(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群、そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群で構成され、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補正すると共に該第４群を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式のズームレンズであって、最も物体側の第１レンズ面から最終レンズ面までの広角端における長さをＴＤ、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々Ｆｗ、Ｆｔ、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第２群の移動量をＭ２としたとき、
０．５５＜ＴＤ／Ｆｔ＜０．７５
【数１】
0004343307.tif 000019
なる条件を満足することを特徴とするリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項２】
前記第１群の焦点距離をＦ１、全系の広角端と望遠端での焦点距離をそれぞれＦｗ，Ｆｔとしたとき、
１０＜Ｆ１／Ｆｗ＜２５
【数２】
0004343307.tif 000020
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１群の焦点距離をＦ１、前記第２群の焦点距離をＦ２としたとき、
７．５＜｜Ｆ１／Ｆ２｜＜１０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項４】
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第２群の移動量をＭ２、前記第２群の焦点距離をＦ２としたとき、
５＜｜Ｍ２／Ｆ２｜＜９
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項５】
前記第４群の横倍率をβ４としたとき、横倍率β４は常に
２＜β４＜６
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３群の横倍率の絶対値の最大値をβ３ＭＡＸとしたとき、
β３ＭＡＸ＞０．８
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３群の焦点距離をＦ３、前記第４群の焦点距離をＦ４、全系の広角端と望遠端での焦点距離をそれぞれＦｗ，Ｆｔとしたとき、
【数３】
0004343307.tif 000021
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項８】
前記第５群の焦点距離をＦ５、全系の広角端と望遠端での焦点距離をそれぞれＦｗ，Ｆｔとしたとき、
【数４】
0004343307.tif 000022
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項９】
前記第３群の焦点距離をＦ３、前記第４群の焦点距離をＦ４、前記第５群の焦点距離をＦ５、全系の広角端での焦点距離をＦｗとしたとき、
４．０＜Ｆ３／Ｆｗ＜６．０
４．０｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜６．５
４．０＜Ｆ５／Ｆｗ＜６．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第４群の焦点距離をＦ４、前記第５群の焦点距離をＦ５としたとき、
−１．５＜Ｆ４／Ｆ５＜−０．９
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項１１】
無限遠物体にフォーカスしている状態で、前記第２群と第３群の広角端での間隔をＤ２Ｗ、前記第４群と第５群の広角端での間隔をＤ４Ｗとしたとき、
２．４＜Ｄ２Ｗ／Ｄ４Ｗ＜４．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項１２】
無限遠物体にフォーカスしている状態で、前記第４群と第５群の広角端での間隔をＤ４Ｗ、前記第４群の焦点距離をＦ４としたとき、
０．５＜｜Ｄ４Ｗ／Ｆ４｜＜１．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項のリヤーフォーカス式のズームレンズと、該ズームレンズが形成する像を受光する固体撮像素子とを有するカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリヤーフォーカス式のズームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメラ、そして放送用カメラ等に用いられる大口径比で高変倍比でしかも広画角のリヤーフォーカス式のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ホームビデオカメラ等の小型軽量化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にもめざましい進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小型化、構成の簡略化に力が注がれている。
