JP3807712B2 - ズームレンズ及びそのズームレンズを備えたカメラ - Google Patents
ズームレンズ及びそのズームレンズを備えたカメラ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及びそのズームレンズを備えたカメラに関し、特に、カメラ等に最適な広角高倍率ズームレンズとそれを用いたカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ用の高倍率ズームレンズは、スタジオにおけるテレビカメラ用やシネカメラ用途で比較的古くから開発が行われてきた。また、ビデオカメラが普及してからは、業務用又は家庭用において開発が行われてきた。また、高倍率であって広角側の画角が７０°以上になると、光学設計も非常に高度な水準が要求されることが知られている。古くはその構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプが普及した。例えば特公平２−４８０８７号のものがある。これは、変倍時に第１レンズ群と第４レンズ群が固定されていることに特徴がある。
【０００３】
また、このタイプで第１レンズ群にフロントコンバータを配置する考え方で開発された方式もある。例えば米国特許第３，６８２，５３４号のものがある。これらは、レンズ構成枚数が多く、大型であった。
【０００４】
また、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプであって、第２レンズ群から第４レンズ群までが変倍時に可動であり、第４レンズ群でフォーカスすると言う方式の広角高倍率ズームレンズが提案されている。例えば特開平６−１４８５２０号のものがある。
【０００５】
また、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプがあるが、現在まで後記する本発明の広角高倍率ズームレンズに近いものとして、特開平９−５６２８号のもの等がある。
【０００６】
さらに、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプであって、変倍時に第１レンズ群以下が可動であるタイプとして、特開平７−２０３８１号のものがある。
【０００７】
これらの提案は、レンズ構成が簡単であるが、今後の撮像素子の高画素化に対応するには課題があった。これらのズームレンズタイプは、むしろ従来の銀塩フィルムを使用するカメラにおいて開発が始められたものである。例えば、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプであって、各々のレンズ群が移動するズーム方式で、広角端の画角が８０°を越えるものとして、米国特許第４，２９９，４５４号のものがある。
【０００８】
また、画角が７４°程度から１９°程度の約５倍の変倍比を持つものとして提案されたのが、特公昭５８−３３５３１号のものである。この提案は、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群にて構成するタイプであって、第１レンズ群と第２レンズ群を一体とするフォーカシング方法に特色があった。
【０００９】
また、画角７４°程度から８．３°程度まで包括するズームレンズとして、米国特許第４，８９６，９５０号のものがある。これは、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群にて構成するタイプであって、第５レンズ群が変倍中に固定である。
【００１０】
これらは、銀塩フィルムカメラ用途には問題なかったが、今後のデジタルカメラ用のＣＣＤに使用されているマイクロレンズを含めた開口率を損なわないためには、そのままで使用することはできない。また、色収差を含めた色むらの問題を考慮した場合に、軸外主光線の射出角度を十分に考え、像面照度まで考慮した光学設計が必要であると言わざるを得ない状況である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カメラ等に最適な広角高倍率ズームレンズの開発をしようとするものである。
【００１２】
従来のビデオカメラにおいては、広角高倍率ズームレンズとしての提案があるが、高画素の撮像素子に対応する光学性能の光学系の提案がなされていない。また、銀塩カメラ用では、光学性能及びＣＣＤ等の特性への親和性と言う点では未だ課題が多かった。
【００１３】
したがって、マイクロレンズを有した撮像素子と、色収差によるアライアジング（又は、エリアジング：aliasing）等の影響を考慮すると、従来のビデオカメラ用のズームレンズの方式であって、ある程度テレセントリック性を有した光学系であることが望まれる。
【００１４】
また、従来のビデオカメラ用のズームレンズを基にした光学設計では、非常に大きなズームレンズとなり、実用上大きな問題になることがある。
【００１５】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、このように比較的大きな撮像素子に適用でき、広角端が７０°を越えて変倍比が１０倍程度を越えても、十分な結像性能を維持し、小型のズームレンズを提供することである。
【００１６】
上記の目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、及び、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、及び、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が小さくなり、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
２．０＜ｆ1 ／ｆW ≦４．８４２４ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345≦０．８２１７ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．９１５４≦ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。
【００１７】
２．０＜ｆ1 ／ｆW ＜８．０ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345＜１．２ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．５＜ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。
【００１８】
以下、本発明において上記構成をとる理由とその作用について説明する。
【００１９】
上記のように、本発明は小型で高性能な広角高倍率ズームレンズを提供することにある。
【００２０】
従来の物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群から構成するズームレンズが銀塩フィルム用カメラでは主流となっており、高倍率ズームレンズでは第１レンズ群以降が可動であることが普通になっている。また、第３レンズ群と第４レンズ群の移動は、変倍以外に変倍時の像面湾曲の変動を補正することに必要であり、基本的には、これらの群は一つの群であると考えられる場合さえある。しかしながら、更に広画角と更に大きな変倍比を達成しようとする場合には、正レンズ群以外に一つの負レンズ群を設け、移動させることで、収差補正上からも変倍から考えても有利となる。特に、本発明のように、例えば変倍比が１０倍程度以上になると非常に優位性が明確になった。一般的には、レンズ群数が増すと、各レンズ群で色収差補正が必要であると言う考えがあり、レンズ構成枚数が増えると考えられる。しかしながら、本発明では、非球面を有効に活用し、歪曲収差補正を第２レンズ群で解決し、後ろのレンズ群でコマ収差等を十分に補正できるように非球面を活用している。
【００２１】
本発明は、広角端の画角が７０°程度以上でも十分に対応でき、高い結像性能を有するズームレンズ光学系を提供することが大きな目的である。このために、ズーム方式として、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成し、前記条件式（１）〜（５）に適った適切なパワー配置を見出し、これに最適な実際のレンズ構成を配することで実現できたものである。また、広角高倍率ズームレンズにありがちな大型化や性能低下と言う問題を解決したものである。
【００２２】
条件式（１）は、第１レンズ群のパワー配置を規定するものである。第１レンズ群は、本発明の如きズーム方式であれば変倍時に移動するため、その移動量と前玉径の増大に注意しながら結像性能を維持できるようにすることが重要である。
【００２３】
条件式（１）で上限値の４．８４２４を越えると、第１レンズ群としての収差残存量が減り、収差補正上で有利となるが、変倍時の移動量が増し、また、レンズ外径も増すために、全体として大型化の傾向となるため望ましくない。また、下限値の２．０を越える場合には、小型化の方向であり、前玉径も変倍時の移動量も減る傾向性が出るが、収差補正上から好ましいとは言えない。
【００２４】
条件式（２）は、負屈折力の第２レンズ群のパワー配置を決める条件式である。第２レンズ群は第１レンズ群のパワー決定にも関係がある。第２レンズ群が小さなパワーであれば、第１レンズ群も同様となり、大型化する傾向を有することになる。
【００２５】
条件式（２）で、上限値の１．０を越える場合、レンズ構成も少なくて済み、収差補正上の利点もあるが、第２レンズ群以外に第１レンズ群のパワーも小さくなり、第１レンズ群の前玉径の増大、変倍時の移動量の増大を招く等、これ以外の課題が多く派生するために望ましくない結果となる。一方で、下限値の０．４を越える場合には、レンズ径小型化を意図することができるが、収差補正上で困難が生じ、歪曲収差の発生、軸外コマ収差の発生が顕著になる。また、本条件式内であれば、適切なレンズ構成とすることで、レンズ径の小型化と高い結像性能を得ることができるのである。
【００２６】
条件式（３）は、第３レンズ群のパワー決定に関する条件式である。このズーム方式では、第３レンズ群から第５レンズ群によって結像部を構成しており、ズーミング方式から鑑みれば、独立した３つのレンズ群で構成していると言うことができる。これまでの多くのズーム方式にある、第３レンズ群が正屈折力、そして、第４レンズ群が正屈折力の方式とその変倍方法を異にするものである。この第３レンズ群は、強い発散性のパワーの第２レンズ群からの光束を収斂し、球面収差や軸外収差を補正する役割を有する。また、軸上球面収差の補正を良好に行うという役割を有している。
【００２７】
条件式（３）の上限値の０．８２１７を越えると、第３レンズ群の収差補正面では非常に有利であるが、第３レンズ群の変倍時の移動量が増し、好ましくない。また、下限値の０．３を越えると、変倍時の移動量が減り、小型化には望ましいが、収差補正の観点から見ると球面収差補正が困難となるばかりでなく、軸外コマ収差の補正が困難となり、望ましくない結果となる。
【００２８】
