JP4352347B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のような固体撮像素子を用いた撮像装置に好適なものである。

近年、デジタルスチルカメラ等の個体撮像素子を用いた撮像装置が広く普及しつつある。このような個体撮像素子を用いた撮像装置の普及に伴い一層の高画質化が求められており、特に、画素数の多い撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い個体撮像素子に対応した結像性能にすぐれた撮影用レンズ、特に、ズームレンズが求められている。また、その上、小型化・薄型化への要求も強いため、小型且つ薄型で高性能なズームレンズが求められている。さらに近年では撮影レンズの高倍率化が求められる一方で、撮影レンズの広画角化への要望も非常に大きい。

以上のような要求に対して、特許文献１及び２に記載されたズームレンズにおいては、光学系内に光路を折り曲げるプリズムを挿入することで光軸方向の大幅な薄型化を図っている。

しかしながら、特許文献１及び２に記載された技術の場合、さらなる光学系の小型化並びに高倍率化のためには反射プリズムの屈折率を高くする必要があり、屈折率の上限が技術の限界となるため、特に、撮影画角を広角化する際において、光学系をそれ以上小型化することが極めて困難である。さらに、プリズムに使用する高屈折ガラスは高価なため、製造時のコストが高くなりやすいという問題もあった。

以上のことから、特許文献１及び２に記載された技術では、撮影画角の十分な広角化は実現されておらず、ズームレンズにおける十分な薄型化と広角化の両立は達成していない。

特開２００５−１８１６３５号公報 特開２００５−２１５１６５号公報

前記したように、従来のズームレンズとしては種々の技術があるが、広画角と高倍率との双方を満たし、全ズーム範囲で光学性能が高く、かつ小型化・薄型化を実現したズームレンズを得るには至っていない。

一般に、光学系の撮影画角を広角化させると前玉径が大型化する傾向がある。特に、反射プリズムを用いた折り曲げ光学系の場合、撮影画角の広角化に伴う前玉及びプリズムの大型化が鏡筒の厚み方向（入射光軸の方向）での大型化に直結し、広角化と薄型化の両立が困難となっているのが現状である。

本発明は、広角端での撮影画角が十分な広画角で、高倍率でありながら、超薄型で、さらに、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、デジタルスチルカメラ、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に好適なズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を得ることを課題とする。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、物体側より順に、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に像側へ移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第３レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に物体側へ移動する正の屈折力を有する第４レンズ群及び変倍の際に固定の負の屈折力を有する第５レンズ群から成り、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズと、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムと、正の屈折力を有する単レンズとを配列することによって構成され、前記プリズムが正の屈折力を有するとともに、像側の面が像側に凸面を向け、前記第１レンズ群を構成するレンズ及びプリズムが、下記の条件式（１）を満足する。
（１）ν１ｐ−ν１ｎ＞３０
但し、
ν１ｐ : 第１レンズ群中のプリズムとプリズムの像側に配置された正レンズのd線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））でのアッベ数の平均値
ν１ｎ : 第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズのｄ線でのアッベ数
とする。

また、本発明の一実施形態による撮像装置は、前記本発明の一実施形態によるズームレンズと、該ズームレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子を備える。

本発明によれば、広角端での撮影画角が十分な広画角で、高倍率でありながら、超薄型で、さらに、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有する。

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図面を参照して説明する。

先ず、本発明ズームレンズについて説明する。

本発明ズームレンズは、物体側より順に、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に像側へ移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第３レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に物体側へ移動する正の屈折力を有する第４レンズ群及び変倍の際に固定の負の屈折力を有する第５レンズ群から成り、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズと、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムと、正の屈折力を有する単レンズとを配列することによって構成され、前記プリズムが正の屈折力を有するとともに、像側の面が像側に凸面を向け、前記第１レンズ群を構成するレンズ及びプリズムが、下記の条件式（１）を満足する。
（１）ν１ｐ−ν１ｎ＞３０
但し、
ν１ｐ : 第１レンズ群中のプリズムとプリズムの像側に配置された正レンズのd線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））でのアッベ数の平均値
ν１ｎ : 第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズのｄ線でのアッベ数
とする。

