JP6786473B2

JP6786473B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP6786473B2
Application number: JP2017251649A
Authority: JP
Inventors: 浩文太幡
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: CN109975966A; JP2019117320A; CN109975966B

Description

本発明は、小型・軽量かつ収差が良好に補正され、良好な解像性能を持つズームレンズに関する。

近年、CCDやCOMS等の固体撮像素子が搭載された撮像装置は、一眼レフカメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等、幅広い分野で急速に普及している。それに伴い、高画素化・高感度化が進んだ固体撮像素子に対応したレンズの需要が拡大している。
高画素化・高感度化が進んだ固体撮像素子を搭載した撮像装置に関し、近年、さらに高解像力を有する明るいレンズが求められている。また、撮像装置の小型化の要望も大きく、撮影レンズの小型、軽量化も望まれている。
一方、ビデオカメラや監視カメラ等の用途において、広範な利用を可能にするため、広い画角を持つことに加えて、昼間のみならず夜間も使用することを可能にするため、通常の撮影波長域である可視光域に限らず、近赤外域を含む長波長域も加えた広範な波長にも対応した明るく高解像のズームレンズの要望もある。

従来公知のズームレンズに関し、正負正正負の５群構成から成り、第１レンズ、第３レンズ群、第５群レンズ群を固定し、第２レンズ群を物体側から像面側へさせることによって広角端から望遠端への移動への変倍を行い、第４レンズ群を移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行うズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来公知の他のズームレンズとして、正負正正負の５群構成から成り、３〜５倍程度の変倍比とした場合に良好な光学性能が得られ、かつレンズ系全体が小型化されたリアフォーカス式のズームレンズが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

従来公知のさらに他のズームレンズとして、正負正正負の５群構成から成り、有限遠時においても無限遠時と同等のズーム倍率を確保することができる、大口径比、高解像度で小型軽量なズームレンズが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許第５８４７６７５号特開２００４−３５４８７０号特開２００６−３００９６９号

特許文献１等によって提案されたズームレンズは、望遠系に適した構成であり、広角系に適用した場合は、画角を大きくした際に発生する像面湾曲や色収差の収差補正が難しい。また、広角で大口径比の光学系に適用した場合は、変倍に伴う収差を補正する役割を持つ第２レンズ群と第４レンズ群の実施例に示される焦点距離の比によっては、広角端から望遠端において十分な収差補正ができず、高性能化が困難である。

特許文献２等によって提案されたズームレンズにおいては、大口径化した場合、大口径化に伴う球面収差の補正が困難であると共に、第５レンズ群のレンズ枚数が少ないため、大口径化と高性能化の両立が難しい。

特許文献３等によって提案されたズームレンズにおいては、広角化した場合に発生する収差を補正することが難しく、さらなる広角化と高解像化を実現することは難しい。

（発明の目的）
本発明は、従来技術のズームレンズ及び撮像装置の上述した問題点に鑑みなされたものであって、小型・軽量かつ収差が良好に補正され、良好な解像性能を持つズームレンズを提供することを目的とする。

本発明は
物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とから構成され、
広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、及び前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群が光軸上を移動し、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とするズームレンズ
-40.0 ≦ f1/f2 ≦ -8.5 ....................... (1)
-1.1 ≦ f2/f4 ≦ -0.5 ....................... (2)
ただし、
f1は前記第1レンズ群の焦点距離
f2は前記第2レンズ群の焦点距離
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
である。

本発明によれば、小型・軽量かつ収差が良好に補正され、良好な解像性能を持つズームレンズを提供することができる。

本発明のズームレンズの第１実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第１実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第１実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第２実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第２実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第２実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第３実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第３実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第３実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第４実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第４実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第４実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第５実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第５実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第５実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第６実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第６実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第６実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第７実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第７実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第７実施例の望遠端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第８実施例の広角端及び望遠端のレンズ構成図である。本発明のズームレンズの第８実施例の広角端の各種収差図である。本発明のズームレンズの第８実施例の望遠端の各種収差図である。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群、負の屈折力を持つ第５レンズ群から構成され、
広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、及び前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群が光軸上を移動し、
所定の条件式を満足する。

