JP2016031419A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 広画角，高ズーム比で、全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有し、全系が小型のズームレンズを得ること。【解決手段】 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、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第１レンズ群は物体側へ移動し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔は減少し、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第４レンズ群の焦点距離ｆ４、広角端におけるレンズ全長ＴＤｗ、広角端におけるバックフォーカスｂｆｗを各々適切に設定する。【選択図】 図１

Description

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。

近年、撮像装置に用いられる撮影光学系には、レンズ全長が短く、コンパクト（小型）であること、そして、広画角、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等が要望されている。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で、全体として５つのレンズ群より構成されるズームレンズが知られている（特許文献１，２）。

特許文献１，２では、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなる５群構成のズームレンズを開示している。このうち特許文献１では広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群が物体側へ移動し、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が減少するように各レンズ群が移動し、フォーカシングに際しては第５レンズ群が移動するズームレンズを開示している。

特許文献２は広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群が像側へ凸状の軌跡で移動し、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が変化するように第２レンズ群乃至第４レンズ群が移動し、第５レンズ群が不動である。そしてフォーカシングに際しては第４レンズ群が移動するズームレンズを開示している。

特開2009-168933号公報 特開2010-039429号公報

近年、撮像装置に用いるズームレンズには、撮像装置の小型化及び高機能化に伴って、広画角，高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、かつレンズ系全体が小型であることが強く要望されている。前述したポジティブリード型の５群ズームレンズにおいて、全系の小型化と、広画角化，そして高ズーム比を確保しつつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、ズームレンズの各要素を適切に設定することが重要となってくる。

例えばズーミングに伴い移動する第１レンズ群，第２レンズ群，第４レンズ群，第５レンズ群の屈折力、そしてズーミングに際しての第１レンズ群や第２レンズ群の移動量等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が適切でないと、高ズーム比化を図る際に全系が大型化し、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。

特許文献１はズーム比４〜５．７倍程度の全ズーム範囲及び物体距離全般にわたり高い光学性能を有するズームレンズを開示している。しかしながら、広角端におけるバックフォーカスが長くなりすぎて、広角端におけるレンズ全長が増大する傾向があった。特許文献２は光学系全体が小型で、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開示している。特許文献２のズームレンズは第１レンズ群に対し第４レンズ群の屈折力が弱い。このため更なる高ズーム比化を図ろうとすると、第４レンズ群の移動量が増加する傾向があった。

本発明は、広画角，高ズーム比で、全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有し、全系が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。

本発明のズームレンズは、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、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レンズ群は物体側へ移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔は減少し、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端におけるレンズ全長をＴＤｗ、広角端におけるバックフォーカスをｂｆｗとするとき、
３．５０＜ｆ１／ｆ４＜１０．００
７．００＜ＴＤｗ／ｂｆｗ＜３５．００
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、広画角，高ズーム比で、全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有し、全系が小型のズームレンズが得られる。

実施例１のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例１の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例２のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例２の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例３のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例３の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 実施例４のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 実施例４の広角端における広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

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、負の屈折力の第５レンズ群から構成される。そして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。

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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、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２３．５３、開口比（Ｆナンバー）２．８８〜５．７６のズームレンズである。

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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比２１．６５、開口比（Ｆナンバー）２．８８〜５．７７のズームレンズである。

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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２１．３６、開口比（Ｆナンバー）２．８８〜５．７６のズームレンズである。

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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比２５．５８、開口比（Ｆナンバー）２．８８〜５．７６のズームレンズである。図９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、Ｂｉは第ｉレンズ群である。

各実施例のレンズ断面図において、Ｂ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｂ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｂ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｂ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｂ５は負の屈折力の第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。）であり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。

ＧＢ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。

収差図のうち球面収差図においてｄはｄ線、ｇはｇ線である。非点収差図においてΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。半画角ωは光線追跡値による値を示す。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。

以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群（第２レンズ群Ｂ２）が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、各レンズ群が移動する。

