WO2014041786A1 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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広樹 斉藤
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Fujifilm Corp
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    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Definitions

  • the present invention relates to a zoom lens and an imaging apparatus, and more particularly to a zoom lens used in an electronic camera such as a digital camera, a broadcast camera, a surveillance camera, and a movie shooting camera, and an imaging apparatus including the zoom lens. It is.
  • zoom lenses used in imaging devices such as video cameras and electronic still cameras that use image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) as recording media
  • image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) as recording media
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • As a type of zoom lens that achieves a high zoom ratio there is known a 5-group zoom lens having a positive, negative, positive, negative, and positive group arrangement in order from the object side (for example, Patent Documents 1 to 4). ).
  • Patent Documents 1 to 3 disclose zoom lenses having a zoom ratio of about 10 to 14.3. Further, Patent Document 4 discloses a zoom lens having a zoom ratio of about 28.3.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high zoom ratio, a small zoom lens in which various aberrations are well corrected in the entire zoom region, and an imaging apparatus including the zoom lens Is intended to provide.
  • the zoom lens of the present invention has, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a negative refractive power.
  • a fourth lens group, a fifth lens group having a positive refractive power, the third lens group has a cemented lens on the most object side and the most image side, and the fourth lens group is negative in order from the object side. It is composed of a lens and a positive lens, and at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the distance between the lens groups changes, the fifth lens group is fixed, and at least the first lens group and the fourth lens group move.
  • an aperture stop be disposed at a position adjacent to the most object side cemented lens in the third lens group.
  • the first lens group and the fourth lens group are located closer to the object side than the wide-angle end at the telephoto end, and satisfy the following conditional expression.
  • D1 is the difference between the positions of the first lens group on the optical axis at the wide-angle end and the telephoto end
  • D4 is the difference between the positions of the fourth lens group at the wide-angle end and the telephoto end on the optical axis.
  • f5 is the focal length of the fifth lens group
  • ft is the focal length of the entire system at the telephoto end.
  • the imaging position by moving the entire third lens group or a part of the lens groups included in the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the image forming position is changed by moving the cemented lens closest to the image side of the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis.
  • f3o is the focal length of the cemented lens closest to the object side in the third lens group
  • f3i is the focal length of the cemented lens closest to the image side in the third lens group.
  • the third lens group includes, in order from the object side, an aperture stop, a cemented lens of a positive lens and a negative lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, a positive lens, and a cemented lens of a negative lens and a positive lens. It is preferable.
  • f4 is the focal length of the fourth lens group
  • f5 is the focal length of the fifth lens group.
  • f4 is the focal length of the fourth lens group
  • ft is the focal length of the entire system at the telephoto end.
  • the second lens group and the third lens group move during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
  • the fifth lens group is composed of one positive lens having a convex surface facing the image side.
  • the first lens group and the fourth lens group are located closer to the object side than the wide-angle end at the telephoto end, and satisfy the following conditional expression.
  • the first lens group and the fourth lens group are located closer to the object side than the wide-angle end at the telephoto end, and satisfy the following conditional expression.
  • An image pickup apparatus includes the zoom lens according to the present invention described above.
  • the zoom lens of the present invention has, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a negative refractive power.
  • a fourth lens group, a fifth lens group having a positive refractive power, the third lens group has a cemented lens on the most object side and the most image side, and the fourth lens group is negative in order from the object side. It is composed of a lens and a positive lens, and at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the distance between the lens groups changes, the fifth lens group is fixed, and at least the first lens group and the fourth lens group move. Therefore, it is possible to provide a zoom lens that has a high zoom ratio but is small and has various aberrations well corrected in the entire zoom region.
  • the image pickup apparatus of the present invention includes the zoom lens of the present invention, it is possible to obtain a high-quality image with a high zoom ratio and to reduce the size of the apparatus.
  • trajectory of each lens group of the said zoom lens Sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens of Example 2 of this invention.
  • Each aberration diagram (A to L) of the zoom lens of Example 1 of the present invention Aberration diagrams (A to L) of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
  • Aberration diagrams (A to L) of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention Aberration diagrams (A to L) of the zoom lens according to the fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • Aberration diagrams (A to L) of the zoom lens according to Example 5 of the present invention Aberration diagrams (A to L) of the zoom lens according to the sixth exemplary embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a movement locus of each lens group of the zoom lens.
  • the configuration example shown in FIGS. 1 and 2 is common to the configuration of the zoom lens of Example 1 described later. 1 and 2, the left side is the object side, and the right side is the image side.
  • This zoom lens has a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop St, and a positive refractive power in order from the object side along the optical axis Z.
  • the fifth lens group G5 is fixed, and at least the first lens group G1 and the fourth lens group G4 move.
  • the aperture stop St shown in FIGS. 1 and 2 does not necessarily indicate the size or shape, but indicates the position on the optical axis Z.
  • FIGS. 1 and 2 show an example in which the optical members PP1 and PP2 having the plane parallel plates are arranged between the fifth lens group G5 and the image plane Sim.
  • the third lens group G3 has a cemented lens composed of a positive lens L31 and a negative lens L32 on the most object side, and has a cemented lens composed of a negative lens L36 and a positive lens L37 on the most image side.
