JP2006300969A5 - - Google Patents

Description

５群構成のズームレンズおよび当該ズームレンズのフォーカス方法

本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を用いたビデオカメラ、デジタルカメラ等に使用されるズームレンズに関するものである。特に、Ｆナンバーが２．０前後でズーム倍率が３０倍程度の高倍率であって大口径でありながら、高解像度で小型軽量なズームレンズに関するものである。

従来、ビデオカメラやデジタルカメラなどに使用されているズームレンズとしては、物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列された５群構成のものが知られている。このような、正負正正負の５群構成のズームレンズは、特許文献１ないし５に開示されている。

特許文献１および２にはズーム倍率が６倍程度のものが開示され、特許文献３にはズーム倍率が８〜１０倍程度のものが開示され、特許文献４にはズーム倍率が１０倍程度のものが開示されている。これらはいずれも、結像面側の第４レンズ群が変倍による焦点位置の移動の補正を行うと共に、フォーカシングを行う、いわゆるリアフォーカスタイプのものである。一方、特許文献５には、かかるリアフォーカスタイプの５群構成のズームレンズの合焦方法が開示されている。

ここで、セキュリティシステムなどに用いられているスピードドーム内にズームレンズを搭載する場合には、ズーム倍率が３０倍以上の高倍率でありながらも、レンズ全長が概ね８５mm以下となるように、ズームレンズを小型軽量に構成する必要がある。具体的には以下の条件を満たす必要がある。
２．０＜Ｌ／Ｚ＜３．０
但し、
Ｌ：物体側の第１レンズから結像面までの距離
Ｚ：ズーム倍率
特開平４−１３１０９号公報 特開平５−２２４１２５号公報 特開平４−３０１６１２号公報 特開平８−３２７９０４号公報 特開昭６０−６９１４号公報

上記リアフォーカスタイプのズームレンズは、他のタイプのズームレンズに比べて、レンズ系全体を小型でコンパクトに構成できるという利点がある。また、オートフォーカシングを行うフォーカシング機構も小型に構成できるという利点がある。

しかしながら、従来の５群構成のリアフォーカスタイプのズームレンズは、結像面側の第４レンズ群により、または、第４レンズ群と第５レンズ群により、フォーカシングを行っている。このタイプの場合、無限遠でのズーム倍率に比べて有限遠でのズーム倍率が減少する傾向にあり、公称のズーム倍率から外れてしまうという問題がある。例えば、フォーカシングを第４レンズ群で行なおうとする場合、第４レンズ群を物体側に大きく移動させることになるため、望遠側での焦点距離は、物体の位置が無限遠時に比べ有限遠時では大幅に短くなり、その結果、公称のズーム倍率から外れてしまうことになる。

本発明の課題は、更なる小型化が可能な５群構成のズームレンズを提供するとともに、有限遠時においても無限遠時と同等のズーム倍率を確保することのできる高解像度で小型軽量な５群構成のズームレンズを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の５群構成のズームレンズでは、物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列されており、変倍に際しては、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が移動される５群構成のズームレンズとして、以下の条件式を満足するとともに、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面となるように構成した。
０．１＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．１８ (１)
１．３６＜｜ｆ２／ＦＷ｜＜１．７５ (２)
３．７＜｜ｆ３／ＦＷ｜＜１０．０ (３)
１．２＜ｆ３／ｆ４＜３．０ (４)
０．７＜(Ｓ)／(Ｚ)＜１．２ (５)
但し、
ＦＷ：広角端の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
(Ｓ)：第２レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時の移動量
(Ｚ)：ズーム倍率

また、本発明の５群構成のズームレンズでは、物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列されており、変倍に際しては、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が移動される５群構成のズームレンズとして、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが移動される構成とした。

この場合には、以下の条件式を満足するように構成することが望ましい。
０．１＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．１８ (１)
１．３６＜｜ｆ２／ＦＷ｜＜１．７５ (２)
３．７＜｜ｆ３／ＦＷ｜＜１０．０ (３)
１．２＜ｆ３／ｆ４＜３．０ (４)
０．７＜(Ｓ)／(Ｚ)＜１．２ (５)
但し、
ＦＷ：広角端の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
(Ｓ)：第２レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時の移動量
(Ｚ)：ズーム倍率