また、第５レンズ群Ｂ５を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第５レンズ群Ｂ５に関する実線の曲線５ａと点線の曲線５ｂは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。又、望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印５ｃに示すように第５レンズ群Ｌ５を後方へ繰り込むことで行っている。開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｂ５と一体的に（同じ軌跡で）移動する。

本発明は、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、全系が小型のズームレンズを得ることを１つの目的としている。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Ｂ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｂ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｂ５からなる。このような構成をとることで高ズーム比化を図りつつ、望遠端において倍率色収差およびコマ収差を良好に補正し、高い光学性能を得ている。

さらには、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｂ１は物体側へ移動する。そして各レンズ群の間隔変化は次のとおりである。第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間隔が広がり、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔が狭まり（減少し）、第３レンズ群Ｂ３と第４レンズ群Ｂ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５の間隔が狭まる。このような各レンズ群の間隔変化によって、高ズーム比でレンズ全長が短く、かつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得ている。

そして、第３レンズ群Ｂ３を正の屈折力、第４レンズ群Ｂ４を正の屈折力、第５レンズ群Ｂ５を負の屈折力とすることで、第３レンズ群Ｂ３以降の屈折力を強めて、広角端におけるバックフォーカスを短くしている。また、第１レンズ群Ｂ１は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズを有する構成として、望遠端において球面収差、倍率色収差、軸上色収差等を良好に補正している。これによって、広角端におけるレンズ全長の増大を抑制しつつ、高ズーム比化を図っている。

そして、第４レンズ群Ｂ４は、最も物体側に負レンズＧ４１を有し、負レンズＧ４１の像側の任意の位置に正レンズが位置する構成としている。これにより、軸外光束を適切に屈折して、第４レンズ群Ｂ４以降の各レンズ群の有効径の小型化を図っている。また、第４レンズ群Ｂ４の屈折力を強めることで、広角端におけるバックフォーカスを短縮している。

各実施例では、開口絞りＳＰを有し、開口絞りＳＰよりも像側に、フォーカシングに際して移動するフォーカシングレンズ群を有し、フォーカシングレンズ群は負の屈折力を有する。第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆ１、第４レンズ群Ｂ４の焦点距離をｆ４とする。広角端におけるレンズ全長をＴＤｗ、広角端におけるバックフォーカスをｂｆｗとする。ここでバックフォーカスとは最終レンズ面から像面までの空気換算での距離である。レンズ全長とは第１レンズ群から最終レンズ面までの距離（光学全長）にバックフォーカスを加えた値である。

このとき、
３．５０＜ｆ１／ｆ４＜１０．００ ・・・（１）
７．００＜ＴＤｗ／ｂｆｗ＜３５．００ ・・・（２）
なる条件式を満足する。

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（１）は第４レンズ群Ｂ４の焦点距離に対する第１レンズ群Ｂ１の焦点距離の比に関する。条件式（１）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなりすぎると、高ズーム比化を図るためには、第２レンズ群Ｂ２と第１レンズ群Ｂ１の間隔変化量を増大しなければならず、望遠端におけるレンズ全長が増大してくる。

もしくは、第４レンズ群Ｂ４の焦点距離が短くなりすぎてしまい、全ズーム範囲において像面湾曲、コマ収差等の補正が困難となる。また、下限値を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が短くなりすぎると、望遠端において球面収差、軸上色収差等の補正が困難となる。もしくは、第４レンズ群Ｂ４の焦点距離が長くなりすぎてしまい、高ズーム比化を図るためには、第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５の間隔変化量を増大しなくてはならず、広角端においてレンズ全長が増大してくる。

条件式（２）は広角端におけるレンズ全長とバックフォーカスの比に関する。条件式（２）の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が増大してしまう。もしくは、広角端におけるバックフォーカスが短くなりすぎてしまい、最終レンズ面の像側に光学フィルターを配置することが困難となる。また、下限値を超えて、広角端におけるレンズ全長が短くなると、各レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまい、広角端において球面収差、非点収差、コマ収差等の補正が困難となる。更に好ましくは、条件式（１），（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

