JP2009008841A

JP2009008841A - ズームレンズ及び撮像装置

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Publication number: JP2009008841A
Application number: JP2007169335A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Soma; 祥人相馬
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: US7567389B2; JP5045266B2; US20090002846A1

Abstract

【課題】全画角７０度を超える広画角を変倍域中に含み、５倍程度の変倍比を有しつつ、第１レンズ群内での光路の折り曲げにより撮像装置の薄型化を可能とするズームレンズと撮像装置を提供する。
【解決手段】ズームレンズＺＬは、物体側から順に、光路を略９０度折り曲げるプリズムＰＲを含み負パワーの第１レンズ群Ｇｒ１、正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２、負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３、正パワーの第４レンズ群Ｇｒ４、第５レンズ群Ｇｒ５を含む。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍に際して、第１レンズ群Ｇｒ１と第２レンズ群Ｇｒ２との間隔、第３レンズ群Ｇｒ３と第４レンズ群Ｇｒ４との間隔が減少するように、第２レンズ群Ｇｒ２と第４レンズ群Ｇｒ４が物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇｒ３の最も像側の面と第４レンズ群Ｇｒ４の最も像側の面との間に絞りＳＴが配置されており、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍に際して、絞りＳＴが物体側へ移動する。
【選択図】図１

Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関するものであり、例えば被写体の映像を撮像素子で取り込むためのオプティカルユニット等に用いられ、特に変倍比が５倍程度で比較的広角なズーム域を含むズームレンズと、それを備えた撮像装置に関するものである。

近年、デジタルカメラが急速に普及し、単に画像をコンピュータに取り込むための手段にとどまらず、従来の銀塩カメラと同様に写真を残すための道具として広く用いられるようになってきている。それに伴って、写真を残すのに有用な機能(例えば、高変倍比，広画角化等)や薄型・コンパクト化への要望が強くなっている。また、撮像素子の画素数が年々増加の傾向にあるため、更に高い光学性能を達成することが要求されている。主に動画を取り込むための機器(例えば、カムコーダ等)においても、静止画撮影機能やハイビジョンへの対応等を背景として、従来以上に高い光学性能が要求されるようになっている。

撮像機能を有する装置(デジタルカメラ等)を薄型化するのに有効な手段として、光学ユニット内で光路を折り曲げることが一般的に行われている。例えば、物体側から順に、光路を折り曲げるプリズムを含んだ正の光学的パワーを有する第１レンズ群と、負の光学的パワーを有する第２レンズ群と、正の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、第５レンズ群と、を配置したズームレンズが特許文献１で提案されており、いわゆる正リードズームタイプを構成することによって、５倍程度の変倍比を達成している。また、物体側から順に、光路を折り曲げるプリズムを含んだ負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、負の光学的パワーを有する第２レンズ群と、正の光学的パワーを有する第３レンズ群と、を配置して広画角化を図ったズームレンズが特許文献２で提案されている。
特開２００６−７１９９３号公報特開２００４−３４８０８２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているズームレンズは、５倍程度の変倍比を達成してはいるが、広角端の全画角が６０度程度であり広画角とは言えない。第１レンズ群内に反射光学素子を配置して光路を折り曲げる場合、光路を折り曲げるのに必要な空間の大きさ(例えば反射光学素子がプリズムの場合にはプリズムの光路長)は、折り曲げ前後の光軸を含む断面内における、反射光学素子の入射面での軸外光線高さと射出面での軸外光線高さのどちらか高い方の光線高さに依存する。したがって、折り曲げに必要な空間を小さくするためには、反射光学素子の物体側に負レンズを配置して入射瞳位置をより物体側へ位置させることが有効である。特許文献１に開示されているズームレンズでは、第１レンズ群の光学的パワーが正であるため、反射光学素子の物体側に位置する負レンズの負の光学的パワーを強くするのは困難である。したがって、特許文献１に開示されているズームレンズを更に広画角化しようとすると、折り曲げに必要なスペースが増大してしまう。

特許文献２に開示されているズームレンズは、７０度を超える広画角を達成してはいるが、変倍比が３倍程度であり十分とは言えない。第１レンズ群が負の光学的パワーを有する負リードズームタイプでは、一般的に入射瞳位置が比較的物体側に位置するため、物体に近いレンズの有効径を小さくするのが容易であり、また、広角端でレトロフォーカス型の構成をとりやすくなる等の広画角化に適した特長もある。しかしながら、特許文献２に開示されているズームレンズは、絞りを有し正の光学的パワーを持つレンズ群を大きく移動させることで変倍を行っているため、絞りの開口径が一定の場合、変倍によるFナンバーの変動が大きいという問題がある。したがって、Fナンバーの変動を許容できる範囲に抑えつつ更なる高変倍化を達成するためには、変倍時に絞り径を変化させるような機構が必要となる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、全画角７０度を超える広画角を変倍域中に含み、５倍程度の変倍比を有しつつ、第１レンズ群内での光路の折り曲げにより撮像装置の薄型化を可能とするズームレンズと、それを備えた撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明のズームレンズは、物体側から順に、光路を略９０度折り曲げる反射光学素子を含み負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含んでおり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群との間隔及び前記第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が物体側へ移動し、前記第３レンズ群の最も像側の面と前記第４レンズ群の最も像側の面との間に光学絞りが配置されており、広角端から望遠端への変倍に際して、前記光学絞りが物体側へ移動することを特徴とする。

第２の発明のズームレンズは、上記第１の発明において、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
-0.05＜φ23w・fw＜0.05 …(1)
ただし、
φ23w：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との光学的合成パワー、
fw：広角端における全系の焦点距離、
である。

第３の発明のズームレンズは、上記第１又は第２の発明において、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが一体で移動することを特徴とする。

第４の発明のズームレンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、変倍時に前記第３レンズ群が位置固定であることを特徴とする。

第５の発明のズームレンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、さらにメカニカルシャッタを有し、そのメカニカルシャッタが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間又は前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に配置されており、変倍時に位置固定であることを特徴とする。