  • the fourth lens group G4 is composed of a negative lens L41 and a positive lens L42 in this order from the object side.
  • the cemented lens By disposing the cemented lens at a distance from the most object side and the most image side of the third lens group G3, the effect of correcting the lateral chromatic aberration and the axial chromatic aberration of each cemented lens can be separated. It is possible to satisfactorily control the balance between upper chromatic aberration and lateral chromatic aberration.
  • the aperture stop St at a position adjacent to the most object side cemented lens of the third lens group G3.
  • the cemented lens closest to the object side has a correction effect on axial chromatic aberration
  • the cemented lens closest to the image side has a correction effect on lateral chromatic aberration
  • conditional expression (1) defines the ratio of the movement amount of the first lens group G1 and the movement amount of the fourth lens group G4, and if the lower limit of the conditional expression (1) is not reached, the first lens group G1, The zooming effect of the fourth lens group G4 is weakened, and it becomes difficult to ensure a sufficient zooming ratio while realizing miniaturization. On the contrary, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the correction effect on the field curvature of the fourth lens group G4 will be weakened, and it will be difficult to suppress the field curvature associated with zooming. If the following conditional expression (1-1), more preferably conditional expression (1-2) is satisfied, better characteristics can be obtained.
  • D1 is the difference between the positions of the first lens group on the optical axis at the wide-angle end and the telephoto end
  • D4 is the difference between the positions of the fourth lens group at the wide-angle end and the telephoto end on the optical axis.
  • Conditional expression (2) defines the ratio of the focal length of the fifth lens group G5 to the focal length of the entire system at the telephoto end, and if the lower limit of conditional expression (2) is not reached, Excessive power makes it difficult to correct coma. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the power of the fifth lens group G5 becomes insufficient, and it becomes difficult to correct various aberrations at the telephoto end. If the following conditional expression (2-1), more preferably conditional expression (2-2) is satisfied, better characteristics can be obtained.
  • f5 is the focal length of the fifth lens group
  • ft is the focal length of the entire system at the telephoto end.
  • the imaging position by moving the entire third lens group G3 or a part of the lens groups included in the third lens group G3 in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the imaging position by moving the cemented lens closest to the image side of the third lens group G3 in the direction perpendicular to the optical axis.
  • Conditional expression (3) defines the ratio between the focal length of the most object side cemented lens and the focal length of the most image side cemented lens in the third lens group G3, and is lower than the lower limit of conditional expression (3).
  • the sensitivity of the cemented lens closest to the object side in the third lens group G3 becomes high, and it becomes difficult to suppress performance degradation due to manufacturing errors.
  • the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the balance of power between the most object side cemented lens and the most image side cemented lens in the third lens group G3 will be lost, making it difficult to correct spherical aberration. If the following conditional expression (3-1), more preferably conditional expression (3-2) is satisfied, better characteristics can be obtained.
  • f3o is the focal length of the cemented lens closest to the object side in the third lens group
  • f3i is the focal length of the cemented lens closest to the image side in the third lens group.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, an aperture stop St, a cemented lens of the positive lens L31 and the negative lens L32, a cemented lens of the negative lens L33 and the positive lens L34, a positive lens L35, and a negative lens L36. It is preferably composed of a cemented lens with the positive lens L37.
  • the cemented lens composed of the positive lens L31 and the negative lens L32 corrects spherical aberration and axial chromatic aberration well in the entire variable magnification range
  • the cemented lens composed of the negative lens L33 and the positive lens L34 has an axis in the entire variable magnification region.
  • the positive lens L35 can correct spherical aberration well, and the cemented lens composed of the negative lens L36 and positive lens L37 can well correct lateral chromatic aberration in the entire zoom range. .
  • Conditional expression (4) defines the ratio of the movement amount and focal length of the fourth lens group G4, and if the lower limit of the conditional expression (4) is not reached, the correction effect on the field curvature of the fourth lens group G4. Is insufficient, and it becomes difficult to obtain a good image in each zoom region. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the effect of correcting the curvature of field of the fourth lens group G4 becomes excessive, making it difficult to balance aberrations. If the following conditional expression (4-1) is satisfied, better characteristics can be obtained.
  • Conditional expression (5) defines the ratio of the focal length of the fourth lens group G4 and the focal length of the fifth lens group G5. If the lower limit of the conditional expression (5) is not reached, the conditional expression (5) Excessive power makes it difficult to correct spherical aberration. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the power of the fifth lens group G5 becomes excessive and it becomes difficult to correct various aberrations. If the following conditional expression (5-1) is satisfied, better characteristics can be obtained.
  • f4 is the focal length of the fourth lens group
  • f5 is the focal length of the fifth lens group.
  • Conditional expression (6) defines the ratio of the focal length of the fourth lens group G4 to the focal length of the entire system at the telephoto end, and if the lower limit of conditional expression (6) is not reached, Excessive power makes it difficult to correct spherical aberration. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the power of the fourth lens group G4 will be insufficient, and it will be difficult to correct off-axis aberrations. If the following conditional expression (6-1) is satisfied, better characteristics can be obtained.
  • f4 is the focal length of the fourth lens group
  • ft is the focal length of the entire system at the telephoto end.