【０００３】
これらの目的を達成する一つの手段として、物体側の第１群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカス式のズームレンズが知られている。
【０００４】
一般にリヤーフォーカス式のズームレンズは第１群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに比べて第１群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になり、又、近接撮影、特に極近接撮影が容易となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて行っているので、レンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速な焦点合わせができる等の特長がある。
【０００５】
このようなリヤーフォーカス式のズームレンズとして、例えば特開昭62-215225 号公報や、特開昭62-206516 号公報，特開昭62-24213号公報，特開昭63-247316 号公報、そして特開平4-43311 号公報では、物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、第２群を移動させて変倍を行い、第４群を移動させて変倍に伴う像面変動とフォーカスを行っている。
【０００６】
一方、本出願人は、例えば特開平8-146295号公報において、物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群、そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群を有し、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補正すると共に、該第４群を光軸上移動させてフォーカスを行ったリヤーフォーカス式のズームレンズを提案している。
【０００７】
又、特開平5-215967号公報では物体側より順に変倍中固定の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群、そして変倍に伴う像面変動を補正するための正の屈折力の第５群の５つのレンズ群より成り、変倍に際して第３群と第４群の少なくとも１つを移動させると共に、フォーカスの際に第５群を移動させたリヤーフォーカス式のズームレンズが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般にズームレンズにおいてリヤーフォーカス方式を採用するとレンズ系全体が小型化され、又、迅速なるフォーカスが可能となり、更に近接撮影が容易となる等の特長が得られる。
【０００９】
しかしながら反面、フォーカスの際の収差変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高い光学性能を得るのが大変難しくなるという問題点が生じてくる。
【００１０】
特に広角端でのＦナンバーがＦ１．６と大口径比で変倍比３０〜５０程度と高変倍のズームレンズでは全変倍範囲にわたり、又、物体距離全般にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなるという問題点が生じてくる。
【００１１】
本発明は、先に特開平8-146295号公報で提案したリヤーフォーカス方式のズームレンズを改良し、変倍比５０程度の高変倍化を図り、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有したリヤーフォーカス式のズームレンズの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のリヤーフォーカス式のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４群、そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群で構成され、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動させて補正すると共に該第４群を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式のズームレンズであって、最も物体側の第１レンズ面から最終レンズ面までの広角端における長さをＴＤ、全系の広角端と望遠端での焦点距離を各々Ｆｗ、Ｆｔ、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第２群の移動量をＭ２としたとき、
