JP2017111172A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 撮像装置に適用したとき、撮像装置の厚みを薄くすることができ、しかも高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズを得ること。【解決手段】 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、第１レンズ群は光路を折り曲げる反射面を含む反射部材を有し、第３レンズ群は開口絞りを有し、第３レンズ群は広角端に比べて望遠端において像側に位置するようにズーミングに際して移動することを特徴とする。【選択図】 図９

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、デジタ
ルスチルカメラ、監視用カメラ、銀塩写真用のカメラ、放送用カメラ、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル機器等に好適なものである。
近年、撮像装置に用いられる撮像光学系には、高ズーム比で全体が小型であり、撮像装置（カメラ）に用いたとき、その厚み（前後方向の厚み）を薄くできるズームレンズであることが求められている。撮像装置の厚みを薄くするために、撮影光学系の光軸（光路）を９０°折り曲げる反射部材、例えば内面反射を利用したプリズム部材を光路中に配置した所謂屈曲式のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
特許文献１、２では物体側より像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１乃至第５レンズ群より構成される５群ズームレンズにおいて、第１レンズ群中に光路折り曲げ用の反射部材を配置したズームレンズを開示している。特許文献１、２はいずれも第１レンズ群中に光路折り曲げ用の反射部材を配置して撮像装置に用いたとき、その厚さを薄くしている。
特願２０１１−２３７８３２号公報 特願２０１１−１７７７３号公報
一般に、レンズ群の間に光路折り曲げ用の反射部材を有するズームレンズでは、撮像装置の厚み方向と、それに直交する方向にレンズ群を配置することで撮像装置の薄型化を達成することが容易となる。
反射部材を用いて全系の小型化を図りつつ、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るためにはズームレンズのレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば、ズームタイプや反射部材の光路中の配置位置、そして開口絞りの位置やズーミングに際して移動するレンズ群の移動量等を適切に設定することが重要になってくる。特にズーミングに際しての開口絞りの移動条件が不適切であると、第１レンズ群の有効径が大きくなり、全系の小型化が困難になる。
本発明は、撮像装置に適用したとき、撮像装置の厚みを薄くすることができ、しかも高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを用いた撮像装置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配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は光路を折り曲げる反射面を含む反射部材を有し、前記第３レンズ群は開口絞りを有し、前記第３レンズ群は広角端に比べて望遠端において像側に位置するようにズーミングに際して移動することを特徴としている。
本発明によれば、撮像装置に適用したとき、撮像装置の厚みを薄くすることができ、しかも高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例１のズームレンズの広角端と望遠端におけるレンズ断面図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
第１レンズ群は光路を折り曲げる反射面を含む反射部材を有する。第３レンズ群は開口絞りを有する。第３レンズ群は広角端に比べて望遠端において像側に位置するようにズーミングに際して移動する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比４．７３、Ｆナンバー３．６９〜５．０５のズームレンズである。
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比２．８４、Ｆナンバー３．６９〜５．０５のズームレンズである。
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比４．７３、Ｆナンバー３．６９〜５．０５のズームレンズである。
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比２．８４、Ｆナンバー３．６９〜５．０５のズームレンズである。
各実施例のレンズ断面図ではプリズム内に設けた反射面を有する反射部材（プリズム部材）で光路を折り曲げているが各レンズ断面図では便宜上光路を展開した状態で示している。図９は実施例１のズームレンズの広角端と望遠端において反射部材で光路を折り曲げた状態のレンズ断面図である。図１０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そして銀塩フィルム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、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
ＳＰはＦナンバー光束を制限する開口絞りである。ＰＲは光路折り曲げ用の反射部材であり、各実施例では反射面を有し、光路上の光路を９０度又は９０度前後（９０°±１０°）折り曲げるプリズム材（ガラス材又はプラスチック材）よりなっている。ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、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）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。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と開口絞りＳＰの移動軌跡を示している。レンズ断面図においてｙは撮像素子の短辺方向である。