従って、本発明ズームレンズにあっては、広角端での撮影画角が十分な広画角で、高倍率でありながら、超薄型で、さらに、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有する。

先ず、サイズと重量が他のレンズ群よりも大きい第１レンズ群を、変倍の際に固定にしている。これにより、鏡筒の小型化と駆動機構の負荷の軽減を図っている。また、第１レンズ群に負の屈折力を有する単レンズ、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムを配置することで、入射光軸方向でのレンズ厚みを限りなく薄くし、さらには、第２レンズ群に負の屈折力をもたせ、レンズ系全体の入射瞳位置を物体側に近づけることで、第１レンズ群が有するプリズムの大きさを可能な限り小型化し、入射光軸方向での薄型化を図っている。

そして、第１レンズ群中のプリズムが像側に凸面を向けた形状をとることで、プリズム内の光学系をアフォーカル系に近い構成にし、主光線の傾きを小さくして前玉径及びプリズム径の小型化を可能にしている。また、プリズムが像側に凸面を向けた上記の形状は、広い画角の主光線の傾きを緩くして、それ以降のレンズ系における収差補正を容易することにも寄与している。

すなわち、従来の光路折曲用の反射プリズムを有するズームレンズにおけるように、反射プリズムの射出面が像側に凸の形状を採らないと、光学系の小型化のために反射プリズムの屈折率を高くする必要があり、屈折率の上限が技術の限界となる。そのため、特に撮影画角を広角化する際において光学系を小型化することが極めて困難である。本発明ズームレンズでは、反射プリズムを上記した形状とすることにより、プリズムの屈折率を高くしなくても光学系を小型化することが可能となる。

また、上記した理由から、組成上の理由から屈折率を高くすることが難しいプラスチック素材を、プリズムの材料として使用することも可能となる。従って、本発明ズームレンズにおける第１レンズ群中のプリズムは、ガラスモールドにより成形するのも良いが、材料費が安く量産性に優れたプラスチックを用いることで、容易に、しかも安価に非球面を有する反射プリズムを使用することができる。また、プラスチック素材はガラスに比べて軽量なため、本発明ズームレンズを、小型化、広角化、高倍率化に加えて軽量化することも可能である。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第１レンズ群を構成するレンズ及びプリズムが、下記の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）ν１ｐ−ν１ｎ＞１５
但し、
ν１ｐ : 第１レンズ群中のプリズムとプリズムの像側に配置された正レンズのd線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））でのアッベ数の平均値
ν１ｎ : 第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズのｄ線でのアッベ数
とする。

前記条件式（１）は、第１レンズ群を構成する負レンズのアッベ数と、プリズム及びそれ以降に配置された正レンズのアッベ数の平均値との差を規定する式である。この下限値を超えてアッベ数の差が小さくなると、第１レンズ群で発生する倍率色収差を十分に補正することができなくなり、画質の劣化を招く。なお、条件式（１′）ν１ｐ−ν１ｎ＞３０を満足することが最も好ましく、これによって、補正の効果をさらに高めることができる。なお、前記した倍率色収差の補正を、撮像後に電気的な信号処理によって行うことも可能である。

また、第１レンズ群の最も好ましい形態としては、第１レンズ群を構成する最も物体側に配置された負レンズの物体側の面が物体側に向けて凸になっていることが好ましい。こうすることで、撮影画角を広角化する際に、第１レンズ群の最も物体側の面で発生しやすい樽型歪曲収差を最大限に抑えることが可能となる。 本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第１レンズ群中のプリズムが、少なくとも１つの面に非球面を有することが望ましい。

