JP4984231B2 - ズームレンズ、光学機器、および結像方法 - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に適したズームレンズに関する。
従来、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられる大口径広角ズームレンズとして、負の屈折力を有するレンズ群が先行する４群ズームレンズや、５群ズームレンズが開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。近年、このようなズームレンズに対しては、収差性能だけではなく、光学性能を損なう要因の一つであるゴーストやフレアに関する要求も厳しさを増しており、そのためレンズ面に施される反射防止膜にもより高い性能が要求され、要求に応えるべく多層膜設計技術や多層膜成膜技術も進歩を続けている（例えば、特許文献３を参照）。
特開２００１−１７４７０４号公報
特開２００１−３１８３１４号公報
特開２０００−３５６７０４号公報
従来から、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えたズームレンズにおいては、広角端状態において画角が８０度以上を達成しているものの、非点収差やコマ収差を良好に補正するのが大変難しいという問題があった。例えば、特許文献１の開示例では、負の屈折力を有するレンズ群が先行する５群ズームレンズで口径比が２．８程度の大口径であるものの、最大画角が７５度程度しかない。また、特許文献２の開示例では、負の屈折力を有するレンズ群が先行する５群ズームレンズで最大画角が１００度を超えているものの、変倍比は２．７倍未満と小さく、Ｆナンバーも４程度しかない。
さらに、このようなズームレンズにおける前玉レンズの光学面からは、ゴーストやフレアとなる反射光が発生しやすいという問題もあった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、広画角でありながら高い光学性能を有するとともに、ゴーストやフレアをより低減させたズームレンズ、光学機器、および結像方法を提供することを目的とする。
このような目的達成のため、第１の発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が縮小し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が拡大するように構成される。
そして、広角端状態においてそれぞれ、全系の焦点距離をｆｗとし、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とし、前記第４レンズ群の後側主点から光軸方向に計った前記第５レンズ群の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次式
０．６＜β５＜０．９およびＳ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成される。
０．６＜β５＜０．９およびＳ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成される。
なお、上述の発明において、前記反射防止膜は多層膜であり、前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることが好ましい。
また、上述の発明において、前記ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をｎｄとしたとき、次式
ｎｄ≦１．３０
の条件を満足することが好ましい。
ｎｄ≦１．３０
の条件を満足することが好ましい。
また、第２の発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が縮小し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が拡大するように構成される。
そして、広角端状態における、全系の焦点距離をｆｗとし、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とし、前記第４レンズ群の後側主点から光軸方向に計った前記第５レンズ群の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次式
０．６＜β５＜０．９およびＳ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜は屈折率が１．３０以下となる層を少なくとも１層含むように構成される。
０．６＜β５＜０．９およびＳ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜は屈折率が１．３０以下となる層を少なくとも１層含むように構成される。
なお、上述の発明において、前記反射防止膜は多層膜であり、前記屈折率が１．３０以下となる層は、前記多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることが好ましい。
また、上述の各発明において、前記第３レンズ群における最も物体側の面より物体側に、開口絞りが配設され、前記光学面が前記開口絞りに対して凹面であることが好ましい。
また、上述の各発明において、望遠端状態における全系のＦナンバーをＦｎｏｔとし、望遠端状態における全系の焦点距離をｆｔとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
−１．８＜ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜−１．０
の条件を満足することが好ましい。
−１．８＜ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜−１．０
の条件を満足することが好ましい。
また、上述の各発明において、前記第５レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと負レンズとの接合正レンズを有して構成されることが好ましい。
また、上述の各発明において、前記第４レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズと、１枚以上の正レンズとから構成されることが好ましい。
また、上述の各発明において、前記第４レンズ群および前記第５レンズ群の少なくとも一方が、少なくとも１枚の非球面レンズを有して構成され、前記非球面レンズは、レンズ中心から周辺に行くに従って正の屈折力が弱くなることが好ましい。
また、上述の各発明において、前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の非球面レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有して構成され、前記第２レンズ群における前記正レンズのアッベ数をνｄとしたとき、次式
νｄ＞７０
の条件を満足することが好ましい。
νｄ＞７０
の条件を満足することが好ましい。
また、上述の各発明において、前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは前記前群を光軸に沿って移動させることにより行い、前記前群の焦点距離をｆ２ａとし、前記後群の焦点距離をｆ２ｂとしたとき、次式
１．１＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜１．５
の条件を満足することが好ましい。
また、上述の各発明において、前記反射防止膜は、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面に設けられていることが好ましい。
１．１＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜１．５
の条件を満足することが好ましい。
また、上述の各発明において、前記反射防止膜は、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面に設けられていることが好ましい。
また、本発明に係る光学機器は、物体の像を所定の像面上に結像させるズームレンズを備えた光学機器において、前記ズームレンズが各発明に係るズームレンズであることを特徴とする。
また、本発明に係る結像方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなるズームレンズを用いて、前記物体の像を所定の像面上に結像させる結像方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が縮小し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が拡大するように構成される。
そして、広角端状態における、全系の焦点距離をｆｗとし、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とし、前記第４レンズ群の後側主点から光軸方向に計った前記第５レンズ群の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次式
０．６＜β５＜０．９およびＳ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜がウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成したことを特徴とする。
０．６＜β５＜０．９およびＳ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜がウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、広画角でありながら高い光学性能を得ることができるとともに、ゴーストやフレアをより低減させることが可能になる。
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係るズームレンズを備えた一眼レフカメラＣＡＭが図１６に示されている。この一眼レフカメラＣＡＭは、ズームレンズＺＬと、ミラーＭと、撮影用の撮像素子ＣＣＤと、焦点板Ｆと、ペンタプリズムＰと、接眼レンズＥＬとを有して構成される。なお、ミラーＭ、撮像素子ＣＣＤ、焦点板Ｆ、ペンタプリズムＰ、および接眼レンズＥＬはカメラ本体Ｂに内蔵され、ズームレンズＺＬはカメラ本体Ｂに着脱可能に取り付けられる。
ズームレンズＺＬは、被写体（物体）の像を撮像素子ＣＣＤ上もしくは焦点板Ｆ上に結像する。ミラーＭは、ズームレンズＺＬを通る光軸に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、ズームレンズＺＬを通った被写体からの光を反射して焦点板Ｆ上に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、ズームレンズＺＬを通った被写体からの光が撮像素子ＣＣＤ上に結像するようになっている。すなわち、撮像素子ＣＣＤと焦点板Ｆとは、光学的に共役な位置に配設される。
ペンタプリズムＰは、ズームレンズＺＬによって結像された焦点板Ｆ上の被写体像（倒立像）を上下左右反転して正立像にし、接眼レンズＥＬは、ペンタプリズムＰにより正立像となった被写体像をアイポイント（図示せず）上に結像させる。これにより、ズームレンズＺＬによって焦点板Ｆ上に結像された被写体像を接眼レンズＥＬにより観察することができる。