収差図のうち、球面収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線である。非点収差図においてΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面である。倍率色収差のｇはｇ線である。ωは半画角（撮影画角の半分の値）（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
各実施例のズームレンズのズームタイプは次のとおりである。物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成され、第３レンズ群Ｌ３は開口絞りＳＰを有する。
広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群は像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は広角端に比べて望遠端において像側に位置するように、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側へ単調移動又は像側へ移動したのち物体側へ移動する。広角端から望遠端へのズーミングに際して第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動する。ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は不動である。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第５レンズ群Ｌ５は像側へ移動する。
各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、負レンズ、光路を折り曲げる反射面を含む反射部材（光路折り曲げ手段）、正レンズより構成している。なお、反射部材は、プリズム部材に限られず、ミラーであっても良い。高ズーム比で、かつカメラに適用したときカメラの厚み方向を薄くする為には、光路折り曲げ用の反射部材ＰＲを有する第１レンズ群Ｌ１の有効径を小型化し、かつ反射部材ＰＲの光路長を短くして、反射部材ＰＲを小型化するのが良い。
矩形状の撮像素子の短辺（レンズ断面図においてｙ軸）に相当する方行に光束を折り曲げると折り曲げた断面内において軸外へ結像される光束径は長辺方向に折り曲げた場合より小さくなる。このため第１レンズ群Ｌ１の有効径を小さくしつつ、反射部材ＰＲの有効径を小さくすることができる。反射部材ＰＲを有するズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｌ１に配される反射部材ＰＲの大きさによってカメラの垂直方向の寸法が概略決まる。このためズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を不動とし、第１レンズ群Ｌ１の有効径の増大を軽減するのが容易なポジティブリード型のズームレンズを用いるのが良い。
本発明のズームレンズにおいて、開口絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置し、第３レンズ群Ｌ３をズーミングに際して不動とすると、第２レンズ群Ｌ２のズームストローク分だけ開口絞りＳＰを第１レンズ群Ｌ１から離さなければならない。この結果、第１レンズ群Ｌ１に設けた反射部材ＰＲが大型化する傾向となる。
本発明のズームレンズでは、第３レンズ群Ｌ３が開口絞りＳＰを有し、第３レンズ群Ｌ３は広角端に比べて望遠側において像側に位置するようにズーミングに際して移動する。この構成により広角端及び広角側のズーム領域において入射瞳位置を第１レンズ群Ｌ１に近くなるようにして、第１レンズ群Ｌ１の小型化及び反射部材ＰＲの有効径を小型化している。
各実施例において、全系の小型化を図りつつ、カメラに適用したときの厚さを薄くするためには次の条件式のうち、１つ以上を満足するのが良い。広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動量をＭ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第５レンズ群Ｌ５の移動量をＭ５とする。
ここで、広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ群の移動量とは広角端と望遠端におけるレンズ群の光軸方向の位置の差をいう。移動量の符号は広角端に比べて望遠端において物体側に位置するときを負、像側に位置するときを正とする。
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
０．０５＜Ｍ３／ｆｗ＜０．８０ ・・・（１）
０．２＜ｆ３／ｆｔ＜０．７ ・・・（２）
−１．４＜ｆ３／ｆ５＜−０．４ ・・・（３）
０．２＜｜Ｍ５｜／ｆｗ＜３．０ ・・・（４）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は第３レンズ群Ｌ３のズーミングに際しての移動量を適切に設定し、全系の小型化を図りつつ、望遠域において第４レンズ群Ｌ４と干渉するのを防止するためのものである。また第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を条件式（２）を満足するように適切に設定し、高ズーム比化を容易にしている。
本発明のズームレンズにおいて最も像側に配される第５レンズ群Ｌ５は全体としてテレフォトタイプとし、レンズ全長を短縮するために条件式（３）を満足する負の屈折力を有している。また広角端から望遠端へのズーミングに際して条件式（４）を満足するように第５レンズ群Ｌ５を物体側に移動する事で変倍に寄与させている。
第５レンズ群Ｌ５が所定の変倍分担を担う事で第２レンズ群Ｌ５、第４レンズ群Ｌ４の変倍分担を減らす事により第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４のズームストロークを軽減し、レンズ全長の短縮化を図っている。また条件式（２）、（３）、（４）を満足させる事により、第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５の変倍分担を配分し、ズームストロークを短縮している。
ズーム比２．８４〜４．７３を確保するため、変倍分担を第２レンズ群Ｌ２、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５に分散させている。これにより、各レンズ群のストロークを短縮し反射部材ＰＲより像側のレンズ系を小型化している。
撮像画角が大きくなる広角域で、第１レンズ群Ｌ１に近い位置に第３レンズ群Ｌ３を配置するようにして第１レンズ群Ｌ１を小型化し、更に反射部材ＰＲの光路長を短くしている。