  • the fourth lens group G4 it is preferable to perform focusing by moving the fourth lens group G4 in the optical axis direction. Since the light beam diameter is small in the vicinity of the fourth lens group G4, a small and lightweight focus group can be realized by performing focusing by moving the fourth lens group G4 in the optical axis direction in this way.
  • the second lens group G2 and the third lens group G3 move during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Thereby, a high zoom ratio can be realized while downsizing the optical system.
  • the fifth lens group G5 is preferably composed of one positive lens L51 having a convex surface directed toward the image side. As a result, the cost can be reduced, and the ghost due to reflection from the imaging surface can be reduced.
  • the material disposed closest to the object side specifically, glass is preferably used, or transparent ceramics may be used.
  • the zoom lens when used in a harsh environment, it is preferable to provide a protective multilayer coating. Further, in addition to the protective coat, an antireflection coat for reducing ghost light during use may be applied.
  • the optical members PP1 and PP2 are disposed between the lens system and the image plane Sim.
  • the low-pass filter and various filters that cut a specific wavelength range are used as the lens.
  • these various filters may be arranged between the lenses, or a coating having the same action as the various filters on the lens surface of any lens. May be applied.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the lens configuration of the zoom lens of Example 1.
  • the optical members PP1 and PP2 are also shown, with the left side being the object side and the right side being the image side.
  • the aperture stop St does not necessarily indicate the size or shape, but indicates the position on the optical axis Z.
  • the zoom lens of Example 1 includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop St, and a positive lens in order from the object side along the optical axis Z.
  • the lens unit includes a third lens group G3 having a refractive power, a fourth lens group G4 having a negative refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power.
  • the first lens group G1 is composed of, in order from the object side, a cemented lens having a cemented surface composed of a negative lens L11 and a positive lens L12 and having a convex surface facing the object side, and a positive lens L13.
  • the cemented lens including the negative lens L11 and the positive lens L12 has an effect of correcting axial chromatic aberration on the telephoto side
  • the positive lens L13 has an effect of correcting field curvature at the telephoto end.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a negative lens L24, a cemented lens including a negative lens L21, a negative lens L22, and a positive lens L23 having a cemented surface with a convex surface facing the object side, and a negative lens L24.
  • the cemented lens composed of the negative lens L22 and the positive lens L23 has an effect of correcting lateral chromatic aberration at the wide angle end.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens including a positive lens L31 and a negative lens L32 and having a cemented surface with a convex surface facing the image side.
  • the third lens group G3 includes a negative lens L33 and a positive lens L34 with the convex surface facing the object side.
  • the cemented lens composed of the positive lens L31 and the negative lens L32 has an effect of correcting spherical aberration and axial chromatic aberration in the entire zoom range, and the cemented lens composed of the negative lens L33 and the positive lens L34 is axial on the entire zoom region. It has the effect of controlling the balance between chromatic aberration and chromatic aberration of magnification, the aspherical lens L35 has the effect of correcting spherical aberration, and the cemented lens composed of the negative lens L36 and the positive lens L37 corrects chromatic aberration of magnification in the entire zoom range.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a negative lens L41 and an aspheric lens L42 having a positive refractive power.
  • the negative lens L41 and the aspheric lens L42 have an effect of correcting field curvature in the entire zooming region.
  • the fifth lens group G5 is composed of one aspherical lens L51 having a positive refractive power.
  • the aspheric lens L51 has an effect of correcting distortion and curvature of field in the entire zoom region.
  • the first lens group G1 moves to the object side
  • the second lens group G2 moves to the image side
  • the aperture stop St and the third lens group G3 are integrated with the object side.
  • the fourth lens group G4 moves to the object side
  • the fifth lens group G5 is fixed on the optical axis.
  • focusing is performed by moving the fourth lens group G4 on the optical axis.
  • cemented lens including the negative lens L36 and the positive lens L37 of the third lens group G3 is configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis for image stabilization.
  • Table 1 shows basic lens data of the zoom lens of Example 1
  • Table 2 shows data on specifications
  • Table 3 shows data on the distance between moving surfaces
  • Table 4 shows data on aspheric coefficients.
  • the meaning of symbols in the table will be described by taking the example 1 as an example, but the same applies to the examples 2 to 6.
  • Ri column indicates the radius of curvature of the i-th surface
  • Di column indicates the surface spacing on the optical axis Z between the i-th surface and the i + 1-th surface.
  • the column of ⁇ dj the Abbe number for the d-line (wavelength 587.6 nm) of the j-th optical element is also shown.
  • the sign of the radius of curvature is positive when the surface shape is convex on the object side and negative when the surface shape is convex on the image side.
  • the basic lens data includes the aperture stop St and the optical members PP1 and PP2.
  • the phrase (aperture) is written together with the surface number.
  • DD [i] is described in each column of the surface interval in which the interval changes at the time of zooming.
  • the value in the bottom column of Di is the distance between the image side surface of the optical member PP and the image surface Sim.
  • the surface number of the aspheric surface is marked with *, and the paraxial radius of curvature is shown as the radius of curvature of the aspheric surface.
  • the data relating to the aspheric coefficients in Table 4 shows the surface numbers Si of the aspheric surfaces and the aspheric coefficients related to these aspheric surfaces.