ところで、ズームレンズＺＬは、例えば図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とを備えて構成される。そして、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が縮小し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が拡大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が縮小し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が拡大するようになっている。
なお図１において、被写体（物体）の像がズームレンズＺＬにより結像される面を像面Ｉで示している。また、第１レンズ群Ｇ１における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜は、詳細は後述するウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成される。
そして、広角端状態においてそれぞれ、全系の焦点距離をｆｗとし、第５レンズ群Ｇ５の横倍率をβ５とし、第４レンズ群Ｇ４の後側主点から光軸方向に計った第５レンズ群Ｇ５の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次の条件式（１）および（２）で表される条件を満足する。
０．６＜β５＜０．９ …（１）
Ｓ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５ …（２）
Ｓ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５ …（２）
一般に、負の屈折力を有するレンズ群が先行する多群ズームレンズは、大口径広角ズームレンズに適している。しかしながら、８０度を超える画角を含み、２．８倍程度の変倍比と、Ｆナンバーが２．８程度の大口径比を有するためには、４群構成では十分な性能を得ることができない。そこで、５群以上を含む構成を考えることが必要となるが、６群以上になるとズーミングのための機構部分が複雑化し、かつ大型化する。一方、５群構成とした場合、第５レンズ群を負の屈折力を有するレンズ群とすると、第５レンズ群の横倍率が１を超えるため、第１レンズ群から第４レンズ群までの収差を拡大することになり、上記性能を確保する上では収差補正を十分に行うことが難しい。
これに対し、本実施形態に係るズームレンズＺＬでは、第５レンズ群Ｇ５を正の屈折力を有するレンズ群とし、かつ５群全体のパワー配置を最適化することで、広画角でありながら高い光学性能を有するズームレンズＺＬおよび、これを備えた光学機器（一眼レフカメラＣＡＭ）の提供を可能にした。さらに、第１レンズ群Ｇ１における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜がウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成されることで、ゴーストやフレアをより低減させることが可能になる。
ここで、条件式（１）について説明する。条件式（１）は、第５レンズ群Ｇ５の横倍率を適切な範囲に定めたものである。第５レンズ群Ｇ５の横倍率を条件式（１）のように正かつ１以下にすることで、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４までの合成焦点距離を第５レンズ群Ｇ５よって短縮することができる。よって、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４までの合成焦点距離を、第５レンズ群Ｇ５を含めた場合よりも長くすることができる。この結果、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４までの合成焦点距離をより長く設定することができ、発生収差も少なくすることができる。
条件式（１）の上限値を上回る条件である場合、第５レンズ群Ｇ５による屈折力が減少し、上記効果が薄れることでコマ収差、歪曲収差や非点収差を良好に補正するために他のレンズ群への依存度が大きくなり、広角端状態から望遠端状態までの収差変動をバランスよく補正するのが困難になる。一方、条件式（１）の下限値を下回る条件である場合、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離が短くなり、第５レンズ群Ｇ５自体の球面収差、コマ収差が大きくなり、所望の性能やＦナンバーを十分確保することが困難になる。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を０．８５にすることが好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を０．７５にすることが好ましい。
条件式（２）は、第４レンズ群Ｇ４の後側主点から光軸方向に計った第５レンズ群Ｇ５の前側主点位置を適切な範囲に定めたものである。第５レンズ群Ｇ５は、条件式（２）のように、第４レンズ群Ｇ４の後側主点から計った第５レンズ群Ｇ５の前側主点位置をできるだけ物体側によせることが望ましい。これによって、条件式（１）の横倍率を得るのに必要とされる第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５の焦点距離をより長く設定できるとともに、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５で発生する球面収差、特に広角端状態のコマ収差をより少なくすることができ、所望の高画角、高変倍比、および大口径比と高い光学性能を得ることができる。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を−０．３にすることが好ましい。
また、反射防止膜が多層膜であるとき、ウェットプロセスを用いて形成された層は、多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることが好ましい。このようにすれば、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をｎｄとしたとき、屈折率ｎｄが１．３０以下であることが好ましい。このようにすれば、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、第３レンズ群Ｇ３における最も物体側の面より物体側に、開口絞りが配設されることで、球面収差等の諸収差を良好に補正することができるが、反射防止膜が設けられる光学面は、このような開口絞りに対して凹面であることが好ましい。このようにすれば、開口絞りに対して凹面にゴーストが発生し易いため、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
なお、反射防止膜は、ウェットプロセスに限らず、（ドライプロセス等により）屈折率が１．３０以下となる層を少なくとも１層含むようにしてもよい。このようにしても、ウェットプロセスを用いた場合と同様の効果を得ることができる。なおこのとき、屈折率が１．３０以下となる層は、多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることが好ましい。また、反射防止膜が設けられる光学面は、開口絞りに対して凹面であることが好ましい。
また、望遠端状態における全系のＦナンバーをＦｎｏｔとし、望遠端状態における全系の焦点距離をｆｔとし、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１としたとき、次の条件式（３）で表される条件を満足することが好ましい。
−１．８＜ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜−１．０ …（３）
条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を適切な範囲に定めたものである。条件式（３）の上限値を上回る条件である場合、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が増大し、レンズ外径のコンパクト化、またバックフォーカスの確保には有利であるが、広角端状態でのコマ収差や歪曲収差、また望遠端状態での球面収差やコマ収差等をバランスよく補正するのが困難になる。一方、条件式（３）の下限値を下回る条件である場合、レンズ外径が増大し、好ましくない。また、歪曲収差やコマ収差が悪化し、高い光学性能を得ることができなくなる。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を−１．３にすることが好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を−１．７にすることが好ましい。
また、第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと負レンズとの接合正レンズを有して構成されることが好ましい。
このような構成を採用することで、従来多く見られた物体側から順に負レンズと正レンズとの接合正レンズとする構成より有利な点が多くなる。物体側から順に正レンズと負レンズという、いわゆる望遠レンズ形式となり、第５レンズ群Ｇ５の前側主点位置を物体側に近づけることが容易になることから、条件式（２）を満たしやすくなる。また、負レンズを像面側にもってくることで、第１レンズ群Ｇ１を負レンズとしたことによる広角側の歪曲収差の補正不足分を補正する効果と、変倍に伴う像面の変動の補正が見込まれる。また、周辺光量の観点から見ても、第５レンズ群Ｇ５の正レンズで周辺の光束高さを下げる作用が強く働き、レンズ径を小さくする上で有利である。
また、第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズと、１枚以上の正レンズとから構成されることが好ましい。
このような構成にすることで、従来多く見られた物体側から順に正レンズと負レンズとの接合正レンズとする構成より有利な点が多くなる。第５レンズ群Ｇ５の時とは逆に、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、および正レンズと言う、いわゆるレトロフォーカスレンズ形式となり、第４レンズ群Ｇ４の後側主点位置を像面側に近づけることが容易になることから、条件式（２）を満たしやすくなる。また、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５全体としては、前後に負レンズを持つ前後対称な光学系となり、広画角に強いレンズとなる。これは、広画角と像面の平坦性を必要とする接眼レンズ系などでもよく用いられるレンズタイプである。これにより、第３レンズ群Ｇ３から射出されたほぼ平行光束に対して収差をほとんど発生させること無く像面に結像できる。
また、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５の少なくとも一方が、少なくとも１枚の非球面レンズを有して構成され、当該非球面レンズは、レンズ中心から周辺に行くに従って正の屈折力が弱くなることが好ましい。第４レンズ群Ｇ４または第５レンズ群Ｇ５の正レンズに非球面を含めることで、特に球面収差と周辺像高でのコマ収差と像面湾曲収差を効果的に補正できる。
また、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１枚の非球面レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有して構成され、第２レンズ群Ｇ２における正レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をνｄとしたとき、次の条件式（４）で表される条件を満足することが好ましい。
