JP2017090526A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 撮像装置に適用したとき撮像装置の厚みを薄くすることができ、しかも全系がコンパクトでかつ高ズーム比で全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズを得ること。【解決手段】 物体側より像側へ順に配置された、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群、第５レンズ群から構成され、第５レンズ群は不動であり、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が大きく、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は小さく、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔および第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも第２レンズ群と第４レンズ群が移動し、第５レンズ群は第５ａ群、反射手段、第５ｂ群から構成され、第５ａ群の焦点距離ｆ５ａ、第５ａ群と第５ｂ群との間隔の光学換算距離ｄ５ａｂを各々適切に設定すること。【選択図】 図１１

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撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真用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。
撮像素子や銀塩フィルムを用いた撮像装置に用いるズームレンズには、光学系全体がコンパクトで高ズーム比で、しかもズーム全域にわたり高い解像力を有することが要求されている。これらの要求に応えるズームレンズとして、最も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（特許文献１乃至３）。
特許文献１では、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群ないし第４レンズ群より成り、第４レンズ群を移動させてズーミングに伴う像面補正とフォーカスとを行ういわゆるリヤフォーカス式の４群構成のズームレンズを開示している。
特許文献２、３では物体側より像側へ順に、正、負、正、正、正の屈折力のレンズ群または正、負、正、正、負の屈折力のレンズ群より成る５群構成のズームレンズを開示している。
一方、近年撮像装置の厚みを薄くするために、光学系の光軸（光路）を９０°折り曲げる反射部材、例えば内面反射を利用したプリズム部材を光路中に配置した所謂屈曲式のズームレンズが知られている（特許文献４、５）。
特許文献４では物体側より像側へ順に、正、負、正、正、正の屈折力の第１乃至第５レンズ群、または正、負、負、正、正の屈折力の第１乃至第５レンズ群を有する５群ズームレンズを開示している。そして第１レンズ群中に光路折り曲げ用の反射部材を配置したズームレンズを開示している。
特許文献５では物体側から順に、正、負、正、正、正の屈折力の第１ないし第５レンズ群を有する５群ズームレンズにおいて、第２レンズ群と第３レンズ群の間に光路折り曲げ用の反射部材を配置したズームレンズを開示している。特許文献４、５はいずれも光路折り曲げ用の反射部材を配置して撮像装置に用いたとき、その厚さを薄くすることができるズームレンズを開示している。
特開平７−２７０６８４号公報 特開２００７−１７８５９８号公報 特開２０１２−１２８１１６号公報 特開２００７−２４８９５２号公報 特開２０１０−４８８５５号公報
一般にズームレンズにおいて高ズーム比化を図りつつ、全系を小型化するためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。しかしながら、このように構成したズームレンズは、各レンズ面の屈折力の増加に伴いコバ厚を確保するためにレンズ肉厚が増してしまい、また前玉有効径が増大し、レンズ全長が増大してくる。
また同時に望遠端において軸上色収差や倍率色収差等の諸収差の発生量が大きくなり、これらの諸収差の補正が困難になってくる。ズームレンズにおいて高ズーム比化を図りつつ、全系の小型化を図るには、各レンズ群の屈折力とズーミングに際しての移動量等を適切に設定することが重要となる。
一方、撮像光学系の光軸を９０°折り曲げる反射部材を光路中に配置した、屈曲式のズームレンズはカメラの厚みを容易に薄くすることができる。しかしながら反射部材を用いて、カメラの厚みの薄型化を図りつつ、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るためにはズームレンズのレンズ構成及び反射部材の光路中の位置等を適切に設定することが重要になってくる。
例えば反射部材をレンズ系の前方（物体側に近い方）に配置すると、レンズ系の奥行き方向の寸法を短くできる。しかしながら反射部材より後方にはレンズ系への入射光軸に対して垂直方向にズーミングに際して移動するレンズ群を複数配置するための大きなスペースが必要となり、このスペースを確保するため、カメラの横方向の長さが増大する傾向となる。また、横方向だけでなく、上下方向のスペースも確保する必要があるため、カメラの上下方向の長さが増大する。
本発明は、撮像装置に適用したとき撮像装置の厚みを薄くすることができ、しかも全系がコンパクトでかつ高ズーム比で全ズーム範囲で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の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、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、第５レンズ群から構成されるズームレンズであって、
ズーミングに際して、前記第５レンズ群は不動であり、広角端に比べ望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さく、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔および前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動し、
前記第５レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された負の屈折力の第５ａ群、光路を折り曲げるための反射手段、正の屈折力の第５ｂ群から構成され、
前記第５ａ群の焦点距離をｆ５ａ、前記第５ａ群と第５ｂ群との間隔の光学換算距離をｄ５ａｂとするとき、
０．４０＜−ｄ５ａｂ／ｆ５ａ＜１．００
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、撮像装置に適用したとき撮像装置の厚みを薄くすることができ、しかも全系がコンパクトでかつ高ズーム比で全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズが得られる。
本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例１の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例２の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例３の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例４の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例４の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例５の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例５の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例１のズームレンズのレンズ断面図 本発明の撮像装置の要部概略図
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配置された、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、第５レンズ群から構成される。ズーミングに際して第５レンズ群は不動である。ズーミングに際して少なくとも第２レンズ群と第４レンズ群が移動する。
そして広角端に比べ望遠端において、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が大きく、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が小さく、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔および第４レンズ群と第５レンズ群との間隔は変化する。第５レンズ群は物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第５ａ群、光路を折り曲げるための反射手段（反射部材）、正の屈折力の第５ｂ群から構成されている。
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、中間のズーム位置、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２９．３８、Ｆナンバー１．６５〜４．７０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３４．９３、Ｆナンバー１．６５〜４．９０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２５．０１、Ｆナンバー１．６０〜２．８０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２５．００、Ｆナンバー１．６０〜２．５０のズームレンズである。図９は本発明の実施例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５０．０１、Ｆナンバー１．８０〜５．４０のズームレンズである。