また、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群は、該第２レンズ群以後の結像倍率をβとしたとき、このβが−１を超える時点から結像面側に移動され、前記第４レンズ群は、前記第２レンズ群の移動によって生じる焦点位置の移動を補正するように物体側に移動されることが望ましい。

さらに、こうした５群構成のズームレンズにおいて、本発明では、前記第３レンズ群は、一枚の凸レンズと一枚の凹レンズからなり、以下の条件式を満足するようにした。
｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＞２０ (６)
但し、
ｆ３Ａνｄ：凸レンズのアッベ数
ｆ３Ｂνｄ：凹レンズのアッベ数

また、本発明では、物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列されており、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、変倍に際しては、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が移動される５群構成のズームレンズのフォーカス方法として、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群以後の結像倍率をβとしたときにこのβが−１を超える時点から前記第２レンズ群を結像面側に移動する工程と、前記第２レンズ群の移動によって生じる焦点位置の移動を補正するように、前記第４レンズ群を物体側に移動する工程とからなるようにした。

ここで、条件式(１)は、第１レンズ群と第２レンズ群の焦点距離の比を適正な範囲に定めるためのものである。すなわち、第１レンズ群と第２レンズ群とによる変倍域での物点に対する第１共役点の変位に係るものである。条件式(１)の下限の０．１を下回ると、広角端に対し望遠端の全長が短くなるばかりか、第２レンズ群のパワーが強くなって、ズーム域での安定した性能の確保が難しくなる。一方、条件式(１)の上限の０．１８を超えると、広角端に対し望遠端の全長が長くなり、望遠端での第４レンズ群の焦点位置補正量が急激に増加し、機構上および性能上の両方の面で困難となってしまう。

条件式(２)は、レンズ系全体の小型化に関するものであり、また、第２レンズ群の焦点距離の範囲を示すものである。この条件式の下限の０．３６を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなるため、第２レンズ群によって発生する収差の補正が難しくなる。また、変倍に際して焦点位置を補正する第４レンズ群が望遠端で最も物体側に近接し、第４レンズ群によってフォーカシングしようとする場合に、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を大きくする必要が生じるので、レンズ系全体の小型化が困難となる。一方、条件式(２)の上限の１．７５を超えると、第２レンズ群の焦点距離が長くなり過ぎて変倍時での移動量が増大するので、レンズ系全体が長くなると共に第１レンズ群の口径が大きくなり、レンズ系全体の小型化が達成できない。これに加えて、変倍時における第４レンズ群の焦点位置補正量が望遠端で像面側に増大するので、レンズ系の小型化と収差の補正が困難となる。

条件式(３)は、第３レンズ群の焦点距離の範囲を適正に保つための条件であり、下限の３．７を下回ると、第３レンズ群の屈折力が強くなり過ぎて球面収差やコマ収差の補正が難しくなるほか、ｂｆ(バックフォーカス)の確保が困難となる。一方、条件式(３)の上限の１０．０を超えると、レンズ系の小型化ができないばかりか、フォーカシングに伴う収差量が大きくなり、無限遠から近距離までの安定した収差補正が得られなくなる。

条件式(４)は、第３レンズ群と第４レンズ群との焦点距離を適正に保つためのものであり、所定のズーム内において光学性能を安定的に保持し、レンズ系全体の長さを小さく保つための条件でもある。条件式(４)の下限の１．２を下回ると、第３レンズ群と第４レンズ群の焦点距離が短くなるのでレンズ系の全長を短くする上では有効であるが、球面収差やコマ収差などの収差補正が困難となる。また、ｂｆの確保も難しくなる。一方、条件式(４)の上限の３．０を超えると、第３レンズ群の焦点距離が長くなるので、レンズ系の全長を短くするためには不向きである。

条件式(５)は、レンズ系全体の短小化を図るためのものである。条件式(５)の下限の０．７を下回ると、レンズ系の全長を短小化することはできるが、第１レンズ群および第２レンズ群を適正に保ちながらズーム全域において球面収差やコマ収差などの収差を良好に保持することは難しくなる。一方、条件式(５)の上限の１．２を超えると、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力は弱くできるが、レンズ系の全長が長くなるので、小型軽量の目的に合致しない。

