JP5635377B2 - 光路折り曲げ部材を有するズームレンズ及びそれを備える撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光路折り曲げ部材を光路中に有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

従来、光路中に反射部材を配置して光路を折り曲げることにより、光学系の薄型化を図ったズームレンズが知られている。なかでも、ズームレンズのタイプとして、負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したタイプ（以下、負先行タイプ）で、なお且つ、その負の屈折力のレンズ群中に反射部材を配置さたせたタイプが知られている。一方で、正の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したタイプ（以下、正先行タイプ）のズームレンズも知られている。

負先行タイプのズームレンズは、正先行タイプのズームレンズと比較して、レンズ群数を低減できるというメリットや、レンズ群の偏心による影響、例えば結像性能の劣化を抑えやすくなるといったメリットを持つ。従来の負先行タイプのズームレンズは、変倍比が３倍程度のものが多いが、最近では、特許文献１のように高変倍比のズームレンズが実現されている。

特許文献１に開示されたズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群からなる構成となっている。このように、負屈折力の第３レンズ群を配置することで、第３レンズ群にも変倍機能を持たせ、変倍比の確保とレンズ全長の短縮化を行っている。

特開２０１０−１５２１４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるズームレンズは、第２レンズ群の構成が４枚のレンズで構成されているので、第２レンズ群の全長（光軸方向の厚み）が大きくなりやすい。そのため、変倍時の移動領域の確保の点で不利であると共に、コストの点でも不利となる。

本発明は、このような課題に鑑み、負先行タイプで、光路中に光路折り曲げ部材を有するズームレンズにおいて、高い光学性能と変倍比を維持した上で、小型で低コストなズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、負屈折力の第３レンズ群と、正屈折力のリアレンズ群からなり、
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて減少し、
第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて増大し、
第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に移動し、
広角端から望遠端への変倍の際に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
第１レンズ群は光路折り曲げ部材を有し、
第２レンズ群は、物体側から像側に順に、第１正レンズと、第２正レンズと、１枚の負レンズからなり、
リアレンズ群は、１つの正レンズ群または変倍時に相対間隔が変化する２つの正レンズ群からなり、
以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
ｆ_ｔ／ｆ_ｗ＞４．０ （１）
１．３＜β_2Gｔ／β_2Gｗ＜３０ （２）
ただし、
ｆ_ｗは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ｆ_ｔは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
β_2Gｗは、広角端における第２レンズ群の横倍率、
β_2Gｔは、望遠端における第２レンズ群の横倍率、
である。

本発明のズームレンズは負先行タイプのズームレンズであって、光学系の薄型化や小型化に有利な光路折り曲げ部材を光学系中に有している。また、リアレンズ群の屈折力を正とすることで射出瞳を像面から離し、軸外主光線が光軸とできるだけ平行になるようにしている。

また、本発明のズームレンズは、正屈折力の第２レンズ群と負の屈折力の第３レンズ群にて変倍機能（高い変倍比）を確保する光学系である。このような光学系で小型化、かつ、高変倍比化を達成しようとすると、第２レンズ群には、移動量の確保とレンズ群全長の短縮を両立させることが要求される。そのため、本発明のズームレンズでは、第２レンズ群を３枚のレンズにて構成することで、第２レンズ群の全長を短縮している。これにより、隣り合うレンズ群との空間を広げることができるので、結果として、レンズ群全長の短縮化と同時に移動量の確保が実現できる。

更に、本発明のズームレンズでは、第２レンズ群を２枚の正レンズと１枚の負レンズで構成し、これらのレンズを物体側から順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズで配置している。このように、屈折力の配置を正・正・負とすることによって、第２レンズ群全体の主点位置を物体側へ位置させることができる。その結果、特に、望遠端における光学系全体の主点位置を物体側に位置させることができるので、望遠端での光学系全長の短縮化が実現できる。また、複数の正レンズと負レンズにより、第２レンズ群単体で良好な収差補正ができる。

また、第２レンズ群の移動に伴って像面が移動するため、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群の屈折力を負とし、かつ、変倍に際して第３レンズ群を移動させている。このようにすることで、変倍時の第２レンズ群の移動に伴う像面の移動を抑制し、変倍時に像面を略同一位置に保持するようにしている。

そして、本発明のズームレンズは、上記の構成を備えた上で条件式（１）、（２）を満足するのが好ましい。

条件式（１）は、ズームレンズの好ましい変倍比を特定するものである。

条件式（２）は、第２レンズ群における変倍量（変倍比）について、その好ましい範囲を特定するものである。ズームレンズが条件式（１）を満足するようにした状態で、第２レンズ群が条件式（２）を満足することが好ましい。
条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ群での変倍量が不足することを防止できる。この場合、第２レンズ群が負担すべき変倍量が確保することができるので、他のレンズ群に負担がかからない。よって、他のレンズ群での諸収差の発生を抑えることができる。
また、条件式（２）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ群の変倍量が過剰になることを抑えることができる。これにより、第２レンズ群の移動量を抑えることができるので、光学系の小型化ができる。

また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．４＜ｆ_２GP1／ｆ_２Ｇ＜２ （３）
ただし、
ｆ_２GP1は、第２レンズ群の第１正レンズの焦点距離、
ｆ_２Gは、第２レンズ群の焦点距離、
である。

条件式（３）は、第２レンズ群の第１正レンズの屈折力について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ群の第１正レンズの屈折力が過剰になる（必要以上に大きくなる）ことを防止できる。その結果、軸上収差と軸外収差の双方の収差を良好に補正することができる。
条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ群の第１正レンズの屈折力が不足する（必要以上に小さくなる）ことを防止できる。その結果、第２レンズ群内の主点を物体側より位置させることや、第２レンズ群全体の屈折力を確保することができる。

また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．４＜Ｄ_２GP1／Ｄ_２Ｇ＜０．８ （４）
ただし、
Ｄ _２GP1は、前記第２レンズ群の前記第１正レンズの光軸上での厚み、
Ｄ _２Gは、前記第２レンズ群の光軸上での厚み、
である。

