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JP5387392B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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JP5387392B2 JP2009295244A JP2009295244A JP5387392B2 JP 5387392 B2 JP5387392 B2 JP 5387392B2 JP 2009295244 A JP2009295244 A JP 2009295244A JP 2009295244 A JP2009295244 A JP 2009295244A JP 5387392 B2 JP5387392 B2 JP 5387392B2
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Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、高変倍比でありながら広画角化と小型化を両立したズームレンズ及び撮像装置の技術分野に関する。
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置は小型化され家庭用として広く普及しているが、これらの撮像装置にあっては、撮像素子の小型化に伴い、レンズ系全体の小型化や高変倍比かつ高性能な広角ズームレンズが求められている。
一般に、ビデオカメラに用いられ最も物体側に配置される第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う所謂インナーフォーカス式のズームレンズは、レンズ系全体の小型化が容易であると共に画素数の多い撮像素子に適した結像性能が得られることが知られている。
このようなインナーフォーカス式のズームレンズにおいて、第１レンズ群と第３レンズ群を固定群とし、第２レンズ群を光軸方向へ移動させて主に変倍を行い、第４レンズ群を光軸方向へ移動させて変倍による焦点位置の補正と合焦を行うようにした方式が主流になっている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載されたズームレンズにあっては、第１レンズ群が、負レンズと正レンズの接合レンズと、正レンズが物体側から像側へ順に配置された構成とされており、広角端における半画角が３０°程度しかない。従って、広画角化を図ろうとすると、第１レンズ群に入射する軸外光線の高さが高くなり第１レンズ群の有効径が増大してしまうと言う問題がある。
そこで、正負正正の４群インナーフォーカス式のズームレンズの第１レンズ群を５枚構成とすることにより、種々のバリエーションに対して高変倍比でありながら広画角化と小型化の両立を図るようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、第１レンズ群を５枚構成にすることにより４群構成において広画角化と小型化を図っている。
特開２００９−１７５６４８号公報 特許４００７２５８号公報
ところが、特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、第１レンズ群を通過する光線の傾角を小さくするために、アフォーカル系を構成する負の屈折力を有する構成要素と正の構成要素の間をガラスによって埋める構成にされており、第１レンズ群の第２レンズの厚みが大きくなり小型化を阻害してしまう。
そこで、本発明ズームレンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、高変倍比でありながら広画角化と小型化を両立することを課題とする。
ズームレンズは、上記した課題を解決するため、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしたものである。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
従って、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第２レンズ群の屈折力が適正化される。
上記したズームレンズにおいては、前記第２レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
但し、
ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
ズームレンズを上記のように構成することにより、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化される。
上記したズームレンズにおいては、前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差の発生が抑制される。
別のズームレンズは、上記した課題を解決するため、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第２レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するようにしたものである。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
（３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
従って、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第２レンズ群の屈折力が適正化される。
上記した別のズームレンズにおいては、前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差の発生が抑制される。
上記した別のズームレンズにおいては、前記第５レンズ群は負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第５レンズ群の前記前群又は前記後群を前記可動群とし、像面上に形成される像を光軸に垂直な方向へ移動させることを可能とすることが望ましい。
第５レンズ群の前群又は後群を可動群とすることにより、可動群の光軸に垂直な方向における移動量が小さい。
撮像装置は、上記した課題を解決するため、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしたものである。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
従って、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第２レンズ群の屈折力が適正化される。
別の撮像装置は、上記した課題を解決するため、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第２レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するようにしたものである。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
（３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
従って、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定されると共に第２レンズ群の屈折力が適正化される。
本発明ズームレンズ及び撮像装置は、高変倍比でありながら広画角化と小型化を両立することができる。
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
［ズームレンズの構成］
本発明ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、本発明ズームレンズは、第１レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、本発明ズームレンズは、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにされている。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
条件式（１）は、第１レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(１)の下限を下回ると、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第１レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式（２）は、主に変倍レンズ群として機能する第２レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第２レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、第２レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第２レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
本発明ズームレンズは、上記のように構成されることにより、変倍比が８倍乃至２０倍、半画角が３５°乃至４５°を達成することが可能である。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第２レンズ群が、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
但し、
ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
条件式（３）は、第２レンズ群の屈折力と第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズとの屈折力の比を規定する式である。
条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が弱くなり過ぎ、広画角化を達成しようとしたときに第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの大型化を来たしてしまう。
逆に、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が強くなり過ぎ、変倍に伴う収差補正が困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化され、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの小型化及び変倍に伴って発生する収差の良好な補正を行うことができる。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズを複合非球面レンズにすることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差を効率良く補正することができる。また、非球面の部分を形成する材料と非球面の部分以外のレンズの本体側の部分を形成する材料とのアッベ数の差を大きくすることにより、望遠端における色収差の発生を抑制することができる。
