JP2007178769A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持し、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供する。
【解決手段】このズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１１０、負の屈折力を有する第２レンズ群１２０、正の屈折力を有する第３レンズ群１３０、正の屈折力を有する第４レンズ群１４０、および負の屈折力を有する第５レンズ群１５０が配置されて構成される。そして、第２レンズ群１２０を光軸に沿って物体側から像面１７０側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群１４０を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群１１０、第３レンズ群１３０、および第５レンズ群１５０は、常時固定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラなどに搭載するのに最適な、小型、広角、高変倍のズームレンズに関する。

従来より、４つのレンズ群で構成され、高変倍が可能なズームレンズがよく知られている（たとえば、下記特許文献１〜３を参照。）。

特許文献１〜３に記載のズームレンズは、いずれも、物体側から順に、正、負、正、正の屈折力を有する第１〜第４の各レンズ群が配置されて構成されている。そして、第１レンズ群と第３レンズ群を固定し、第２レンズ群を一方向に移動させて変倍を行い、また、第４レンズ群を前後方向に移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行う。

なお、特許文献１に記載のズームレンズの変倍比は１２倍、Ｆナンバは１．８、画角は５８°程度である。また、特許文献２に記載のズームレンズの変倍比は１８倍、Ｆナンバは１．８、画角は６０°程度である。特許文献３に記載のズームレンズの変倍比は２５倍、Ｆナンバは１．６、画角は５８°程度である。

また、５つのレンズ群で構成され、高変倍が可能なズームレンズもよく知られている（たとえば、下記特許文献４〜１１を参照。）。

特許文献４〜８に記載のズームレンズは、いずれも、物体側から順に、正、負、正、正、負の屈折力を有する第１〜第５の各レンズ群が配置されて構成されている。そして、第１レンズ群と第３レンズ群と第５レンズ群を固定し、第２レンズ群を一方向に移動させて変倍を行い、また、第４レンズ群を前後方向に移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行う。

なお、特許文献４に記載のズームレンズの変倍比は８倍、Ｆナンバは２．０、画角は５６°程度である。特許文献５に記載のズームレンズの変倍比は１０倍、Ｆナンバは１．８、画角は４７°程度である。特許文献６に記載のズームレンズの変倍比は１０倍、Ｆナンバは１．６、画角は５８°程度である。特許文献７に記載のズームレンズの変倍比は１０倍、Ｆナンバは１．６、画角は５８°程度である。特許文献８に記載のズームレンズの変倍比は１２倍、Ｆナンバは１．８、画角は６３°程度である。ただ、この特許文献８に記載のズームレンズは、第３レンズ群および絞りが変倍に伴い移動するようになっているため、レンズ鏡筒の構成が複雑である。

また、特許文献９〜１１に記載のズームレンズは、いずれも、物体側から順に、正、負、正、負、正の屈折力を有する第１〜第５の各レンズ群が配置されて構成されている。そして、第１レンズ群と第３レンズ群と第５レンズ群を固定し、第２レンズ群を一方向に移動させて変倍を行い、また、第４レンズ群を前後方向に移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行う。

なお、特許文献９に記載のズームレンズの変倍比は２０倍、画角は７１°程度である。特許文献１０に記載のズームレンズの変倍比は２４〜３０倍、画角は６３°程度である。特許文献１１に記載のズームレンズの変倍比は５０倍、画角は７０°程度である。この特許文献１１に記載のズームレンズは、全長が高変倍化に伴い長くなっている。

特許第３３７６１９０号公報 特開２００３−２９５０６７号公報 特開２００２−１８２１０９号公報 特許第２８３２０９２号公報 特開２００３−２９１４６号公報 特開２０００−２８４１７３号公報 特開２０００−１２１９４１号公報 特許第３２８８４２２号公報 特許第３４５３００７号公報 特開２０００−１８０７２２号公報 特開２０００−２３１０５０号公報

一般に、４群以上のレンズ群で構成されたズームレンズでも、変倍やフォーカシングを２つの可動群で行うようにすれば、レンズ鏡筒の構成を簡略化でき、レンズ系全体を小型化することが可能である。

しかしながら、上記従来のズームレンズでは、画角を６０°よりも大きくしようとすると、前玉径が大きくなり、これに伴いレンズ系の全長も増大する。さらに、変倍比や解像度を上げようとすると、レンズ系の全長が増大するばかりか、望遠端における色収差の発生が顕著になって、十分な解像度が得られなくなる。特に、大口径のズームレンズでは、ペッツバール和が負の領域に偏りすぎて像面湾曲の補正が困難になるのをはじめとして、全変倍域にわたって光学性能を維持することが困難になる。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、全変倍域にわたって高い光学性能を維持し、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供することを目的とする。また、高い光学性能を備えた、小型のズームレンズを提供することもこの発明の目的である。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含み構成されたズームレンズであって、前記第５レンズ群は、前記物体側から順に配置された、負レンズと、正レンズとにより構成されており、前記第５レンズ群を構成する、前記負レンズと前記正レンズとの間隔をＤ_b5、前記第５レンズ群の全長をＬ₅とするとき、
０．０５≦Ｄ_b5／Ｌ₅≦０．４
を満足することを特徴とする。

