JP5159398B2

JP5159398B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

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Publication number: JP5159398B2
Application number: JP2008099206A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎齋藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: US20110032625A1; CN102216825B; US8130451B2; EP2135127A4; WO2009125823A1; EP2135127B1; JP2009251280A; EP2135127A1; CN102216825A

Description

本発明はズームレンズおよびそれを有する撮像装置に関し、特にスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、銀塩カメラ、そして監視用カメラ等に好適なものである。

近年、固体撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ）を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は高機能化されている。

そしてそれに用いる撮影光学系としては、高ズーム比（高変倍比）で、しかも全ズーム範囲で高い光学性能を有したズームレンズであることが要求されている。

これらの要求に応えるズームレンズの１つとして、物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている。

ポジティブリード型のズームレンズは、高ズーム比化が容易で、特にズーム比１０以上のズームレンズによく用いられている。ポジティブリード型で高ズーム比なレンズ構成として物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る５群構成のズームレンズが知られている（特許文献１〜５）。

又、高ズーム比化を図るために、ズームレンズのズーム部の他にリレー部にさらにズーム部を備え、ズーム部を２重に設定した、ダブルズーム方式と呼ばれるズームレンズが知られている（特許文献５）。
特開２００４−２４０３９８号公報特開平０５−２１５９６７号公報特開２００１−３３０７７７号公報特開２００２−３６５５４７号公報特開昭４９−６６３５４号公報

一般にズームレンズにおいて、高ズーム比化を図るには、主変倍レンズ群の屈折力を強める、または、ズーミングの際に主変倍レンズ群の移動量を増大すれば良い。

しかしながら、主変倍レンズ群の屈折力を強めて、移動量を増加させると高ズーム比化は容易になるが、ズーミングの際の収差変動が増大し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが困難になる。

高ズーム比化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり、高い光学性能を得るには、ズームレンズを構成する各レンズ群のズーミングに際しての変倍分担を適切に設定しつつ、かつ主変倍レンズ群のズーミングの際の移動量等を適切に設定するのが重要になってくる。

本発明は、高ズーム比で、全ズーム領域にわたり高い光学性能を達成したズームレンズの提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際し、前記第１レンズ群は不動であり、前記第５レンズ群は物体側に凸状の軌跡を描くように移動し、前記第２レンズ群は、広角端の結像倍率に対する望遠端の結像倍率の比が他のレンズ群に比べて最も大きい変倍レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第４レンズ群の横倍率と前記第５レンズ群の横倍率の積の最大値をｍａｘ｜β４×β５｜とし、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第４レンズ群の横倍率と前記第５レンズ群の横倍率の積の最小値をｍｉｎ｜β４×β５｜とするとき、
１．４＜ｍａｘ｜β４×β５｜／ｍｉｎ｜β４×β５｜＜１４
の条件式を満たすことを特徴としている。

本発明によれば、高ズーム比で、全ズーム領域にわたり高い光学性能を達成したズームレンズが得られる。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成されている。

ズーミングに際し、第１レンズ群は不動又は移動する。第２レンズ群は光軸上移動する。第２レンズ群は望遠端の広角端に対する結像倍率の比が他のレンズ群に比べて最も大きくなる主変倍レンズ群である。第５レンズ群は物体側に凸状の軌跡を描くように移動する。

図１は、実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）における要部断面図である。図２は実施例１のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡の説明図である。図３乃至図８は順に実施例１のズームレンズの広角端、中間１のズーム位置、中間２のズーム位置、中間３のズーム位置、中間４のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図９は、実施例２のズームレンズの広角端における要部断面図である。図１０は実施例２のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡の説明図である。図１１乃至図１６は順に実施例２のズームレンズの広角端、中間１のズーム位置、中間２のズーム位置、中間３のズーム位置、中間４のズーム位置、望遠端における収差図である。

図１７は、実施例３のズームレンズの広角端における要部断面図である。図１８は実施例３のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡の説明図である。図１９乃至図２３は順に実施例３のズームレンズの広角端、中間１のズーム位置、中間２のズーム位置、中間３のズーム位置、望遠端における収差図である。