尚、上記した収差補正を複合非球面レンズでない非球面レンズによって行うことも可能である。
別の本発明ズームレンズは、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、別の本発明ズームレンズは、第１レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、別の本発明ズームレンズは、第２レンズ群が、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
加えて、別の本発明ズームレンズは、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するようにされている。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
（３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
条件式（１）は、第１レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(１)の下限を下回ると、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第１レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式（２）は、主に変倍レンズ群として機能する第２レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第２レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、第２レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第２レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
条件式（３）は、第２レンズ群の屈折力と第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズとの屈折力の比を規定する式である。
条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が弱くなり過ぎ、広画角化を達成しようとしたときに第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの大型化を来たしてしまう。
逆に、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が強くなり過ぎ、変倍に伴う収差補正が困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化され、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの小型化及び変倍に伴って発生する収差の良好な補正を行うことができる。
また、第５レンズ群が光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有する構成とすることにより、第５レンズ群によって手振れ等による画像のブレを補正することができる。
別の本発明ズームレンズは、上記のように構成されることにより、変倍比が８倍乃至２０倍、半画角が３５°乃至４５°を達成することが可能である。
別の本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズであることが望ましい。
第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズを複合非球面レンズにすることにより、広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差を効率良く補正することができる。また、非球面の部分を形成する材料と非球面の部分以外のレンズの本体側の部分を形成する材料とのアッベ数の差を大きくすることにより、望遠端における色収差の発生を抑制することができる。
尚、上記した収差補正を複合非球面レンズでない非球面レンズによって行うことも可能である。
別の本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第５レンズ群が負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、第５レンズ群の前群又は後群を光軸に垂直な方向へ移動する可動群とし、像面上に形成される像を光軸に垂直な方向へ移動させることが望ましい。
第１レンズ群乃至第５レンズ群のうち最も像側に位置する第５レンズ群の前群又は後群を手振れ補正用の可動群とすることにより、第５レンズ群は光束の有効径が比較的小さいレンズ群であるため、レンズ鏡筒の小型化を図ることが可能となる。
また、手振れ補正時における他のレンズ群における光束の位置の変動に対する影響が少なくて済み、レンズ鏡筒の一層の小型化を図ることが可能となる。
さらに、可動群の前後のスペースを確保するための制約も少なく、光学性能の向上及びレンズ鏡筒の小型化を実現することが可能となる。
［ズームレンズの数値実施例］
以下に、本発明ズームレンズ及び別の本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「面番号」は物体側から像側へ数えた第ｉ番目の面、「Ｒｉ」は第ｉ番目の面の曲率半径、「Ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間の軸上面間隔（レンズ中心厚あるいは空気間隔）、「Ｎｉ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線におけるアッベ数を示す。
「面番号」に関し「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、曲率半径「Ｒｉ」に関し「∞」は当該面が平面であることを示し、軸上面間隔「Ｄｉ」に関し「可変」は可変間隔であることを示す。
「κ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ａ４」、「Ａ６」、「Ａ８」、「Ａ１０」はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ．」はＦナンバー（開放Ｆ値）、「ω」は半画角を示す。
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｎ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０のマイナスｎ乗」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×（１０のマイナス五乗）」を表している。
各実施の形態において用いられたズームレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。レンズ面の頂点から光軸方向における距離を「ｘ」、光軸と垂直な方向における高さを「ｙ」、レンズ頂点での近軸曲率を「ｃ」、円錐定数を「к」とすると、非球面形状は、以下の数式１によって定義される。
Figure 0005387392
以下に示す各実施の形態におけるズームレンズ１、２、３、４は、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５による５群構成とされている。
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態におけるズームレンズ１のレンズ構成を示している。
ズームレンズ１は、変倍比が８．７４倍にされている。
ズームレンズ１は正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群Ｇ１は位置が常時固定とされ、第２レンズ群Ｇ２は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第３レンズ群Ｇ３は位置が常時固定とされ、第４レンズ群Ｇ４は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けたレンズＬ１と、像側に強い凸面を向けたレンズＬ２と、両凹形状のレンズＬ３と両凸形状のレンズＬ４との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズＬ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズＬ１は複合非球面レンズにされている。
第２レンズ群Ｇ２は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズＬ６と、両凹形状のレンズＬ７と両凸形状のレンズＬ８との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のレンズＬ９と、両凸形状のレンズＬ１０と両凹形状のレンズＬ１１との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状のレンズＬ１２によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズＬ１３によって構成され位置が常時固定とされた固定群（前群）と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズＬ１４によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群（後群）とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズＬ１３を可動群とし、後群であるレンズＬ１４を固定群としてもよい。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には絞りＳが配置されている。