νｄ＞７０ …（４）
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ３の構成を規定したものである。第１レンズ群Ｇ１が負のパワーを持つズームタイプでは、第２レンズ群Ｇ２でマージナル光線（光軸に平行な入射光束のうち、最も入射高が高い光線）が最も高くなり、球面収差や軸上色収差に与える影響が非常に大きい。そこで、条件式（４）を満たす正レンズを用いると軸上色収差を良好に補正できる。ただし、条件式（４）を満たすような硝材は一般的に屈折率の低いものが多く、球面収差の補正が不足しがちであった。そこで、第２レンズ群Ｇ２に非球面レンズを併用することで軸上色収差と球面収差を同時に良好に補正可能とした。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を８０にすることが好ましい。
また、第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは前群を光軸に沿って移動させることにより行い、前群の焦点距離をｆ２ａとし、後群の焦点距離をｆ２ｂとしたとき、次の条件式（５）で表される条件を満足することが好ましい。
１．１＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜１．５ …（５）
条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２の前群と後群の焦点距離の比を規定したものである。条件式（５）の下限値を下回る条件である場合、広角側と望遠側でのフォーカシング移動量の差が大きくなり、フォーカスに必要な空気間隔が大きくなるため、レンズ全体が大きくなり好ましくない。また、合焦時の球面収差の変動が大きくなり、高い光学性能が得られなくなる。一方、条件式（５）の上限値を上回る条件である場合、広角側と望遠側でのフォーカシング移動量の差が大きくなり、フォーカスに必要な空気間隔が大きくなる為、レンズ全体が大きくなり好ましくない。または、球面収差が悪化し、高い光学性能が得られなくなる。
なお、本願の効果を確実にするために、条件式（５）の上限値を１．４にすることが好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式（５）の上限値を１．３にすることがさらに好ましい。また、本願の効果を確実にするために、条件式（５）の下限値を１．１５にすることが好ましい。
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる第１〜第４実施例は本願に係るズームレンズの実施例であるが、これらのズームレンズに設けられる反射防止膜の詳細については、各実施例の後に別途説明する。
（第１実施例）
以下、本願の第１実施例について説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第１実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
以下、本願の第１実施例について説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第１実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けるとともに像面Ｉ側の面に非球面を有する負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成され、負メニスカスレンズＬ１１における像面Ｉ側のレンズ面および、負レンズＬ１２における物体側のレンズ面に反射防止膜が設けられる。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成される。前群Ｇ２ａは、物体側の面に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの負接合レンズＬ２２から構成され、後群Ｇ２ｂは、両凸形状の正レンズＬ２３から構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの負接合レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの正接合レンズＬ４１と、像面Ｉ側の面に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ４２とから構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの正接合レンズＬ５１から構成されている。
なお、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、前群Ｇ２ａを像面Ｉ方向に移動して行う。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３における最も物体側の面より物体側に隣接して配置され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
以下に示す表１〜表４は、第１〜第４実施例における諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表の［全体諸元］において、ｆは焦点距離を、ＦＮＯはＦナンバーを、２ωは画角（単位：度）をそれぞれ示している。また、［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を、ｒはレンズ面の曲率半径を、ｄは面間隔を、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８６．６ｎｍ）に対する屈折率を、νｄはｄ線（波長λ＝５８６．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。
さらに、［レンズデータ］中の非球面には、＊印を付して曲率半径ｒの欄に近軸曲率半径を示し、Κおよび各非球面係数は［非球面データ］の欄に記載する。［非球面データ］に示される非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける光軸方向の変位量をＸ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐係数をΚとし、ｎ次（ｎ＝４，６，８，１０，１２）の非球面係数をＣnとしたとき、以下の非球面式で表される。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／｛１＋（１−Κ×ｙ２／ｒ２）１／２｝
＋Ｃ4×ｙ４＋Ｃ6×ｙ６＋Ｃ8×ｙ８＋Ｃ10×ｙ１０＋Ｃ12×ｙ１２
＋Ｃ4×ｙ４＋Ｃ6×ｙ６＋Ｃ8×ｙ８＋Ｃ10×ｙ１０＋Ｃ12×ｙ１２
また、［可変間隔データ］において、広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における焦点距離ｆと各可変間隔をそれぞれ示す。また、［条件対応値］には、各条件式の値を示す。なお、曲率半径「ｒ＝∞」は平面を示し、空気の屈折率ｎｄ＝1.000000は記載を省略している。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されることなく他の適当な単位を用いることもできる。なお、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における面番号１〜２８は、図１における面１〜２８と対応している。
（表１）
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.91
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 148.55 3.2 1.744429 49.52
２* 26.69 15.05
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 170.00 0.20
５ 59.74 4.00 1.860740 23.06
６ 96.63 Ｄ６
７* 58.54 0.09 1.553890 38.09
８ 60.61 5.13 1.816000 46.62
９ −4381.42 8.35
１０ 79.18 1.54 1.846660 23.78
１１ 30.73 8.00 1.456000 91.20
１２ −637.46 Ｄ１２
１３ 59.59 4.84 1.882997 40.76
１４ −925.95 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −468.53 3.00 1.860740 23.06
１７ −41.13 1.15 1.729157 54.68
１８ 58.99 3.13
１９ −40.45 1.15 1.729157 54.68
２０ −129.43 Ｄ２０
２１ 249.89 1.20 1.846660 23.78
２２ 61.26 6.50 1.497000 81.61
２３ −33.18 0.20
２４ 499.94 3.25 1.495500 81.36
２５* −150.00 Ｄ２５
２６ 37.97 4.80 1.497000 81.61
２７ 337.67 1.40 1.805181 25.42
２８ 69.31 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -0.18970×10-1 +3.9947×10-6 -1.0319×10-9 +7.4218×10-12
７ -2.2290×10-1 -1.1042×10-7 -4.2572×10-10 +2.1178×10-12
２５ -9.5432 +3.2539×10-6 +1.1325×10-9 +4.9837×10-12
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -1.0720×10-14 +6.8060×10-18
７ -2.0591×10-15 0.0000
２５ -8.3197×10-15 0.0000
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 51.92 67.70
Ｄ６ 48.16 9.18 1.85
Ｄ１２ 7.59 7.59 7.59
Ｄ１４ 1.35 20.98 28.94
Ｄ２０ 16.60 6.77 1.60
Ｄ２５ 1.50 14.05 24.18
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.82
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.47
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.64
条件式（４） νｄ＝91.2
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.21
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.91
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 148.55 3.2 1.744429 49.52
２* 26.69 15.05
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 170.00 0.20