図２４は、実施例４のズームレンズの広角端における要部断面図である。図２５は実施例４のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡の説明図である。図２６乃至図３０は順に実施例４のズームレンズの広角端、中間１のズーム位置、中間２のズーム位置、中間３のズーム位置、望遠端における収差図である。

図３１は、実施例５のズームレンズの広角端における要部断面図である。図３２は実施例５のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡の説明図である。図３３乃至図３６は順に実施例５のズームレンズの広角端、中間１のズーム位置、中間２のズーム位置、望遠端における収差図である。

尚、中間１〜中間４のズーム位置における焦点距離は、後述する数値実施例において、焦点距離の最も短い広角端と焦点距離が最も長い望遠端との間に位置する複数のズーム位置の焦点距離に相当している。

図３７、図３８は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。

レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｂｉは第ｉレンズ群である。

ＳＰは開口絞りである。開口絞りＳＰは各実施例のズームレンズにおいては、第３レンズ群Ｂ３の物体側に配置している。

Ｇは光学フィルター、フェースプレート（平行平板ガラス）、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。

各レンズ群の移動軌跡を示す説明図において、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端を示す。

矢印は、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角（撮影画角の半分の値）、ＦｎｏはＦナンバーである。

レンズ断面図において、Ｂ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｂ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｂ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｂ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｂ５は正の屈折力の第５レンズ群である。

各実施例において、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動条件は次のとおりである。

実施例１では広角端（Ａ）から中間のズーム位置（Ｂ）まで第２レンズ群Ｂ２は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｂ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。

中間のズーム位置（Ｂ）から望遠端（Ｃ）までは第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５が互いに独立に像側へ移動する。第１レンズ群Ｂ１と第３レンズ群Ｂ３はズーミングに際して不動である。

このように本実施例では、所謂ダブルズーム方式を採用し、高ズーム比化を図っている。実施例２では広角端（Ａ）から中間のズーム位置（Ｂ）まで第２レンズ群Ｂ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｂ３と第４レンズ群Ｂ４は一体的に物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。第５レンズ群Ｂ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。

中間のズーム位置（Ｂ）から望遠端（Ｃ）までは第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５が互いに独立に像側へ移動する。第１レンズ群Ｂ１はズーミングに際して不動である。

このように本実施例では、ダブルズーム方式を採用し、高ズーム比化を図っている。

実施例３では広角端（Ａ）から望遠端（Ｃ）へのズーミングに際して第２レンズ群Ｂ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｂ３、第４レンズ群Ｂ４、第５レンズ群Ｂ５は互いに独立に物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。第１レンズ群Ｂ１はズーミングに際して不動である。

実施例４では広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｂ１は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｂ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｂ３、第４レンズ群Ｂ４、第５レンズ群Ｂ５は互いに独立に物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。

実施例５では広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｂ２と第４レンズ群Ｂ４は像側へ移動する。第５レンズ群Ｂ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。第１レンズ群Ｂ１と第３レンズ群Ｂ３はズーミングに際して不動である。

各実施例では第２レンズ群Ｂ２が主変倍レンズ群である。ここで主変倍レンズ群とは、望遠端ま広角端に対する結像倍率の比が全てのレンズ群中で最も大きいレンズ群を言う。

各実施例では、第５レンズ群Ｂ５を光軸上移動させてフォーカシングを行うリヤーフォーカス式を採用している。望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、第５レンズ群Ｂ５を前方に繰り出すことによって行っている。

各実施例のズームレンズは、高ズーム比を確保し、収差を良好に補正するのが容易なズームタイプを採用している。即ち、物体側から像側へ順に正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群を有するレンズ構成としている。

そして広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群Ｂ２が物体側から像側へ単調に移動し、第５レンズ群Ｂ５は変倍に伴う像面位置の変動を抑えるように非直線的に移動している。

ズーミングの際に結像面に対して第１レンズ群Ｂ１を固定すると、高い位置精度を保つことが容易となる。

また、可動レンズ群を減らすことができ、機構部品の簡素化が図れる。機構部品を簡素化すると、例えばゴミ等の発生を低減することができる。さらに、コンバータレンズなどのアクセサリを取り付ける場合に、強度が確保されるので好ましい。