前記したように、負レンズと像側に凸面を向けたプリズムによって主光線の傾きを小さくするレンズ構成は、広角化と前玉の小型化には非常に効果的であるが、広角端における樽型歪曲収差の発生が大きく、それ以降のレンズ系で補正することは、小型化を維持したままでは困難である。そこで、上記プリズムの少なくとも１つの面を非球面にすることで、広角端における歪曲収差、さらには望遠端における球面収差を効率よく補正することができる。なお、最も好ましい形態としては、プリズムの物体側と像側の両面に非球面を有する形態にすると、収差補正の効果がさらに向上する。

なお、上記の歪曲収差の補正を、撮像後に電気的な信号処理によって行うことも可能である。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第３レンズ群は、絞りを備えるとともに、変倍中絞りの位置が固定されていることが望ましい。これによって、鏡筒の小型化と駆動機構の負荷が軽減される。

本発明一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第２レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズの４枚で構成されていることが望ましい。

本発明ズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群が物体側から像側へ移動することでバリエーターとしての役割を担っている。従って、高倍率化のためには、第２レンズ群の屈折力を必然的に強くする必要があるため、光学系の小型化と高倍率化を実現するためには、変倍の際に第２レンズ群で起こる諸収差の発生を可能な限り補正する必要がある。

そこで、第２レンズ群の構成を、前記したようにすることで、変倍時における収差変動を抑え、小型化と高倍率化を同時に達成することができる。

また、第２レンズ群の最も良い形態としては、物体側から２番目に配置された負レンズと３番目に配置された正レンズとを接合することで、第２レンズ群で発生する色収差を良好に補正しつつ、接合されるレンズ同士の軸ズレが防止され、且つ、鏡筒への組付が容易になる。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、固体撮像素子上に像を形成するものであることが望ましい。

本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、物体側より順に、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に像側へ移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第３レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に物体側へ移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に固定の負の屈折力を有する第５レンズ群を備え、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズと、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムと、正の屈折力を有する単レンズとを配列することによって構成され、前記プリズムが正の屈折力を有するとともに、像側の面が像側に凸面を向けていることが望ましい。

こうすることで、小型ながら高倍率での撮影が可能なズームレンズを実現することができる。そして、この場合、第３レンズ群を構成するレンズの各面のうち、少なくとも１つの面が非球面によって構成されていること、特に、第３レンズ群中の最も物体側に配置されるレンズの少なくとも１つの面が非球面によって構成されていることが好ましい。こうすることで、広角端における球面収差を効率よく補正することが可能となる。

以下に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態を説明する。

なお、各実施の形態には、レンズ面が非球面によって構成されるものも含まれる。そして、非球面形状は、以下の数１式で定義されるものとする。

ここで、「ｘ」は レンズ面頂点からの光軸方向の距離、「ｙ」は光軸と垂直な方向の高さ、「ｃ」はレンズ頂点での近軸曲率、「ｋ」はコーニック定数、「Ａ、Ｂ、・・・」は非球面係数とする。

図１は本発明ズームレンズの第１の実施の形態１のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４、負の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５が配列されて成る。そして、図１は広角端状態での各光学要素の位置を示し、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ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３及び第５レンズ群ＧＲ５は固定であり、第２レンズ群ＧＲ２は光軸ｘ（ｘ２）上を像側へ向かって移動し、第４レンズ群ＧＲ４は光軸ｘ（ｘ２）上を物体側へ向かって移動する。なお、第３レンズ群ＧＲ３は像側に絞りＳＴＯを備え、また、第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ１１、両面（入射面及び射出面）が凸面で且つ非球面にされ光軸を折り曲げる（入射光軸ｘ１に沿って入射した光は反射面にてほぼ９０゜向きを変えられて光軸ｘ２に沿って像面ＩＭＧまで進む）反射プリズムＰ１、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズＧ１３から成る。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ２１、両凹形状の負レンズＧ２２と物体側に凸面を向けた正レンズＧ２３との接合負レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＧ２４から成る。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に位置した、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズＧ３１、絞りＳＴＯから成る。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズＧ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ４２との接合正レンズから成る。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ５１、両凸形状の正レンズＧ５２から成る。