また、条件式(６)は、ズーム全域において軸上の色収差と軸外の色収差を良好に保つためと、球面収差、コマ収差の補正を良好に保ちながら高倍率を達成させるためのものでもある。この条件式の範囲から外れた場合、軸上の色収差を補正するためには凸レンズと凹レンズのいずれかの焦点距離を極めて小さくする必要があり、従って、ズーム全域において球面収差やコマ収差の補正が良好にできないばかりか、安価なプラスチックレンズの採用ができなくなる。よって、安価でコンパクトな高倍率のズームレンズとすることができない。但し、第３レンズ群をガラスレンズにより構成することも可能である。

なお、本発明では、第５レンズ群が負の屈折力を有する固定レンズであるため、第４レンズ群の焦点距離を短くすることができる。こうした第４レンズ群の焦点距離の短小化に伴い、変倍時における焦点位置の変動を補正すべく移動する第４レンズ群の移動量も少なくなり、５群構成のズームレンズの小型化がより好適に図られる。

さらに、本発明の５群構成のズームレンズおよび該５群構成のズームレンズのフォーカス方法によれば、第２レンズ群と第４レンズ群との移動によってフォーカシングが行われる。このため、第４レンズ群のみでフォーカシングが行われる場合に比べて、レンズ群の移動量を小さくできると共に、望遠端における有限遠時の焦点距離の短小化を抑制することができる。したがって、本発明によれば、有限遠時においても無限遠時と同等のズーム倍率が確保されるようになり、変倍の全域において高い光学性能が維持された、軽量でコンパクトな高倍率の５群構成のズームレンズを提供することができる。

本発明のズームレンズでは、第４レンズ群、好ましくは第２レンズ群および第４レンズ群を移動させてズーミングとフォーカシングを行う構成となっている。このため、高倍率でありながらも、レンズ系全体の小型化を図ることができる。また、全ズーム範囲と距離調整範囲において変動の少ない良好な収差補正が可能となる。さらに、本発明によれば、無限遠時におけるズーム倍率と有限遠時におけるズーム倍率とが略同等となるようにした高解像度で小型軽量なズームレンズを提供することもできる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したズームレンズの実施の形態を説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るズームレンズを示す構成図である。本例のズームレンズ１０は、物体側より結像面８に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群１、負の屈折力を有する第２レンズ群２、正の屈折力を有する第３レンズ群３、正の屈折力を有する第４レンズ群４、および負の屈折力を有する第５レンズ群５がこの順序に配列された５群構成のものである。

第１レンズ群１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１レンズＧ１と、両凸の第２レンズＧ２と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスの第３レンズＧ３とからなる。第２レンズ群２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第４レンズＧ４、両凹の第５レンズＧ５、および両凸の第６レンズＧ６とからなる接合レンズである。第３レンズ群３は、物体側より順に、物体側に強い凸面を向けた両凸の第７レンズＧ７と、像面側に凸面を向けた負のメニスカスの第８レンズＧ８とからなる。第４レンズ群４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第９レンズＧ９および両凸の第１０レンズＧ１０からなる接合レンズである。第５レンズ群５は、像面側に強い凹面を向けた負のメニスカスの第１１レンズＧ１１からなる。

第３レンズ群３において、第７レンズＧ７の像面側のレンズ面、および第８レンズＧ８の物体側のレンズ面はそれぞれ非球面となっている。また、第４レンズ群４において、第１０レンズＧ１０は像面側のレンズ面が非球面となっている。

ここで、本例のズームレンズ１０において、広角端から望遠端への変倍に当たっては、第１レンズ群１、第３レンズ群３および第５レンズ群５が固定され、第２レンズ群２が物体側から像面側に光軸１０ａ上を前後方向に移動する。これに対して、第４レンズ群４は、第２レンズ群２の移動によって生じる変倍時の焦点位置の差異を補正するように物体側に向けて、物体側に凸の曲線を描くような軌跡に沿って移動する。これにより、結像面８において、結像位置が広角端から望遠端までがフラットとなるようになっている。

本例のズームレンズにおける距離調節では、第２レンズ群２以後の結像倍率をβとした場合に、このβが−１を超える時点から第２レンズ群２を結像側に移動させ、第４レンズ群４を物体側に移動させて近距離に合焦させている。これにより、第４レンズ群４のみによる距離調整時に発生する倍率の低下を防ぐことが可能である。また、可動レンズが第２レンズ群２と第４レンズ群４とに特定されているので、構造的にも都合がよい。

さらに、望遠端においては、その焦点距離が１００mmを超えているにも拘わらず１ｍ以内の物体を撮影することも可能である。

なお、本例では、第２レンズ群２と第３レンズ群３との間に絞り６が配置され、第５レンズ群５と結像面８との間にはＩＲカットフィルタ７やカバーガラス(図示せず)などが配置されている。