条件式（４）は、第２レンズ群の第１正レンズのレンズ厚について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式（４）の下限を下回らないようにすることで、第１正レンズの光軸上の肉厚が薄くなりすぎることを防止できる。この場合、レンズの強度を確保することができるので、製造が容易となる。また、レンズの肉厚が確保できていることから、レンズ面の形状を曲率半径の小さい形状とすることができるので、第２レンズ群に必要な正の屈折力を確保できる。また、諸収差の補正に有利となる。
また、条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、第１正レンズの光軸上の肉厚が厚くなりすぎることを防止できる。その結果、第２レンズ群の全長が長くなるのを防ぐことができる。

また、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群は１枚の負レンズからなり、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
ν_３Ｇ＞５５ （５）
ただし、
ν_３Ｇは第３レンズ群の負レンズのアッベ数、
である。

条件式（５）は、第３レンズ群の負レンズのアッベ数について、その好ましい範囲を特定するものである。第３レンズ群は大きな屈折力を必要とはしない。よって、第３レンズ群は１枚の負レンズで構成して、コスト低減を行うことが好ましい。条件式（５）を満足する材料を負レンズに用いることで、コスト低減と良好な色収差補正が両立できる。

また、本発明のズームレンズでは、リアレンズ群は物体側から像側に順に、正屈折力の第４レンズ群と正屈折力の第５レンズ群からなり、第４レンズ群は広角端よりも望遠端で像側に位置し、第５レンズ群は変倍時固定であることが好ましい。

第４レンズ群と第５レンズ群の屈折力を共に正屈折力とすることで、正屈折力を２つのレンズ群で分担することができる。このようにすることで、リアレンズ群全体で十分な正屈折力を確保することができる。更に、第４レンズ群の移動に伴う像面湾曲の低減に有利となる。

また、本発明のズームレンズでは、第４レンズ群が以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．８＜ｆ_４Ｇ／ｆ_５Ｇ＜１．５ （６）
ただし、
ｆ_４Ｇは、第４レンズ群の焦点距離、
ｆ_５Ｇは、第５レンズ群の焦点距離、
である。

条件式（６）は第４レンズ群と第５レンズ群の屈折力配分について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、第４レンズ群の厚みが厚くなることを抑えることができる。第４レンズ群をコンパクトにできるので、第４レンズ群を移動させる移動機構の負担を抑えることができる。
条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群の屈折力が不足することを防止することができる。その結果、第４レンズ群が担っている機能、すなわち移動による変倍機能や収差補正機能等を確保しやすくなる。

また、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群が１つのレンズ成分からなり、該レンズ成分は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−１．７＜（ｒ _３Ｏ＋ｒ _３Ｉ）／（ｒ _３Ｏ−ｒ _３Ｉ）＜−０．４ （７）
ただし、
ｒ _３Ｏは、前記第３レンズ群の前記レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
ｒ _３Ｉは、前記第３レンズ群の前記レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
前記レンズ成分は、有効面での空気接触面が物体側面と像側面の２つのみのレンズ体、である。

条件式（７）は、第３レンズ群のレンズ成分の形状について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式（７）の下限を下回らないように、且つ条件式（７）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ群に入射する光束（軸外主光線）の入射角を小さくできる。その結果、第３レンズ群でコマ収差等の軸外収差が発生するのを抑えやすくなる。

また、本発明のズームレンズでは、第４レンズ群が以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．９＜β_４ＧＴ／β_４ＧＷ＜１．４ （８）
ただし、
β_４ＧＴは、第４レンズ群の望遠端での横倍率、
β_４ＧＷは、第４レンズ群の広角端での横倍率、
である。

条件式（８）は第４レンズ群の変倍量（変倍比）について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式（８）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ群などでの変倍量の負担を軽減できる。そのため、収差変動を抑制できる。
条件式（８）の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群の変倍量が過剰になることを防止できる。これにより、第４レンズ群が過剰に移動することを防止できるので、ズームレンズの全長の短縮化に有利となる。

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群は、物体側から像側に順に、負の屈折力の前側サブレンズ群、光路折り曲げ部材、後側サブレンズ群からなり、前側サブレンズ群と後側サブレンズ群がともに負レンズを有し、後側サブレンズ群が正レンズを有することが好ましい。

このようにすることで、第１レンズ群に必要な負の屈折力を確保すると共に、第１レンズ群内で発生する諸収差を十分補正することができる。つまり、第１レンズ群の前側サブレンズ群と後側サブレンズ群にそれぞれ負レンズを配置することで、第１レンズ群で必要とする負屈折力が確保できる。しかも、反射部材の前側と後側に負の屈折力を分担させることで、各レンズで発生する諸収差を抑制しやすくできる。加えて、後側サブレンズ群に正レンズを配置することで、負レンズだけでは補正できない収差を補正することができる。

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の前側サブレンズ群が両凹負レンズ成分からなり、該両凹負レンズ成分は負レンズを有することが好ましい。ただし、レンズ成分は、有効面での空気接触面が物体側面と像側面の２つのみのレンズ体を意味する。

前側サブレンズ群が両凹負レンズ成分にすることで、負屈折力を得るにあたって２つのレンズ面を用いることができる。これにより、得られる屈折力の範囲を広くできることから、第１レンズ群の小型化と負の屈折力の確保の両立ができる。また、望遠端での球面収差の低減、望遠端側での結像性能の確保ができる。

また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分は両面が非球面であることが好ましい。このようにすると、広角端における軸外収差の発生を抑えやすくなると共に、広角端での高次の像面湾曲の補正に有利となる。

また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分は以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
−１＜（ｒ_1FNＯ＋ｒ_1FNＩ）／（ｒ_1FNＯ−ｒ_1FNＩ）＜０．７ （９）
ただし、
ｒ_1FNＯは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
ｒ_1FNＩは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。

