特開 2022-96075 ズームレンズ及び撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022096075

(43)【公開日】2022-06-29

(54)【発明の名称】ズームレンズ及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20220622BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20220622BHJP

   G03B 5/00 20210101ALI20220622BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220622BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/18

G03B5/00 J

H04N5/225 400

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020208971

(22)【出願日】2020-12-17

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100143786

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 宏子

(72)【発明者】

【氏名】山中 久幸

【テーマコード（参考）】

2H087

2K005

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087MA15

2H087NA07

2H087PA14

2H087PA16

2H087PA20

2H087PB17

2H087PB18

2H087PB19

2H087QA02

2H087QA05

2H087QA07

2H087QA12

2H087QA22

2H087QA26

2H087QA37

2H087QA38

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA46

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA36

2H087RA42

2H087SA43

2H087SA47

2H087SA49

2H087SA53

2H087SA55

2H087SA62

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA76

2H087SB02

2H087SB16

2H087SB17

2H087SB21

2H087SB32

2H087SB43

2H087UA01

2K005AA05

2K005CA02

2K005CA23

5C122EA42

5C122EA55

5C122FB03

5C122FE02

5C122GE11

5C122HB10

(57)【要約】

【課題】広画角と高変倍比を両立し、且つ、低コストで製造可能でありながらも、高い結像性能を有するズームレンズ及び当該ズームレンズを有する撮像装置を提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、及び、正の屈折力の第５レンズ群からなり、各レンズ群の間隔を変えることによって変倍するズームレンズであって、前記第１レンズ群は両面が球面の単レンズ１枚からなり、当該単レンズは物体側に凸形状の正メニスカスレンズであり、広角端から望遠端への変倍の際、前記第２レンズ群は像側に凸となる軌跡で移動し、所定の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ及び当該ズームレンズを備えた撮像装置とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、及び、正の屈折力の第５レンズ群からなり、各レンズ群の間隔を変えることによって変倍するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は両面が球面の単レンズ１枚からなり、当該単レンズは物体側に凸形状の正メニスカスレンズであり、
広角端から望遠端への変倍の際、前記第２レンズ群は像側に凸となる軌跡で移動し、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。
８．０ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ １４．０ ・・・（１）
－２．５ ≦ ｆ２／ｆｗ ≦ －１．２ ・・・（２）
ただし、
ｆ１ ： 前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２ ： 前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ ： 広角端における当該ズームレンズの焦点距離

【請求項2】

広角端から望遠端への変倍の際、前記第５レンズ群は光軸方向に固定される請求項１に記載のズームレンズ。

【請求項3】

広角端から望遠端への変倍の際、前記第１レンズ群は像側に凸となる軌跡で移動し、望遠端では広角端よりも物体側に位置する請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。

【請求項4】

無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第４レンズ群は像側に移動する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項5】

以下の条件式を満足する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１．３ ≦ β２ｔ／β２ｗ ≦ ２．０ ・・・（３）
ただし、
β２ｔ ： 望遠端における前記第２レンズ群の横倍率
β２ｗ ： 広角端における前記第２レンズ群の横倍率

【請求項6】

以下の条件式を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
３．８ ≦ Ｒｆ／ｆｗ ≦ ８．０ ・・・（４）
ただし、
Ｒｆ ： 前記第１レンズ群を構成する前記単レンズの物体側の曲率半径
ｆｗ ： 広角端における当該ズームレンズの焦点距離

【請求項7】

以下の条件式を満足する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
－０．８ ≦ （Ｒｆ－Ｒｂ）／（Ｒｆ＋Ｒｂ） ≦ －０．３５ ・・・（５）
ただし、
Ｒｆ ： 前記第１レンズ群を構成する前記単レンズの物体側の曲率半径
Ｒｂ ： 前記第１レンズ群を構成する前記単レンズの像側の曲率半径

【請求項8】

以下の条件式を満足する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１．３ ≦ β４ｔ／β４ｗ ≦ ２．２ ・・・（６）
ただし、
β４ｔ ： 望遠端における前記第４レンズ群の横倍率
β４ｗ ： 広角端における前記第４レンズ群の横倍率

【請求項9】

前記第３レンズ群は物体側から順に、正の屈折力の前側部分群、負の屈折力の中間部分群、及び、正の屈折力の後側部分群からなり、前記中間部分群を光軸と垂直方向に移動させることにより像を移動させる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項10】

以下の条件式を満足する請求項９に記載のズームレンズ。
－５．０ ≦ ｆ３ｎ／ｆｔ ≦ －０．８ ・・・（７）
ただし、
ｆ３ｎ ： 前記中間部分群の焦点距離
ｆｔ ： 望遠端における当該ズームレンズの焦点距離