３．６２＜ｆ１／ｆ４＜９．００ ・・・（１ａ）
９．９１＜ＴＤｗ／ｂｆｗ＜３３．４６ ・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ），（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

３．７４＜ｆ１／ｆ４＜８．０１ ・・・（１ｂ）
１２．８２＜ＴＤｗ／ｂｆｗ＜３１．９３ ・・・（２ｂ）
以上の構成をとることにより、本発明は、高画角、高ズーム比で、レンズ系全体の小型化を図りつつ、広角端のレンズ全長を軽減している。更に、広角端から望遠端までの全ズーム範囲にわたり色収差や像面湾曲などを良好に補正している。

本発明のズ−ムレンズは、以上のような構成を満足することにより実現されるが、全系の小型化を維持しつつ更に光学性能を良好に維持するためには、以下の条件を満足することが望ましい。

第２レンズ群Ｂ２の焦点距離をｆ２とする。第３レンズ群Ｂ３の焦点距離をｆ３とする。第５レンズ群Ｂ５の焦点距離をｆ５とする。第４レンズ群Ｂ４は最も物体側に負レンズＧ４１を有し、負レンズＧ４１の焦点距離をｆ４１とする。広角端から望遠端へのズーミングに際しての第１レンズ群の移動量をＭ１とする。広角端から望遠端へのズーミングに際しての第２レンズ群Ｂ２の移動量をＭ２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Ｂ５の移動量をＭ５とする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。

ここで移動量とは広角端におけるレンズ群の光軸上の位置と、望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置の差をいう。移動量の符号はレンズ群が広角端と比べて望遠端において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。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。

２．００＜ｆ１／ｆｗ＜２０．００ ・・・（３）
−１０．００＜ｆ５／ｆｗ＜−０．２０ ・・・（４）
−８．００＜ｆ１／ｆ２＜−１．００ ・・・（５）
０．０１＜Ｍ２／Ｍ１＜０．３０ ・・・（６）
０．１０＜ｆ４／ｆｗ＜５．００ ・・・（７）
−１０．００＜ｆ４１／ｆ４＜−０．１０ ・・・（８）
０．０２＜｜Ｍ５／ｆｔ｜＜０．５０ ・・・（９）
０．２０＜ｆ１／ｆ３＜６．００ ・・・（１０）

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）は第１レンズ群Ｂ１の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比に関する。条件式（３）の上限値を超えて、広角端における全系の焦点距離に対し第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなりすぎると、高ズーム比化を図るために、第２レンズ群Ｂ２と第１レンズ群Ｂ１の間隔変化量を増大しなければならない。この結果、望遠端におけるレンズ全長を軽減することが困難となる。

また、下限値を超えて、広角端における全系の焦点距離に対し第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が短くなりすぎると、望遠端において球面収差、軸上色収差が増大し、これらの諸収差を補正することが困難となる。

条件式（４）は第５レンズ群Ｂ５の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比に関する。条件式（４）の下限値を超えて、広角端における全系の焦点距離に対し第５レンズ群Ｂ５の負の焦点距離が長く（負の焦点距離の絶対値が大きく）なると高ズーム比化を図るために、第５レンズ群Ｂ５と第４レンズ群Ｂ４の間隔変化量を増大しなければならない。この結果、広角端におけるレンズ全長が増大してくる。

また上限値を超えて、広角端における全系の焦点距離に対し第５レンズ群の負の焦点距離が短くなると（負の焦点距離の絶対値が小さくなると）、全ズーム範囲において像面湾曲、コマ収差、倍率色収差等の諸収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。

条件式（５）は第１レンズ群Ｂ１の焦点距離と第２レンズ群Ｂ２の焦点距離の比に関する。条件式（５）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなりすぎると、高ズーム比化するために、第２レンズ群Ｂ２と第１レンズ群Ｂ１の間隔変化量を増大しなければならず、望遠端におけるレンズ全長が増大してくる。

