JP5708040B2 - ズームレンズおよびカメラおよび情報装置 - Google Patents

Description

この発明は、ズームレンズおよびカメラおよび情報装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等に用いられる撮影光学系はズームレンズが一般的であり、特に「３５ｍｍ判換算で５０ｍｍ程度の画角」を焦点距離範囲に含むズームレンズが一般化しており、さらなる要請として、小型化や広角化とともに「オートフォーカス（以下「ＡＦ」と略記する）の高速化」の要望が強い。

大きい変倍比と全長の小型化を両立できる構成として正群先行の所謂「ポジティブリードタイプ」のズームレンズが知られている。

このようなポジティブリードタイプのズームレンズで、レンズ内部にあるレンズ群を変位させてフォーカシングを行なうタイプのものとして、絞りよりも物体側に、物体側から順に、正・負・負の屈折力配分で第１〜第３レンズ群を配し、第３レンズ群の移動によりフォーカシングを行なうものが特許文献１〜４により知られている。

特に、特許文献４に記載のズームレンズは、フォーカシングを行なうための第３レンズ群を「１枚の負レンズ」で構成することにより、第３レンズ群を軽量化してフォーカシングの高速化を可能としている。

しかし、特許文献４記載のズームレンズは、フォーカシングに必要な変位量が大きく、ズームレンズの「使用状態における小型化」の実現にはなお改善の余地がある。

この発明は上述した事情に鑑み、フォーカシングを行なうフォーカス群がコンパクトで、フォーカシングに伴うフォーカス群の変位量が小さく、高速のＡＦ、小型・高性能・広画角でデジタルスチルカメラに適したズームレンズを実現可能とすることを課題とする。

この発明はまた、広角端における半画角：３７．５度以上、変倍比：１．９〜２．９倍程度で、５００万〜１０００万画素を超える撮像素子に対応した解像力を有し、高速のＡＦ、小型・高性能のズームレンズの実現を課題とする。

この発明はまた、かかるズームレンズを用いるカメラ、撮像装置の実現を目的とする。

請求項１記載のズームレンズは、物体から順に、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、負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、正の屈折力を有する第５レンズ群を配し、第３レンズ群と第４レンズ群との間に絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群が独立して物体側へ移動するものである。
そして、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズの２枚のレンズにより構成され、第３レンズ群は１枚の負レンズにより構成され、第５レンズ群は、物体側から順に、正レンズ及び負レンズの２枚のレンズにより構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第３レンズ群が光軸方向に移動して行われる。

第２レンズ群の焦点距離：ｆ２、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔが、条件：
（１） ０．７ ＜ ｜ｆ２／ｆｔ｜ ＜ ２．４
を満足する。

請求項１記載のズームレンズは、望遠端における光学全長：Ｌｔ、第３レンズ群をなす１枚の負レンズの光軸上の肉厚：Ｄ３が、条件：
（２） ８０ ＜ Ｌｔ／Ｄ３ ＜ １２０
を満足することが好ましい（請求項２）。
条件（２）のパラメータにおける望遠端における光学全長：Ｌｔは「実距離」である。
即ち、後述の実施例のように、第５レンズ群の像側に、フィルタ類が配置される場合、当該フィルタ類の厚さについて、実距離（物理的長さ）で計算される。

請求項１または２記載のズームレンズは、第５レンズ群の像側のレンズが「少なくとも１面が非球面形状を有する負レンズ」であることが好ましい（請求項３）。

請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズは「ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置」に用いられるものであることができる（請求項４）。
この場合「その歪曲収差が、撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されている」ことができる。

この発明のカメラは、請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とする（請求項５）。
カメラは「ズームレンズによる像を撮像素子により読取る機能を持つカメラ」として構成することができ、この場合には、ズームレンズとして、請求項１〜３の任意の１に記載のものを用いることも、請求項４記載のものを用いることもできる。