条件式（４）は、負屈折力の第４レンズ群のパワーを決める条件式である。条件式（４）の上限値の５．０を越えると、第４レンズ群の移動量が増し、第３レンズ群及び第５レンズ群の間を移動するために変倍比を大きくとることが難しくなる。また、下限値の０．６を越える場合、その変倍時の移動量が減るが、収差補正という観点では難しくなるため、この範囲以下の数値をとるのは望ましくない。また、本発明においては、第１レンズ群から第４レンズ群で特に広角端付近ではアフォーカルに近い光束を構成する。
【００２９】
条件式（５）は、第５レンズ群のパワーを決める条件式である。このレンズ群では、軸外光束の主光線の制御上で重要な役割を果たす。特にＣＣＤ撮像素子等の使用においては、軸外主光線にある程度テレセントリック性を持たせる点で大きな役割を持っている。この条件式の上限値の４．０を越えると、第５レンズ群の収差補正は容易になるが、変倍時の移動量が増すので好ましくない。また、下限値の０．９１５４を越えると、軸外収差の補正が難しくなると同時に、レンズ構成を増やさないと収差補正が困難となる。さらに、このレンズ群は、レンズ構成が増すとレンズ系全体の大型化につながるために望ましい結果が得られない場合が多い。
【００３０】
本発明のズームレンズは、レンズ構成をできる限り簡単にすることで、小型化も意図している。こうした場合には、前記の各レンズ群の屈折力配置が重要であり、各群のレンズ構成ばかりでなく、変倍時のレンズ群の移動量にも関係している。
【００３１】
また、本発明においては、高倍率でありながら広角端が７０°程度以上を包括することを意図しており、従来の先行発明に比較して構成が簡素で高度な光学系を提案するものである。
【００３２】
すなわち、焦点距離で言うならば、広角端の焦点距離が、光学系の結像面又は撮像素子の有効対角線長より短いことが望ましい。
【００３３】
また、本発明の後記の実施例に見るように、ＣＣＤを撮像素子として考えた場合も含め、結像面でのアライアジングやシェーディング等の色の問題に鑑みて、有効対角線長が従来よりも大きいにも関わらず、ある程度のテレセントリック性を維持できる光学系を提案している。
【００３４】
すなわち、光学系から射出する主光線が以下の条件式に基づいて決められることが望ましい。
【００３５】
１０＜｜ＥｘｐｄW ×Ｙ｜／ＬW ・・・（６）
ただし、
ＥｘｐｄW は、結像面位置から射出瞳までの光軸上距離
Ｙは、結像面での実際の最大像高
ＬW は、広角端での第１レンズ群の最も物体側面の頂点から結像面までの光軸上距離
である。
【００３６】
この条件式を満たすことで、クリアな画像を得ることが可能な条件を満たすことができるものである。
【００３７】
また、広角端から望遠端に変倍するときに、以下の関係を満足することが望ましい。
【００３８】
１．６＜Δ1T／ｆW ＜５．０ ・・・（７）
１．０＜Δ3T／ｆW ＜４．０ ・・・（８）
ただし、
Δ1Tは、広角端基準の第１レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
Δ3Tは、広角端基準の第３レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
である。
【００３９】
条件式（７）は、第１レンズ群の変倍時の広角端から望遠端までに変倍時の移動量を規制する条件式である。また、条件式（８）は、第３レンズ群の変倍時の広角端から望遠端までに変倍時の移動量を規制する条件式である。
【００４０】
条件式（７）は、第１レンズ群の変倍時の移動量を適切にし、小型化を意図した条件式である。条件式（７）の上限値の５．０を越えると、広角端の全長が比較的に短くとも、望遠端に移動する際に大きな移動量となるために、鏡胴構造を含めた小型化が難しくなる。また、下限値の１．６を越えると、移動量が十分とならず、変倍比を大きくとることができなくなり、望ましくない。
【００４１】
条件式（８）の上限値の４．０を越えると、第３レンズ群の移動量が増し、大型化して望ましくない。また、下限値の１．０を越えると、本方式以外のズーム方式で実現することが可能である。
【００４２】
次に、結像倍率について述べる。本発明のズームレンズにおいては、構成する５群全体が変倍時に移動することが特徴とである。また、広角端から望遠端に移動する場合に、第２レンズ群が以下の関係で変倍し大きな変倍作用を有している。また、この第２レンズ群自体は変倍中に固定することも可能なレンズ群である。
【００４３】
すなわち、第２レンズ群の近軸横倍率が以下の関係を満足することが望ましい。
【００４４】
２．５＜β2T／β2W＜７ ・・・（９）
ただし、
β2Wは、第２レンズ群の広角端での結像倍率
β2Tは、第２レンズ群の望遠端での結像倍率
である。
【００４５】
近軸構成が上記条件式で決まると、次に肉厚レンズ構成を決定することになる。まず、第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと正レンズで構成されていることが望ましい。
【００４６】
本発明においては、第１レンズ群は、一組の接合レンズ又は空気分離型のダブレットを基本構成とし、更に１枚の正レンズにて構成する。望遠端が高倍率ズームレンズの望遠域にある場合、異常分散性のガラスを使用すると、より高画素化の撮像素子に対応することが容易になる。
【００４７】
また、第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されていることが望ましい。
【００４８】
本発明では、条件式（２）に示すように、第２レンズ群を大きなパワーで構成することにより小型化を意図しており、物体側から順に、負メニスカスレンズ、両凹負レンズ、正レンズ、負レンズにて構成するのが望ましい。
【００４９】
また、本発明の特徴的なレンズ構成として、第３レンズ群及び第４レンズ群の構成が簡単となることで、ズームレンズ系の小型化を意図している。すなわち、第３レンズ群は１枚の正レンズで構成することが可能であり、小型化を意図すると、レンズ構成が簡単な方が有利である。しかし、さらなる高倍率化をすると、レンズ構成はより複雑化することは言うまでもない。この第３レンズ群は正屈折力を有し、１枚構成であれば、正レンズとなる。開口絞りが第３レンズ群に隣接して配置される場合に、軸外収差よりも軸上収差の補正に意味がある。すなわち、球面収差が１枚の正レンズでは補正不足となる傾向にあるために、これを補正するための非球面の使用が有効となる。非球面は１面でもよく、両面であってもよい。通常は、その非球面形状を規定するよりも、ズームレンズの一要素であるため、その収差補正のバランスで作用が変化すると言う事実がある。この場合に、軸上球面収差の補正を重視するのであれば、レンズの周縁部に行くに従ってレンズのパワーが緩くなるように、非球面を構成することになる。また、軸外収差とのバランスで、非球面に変曲点を生ずることもある。また、このレンズ群は、２枚の正レンズで構成すること、又は、接合レンズで構成することも可能である。
【００５０】
第４レンズ群は、１枚の負レンズで構成する。負のレンズ群であり、小型化を意図するならば、単体レンズが望ましい。このレンズは、軸外収差の補正、特に変倍というよりも、軸外収差の補正に果たす役割が大きい。これは、レンズ系の光線通過状態をみると明らかである。また、第４レンズ群は、１枚の負レンズと非常にパワーの小さい負レンズで構成してもよい。
【００５１】
また、第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されていることが望ましい。
【００５２】
第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズの接合レンズ又は空気分離型ダブレットと正レンズで構成することが望ましい。
【００５３】
また、第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００５４】
第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することにより、歪曲収差の補正及びコマ収差の補正が容易になる。特に負メニスカスレンズの第１面に使用すると、歪曲収差とコマ収差のバランス関係を比較的容易に補正できる。
【００５５】
また、第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００５６】
第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用した場合、球面収差の補正が非常に容易になる。
【００５７】
また、第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００５８】
第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用すると、微妙な像面湾曲収差の補正が可能になる。
【００５９】
また、第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００６０】
第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用する場合、ある程度のテレセントリック性を維持し、かつ、周辺光量を維持した光学系を実現することが可能となる。
【００６１】
本発明においては、第１レンズ群から第５レンズ群までの各々のレンズ群が変倍時に移動する。第１レンズ群と第３レンズ群が、広角端から望遠端への変倍の過程で物体側に移動する。また、少なくとも第４レンズ群又は第５レンズ群が非線形に移動することで、変倍に伴う像面位置の変動を補償している。
【００６２】
また、本発明においては、第１レンズ群と第３レンズ群が略線形的な変倍移動をするが、これら以外のレンズ群については、変倍時の倍率関係は、第４レンズ群の関係以外は、一般に広角端から望遠端への移動について言えば、その倍率の絶対値は増倍の方向性を維持するものである。これにより、効率的な変倍が可能となっている。
【００６３】
さらに、フォーカシングについては、本発明のような広角高倍率ズームレンズでは、過去のズームレンズで使用された第１レンズ群移動による方式は大型化や収差変動等、実用的ではなく、第１レンズ群と第２レンズ群を共に移動する方がむしろ良い。また、収差変動の観点では、近接撮影に使用するのであれば、第２レンズ群の移動等も使用できる。また、第３レンズ群より後ろの少なくとも一つのレンズ群を移動することによってもフォーカシングを実現できる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜９について説明する。実施例１〜９の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図９に示す。なお、各実施例の数値データは後記する。
【００６５】
（実施例１）
実施例１は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍで、Ｆナンバーが３．８５〜４．５３の広角系ズームレンズである。図１に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共に物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。この点は、従来の銀塩フィルム用カメラ用のズームレンズと違う点である。