【請求項11】

以下の条件式を満足する請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
１．５ ≦ ｆ３／ｆｗ ≦ ２．８ ・・・（８）
ただし、
ｆ３ ： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ ： 広角端における当該ズームレンズの焦点距離

【請求項12】

前記第２レンズ群は物体側より順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズとを有する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のズームレンズ。

【請求項13】

請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像側に当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たことを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が広く普及している。このような撮像装置として、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ、監視カメラ、車載カメラ等種々のものがある。いずれの撮像装置においても高機能化、高性能化が進んでいる。また、これらの撮像装置の撮像光学系にあっては、広画角で、且つ高変倍比のズームレンズが求められている。

【0003】

ズームレンズとして、例えば、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を備えた、ポジティブリード型の構成が知られている。ポジティブリード型のズームレンズでは、主に物体側から２番目の第２レンズ群が強い負の屈折力を有し、第２レンズ群に大きな変倍負担を持たせることで高変倍化を実現しやすい構成となっている。また、ポジティブリード型のズームレンズでは、テレフォト性を強くすることが容易であり、全長の短縮化を図りやすい構成となっている。

【0004】

また、ズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を備えた、ネガティブリード型の構成も知られている。ネガティブリード型のズームレンズでは、主に物体側から２番目の第２レンズ群が正の屈折力を有し、第２レンズ群に変倍負担を持たせる。ネガティブリード型のズームレンズでは、ポジティブリード型のズームレンズに比べて大きな変倍比は稼げないものの、画角の広いズームレンズを得るのに適した構成として知られている。

【0005】

このようにズームレンズにおいて広角化を図るには、ネガティブリード型のズームレンズが有利である。しかしながら、ネガティブリード型のズームレンズでは、大きな変倍比を実現しようとすると、第２レンズ群を含む後続レンズ群の移動量を大きくする必要がある。その場合、広角端では第１レンズ群と第２レンズ群との光軸上の間隔を広げておく必要があるため、全長の短縮化が困難となる。また、後続レンズ群に含まれる正の屈折力のレンズ群の移動量が大きくなると、望遠端で明るいＦナンバーを確保することが困難になるため、広角端と望遠端ではＦナンバーの差が大きくなるという問題がある。さらに、広画角の光束に対して、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差を良好に補正するために、第１レンズ群に大口径の非球面レンズを採用すると、コストが大幅に上がるという問題がある。
一方、ポジティブリード型のズームレンズにおいて、広角化と高変倍化の両立を図るには、各レンズ群のパワー配置、レンズ構成等を適切に設定することが重要となる。

【0006】

例えば、ポジティブリード型のズームレンズが特許文献１に開示されている。特許文献１に開示のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群を備え、広角端の撮像画角が７６°～８４°程度であり、変倍比は４．７～１０．１倍程度となっている。当該特許文献１に開示のズームレンズでは、比較的高い変倍比を実現している。全系に対する第１レンズ群のパワーをさらに適切に設定することで一層の広角化が期待される。

【0007】

また、ネガティブリード型のズームレンズが特許文献２に開示されている。特許文献２に開示のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群を備え、広角端の撮像画角が１００°～１０６°程度であり、変倍比が３．５～３．９倍程度となっている。当該ズームレンズでは広角化と高変倍化の両立が図られているが、最も物体側のレンズとして大口径の非球面レンズが採用されているため、コストが高くなるという問題がある。また、像側に配置されている正の屈折力の第４レンズ群、及び正の屈折力の第５レンズ群の移動量が大きいため、望遠端ではＦナンバーが５．８１～６．４３になってしまい、望遠端における明るさが不足してしまうという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１４－２２８８１２号公報

【特許文献2】特開２０１８－１５９８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の課題は上記の問題に鑑みなされたものであって、広画角と高変倍比を両立し、且つ、低コストで製造可能でありながらも、高い結像性能を有するズームレンズ及び当該ズームレンズを有する撮像装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために本件発明に係るズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、及び、正の屈折力の第５レンズ群からなり、各レンズ群の間隔を変えることによって変倍するズームレンズであって、前記第１レンズ群は両面が球面の単レンズ１枚からなり、当該単レンズは物体側に凸形状の正メニスカスレンズであり、広角端から望遠端への変倍の際、前記第２レンズ群は像側に凸となる軌跡で移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
８．０ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ １４．０ ・・・（１）
－２．５ ≦ ｆ２／ｆｗ ≦ －１．２ ・・・（２）
ただし、
ｆ１ ： 前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２ ： 前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ ： 広角端における当該ズームレンズの焦点距離

【0011】

また、上記課題を解決するために本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、当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にする撮像素子とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本件発明によれば、広画角と高変倍比を両立し、且つ、低コストで製造可能でありながらも、高い結像性能を有するズームレンズ及び当該ズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。