５ 59.74 4.00 1.860740 23.06
６ 96.63 Ｄ６
７* 58.54 0.09 1.553890 38.09
８ 60.61 5.13 1.816000 46.62
９ −4381.42 8.35
１０ 79.18 1.54 1.846660 23.78
１１ 30.73 8.00 1.456000 91.20
１２ −637.46 Ｄ１２
１３ 59.59 4.84 1.882997 40.76
１４ −925.95 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −468.53 3.00 1.860740 23.06
１７ −41.13 1.15 1.729157 54.68
１８ 58.99 3.13
１９ −40.45 1.15 1.729157 54.68
２０ −129.43 Ｄ２０
２１ 249.89 1.20 1.846660 23.78
２２ 61.26 6.50 1.497000 81.61
２３ −33.18 0.20
２４ 499.94 3.25 1.495500 81.36
２５* −150.00 Ｄ２５
２６ 37.97 4.80 1.497000 81.61
２７ 337.67 1.40 1.805181 25.42
２８ 69.31 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -0.18970×10-1 +3.9947×10-6 -1.0319×10-9 +7.4218×10-12
７ -2.2290×10-1 -1.1042×10-7 -4.2572×10-10 +2.1178×10-12
２５ -9.5432 +3.2539×10-6 +1.1325×10-9 +4.9837×10-12
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -1.0720×10-14 +6.8060×10-18
７ -2.0591×10-15 0.0000
２５ -8.3197×10-15 0.0000
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 51.92 67.70
Ｄ６ 48.16 9.18 1.85
Ｄ１２ 7.59 7.59 7.59
Ｄ１４ 1.35 20.98 28.94
Ｄ２０ 16.60 6.77 1.60
Ｄ２５ 1.50 14.05 24.18
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.82
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.47
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.64
条件式（４） νｄ＝91.2
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.21
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（５）が全て満たされていることが分かる。
図２（ａ）は第１実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態における広角端状態での諸収差図であり、図２（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図であり、図２（ｃ）は望遠端状態での諸収差図である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ａは主光線の入射角をそれぞれ示している。また、Ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）の収差曲線を示しており、Ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）の収差曲線を示している。
非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。球面収差図において、実線は球面収差、破線はサインコンディションを示している。また、倍率色収差図はｄ線に対するｇ線を示している。なお、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。そして、図２（ａ）、図２（ｂ）、および図２（ｃ）の各収差図から明らかなように、第１実施例に係るズームレンズは、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わかる。
また、図３に示すように、物体側からの光線ＢＭが図示のようにズームレンズＺＬに入射すると、負レンズＬ１２における物体側のレンズ面（第１番目のゴースト発生面でありその面番号は３）で反射し、その反射光は負メニスカスレンズＬ１１における像面Ｉ側のレンズ面（第２番目のゴースト発生面でありその面番号は２）で再度反射して像面Ｉに到達し、ゴーストを発生させてしまう。なお、第１番目のゴースト発生面３および第２番目のゴースト発生面２はいずれも開口絞りに対して凹面である。このような面に、より広い波長範囲で広入射角に対応した反射防止膜を形成することで、ゴーストを効果的に低減させることができる。
（第２実施例）
以下、本願の第２実施例について説明する。図４は、第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第２実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
以下、本願の第２実施例について説明する。図４は、第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第２実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けるとともに像面Ｉ側の面に非球面を有する負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成され、負メニスカスレンズＬ１１における像面Ｉ側のレンズ面に反射防止膜が設けられる。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成される。前群Ｇ２ａは、物体側の面に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの負接合レンズＬ２２から構成され、後群Ｇ２ｂは、両凸形状の正レンズＬ２３から構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの負接合レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの正接合レンズＬ４１と、像面Ｉ側の面に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ４２とから構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの正接合レンズＬ５１から構成されている。
なお、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、前群Ｇ２ａを像面Ｉ方向に移動して行う。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３における最も物体側の面より物体側に隣接して配置され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における面番号１〜２８は、図４における面１〜２８と対応している。
（表２）
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.91
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 125.62 3.20 1.744429 49.52
２* 26.88 14.95
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 164.53 0.20
５ 53.97 4.00 1.846660 23.78
６ 75.60 Ｄ６
７* 59.74 0.10 1.553890 38.09
８ 62.41 5.00 1.772500 49.60
９ −762.32 6.00
１０ 113.72 1.50 1.761821 26.52
１１ 30.03 8.30 1.497820 82.56
１２ −315.20 Ｄ１２
１３ 60.55 4.84 1.882997 40.76
１４ −474.60 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −1292.82 3.05 1.846660 23.78
１７ −36.86 1.15 1.729157 54.68
１８ 54.86 3.30
１９ −39.10 1.15 1.729157 54.68
２０ −139.40 Ｄ２０
２１ 285.08 1.20 1.805181 25.42
２２ 46.73 7.11 1.497820 82.56
２３ −32.76 0.20
２４ 508.57 2.80 1.516330 64.14
２５* −127.81 Ｄ２５
２６ 39.24 5.05 1.497820 82.56
２７ 599.11 1.40 1.805181 25.42
２８ 74.82 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -1.4380×10-1 +3.8749×10-6 -2.2610×10-10 +6.0954×10-12
７ -4.5880×10-1 -2.4347×10-7 -1.2907×10-10 +1.7953×10-12
２５ +13.380 +3.3574×10-6 +3.1407×10-9 -8.1398×10-12
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -8.9785×10-15 +6.5290×10-18
７ -1.9730×10-15 0.0000
２５ +1.4058×10-14 0.0000
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 51.92 67.70
Ｄ６ 47.46 9.09 1.87
Ｄ１２ 7.35 7.35 7.35
Ｄ１４ 1.35 19.10 26.58
Ｄ２０ 16.24 6.48 1.60
Ｄ２５ 1.40 14.23 23.79
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.82
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.50
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.62
条件式（４） νｄ＝82.60
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.23
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.91
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 125.62 3.20 1.744429 49.52
２* 26.88 14.95