条件式（９）は、両凹負レンズ成分の形状について、その好ましい範囲を特定するものである。条件式（９）を満足することで、光学系の小型化と性能確保ができる。
条件式（９）の下限を下回らないようにすることで、両凹形状とし、負パワーを確保しやすくなる。加えて、両凹負レンズ成分の物体側面に入射する軸外主光線の入射角度を小さく抑えることができるので、効率よく軸外収差を抑えることができる。
また、条件式（９）の上限を上回らないようにすることで、入射瞳を物体側に位置させることができるので光学系の小型化ができる。

また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分が以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．０３＜Ｄ_１ＦＮon／Ｄ_１ＦＮoff＜０．３１ （１０）
ただし、
Ｄ_１ＦＮonは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の光軸上での厚み、
Ｄ_１ＦＮoffは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の最大有効径位置での光軸に沿った方向での厚み、
である。

条件式（１０）は、両凹負レンズ成分のレンズ厚について、その好ましい範囲を特定するものである。条件式（１０）を満足することで、レンズの強度を確保した上で、必要な曲率半径のレンズを得ることができる。
条件式（１０）の下限を下回らないようにするとことで、両凹負レンズ成分の光軸上の肉厚が薄くなりすぎることを防止できる。この場合、レンズの強度を確保することができるので、製造が容易となる。
また、条件式（１０）の上限を上回らないようにすることで、軸上と周辺におけるレンズの厚みの差を大きく保つことできる。これにより、レンズの曲率半径をより小さくすることができるため、低屈折率の硝材を用いてもレンズの屈折力を十分に確保できる。これは、例えば、低屈折率の硝材をレンズに用いたとしても、光線を大きく曲げることができるので広画角化等に有利となる。

また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、後側サブレンズ群の正レンズは以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
０．０２＜Ｄ_１ＲＰ／Ｄ_１Ｇ＜０．３ （１１）
ただし、
Ｄ_１ＲＰは、後側サブレンズ群の正レンズの光軸に沿って計った光軸上の厚み、
Ｄ_１Ｇは、第１レンズ群の光軸に沿って計った光軸上の厚み、
である。

条件式（１１）は、後側サブレンズ群の正レンズの光軸に沿って計った光軸上の厚みについて、その好ましい範囲を特定するものである。条件式（１１）を満足することで、広角端および望遠端における倍率色収差を良好に補正することができる。
条件式（１１）の下限を下回らないようにすることで、正レンズの光軸上の肉厚が薄くなりすぎることを防止できる。この場合、レンズの強度を確保することができるので、製造が容易となる。また、レンズの肉厚が確保できていることから、レンズ面の形状を曲率半径の小さい形状とすることができるので、屈折力を確保できる。
また、条件式（１１）の上限を上回らないようにすることで、正レンズの光軸上の肉厚が厚くなりすぎることを防止できる。その結果、広角端および望遠端における倍率色収差を効率よく補正することができる。

また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群のいずれかの負レンズと後側サブレンズ群のいずれかの正レンズが共にプラスチックで構成されることが好ましい。

前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の正レンズの硝材をプラスチックにすることで、コストを低減することができる。なお、プラスチックはコスト低減の点で有利であるが、温度の変化によってレンズの焦点距離が大きく変化するという点で不利である。しかしながら、上記のように２つのレンズをプラスチックレンズにした場合、前側サブレンズ群のレンズは負レンズで、後側サブレンズ群のレンズは正レンズであるため、温度変化による焦点距離の変化をお互いでキャンセルしあうことができる。よって、コスト低減と光学性能の確保を両立することができる。

また、本発明のズームレンズでは、前側サブレンズ群のいずれかの負レンズと後側サブレンズ群のいずれかの正レンズは、共に両面非球面レンズであることが好ましい。

前側サブレンズ群のいずれかの負レンズと後側サブレンズ群のいずれかの正レンズを両面非球面レンズとすることで、非球面による収差補正機能を物体側面と像側面の双方に持たせることができる。そのため、前側サブレンズ群については、負レンズの屈折力の確保と光学性能の確保の両立に有利となる。後側サブレンズ群については、光学性能の確保ができる。また、負レンズと正レンズの材質がプラスチックであると、ガラス非球面レンズと比較して非球面の形成が容易となる。さらに、この２つのレンズはプラスチックで構成されているので、コストを低減することができる。

また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の正レンズが以下の条件式（１２）、（１３）を満足することが好ましい。
−０．３＜Ｎ_１FN−Ｎ_１RP＜０．１９ （１２）
１０．５＜ν_１FN−ν_１RP＜５０ （１３）
ただし、
Ｎ_１FNは、前側サブレンズ群の負レンズのd線での屈折率、
Ｎ_１RPは、後側サブレンズ群の正レンズのd線での屈折率、
ν_１FNは、前側サブレンズ群の負レンズのアッベ数、
ν_１RPは、後側サブレンズ群の正レンズのアッベ数、
である。

条件式（１２）は負レンズと正レンズの屈折率差について、その好ましい範囲を特定するものである。また、条件式（１３）は負レンズと正レンズのアッベ数差について、その好ましい範囲を特定するものである。条件式（１２）、（１３）を満足することで、収差補正、コスト低減、小型化の面で有利となる。

条件式（１２)の下限を下回らないようにした状態で、条件式（１３）を満たすようにすると、硝材の低コスト化ができる。
また、条件式（１２)の上限を上回らないようにすることで、入射瞳位置を浅くすることができるので、光学系の小型化に有利となる。

条件式(１３)の下限を下回らないようにすることで、第１レンズ群における色収差の発生を効率よく抑えやすくなる。
また、条件式(１３)の上限を上回らないようにすることで、硝材の低コスト化に有利となる。

また、本発明のズームレンズでは、後側サブレンズ群は、正レンズと負レンズからなり、負レンズは正レンズの像側に配置されていることが好ましい。このようにすると、単色収差や色収差のより良好に補正することができる。