即ち、カメラは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、銀塩カメラ等として実施することもできるが、デジタルスチルカメラのように「ズームレンズによる像を撮像素子により読取る機能を持つカメラ」として実施でき、この場合には、採用するズームレンズとして請求項４記載のものが好適である（請求項６）。

この発明の情報装置は、請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有し、携帯情報端末装置として構成されたことを特徴とする（請求項７）。

条件（１）は、第２レンズ群の負の屈折力を「全系の正の屈折力にバランスさせる」状権である。第２レンズ群は「主たる変倍機能を担う」ものであり、条件（１）の上限を超えると、第２レンズ群の負の屈折力が弱くなりすぎて、所与の変倍比を実現するのに、第２レンズ群を大きく変位させる必要が生じ、レンズ全長の長大化を齎し、ズームレンズ、ひいては、これを用いるカメラや携帯情報端末装置のコンパクト化に不利となる。

条件（１）の下限を超えると、第２レンズ群の負の屈折力が強くなりすぎ、ズームレンズのバックフォーカスが長くなり、カメラや携帯情報端末装置の小型化に不利となる。

請求項１記載のズームレンズは、上記の如き構成を有し、フォーカシングを行なう第３レンズ群が「１枚の負レンズ」で形成されるので、フォーカシングのために移動させる部分が軽量となり、高速のオートフォーカス動作が可能になるが、上記条件（１）を満足することにより、ズームレンズやこれを用いるカメラ・携帯情報端末装置をコンパクトに構成することが可能となる。

条件（２）は、ズームレンズ・カメラ・携帯情報端末装置のコンパクト化、フォーカシングの高速化に有利な条件であり、第３レンズ群の光軸上の肉厚：Ｄ３が、望遠端における全長：Ｌｔに対して条件（２）を満足することにより、コンパクト化やフォーカシングの高速化を可能とする。

条件（２）の下限を超えると、望遠端における全長に対して「第３レンズ群の肉厚が大きく」なりズームレンズの小型化に不利であり、また、高速フォーカシングを行なうために第３レンズ群を駆動するエネルギが大きくなり易く、駆動エネルギを抑制するとフォーカシングのための移動速度が遅くなり、高速オートフォーカスが困難になる。

条件（２）の上限を超えると、レンズ全長が長くなるか、あるいは第３レンズ群（１枚の負レンズ）の肉厚が薄くなり、第３レンズ群のレンズ加工が困難になる。

請求項３のズームレンズは、上記の如く、第５レンズ群の像側のレンズが「少なくとも１面が非球面形状を有する負レンズ」であるが、第５レンズ群に負の屈折力を有するレンズを配置することにより、第２レンズ群と第３レンズ群が有するべき負の屈折力の一部を、第５レンズ群の上記負レンズに分担させ、負の屈折力の配分を、第２、第３、第５レンズ群に分散させることができ、収差補正に有利となる。

また、上記負レンズの「少なくとも１面」を非球面形状とすることにより、収差補正の効果をより高めることができる。即ち、第５レンズ群は全レンズ群中で最も像側に配置されるが、その第５レンズ群のなかで「最も像面に近い負レンズ」に非球面を配することにより、この負レンズよりも物体側で発生した収差を包括して補正することができる。

レンズによる結像画像を「撮像素子」の撮像面上に結像させ、撮像素子により画像を情報化する場合、情報化されたデータに対して電子的な処理を行って、結像された画像における歪曲収差を補正できることが知られている。
従って、このような歪曲収差補正を前提とし、「電子的な処理によって補正できる範囲の歪曲収差を許容」すれば、歪曲収差以外の収差を「より良好に補正」することができ、広画角化や高変倍化、高性能化に資することができる。

歪曲収差は、画角が大きくなるほど発生しやすいので、少なくとも広角端側、好ましくは広角端と中間焦点距離を含む変倍領域で、歪曲収差を補正可能とするのがよい。電子的な処理による歪曲収差補正は、歪曲収差２０％程度まで可能である。

さらに補足すると、上述の如く、第１レンズ群は物体側より順に「１枚の負レンズと、１枚の正レンズを有する構成」であるが、より具体的には、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズの２枚で構成するのが好ましい。

