JP5200527B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及び撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5200527B2
JP5200527B2 JP2007334755A JP2007334755A JP5200527B2 JP 5200527 B2 JP5200527 B2 JP 5200527B2 JP 2007334755 A JP2007334755 A JP 2007334755A JP 2007334755 A JP2007334755 A JP 2007334755A JP 5200527 B2 JP5200527 B2 JP 5200527B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
object side
refractive power
zoom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007334755A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009157067A (ja
Inventor
光博 須崎
雄介 南條
信一 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2007334755A priority Critical patent/JP5200527B2/ja
Priority to US12/292,366 priority patent/US7609460B2/en
Publication of JP2009157067A publication Critical patent/JP2009157067A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5200527B2 publication Critical patent/JP5200527B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145129—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+++
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、一部のレンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより振動したときの撮影画像のぶれを光学的に補正してぶれのない画像を得るようにし撮影画像の安定化を図った所謂防振機能を有し、１５倍程度から２０倍程度の高変倍比を有するズームレンズ及び撮像装置に関する。
撮像装置、例えば、スチルカメラやビデオカメラ等の撮影時においては、シャッター操作に起因する手振れや車などの移動物体上から撮影した場合に撮影系に振動が伝わることによる手振れの発生によって撮影画像にぶれが生じる。このような手振れによる像ぶれを補正する手段として、レンズ系を構成する一部のレンズ群を光軸に略垂直な方向に移動（シフト）させることにより、像位置を変位させて像ぶれを補正し、また、像位置を変位させた際に発生する光学性能の劣化を補正する手振れ補正光学系が知られている。
このような手振れ補正光学系には、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された手振れ補正光学系においては、ズームレンズがそれぞれ正、負、正、正の屈折力を有する第１レンズ群から第４レンズ群及び負の屈折力を有する負部分群と正の屈折力を有する正部分群により構成された第５レンズ群とを備え、これらの第１レンズ群乃至第５レンズ群が物体側から像側へ順に配列されて構成され、第５レンズ群の正部分群を光軸に略垂直な方向に移動させることによって防振を行っている。
特開２００６−９８９６３号公報
しかしながら、特許文献１に記載された手振れ補正光学系におけるズームレンズにあっては、第５レンズ群の負部分群が１枚の負レンズによって構成されているため、負部分群の屈折力が強くなり、第５レンズ群の正部分群の最も像側のレンズとの屈折力差が大きくなってしまう。従って、第５レンズ群の負部分群と第５レンズ群の正部分群の最も像側のレンズとの間の相対偏芯による結像性能の劣化が大きくなるという問題点があった。
また、撮像装置において、変倍比を１０倍以上にしようとした場合には第２レンズ群の移動量を大きくする必要が生じるが、この第２レンズ群の移動量に対応して第４レンズ群の移動量も大きくする必要が生じ、それに伴う収差の変動が大きくなるため、ズーム領域の全領域における収差の補正が困難となり、高性能化及び高変倍化を実現することが困難であるという問題点を有していた。
そこで、本発明ズームレンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、広角端から望遠端のズーム領域の全領域において高性能化及び高変倍化を図ることを課題とする。
ズームレンズは、上記した課題を解決するために、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動することによって結像位置の変動を補正すると共に物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第４レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第５レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第３レンズ群の物体側に開口絞りを有し、前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第１レンズと、該第１レンズに接合された凸レンズである第２レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである第３レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、前記第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第４レンズと、両凹レンズである第５レンズと、該第５レンズに接合された凸レンズである第６レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、前記第３レンズ群は凸レンズである第７レンズから成り、前記第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成り、前記第３レンズ群及び第４レンズ群には、非球面に形成された面が少なくとも１面含まれ、前記第５レンズ群は、負の屈折力を有する第５ａレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とが物体側より像側へ順に位置されて成り、前記第５ａレンズ群が２枚の負レンズから成り、前記第５ｂレンズ群を前記光軸と垂直方向の成分を有するように移動させて像を変位させることが可能であり、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにした。