表１に前記第１の実施の形態にかかるズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。なお、以下の各表において、「ｓｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）」は物体側からｉ番目の面を示し、「ｒi」は物体側からｉ番目のレンズ面の曲率半径、「ｄi」は物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の面間隔、［ｎi」は物体側からｉ番目の面のｄ線に対する屈折率、「νi」は物体側からｉ番目の面におけるｄ線に対するアッベ数、「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ」は開放Ｆ値、「ω」は半画角を示すものとする。また、「ｓｉ」に関し「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを、「ＲＥＦ」は当該面が反射面であることを示し、「ｒｉ」に関し「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」は当該面が平面であることを、「ＳＴＯ」は絞りであることを示し、、「ｄｉ」に関し「（ｄｉ）」は当該面間隔が可変であることを示す。

ズームレンズ１において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の間隔ｄ２０が変化する。そこで、数値実施例１における前記各間隔の広角端（ｆ＝４．７９）、中間焦点距離（ｆ＝１０．８７）、望遠端（ｆ＝２２．７１）における値を表２に示す。

ズームレンズ１において、反射プリズムＰ１の両面ｓ３、ｓ５、第１レンズ群ＧＲ１の両凸レンズＧ１３の両面ｓ６、ｓ７、第３レンズ群ＧＲ３の両凸レンズＧ３１の両面ｓ１５、ｓ１６及び第４レンズ群ＧＲ４の両凸レンズＧ４１の物体側面ｓ１８は非球面で構成されている。そこで、数値実施例１における前記各面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表３に示す。なお、表３及び以下の非球面を示す表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×10⁻⁵」を表している。

数値実施例１の条件式（１）対応値を表４に示す。

図２乃至図７に数値実施例１の各収差図を示す。図２に広角端位置での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図３に広角端位置での横収差を示す。図４に中間焦点位置での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図５に中間焦点位置での横収差を示す。図６に望遠端位置での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図７に望遠端位置での横収差を示す。なお、前記各収差図において、球面収差、歪曲収差、横収差に関して実線はｄ線での、点線はｇ線（波長＝４３５．８nm）での値を示し、また、非点収差図はｄ線に対するもので、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

前記各収差図に示すように、数値実施例１は、広角端位置、広角端と望遠端との間の中間焦点位置及び望遠端位置において、各収差ともバランス良く補正されていることが分かる。

図８は本発明ズームレンズの第２の実施の形態２のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４、負の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５が配列されて成る。そして、図８は広角端状態での各光学要素の位置を示し、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ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３及び第５レンズ群ＧＲ５は固定であり、第２レンズ群ＧＲ２は光軸ｘ（ｘ２）上を像側へ向かって移動し、第４レンズ群ＧＲ４は光軸ｘ（ｘ２）上を物体側へ向かって移動する。なお、第３レンズ群ＧＲ３は像側に絞りＳＴＯを備え、また、第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＭＧとの間にはローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置されている。

第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ１１、両面（入射面及び射出面）が凸面で且つ非球面にされ光軸を折り曲げる（入射光軸ｘ１に沿って入射した光は反射面にてほぼ９０゜向きを変えられて光軸ｘ２に沿って像面ＩＭＧまで進む）反射プリズムＰ１、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズＧ１３から成る。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ２１、両凹形状の負レンズＧ２２と物体側に凸面を向けた正レンズＧ２３との接合負レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＧ２４から成る。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に位置した、両凸形状で両面に非球面を有する正レンズＧ３１、絞りＳＴＯから成る。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズＧ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ４２との接合正レンズから成る。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＧ５１、両凸形状の正レンズＧ５２から成る。