高変倍化、特に望遠端の焦点距離を長くするには、望遠端における「第２〜第５レンズ群の合成倍率」を大きくする必要があり、合成倍率が大きい分だけ「第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大される」ことになる。
このため、高変倍化を進めるには、第１レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには第１レンズ群を上記構成とすることが好ましい。

第２レンズ群は物体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成することが好ましい。

物体側から順に「負レンズ、負レンズ、正レンズという配置」にすることで「第２レンズ群の主点を像側に近づける」ことが可能となり、望遠端における光学系全長の短縮に寄与できる。

絞りの開放径は「変倍に係らず一定とする」のが機構上簡略となってよいが、望遠端の開放径を広角端に比べて大きくすることにより、Ｆナンバの変化を小さくすることも出来る。像面に到達する光量を減少させる必要があるときは、絞りを小径化しても良いが、「絞り径を大きく変えることなくＮＤフィルタ等の挿入により光量を減少」させるほうが回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。

以上の説明したように、この発明によれば、新規なズームレンズを実現できる。
この発明のズームレンズは、上記の如く、フォーカシングを行なう第３レンズが「１枚の負レンズ」で構成され、軽量であるためにフォーカス時の駆動エネルギを小さくできるので、高速ＡＦが可能となり、ズームレンズの小型化を実現できる。

そして、後述する実施例に示すように、広角端の半画角が３７．５度以上、変倍比：１．９〜２．９倍程度で、十分に収差補正され、小型でかつ高解像度の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを実現できる。

また、請求項４のように「ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置に用いられる」場合は、前述のように「電子的な処理によって補正できる範囲の歪曲収差を許容」することにより、後述する実施例１〜５に示すように、歪曲収差以外の収差の「極めて良好な補正」が可能となる。

このような小型・高性能のズームレンズを撮像用光学系として有することにより、小型で性能のよいカメラ、情報装置を実現できる。

実施例１のズームレンズのレンズ構成と変倍の際の各レンズ群の変位を説明するための図である。 実施例２のズームレンズのレンズ構成と変倍の際の各レンズ群の変位を説明するための図である。 実施例３のズームレンズのレンズ構成と変倍の際の各レンズ群の変位を説明するための図である。 実施例４のズームレンズのレンズ構成と変倍の際の各レンズ群の変位を説明するための図である。 実施例５のズームレンズのレンズ構成と変倍の際の各レンズ群の変位を説明するための図である。 実施例１のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例１のズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例２のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例２のズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例３のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例３のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例３のズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例４のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例４のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例４のズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例５のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例５のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例５のズームレンズの望遠端における収差図である。 携帯情報端末装置の実施の１形態を説明するための図である。 図２１の装置のシステムを説明するための図である。 歪曲収差の電子的な補正を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。
図１〜図５は、ズームレンズの実施の形態を示している。図１〜図５に示すズームレンズはこの順序に、後述する実施例１〜５に関するものである。

繁雑を避けるため、図１〜５において符号を共通化する。
符号「Ｉ」により第１レンズ群、符号「ＩＩ」により第２レンズ群、符号「ＩＩＩ」により第３レンズ群、符号「ＩＶ」により第４レンズ群、符号「Ｖ」により第５レンズ群を示す。また、符号「Ｓ」により開口絞りを示す。図の左方が「物体側」、右方が「像側」である。
符号Ｆは「透明平行平板」を示す。透明平行平板Ｆは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタ（物体側の透明平行平板）やＣＣＤセンサ等の撮像素子のカバーガラス（シールガラス 像側の透明平行平板）を「これらに等価な２枚の透明平行平板」として示したものである。
前述の如く、条件（２）のパラメータにおける「望遠端における光学全長：Ｌｔ」の算出に際して、透明平行平板Ｆの厚さは、空気換算されることなく実距離で計算される。