実施の形態１のズームレンズ１０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
(広角端) (ノーマル) (望遠端)
Ｆナンバー： １．８３ ２．６１ ４．７５
焦点距離 ： ３．８５ ３７．７９ １２３．１７(mm)
第１レンズ群の焦点距離ｆ１：４０．５６０mm
第２レンズ群の焦点距離ｆ２：−５．５９８mm
第３レンズ群の焦点距離ｆ３：２５．８１８mm
第４レンズ群の焦点距離ｆ４：１４．４２７mm
第２レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時の移動量(Ｓ)：２８．６３８mm
ズーム倍率(Ｚ)：３１．９９２

表１Ａにはズームレンズ１０の各レンズ面のレンズデータを示し、表１Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。表１Ａにおいて、ｉは物体側より数えたレンズ面の順番を表し、Ｒはレンズ面の曲率半径を表し、ｄはレンズ面間の距離を表し、Ｎｄは各レンズの屈折率を表し、νｄは各レンズのアッベ数を表す。また、番号のｉに星印が付いているレンズ面は非球面であることを表している。

レンズ面に採用する非球面形状は、光軸１０ａの方向の軸をＸ、光軸１０ａに直交する方向の高さをＨ、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ、Ｂとすると、次式により表すことができる。

なお、各記号の意味、および非球面形状を表す式は、後述の実施の形態２〜５においても同様である。

図２は実施の形態１のズームレンズ１０の諸収差を示す収差図である。図中のＷはワイド(広角)、Ｎはノーマル、Ｔはテレ(望遠)を表し、ＳＡは球面収差、ＯＳＣは正弦条件、ＡＳは非点収差、ＤＩＳＴはディストーションを表す。また、ＡＳの中のＴはタンジェンシャル、Ｓはサジタルを表している。同図２に示されるように、本実施の形態１に係るズームレンズ１０は、３０倍以上の高倍率でありながらも、良好な収差補正がなされている。

また、本実施の形態１に係るズームレンズ１０は、次の条件式(１)〜(６)を満足している。
０．１＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．１８ (１)
１．３６＜｜ｆ２／ＦＷ｜＜１．７５ (２)
３．７＜｜ｆ３／ＦＷ｜＜１０．０ (３)
１．２＜ｆ３／ｆ４＜３．０ (４)
０．７＜(Ｓ)／(Ｚ)＜１．２ (５)
｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＞２０ (６)
但し、
ＦＷ：広角端の焦点距離
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４：各レンズ群の焦点距離
ｆ３Ａνｄ：第３レンズ群の凸レンズのアッベ数
ｆ３Ｂνｄ：第３レンズ群の凹レンズのアッベ数

すなわち、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１３８であり、｜ｆ２／ＦＷ｜＝１．４５であり、｜ｆ３／ＦＷ｜＝６．７１であり、ｆ３／ｆ４＝１．７９であり、(Ｓ)／(Ｚ)＝０．８９５であり、｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＝３７．５であり、各条件式(１)〜(６)を満足している。

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係るズームレンズを示す構成図である。本例のズームレンズ２０の基本構成は図１の場合と同様であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。

本実施の形態に係るズームレンズ２０は、物体側より順に、正の屈折力を有する変倍時に固定の第１レンズ群１、負の屈折力を有する変倍に際し光軸上を前後に移動する第２レンズ群２、正の屈折力を有する変倍時に固定の第３レンズ群３、正の屈折力を有する変倍時に生じる焦点位置の変動を補正する方向に移動する第４レンズ群４、および負の屈折力を有する変倍時に固定の第５レンズ群５がこの順序に配列された５群構成のものである。

第１レンズ群１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１レンズＧ１および両凸の第２レンズＧ２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスの第３レンズＧ３とからなる。第２レンズ群２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第４レンズＧ４、両凹の第５レンズＧ５、および両凸の第６レンズＧ６からなる接合レンズである。第３レンズ群３は、物体側より順に、物体側に強い凸面を向けた両凸の第７レンズＧ７と、像面側に凸面を向けた負のメニスカスの第８レンズＧ８とからなる。第４レンズ群４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第９レンズＧ９および両凸の第１０レンズＧ１０からなる接合レンズである。第５レンズ群５は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１１レンズＧ１１からなる。