第６の発明のズームレンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズは像側面が像面に対して凹を向けた負レンズであり、前記像側面が周辺へ行くに従って負の光学的パワーが弱くなる非球面であることを特徴とする。

第７の発明のズームレンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第１レンズ群が負レンズ１枚と前記反射光学素子のみで構成されていることを特徴とする。

第８の発明のズームレンズは、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、以下の条件式(2)及び(3)を満たすことを特徴とする。
0.4＜f12t／ft＜0.8 …(2)
2.0＜｜f1｜／fw＜3.2 …(3)
ただし、
f12t：望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離、
f1：第１レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端における全系の焦点距離、
fw：広角端における全系の焦点距離、
である。

第９の発明のズームレンズは、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、物体側から順に、負の光学的パワーを有する前記第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第４レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第５レンズ群とから成り、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする。

第１０の発明のズームレンズは、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、物体側から順に、負の光学的パワーを有する前記第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第４レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第５レンズ群とから成り、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする。

第１１の発明のズームレンズは、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、物体側から順に、負の光学的パワーを有する前記第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第４レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第５レンズ群と、正の光学的パワーを有する第６レンズ群とから成り、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする。

第１２の発明の撮像装置は、上記第１〜第１１のいずれか１つの発明に係るズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする。

第１３の発明のデジタル機器は、上記第１２の発明に係る撮像装置と、その撮像装置に対して被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行わせる制御部と、を具備することを特徴とする。

本発明で規定される特性を保持することによって、ズーム領域中に全画角７０度を超える領域を含んだ５倍程度の変倍比を有する光路折り曲げズームレンズが、全ズーム域にわたって球面収差及び像面湾曲が５０μｍ以内、歪曲収差が最大５％程度の高い光学性能を保持しつつ、比較的小型で実現可能となる。したがって本発明によれば、全画角７０度を超える広画角を変倍域中に含み、５倍程度の変倍比を有しつつ、第１レンズ群内での光路の折り曲げにより撮像装置の薄型化を可能とする小型で高性能のズームレンズと、それを備えた撮像装置を実現することができる。そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いることによって、デジタル機器の薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。

以下、本発明に係るズームレンズ，撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、光路を略９０度折り曲げる反射光学素子を含み負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含んでおり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群との間隔及び前記第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が物体側へ移動し、前記第３レンズ群の最も像側の面と前記第４レンズ群の最も像側の面との間に光学絞りが配置されており、広角端から望遠端への変倍に際して、前記光学絞りが物体側へ移動することを特徴としている。

上記のように、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、第５レンズ群とを配し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群、及び、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が減少するように、少なくとも第２レンズ群と第４レンズ群を物体側へ移動させる構成は、高変倍比化と小型化とを良好にバランスさせる上で好ましい。つまり、このような構成をとることにより、広角端から望遠端への変倍に際して、全系の後ろ側主点位置を効率良く像側から物体側へ移動させることができ、比較的小さな光学全長で大きな変倍比を達成することができる。また、光路を略９０度折り曲げる反射光学素子を第１レンズ群内に設けることにより、ズームレンズを搭載した撮像装置の厚み方向の薄型化が可能となる。

また、光学絞りを第３レンズ群の最も像側の面と第４レンズ群の最も像側の面との間に配置し、かつ、広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ移動するように構成することにより、変倍時に径が不変の光学絞りを用いても、変倍に伴うFナンバーの変動を許容範囲内に収めることができる。その理由について、図１１及び図１２を参照しながら以下に説明する。

図１１に、負・正・負・正・負・正の６群ズームレンズの広角端(Ｗ)と望遠端(Ｔ)でのパワー配置と軸上光線高さを示す。そのパワー配置を有する６群ズームレンズの一例として後で詳述する第１の実施の形態を挙げ、その広角端(Ｗ)と望遠端(Ｔ)での軸上光線の光路を図１２に示す。図１１から分かるように、広角端(Ｗ)では、負の第１レンズ群Ｇｒ１で軸上光束を発散させ、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３を経て、第４レンズ群Ｇｒ４で最も軸上光線高さが高くなる、いわゆるレトロフォーカス型の構成をとることによって短い焦点距離を実現している。一方、望遠端(Ｔ)では、軸上光線高さが第２レンズ群Ｇｒ２で最も高くなり、その後、像面に近づくに従って徐々に低くなる。したがって、広角端(Ｗ)と望遠端(Ｔ)のFナンバーを近づけようとすると(すなわち、広角端(Ｗ)と望遠端(Ｔ)の軸上マージナル光線のセンサ入射角を近づけようとすると)、第３レンズ群Ｇｒ３を含むそれよりも物体側では、変倍時に径が不変の絞りを配置することが困難になる。

第４レンズ群Ｇｒ４は、広角端(Ｗ)においてレンズ系全体の収束作用の主な部分を担うレンズ群であり、光学系の小型化のためには比較的強い正の光学的パワーを必要とする。したがって、広角端(Ｗ)において光学絞りを第４レンズ群Ｇｒ４に近づけて配置することは、光学的パワーが比較的強い第４レンズ群Ｇｒ４での軸外光線高さを抑えることになるため、広角端(Ｗ)での軸外収差の補正の点でも望ましい。また、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍に際して、光学絞りを物体側へ移動させること(例えば図１２中の絞りＳＴのズーム移動)により、上述したように広角端(Ｗ)において光学絞りを第４レンズ群Ｇｒ４に近づけて配置したとしても、変倍時に第４レンズ群Ｇｒ４の移動を妨げない構成をとることが可能となる。第４レンズ群Ｇｒ４の最も像側の面よりも像側に光学絞りを配置すると、入射瞳位置が像面方向に移動してしまい、折り曲げに必要なスペースの削減という点で望ましくない。また、光学系全体が光学絞りに対して著しく非対称となり、軸外収差の補正の点でも望ましくない。