０．５５＜ＴＤ／Ｆｔ＜０．７５              ‥‥‥（１）
【数５】
0004343307.tif 000002
なる条件を満足することを特徴としている。ここで移動量Ｍ２は像側へ移動するときを正の符号とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１，図３，図５，図７，図９，図１１，図１３，図１５，図１７，図１９は本発明の後述する数値実施例１、参考例１、数値実施例２〜９のレンズ断面図、図２，図４，図６，図８，図１０，図１２，図１４，図１６，図１８，図２０は本発明の後述する数値実施例１、参考例１、数値実施例２〜９の諸収差図である。収差図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は望遠端を示している。図２１（Ａ），（Ｂ）は本発明のリヤーフォーカス式のズームレンズと従来のリヤーフォーカス式のズームレンズの近軸屈折力配置を示す概略図である。
【００１４】
図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群（第１レンズ群）、Ｌ２は負の屈折力の第２群（第２レンズ群）、Ｌ３は正の屈折力の第３群（第３レンズ群）、Ｌ４は負の屈折力の第４群（第４レンズ群）、Ｌ５は正の屈折力の第５群（第５レンズ群）である。ＳＰは開口絞りであり、第３群Ｌ３の前方に配置している。ＩＰは像面である。
【００１５】
広角端から望遠端への変倍に際して矢印のように第２群を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第４群を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動させて補正している。又、第４群を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式を採用している。
【００１６】
同図に示す第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線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の広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正するための移動軌跡を示している。第１群，第３群，第５群は変倍及びフォーカスの際固定である。
【００１７】
本実施例においては、第４群を移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動させてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線４ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際して像面側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。これにより第４群と第５群との空気の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００１８】
本実施例において、例えば望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は、同図の直線４ｃに示すように第４群を後方（像面側）へ繰り込むことにより行っている。
【００１９】
そして、前述の条件式（１）を満足することによって高変倍化を図りつつ、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得ている。この条件式（１）は、３０倍以上の高変倍となっても望遠端でのＦナンバーＦｎｏが明るく、なおかつ前玉径を小さく全系を小型にするための必要な条件である。
【００２０】
一般に、ズームレンズの高倍化、特に実効倍率で３０倍から５０倍程度のズーム比を確保しつつ、充分小型で良好な性能を維持するためには、主変倍系である第２レンズ群の屈折力を強くして、第２レンズ群のズーミングに伴う移動量を少なくすれば良い。しかしながら第２レンズ群の屈折力を強くするとペッツバール和が大きくなり像面が補正過剰（オーバー）になるだけでなく、望遠端のレンズの明るさを決める第１レンズ群の前玉が小さくなりすぎて、望遠端の暗いズームレンズとなってしまう。
【００２１】