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 164.53 0.20
５ 53.97 4.00 1.846660 23.78
６ 75.60 Ｄ６
７* 59.74 0.10 1.553890 38.09
８ 62.41 5.00 1.772500 49.60
９ −762.32 6.00
１０ 113.72 1.50 1.761821 26.52
１１ 30.03 8.30 1.497820 82.56
１２ −315.20 Ｄ１２
１３ 60.55 4.84 1.882997 40.76
１４ −474.60 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −1292.82 3.05 1.846660 23.78
１７ −36.86 1.15 1.729157 54.68
１８ 54.86 3.30
１９ −39.10 1.15 1.729157 54.68
２０ −139.40 Ｄ２０
２１ 285.08 1.20 1.805181 25.42
２２ 46.73 7.11 1.497820 82.56
２３ −32.76 0.20
２４ 508.57 2.80 1.516330 64.14
２５* −127.81 Ｄ２５
２６ 39.24 5.05 1.497820 82.56
２７ 599.11 1.40 1.805181 25.42
２８ 74.82 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -1.4380×10-1 +3.8749×10-6 -2.2610×10-10 +6.0954×10-12
７ -4.5880×10-1 -2.4347×10-7 -1.2907×10-10 +1.7953×10-12
２５ +13.380 +3.3574×10-6 +3.1407×10-9 -8.1398×10-12
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -8.9785×10-15 +6.5290×10-18
７ -1.9730×10-15 0.0000
２５ +1.4058×10-14 0.0000
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 51.92 67.70
Ｄ６ 47.46 9.09 1.87
Ｄ１２ 7.35 7.35 7.35
Ｄ１４ 1.35 19.10 26.58
Ｄ２０ 16.24 6.48 1.60
Ｄ２５ 1.40 14.23 23.79
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.82
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.50
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.62
条件式（４） νｄ＝82.60
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.23
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（５）が全て満たされていることが分かる。
図５（ａ）は第２実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態における広角端状態での諸収差図であり、図５（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図であり、図５（ｃ）は望遠端状態での諸収差図である。そして、図５（ａ）、図５（ｂ）、および図５（ｃ）の各収差図から明らかなように、第２実施例に係るズームレンズは、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わかる。
（第３実施例）
以下、本願の第３実施例について説明する。図６は、第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第３実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
以下、本願の第３実施例について説明する。図６は、第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第３実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けるとともに像面Ｉ側の面に非球面を有する負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成され、正メニスカスレンズＬ１３における物体側のレンズ面に反射防止膜が設けられる。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成される。前群Ｇ２ａは、物体側の面に非球面を有する正メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの正接合レンズＬ２２から構成され、後群Ｇ２ｂは、両凸形状の正レンズＬ２３から構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの負接合レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの正接合レンズＬ４１と、像面Ｉ側の面に非球面を有し物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２とから構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの正接合レンズＬ５１から構成されている。
なお、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、前群Ｇ２ａを像面Ｉ方向に移動して行う。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３における最も物体側の面より物体側に隣接して配置され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
下の表３に、第３実施例における各諸元を示す。なお、表３における面番号１〜２９は、図６における面１〜２９と対応している。
（表３）
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.92
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 124.77 3.00 1.744429 49.52
２* 27.48 14.50
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 170.00 0.20
５ 52.25 4.00 1.846660 23.78
６ 69.81 Ｄ６
７* 60.50 0.10 1.553890 38.09
８ 63.21 4.78 1.772500 49.60
９ 12779.25 5.40
１０ 111.76 1.75 1.761821 26.52
１１ 30.78 8.40 1.497820 82.56
１２ −209.11 Ｄ１２
１３ 61.32 4.70 1.882997 40.76
１４ −438.25 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −669.73 3.40 1.846660 23.78
１７ −36.02 1.10 1.696797 55.53
１８ 60.85 3.05
１９ −42.21 1.05 1.729157 54.68
２０ −274.34 Ｄ２０
２１ 234.05 1.10 1.805181 25.42
２２ 42.64 7.14 1.497820 82.56
２３ −33.19 0.20
２４ −605.58 2.50 1.772500 49.60
２５* −136.80 0.08 1.553890 38.09
２６ −130.93 Ｄ２６
２７ 40.74 5.15 1.497820 82.56
２８ −910.23 1.40 1.805181 25.42
２９ 87.90 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -1.5280×10-1 +3.7704×10-6 -5.3623×10-10 +6.7695×10-12
７ -1.8520×10-1 -4.3765×10-7 -2.3315×10-10 +2.3862×10-12
２５ +11.437 +2.8992×10-6 +3.8341×10-9 -1.2929×10-11
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -1.0431×10-14 +7.4566×10-18
７ -2.8617×10-15 0.0000
２５ +2.1850×10-14 0.0000
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 52.00 67.70
Ｄ６ 48.09 9.21 1.85
Ｄ１２ 7.53 7.53 7.53
Ｄ１４ 1.35 18.90 26.53
Ｄ２０ 16.45 6.51 1.60
Ｄ２６ 1.30 14.47 23.86
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.82
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.44
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.65
条件式（４） νｄ＝82.60
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.25
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.92
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 124.77 3.00 1.744429 49.52
２* 27.48 14.50
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 170.00 0.20
５ 52.25 4.00 1.846660 23.78
６ 69.81 Ｄ６
７* 60.50 0.10 1.553890 38.09
８ 63.21 4.78 1.772500 49.60
９ 12779.25 5.40
１０ 111.76 1.75 1.761821 26.52
１１ 30.78 8.40 1.497820 82.56
１２ −209.11 Ｄ１２
１３ 61.32 4.70 1.882997 40.76
１４ −438.25 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −669.73 3.40 1.846660 23.78
１７ −36.02 1.10 1.696797 55.53
１８ 60.85 3.05
１９ −42.21 1.05 1.729157 54.68
２０ −274.34 Ｄ２０
２１ 234.05 1.10 1.805181 25.42
２２ 42.64 7.14 1.497820 82.56
２３ −33.19 0.20
２４ −605.58 2.50 1.772500 49.60
２５* −136.80 0.08 1.553890 38.09
