JP2011141328A

JP2011141328A - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JP2011141328A
Application number: JP2010000631A
Authority: JP
Inventors: Ryoko Tomioka; 領子富岡
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-05
Also published as: JP5415295B2

Abstract

【課題】広角、かつ変倍比５倍程度の高倍率でありながら、薄型で諸収差を良好に補正できるようにする。
【解決手段】正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５とを備え、第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、負レンズＬ１１と反射部材（直角プリズムＬＰ）と正レンズＬ１２，Ｌ１３とを含む。負レンズＬ１１の少なくとも１面は非球面形状とする。以下の条件式を満足する。Ｎｎは負レンズＬ１１のｄ線に対する屈折率、ｆＧ１は負レンズＬ１１の焦点距離、ｆｗは広角端での全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離。
Ｎｎ＞１．９ ……（１）
２．５＜｜ｆＧ１｜／ｆｗ＜３．５ ……（２）
２．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．２ ……（３）
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、および情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等に好適に用いられるズームレンズおよび撮像装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータの一般家庭への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラや情報携帯端末が広く普及している。最近では、これらの撮像装置において、高倍率のズーム機能に加え、薄型化への需要が高まってきている。特に、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としての小型化が求められている。そこで最近では、光路中に反射部材を配置し、レンズ系の光路を途中で折り曲げた、いわゆる屈曲光学系とすることで撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ったものが開発されている。特許文献１ないし６には、屈曲系のズームレンズの発明が開示されている。

特開２００８−２８１７７５号公報特開２００８−２６８８３３号公報特開２００８−１２９２３８号公報特開２００８−８３１２５号公報特開２００８−６５３４７号公報特開２００７−２３３１４７号公報

上記した高倍率化および薄型化への要求に加え、さらに最近では、広角化への要求がある。しかしながら、特許文献２および特許文献６に記載のズームレンズでは、変倍比が５倍程度と高倍率であるが、広角端での画角が６５度程度に留まっている。また、特許文献１、特許文献４および特許文献５に記載のズームレンズは、広角端の画角が８０度以上と広角ではあるが、変倍比が３倍程度に留まっている。また、特許文献３に記載のズームレンズは、広角端の画角が８３度程度と広角であり、変倍比も５倍程度であるが、６群構成をとっているため、構成するレンズ枚数が多くなる傾向がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、広角、かつ変倍比５倍程度の高倍率でありながら、薄型で諸収差が良好に補正されたズームレンズおよび撮像装置を提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、第１レンズ群を変倍時に固定とし、少なくとも２つのレンズ群を光軸上で移動させることにより変倍を行うようになされている。第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと光路を折り曲げる反射部材と正レンズとを含み、第１レンズ群中の負レンズは、少なくとも１面が非球面形状とされている。
かつ、以下の条件式を満足する。ただし、Ｎｎは第１レンズ群中の負レンズのｄ線に対する屈折率、ｆＧ１は第１レンズ群中の負レンズの焦点距離、ｆｗは広角端での全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離とする。
Ｎｎ＞１．９ ……（１）
２．５＜｜ｆＧ１｜／ｆｗ＜３．５ ……（２）
２．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．２ ……（３）

本発明によるズームレンズでは、第１レンズ群内に配置された反射部材によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。また、レンズ構成の最適化、特に第１レンズ群中の最も物体側の負レンズを高屈折率の非球面レンズにするなどして第１レンズ群のレンズ構成の最適化が適切になされている。これにより、第１レンズ群の外径を抑えつつ、広角、かつ変倍比５倍程度の高倍率でありながら、薄型で諸収差が良好に補正し易くなる。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、広角化、高倍率化および薄型化がより容易となる。

本発明によるズームレンズでは、以下の少なくとも１つの条件式を適宜選択的に満足することが好ましい。ただし、νｎは第１レンズ群中の負レンズのｄ線におけるアッベ数、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離とする。
νｎ＜２５．０ ……（４）
１．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ……（５）

