JP4853764B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

本発明はズームレンズに関し、デジタルカメラやビデオカメラ等に用いられ、変倍比が５〜７程度で広角端の画角が６０°以上の、カメラの厚み寸法を薄くする事が可能な、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）用ズームレンズ、及び撮像装置に関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳを用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラにおいては、特にカメラの厚みが薄く出来るタイプのレンズの需要が高いが、最近では更なる高変倍比化など、光学仕様の高級化も求められている。厚みが薄いタイプのカメラには、プリズム等の反射光学素子を用いて光軸を９０度折り曲げる屈曲光学系が多く用いられており、これは例えば特許文献１，２に開示されている。
特開２００５−９１４６５号公報 特開２００５−１９５７５７号公報

しかし、これら屈曲光学系を用いた従来技術のズームレンズでは、５群構成で変倍比が４程度であったり、６群構成であっても変倍比が５程度であったりと、レンズ群構成の多さに対して変倍比が十分に大きいとは言い難かった。

本発明は、カメラの厚み方向が薄く、高変倍比を有し、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供する事を目的としたものである。

請求項１に記載のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は、物体側より順に、正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズを有し、
前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を持つ反射光学素子を含み、
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１０ ＜ ｎ _c2 − ｎ _c3 （５）
２５ ＜ ν _c3 − ν _c2 ＜ ５０ （６）
ただし、ｎ _c2 ：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
ν _c2 ：ｃ２レンズのアッベ数
ｎ _c3 ：ｃ３レンズのｄ線における屈折率
ν _c3 ：ｃ３レンズのアッベ数

本発明によれば、第４レンズ群を正負正の３枚接合レンズのみから構成することで、群構造を単純化し、生産性を向上させることが出来る。即ち、第４レンズ群を３枚のレンズで構成する場合、３枚接合を使用せずに構成しようとすると、２つ以上のレンズ要素に分解されてしまい、レンズ偏芯、レンズ間隔変化等の誤差要因が増えてしまう。特にコンパクト性を追及して第４レンズ群が薄肉化された場合、各レンズ要素の偏芯誤差感度、面形状誤差感度、厚み・間隔誤差感度等が大きくなり、各レンズの軸出し精度や、光軸方向位置出し精度を非常に高める必要が生じ、生産性が悪くなってしまう。３枚接合レンズを用いれば、実質的に１つのレンズ要素を管理すればよく、比較的生産性を向上させやすいという利点がある。なお、３枚接合レンズに物体側から順に、正、正、負、正という面パワーを持たせれば、負パワー面を通過する軸上光線高さを比較的低くする事が出来るため、ペッツバール和を小さくする事が出来、像面湾曲を抑える事が可能となる。

請求項２に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１５ ＜ ｎ_c2 − ｎ_c1 （１）
３５ ＜ ν_c1 − ν_c2 ＜ ７０ （２）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズのｄ線における屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
ｎ_c2：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項３に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２ ＜ ｎ_c2 − ｎ_c1 （３）
４０ ＜ ν_c1 − ν_c2 ＜ ６５ （４）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズのｄ線における屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
ｎ_c2：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項４に記載のズームレンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、 前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１５ ＜ ｎ_c2 − ｎ_c3 （７）
３０ ＜ ν_c3 − ν_c2 ＜ ４５ （８）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
ｎ_c3：ｃ３レンズのｄ線における屈折率
ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数

請求項５に記載のズームレンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、 前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
６０ ＜ ν_c1 ＜ ９０ （９）
ただし、ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数

請求項６に記載のズームレンズは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
６５ ＜ ν_c1 ＜ ８５ （１０）
ただし、ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数

請求項７に記載のズームレンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１８ ＜ ν_c2 ＜ ３５ （１１）
ただし、ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項８に記載のズームレンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、 前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２０ ＜ ν_c2 ＜ ３０ （１２）
ただし、ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項９に記載のズームレンズは、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
５０ ＜ ν_c3 ＜ ８０ （１３）
ただし、ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数

請求項１０に記載のズームレンズは、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
５５ ＜ ν_c3 ＜ ７５ （１４）
ただし、ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数

条件式（１）、（５）を満たすようにすれば、３枚接合レンズ中の各レンズ間の屈折率差が大きくなり、接合面の曲率半径を緩くする事が出来るので、ここで発生するコマ収差、非点収差等の諸収差を小さく抑える事が出来る。さらに、条件式（３）、（７）を満たすようにすると前記効果がより高まる。一方、条件式（２）、（６）、（９）、（１１）、（１３）の範囲内であれば、第４レンズ群内で発生する軸上色収差、倍率色収差を良好に補正する事が出来る。３枚接合レンズ中の各レンズのアッベ数差が小さ過ぎたり、３枚接合レンズの１枚目と３枚目のレンズのアッベ数が小さ過ぎたり、３枚接合レンズの２枚目のレンズのアッベ数が大き過ぎたりすると、ｄ線に対してｇ線がアンダーになるような軸上色収差が大きくなり過ぎ、ｄ線に対しｇ線が低い像高に到達するような倍率色収差が大きくなり過ぎてしまう。各レンズ間のアッベ数差が大き過ぎたり、３枚接合レンズの１枚目と３枚目のレンズのアッベ数が大き過ぎたり、３枚接合レンズの２枚目のレンズのアッベ数が小さ過ぎたりするとその逆となり、やはり好ましくない。さらに、条件式（４）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）を満たすと前記効果がより高まる。