撮像素子の有効範囲は一般的に４：３又は３：２、又は１６：９等の長方形状をしている。長辺方向と短辺方行の有効部は異なる為、本発明のズームレンズは有効部が小さくなる短辺方向に光路を折り曲げて反射部材ＰＲを小型化している。
条件式（１）は第３レンズ群Ｌ３のズーミングに際しての移動量を広角端における全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（１）を満たす事により広角端における第３レンズ群Ｌ３の光軸上の位置を第１レンズ群Ｌ１に近い位置に配置して第１レンズ群Ｌ１の有効径を小型化している。
条件式（１）の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなりすぎると望遠端において物体側へ移動してくる第４レンズ群Ｌ４と干渉する傾向が強くなる。そして第４レンズ群Ｌ４により充分な変倍分担を得ることが困難となり、所望のズーム比を得るのが困難になる。所定のズーム比を得ようとすると反射部材ＰＲの像側のレンズ系が増大してくる。条件式（１）の下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の移動量が小さくなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１と開口絞りＳＰの距離が広角域で離れ過ぎて第１レンズ群Ｌ１の有効径が大きくなり過ぎるので良くない。
条件式（２）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を望遠端における全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（２）の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなり過ぎると、第２レンズ群Ｌ２からの発散光を収斂する作用が弱くなり第４レンズ群Ｌ４のレンズ径が大型化するので良くない。条件式（２）の下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなり過ぎると広角域のズーム領域において画面周辺部のコマフレアーが増大し、この補正が困難となってくる。
条件式（３）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を第５レンズ群Ｌ５の焦点距離で規格化したものである。条件式（３）の上限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の負の焦点距離が長くなり過ぎると（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎると）第５レンズ群Ｌ５の変倍分担を担う事が少なくなり、またテレ比が大きくなる。更に反射部材ＰＲより像側のレンズ系が増大してくる。
条件式（３）の下限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の負の焦点距離が短くなり過ぎると（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると）、広角端において射出瞳が短くなり撮像素子への周辺画角光束の入射角が大きくなり、シェーディングが増加するので良くない。
条件式（４）はズーミングに際しての第５レンズ群Ｌ５の移動量を広角端における全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（４）を満たす事により第５レンズ群Ｌ５が適切な変倍分担を持つようにして第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の変倍分担を軽減している。条件式（４）の上限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の移動量が大きくなりすぎると広角端において、所定の長さのバックフォーカスを確保する事が困難となってくる。
条件式（４）の下限値を超えて第５レンズ群Ｌ５の移動量が小さくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の変倍分担の負担が大きくなり、ズーミングに際してのストロークが増大によりレンズ全長が増大してくるので良くない。
更に好ましくは条件式（１）乃至（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．０８＜Ｍ３／ｆｗ＜０．４０ ・・・（１ａ）
０．３＜ｆ３／ｆｔ＜０．５ ・・・（２ａ）
−１．３＜ｆ３／ｆ５＜−０．６ ・・・（３ａ）
０．２５＜｜Ｍ５｜／ｆｗ＜２．００ ・・・（４ａ）
尚、フォーカシングは第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、又は第４レンズ群Ｌ４のいずれで行っても良い。また撮像素子を移動させて行っても良い。
次に各実施例のレンズ構成について説明する。以下、各レンズ群に含まれるレンズは物体側から像側へ順に配置されているものとする。
［実施例１］
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のレンズ群間隔は大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３のレンズ群間隔は小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４のレンズ群間隔は小さい。第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のレンズ群間隔は小さい。
第１レンズ群Ｌ１は像側の面が凹形状の負レンズ、反射部材ＰＲ、両凸形状の正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は両凹形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は両凸形状の正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は像側に開口絞りＳＰを有する。第４レンズ群Ｌ４は両凸形状の正レンズと像側の面が凸でメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズより構成されている。第５レンズ群Ｌ５は両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズより構成されている。
［実施例２］