本発明によるズームレンズにおいて、第４レンズ群の像側に、負の屈折力を有する第５レンズ群をさらに備えていても良い。また、第４レンズ群を光軸上で移動させることにより合焦を行うようにしても良い。

本発明による撮像装置は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の広角化、高倍率化および薄型化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いて、装置全体としての小型化が図られる。

本発明のズームレンズによれば、基本構成を小型化に有利な屈曲光学系にすると共に、レンズ構成の最適化、特に第１レンズ群のレンズ構成の最適化を適切に行うようにしたので、広角、かつ変倍比５倍程度の高倍率でありながら、薄型で諸収差が良好に補正されたズームレンズ系を容易に実現できる。

また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の広角化、高倍率化および薄型化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、広角で良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としての薄型化を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応するレンズ断面図である。第１の構成例に係るズームレンズの屈曲光学系としてのレンズ配置を示すレンズ断面図である。実施例１に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１に係るズームレンズの中間域における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例１に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの中間域における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例２に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの中間域における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例３に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係るズームレンズの中間域における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例４に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係るズームレンズの中間域における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例５に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例６に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例６に係るズームレンズの中間域における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。実施例６に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す前側外観図である。本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す背面側外観図である。

［レンズ構成］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例のレンズ構成に対応している。なお、図１（Ａ）は無限遠合焦状態でかつ広角端（最短焦点距離状態）での光学系配置、図１（Ｂ）は無限遠合焦状態でかつ望遠端（最長焦点距離状態）での光学系配置に対応している。同様にして、後述の第２ないし第６の数値実施例のレンズ構成に対応する第２ないし第６の構成例の断面構成を、図２（Ａ），（Ｂ）〜図６（Ａ），（Ｂ）に示す。図１（Ａ），（Ｂ）〜図６（Ａ），（Ｂ）において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔のみ符号を付す。

このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを備えている。光学的な開口絞りＳｔは、第３レンズ群Ｇ３の物体側近傍に配設されていることが好ましい。

このズームレンズは、例えばビデオカメラ、およびデジタルスチルカメラ等の撮影機器のほか、ＰＤＡ等の情報携帯端末にも搭載可能である。このズームレンズの像側には、搭載されるカメラの撮影部の構成に応じた部材が配置される。例えば、このズームレンズの結像面（撮像面）には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１００が配置される。撮像素子１００は、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するものである。少なくとも、このズームレンズと撮像素子１００とで、本実施の形態における撮像装置が構成される。最終レンズ群（第５レンズ群Ｇ５）と撮像素子１００との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。

このズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１を変倍時に固定とし、少なくとも２つのレンズ群を光軸Ｚ１上で移動させることにより変倍を行うようになっている。合焦は、例えば第４レンズ群Ｇ４を光軸上で移動させることにより行う。図１（Ａ），（Ｂ）〜図６（Ａ），（Ｂ）の各構成例では、各群間隔を変化させることにより変倍を行う例を示している。より詳しくは、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３が変倍および合焦の際に常時固定であり、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５が変倍時に光軸Ｚ１上で移動するようになっている。より詳しくは、広角端から中間へ、さらに望遠端へと変倍させるに従い、各移動群は、例えば図１（Ａ）の状態から図１（Ｂ）の状態へと、図に実線で示した軌跡を描くように移動する。

第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の屈折力を有している。第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１１と、光路を折り曲げる反射部材としての直角プリズムＬＰとを含んでいる。なお、直角プリズムＬＰに代えて、反射ミラー等の他の反射部材を用いても良い。負レンズＬ１１は、少なくとも１面が非球面形状を有する非球面レンズからなる。負レンズＬ１１は、光軸近傍において負の屈折力を有し、像面側が凹面であることが好ましい。直角プリズムＬＰの像側には、正レンズが配置されている。例えば２枚の正レンズＬ１２，Ｌ１３が配置されていることが好ましい。