各実施例では、次の諸条件のうちの１以上を満足するようにしている。それによって各条件式に対応した効果を得ている。

広角端から望遠端へのズーミングにおける第４レンズ群Ｂ４の横倍率と第５レンズ群Ｂ５の横倍率の積の最大値を
ｍａｘ｜β４×β５｜
とする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第４レンズ群Ｂ４の横倍率と第５レンズ群Ｂ５の横倍率の積の最小値を
ｍｉｎ｜β４×β５｜
とする。

広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｂ２の移動量をｓｔ２とする。移動量の符号は像側へ移動するときを正、その逆を負とする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第２レンズ群Ｂ２と第４レンズ群Ｂ４の焦点距離を各々ｆ２、ｆ４とする。

第２レンズ群Ｂ２の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２Ｗ、β２Ｔとする。

このとき、
１．４＜ｍａｘ｜β４×β５｜／ｍｉｎ｜β４×β５｜＜１４・・・（１）
０．４＜ｓｔ２／ｆｗ＜２０・・・（２）
３．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１２・・・（３）
０．８２＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜５．０・・・（４）
３９＜｜β２Ｔ／β２Ｗ｜＜３５０・・・（５）
なる条件のうち１以上を満足している。

次に各条件式の技術的意味を説明する。

条件式（１）は高ズーム比を確保するためのものである。

条件式（１）は、ズーミングにおける第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５の変倍作用に関する。この条件式（１）の下限を下回ると、第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５の変倍作用が小さくなりすぎて、高ズーム比が困難となり、かつ望遠端近傍での色収差の変動を少なくしつつ、全系の小型化を図ることが困難となる。また、上限を上回ると、高ズーム比は容易となるが、ズーミング時の像面変動が大きくなり、高い光学性能を維持することが困難となる。

条件式（１）の数値範囲は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

１．９＜ｍａｘ｜β４×β５｜／ｍｉｎ｜β４×β５｜＜１２・・・（１ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）の数値範囲を条件式（１ｂ）の如く設定するのが良い。これによれば、望遠端近傍での色収差の変動を良好に抑え、かつ望遠端近傍の第５レンズ群Ｂ５の焦点位置の敏感度を適正にすることができる。

４．０＜ｍａｘ｜β４×β５｜／ｍｉｎ｜β４×β５｜＜１２・・・（１ｂ）
条件式（２）は、ズーミングの際の第２レンズ群Ｂ２の移動量に関する。

第２レンズ群Ｌ２の移動量ｓｔ２は、広角端での位置を基準とする望遠端での位置に対する変位量に相当する。したがって、広角端での第２レンズ群Ｂ２の位置と望遠端での第２レンズ群Ｂ２の位置が同じであれば、第２レンズ群Ｂ２の移動量ｓｔ２は零となる。

また、広角端から望遠端へのズーミングにおいて第２レンズ群Ｂ２が固定で、他のレンズ群あるいは固体撮像素子が相対的に移動する場合も第２レンズ群Ｂ２の移動量は零となる。

第２レンズ群Ｂ２の変倍比を等しくするために、第１レンズ群Ｂ１の移動量を大きくすることもできる。しかしながら、そうすると望遠端でのレンズ全長が長くなるので好ましくない。望遠端における第１レンズ群Ｂ１の偏芯敏感度が大きくなるため、条件式（２）を満足するように第２レンズ群Ｂ２の移動量を設定するのが良い。

条件式（２）の上限を超えて第２レンズ群Ｂ２の移動量が増加すると、全系が長くなってくるので良くない。又、下限を超えると第２レンズ群Ｂ２の変倍化が小さくなりすぎて高ズーム化を図るのが困難になってくる。

望遠端における第２レンズ群Ｂ２の偏芯敏感度、及びレンズ全長を短くするためには、条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

１．０＜ｓｔ２／ｆｗ＜１５・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（２ｂ）を満足するように設定するのが良い。

２．０＜ｓｔ２／ｆｗ＜１２・・・（２ｂ）
条件式（３）は、第４レンズ群Ｂ４のパワーに関する。

条件式（３）の下限を越えて、第４レンズ群Ｂ４のパワーが強くなりすぎると、第４レンズ群Ｂ４において収差が多く発生してきて、特に像面湾曲と非点収差が大きく発生してくる。これらの収差を良好に補正するためには、第４レンズ群Ｂ４のレンズ枚数を増加させたり、多くの非球面を用いることが必要となってくるので、好ましくない。逆に、条件式（３）の上限を越えると、収差補正は容易となるがズーミングの際、第４レンズ群Ｂ４の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなってくるので好ましくない。