第３レンズ群３において、第８レンズＧ８はプラスチックレンズであり、両面がそれぞれ非球面となっている。また、第４レンズ群４において、第１０レンズＧ１０は像面側の第２面が非球面となっている。

本例のズームレンズ２０において、広角端から望遠端への変倍、および距離調節は実施の形態１と同様なので説明を省略する。

実施の形態２のズームレンズ２０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
(広角端) (ノーマル) (望遠端)
Ｆナンバー： １．７３ ２．２２ ４．３３
焦点距離 ： ３．７６４ ３６．６５７ １１８．８０(mm)
ｆ１：４１．３５９mm
ｆ２：−５．９９６mm
ｆ３：２８．７３５mm
ｆ４：１４．２２２mm
(Ｓ)：２８．６０１mm
(Ｚ)：３１．５６２

表２Ａにはズームレンズ２０の各レンズ面のレンズデータを示し、表２Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

図４は実施の形態２のズームレンズ２０の諸収差を示す収差図である。

本例では、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１４５であり、｜ｆ２／ＦＷ｜＝１．５９であり、｜ｆ３／ＦＷ｜＝７．６３８であり、ｆ３／ｆ４＝２．０２であり、(Ｓ) ／(Ｚ)＝０．９１であり、｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＝４０．５であり、上記の各条件式(１)〜(６)を満足している。

［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係るズームレンズを示す構成図であり、基本構成は図１の場合と同様であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。ズームレンズ３０は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１、負の屈折力を有する第２レンズ群２、正の屈折力を有する第３レンズ群３、正の屈折力を有する第４レンズ群４、および負の屈折力を有する第５レンズ群５がこの順序に配列された５群構成のものである。広角端から望遠端への変倍に当たっては、第１レンズ群１、第３レンズ群３および第５レンズ群５が固定され、第２レンズ群２が光軸上を前後方向に移動し、第４レンズ群４が焦点位置の変動を補正する方向に移動するようになっている。

第１レンズ群１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１レンズＧ１および両凸の第２レンズＧ２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスの第３レンズＧ３とからなる。第２レンズ群２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第４レンズＧ４、両凹の第５レンズＧ５、および両凸の第６レンズＧ６からなる接合レンズである。第３レンズ群３は、物体側より順に、両凸の第７レンズＧ７と、像面側に凸面を向けた負のメニスカスの第８レンズＧ８とからなる。第４レンズ群４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第９レンズＧ９および両凸の第１０レンズＧ１０からなる接合レンズである。第５レンズ群５は、負の両凹の第１１レンズＧ１１からなる。

第３レンズ群３において、第７レンズＧ７はプラスチックレンズであり、両面がそれぞれ非球面となっている。また、第４レンズ群４において、第１０レンズＧ１０は像面側の第２面が非球面となっている。なお、第５レンズ群と結像面８との間にはＩＲフィルタ７やカバーガラスが配置されている。

実施の形態３のズームレンズ３０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
(広角端) (ノーマル) (望遠端)
Ｆナンバー： １．７０ ２．２８ ４．５１
焦点距離 ： ３．８４２ ３７．９９ １２２．９３(mm)
ｆ１：４１．２３９mm
ｆ２：−５．７２１mm
ｆ３：２６．６４２mm
ｆ４：１４．０５３mm
(Ｓ)：２８．７３７mm
(Ｚ)：３１．９９６

表３Ａにはズームレンズ３０の各レンズ面のレンズデータを示し、表３Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

図６は実施の形態３のズームレンズ３０の諸収差を示す収差図である。

本例では、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１３９であり、｜ｆ２／ＦＷ｜＝１．４８９であり、｜ｆ３／ＦＷ｜＝６．９３４であり、ｆ３／ｆ４＝１．８９６であり、 (Ｓ)／(Ｚ)＝０．８９８であり、｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＝３２．４であり、上記の各条件式(１)〜(６)を満足している。

［実施の形態４］
図７は、本発明の実施の形態４に係るズームレンズを示す構成図であり、基本構成は図１の場合と同様であるので、対応する部位には同一の符号を付してある。ズームレンズ４０は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１、負の屈折力を有する第２レンズ群２、正の屈折力を有する第３レンズ群３、正の屈折力を有する第４レンズ群４、および負の屈折力を有する第５レンズ群５がこの順序に配列された５群構成のものである。広角端から望遠端への変倍に当たっては、第１レンズ群１、第３レンズ群３および第５レンズ群５が固定され、第２レンズ群２が光軸上を前後方向に移動し、第４レンズ群４が焦点位置の変動を補正する方向に移動するようになっている。