以上のことから、光学絞りを第３レンズ群の最も像側の面と第４レンズ群の最も像側の面との間に配置し、かつ、広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ移動する構成にすることが好ましい。そのような構成であれば、変倍時のFナンバーの変動を抑えるために変倍に合わせて絞り径を変化させる必要がない。また、入射瞳位置も比較的物体側へ位置させることができるので、折り曲げスペースの増大を防ぐとともに広角端の軸外収差を効果的に抑制することが可能となる。

したがって、広い画角を変倍域中に含む高い変倍比を有しつつ、第１レンズ群内での光路の折り曲げにより撮像装置の薄型化を可能とする小型で高性能のズームレンズを実現することができる。そして、そのズームレンズを備えた撮像装置をデジタルカメラ等の機器に用いれば、その薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。上記効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能等を達成するための条件等を以下に説明する。なお、以下に説明する条件等を満足する際の変倍比は、高性能化，小型化等とのバランスから、好ましくは４〜７倍程度、更に好ましくは５倍程度である。

以下の条件式(1)を満たすことが望ましい。
-0.05＜φ23w・fw＜0.05 …(1)
ただし、
φ23w：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との光学的合成パワー、
fw：広角端における全系の焦点距離、
である。

条件式(1)は、第２レンズ群と第３レンズ群との合成パワーに関する好ましい条件範囲を規定している。前述したように、広角端では負の第１レンズ群で軸上光束を発散させて正の第４レンズ群で収束させる、いわゆるレトロフォーカス型の構成をとることによって、短い焦点距離を実現することができる。したがって、条件式(1)の上限を上回ると、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との正の光学的合成パワーが強くなりすぎるため、焦点距離を短くするためには、第１レンズ群と第４レンズ群との間隔を更に広げるか、あるいは、第４レンズ群の光学的パワーを強くする必要が生じる。前者の対応をとると光学系が大型化し、後者では光学的パワーを強くすることによる諸収差の増大を招いてしまうため、共に好ましくない。逆に、条件式(1)の下限を下回ると、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との負の光学的合成パワーが強くなりすぎて、第２レンズ群の正の光学的パワーを十分に確保することができなくなる。したがって、所望の変倍比を達成しようとすると、第２レンズ群の移動量が増大して光学系が大型化してしまう。それを回避するために第２レンズ群の正の光学的パワーを維持しようとすると、第３レンズ群の負の光学的パワーが強くなり過ぎてしまう。これは光学系の小型化の点では好ましいが、収差補正の点では好ましくない。

変倍時に第２レンズ群と第４レンズ群とが一体で移動することが望ましい。このような構成をとることによって、変倍機構の簡略化を図ることができる。第２レンズ群と第４レンズ群とを一体でズーム移動させるには、例えば、第２レンズ群のレンズ枠と第４レンズ群のレンズ枠とを一体で構成したり、第２レンズ群と第４レンズ群を同一のリードスクリューで移動させる構成にしたりすればよい。そのような構成を採用することにより、カム等の付加的な機構を用いることなく、１個のアクチュエーターで変倍を行うことが可能となる。

変倍時に第３レンズ群が位置固定であることが望ましい。第３レンズ群をズーミング中固定とすることにより、変倍機構の簡略化を図ることができる。

さらにメカニカルシャッタを有し、そのメカニカルシャッタが第２レンズ群と第３レンズ群との間又は第３レンズ群と第４レンズ群との間に配置されており、変倍時に位置固定であることが望ましい。メカニカルシャッタをズーミング中固定とすることにより、変倍機構の簡略化を図ることができる。図１２中に、第３レンズ群Ｇｒ３と共にズーム位置固定のメカニカルシャッタＳＨの位置を破線矢印で示す。メカニカルシャッタＳＨは、第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群Ｇｒ３との間、あるいは第３レンズ群Ｇｒ３と第４レンズ群Ｇｒ４との間に配置される。

第１レンズ群の最も物体側のレンズ(すなわち第１レンズ)は像側面が像面に対して凹を向けた負レンズであり、第１レンズの像側面が周辺へ行くに従って負の光学的パワーが弱くなる非球面であることが望ましい。第１レンズに非球面を配置することにより、広角端の軸外収差を効果的に補正することができる。また、像側面を非球面にして収差補正を行おうとすれば、その非球面は周辺に行くに従って負の光学的パワーが弱くなるような面になるので、第１レンズのパワーを維持しつつ第１レンズの厚みを小さくすることができる。したがって、光学ユニットの薄型化の点で好ましい。なお、図１２に示すズームレンズＺＬでは、第１レンズＬ１である像側に凹の負メニスカスレンズの像側面が、周辺へ行くに従って負の光学的パワーが弱くなる非球面から成っている。

第１レンズ群が負レンズ１枚と反射光学素子のみで構成されていることが望ましい。正リードズームの第１レンズ群内で光路を折り曲げる光学系では、折り曲げに必要な空間を削減する目的で反射光学素子の物体側に負レンズを配置した場合、第１レンズ群の正の光学的パワーを確保するために反射光学素子の像側に正レンズ成分を配置する必要がある。本発明に係るズームレンズでは第１レンズ群が負の光学的パワーを有するので、光学的パワーを持つ負レンズ１枚と反射光学素子のみで第１レンズ群を構成することができ、メカ構成の簡素化を図ることができる。

以下の条件式(2)及び(3)を満たすことが望ましい。
0.4＜f12t／ft＜0.8 …(2)
2.0＜｜f1｜／fw＜3.2 …(3)
ただし、
f12t：望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離、
f1：第１レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端における全系の焦点距離、
fw：広角端における全系の焦点距離、
である。

条件式(2)は、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離に関する好ましい条件範囲を規定している。条件式(2)の上限を上回ると、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の光学的合成パワーが弱くなりすぎて、望遠端における光学全長を短く保つことが困難になる。逆に、条件式(2)の下限を下回ると、望遠端における光学全長の観点では好ましいが、第１レンズ群と第２レンズ群の光学的合成パワーが強くなりすぎて、変倍時の収差変動を抑えることが困難になる。