この請求項１に記載の発明によれば、前記第５レンズ群におけるペッツバール和の適正なバランスと、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間の適正な間隔を維持し、像面湾曲をはじめとする諸収差の良好な補正が可能なズームレンズを提供することができる。

また、請求項２に記載の発明にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第１レンズ群は正の屈折力を有し、前記第２レンズ群は負の屈折力を有し、前記第３レンズ群は正の屈折力を有し、前記第４レンズ群は正の屈折力を有し、前記第５レンズ群は負の屈折力を有し、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群は、非球面が形成されたレンズを含んでおり、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側から像面側へ移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行い、また、前記第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行うことを特徴とする。

この請求項２に記載の発明によれば、全変倍域にわたって高い光学性能を維持し、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供することができる。

また、請求項３に記載の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含み構成され、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側から像面側へ移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_w、前記第５レンズ群の結像倍率をβ₅とするとき、
−１．６≦ｆ₂／ｆ_w≦−１．１
かつ
０．９≦β₅≦１．４
を満足することを特徴とする。

この請求項３に記載の発明によれば、諸収差の良好な補正が可能な、小型のズームレンズを提供することができる。

また、請求項４に記載の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含み構成され、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側から像面側へ移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、前記第５レンズ群は、前記物体側から順に配置された、負レンズと、正レンズとにより構成されており、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_w、前記第５レンズ群を構成する、前記負レンズと前記正レンズとの間隔をＤ_b5、前記第５レンズ群の全長をＬ₅、前記第５レンズ群の結像倍率をβ₅とするとき、
０．０５≦Ｄ_b5／Ｌ₅≦０．４
かつ
−１．６≦ｆ₂／ｆ_w≦−１．１
かつ
０．９≦β₅≦１．４
を満足することを特徴とする。

この請求項４に記載の発明によれば、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持し、小型、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供することができる。

また、請求項５に記載の発明にかかるズームレンズは、請求項３または４に記載の発明において、前記第１レンズ群は正の屈折力を有し、前記第２レンズ群は負の屈折力を有し、前記第３レンズ群は正の屈折力を有し、前記第４レンズ群は正の屈折力を有し、前記第５レンズ群は負の屈折力を有し、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群は、非球面が形成されたレンズを含んでおり、前記第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行うことを特徴とする。

この請求項５に記載の発明によれば、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持し、小型、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供することができる。

この発明によれば、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持し、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供することができるという効果を奏する。また、高い光学性能を備えた、小型のズームレンズを提供することができるという効果を奏する。

以下、この発明にかかるズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明の実施の形態にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群と、を含み構成される。

この実施の形態のズームレンズは、第２レンズ群を光軸に沿って物体側から像面側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。なお、第１レンズ群、第３レンズ群、および第５レンズ群は、常時固定されている。

第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、および正レンズが配置されて構成される。または、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、および正レンズが配置されて構成される。

第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、正レンズ、および負レンズが配置されて構成される。

第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、および負レンズが配置されて構成される。または、物体側から順に、正レンズ、負レンズが配置されて構成される。この第３レンズ群を構成するレンズのうち、少なくても１枚は両面に非球面を形成する。このようにすることで、球面収差をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。

第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、負レンズが配置されて構成される。この第４レンズ群を構成するレンズのうち、少なくてもいずれか１面に非球面を形成する。このようにすることで、この第４レンズ群を構成するレンズの枚数を少なくすることができるとともに、諸収差の良好な補正も可能になる。また、少ないレンズ枚数で第４レンズ群を構成し第４レンズ群の全長を短くできることで、第４レンズ群の十分な移動量を確保して、変倍に伴う結像位置の補正やフォーカシングを効果的に行うことができる。

第５レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズが配置されて構成される。

この発明は、全変倍域にわたって高い光学性能を維持し、小型、広角で、１４倍程度の高変倍が可能なズームレンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、第５レンズ群を構成する、負レンズと正レンズとの間隔をＤ_b5、第５レンズ群の全長をＬ₅とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
０．０５≦Ｄ_b5／Ｌ₅≦０．４ ・・・（１）