表５に前記第２の実施の形態にかかるズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。

ズームレンズ２において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の間隔ｄ２０が変化する。そこで、数値実施例２における前記各間隔の広角端（ｆ＝４．８４１）、中間焦点距離（ｆ＝１０．０３）、望遠端（ｆ＝２０．６１）における値を表６に示す。

ズームレンズ２において、反射プリズムＰ１の両面ｓ３、ｓ５、第１レンズ群ＧＲ１の両凸レンズＧ１３の両面ｓ６、ｓ７、第３レンズ群ＧＲ３の両凸レンズＧ３１の両面ｓ１５、ｓ１６及び第４レンズ群ＧＲ４の両凸レンズＧ４１の物体側面ｓ１８は非球面で構成されている。そこで、数値実施例２における前記各面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表７に示す。

数値実施例２の条件式（２）対応値を表８に示す。

図９乃至図１４に数値実施例２の各収差図を示す。図９に広角端位置での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図１０に広角端位置での横収差を示す。図１１に中間焦点位置での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図１２に中間焦点位置での横収差を示す。図１３に望遠端位置での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図１４に望遠端位置での横収差を示す。なお、前記各収差図において、球面収差、歪曲収差、横収差に関して実線はｄ線での、点線はｇ線での値を示し、また、非点収差図はｄ線に対するもので、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

前記各収差図に示すように、数値実施例１は、広角端位置、広角端と望遠端との間の中間焦点位置及び望遠端位置において、各収差ともバランス良く補正されていることが分かる。

次に、本発明撮像装置について説明する。

本発明撮像装置は、ズームレンズと、該ズームレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子を備え、前記ズームレンズは、物体側より順に、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に像側へ移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第３レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に物体側へ移動する正の屈折力を有する第４レンズ群及び変倍の際に固定の負の屈折力を有する第５レンズ群から成り、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズと、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムと、正の屈折力を有する単レンズとを配列することによって構成され、前記プリズムが正の屈折力を有するとともに、像側の面が像側に凸面を向け、前記第１レンズ群を構成するレンズ及びプリズムが、下記の条件式（１）を満足する。
（１）ν１ｐ−ν１ｎ＞３０
但し、
ν１ｐ : 第１レンズ群中のプリズムとプリズムの像側に配置された正レンズのd線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））でのアッベ数の平均値
ν１ｎ : 第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズのｄ線でのアッベ数
とする。

従って、本発明撮像装置にあっては、広角端での撮影画角が十分な広画角で、高倍率でありながら、全ズーム範囲にわたり高い画質の画像を得ることが出来、しかも、超薄型に構成することが出来る。

図１５に本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した具体的実施の形態のブロック図を示す。

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、撮像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、撮像された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、メモリカード５１への書き込み／読み出しを行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、装置全体を制御するＣＰＵ６０と、ユーザーによる操作入力のための入力部７０と、カメラブロック１０内のレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０を具備する。

カメラブロック１０は、本発明が適用されるズームレンズ１１を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等により構成される。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や、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の信号処理を行う。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・伸長復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。

メモリカード５１は、着脱可能な半導体メモリからなる。Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データをメモリカード５１に書き込み、またメモリカード５１に記録された画像データを読み出す。ＣＰＵ６０は、デジタルスチルカメラ内の各回路ブロックを制御する制御処理部であり、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、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等により構成され、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内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。

以下、このデジタルスチルカメラ１００の動作を簡単に説明する。

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において撮像された画像信号が、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内の所定のレンズが移動される。そして、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が切られると、撮像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、メモリカード５１に書き込まれる。

なお、フォーカシングは、例えば、シャッタレリーズボタンが半押しされた場合、あるいは記録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内の所定のレンズを移動させることにより行われる。

また、メモリカード５１に記録された画像データを再生する場合は、入力部７０による操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によりメモリカード５１から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０で伸張復号化処理された後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力される。これにより再生画像が表示される。

