JP5111059B2

JP5111059B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

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Publication number: JP5111059B2
Application number: JP2007287273A
Authority: JP
Inventors: 浩猿渡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-11-05
Also published as: CN101430418B; US20090116120A1; JP2009115958A; US7630141B2; CN101430418A

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や電子スチルカメラやＴＶカメラ、そして銀塩写真用のカメラ等に好適なものである。

近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は高機能化され、又装置全体が小型化されている。そしてそれに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、コンパクトでしかも高解像力、高ズーム比のズームレンズが要求されている。

ズームレンズとして、最も物体側のレンズ群が正の屈折力のレンズ群より成るポジティブリード型のズームレンズは、全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化が比較的容易であるという特徴がある。

このうち、物体側より像側へ順に、正、負、正、負の屈折力の４つのレンズ群を有し、複数のレンズ群を移動させてズーミングを行うポジティブリード型の４群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。

又、物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の５つのレンズ群より成り、このうち複数のレンズ群を移動させてズーミングを行うポジティブリード型の５群ズームレンズが知られている（特許文献３〜７）。

この５群ズームレンズは、４群ズームレンズに比べて前玉を通る軸外光線高を低くすることができるので、高ズーム比化を図りつつ、前玉径を小さくすることが容易となる。

又、前述のポジティブリード型の５群ズームレンズにおいて、第３レンズ群を光軸と垂直方向に移動させて、ズームレンズが振動したときに生ずる画像ブレを補正するようにしたズームレンズが知られている（特許文献８）。
特開平９−６１７１７号公報特開平１１−３５２４０１号公報特開２００１−１９４５９０号公報特開２００３−２５５２２８号広報特開２００６−２８５０２１号公報特開２０００−２２７５５１号公報特開２００２−２２８９３１号公報特開２０００−２９８２３５号公報

一般にズームレンズにおいて、所定のズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。

しかしながら、このようにしたズームレンズは、各面の屈折力の増加に伴いレンズ肉厚が増してしまい、レンズ系の短縮効果が不十分になると同時に諸収差の補正が困難になってくる。

またカメラの非使用時に各レンズ群を沈胴して収納しようとするとメカ構造的にどうしてもレンズ及びレンズ群の倒れなどの誤差が大きくなってくる。このときレンズ及びレンズ群の敏感度が大きいと光学性能の劣化やズーミング時の像ゆれが生じてしまう。

このためズームレンズにおいては、レンズやレンズ群の敏感度はなるべく小さくなるように構成するのが高い光学性能を得るのに望ましい。

ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比を確保しつつ高い光学性能を得るには、ズームレンズの各要素を適切に設定するこが重要となってくる。例えばズームタイプ（レンズ群の数や各レンズ群の屈折力）、各レンズ群のズーミングに伴う移動軌跡、そして各レンズ群の変倍負担等の構成を適切に設定することが重要である。

これらの構成が適切でないと、高ズーム比化を図る際に全系が大型化し、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲、及び画面全体にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。

本発明は、レンズ系全体が小型で、高ズーム比のズームレンズ及びそれを用いた撮像措置の提供を目的とする。

この他本発明は、高ズーム化を図ると共に、前玉径の小型化を維持して広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有する、ズームレンズ及びそれを有する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、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、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が光軸方向に移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、ズーミングに際して像側に凸状の軌跡を描いて移動し、広角端に比べて望遠端で前記第１レンズ群は物体側に位置し、広角端に比べて望遠端で前記第２レンズ群は像側に位置し、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記ズームレンズの広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における結像倍率を各々β２ｗ、β２ｔとし、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における結像倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
−０．７＜ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．２
２．２３≦（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜９．０
なる条件を満たすことを特徴としている。

なる条件を満たすことを特徴としている。

本発明によれば、レンズ系全体が小型で、高ズーム比のズームレンズ及びそれを用いた撮像措置が得られる。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、ズーミング時に光軸方向に移動する正の屈折力の第１レンズ群、ズーミング時に像側に凸状の軌跡を描いて移動する負の屈折力の第２レンズ群を有している。更に、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群の５つのレンズ群より構成されている。

図１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）におけるレンズ断面図である。図２、図３はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図４は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図５、図６はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。

図７は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８、図９はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。

図１０は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１１、図１２はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。

図１３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、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

尚、各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いても良い。このときは左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。