【００６６】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと両凹レンズの２枚の負レンズの接合レンズである。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００６７】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面に使用することで、歪曲収差の補正とコマ収差の補正のバランスをとっている。特に、広角系になる程歪曲収差の補正が困難となるため、この非球面の使用は大きな効果を持っている。また、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面に非球面を使用して、球面収差の補正を良好にしている。さらに、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に非球面を使用して、軸外収差の補正とテレセントリック性を持たせながら収差を良好にするために作用せしめており、大きな効果が得られている。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００６８】
（実施例２）
実施例２は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．５８〜４．６３のズームレンズである。仕様は実施例１と略同じであり、第４レンズ群Ｇ４のレンズ構成が単体レンズである点で異なっている。図２に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。
【００６９】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００７０】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００７２】
実施例１及び実施例２であっても、広角端の画角が７０°を越えるズームレンズで、変倍比を１０倍程度有し、ある程度までテレセントリック性を有し、これらの有する結像性能のポテンシャルも非常に優れている。また、望遠端側の焦点距離をより長くとり、変倍比を拡張することは比較的容易である。
【００７３】
（実施例３）
実施例３は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．６７〜４．４の広角高倍率ズームレンズである。図３に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。この実施例においては、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズと第４レンズである両凸レンズと両凹レンズを接合レンズとしたものである。
【００７４】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、像側に非常に強い曲率を持った両凹レンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００７５】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００７６】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００７７】
（実施例４）
実施例４は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．６６〜４．４２の広角高倍率ズームレンズである。この実施例は実施例３と同様の構成である。図４に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。
【００７８】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、像側に非常に強い曲率を持った両凹レンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００７９】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００８０】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００８１】
変倍時の移動について言えば、実施例３と実施例４の移動は、比較的小さいと言うことができる。第２レンズ群Ｇ２に接合レンズを設けることで、空気レンズの製造組立時の誤差を減らすことが可能である。一方で、ペッツバール和の制御において、自由度は逆に減ることがあり、両凸レンズが厚肉となる傾向がある。また、第２レンズと第３レンズは空気レンズを有するが、高次収差発生面となっている。
【００８２】
（実施例５）
実施例５は、焦点距離１４．３８〜１４０．９ｍｍ、Ｆナンバーが３．７９〜４．４５の広角高倍率ズームレンズである。図５に示すように、このレンズ系は第５レンズ群Ｇ５の構成に特徴があり、最も像側のレンズが像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、その両面が非球面である。
【００８３】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズにて構成されている。
【００８４】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の正メニスカスレンズの両面に使用している。
【００８５】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００８６】
（実施例６）
実施例６は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．９７〜４．４７の広角ズームレンズである。図６に示すように、このレンズ系は、第２レンズ群Ｇ２の第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズが３枚接合となっていることが特徴である。
【００８７】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズと両凹レンズの３枚接合レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００８８】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００８９】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００９０】
（実施例７）
実施例７は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．８〜４．５の広角高倍率ズームレンズである。図７に示すように、このレンズ系のレンズ構成は実施例６と略同様である。
【００９１】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、像側に非常に強い曲率を持った両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズと両凹レンズの３枚接合レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００９２】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００９３】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００９４】
（実施例８）
実施例８は、焦点距離１４．７８〜１４７．７８ｍｍ、Ｆナンバーが３．６３〜４．５５の広角高倍率ズームレンズである。
【００９５】
図８に示すように、第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと両凹レンズの２枚の負レンズの接合レンズである。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００９６】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００９７】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００９８】
（実施例９）
実施例９は、焦点距離１４．７８〜１５０．６ｍｍ、Ｆナンバーが３．６４〜４．９４の広角高倍率ズームレンズである。この実施例では、第４レンズ群Ｇ４にも非球面を使用している。図９に示すように、レンズ構成は実施例１と略同じであるが、より高倍率としてある。
【００９９】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと両凹レンズの２枚の負レンズの接合レンズである。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【０１００】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第４レンズ群Ｇ４の接合レンズの最も物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【０１０１】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【０１０２】
広角端から望遠端への変倍については、第２レンズ群Ｇ２の倍率は、−０．２４４５から−０．８１５６、第３レンズ群Ｇ３の倍率は、−１．１５４９から−４．２０８２、第４レンズ群Ｇ４の倍率は、−４．８６６１から−０．８１２８、第５レンズ群Ｇ５の倍率は、−０．１５０２７から−０．７５４４へ変化する。
【０１０３】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、２ωは画角、ＦNOはＦナンバー、ＦＢはバックフォーカス、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１０４】
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A4、A6、A8、A10 はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
以上の実施例１〜９の収差図をそれぞれ図１０〜図１８に示す。これら収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。ただし、図中、“ＩＨ”は像高を表している。
【０１１５】
次に、上記各実施例における条件式（１）〜（９）の値を以下に示す：
【０１１６】
以上の本発明のズームレンズは例えば次のように構成することができる。
【０１１７】
〔１〕 物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、及び、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、及び、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が小さくなり、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１１８】