本発明のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時において、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、及び前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群が光軸上を移動する。フォーカス時は、前記第２レンズ群が光軸上を移動する。従って、本発明のズームレンズは、変倍時及びフォーカス時に光軸上を移動するレンズ群が少なく、かつ変倍時及びフォーカス時に光学系の全長が変わらないインナーフォーカスタイプであり、変倍駆動系やフォーカス駆動系を簡易な構成にすることができる利点を有する。インナーフォーカスタイプの本発明のズームレンズが、自動フォーカス（AF）系の駆動力を小さくでき、また変倍時及びフォーカス時の重心移動が少なく安定しており、さらに光学フィルターの配置が容易となる等の一般的利点を持っていることはもちろんである。さらに、前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つことから、第３レンズ群は、第２レンズ群により発散した光束を収束させる効果を持ち、第３レンズ群以降のレンズ群による球面収差の補正を容易にし、良好な解像性能を得ることができる。また、第３レンズ群が正の屈折力を持つことは、全長の短縮化そしてズームレンズの小型化にも寄与する。ここで、全長とは、第１レンズ群の物体側第１面から結像面までの光軸上の距離である。

さらに、第３レンズ群は少なくとも単レンズ成分を有する。単レンズ成分とは、接合レンズや複合非球面レンズを含む物体側と像側のみ空気層に接しているレンズ成分のことである。前記第３レンズ群の小型化を考慮すると、前記第３レンズ群は１枚の正レンズ、または１枚の正レンズと１枚の負レンズが接合された接合レンズであることが好ましい。

なお、開口絞りが配置される位置は特に限定されるものではないが、変倍の際に第３レンズ群と共に固定されることが好ましい。開口絞りを正の屈折力を持つ第３レンズ群と共に配置することにより、球面収差を効果的に補正することができる。開口絞りは、第３レンズ群の物体側、像側およびレンズの間のいずれにも配置することができるが、本発明のズームレンズにおいては球面収差補正効果を考慮すると像側に配置することが望ましい。

また、本発明に係るズームレンズは、以下の条件式を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。

本発明のズームレンズは、以下に示す条件式(1)を満足することが好ましい。
-40.0 ≦ f1/f2 ≦ -8.5 ....................... (1)
ただし、
f1は前記第1レンズ群の焦点距離
f2は前記第2レンズ群の焦点距離
である。

条件式(1)は、第２レンズ群の焦点距離と、第１レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(1)を満足することで、第１レンズ群と第２レンズ群の焦点距離を適切に設定し、球面収差を良好に補正し、広角で大口径比、小型で良好な解像性能を持つ光学系を得ることができる。
条件式(1)の下限を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、全長が長くなると共に、球面収差の補正が困難となり、小型で良好な光学性能を実現することが難しくなる。
条件式(1)の上限を上回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、球面収差が補正過剰になり、良好な性能を持つ光学系を得ることが困難となる。

なお、上記条件式(1)の下限値は、-35.0以上であることが好ましく、-30.0以上であることがより好ましい。また、上記条件式(1)の上限値は、-9.0以下であることが好ましく、-9.5以下であることがより好ましい。

本発明のズームレンズは、以下に示す条件式(2)を満足することが好ましい。
-1.1 ≦ f2/f4 ≦ -0.5 ....................... (2)
ただし、
f2は前記第2レンズ群の焦点距離
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
である。

条件式(2)は、第４レンズ群の焦点距離と、第２レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2)を満足することで、第２レンズ群と第４レンズ群の焦点距離が適切に設定される。これにより、広角端から望遠端への変倍の際に第２レンズ群により発生する像面湾曲を第４レンズ群で良好に補正することが可能となる。
条件式(2)の下限を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、第２レンズ群で発生する像面湾曲は小さくなるが、広角端から望遠端への変倍時の第２レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズの小型化が困難となる。
条件式(2)の上限を上回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、第２レンズ群で発生する像面湾曲が大きくなり、変倍により第２レンズ群が光軸上を移動した際に発生する像面湾曲を第４レンズ群で補正することが困難になる。