この条件式（１）は、第５レンズ群を構成する、負レンズと正レンズとの間隔と第５レンズ群の全長との比を規定する式であり、第５レンズ群におけるペッツバール和の適正なバランスと、第４レンズ群と第５レンズ群との間の適正な間隔を維持し、像面湾曲をはじめとする諸収差の良好な補正を実現するための条件を示すものである。この条件は、比較的口径の広いズームレンズの広角化、高変倍化を達成するためには、ぜひとも必要な条件となる。Ｄ_b5／Ｌ₅の値が０．０５未満になると、第５レンズ群におけるペッツバール和が負に偏りすぎて、特に像面湾曲の補正が困難になる。一方、Ｄ_b5／Ｌ₅の値が０．４を超えると、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が狭くなりすぎ、諸収差の良好な補正が困難になる。

また、この実施の形態のズームレンズは、第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_wとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
−１．６≦ｆ₂／ｆ_w≦−１．１ ・・・（２）

この条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離とズームレンズ全系の広角端における焦点距離との比を規定する式であり、第２レンズ群の変倍時における移動量を少なくしてズームレンズ全長の短縮化を達成するとともに、第２レンズ群の屈折力の適正化を図って諸収差の良好な補正を実現するための条件を示すものである。この条件は、比較的口径の広いズームレンズの小型化、広角化、高変倍化を達成するために必要な条件の一つである。ｆ₂／ｆ_wの値が−１．６未満になると、第２レンズ群の変倍時における移動量が増え、ズームレンズ全長が増大するため、好ましくない。一方、ｆ₂／ｆ_wの値が−１．１を超えると、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、諸収差の補正が困難になる。

さらに、この実施の形態のズームレンズは、第５レンズ群の結像倍率をβ₅とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
０．９≦β₅≦１．４ ・・・（３）

この条件式（３）は、第５レンズ群の結像倍率を規定する式であり、第５レンズ群の結像倍率の適正化を図って、ズームレンズ全長の短縮化と、色収差をはじめとする諸収差の良好な補正を実現するための条件を示すものである。この条件も、比較的口径の広いズームレンズの小型化、広角化、高変倍化を達成するために必要な条件の一つである。β₅の値が０．９未満になると、ズームレンズ全長が増大するため、好ましくない。一方、β₅の値が１．４を超えると、特に色収差の補正が困難になる。

この実施の形態にかかるズームレンズは、上記条件式（１）または上記条件式（２），（３）を満足することで、各条件式に特有の効果を奏し、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラなどに搭載するのに最適な、高い光学性能を備えたズームレンズになる。特に、従来、広角、高変倍のズームレンズで問題となっていた収差補正の困難性が克服できる。

さらに、上記条件式（１）〜（３）をすべて満足すれば、全変倍域にわたって諸収差の効果的な補正が可能な高い光学性能を維持し、小型、広角で高変倍が可能なズームレンズを提供することができる。

なお、上記条件式（１）〜（３）で示された各数値の範囲は、当該数値の近傍値であれば、この発明で期待される効果は得られる。

以下、この発明にかかるズームレンズの実施例を示す。

（実施例１）
図１は、実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１１０、負の屈折力を有する第２レンズ群１２０、正の屈折力を有する第３レンズ群１３０、正の屈折力を有する第４レンズ群１４０、および負の屈折力を有する第５レンズ群１５０が配置されて構成される。また、第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０との間には、絞り１６０が配置されている。第５レンズ群１５０と像面１７０との間には、カバーガラス（または光学フィルタ）１８０が配置されている。なお、このカバーガラス１８０は、必要に応じて配置されるものであり、場合によっては省略することも可能である。

第１レンズ群１１０は、物体側から順に、負レンズ１１１、正レンズ１１２、正レンズ１１３、および正レンズ１１４が配置されて構成される。負レンズ１１１と正レンズ１１２は、接合されている。

第２レンズ群１２０は、物体側から順に、負レンズ１２１、負レンズ１２２、正レンズ１２３、および負レンズ１２４が配置されて構成される。正レンズ１２３と負レンズ１２４は、接合されている。

第３レンズ群１３０は、物体側から順に、正レンズ１３１、正レンズ１３２、および負レンズ１３３が配置されて構成される。正レンズ１３１の両面には、非球面が形成されている。

第４レンズ群１４０は、物体側から順に、正レンズ１４１、負レンズ１４２が配置されて構成される。また、正レンズ１４１の物体側面には、非球面が形成されている。なお、この非球面が形成された正レンズ１４１は、ガラスモールドレンズで構成されている。

第５レンズ群１５０は、物体側から順に、負レンズ１５１、正レンズ１５２が配置されて構成される。

このズームレンズは、第２レンズ群１２０を光軸に沿って物体側から像面１７０側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群１４０を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群１１０、第３レンズ群１３０、および第５レンズ群１５０は、常時固定されている。