図１〜図５の上段の図は「広角端におけるレンズ群配置」、中段の図は「中間焦点距離におけるレンズ群配置」を示し、最下段の図は「望遠端におけるレンズ群配置」を示す図である。広角端から望遠端への変倍に際して、ズームレンズの各レンズ群は、図の最上段の状態から最下段の状態へ向かって、矢印で示すように移動する。

このように、図１〜図５に示すズームレンズは、光軸に沿って物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｉ、負の屈折力の第２レンズ群ＩＩ、負の屈折力の第３レンズ群ＩＩＩ、正の屈折力の第４レンズ群ＩＶ、正の屈折力の第５レンズ群Ｖを配し、第３レンズ群ＩＩＩと第４レンズ群ＩＶとの間に絞りＳを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｉ〜第５レンズ群Ｖが「互いに独立して物体側へ単調に移動」する。

第３レンズ群ＩＩＩは「１枚の負レンズ」により構成され、その変位によりフォーカシングが行なわれる。なお、開口絞りＳは第４レンズ群ＩＶと一体で変位する。

そして、これらの実施の形態に対応する後述の実施例１〜５に示すように、各ズームレンズは条件（１）、（２）を満足する。

図２１、図２２を参照して、撮像装置としての「携帯情報端末装置」の実施の形態を説明する。
携帯情報端末装置のシステム構成は、図２２に示すように、「ズームレンズ」である撮影レンズ１と「撮像素子」である受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって読取るように構成され、受光素子１３からの出力を、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４によって処理してデジタル情報に変換する。

デジタル情報に変換された画像は、液晶モニタ７に表示され、半導体メモリ１５に記憶され、あるいは通信カード１６により外部への通信に供される。この通信機能を除いた部分は「カメラ」を構成する。

撮影レンズ１としては、請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズ、具体的には後述する実施例１〜５のズームレンズを用いる。

液晶モニタ７には「撮影中の画像」を表示することもできるし、半導体メモリ１５に記録されている画像を表示することもできる。

撮影レンズ１は携帯情報端末装置の携帯時には、図２１（Ａ）に示すように「沈胴状態」にあり、電源スイッチ６の操作により電源が入ると筐体５から鏡胴が繰り出される。鏡胴が繰り出された状態において、鏡胴内部でズームレンズの各群は「例えば広角端の配置」となっており、図示されないズームレバーを操作することで各群の配置が変化し、望遠端への変倍を行なうことができる。
このとき、ファインダ２も撮影レンズ１の画角の変化に連動して変倍する。

シャッタボタン４の「半押し」によりフォーカシングがなされる。

フォーカシングは第３レンズ群の移動により行なわれるが、「受光素子の移動」によって行なうこともできる。シャッタボタン４をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の処理がなされる。

半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示したり、通信カード１６等を使用して外部へ送信したりする際は、操作ボタン８を操作して行なう。半導体メモリ１５および通信カード１６等は、それぞれ専用または汎用のスロット９に挿入して使用される。

撮影レンズが「沈胴状態」にあるとき、ズームレンズの各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第２レンズ群が、光軸上から退避して「他のレンズ群と並列に収納される」如き機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。

以下、具体的な実施例を５例挙げる。
実施例における記号の意味は以下の通りである。

ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ω：半画角
ｒ：曲率半径（非球面にあっては近軸曲率半径）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面定数
Ａ６：６次の非球面定数
Ａ８：８次の非球面定数
Ａ１０：１０次の非球面定数
Ａ１２：１２次の非球面定数
Ａ１４：１４次の非球面定数
「非球面形状」は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)：Ｃ、光軸からの高さ：Ｈ、円錐定数：Ｋ、上記各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、周知の式：
Ｘ＝ＣＨ^２／[１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｃ^２Ｈ^２｝]＋Ａ４・Ｈ^４＋Ａ６・Ｈ^６
＋Ａ８・Ｈ^８＋Ａ１０・Ｈ^１０＋Ａ１２・Ｈ^１２＋Ａ１４・Ｈ^１４
で表され、近軸曲率半径：Ｒ（＝１／Ｃ）と円錐定数：Ｋ、非球面係数：Ａ４〜Ａ１４を与えて形状を特定する。
なお「長さの次元を持つ量」の単位は「ｍｍ」である。