なお、上記条件式(2)の下限値は、-1.05以上であることが好ましく、-1.00以上であることがより好ましい。また、上記条件式(2)の上限値は、-0.51以下であることが好ましく、-0.52以下であることがより好ましい。

（第２実施形態）
本発明のズームレンズは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
3.0 ≦ f3/fw ≦ 7.5 ......................... (3)
ただし、
fwは広角端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
f3は前記第3レンズ群の焦点距離
である。

条件式(3)は、広角端における無限遠合焦時の全系の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。
条件式(3)を満足することにより、広角端における第３レンズ群の屈折力を球面収差が良好に補正可能な範囲に設定する。さらに、条件式(3)を満足することにより、前記第２レンズ群により発散した光束を収束させることができ、ズームレンズの小型化を実現する。
条件式(3)の下限を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、球面収差が補正過剰となり、良好な球面収差補正が困難となる。
条件式(3)の上限を上回ると、第３レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、球面収差が補正不足となると共に、全長が長くなるために光学系の小型化が困難となる。

なお、上記条件式(3)の下限値は、3.3以上であることが好ましく、3.5以上であることがより好ましい。また、上記条件式(3)の上限値は、7.3以下であることが好ましく、7.0以下であることがより好ましい。

（第３実施形態）
本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群が、無限遠から近距離へのフォーカス時に光軸上を移動し、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
-1.8 ≦ f2/fw ≦ -0.7 ...................... (4)
ただし、
fwは広角端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
f2は前記第2レンズ群の焦点距離
である。

本発明のズームレンズにおいて、無限遠から有限距離（近距離）へのフォーカスは第２レンズ群を移動させることによってフォーカスに伴う収差変動を抑えることができ、無限遠から有限距離（近距離）まで良好な結像性能を得ることができる。

条件式(4)は、広角端における無限遠合焦時の全系の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(4)を満足することにより、コマ収差、像面湾曲等の収差補正を可能にするように広角端における第２レンズ群の焦点距離を設定することができる。

条件式(4)の下限を下回ると、広角端において第２レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、コマ収差、像面湾曲などの収差が増大し、フォーカスに伴う収差変動を抑えることが難しくなり、良好な光学性能を得ることが難しくなる。
条件式(4)が上限を上回ると、広角端において第２レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、フォーカス時や変倍時の移動量が大きくなり、小型化が困難となる。

なお、上記条件式(4)の下限値は、-1.7以上であることが好ましく、-1.65以上であることがより好ましい。また、上記条件式(4)の上限値は、-0.8以下であることが好ましく、-0.9以下であることがより好ましい。

（第４実施形態）
本発明のズームレンズは、前記第１レンズ群は、１枚の正レンズからなることが望ましい。
第１レンズ群を正レンズ１枚で構成することにより、製造コストの低減に加えて、光学系の軽量・小型化が図れる。また、第１レンズが変倍時に固定されていることは、レンズ物体側からの防塵・防滴に有利である。

（第５実施形態）
本発明のズームレンズは、前記第５レンズ群が、物体側から順に負レンズと、正の屈折力を持つ部分群とからなり、以下に示す条件式(5)を満足することが望ましい。
-1.3 ≦ f5a/f4 ≦ -0.7 ...................... (5)
ただし、
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
f5aは前記第5レンズ群の最も物体側に配置される負レンズの焦点距離
である。

第５レンズ群は、物体側から順に負レンズ、正の屈折力を持つ部分群からなる。この様に第５レンズ群を構成することにより、広角端から望遠端までの非点収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
条件式(5)は、第４レンズ群の焦点距離と第５レンズ群の最も物体側に配置される負レンズの焦点距離の比を規定するものである。条件式(5)を満足することで、非点収差、像面湾曲を適切に補正することができる。
条件式(5)の下限を下回ると、第５レンズ群の最も物体側に配置される負レンズの焦点距離が長くなりすぎ、非点収差、像面湾曲が補正不足になり、良好な光学性能を得ることが難しくなる。
条件式(5)の上限を上回ると、第５レンズ群の最も物体側に配置される負レンズの焦点距離が短くなりすぎ、非点収差、像面湾曲が補正過剰になり、良好な光学性能を得ることが難しくなる。