【図2】実施例１のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の収差図である。

【図3】実施例１のズームレンズの中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図である。

【図4】実施例１のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の収差図である。

【図5】実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。

【図6】実施例２のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の収差図である。

【図7】実施例２のズームレンズの中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図である。

【図8】実施例２のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の収差図である。

【図9】実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。

【図10】実施例３のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の収差図である。

【図11】実施例３のズームレンズの中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図である。

【図12】実施例３のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の収差図である。

【図13】実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。

【図14】実施例４のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の収差図である。

【図15】実施例４のズームレンズの中間焦点距離における無限遠合焦時の収差図である。

【図16】実施例４のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明するズームレンズ及び撮像装置は本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。

【0015】

１．ズームレンズ
１－１．光学構成
本発明に係るズームレンズの実施の形態を説明する。本実施の形態のズームレンズは物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ群とからなる。

【0016】

（１）第１レンズ群
第１レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群である。最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置することで、高変倍化を実現し易い構成となる。また、第１レンズ群は、両面が球面の単レンズ１枚からなり、当該単レンズは物体側に凸形状の正メニスカスレンズであるものとする。第１レンズ群をこのような形状の単レンズ１枚により構成することで、広画角の光束に対して、像面湾曲及び、歪曲収差の発生を抑制することが容易となる。また、第１レンズ群を両面が球面の正メニスカスレンズ１枚により構成することで、当該ズームレンズの製造コストを低減することができる。また、当該正メニスカスレンズを非球面レンズではなく、両面が球面の球面レンズとすることでより低コスト化を図ることができる。

【0017】

（２）第２レンズ群
第２レンズ群は全体で負の屈折力を有するレンズ群である。その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではないが、例えば、第２レンズ群は物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズとを有することが好ましい。このような構成とすることで、広角端での像面湾曲を良好に補正することが容易となる。また、第２レンズ群は少なくとも負レンズ３枚、少なくとも正レンズ２枚で構成することが好ましい。第１負メニスカスレンズは球面レンズであることが低コスト化の点で好ましい。

【0018】

（３）第３レンズ群
第３レンズ群は全体で正の屈折力を有するレンズ群である。その具体的な構成は特に限定されるものではないが、少なくとも正レンズ３枚と、少なくとも負レンズ２枚を有することが好ましい。このような構成とすることで、全変倍域で球面収差を良好に補正することが容易となる。また、当該構成を採用することで、物体距離の変動に伴う像面湾曲の変動を良好に補正することも容易となる。第３レンズ群は、その一部を光軸と垂直方向に移動可能な中間部分群を備えることが好ましい。この中間部分群を光軸と垂直方向に像を移動させることで所謂ブレ補正を行うことができる。この中間部分群は負の屈折力を有することが収差補正上好ましい。特に、第３レンズ群を、物体側から順に、正の屈折力の前側部分群、負の屈折力の中間部分群及び正の屈折力の後側部分群から構成し、中間部分群によりブレ補正を行うように構成することが収差補正上、好ましい。また、中間部分群は負レンズと正レンズからなる接合レンズにより構成することが好ましい。この構成により、特にブレ補正時の偏心色収差を良好に補正することができる。

【0019】

（４）第４レンズ群
第４レンズ群は全体で負の屈折力を有するレンズ群である。その具体的な構成は特に限定されるものではないが、負レンズ１枚で構成することが好ましい。第４レンズ群は全体を合焦群とすることが好ましい。したがって、負レンズ１枚で構成すると、迅速なオートフォーカスを実現することが容易となる。さらに、当該負レンズは物体側に凸形状の負メニスカスレンズであることが好ましい。このような構成とすることで、物体距離の変化に伴う球面収差の変動を抑制することが容易になる。

【0020】

（５）第５レンズ群
第５レンズ群は全体で正の屈折力を有するレンズ群である。その具体的な構成は特に限定されるものではないが、少なくとも正レンズ１枚と、少なくとも負レンズ１枚を有することが好ましい。第５レンズ群が正の屈折力を有する場合は、特に望遠端において明るいＦナンバーを確保することが容易になる。

【0021】

１－２．動作
（１）変倍
当該ズームレンズは、上記構成を採用し、隣接するレンズ群の光軸上の間隔を変化させることにより変倍する。広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群は像側に凸となる軌跡で移動する。このように移動させることで、広角端での全長を短縮することが容易となる。このとき、望遠端では広角端よりも像側に位置することが好ましい。また、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群は像側に凸となる軌跡で移動し、且つ望遠端では広角端よりも物体側に位置することが好ましい。このように移動させることで、全変倍域において像面湾曲を良好に補正することが容易となり、高変倍化が図れる。また、第５レンズ群は変倍に際して、例えば、物体側に移動してもよいが、光軸方向に固定されていることが変倍機構の簡素化を図る上で好ましい。第１レンズ群及び第２レンズ群が上記のように移動する場合、第３レンズ群及び第４レンズ群は変倍時にそれぞれ物体側に移動することが好ましい。