もしくは、第２レンズ群Ｂ２の負の焦点距離が短くなりすぎてしまい、全ズーム範囲において像面湾曲、コマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。また、上限値を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が短くなりすぎると、望遠端において球面収差、軸上色収差を補正することが困難となる。もしくは、第２レンズ群Ｂ２の負の焦点距離が長くなりすぎると、高ズーム比化するために、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔変化量を増大しなければならず、広角端におけるレンズ全長が増大してくる。

条件式（６）は広角端から望遠端へのズーミングに際しての第２レンズ群Ｂ２と第１レンズ群Ｂ１の移動量の比に関する。条件式（６）の上限値を超えると、高ズーム比化するために、第２レンズ群Ｂ２と第１レンズ群Ｂ１の間隔変化量が増大してくる。この結果、望遠端におけるレンズ全長が増大してくる。もしくは、第１レンズ群Ｂ１の移動量が小さくなりすぎてしまい、高ズーム比化するために、第１レンズ群Ｂ１の正の屈折力を強くする必要がある。そうすると、望遠端において球面収差、軸上色収差の補正が困難となる。

また、下限値を超えると、第２レンズ群Ｂ２の移動量が小さくなりすぎてしまい、高ズーム比化するためには、第２レンズ群Ｂ２の負の屈折力を強く（負の屈折力の絶対値を大きく）する必要がある。そうすると、全ズーム範囲において像面湾曲、コマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。もしくは、第１レンズ群Ｂ１の移動量が大きくなりすぎてしまい、望遠端においてレンズ全長が増大してしまう。

条件式（７）は第４レンズ群Ｂ４の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比に関する。条件式（７）の上限値を超えると、広角端における全系の焦点距離に対し第４レンズ群の焦点距離が長くなりすぎてしまう。この結果、高ズーム比化を図るためには、第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５の間隔変化量を増大しなければならず、広角端におけるレンズ全長が増大してくる。また、下限値を超えると、広角端における全系の焦点距離に対して第４レンズ群の焦点距離が短くなりすぎてしまい、全ズーム範囲において、像面湾曲、コマ収差、倍率色収差等が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。

条件式（８）は第４レンズ群Ｂ４を構成する最も物体側の負レンズＧ４１の焦点距離と第４レンズ群Ｂ４の焦点距離の比に関する。条件式（８）の上限値又は下限値を超えると、第４レンズ群Ｂ４以降のレンズ有効径を小型化するのが困難となる。

条件式（９）はズーミングに際しての第５レンズ群Ｂ５の移動量と望遠端における全系の焦点距離の比に関する。条件式（９）の上限値を超えると、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第５レンズ群Ｂ５の移動量が増大しすぎてしまい、望遠端においてレンズ全長が増大してしまう。

また、下限値を超えると、望遠端における全系の焦点距離に対し第５レンズ群Ｂ５の移動量が減少しすぎてしまう。そのため、高ズーム比化を達成するためには、第５レンズ群Ｂ５の正の屈折力を強くする必要がある。そうすると、全ズーム範囲において像面湾曲、コマ収差、倍率色収差等の諸収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。

条件式（１０）は第１レンズ群Ｂ１の焦点距離と第３レンズ群Ｂ３の焦点距離の比に関する。条件式（１０）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が長くなりすぎると、広角端におけるレンズ全長が増大してしまう。もしくは、第３レンズ群Ｂ３の焦点距離が短くなりすぎてしまい、広角端において倍率色収差、コマ収差の補正が困難となる。また、下限値を超えて、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離が短くなりすぎると、望遠端において球面収差、軸上色収差の補正が困難となる。

もしくは、第３レンズ群Ｂ３の焦点距離が長くなりすぎてしまい、広角端におけるレンズ全長が増大してしまう。更に好ましくは、各条件式の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