条件式(3)は、第１レンズ群の焦点距離に関する好ましい条件範囲を規定している。条件式(3)の上限を上回ると、第１レンズ群の光学的パワーが弱くなりすぎて、光学全長を短く保つことが困難になる。逆に、条件式(2)の下限を下回ると、光学全長の観点では好ましいが、第１レンズ群の光学的パワーが強くなりすぎて、広角端の軸外収差を抑えることが困難になる。

以下の条件式(2a)及び(3a)を満たすことが更に望ましい。
0.5＜f12t／ft＜0.74 …(2a)
2.2＜｜f1｜／fw＜2.9 …(3a)
この条件式(2a),(3a)は、上記条件式(2),(3)が規定している各条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。

物体側から順に、負・正・負・正の第１〜第４レンズ群と第５レンズ群とを含み、広角端から望遠端への変倍に際して、第１，第２レンズ群間隔及び第３，第４レンズ群間隔が減少するように、少なくとも第２レンズ群と第４レンズ群が物体側へ移動するズームレンズの具体的なズーム構成としては、例えば、第５レンズ群が正又は負の光学的パワーを有する５群ズームレンズ、第５レンズ群が負の光学的パワーを有し、第６レンズ群が正の光学的パワーを有する６群ズームレンズが挙げられる。つまり、第２レンズ群，第４レンズ群及び第５レンズ群を移動群とする以下の３つのタイプが挙げられる。以下のような各構成をとることにより、変倍域に広画角な領域を含む４〜７倍程度の変倍比を有する光路折り曲げズームレンズを小型で実現することができる。

第１のタイプのズームレンズは、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、正の光学的パワーを有する第５レンズ群とから成り、変倍時に第２レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群が移動するズームレンズである。第２のタイプのズームレンズは、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、負の光学的パワーを有する第５レンズ群とから成り、変倍時に第２レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群が移動するズームレンズである。第３のタイプのズームレンズは、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、負の光学的パワーを有する第５レンズ群と、正の光学的パワーを有する第６レンズ群とから成り、変倍時に第２レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群が移動するズームレンズである。

本発明に係るズームレンズは、画像入力機能付きデジタル機器(例えば、デジタルカメラ，ビデオカメラ等)用の撮像光学系としての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像装置を構成することができる。撮像装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像光学系と、撮像光学系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。

カメラの例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等が挙げられ、また、パーソナルコンピュータ，携帯情報機器(例えば、モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末等の小型で携帯可能な情報機器端末)，これらの周辺機器(スキャナー，プリンター等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。

図１３に、デジタル機器ＣＵ(デジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器に相当する。)の概略構成例を模式的断面で示す。図１３に示すデジタル機器ＣＵに搭載されている撮像装置ＬＵは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(像面)ＩＭを変倍可能に形成するズームレンズＺＬ(撮像光学系に相当する。)と、平行平面板ＰＴ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズＺＬにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＣＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置ＬＵをデジタル機器ＣＵの本体に対して着脱自在又は回動自在に構成することが可能である。

撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。ズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、ズームレンズＺＬによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。

デジタル機器ＣＵは、撮像装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリ３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ３(半導体メモリ，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。制御部２はマイクロコンピュータから成っており、撮影機能，画像再生機能，並びにズーミング及びフォーカシングのためのレンズ移動機構等を集中的に制御する。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリ３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン(例えばレリーズボタン)，操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。

ズームレンズＺＬは、前述したように負・正・負・正の４群と第５レンズ群を含むズーム構成になっており、複数のレンズ群が光軸ＡＸに沿って移動し、レンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。ズームレンズＺＬで形成されるべき光学像は、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図１３中の平行平面板ＰＴに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、光学的ローパスフィルターを用いる必要がない。

次に、第１〜第５の実施の形態を挙げて、ズームレンズＺＬの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図５に、ズームレンズＺＬの第１〜第５の実施の形態を、広角端(Ｗ)，中間(Ｍ)，望遠端(Ｔ)でのレンズ配置でそれぞれ示す。これらのズームレンズＺＬは屈曲光学系として構成されており、図１〜図５はその光路展開状態における光学断面で各レンズ構成等を示している。

第１，第３，第４の実施の形態のズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲに対して物体の光学像ＩＭを変倍可能に形成する負・正・負・正・負・正の６群ズームレンズであり、そのズーミングは、各レンズ群間隔(例えば、第１の実施の形態の場合、面間隔ｄ４，ｄ６，ｄ９，ｄ１５，ｄ１７であり、第３の実施の形態の場合、面間隔ｄ４，ｄ７，ｄ１０，ｄ１６，ｄ１８であり、第４の実施の形態の場合、面間隔ｄ４，ｄ７，ｄ１０，ｄ１７，ｄ１９である。)を変化させることにより行われる。第２の実施の形態のズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲに対して物体の光学像ＩＭを変倍可能に形成する負・正・負・正・正の５群ズームレンズであり、そのズーミングは、各レンズ群間隔(面間隔ｄ４，ｄ７，ｄ１０，ｄ１５，ｄ１７である。)を変化させることにより行われる。第５の実施の形態のズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲに対して物体の光学像ＩＭを変倍可能に形成する負・正・負・正・負の５群ズームレンズであり、そのズーミングは、各レンズ群間隔(面間隔ｄ４，ｄ７，ｄ１０，ｄ１６，ｄ１８である。)を変化させることにより行われる。

図１〜図５中に、各実施の形態における移動群のズーム移動の軌跡を実線ｍ２，ｍ４，ｍ５で模式的に示す。各ズーム移動の軌跡ｍ２，ｍ４，ｍ５は、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第２レンズ群Ｇｒ２，第４レンズ群Ｇｒ４，第５レンズ群Ｇｒ５の移動(つまり像面ＩＭに対する相対的な位置の変化)をそれぞれ示している。ただし、第２レンズ群Ｇｒ２と第４レンズ群Ｇｒ４は一体的にズーム移動するので、第２レンズ群Ｇｒ２と第４レンズ群Ｇｒ４のズーム移動がリンクしていることを、移動軌跡ｍ２とｍ４とを結ぶ破線で示している。例えば、第１，第３〜第５の実施の形態では、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍に際して、第２レンズ群Ｇｒ２と第４レンズ群Ｇｒ４が一体で物体側へ単調に移動し、第５レンズ群Ｇｒ５は物体側へ単調に移動する。第２の実施の形態では、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍に際して、第２レンズ群Ｇｒ２と第４レンズ群Ｇｒ４が一体で物体側へ単調に移動し、第５レンズ群Ｇｒ５は像側へ単調に移動する。