以下、実施例１にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝4.60
ズームレンズ全系の中間における焦点距離＝16.87
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離＝62.2
Ｆナンバ＝1.66（広角端）〜2.08（中間）〜2.33（望遠端）
画角（２ω）＝70.6°（広角端）〜19.3°（中間）〜5.3°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
第５レンズ群１５０を構成する、負レンズ１５１と正レンズ１５２との間隔（Ｄ_b5）＝0.4
第５レンズ群１５０の全長（Ｌ₅）＝3.1
Ｄ_b5／Ｌ₅＝0.13

（条件式（２）に関する数値）
第２レンズ群１２０の焦点距離（ｆ₂）＝-6.17
ｆ₂／ｆ_w＝-1.34

（条件式（３）に関する数値）
第５レンズ群１５０の結像倍率（β₅）＝1.13

ｒ₁＝252.4182
ｄ₁＝1.00 ｎｄ₁＝1.84666 νｄ₁＝23.8
ｒ₂＝47.3923
ｄ₂＝6.50 ｎｄ₂＝1.48749 νｄ₂＝70.2
ｒ₃＝-102.9460
ｄ₃＝0.15
ｒ₄＝38.5537
ｄ₄＝4.00 ｎｄ₃＝1.58913 νｄ₃＝61.2
ｒ₅＝278.4852
ｄ₅＝0.15
ｒ₆＝29.1675
ｄ₆＝3.20 ｎｄ₄＝1.69680 νｄ₄＝55.5
ｒ₇＝69.8344
ｄ₇＝0.8739(広角端)〜14.7369(中間)〜22.7962（望遠端）
ｒ₈＝-134.3510
ｄ₈＝0.70 ｎｄ₅＝1.88300 νｄ₅＝40.8
ｒ₉＝7.7096
ｄ₉＝2.80
ｒ₁₀＝-16.5138
ｄ₁₀＝0.60 ｎｄ₆＝1.88300 νｄ₆＝40.8
ｒ₁₁＝34.3657
ｄ₁₁＝0.25
ｒ₁₂＝17.1493
ｄ₁₂＝2.50 ｎｄ₇＝1.92286 νｄ₇＝20.9
ｒ₁₃＝-19.0534
ｄ₁₃＝0.60 ｎｄ₈＝1.83481 νｄ₈＝42.7
ｒ₁₄＝74.3717
ｄ₁₄＝23.5872(広角端)〜9.7242(中間)〜1.6649（望遠端）
ｒ₁₅＝∞（絞り）
ｄ₁₅＝0.80
ｒ₁₆＝14.3182（非球面）
ｄ₁₆＝2.80 ｎｄ₉＝1.74320 νｄ₉＝49.3
ｒ₁₇＝-118.0018（非球面）
ｄ₁₇＝0.15
ｒ₁₈＝30.3041
ｄ₁₈＝1.71 ｎｄ₁₀＝1.63854 νｄ₁₀＝55.4
ｒ₁₉＝409.5484
ｄ₁₉＝0.15
ｒ₂₀＝23.9620
ｄ₂₀＝1.19 ｎｄ₁₁＝1.92286 νｄ₁₁＝20.9
ｒ₂₁＝11.5717
ｄ₂₁＝7.9172(広角端)〜4.2287(中間)〜6.6120（望遠端）
ｒ₂₂＝12.9696（非球面）
ｄ₂₂＝3.50 ｎｄ₁₂＝1.58313 νｄ₁₂＝59.4
ｒ₂₃＝-11.5841
ｄ₂₃＝0.30
ｒ₂₄＝-10.6054
ｄ₂₄＝0.60 ｎｄ₁₃＝1.84666 νｄ₁₃＝23.8
ｒ₂₅＝-16.9969
ｄ₂₅＝1.2860(広角端)〜4.9745(中間)〜2.5912（望遠端）
ｒ₂₆＝20.4709
ｄ₂₆＝0.60 ｎｄ₁₄＝1.85026 νｄ₁₄＝32.4
ｒ₂₇＝7.0802
ｄ₂₇＝0.40
ｒ₂₈＝10.6829
ｄ₂₈＝2.10 ｎｄ₁₅＝1.54072 νｄ₁₅＝47.2
ｒ₂₉＝-38.5086
ｄ₂₉＝1.0
ｒ₃₀＝∞
ｄ₃₀＝2.70 ｎｄ₁₆＝1.51633 νｄ₁₆＝64.2
ｒ₃₁＝∞
ｄ₃₁＝4.43