また、本発明のズームレンズでは、後側サブレンズ群の正レンズと負レンズに挟まれてなる空気層が正の屈折力をもち、後側サブレンズ群の正レンズと負レンズが以下の条件式（１４）を満足することが好ましい。
−２．０＜（ｒ_１RPI＋ｒ_１RNO）／（ｒ_１RPI−ｒ_１RNO）＜２０ （１４）
ただし、
ｒ_１RPIは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズの像側面の近軸曲率半径、
ｒ_１RNOは、前記後側サブレンズ群の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。

条件式（１４）は後側サブレンズ群の正レンズと負レンズの間で形成される空気層の形状について、その好ましい形状ファクターを特定するものである。
条件式（１４）の下限を下回らないようにすることで、広角端の像面湾曲を抑えやすくなる。
また、条件式（１４）の上限を上回らないようにすることで、望遠端の色収差を抑えやすくなる。

また、本発明のズームレンズでは、後側サブレンズ群のいずれかの負レンズが以下の条件式（１５）を満足することが好ましい。
０．１＜f_１RN／f_１G＜１０ （１５）
ただし、
f_１RNは、後側サブレンズ群のいずれかの負レンズの焦点距離、
f_１Gは、第１レンズ群の焦点距離、
である。

条件式（１５）は、後側サブレンズ群のいずれかの負レンズにおける屈折力について、その好ましい範囲を特定するものである。上記のように、第１レンズ群は、前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の正レンズと負レンズを有する。そのため、第１レンズ群の負の屈折力を、２つの負レンズに適宜分散させることができる。条件式（１５）を満足することで、後側サブレンズ群の負レンズにて適切な負屈折力を確保することができる。すなわち、前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の負レンズとで、第１レンズ群における負の屈折力をバランス良く負担することができる。その結果、第１レンズ群の負の屈折力の確保した上で、レンズで発生する色収差を、各々のレンズで抑えることができる。

条件式（１５）の下限を下回らないようにすることで、後側サブレンズ群の負レンズの屈折力が過剰になることを防止できる。これにより、後側サブレンズ群の負レンズでの収差補正が行い易くなる。
また、条件式（１５）の上限を上回らないようにすることで、後側サブレンズ群の負レンズの屈折力が不足することを防止できる。これにより、前側サブレンズ群の両凹単レンズにおいて余計な屈折力の負担をしなくて済むので、前側サブレンズ群での収差の発生を抑えることができる。

なお、以上の説明において、焦点距離は近軸焦点距離のことである。また、以上の説明における光学系の構成や条件式は、フォーカシングが可能なズームレンズでは、特に定義が無い限り、最も遠距離の物体に合焦した状態（無限遠物点合焦時）における構成や条件式である。

なお、本発明のズームレンズでは、フォーカシングは、第１レンズ群の物体側や、これへの繰り出し等で達成できるが、これに限られない。フォーカシング時に移動するレンズ群を、第２レンズ群や、それよりも像側にあるレンズ群のいずれかにしてもよい。特に、第３レンズ群以降のレンズ群は軽量化が可能であるので、これらのレンズ群を繰り出してフォーカシングを行うのが好ましい。もしくは、撮像素子を光軸方向に移動させてフォーカシングを行うようにしてもよい。

また、広角端から望遠端への変倍は、第１レンズ群と撮像素子を固定した状態で行ってもよい。それ以外の構成としては、第１レンズ群を撮像装置本体に固定し撮像素子が移動する構成、もしくは撮像素子を撮像装置に固定し第１レンズ群が移動する構成としてもよい。つまり、広角端から望遠端への変倍の際にレンズ全長が変化する構成としてもよい。

上述の各構成要件は、複数を同時に満足することがより好ましい。

また、本発明の撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置された撮像素子と、撮像素子からの信号を処理する画像処理部を有し、ズームレンズが上述のいずれかに記載のズームレンズであることを特徴とする。

本発明のズームレンズでは、たる型のディストーションが広角端付近で発生する。たる型のディストーションは、撮像素子の有効撮像領域内に発生するようにしてある。そのため、撮像素子で撮像した被写体の像には、たる型のディストーションが発生している。そこで、本発明の撮像装置には、たる型のディストーションを補正する画像処理部が設けられている。この画像処理部によって、矩形に補正された被写体の画像が、再生、表示、保存されるようになっている。

なお、画像処理部において、色信号ごとにディストーションを行えば、倍率の色収差を電気的に補正することができる。また、周辺減光の補正、ブレの補正、諸収差の補正を、画像処理部により行っても良い。

また、上述の各条件式については、更に以下のようにすることが好ましい。このようにすることで、各条件式で説明した効果をより有効に得ることができる。

条件式（２）の下限値を２．０、更には２．５とすることが好ましい。
条件式（２）の上限値を１０．０、更には４．０とすることが好ましい。
条件式（３）の下限値を０．６、更には０．８とすることが好ましい。
条件式（３）の上限値を１．５、更には１．２とすることが好ましい。
条件式（４）の下限値を０．４５、更には０．５とすることが好ましい。
条件式（４）の上限値を０．７５、更には０．７とすることが好ましい。
条件式（６）の下限値を０．９、更には１．０とすることが好ましい。
条件式（６）の上限値を１．４、更には１．３とすることが好ましい。
条件式（７）の下限値を−１．５、更には−１．３とすることが好ましい。
条件式（７）の上限値を−０．６、更には−０．８とすることが好ましい。
条件式（８）の下限値を１．０、更には１．１とすることが好ましい。
条件式（８）の上限値を１．３、更には１．２とすることが好ましい。
条件式（９）の下限値を−０．５、更には−０．１とすることが好ましい。
条件式（９）の上限値を０．５、更には０．１とすることが好ましい。
条件式（１０）の下限値を０．１０、更には０．２２とすることが好ましい。
条件式（１０）の上限値を０．２８、更には０．２６とすることが好ましい。
条件式（１１）の下限値を０．０５、更には０．１０とすることが好ましい。
条件式（１１）の上限値を０．２０、更には０．１４とすることが好ましい。
条件式（１２）の下限値を−０．２５、更には−０．２、更には−０．１５とすることが好ましい。
条件式（１２）の上限値を０．１５、更には０．１、更には０．０５、更には−０．０５とすることが好ましい。
条件式（１３）の下限値を１５、更には２０、更には２５とすることが好ましい。
条件式（１３）の上限値を４５、更には４０、更には３３とすることが好ましい。
条件式（１４）の下限値を−１．５、更には−１．４とすることが好ましい。
条件式（１４）の上限値を１３．０、更には１２．０とすることが好ましい。
条件式（１５）の下限値を１．０、更には１．５とすることが好ましい。
条件式（１５）の上限値を５．０、更には４．０とすることが好ましい。