実施例１乃至３および実施例５では反射手段として内面反射のプリズムＰＲを用いており、プリズム内に設けた内面反射面で光路を９０度折り曲げているが、各レンズ断面図では便宜上光路を展開したガラスブロックＰＲとして示している。実施例４では反射手段として反射ミラーＵＲを用いており、光路内に反射面を光軸に対して４５°傾けて配置している。そして反射ミラーの反射面で光路を９０度折り曲げているが、レンズ断面図では便宜上光路を展開した状態で反射ミラーの位置を点線ＵＲで示している。
図１１は本発明の実施例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１１では反射手段（プリズム）の内面反射面で光路を９０度折り曲げたときのレンズ断面を示している。図１２は本発明のズームレンズを備えるカメラ（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カメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置（カメラ）に用いられる撮影レンズ系である。
レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＳＰはＦナンバー光束を制限する開口絞りである。ＰＲは内面反射面を有し、光路上の光路を９０度又は９０度前後（例えば±１０度）折り曲げるプリズムよりなる反射手段である。ＵＲは光路を９０度又は９０度前後（例えば±１０度）折り曲げるための反射手段としての反射ミラー面である。Ｇ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）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。収差図のうち、球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、非点収差図において点線のΔＭはｄ線のメリディオナル像面、実線のΔＳはｄ線の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。ωは半画角（撮影画角の半分の値）（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上光軸上を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。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、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、第５レンズ群Ｌ５から構成されている。
第５レンズ群Ｌ５は、物体側より像側へ順に配置された負の屈折力の第５ａ群、光路を折り曲げるための反射手段、正の屈折力の第５ｂ群より構成されている。広角端においては、広角端におけるバックフォーカス（光学換算距離）が広角端における全系の焦点距離ｆｗに比べて長いレトロフォーカスタイプを構成している。これにより、第５レンズ群Ｌ５の主点位置を第５レンズ群Ｌ５の屈折力が正の場合は像側方向に、負の場合は物体側方向に大きな距離で位置させて、第５レンズ群Ｌ５の横倍率β５を大きくすると共に、長いバックフォーカスの確保を容易にしている。
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少なくとも第２レンズ群Ｌ２は像側に移動し、第４レンズ群Ｌ４は非直線的に移動する。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂ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。また第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行う方式を採用している。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４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方（物体側）に繰り出すことで行っている。
第４レンズ群Ｌ４の光軸方向の移動量に対する像面位置の移動量の比である位置敏感度ｅｓ４は、第４レンズ群Ｌ４の横倍率β４および第５レンズ群Ｌ５の横倍率β５を用いて、以下の式（Ａ）で記述される。
ｅｓ４＝（１−（β４）２）×（β５）２ ‥‥‥（Ａ）
位置敏感度ｅｓ４が大きいほど、ズーミングおよびフォーカシングに必要な第４レンズ群Ｌ４の移動量（ズームストローク、フォーカスストローク）は小さくすることができ、レンズ全長の小型化が容易となる。
各実施例において、第５レンズ群Ｌ５を物体側から像側へ順に配置した、負の屈折力の第５ａ群Ｌ５ａと正の屈折力の第５ｂ群Ｌ５ｂから構成している。これにより、第５レンズ群Ｌ５の屈折力の符号に関わらず、横倍率β５が１以上の値を取ることができる。
また第５ａ群Ｌ５ａと第５ｂ群Ｌ５ｂとの間隔の光学換算距離ｄ５ａｂを大きくするほど第５レンズ群Ｌ５による近軸結像面が後方にシフトするため、横倍率β５を大きくすることができる。ここで間隔の光学換算距離とは、間隔中に光学部材（プリズム等）が配置されているときは光学部材の長さを材料の屈折率で割った値として用いる。材料の屈折率はｄ線における屈折率と定義する。なお間隔中に光学部材が存在しなく、空気の場合は、光学換算距離は空気間隔と同じ値となる。
以上のことから、第５レンズ群Ｌ５を負の屈折力の第５ａ群Ｌ５ａと正の屈折力の第５ｂ群Ｌ５ｂで構成し、その２つの群の間隔の光学換算距離ｄ５ａｂを大きく設定することで位置敏感度ｅｓ４の値を大きくする。これによりレンズ全長を短縮している。さらに光学換算距離ｄ５ａｂを大きく設定した第５ａ群Ｌ５ａと第５ｂ群Ｌ５ｂとの間に、光路を９０°または略９０°（９０°±１０°）に折り曲げるための反射手段を挿入することで空間を有効活用する。そしてズームレンズへの入射光軸方向の寸法を短縮している。
また反射手段には内面反射面を有するプリズムＰＲやミラーＵＲ等を使用する。反射手段の像側には、ズームレンズＬ０の入射光軸Ｌａに対し、垂直方向又は略垂直方向に光軸が向くように第５ｂ群Ｌ５ｂを配置している。また入射光軸Ｌａに対し、垂直方向又は略垂直方向に撮像面の法線が向くように撮像素子を配置している。これらの部材は有効径が比較的小さいため、ズームレンズの光軸方向の空間が小さくて済むという利点がある。
一方、ズームレンズＬ０の入射光軸Ｌａに対し垂直方向又は略垂直方向の光路長は、図１１に示す通り第５ｂ群Ｌ５ｂの光軸方向の厚みにその前後の間隔を加えたものとなり、長大なスペースは不要である。本発明の５群構成のズームタイプのズームレンズでは、レンズ鏡筒の外径は最も有効径が大きな第１レンズ群Ｌ１の前玉有効径で略決まることが多く、レンズ鏡筒におけるズームレンズの入射光軸Ｌａと垂直方向の出っ張りを小さく抑えることが容易となる。
以上より、本発明のズームレンズによれば、反射手段を用いない場合と比較し、レンズ全系およびレンズを保持するための保持部材を含めたレンズ鏡筒の小型化が容易となる。そのため変倍用のレンズ群のズーミングに際してのズームストローク（移動量）が確保しやすく、高ズーム比化を達成しやすくなる。また各レンズ群の屈折力を必要以上に強める必要がなくなり、収差補正に必要なレンズ枚数を少なくしつつ、高い光学性能を得るのが容易となる。
そして各実施例ではズーミングに際して少なくとも、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４を移動させている。このとき、広角端に比べ望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔は小さくなる。そして第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔および第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が変化するようにしている。
第５レンズ群Ｌ５はズーミングに際して不動としている。第５レンズ群Ｌ５の反射手段を挟んで像面に正の屈折力の第５ｂ群Ｌ５ｂを配置することにより、撮像面への入射光線のテレセントリック性が良くなるようにしている。第５ａ群Ｌ５ａの焦点距離をｆ５ａ、第５ａ群Ｌ５ａと第５ｂ群Ｌ５ｂとの間隔の光学換算距離をｄ５ａｂとする。このとき
０．４０＜−ｄ５ａｂ／ｆ５ａ＜１．００ ・・・（１）
なる条件式を満足している。
次に前述した条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は第５ａ群Ｌ５ａと第５ｂ群Ｌ５ｂとの間隔（光学換算距離）に対する第５ａ群Ｌ５ａの焦点距離の比を規定する。先に述べたように、間隔ｄ５ａｂは第５レンズ群Ｌ５の横倍率および式（Ａ）より第４レンズ群Ｌ４のフォーカスストロークと関連している。間隔ｄ５ａｂが大きいほどフォーカスストロークを短縮することができる。
条件式（１）の上限値を超えて間隔ｄ５ａｂが長くなりすぎると、第４レンズ群Ｌ４のフォーカスストロークの短縮効果を間隔ｄ５ａｂの増大分が上回り、レンズ全長が長くなってくる。また条件式（１）の上限値を超えて第５ａ群Ｌ５ａの負の屈折力が大きくなりすぎると（負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎると）、倍率色収差や非点収差等の軸外収差の発生量が大きくなりすぎる。
そしてこれらの諸収差を第５ｂ群Ｌ５ｂで補正するのが困難になる。また第５ａ群Ｌ５ａを通過する軸外光線に対する発散作用が大きくなりすぎ、後続の反射手段や第５ｂ群Ｌ５ｂの有効径が増大し、全系の小型化が困難になる。
逆に条件式（１）の下限値を超えて間隔ｄ５ａｂが短くなりすぎると、第４レンズ群Ｌ４のフォーカスストロークが増大しすぎて間隔ｄ５ａｂの縮小分を上回り、レンズ全長が増大してくる。また条件式（１）の下限値を超えて第５ａ群Ｌ５ａの負の屈折力が小さくなりすぎると（負の屈折力の絶対値が小さくなりすぎると）、所定の長さのバックフォーカスを確保するのが困難となる。