この条件式（１）は、３０倍以上の高変倍となっても望遠端でのＦｎｏが明るく、なおかつ前玉径を小さく全系を小型にするため、又、所望のズーム比を得るための最適で無駄のないレンズの配置、及びパワー配置を設定するために必要な条件である。条件式（１）の上限を越えると望遠端のＦナンバーは明るくなるが、全長，前玉が大型化してしまう。又、下限値を越えると所望のズーム比を得るために各レンズ群のパワー配置がきつくなり、像面のズーム変動や距離による収差変動が大きくなり適当でない。特に上述したようにペッツバール和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になる。この条件式（２）は、ズーミングに際して最も多い移動量を持つ第２レンズ群に対して、広角端から望遠端へのズーム比を考慮して、小型化と最も最適な性能を持たせるために必要な関係である。条件式（２）の上限を越えると望遠端のＦナンバーは明るくなり球面収差の補正が難しくなるばかりでなく、全長，前玉が大型化してしまう。又、下限値を越えると所望のズーム比を得るために第２レンズ群のパワーがきつくなり像面のズーム変動が大きくなり適当でない。特にペッツバール和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になり適当でない。
【００２２】
一般に第１レンズ群を光軸上移動させて距離合せを行う、所謂前玉フォーカス方式が知られているが、この方式は広角側で至近距離撮影時に周辺画面に光束を確保するために前玉径が大きくなりがちとなる。このため、このフォーカス方式では、本発明の目的の１つである小型化は難しくなる。この際、構成上最も径の大きい第１レンズ群はズーミング中固定になっている方が、機構上の簡略化のためにも良い。
【００２３】
そこで第３レンズ群以降に配置されたレンズ群、特に第４レンズ群でフォーカシングを行うものが小型化を目的とする際には好ましい。又、絞りユニットを有する第３レンズ群も固定であるほうが機構上の簡略化には好ましい。
【００２４】
第４レンズ群は、広角端より中間ズームまでの変倍領域にかけて像面側に移動するのが好ましい。更に高変倍のズームレンズを構成するには第４レンズ群は広角端より望遠端にかけて像面側に凸の軌跡で移動し、又、特に略完全往復していればスペース効率が良く、小型の高変倍ズームレンズが可能となる。このとき、特に第２レンズ群のズーミング中の横倍率は等倍（−１）を挟んで変化している構成にするのが良い。
【００２５】
次に、この構成で前玉径が小型化できる技術的意味を説明する。
【００２６】
従来より広角化を図ろうとすると、広角端寄りの中間ズーム位置において第１レンズ群への軸外光束の入射高が高くなり、この結果、第１レンズ群のレンズ有効径が増大してくる。この前玉径の増大を防止するには上記中間ズーム位置で物体側より瞳（絞り）へ入射する軸外光束の入射角度θを浅めに（小さめに）設定するように構成するのが良い。そのためには上述したように第４レンズ群は広角端より中間ズーム域にかけて像面側に移動するのが好ましい。
【００２７】
このように構成することにより、前玉径を決定する焦点距離での入射瞳位置はかなり物体側に寄り、径の小型化が可能になる。このとき、特に全ズーム域でレンズの射出瞳位置は像面よりプラス側（像面より反物体側）にあるのが有効である。
【００２８】
このことを、図２１（Ａ）に従って検証する。図２１（Ａ）は広角端から少し望遠側に寄った中間ズームの位置で、第１レンズの有効径を決定する焦点距離の位置である。同時に、図２１（Ｂ）に参考のために特開昭62-24213号公報で開示されているズームレンズの近軸屈折力配置を示す。図２１（Ｂ）に示すように、像面側から物体側へ軸外光束の光線を逆追跡すると、第４レンズ群に強い負のパワーがあるために像面側からでる軸外光束は射出瞳がややプラス側に寄っている。これに対して、図２１（Ａ）ではこの光束が第５レンズ群で絞りＳＰ側に曲げられ、更に第４レンズ群で絞りＳＰを有する第３レンズ群に緩やかな角度で入っていく。この絞りＳＰを通過する角度θが従来のズームレンズよりも緩くできるため、結果的に第１レンズの径を小さくできるのである。
【００２９】
このように本発明では、射出瞳位置が像面からプラス側（反物体側）にあるのが好ましい。少なくとも前玉径の決定に寄与する広角端ではプラス側になっていることが好ましい。
【００３０】
本発明の目的とするリヤーフォーカス式のズームレンズは、以上の諸条件を満足させることにより達成することができるが、更にレンズ系全体の小型化を図りつつ、高変倍化を図る際の変倍に伴う収差変動を少なくし、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには目的に応じて次の（ア−２）〜（ア−２６）の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００３５】
(ア-2) 第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全系の広角端と望遠端の焦点距離をＦｗ，Ｆｔとしたとき、
【００３６】
【数３】
0004343307.tif 000003
【００３７】
を満足することである。
【００３８】
いずれの条件式も広角化（２ω≧６０度）を行い、更に高変倍（３０倍以上）で前玉径を小型にするのに最適な第１レンズ群のパワーを設定するものである。
【００３９】