各実施例における「硝種」中の（ＨＯＹＡ）は「ＨＯＹＡ株式会社」、（ＯＨＡＲＡ）は「株式会社オハラ」であり、これらの製造会社の光学硝種名を挙げている。

「実施例１」
実施例１のズームレンズは、図１に即して説明したものである。
第１レンズ群Ｉは、物体側から順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズとからなる。

第２レンズ群ＩＩは、物体側に凸面を向け、物体側面に非球面を有する負メニスカスレンズと、像側により強い凹面を向けた両凹レンズと、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる。

第３レンズ群ＩＩＩは、物体側により強い凹面を向けた１枚の両凹レンズである。

第４レンズ群ＩＶは、物体側により強い凸面を向け、物体側面が非球面である両凸レンズと、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。

第５レンズ群Ｖは、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズと、像側に凸面を向け、両面が非球面である負メニスカスレンズからなる。

各レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際し、図１に示すように、全群が移動する。各レンズ群は物体側に単調に移動するが、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群ＩＩの間隔は増大し、第２レンズ群ＩＩと第３レンズ群ＩＩＩの間隔も増大する。第３レンズ群ＩＩＩと第４レンズ群ＩＶの間隔は減少し、第４レンズ群ＩＶと第５レンズ群Ｖの間隔は減少する。開口絞りＳは、第４レンズ群ＩＶと一体で移動する。

ｆ＝１５．９９〜４６．５３ Ｆ＝３．６６〜５．８１ ω＝４１．８〜１７．０８
実施例１のデータを表１に示す。

「非球面」
非球面は、上記表１において「＊印」を付した面である。以下の実施例においても同様である。

実施例１の非球面のデータを以下に示す。

第4面
K=0
A4=1.056440E-06
A6=4.970200E-08
A8=-7.07385E-10
A10=5.361300E-12
A12=-1.57191E-14
第13面
K=0
A4=-7.78796E-05
A6=-2.65621E-07
A8=-1.50697E-09
第21面
K=0
A4=3.625180E-05
A6=1.430340E-06
A8=-1.49906E-08
第22面
K=0
A4=1.042670E-04
A6=1.381650E-06
A8=-1.17092E-08
上記非球面の表記において、例えば「-1.17092E-08」は「-1.17092×10^-8」を意味する。以下においても同様である。

「可変量」
可変量のデータを表２に示す。

図６、図７、図８に順次、実施例１の広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。球面収差の図中の破線は「正弦条件」、非点収差の図中の実線は「サジタル」、破線は「メリディオナル」をそれぞれ表す。また、「ｇ」、「ｄ」はそれぞれ、ｇ線およびｄ線を表す。他の収差図についても同様である。

「実施例２」
実施例２のズームレンズは、図２に即して説明したものである。

第２レンズ群ＩＩの第２レンズが「像側により強い凹面を向けた両凹レンズ」、第４レンズ群ＩＶの第３レンズが「像側により強い凹面を向けた両凹レンズ」であり、他は実施例１と同様である。

ｆ＝１８．６５〜５４．３ Ｆ＝３．６２〜５．８３ ω＝３７．５〜１４．８
実施例２のデータを表３に示す。

「非球面」
実施例２の非球面のデータを以下に示す。

第4面
K=0
A4=-2.56108E-06
A6=1.044020E-07
A8=-1.4309E-09
A10=1.355110E-11
A12=-5.04361E-14
第13面
K=0
A4=-9.25137E-05
A6=-3.51547E-07
A8=-8.00052E-09
第21面
K=0
A4=-2.51375E-04
A6=3.572660E-06
A8=1.359970E-08
第22面
K=0
A4=-1.75754E-04
A6=4.150840E-06
A8=-1.1655E-08 。