さらに好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．４４＜−ｄ５ａｂ／ｆ５ａ＜０．９０ ・・・（１ａ）
またさらに好ましくは条件式（１ａ）の数値範囲を次の如く設定すると上述の効果が確実に得られる。
０．４８＜−ｄ５ａｂ／ｆ５ａ＜０．８０ ・・・（１ｂ）
本発明では以上のように構成することにより、レンズ系全体がコンパクトでかつ高ズーム比で、高い光学性能を有したズームレンズを得ている。各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。
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とする。第５ａ群Ｌ５ａは１枚の負レンズＧ５ａｎより構成され、負レンズＧ５ａｎの物体側のレンズ面の曲率半径および像側のレンズ面の曲率半径をそれぞれＲ５ａｆおよびＲ５ａｒとする。第５ｂ群Ｌ５ｂの焦点距離をｆ５ｂとする。第５レンズ群Ｌ５の横倍率をβ５とする。
第５レンズ群Ｌ５の最も物体側のレンズ面から第５レンズ群Ｌ５の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離にバックフォーカスの空気換算長を加えた距離をｄ５ｉとする。広角端における第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面から第５レンズ群Ｌ５の最も物体側のレンズ面までの距離をｄ１５ｗとする。
第１レンズ群Ｌ１は複数の正レンズを有し、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄ１ｐとする。広角端と望遠端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとする。第２レンズ群Ｌ２は複数のレンズを有し、第２レンズ群Ｌ２に含まれるレンズの材料のｄ線における屈折率の平均値をｎｄ２ａとする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ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。
７．０＜−ｆ１／ｆ２＜１０．０ ・・・（２）
−２．０＜（Ｒ５ａｒ＋Ｒ５ａｆ）／（Ｒ５ａｒ−Ｒ５ａｆ）＜−０．９・・・（３）
０．３＜｜ｆ５ａ／ｆ５ｂ｜＜１．２ ・・・（４）
１．３０＜β５＜２．００ ・・・（５）
０．２２＜ｄ５ｉ／ｄ１５ｗ＜０．４０ ・・・（６）
６５．０＜νｄ１ｐ＜９０．０ ・・・（７）
１３．０＜β２ｔ／β２ｗ＜６０．０ ・・・（８）
１．９０＜ｎｄ２ａ＜２．１０ ・・・（９）
４．８＜ｆ３／ｆｗ＜８．０ ・・・（１０）
０．０４＜ｆ４／ｆｔ＜０．１８ ・・・（１１）
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離（屈折力）の比を規定する。条件式（２）の上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１に比べ、主変倍作用を有する第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短く（負の屈折力が強く）なりすぎると、ズーミングに伴う倍率色収差や非点収差等の軸外収差の変動が大きくなりすぎる。そしてズーム全域で高い光学性能を得るのが困難になる。
逆に条件式（２）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２に対する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短く（正の屈折力が強く）なりすぎると、高ズーム比のズームレンズで問題となりやすい望遠側において軸上色収差の補正が困難となる。条件式（３）は第５ａ群Ｌ５ａを構成する負レンズＧ５ａｎのレンズ形状を規定する。条件式（３）の０乃至−１．０の範囲で像側のレンズ面が強い曲率（曲率半径の逆数）の凹面の両凹形状となり、条件式（３）の−１．０で物体側のレンズ面が平面の平凹形状、条件式（３）の−１．０未満の範囲で物体側に凸面を向けたメニスカス形状となる。
条件式（３）の上限値を超えて物体側のレンズ面の凹面の曲率が強くなると、２つの正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４を通過して収斂光束として第５ａ群Ｌ５ａに入射する軸上光束の入射角が大きくなる。この結果、第５ａ群Ｌ５ａより球面収差が大きく発生してくる。このときの球面収差を第５ｂ群Ｌ５ｂで補正しきれず、高い光学性能を得ることが困難となる。
逆に条件式（３）の下限値を超えてメニスカス形状の物体側の凸面および像側の凹面の曲率が強くなりすぎると、第５ａ群Ｌ５ａの配置に必要な光軸上の距離が大きくなり、全系の小型化が困難となる。また第５ａ群Ｌ５ａの像側のレンズ面を発散光線として通過する軸外光束の射出角が大きくなりすぎて、第５ａ群Ｌ５ａより倍率色収差、非点収差等の軸外収差の発生量が大きくなる。そしてこれらの諸収差を第５ｂ群Ｌ５ｂで補正するのが困難となり、高い光学性能を得るのが困難となる。
条件式（４）は第５ａ群Ｌ５ａの焦点距離と第５ｂ群Ｌ５ｂの焦点距離の比を規定する。条件式（４）の上限値を超えると、第５ａ群Ｌ５ａの焦点距離に対する第５ｂ群Ｌ５ｂの焦点距離の絶対値が小さく（屈折力の絶対値が大きく）なりすぎる。そうすると、軸外光線が高い位置で通過する第５ｂ群Ｌ５ｂで倍率色収差、非点収差が大きく発生し、これらの諸収差を他のレンズ群で補正するのが困難になる。
逆に条件式（４）の下限値を超えると、第５ｂ群Ｌ５ｂの焦点距離に対する第５ａ群Ｌ５ａの焦点距離の絶対値が小さく（屈折力の絶対値が大きく）なりすぎる。そうすると、第５ａ群Ｌ５ａで軸外光線を発散させる作用が強くなりすぎる。そのため、第５ａ群Ｌ５ａを発散光線で通過した軸外光束が反射手段および第５ｂ群Ｌ５ｂでケラレずに通過するために必要な有効径が大きくなり、レンズ全系の小型化が困難となる。
条件式（５）は第５レンズ群Ｌ５の横倍率を規定する。条件式（５）の上限値を超えて横倍率が大きくなりすぎると、第５ａ群Ｌ５ａと第５ｂ群Ｌ５ｂとの間隔が大きくなりすぎ、レンズ系が大型化してしまう。逆に条件式（５）の下限値を超えて横倍率が小さくなりすぎると、式（Ａ）より第４レンズ群Ｌ４の光軸方向の移動量に対する像面の移動敏感度ｅｓ４が小さくなりすぎる。その結果、フォーカシングに必要なフォーカスストロークを確保するために、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔を大きくしなければならず、この結果、レンズ全長が長大化してくる。
条件式（６）は第５レンズ群Ｌ５の最も物体側のレンズ面を基準面としたときの基準面から像面までの距離と、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面から基準面までの距離の比を規定する。条件式（６）の上限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の最も物体側のレンズ面から像面までの距離が長くなりすぎると、反射手段で入射光軸に対し垂直方向に光路を折り曲げた後の光路長が長くなりすぎて、レンズ系が大型化してしまう。
逆に条件式（６）の下限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の物体側のレンズ面から第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面までの距離が長くなりすぎると、高ズーム比は容易となるが、入射光軸方向のレンズ全長が長くなりすぎてレンズ全長の小型化が困難となる。
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数を規定する。条件式（７）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値νｄ１ｐが大きくなりすぎると、望遠側において軸上色収差の補正は容易となるが、通常の光学材料では材料の屈折率が小さくなりすぎる。
その結果、正レンズのレンズ面の曲率が強くなりすぎ、望遠側において球面収差の補正が困難となり、レンズ肉厚も増加し、レンズ全長が増大し、前玉有効径も大型化してくる。逆に条件式（７）の下限値を超えて、アッベ数νｄ１ｐが小さくなりすぎると、正レンズの材料の分散が大きくなりすぎて、望遠側での軸上色収差の補正が困難となり良くない。
条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２の変倍比を規定する。条件式（８）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２のズームストロークが増大するため、レンズ全長が増大してくる。逆に条件式（８）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が小さくなりすぎると、高ズーム比化が困難となる。
条件式（９）は第２レンズ群Ｌ２を構成する複数のレンズの材料を規定する。条件式（９）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２を構成するレンズの屈折率の平均値が大きくなりすぎると、強い負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２での負のペッツバール和が小さくなりすぎる。そしてレンズ全系のペッツバール和が正の方向に大きくなりすぎてしまう。
その結果、負の像面湾曲が大きく発生し、ズーム全域で画面周辺の光学性能が低下してしまい良くない。逆に条件式（９）の下限値を超えて屈折率の平均値が小さくなりすぎると、主変倍レンズ群のため強い負の屈折力が必要な第２レンズ群Ｌ２を構成する負レンズのレンズ面の曲率半径が強くなりすぎてしまう。その結果、第２レンズ群Ｌ２より像面湾曲、非点収差が大きく発生し、これらの諸収差のズーミングに伴う変動が増大してくる。