２．０＜ｆ1 ／ｆW ＜８．０ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345＜１．２ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．５＜ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。
【０１１９】
〔２〕 広角端の焦点距離が、光学系の結像面又は撮像素子の有効対角線長より短いことを特徴とする上記１記載のズームレンズ。
【０１２０】
〔３〕 光学系から射出する主光線が以下の条件式に基づいて決められることを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【０１２１】
１０＜｜ＥｘｐｄW ×Ｙ｜／ＬW ・・・（６）
ただし、
ＥｘｐｄW は、結像面位置から射出瞳までの光軸上距離
Ｙは、結像面での実際の最大像高
ＬW は、広角端での第１レンズ群の最も物体側面の頂点から結像面までの光軸上距離
である。
【０１２２】
〔４〕 広角端から望遠端に変倍するときに、以下の関係を満足することを特徴とする上記１から３の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２３】
１．６＜Δ1T／ｆW ＜５．０ ・・・（７）
１．０＜Δ3T／ｆW ＜４．０ ・・・（８）
ただし、
Δ1Tは、広角端基準の第１レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
Δ3Tは、広角端基準の第３レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
である。
【０１２４】
〔５〕 第２レンズ群の近軸横倍率が以下の関係を満足することを特徴とする上記１から４の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２５】
２．５＜β2T／β2W＜７ ・・・（９）
ただし、
β2Wは、第２レンズ群の広角端での結像倍率
β2Tは、第２レンズ群の望遠端での結像倍率
である。
【０１２６】
〔６〕 第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２７】
〔７〕 第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から６の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２８】
〔８〕 第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から７の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２９】
〔９〕 第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３０】
〔１０〕 第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと正レンズで構成されていることを特徴とする上記１から９の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３１】
〔１１〕 第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１０の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３２】
〔１２〕 第３レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１１の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３３】
〔１３〕 第４レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１２の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３４】
〔１４〕 第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１３の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３５】
〔１５〕 第３レンズ群は、１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする上記１２記載のズームレンズ。
【０１３６】
〔１６〕 第４レンズ群は、１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１３記載のズームレンズ。
【０１３７】
〔１７〕 第４レンズ群は、２枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１３記載のズームレンズ。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明によれば、単なる高倍率ズームレンズはもちろん、画角７０°程度を越える、広角を含む高倍率ズームレンズが可能である。このために、適切なズーム方式とパワー配置、適切なレンズ構成、並びに、非球面の効果的使用方法を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】本発明の実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】本発明の実施例４のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】本発明の実施例５のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図６】本発明の実施例６のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図７】本発明の実施例７のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図８】本発明の実施例８のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図９】本発明の実施例９のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１０】実施例１の収差図である。
【図１１】実施例２の収差図である。
【図１２】実施例３の収差図である。
【図１３】実施例４の収差図である。
【図１４】実施例５の収差図である。
【図１５】実施例６の収差図である。
【図１６】実施例７の収差図である。
【図１７】実施例８の収差図である。
【図１８】実施例９の収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第４レンズ群
Ｇ５…第５レンズ群
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及びそのズームレンズを備えたカメラに関し、特に、カメラ等に最適な広角高倍率ズームレンズとそれを用いたカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ用の高倍率ズームレンズは、スタジオにおけるテレビカメラ用やシネカメラ用途で比較的古くから開発が行われてきた。また、ビデオカメラが普及してからは、業務用又は家庭用において開発が行われてきた。また、高倍率であって広角側の画角が７０°以上になると、光学設計も非常に高度な水準が要求されることが知られている。古くはその構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプが普及した。例えば特公平２−４８０８７号のものがある。これは、変倍時に第１レンズ群と第４レンズ群が固定されていることに特徴がある。
【０００３】
また、このタイプで第１レンズ群にフロントコンバータを配置する考え方で開発された方式もある。例えば米国特許第３，６８２，５３４号のものがある。これらは、レンズ構成枚数が多く、大型であった。
【０００４】
また、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプであって、第２レンズ群から第４レンズ群までが変倍時に可動であり、第４レンズ群でフォーカスすると言う方式の広角高倍率ズームレンズが提案されている。例えば特開平６−１４８５２０号のものがある。
【０００５】
また、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプがあるが、現在まで後記する本発明の広角高倍率ズームレンズに近いものとして、特開平９−５６２８号のもの等がある。
【０００６】
さらに、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプであって、変倍時に第１レンズ群以下が可動であるタイプとして、特開平７−２０３８１号のものがある。
【０００７】
これらの提案は、レンズ構成が簡単であるが、今後の撮像素子の高画素化に対応するには課題があった。これらのズームレンズタイプは、むしろ従来の銀塩フィルムを使用するカメラにおいて開発が始められたものである。例えば、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群にて構成するタイプであって、各々のレンズ群が移動するズーム方式で、広角端の画角が８０°を越えるものとして、米国特許第４，２９９，４５４号のものがある。
【０００８】
また、画角が７４°程度から１９°程度の約５倍の変倍比を持つものとして提案されたのが、特公昭５８−３３５３１号のものである。この提案は、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群にて構成するタイプであって、第１レンズ群と第２レンズ群を一体とするフォーカシング方法に特色があった。
【０００９】
また、画角７４°程度から８．３°程度まで包括するズームレンズとして、米国特許第４，８９６，９５０号のものがある。これは、構成が、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群にて構成するタイプであって、第５レンズ群が変倍中に固定である。
【００１０】
これらは、銀塩フィルムカメラ用途には問題なかったが、今後のデジタルカメラ用のＣＣＤに使用されているマイクロレンズを含めた開口率を損なわないためには、そのままで使用することはできない。また、色収差を含めた色むらの問題を考慮した場合に、軸外主光線の射出角度を十分に考え、像面照度まで考慮した光学設計が必要であると言わざるを得ない状況である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カメラ等に最適な広角高倍率ズームレンズの開発をしようとするものである。