なお、上記条件式(5)の下限値は、-1.2以上であることが好ましく、-1.1以上であることがより好ましい。また、上記条件式(5)の上限値は、-0.8以下であることが好ましく、-0.9以下であることがより好ましい。

（第６実施形態）
本発明のズームレンズは、前記第５レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、
以下に示す条件式(6)及び(7)を満足することが望ましい。
60.0 ≦ vd5p1 ................................ (6)
38.0 ≧ vd5p2 ................................ (7)
ただし、
vd5p1は前記第5レンズ群に使用される少なくとも1枚の正レンズのアッベ数
vd5p2は前記第5レンズ群に使用される少なくとも1枚の正レンズのアッベ数
である。

第５レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有することで、色収差の発生を抑えることができる。さらに、２枚の正レンズのうち１枚が条件式(6)を満足し、他方が条件式（７）を満足することで、より色収差の発生を抑制することができる。

第５レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも２枚の負レンズを有することで、色収差を良好に補正することができる。
条件式(6)は、前記第５レンズ群の少なくとも１枚の正レンズのアッベ数を規定するものである。条件式(6)を満足することにより、第５レンズ群において主に可視光域の軸上色収差、倍率色収差を補正することができる。
条件式(7)は、前記第５レンズ群の少なくとも１枚の正レンズのアッベ数を規定するものである。条件式(7)を満足することにより、第５レンズ群において主に近赤外域の軸上色収差、倍率色収差を補正することができる。

なお、第５レンズ群が３枚以上の正レンズを有する場合であっても、そのうちの１枚の正レンズが条件式(6)を満たし、他の正レンズのうちの１枚の正レンズが条件式(7)を満たしていれば、これら２枚の正レンズ以外の正レンズのアッベ数は特に限定されるものではない。

なお、条件式(6)の下限は、65.0以上であることが好ましく、68.0以上であることがより好ましい。また、上述のとおりアッベ数は大きいほど分散が小さくなる特性であって、条件式の意図と合致することから上限を述べる必要はないと考えるが、上限を定める場合は、例えば120.0以下であればよいが、100.0以下であることが好ましく、95.0以下であることがより好ましく、90.0以下であることが更に好ましい。

なお、条件式(7)の上限は、35.0であることが好ましく、32.0であることがより好ましい。また、下限を定める場合は、0より大きければよいが、10以上であることがより好ましく、15以上の何れかであることが更に好ましい。

なお、条件式(6)及び条件式(7)は何れか一方を満足していても、それぞれの効果を得ることができる。さらに、２つの式を満足することで、より良好に収差補正が可能となり好ましい。

（第７実施形態）
本発明のズームレンズは、第３レンズ群を構成するレンズが、以下に示す条件式(8)及び(9)を満足することが望ましい。
1.7 ≦ nd3_ave ............................... (8)
45.0 ≧ vd3_ave .............................. (9)
ただし、
nd3_aveは前記第3レンズ群に使用されるレンズの屈折率の平均値
vd3_aveは前記第3レンズ群に使用されるレンズのアッベ数の平均値
である。

条件式(8)は、第３レンズ群に含まれるレンズの屈折率の平均値を規定するものである。条件式(8)を満足することにより、第３レンズ群において球面収差を補正する効果が得られる。
条件式(9)は、第３レンズ群に含まれるレンズのアッベ数の平均値を規定するものである。条件式(9)を満足することにより、第３レンズ群において主に近赤外域の軸上色収差を補正する効果が得られる。

なお、条件式（８）及び条件式（９）は何れか一方を満足していても、それぞれの効果を得ることができる。さらに、２つの式を満足することで、より良好に収差補正が可能となり好ましい。