なお、上記した実施の形態では、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した場合について説明したが、例えば、ビデオカメラといった他の撮像装置等に適用することも可能である。

また、前記した各実施の形態における形状や構造、数値は、いずれも本発明を実施するための具体化の一例を示したものにすぎず、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。

本発明の第１の実施の形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 図３乃至図７と共に第１の実施の形態にかかるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差を示すものであり、本図は広角端状態における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 広角端状態における横収差を示すものである。 中間焦点距離端状態における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 中間焦点距離状態における横収差を示すものである。 望遠端端状態における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 望遠端状態における横収差を示すものである。 本発明の第２の実施の形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 図１０乃至図１４と共に第２の実施の形態にかかるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差を示すものであり、本図は広角端状態における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 広角端状態における横収差を示すものである。 中間焦点距離端状態における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 中間焦点距離状態における横収差を示すものである。 望遠端端状態における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 望遠端状態における横収差を示すものである。 本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した一実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レンズ群、Ｇ１１…負の屈折力を有する単レンズ、Ｐ１…光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズム、Ｇ１３…正の屈折力を有する単レンズ、ＧＲ２…第２レンズ群、Ｇ２１…負の屈折力を有するレンズ、Ｇ２２…負の屈折力を有するレンズ、Ｇ２３…正の屈折力を有するレンズ、Ｇ２４…負の屈折力を有するレンズ、ＧＲ３…第３レンズ群、ＳＴＯ…絞り、ＧＲ４…第４レンズ群、ＧＲ５…第５レンズ群、１００…デジタルスチルカメラ（撮像装置）、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子

Claims (6)

1. 物体側より順に、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に像側へ移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第３レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に物体側へ移動する正の屈折力を有する第４レンズ群及び変倍の際に固定の負の屈折力を有する第５レンズ群から成り、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズと、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムと、正の屈折力を有する単レンズとを配列することによって構成され、前記プリズムが正の屈折力を有するとともに、像側の面が像側に凸面を向け、
   前記第１レンズ群を構成するレンズ及びプリズムが、下記の条件式（１）を満足する
   ズームレンズ。
   （１）ν１ｐ−ν１ｎ＞３０
   但し、
   ν１ｐ : 第１レンズ群中のプリズムとプリズムの像側に配置された正レンズのd線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））でのアッベ数の平均値
   ν１ｎ : 第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズのｄ線でのアッベ数
   とする。
2. 前記第１レンズ群中のプリズムが、少なくとも１つの面に非球面を有する
   請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第３レンズ群は、絞りを備えるとともに、変倍中絞りの位置が固定されている
   請求項１に記載のズームレンズ。
4. 前記第２レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズの４枚で構成されている
   請求項１に記載のズームレンズ。
5. 固体撮像素子上に像を形成する
   請求項１に記載のズームレンズ。
6. ズームレンズと、該ズームレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子を備えた撮像装置であって、
   前記ズームレンズは、物体側より順に、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第１レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に像側へ移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に固定された正の屈折力を有する第３レンズ群、広角端から望遠端への変倍の際に物体側へ移動する正の屈折力を有する第４レンズ群及び変倍の際に固定の負の屈折力を有する第５レンズ群から成り、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズと、光路を９０°折り曲げる反射面をもつプリズムと、正の屈折力を有する単レンズとを配列することによって構成され、前記プリズムが正の屈折力を有するとともに、像側の面が像側に凸面を向け、
   前記第１レンズ群を構成するレンズ及びプリズムが、下記の条件式（１）を満足する
   撮像装置。
   （１）ν１ｐ−ν１ｎ＞３０
   但し、
   ν１ｐ : 第１レンズ群中のプリズムとプリズムの像側に配置された正レンズのd線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））でのアッベ数の平均値
   ν１ｎ : 第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズのｄ線でのアッベ数
   とする。

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