（１）０．８＜ｆ３／ｆ４＜１．５
（２）０．１５＜ｆｗ／φ１＜０．１７
（３）−３．０＜ｆ５ｃ／ｆ５ａ＜−１．５
（４）０．１５＜｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜＜０．４５
但し、
ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
φ１：第１レンズの物体側面の有効径
ｆ５ｃ：第５ｃレンズ群の合成焦点距離
ｆ５ａ：第５ａレンズ群の合成焦点距離
βａ：第５ａレンズ群の横倍率
βｂ：第５ｂレンズ群の横倍率
とする。
従って、ズームレンズにあっては、ズーム領域における良好な収差補正が可能となり、また、手振れ補正群の光軸方向におけるガタによる性能劣化が軽減される。
上記ズームレンズにおいては、前記第４レンズ群が、物体側に凸面を向けた凸レンズである第８レンズと凹レンズである第９レンズと凸レンズである第１０レンズとが物体側より順に接合された接合レンズから成り、前記第４レンズ群の少なくとも最も物体側の面が非球面に形成されることが望ましい。
これにより、レンズ系の像側に配置された撮像素子に対する光束の入射角度が小さくなり、シェーディングの発生が防止される。
上記ズームレンズにおいては、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．９５＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．３、
但し、
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系での焦点距離
とする。
これにより、第４レンズ群が変倍時の移動によって必要とする光軸方向における十分なスペースが確保される。
上記ズームレンズにおいては、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．１＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．５。
これにより、良好な収差補正が行われつつ、広角端の画角が広がる。
上記ズームレンズにおいては、以下の条件式（７）及び条件式（８）を満足することが望ましい。
（７）８．５＜ｆ１／ｆｗ ＜１０
（８）−０．４５＜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜−０．３
但し、
ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
とする。
これにより、高変倍化が図られつつ、レンズ全長の小型化が実現可能となる。 撮像装置は、上記した課題を解決するために、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動することによって結像位置の変動を補正すると共に物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第４レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第５レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第３レンズ群の物体側に開口絞りを有し、前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第１レンズと、該第１レンズに接合された凸レンズである第２レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである第３レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、前記第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第４レンズと、両凹レンズである第５レンズと、該第５レンズに接合された凸レンズである第６レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、前記第３レンズ群は凸レンズである第７レンズから成り、前記第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成り、前記第３レンズ群及び第４レンズ群には、非球面に形成された面が少なくとも１面含まれ、前記第５レンズ群は、負の屈折力を有する第５ａレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とが物体側より像側へ順に位置されて成り、前記第５ａレンズ群が２枚の負レンズから成り、前記第５ｂレンズ群を前記光軸と垂直方向の成分を有するように移動させて像を変位させることが可能であり、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにした。
（１）０．８＜ｆ３／ｆ４＜１．５
（２）０．１５＜ｆｗ／φ１＜０．１７
（３）−３．０＜ｆ５ｃ／ｆ５ａ＜−１．５
（４）０．１５＜｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜＜０．４５
但し、
ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
φ１：第１レンズの物体側面の有効径
ｆ５ｃ：第５ｃレンズ群の合成焦点距離
ｆ５ａ：第５ａレンズ群の合成焦点距離
βａ：第５ａレンズ群の横倍率
βｂ：第５ｂレンズ群の横倍率
とする。
従って、ズームレンズにあっては、ズーム領域における良好な収差補正が可能となり、また、手振れ補正群の光軸方向におけるガタによる性能劣化が軽減される。
本発明ズームレンズ及び撮像装置にあっては、高変倍化を図ることができると共に良好な手振れ補正機能を確保しつつ高性能化を図ることができる。
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
先ず、本発明ズームレンズについて説明する。
本発明ズームレンズは、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動することによって結像位置の変動を補正すると共に物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第４レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第５レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第３レンズ群の物体側に開口絞りを有する。
第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第１レンズと、該第１レンズに接合された凸レンズである第２レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである第３レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成る。