なお、本実施の形態に係るズームレンズは屈曲光学系であり、実際には、図７に示すように、第１レンズ群Ｇ１において、例えば直角プリズムＬＰの内部反射面で光路が略９０°折り曲げられている。図１（Ａ），（Ｂ）〜図６（Ａ），（Ｂ）では、光軸Ｚ１を直線状とし、直角プリズムＬＰの内部反射面を省略して同一方向に展開し、等価的に直線的な光学系として示している。

第２レンズ群Ｇ２は、全体として負の屈折力を有している。第２レンズ群Ｇ２は例えば、３つのレンズで構成することができる。より具体的には例えば、物体側より順に、像側が凹面とされた２枚の負レンズＬ２１，Ｌ２２と、正レンズＬ２３とで構成することができる。この場合、例えば図３（Ａ），（Ｂ）の第３の構成例、図４（Ａ），（Ｂ）の第４の構成例、および図６（Ａ），（Ｂ）の第６の構成例のように、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３とを接合レンズの構成にしても良い。

第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力を有している。第３レンズ群Ｇ３は例えば、１枚の正レンズＬ３１で構成することができる。

第４レンズ群Ｇ４は、全体として正の屈折力を有している。第４レンズ群Ｇ４は例えば、３つのレンズで構成することができる。より具体的には例えば、物体側より順に、正レンズＬ４１および負レンズＬ４２からなる接合レンズと、正の単レンズＬ４３とで構成することができる。

第５レンズ群Ｇ５は、全体として負の屈折力を有している。第５レンズ群Ｇ５は例えば、負の屈折力を有する１枚のレンズＬ５１で構成することができる。

このズームレンズは、以下の条件式をすべて満足するように構成されていることが好ましい。ただし、Ｎｎは第１レンズ群Ｇ１中の負レンズＬ１１のｄ線に対する屈折率、ｆＧ１は負レンズＬ１１の焦点距離、ｆｗは広角端での全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離とする。
Ｎｎ＞１．９ ……（１）
２．５＜｜ｆＧ１｜／ｆｗ＜３．５ ……（２）
２．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．２ ……（３）

このズームレンズはまた、以下の少なくとも１つの条件式を適宜選択的に満足するように構成されていることが好ましい。ただし、ｙは最大像高、νｎは第１レンズ群中の負レンズのｄ線におけるアッベ数、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離とする。
νｎ＜２５．０ ……（４）
１．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ……（５）
ｙ／ｆｗ＞０．８ ……（６）

［撮像装置への適用例］
図２６，図２７は、このズームレンズが搭載される撮像装置の一例として、デジタルスチルカメラを示している。特に図２６は、このデジタルスチルカメラ１０を前側から見た外観を示し、図２７は、このデジタルスチルカメラ１０を背面側から見た外観を示している。このデジタルスチルカメラ１０は、その前面側の中央上部に、ストロボ光を照射するストロボ発光部２１を備えている。また、その前面側においてストロボ発光部２１の側方部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口２２が設けられている。このデジタルスチルカメラ１０はまた、上面側に、レリーズボタン２３と電源ボタン２４とを備えている。このデジタルスチルカメラ１０はまた、背面側に、表示部２５と操作部２６，２７とを備えている。表示部２５は、撮像された画像を表示するためのものである。このデジタルスチルカメラ１０では、レリーズボタン２３を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがデジタルスチルカメラ１０に装着されたメモリカード（図示せず）に記録される。

このデジタルスチルカメラ１０は、筐体内部に撮像レンズ１を備えている。この撮像レンズ１として、本実施の形態に係るズームレンズが用いられている。撮像レンズ１は、前面側に設けられた撮影開口２２に、最も物体側のレンズＬ１１が位置するように配置されている。撮像レンズ１は、直角プリズムＬＰによる折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの縦方向と一致するようにして、デジタルスチルカメラ１０の内部に全体として縦方向に組み込まれている。なお、折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの横方向となるようにして、デジタルスチルカメラ１０の内部に全体として横方向に組み込まれていても良い。