【0022】

（２）合焦
当該ズームレンズでは、無限遠から近距離物体への合焦に際し、第４レンズ群を合焦群とし、光軸上を像側へ移動させることが好ましい。当該ズームレンズでは、第４レンズ群を１枚乃至２枚程度の少ないレンズ枚数で構成することができる。そのため、合焦群が軽量化され、迅速なフォーカシングが可能となる。

【0023】

１－３．条件式
当該ズームレンズは、上述した構成を採用すると共に、次に説明する条件式を少なくとも１つ以上満足することが望ましい。

【0024】

１－３－１．条件式（１）
８．０ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ １４．０ ・・・（１）
ただし、
ｆ１ ： 第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ ： 広角端における当該ズームレンズの焦点距離

【0025】

条件式（１）は第１レンズ群の焦点距離を適切に設定するための条件式である。条件式（１）を満足させることで、広角化と高変倍化の両立を図ることができる。

【0026】

これに対して、条件式（１）の値が下限値未満になると、第１レンズ群の焦点距離が短くなり過ぎて、負の像面湾曲を補正することが困難になり、広角化が困難となる。また、この負の像面湾曲を補正するためには第２レンズ群のレンズ枚数を多くする必要があり、コストが高くなるため好ましくない。一方、条件式（１）の値が上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が長くなり過ぎて、第２レンズ群による変倍寄与が小さくなり、高変倍化が困難となる。

【0027】

上記効果を得る上で、条件式（１）の上限値は１３．５であることが好ましく、１３．０であることがより好ましい。また、条件式（１）の下限値は８．５であることが好ましく、９．０であることがより好ましく、９．５であることがさらに好ましい。

【0028】

１－３－２．条件式（２）
－２．５ ≦ ｆ２／ｆｗ ≦ －１．２ ・・・（２）
ただし、
ｆ２ ： 第２レンズ群の焦点距離

【0029】

条件式（２）は第２レンズ群の焦点距離を適切に設定するための条件式である。条件式（２）を満足させることで、広角化と光学性能の両立を図ることができる。

【0030】

これに対して、条件式（２）の値が下限値未満になると、広角端における諸収差を良好に補正することは容易となるが、所望の画角を得ることが困難となる。一方、条件式（２）の値が上限値を超えると、広角化は容易となるが、良好な光学性能を得るために、第２レンズ群のレンズ枚数が増えるため、コストが高くなり好ましくない。

【0031】

上記効果を得る上で、条件式（２）の上限値は－１．２５であることが好ましく、－１．３０であることがより好ましい。また、条件式（２）の下限値は－２．３０であることが好ましく、－２．１５であることがより好ましく－２．００であることがさらに好ましい。

【0032】

１－３－３．条件式（３）
１．３ ≦ β２ｔ／β２ｗ ≦ ２．０ ・・・（３）
ただし、
β２ｔ ： 望遠端における第２レンズ群の横倍率
β２ｗ ： 広角端における第２レンズ群の横倍率

【0033】

条件式（３）は広角端における第２レンズ群の横倍率と望遠端における第２レンズ群の横倍率との比、すなわち第２レンズ群の変倍比を適切に設定するための条件式である。条件式（３）を満足させることで、当該ズームレンズを少ないレンズ枚数で構成しつつ、高変倍化を図ることができる。

【0034】

これに対して、条件式（３）の値が下限値未満になると、所望の変倍比を得ることが困難になる。また、所望の変倍比を得るには第２レンズ群より像側のレンズ群で変倍比を稼ぐ必要があり、第３レンズ群、第４レンズ群のレンズ枚数を増加させる必要があるため好ましくない。一方、条件式（３）の値が上限値以上になると、高変倍化は容易となるが、諸収差を良好に補正することが困難となる。

【0035】

上記効果を得る上で、条件式（３）の上限値は１．９であることが好ましく、１．８であることがより好ましく、１．７であることがさらに好ましい。

【0036】

１－３－４．条件式（４）
３．８ ≦ Ｒｆ／ｆｗ ≦ ８．０ ・・・（４）
ただし、
Ｒｆ ： 第１レンズ群を構成する単レンズの物体側の曲率半径

【0037】

条件式（４）は第１レンズ群を構成する単レンズ（正メニスカスレンズ）の物体側の曲率半径の比を規定するための条件式である。条件式（４）を満足させることで、少ないレンズ枚数で像面湾曲を良好に補正することができる。