いずれの実施の形態においても、第１レンズ群Ｇｒ１と第３レンズ群Ｇｒ３はズーミングにおいて位置固定である(つまり固定群である)。したがって、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、少なくとも第２レンズ群Ｇｒ２と第４レンズ群Ｇｒ４が物体側へ移動することにより、第１レンズ群Ｇｒ１と第２レンズ群Ｇｒ２との間隔、及び第３レンズ群Ｇｒ３と第４レンズ群Ｇｒ４との間隔が減少することになる。

いずれの実施の形態においても、第５レンズ群Ｇｒ５がフォーカス成分になっている。第１，第３〜第５の実施の形態では、図１，図３〜図５中の矢印ｍＦで示すように、第５レンズ群Ｇｒ５を像側へ移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行う構成になっている。第２の実施の形態では、図２中の矢印ｍＦで示すように、第５レンズ群Ｇｒ５を物体側へ移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行う構成になっている。

いずれの実施の形態においても、第４レンズ群Ｇｒ４は最も物体側に絞り(開口絞りに相当する。)ＳＴを有している。つまり、第４レンズ群Ｇｒ４の物体側に隣り合うように絞りＳＴが配置されている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、絞りＳＴは第４レンズ群Ｇｒ４と一体に物体側へ移動する構成になっているので(図１〜図５中の矢印ｍ４)、絞りＳＴは第４レンズ群Ｇｒ４の一部として考えることができる。また前述したように、第３レンズ群Ｇｒ３と共にズーム位置固定のメカニカルシャッタＳＨが、第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群Ｇｒ３との間、あるいは第３レンズ群Ｇｒ３と第４レンズ群Ｇｒ４との間に、必要に応じて配置される(図１２参照。)。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。

第１の実施の形態(図１)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第１レンズＬ１)と、プリズムＰＲと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、両凸の正レンズと像側面が非球面から成る両凹の負レンズとで構成された接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群Ｇｒ５は、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第６レンズ群Ｇｒ６は、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズ１枚で構成されている。

第２の実施の形態(図２)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第１レンズＬ１)と、プリズムＰＲと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、像側面が非球面から成る両凸の正レンズと、から成る接合レンズで構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、像側に凸の正メニスカスレンズと、両凹の負レンズと、から成る接合レンズで構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。第５レンズ群Ｇｒ５は、両面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚で構成されている。

第３の実施の形態(図３)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第１レンズＬ１)と、プリズムＰＲと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群Ｇｒ５は、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第６レンズ群Ｇｒ６は、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズ１枚で構成されている。

第４の実施の形態(図４)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第１レンズＬ１)と、プリズムＰＲと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、両凸の正レンズと物体側に凹の負メニスカスレンズとから成る接合レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズとから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群Ｇｒ５は、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。第６レンズ群Ｇｒ６は、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズ１枚で構成されている。

第５の実施の形態(図５)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第１レンズＬ１)と、プリズムＰＲと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成る接合レンズで構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと像側面が非球面から成る両凸の正レンズとから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群Ｇｒ５は、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ１枚で構成されている。

各実施の形態のズームレンズＺＬは、光軸ＡＸを略９０度折り曲げるプリズムＰＲを(屈曲手段として)第１レンズ群Ｇｒ１内に有する屈曲光学系の構成になっている。プリズムＰＲは光束を略９０度折り曲げる反射面を含んでおり、その反射面によりズームレンズＺＬを屈曲光学系として使用するための光路の折り曲げが行われ、その際、光軸ＡＸが略９０度(つまり９０度又は実質的に９０度)折り曲げられるようにして光束が反射される。このようにズームレンズＺＬの光路中に光路を折り曲げる反射面を設ければ、撮像装置ＬＵの配置の自由度が高まるとともに、撮像装置ＬＵの厚さ方向のサイズを変化させて、撮像装置ＬＵの見かけ上の薄型化を達成することが可能となる。なお、光路の折り曲げ位置はズームレンズＺＬの途中だけに限らず、必要に応じて更にズームレンズＺＬの前側や後ろ側に設定してもよい。光路の適正な折り曲げにより、撮像装置ＬＵが搭載されるデジタル機器ＣＵの見かけ上の薄型化やコンパクト化を効果的に達成することが可能となる。

各実施の形態では、反射光学素子であるプリズムＰＲが、光軸ＡＸを折り曲げる屈曲手段として用いられており、ズームレンズＺＬの光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように、１つの反射面で光束を反射させる構成になっている。その反射面を構成する反射光学素子は、プリズム類(直角プリズム等)に限らず、例えばミラー類(平面ミラー等)でも構わない。また、屈曲手段が有する反射面は２つ以上でもよい。つまり、２つ以上の反射面でズームレンズＺＬの光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させる反射光学素子を用いてもよい。光路を折り曲げるための光学的作用も反射に限らず、屈折，回折，又はそれらの組み合わせでもよい。つまり、反射面，屈折面，回折面，又はそれらのうちの２つ以上を組み合わせて有する屈曲手段を用いてもよい。また、各実施の形態に用いられているプリズムＰＲは光学的なパワーを有していないが、光路を折り曲げる屈曲手段に光学的なパワーを持たせてもよい。例えば、プリズムの反射面，光入射側面，光射出側面；ミラーの反射面等に、ズームレンズＺＬの光学的なパワーを一部負担させれば、レンズ素子のパワー負担を減らして光学性能を向上させることが可能となる。