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。

レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。

ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置している。

Ｇ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。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ，ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角、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の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。

各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように各レンズ群を移動させている。

具体的には、図１、図４の実施例１、２では広角端から望遠端へのズーミングに際して図中矢印のように第１レンズ群Ｌ１を像側に凸状の軌跡を描いて移動させている。又、第２レンズ群Ｌ２を像側に凸状の軌跡を描きながら移動させている。

更に第３レンズ群Ｌ３を物体側へ、第４レンズ群Ｌ４を物体側へ移動させ、第５レンズ群Ｌ５を物体側に凸状の軌跡を描いて移動させている。

開口絞りＳＰはズーミングに際し、第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動している。

又、第５レンズ群Ｌ５を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式を採用している。

望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には矢印５ｃに示すように第５レンズ群Ｌ５を前方に繰り出すことによって行っている。第５レンズ群Ｌ５の実線の曲線５ａと点線の曲線５ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに伴う際の像面変動を補正するための移動軌跡を示している。

図７の実施例３では、広角端から望遠端へのズーミングに際して図中矢印のように第１レンズ群Ｌ１を像側に凸状の軌跡を描いて移動させている。又、第２レンズ群Ｌ２を像側に凸状の軌跡を描きながら移動させている。

更に第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させている。第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動させている。

開口絞りＳＰは、各レンズ群とは独立に物体側へ移動している。フォーカスは第５レンズ群Ｌ５で行っており、フォーカスの際の移動軌跡は実施例１、２と同じである。

図１０の実施例４は、図１、図４の実施例１、２に比べて広角端から望遠端へのズーミング時において第４レンズ群Ｌ４を像側に非直線的に移動させる点が異なっている。この他の構成は実施例１、２と同じである。

各実施例では、ズーミングに際し、広角端に比べて望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３が物体側に位置する様に移動させている。これにより広角端におけるレンズ全長を短くしつつ、大きなズーム比（高ズーム比）が得られるようにしている。

このとき第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡を描く事で、第３レンズ群Ｌ３の移動ストロークを確保している。

各実施例では、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させることにより、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４にも変倍分担を持たせている。更に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動することで第２レンズ群Ｌ２に大きな変倍効果を持たせている。

これにより第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２の屈折力をあまり強くすることなく高いズーム比が得られるようにしている。

また、各実施例においては、軽量な第５レンズ群Ｌ５を光軸上移動させてフォーカシングを行うリヤーフォーカス式を採用している。

各実施例では、軽量な第５レンズ群Ｌ５をフォーカスの為に移動することで迅速なフォーカスを、例えば自動焦点検出を容易にしている。また、フォーカスレンズ群の選択は第５レンズ群に限定されるものではなく、第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動させることによっても達成可能である。

各実施例においては、第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて光学系全体が振動したときの像ぶれを補正するようにしている。

これにより、可変頂角プリズム等の光学部材や防振のためのレンズ群を新たに付加することなく防振を行うようにし、光学系全体が大型化するのを防止している。

なお、実施例１、２、４においては、開口絞りＳＰはズーミング時に第３レンズ群Ｌ３と一体にて移動している。このため、移動／可動で分けられる群数が少なくなり、メカ構造が簡素化しやすくなる。

一方、実施例３では、開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と別体で移動している。これによって、広画角域での入射瞳位置をより物体側に近づけるようにして、前玉径（第１レンズ群Ｌ１の有効径）を小さくする事に大きく寄与している。

尚、開口絞りＳＰを固定とする場合は絞りユニットを移動させる必要がないため、ズーミングの際、駆動させるアクチュエータの駆動トルクを小さく設定できる省電力化の点で有利となる。

次に各レンズ群のレンズ構成に関して説明する。

まず第１レンズ群Ｌ１について説明する。第１レンズ群Ｌ１は有効レンズ径が大きくなるので、レンズ枚数が少ない方が小型、軽量化のために好ましい。

各実施例においては、負レンズと正レンズの各１枚を接合した接合レンズと、正レンズを加えて全体として３枚のレンズで第１レンズ群Ｌ１を構成している。これにより高ズーム比化を図る際に発生する球面収差と色収差を抑制している。

次に第２レンズ群Ｌ２について説明する。第２レンズ群Ｌ２は実施例１、２において、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズの独立した３つのレンズより構成している。これによってズーミング時の（ズーミングの際の）収差変動を少なくし、特に広角端における歪曲収差及び望遠端における球面収差を良好に補正している。