後述する実施例のズームレンズは、正負正正負の５レンズ群もしくは正負正正負正の６レンズ群から構成され、第１レンズ群内に光軸を９０度折り曲げる機能を持つプリズムを有し、変倍時には第２レンズ群が像側へ、第４レンズ群が物体側へ移動する。本発明において、第１レンズ群において、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を持つ反射光学素子としてプリズムを用いているが、これに限定されるものではなく、例えばミラーであってもよい。反射光学素子をプリズムにより構成することで、反射光学系内を通過する光束径が小さくなり、よってプリズムを小型にでき、カメラの厚みを薄くすることができる。

請求項１１に記載のズームレンズは、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記反射光学素子はプリズムであり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_pr ＞ １．８ （１５）
ただし、ｎ_pr：プリズムのｄ線における屈折率

請求項１２に記載のズームレンズは、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記反射光学素子はプリズムであり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_pr ＞ １．８５ （１６）
ただし、ｎ_pr：プリズムのｄ線における屈折率

また、条件式（１５）を満たすように、プリズムの屈折率を高くすることにより、プリズムを通過する光線高さを低く抑える事が出来、やはりカメラの厚みを薄くする事が出来る。さらに、条件式（１６）を満たすと前記効果がより高まる。またプリズムの前方に負レンズを配置する事により、軸外光線角度を小さくする事が出来るので、プリズム径をさらに小さくする事が出来、カメラの厚みもさらに薄くする事が可能である。

請求項１３に記載のズームレンズは、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１０ ＜ ｄ_L1PR／（２Ｙ／ｆ_W） ＜ １５ （１７）
ただし、ｄ_L1PR：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の最も像側の部位までの距離。
ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
２Ｙ：撮像素子の対角長

請求項１４に記載のズームレンズは、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１２ ＜ ｄ_L1PR／（２Ｙ／ｆ_W） ＜ １４ （１８）
ただし、ｄ_L1PR：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の最も像側の部位までの距離。
ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
２Ｙ：撮像素子の対角長

条件式（１７）は、第１レンズ群において、反射光学素子より前に位置するレンズの物体側面から反射光学素子の像側面までの距離と、撮像素子の対角長と、広角端におけるレンズ全系の焦点距離の関係を規定したものである。条件式の下限値以上であれば、広角端の画角に対して、反射光学素子より前に位置するレンズの物体側面から反射光学素子の像側面までの距離が小さ過ぎないので、広角端の前玉径を小さくするために軸外収差補正に無理が生じず、良好な光学性能を保つことが出来る。条件式の上限値以下であれば、カメラの厚み寸法が大きくなり過ぎることによってコンパクト性を損なうことが無い。さらに、条件式（１８）を満たすと前記効果がより高まる。

請求項１５に記載のズームレンズは、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズ群を構成するレンズは、研磨加工によるガラス球面レンズであることを特徴とする。

諸収差を良好に補正するため、第１レンズ群内にガラスモールド非球面レンズや複合（ハイブリッド）非球面レンズを配置する事が可能であるが、これらモールド非球面レンズでは、製造誤差として面のうねり誤差（非球面誤差）を発生しやすいという課題がある。望遠側では、このうねり誤差による収差変動が第２レンズ群以降で拡大されて結像面へ伝播されるが、変倍比が大きく、望遠端の焦点距離が長くなってくるに従い、その拡大率は大きくなってくる。そのため、本発明のような高変倍レンズにおいては、第１群内にうねり誤差を比較的小さく抑える事が可能な研磨加工によるガラス球面レンズを使用することが好ましい。

請求項１６に記載のズームレンズは、請求項１〜１５のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズ群内の正レンズのうち少なくとも１枚は以下の条件式を満足する事を特徴とする。
ν_1p ＞ ８０ （１９）
ただし、ν_1p：第１レンズ群内の正レンズのアッベ数

本発明のような高変倍レンズにおいては、望遠端の焦点距離が比較的長いため、２次スペクトルによる色収差が大きく、目立ちやすくなる。そのため条件式（１９）を満たすような異常分散硝材もしくは特殊低分散硝材を第１レンズ群の正レンズに用いる事により、色収差を低減させる事が出来る。

請求項１７に記載のズームレンズは、請求項１〜１６のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．５ ＜ ｆ₁／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ ２．０ （２０）
ただし、ｆ₁：第１レンズ群の焦点距離
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離

請求項１８に記載のズームレンズは、請求項１〜１６のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．８ ＜ ｆ₁／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ １．５ （２１）
ただし、ｆ₁：第１レンズ群の焦点距離
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離

第１レンズ群の焦点距離を条件式（２０）を満たすようにする事で、次のような利点が得られる。すなわち、条件式の下限値を上回ることで、第１レンズ群の屈折力が強くなり過ぎず、第１レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。また条件式の上限値を下回ることで、第１レンズ群の正の屈折力を適度に確保することができ、ズームレンズの全長を短くすることができる。さらに、条件式（２１）を満たすと前記効果がより高まる。

請求項１９に記載のズームレンズは、請求項１〜１８のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズ群は、負レンズ２枚と正レンズ１枚から構成されることを特徴とする。

第２レンズ群を、２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成することで、負のパワーを２枚のレンズに分割出来、特に広角時に発生する歪曲収差や非点収差の抑制が可能である。

請求項２０に記載のズームレンズは、請求項１〜１９のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズ群の正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_2p ＞ １．８ （２２）
ν_2p ＜ ２６ （２３）
ただし、ｎ_2p：第２レンズ群の正レンズのｄ線における屈折率
ν_2p：第２レンズ群の正レンズのアッベ数