なお、以上の説明において、焦点距離は近軸焦点距離のことである。また、以上の説明における光学系の構成や条件式は、フォーカシングが可能なズームレンズでは、特に定義が無い限り、最も遠距離の物体に合焦した状態（無限遠物点合焦時）における構成や条件式である。

本発明によれば、負先行タイプで、光路中に反射部材を有するズームレンズにおいて、高い光学性能を維持した上で、小型で高変倍、低コストなズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。

本発明のズームレンズの第１実施例の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、広角端（ｃ）でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの第２実施例の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの第３実施例の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの第４実施例の図１と同様の図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの概観を示す前方斜視図である。 上記デジタルカメラの後方斜視図である。 上記デジタルカメラの断面図である。 上記デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。

以下に、本発明にかかるズームレンズ及び撮像装置の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜４について説明する。実施例１〜４の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、広角端（ｃ）でのレンズ断面図を図１〜４に示す。図１〜４中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、第５レンズ群はＧ５、赤外光カットフィルターはＦ、カバーガラスはＣ、像面はＩで示してある。

ここで、赤外光カットフィルターＦは、ローパスフィルタ上に赤外光をカットするコート（多層膜）を施したものであっても良い。また、カバーガラスＣは電子撮像素子の平行平板である。なお、カバーガラスＣの表面に赤外光をカットするコートを施しても良い。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしても良い。

また、各実施例において、明るさ絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と一体で移動する。数値データは、いずれも無限遠の物体（被写体）に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度は°（度）である。さらに、ズームデータは広角端（ＷＥ）、中間焦点距離状態（ＳＴ）、望遠端（ＴＥ）での値である。

フォーカシングは全ての実施例において、第３レンズ群Ｇ３の移動により行うことが好ましい。なお、これに限らず、撮像素子を光軸方向に移動させてフォーカシングを行ってもよい。

また、レンズ断面図からわかるように、各レンズ群の動きは撮像面を基準（固定）にして示している。実施例１〜４のズームレンズは、変倍時、第１レンズ群Ｇと撮像素子が共に固定となっている。

また、各実施例において、反射部材が光路折り曲げ部材に該当する。この反射部材は、具体的にはプリズムである。なお、プリズムに代えてミラーを用いてもよい。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とが配置されている。

広角端から望遠端への変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定である。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、中間焦点距離状態と望遠端ではほとんど一致（わずかに物体側に位置）している。第４レンズ群Ｇ４は像側に移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定である。このように、実施例１のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する５群ズームレンズである。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は両凹負レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の両凹負レンズの像側面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの像側面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面との合計１０面に用いている。

実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とが配置されている。

広角端から望遠端への変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定である。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、その後像側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定である。このように、実施例２のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する４群ズームレンズである。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、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接合レンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の両物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの像側面と、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面との合計９面に用いている。

実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とが配置されている。

広角端から望遠端への変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定である。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、中間焦点距離状態と望遠端ではほとんど一致している。第４レンズ群Ｇ４は像側に移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定である。このように、実施例３のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する５群ズームレンズである。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、両凹負レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は両凹負レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の両凹負レンズの像側面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの像側面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面との合計１０面に用いている。

実施例４のズームレンズは、図４に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とが配置されている。

広角端から望遠端への変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定である。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、中間焦点距離状態と望遠端ではほとんど一致（わずかに物体側に位置）している。第４レンズ群Ｇ４は像側に移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定である。このように、実施例４のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する５群ズームレンズである。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの像側面と、第４レンズ群Ｇ４の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの像側面と、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズの両面との合計１０面に用いている。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＢＦはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、ＩＨは像高、Ｆ_ＮＯはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間焦点距離状態、ＴＥは望遠端、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ＢＦ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。

なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ^２／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）^２｝^１／２］
＋Ａ_４ｙ^４＋Ａ_６ｙ^６＋Ａ_８ｙ^８＋Ａ_１０ｙ^１０＋Ａ_１２ｙ^１２
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８、Ａ_１０、Ａ_１２はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

また、以下の数値実施例では、広角端での像高が、中間焦点距離状態や望遠端での像高に対して小さくなっている。これは、上述したように、たる型のディストーションが発生しているからである。そして、数値実施例における広角端での全画角（２ω）の値は、たる型の有効撮像領域の像高に対応する画角を表示している。

また、数値実施例において、反射部材（反射プリズム）の反射面を示す数値はデータから省略しているが、第３面が反射部材の入射面、第４面が反射部材の射出面を示している。よって、反射面は第３面と第４面の間に存在する。

数値実施例１
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -8.064 0.97 1.53110 55.91
2* 7.911 2.31
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 38.761 1.42 1.63493 23.90
6* -17.817 0.10
7 115.199 0.50 1.73800 32.26
8 19.007 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 7.442 3.50 1.49700 81.54
11* -16.608 0.10
12 12.189 2.25 1.55880 62.55
13 -38.244 0.50 1.72825 28.46
14 10.486 可変
15 -7.127 0.50 1.48749 70.23
16* 117.173 可変
17 -12.335 0.96 1.53110 55.91
18* -6.212 可変
19* 22.356 2.69 1.53110 55.91
20* -15.107 0.35
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第１面
k=0.000
A4=1.92254e-03,A6=-3.05452e-05,A8=2.95162e-07,A10=-1.96811e-10
第２面
k=0.000
A4=3.00358e-04,A6=5.85037e-05,A8=-2.09886e-06,A10=1.94417e-08
第５面
k=0.000
A4=-7.55038e-04,A6=6.27574e-06
第６面
k=0.000
A4=-5.69667e-04,A6=7.47124e-07
第１０面
k=0.000
A4=-1.16640e-04,A6=-5.81051e-06,A8=8.88556e-07,A10=6.10606e-09
第１１面
k=0.000
A4=3.62002e-04,A6=-1.98208e-06,A8=6.94737e-07,A10=3.69823e-08
第１６面
k=0.000
A4=7.91854e-04,A6=-1.78713e-05,A8=1.37930e-06
第１８面
k=0.000
A4=1.35150e-03,A6=5.19416e-05,A8=-1.13501e-06
第１９面
k=0.000
A4=-1.99872e-04,A6=8.28693e-06
第２０面
k=0.000
A4=-2.69595e-03,A6=7.85161e-05,A8=-5.57333e-07

ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 7.17 10.72 16.03 23.48
ＦＮＯ． 3.50 4.52 5.72 7.16 7.00
画角２ω 76.30 57.37 38.07 25.55 17.91

d8 19.30 14.57 9.24 4.47 0.71
d14 6.18 6.00 7.03 9.82 14.94
d16 1.16 6.35 10.53 13.11 13.22
d18 2.54 2.25 2.35 1.77 0.40

fb (in air) 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76
全長 (in air) 54.72 54.72 54.72 54.72 54.72

群焦点距離
f1=-10.14 f2=11.75 f3=-13.76 f4=22.34 f5=17.41

数値実施例２
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -7.775 0.97 1.53110 55.91
2* 9.064 2.16
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 30.798 1.73 1.63493 23.90
6* -13.043 0.20
7 -10.907 0.50 1.73800 32.26
8 -81.246 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 6.718 3.48 1.49700 81.54
11* -13.725 0.10
12 5.762 1.41 1.55880 62.55
13 11.327 0.50 1.72825 28.46
14 4.308 可変
15 54.142 0.50 1.48749 70.23
16* 7.481 可変
17* 8.455 2.90 1.53110 55.91
18* -13.646 0.35
19 ∞ 0.30 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第１面
k=0.000
A4=2.13002e-03,A6=-3.10384e-05,A8=2.85578e-07,A10=3.36417e-10
第２面
k=0.000
A4=1.00430e-04,A6=8.36217e-05,A8=-2.53655e-06,A10=4.41194e-08
第５面
k=0.000
A4=-1.49740e-03,A6=3.05469e-05
第６面
k=0.000
A4=-1.16281e-03,A6=1.71739e-05
第１０面
k=0.000
A4=-2.85635e-04,A6=-1.68126e-06,A8=5.15364e-07,A10=-1.99348e-08
第１１面
k=0.000
A4=5.33265e-04,A6=3.78997e-06
第１６面
k=0.000
A4=2.05313e-04,A6=-1.65570e-05,A8=3.38281e-06
第１７面
k=0.000
第１８面
k=0.000
A4=9.55799e-04,A6=-4.12096e-05,A8=7.25973e-07

ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 7.17 10.72 16.03 23.48
ＦＮＯ． 3.50 4.46 5.61 6.95 7.00
画角２ω 76.30 58.83 39.56 26.51 17.89

d8 18.89 14.04 8.91 4.30 0.50
d14 3.17 2.95 4.15 7.56 15.42
d16 8.35 13.54 17.48 18.67 14.74

fb (in air) 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73
全長 (in air) 54.71 54.71 54.71 54.71 54.71

群焦点距離
f1=-9.07 f2=10.85 f3=-17.87 f4=10.30

数値実施例３
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -8.047 0.97 1.53110 55.91
2* 8.139 2.27
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 37.388 1.48 1.63493 23.90
6* -15.817 0.10
7 -95.819 0.50 1.73800 32.26
8 23.054 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 7.307 3.50 1.49700 81.54
11* -15.701 0.10
12 12.460 2.25 1.55880 62.55
13 -40.731 0.54 1.72825 28.46
14 10.212 可変
15 -6.770 0.50 1.48749 70.23
16* 108.465 可変
17 -12.032 1.04 1.53110 55.91
18* -5.741 可変
19* 38.462 2.57 1.53110 55.91
20* -13.055 0.35
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第１面
k=0.000
A4=1.92408e-03,A6=-3.06141e-05,A8=2.95526e-07,A10=-1.82615e-10
第２面
k=0.000
A4=2.75067e-04,A6=5.86691e-05,A8=-2.08223e-06,A10=1.95839e-08
第５面
k=0.000
A4=-7.77909e-04,A6=6.42246e-06
第６面
k=0.000
A4=-5.54574e-04,A6=8.27835e-07
第１０面
k=0.000
A4=-1.47260e-04,A6=-7.43938e-06,A8=9.72259e-07,A10=8.64382e-09
第１１面
k=0.000
A4=3.77709e-04,A6=-2.46877e-06,A8=5.85872e-07,A10=5.01674e-08
第１６面
k=0.000
A4=9.08237e-04,A6=-2.94461e-05,A8=1.64450e-06
第１８面
k=0.000
A4=1.48865e-03,A6=5.51925e-05,A8=-7.98814e-07
第１９面
k=0.000
A4=-3.06278e-04,A6=-3.12107e-06
第２０面
k=0.000
A4=-2.93853e-03,A6=7.85174e-05,A8=-7.63118e-07

ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 7.27 11.03 16.74 24.89
ＦＮＯ． 3.50 4.59 5.83 7.34 7.30
画角２ω 76.30 56.37 36.86 24.39 16.99

d8 19.18 14.55 9.06 4.23 0.68
d14 6.05 5.98 7.16 10.29 15.80
d16 1.19 6.62 10.57 12.85 12.55
d18 2.56 2.01 2.39 1.86 0.40

fb (in air) 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75
全長 (in air) 54.73 54.73 54.73 54.73 54.73