実施例３においては、第２レンズ群Ｌ２を物体側より順に３枚の負レンズと１枚の正レンズにより構成している。これにより、軸外収差の補正を良好に行い、広角端での画角の増大に適したレンズ群構成としている。

実施例４においては、第２レンズ群Ｌ２を物体側より順に２枚の負レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズにより構成している。これにより、ズーミング時の色収差の変動を抑制するのに有利なレンズ群構成としている。

次に第３レンズ群Ｌ３について説明する。第３レンズ群Ｌ３は実施例１、２、３において２枚の正レンズと像面側の面が凹形状の負レンズを含むように構成している。これにより、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３間の主点間隔を小さくすることで第３レンズ群Ｌ３以降のレンズ長を短縮している。

また、これらの各実施例においては第３レンズ群Ｌ３が１以上の非球面を有するようにしている。これによってズーミングに伴う収差変動を良好に補正している。

更に実施例３では、負レンズと正レンズから成る接合レンズを用いる事で、ズーミング時の色収差の変動を抑制すると伴に、第３レンズ群Ｌ３を光軸から偏芯させて防振動作を行う際の、偏芯による収差発生を抑えている。

実施例４において第３レンズ群Ｌ３は他の実施例とは異なり、像側に凸面を有するメニスカス状の負レンズと正レンズとを接合している。この形状は軸上光束の収差補正に効果的であり、Ｆナンバーを小さく明るくするのに適している。

次に第４レンズ群Ｌ４について説明する。第４レンズ群Ｌ４は実施例１〜４において、物体側の面が凸形状の１枚の負レンズ或いは、正レンズと負レンズの接合レンズを有するようにしている。実施例４においては、非球面を採用する事でズーミング中の収差変動を抑制している。

次に第５レンズ群Ｌ５について説明する。第５レンズ群Ｌ５は、１枚の正レンズで構成する場合は分散の小さい硝材を用い、フォーカス時の色収差の変動を抑制している。又、第５レンズ群Ｌ５を２枚以上のレンズで構成する場合は、接合レンズを有するようにして、同様に色収差の変動を抑制している。

各実施例では以上のようなレンズ構成とすることで、高ズーム比でありながら前玉径が小さく及び沈胴長が短くコンパクトなズームレンズを達成している。

各実施例では以上のような構成とすることで高ズーム比でありながら全系がコンパクトなズームレンズを達成している。各実施例において、更に好ましくは以下の条件式のうち、少なくとも１つを満足するのが良い。これによれば、条件式に対応した効果を得ることができる。

第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。ズームレンズの広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端における結像倍率を各々β２ｗ、β２ｔ、第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における結像倍率を各々β３ｗ、β３ｔとする。

広角端から望遠端へのズーミングにおける第１レンズ群Ｌ１の移動量をｍ１とする。同じく第２レンズ群Ｌ２の移動量をｍ２とする。このときの移動量は、移動レンズ群の広角端での像面に対する位置と、望遠端での像面に対する位置との差分であり、符号は、広角端に対し望遠端で像側に変位した場合を正とする。

全系の焦点距離

なるズーム位置における第５レンズ群Ｌ５の最も像側の面（屈折力のある面）から像面までの空気換算長をｂｆｍとする。

望遠端における該第５レンズ群Ｌ５の最も像側の面（屈折力のある面）から像面までの空気換算長をｂｆｔとする。このとき、

なる条件を満足するのが良い。

本発明において、条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を適切に選択する事で、ズームレンズの高ズーム比化を実現する条件式である。条件式（１）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が小さくなると、小さな移動ストロークでの高ズーム比化が可能となる。しかしながら、屈折力の増加に伴う収差が増大し、これを抑制するのが困難となる。

上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が大きくなると、高ズーム比化のためにはレンズ群の移動量を大きくする必要が生じる。そうすると、レンズ全系の小型化が困難となる。

また、本発明において好ましくは、
２．２３≦（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜９．０・・・（２）
−７．０＜ｍ１／ｍ２＜−１．０・・・（３）
１．２＜ｂｆｍ／ｂｆｔ＜３．０・・・（４）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。