請求項２１に記載のズームレンズは、請求項１〜１９のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズ群の正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_2p ＞ １．９ （２４）
ν_2p ＜ ２３ （２５）
ただし、ｎ_2p：第２レンズ群の正レンズのｄ線における屈折率
ν_2p：第２レンズ群の正レンズのアッベ数

また、負レンズと正レンズを接合させ、正レンズに高屈折率高分散硝材を用い、一方の負レンズに正レンズより屈折率が低く分散の小さい硝材を用いる事で、このレンズ群で発生する色収差を小さくしたり、接合面で発生する単色収差を抑えられたりするので、変倍時のこれら諸収差変動を抑える事が出来る。特に正レンズに関しては、条件式（２２）、（２３）を満たす事が望ましく、さらに、条件式（２４）、（２５）を満たすと前記効果がより高まる。このように正レンズに屈折率の高い硝材を使用することにより、ペッツバール和が小さくなり、像面湾曲を抑える事も可能である。

請求項２２に記載のズームレンズは、請求項１〜２１のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
−１．０ ＜ ｆ₂／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ −０．２ （２６）
ただし、ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離

請求項２３に記載のズームレンズは、請求項１〜２１のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
−０．６ ＜ ｆ₂／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ −０．３ （２７）
ただし、ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離

第２レンズ群の焦点距離を条件式（２６）を満たすようにする事で、次のような利点が得られる。即ち、条件式の下限値を上回ることで、適度に第２レンズ群の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得るうえで、第２レンズ群の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができる。また条件式の上限値を下回ることで、第２レンズ群の負の屈折力が大きくなりすぎず、第２レンズ群での収差の発生や偏芯・形状誤差による収差変動を抑えることができる。さらに、条件式（２７）を満たすと前記効果がより高まる。

請求項２４に記載のズームレンズは、請求項１〜２３のいずれかに記載の発明において、前記第３レンズ群は、光軸上の物体側または像側に開口絞りを有し、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする。

請求項２５に記載のズームレンズは、請求項１〜２４のいずれかに記載の発明において、前記第３レンズ群は、正レンズ１枚から構成されることを特徴とする。

第３レンズ群は他のレンズ群に比べパワーが弱く、１枚の正レンズのみという簡素な構成でも色収差等を良好に補正し得る。従って、第３レンズ群の占める体積が小さくて済み、第２レンズ群、第４レンズ群の変倍時の可動領域を確保しやすいという利点がある。また、開口絞りを本ズームレンズのほぼ中央部にあたる第３レンズ群近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正出来たり、前玉径・後玉径に大きな差が生じにくくなるため、カメラ厚み方向のレンズユニット形状を平坦にしやすく、カメラのレイアウトをしやすくしたりする等の利点がある。さらに第３レンズ群付近は撮像素子から十分離れた所にも位置しているので、ＣＣＤ・ＣＭＯＳ光学系で要求されるテレセントリック性も十分確保しやすい。本発明ではこのレンズ群が最も絞りに近いため、非球面を用いる事により球面収差やコマ収差等を良好に補正する事が出来る。また、ここを通過する光束は軸上・軸外とも比較的太いため、本ズームレンズ中、レンズ面形状誤差の影響を受けやすい箇所となっており、モールド非球面レンズで発生しやすい面のうねり誤差（非球面誤差）を十分に小さく抑えておくことが好ましい。

請求項２６に記載のズームレンズは、請求項１〜２５のいずれかに記載の発明において、前記第３レンズ群は、変倍時固定であることを特徴とする。

第３レンズ群を変倍時固定とすることで、第３レンズ群と絞りを一体で移動させずに済み、駆動機構の簡略化が可能となる。

請求項２７に記載のズームレンズは、請求項１〜２６のいずれかに記載の発明において、前記第４レンズ群は、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする。

第４レンズ群に非球面を用いることで、コマ収差や非点収差等を良好に補正することが出来る。

請求項２８に記載のズームレンズは、請求項２７に記載の発明において、前記第４レンズ群の非球面は、第４レンズ群の最も像側に配置されていることを特徴とする。

特に第４レンズ群の最も像側に非球面を配置すると、非球面が絞りから十分に離れ、上記軸外収差の補正効果が大きくなる。

請求項２９に記載のズームレンズは、請求項１〜２８のいずれかに記載の発明において、前記第５レンズ群は、負の５ｎレンズ１枚から構成されることを特徴とする。

請求項３０に記載のズームレンズは、請求項２９に記載の発明において、前記５ｎレンズは少なくとも１面に非球面を有する事を特徴とする。

請求項３１に記載のズームレンズは、請求項２９又は３０に記載の発明において、前記５ｎレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする。
｜ｆ_W／ｆ_5n｜ ＜ ０．８ （２８）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_5n：５ｎレンズの焦点距離

プラスチックレンズは非球面付加が比較的容易であるが、非球面レンズを用いる事で第５レンズ群では主に非点収差を良好に補正する事が出来る。プラスチックレンズの使用は、レンズのコストダウンにも寄与する。なお、第５レンズ群にガラスモールド非球面や複合（ハイブリッド）非球面を使用しても良好な光学性能を保つ事が出来る。また、条件式（２８）を満たせばプラスチックレンズのパワーが大きくなり過ぎないので、温度変化時のピント変動や収差変動は小さく抑えられる。さらに、条件式（２９）を満たすと前記効果がより高まる。