なお、条件式（８）の下限は1.8であることが好ましく、1.85であることがより好ましい。また、上限を定める場合、4.0以下であることが好ましく、3.0以下であることが好ましく、2.2以下であることがより好ましい。

また、条件式（９）の上限は、43.0であることが好ましく、40.0であることがより好ましい。また、下限を定める場合は、０より大きいことが好ましく、5.0以上であることが好ましく、10.0以上であることが好ましく、15.0以上であることがより好ましい。

第３レンズ群は２枚以下のレンズで構成されることが、レンズの軽量化、鏡筒の簡素化のために好ましい。また、少なくとも１つの正の屈折力を有する単レンズ成分を有することが好ましい。正の単レンズ成分を有することで、負の屈折力を持つ第２レンズ群を通過することで発散光束となった光束を収束させる効果を持ち、光学系を小型化することができる。
第３レンズ群は、１枚の正レンズ、または１枚の正レンズと１枚の負レンズを接合した接合レンズから構成されることが好ましい。この構成を有することによって、第３レンズ群を小さくでき、光学系の小型化を実現できる。
また絞りを第３レンズ群に固定して配置することにより、球面収差を効果的に補正することができる。第３レンズ群が１枚の正レンズで構成される場合は、主に球面収差を補正することができる。第３レンズ群が正レンズ１枚と負レンズ１枚の接合レンで構成される場合は、球面収差と共に軸上色収差も補正することができ、高い光学性能を持つ光学系が得られる。第３レンズ群が接合レンズで構成される場合は、物体側から順に正レンズ、負レンズであることが収差補正上望ましい。

（第８実施形態）
本発明のズームレンズは、前記第４レンズ群が、最も物体側にプラスチックレンズを使用することが望ましい。
第４レンズ群の最も物体側に使用するプラスチックレンズは、製造コストを低減することができることに加えて、容易に非球面を採用することができる。非球面の採用により、球面収差を極めて良好に補正し、高い解像性能を維持したまま、光学系を低コスト化、軽量化することができる。

（第９実施形態）
本発明のズームレンズは、以下に示す条件式(10)を満足することが望ましい。
0.4 ≦ f4/ft ≦ 0.9 ....................... (10)
ただし、
ftは望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
である。

条件式(10)は、望遠端における無限遠合焦時の全系の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(10)を満足することより、望遠端における第４レンズ群の焦点距離を適切に設定し、望遠端において球面収差、像面湾曲を適切に補正することができる。
条件式(10)の下限を下回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、球面収差、像面湾曲が補正過剰となり良好な光学系を得ることが困難となる。
条件式(10)の上限を上回ると、第４レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、球面収差、像面湾曲が補正不足になるため、良好な光学性能を得ることが難しい。また、第４レンズ群の移動量が大きくなり全長が長くなるため、光学系の小型化が困難となる。

なお、上記条件式(10)の下限値は、0.5以上であることが好ましく、0.55以上であることがより好ましい。また、上記条件式(10)の上限値は、0.8以下であることが好ましく、0.75以下であることがより好ましい。

（第１０実施形態）
本発明のズームレンズは、以下に示す条件式(11)を満足することが望ましい。
-50.0 ≦ f5/fw ≦ -4.5 .................. (11)
ただし、
fwは広角端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
f5は前記第5レンズ群の焦点距離
である。

条件式(11)は、広角端における無限遠合焦時の全系の焦点距離と第５レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(11)を満足することにより、広角端における第５レンズ群の焦点距離を像面湾曲及び歪曲収差を補正可能な範囲に設定し、広角端において像面湾曲を良好に補正し、歪曲を適切に補正することができる。
条件式(11)の下限を下回ると、第５レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、像面湾曲、歪曲が補正不足になると共に、広角端においてバックフォーカスが長くなり光学系の小型化が困難となる。
条件式(11)の上限を上回ると、第５レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、像面湾曲、歪曲が補正過剰となり適切な光学系を得ることが困難となる。

なお、上記条件式(11)の下限値は、-45.0以上であることが好ましく、-40.0以上であることがより好ましい。また、上記条件式(11)の上限値は、-4.8以下であることが好ましく、-5.0以下であることがより好ましい。