５．４５＜ｆ１／ｆｗ＜１７．４１ ・・・（３ａ）
−６．３３＜ｆ５／ｆｗ＜−０．９５ ・・・（４ａ）
−７．８６＜ｆ１／ｆ２＜−３．５７ ・・・（５ａ）
０．０２＜Ｍ２／Ｍ１＜０．２５ ・・・（６ａ）
０．６４＜ｆ４／ｆｗ＜３．６９ ・・・（７ａ）
−８．９９＜ｆ４１／ｆ４＜−０．４０ ・・・（８ａ）
０．０７＜｜Ｍ５／ｆｔ｜＜０．３５ ・・・（９ａ）
０．９６＜ｆ１／ｆ３＜５．７０ ・・・（１０ａ）

更に好ましくは、各条件式（３ａ）〜（１０ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
８．８９＜ｆ１／ｆｗ＜１４．８２ ・・・（３ｂ）
−２．６７＜ｆ５／ｆｗ＜−１．６９ ・・・（４ｂ）
−７．７４＜ｆ１／ｆ２＜−６．１３ ・・・（５ｂ）
０．０３＜Ｍ２／Ｍ１＜０．２１ ・・・（６ｂ）
１．１７＜ｆ４／ｆｗ＜２．３９ ・・・（７ｂ）
−８．００＜ｆ４１／ｆ４＜−０．６８ ・・・（８ｂ）
０．１０＜｜Ｍ５／ｆｔ｜＜０．２１ ・・・（９ｂ）
１．７２＜ｆ１／ｆ３＜５．５３ ・・・（１０ｂ）

各実施例では、レンズ断面図に示すように広角端から望遠端へのズ−ミングに際し、矢印のように、第１レンズ群Ｂ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｂ２は物体側に移動することによって変倍を行う。第３レンズ群Ｂ３は物体側に移動することによって変倍を行う。第４レンズ群Ｂ４は物体側に移動する。第５レンズ群Ｂ５は物体側に移動することによって変倍に伴う像面変動を補正している。

次に各実施例におけるレンズ構成について説明する。以下、各レンズ群のレンズ構成は物体側から像側へ順に配置されているものとする。

実施例１において、第１レンズ群Ｂ１はメニスカス形状の負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、正レンズから構成されている。これにより高ズーム比化に伴って発生する球面収差と色収差を良好に補正している。第２レンズ群Ｂ２は負レンズ、負レンズ、正レンズの独立した３つのレンズより構成している。これによって広角端から望遠端へのズーミングに際しての収差変動を少なくし、特に望遠端において球面収差を良好に補正している。

第３レンズ群Ｂ３は正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズより構成している。これによって、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の主点間隔を小さくすることで第３レンズ群Ｂ３以降のレンズ全長を短縮している。第４レンズ群Ｂ４は負レンズＧ４１、正レンズＧ４２、メニスカス形状の負レンズＧ４３、正レンズＧ４４より構成している。

この構成にすることで、軸外光束を適切に屈折することにより、第４レンズ群Ｂ４以降のレンズ有効径を小型化している。また、前述した正レンズＧ４２、メニスカス形状の負レンズＧ４３、正レンズＧ４４からなる正の屈折力のレンズ系は、前述した負レンズＧ４１の直後に配置することで軸上光束を効率よく収束させて、広角端におけるレンズ全長の短縮を図っている。第５レンズ群Ｂ５は負レンズ、正レンズより構成している。これによって、非点収差と球面収差を良好に補正している。更に、近距離撮影時に発生する像面湾曲を良好に保ちつつも、通常撮影時の像面変動を良好に補正している。

実施例２において第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じであり、これにより実施例１と同様の効果を得ている。第４レンズ群は負レンズＧ４１、正レンズ、正レンズ、メニスカス形状の負レンズ、正レンズより構成している。これにより広角端におけるレンズ全長を短縮している。

実施例３において第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じであり、これにより実施例１と同様の効果を得ている。第４レンズ群は負レンズＧ４１、負レンズ、正レンズ、メニスカス形状の負レンズ、正レンズより構成している。これにより広角端におけるレンズ全長を短縮している。

実施例４において第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じであり、これにより実施例１と同様の効果を得ている。第４レンズ群は負レンズＧ４１、正レンズ、正レンズ、メニスカス形状の負レンズ、正レンズより構成している。これにより広角端におけるレンズ全長を短縮している。