請求項３２に記載のズームレンズは、請求項２９又は３０に記載の発明において、前記５ｎレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする。
｜ｆ_W／ｆ_5n｜ ＜ ０．５ （２９）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_5n：５ｎレンズの焦点距離

請求項３３に記載のズームレンズは、請求項１〜３２のいずれかに記載の発明において、正の屈折力を有する第６レンズ群を有することを特徴とする。

本発明は、正負正正負の５群構成と正負正正負正の６群構成のズームレンズを含んでいるが、特に後者の方が正の第６レンズ群によりテレセントリック性が良好に保てるという利点がある。後述する６群構成の実施例では第５レンズ群、第６レンズ群がそれぞれ１枚のレンズから構成されているが、このレンズタイプでは第５、第６レンズ群を通過する軸上光線高さが比較的低く、光束径は比較的細い。そのためこの群で必ずしも正負２枚以上のレンズで色消し等を行わなくともレンズ全系の光学性能へ与える影響は小さく、レンズ１枚のみという簡素な構成でも良くなる。さらにこの群にガラスより軽いプラスチックレンズを使用する事により、ズーミングやフォーカシングでレンズ群を移動させる際の駆動機構に与える負荷をより軽減する事が出来る。

請求項３４に記載のズームレンズは、請求項３３に記載の発明において、前記第６レンズ群は少なくとも１面に非球面を有する事を特徴とする。

請求項３５に記載のズームレンズは、請求項３３又は３４に記載の発明において、前記第６レンズ群は、変倍時固定であることを特徴とする。

請求項３６に記載のズームレンズは、請求項３３〜３５のいずれかに記載の発明において、前記第６レンズ群は、正の６ｐレンズ１枚から構成されることを特徴とする。

請求項３７に記載のズームレンズは、請求項３６に記載の発明において、前記６ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｆ_W／ｆ_6p ＜ ０．８ （３０）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_6p：６ｐレンズの焦点距離

請求項３８に記載のズームレンズは、請求項３６に記載の発明において、前記６ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｆ_W／ｆ_6p ＜ ０．５ （３１）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_6p：６ｐレンズの焦点距離

プラスチックレンズは非球面付加が比較的容易であるが、非球面レンズを用いる事で、第６レンズ群では主に歪曲収差を良好に補正する事が出来る。プラスチックレンズの使用は、レンズのコストダウンにも寄与する。なお、第６レンズ群にガラスモールド非球面や複合（ハイブリッド）非球面を使用しても良好な光学性能を保つ事が出来る。また、条件式（３０）を満たせばプラスチックレンズのパワーが大きくなり過ぎないので、温度変化時のピント変動や収差変動は小さく抑えられる。さらに、条件式（３１）を満たすと前記効果がより高まる。

請求項３９に記載のズームレンズは、請求項１〜３８のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０３ ＜ ｍ_5imax／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ ０．２ （３２）
ただし、ｍ_5imax：第５レンズ群より後ろの群から構成される合成系の横倍率の最大値
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離

請求項４０に記載のズームレンズは、請求項１〜３８のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０５ ＜ ｍ_5imax／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ ０．１５ （３３）
ただし、ｍ_5imax：第５レンズ群より後ろの群から構成される合成系の横倍率の最大値
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離

条件式（３２）は、広角端・望遠短における全系の焦点距離と、フォーカシング群である第５レンズ群以降の合成系の横倍率との関係を規定したものである。条件式の下限値以上であれば、フォーカスレンズ移動時のピント変化量が小さくなり過ぎることによってフォーカシング時の移動量が多くなり過ぎず、コンパクト性を損なうことが無い。一方、条件式の上限値以下であればフォーカスレンズ移動時のピント変化量が大きくなり過ぎず、フォーカス制御を行い易くする。また、この群で発生する非点収差や歪曲収差等の諸収差や、レンズの偏芯誤差、レンズ面形状誤差、レンズ厚み・間隔誤差等による光学性能劣化が小さくて済み、良好な光学性能を保つことが出来る。望ましくは、条件式（３３）を満たすことが好ましい。

請求項４１に記載のズームレンズは、請求項１〜４０のいずれかに記載の発明において、変倍時、少なくとも３つのレンズ群が移動することを特徴とする。

従来の正負正正４群構成からなるズームレンズでは、第２群の移動のみで変倍を行う場合が多い。この方式では単一群のみに変倍負荷がかかり、コンパクトにしようとすると変倍群のパワー増大による光学性能劣化・誤差感度増加を招き、それを避けようとするために変倍移動量を増加させると、コンパクト性が失われてしまう傾向がある。本発明のように、２つ以上のレンズ群の移動による変倍を行えば、それぞれの群に変倍機能を分担出来るので、群パワーが大きくなり過ぎたり、変倍移動量が多くなり過ぎたりせず、コンパクト性と良好な光学特性を両立することが可能である。特に、第２群の移動量が抑えられる事で、第１レンズ群から絞り間距離が小さくなり、前玉径、ひいてはプリズム径も小さくする事が出来、カメラの厚みを薄くすることが可能となる。また、上記第２レンズ群と第４レンズ群の移動による変倍時に生じるピント移動を、他のレンズ群の移動で補正させることにより、高変倍でありながらコンパクトかつ良好な光学特性を備えたズームレンズが達成できる。

請求項４２に記載のズームレンズは、請求項１〜４１のいずれかに記載の発明において、少なくとも前記第５レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行う事を特徴とする。

