−１．８０・・・（４ｂ）
１．８８０＜Ｎａｖｅｄ２＜１．９６０・・・（５ｂ）
０．００６＜ＴＬ５／ＴＬ＜０．０４８・・・（６ｂ）
−０．００１５＜（θｇＦ１−θｇＦ２）／（νｄ１−νｄ２）＜−０．０００９・・・（７ｂ）
−１３．３＜ＴＬ／ｆ２＜−１０．５・・・（８）
１．７２＜ＴＬｓ／ｆ４＜１．９２・・・（９）
【００７０】
続いて、各レンズ群の構成について説明する。各実施例のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズから成る。
【００７１】
実施例１乃至４のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、物体側より像側へ順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズから成る。実施例５のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、物体側より像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズが接合された接合レンズから成る。
【００７２】
第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めるためには、第２レンズ群Ｌ２に含まれる各レンズの屈折力を強くする必要が生じる。各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２に３枚の負レンズを配置することで、負の屈折力を３枚の負レンズで分担している。これにより、ズーミングに伴う倍率色収差の変動を抑制し、像面湾曲の発生を低減することができる。
【００７３】
各実施例のズームレンズにおいて、第３レンズ群Ｌ３は非球面形状のレンズ面を有する正レンズと負レンズから成る。第３レンズ群Ｌ３に含まれるレンズ面の一部を非球面形状とすることにより、所定の明るさを確保しつつ、広角側における球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。
【００７４】
また、各実施例のズームレンズにおいて、第４レンズ群Ｌ４は、物体側より像側へ順に、正レンズと負レンズが接合された接合レンズから成る。正レンズと負レンズの接合レンズにより第４レンズ群Ｌ４を構成することで、ズーミングに伴う軸上色収差や像面湾曲の変動を抑制することができる。
【００７５】
実施例１及び４のズームレンズでは、第５レンズ群Ｌ５は、１枚の負レンズから成る。１枚のレンズにより第５レンズ群Ｌ５を構成することで、ズームレンズ全体の小型化に寄与している。実施例２、３、５のズームレンズでは、第５レンズ群Ｌ５は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズから成る。第５レンズ群Ｌ５に正レンズと負レンズを配置することで、全ズーム領域において、像面湾曲の発生を効果的に抑制している。
【００７６】
次に、本発明の実施例１から５にそれぞれ対応する数値実施例１から５に関する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。
【００７７】
またＫを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８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
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     θｇＦ
1         74.844    1.25   1.85478    24.8    0.6122
2         34.204    5.01   1.49700    81.5    0.5375
3        163.358    0.15
4         49.591    3.19   1.69680    55.5
5        273.949    0.10
6         27.526    3.59   1.71300    53.9
7         71.275  (可変)
8         45.416    0.80   1.95375    32.3
9          6.077    2.48
10         43.404    0.65   1.91082    35.3
11         13.279    1.54
12        -17.755    0.60   1.83481    42.7
13         82.190    0.21
14         18.918    1.48   1.95906    17.5
15        -40.480  (可変)
16(絞り)    ∞       1.00
17*         9.287    5.94   1.55332    71.7
18*       -13.122    0.10
19     -16057.794    0.50   1.91082    35.3
20         14.123  (可変)
21         17.471    3.36   1.48749    70.2
22         -7.260    0.45   2.00100    29.1
23        -10.490  (可変)
24        155.843    0.60   1.88202    37.2
25*        34.312    5.09
26          ∞       2.25   1.51633    64.1
27          ∞       0.50
像面        ∞
非球面データ
第17面
K =-4.18426e-001  A 4=-7.52056e-005  A 6= 8.21866e-007  A 8=-7.64063e-009
第18面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.51816e-004  A 6=-1.41944e-006  A 8= 3.03086e-009
第25面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.82320e-005  A 6= 5.57433e-006  A 8=-2.29401e-007
各種データ
ズーム比     23.94
広角     中間     望遠
焦点距離       4.62    38.33   110.56
Fナンバー      1.65     3.33     3.70
半画角        35.13     4.85     1.68
像高           3.25     3.25     3.25
レンズ全長    82.64    82.64    82.64
BF             7.07     7.07     7.07
d 7            0.60    22.55    27.36
d15           28.08     6.14     1.32
d20            9.22     3.48    12.88
d23            4.66    10.40     1.00
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      39.14
2    8      -6.36
3   17      22.50
4   21      19.28
5   24     -50.00
【００８１】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     θｇＦ
1         84.696    1.25   1.90366    31.3    0.5947
2         29.928    6.12   1.49700    81.5    0.5375
3        261.571    0.15
4         36.944    4.23   1.60311    60.6
5        279.718    0.10
6         30.328    3.34   1.71300    53.9
7         89.595  (可変)
8         48.948    0.80   1.95375    32.3
9          5.950    2.57
10         82.604    0.65   1.91082    35.3
11         17.075    1.28
12        -20.653    0.60   1.88300    40.8