条件式（１０）は第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力を規定する。条件式（１０）の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長く（正の屈折力が小さく）なりすぎると、強い負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を通過した発散光束に対する収斂作用が不足する。その結果、第３レンズ群Ｌ３より像側に配置される第４レンズ群Ｌ４と、第５レンズ群Ｌ５の有効径が大きくなりすぎ、レンズ全系の小型化が困難となる。
逆に条件式（１０）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が小さく（屈折力が大きく）なりすぎると、第３レンズ群Ｌ３で発生する軸上色収差、球面収差、非点収差等が大きくなりすぎ補正が困難となる。
条件式（１１）は第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力を規定する。条件式（１１）の上限値を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が長く（正の屈折力が小さく）なりすぎると、第４レンズ群Ｌ４の横倍率β４が減少し、式（Ａ）より第４レンズ群Ｌ４の光軸方向の移動量に対する像面の位置敏感度ｅｓ４が小さくなりすぎる。その結果、ズーミングおよびフォーカシングに必要な第４レンズ群Ｌ４の移動量が長くなりすぎ、レンズ全長が大型化してしまう。
逆に条件式（１１）の下限値を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が短く（正の屈折力が大きく）なりすぎると、倍率色収差、像面湾曲、非点収差等が大きく発生する。そしてこれらの諸収差のフォーカシングに際しての変動が大きくなりすぎて高い光学性能を維持するのが困難となる。更に好ましくは条件式（２）乃至（１１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
７．２＜−ｆ１／ｆ２＜９．２ ・・・（２ａ）
−１．９＜（Ｒ５ａｒ＋Ｒ５ａｆ）／（Ｒ５ａｒ−Ｒ５ａｆ）＜−１．０・・・（３ａ）
０．４＜｜ｆ５ａ／ｆ５ｂ｜＜１．１ ・・・（４ａ）
１．３５＜β５＜１．８０ ・・・（５ａ）
０．２４＜ｄ５ｉ／ｄ１５ｗ＜０．３５ ・・・（６ａ）
６６．０＜νｄ１ｐ＜８５．０ ・・・（７ａ）
１５．０＜β２ｔ／β２ｗ＜５５．０ ・・・（８ａ）
１．９３＜ｎｄ２ｎ＜２．０５ ・・・（９ａ）
５．０＜ｆ３／ｆｗ＜７．５ ・・・（１０ａ）
０．０６＜ｆ４／ｆｔ＜０．１６ ・・・（１１ａ）
またさらに好ましくは条件式（２ａ）乃至（１１ａ）の数値範囲を次の如く設定すると各条件式の意味する効果が確実に得られる。
７．３＜−ｆ１／ｆ２＜８．８ ・・・（２ｂ）
−１．８５＜（Ｒ５ａｒ＋Ｒ５ａｆ）／（Ｒ５ａｒ−Ｒ５ａｆ）＜−１．１０
・・・（３ｂ）
０．５＜｜ｆ５ａ／ｆ５ｂ｜＜１．０ ・・・（４ｂ）
１．４０＜β５＜１．７０ ・・・（５ｂ）
０．２５＜ｄ５ｉ／ｄ１５ｗ＜０．３０ ・・・（６ｂ）
６７．０＜νｄ１ｐ＜８２．０ ・・・（７ｂ）
１６．０＜β２ｔ／β２ｗ＜５０．０ ・・・（８ｂ）
１．９５＜ｎｄ２ｎ＜２．００ ・・・（９ｂ）
５．２＜ｆ３／ｆｗ＜７．０ ・・・（１０ｂ）
０．０８＜ｆ４／ｆｔ＜０．１５ ・・・（１１ｂ）
各実施例において、第５ｂ群Ｌ５ｂは１枚の正レンズ成分で構成するのが良い。ここでレンズ成分とは、１枚の単レンズで構成される他、１以上の正レンズと１枚以上の負レンズとを接合した接合レンズを含む。これによれば、レンズ全系の小型化と軽量化が容易となる。
第３レンズ群Ｌ３は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズで構成するのが良い。これによれば第３レンズ群Ｌ３内での色収差の補正が容易となり、高ズーム比化を図りつつ、高い光学性能を得るのが容易となる。また第２レンズ群Ｌ２は、３枚以上の負レンズと１枚以上の正レンズで構成するのが良い。これによれば、倍率色収差、像面湾曲、非点収差等の諸収差を良好に補正することが容易となり、これらの諸収差のズーミングによる変動を小さく抑えることができる。
各実施例によれば以上のように各構成要件を設定することにより、レンズ系がコンパクトでかつ高ズーム比を達成しながら、高い光学性能を有したズームレンズが容易に得られる。
実施例１乃至３では、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡で移動する。実施例４では、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３は不動であり、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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡で移動する。
実施例５では、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は不動であり、第３レンズ群Ｌ３は移動し、広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡で移動する。
次に各実施例の具体的なレンズ構成について説明する。レンズ構成については、特に断りがない限り、物体側から像側へ配置されている。実施例１では、広角端から望遠端へのズーミングに際し第２レンズ群Ｌ２を像側に移動させて変倍を行い、第４レンズ群Ｌ４を移動させて変倍に伴う像面変動の補正とフォーカシングを行っている。第１レンズ群Ｌ１は、ズーミングに際し、不動である。ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を不動とし、ズーム機構を簡略化している。
ズーミングに際し、第３レンズ群Ｌ３を不動としている。ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を不動とし、ズーム機構を簡略化している。第５レンズ群Ｌ５はズーミングに際して不動である。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。開口絞りＳＰはズーミングに際し不動としている。開口絞りＳＰの開口絞り径をズーミングに際して可変とし、中間ズーム位置から望遠端において不要なフレア光をカットし、高ズーム比化に伴う光学性能を良好に維持している。
実施例２におけるズーミング方式、フォーカシング方式は実施例１と同じである。ズーミングに際しての開口絞りＳＰの移動条件も実施例１と同じである。実施例３におけるズーミング方式、フォーカシング方式は実施例１と同じである。ズーミングに際しての開口絞りＳＰの移動条件も実施例１と同じである。
実施例４ではズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を広角端に比べて望遠端において物体側に位置するように移動させている点が実施例１と異なっている。この他、ズーミング及びフォーカシングに際しての各レンズ群の移動条件は実施例１と同じである。また、ズーミングに際しての開口絞りＳＰの移動条件も実施例１と同じである。
実施例４では、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を移動させて、必要なズーム比を得るための第２レンズ群Ｌ２のズームストロークを短くすることができ、広角側におけるレンズ全長の短縮を容易にしている。その結果、広角側の光線により有効径が決まる前玉（第１レンズ群Ｌ１）および第２レンズ群Ｌ２を小径化でき、レンズ全系の小型化を容易にしている。
実施例５ではズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を移動させている点が実施例１と異なっている。この他、ズーミング及びフォーカシングに際しての各レンズ群の移動条件は実施例１と同じである。ズーミングに際して開口絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３と一体的に（同じ軌跡で）移動させている。実施例５ではズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を移動させて収差補正の自由度を上げてズーミングに伴う色収差や像面湾曲や非点収差等の諸収差の変動を良好に補正している。更に、第４レンズ群Ｌ４でフォーカスするときのフォーカスストロークのためのスペースの確保を容易にしている。
なお開口絞りＳＰはズーミングの際に第３レンズ群Ｌ３と独立に（異なった軌跡で）移動させても良く、この場合、絞り径の小型化と中間ズーム位置での軸外フレア光を良好に遮光することができる。
次に各実施例における各レンズ群のレンズ構成について説明する。実施例１において、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を有する正レンズとを貼り合わせた接合レンズ、及び２枚の物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズから構成している。第１レンズ群Ｌ１を１枚の負レンズと３枚の正レンズで構成することにより、高ズーム比化を図るときに増大する望遠端において球面収差、軸上色収差および倍率色収差等の諸収差を良好に補正している。
第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ成分、両凸形状の正レンズと負レンズを貼り合わせ全体として正の屈折力の接合レンズより構成している。実施例１では、両凹形状の負レンズ成分を1枚の負レンズで構成している。負レンズ成分を１枚の負レンズより構成することで軽量化を図っている。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、非球面を有する両凸形状の正レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズの２枚のレンズより構成している。第３レンズ群Ｌ３を２枚のレンズで構成することでレンズ全長の短縮化を図っている。