これらの条件式は、第２レンズ群に対する物点、即ち倍率に係わる式である。全系を小さく設定するには、第２レンズ群がズーミングに際して等倍を挟んでいるのが好ましい。等倍を挟むと第４レンズ群のズーミングの軌跡は略往復になり、最も効果的なスペース効率で高変倍が可能となる。具体的には、これらの式の上限を越えると、第２レンズ群に対する物点が遠くなり、第２レンズ群の結像倍率が低くなり、効果的な小型化が難しくなる。更に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きくなり小型化の達成が難しくなる。又、下限値を越えると第２レンズ群の倍率が大きくなり、高倍化の達成が難しくなる。
【００４０】
(ア-3) 第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉとしたとき、
７．５＜｜Ｆ１／Ｆ２｜＜１０…（５）
を満足することである。
【００４１】
条件式（５）は主に変倍部である第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力を最適に設定し、ズーミングによる収差変動を小さくしつつ高変倍（３０倍以上）を行うためのものである。特に、第２レンズ群の移動による変倍を効果的に行うための条件である。下限を越えると３０倍以上の高変倍化のために第２レンズ群の移動量を大きくとる必要があり、大型化及び前玉径が大きくなる。又、上限値を越えると所望のズーム比を得るために第２レンズ群のパワーがきつくなり像面のズーム変動が大きくなり適当でない。特にペッツバール和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になり適当でない。
【００４２】
(ア-4) 変倍を主に担当する第１レンズ群と第２レンズ群のうち第１レンズ群は少なくとも１枚の負レンズを有し、全体として４枚以上のレンズで構成すること、又、第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズを有し、全体として４枚以上のレンズで構成することである。
【００４３】
(ア-5) 第１レンズ群を構成している正レンズのうち少なくとも１枚の正レンズの材質のアッベ数ν１は、
ν１＞６５…（６）
を満たし、更に第１レンズ群を構成する正レンズの材質のアッベ数の平均ν１Ｐを
ν１Ｐ＞７０…（７）
と設定するのが良い。
【００４４】
条件式（６）、（７）は共に変倍を担当するレンズ群において色収差の発生を小さくし、高変倍（３０倍以上）での望遠端での軸上色収差を小さくすることにある。これらの式を逸脱する第１レンズ群の構成レンズ枚数が多くなり大型化する。あるいは望遠端での軸上色収差が大きくなって適当でない。
【００４５】
(ア-6) 第２レンズ群は、物体側から順に物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズ面が凹面の負レンズ、そして少なくとも２枚のレンズで構成されていることが好ましい。これは高変倍の構成にするとき、主変倍群である第２レンズ群の移動により倍率色収差の変動が大きくなりがちである。これを除去するためには第２レンズ群内で充分に色収差の発生を抑えておく必要がある。そのために上のレンズ構成を満たしているのが好ましい。
【００４６】
(ア-7) 第１レンズ群は物体側から順に、物体側に凸面を有するメニスカス状の負レンズ、物体側に凸面を有する正レンズ、そして少なくとも２枚の正レンズを有しているのが良い。第１レンズ群の像面側には２枚の物体側に凸面を有するメニスカス状の正レンズブロックがあるのが好ましい。このレンズブロックは正の単レンズでも良いし、又、貼合わせのメニスカス形状のブロックでも良い。
【００４７】
(ア-8) 主変倍群である第２レンズ群の広角端から望遠端への移動量（像面側へ移動するときを正とする）をＭ２、第２レンズ群の焦点距離をＦ２としたとき、
５＜｜Ｍ２／Ｆ２｜＜９…（８）
を満足するのが良い。
【００４８】
この条件式は、主変倍群である第２レンズ群が所望のズーム比を得るために必要な移動量とそのときのパワーの関係を示したものである。焦点距離Ｆ２が一定のときは移動量Ｍ２が大きいと高変倍になり、移動量Ｍ２が一定のときは焦点距離｜Ｆ２｜が小さいほうが高変倍になる。この関係をバランス良く設定しているのがこの式である。この式の上限を越えると移動量が大きくなって大型化するか、第２レンズ群のパワーがきつくなって収差変動が大きくなる。この式の下限値を越えると所望の変倍比が得られなくなる。
【００４９】
(ア-9) 前玉径の小型化に関係する絞り位置は、望遠端において第３レンズ群の近傍に配置するのが良い。特に第３レンズ群近傍にズーミング中固定であるほうが機構構成上は好ましい。特に前玉径の小型化には第３レンズ群の比較的物体側、好ましくは最も物体側に配置させるのが良い。
【００５０】
(ア-10)第３レンズ群は少なくとも２枚の正レンズを有しているのが好ましい。これは全系の中で第３レンズ群のパワーは比較的強く、高変倍をするには少ないレンズ枚数では球面収差の補正ができないからである。特にこのレンズ群の中に非球面を用いてこの収差補正を分担させても良い。１枚の負レンズを第３レンズ群に有しておくと、更に色収差の補正にも有効である。