以下、本発明を実施したズームレンズの構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜５は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第５の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図５)は、対応する実施例１〜５のレンズ構成，光路，ズーム移動等をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータでは、左側の欄から順に、面番号，曲率半径r(mm)，軸上での面間隔d(mm)，ｄ線に関する屈折率nd，ｄ線に関するアッベ数vdを示す。面番号に*が付された面は非球面であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してE-n=×10^-nである。
X(H)＝(C0・H²)／[1＋√{1-(1+K)・C0²・H²}]＋Σ(Aj・H^j) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸ＡＸ方向の変位量(面頂点基準)、
H：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
C0：近軸曲率(=1／r)、
K：円錐係数、
Aj：ｊ次の非球面係数、
である。

各種データとして、ズーム比，焦点距離(mm)，Fナンバー，半画角(°)，像高(mm)，レンズ全長(mm)，BF(mm)，可変面間隔(mm)を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離(mm)を示す。ただし、ここで使っているBFは、カバーガラス(平行平面板ＰＴに相当する。)の像側面から像面までの距離を表すものとする。また、表１に各実施例の条件式対応値を示す。

図６〜図１０は、実施例１〜実施例５にそれぞれ対応する収差図であり、(Ｗ)は広角端，(Ｍ)は中間，(Ｔ)は望遠端における諸収差(左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。)を示している。図６〜図１０中、FNOはFナンバー、Y'(mm)は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高(光軸ＡＸからの距離に相当する。)である。球面収差図において、実線ｄ，一点鎖線ｇはｄ線，ｇ線に対する球面収差(mm)をそれぞれ表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(mm)を表している。非点収差図において、破線ＤＭはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面でのｄ線に対する各非点収差(mm)を表している。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。

実施例１
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ ∞
1 28.386 0.700 1.82114 24.06
2* 6.555 2.700
3 ∞ 8.150 1.90366 31.31
4 ∞ 可変
5* 9.374 1.700 1.58913 61.24
6 -12.944 可変
7 -9.859 0.400 1.72916 54.66
8 3.800 1.300 1.84666 23.78
9 9.140 可変
10(絞り) ∞ 0.500
11* 4.582 1.550 1.58913 61.24
12* -13.464 0.350
13 6.918 1.450 1.58913 61.24
14 -5.641 0.600 1.82114 24.06
15* 7.544 可変
16* 17.848 0.700 1.53048 55.72
17* 4.020 可変
18* -232.064 1.750 1.60700 27.10
19* -6.097 0.500
20 ∞ 0.500 1.51680 64.20
21 ∞ BF
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.0000,A4=-1.9011E-04,A6=-7.6103E-06,A8= 1.9315E-07,A10=-6.9551E-09
第5面
K=0.0000,A4=-2.6723E-04,A6=-1.3958E-05,A8= 1.8905E-06,A10=-1.0276E-07
第11面
K=0.0000,A4=-4.3502E-05,A6= 7.5504E-05,A8=-2.5270E-05,A10= 1.6564E-06
第12面
K=0.0000,A4= 5.9535E-04,A6= 3.7590E-05,A8=-2.2362E-05,A10= 1.9588E-06
第15面
K=0.0000,A4= 3.0614E-03,A6= 2.1265E-04,A8= 1.3114E-04,A10=-2.1513E-05
第16面
K=0.0000,A4= 1.7083E-03,A6=-1.1072E-03,A8= 5.2021E-04,A10=-6.7801E-05
第17面
K=0.0000,A4= 1.9406E-03,A6=-1.4727E-03,A8= 6.1027E-04,A10=-7.6403E-05
第18面
K=0.0000,A4=-4.2793E-03,A6= 1.1447E-03,A8=-8.2678E-05,A10= 1.8664E-06
第19面
K=0.0000,A4=-6.7192E-03,A6= 2.0584E-03,A8=-1.5526E-04,A10= 3.6586E-06

各種データ
ズーム比 4.8
(Ｗ)広角 (Ｍ)中間 (Ｔ)望遠
焦点距離 3.752 8.255 18.011
Fナンバー 3.500 4.704 6.000
半画角 38.638 18.454 8.797
像高 2.848 2.848 2.848
レンズ全長 42.000 42.000 42.000
BF 0.5000 0.5000 0.5000
d4 6.6334 3.7479 0.4000
d6 0.5086 3.3941 6.7420
d9 7.2334 4.3479 1.0000
d15 2.7906 1.1873 0.8240
d17 1.4841 5.9728 9.6840

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -10.533
2 5 9.497
3 7 -7.168
4 10 6.499
5 16 -9.956
6 18 10.285

実施例２
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ ∞
1 33.940 0.700 1.80470 40.95
2* 6.209 3.350
3 ∞ 7.800 1.90366 31.31
4 ∞ 可変
5 10.302 0.400 1.80610 33.27
6 4.723 2.600 1.76802 49.23
7* -16.036 可変
8 -12.336 1.300 1.92286 20.88
9 -4.347 0.400 1.83481 42.72
10 9.704 可変
11(絞り) ∞ 0.500
12* 3.807 1.800 1.58913 61.24
13* -8.071 0.100
14 51.538 1.500 1.84666 23.78
15 3.820 可変
16* 21.215 1.700 1.53048 55.72
17* -10.754 可変
18 ∞ 0.500 1.51680 64.20
19 ∞ BF
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.0000,A4=-1.1719E-04,A6=-2.6099E-05,A8= 8.0678E-07,A10=-2.0214E-08
第7面
K=0.0000,A4= 1.8300E-04,A6=-7.4218E-07,A8= 2.3925E-07,A10=-1.4574E-08
第12面
K=0.0000,A4=-1.7614E-03,A6= 4.0759E-04,A8=-1.1872E-04,A10= 1.7455E-05
第13面
K=0.0000,A4= 2.3644E-03,A6= 6.7233E-04,A8=-1.9906E-04,A10= 3.1381E-05
第16面
K=0.0000,A4=-1.1632E-03,A6= 2.2322E-04,A8=-2.3575E-05,A10= 1.0245E-06
第17面
K=0.0000,A4=-1.4103E-03,A6= 2.8719E-04,A8=-2.4904E-05,A10= 9.9023E-07