次に図９の本発明の撮像装置について説明する。図９において、１１は本発明のズ−ムレンズによって構成された撮影光学系、１２は撮影光学系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）を示す。また、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダ−である。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された披写体像が表示される。

各実施例のズ−ムレンズは、諸収差のうち歪曲収差及び倍率色収差の補正を電気的な画像処理によって補正しても良い。

次に本発明の実施例１乃至４に対応する数値実施例１乃至４に示す。数値実施例においてｉは物体からの面の順番を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目間のレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。また最も像側の２つの面はフェースプレート等のガラス材である。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を各々非球面係数としたとき、

なる式で表している。*は非球面形状を有する面を意味している。「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、最終レンズ面から像面までの空気変換長で表している。各数値実施例に基づく各条件式の計算結果を表１に示す。

数値実施例１
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 81.822 1.30 1.91082 35.3
2 46.417 5.30 1.49700 81.5
3 -581.857 0.05
4 40.605 4.50 1.49700 81.5
5 168.131 (可変)
6 1050.297 0.70 1.83481 42.7
7 10.032 5.10
8* -29.191 0.70 1.76802 49.2
9* 83.318 0.10
10 28.823 2.02 1.95906 17.5
11 -371.879 (可変)
12(絞り) ∞ 0.00
13* 13.461 3.07 1.57559 62.0
14* -29.491 2.28
15 159.435 2.13 1.49700 81.5
16 -14.350 0.50 1.85379 37.2
17 18.675 1.53
18 -29.040 2.00 1.61085 48.2
19 -10.737 (可変)
20 -13.795 0.50 1.88202 37.2
21* 285.465 0.57
22 35.002 2.64 1.64194 30.0
23 -15.249 1.75
24 26.890 0.50 1.97738 20.3
25 15.849 0.44
26 17.433 4.21 1.51455 74.5
27 -14.035 (可変)
28* 74.537 0.50 1.72916 54.7
29* 9.987 0.90
30 11.854 1.89 1.64562 29.8
31 19.098 (可変)
32 ∞ 1.09 1.51633 64.1
33 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.66979e-005 A 6=-2.29122e-007

第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.92704e-005 A 6=-1.25554e-007

第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.17947e-005 A 6=-4.43533e-008

第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.07750e-005 A 6=-1.35462e-007

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.27116e-004

第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.98450e-005 A 6= 4.49340e-007

第29面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.16201e-004 A 6=-1.14195e-007

各種データ
ズーム比 23.53
広角 中間 望遠
焦点距離 9.06 28.48 213.28
Fナンバー 2.88 4.93 5.76
半画角（度） 36.50 15.48 2.12
像高 6.71 7.89 7.89
レンズ全長 90.04 111.23 157.68
BF 7.02 21.77 46.21

d 5 0.65 19.72 54.63
d11 26.68 11.32 0.25
d19 1.60 6.62 10.70
d27 8.90 6.60 0.70
d31 4.50 19.25 43.68

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.67
2 6 -12.51
3 12 26.06
4 20 21.54
5 28 -24.12

数値実施例２
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 94.145 1.30 1.91082 35.3
2 51.435 5.10 1.49700 81.5
3 -378.996 0.05
4 47.098 4.11 1.49700 81.5
5 387.733 (可変)
6 -213.621 0.70 1.83481 42.7
7 11.548 5.16
8* -29.191 0.70 1.76802 49.2
9* 121.254 0.10
10 34.825 2.08 1.95906 17.5
11 -199.121 (可変)
12(絞り) ∞ 0.00
13* 11.088 5.00 1.57559 62.0
14* -94.731 2.89
15 26.350 1.99 1.49700 81.5
16 -20.022 0.50 1.85941 36.7
17 10.792 0.87
18 27.404 1.52 1.63928 30.3
19 -62.784 (可変)
20 -19.860 0.50 1.88202 37.2
21* 176.516 0.69
22 362.000 1.05 1.95155 17.6
23 47.779 3.34 1.63775 60.8
24 -13.950 0.06
25 18.181 0.50 1.99209 27.6
26 12.966 0.39
27 13.917 5.42 1.51608 64.3
28 -14.305 (可変)
29* -37.050 0.50 1.73847 52.5
30* 10.348 1.70
31 17.932 3.43 1.66500 27.9
32 110.837 (可変)
33 ∞ 1.09 1.51633 64.1
34 ∞ 1.80
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.66499e-005 A 6=-2.92058e-007