群焦点距離
f1=-9.84 f2=11.57 f3=-13.05 f4=19.55 f5=18.67

数値実施例４
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -8.103 0.97 1.53110 55.91
2* 7.799 2.33
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 32.794 1.34 1.63493 23.90
6* -23.710 0.10
7 20.590 0.50 1.73800 32.26
8 12.213 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 6.845 2.91 1.49700 81.54
11* -102.380 0.10
12 8.287 2.26 1.55880 62.55
13 -25.659 0.50 1.72825 28.46
14 10.500 可変
15 -6.911 0.50 1.48749 70.23
16* -55.036 可変
17 -22.563 1.01 1.53110 55.91
18* -7.407 可変
19* 34.258 2.30 1.53110 55.91
20* -13.026 0.35
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第１面
k=0.000
A4=1.88653e-03,A6=-3.04891e-05,A8=2.98887e-07,A10=-2.80591e-10
第２面
k=0.000
A4=3.90030e-04,A6=5.46626e-05,A8=-2.05456e-06,A10=1.89853e-08
第５面
k=0.000
A4=-7.63735e-04,A6=6.62712e-06
第６面
k=0.000
A4=-6.34890e-04,A6=1.29828e-06
第１０面
k=0.000
A4=4.68650e-04,A6=1.26128e-05,A8=2.95852e-06,A10=-4.73030e-08
第１１面
k=0.000
A4=1.04324e-03,A6= 3.37361e-05,A8=2.73724e-06,A10=1.40663e-07
第１６面
k=0.000
A4=8.56322e-04,A6=-3.01717e-07,A8=-7.63375e-07
第１８面
k=0.000
A4=1.10309e-03,A6=5.86535e-05,A8=-1.48934e-06
第１９面
k=0.000
A4=-8.00443e-04,A6=1.36994e-05
第２０面
k=0.000
A4=-2.74164e-03,A6=6.69006e-05,A8=-3.50102e-07

ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 6.86 9.82 14.06 19.73
ＦＮＯ． 3.50 4.39 5.41 6.65 7.00
画角２ω 76.30 59.30 40.96 28.71 20.87

d8 16.79 12.74 8.12 4.06 0.74
d14 6.15 5.79 6.45 8.64 12.50
d16 0.95 5.64 9.48 12.01 12.58
d18 2.35 2.00 2.08 1.44 0.40

fb (in air) 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75
全長 (in air) 50.73 50.73 50.73 50.73 50.73

群焦点距離
f1=-10.54 f2=11.51 f3=-16.27 f4=20.29 f5=18.07

以上の実施例１〜４の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図５〜図８に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。各図中、”ＦＩＹ”は最大像高を示す。

次に、各実施例における条件式の値を掲げる。なおハイフン（-）は該当する値がない
ことを表している。
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1)f_t/f_w 4.804 4.804 5.092 4.035
(2)β_2Gt/β_2Gw 3.125 3.912 3.272 2.688
(3)f_2GP1/f_2G 0.925 0.886 0.914 1.132
(4)D_2GP1/D_2G 0.551 0.634 0.547 0.504
(5)ν_3G 70.23 70.23 70.23 70.23
(6)f_4G/f_5G 1.284 − 1.047 1.123
(7)(r _3O+r _3I)/(r _3O-r _3I) -0.885 − -0.883 -1.287
(8)β_4GT/β_4GW 1.138 − 1.177 1.139
(9)(r_1FNO ＋r_1FNI )/(r_1FNO -r_1FNI ) 0.010 -0.077 -0.006 0.019
(10)D_1FNon/D_1FNoff 0.241 0.258 0.243 0.238
(11)D_1RP/D_1G 0.113 0.134 0.117 0.107
(12)N_1FN−N_1RP -0.104 -0.104 -0.104 -0.104
(13)ν_1FN−ν_1RP 32.008 32.008 32.008 32.008
(14)(r_1RPI＋r_1RNO)／(r_1RPI−r_1RNO)
-0.732 11.212 -1.395 0.070
(15)f_1RN／f_1G 3.048 1.888 2.553 3.958

（光路折り曲げ式デジタルカメラ）
さて、以上のような本発明のズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図９〜図１２は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系１４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図９はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図１０は同後方斜視図、図１１はデジタルカメラ１４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含み、カメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば実施例１の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系１４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターＦを介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段１５２は処理手段１５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。このファインダー用対物光学系１５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム１５５の視野枠１５７上に形成される。このポリプリズム１５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系１５９が配置されている。なお、撮影光学系１４１及びファインダー用対物光学系１５３の入射側、接眼光学系１５９の射出側にそれぞれカバー部材１５０が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が５倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。

なお、図１１の例では、カバー部材１５０として平行平面板を配置しているが、省いてもよい。

（内部回路構成）
図１２は、上記デジタルカメラ１４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。

図１２に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。

操作部１１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。

制御部１１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ１４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影光学系１４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、その物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記録媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

以上のように、本発明にかかるズームレンズは高い光学性能の維持と、小型で高変倍、低コスト化に有用であり、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の電子撮像素子を備える撮像装置の光学系に適している。

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
Ｓ…開口絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｐ…プリズム
Ｉ…像面
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４…バス
１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッターボタン
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…正立プリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系

Claims (21)