第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズとを貼り合わせ、全体として正の屈折力の接合レンズより構成している。これにより色収差、像面湾曲、非点収差のズーミングおよびフォーカスの際の収差変動を軽減している。また正レンズと負レンズを接合して１つのレンズ成分とすることで第４レンズ群Ｌ４の組立性の容易化と薄型化を図り、全系のコンパクト化を容易にしている。また最も物体側のレンズ面を非球面形状としてズーミングおよびフォーカシングに伴う像面湾曲と非点収差の変動を軽減している。
第５レンズ群Ｌ５は、物体側より像側へ順に負の屈折力の第５ａ群Ｌ５ａ、光路を折り曲げるための反射手段、および正の屈折力の第５ｂ群Ｌ５ｂから構成している。第５ａ群Ｌ５ａは物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズより構成している。第５ｂ群Ｌ５ｂは１枚の正レンズより構成している。光路を折り曲げる反射手段は、内面反射面を有するプリズムより構成している。プリズムの入射面および射出面を、球面形状または非球面形状の屈折力を有するレンズ面より構成しても良い。こうすることで収差を補正する際の自由度を上げることができる。
実施例２において第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５のレンズ構成は実施例１と同じである。実施例２では第３レンズ群Ｌ３を物体側から像側へ順に、非球面を有する両凸形状の正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、像側に凸面を向けた正レンズの３枚のレンズにより構成している。第３レンズ群Ｌ３を３枚のレンズで構成すると球面収差と像面湾曲を良好に補正するのが容易となり、高ズーム比化を図りつつ、ズーム全域で高い光学性能を得るのが容易となる。
実施例３において第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５のレンズ構成は実施例１と同じである。実施例３において、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ成分、両凸形状の正レンズと負レンズを貼り合わせ全体として正の屈折力の接合レンズより構成している。
実施例３では、第２レンズ群Ｌ２における両凹形状の負レンズ成分を物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとを貼り合わせた接合レンズで構成している。負レンズ成分を接合レンズより構成して色収差を補正するときの自由度を上げてズーミングに際して倍率色収差の変動の抑制を容易にしている。
実施例４において第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４のレンズ構成は実施例１と同じである。実施例４において、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ成分、両凸形状の正レンズと負レンズを貼り合わせ全体として正の屈折力の接合レンズより構成している。
実施例４では第２レンズ群Ｌ２における両凹形状の負レンズ成分を物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとを貼り合わせた接合レンズで構成している。負レンズ成分を接合レンズより構成して色収差を補正するときの自由度を上げてズーミングに際して倍率色収差の変動の抑制を容易にしている。
実施例４において第５ａ群Ｌ５ａのレンズ構成は実施例１と同じである。実施例４では第５ｂ群Ｌ５ｂを負レンズと正レンズとを貼り合わせ、全体として正の屈折力の接合レンズにより構成している。接合レンズとすることでズーミングに際しての倍率色収差の変動を軽減している。また実施例４では１つのレンズ面を非球面形状としてズーミングに際しての像面湾曲や非点収差の変動を効果的に補正している。
実施例５において第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５のレンズ構成は実施例１と同じである。実施例５では第２レンズ群Ｌ２のレンズ面のうち１つのレンズ面を非球面形状とし、ズーミングに伴う像面湾曲、非点収差の変動を良好に補正している。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたビデオカメラ（撮像装置）の実施例を図１２を用いて説明する。
図１２において、１０はビデオカメラ本体、１１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像光学系である。1２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系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）である。１３は固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像を観察するための液晶パネル等によって構成されるモニタである。このように本発明のズームレンズをビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
実施例３乃至５においては、広角端近傍において負の歪曲を大きく発生させて、撮像素子の撮像範囲をそれ以外のズームポジションより小さい範囲に設定している。即ち実施例３乃至５のズームレンズは広角端及びその近傍のズーム位置における有効像円径（像高）が他のズーム位置（望遠端）における有効像円径（像高）よりも小さい。実施例３乃至５のズームレンズを撮像装置に用いたとき、得られた画像情報を撮像素子の画像データを処理する信号処理回路で、歪曲を電気的に補正することで歪曲の少ない画像を出力するようにしても良い。
各実施例によれば以上の如く構成することにより、光学系全体が小型で高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズが得られる。また各実施例のズームレンズは、図１１に示すように第５ａ群Ｌ５ａと第５ｂ群Ｌ５ｂとの間に物体側からの光を折り曲げる反射手段を含むことで、カメラの厚み方向を薄くすることを容易にしている。
次に、本発明の実施例１乃至５に各々対応する数値データ１乃至５を示す。各数値データにおいて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。またｋを離心率Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０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。
このとき非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2］1/2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8＋Ａ１０ｈ10
で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。
また例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。数値データ１においてr25,r26、数値データ２においてr27,r28、数値データ３においてr26,r27、数値データ５においてr25,r26は反射手段の入射面と出射面である。各数値データにおいて最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。
各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）はレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表したものである。レンズ全長は最も物体側のレンズ面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。各数値データにおける上述した条件式との対応を表１に示す。
［数値データ１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 55.601 1.25 1.90366 31.3
2 33.475 5.76 1.49700 81.5
3 297.575 0.10
4 36.751 4.23 1.49700 81.5
5 449.604 0.10
6 33.071 2.20 1.49700 81.5
7 72.074 (可変)
8 354.226 0.45 2.00100 29.1
9 7.094 2.92
10 -25.844 0.40 2.00100 29.1
11 35.664 0.20
12 14.224 2.28 1.95906 17.5
13 -15.873 0.40 1.95375 32.3
14 46.312 (可変)
15(絞り) ∞ 1.00
16* 11.886 5.67 1.69350 53.2
17* -22.240 0.16
18 66.126 0.55 1.95375 32.3
19 14.198 (可変)
20* 11.931 3.84 1.58313 59.4
21 -11.305 0.50 1.92286 18.9
22 -16.898 (可変)
23 29.226 0.50 1.88300 40.8
24 8.500 1.37
25 ∞ 9.50 1.90366 31.3
26 ∞ 0.40
27 10.165 1.32 1.58313 59.4
28 28.185 3.80
29 ∞ 1.45 1.51633 64.1
30 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第16面
K =-5.92505e-001 A 4=-2.62511e-005 A 6= 1.63395e-007 A 8=-1.05446e-009
第17面
K =-4.09575e+000 A 4= 8.04077e-005 A 6=-2.94823e-007
第20面
K =-2.21757e+000 A 4= 5.45268e-005 A 6=-1.17004e-006