レンズ群の移動形態としては、第６レンズ群を固定とし、第５レンズ群を変倍時とフォーカシング時に移動させることがふさわしい。即ち、第６レンズ群を固定群とすることで、撮像素子近辺の密閉性を高め、ゴミ・埃等の進入を防ぐ効果が期待され、また第５レンズ群は比較的前後の空気間隔を確保しやすく他の可動群より簡素な構成であるので、第２・第４レンズ群による変倍で生じるピント変動を補正するために移動させたり、近距離合焦時のフォーカシングレンズとして機能させたりしても駆動機構への負荷が小さくて済む。

請求項４３に記載のズームレンズは、請求項１〜４２のいずれかに記載の発明において、変倍比が４．５以上である事を特徴とする。

請求項４４に記載のズームレンズは、請求項１〜４２のいずれかに記載の発明において、変倍比が６．５以上である事を特徴とする。

請求項４５に記載の撮像装置は、請求項１〜４４のいずれかに記載のズームレンズと、撮像素子とを有することを特徴とする。

本発明の撮像装置において、赤外カットフィルターを設ける場合、ローパスフィルター表面にコート処理を施した反射型とすれば、吸収型の赤外カットフィルターガラスを別途挿入する必要がないので、光軸方向の厚みを薄くする事が出来、コンパクト性に有利な構成とする事が可能となる。

本発明において「プラスチックレンズ」とは、プラスチック材料を母材とし、プラスチック材料中に小径の粒子を分散させた素材から成形され、かつプラスチックの体積比が半分以上のレンズも含むものとし、さらにその表面に反射防止や表面強度の向上を目的としてコーティング処理を行った場合も含むものとする。

最近では、プラスチック材料中に無機微粒子を混合させ、プラスチック材料の温度変化を小さくできることが分かってきた。詳細に説明すると、一般に透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が２０ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、屈折率の温度依存性のきわめて低いプラスチック材料となる。例えばアクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。

ここで、屈折率の温度変化について詳細に説明する。屈折率の温度変化Ａは、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、次式で表される。

ただし、α：線膨張係数、［Ｒ］：分子屈折

プラスチック素材の場合は、一般に式中第１項に比べ第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０^-5であり、上記式に代入すると、Ａ＝−１．２×１０^-4［／℃］となり、実測値とおおむね一致する。

具体的には、従来は−１．２×１０^-4［／℃］程度であった屈折率の温度変化Ａを、絶対値で８×１０^-5［／℃］未満に抑えることが好ましい。好ましくは絶対値で６×１０^-5［／℃］未満にすることが好ましい。本発明で適用可能なプラスチック材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄＴ）を表１に示す。

本発明によれば、カメラの厚み方向が薄く、高変倍比を有し、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供することができる。

図１５及び図１６を参照して、本発明の実施の形態にかかるズームレンズを搭載した撮像装置１００について説明する。図１５は、撮像装置１００のブロック図である。

図１５に示すように、撮像装置１００は、ズームレンズ１０１と、固体撮像素子１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０３と、制御部１０４と、光学系駆動部１０５と、タイミング発生部１０６と、撮像素子駆動部１０７と、画像メモリ１０８と、画像処理部１０９と、画像圧縮部１１０と、画像記録部１１１と、表示部１１２と、動作部１１３とを備えて構成される。

ズームレンズ１０１は、被写体像を固体撮像素子１０２の撮像面に結像させる機能を有する。固体撮像素子１０２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、入射光をＲ、Ｇ、Ｂ毎に光電変換してそのアナログ信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部１０３は、アナログ信号をデジタルの画像データに変換する。

制御部１０４は、撮像装置１００の各部を制御する。制御部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、ＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開された各種プログラムと、ＣＰＵとの協働で各種処理を実行する。

光学系駆動部１０５は、制御部１０４の制御により、変倍、合焦（後述する第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５の移動）、露出等において、ズームレンズ１０１を駆動制御する。タイミング発生部１０６は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力する。撮像素子駆動部１０７は、固体撮像素子１０２を走査駆動制御する。

画像メモリ１０８は、画像データを読み出し及び書き込み可能に記憶する。画像処理部１０９は、画像データに各種画像処理を施す。画像圧縮部１１０は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）等の圧縮方式により、撮像画像データを圧縮する。画像記録部１１１は、図示しないスロットにセットされた、メモリカード等の記録メディアに画像データを記録する。

表示部１１２は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、各種操作画面等を表示する。動作部１１３は、レリーズボタン、各種モード、値を設定するための各種操作キーを含み、ユーザにより操作入力された情報を制御部１０４に出力する。

ここで、撮像装置１００における動作を説明する。被写体撮影では、被写体のモニタリング（スルー画像表示）と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、ズームレンズ１０１を介して得られた被写体の像が、固体撮像素子１０２の受光面に結像される。ズームレンズ１０１の撮影光軸後方に配置された固体撮像素子１０２が、タイミング発生部１０６、撮像素子駆動部１０７によって走査駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を１画面分出力する。

このアナログ信号は、ＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部１０９により、画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ、Ｃｒ（画像データ）が生成されて画像メモリ１０８に格納され、定期的にその信号が読み出されてそのビデオ信号が生成されて、表示部１１２に出力される。

この表示部１１２は、モニタリングにおいては電子ファインダとして機能し、撮像画像をリアルタイムに表示することとなる。この状態で、随時、ユーザの動作部１１３を介する操作入力に基づいて、光学系駆動部１０５の駆動によりズームレンズ１０１の変倍、合焦、露出等が設定される。