  • Zd C ⁇ h 2 / ⁇ 1+ (1 ⁇ KA ⁇ C 2 ⁇ h 2 ) 1/2 ⁇ + ⁇ Am ⁇ h m (B)
  • Zd Depth of aspheric surface (length of a perpendicular line drawn from a point on the aspherical surface at height h to a plane perpendicular to the optical axis where the aspherical vertex contacts)
  • h Height (distance from the optical axis)
  • C Reciprocal KA of paraxial radius of curvature
  • FIGS. 8A to 8L show aberration diagrams of the zoom lens of Example 1.
  • FIG. 8A to 8D show wide-angle spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration, respectively.
  • FIGS. 8E to 8H show intermediate spherical aberration, astigmatism, and distortion, respectively.
  • FIGS. 8 (I) to 8 (L) show telephoto spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration, respectively.
  • Each aberration diagram representing spherical aberration, astigmatism, and distortion shows aberrations with the d-line (wavelength 587.6 nm) as the reference wavelength.
  • the spherical aberration diagram aberrations for the d-line (wavelength 587.6 nm), the C-line (wavelength 656.3 nm), and the F-line (wavelength 486.1 nm) are shown by a solid line, a long broken line, a short broken line, and a dotted line, respectively.
  • the sagittal and tangential aberrations are indicated by a solid line and a broken line, respectively.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the lens configuration of the zoom lens of Example 2.
  • the zoom lens of Example 2 has the same shape as the zoom lens of Example 1.
  • Table 5 shows basic lens data of the zoom lens of Example 2
  • Table 6 shows data on specifications
  • Table 7 shows data on the distance between moving surfaces
  • Table 8 shows data on aspheric coefficients
  • FIG. Are shown in FIGS. 9 (A) to 9 (L).
  • FIG. 4 is a sectional view showing the lens configuration of the zoom lens of Example 3. As shown in FIG.
  • the zoom lens of Example 3 has the same shape as the zoom lens of Example 1.
  • Table 9 shows basic lens data of the zoom lens of Example 3
  • Table 10 shows data on specifications
  • Table 11 shows data on distances of moving surfaces
  • Table 12 shows data on aspheric coefficients
  • FIG. Are shown in FIGS. 10 (A) to 10 (L).
  • FIG. 5 is a sectional view showing the lens configuration of the zoom lens of Example 4. As shown in FIG.
  • the zoom lens of Example 4 has the same shape as the zoom lens of Example 1.
  • Table 13 shows basic lens data of the zoom lens of Example 4
  • Table 14 shows data on specifications
  • Table 15 shows data on the distance between moving surfaces
  • Table 16 shows data on aspheric coefficients
  • FIG. Are shown in FIGS. 11 (A) to 11 (L).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the lens configuration of the zoom lens of Example 5.
  • the zoom lens of Example 5 has the same shape as the zoom lens of Example 1.
  • Table 17 shows basic lens data of the zoom lens of Example 5
  • Table 18 shows data on specifications
  • Table 19 shows data on the distance between moving surfaces
  • Table 20 shows data on aspheric coefficients
  • FIG. Are shown in FIGS. 12 (A) to (L).
  • FIG. 7 is a sectional view showing the lens configuration of the zoom lens of Example 6.
  • the zoom lens of Example 6 has the same shape as the zoom lens of Example 1.
  • Table 21 shows basic lens data of the zoom lens of Example 6
  • Table 22 shows data on specifications
  • Table 23 shows data on the distance between moving surfaces
  • Table 24 shows data on aspheric coefficients
  • FIG. Are shown in FIGS. 13A to 13L.
  • Table 25 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (6) of the zoom lenses of Examples 1 to 6.
  • the d-line is used as a reference wavelength, and the values shown in Table 25 below are at this reference wavelength.
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus using the zoom lens according to the embodiment of the present invention as an example of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 schematically shows each lens group.
  • the imaging apparatus include a video camera and an electronic still camera that use a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS as a recording medium.
  • the 14 includes a zoom lens 1, a filter 6 having a function such as a low-pass filter disposed on the image side of the zoom lens 1, an image sensor 7 disposed on the image side of the filter 6, and a signal. And a processing circuit 8.
  • the image sensor 7 converts an optical image formed by the zoom lens 1 into an electrical signal.
  • a CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • the image sensor 7 is arranged so that its image plane coincides with the image plane of the zoom lens 1.
  • An image picked up by the zoom lens 1 is formed on the image pickup surface of the image pickup device 7, an output signal from the image pickup device 7 relating to the image is subjected to arithmetic processing by the signal processing circuit 8, and the image is displayed on the display device 9.
  • the present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made.
  • the values of the radius of curvature, the surface spacing, the refractive index, the Abbe number, etc. of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, but can take other values.