更に好ましくは、条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

３．５＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１０・・・（３ａ）
更に、好ましくは条件式（３ｂ）を満足するのが良い。これによれば第４レンズ群Ｂ４の収差補正が容易となり、かつズーミングの際の移動量を少なくすることができる。

４．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜８．０・・・（３ｂ）
条件式（４）は、第２レンズ群Ｂ２のパワーに関する。

条件式（４）の下限を越えると、第２レンズ群Ｂ２のパワーが強くなりすぎ、第２レンズ群Ｂ２において収差が多く発生し、特に像面湾曲大きく発生してくる。この収差を良好に補正するためには、第２レンズ群Ｂ２のレンズ枚数を増加させたり、多くの非球面を用いることが必要となってくるので、好ましくない。逆に、条件式（４）の上限を越えると、収差補正は容易となるがズーミングの際、第２レンズ群Ｂ２の移動量が増大し、レンズ全長が長くなり、かつ前玉径が大きくなってくるので良くない。

更に好ましくは、条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．９＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜４．０・・・（４ａ）
更に、好ましくは条件式（４ｂ）を満足するようにするのが良い。これによれば第２レンズ群Ｂ２の収差補正が容易となり、かつ全系の小型化が容易となる。

１．５＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜４．０・・・（４ｂ）
条件式（５）は、第２レンズ群Ｂ２の変倍作用に関する。条件式（５）の下限を越えると第２レンズ群Ｂ２の変倍作用が弱まり、所定のズーム比を得るには第４レンズ群Ｂ４のパワーを強める必要がある。そうするとズーミングの際の像面変動が増大し、これを抑えることが困難となる。また、上限を超えると、全系の小型化、前玉径の小型化が容易となるが像面湾曲、および非点収差が増大してくるので好ましくない。

更に好ましくは、条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

５９＜｜β２Ｔ／β２Ｗ｜＜２１０・・・（５ａ）
各実施例において第２レンズ群Ｂ２が主変倍レンズ群であり、ズーミングに際して変倍に最も寄与するレンズ群である。

いま、第ｉレンズ群の広角端および望遠端での横倍率をそれぞれβｉＷ、βｉＴとする。このとき、第２レンズ群Ｂ２の横倍率の比 β２Ｔ／β２Ｗは他の任意の第ｉレンズ群の βｉＴ／βｉＷより大きい。

即ち、

（ｉ＝１，２，３，・・・）
を満足する。

尚、各実施例において、好ましくは、

を満足するように設定することが好ましい。

ズーミングの際に結像面（像面）に対して開口絞りＳＰを固定（不動に）した場合、開口絞りＳＰをズーミングの際に移動させるためのアクチュエータが不要となる。この結果、構成が簡単になるので好ましい。また、開口絞りＳＰを第３レンズ群Ｂ３と一体で移動させる場合と比較した際には、第３レンズ群（可動群）Ｂ３の小型軽量化が容易になる。

ズーミングに際して第１レンズ群Ｂ１と第３レンズ群Ｂ３を固定にして、全系の可動レンズ群を３つに抑えれば、ズーミング時のレンズ全長の変化を無くすことができる。

また、実施例１、２の如くズーミングに際して、第２レンズ群Ｂ２と第５レンズ群Ｂ５、および第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５の組で変倍を行えば、それぞれ可動レンズ群は最小限の２つとなる。これによれば、可動レンズ群を全体として３つに抑えつつ、所謂ダブルズーム方式によって高ズーム比を容易に図ることができる。

以上のように各実施例によれば、各レンズ群の構成、パワー配置による変倍分担を適切に設定することにより、高ズーム比でありながら、高い結像性能を有すズームレンズを得ている。