【0038】

これに対して、条件式（４）の値が下限値未満になると、オーバー方向の像面湾曲が強くなり過ぎる。一方、条件式（４）の値が上限値以上になると、アンダー方向の像面湾曲が強くなり過ぎる。どちらの場合も、像面湾曲を良好に補正するには、第２レンズ群のレンズ枚数を増加させる必要があるため、好ましくない。

【0039】

上記効果を得る上で、条件式（４）の上限値は７．５であることが好ましく、７．０であることがより好ましい。また、条件式（４）の下限値は４．０であることが好ましく、４．１であることがより好ましく、４．２であることがさらに好ましい。

【0040】

１－３－５．条件式（５）
－０．８ ≦ （Ｒｆ－Ｒｂ）／（Ｒｆ＋Ｒｂ） ≦ －０．３５ ・・・（５）
ただし、
Ｒｂ ： 第１レンズ群を構成する単レンズの像側の曲率半径

【0041】

条件式（５）は第１レンズ群を構成する単レンズの形状、すなわち上記正メニスカスレンズのシェイプファクターに関する条件式である。条件式（５）を満足させることで、当該ズームレンズを少ないレンズ枚数で構成しつつ、像面湾曲を良好に補正することができる。

【0042】

これに対して、条件式（５）の値が下限値未満になると、アンダー方向の像面湾曲が強くなり過ぎる。一方、条件式（５）の値が上限値を超えると、オーバー方向の像面湾曲が強くなり過ぎる。どちらの場合も、像面湾曲を良好に補正するには、第２レンズ群のレンズ枚数を増加させる必要があるため、好ましくない。

【0043】

上記効果を得る上で、条件式（５）の上限値は－０．３７であることが好ましく、－０．４０であることがより好ましい。また、条件式（５）の下限値は－０．７５であることが好ましく、－０．７０であることがより好ましい。

【0044】

１－３－６．条件式（６）
１．３ ≦ β４ｔ／β４ｗ ≦ ２．２ ・・・（６）
ただし、
β４ｔ ： 望遠端における第４レンズ群の横倍率
β４ｗ ： 広角端における第４レンズ群の横倍率

【0045】

条件式（６）は広角端における第４レンズ群の横倍率と望遠端における第４レンズ群の横倍率の比、すなわち第４レンズ群の変倍比を適切に設定するための条件式である。条件式（６）を満足させることで、望遠端での全長の小型化と高変倍化の両立を図ることができる。

【0046】

これに対して、条件式（６）の値が下限値未満になると、テレフォト作用が弱くなり過ぎて、望遠端での全長の小型化が図れなくなる。一方、条件式（６）の値が上限値を超えると、テレフォト作用が強くなり過ぎて、少ないレンズ枚数で収差を良好に補正することが困難となる。

【0047】

上記効果を得る上で、条件式（６）の上限値は２．０であることが好ましく、１．９であることがより好ましく、１．８であることがさらに好ましい。条件式（６）の下限値は１．３５であることが好ましく、１．４０であることがさらに好ましい。

【0048】

１－３－７．条件式（７）
第３レンズ群が物体側から順に、正の屈折力の前側部分群、負の屈折力の中間部分群及び正の屈折力の後側部分群から構成される場合、以下の条件式を満足することが好ましい。
－５．０ ≦ ｆ３ｎ／ｆｔ ≦ －０．８ ・・・（７）
ただし、
ｆ３ｎ： 中間部分群の焦点距離
ｆｔ ： 望遠端における当該ズームレンズの焦点距離

【0049】

条件式（７）は望遠端における当該ズームレンズの焦点距離に対する中間部分群の焦点距離の比を適切に設定するための条件式である。第３レンズ群を上記構成とし、中間部分群を光軸と垂直方向に移動させるよう構成したときに、条件式（７）を満足させることで、ブレ補正時における光軸と垂直な方向への中間部分群の移動量を小さくすることができ、中間部分群を光軸と垂直方向に移動させるための駆動手段等の配置も容易になり、駆動手段を含むブレ補正機構全体も小型化することができる。これと同時に、良好な防振性能を得ることができる。

【0050】

これに対して、条件式（７）の値が下限値未満になると、ブレ補正の際における中間部分群の移動量が大きくなり、ブレ補正機構の大型化を招き、好ましくない。一方、条件式（７）の上限を超えると、中間部分群の屈折力が強くなり過ぎて、ブレ補正時の偏心収差の発生を抑えることが困難となる。

【0051】

上記効果を得る上で、条件式（７）の上限値は－０．９であることが好ましく、－１．０であることがより好ましく、－１．１であることがさらに好ましい。また、条件式（７）の下限値は－４．５であることが好ましく、－４．０であることがより好ましく、－３．５であることがさらに好ましい。