【００５１】
(ア-11)第４レンズ群は前述したようにズーミング中の像面位置を一定にするコンペンセーター（補正群）であり、フォーカスを担当するレンズ群でもある。それぞれの収差変動、特に色収差変動を少なくするために少なくとも１枚の正レンズを有するのが好ましい。
【００５２】
(ア-12)距離合わせは第４レンズ群で行い、この際、第４レンズ群は近距離に距離合わせ（フォーカシング）するときは像面側に繰り込むように構成している。このように負の第４レンズ群を繰り込んで距離合わせを行うと、従来のような正レンズ群で行うリヤーフォーカス方式の様に、近軸的な変倍比に対して近距離側で変倍比が小さくなることがなく、高変倍化にしても近距離側で所望の変倍比が得られる。
【００５３】
(ア-13)フォーカスやズーミングの収差変動を小さくするためには、第４レンズ群内に非球面を有するのが良い。特に、球面収差の中間ズーム域での球面収差の変動補正には第５レンズ群内に非球面を有するのが好ましい。
【００５４】
(ア-14)適当なバックフォーカスを保持しつつ、固体撮像素子に対する射出瞳位置を変動を小さく設定するためには、第４レンズ群の倍率β４がズーミングに伴い常に同一符号であることが好ましい。倍率β４がズーミング中符号を変えて変化すると、最終結像レンズ群である固定の第５レンズ群への入射角度の変化が大きく、ズーミングに伴い、特に周辺光束の固体撮像素子（ＣＣＤ等）へ入射角度の変動が大きく、テレセントリックな結像からのズレが大きくなりシェーディング発生の原因になり適当でない。
【００５５】
(ア-15)射出瞳がプラス側で短くなるワイド端、テレ端でのシェーディングを小さくし、適当なバックフォーカスを保持するには、第４レンズ群の横倍率をβ４とするとき、倍率β４は常に正の値であり、
２＜β４＜６…（９）
の条件を満たしているのが好ましい。
【００５６】
この条件式を逸脱すると、上述したような繰り込むことによるフォーカシングができず、有限距離側で変倍比が小さくなり、高変倍化しても近距離側で所望の変倍比が得られないことにもなり適当でない。
【００５７】
(ア-16)全系を小さくし移動スペースを有効に設定するには、第４レンズ群は略完全往復もしくは像面側に凸状の軌跡にしておけば良い。そのためには、第３レンズ群の結像倍率は負の値で、広角端から望遠端にかけて絶対値が大きくなり、さらに小さくなるのが好ましい。ここで広角端及び望遠端の第３レンズ群の近軸横倍率をそれぞれβ３Ｗ，β３Ｔとすると、
β３Ｗ≒β３Ｔ…（１０）
であると最もスペース効率が良い。ここで「略」とは±２０％以内のことを意味する。
【００５８】
(ア-17)広角端から望遠端への第３レンズ群の近軸横倍率の絶対値の最大値をβ３ＭＡＸとすると、
β３ＭＡＸ＞０．８・・・（１１）
特に高変倍化させるには、
β３ＭＡＸ＞０．９・・・（１２）
になっているのが良く、更に倍率β３が−１を越えている方が高倍化に好適である。
【００５９】
(ア-18)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々Ｆｗ，Ｆｔとするとき、
【００６０】
【数４】
0004343307.tif 000004
【００６１】
を満足することである。
【００６２】
以上の条件式は絞りから像面側に配したレンズ群のパワーに関する式である。それぞれの範囲はズームレンズの射出瞳位置を短くなりすぎないように設定し、更に上述した様に物体側からの斜光束が瞳に浅い角度で入射させ、入射瞳を短く前玉径の小型化に寄与させるための条件である。
【００６３】
共に上限値を越えると上記斜光束が浅い角度に設定できずに、前玉径の増大を招き、又、下限値を越えると射出瞳がプラス側に短くなりすぎ、固体撮像素子に対してテレセントリックな光束を確保できず、又、ズーム、フォーカスに対して収差変動が大きくなり適当ではない。この範囲に入っていれば距離合わせ（フォーカシング）に対しても大きな移動にならないように小型化を達成するものである。このような範囲を逸脱すると前玉径が大型化し、全系も大型化して更に撮像素子に対して適当な射出角度を設定できなくなる。
【００６４】
(ア-19)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全系の広角端と望遠端の焦点距離を各々Ｆｗ，Ｆｔとするとき、
【００６５】
【数５】
0004343307.tif 000005
【００６６】
を満足することである。
【００６７】
この条件式は全系の焦点距離に対して最後の結像レンズである第５レンズ群を良好な収差にして、又、バックフォーカスを適当に確保するためのものである。上限値を越えるとバックフォーカスが長くなり大型化するため適当でない。又、下限値を越えると第５レンズ群の屈折力が強くなり、特に球面収差やコマ収差が中間ズーム域で発生し適当でない。又、テレセントリックな関係が崩れ、射出瞳が短くなり適当でない。