非球面係数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）
（第１６面）
ａ＝0
ｂ＝7.37798×10^-6， ｃ＝-6.93167×10^-6，
ｄ＝2.42230×10^-7， ｅ＝-2.73046×10^-9
（第１７面）
ａ＝0
ｂ＝1.00338×10^-4， ｃ＝-7.85216×10^-6，
ｄ＝2.94763×10^-7， ｅ＝-3.51256×10^-9
（第２２面）
ａ＝0
ｂ＝-6.53853×10^-5， ｃ＝-1.20580×10^-6，
ｄ＝7.11397×10^-8， ｅ＝-8.77324×10^-10

また、図２は、実施例１にかかるズームレンズの広角端における収差図である。図３は、実施例１にかかるズームレンズの中間における収差図である。図４は、実施例１にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

（実施例２）
図５は、実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群２１０、負の屈折力を有する第２レンズ群２２０、正の屈折力を有する第３レンズ群２３０、正の屈折力を有する第４レンズ群２４０、および負の屈折力を有する第５レンズ群２５０が配置されて構成される。また、第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０との間には、絞り２６０が配置されている。第５レンズ群２５０と像面２７０との間には、カバーガラス（または光学フィルタ）２８０が配置されている。なお、このカバーガラス２８０は、必要に応じて配置されるものであり、場合によっては省略することも可能である。

第１レンズ群２１０は、物体側から順に、負レンズ２１１、正レンズ２１２、正レンズ２１３、および正レンズ２１４が配置されて構成される。負レンズ２１１と正レンズ２１２は、接合されている。

第２レンズ群２２０は、物体側から順に、負レンズ２２１、負レンズ２２２、正レンズ２２３、および負レンズ２２４が配置されて構成される。正レンズ２２３と負レンズ２２４は、接合されている。

第３レンズ群２３０は、物体側から順に、正レンズ２３１、正レンズ２３２、および負レンズ２３３が配置されて構成される。正レンズ２３２と負レンズ２３３は、接合されている。また、正レンズ２３１の両面には、非球面が形成されている。

第４レンズ群２４０は、物体側から順に、正レンズ２４１、負レンズ２４２が配置されて構成される。正レンズ２４１と負レンズ２４２は、接合されている。また、正レンズ２４１の物体側面には、非球面が形成されている。なお、この非球面が形成された正レンズ２４１は、樹脂とガラスのハイブリッドレンズで構成されている。

第５レンズ群２５０は、物体側から順に、負レンズ２５１、正レンズ２５２が配置されて構成される。

このズームレンズは、第２レンズ群２２０を光軸に沿って物体側から像面２７０側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群２４０を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群２１０、第３レンズ群２３０、および第５レンズ群２５０は、常時固定されている。

以下、実施例２にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝4.57
ズームレンズ全系の中間における焦点距離＝16.70
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離＝62.3
Ｆナンバ＝1.66（広角端）〜1.98（中間）〜2.33（望遠端）
画角（２ω）＝71.3°（広角端）〜19.4°（中間）〜5.2°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
第５レンズ群２５０を構成する、負レンズ２５１と正レンズ２５２との間隔（Ｄ_b5）＝0.5
第５レンズ群２５０の全長（Ｌ₅）＝3.3
Ｄ_b5／Ｌ₅＝0.15