【0052】

１－３－８．条件式（８）
１．５ ≦ ｆ３／ｆｗ ≦ ２．８ ・・・（８）
ただし、
ｆ３ ： 第３レンズ群の焦点距離

【0053】

条件式（８）は第３レンズ群の焦点距離を適切に設定するための条件式である。条件式（８）を満足することで、当該ズームレンズを少ないレンズ枚数で構成しつつ、良好な光学性能を得ることができる。

【0054】

これに対して、条件式（８）の値が下限値未満になると、第３レンズ群の焦点距離が短くなり過ぎて、少ないレンズ枚数で球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正することが困難となる。一方、条件式（８）の値が上限値以上になると、全長が大きくなるため好ましくない。

【0055】

上記効果を得る上で、条件式（８）の上限値は２．７であることが好ましく、２．６であることがより好ましく、２．５であることがさらに好ましい。また、条件式（８）の下限値は１．６であることが好ましく、１．７であることがより好ましく、１．８であることがさらに好ましい。

【0056】

２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当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たことを特徴とする。なお、撮像素子はズームレンズの像側に設けられることが好ましい。撮像素子として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等を好適に用いることができる。

【0057】

特に、上記ズームレンズによれば、撮像画角が１００°を超える広い画角と高変倍比を両立し、且つ、低コストで製造可能でありながらも、高い結像性能を実現することができる。当該撮像装置は、特に一眼レフレックスカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置に好適であり、被写体との距離に応じて撮像倍率を適宜調整しつつ、全変倍域において秀麗な撮像画像を得ることができる。

【0058】

次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【実施例0059】

（１）光学構成
図１は、本件発明に係る実施例１のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とから構成される。以下、各レンズ群の具体的な構成について説明する。

【0060】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１から構成される。

【0061】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５が接合された接合レンズと、両凸レンズＬ６とから構成される。負メニスカスレンズＬ３は、両面が非球面形状のガラスモールド型非球面レンズである。

【0062】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９及び両凸レンズＬ１０を接合した接合レンズと、両凹レンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２を接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸レンズＬ１４とから構成される。両凸レンズＬ７は物体側面に、非球面形状に成型された複合樹脂膜が貼付された複合樹脂型非球面レンズである。また、両凸レンズＬ１４は両面が非球面形状のガラスモールド型非球面レンズである。
また、第３レンズ群Ｇ３において、両凹レンズＬ１１及び正メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズは、上記負の屈折力の中間部分群として機能し、当該中間部分群よりも物体側は上記正の屈折力の物体側部分群であり、像側は上記正の屈折力の像側部分群である。

【0063】

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に隣接して配置される。

【0064】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５から構成される。

【0065】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズＬ１６と、物体側に凹面を向けた凹平レンズＬ１７とから構成される。

【0066】

広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸となる軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に凸となる軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は移動せず、光軸方向に固定される。また、第１レンズ群Ｇ１は望遠端では広角端よりも物体側に位置し、第２レンズ群Ｇ２は望遠端では広角端よりも像側に位置する。

【0067】

無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、第４レンズ群Ｇ４全体が合焦群となり、像側に移動する。

【0068】

また、ブレ補正時、両凹レンズＬ１１及び正メニスカスレンズＬ１２からなる中間部分群を防振群として、光軸と垂直方向に移動させる。

【0069】

なお、図１において、「ＩＰ」は像面であり、具体的には、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を示す。また、像面ＩＰの物体側にはカバーガラスＣＧ等の実質的な屈折力を有さない平行平板を備える。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以後説明を省略する。

【0070】

（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。以下に、「レンズデータ」、「諸元表」、「可変間隔」、「レンズ群データ」、「非球面係数」を示す。また、各式の値（表１）は実施例４の後にまとめて示す。

【0071】

「レンズデータ」において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「ｄ」は光軸上のレンズ肉厚又は空気間隔、「ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率、「νｄ」はｄ線におけるアッベ数を示している。また、「面番号」の欄において面番号の次に付した「ＡＳＰＨ」はそのレンズ面が非球面であることを示し、「Ｓ」はその面が開口絞りであることを示す。「ｄ」の欄において、「ｄ（０）」、「ｄ（２）」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時に変化する可変間隔であることを意味する。また、曲率半径の欄の「∞」は無限大を意味し、そのレンズ面が平面であることを意味する。

【0072】

「諸元表」において、「ｆ」は当該ズームレンズの焦点距離、「ＦＮｏ．」はＦナンバー、「ω」は半画角、「Ｙ」は像高を示している。それぞれ広角端、中間焦点距離、望遠端における値を示している。

【0073】

「可変間隔」において、広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時及び近距離物体合焦時の値をそれぞれ示している。