又、各実施例によれば、新たなズーム方式を採用することにより、高ズーム比でありながら、全系が小型のズームレンズを得ている。

次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。

各実施例では、第１レンズ群Ｂ１は、負レンズと正レンズとの接合レンズ、物体側の面が凸形状の２つの正レンズより成っている。

第２レンズ群Ｂ２は少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズを有している。

尚、第２レンズ群Ｂ２は、少なくとも物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、負レンズ、正レンズを有すことが好ましい。また、非球面形状の面を用いるのが良い。

これによれば、前玉径の小型化を図りつつ、ズーミングによる色収差の変動を少なくすることが容易となる。

この他、第２レンズ群Ｂ２は具体的に物体側の面が凸で、メニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズと、両凹形状の負レンズとを接合した接合レンズより構成するのが良い。

又、第３レンズ群Ｂ３は両凸形状の単一の正レンズより成っている。又、各実施例では、第３レンズ群Ｂ３を光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向（実施例においては、光軸と垂直な方向）に移動させて、被写体像の位置（像面位置）を光軸と垂直な方向に変化（変位）させている。

これによって手ブレ等に伴う画像のブレを補正している。即ち防振を行っている。

尚、第３レンズ群Ｂ３を複数のレンズより構成しても良く、このときは第３レンズ群Ｂ３の全部または一部を光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動させて（手ブレによる）画像のブレを補正するようにしても良い。

第４レンズ群Ｂ４は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成っている。又は第４レンズ群Ｂ４は負レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより成っている。

第５レンズ群Ｂ５は両凸形状の正レンズ、負レンズとを接合した接合レンズより成っている。

以上により各実施例では、高ズーム比で諸収差が良好に補正されたデジタルカメラ、ビデオカメラ等に対応可能な高性能なズームレンズを達成している。

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例を図３７を用いて説明する。

図３７において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。

２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。

２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラ（光学機器）の実施例を図３８を用いて説明する。

図３８において、１０はビデオカメラ本体、１１は実施例１〜５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。

１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。１３は固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録する記録手段である。

１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダである。

上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。

このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。

以下の実施例１から５に対応する数値実施例１〜５を示す。数値実施例においてｉは物体側からの面の順番を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径である。ｄｉは物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目間のレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。又前述の各条件式と実施例１から５の関係をそれぞれ〈表１〉から〈表５〉に示す。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ _４，Ａ _６，Ａ _８，Ａ _１０を各々非球面係数とする。このとき

なる式で表している。

各数値実施例において最終の２つの面は光学フィルター、フェースプレート等のガラスブロックである。

*は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０^-xを意味している。

［実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 66.115 1.60 1.80518 25.4
2 28.183 5.51 1.48749 70.2
3 -319.832 0.15
4 28.377 3.59 1.61800 63.3
5 235.037 0.15
6 25.819 1.94 1.65160 58.5
7 42.915 (可変)
8 33.928 0.60 1.88300 40.8
9 6.347 2.30
10 -10.901 0.50 1.81600 46.6
11 7.451 0.55
12 8.613 2.10 1.84666 23.9
13 -20.048 0.50 1.77250 49.6
14 25.633 (可変)
15(絞り) ∞ 0.80
16 14.709 1.76 1.48749 70.2
17 -10.650 (可変)
18 -8.077 0.50 1.88300 40.8
19 21.609 1.42 1.84666 23.9
20 -22.197 (可変)
21* 14.876 1.70 1.58313 59.4
22 -17.012 0.15
23 -45.154 0.50 1.92286 18.9
24 17.344 1.86 1.80400 46.6
25 -13.466 (可変)
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 2.86

非球面データ
第21面
K =-4.64973e+000 A 4=-2.06221e-004 A 6=-3.08941e-006
A 8= 1.06856e-007 A10= 4.86653e-024

各種データ
ズーム比 58.34

焦点距離 1.96 8.89 22.96 70.48 87.89 114.22
Fナンバー 1.86 3.48 4.02 4.50 4.70 5.04
画角 30.44 7.37 2.87 0.93 0.75 0.58
像高 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15
レンズ全長 69.86 69.86 69.86 69.86 69.86 69.86
BF 11.14 13.70 15.10 9.23 7.60 4.99

d 7 0.80 13.82 18.16 21.97 21.97 21.97
d14 22.51 9.49 5.15 1.34 1.34 1.34
d17 0.70 0.70 0.70 0.70 3.70 6.70
d20 6.20 3.63 2.23 8.10 6.69 6.30
d25 7.61 10.18 11.58 5.71 4.07 1.46