（条件式（２）に関する数値）
第２レンズ群２２０の焦点距離（ｆ₂）＝-6.30
ｆ₂／ｆ_w＝-1.38

（条件式（３）に関する数値）
第５レンズ群２５０の結像倍率（β₅）＝1.09

ｒ₁＝240.6085
ｄ₁＝1.00 ｎｄ₁＝1.84666 νｄ₁＝23.8
ｒ₂＝42.7635
ｄ₂＝6.00 ｎｄ₂＝1.51633 νｄ₂＝64.2
ｒ₃＝-129.7440
ｄ₃＝0.15
ｒ₄＝42.4797
ｄ₄＝3.50 ｎｄ₃＝1.58913 νｄ₃＝61.2
ｒ₅＝334.7969
ｄ₅＝0.15
ｒ₆＝32.1700
ｄ₆＝3.00 ｎｄ₄＝1.77250 νｄ₄＝49.6
ｒ₇＝92.7349
ｄ₇＝0.9398(広角端)〜14.9556(中間)〜23.3299（望遠端）
ｒ₈＝-145.3590
ｄ₈＝0.70 ｎｄ₅＝1.88300 νｄ₅＝40.8
ｒ₉＝8.0360
ｄ₉＝3.10
ｒ₁₀＝-17.2075
ｄ₁₀＝0.60 ｎｄ₆＝1.88300 νｄ₆＝40.8
ｒ₁₁＝86.9810
ｄ₁₁＝0.25
ｒ₁₂＝16.5538
ｄ₁₂＝2.50 ｎｄ₇＝1.92286 νｄ₇＝20.9
ｒ₁₃＝-23.9929
ｄ₁₃＝0.60 ｎｄ₈＝1.83481 νｄ₈＝42.7
ｒ₁₄＝30.0254
ｄ₁₄＝24.026(広角端)〜10.0102(中間)〜1.6359（望遠端）
ｒ₁₅＝∞（絞り）
ｄ₁₅＝0.80
ｒ₁₆＝14.8186（非球面）
ｄ₁₆＝2.60 ｎｄ₉＝1.69350 νｄ₉＝53.2
ｒ₁₇＝-43.0556（非球面）
ｄ₁₇＝0.15
ｒ₁₈＝17.4715
ｄ₁₈＝1.70 ｎｄ₁₀＝1.58913 νｄ₁₀＝61.2
ｒ₁₉＝31.3190
ｄ₁₉＝1.40 ｎｄ₁₁＝1.80518 νｄ₁₁＝25.4
ｒ₂₀＝11.6779
ｄ₂₀＝7.6881(広角端)〜3.7699(中間)〜6.3715（望遠端）
ｒ₂₁＝15.4941（非球面）
ｄ₂₁＝0.20 ｎｄ₁₂＝1.53610 νｄ₁₂＝41.2
ｒ₂₂＝14.4529
ｄ₂₂＝3.70 ｎｄ₁₃＝1.63854 νｄ₁₃＝55.4
ｒ₂₃＝-11.2880
ｄ₂₃＝0.60 ｎｄ₁₄＝1.84666 νｄ₁₄＝23.8
ｒ₂₄＝-20.4866
ｄ₂₄＝1.2111(広角端)〜5.1293(中間)〜2.5277（望遠端）
ｒ₂₅＝18.7066
ｄ₂₅＝0.70 ｎｄ₁₅＝1.85026 νｄ₁₅＝32.4
ｒ₂₆＝7.2275
ｄ₂₆＝0.50
ｒ₂₇＝11.6850
ｄ₂₇＝2.10 ｎｄ₁₅＝1.56883 νｄ₁₆＝56.3
ｒ₂₈＝-40.7369
ｄ₂₈＝1.0
ｒ₂₉＝∞
ｄ₂₉＝2.80 ｎｄ₁₆＝1.51633 νｄ₁₆＝64.2
ｒ₃₀＝∞
ｄ₃₀＝4.65

非球面係数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）
（第１６面）
ａ＝0
ｂ＝1.28275×10^-5， ｃ＝-7.11250×10^-6，
ｄ＝2.53389×10^-7， ｅ＝-3.09451×10^-9
（第１７面）
ａ＝0
ｂ＝1.01539×10^-4， ｃ＝-7.63284×10^-6，
ｄ＝2.84956×10^-7， ｅ＝-3.60960×10^-9
（第２１面）
ａ＝0
ｂ＝7.40159×10^-5， ｃ＝-8.75911×10^-7，
ｄ＝6.37700×10^-8， ｅ＝-1.27290×10^-9

また、図６は、実施例２にかかるズームレンズの広角端における収差図である。図７は、実施例２にかかるズームレンズの中間における収差図である。図８は、実施例２にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

（実施例３）
図９は、実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群３１０、負の屈折力を有する第２レンズ群３２０、正の屈折力を有する第３レンズ群３３０、正の屈折力を有する第４レンズ群３４０、および負の屈折力を有する第５レンズ群３５０が配置されて構成される。また、第２レンズ群３２０と第３レンズ群３３０との間には、絞り３６０が配置されている。第５レンズ群３５０と像面３７０との間には、カバーガラス（または光学フィルタ）３８０が配置されている。なお、このカバーガラス３８０は、必要に応じて配置されるものであり、場合によっては省略することも可能である。

第１レンズ群３１０は、物体側から順に、負レンズ３１１、正レンズ３１２、および正レンズ３１３が配置されて構成される。負レンズ３１１と正レンズ３１２は、接合されている。

第２レンズ群３２０は、物体側から順に、負レンズ３２１、負レンズ３２２、正レンズ３２３、および負レンズ３２４が配置されて構成される。正レンズ３２３と負レンズ３２４は、接合されている。

第３レンズ群３３０は、物体側から順に、正レンズ３３１、負レンズ３３２が配置されて構成される。正レンズ２３１の両面には、非球面が形成されている。

第４レンズ群３４０は、物体側から順に、正レンズ３４１、負レンズ３４２が配置されて構成される。正レンズ３４１と負レンズ３４２は、接合されている。また、正レンズ３４１の物体側面には、非球面が形成されている。なお、この非球面が形成された正レンズ３４１は、ガラスモールドレンズで構成されている。