【００１２】
従来のビデオカメラにおいては、広角高倍率ズームレンズとしての提案があるが、高画素の撮像素子に対応する光学性能の光学系の提案がなされていない。また、銀塩カメラ用では、光学性能及びＣＣＤ等の特性への親和性と言う点では未だ課題が多かった。
【００１３】
したがって、マイクロレンズを有した撮像素子と、色収差によるアライアジング（又は、エリアジング：aliasing）等の影響を考慮すると、従来のビデオカメラ用のズームレンズの方式であって、ある程度テレセントリック性を有した光学系であることが望まれる。
【００１４】
また、従来のビデオカメラ用のズームレンズを基にした光学設計では、非常に大きなズームレンズとなり、実用上大きな問題になることがある。
【００１５】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、このように比較的大きな撮像素子に適用でき、広角端が７０°を越えて変倍比が１０倍程度を越えても、十分な結像性能を維持し、小型のズームレンズを提供することである。
【００１６】
上記の目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、及び、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、及び、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が小さくなり、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
２．０＜ｆ1 ／ｆW ≦４．８４２４ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345≦０．８２１７ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．９１５４≦ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。
【００１７】
２．０＜ｆ1 ／ｆW ＜８．０ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345＜１．２ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．５＜ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。
【００１８】
以下、本発明において上記構成をとる理由とその作用について説明する。
【００１９】
上記のように、本発明は小型で高性能な広角高倍率ズームレンズを提供することにある。
【００２０】
従来の物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、及び、正屈折力の第４レンズ群から構成するズームレンズが銀塩フィルム用カメラでは主流となっており、高倍率ズームレンズでは第１レンズ群以降が可動であることが普通になっている。また、第３レンズ群と第４レンズ群の移動は、変倍以外に変倍時の像面湾曲の変動を補正することに必要であり、基本的には、これらの群は一つの群であると考えられる場合さえある。しかしながら、更に広画角と更に大きな変倍比を達成しようとする場合には、正レンズ群以外に一つの負レンズ群を設け、移動させることで、収差補正上からも変倍から考えても有利となる。特に、本発明のように、例えば変倍比が１０倍程度以上になると非常に優位性が明確になった。一般的には、レンズ群数が増すと、各レンズ群で色収差補正が必要であると言う考えがあり、レンズ構成枚数が増えると考えられる。しかしながら、本発明では、非球面を有効に活用し、歪曲収差補正を第２レンズ群で解決し、後ろのレンズ群でコマ収差等を十分に補正できるように非球面を活用している。
【００２１】
本発明は、広角端の画角が７０°程度以上でも十分に対応でき、高い結像性能を有するズームレンズ光学系を提供することが大きな目的である。このために、ズーム方式として、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成し、前記条件式（１）〜（５）に適った適切なパワー配置を見出し、これに最適な実際のレンズ構成を配することで実現できたものである。また、広角高倍率ズームレンズにありがちな大型化や性能低下と言う問題を解決したものである。
【００２２】
条件式（１）は、第１レンズ群のパワー配置を規定するものである。第１レンズ群は、本発明の如きズーム方式であれば変倍時に移動するため、その移動量と前玉径の増大に注意しながら結像性能を維持できるようにすることが重要である。
【００２３】
条件式（１）で上限値の４．８４２４を越えると、第１レンズ群としての収差残存量が減り、収差補正上で有利となるが、変倍時の移動量が増し、また、レンズ外径も増すために、全体として大型化の傾向となるため望ましくない。また、下限値の２．０を越える場合には、小型化の方向であり、前玉径も変倍時の移動量も減る傾向性が出るが、収差補正上から好ましいとは言えない。
【００２４】
条件式（２）は、負屈折力の第２レンズ群のパワー配置を決める条件式である。第２レンズ群は第１レンズ群のパワー決定にも関係がある。第２レンズ群が小さなパワーであれば、第１レンズ群も同様となり、大型化する傾向を有することになる。
【００２５】
条件式（２）で、上限値の１．０を越える場合、レンズ構成も少なくて済み、収差補正上の利点もあるが、第２レンズ群以外に第１レンズ群のパワーも小さくなり、第１レンズ群の前玉径の増大、変倍時の移動量の増大を招く等、これ以外の課題が多く派生するために望ましくない結果となる。一方で、下限値の０．４を越える場合には、レンズ径小型化を意図することができるが、収差補正上で困難が生じ、歪曲収差の発生、軸外コマ収差の発生が顕著になる。また、本条件式内であれば、適切なレンズ構成とすることで、レンズ径の小型化と高い結像性能を得ることができるのである。
【００２６】
条件式（３）は、第３レンズ群のパワー決定に関する条件式である。このズーム方式では、第３レンズ群から第５レンズ群によって結像部を構成しており、ズーミング方式から鑑みれば、独立した３つのレンズ群で構成していると言うことができる。これまでの多くのズーム方式にある、第３レンズ群が正屈折力、そして、第４レンズ群が正屈折力の方式とその変倍方法を異にするものである。この第３レンズ群は、強い発散性のパワーの第２レンズ群からの光束を収斂し、球面収差や軸外収差を補正する役割を有する。また、軸上球面収差の補正を良好に行うという役割を有している。
【００２７】
条件式（３）の上限値の０．８２１７を越えると、第３レンズ群の収差補正面では非常に有利であるが、第３レンズ群の変倍時の移動量が増し、好ましくない。また、下限値の０．３を越えると、変倍時の移動量が減り、小型化には望ましいが、収差補正の観点から見ると球面収差補正が困難となるばかりでなく、軸外コマ収差の補正が困難となり、望ましくない結果となる。
【００２８】
条件式（４）は、負屈折力の第４レンズ群のパワーを決める条件式である。条件式（４）の上限値の５．０を越えると、第４レンズ群の移動量が増し、第３レンズ群及び第５レンズ群の間を移動するために変倍比を大きくとることが難しくなる。また、下限値の０．６を越える場合、その変倍時の移動量が減るが、収差補正という観点では難しくなるため、この範囲以下の数値をとるのは望ましくない。また、本発明においては、第１レンズ群から第４レンズ群で特に広角端付近ではアフォーカルに近い光束を構成する。
【００２９】
条件式（５）は、第５レンズ群のパワーを決める条件式である。このレンズ群では、軸外光束の主光線の制御上で重要な役割を果たす。特にＣＣＤ撮像素子等の使用においては、軸外主光線にある程度テレセントリック性を持たせる点で大きな役割を持っている。この条件式の上限値の４．０を越えると、第５レンズ群の収差補正は容易になるが、変倍時の移動量が増すので好ましくない。また、下限値の０．９１５４を越えると、軸外収差の補正が難しくなると同時に、レンズ構成を増やさないと収差補正が困難となる。さらに、このレンズ群は、レンズ構成が増すとレンズ系全体の大型化につながるために望ましい結果が得られない場合が多い。
【００３０】
本発明のズームレンズは、レンズ構成をできる限り簡単にすることで、小型化も意図している。こうした場合には、前記の各レンズ群の屈折力配置が重要であり、各群のレンズ構成ばかりでなく、変倍時のレンズ群の移動量にも関係している。
【００３１】
また、本発明においては、高倍率でありながら広角端が７０°程度以上を包括することを意図しており、従来の先行発明に比較して構成が簡素で高度な光学系を提案するものである。
【００３２】
すなわち、焦点距離で言うならば、広角端の焦点距離が、光学系の結像面又は撮像素子の有効対角線長より短いことが望ましい。
【００３３】
また、本発明の後記の実施例に見るように、ＣＣＤを撮像素子として考えた場合も含め、結像面でのアライアジングやシェーディング等の色の問題に鑑みて、有効対角線長が従来よりも大きいにも関わらず、ある程度のテレセントリック性を維持できる光学系を提案している。
【００３４】
すなわち、光学系から射出する主光線が以下の条件式に基づいて決められることが望ましい。
【００３５】
１０＜｜ＥｘｐｄW ×Ｙ｜／ＬW ・・・（６）
ただし、
ＥｘｐｄW は、結像面位置から射出瞳までの光軸上距離
Ｙは、結像面での実際の最大像高
ＬW は、広角端での第１レンズ群の最も物体側面の頂点から結像面までの光軸上距離
である。
【００３６】
この条件式を満たすことで、クリアな画像を得ることが可能な条件を満たすことができるものである。
【００３７】
また、広角端から望遠端に変倍するときに、以下の関係を満足することが望ましい。
【００３８】
１．６＜Δ1T／ｆW ＜５．０ ・・・（７）
１．０＜Δ3T／ｆW ＜４．０ ・・・（８）
ただし、
Δ1Tは、広角端基準の第１レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
Δ3Tは、広角端基準の第３レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
である。
【００３９】
条件式（７）は、第１レンズ群の変倍時の広角端から望遠端までに変倍時の移動量を規制する条件式である。また、条件式（８）は、第３レンズ群の変倍時の広角端から望遠端までに変倍時の移動量を規制する条件式である。
【００４０】
条件式（７）は、第１レンズ群の変倍時の移動量を適切にし、小型化を意図した条件式である。条件式（７）の上限値の５．０を越えると、広角端の全長が比較的に短くとも、望遠端に移動する際に大きな移動量となるために、鏡胴構造を含めた小型化が難しくなる。また、下限値の１．６を越えると、移動量が十分とならず、変倍比を大きくとることができなくなり、望ましくない。
【００４１】
条件式（８）の上限値の４．０を越えると、第３レンズ群の移動量が増し、大型化して望ましくない。また、下限値の１．０を越えると、本方式以外のズーム方式で実現することが可能である。
【００４２】