このようなモニタリング状態において、静止画撮影を行ないたいタイミングで、ユーザが動作部１１３のレリーズボタンを操作することにより、静止画像データが撮影される。レリーズボタンの操作に応じて、画像メモリ１０８に格納された１コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部１１０により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部１１１により記録メディアに記録される。

なお、上記各実施の形態及び各実施例における記述は、本発明に係る好適なズームレンズ及び撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態及び各実施例において、ズームレンズを搭載した撮像装置として、デジタルスチルカメラの例を説明したがこれに限定されるものではなく、ビデオカメラや、撮像機能付の携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の少なくとも撮像機能を有する携帯端末等の機器としてもよい。

また、ズームレンズを搭載した撮像装置を、上記機器に搭載される撮像ユニットとしてもよい。ここで、図１６を参照して、撮像装置１００を搭載した携帯電話機３００の例を説明する。図１６は、携帯電話機３００の内部構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、携帯電話機３００は、各部を統括的に制御すると共に各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）３１０と、番号等をキーにより操作入力するための操作部３２０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する表示部３３０と、アンテナ３４１を介して外部サーバ等との間の各種情報通信を実現するための無線通信部３４０と、撮像装置１００と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）３６０と、制御部３１０によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置１００により撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部（ＲＡＭ）３７０とを備えている。

尚、撮像装置１００の制御部１０４と、携帯電話機３００の制御部３１０とは通信可能に接続されており、かかる場合、図１５に示す表示部１１２，操作部１１３などの機能は、携帯電話機３００側に持たせることができるが、撮像装置１００自体の動作は基本的に同様である。より具体的には、撮像装置１００の外部接続端子（不図示）は、携帯電話機３００の制御部３１０と接続され、携帯電話機３００側から撮像装置１００側にレリーズ信号が送信され、撮像により得られた輝度信号や色差信号等の画像信号は撮像装置１００側から制御部３１０側に出力する。かかる画像信号は、携帯電話機３００の制御系により、記憶部３６０に記憶されたり、或いは表示部３３０で表示され、さらには、無線通信部３４０を介して映像情報として外部に送信されることができる。

また、ズームレンズを搭載した撮像装置は、これと、基板上に配置された制御部及び画像処理部等と、を配置して、コネクタ等により表示部及び操作部等を有する別体に結合され用いられることを前提とするカメラモジュールとして構成してもよい。

以下、図面を参照して、本発明のズームレンズの実施例について説明するが、これに限定されるものではない。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ ：ズームレンズ全系の焦点距離
Ｒ ：曲率半径
ｄ ：軸上面間隔
ｎ_d ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
ν_d ：レンズ材料のアッべ数

各実施例において非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数２」で表す。

なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０^-02）をＥ（たとえば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。

（実施例１）
実施例１にかかるズームレンズのレンズデータを表２に示す。また図１に、実施例１にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図２に、実施例１にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図２（ａ）は広角端における収差図である。図２（ｂ）は中間における収差図である。図２（ｃ）は望遠端における収差図である。尚、以降の収差図において、球面収差図では、実線がｄ線、点線がｇ線を表し、非点収差図では、実線がサジタル像面、点線がメリジオナル像面を表すものとする。

実施例１のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。第６レンズ群Ｇ６は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の正レンズＬ６１（６ｐレンズともいう）を含む。正レンズＬ６１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

（実施例２）
実施例２にかかるズームレンズのレンズデータを表３に示す。また図３に、実施例２にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図４に、実施例２にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図４（ａ）は広角端における収差図である。図４（ｂ）は中間における収差図である。図４（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例２のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。第６レンズ群Ｇ６は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ６１（６ｐレンズともいう）を含む。負レンズＬ６１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

（実施例３）
実施例３にかかるズームレンズのレンズデータを表４に示す。また図５に、実施例３にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図６に、実施例３にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図６（ａ）は広角端における収差図である。図６（ｂ）は中間における収差図である。図６（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例３のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。第６レンズ群Ｇ６は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の正レンズＬ６１（６ｐレンズともいう）を含む。正レンズＬ６１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

（実施例４）
実施例４にかかるズームレンズのレンズデータを表５に示す。また図７に、実施例４にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図８に、実施例４にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図８（ａ）は広角端における収差図である。図８（ｂ）は中間における収差図である。図８（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例４のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、負レンズＬ１２ａと正レンズＬ１２ｂとを貼り合わせてなる正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。第６レンズ群Ｇ６は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の正レンズＬ６１（６ｐレンズともいう）を含む。正レンズＬ６１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

（実施例５）
実施例５にかかるズームレンズのレンズデータを表６に示す。また図９に、実施例５にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図１０に、実施例５にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図１０（ａ）は広角端における収差図である。図１０（ｂ）は中間における収差図である。図１０（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例５のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。このように、２つのレンズ群が共に線形移動可能であると、単一のアクチュエータで２つのレンズ群を同時に移動させることができ、メカ構造や制御が簡素化されるという利点がある。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。第６レンズ群Ｇ６は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の正レンズＬ６１（６ｐレンズともいう）を含む。正レンズＬ６１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

（実施例６）
実施例６にかかるズームレンズのレンズデータを表７に示す。また図１１に、実施例６にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図１２に、実施例６にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図１２（ａ）は広角端における収差図である。図１２（ｂ）は中間における収差図である。図１２（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例６のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。負レンズＬ５１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