第５レンズ群の像側にはフィルターＦＬと撮像面ＩＭＧを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等が用いられ、フィルターＦＬは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第１の実施の形態におけるズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを表１に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ１において、第１レンズ群Ｇ１のレンズＬ１の最も像側の面（第３面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ６の両面（第１１面、第１２面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ８の像側の面（第１５面）、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ９の両面（第１７面、第１８面）、第４レンズ群Ｇ４のレンズＬ１２の両面（第２２面、第２３面）、第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１３の両面（第２４面、第２５面）及び第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１４の像側の面（第２７面）は非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表２に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ１において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳの間の面間隔Ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ２１及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例１における広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝２．９５８）及び望遠端状態（ｆ＝８．７４４）における各面間隔を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωとともに表３に示す。
Figure 0005387392
図２乃至図４は数値実施例１の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図２は広角端状態、図３は中間焦点距離状態、図４は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図２乃至図４には、球面収差図において、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、点線でＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第２の実施の形態＞
図５は、第２の実施の形態におけるズームレンズ２のレンズ構成を示している。
ズームレンズ２は、変倍比が８．８７倍にされている。
ズームレンズ２は正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群Ｇ１は位置が常時固定とされ、第２レンズ群Ｇ２は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第３レンズ群Ｇ３は位置が常時固定とされ、第４レンズ群Ｇ４は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凹面を向けたレンズＬ１と、像側に強い凸面を向けたレンズＬ２と、両凹形状のレンズＬ３と両凸形状のレンズＬ４との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズＬ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズＬ１は複合非球面レンズにされている。
第２レンズ群Ｇ２は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズＬ６と、両凹形状のレンズＬ７と両凸形状のレンズＬ８との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のレンズＬ９と、両凸形状のレンズＬ１０と両凹形状のレンズＬ１１との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状のレンズＬ１２によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズＬ１３によって構成され位置が常時固定とされた固定群（前群）と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズＬ１４によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群（後群）とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズＬ１３を可動群とし、後群であるレンズＬ１４を固定群としてもよい。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には絞りＳが配置されている。
第５レンズ群の像側にはフィルターＦＬと撮像面ＩＭＧを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等が用いられ、フィルターＦＬは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第２の実施の形態におけるズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを表４に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ２において、第１レンズ群Ｇ１のレンズＬ１の最も像側の面（第３面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ６の両面（第１１面、第１２面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ８の像側の面（第１５面）、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ９の両面（第１７面、第１８面）、第４レンズ群Ｇ４のレンズＬ１２の両面（第２２面、第２３面）、第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１３の両面（第２４面、第２５面）及び第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１４の像側の面（第２７面）は非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表５に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ２において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳの間の面間隔Ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ２１及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例２における広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝２．９７９）及び望遠端状態（ｆ＝８．８７３）における各面間隔を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωとともに表６に示す。
Figure 0005387392
図６乃至図８は数値実施例２の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図６は広角端状態、図７は中間焦点距離状態、図８は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図６乃至図８には、球面収差図において、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、点線でＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第３の実施の形態＞
図９は、第３の実施の形態におけるズームレンズ３のレンズ構成を示している。
ズームレンズ３は、変倍比が８．７１倍にされている。
ズームレンズ３は正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群Ｇ１は位置が常時固定とされ、第２レンズ群Ｇ２は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第３レンズ群Ｇ３は位置が常時固定とされ、第４レンズ群Ｇ４は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けたレンズＬ１と、像側に強い凸面を向けたレンズＬ２と、両凹形状のレンズＬ３と両凸形状のレンズＬ４との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズＬ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズＬ１は複合非球面レンズにされている。
第２レンズ群Ｇ２は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズＬ６と、両凹形状のレンズＬ７と両凸形状のレンズＬ８との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のレンズＬ９と、両凸形状のレンズＬ１０と両凹形状のレンズＬ１１との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状のレンズＬ１２によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズＬ１３によって構成され位置が常時固定とされた固定群（前群）と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズＬ１４によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群（後群）とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズＬ１３を可動群とし、後群であるレンズＬ１４を固定群としてもよい。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には絞りＳが配置されている。