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Description

ズームレンズおよび撮像装置
　本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、映画撮影用カメラ等の電子カメラに用いられるズームレンズおよび該ズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
　ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズでは、高変倍比化への要求が高まっている。高変倍比を実現するズームレンズのタイプとして、物体側より順に、正、負、正、負、正の群配置を有する５群方式のズームレンズが知られている（例えば特許文献１～４）。
特開２００７－４７５３８号公報 特開２００８－３０４７０６号公報 特開２００９－２８２４２９号公報 特開２０１１－１８６４１７号公報
　特許文献１～３では、変倍比が１０～１４．３程度のズームレンズが開示されている。さらに特許文献４では、変倍比が２８．３程度のズームレンズが開示されている。
　しかしながら、さらなる高変倍比のズームレンズを実現しようとすると、光学系が大型化しやすく、全変倍領域において諸収差を良好に補正することが困難になるという問題がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高変倍比でありながら、小型で、全変倍領域において諸収差が良好に補正されたズームレンズおよび該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
　本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、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、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、第３レンズ群は、最も物体側と最も像側に接合レンズを有し、第４レンズ群は、物体側から順に負レンズ、正レンズからなり、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化し、第５レンズ群は固定され、少なくとも第１レンズ群および第４レンズ群は移動することを特徴とする。
　本発明のズームレンズにおいては、第３レンズ群の最も物体側の接合レンズに隣接する位置に開口絞りを配置することが好ましい。
　また、第１レンズ群および第４レンズ群は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、下記条件式を満足することが好ましい。
　　２．０＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜８．０　…（１）
　ただし、Ｄ１：第１レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差、Ｄ４：第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差とする。
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．０５＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．２０　…（２）
　ただし、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。
　また、第３レンズ群全体あるいは第３レンズ群に含まれる一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて結像位置を変化させることが好ましい。
　また、第３レンズ群の最も像側の接合レンズを光軸と垂直な方向に移動させて結像位置を変化させることが好ましい。
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．４＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．９　…（３）
　ただし、ｆ３ｏ：第３レンズ群の最も物体側の接合レンズの焦点距離、ｆ３ｉ：第３レンズ群の最も像側の接合レンズの焦点距離とする。
　また、第３レンズ群は、物体側から順に、開口絞り、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズからなることが好ましい。
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．３０＜｜Ｄ４｜／｜ｆ４｜＜１．００　…（４）
　ただし、Ｄ４：第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離とする。
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．８０＜｜ｆ４｜／｜ｆ５｜＜１．４０　…（５）
　ただし、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離とする。
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．０５＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．１８　…（６）
　ただし、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。
　また、第４レンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことが好ましい。
　また、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群および第３レンズ群は移動することが好ましい。
　また、第５レンズ群は、像側に凸面を向けた１枚の正レンズからなることが好ましい。
　また、第１レンズ群および第４レンズ群は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、下記条件式を満足することが好ましい。
　　４．０＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜７．５　…（１－１）
　また、第１レンズ群および第４レンズ群は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、下記条件式を満足することが好ましい。
　　４．５＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜７．０　…（１－２）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．０７＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．１１　…（２－１）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．０９＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．１０　…（２－２）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．５＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．８　…（３－１）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．６＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．７　…（３－２）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．５０＜｜Ｄ４｜／｜ｆ４｜＜０．８０　…（４－１）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．９０＜｜ｆ４｜／｜ｆ５｜＜１．１８　…（５－１）
　また、下記条件式を満足することが好ましい。
　　０．０７＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．１２　…（６－１）
　本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。
　本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、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、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、第３レンズ群は、最も物体側と最も像側に接合レンズを有し、第４レンズ群は、物体側から順に負レンズ、正レンズからなり、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化し、第５レンズ群は固定され、少なくとも第１レンズ群および第４レンズ群は移動するものとしたので、高変倍比でありながら、小型で、全変倍領域において諸収差が良好に補正されたズームレンズとすることが可能となる。
　また、本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えているため、高変倍比で、高画質の映像を得ることができるとともに、装置の小型化も可能となる。
本発明の一実施形態にかかるズームレンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図 上記ズームレンズの各レンズ群の移動軌跡を示す断面図 本発明の実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１のズームレンズの各収差図（Ａ～Ｌ） 本発明の実施例２のズームレンズの各収差図（Ａ～Ｌ） 本発明の実施例３のズームレンズの各収差図（Ａ～Ｌ） 本発明の実施例４のズームレンズの各収差図（Ａ～Ｌ） 本発明の実施例５のズームレンズの各収差図（Ａ～Ｌ） 本発明の実施例６のズームレンズの各収差図（Ａ～Ｌ） 本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図、図２は上記ズームレンズの各レンズ群の移動軌跡を示す断面図である。図１、２に示す構成例は、後述の実施例１のズームレンズの構成と共通である。図１、２においては、左側が物体側、右側が像側である。
　このズームレンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化し、第５レンズ群Ｇ５は固定され、少なくとも第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４が移動するものである。ここで、図１、２に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
　このズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図１、２では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２を第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。
　第３レンズ群Ｇ３は、最も物体側において正レンズＬ３１と負レンズＬ３２とからなる接合レンズを有し、最も像側において負レンズＬ３６と正レンズＬ３７とからなる接合レンズを有する。