（実施例７）
実施例７にかかるズームレンズのレンズデータを表８に示す。また図１３に、実施例７にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図１４に、実施例７にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図１４（ａ）は広角端における収差図である。図１４（ｂ）は中間における収差図である。図１４（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例７のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群が矢印Ａに示すように光軸方向に沿って撮像素子側に単調に移動し、第４レンズ群が矢印Ｂに示すように光軸方向に沿って物体側に単調に移動し、第５レンズ群が矢印Ｃに示すように光軸方向に沿って物体側に非線形に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は、変倍に際し固定されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、反射光学素子であるプリズムＰと、正レンズＬ１２と、正レンズＬ１３とを含む。レンズＬ１１〜Ｌ１３は全てガラス球面レンズである。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とを含む。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも一面に非球面を有する正レンズＬ３１を含む。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズとを接合した、少なくとも最も像側の面に非球面を有する３枚接合レンズとなっている。第５レンズ群Ｇ５は、少なくとも一面に非球面を有するプラスチック製の負レンズＬ５１（５ｎレンズともいう）を含む。負レンズＬ５１と撮像素子ＣＣＤとの間には、ローパスフィルターＬＰＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。かかるズームレンズと、ローパスフィルターＬＰＦと、カバーガラスＣＧと、撮像素子ＣＣＤと、不図示の画像処理回路により撮像装置を構成する。

上記条件式に対応する、各実施例の値を表９に示す。

実施例１にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例１にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例２にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例３にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 実施例４にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例４にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 実施例５にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例５にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 実施例６にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例６にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 実施例７にかかるズームレンズの広角端における断面図である。 実施例７にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。 撮像装置１００のブロック図である。 携帯電話機３００の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０１ ズームレンズ
１０２ 固体撮像素子
１０３ 変換部
１０４ 制御部
１０５ 光学系駆動部
１０６ タイミング発生部
１０７ 撮像素子駆動部
１０８ 画像メモリ
１０９ 画像処理部
１１０ 画像圧縮部
１１１ 画像記録部
１１２ 表示部
１１３ 動作部
１１３ 操作部
３００ 携帯電話機
３１０ 制御部
３２０ 操作部
３３０ 表示部
３４０ 無線通信部
３４１ アンテナ
３６０ 記憶部
ＣＣＤ 撮像素子
Ｇ１〜Ｇ６ レンズ群
ＬＰＦ ローパスフィルタ
ＣＧ カバーガラス
Ｓ 開口絞り

Claims (45)