1. 物体側から像側に順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、負屈折力の第３レンズ群と、正屈折力のリアレンズ群からなり、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて減少し、
   前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて増大し、
   前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に移動し、
   広角端から望遠端への変倍の際に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
   前記第１レンズ群は光路折り曲げ部材を有し、
   前記第２レンズ群は、物体側から像側に順に、第１正レンズと、第２正レンズと、１枚の負レンズからなり、
   前記リアレンズ群は、１つの正レンズ群または変倍時に相対間隔が変化する２つの正レンズ群からなり、
   以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ｆ_ｔ／ｆ_ｗ＞４．０ （１）
   １．３＜β_2Gｔ／β_2Gｗ＜３０ （２）
   ただし、
   ｆ_ｗは、広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
   ｆ_ｔは、望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
   β_2Gｗは、広角端における前記第２レンズ群の横倍率、
   β_2Gｔは、望遠端における前記第２レンズ群の横倍率、
   である。
2. 以下の条件式（３）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。
   ０．４＜ｆ_２GP1／ｆ_２Ｇ＜２ （３）
   ただし、
   ｆ_２GP1は、前記第２レンズ群の前記第１正レンズの焦点距離、
   ｆ_２Gは、前記第２レンズ群の焦点距離、
   である。
3. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
   ０．４＜Ｄ_２GP1／Ｄ_２Ｇ＜０．８ （４）
   ただし、
   Ｄ _２GP1は、前記第２レンズ群の前記第１正レンズの光軸上での厚み、
   Ｄ _２Gは、前記第２レンズ群の光軸上での厚み、
   である。
4. 前記第３レンズ群は１枚の負レンズからなり、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ν_３Ｇ＞５５ （５）
   ただし、
   ν_３Ｇは前記第３レンズ群の前記負レンズのアッベ数、
   である。
5. 前記リアレンズ群は物体側から像側に順に、正屈折力の第４レンズ群と正屈折力の第５レンズ群からなり、
   前記第４レンズ群は広角端よりも望遠端で像側に位置し、
   前記第５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から請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第４レンズ群が以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
   ０．８＜ｆ_４Ｇ／ｆ_５Ｇ＜１．５ （６）
   ただし、
   ｆ_４Ｇは、前記第４レンズ群の焦点距離、
   ｆ_５Ｇは、前記第５レンズ群の焦点距離、
   である。
7. 前記第３レンズ群が１つのレンズ成分からなり、
   該レンズ成分は、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   −１．７＜（ｒ _３Ｏ＋ｒ _３Ｉ）／（ｒ _３Ｏ−ｒ _３Ｉ）＜−０．４ （７）
   ただし、
   ｒ _３Ｏは、前記第３レンズ群の前記レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
   ｒ _３Ｉは、前記第３レンズ群の前記レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
   前記レンズ成分は、有効面での空気接触面が物体側面と像側面の２つのみのレンズ体、である。
8. 前記第４レンズ群が以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ０．９＜β_４ＧＴ／β_４ＧＷ＜１．４ （８）
   ただし、
   β_４ＧＴは、前記第４レンズ群の望遠端での横倍率、
   β_４ＧＷは、前記第４レンズ群の広角端での横倍率、
   である。
9. 前記第１レンズ群は、物体側から像側に順に、負の屈折力の前側サブレンズ群、光路折り曲げ部材、後側サブレンズ群からなり、
   前記前側サブレンズ群と前記後側サブレンズ群がともに負レンズを有し、
   前記後側サブレンズ群が正レンズを有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記第１レンズ群の前記前側サブレンズ群が両凹負レンズ成分からなり、
    該両凹負レンズ成分は前記負レンズを有することを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
11. 前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分は両面が非球面であることを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
12. 前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分は以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のズームレンズ。
    −１＜（ｒ_1FNＯ＋ｒ_1FNＩ）／（ｒ_1FNＯ−ｒ_1FNＩ）＜０．７ （９）
    ただし、
    ｒ_1FNＯは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    ｒ_1FNＩは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
    である。
13. 前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分が以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    ０．０３＜Ｄ_１ＦＮon／Ｄ_１ＦＮoff＜０．３１ （１０）
    ただし、
    Ｄ_１ＦＮonは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の光軸上での厚み、
    Ｄ_１ＦＮoffは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の最大有効径位置での光軸に沿った方向での厚み、
    である。
14. 前記後側サブレンズ群の前記正レンズは以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    ０．０２＜Ｄ_１ＲＰ／Ｄ_１Ｇ＜０．３ （１１）
    ただし、
    Ｄ_１ＲＰは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズの光軸に沿って計った光軸上の厚み、
    Ｄ_１Ｇは、前記第１レンズ群の光軸に沿って計った光軸上の厚み、
    である。
15. 前記前側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズと前記後側サブレンズ群のいずれかの前記正レンズが共にプラスチックで構成されることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
16. 前記前側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズと前記後側サブレンズ群のいずれかの前記正レンズは、共に両面非球面レンズであることを特徴とする請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
17. 前記前側サブレンズ群の前記負レンズと前記後側サブレンズ群の前記正レンズが以下の条件式（１２）、（１３）を満足することを特徴とする請求項９から請求項１６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    −０．３＜Ｎ_１FN−Ｎ_１RP＜０．１９ （１２）
    １０．５＜ν_１FN−ν_１RP＜５０ （１３）
    ただし、
    Ｎ_１FNは、前記前側サブレンズ群の前記負レンズのd線での屈折率、
    Ｎ_１RPは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズのd線での屈折率、
    ν_１FNは、前記前側サブレンズ群の前記負レンズのアッベ数、
    ν_１RPは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズのアッベ数、
    である。
18. 前記後側サブレンズ群は、前記正レンズと前記負レンズからなり、前記負レンズは前記正レンズの像側に配置されていることを特徴とする請求項９から請求項１７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
19. 前記後側サブレンズ群の前記正レンズと前記負レンズに挟まれてなる空気層が正の屈折力をもち、
    前記後側サブレンズ群の前記正レンズと前記負レンズが以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１８に記載のズームレンズ。
    −２．０＜（ｒ_１RPI＋ｒ_１RNO）／（ｒ_１RPI−ｒ_１RNO）＜２０ （１４）
    ただし、
    ｒ_１RPIは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズの像側面の近軸曲率半径、
    ｒ_１RNOは、前記後側サブレンズ群の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    である。
20. 前記後側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズが以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項９から請求項１９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    ０．１＜f_１RN／f_１G＜１０ （１５）
    ただし、
    f_１RNは、前記後側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズの焦点距離、
    f_１Gは、前記第１レンズ群の焦点距離、
    である。
21. ズームレンズと、
    該ズームレンズの像側に配置された撮像素子と、
    該撮像素子からの信号を処理する画像処理部を有し、
    前記ズームレンズが請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。

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