【0074】

「非球面係数」は、次のようにして非球面形状を定義したときの非球面係数を示す。但し、ｘは光軸方向の基準面からの変位量、ｒは近軸曲率半径、Ｈは光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、ｋは円錐係数、Ａｎはｎ次の非球面係数とする。また「非球面係数」の表において「Ｅ±ＸＸ」は指数表記を表し「×１０^±ＸＸ」を意味する。

【0075】

【数1】

【0076】

これらの各表における事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。

【0077】

また、図２、図３及び図４に当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図を示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）である。球面収差図は実線がd線（波長587.56nm）、破線がC線(波長656.28nm)、一点鎖線がg線（波長435.84nm）における球面収差をそれぞれ示す。非点収差図は縦軸が半画角（ω）、横軸がデフォーカスであり、実線がd線のサジタル像面(ds)を示し、破線がd線のメリディオナル像面(dm)をそれぞれ示す。歪曲収差図は、縦軸が半画角（ω）、横軸が歪曲収差である。これらの事項は、他の実施例において示す各収差図においても同じであるため、以下では説明を省略する。

【0078】

［レンズデータ］
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ d(0)
1 65.0021 6.0182 1.61800 63.39
2 208.6666 d(2)
3 155.8807 1.5000 1.87070 40.73
4 16.0000 6.0104
5ASPH 98.7191 1.5000 1.72903 54.04
6ASPH 24.0807 4.7210
7 -70.3366 6.5726 1.67270 32.10
8 -15.7148 1.1000 1.87070 40.73
9 -94.8015 0.2000
10 80.9687 4.6621 1.73800 32.33
11 -45.3782 d(11)
12S ∞ 1.2000
13ASPH 18.9463 0.1500 1.53610 41.21
14 19.9276 4.3209 1.74320 49.34
15 -338.4212 0.2000
16 65.1971 0.8000 1.48749 70.24
17 21.8634 3.0000
18 32.3661 1.0000 1.90366 31.31
19 11.3676 5.4183 1.61800 63.39
20 -110.4950 1.0000
21 -2558.7169 0.8000 1.85478 24.80
22 14.1244 3.0765 1.92286 20.88
23 45.6862 1.1217
24 56.7504 0.8000 1.87070 40.73
25 20.4783 0.2000
26ASPH 15.2031 4.5847 1.49700 81.61
27ASPH -20.4871 d(27)
28 71.7674 0.8000 1.83481 42.72
29 20.0798 d(29)
30 227.4254 3.7769 1.84666 23.78
31 -48.7181 0.2000
32 -82.9567 1.1000 1.83481 42.72
33 ∞ d(33)
34 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
35 ∞ 1.0000
像面 ∞

【0079】

[諸元表]
広角端 中間 望遠端
f 12.4002 23.9969 48.4948
FNo. 4.1032 4.1014 4.1091
ω 52.4982 30.4487 16.1929
Y 14.2000 14.2000 14.2000

【0080】

[可変間隔]
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
d(0) ∞ ∞ ∞ 117.9999 116.0079 87.4758
d(2) 1.0000 18.6880 39.8788 1.0000 18.6880 39.8788
d(11) 41.2343 14.8729 1.8000 41.2343 14.8729 1.8000
d(27) 2.2994 3.1401 2.3042 3.0270 4.7519 5.6427
d(29) 4.6331 14.4578 35.7080 3.9055 12.8460 32.3695
d(33) 14.0000 14.0000 14.0000 14.0000 14.0000 14.0000

【0081】

[レンズ群データ]
群番号 焦点距離
G1 150.3660
G2 -23.1003
G3 25.6267
G4 -33.6343
G5 90.7032

【0082】

[非球面係数]
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
5 0.0000 2.05256E-05 -7.71686E-08 1.39025E-09 -7.53929E-12 1.54103E-14
6 -2.0659 1.65972E-05 -8.91756E-08 1.44815E-09 -9.11239E-12 1.68520E-14
13 -0.4968 -8.90716E-06 -3.63667E-08 3.16922E-10 -3.36685E-12 1.21169E-14
26 -2.1426 5.71665E-06 -4.03507E-09 -2.79675E-09 2.97656E-11 4.90854E-14
27 0.0039 1.26990E-06 4.10245E-08 -5.32608E-09 4.19031E-11 0.00000E+00

【実施例0083】

（１）光学構成
図５は、本件発明に係る実施例２のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とから構成される。以下、各レンズ群の具体的な構成について説明する。

【0084】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１から構成される。

【0085】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５を接合した接合レンズと、両凸レンズＬ６及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７を接合した接合レンズとから構成される。負メニスカスレンズＬ３は、両面が非球面形状のガラスモールド型非球面レンズである。