【００６８】
(ア-20)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全系の広角端の焦点距離をＦｗとしたとき、
４．０＜Ｆ３／Ｆｗ＜６…（１６）
４．０＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜６．５…（１７）
４．０＜Ｆ５／Ｆｗ＜６…（１８）
を満足することである。
【００６９】
これらの条件式を満足すれば、高変倍化を図りつつ良好なる光学性能が得られる。
【００７０】
(ア-21)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉとしたとき、
−１．５＜Ｆ４／Ｆ５＜−０．９…（１９）
を満足することである。
【００７１】
この条件式は射出瞳の位置を長くするためのものである。
【００７２】
この条件式の上限を越えると第４レンズ群の屈折力が強くなりフォーカシングの距離変動が大きくなり適当でない。又、下限値を越えるとフォーカシングの移動量が大きくなり大型化して適当でないばかりでなく固定の結像レンズである第５レンズ群の屈折力が強くなり射出瞳が短くなり適当でない。
【００７３】
(ア-22)リヤーフォーカス方式をとるズームレンズの場合、どうしても望遠端の近距離のフォーカスレンズ移動量が大きくなる。特にズームの倍率が大きくなればなるほど、第４レンズ群の像面位置補正の移動量・フォーカスのための移動量が共に大きくなる。広角端における物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ群の間隔をＤ２Ｗ、第４レンズ群第５レンズ群の間隔をＤ４Ｗとしたとき、
２．４＜Ｄ２Ｗ／Ｄ４Ｗ＜４．０…（２０）
を満足することが良い。
【００７４】
間隔Ｄ２Ｗは、特に主変倍レンズ群である第２レンズ群の移動可能範囲に寄与する量である。又、間隔Ｄ４Ｗは第４レンズ群の像面位置補正の移動量・フォーカスのための移動量に係わる量である。この中に入っていると適正なズーム倍率と適正な至近距離を提供できる。上限値を逸脱すると第４レンズ群の、特にフォーカスのための移動量を確保できない。又、下限値を越えると所望のズーム比を確保するための第２レンズ群の移動量が確保できず適当でない。この場合の間隔Ｄ２Ｗは第２レンズ群の最も像面側の面と第３レンズ群の最も物体側の面との間隔である。
【００７５】
(ア-23)第４レンズ群の像面位置補正のための移動量とフォーカスのための移動量を適正に確保するためには広角端で無限遠物体での第４レンズ群と第５レンズ群の間隔をＤ４Ｗ、第４レンズ群の焦点距離をＦ４としたとき、
０．５＜｜Ｄ４Ｗ／Ｆ４｜＜１．０…（２１）
を満足することである。
【００７６】
この範囲を逸脱するとフォーカスのための所望の移動量が確保できず、至近距離が遠くになってしまう。
【００７７】
(ア-24)又、光学系の射出瞳を適当に設定しつつ、レンズのバックフォーカスを適正に確保するためには第５レンズ群の倍率をβ５とするとき、
０．２４＜｜β５｜＜０．５０…（２２）
を満足することである。
【００７８】
この式を逸脱すると、バックフォーカスが大きくなりレンズ系が大きくなるばかりでなく、射出瞳が短くなり適当でない。
【００７９】
(ア-25)全系を小型化にするときは、広角端での物体距離無限遠時のバックフォーカス（ガラスブロック，フィルター等実施例中の”Ｇ”を除く）をＢｆｗ、全系の広角端の焦点距離をＦｗとするとき、
２．０＜Ｂｆｗ／Ｆｗ＜４．０…（２３）
を満足することである。
【００８０】
この条件式は、全系を効果的に小型化するのに必要な式であり、下限値を越えると、フィルター等のブロックを入れるのが無理になるばかりでなく射出瞳が短めとなり、撮像素子への結像がテレセントリック系からズレることになり不適当である。又、上限値を越えると大型化して不適当である。
【００８１】
(ア-26)又、広角化における第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔Ｈ１２を広角端でいかに小さくできるかは重要な点のひとつである。又、第２レンズ群においては、主点間隔Ｈ１２を広角端で短くするために、第２レンズ群の物体側主点を物体側に設定するような構成にすることが広角化には望ましい。特に第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔Ｈ１２については全系の広角端の焦点距離をＦｗとしたとき、
１．５＜Ｈ１２／Ｆｗ＜３．５…（２４）
を満足することである。
【００８２】
この式の下限を越えると第１レンズ群と第２レンズ群の実際の間隔を取りにくくなり、各レンズ群の収差が劣化する。又、上限を越えると全長、前玉径の増大を引き起こし適当でない。
【００８３】
次に本発明の数値実施例１〜９と参考例１の数値実施例を示す。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、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１，表−２に示す。