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 31.58
2 8 -4.03
3 15 12.97
4 18 -14.59
5 21 10.08
6 26 ∞

［実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 96.172 1.60 1.80518 25.4
2 33.402 5.43 1.48749 70.2
3 -134.219 0.15
4 30.600 3.27 1.61800 63.3
5 102.208 0.15
6 26.644 3.07 1.61800 63.3
7 67.065 (可変)
8 -147.153 0.50 1.88300 40.8
9 7.789 1.88
10 -36.182 0.50 1.81600 46.6
11 10.294 0.17
12 8.114 2.12 1.84666 23.9
13 -33.220 0.50 1.77250 49.6
14 10.408 (可変)
15(絞り) ∞ 0.84
16 10.639 1.80 1.48749 70.2
17 -19.254 (可変)
18 -9.228 0.50 1.88300 40.8
19 10.395 1.42 1.84666 23.9
20 -62.190 (可変)
21* 12.675 1.65 1.58313 59.4
22 -21.413 0.15
23 52.555 0.55 1.92286 18.9
24 9.861 1.83 1.80400 46.6
25 -18.727 (可変)
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 3.07

非球面データ
第21面
K =-2.67498e+000 A 4=-2.33040e-004 A 6= 8.19444e-006
A 8=-7.93464e-007 A10= 2.77343e-008

各種データ
ズーム比 55.29

焦点距離 2.08 8.86 19.67 62.37 81.92 113.21
Fナンバー 1.85 2.05 2.17 2.60 2.96 4.00
画角 30.03 7.71 3.49 1.10 0.83 0.60
像高 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20
レンズ全長 70.23 70.23 70.23 70.23 70.23 70.23
BF 10.79 12.68 13.55 8.42 6.98 4.35

d 7 1.20 14.13 18.03 22.23 22.23 22.23
d14 22.37 7.53 4.11 1.34 1.34 1.34
d17 0.80 0.80 0.80 0.80 3.80 6.80
d20 6.65 6.66 5.32 9.01 7.45 7.08
d25 7.06 8.95 9.82 4.69 3.25 0.63

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 32.41
2 8 -4.61
3 15 14.34
4 18 -11.87
5 21 8.82
6 26 ∞

［実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 83.025 1.60 1.80518 25.4
2 30.779 5.53 1.48749 70.2
3 -150.375 0.15
4 27.824 2.90 1.61800 63.3
5 84.099 0.15
6 22.846 2.55 1.61800 63.3
7 49.588 (可変)
8 66.390 0.50 1.88300 40.8
9 4.035 2.99
10 -17.905 0.50 1.88300 40.8
11 13.179 0.20
12 7.954 3.16 1.84666 23.9
13 -15.128 0.50 1.77250 49.6
14 22.207 (可変)
15(絞り) ∞ 0.84
16* 17.207 1.80 1.48749 70.2
17 -8.993 (可変)
18 -8.764 0.50 1.88300 40.8
19 45.388 1.42 1.69895 30.1
20 -15.182 (可変)
21* 17.307 1.49 1.58313 59.4
22 -25.952 0.15
23 -291.844 0.55 1.92286 18.9
24 15.514 1.60 1.80400 46.6
25 -16.842 (可変)
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 2.89

非球面データ
第16面
K =-3.42823e-001 A 4=-1.59577e-004 A 6=-4.47471e-006

第21面
K =-1.84301e+000 A 4=-1.63243e-004 A 6= 3.50620e-006 A 8=-5.47030e-007 A10= 3.03881e-008

各種データ
ズーム比 58.32

焦点距離 1.86 10.51 26.17 56.27 108.42
Fナンバー 1.85 2.47 2.81 2.59 5.00
画角 32.84 6.51 2.63 1.22 0.63
像高 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20
レンズ全長 71.06 71.06 71.06 71.06 71.06
BF 10.61 14.59 16.58 12.29 5.94

d 7 1.20 14.26 18.19 21.38 22.44
d14 22.37 5.95 2.85 1.38 1.13
d17 0.80 2.59 3.00 2.96 2.84
d20 6.65 4.24 1.01 3.62 9.27
d25 7.06 11.04 13.03 8.74 2.39