各種データ
ズーム比 29.38
広角 中間 望遠
焦点距離 4.39 44.42 129.02
Fナンバー 1.65 2.74 4.70
半画角（度） 34.34 3.86 1.33
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 91.09 91.09 91.09
BF 5.25 5.25 5.25

d 7 0.60 25.98 31.55
d14 31.95 6.57 1.00
d19 7.15 2.30 7.59
d22 1.03 5.88 0.60
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 44.32
2 8 -6.01
3 15 23.00
4 20 14.24
5 23 -55.00

第５レンズ群データ
群 始面 焦点距離
5a 23 -13.73
5b 27 26.55
［数値データ２］
面データ
面番号 r d nd νd
1 57.514 1.25 1.85478 24.8
2 36.014 5.32 1.49700 81.5
3 582.599 0.10
4 39.626 3.39 1.49700 81.5
5 165.433 0.10
6 30.150 3.03 1.59522 67.7
7 73.113 (可変)
8 84.826 0.45 2.00100 29.1
9 6.148 3.07
10 -19.284 0.40 1.95375 32.3
11 62.910 0.19
12 12.659 2.69 1.95906 17.5
13 -13.790 0.40 2.00100 29.1
14 30.488 (可変)
15(絞り) ∞ 1.00
16* 11.410 4.42 1.85135 40.1
17* -119.010 0.20
18 43.557 0.80 2.00100 29.1
19 10.352 1.98
20 89.298 1.98 1.49700 81.5
21 -25.767 (可変)
22* 11.347 3.38 1.55332 71.7
23 -12.686 0.50 1.94595 18.0
24 -17.298 (可変)
25 117.959 0.50 1.88300 40.8
26 7.495 1.43
27 ∞ 10.50 1.95375 32.3
28 ∞ 0.30
29 13.143 1.95 1.69680 55.5
30 -22.172 4.00
31 ∞ 1.40 1.51633 64.1
32 ∞ 0.82
像面 ∞
非球面データ
第16面
K =-5.70653e-001 A 4=-1.19024e-005 A 6=-5.25474e-008 A 8= 1.89021e-009
第17面
K =-2.76204e+002 A 4= 5.71529e-006 A 6= 1.42548e-007
第22面
K =-1.66727e+000 A 4= 2.80706e-005 A 6=-4.99735e-007