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のレンズ群間隔は大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３のレンズ群間隔は小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４のレンズ群間隔は小さい。第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のレンズ群間隔は小さい。但し、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のレンズ群間隔は広角端から望遠端へのズーミングに際して増加した後に減少する。
第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凹形状の負レンズ、反射部材ＰＲ、両凸形状の正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は両凹形状の負レンズ、正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は像側に開口絞りＳＰを有する。第４レンズ群Ｌ４は両凸形状の正レンズと像側の面が凸でメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズより構成されている。第５レンズ群Ｌ５は負レンズと正レンズより構成されている。
［実施例３］
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のレンズ群間隔は大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３のレンズ群間隔は小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４のレンズ群間隔は小さい。第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のレンズ群間隔は小さい。
第１レンズ群Ｌ１は両凹形状の負レンズ、反射部材ＰＲ、両凸形状の正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は両凹形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は両凸形状の正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は像側に開口絞りＳＰを有する。第４レンズ群Ｌ４は両凸形状の正レンズと像側の面が凸でメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズより構成されている。第５レンズ群Ｌ５は正レンズと両凹形状の負レンズより構成されている。
［実施例４］
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のレンズ群間隔は大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３のレンズ群間隔は小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４のレンズ群間隔は小さい。第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のレンズ群間隔は小さい。但し、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のレンズ群間隔は広角端から望遠端へのズーミングに際して増加した後に減少する。
第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凹形状の負レンズ、反射部材ＰＲ、両凸形状の正レンズより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は両凹形状の負レンズ、正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は両凸形状の正レンズより構成されている。第３レンズ群Ｌ３は像側に開口絞りＳＰを有する。第４レンズ群Ｌ４は両凸形状の正レンズと像側の面が凸でメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズより構成されている。第５レンズ群Ｌ５は正レンズ、負レンズ、正レンズより構成されている。
図９（Ａ）、（Ｂ）は図１の実施例１のズームレンズの広角端と望遠端において光路を反射部材ＰＲで９０度折り曲げた状態を示し、各部材に付した符番やズーミングに際しての移動等は図１と同じである。
次に各実施例に示したような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形態を図１０を用いて説明する。図１０において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至４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像光学系である。
ＰＲは光路折り曲げ用の反射部材である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系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。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を実現している。
次に、本発明の実施例１乃至４に各々対応する数値データ１乃至４を示す。各数値データにおいてｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
また、ｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2］1/2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8＋Ａ１０ｈ10
で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。また、例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
数値データ１乃至４において最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。各数値データにおいて、バックフォーカス（ＢＦ）はレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表したものである。レンズ全長は最も物体側のレンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算長のバックフォーカスを加えたものである。また、各数値データにおける上述した各条件式との対応を表１に示す。