　第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、負レンズＬ４１、正レンズＬ４２からなる。
　第３レンズ群Ｇ３の最も物体側と最も像側に間隔を離して接合レンズを配置することにより、それぞれの接合レンズの倍率色収差と軸上色収差への補正の効果を分離することができ、軸上色収差と倍率色収差のバランスを良好にコントロールすることが可能になる。
また、第４レンズ群Ｇ４を上記の様に構成することにより、像面湾曲の良好な補正が実現できる。
　本実施形態のズームレンズにおいては、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の接合レンズに隣接する位置に開口絞りＳｔを配置することが好ましい。これにより、最も物体側の接合レンズが軸上色収差の補正効果を有し、最も像側の接合レンズが倍率色収差の補正効果を有し、全変倍領域での軸上色収差と倍率色収差のバランスのコントロールが容易になる。
　また、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、下記条件式（１）を満足することが好ましい。この条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の移動量と第４レンズ群Ｇ４の移動量の比率を規定しており、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４の変倍効果が弱まり、小型化を実現しながら十分な変倍比を確保することが困難になる。逆に、条件式（１）の上限を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の像面湾曲に対する補正効果が弱まり、変倍に伴う像面湾曲を抑えることが困難になる。なお、下記条件式（１－１）、より好ましくは条件式（１－２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
　　２．０＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜８．０　…（１）
　　４．０＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜７．５　…（１－１）
　　４．５＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜７．０　…（１－２）
　ただし、Ｄ１：第１レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差、Ｄ４：第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差とする。
　また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。この条件式（２）は、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離と望遠端における全系の焦点距離の比を規定しており、条件式（２）の下限を下回ると、第５レンズ群Ｇ５のパワーが過剰となりコマ収差の補正が困難になる。逆に、条件式（２）の上限を上回ると、第５レンズ群Ｇ５のパワーが不足し、望遠端における諸収差の補正が困難になる。なお、下記条件式（２－１）、より好ましくは条件式（２－２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
　　０．０５＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．２０　…（２）
　　０．０７＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．１１　…（２－１）
　　０．０９＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．１０　…（２－２）
　ただし、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。
　また、第３レンズ群Ｇ３全体あるいは第３レンズ群Ｇ３に含まれる一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて結像位置を変化させることが好ましい。これにより、全変倍領域において性能劣化の少ない手ぶれ補正機構が実現できる。
　また、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の接合レンズを光軸と垂直な方向に移動させて結像位置を変化させることが好ましい。これにより、移動させるレンズの重量を抑えながら、全変倍領域において性能劣化の少ない手ぶれ補正機構が実現できる。
　また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。この条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の接合レンズの焦点距離と最も像側の接合レンズの焦点距離の比率を規定しており、条件式（３）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の接合レンズの感度が高くなり、製造誤差による性能劣化を抑えることが困難になる。逆に、条件式（３）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の接合レンズと最も像側の接合レンズのパワーのバランスが崩れ球面収差の補正が困難になる。なお、下記条件式（３－１）、より好ましくは条件式（３－２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
　　０．４＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．９　…（３）
　　０．５＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．８　…（３－１）
　　０．６＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．７　…（３－２）
　ただし、ｆ３ｏ：第３レンズ群の最も物体側の接合レンズの焦点距離、ｆ３ｉ：第３レンズ群の最も像側の接合レンズの焦点距離とする。
　また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳｔ、正レンズＬ３１と負レンズＬ３２との接合レンズ、負レンズＬ３３と正レンズＬ３４との接合レンズ、正レンズＬ３５、負レンズＬ３６と正レンズＬ３７との接合レンズからなることが好ましい。これにより、正レンズＬ３１と負レンズＬ３２からなる接合レンズが全変倍域における球面収差と軸上色収差を良好に補正し、負レンズＬ３３と正レンズＬ３４からなる接合レンズが全変倍域における軸上色収差と倍率色収差のバランスをコントロールし、正レンズＬ３５が球面収差を良好に補正し、負レンズＬ３６と正レンズＬ３７からなる接合レンズが全変倍域における倍率色収差を良好に補正することができる。
　また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。この条件式（４）は、第４レンズ群Ｇ４の移動量と焦点距離の比率を規定しており、条件式（４）の下限を下回ると、第４レンズ群Ｇ４の像面湾曲に対する補正効果が不足し各変倍領域で良好な像を得ることが困難になる。逆に、条件式（４）の上限を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の像面湾曲に対する補正効果が過剰となり収差のバランスを取ることが困難になる。なお、下記条件式（４－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
　　０．３０＜｜Ｄ４｜／｜ｆ４｜＜１．００　…（４）
　　０．５０＜｜Ｄ４｜／｜ｆ４｜＜０．８０　…（４－１）
　ただし、Ｄ４：第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離とする。
　また、下記条件式（５）を満足することが好ましい。この条件式（５）は、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離と第５レンズ群Ｇ５の焦点距離の比を規定しており、条件式（５）の下限を下回ると、第４レンズ群Ｇ４のパワーが過剰となり球面収差の補正が困難になる。逆に、条件式（５）の上限を上回ると、第５レンズ群Ｇ５のパワーが過剰となり諸収差の補正が困難になる。なお、下記条件式（５－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
　　０．８０＜｜ｆ４｜／｜ｆ５｜＜１．４０　…（５）
　　０．９０＜｜ｆ４｜／｜ｆ５｜＜１．１８　…（５－１）
　ただし、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆ５：第５レンズ群の焦点距離とする。
　また、下記条件式（６）を満足することが好ましい。この条件式（６）は、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離と望遠端における全系の焦点距離の比を規定しており、条件式（６）の下限を下回ると、第４レンズ群Ｇ４のパワーが過剰となり球面収差の補正が困難になる。逆に、条件式（６）の上限を上回ると、第４レンズ群Ｇ４のパワーが不足し軸外での収差の補正が困難になる。なお、下記条件式（６－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
　　０．０５＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．１８　…（６）
　　０．０７＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．１２　…（６－１）
　ただし、ｆ４：第４レンズ群の焦点距離、ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離とする。
　また、第４レンズ群Ｇ４を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことが好ましい。第４レンズ群Ｇ４近傍においては光束径が小さくなるため、このように第４レンズ群Ｇ４を光軸方向に移動させてフォーカシングを行うことで、小型で軽量なフォーカス群が実現できる。
　また、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は移動することが好ましい。これにより、光学系を小型化しながら高い変倍比を実現できる。
　また、第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた１枚の正レンズＬ５１からなることが好ましい。これにより、コストを抑えられ、また結像面からの反射によるゴーストの低減が実現できる。
　本ズームレンズにおいて、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。
　また、本ズームレンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。
　また、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰ１、ＰＰ２を配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