第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.83529e-006 A 6=-3.26305e-007

第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.72341e-005 A 6= 1.92420e-008

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.03399e-006 A 6= 5.64396e-007

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.76972e-004

第29面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.32996e-006

第30面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.25874e-004 A 6=-6.57438e-007

各種データ
ズーム比 21.65
広角 中間 望遠
焦点距離 9.09 26.40 196.83
Fナンバー 2.88 4.93 5.77
半画角（度） 36.41 16.64 2.30
像高 6.71 7.89 7.89
レンズ全長 93.55 111.93 152.41
BF 5.77 21.42 44.80

d 5 0.65 18.81 55.38
d11 30.64 14.78 0.25
d19 1.60 3.84 1.62
d28 5.22 3.42 0.70
d32 3.25 18.90 42.27

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 82.10
2 6 -13.38
3 12 30.70
4 20 13.68
5 29 -17.80

数値実施例３

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 100.083 1.30 1.91082 35.3
2 54.292 5.34 1.49700 81.5
3 -344.787 0.05
4 51.596 4.20 1.49700 81.5
5 523.042 (可変)
6 -160.226 0.70 1.83481 42.7
7 12.296 5.28
8* -29.191 0.70 1.76802 49.2
9* 99.590 0.10
10 50.580 2.16 1.95906 17.5
11 -72.357 (可変)
12(絞り) ∞ 0.00
13* 11.369 5.00 1.57559 62.0
14* -76.888 2.00
15 20.003 2.34 1.49700 81.5
16 -22.924 0.50 1.86719 36.1
17 8.231 0.36
18 8.918 1.99 1.69638 25.6
19 12.829 (可変)
20 393.985 0.50 1.88202 37.2
21* 63.767 0.69
22 -232.398 0.40 1.95906 17.5
23 33.394 2.92 1.63242 38.7
24 -14.942 0.06
25 16.774 0.50 1.99375 23.7
26 11.680 0.39
27 12.647 4.61 1.52069 74.2
28 -13.320 (可変)
29* -40.701 0.50 1.74713 50.7
30* 9.651 3.06
31 19.444 3.00 1.68245 26.6
32 71.223 (可変)
33 ∞ 1.09 1.51633 64.1
34 ∞ 3.14
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.41557e-005 A 6=-2.59721e-007

第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.11353e-005 A 6=-2.50544e-007

第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.42333e-005 A 6=-2.80793e-008

第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.64900e-005 A 6= 2.53186e-007

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.76972e-004

第29面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.80357e-005

第30面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.41821e-004 A 6=-7.80401e-007

各種データ
ズーム比 21.36
広角 中間 望遠
焦点距離 9.20 26.45 196.61
Fナンバー 2.88 4.93 5.76
半画角（度） 36.08 16.61 2.30
像高 6.71 7.89 7.89
レンズ全長 95.78 110.93 154.79
BF 7.02 22.83 45.94

d 5 0.65 18.81 57.57
d11 33.00 16.01 0.25
d19 3.11 2.49 1.60
d28 3.34 2.13 0.77
d32 3.16 18.97 42.08

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 86.48
2 6 -13.71
3 12 49.99
4 20 10.81
5 29 -15.65