２６ −130.93 Ｄ２６
２７ 40.74 5.15 1.497820 82.56
２８ −910.23 1.40 1.805181 25.42
２９ 87.90 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -1.5280×10-1 +3.7704×10-6 -5.3623×10-10 +6.7695×10-12
７ -1.8520×10-1 -4.3765×10-7 -2.3315×10-10 +2.3862×10-12
２５ +11.437 +2.8992×10-6 +3.8341×10-9 -1.2929×10-11
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -1.0431×10-14 +7.4566×10-18
７ -2.8617×10-15 0.0000
２５ +2.1850×10-14 0.0000
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 52.00 67.70
Ｄ６ 48.09 9.21 1.85
Ｄ１２ 7.53 7.53 7.53
Ｄ１４ 1.35 18.90 26.53
Ｄ２０ 16.45 6.51 1.60
Ｄ２６ 1.30 14.47 23.86
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.82
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.44
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.65
条件式（４） νｄ＝82.60
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.25
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（５）が全て満たされていることが分かる。
図７（ａ）は第３実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態における広角端状態での諸収差図であり、図７（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図であり、図７（ｃ）は望遠端状態での諸収差図である。そして、図７（ａ）、図７（ｂ）、および図７（ｃ）の各収差図から明らかなように、第３実施例に係るズームレンズは、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わかる。
（第４実施例）
以下、本願の第４実施例について説明する。図８は、第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第４実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
以下、本願の第４実施例について説明する。図８は、第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成図である。第４実施例に係るズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とから構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面Ｉ側に移動したのち物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定されるようになっている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けるとともに像面Ｉ側の面に非球面を有する負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成され、負メニスカスレンズＬ１１における両側のレンズ面と、負レンズＬ１２における両側のレンズ面と、正メニスカスレンズＬ１３における両側のレンズ面、すなわち、第１レンズ群Ｇ１における全てのレンズ面に反射防止膜が設けられる。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成される。前群Ｇ２ａは、物体側の面に非球面を有する正メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの正接合レンズＬ２２から構成され、後群Ｇ２ｂは、両凸形状の正レンズＬ２３から構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの負接合レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの正接合レンズＬ４１と、像面Ｉ側の面に非球面を有し物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２とから構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの正接合レンズＬ５１から構成されている。
なお、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、前群Ｇ２ａを像面Ｉ方向に移動して行う。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３における最も物体側の面より物体側に隣接して配置され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
下の表４に、第４実施例における各諸元を示す。なお、表４における面番号１〜２９は、図８における面１〜２９と対応している。
（表４）
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.92
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 120.00 3.00 1.744429 49.52
２* 27.87 14.50
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 87.55 0.20
５ 56.59 4.00 1.903660 31.31
６ 100.69 Ｄ６
７* 60.51 0.10 1.553890 38.09
８ 63.20 4.51 1.772500 49.60
９ −9682.46 6.00
１０ 117.81 1.47 1.761821 26.52
１１ 30.70 8.40 1.497820 82.56
１２ −195.19 Ｄ１２
１３ 59.30 4.85 1.882997 40.76
１４ −527.45 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −516.24 3.46 1.860740 23.06
１７ −34.64 1.10 1.754998 52.32
１８ 61.49 2.97
１９ −42.94 1.05 1.754998 52.32
２０ −139.62 Ｄ２０
２１ 234.05 1.10 1.805181 25.42
２２ 48.37 7.00 1.497820 82.56
２３ −32.58 0.20
２４ −784.30 2.50 1.772500 49.60
２５* −136.22 0.09 1.553890 38.09
２６ −150.00 Ｄ２６
２７ 40.92 6.00 1.497820 82.56
２８ −276.81 1.40 1.805181 25.42
２９ 95.99 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -1.2870×10-1 +3.7539×10-6 -1.7076×10-9 +1.0990×10-11
７ +1.1000×10-1 -5.5738×10-7 +1.2030×10-10 +1.3357×10-12
２５ +9.4244 +2.5528×10-6 +8.0499×10-9 -5.1196×10-11
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -1.6921×10-14 +1.1239×10-17
７ -1.7946×10-15 0.0000
２５ +1.9412×10-13 -2.7823×10-16
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 52.00 67.70
Ｄ６ 48.45 12.43 1.85
Ｄ１２ 7.39 7.39 7.39
Ｄ１４ 1.35 16.36 26.28
Ｄ２０ 16.95 8.43 1.60
Ｄ２６ 1.30 11.68 24.04
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.81
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.51
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.65
条件式（４） νｄ＝82.60
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.27
［全体諸元］
ｆ＝ 24.78 〜 67.7
２ω＝ 82.2 〜 35.4
ＦＮＯ＝ 2.92
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 120.00 3.00 1.744429 49.52
２* 27.87 14.50
３ −140.00 2.20 1.618000 63.33
４ 87.55 0.20
５ 56.59 4.00 1.903660 31.31
６ 100.69 Ｄ６
７* 60.51 0.10 1.553890 38.09
８ 63.20 4.51 1.772500 49.60
９ −9682.46 6.00
１０ 117.81 1.47 1.761821 26.52
１１ 30.70 8.40 1.497820 82.56
１２ −195.19 Ｄ１２
１３ 59.30 4.85 1.882997 40.76
１４ −527.45 Ｄ１４
１５ 開口絞り 1.65
１６ −516.24 3.46 1.860740 23.06
１７ −34.64 1.10 1.754998 52.32
１８ 61.49 2.97
１９ −42.94 1.05 1.754998 52.32
２０ −139.62 Ｄ２０
２１ 234.05 1.10 1.805181 25.42
２２ 48.37 7.00 1.497820 82.56
２３ −32.58 0.20
２４ −784.30 2.50 1.772500 49.60
２５* −136.22 0.09 1.553890 38.09
２６ −150.00 Ｄ２６
２７ 40.92 6.00 1.497820 82.56
２８ −276.81 1.40 1.805181 25.42
２９ 95.99 Ｂｆ
像面 ∞
［非球面データ］
面番号 Κ Ｃ4 Ｃ6 Ｃ8
２ -1.2870×10-1 +3.7539×10-6 -1.7076×10-9 +1.0990×10-11
７ +1.1000×10-1 -5.5738×10-7 +1.2030×10-10 +1.3357×10-12
２５ +9.4244 +2.5528×10-6 +8.0499×10-9 -5.1196×10-11
面番号 Ｃ10 Ｃ12
２ -1.6921×10-14 +1.1239×10-17