【0086】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８及び物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９を接合した接合レンズと、両凸レンズＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２を接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４を接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と、両凸レンズＬ１６とから構成される。両凸レンズＬ１０は物体側面が非球面形状のガラスモールド型非球面レンズである。また、両凸レンズＬ１６は両面が非球面形状のガラスモールド型非球面レンズである。
また、第３レンズ群Ｇ３において、負メニスカスレンズＬ１３及び正メニスカスレンズＬ１４からなる接合レンズは、上記負の屈折力の中間部分群として機能し、当該中間部分群よりも物体側は上記正の屈折力の物体側部分群であり、像側は上記正の屈折力の像側部分群である。

【0087】

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に隣接して配置される。

【0088】

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１７から構成される。

【0089】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズＬ１８と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１９とから構成される。

【0090】

広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸となる軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に凸となる軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は移動せず、光軸方向に固定される。また、第１レンズ群Ｇ１は望遠端では広角端よりも物体側に位置し、第２レンズ群Ｇ２は望遠端では広角端よりも像側に位置する。

【0091】

無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、第４レンズ群Ｇ４全体が合焦群となり、像側に移動する。

【0092】

また、ブレ補正時、負メニスカスレンズＬ１３及び正メニスカスレンズＬ１４からなる中間部分群を防振群として、光軸と垂直方向に移動させる。

【0093】

（２）数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。以下に、「レンズデータ」、「諸元表」、「可変間隔」、「レンズ群データ」、「非球面係数」を示す。また、図６～図８に当該ズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図を示す。

【0094】

［レンズデータ］
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ d(0)
1 69.6489 5.2838 1.72916 54.67
2 193.9477 d(2)
3 104.0246 1.5000 1.91082 35.25
4 15.5600 6.3028
5ASPH 264.5900 1.5000 1.69350 53.18
6ASPH 27.8502 4.2366
7 -62.2995 6.5018 1.63980 34.47
8 -14.7379 1.1000 1.87070 40.73
9 -69.7945 0.2000
10 102.7877 4.8134 1.78880 28.43
11 -33.7490 1.1000 1.78800 47.37
12 -47.0827 d(12)
13S ∞ 1.2000
14 21.5997 3.0190 1.85478 24.80
15 49.2140 0.8000 1.62004 36.26
16 24.8239 0.2000
17ASPH 18.7372 4.4371 1.61800 63.39
18 -808.6457 0.2000
19 79.0351 0.8000 1.90366 31.31
20 10.6812 5.1490 1.61800 63.39
21 362.7287 1.0000
22 163.9695 0.8000 1.78472 25.72
23 18.9351 2.5191 1.92286 20.88
24 44.3337 1.0000
25 34.3399 0.8000 1.90366 31.31
26 17.0919 1.5765
27ASPH 16.7422 4.6570 1.49700 81.61
28ASPH -21.7616 d(28)
29 60.1576 0.8000 1.87070 40.73
30 21.9605 d(30)
31 146.5671 4.3628 1.84666 23.78
32 -41.2076 0.2000
33 -48.1238 1.1000 1.83481 42.72
34 -1190.7465 d(34)
35 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
36 ∞ 1.0000

【0095】

[諸元表]
広角端 中間 望遠端
f 12.3964 23.9947 48.4941
FNo. 4.1089 4.1105 4.1103
ω 52.4993 30.7592 16.2779
Y 14.2000 14.2000 14.2000

【0096】

[可変間隔]
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
d(0) ∞ ∞ ∞ 198.0011 195.1521 164.0136
d(2) 1.0000 17.3092 39.6878 1.0000 17.3092 39.6878
d(12) 38.9832 13.6234 1.3000 38.9832 13.6234 1.3000
d(28) 3.0237 3.5878 2.3061 3.5775 4.8407 4.9781
d(30) 4.8331 16.1686 38.5336 4.2793 14.9156 35.8616
d(34) 14.0000 14.0000 14.0000 14.0000 14.0000 14.0000

【0097】

[レンズ群データ]
群番号 焦点距離
G1 146.4170
G2 -22.3208
G3 26.8486
G4 -40.1131
G5 103.0230

【0098】

[非球面係数]
面番号 k A4 A6 A8 A10 A12
5 0.0000 4.34520E-05 -4.03495E-07 4.43036E-09 -2.27373E-11 4.80977E-14
6 -0.1189 2.37878E-05 -4.98167E-07 5.94419E-09 -3.57959E-11 8.25015E-14
17 0.0000 -1.40958E-05 -3.81981E-08 -1.37554E-10 1.30953E-14 0.00000E+00
27 -2.7772 1.23394E-05 -1.18067E-07 -1.31728E-10 -2.66505E-11 3.89725E-13
28 0.9331 -1.26243E-06 -1.76548E-08 -2.62179E-09 -1.22192E-11 2.49571E-13