　次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。
　まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２～６に対応した図３～７においては、光学部材ＰＰ１、ＰＰ２も合わせて示しており、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
　実施例１のズームレンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５からなる。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２からなり物体側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズ、正レンズＬ１３で構成される。負レンズＬ１１と正レンズＬ１２からなる接合レンズは望遠側における軸上色収差を補正する効果を有し、正レンズＬ１３は望遠端における像面湾曲を補正する効果を有する。
　第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負レンズＬ２１、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３からなり物体側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズ、負レンズＬ２４で構成される。負レンズＬ２２と正レンズＬ２３からなる接合レンズは広角端における倍率色収差を補正する効果を有する。
　第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正レンズＬ３１と負レンズＬ３２からなり像側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズ、負レンズＬ３３と正レンズＬ３４からなり物体側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズ、正の屈折力を有する非球面レンズＬ３５、負レンズＬ３６と正レンズＬ３７からなり物体側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズで構成される。正レンズＬ３１と負レンズＬ３２からなる接合レンズは全変倍域における球面収差と軸上色収差を補正する効果を有し、負レンズＬ３３と正レンズＬ３４からなる接合レンズは全変倍域における軸上色収差と倍率色収差のバランスをコントロールする効果を有し、非球面レンズＬ３５は球面収差を補正する効果を有し、負レンズＬ３６と正レンズＬ３７からなる接合レンズは全変倍域における倍率色収差を補正する効果を有する。
　第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、負レンズＬ４１、正の屈折力を有する非球面レンズＬ４２で構成される。負レンズＬ４１および非球面レンズＬ４２は全変倍領域において像面湾曲を補正する効果を有する。
　第５レンズ群Ｇ５は、正の屈折力を有する非球面レンズＬ５１の１枚で構成される。この非球面レンズＬ５１は全変倍領域において歪曲収差、像面湾曲を補正する効果を有する。
　広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、開口絞りＳｔと第３レンズ群Ｇ３は一体的に物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は光軸上に固定される。
　また、第４レンズ群Ｇ４を光軸上に移動させることによりフォーカスを行う。
　また、第３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ３６と正レンズＬ３７からなる接合レンズは、防振のために光軸上と垂直な方向へ移動可能となるように構成される。
　実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、移動面の間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２～６についても基本的に同様である。
　表１のレンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。また、Ｎｄｊの欄には最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄には同じくｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示す。
　なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ１、ＰＰ２も含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[ｉ]と記載している。また、Ｄｉの最下欄の値は、光学部材ＰＰの像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。
　表２の諸元に関するデータに、広角・中間・望遠の各々の、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、Ｆ値ＦＮｏ．および全画角２ωの値を示す。
　基本レンズデータ、諸元に関するデータ、および移動面の間隔に関するデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。
　表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号Ｓｉと、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。
　　　Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・ｈｍ　…（Ｂ）
　　　ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…２０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実施例１のズームレンズの各収差図を図８（Ａ）～（Ｌ）に示す。図８（Ａ）～（Ｄ）はそれぞれ広角の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図８（Ｅ）～（Ｈ）はそれぞれ中間の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図８（Ｉ）～（Ｌ）はそれぞれ望遠の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
　球面収差、非点収差、歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、点線で示す。非点収差図にはサジタル方向、タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、点線で示す。なお、球面収差図のＦｎｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。
　次に、実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。
　実施例２のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同様の形状である。
　また、実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、移動面の間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図９（Ａ）～（Ｌ）に示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　次に、実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。
　実施例３のズームレンズも、実施例１のズームレンズと同様の形状である。
　また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、移動面の間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図１０（Ａ）～（Ｌ）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　次に、実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。
　実施例４のズームレンズも、実施例１のズームレンズと同様の形状である。
　また、実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、移動面の間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、各収差図を図１１（Ａ）～（Ｌ）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　次に、実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。
　実施例５のズームレンズも、実施例１のズームレンズと同様の形状である。
　また、実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１７に、諸元に関するデータを表１８に、移動面の間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、各収差図を図１２（Ａ）～（Ｌ）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　次に、実施例６のズームレンズについて説明する。実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図７に示す。
　実施例６のズームレンズも、実施例１のズームレンズと同様の形状である。
　また、実施例６のズームレンズの基本レンズデータを表２１に、諸元に関するデータを表２２に、移動面の間隔に関するデータを表２３に、非球面係数に関するデータを表２４に、各収差図を図１３（Ａ）～（Ｌ）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
　実施例１～６のズームレンズの条件式（１）～（６）に対応する値を表２５に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表２５に示す値はこの基準波長におけるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
　以上のデータから、実施例１～６のズームレンズは全て、条件式（１）～（６）を満たしており、高変倍比でありながら、小型で、全変倍領域において諸収差が良好に補正されたズームレンズであることが分かる。
　次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図１４に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズを用いた撮像装置の概略構成図を示す。なお、図１４では各レンズ群を概略的に示している。この撮像装置としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等を挙げることができる。
　図１４に示す撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