各種データ
ズーム比 34.93
広角 中間 望遠
焦点距離 4.41 43.36 154.00
Fナンバー 1.65 2.94 4.90
半画角（度） 34.23 3.96 1.12
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 94.50 94.50 94.50
BF 5.75 5.75 5.75

d 7 0.60 23.37 28.36
d14 28.76 5.99 1.00
d21 7.43 2.28 9.38
d24 2.64 7.78 0.69
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 40.16
2 8 -5.24
3 15 23.80
4 22 14.35
5 25 24.50

第５レンズ群データ
群 始面 焦点距離
5a 25 -9.08
5b 29 12.12
［数値データ３］
面データ
面番号 r d nd νd
1 75.072 1.25 1.84666 23.9
2 42.077 5.16 1.59522 67.7
3 275.653 0.10
4 48.620 3.83 1.59522 67.7
5 290.060 0.10
6 38.246 2.80 1.59522 67.7
7 73.110 (可変)
8 645.649 0.45 2.00100 29.1
9 7.918 2.50
10 -24.210 1.09 1.92286 18.9
11 -11.638 0.40 2.00100 29.1
12 36.437 0.20
13 17.325 2.38 1.92286 18.9
14 -13.083 0.40 2.00100 29.1
15 -3317.995 (可変)
16(絞り) ∞ 1.00
17* 11.297 5.24 1.76802 49.2
18* -62.548 0.80
19 19.527 0.55 2.00100 29.1
20 9.075 (可変)
21* 11.849 3.34 1.76802 49.2
22 -15.947 0.50 2.10205 16.8
23 -29.341 (可変)
24 39.717 0.50 1.88300 40.8
25 8.483 1.35
26 ∞ 9.50 1.95375 32.3
27 ∞ 0.30
28 11.703 1.88 1.51742 52.4
29 -57.267 4.30
30 ∞ 1.44 1.51633 64.1
31 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第17面
K =-5.60023e-001 A 4=-1.74736e-005 A 6= 7.47031e-008 A 8= 4.61435e-010 A10= 3.61807e-012
第18面
K =-1.02773e+001 A 4= 4.96465e-005 A 6=-1.58566e-008
第21面
K =-2.12509e+000 A 4= 9.38800e-005 A 6=-4.21590e-007

各種データ
ズーム比 25.01
広角 中間 望遠
焦点距離 4.30 41.27 107.51
Fナンバー 1.60 2.30 2.80
半画角（度） 32.42 4.16 1.60
像高 2.73 3.00 3.00
レンズ全長 95.43 95.43 95.43
BF 5.75 5.75 5.75

d 7 0.60 28.07 34.11
d15 34.60 7.12 1.09
d20 7.81 2.96 5.90
d23 1.06 5.90 2.96
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 48.54
2 8 -6.49
3 16 26.44
4 21 12.66
5 24 1000000.00

第５レンズ群データ
群 始面 焦点距離
5a 24 -12.31
5b 28 18.96
［数値データ４］
面データ
面番号 r d nd νd
1 84.334 1.25 1.84666 23.9
2 46.682 5.31 1.59522 67.7
3 389.475 0.10
4 53.343 4.25 1.59522 67.7
5 375.565 0.10
6 40.115 2.81 1.59522 67.7
7 68.850 (可変)
8 72.907 0.45 2.00100 29.1
9 7.840 2.38
10 -21.115 1.84 1.92286 18.9
11 -6.506 0.40 2.00100 29.1
12 33.665 0.99
13 21.718 1.98 1.92286 18.9
14 -36.528 0.40 2.00100 29.1
15 -1102.823 (可変)
16(絞り) ∞ 1.00
17* 11.172 5.20 1.76802 49.2
18* -107.146 0.15
19 17.772 0.55 1.95375 32.3
20 8.910 (可変)
21* 13.136 4.06 1.69350 53.2
22 -14.003 0.50 2.10205 16.8
23 -24.078 (可変)
24 33.041 0.50 1.77250 49.6
25 8.446 11.28
26 12.478 0.50 2.10205 16.8
27 11.788 1.92 1.69350 53.2
28* -64.457 4.30
29 ∞ 1.44 1.51633 64.1
30 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第17面
K =-6.85314e-001 A 4= 4.88600e-007 A 6= 1.75062e-008 A 8= 6.87319e-010 A10=-6.78625e-012
第18面
K =-2.56380e+001 A 4= 4.34115e-005 A 6=-1.62230e-007
第21面
K =-9.99808e-001 A 4= 6.77253e-006 A 6=-3.01779e-008 A 8= 1.66360e-009
第28面
K =-1.57848e+000 A 4=-5.19192e-005 A 6= 4.40893e-007