次に、結像倍率について述べる。本発明のズームレンズにおいては、構成する５群全体が変倍時に移動することが特徴とである。また、広角端から望遠端に移動する場合に、第２レンズ群が以下の関係で変倍し大きな変倍作用を有している。また、この第２レンズ群自体は変倍中に固定することも可能なレンズ群である。
【００４３】
すなわち、第２レンズ群の近軸横倍率が以下の関係を満足することが望ましい。
【００４４】
２．５＜β2T／β2W＜７ ・・・（９）
ただし、
β2Wは、第２レンズ群の広角端での結像倍率
β2Tは、第２レンズ群の望遠端での結像倍率
である。
【００４５】
近軸構成が上記条件式で決まると、次に肉厚レンズ構成を決定することになる。まず、第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと正レンズで構成されていることが望ましい。
【００４６】
本発明においては、第１レンズ群は、一組の接合レンズ又は空気分離型のダブレットを基本構成とし、更に１枚の正レンズにて構成する。望遠端が高倍率ズームレンズの望遠域にある場合、異常分散性のガラスを使用すると、より高画素化の撮像素子に対応することが容易になる。
【００４７】
また、第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されていることが望ましい。
【００４８】
本発明では、条件式（２）に示すように、第２レンズ群を大きなパワーで構成することにより小型化を意図しており、物体側から順に、負メニスカスレンズ、両凹負レンズ、正レンズ、負レンズにて構成するのが望ましい。
【００４９】
また、本発明の特徴的なレンズ構成として、第３レンズ群及び第４レンズ群の構成が簡単となることで、ズームレンズ系の小型化を意図している。すなわち、第３レンズ群は１枚の正レンズで構成することが可能であり、小型化を意図すると、レンズ構成が簡単な方が有利である。しかし、さらなる高倍率化をすると、レンズ構成はより複雑化することは言うまでもない。この第３レンズ群は正屈折力を有し、１枚構成であれば、正レンズとなる。開口絞りが第３レンズ群に隣接して配置される場合に、軸外収差よりも軸上収差の補正に意味がある。すなわち、球面収差が１枚の正レンズでは補正不足となる傾向にあるために、これを補正するための非球面の使用が有効となる。非球面は１面でもよく、両面であってもよい。通常は、その非球面形状を規定するよりも、ズームレンズの一要素であるため、その収差補正のバランスで作用が変化すると言う事実がある。この場合に、軸上球面収差の補正を重視するのであれば、レンズの周縁部に行くに従ってレンズのパワーが緩くなるように、非球面を構成することになる。また、軸外収差とのバランスで、非球面に変曲点を生ずることもある。また、このレンズ群は、２枚の正レンズで構成すること、又は、接合レンズで構成することも可能である。
【００５０】
第４レンズ群は、１枚の負レンズで構成する。負のレンズ群であり、小型化を意図するならば、単体レンズが望ましい。このレンズは、軸外収差の補正、特に変倍というよりも、軸外収差の補正に果たす役割が大きい。これは、レンズ系の光線通過状態をみると明らかである。また、第４レンズ群は、１枚の負レンズと非常にパワーの小さい負レンズで構成してもよい。
【００５１】
また、第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されていることが望ましい。
【００５２】
第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズの接合レンズ又は空気分離型ダブレットと正レンズで構成することが望ましい。
【００５３】
また、第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００５４】
第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することにより、歪曲収差の補正及びコマ収差の補正が容易になる。特に負メニスカスレンズの第１面に使用すると、歪曲収差とコマ収差のバランス関係を比較的容易に補正できる。
【００５５】
また、第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００５６】
第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用した場合、球面収差の補正が非常に容易になる。
【００５７】
また、第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００５８】
第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用すると、微妙な像面湾曲収差の補正が可能になる。
【００５９】
また、第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用することが望ましい。
【００６０】
第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用する場合、ある程度のテレセントリック性を維持し、かつ、周辺光量を維持した光学系を実現することが可能となる。
【００６１】
本発明においては、第１レンズ群から第５レンズ群までの各々のレンズ群が変倍時に移動する。第１レンズ群と第３レンズ群が、広角端から望遠端への変倍の過程で物体側に移動する。また、少なくとも第４レンズ群又は第５レンズ群が非線形に移動することで、変倍に伴う像面位置の変動を補償している。
【００６２】
また、本発明においては、第１レンズ群と第３レンズ群が略線形的な変倍移動をするが、これら以外のレンズ群については、変倍時の倍率関係は、第４レンズ群の関係以外は、一般に広角端から望遠端への移動について言えば、その倍率の絶対値は増倍の方向性を維持するものである。これにより、効率的な変倍が可能となっている。
【００６３】
さらに、フォーカシングについては、本発明のような広角高倍率ズームレンズでは、過去のズームレンズで使用された第１レンズ群移動による方式は大型化や収差変動等、実用的ではなく、第１レンズ群と第２レンズ群を共に移動する方がむしろ良い。また、収差変動の観点では、近接撮影に使用するのであれば、第２レンズ群の移動等も使用できる。また、第３レンズ群より後ろの少なくとも一つのレンズ群を移動することによってもフォーカシングを実現できる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜９について説明する。実施例１〜９の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図９に示す。なお、各実施例の数値データは後記する。
【００６５】
（実施例１）
実施例１は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍで、Ｆナンバーが３．８５〜４．５３の広角系ズームレンズである。図１に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共に物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。この点は、従来の銀塩フィルム用カメラ用のズームレンズと違う点である。
【００６６】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと両凹レンズの２枚の負レンズの接合レンズである。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００６７】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面に使用することで、歪曲収差の補正とコマ収差の補正のバランスをとっている。特に、広角系になる程歪曲収差の補正が困難となるため、この非球面の使用は大きな効果を持っている。また、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面に非球面を使用して、球面収差の補正を良好にしている。さらに、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に非球面を使用して、軸外収差の補正とテレセントリック性を持たせながら収差を良好にするために作用せしめており、大きな効果が得られている。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００６８】
（実施例２）
実施例２は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．５８〜４．６３のズームレンズである。仕様は実施例１と略同じであり、第４レンズ群Ｇ４のレンズ構成が単体レンズである点で異なっている。図２に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。
【００６９】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００７０】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００７２】
実施例１及び実施例２であっても、広角端の画角が７０°を越えるズームレンズで、変倍比を１０倍程度有し、ある程度までテレセントリック性を有し、これらの有する結像性能のポテンシャルも非常に優れている。また、望遠端側の焦点距離をより長くとり、変倍比を拡張することは比較的容易である。
【００７３】
（実施例３）
実施例３は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．６７〜４．４の広角高倍率ズームレンズである。図３に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。この実施例においては、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズと第４レンズである両凸レンズと両凹レンズを接合レンズとしたものである。
【００７４】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、像側に非常に強い曲率を持った両凹レンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００７５】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００７６】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００７７】
（実施例４）
実施例４は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．６６〜４．４２の広角高倍率ズームレンズである。この実施例は実施例３と同様の構成である。図４に示すように、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は僅かに移動する。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りと共物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は広角端位置を基準とした場合に像側に後退する。また、第５レンズ群Ｇ５は非線形に移動する。