また、このデジタルスチルカメラ１０が動画の撮影機能を有していても良い。例えば動画撮影モードと静止画撮影モードとを操作部２６，２７によって選択可能とする。動画撮影モードが選択された場合には、単位時間当たりに複数枚の静止画を連続的に撮影することで、動画データを得ることができる。

［作用・効果］
次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１内に配置された反射部材（直角プリズムＬＰ）によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。そして、レンズ構成の最適化、特に第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側の負レンズＬ１１を高屈折率の非球面レンズにするなどして第１レンズ群Ｇ１のレンズ構成の最適化が適切になされている。これにより、第１レンズ群Ｇ１の外径を抑えつつ、広角、かつ変倍比５倍程度の高倍率でありながら、薄型で諸収差が良好に補正されたズームレンズ系を容易に実現できる。また、このズームレンズを搭載した撮像装置によれば、広角化、高倍率化および薄型化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、広角で良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としての薄型化を図ることができる。

上記条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の負レンズＬ１１の屈折率に関する式で、この式を満たすような高屈折率レンズを負レンズＬ１１に用いつつ、負レンズＬ１１において少なくとも１面に非球面を用いることにより、第１レンズ群Ｇ１の外径を抑えつつ広角化を図ることができ、薄型化が可能になる。

上記条件式（２）は、負レンズＬ１１の焦点距離に関する式で、この条件式を満たすことにより、全長を短縮化しながら、画角の確保（広角化）に有利になる。
より高い光学性能を得るためには、条件式（２）の数値範囲は、
２．５＜｜ｆＧ１｜／ｆｗ＜３．１ ……（２’）
であることが望ましい。

上記条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離に関する式で、この式の上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が小さくなり過ぎてしまうため、レンズ全長が長くなってしまう。また、下限をこえると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が大きくなり過ぎてしまうため、光学系の小型化には有利であるが、収差が大きく発生してしまう。
より高い光学性能を得るためには、条件式（３）の数値範囲は、
２．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．０ ……（３’）
であることが望ましい。

上記条件式（４）は、負レンズＬ１１のアッベ数に関する式で、この式を満たすことにより、色収差を良好に補正することができる。

上記条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に関する式で、この式の上限を超えると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が小さくなり過ぎてしまうため、変倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなってしまう。また、下限をこえると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が大きくなり過ぎてしまうため、光学系の小型化には有利であるが、収差が大きく発生してしまう。
より高い光学性能を得るためには、条件式（５）の数値範囲は、
１．３＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．５ ……（５’）
であることが望ましい。

上記条件式（６）は、最大像高と広角端の焦点距離とに関する式で、これを満たすことで、広角化を達成できる。なお、条件式（６）においてｙは最大像高であるが、この最大像高ｙは撮像素子１００のサイズに相当する。すなわち、このズームレンズは素子サイズがｙの撮像素子１００を有する撮像装置に適用されるレンズ系である。また、ｙ／ｆｗは、半画角をωとすると、ほぼｔａｎωとなる。すなわち、
ｙ／ｆｗ≒ｔａｎω
とみなせる（厳密にはディストーション等があるため、ｔａｎωと同じにはならない）。

また、このズームレンズでは、第４レンズ群Ｇ４の像側に第５レンズ群Ｇ５を配置し、合焦時に第４レンズ群を移動することにより、合焦時での射出瞳距離の変動を少なくすることができる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例を部分的にまとめて説明する。

［数値実施例１］
［表１］〜［表３］は、図１（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］および［表３］にはその他のデータを示す。［表１］に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜２６）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１（Ｂ）において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。［表１］にはまた、諸データとして、広角端および望遠端における全系の近軸焦点距離ｆ（ｍｍ）、画角（２ω）およびＦナンバー（ＦＮＯ．）の値についても示す。さらに最大像高ｙ（ｍｍ）の値についても示す。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５が光軸上を移動するため、それらの各移動群の前後の面間隔Ｄ８，Ｄ１４，Ｄ１７，Ｄ２２，Ｄ２４の値は可変となっている。［表２］には、これらの面間隔Ｄ８，Ｄ１４，Ｄ１７，Ｄ２２，Ｄ２４の変倍時のデータとして、広角端、中間および望遠端における値を示す。