「可変量」
可変量のデータを表４に示す。

図９、図１０、図１１に順次、実施例２の広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。

「実施例３」
実施例３のズームレンズは、図３に即して説明したものである。

第２レンズ群ＩＩの第２レンズが「像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ」であること以外は実施例１と同様である。

ｆ＝１６．１５〜３８ Ｆ＝３．６３〜５．８６ ω＝４１．５〜２０．６
実施例３のデータを表５に示す。

「非球面」
実施例３の非球面のデータを以下に示す。

第4面
K=0
A4=2.777450E-05
A6=-3.99444E-08
A8=6.048460E-10
A10=1.095400E-12
A12=-2.48491E-14
第13面
K=0
A4=-9.36505E-05
A6=4.158310E-08
A8=-5.89151E-09
第21面
K=0
A4=5.741240E-06
A6=-1.82504E-06
A8=4.009180E-09
第22面
K=0
A4=1.736520E-04
A6=-1.06638E-06
A8=2.185120E-08 。

「可変量」
可変量のデータを表６に示す。

図１２、図１３、図１４に順次、実施例３の広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。

「実施例４」
実施例４のズームレンズは、図４に示したものである。

第１レンズ群Ｉの第２レンズが「物体側により強い凸面を向けた両凸レンズ」、第５レンズ群の第２レンズが「像側にのみ非球面を有する両凸レンズ」であること以外は、実施例１と同様である。

ｆ＝１６．１５〜３１．６６ Ｆ＝３．６２〜５．８４ ω＝４１．５〜２４．３
実施例４のデータを表７に示す。

「非球面」
実施例４の非球面のデータを以下に示す。

第4面
K=0
A4=5.736250E-06
A6=1.541920E-07
A8=-1.54552E-09
A10=2.609640E-11
A12=-1.36118E-13
第13面
K=0
A4=-6.60531E-05
A6=-9.67387E-08
A8=-6.97485E-09
第22面
K=0
A4=2.216200E-04
A6=2.466620E-06
A8=-2.45507E-08
A10=6.485260E-10 。

「可変量」
可変量のデータを表８に示す。

図１５、図１６、図１７に順次、実施例４の広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。

「実施例５」
実施例５のズームレンズは、図５に示したものである。

レンズ構成は、実施例１と同様である。

ｆ＝１５．９９〜４６．５６ Ｆ＝３．６５〜５．８５ ω＝４１．８〜１７．０７
実施例５のデータを表９に示す。

「非球面」
実施例５の非球面のデータを以下に示す。

第4面
K=0
A4=3.219740E-06
A6=3.603850E-08
A8=-5.10179E-10
A10=3.418800E-12
A12=-8.46642E-15
第13面
K=0
A4=-7.30888E-05
A6=-2.79226E-07
A8=-1.37626E-09
第21面
K=0
A4=2.979630E-05
A6=1.179710E-06
A8=-6.349E-09
第22面
K=0
A4=9.580120E-05
A6=1.208010E-06
A8=-8.5897E-09 。

「可変量」
可変量のデータを表１０に示す。

図１８、図１９、図２０に順次、実施例５の広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。

「条件式のパラメータの値」
実施例１〜５における各条件式のパラメータの値を表１１に示す。

各実施例とも条件（１）、（２）のパラメータは範囲内にある。

各レンズ群のレンズ構成は、上記の如く、第１レンズ群Ｉが「負・正の２枚構成」、第２レンズ群が「負・負・正」の３枚構成、第３レンズ群ＩＩＩが１枚の負レンズ、第４群が「正・正・負の３枚構成」、第５群が「正・負の２枚構成」であり、このようなレンズ構成は好適である。

また、実施例１〜５のズームレンズとも、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｉを大きく物体側へ移動させることにより、広角端において第１レンズ群Ｉを通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第１レンズ群Ｉの大型化を抑制している。

実施例１〜５のズームレンズとも、広角端において「電子的に補正可能な程度の歪曲収差」を許容しており、これらの歪曲収差を電子的に補正する。即ち、広角端において、近軸像高を１３ｍｍとし、補正後の像高が１４．３ｍｍとなるように電子的に補正する。