（第１１実施形態）
本発明のズームレンズは、以下に示す条件式(12)を満足することが望ましい。
-19.0 ≦ f5/ft ≦ -1.5 ..................... (12)
ただし、
ftは望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
f5は前記第5レンズ群の焦点距離
である。

条件式(12)は、望遠端における無限遠合焦時の全系の焦点距離と第５レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(12)を満足することにより、望遠端における第５レンズ群の焦点距離を広角端における第５レンズ群の焦点距離を像面湾曲及び歪曲収差を補正可能な範囲に設定し、広角端において像面湾曲を良好に補正し、歪曲を適切に補正することができる。
条件式(12)の下限を下回ると、第５レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、像面湾曲、歪曲が補正不足になると共に、広角端においてバックフォーカスが長くなり光学系の小型化が困難となる。
条件式(12)の上限を上回ると、第５レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、像面湾曲、歪曲が補正過剰となり適切な光学系を得ることが困難となる。

なお、上記条件式(12)の下限値は、-17.0以上であることが好ましく、-15.0以上であることがより好ましい。また、上記条件式(12)の上限値は、-1.7以下であることが好ましく、-1.8以下であることがより好ましい。

本発明の他の実施の形態（以下、第１２実施形態という）について説明する。
本発明の第１２実施形態の撮像装置は、上述した第１実施形態のズームレンズと、該ズームレンズの結像位置に配置された固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置である。第１２実施形態の撮像装置は、第１実施形態のズームレンズによって固体撮像素子の光電変換特性に対応した結像を形成し、鮮明な画像を形成する画像信号を効率的に形成することができる。

以下、本発明のズームレンズの第１実施例〜第８実施例を添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、ｆ（焦点距離）、Ｆｎｏ（F値）、ω（画角）、像高、レンズ全長、ＢＦ（バックフォーカス）を示す。ｄ２は第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を示す。ｄ７は第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を示す。ｄ１２は第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を示す。ｄ１７は第４レンズ群と第５レンズ群の間隔を示す。
ただし、実施例８においては、ｄ２は第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を示す。ｄ７は第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を示す。ｄ１１は第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を示す。ｄ１６は第４レンズ群と第５レンズ群の間隔を示す。

非球面は、次の非球面式で示される。

前記非球面式において、ｋは円錐係数を示す。Ａは２次の非球面係数、Ｂは４次の非球面係数、Ｃは６次の非球面係数、Ｄは８次の非球面係数、Ｅは１０次の非球面係数を示す。（Ｅ−ｎ）は（×１０の−ｎ乗）を示す。

以下の各実施例において、第２レンズ群Ｇ２がフォーカスレンズである。各実施例において、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合は、各レンズ構成図に矢印２ｃに示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側に移動させる。各レンズ構成図において、実線２ａとは点線２ｂは、各々無限遠物体近距離物体にフォーカスしているとき、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。