第１レンズ群１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１レンズＧ１および両凸の第２レンズＧ２からなる接合レンズと、正のメニスカスの第３レンズＧ３とからなる。第２レンズ群２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第４レンズＧ４、両凹の第５レンズＧ５、および正のメニスカスの第６レンズＧ６からなる接合レンズである。第３レンズ群３は、物体側より順に、両凸の第７レンズＧ７と、像面側に凸面を向けた負のメニスカスの第８レンズＧ８とからなる。第４レンズ群４は、物体側より順に、負のメニスカスの第９レンズＧ９および正のメニスカスの第１０レンズＧ１０からなる接合レンズである。第５レンズ群５は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１１レンズＧ１１からなる。

第３レンズ群３を構成している第７レンズＧ７および第８レンズＧ８は、いずれもプラスチックレンズであり、これらの各レンズ面はいずれも非球面となっている。また、第４レンズ群４において、第１０レンズＧ１０は像面側の第２面が非球面となっている。

実施の形態４のズームレンズ４０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
(広角端) (ノーマル) (望遠端)
Ｆナンバー： １．７７ ２．４０ ４．４８
焦点距離 ： ３．８３７ ３８．６５２ １２２．７２６(mm)
ｆ１：４１．７３６mm
ｆ２：−５．７１４mm
ｆ３：２８．２０７mm
ｆ４：１３．９０２mm
(Ｓ)：２８．７３７
(Ｚ)：３１．９８５

表４Ａにはズームレンズ４０の各レンズ面のレンズデータを示し、表４Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

図８は実施の形態４のズームレンズ４０の諸収差を示す収差図である。

本例では、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１３７であり、｜ｆ２／ＦＷ｜＝１．４８９であり、｜ｆ３／ＦＷ｜＝７．３５であり、ｆ３／ｆ４＝２．０３であり、(Ｓ) ／(Ｚ)＝０．８９８であり、｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＝２６．３であり、上記の各条件式(１)〜(６)を満足している。

［実施の形態５］
実施の形態５のズームレンズは、実施の形態１のズームレンズ１０と基本的に構成が同一であるので、実施の形態１のズームレンズ１０を表す図１を参照してその構成を説明する。ズームレンズ５０は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１、負の屈折力を有する第２レンズ群２、正の屈折力を有する第３レンズ群３、正の屈折力を有する第４レンズ群４、および負の屈折力を有する第５レンズ群５がこの順序に配列された５群構成のものである。広角端から望遠端への変倍に当たっては、第１レンズ群１、第３レンズ群３および第５レンズ群５が固定され、第２レンズ群２が光軸上を前後方向に移動し、第４レンズ群４が焦点位置の変動を補正する方向に移動するようになっている。

第１レンズ群１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第１レンズＧ１と、両凸の第２レンズＧ２と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスの第３レンズＧ３とからなる。第２レンズ群２は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第４レンズＧ４、両凹の第５レンズＧ５、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスの第６レンズＧ６とからなる接合レンズである。第３レンズ群３は、物体側より順に、両凸の第７レンズＧ７と、像面側に凸面を向けた負のメニスカスの第８レンズＧ８とからなる。第４レンズ群４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスの第９レンズＧ９および両凸の第１０レンズＧ１０からなる接合レンズである。第５レンズ群５は、物体側に凸面を向けた一枚の負のメニスカスの第１１レンズＧ１１からなる。

第３レンズ群３において、第８レンズＧ８は、プラスチックレンズであり、両面が非球面となっている。また、第４レンズ群４において、第１０レンズＧ１０は像面側の第２面が同様に非球面となっている。

実施の形態５のズームレンズ５０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
(広角端) (ノーマル) (望遠端)
Ｆナンバー： １．８８ ２．６７ ４．７０
焦点距離 ： ３．８１５ ３９．２８ １２１．９７５(mm)
ｆ１：４０．７５mm
ｆ２：−５．５９８mm
ｆ３：２７．１０２mm
ｆ４：１４．７４mm
(Ｓ)：２８．６３８mm
(Ｚ)：３１．９７２

表５Ａにはズームレンズ５０の各レンズ面のレンズデータを示し、表５Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