第５レンズ群３５０は、物体側から順に、負レンズ３５１、正レンズ３５２が配置されて構成される。

このズームレンズは、第２レンズ群３２０を光軸に沿って物体側から像面３７０側へ移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群３４０を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動（結像位置）の補正やフォーカシングを行う。第１レンズ群３１０、第３レンズ群３３０、および第５レンズ群３５０は、常時固定されている。

以下、実施例３にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の広角端における焦点距離（ｆ_w）＝3.49
ズームレンズ全系の中間における焦点距離＝20.09
ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離＝121.0
Ｆナンバ＝1.66（広角端）〜2.41（中間）〜4.50（望遠端）
画角（２ω）＝71.2°（広角端）〜12.42°（中間）〜2.02°（望遠端）

（条件式（１）に関する数値）
第５レンズ群３５０を構成する、負レンズ３５１と正レンズ３５２との間隔（Ｄ_b5）＝0.4
第５レンズ群３５０の全長（Ｌ₅）＝3.1
Ｄ_b5／Ｌ₅＝0.13

（条件式（２）に関する数値）
第２レンズ群３２０の焦点距離（ｆ₂）＝-4.55
ｆ₂／ｆ_w＝-1.30

（条件式（３）に関する数値）
第５レンズ群３５０の結像倍率（β₅）＝1.18

ｒ₁＝50.8965
ｄ₁＝1.00 ｎｄ₁＝1.92286 νｄ₁＝20.9
ｒ₂＝30.2122
ｄ₂＝6.60 ｎｄ₂＝1.49700 νｄ₂＝81.6
ｒ₃＝-123.7679
ｄ₃＝0.15
ｒ₄＝26.7406
ｄ₄＝3.40 ｎｄ₃＝1.80400 νｄ₃＝46.6
ｒ₅＝77.7303
ｄ₅＝0.8952(広角端)〜17.7112(中間)〜25.5039（望遠端）
ｒ₆＝507.1757
ｄ₆＝0.70 ｎｄ₄＝1.88300 νｄ₄＝40.8
ｒ₇＝7.9834
ｄ₇＝2.60
ｒ₈＝-11.6272
ｄ₈＝0.60 ｎｄ₅＝1.88300 νｄ₅＝40.8
ｒ₉＝27.6072
ｄ₉＝0.15
ｒ₁₀＝14.3943
ｄ₁₀＝2.80 ｎｄ₆＝1.84666 νｄ₆＝23.8
ｒ₁₁＝-6.7783
ｄ₁₁＝0.50 ｎｄ₇＝1.88300 νｄ₇＝40.8
ｒ₁₂＝34.6264
ｄ₁₂＝26.3333(広角端)〜9.5173(中間)〜1.7246（望遠端）
ｒ₁₃＝∞（絞り）
ｄ₁₃＝0.80
ｒ₁₄＝10.6043（非球面）
ｄ₁₄＝3.40 ｎｄ₈＝1.69350 νｄ₈＝53.2
ｒ₁₅＝-67.4183（非球面）
ｄ₁₅＝0.60
ｒ₁₆＝14.3548
ｄ₁₆＝1.00 ｎｄ₉＝1.92286 νｄ₉＝20.9
ｒ₁₇＝8.6264
ｄ₁₇＝10.1015(広角端)〜4.2337(中間)〜11.8827（望遠端）
ｒ₁₈＝11.4846（非球面）
ｄ₁₈＝3.00 ｎｄ₁₀＝1.58313 νｄ₁₀＝59.4
ｒ₁₉＝-12.3299
ｄ₁₉＝0.50 ｎｄ₁₁＝1.84666 νｄ₁₁＝23.8
ｒ₂₀＝-20.6074
ｄ₂₀＝2.4910(広角端)〜8.3588(中間)〜0.7098（望遠端）
ｒ₂₁＝29.9451
ｄ₂₁＝0.60 ｎｄ₁₂＝1.83481 νｄ₁₂＝42.7
ｒ₂₂＝6.5016
ｄ₂₂＝0.40
ｒ₂₃＝10.6401
ｄ₂₃＝2.10 ｎｄ₁₃＝1.54072 νｄ₁₃＝47.2
ｒ₂₄＝-17.1000
ｄ₂₄＝1.00
ｒ₂₅＝∞
ｄ₂₅＝2.70 ｎｄ₁₄＝1.51633 νｄ₁₄＝64.2
ｒ₂₆＝∞
ｄ₂₆＝4.00