【００７８】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、像側に非常に強い曲率を持った両凹レンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００７９】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００８０】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００８１】
変倍時の移動について言えば、実施例３と実施例４の移動は、比較的小さいと言うことができる。第２レンズ群Ｇ２に接合レンズを設けることで、空気レンズの製造組立時の誤差を減らすことが可能である。一方で、ペッツバール和の制御において、自由度は逆に減ることがあり、両凸レンズが厚肉となる傾向がある。また、第２レンズと第３レンズは空気レンズを有するが、高次収差発生面となっている。
【００８２】
（実施例５）
実施例５は、焦点距離１４．３８〜１４０．９ｍｍ、Ｆナンバーが３．７９〜４．４５の広角高倍率ズームレンズである。図５に示すように、このレンズ系は第５レンズ群Ｇ５の構成に特徴があり、最も像側のレンズが像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、その両面が非球面である。
【００８３】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズとにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズにて構成されている。
【００８４】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の正メニスカスレンズの両面に使用している。
【００８５】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００８６】
（実施例６）
実施例６は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．９７〜４．４７の広角ズームレンズである。図６に示すように、このレンズ系は、第２レンズ群Ｇ２の第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズが３枚接合となっていることが特徴である。
【００８７】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズと両凹レンズの３枚接合レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００８８】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００８９】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００９０】
（実施例７）
実施例７は、焦点距離１４．３６〜１４０．５ｍｍ、Ｆナンバーが３．８〜４．５の広角高倍率ズームレンズである。図７に示すように、このレンズ系のレンズ構成は実施例６と略同様である。
【００９１】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、像側に非常に強い曲率を持った両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズと両凹レンズの３枚接合レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズ１枚構成である。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００９２】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００９３】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００９４】
（実施例８）
実施例８は、焦点距離１４．７８〜１４７．７８ｍｍ、Ｆナンバーが３．６３〜４．５５の広角高倍率ズームレンズである。
【００９５】
図８に示すように、第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと両凹レンズの２枚の負レンズの接合レンズである。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【００９６】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【００９７】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【００９８】
（実施例９）
実施例９は、焦点距離１４．７８〜１５０．６ｍｍ、Ｆナンバーが３．６４〜４．９４の広角高倍率ズームレンズである。この実施例では、第４レンズ群Ｇ４にも非球面を使用している。図９に示すように、レンズ構成は実施例１と略同じであるが、より高倍率としてある。
【００９９】
第１レンズ群Ｇ１は、像側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと物体側に強い曲率を持った両凸レンズの接合レンズと、物体側に強い曲率を持った正メニスカスレンズで構成されている。ここでは、第１レンズ群Ｇ１には非球面を使用していない。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より像側に非常に強い曲率を持った負メニスカスレンズと、両凹レンズと、僅かな空気レンズを隔てて、両凸レンズ、及び、両凹レンズにて構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りに続く両凸レンズにて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に強い曲率を持った負メニスカスレンズと両凹レンズの２枚の負レンズの接合レンズである。第５レンズ群Ｇ５は、両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズにて構成されている。
【０１００】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズの第１面及び第２レンズの物体側面、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズの物体側面、第４レンズ群Ｇ４の接合レンズの最も物体側面、第５レンズ群Ｇ５の最も像側の両凸レンズの両面に使用している。
【０１０１】
第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端に変倍する際に、略線形に物体側へ移動する。また、第２レンズ群Ｇ２は、移動量は比較的少ないが、物体側に移動している。一方で、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動は非線形に移動する。
【０１０２】
広角端から望遠端への変倍については、第２レンズ群Ｇ２の倍率は、−０．２４４５から−０．８１５６、第３レンズ群Ｇ３の倍率は、−１．１５４９から−４．２０８２、第４レンズ群Ｇ４の倍率は、−４．８６６１から−０．８１２８、第５レンズ群Ｇ５の倍率は、−０．１５０２７から−０．７５４４へ変化する。
【０１０３】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、２ωは画角、ＦNOはＦナンバー、ＦＢはバックフォーカス、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１０４】
【０１０５】
以上の実施例１〜９の収差図をそれぞれ図１０〜図１８に示す。これら収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。ただし、図中、“ＩＨ”は像高を表している。
【０１１５】
次に、上記各実施例における条件式（１）〜（９）の値を以下に示す：
以上の本発明のズームレンズは例えば次のように構成することができる。
【０１１７】
〔１〕 物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、及び、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、及び、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が小さくなり、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１１８】
２．０＜ｆ1 ／ｆW ＜８．０ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345＜１．２ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．５＜ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。
【０１１９】
〔２〕 広角端の焦点距離が、光学系の結像面又は撮像素子の有効対角線長より短いことを特徴とする上記１記載のズームレンズ。
【０１２０】
〔３〕 光学系から射出する主光線が以下の条件式に基づいて決められることを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【０１２１】
１０＜｜ＥｘｐｄW ×Ｙ｜／ＬW ・・・（６）
ただし、
ＥｘｐｄW は、結像面位置から射出瞳までの光軸上距離
Ｙは、結像面での実際の最大像高
ＬW は、広角端での第１レンズ群の最も物体側面の頂点から結像面までの光軸上距離
である。
【０１２２】
〔４〕 広角端から望遠端に変倍するときに、以下の関係を満足することを特徴とする上記１から３の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２３】
１．６＜Δ1T／ｆW ＜５．０ ・・・（７）
１．０＜Δ3T／ｆW ＜４．０ ・・・（８）
ただし、
Δ1Tは、広角端基準の第１レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
Δ3Tは、広角端基準の第３レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
である。
【０１２４】
〔５〕 第２レンズ群の近軸横倍率が以下の関係を満足することを特徴とする上記１から４の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２５】
２．５＜β2T／β2W＜７ ・・・（９）
ただし、
β2Wは、第２レンズ群の広角端での結像倍率
β2Tは、第２レンズ群の望遠端での結像倍率
である。
【０１２６】
〔６〕 第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２７】