７ -1.7946×10-15 0.0000
２５ +1.9412×10-13 -2.7823×10-16
［可変間隔データ］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 24.78 52.00 67.70
Ｄ６ 48.45 12.43 1.85
Ｄ１２ 7.39 7.39 7.39
Ｄ１４ 1.35 16.36 26.28
Ｄ２０ 16.95 8.43 1.60
Ｄ２６ 1.30 11.68 24.04
［条件対応値］
条件式（１） β５＝0.81
条件式（２） Ｓ４５ｗ／ｆｗ＝−0.51
条件式（３） ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＝−1.65
条件式（４） νｄ＝82.60
条件式（５） ｆ２ａ／ｆ２ｂ＝1.27
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（５）が全て満たされていることが分かる。
図９（ａ）は第４実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態における広角端状態での諸収差図であり、図９（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図であり、図９（ｃ）は望遠端状態での諸収差図である。そして、図９（ａ）、図９（ｂ）、および図９（ｃ）の各収差図から明らかなように、第４実施例に係るズームレンズは、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わかる。
ここで、第１〜第４実施例のズームレンズに用いられる反射防止膜について説明する。図１０は、反射防止膜の膜構成を示す図である。この反射防止膜１０１は７層からなり、レンズ等の光学部材１０２の光学面に形成される。第１層１０１ａは真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムで形成されている。また、この第１層１０１ａの上に更に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第２層１０１ｂが形成される。さらに、この第２層１０１ｂの上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる第３層１０１ｃが形成され、この第３層１０１ｃの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第４層１０１ｄが形成される。またさらに、この第４層１０１ｄの上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる第５層１０１ｅが形成され、この第５層１０１ｅの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第６層１０１ｆが形成される。
そして、このようにして形成された第６層１０１ｆの上に、ウェットプロセスによりシリカとフッ化マグネシウムの混合物からなる第７層１０１ｇが形成されて本実施形態の反射防止膜１０１が形成される。第７層１０１ｇの形成には、ウェットプロセスの一種であるゾル−ゲル法を用いている。ゾル−ゲル法とは、光学部材の光学面上に光学薄膜材料ゾルを塗布し、ゲル膜を堆積させた後、液体に浸漬し、この液体の温度及び圧力を臨界状態以上にしてその液体を気化・乾燥させることにより膜を生成する製法である。なお、ウェットプロセスとして、ゾル−ゲル法に限らず、ゲル状態を経ないで固体膜を得る方法を用いるようにしてもよい。
このように、この反射防止膜１０１の第１層１０１ａ〜第６層１０１ｆまではドライプロセスである電子ビーム蒸着により形成され、最上層である第７層１０１ｇは、フッ酸／酢酸マグネシウム法で調製したゾル液を用いるウェットプロセスにより以下の手順で形成されている。まず、予めレンズ成膜面（上述の光学部材１０２の光学面）に真空蒸着装置を用いて第１層１０１ａとなる酸化アルミニウム層、第２層１０１ｂとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第３層１０１ｃとなる酸化アルミニウム層、第４層１０１ｄとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第５層１０１ｅとなる酸化アルミニウム層、第６層１０１ｆとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。そして、蒸着装置より光学部材１０２を取り出した後、フッ酸／酢酸マグネシウム法により調製したゾル液をスピンコート法により塗布することにより第７層１０１ｇとなるシリカとフッ化マグネシウムの混合物からなる層を形成する。フッ酸／酢酸マグネシウム法によって調製される際の反応式を以下の式（６）に示す。
２ＨＦ＋Ｍｇ（ＣＨ3ＣＯＯ）2→ＭｇＦ2＋２ＣＨ3ＣＯＯＨ …（６）
この成膜に用いたゾル液は、原料混合後、オートクレーブで１４０℃、２４時間高温加圧熟成処理を施した後、成膜に用いられる。この光学部材１０２は、第７層１０１ｇの成膜終了後、大気中で１６０℃、１時間加熱処理して完成される。このようなゾル−ゲル法を用いることにより、原子または分子が数個から数十個程度集まって、大きさが数ｎｍから数十ｎｍの粒子ができ、さらに、それらの粒子が数個集まって二次粒子が形成され、それら二次粒子が堆積することにより第７層１０１ｇが形成される。
それでは、このようにして形成された反射防止膜１０１の光学的性能について図１１に示す分光特性を用いて説明する。なお、この図１１は、基準波長λを５５０ｎｍとしたときに、以下の表５で示される条件で反射防止膜１０１を設計した場合に光線が垂直入射する時の分光特性を表している。また、表５では、酸化アルミニウムをAl2O3、酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物をZrO2＋TiO2、シリカとフッ化マグネシウムの混合物をSiO2＋MgF2と示しおり、基準波長λを５５０ｎｍとしたときに、基板の屈折率が１．４６、１．６２、１．７４、および１．８５の４種類であるときのそれぞれの設計値を示している。
（表５）
物質 屈折率 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚
媒質 空気 1
第７層 SiO2＋MgF2 1.26 0.275λ 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第６層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.045λ 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第５層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第４層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.077λ 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第３層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第２層 ZrO2＋TiO2 2.12 0 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第１層 Al2O3 1.65 0 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.46 1.62 1.74 1.85
物質 屈折率 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚
媒質 空気 1
第７層 SiO2＋MgF2 1.26 0.275λ 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第６層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.045λ 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第５層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第４層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.077λ 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第３層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第２層 ZrO2＋TiO2 2.12 0 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第１層 Al2O3 1.65 0 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.46 1.62 1.74 1.85
この図１１から分かる通り、波長が４２０ｎｍ〜７２０ｎｍの全域で反射率が０．２％以下に抑えられている。
なお、第１実施例のズームレンズにおいて、負メニスカスレンズＬ１１の屈折率は１．７４４４２９であり、負レンズＬ１２の屈折率は１．６１８０００であるため、負メニスカスレンズＬ１１における像面Ｉ側のレンズ面に、基板の屈折率が１．７４に対応する反射防止膜を用いることが可能であり、負レンズＬ１２における物体側のレンズ面に、基板の屈折率が１．６２に対応する反射防止膜を用いることが可能である。
また、第２実施例のズームレンズにおいて、負メニスカスレンズＬ１１の屈折率は１．７４４４２９であるため、負メニスカスレンズＬ１１における像面Ｉ側のレンズ面に、基板の屈折率が１．７４に対応する反射防止膜を用いることが可能である。また、第３実施例のズームレンズにおいて、正メニスカスレンズＬ１３の屈折率は１．８４６６６０であるため、正メニスカスレンズＬ１３における物体側のレンズ面に、基板の屈折率が１．８５に対応する反射防止膜を用いることが可能である。
また、第４実施例のズームレンズにおいて、負メニスカスレンズＬ１１の屈折率は１．７４４４２９であり、負レンズＬ１２の屈折率は１．６１８０００であり、正メニスカスレンズＬ１３の屈折率は１．９０３６６０である。そのため、負メニスカスレンズＬ１１における両側のレンズ面に、基板の屈折率が１．７４に対応する反射防止膜を用いることが可能であり、負レンズＬ１２における両側のレンズ面に、基板の屈折率が１．６２に対応する反射防止膜を用いることが可能であり、正メニスカスレンズＬ１３における両側のレンズ面に、基板の屈折率が１．８５に対応する反射防止膜を用いることが可能である。
このように、本実施形態の反射防止膜を第１〜第４実施例のズームレンズにそれぞれ適用することで、最大画角が８０度以上の広画角を含み、２．７倍程度の変倍比と、Ｆナンバーが２．８程度の大口径比を有し、低ゴースト、低フレアの高性能なズームレンズを得ることができる。
なお、この反射防止膜１０１は平行平面板の光学面に設けた光学素子として利用することも可能であるし、曲面状に形成されたレンズの光学面に設けて利用することも可能である。
次に、反射防止膜の変形例について説明する。この反射防止膜は５層からなり、以下の表６で示される条件で構成される。なお、第５層の形成に、前述のゾル−ゲル法を用いている。また、表６では、基準波長λを５５０ｎｍとしたときに、基板の屈折率が１．５２であるときの設計値を示している。
（表６）