〔数値データ１〕

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 162.346 0.30 2.00272 19.3
2 13.336 0.62
3 ∞ 5.50 2.00330 28.3
4 ∞ 0.07
5* 7.833 1.23 1.80400 46.6
6* -15.832 (可変)
7* -10.074 0.30 1.88300 40.8
8* 5.402 0.35
9 -12.844 0.30 1.88300 40.8
10 4.753 0.72 1.95906 17.5
11 23.711 (可変)
12* 4.694 0.85 1.49700 81.5
13 -10.504 0.15
14(絞り) ∞ (可変)
15* 10.880 2.15 1.69350 53.2
16 -3.528 0.30 1.95906 17.5
17 -6.093 (可変)
18 42.341 1.00 1.95906 17.5
19 -8.351 0.12
20 -11.994 0.30 2.00330 28.3
21* 6.015 (可変)
22 ∞ 0.22 1.55671 58.6
23 ∞ 0.71
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.33880e-004 A 6= 3.40372e-006

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.38653e-004 A 6= 2.56696e-006

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.41328e-003

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.08145e-004

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.92059e-003 A 6= 7.03522e-006

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.45127e-003 A 6=-3.43261e-005

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.77456e-003 A 6= 6.72980e-005 A 8=-4.62797e-006

各種データ
ズーム比 4.73
広角 中間 望遠
焦点距離 3.90 8.13 18.44
Fナンバー 3.69 5.05 5.05
半画角（度） 37.00 18.70 8.44
像高 2.60 2.86 2.86
レンズ全長 28.93 28.93 28.93
BF 2.85 6.09 9.33

d 6 0.37 2.55 4.74
d11 3.37 1.75 0.20
d14 6.08 2.90 0.09
d17 1.98 1.36 0.30
d21 2.00 5.24 8.48

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 8.42
2 7 -2.76
3 12 6.65
4 15 7.17
5 18 -9.45
6 22 ∞
〔数値データ２〕
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -9.491 0.30 2.00272 19.3
2 -100.680 0.10
3 ∞ 4.00 2.00330 28.3
4 ∞ 0.07
5* 5.321 1.37 1.80400 46.6
6* -16.490 (可変)
7* -8.616 0.30 1.88300 40.8
8* 2.073 0.12
9 2.394 0.60 1.95906 17.5
10 3.878 (可変)
11* 2.178 0.79 1.49700 81.5
12 52.972 0.20
13(絞り) ∞ (可変)
14* 2.801 1.65 1.55332 71.7
15 -1.867 0.30 2.00069 25.5
16 -4.204 (可変)
17* -3.135 0.30 1.80400 46.6
18* 5.230 0.23
19 5.833 0.60 1.95906 17.5
20 22.665 (可変)
21 ∞ 0.22 1.55671 58.6
22 ∞ 0.34
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.45380e-003 A 6=-1.78473e-006 A 8= 4.42328e-006 A10=-1.50071e-006

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.50269e-004 A 6= 1.60307e-004 A 8=-2.33680e-005 A10= 4.05611e-007

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.44186e-003 A 6=-1.21289e-003 A 8= 1.72608e-004

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.95373e-003 A 6=-1.01564e-003

第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.10563e-002 A 6=-1.13959e-003

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.41869e-003 A 6= 1.36786e-003

第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.35140e-002 A 6=-7.06155e-003

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.91563e-002 A 6=-4.40954e-003

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 3.90 7.23 11.07
Fナンバー 3.69 4.90 5.05
半画角（度） 37.90 21.70 13.90
像高 2.45 2.86 2.86
レンズ全長 17.95 17.95 17.95
BF 1.68 2.27 2.86

d 6 0.25 1.69 3.14
d10 2.59 0.99 0.20
d13 1.54 0.82 0.02
d16 0.95 1.24 0.80
d20 1.20 1.79 2.38


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 6.87
2 7 -2.65
3 11 4.55
4 14 5.10
5 17 -3.57
6 21 ∞
〔数値データ３〕
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -145.805 0.30 2.00272 19.3
2 15.160 0.62
3 ∞ 5.80 2.00330 28.3
4 ∞ 0.07
5* 7.642 1.17 1.80400 46.6
6* -16.517 (可変)
7* -10.627 0.30 1.88300 40.8
8* 5.735 0.34
9 -130.158 0.30 1.88300 40.8
10 4.575 0.77 1.95906 17.5
11 16.181 (可変)
12* 4.036 0.79 1.49700 81.5
13 -80.156 0.15
14(絞り) ∞ (可変)
15* 10.829 1.82 1.69350 53.2
16 -3.403 0.30 1.95906 17.5
17 -5.556 (可変)
18 -1895.361 1.00 1.95906 17.5
19 -7.006 0.12
20 -8.140 0.30 2.00330 28.3
21* 6.015 (可変)
22 ∞ 0.22 1.55671 58.6
23 ∞ 0.45
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.96594e-004 A 6= 2.70051e-006