各種データ
ズーム比 4.800
(Ｗ)広角 (Ｍ)中間 (Ｔ)望遠
焦点距離 3.753 8.256 18.012
Fナンバー 3.500 4.100 5.625
半画角 38.606 18.484 8.790
像高 2.8480 2.8480 2.8480
レンズ全長 45.0000 45.0000 45.0000
BF 0.5001 0.5000 0.5000
d4 6.5185 3.1557 0.4000
d7 0.4537 3.8165 6.5722
d10 7.1185 3.7557 1.0000
d15 1.3006 6.4932 12.8495
d17 6.4587 4.6289 1.0283

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -9.550
2 5 8.894
3 8 -6.901
4 11 10.967
5 16 13.705
6 18 -

実施例３
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ ∞
1 39.054 0.700 1.80470 40.95
2* 6.339 2.500
3 ∞ 7.900 1.90366 31.31
4 ∞ 可変
5* 8.648 2.250 1.58913 61.24
6 -8.990 0.400 1.84666 23.78
7 -11.441 可変
8 -11.953 0.400 1.75700 47.73
9 4.521 1.050 1.92286 20.88
10 8.746 可変
11(絞り) ∞ 0.500
12* 4.395 1.450 1.62263 58.19
13* -14.674 0.520
14 11.051 0.400 1.84666 23.78
15 2.504 1.650 1.63980 34.57
16 10.529 可変
17* 12.788 0.700 1.53048 55.72
18* 3.764 可変
19* -40.281 1.750 1.60700 27.10
20* -5.153 0.660
21 ∞ 0.500 1.51680 64.20
22 ∞ BF
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.0000,A4=-3.5267E-04,A6=-6.0630E-06,A8= 1.5229E-07,A10=-7.8519E-09
第5面
K=0.0000,A4=-3.8532E-04,A6=-5.7198E-06,A8= 4.0356E-07,A10=-1.8697E-08
第12面
K=0.0000,A4= 5.5890E-04,A6= 3.5832E-04,A8=-2.6362E-05,A10= 1.5011E-05
第13面
K=0.0000,A4= 3.0385E-03,A6= 6.2078E-04,A8=-1.0240E-04,A10= 3.6057E-05
第17面
K=0.0000,A4=-4.0085E-05,A6=-1.0538E-03,A8= 5.6124E-04,A10=-6.6230E-05
第18面
K=0.0000,A4=-8.6847E-04,A6=-1.3890E-03,A8= 6.4881E-04,A10=-7.5523E-05
第19面
K=0.0000,A4= 9.7048E-04,A6= 3.9517E-04,A8=-3.4571E-05,A10= 5.2643E-07
第20面
K=0.0000,A4= 4.2109E-03,A6= 4.7605E-04,A8=-5.4495E-05,A10= 1.1656E-06

各種データ
ズーム比 4.8001
(Ｗ)広角 (Ｍ)中間 (Ｔ)望遠
焦点距離 3.753 8.256 18.013
Fナンバー 3.500 4.654 5.900
半画角 38.631 18.460 8.801
像高 2.848 2.848 2.848
レンズ全長 43.000 43.000 43.000
BF 0.4999 0.4998 0.4996
d4 6.8468 3.9082 0.4000
d7 0.4000 3.3385 6.8468
d10 7.4468 4.5082 1.0000
d16 2.9405 1.0569 0.6097
d18 1.5360 6.3581 10.3135

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -9.495
2 5 9.223
3 8 -7.426
4 11 6.900
5 17 -10.334
6 19 9.555

実施例４
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ ∞
1 36.198 0.700 1.80470 40.95
2* 5.968 2.600
3 ∞ 8.000 1.90366 31.31
4 ∞ 可変
5* 9.714 2.300 1.69350 53.39
6 -9.480 0.400 1.84666 23.78
7 -14.790 可変
8 -14.509 0.400 1.77250 49.65
9 4.690 1.150 1.92286 20.88
10 8.924 可変
11(絞り) ∞ 0.500
12 10.423 1.550 1.71700 47.99
13 -5.256 0.400 1.84666 23.78
14 -12.097 0.100
15 5.700 1.150 1.84666 23.78
16 2.641 1.750 1.62004 36.30
17 8.105 可変
18* 45.094 0.700 1.53048 55.72
19* 4.948 可変
20* -61.060 1.800 1.60700 27.10
21* -5.056 0.500
22 ∞ 0.500 1.51680 64.20
23 ∞ BF
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.0000,A4=-4.2363E-04,A6=-5.6879E-06,A8= 9.9244E-08,A10=-1.1579E-08
第5面
K=0.0000,A4=-2.3895E-04,A6=-3.3035E-06,A8= 2.2939E-07,A10=-7.7843E-09
第18面
K=0.0000,A4=-1.1284E-05,A6=-8.0172E-04,A8= 4.4194E-04,A10=-4.5649E-05
第19面
K=0.0000,A4= 9.3830E-04,A6=-1.2695E-03,A8= 5.8122E-04,A10=-6.1016E-05
第20面
K=0.0000,A4=-2.2838E-03,A6= 8.7920E-04,A8=-6.0290E-05,A10= 9.8138E-07
第21面
K=0.0000,A4=-1.0449E-04,A6= 1.2492E-03,A8=-9.8593E-05,A10= 1.9595E-06

各種データ
ズーム比 4.80004
(Ｗ)広角 (Ｍ)中間 (Ｔ)望遠
焦点距離 3.753 8.256 18.012
Fナンバー 3.500 4.675 6.000
半画角 38.580 18.475 8.789
像高 2.848 2.848 2.848
レンズ全長 45.000 45.000 45.000
BF 0.5000 0.4999 0.4998
d4 7.0943 4.0795 0.4000
d7 0.4044 3.4191 7.0986
d10 7.6943 4.6795 1.0000
d17 3.3649 1.2746 0.9798
d19 1.4422 6.5472 10.5215