1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は、物体側より順に、正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズを有し、
   前記第１レンズ群は、光線を反射させることで光路を折り曲げる作用を持つ反射光学素子を含み、
   前記３枚接合レンズは、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。
   ０．１０ ＜ ｎ _c2 − ｎ _c3 （５）
   ２５ ＜ ν _c3 − ν _c2 ＜ ５０ （６）
   ただし、ｎ _c2 ：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
   ν _c2 ：ｃ２レンズのアッベ数
   ｎ _c3 ：ｃ３レンズのｄ線における屈折率
   ν _c3 ：ｃ３レンズのアッベ数
2. 前記３枚接合レンズは、以下の条件式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。
   ０．１５ ＜ ｎ_c2 − ｎ_c1 （１）
   ３５ ＜ ν_c1 − ν_c2 ＜ ７０ （２）
   ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズのｄ線における屈折率
   ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
   ｎ_c2：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
   ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
3. 前記３枚接合レンズは、以下の条件式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。
   ０．２ ＜ ｎ_c2 − ｎ_c1 （３）
   ４０ ＜ ν_c1 − ν_c2 ＜ ６５ （４）
   ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズのｄ線における屈折率
   ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
   ｎ_c2：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
   ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
4. 前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズ。
   ０．１５ ＜ ｎ_c2 − ｎ_c3 （７）
   ３０ ＜ ν_c3 − ν_c2 ＜ ４５ （８）
   ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズのｄ線における屈折率
   ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
   ｎ_c3：ｃ３レンズのｄ線における屈折率
   ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数
5. 前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズ。
   ６０ ＜ ν_c1 ＜ ９０ （９）
   ただし、ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
6. 前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズ。
   ６５ ＜ ν_c1 ＜ ８５ （１０）
   ただし、ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
7. 前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズ。
   １８ ＜ ν_c2 ＜ ３５ （１１）
   ただし、ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
8. 前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズ。
   ２０ ＜ ν_c2 ＜ ３０ （１２）
   ただし、ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
9. 前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズ。
   ５０ ＜ ν_c3 ＜ ８０ （１３）
   ただし、ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数
10. 前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズ。
    ５５ ＜ ν_c3 ＜ ７５ （１４）
    ただし、ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数
11. 前記反射光学素子はプリズムであり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレンズ。
    ｎ_pr ＞ １．８ （１５）
    ただし、ｎ_pr：プリズムのｄ線における屈折率
12. 前記反射光学素子はプリズムであり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレンズ。
    ｎ_pr ＞ １．８５ （１６）
    ただし、ｎ_pr：プリズムのｄ線における屈折率
13. 前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のズームレンズ。
    １０ ＜ ｄ_L1PR／（２Ｙ／ｆ_W） ＜ １５ （１７）
    ただし、ｄ_L1PR：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の最も像側の部位までの距離。
    ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
    ２Ｙ：撮像素子の対角長
14. 前記第１レンズ群は、前記反射光学素子より物体側に負レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のズームレンズ。
    １２ ＜ ｄ_L1PR／（２Ｙ／ｆ_W） ＜ １４ （１８）
    ただし、ｄ_L1PR：前記負レンズの物体側の頂点から前記反射光学素子の最も像側の部位までの距離。
    ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
    ２Ｙ：撮像素子の対角長
15. 前記第１レンズ群を構成するレンズは、研磨加工によるガラス球面レンズであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のズームレンズ。
16. 前記第１レンズ群内の正レンズのうち少なくとも１枚は以下の条件式を満足する事を特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のズームレンズ。
    ν_1p ＞ ８０ （１９）
    ただし、ν_1p：第１レンズ群内の正レンズのアッベ数
17. 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のズームレンズ。
    ０．５ ＜ ｆ₁／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ ２．０ （２０）
    ただし、ｆ₁：第１レンズ群の焦点距離
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
18. 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のズームレンズ。
    ０．８ ＜ ｆ₁／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ １．５ （２１）
    ただし、ｆ₁：第１レンズ群の焦点距離
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
19. 前記第２レンズ群は、負レンズ２枚と正レンズ１枚から構成されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のズームレンズ。
20. 前記第２レンズ群の正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のズームレンズ。
    ｎ_2p ＞ １．８ （２２）
    ν_2p ＜ ２６ （２３）
    ただし、ｎ_2p：第２レンズ群の正レンズのｄ線における屈折率
    ν_2p：第２レンズ群の正レンズのアッベ数
21. 前記第２レンズ群の正レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のズームレンズ。
    ｎ_2p ＞ １．９ （２４）
    ν_2p ＜ ２３ （２５）
    ただし、ｎ_2p：第２レンズ群の正レンズのｄ線における屈折率
    ν_2p：第２レンズ群の正レンズのアッベ数
22. 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載のズームレンズ。
    −１．０ ＜ ｆ₂／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ −０．２ （２６）
    ただし、ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
23. 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載のズームレンズ。
    −０．６ ＜ ｆ₂／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ −０．３ （２７）
    ただし、ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
24. 前記第３レンズ群は、光軸上の物体側または像側に開口絞りを有し、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載のズームレンズ。
25. 前記第３レンズ群は、正レンズ１枚から構成されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載のズームレンズ。
26. 前記第３レンズ群は、変倍時固定であることを特徴とする請求項１〜２５のいずれかに記載のズームレンズ。
27. 前記第４レンズ群は、少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項１〜２６のいずれかに記載のズームレンズ。
28. 前記第４レンズ群の非球面は、第４レンズ群の最も像側に配置されていることを特徴とする請求項２７に記載のズームレンズ。
29. 前記第５レンズ群は、負の５ｎレンズ１枚から構成されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載のズームレンズ。
30. 前記５ｎレンズは少なくとも１面に非球面を有する事を特徴とする請求項２９に記載のズームレンズ。
31. 前記５ｎレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２９又は３０に記載のズームレンズ。
    ｜ｆ_W／ｆ_5n｜ ＜ ０．８ （２８）
    ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_5n：５ｎレンズの焦点距離
32. 前記５ｎレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２９又は３０に記載のズームレンズ。
    ｜ｆ_W／ｆ_5n｜ ＜ ０．５ （２９）
    ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_5n：５ｎレンズの焦点距離
33. 前記ズームレンズは、正の屈折力を有する第６レンズ群を有することを特徴とする請求項１〜３２のいずれかに記載のズームレンズ。
34. 前記第６レンズ群は少なくとも１面に非球面を有する事を特徴とする請求項３３に記載のズームレンズ。
35. 前記第６レンズ群は、変倍時固定であることを特徴とする請求項３３又は３４に記載のズームレンズ。
36. 前記第６レンズ群は、正の６ｐレンズ１枚から構成されることを特徴とする請求項３３〜３５のいずれかに記載のズームレンズ。
37. 前記６ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３６に記載のズームレンズ。
    ｆ_W／ｆ_6p ＜ ０．８ （３０）
    ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_6p：６ｐレンズの焦点距離
38. 前記６ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３６に記載のズームレンズ。
    ｆ_W／ｆ_6p ＜ ０．５ （３１）
    ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_6p：６ｐレンズの焦点距離
39. 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３８のいずれかに記載のズームレンズ。
    ０．０３ ＜ ｍ_5imax／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ ０．２ （３２）
    ただし、ｍ_5imax：第５レンズ群より後ろの群から構成される合成系の横倍率の最大値
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
40. 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３８のいずれかに記載のズームレンズ。
    ０．０５ ＜ ｍ_5imax／（ｆ_W×ｆ_T）^1/2 ＜ ０．１５ （３３）
    ただし、ｍ_5imax：第５レンズ群より後ろの群から構成される合成系の横倍率の最大値
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
41. 前記ズームレンズは、変倍時、少なくとも３つのレンズ群が移動することを特徴とする請求項１〜４０のいずれかに記載のズームレンズ。
42. 前記ズームレンズは、少なくとも前記第５レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行う事を特徴とする請求項１〜４１のいずれかに記載のズームレンズ。
43. 前記ズームレンズは、変倍比が４．５以上である事を特徴とする請求項１〜４２のいずれかに記載のズームレンズ。
44. 前記ズームレンズは、変倍比が６．５以上である事を特徴とする請求項１〜４２のいずれかに記載のズームレンズ。
45. 請求項１〜４４のいずれかに記載のズームレンズと、撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

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