13         99.940    0.17
14         18.323    1.43   1.95906    17.5
15        -50.417  (可変)
16(絞り)    ∞       1.00
17*        11.063    4.58   1.69350    53.2
18*       -24.932    0.10
19         17.041    0.50   2.00100    29.1
20          9.130  (可変)
21         14.180    3.00   1.48749    70.2
22         -8.387    0.45   1.92286    18.9
23        -12.063  (可変)
24       -177.111    0.40   1.83481    42.7
25          9.416    1.90
26         18.972    1.28   1.58144    40.8
27        -19.075    4.38
28          ∞       2.25   1.51633    64.1
29          ∞       0.50
像面        ∞
非球面データ
第17面
K =-4.37903e-001  A 4=-4.71251e-005  A 6= 3.78768e-007  A 8=-5.99594e-010
第18面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.54208e-004  A 6=-4.45210e-007  A 8= 7.43858e-010
各種データ
ズーム比     23.83
広角     中間     望遠
焦点距離       4.58    38.50   109.11
Fナンバー      1.65     3.33     3.70
半画角        35.37     4.83     1.71
像高           3.25     3.25     3.25
レンズ全長    83.52    83.52    83.52
BF             6.36     6.36     6.36
d 7            0.60    23.40    28.40
d15           29.17     6.38     1.37
d20            8.13     3.65    10.49
d23            3.35     7.84     1.00
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      39.65
2    8      -6.45
3   17      21.00
4   21      17.39
5   24     -50.00
【００８２】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     θｇＦ
1         55.271    1.25   1.85478    24.8    0.6122
2         32.521    4.81   1.43875    94.9    0.5340
3        120.492    0.15
4         39.400    3.43   1.60311    60.6
5        139.564    0.10
6         33.526    2.80   1.71300    53.9
7         78.736  (可変)
8         51.522    0.80   1.95375    32.3
9          7.143    3.04
10         31.469    0.65   1.91082    35.3
11         14.053    2.10
12        -19.663    0.60   1.77250    49.6
13         78.785    0.10
14         20.648    1.64   1.95906    17.5
15        -73.393  (可変)
16(絞り)    ∞       1.00
17*         7.468    4.71   1.69350    53.2
18*      -122.161    0.10
19          9.788    0.50   2.00100    29.1
20          5.610  (可変)
21         11.525    2.98   1.48749    70.2
22         -7.489    0.45   1.95906    17.5
23        -10.213  (可変)
24        -24.516    0.40   1.83481    42.7
25          9.532    2.10
26         15.516    1.25   1.58144    40.8
27        -16.605    1.50
28          ∞       2.25   1.51633    64.1
29          ∞       0.50
像面        ∞
非球面データ
第17面
K =-4.49040e-001  A 4=-3.07609e-005  A 6= 3.60242e-007  A 8= 7.04326e-009
第18面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.16156e-004  A 6=-4.08790e-007  A 8=-6.87814e-009
各種データ
ズーム比     27.39
広角     中間     望遠
焦点距離       4.10    47.09   112.16
Fナンバー      1.65     3.33     3.70
半画角        38.43     3.95     1.66
像高           3.25     3.25     3.25
レンズ全長    80.38    80.38    80.38
BF             3.48     3.48     3.48
d 7            0.60    26.38    32.04
d15           34.02     3.28     1.66
d20            3.56     4.13     7.26
d23            3.77     8.17     1.00
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      45.10
2    8      -7.21
3   17      20.42
4   21      14.10
5   24     -35.00
【００８３】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     θｇＦ
1         64.289    1.25   2.00069    25.5    0.6135
2         32.084    5.51   1.49700    81.5    0.5375
3        181.636    0.15
4         43.779    3.44   1.60311    60.6
5        215.096    0.10
6         28.489    3.64   1.77250    49.6
7         86.076  (可変)
8         51.716    0.80   1.91082    35.3
9          6.175    2.68
10         56.152    0.65   1.91082    35.3
11         13.228    1.47
12        -23.981    0.60   1.77250    49.6
13         70.035    0.10
14         16.109    1.42   1.95906    17.5
15       -133.775  (可変)
16(絞り)    ∞       1.00
17*         8.765    4.86   1.69350    53.2
18*       -25.854    0.10
19         25.693    0.50   2.00100    29.1