第５レンズ群の像側にはフィルターＦＬと撮像面ＩＭＧを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等が用いられ、フィルターＦＬは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第３の実施の形態におけるズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを表７に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ３において、第１レンズ群Ｇ１のレンズＬ１の最も像側の面（第３面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ６の両面（第１１面、第１２面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ８の像側の面（第１５面）、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ９の両面（第１７面、第１８面）、第４レンズ群Ｇ４のレンズＬ１２の両面（第２２面、第２３面）、第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１３の両面（第２４面、第２５面）及び第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１４の像側の面（第２７面）は非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表８に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ３において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳの間の面間隔Ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ２１及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例３における広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝２．９５２）及び望遠端状態（ｆ＝８．７１２）における各面間隔を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωとともに表９に示す。
Figure 0005387392
図１０乃至図１２は数値実施例３の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図１０は広角端状態、図１１は中間焦点距離状態、図１２は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図１０乃至図１２には、球面収差図において、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、点線でＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第４の実施の形態＞
図１３は、第４の実施の形態におけるズームレンズ４のレンズ構成を示している。
ズームレンズ４は、変倍比が１２．０９倍にされている。
ズームレンズ４は正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群Ｇ１は位置が常時固定とされ、第２レンズ群Ｇ２は変倍のために光軸方向へ移動可能とされ、第３レンズ群Ｇ３は位置が常時固定とされ、第４レンズ群Ｇ４は変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けたレンズＬ１と、像側に強い凸面を向けたレンズＬ２と、両凹形状のレンズＬ３と両凸形状のレンズＬ４との接合レンズと、物体側に強い凸面を向けた両凸形状のレンズＬ５とが物体側から像側へ順に配置されて成る。レンズＬ１は複合非球面レンズにされている。
第２レンズ群Ｇ２は、像側に強い凹面を向けた両凹形状のレンズＬ６と、両凹形状のレンズＬ７と両凸形状のレンズＬ８との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のレンズＬ９と、両凸形状のレンズＬ１０と両凹形状のレンズＬ１１との接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状のレンズＬ１２によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、負の屈折力を有する両凹形状のレンズＬ１３によって構成され位置が常時固定とされた固定群（前群）と、正の屈折力を有する両凸形状のレンズＬ１４によって構成され光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群（後群）とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
尚、前群であるレンズＬ１３を可動群とし、後群であるレンズＬ１４を固定群としてもよい。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には絞りＳが配置されている。
第５レンズ群の像側にはフィルターＦＬと撮像面ＩＭＧを有する撮像素子とが物体側から像側へ順に配置されている。撮像素子としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等が用いられ、フィルターＦＬは、例えば、赤外線カットフィルターやローパスフィルター等によって構成されている。
第４の実施の形態におけるズームレンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを表１０に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ４において、第１レンズ群Ｇ１のレンズＬ１の最も像側の面（第３面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ６の両面（第１１面、第１２面）、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ８の像側の面（第１５面）、第３レンズ群Ｇ３のレンズＬ９の両面（第１７面、第１８面）、第４レンズ群Ｇ４のレンズＬ１２の両面（第２２面、第２３面）、第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１３の両面（第２４面、第２５面）及び第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ１４の像側の面（第２７面）は非球面に形成されている。数値実施例４における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表１１に示す。
Figure 0005387392
ズームレンズ４において、広角端状態と望遠端状態の間のズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳの間の面間隔Ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ２１及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例４における広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝３．４７７）及び望遠端状態（ｆ＝１２．０８８）における各面間隔を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωとともに表１２に示す。
Figure 0005387392
図１４乃至図１６は数値実施例４の無限遠合焦状態における諸収差図を示し、図１４は広角端状態、図１５は中間焦点距離状態、図１６は望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
図１４乃至図１６には、球面収差図において、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、点線でＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［ズームレンズの条件式の各値］
以下に、本発明ズームレンズ及び別の本発明ズームレンズの条件式の各値について説明する。
表１３にズームレンズ１乃至ズームレンズ４における前記条件式（１）乃至条件式（３）の各値を示す。
Figure 0005387392
表１３から明らかなように、ズームレンズ１乃至ズームレンズ４は条件式（１）乃至条件式（３）を満足するようにされている。
［撮像装置の構成］
本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、ズームレンズが、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、本発明撮像装置は、ズームレンズの第１レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、本発明撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにされている。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
とする。
条件式（１）は、第１レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(１)の下限を下回ると、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第１レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式（２）は、主に変倍レンズ群として機能する第２レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第２レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、第２レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第２レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
本発明撮像装置は、ズームレンズが上記のように構成されることにより、変倍比が８倍乃至２０倍、半画角が３５°乃至４５°を達成することが可能である。
別の本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、ズームレンズが、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
また、別の本発明撮像装置は、ズームレンズの第１レンズ群が、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成る。
さらに、別の本発明撮像装置は、ズームレンズの第２レンズ群が、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
加えて、別の本発明撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するようにされている。
（１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
（２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
（３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
但し、
Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
とする。
条件式（１）は、第１レンズ群に広画角化と最も物体側のレンズの小型化を両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。
条件式(１)の下限を下回ると、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔が大きくなるため広画角化が難しくなる。