物質 屈折率 光学的膜厚
媒質 空気 １
第５層 シリカとフッ化マグネシウムの混合物 １．２６ ０．２６９λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．０４３λ
第３層 酸化アルミニウム １．６５ ０．２１７λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．０６６λ
第１層 酸化アルミニウム １．６５ ０．２９０λ
基板 ＢＫ７ １．５２
物質 屈折率 光学的膜厚
媒質 空気 １
第５層 シリカとフッ化マグネシウムの混合物 １．２６ ０．２６９λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．０４３λ
第３層 酸化アルミニウム １．６５ ０．２１７λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．０６６λ
第１層 酸化アルミニウム １．６５ ０．２９０λ
基板 ＢＫ７ １．５２
図１２に、変形例の反射防止膜に光が垂直入射する時の分光特性を示す。この図１２から分かる通り、波長が４２０ｎｍ〜７２０ｎｍの全域で反射率が０．２％以下に抑えられている。なお、図１３に入射角が３０度、４５度、６０度の場合の分光特性を示す。
比較のため、図１４に、従来の真空蒸着法などのドライプロセスのみで成膜し、以下の表７で示される条件で構成される多層広帯域反射防止膜の垂直入射時の分光特性を示す。なお、図１５に入射角が３０度、４５度、６０度の場合の分光特性を示す。
（表７）
物質 屈折率 光学的膜厚
媒質 空気 １
第７層 ＭｇＦ2 １．３９ ０．２４３λ
第６層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．１１９λ
第５層 酸化アルミニウム １．６５ ０．０５７λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．２２０λ
第３層 酸化アルミニウム １．６５ ０．０６４λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．０５７λ
第１層 酸化アルミニウム １．６５ ０．１９３λ
基板 ＢＫ７ １．５２
物質 屈折率 光学的膜厚
媒質 空気 １
第７層 ＭｇＦ2 １．３９ ０．２４３λ
第６層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．１１９λ
第５層 酸化アルミニウム １．６５ ０．０５７λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．２２０λ
第３層 酸化アルミニウム １．６５ ０．０６４λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 ２．１２ ０．０５７λ
第１層 酸化アルミニウム １．６５ ０．１９３λ
基板 ＢＫ７ １．５２
図１２および図１３で示される変形例の分光特性を、図１４および図１５で示される従来例の分光特性と比較すると、変形例に係る反射防止膜１０１の反射率の低さが良くわかる。
なお、本願の実施例として、５群構成のレンズ系を示したが、当該５群構成のレンズ系に付加レンズ群を加えただけのレンズ系も本願の効果を内在した同等のレンズ系であることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も本願の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。
また、上述の実施形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本願の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
ＣＡＭ 一眼レフカメラ（光学機器）
ＺＬ ズームレンズ Ｉ 像面
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
１０１ 反射防止膜
１０１ａ 第１層 １０１ｂ 第２層
１０１ｃ 第３層 １０１ｄ 第４層
１０１ｅ 第５層 １０１ｆ 第６層
１０１ｇ 第７層
１０２ 光学部材
ＺＬ ズームレンズ Ｉ 像面
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
１０１ 反射防止膜
１０１ａ 第１層 １０１ｂ 第２層
１０１ｃ 第３層 １０１ｄ 第４層
１０１ｅ 第５層 １０１ｆ 第６層
１０１ｇ 第７層
１０２ 光学部材
Claims (15)
- 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が縮小し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が拡大するように構成されており、
広角端状態においてそれぞれ、全系の焦点距離をｆｗとし、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とし、前記第４レンズ群の後側主点から光軸方向に計った前記第５レンズ群の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次式
０．６＜β５＜０．９
および
Ｓ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、
前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成されることを特徴とするズームレンズ。 - 前記反射防止膜は多層膜であり、
前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 前記ウェットプロセスを用いて形成された層の屈折率をｎｄとしたとき、次式
ｎｄ≦１．３０
の条件を満足することを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のズームレンズ。 - 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が縮小し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が拡大するように構成されており、
広角端状態における、全系の焦点距離をｆｗとし、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とし、前記第４レンズ群の後側主点から光軸方向に計った前記第５レンズ群の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次式
０．６＜β５＜０．９
および
Ｓ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、
前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜は屈折率が１．３０以下となる層を少なくとも１層含むように構成されることを特徴とするズームレンズ。 - 前記反射防止膜は多層膜であり、
前記屈折率が１．３０以下となる層は、前記多層膜を構成する層のうち最も表面側の層であることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群における最も物体側の面より物体側に、開口絞りが配設され、
前記光学面が前記開口絞りに対して凹面であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 望遠端状態における全系のＦナンバーをＦｎｏｔとし、望遠端状態における全系の焦点距離をｆｔとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、次式
−１．８＜ｆ１×Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜−１．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項６のうち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、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正レンズと負レンズとの接合正レンズを有して構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズと、１枚以上の正レンズとから構成されることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群および前記第５レンズ群の少なくとも一方が、少なくとも１枚の非球面レンズを有して構成され、
前記非球面レンズは、レンズ中心から周辺に行くに従って正の屈折力が弱くなることを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の非球面レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有して構成され、
前記第２レンズ群における前記正レンズのアッベ数をνｄとしたとき、次式
νｄ＞７０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは前記前群を光軸に沿って移動させることにより行い、
前記前群の焦点距離をｆ２ａとし、前記後群の焦点距離をｆ２ｂとしたとき、次式
１．１＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜１．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記反射防止膜は、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 物体の像を所定の像面上に結像させるズームレンズを備えた光学機器において、
前記ズームレンズが請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のズームレンズであることを特徴とする光学機器。 - 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなるズームレンズを用いて、前記物体の像を所定の像面上に結像させる結像方法であって、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群は一旦像側に移動したのち物体側に移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が縮小し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が拡大するように構成されており、
広角端状態における、全系の焦点距離をｆｗとし、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とし、前記第４レンズ群の後側主点から光軸方向に計った前記第５レンズ群の前側主点位置をＳ４５ｗとしたとき、次式
０．６＜β５＜０．９
および
Ｓ４５ｗ／ｆｗ＜−０．１５
の条件を満足するとともに、
前記第１レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜がウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含むように構成したことを特徴とする結像方法。
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