20          8.368  (可変)
21         14.514    3.44   1.49700    81.5
22         -7.392    0.45   2.00100    29.1
23        -10.638  (可変)
24        -36.851    0.60   1.88202    37.2
25*       -92.107    4.79 
26          ∞       2.25   1.51633    64.1
27          ∞       0.50
像面        ∞
非球面データ
第17面
K =-5.72892e-001  A 4=-2.93504e-005  A 6= 7.66739e-007  A 8=-3.71682e-009
第18面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.29276e-004  A 6=-1.16565e-006  A 8= 8.04198e-010
第25面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.91420e-005  A 6= 4.16183e-006  A 8=-1.88809e-007
各種データ
ズーム比     21.92
広角     中間     望遠
焦点距離       4.62    37.93   101.33
Fナンバー      1.65     3.33     3.70
半画角        35.12     4.90     1.84
像高           3.25     3.25     3.25
レンズ全長    80.79    80.79    80.79
BF             6.77     6.77     6.77
d 7            0.60    21.52    26.11
d15           27.02     6.10     1.51
d20            8.70     3.71    12.63
d23            4.93     9.93     1.00
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      37.87
2    8      -6.45
3   17      23.70
4   21      17.03
5   24     -70.00
【００８４】
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd     θｇＦ
1         56.260    1.25   1.85478    24.8    0.6122
2         32.847    4.66   1.43875    94.9    0.5340
3        118.725    0.15
4         39.800    3.39   1.60311    60.6
5        150.222    0.10
6         33.302    2.74   1.71300    53.9
7         77.822  (可変)
8         40.675    0.58   2.00100    29.1
9          7.039    4.31
10        -29.769    0.52   1.91082    35.3
11         30.498    0.58
12         16.371    2.29   1.95906    17.5
13        -36.823    0.52   1.91082    35.3
14         56.318  (可変)
15(絞り)    ∞       1.00
16*         7.399    4.76   1.69350    53.2
17*      -197.092    0.10
18          9.584    0.50   2.00100    29.1
19          5.514  (可変)
20         10.729    3.06   1.48749    70.2
21         -7.686    0.45   1.95906    17.5
22        -10.459  (可変)
23        -23.131    0.40   1.83481    42.7
24          9.251    2.10
25         14.861    1.28   1.58144    40.8
26        -16.001    1.50
27          ∞       2.25   1.51633    64.1
28          ∞       0.50
像面        ∞
非球面データ
第16面
K =-4.45753e-001  A 4=-2.37071e-005  A 6= 2.87010e-007  A 8= 8.88713e-009
第17面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.17982e-004  A 6=-4.00797e-007  A 8=-7.34286e-009
各種データ
ズーム比     27.40
広角     中間     望遠
焦点距離       4.15    49.22   113.83
Fナンバー      1.65     3.33     3.70
半画角        38.04     3.78     1.64
像高           3.25     3.25     3.25
レンズ全長    80.37    80.37    80.37
BF             3.48     3.48     3.48
d 7            0.60    26.36    32.02
d14           34.43     3.26     1.70
d19            3.37     4.15     7.42
d22            3.74     8.37     1.00
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      45.10
2    8      -7.24
3   16      20.80
4   20      13.67
5   23     -35.00
【００８５】
【表１】
0006415278.tif 000002
【００８６】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いた監視カメラの実施形態について、図１１を用いて説明する。
【００８７】
図１１において、３０は監視カメラ本体、３１は実施例１乃至５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。３２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系３１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。３３は、固体撮像素子３２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。３４は、固体撮像素子３２によって光電変換された被写体像を転送するためのネットワークケーブルである。
【００８８】
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、小型かつ高倍率であり、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】
【００８９】
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
ＧＢ  ガラスブロック
ＩＰ  像面
【図１】
0006415278.tif 000003
【図２】
0006415278.tif 000004
【図３】
0006415278.tif 000005
【図４】
0006415278.tif 000006
【図５】
0006415278.tif 000007
【図６】
0006415278.tif 000008
【図７】
0006415278.tif 000009
【図８】
0006415278.tif 000010
【図９】
0006415278.tif 000011
【図１０】
0006415278.tif 000012
【図１１】
0006415278.tif 000013