　ズームレンズ１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。
　以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

Claims (24)

  1. 　物体側から順に、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、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群からなり、
    　前記第３レンズ群は、最も物体側と最も像側に接合レンズを有し、
    　前記第４レンズ群は、物体側から順に負レンズ、正レンズからなり、
    　広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔が変化し、前記第５レンズ群は固定され、少なくとも前記第１レンズ群および前記第４レンズ群は移動する
    　ことを特徴とするズームレンズ。
  2. 　前記第３レンズ群の最も物体側の接合レンズに隣接する位置に開口絞りを配置した
    　ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
  3. 　前記第１レンズ群および前記第４レンズ群は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、
    　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
    　　２．０＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜８．０　…（１）
    ただし、
    　Ｄ１：前記第１レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    　Ｄ４：前記第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    とする。
  4. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．０５＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．２０　…（２）
    ただし、
    　ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
    　ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
    とする。
  5. 　前記第３レンズ群全体あるいは該第３レンズ群に含まれる一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて結像位置を変化させる
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
  6. 　前記第３レンズ群の最も像側の接合レンズを光軸と垂直な方向に移動させて結像位置を変化させる
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
  7. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．４＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．９　…（３）
    ただし、
    　ｆ３ｏ：前記第３レンズ群の最も物体側の接合レンズの焦点距離
    　ｆ３ｉ：前記第３レンズ群の最も像側の接合レンズの焦点距離
    とする。
  8. 　前記第３レンズ群は、物体側から順に、開口絞り、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズからなる
    　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
  9. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．３０＜｜Ｄ４｜／｜ｆ４｜＜１．００　…（４）
    ただし、
    　Ｄ４：前記第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    　ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
    とする。
  10. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．８０＜｜ｆ４｜／｜ｆ５｜＜１．４０　…（５）
    ただし、
    　ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
    　ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
    とする。
  11. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．０５＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．１８　…（６）
    ただし、
    　ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
    　ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
    とする。
  12. 　前記第４レンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行う
    　ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
  13. 　広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群は移動する
    　ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
  14. 　前記第５レンズ群は、像側に凸面を向けた１枚の正レンズからなる
    　ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
  15. 　前記第１レンズ群および前記第４レンズ群は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、
    　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　４．０＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜７．５　…（１－１）
    ただし、
    　Ｄ１：前記第１レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    　Ｄ４：前記第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    とする。
  16. 　前記第１レンズ群および前記第４レンズ群は、望遠端において広角端よりも物体側に位置し、
    　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　４．５＜｜Ｄ１｜／｜Ｄ４｜＜７．０　…（１－２）
    ただし、
    　Ｄ１：前記第１レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    　Ｄ４：前記第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    とする。
  17. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．０７＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．１１　…（２－１）
    ただし、
    　ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
    　ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
    とする。
  18. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．０９＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．１０　…（２－２）
    ただし、
    　ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
    　ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
    とする。
  19. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．５＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．８　…（３－１）
    ただし、
    　ｆ３ｏ：前記第３レンズ群の最も物体側の接合レンズの焦点距離
    　ｆ３ｉ：前記第３レンズ群の最も像側の接合レンズの焦点距離
    とする。
  20. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．６＜ｆ３ｏ／ｆ３ｉ＜０．７　…（３－２）
    ただし、
    　ｆ３ｏ：前記第３レンズ群の最も物体側の接合レンズの焦点距離
    　ｆ３ｉ：前記第３レンズ群の最も像側の接合レンズの焦点距離
    とする。
  21. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．５０＜｜Ｄ４｜／｜ｆ４｜＜０．８０　…（４－１）
    ただし、
    　Ｄ４：前記第４レンズ群の広角端と望遠端における光軸上の位置の差
    　ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
    とする。
  22. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．９０＜｜ｆ４｜／｜ｆ５｜＜１．１８　…（５－１）
    ただし、
    　ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
    　ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
    とする。
  23. 　下記条件式を満足する
    　ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項記載のズームレンズ。
    　　０．０７＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．１２　…（６－１）
    ただし、
    　ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
    　ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
    とする。
  24. 　請求項１記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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