数値実施例４
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 153.235 1.30 1.91082 35.3
2 77.139 6.02 1.49700 81.5
3 -589.090 0.05
4 69.887 4.50 1.49700 81.5
5 374.843 (可変)
6 115.154 0.70 1.75820 48.7
7 14.063 6.38
8* -29.489 0.70 1.78081 45.1
9* 93.583 0.10
10 32.932 2.25 1.96173 17.5
11 597.056 (可変)
12(絞り) ∞ 0.00
13* 12.242 3.50 1.57356 66.2
14* -85.858 0.48
15 10.310 2.96 1.51062 75.3
16 194.207 0.50 1.90716 33.2
17 8.615 1.93
18 -518.766 2.00 1.92655 17.9
19 -41.656 (可変)
20 -16.346 0.50 1.83190 39.1
21* 253.829 0.59
22 27.483 1.46 1.56584 47.2
23 67.451 0.65
24 443.636 2.82 1.73037 54.4
25 -15.930 0.06
26 35.521 0.50 2.06090 19.6
27 20.489 0.33
28 21.295 4.41 1.54804 49.8
29 -15.460 (可変)
30* -40.232 0.50 1.72918 54.7
31* 12.599 1.78
32 18.967 2.00 1.55344 35.2
33 90.244 (可変)
34 ∞ 0.60 1.51633 64.1
35 ∞ 1.08
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.87317e-005 A 6= 3.37478e-007

第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.77152e-005 A 6= 4.22929e-007

第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.02113e-005 A 6=-1.17401e-007

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.93933e-006 A 6= 1.47476e-007

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.76972e-004

第30面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.76291e-006

第31面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.43524e-005 A 6=-1.80194e-007

各種データ
ズーム比 25.58
広角 中間 望遠
焦点距離 9.35 31.90 239.12
Fナンバー 2.88 4.93 5.76
半画角（度） 35.66 13.89 1.89
像高 6.71 7.89 7.89
レンズ全長 94.81 119.61 197.21
BF 2.97 19.89 29.86

d 5 0.50 28.65 97.20
d11 33.45 12.34 0.22
d19 1.60 5.26 20.21
d29 7.32 4.49 0.74
d33 1.49 18.41 28.39

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 138.49
2 6 -17.92
3 12 25.07
4 20 17.31
5 30 -19.87

Ｂ１ 第１レンズ群
Ｂ２ 第２レンズ群
Ｂ３ 第３レンズ群
Ｂ４ 第４レンズ群
Ｂ５ 第５レンズ群

Claims (12)

1. 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、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レンズ群は物体側へ移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔は減少し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端におけるレンズ全長をＴＤｗ、広角端におけるバックフォーカスをｂｆｗとするとき、
   ３．５０＜ｆ１／ｆ４＜１０．００
   ７．００＜ＴＤｗ／ｂｆｗ＜３５．００
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ２．００＜ｆ１／ｆｗ＜２０．００
   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。
3. 前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   −１０．００＜ｆ５／ｆｗ＜−０．２０
   なる条件式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−ムレンズ。
4. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   −８．００＜ｆ１／ｆ２＜−１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズ−ムレンズ。
5. 広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第１レンズ群の移動量をＭ１、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第２レンズ群の移動量をＭ２とするとき、
   ０．０１＜Ｍ２／Ｍ１＜０．３０
   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−ムレンズ。
6. 広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．１０＜ｆ４／ｆｗ＜５．００
   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−ムレンズ。
7. 前記第４レンズ群は最も物体側に負レンズＧ４１を有し、該負レンズＧ４１の焦点距離をｆ４１とするとき、
   −１０．００＜ｆ４１／ｆ４＜−０．１０
   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のいずれか一項に記載のズ−ムレンズ。
8. 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、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
   ０．０２＜｜Ｍ５／ｆｔ｜＜０．５０
   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−ムレンズ。
9. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   ０．２０＜ｆ１／ｆ３＜６．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズ−ムレンズ。
10. 開口絞りを有し、前記開口絞りよりも像側に、フォーカシングに際して移動するフォーカシングレンズ群を有し、該フォーカシングレンズ群は負の屈折力を有す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。
11. 前記第４レンズ群は最も物体側に負レンズＧ４１を有し、該負レンズＧ４１の像側に正レンズを有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。
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た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。