各実施例では、それぞれの条件式を満足することによって、それに応じた効果を得ている。

次に各条件式の技術的な意味について説明する。

条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍負担を定めたものである。通常、各実施例のズームタイプにおいては主変倍レンズ群は第２レンズ群である。条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍負担が小さくなると、高ズーム比化が困難となる。

逆に条件式（２）の上限を超えると第２レンズ群Ｌ２の変倍寄与が大きくなりすぎる。この結果、ズーミング時の収差変動や偏芯敏感度が増加してくるので、好ましくない。

条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のズーミング時の移動量の比率を適切に定めたものである。条件式（３）の下限を超えると第１レンズ群Ｌ１と比較して第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりすぎるため、広角端において最も物体側の面と絞りＳＰとの間隔が大きくなり、入射瞳位置が、より像側になってくる。

結果として広角端近傍で軸外光線の入射高が大きくなり、前玉径が増大してくるので小型化の目的には適さない。

条件式（３）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎるため、望遠端において軸外光線の入射高が大きくなり、前玉径が増大してくるので好ましくない。

条件式（４）は、ズーミングに伴う第５レンズ群Ｌ５と像面との間隔を適正化したものである。

各実施例のズームレンズにおいて、高ズーム比化を図るためにレンズ群の繰出し量を十分に確保するためには、望遠端近傍で第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が充分に確保される事が望ましい。

単純にレンズ群間隔を広げると、レンズ全長の増大に繋がるので、ズーム中間域で第５レンズ群Ｌ５が物体側へ繰出し、望遠端近傍で像側へ繰り込む軌跡が好ましい。

条件式（５）の上下限値は、高ズーム比化を実現しつつ、コンパクト化（レンズ全長の短縮化）を図るための条件である。下限を超えると至近被写体へのフォーカスの際の繰出し量の確保が困難になると同時に、第５レンズ群Ｌ５の変倍負担が減倍方向に働くため、高ズーム比化には不利となる。

反対に上限を超えると、高ズーム比化には有利であるが、フォーカス敏感度が低下するために、部品公差や温度変化によるピント変動を第５レンズ群Ｌ５で補正する事が困難になる。

尚、各実施例において、更に収差補正及びズーミングの際の収差変動を小さくしつつ高ズーム比化を図るには、条件式（１）〜（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

２．２３≦（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜７．０・・・（２ａ）
−５．０＜ｍ１／ｍ２＜−１．８・・・（３ａ）
１．３＜ｂｆｍ／ｂｆｔ＜２．５・・・（４ａ）
以上のように各実施例によれば、ズーミングにおける各レンズ群の移動量と各レンズ群の屈折力等を適切に設定することで、高ズーム比にもかかわらずレンズ全長の短い小型化のズームレンズを達成することが出来る。

特に広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズを得ることができる。

次に、本発明の実施例１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例において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、ｎｉとνｉ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、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ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＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）^２］^１／２］＋Ｂｈ^４＋Ｃｈ^６
＋Ｄｈ^８＋Ｅｈ^１０
で表示される。

但しＲは曲率半径である。また例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。

数値実施例において最後の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。

また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。ＢＦは最終面から像面までの距離である。

[数値実施例１]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 70.9695 1.300 1.806100 33.3
2 32.9073 4.500 1.496999 81.5
3 -111.7649 0.100 1.
4 26.7420 2.400 1.603112 60.6
5 52.6149 可変
6 28.2339 0.700 1.882997 40.8
7 6.1390 2.600 1.
8 -22.7407 0.600 1.696797 55.5
9 23.8455 0.400 1.
10 12.0313 1.700 1.922860 18.9
11 37.6285 可変
12 （絞り） 1.500 1.
13 13.8130 2.000 1.693500 53.2
14* -95.8833 3.000 1.
15 51.5950 0.600 1.846660 23.9
16 10.7382 0.272 1.
17 11.7596 1.700 1.603112 60.6
18 -18.7628 可変
19 29.5071 1.200 1.761821 26.5
20 51.5358 0.600 1.603112 60.6
21 10.0344 可変
22 18.6244 3.200 1.804000 46.6
23 -12.1545 0.600 1.805181 25.4
24 -54.2790 可変 1.
25 ∞ 1.200 1.516330 64.1
26 ∞ BF