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 30.84
2 8 -3.64
3 15 12.39
4 18 -18.66
5 21 11.32
6 26 ∞

［実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 100.285 1.60 1.80610 33.3
2 25.643 6.16 1.49700 81.5
3 -153.236 0.15
4 27.371 2.86 1.61800 63.3
5 82.833 0.15
6 23.411 2.51 1.61800 63.3
7 67.351 (可変)
8 34.412 0.50 1.88300 40.8
9 3.914 3.20
10 -17.522 0.50 1.87273 25.5
11 14.013 0.20
12 8.147 3.52 1.84666 23.9
13 -7.773 0.50 1.77250 49.6
14 22.150 (可変)
15(絞り) ∞ 0.84
16* 17.984 1.80 1.48749 70.2
17 -8.568 (可変)
18 -8.138 0.50 1.88300 40.8
19 24.750 1.42 1.68553 29.7
20 -15.648 (可変)
21* 14.366 1.58 1.58313 59.4
22 -22.475 0.15
23 -556.537 0.55 1.92286 18.9
24 15.256 1.60 1.80295 47.2
25 -17.136 (可変)
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 2.88

非球面データ
第16面
K =-4.76082e-001 A 4=-1.56211e-004 A 6=-4.12033e-006

第21面
K =-2.02715e+000 A 4=-1.74932e-004 A 6= 5.66784e-006
A 8=-7.54320e-007 A10= 3.31401e-008

各種データ
ズーム比 57.57

焦点距離 1.80 5.24 18.92 40.79 103.61
Fナンバー 1.85 2.15 2.63 2.19 5.00
画角 33.69 12.89 3.63 1.68 0.66
像高 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20
レンズ全長 70.83 70.05 71.31 72.68 73.38
BF 10.60 12.59 15.38 12.49 5.93

d 7 1.20 10.30 17.88 21.81 23.51
d14 20.95 8.70 3.05 1.60 1.19
d17 0.80 2.24 2.35 1.61 1.16
d20 6.65 5.59 2.01 4.53 10.95
d25 7.06 9.05 11.84 8.95 2.39

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 31.12
2 8 -3.89
3 15 12.17
4 18 -14.86
5 21 10.22
6 26 ∞

［実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 62.500 1.60 1.80518 25.4
2 27.020 4.61 1.51633 64.1
3 183.420 0.15
4 38.243 3.29 1.49700 81.5
5 2275.767 0.15
6 22.490 2.77 1.71300 53.9
7 59.281 (可変)
8 358.926 0.50 1.88300 40.8
9 4.970 2.34
10 -27.256 0.50 1.83481 42.7
11 14.356 0.17
12 7.480 2.05 1.84666 23.9
13 -27.961 0.50 1.66020 57.8
14 8.731 (可変)
15(絞り) ∞ 0.84
16 9.667 2.22 1.58313 59.4
17 -13.969 (可変)
18 -105.010 0.50 1.67252 40.7
19 18.542 0.48
20 119.639 1.13 1.67270 32.1
21 -29.871 0.50
22 -6.120 0.50 1.88300 40.8
23 -20.641 1.42 1.84666 23.9
24 -17.875 (可変)
25* 14.516 1.61 1.58313 59.4
26 -18.286 0.15
27 89.345 0.55 1.84666 23.9
28 9.217 1.91 1.73915 53.2
29 -15.047 (可変)
30 ∞ 1.00 1.51633 64.1
31 ∞ 4.07

非球面データ
第25面
K =-4.19518e+000 A 4=-2.20815e-004 A 6=-1.64316e-006
A 8= 1.31814e-007 A10=-1.65375e-009

各種データ
ズーム比 39.61

焦点距離 1.99 8.92 21.58 78.94
Fナンバー 1.85 2.23 2.65 3.63
画角 31.05 7.66 3.18 0.87
像高 1.20 1.20 1.20 1.20
レンズ全長 71.29 71.29 71.29 71.29
BF 9.64 12.34 14.09 7.52

d 7 1.20 14.33 18.28 22.55
d14 22.58 9.45 5.50 1.23
d17 0.84 1.07 1.14 1.22
d24 6.23 3.30 1.48 7.97
d29 4.91 7.61 9.36 2.80