図９は実施の形態５のズームレンズ５０の諸収差を示す収差図である。

本例では、｜ｆ２／ｆ１｜＝０．１４であり、｜ｆ２／ＦＷ｜＝１．５であり、｜ｆ３／ＦＷ｜＝７．１であり、ｆ３／ｆ４＝１．８４であり、(Ｓ)／(Ｚ)＝０．９であり、｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＝５１．７であり、上記の各条件式(１)〜(６)を満足している。

本発明の実施の形態１および５に係るズームレンズを示す構成図である。 実施の形態１のズームレンズの諸収差を示す収差図である。 本発明の実施の形態２に係るズームレンズを示す構成図である。 実施の形態２のズームレンズの諸収差を示す収差図である。 本発明の実施の形態３に係るズームレンズを示す構成図である。 実施の形態３のズームレンズの諸収差を示す収差図である。 本発明の実施の形態４に係るズームレンズを示す構成図である。 実施の形態４のズームレンズの諸収差を示す収差図である。 実施の形態５のズームレンズの諸収差を示す収差図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０ ズームレンズ
１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
５ 第５レンズ群
６ 絞り
７ フィルタ
８ 結像面
Ｇ１ 第１レンズ
Ｇ２ 第２レンズ
Ｇ３ 第３レンズ
Ｇ４ 第４レンズ
Ｇ５ 第５レンズ
Ｇ６ 第６レンズ
Ｇ７ 第７レンズ
Ｇ８ 第８レンズ
Ｇ９ 第９レンズ
Ｇ１０ 第１０レンズ
Ｇ１１ 第１１レンズ

Claims (6)

1. 物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列されており、変倍に際しては、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が移動される５群構成のズームレンズであって、
   以下の条件式を満足するとともに、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であることを特徴とする５群構成のズームレンズ。
   ０．１＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．１８ (１)
   １．３６＜｜ｆ２／ＦＷ｜＜１．７５ (２)
   ３．７＜｜ｆ３／ＦＷ｜＜１０．０ (３)
   １．２＜ｆ３／ｆ４＜３．０ (４)
   ０．７＜(Ｓ)／(Ｚ)＜１．２ (５)
   但し、
   ＦＷ：広角端の焦点距離
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   (Ｓ)：第２レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時の移動量
   (Ｚ)：ズーム倍率
2. 物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列されており、変倍に際しては、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が移動される５群構成のズームレンズであって、
   前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
   フォーカシングに際して、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが移動されることを特徴とする５群構成のズームレンズ。
3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載の５群構成のズームレンズ。
   ０．１＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．１８ (１)
   １．３６＜｜ｆ２／ＦＷ｜＜１．７５ (２)
   ３．７＜｜ｆ３／ＦＷ｜＜１０．０ (３)
   １．２＜ｆ３／ｆ４＜３．０ (４)
   ０．７＜(Ｓ)／(Ｚ)＜１．２ (５)
   但し、
   ＦＷ：広角端の焦点距離
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   (Ｓ)：第２レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時の移動量
   (Ｚ)：ズーム倍率
4. フォーカシングに際して、前記第２レンズ群は、該第２レンズ群以後の結像倍率をβとしたとき、このβが−１を超える時点から結像面側に移動され、
   前記第４レンズ群は、前記第２レンズ群の移動によって生じる焦点位置の移動を補正するように物体側に移動されることを特徴とする請求項２または３に記載の５群構成のズームレンズ。
5. 前記第３レンズ群は、一枚の凸レンズと一枚の凹レンズからなり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の５群構成のズームレンズ。
   ｜ｆ３Ａνｄ−ｆ３Ｂνｄ｜＞２０ (６)
   但し、
   ｆ３Ａνｄ：凸レンズのアッベ数
   ｆ３Ｂνｄ：凹レンズのアッベ数
6. 物体側より結像面側に向けて、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および負の屈折力を有する第５レンズ群がこの順序に配列されており、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、変倍に際しては、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が移動される５群構成のズームレンズのフォーカス方法であって、
   フォーカシングに際して、前記第２レンズ群以後の結像倍率をβとしたときにこのβが−１を超える時点から前記第２レンズ群を結像面側に移動する工程と、
   前記第２レンズ群の移動によって生じる焦点位置の移動を補正するように、前記第４レンズ群を物体側に移動する工程とからなることを特徴とする５群構成のズームレンズのフォーカス方法。