歪曲収差の電子的な補正は種々考えられるが、１例を、図２２を参照して説明する。

図２３において、符号Ｉｍ１で示すのは「撮像素子の受光面形状」であり、矩形形状をなしている。この受光面形状Ｉｍ１に外接する円ＩＣ１は、受光面形状Ｉｍ１をカバーするイメージサークルであり、望遠端・中間焦点距離における「結像範囲」である。

図２３において、符号１ｍ２で示すのは、「広角端近傍における像面形状」を説明図的に示している。広角端近傍では意図的に負の歪曲収差を許容しているので、像面形状Ｉｍ２は「樽型形状」となっている。なお、図２３の負の歪曲収差は「やや誇張」して描かれている。

このような「樽型形状の歪曲収差」を電子的に補正して、受光面形状Ｉｍ１に合致する形状にするのである。

図２３のように、受光面形状Ｉｍ１の中心から縦方向の基準線に対して角：θをなす直線上にある「画素」を考えてみる。

図の如く、この画素に対応する受光素子の上記中心からの距離を「Ｘ」、上記中心からの距離：Ｘにおける歪曲収差をＤｉｓ（Ｘ）［％］とすると、距離「Ｘ」の位置にある画素を、上記「直線上」において「１００Ｘ／（１００＋Ｄｉｓ（Ｘ））」の位置に変換する補正を行なえばよい。このようにして「広角端における歪曲収差」を良好に補正した画像を撮像することができる。
この電子的な補正により、中間焦点距離・広角端における理想像高が「所望のイメージサークルの大きさ」である１４．３ｍｍとなるようにするのである。即ち、中間焦点距離・広角端における「イメージサークルの大きさ」を所望のイメージサークルの大きさの「（１００＋Ｄｉｓ（Ｘ））／１００倍」とすることができる。

歪曲収差は上記の如く電子的な補正が可能であるので、電子的な補正が可能な範囲で、歪曲収差の発生を許容すれば、また、他の収差の補正の自由度や変倍比に対する条件が緩和され、大きい変倍比の実現が可能になる。また、上記のように、中間焦点距離・広角端におけるイメージサークルを小さくできるため、広角化に大きな効果がある。

Ｉ 第１レンズ群
ＩＩ 第２レンズ群
ＩＩＩ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
ＩＶ 第４レンズ群
Ｖ 第５レンズ群

特許第３７１６４１８号公報 特許第３３９７６８６号公報 特許第４４０１４５１号公報 特開２００９−２５１１１２公報

Claims (7)

1. 物体から順に、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、負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、正の屈折力を有する第５レンズ群を配し、第３レンズ群と第４レンズ群との間に絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群が独立して物体側へ移動し、
   第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズの２枚のレンズにより構成され
   、第３レンズ群は１枚の負レンズにより構成され、第５レンズ群は、物体側から順に、正レンズ及び負レンズの２枚のレンズにより構成され、
   無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第３レンズ群が光軸方向に移動して行われ、
   第２レンズ群の焦点距離：ｆ２、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔが、条件：
   （１） ０．７ ＜ ｜ｆ２／ｆｔ｜ ＜ ２．４
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 請求項１記載のズームレンズにおいて、
   望遠端における光学全長（実距離）：Ｌｔ、第３レンズ群をなす１枚の負レンズの光軸上の肉厚：Ｄ３が、条件：
   （２） ８０ ＜ Ｌｔ／Ｄ３ ＜ １２０
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
3. 請求項１または２記載のズームレンズにおいて、
   第５レンズ群の像側のレンズは、少なくとも１面が非球面形状を有する負レンズであることを特徴とするズームレンズ。
4. 請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
   ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置に用いられることを特徴とするズームレンズ。
5. 請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
6. ズームレンズによる像を撮像素子により読取る機能を持ち、ズームレンズとして、請求項４記載のものを用いることを特徴とするカメラ。
7. 請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有し、携帯情報端末装置として構成されたことを特徴とする情報装置。

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