非球面係数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）
（第１４面）
ａ＝0
ｂ＝-3.62329×10^-5， ｃ＝-7.40255×10^-6，
ｄ＝2.06341×10^-7， ｅ＝-1.99690×10^-9
（第１５面）
ａ＝0
ｂ＝9.73253×10^-5， ｃ＝-8.56192×10^-6，
ｄ＝2.85949×10^-7， ｅ＝-3.01978×10^-9
（第１８面）
ａ＝0
ｂ＝-1.13300×10^-4， ｃ＝-1.99902×10^-6，
ｄ＝8.14083×10^-8， ｅ＝-7.86505×10^-10

また、図１０は、実施例３にかかるズームレンズの広角端における収差図である。図１１は、実施例３にかかるズームレンズの中間における収差図である。図１２は、実施例３にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

なお、上記数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線における屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線におけるアッベ数を示している。

また、上記各非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＹ軸をとり、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、ｒは近軸曲率半径、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅはそれぞれ２次，４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、上記各実施例のズームレンズによれば、上記条件式を満足することで、全変倍域にわたって良好な収差補正がなされるとともに、小型化、高変倍化（１４倍程度）、広角化（７１°程度）を達成することができる。

また、上記各実施例のズームレンズは、非球面が形成されたレンズを含んで構成されているため、少ないレンズ枚数で、諸収差を良好に補正することができる。

以上のように、この発明のズームレンズは、小型化、高変倍化、広角化が求められる、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラなどに有用であり、特に、高い光学性能が要求される場合に最適である。

実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるズームレンズの広角端における収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの中間における収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるズームレンズの広角端における収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの中間における収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例３にかかるズームレンズの広角端における収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの中間における収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの望遠端における収差図である。

符号の説明

１１０，２１０，３１０ 第１レンズ群
１１１，１２１，１２２，１２４，１３３，１４２，１５１，２１１，２２１，２２２，２２４，２３３，２４２，２５１，３１１，３２１，３２２，３２４，３３２，３４２，３５１ 負レンズ
１１２，１１３，１１４，１２３，１３１，１３２，１４１，１５２，２１２，２１３，２１４，２２３，２３１，２３２，２４１，２５２，３１２，３１３，３２３，３３１，３４１，３５２ 正レンズ
１２０，２２０，３２０ 第２レンズ群
１３０，２３０，３３０ 第３レンズ群
１４０，２４０，３４０ 第４レンズ群
１５０，２５０，３５０ 第５レンズ群
１６０，２６０，３６０ 絞り
１７０，２７０，３７０ 像面
１８０，２８０，３８０ カバーガラス

Claims (5)

1. 物体側から順に配置された、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含み構成されたズームレンズであって、
   前記第５レンズ群は、前記物体側から順に配置された、負レンズと、正レンズとにより構成されており、
   前記第５レンズ群を構成する、前記負レンズと前記正レンズとの間隔をＤ_b5、前記第５レンズ群の全長をＬ₅とするとき、
   ０．０５≦Ｄ_b5／Ｌ₅≦０．４
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群は正の屈折力を有し、前記第２レンズ群は負の屈折力を有し、前記第３レンズ群は正の屈折力を有し、前記第４レンズ群は正の屈折力を有し、前記第５レンズ群は負の屈折力を有し、
   前記第３レンズ群および前記第４レンズ群は、非球面が形成されたレンズを含んでおり、
   前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側から像面側へ移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行い、また、前記第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 物体側から順に配置された、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含み構成され、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側から像面側へ移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_w、前記第５レンズ群の結像倍率をβ₅とするとき、
   −１．６≦ｆ₂／ｆ_w≦−１．１
   かつ
   ０．９≦β₅≦１．４
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
4. 物体側から順に配置された、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含み構成され、前記第２レンズ群を光軸に沿って前記物体側から像面側へ移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、
   前記第５レンズ群は、前記物体側から順に配置された、負レンズと、正レンズとにより構成されており、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ₂、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離をｆ_w、前記第５レンズ群を構成する、前記負レンズと前記正レンズとの間隔をＤ_b5、前記第５レンズ群の全長をＬ₅、前記第５レンズ群の結像倍率をβ₅とするとき、
   ０．０５≦Ｄ_b5／Ｌ₅≦０．４
   かつ
   −１．６≦ｆ₂／ｆ_w≦−１．１
   かつ
   ０．９≦β₅≦１．４
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群は正の屈折力を有し、前記第２レンズ群は負の屈折力を有し、前記第３レンズ群は正の屈折力を有し、前記第４レンズ群は正の屈折力を有し、前記第５レンズ群は負の屈折力を有し、
   前記第３レンズ群および前記第４レンズ群は、非球面が形成されたレンズを含んでおり、
   前記第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行うことを特徴とする請求項３または４に記載のズームレンズ。
   
   

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