非球面データ
（第14面）k=-1.41507E+03 B=-5.53469E-05 C= 7.53066E-06
D-1.49270E-07

各種データ
ズーム比 14.75
広角中間望遠
焦点距離 6.10 23.40 89.99
Fナンバー 2.90 3.26 4.29
画角 30.3 8.7 2.3
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 67.99 82.94 98.99
BF 8.27 14.63 6.14
d5 0.70 23.50 38.58
d11 19.78 3.83 1.53
d18 1.50 3.55 3.65
d21 8.76 8.45 20.13
d24 5.58 11.94 3.44

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 56.05
2 6 -8.53
3 12 14.05
4 19 -27.98
5 22 17.68

[数値実施例２]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 37.4429 1.100 1.805181 25.4
2 24.2372 3.300 1.487490 70.2
3 110.4237 0.200 1.
4 32.7375 2.500 1.696797 55.5
5 153.2020 可変
6 26.3687 0.800 1.804000 46.6
7 6.5704 3.89340 1.
8 -18.9046 0.700 1.603112 60.6
9 26.4998 0.700 1.
10 13.7742 1.600 1.922860 18.9
11 30.6924 可変
12 （絞り） 2.200 1.
13* 9.2003 3.000 1.583126 59.4
14 -61.1241 2.400 1.
15 25.9673 0.700 1.846660 23.9
16 8.7391 0.800 1.
17 25.1623 2.000 1.487490 70.2
18 -21.3178 可変
19 38.4933 1.000 1.487490 70.2
20 22.0000 可変
21 13.4000 2.000 1.487490 70.2
22 -175.1720 可変
23 ∞ 0.800 1.498310 65.1
24 ∞ BF
非球面データ
（第13面）k=-2.49846 B= 2.27368E-4 C=-6.59585E-7 D=-9.99386E-8
E= 3.92484E-9

各種データ
ズーム比 13.33
広角中間望遠
焦点距離 6.00 21.90 79.99
Fナンバー 3.34 3.84 4.95
画角 30.9 9.3 2.6
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 69.63 77.05 89.11
BF 10.62 15.65 7.45
d5 0.80 18.73 30.24
d11 24.53 7.94 1.69
d18 2.16 2.31 5.57
d20 2.63 3.73 15.27
d22 5.10 10.13 1.92

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 48.43
2 6 -9.05
3 12 17.91
4 19 -107.46
5 21 25.62

[数値実施例３]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 75.6161 1.900 1.806100 33.3
2 38.4904 5.500 1.496999 81.5
3 1574.3184 0.200 1.
4 40.1987 4.300 1.603112 60.6
5 195.3611 可変
6 43.9723 1.000 1.882997 40.8
7 10.3266 2.700 1.
8 25.5214 0.850 1.834807 42.7
9 10.7219 3.600 1.
10 -23.5964 0.800 1.834807 42.7
11 -171.2663 0.116 1.
12 21.7930 2.250 1.922860 18.9
13 487.0594 可変
14 （絞り）可変
15* 12.0562 3.450 1.583126 59.4
16 -82.0366 2.800 1.
17 42.0042 1.150 1.603420 38.0
18 12.5862 0.300 1.
19 21.2243 0.800 2.003300 28.3
20 8.5720 2.150 1.719995 50.2
21 -58.7695 可変
22 55.2648 1.000 1.761821 26.5
23 69.9209 0.600 1.603112 60.6
24 18.0000 可変
25 20.2436 4.000 1.772499 49.6
26 -9.8847 0.600 1.806100 33.3
27 -50.8951 可変
28 ∞ 0.800 1.516330 64.1
29 ∞ BF

非球面データ
（第15面）k= 2.38663E-01 B=-9.34063E-05 C=-4.27892E-07 D= 3.73118E-08
E=-1.75451E-09

各種データ
ズーム比 17.48
広角中間望遠
焦点距離 5.15 21.52 89.99
Fナンバー 2.87 3.85 5.22
画角 36.8 10.1 2.4
像高 3.9 3.9 3.9
レンズ全長 92.73 102.23 125.15
BF 10.53 17.93 10.75
d5 0.90 25.33 46.76
d13 25.63 5.06 1.76
d14 10.21 3.52 1.78
d21 1.00 4.56 13.30
d24 4.40 5.77 10.74
d27 8.00 15.39 8.22

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 70.34
2 6 -10.20
3 15 19.96
4 22 -46.37
5 25 20.27