各種データ
ズーム比 25.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.25 31.96 106.25
Fナンバー 1.60 2.10 2.50
半画角（度） 32.71 5.36 1.62
像高 2.73 3.00 3.00
レンズ全長 95.97 102.02 105.52
BF 5.75 5.75 5.75

d 7 0.60 29.83 38.42
d15 33.23 10.04 4.95
d20 7.88 2.81 6.05
d23 0.60 5.67 2.43
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 53.12
2 8 -6.25
3 16 27.78
4 21 14.93
5 24 21.88

第５レンズ群データ
群 始面 焦点距離
5a 24 -14.82
5b 26 15.56
［数値データ５］
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.636 1.25 2.00069 25.5
2 40.259 5.01 1.49700 81.5
3 391.301 0.10
4 42.660 3.39 1.59522 67.7
5 240.889 0.10
6 37.683 2.36 1.59522 67.7
7 73.692 (可変)
8 209.196 0.40 1.88202 37.2
9* 6.229 3.98
10 -20.730 0.40 2.00100 29.1
11 56.873 0.20
12 15.713 2.36 1.95906 17.5
13 -16.763 0.40 2.00100 29.1
14 58.806 (可変)
15(絞り) ∞ 0.50
16* 10.537 4.49 1.69350 53.2
17* -62.242 0.20
18 11.382 0.80 2.00100 29.1
19 7.816 (可変)
20* 12.419 2.74 1.55332 71.7
21 -11.222 0.50 1.92286 18.9
22 -18.307 (可変)
23 133.906 0.50 1.88300 40.8
24 9.170 0.97
25 ∞ 8.00 1.90366 31.3
26 ∞ 3.30
27 11.299 1.69 1.54814 45.8
28 -29.479 4.30
29 ∞ 1.44 1.51633 64.1
30 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第9面
K =-1.46424e-001 A 6=-7.57898e-007 A 8= 2.90676e-008
第16面
K =-9.40436e-001 A 4= 3.75799e-005 A 6=-3.80078e-007 A 8= 1.13048e-008
第17面
K =-2.48207e+002 A 4=-3.08650e-005 A 6= 9.95002e-007
第20面
K = 2.35209e+000 A 4=-1.94932e-004 A 6=-4.64176e-006

各種データ
ズーム比 50.01
広角 中間 望遠
焦点距離 3.36 45.82 168.00
Fナンバー 1.80 3.20 5.40
半画角（度） 38.79 3.75 1.02
像高 2.70 3.00 3.00
レンズ全長 96.75 96.75 96.75
BF 5.75 5.75 5.75

d 7 0.80 29.53 35.92
d14 41.03 8.09 1.00
d19 4.83 2.67 9.73
d22 0.70 7.06 0.70
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 48.05
2 8 -5.69
3 15 20.00
4 20 16.54
5 23 35.13

第５レンズ群データ
群 始面 焦点距離
5a 23 -11.17
5b 27 15.12
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
Ｌ５ａ 第５ａ群 Ｌ５ｂ 第５ｂ群
ＰＲ 反射手段 ＵＲ 反射手段

Claims (20)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、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、第５レンズ群から構成されるズームレンズであって、
    ズーミングに際して、前記第５レンズ群は不動であり、広角端に比べ望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さく、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔および前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動し、
    前記第５レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された負の屈折力の第５ａ群、光路を折り曲げるための反射手段、正の屈折力の第５ｂ群から構成され、
    前記第５ａ群の焦点距離をｆ５ａ、前記第５ａ群と第５ｂ群との間隔の光学換算距離をｄ５ａｂとするとき、
    ０．４０＜−ｄ５ａｂ／ｆ５ａ＜１．００
    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. 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とするとき、
    ７．０＜−ｆ１／ｆ２＜１０．０
    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。
  3. 前記第５ａ群は１枚の負レンズＧ５ａｎより構成され、前記負レンズＧ５ａｎの物体側のレンズ面の曲率半径および像側のレンズ面の曲率半径をそれぞれＲ５ａｆ、Ｒ５ａｒとするとき、
    −２．０＜（Ｒ５ａｒ＋Ｒ５ａｆ）／（Ｒ５ａｒ−Ｒ５ａｆ）＜−０．９
    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に記載のズームレンズ。
  4. 前記第５ｂ群は１枚の正レンズ成分より構成され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。
  5. 前記第５ｂ群の焦点距離をｆ５ｂとするとき、
    ０．３＜｜ｆ５ａ／ｆ５ｂ｜＜１．２
    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。
  6. 前記第５レンズ群の横倍率をβ５とするとき、
    １．３０＜β５＜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５のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離にバックフォーカスの空気換算長を加えた距離をｄ５ｉ、広角端における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離をｄ１５ｗとするとき、
    ０．２２＜ｄ５ｉ／ｄ１５ｗ＜０．４０
    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。
  8. 前記第３レンズ群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズからな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。
  9. 前記第１レンズ群は複数の正レンズを有し、前記第１レンズ群に含まれる正レンズの材料のｄ線におけるアッベ数の平均値をνｄ１ｐとするとき、前記第１レンズ群に含まれる全ての正レンズの材料は、
    ６５．０＜νｄ１ｐ＜９０．０
    なる条件式を満足する材料であ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。
  10. 広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β２ｔとするとき、
    １３．０＜β２ｔ／β２ｗ＜６０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. 前記第２レンズ群は複数のレンズを有し、前記第２レンズ群に含まれるレンズの材料のｄ線における屈折率の平均値をｎｄ２ａとするとき、
    １．９０＜ｎｄ２ａ＜２．１０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. 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とするとき、
    ４．８＜ｆ３／ｆｗ＜８．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第２レンズ群は、３枚以上の負レンズと１枚以上の正レンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  14. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
    ０．０４＜ｆ４／ｆｔ＜０．１８
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  15. ズーミングに際して前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第４レンズ群は物体側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  16. ズーミングに際して前記第３レンズ群は不動であり、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２レンズ群は像側へ移動し、前記第４レンズ群は物体側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  17. ズーミングに際して前記第１レンズ群は不動であり、前記第３レンズ群は移動し、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第４レンズ群は物体側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  18. フォーカシングに際して前記第４レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  19. 撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  20. 請求項１乃至１９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していることを特徴とする撮像装置。
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