各実施例のレンズ構成図において、Ｇ１〜Ｇ５は第１レンズ群〜第５レンズ群を示す。Ｓは開口絞りを示す。ＣＧはカバーガラスを示す。ＩＭＧは結像を示す。

（実施例１）
実施例１のズーム比は、２．８２である。
実施例１のレンズデータが、第１表に示される。

実施例１の各種データが第２表に示される。

実施例１の非球面係数が第３表に示される。

（実施例２）
実施例２のズーム比は、２．７０である。
実施例２のレンズデータが、第４表に示される。

実施例２の各種データが第５表に示される。

実施例２の非球面係数が第６表に示される。

（実施例３）
実施例３のズーム比は、２．６５である。
実施例３のレンズデータが、第７表に示される。

実施例３の各種データが第８表に示される。

実施例３の非球面係数が第９表に示される。

（実施例４）
実施例４のズーム比は、２．６９である。
実施例４のレンズデータが、第１０表に示される。

実施例４の各種データが第１１表に示される。

実施例４の非球面係数が第１２表に示される。

（実施例５）
実施例５のズーム比は、２．６３である。
実施例５のレンズデータが、第１３表に示される。

実施例５の各種データが第１４表に示される。

実施例５の非球面係数が第１５表に示される。

（実施例６）
実施例６のズーム比は、２．７９である。
実施例６のレンズデータが、第１６表に示される。

実施例６の各種データが第１７表に示される。

実施例６の非球面係数が第１８表に示される。

（実施例７）
実施例７のズーム比は、２．７９である。
実施例７のレンズデータが、第１９表に示される。

実施例７の各種データが第２０表に示される。

実施例７の非球面係数が第２１表に示される。

（実施例８）
実施例８のズーム比は、２．８４である。
実施例８のレンズデータが、第２２表に示される。

実施例８の各種データが第２３表に示される。

実施例８の非球面係数が第２４表に示される。

実施例１〜実施例４の条件式に関する値を第２５表に示す。実施例５〜実施例８の条件式に関する値を第２６表に示す。

実施例１〜実施例４の条件式の値を第２７表に示す。実施例５〜実施例８の条件式の値を第２８表に示す。

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
S 開口絞り
ＣＧカバーガラス
ＩＭＧ結像面

Claims

物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とから構成され、
広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、及び前記第５レンズ群が固定され、前記第２レンズ群、前記第４レンズ群が光軸上を移動し、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
-40.0 ≦ f1/f2 ≦ -8.5 ....................... (1)
-1.1 ≦ f2/f4 ≦ -0.5 ....................... (2)
ただし、
f1は前記第1レンズ群の焦点距離
f2は前記第2レンズ群の焦点距離
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
以下に示す条件式(3)を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3.0 ≦ f3/fw ≦ 7.5 ......................... (3)
ただし、
fwは広角端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
f3は前記第3レンズ群の焦点距離
前記第２レンズ群は、無限遠から近距離へのフォーカス時に光軸上を移動し、以下に示す条件式(4)を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
-1.8 ≦ f2/fw ≦ -0.7 ...................... (4)
ただし、
fwは広角端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
f2は前記第2レンズ群の焦点距離
前記第1レンズ群は、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３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
前記第５レンズ群は、物体側から順に負レンズと、正の屈折力を持つ部分群とからなり、以下に示す条件式(5)を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-1.3 ≦ f5a/f4 ≦ -0.7 .................... (5)
ただし、
f5aは前記第5レンズ群の最も物体側に配置される負レンズの焦点距離
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
前記第５レンズ群は、少なくとも2枚の正レンズを有し、
以下に示す条件式(6)及び(7)を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
60.0 ≦ vd5p1 ................................ (6)
38.0 ≧ vd5p2 ................................ (7)
ただし、
vd5p1は前記第5レンズ群に含まれる、少なくとも2枚の正レンズのうちの一方の正レンズのアッベ数
vd5p2は前記第5レンズ群に含まれる、少なくとも2枚の正レンズのうちの他方の正レンズのアッベ数
以下に示す条件式(8)及び(9)を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
1.7 ≦ nd3_ave ............................... (8)
45.0 ≧ vd3_ave .............................. (9)
ただし、
nd3_aveは前記第3レンズ群に含まれる、レンズの屈折率の平均値
vd3_aveは前記第3レンズ群に含まれる、レンズのアッベ数の平均値
前記第４レンズ群は、最も物体側にプラスチックレンズを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
以下に示す条件式(10)を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
0.4 ≦ f4/ft ≦ 0.9 ....................... (10)
ただし、
ftは望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
f4は前記第4レンズ群の焦点距離
以下に示す条件式(11)を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-50.0 ≦ f5/fw ≦ -4.5 .................. (11)
ただし、
fwは広角端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
f5は前記第5レンズ群の焦点距離
以下に示す条件式(12)を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
-19.0 ≦ f5/ft ≦ -1.5 ..................... (12)
ただし、
ftは望遠端における無限遠合焦時の当該ズームレンズの焦点距離
f5は前記第5レンズ群の焦点距離
請求項１から１１のいずれか一項に記載のズームレンズと、該ズームレンズの結像位置に配置された固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。