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 31.58
2 8 -4.01
3 15 10.15
4 18 -9.47
5 25 9.04
6 30 ∞

実施例１のズームレンズの広角端のレンズ断面図実施例１のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡実施例１の収差図（広角端）実施例１の収差図（中間１）実施例１の収差図（中間２）実施例１の収差図（中間３）実施例１の収差図（中間４）実施例１の収差図（望遠端）実施例２のズームレンズの広角端のレンズ断面図実施例２のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡実施例２の収差図（広角端）実施例２の収差図（中間１）実施例２の収差図（中間２）実施例２の収差図（中間３）実施例２の収差図（中間４）実施例２の収差図（望遠端）実施例３のズームレンズの広角端のレンズ断面図実施例３のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡実施例３の収差図（広角端）実施例３の収差図（中間１）実施例３の収差図（中間２）実施例３の収差図（中間３）実施例３の収差図（望遠端）実施例４のズームレンズの広角端のレンズ断面図実施例４のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡実施例４の収差図（広角端）実施例４の収差図（中間１）実施例４の収差図（中間２）実施例４の収差図（中間３）実施例４の収差図（望遠端）実施例５のズームレンズの広角端のレンズ断面図実施例５のズームレンズの各レンズ群の移動軌跡実施例５の収差図（広角端）実施例５の収差図（中間１）実施例５の収差図（中間２）実施例５の収差図（望遠端）本発明の撮像装置の要部概略図本発明の撮像装置の要部概略図

符号の説明

Ｂ１…第１レンズ群
Ｂ２…第２レンズ群
Ｂ３…第３レンズ群
Ｂ４…第４レンズ群
Ｂ５…第５レンズ群
ｄ…ｄ線
ｇ…ｇ線
ΔＭ…メリディオナル像面
ΔＳ…サジタル像面
ＳＰ…絞り
ＩＰ…結像面
Ｇ…ＣＣＤのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
球面収差…実線：ｄ線、２点鎖線：ｇ線
非点収差…実線：ｄ線ΔＳ、点線：ｄ線ΔＭ
歪曲…ｄ線
倍率色収差…２点鎖線：ｇ線

Claims

物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際し、前記第１レンズ群は不動であり、前記第５レンズ群は物体側に凸状の軌跡を描くように移動し、前記第２レンズ群は、広角端の結像倍率に対する望遠端の結像倍率の比が他のレンズ群に比べて最も大きい変倍レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第４レンズ群の横倍率と前記第５レンズ群の横倍率の積の最大値をｍａｘ｜β４×β５｜とし、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第４レンズ群の横倍率と前記第５レンズ群の横倍率の積の最小値をｍｉｎ｜β４×β５｜とするとき、
１．４＜ｍａｘ｜β４×β５｜／ｍｉｎ｜β４×β５｜＜１４
の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成され、ズーミングに際し、前記第５レンズ群は物体側に凸状の軌跡を描くように移動し、前記第２レンズ群は、広角端の結像倍率に対する望遠端の結像倍率の比が他のレンズ群に比べて最も大きい変倍レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第４レンズ群の横倍率と前記第５レンズ群の横倍率の積の最大値をｍａｘ｜β４×β５｜とし、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第４レンズ群の横倍率と前記第５レンズ群の横倍率の積の最小値をｍｉｎ｜β４×β５｜とし、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をｓｔ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
１．７６≦ ｍａｘ｜β４×β５｜／ｍｉｎ｜β４×β５｜＜１４
０．４＜ｓｔ２／ｆｗ＜２０
の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
３．０＜｜ｆ４｜／ｆｗ＜１２
の条件式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．８２＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜５．０
の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１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２枚の負レンズと１枚の正レンズを有し、前記第２レンズ群の広角端および望遠端における横倍率をそれぞれβ２Ｗ、β２Ｔとするとき、
３９＜｜β２Ｔ／β２Ｗ｜＜３５０
の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群の全部または一部を光軸と垂直な成分を持つ方向に移動させて、光軸と垂直な方向における被写体像の位置を変化させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１乃至６いずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。