【００８４】
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、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、
【００８５】
【数６】
0004343307.tif 000006
【００８６】
なる式で表している。尚、最終の２つのレンズ面はローパスフィルター、フェースプレート等の光学ブロックを示している。
【００８７】
【外１】
0004343307.tif 000007
【００８８】
【数６】
0004343307.tif 000008
【００８９】
【数７】
0004343307.tif 000009
【００９０】
【数８】
0004343307.tif 000010
【００９１】
【数９】
0004343307.tif 000011
【００９２】
【数１０】
0004343307.tif 000012
【００９３】
【数１１】
0004343307.tif 000013
【００９４】
【数１２】
0004343307.tif 000014
【００９５】
【数１３】
0004343307.tif 000015
【００９６】
【数１４】
0004343307.tif 000016
【００９７】
【表１】
0004343307.tif 000017
【００９８】
【表２】
0004343307.tif 000018
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、変倍比５０程度の高変倍化を図り、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、又、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有したリヤーフォーカス式のズームレンズを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】  本発明の数値実施例１の収差図
【図３】  本発明の参考例１のレンズ断面図
【図４】  本発明の参考例１の収差図
【図５】  本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図６】  本発明の数値実施例２の収差図
【図７】  本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図８】  本発明の数値実施例３の収差図
【図９】  本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１０】本発明の数値実施例４の収差図
【図１１】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図１２】本発明の数値実施例５の収差図
【図１３】本発明の数値実施例６のレンズ断面図
【図１４】本発明の数値実施例６の収差図
【図１５】本発明の数値実施例７のレンズ断面図
【図１６】本発明の数値実施例７の収差図
【図１７】本発明の数値実施例８のレンズ断面図
【図１８】本発明の数値実施例８の収差図
【図１９】本発明の数値実施例９のレンズ断面図
【図２０】本発明の数値実施例９の収差図
【図２１】本発明に係るズームレンズの近軸屈折力配置の説明図
【符号の説明】
Ｌ１  第１群
Ｌ２  第２群
Ｌ３  第３群
Ｌ４  第４群
Ｌ５  第５群
ＳＰ  絞り
ＩＰ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
【図１】
0004343307.tif 000023
【図２】
0004343307.tif 000024
【図３】
0004343307.tif 000025
【図４】
0004343307.tif 000026
【図５】
0004343307.tif 000027
【図６】
0004343307.tif 000028
【図７】
0004343307.tif 000029
【図８】
0004343307.tif 000030
【図９】
0004343307.tif 000031
【図１０】
0004343307.tif 000032
【図１１】
0004343307.tif 000033
【図１２】
0004343307.tif 000034
【図１３】
0004343307.tif 000035
【図１４】
0004343307.tif 000036
【図１５】
0004343307.tif 000037
【図１６】
0004343307.tif 000038
【図１７】
0004343307.tif 000039
【図１８】
0004343307.tif 000040
【図１９】
0004343307.tif 000041
【図２０】
0004343307.tif 000042
【図２１】
0004343307.tif 000043