[数値実施例４]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 129.3681 3.000 1.846660 23.9
2 76.8780 7.500 1.583126 59.4
3 3331.9206 0.200 1.
4 74.1874 4.500 1.696797 55.5
5 138.3490 可変
6 52.4076 1.500 1.834807 42.7
7 13.9045 7.800 1.
8 -96.1039 1.100 1.772499 49.6
9 43.8328 0.700 1.
10 23.0329 4.400 1.846660 23.9
11 -166.9463 1.100 1.834807 42.7
12 40.9356 可変
13 （絞り） 2.850 1.
14 55.4646 2.600 1.696797 55.5
15 -37.4229 0.500 1.
16 143.4269 3.400 1.603112 60.6
17 -18.5766 0.800 1.846660 23.9
18 -52.0513 可変.
19* -16.4692 2.500 1.688931 31.1
20 -12.3790 1.000 1.516330 64.1
21 202.3067 可変
22 19.1851 5.000 1.696797 55.5
23 -43.2878 0.200 1.
24 15.6598 5.000 1.496999 81.5
25 -19.3663 0.800 1.806100 33.3
26 18.4800 1.300 1.
27 -180.4304 2.400 1.583126 59.4
28* -51.6191 可変
29 ∞ 3.500 1.516330 64.2
30 ∞ BF

非球面データ
（第19面）k= 1.48433E-1 B= 1.54153E-5 C= 3.68917E-7
D= -7.67521E-9
（第28面）k=-7.84496E+1 B= 5.99482E-5 C= 5.10736E-7
D= -1.13419E-9

各種データ
ズーム比 12.11
広角中間望遠
焦点距離 7.44 25.87 90.17
Fナンバー 2.50 3.10 3.60
画角 36.5 12.0 3.5
像高 5.5 5.5 5.5
レンズ全長 128.58 148.52 192.40
BF 11.59 14.85 10.57
d5 1.00 39.98 85.65
d12 40.33 9.34 1.80
d18 1.29 14.03 22.87
d21 14.22 10.17 11.35
d28 3.70 6.96 2.68

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 135.38
2 6 -17.77
3 13 26.64
4 19 -33.58
5 22 21.41

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１３を用いて説明する。

図１３において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜４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影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系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が実現できる。

本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図本発明の実施例１に対応する数値実施例１の広角端における収差図本発明の実施例１に対応する数値実施例１の望遠端における収差図本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図本発明の実施例２に対応する数値実施例２の広角端における収差図本発明の実施例２に対応する数値実施例２の望遠端における収差図本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図本発明の実施例３に対応する数値実施例３の広角端における収差図本発明の実施例３に対応する数値実施例３の望遠端における収差図本発明の実施例４の広角端におけるレンズ断面図本発明の実施例４に対応する数値実施例４の広角端における収差図本発明の実施例４に対応する数値実施例４の望遠端における収差図本発明の撮像装置の概略図

符号の説明

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
ｄｄ線
ｇｇ線
ΔＭメリディオナル像面
ΔＳサジタル像面
ＳＰ絞り
ＧＣＣＤのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
ω 半画角
ｆｎｏＦナンバー

Claims

物体側より像側へ順に、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、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が光軸方向に移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、ズーミングに際して像側に凸状の軌跡を描いて移動し、広角端に比べて望遠端で前記第１レンズ群は物体側に位置し、広角端に比べて望遠端で前記第２レンズ群は像側に位置し、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記ズームレンズの広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における結像倍率を各々β２ｗ、β２ｔとし、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における結像倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
−０．７＜ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．２
２．２３≦（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜９．０
なる条件を満たすことを特徴とするズームレンズ。
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２とするとき、
−７．０＜ｍ１／ｍ２＜−１．０
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
前記第５レンズ群は、ズーミングに際して物体側に凸状の軌跡を描いて移動することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｆｍ＝√（ｆｗ・ｆｔ）
としたとき、全系の焦点距離がｆｍであるズーム位置における前記第５レンズ群の最も像側の面から像面までの空気換算長をｂｆｍ、望遠端における前記第５レンズの最も像側の面から像面までの空気換算長をｂｆｔとするとき、
１．２＜ｂｆｍ／ｂｆｔ＜３．０
なる条件を満たす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。
前記第１レンズ群は、ズーミングに際して像側に凸状の軌跡を描いて移動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。
ズーミングに際して各レンズ群とは独立して移動する絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に配置されてい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。
固体撮像素子に像を形成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。
請求項１乃至７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た像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。