［表１］のレンズデータにおいて、面番号の欄に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内の負レンズＬ１１の両面Ｓ１，Ｓ２と、第２レンズ群Ｇ２内の負レンズＬ２１の両面Ｓ９，Ｓ１０と、第３レンズ群Ｇ３内の正レンズＬ３１の両面Ｓ１６，Ｓ１７と、第４レンズ群Ｇ４内の正レンズＬ４３の両面Ｓ２１，Ｓ２２とがすべて非球面形状となっている。［表１］の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

［表３］には実施例１に係るズームレンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

実施例１に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａｎ，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡｎ・ｈⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
ＫＡ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａｎ：第ｎ次の非球面係数

実施例１に係るズームレンズにおいて、例えば負レンズＬ１１は、非球面係数ＡｎとしてＡ３〜Ａ１６までの次数を有効に用いた非球面形状となっている。

［数値実施例２〜６］
以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、図２（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、［表４］〜［表６］に示す。また同様にして、図３（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、［表７］〜［表９］に示す。同様にして、図４（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、［表１０］〜［表１２］に示す。同様にして、図５（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例５として、［表１３］〜［表１５］に示す。同様にして、図６（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例６として、［表１６］〜［表１８］に示す。

なお、実施例２および実施例５に係るズームレンズは、実施例１に係るズームレンズと同様に、面間隔Ｄ８，Ｄ１４，Ｄ１７，Ｄ２２，Ｄ２４の値が可変となっている。また、実施例１に係るズームレンズと同様の面が非球面形状となっている。

実施例３、実施例４および実施例６に係るズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２において、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３とが接合レンズの構成とされ、面間隔Ｄ８，Ｄ１３，Ｄ１６，Ｄ２１，Ｄ２３の値が可変となっている。また、面番号は異なっているが、実質的に実施例１に係るズームレンズと同様の面が非球面形状となっている。

［各実施例のその他の数値データ］
［表１９］には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。［表１９］から分かるように、各条件式について、各実施例の値がその数値範囲内となっている。

［収差性能］
図８（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）および倍率色収差を示している。図９（Ａ）〜（Ｄ）は中間域における同様の各収差を示し、図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図および倍率色収差図には、波長４６０ｎｍ、波長６１５ｎｍについての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図１１（Ａ）〜（Ｄ）（広角端）、図１２（Ａ）〜（Ｄ）（中間域）および図１３（Ａ）〜（Ｄ）（望遠端）に示す。同様にして、実施例３〜６に係るズームレンズについての諸収差を図１４〜図２５の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、広角、かつ変倍比５倍程度の高倍率でありながら、薄型で諸収差が良好に補正されたズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

ＧＣ…光学部材、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、ＬＰ…直角プリズム（反射部材）、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸、１００…撮像素子。

Claims

物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第１レンズ群を変倍時に固定とし、少なくとも２つのレンズ群を光軸上で移動させることにより変倍を行うようになされ、
前記第１レンズ群は物体側より順に、負レンズと光路を折り曲げる反射部材と正レンズとを含み、前記第１レンズ群中の前記負レンズは、少なくとも１面が非球面形状とされ、
かつ、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。
Ｎｎ＞１．９ ……（１）
２．５＜｜ｆＧ１｜／ｆｗ＜３．５ ……（２）
２．５＜ｆ１／ｆｗ＜３．２ ……（３）
ただし、
Ｎｎ：第１レンズ群中の負レンズのｄ線に対する屈折率
ｆＧ１：第１レンズ群中の負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
さらに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。
νｎ＜２５．０ ……（４）
ただし、
νｎ：第１レンズ群中の負レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
さらに以下の条件式を満足する
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。
１．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ……（５）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
前記第４レンズ群の像側に、負の屈折力を有する第５レンズ群をさらに備え、
前記第４レンズ群を光軸上で移動させることにより合焦を行う
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。