逆に、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの径が大きくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群の像側主点が第１レンズ群の最も像側の面より十分に像側に存在するように各レンズの屈折力配置が規定され、広画角化と第１レンズ群の最も物体側のレンズの小型化を両立させることができる。
条件式（２）は、主に変倍レンズ群として機能する第２レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、ペッツバール和が負側に大きくなり像面湾曲の補正が難しくなる。
逆に、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、所望の変倍比を達成するために第２レンズ群の移動量を大きくする必要が生じズームレンズの大型化を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、第２レンズ群の屈折力が適正化され、像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に第２レンズ群の移動量が小さくなりズームレンズの小型化を図ることができる。
条件式（３）は、第２レンズ群の屈折力と第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズとの屈折力の比を規定する式である。
条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が弱くなり過ぎ、広画角化を達成しようとしたときに第１レンズ群を通過する軸外光線の高さが高くなり、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの大型化を来たしてしまう。
逆に、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が強くなり過ぎ、変倍に伴う収差補正が困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、第２レンズ群の最も物体側に位置する両凹レンズの屈折力が適正化され、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの小型化及び変倍に伴って発生する収差の良好な補正を行うことができる。
また、第５レンズ群を光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有する構成とすることにより、第５レンズ群によって手振れ等による画像のブレを補正することができる。
別の本発明撮像装置は、ズームレンズが上記のように構成されることにより、変倍比が８倍乃至２０倍、半画角が３５°乃至４５°を達成することが可能である。
［撮像装置の一実施形態］
図１７に、本発明撮像装置及び別の本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０とを有している。また、撮像装置１００は、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
カメラブロック１０は、ズームレンズ１１（本発明及び別の本発明が適用されるズームレンズ１、２、３、４）を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等とによって構成されている。
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データの読出を行う。
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１１の所定のレンズが移動される。
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
尚、フォーカシングは、例えば、入力部７０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード１０００に記録された画像データを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図３及び図４と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図７及び図８と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１１及び図１２と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 ズームレンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１５及び図１６と共に第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、４…ズームレンズ、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、１００…撮像装置、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子

Claims (8)

  1. 正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する
    ズームレンズ。
    （１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
    （２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
    但し、
    Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
    ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    とする。
  2. 前記第２レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式（３）を満足する
    請求項１に記載のズームレンズ。
    （３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
    但し、
    ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
    とする。
  3. 前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズである
    請求項１に記載のズームレンズ。
  4. 正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第２レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する
    ズームレンズ。
    （１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
    （２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
    （３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
    但し、
    Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
    ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
    とする。
  5. 前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズが複合非球面レンズである
    請求項４に記載のズームレンズ。
  6. 前記第５レンズ群は負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第５レンズ群の前記前群又は前記後群を前記可動群とし、像面上に形成される像を光軸に垂直な方向へ移動させることを可能とした
    請求項４に記載のズームレンズ。
  7. ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズは、
    正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する
    撮像装置。
    （１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
    （２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
    但し、
    Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
    ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    とする。
  8. ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズは、
    正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第１レンズ群と、負の屈折力を有し変倍のために光軸方向へ移動可能とされた第２レンズ群と、正の屈折力を有し位置が常時固定とされた第３レンズ群と、正の屈折力を有し変倍による焦点位置の補正と合焦のために光軸方向へ移動可能とされた第４レンズ群と、光軸に垂直な方向へ移動可能とされた可動群を有し正の屈折力を有する第５レンズ群とが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第１レンズ群は、凹レンズと、凸レンズと、凹レンズと凸レンズの接合レンズと、凸レンズが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    前記第２レンズ群は、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
    以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する
    撮像装置。
    （１）０．０３＜Ｈ１′／ｆ１＜０．３
    （２）０．３＜｜ｆ２｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．６５
    （３）０．８＜ｆ２１／ｆ２＜１．６
    但し、
    Ｈ１′：第１レンズ群の最も像側の面の頂点から第１レンズ群の像側の主点までの間隔（−は物体側、＋は像側）
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
    ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
    ｆ２１：第２レンズ群の最も物体側に位置するレンズの焦点距離
    とする。
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