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.52352e-004 A 6= 6.17604e-006

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.32688e-004

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.16068e-003

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.85079e-003 A 6=-3.37490e-005

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.01279e-003 A 6=-7.98692e-005

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.17720e-003 A 6= 1.03262e-004 A 8=-1.67458e-005

各種データ
ズーム比 4.73
広角 中間 望遠
焦点距離 3.90 8.83 18.44
Fナンバー 3.69 5.05 5.05
半画角（度） 37.10 17.30 8.42
像高 2.60 2.86 2.86
レンズ全長 27.93 27.93 27.93
BF 2.59 5.48 8.38

d 6 0.37 2.58 4.80
d11 4.17 1.94 0.20
d14 4.48 2.17 0.09
d17 2.15 1.60 0.31
d21 2.00 4.89 7.79

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 8.37
2 7 -3.33
3 12 7.76
4 15 6.56
5 18 -6.74
6 22 ∞
〔数値データ４〕
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -11.500 0.30 2.00272 19.3
2 -48.125 0.05
3 ∞ 4.20 2.00330 28.3
4 ∞ 0.07
5* 5.200 1.34 1.80400 46.6
6* -31.367 (可変)
7* -5.248 0.30 1.88300 40.8
8* 2.298 0.12
9 2.189 0.55 1.95906 17.5
10 3.131 (可変)
11* 3.103 0.71 1.59522 67.7
12 -10.051 0.20
13(絞り) ∞ (可変)
14* 2.936 1.58 1.55332 71.7
15 -2.508 0.30 1.95906 17.5
16 -5.417 (可変)
17* 14.601 0.30 1.69680 55.5
18 4.456 0.70
19* -3.018 0.30 1.77250 49.6
20 14.843 0.05
21 7.937 0.81 1.95906 17.5
22 -19.387 (可変)
23 ∞ 0.22 1.55671 58.6
24 ∞ 0.29
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.53518e-005 A 6= 6.51847e-005 A 8=-4.18130e-006 A10= 9.18762e-008

第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.11910e-003 A 6=-1.64367e-004 A 8= 7.84028e-006 A10=-1.17379e-006

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.62576e-003 A 6=-2.28888e-004

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.27542e-002 A 6=-5.45092e-003 A 8= 7.65211e-004

第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.75543e-002 A 6=-1.32942e-003

第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.54808e-003 A 6= 2.13196e-004

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.87930e-003 A 6= 1.26597e-003

第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.20446e-003 A 6=-3.26771e-003

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.57617e-002 A 6=-4.29495e-003

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 3.90 7.05 11.06
Fナンバー 3.69 4.90 5.05
半画角（度） 35.90 22.30 13.90
像高 2.45 2.86 2.86
レンズ全長 18.17 18.17 18.17
BF 1.23 2.04 2.84

d 6 0.25 1.65 3.06
d10 2.18 0.88 0.19
d13 2.30 1.10 -0.00
d16 0.33 0.61 0.20
d22 0.80 1.61 2.41

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 7.10
2 7 -2.35
3 11 4.06
4 14 5.02
5 17 -4.22
6 23 ∞
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＰ 開口絞り

Claims (10)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記第１レンズ群は光路を折り曲げる反射面を含む反射部材を有し、前記第３レンズ群は開口絞りを有し、前記第３レンズ群は広角端に比べて望遠端において像側に位置するようにズーミングに際して移動することを特徴とするズームレンズ。
  2. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ０．０５＜Ｍ３／ｆｗ＜０．８０
    なる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。
  3. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群は物体側へ移動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。
  4. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
    ０．２＜ｆ３／ｆｔ＜０．７
    なる条件式を満足する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。
  5. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
    −１．４＜ｆ３／ｆ５＜−０．４
    なる条件式を満足する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。
  6. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ０．２＜｜Ｍ５｜／ｆｗ＜３．０
    なる条件式を満足す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。
  7. 無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像側へ単調に移動すること、または像側へ移動したのち物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  9. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、光路を折り曲げる反射面を含む反射部材、正レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項のズームレンズ。
  10. 請求項１乃至９のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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