〔７〕 第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から６の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２８】
〔８〕 第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から７の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１２９】
〔９〕 第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする上記１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３０】
〔１０〕 第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと正レンズで構成されていることを特徴とする上記１から９の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３１】
〔１１〕 第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１０の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３２】
〔１２〕 第３レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１１の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３３】
〔１３〕 第４レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１２の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３４】
〔１４〕 第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１から１３の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１３５】
〔１５〕 第３レンズ群は、１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする上記１２記載のズームレンズ。
【０１３６】
〔１６〕 第４レンズ群は、１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１３記載のズームレンズ。
【０１３７】
〔１７〕 第４レンズ群は、２枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記１３記載のズームレンズ。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明によれば、単なる高倍率ズームレンズはもちろん、画角７０°程度を越える、広角を含む高倍率ズームレンズが可能である。このために、適切なズーム方式とパワー配置、適切なレンズ構成、並びに、非球面の効果的使用方法を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。
【図２】本発明の実施例２のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】本発明の実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】本発明の実施例４のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】本発明の実施例５のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図６】本発明の実施例６のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図７】本発明の実施例７のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図８】本発明の実施例８のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図９】本発明の実施例９のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１０】実施例１の収差図である。
【図１１】実施例２の収差図である。
【図１２】実施例３の収差図である。
【図１３】実施例４の収差図である。
【図１４】実施例５の収差図である。
【図１５】実施例６の収差図である。
【図１６】実施例７の収差図である。
【図１７】実施例８の収差図である。
【図１８】実施例９の収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第４レンズ群
Ｇ５…第５レンズ群
Claims (21)
- 物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、負屈折力の第４レンズ群、及び、正屈折力の第５レンズ群で構成され、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、及び、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、及び、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が小さくなり、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
２．０＜ｆ1 ／ｆW ≦４．８４２４ ・・・（１）
０．４＜｜ｆ2 ／ｆW ｜＜１．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ3 ／ｆT345 ≦０．８２１７ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ4 ｜／ｆT345＜５．０ ・・・（４）
０．９１５４≦ｆ5 ／ｆT345＜４．０ ・・・（５）
ただし、
ｆW は、広角端における全系の焦点距離
ｆ1 は、第１レンズ群の焦点距離
ｆ2 は、第２レンズ群の焦点距離
ｆ3 は、第３レンズ群の焦点距離
ｆ4 は、第４レンズ群の焦点距離
ｆ5 は、第５レンズ群の焦点距離
ｆT345は、望遠端における第３レンズ群から第５レンズ群までの焦点距離
である。 - 広角端の焦点距離が、光学系の結像面又は撮像素子の有効対角線長より短いことを特徴とする請求項１記載のズームレンズを備えたカメラ。
- 広角端から望遠端に変倍するときに、以下の関係を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
１．６＜Δ1T／ｆW ＜５．０ ・・・（７）
１．０＜Δ3T／ｆW ＜４．０ ・・・（８）
ただし、
Δ1Tは、広角端基準の第１レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
Δ3Tは、広角端基準の第３レンズ群の望遠端までの変倍時の移動量
である。 - 前記第２レンズ群の近軸横倍率が以下の関係を満足することを特徴とする請求項１又は３記載のズームレンズ。
２．５＜β2T／β2W＜７ ・・・（９）
ただし、
β2Wは、第２レンズ群の広角端での結像倍率
β2Tは、第２レンズ群の望遠端での結像倍率
である。 - 前記第２レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする請求項１、３又は４記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする請求項１、又は、３から５の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする請求項１、又は、３から６の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第５レンズ群に少なくとも１面の非球面を使用したことを特徴とする請求項１、又は、３から７の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１、又は、３から８の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１、又は、３から９の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１、又は、３から１０の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする請求項１、又は、３から１１の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第５レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする請求項１、又は、３から１２の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズからなる一組のダブレットと１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする請求項９記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は、物体側から順に、負メニスカスレンズ、両凹負レンズ、正レンズ、負レンズにて構成されていることを特徴とする請求項１０記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、１枚の正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１１記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は、１枚の負レンズで構成されていることを特徴とする請求項１２記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は、２枚の負レンズで構成されていることを特徴とする請求項１２記載のズームレンズ。
- 前記第５レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズのダブレットと正レンズにて構成されていることを特徴とする請求項１３記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群から前記第５レンズ群が変倍時に移動することを特徴とする請求項１、又は、３から１９の何れか１項記載のズームレンズ。
- 広角端から望遠端への変倍の過程で、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が物体側に移動し、前記第４レンズ群又は前記第５レンズ群が非線形に移動することを特徴とする請求項２０記載のズームレンズ。
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