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -8.973
2 5 9.277
3 8 -7.890
4 11 7.252
5 18 -10.541
6 20 8.973

実施例５
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ ∞
1 34.293 0.700 1.80470 40.95
2* 6.632 2.825
3 ∞ 8.500 1.90366 31.31
4 ∞ 可変
5* 10.559 2.100 1.58913 61.24
6 -8.492 0.400 1.84666 23.78
7 -11.287 可変
8 -10.942 0.400 1.80610 40.73
9 4.505 1.200 1.92286 20.88
10 13.597 可変
11(絞り) ∞ 0.500
12* 4.197 1.650 1.58913 61.24
13 -18.281 0.100
14 55.230 0.400 1.83400 37.35
15 2.788 2.250 1.58913 61.24
16* -16.311 可変
17* 27.631 0.700 1.53048 55.72
18* 5.912 可変
19 ∞ 0.500 1.51680 64.20
20 ∞ BF
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.0000,A4=-3.1690E-04,A6=-9.6428E-06,A8= 2.6490E-07,A10=-8.0563E-09
第5面
K=0.0000,A4=-2.3013E-04,A6=-9.0443E-06,A8= 9.5299E-07,A10=-4.2327E-08
第12面
K=0.0000,A4=-1.1094E-03,A6= 4.7004E-05,A8=-2.3625E-05,A10= 1.9117E-06
第16面
K=0.0000,A4= 6.3701E-04,A6= 2.6809E-04,A8=-7.6570E-05,A10= 5.8830E-06
第17面
K=0.0000,A4=-4.4082E-04,A6= 5.8445E-04,A8=-9.2191E-05,A10= 2.2598E-06
第18面
K=0.0000,A4= 1.2090E-04,A6= 3.1909E-04,A8= 3.7296E-06,A10=-8.8357E-06

各種データ
ズーム比 4.800
(Ｗ)広角 (Ｍ)中間 (Ｔ)望遠
焦点距離 3.753 8.256 18.012
Fナンバー 3.500 4.719 6.000
半画角 38.601 18.422 8.739
像高 2.8480 2.8480 2.8480
レンズ全長 46.0000 46.0000 46.0000
BF 0.4999 0.4999 0.4999
d4 7.6412 4.3702 0.4000
d7 0.4079 3.6789 7.6491
d10 8.2412 4.9702 1.0000
d16 4.0366 1.2435 0.6535
d18 2.9477 9.0118 13.5720

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -10.334
2 5 10.338
3 8 -8.452
4 11 7.483
5 17 -14.339
6 19 -

第１の実施の形態(実施例１)の光学構成図。第２の実施の形態(実施例２)の光学構成図。第３の実施の形態(実施例３)の光学構成図。第４の実施の形態(実施例４)の光学構成図。第５の実施の形態(実施例５)の光学構成図。実施例１の収差図。実施例２の収差図。実施例３の収差図。実施例４の収差図。実施例５の収差図。負・正・負・正・負・正の６群ズームレンズの広角端と望遠端でのパワー配置と軸上光線高さを示す光路図。第１の実施の形態(実施例１)の広角端と望遠端での軸上光線の光路を示す光路図。撮像装置を搭載したデジタル機器の概略構成例を模式的断面で示す図。

符号の説明

ＣＵデジタル機器
ＬＵ撮像装置
ＺＬズームレンズ
Ｇｒ１第１レンズ群
Ｇｒ２第２レンズ群
Ｇｒ３第３レンズ群
Ｇｒ４第４レンズ群
Ｇｒ５第５レンズ群
Ｇｒ６第６レンズ群
Ｌ１第１レンズ(負レンズ)
ＰＲプリズム(反射光学素子)
ＳＴ絞り(光学絞り)
ＳＨメカニカルシャッタ
ＰＴ平行平面板
ＳＲ撮像素子
ＳＳ受光面
ＩＭ像面(光学像)
ＡＸ光軸
１信号処理部
２制御部
３メモリ
４操作部
５表示部

Claims

物体側から順に、光路を略９０度折り曲げる反射光学素子を含み負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群と、第５レンズ群と、を含んでおり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群との間隔及び前記第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が物体側へ移動し、前記第３レンズ群の最も像側の面と前記第４レンズ群の最も像側の面との間に光学絞りが配置されており、広角端から望遠端への変倍に際して、前記光学絞りが物体側へ移動することを特徴とするズームレンズ。
以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ；
-0.05＜φ23w・fw＜0.05 …(1)
ただし、
φ23w：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との光学的合成パワー、
fw：広角端における全系の焦点距離、
である。
変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが一体で移動することを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ。
変倍時に前記第３レンズ群が位置固定であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
さらにメカニカルシャッタを有し、そのメカニカルシャッタが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間又は前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に配置されており、変倍時に位置固定であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群の最も物体側のレンズは像側面が像面に対して凹を向けた負レンズであり、前記像側面が周辺へ行くに従って負の光学的パワーが弱くなる非球面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群が負レンズ１枚と前記反射光学素子のみで構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
以下の条件式(2)及び(3)を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のズームレンズ；
0.4＜f12t／ft＜0.8 …(2)
2.0＜｜f1｜／fw＜3.2 …(3)
ただし、
f12t：望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離、
f1：第１レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端における全系の焦点距離、
fw：広角端における全系の焦点距離、
である。
物体側から順に、負の光学的パワーを有する前記第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第４レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第５レンズ群とから成り、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
物体側から順に、負の光学的パワーを有する前記第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第４レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第５レンズ群とから成り、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
物体側から順に、負の光学的パワーを有する前記第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する前記第４レンズ群と、負の光学的パワーを有する前記第５レンズ群と、正の光学的パワーを有する第６レンズ群とから成り、変倍時に前記第２レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする撮像装置。
請求項１２記載の撮像装置と、その撮像装置に対して被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行わせる制御部と、を具備することを特徴とするデジタル機器。