第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第４レンズと、両凹レンズである第５レンズと、該第５レンズに接合された凸レンズである第６レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成る。
第３レンズ群は凸レンズである第７レンズから成り、第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成り、第３レンズ群及び第４レンズ群には、非球面に形成された面が少なくとも１面含まれている。
第５レンズ群は、負の屈折力を有する第５ａレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とが物体側より像側へ順に位置されて成り、第５ａレンズ群が２枚の負レンズから成り、第５ｂレンズ群を光軸と垂直方向の成分を有するように移動させて像を変位させることを可能としている。
上記のように構成されたズームレンズは、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足する。
（１）０．８＜ｆ３／ｆ４＜１．５
（２）０．１５＜ｆｗ／φ１＜０．１７
（３）−３．０＜ｆ５ｃ／ｆ５ａ＜−１．５
（４）０．１５＜｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜＜０．４５
但し、
ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
φ１：第１レンズの物体側面の有効径
ｆ５ｃ：第５ｃレンズ群の合成焦点距離
ｆ５ａ：第５ａレンズ群の合成焦点距離
βａ：第５ａレンズ群の横倍率
βｂ：第５ｂレンズ群の横倍率
とする。
従って、本発明ズームレンズにあっては、第２レンズ群を光軸方向へ移動させて変倍を行い、第４レンズ群を光軸方向へ移動させて変倍に伴う結像位置の変動を補正すると共に第４レンズ群を移動させてフォーカスを行うようにすることにより、第３レンズ群と第４レンズ群との空間の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成することができる。
また、条件式（１）乃至条件式（４）を満足することにより、レンズ全長の短縮化、広角端と中間焦点領域における良好な収差補正の確保、レンズ系の組立時における第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群の相対偏芯による性能劣化の軽減及び手振れ補正群の光軸方向におけるガタによる性能劣化の軽減を図ることができ、高変倍化を図ることができると共に良好な手振れ補正機能を確保しつつ高性能化を図ることができる。
条件式（１）は、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群の屈折力と焦点位置の補正及びフォーカシングのために移動する第４レンズ群の屈折力を規定する式である。
条件式（１）のｆ３／ｆ４が０．８以下になると、第３レンズ群の屈折力が強くなり過ぎたり、第４レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎる。第３レンズ群の屈折力が強くなり過ぎると、広角側での球面収差が補正不足となり、また、ズーム領域の中間位置においてフォーカシング時の球面収差の変動による補正が困難となる。第４レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎると、フォーカシング時の移動量が大きくなり、像面湾曲及びコマ収差等の収差変動が大きくなる。また、第４レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎると、必要以上にバックフォーカスが長くなり、光学全長の短縮化を阻害する。
逆に、条件式（１）のｆ３／ｆ４が１．５以上になると、第３レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎたり、第４レンズ群の屈折力が強くなり過ぎる。第３レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎると、広角側での球面収差が補正過剰となる。第４レンズ群の屈折力が強くなり過ぎると、広角側での球面収差が補正不足となる。
条件式（２）は、小型で広角のズームレンズを形成するための第１レンズ群の径と広角端の焦点距離との適正なバランスを規定する式である。
条件式（２）のｆｗ／φ１が０．１５以下になると、大型のズームレンズになる。
逆に、条件式（２）のｆｗ／φ１が０．１７以上になると、望遠寄りのズームレンズとなるため広角化することができない。
条件式（３）は、第５ｃレンズ群の屈折力と第５ａレンズ群の屈折力との比の範囲を規定する式であり、レンズ全長の短縮化と、第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群の相対偏芯による結像性能の劣化を軽減するための式である。
条件式（３）のｆ５ｃ／ｆ５ａが−１．５以上になると、第５ａレンズ群の屈折力が小さくなると共に第５ｃレンズ群の屈折力が大きくなるため、第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群の屈折力の差が大きくなり、第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群との間の相対偏芯による結像性能の劣化が大きくなる。
逆に、条件式（３）のｆ５ｃ／ｆ５ａが−３．０以下になると、第５ａレンズ群の屈折力が大きくなると共に第５ｃレンズ群の屈折力が小さくなるため、レンズ全長が増大すると共に第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群の屈折力の差が大きくなり、第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群との間の相対偏芯による結像性能の劣化が大きくなる。
条件式（４）は、第５ｂレンズ群の横倍率と第５ｃレンズ群の横倍率との関係を規定する式である。
条件式（４）の｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜が０．４５以上になると、ぶれ補正を行うためのレンズ群の光軸方向の移動により結像性能が劣化する。
逆に、条件式（４）の｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜が０．１５以下になると、ぶれ補正を行うためのレンズ群の移動量が増加しレンズ鏡筒の径方向の大きさが増大する。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、上記したように、第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成るが、第４レンズ群を凸凹凸の３枚のレンズよって構成することが望ましい。
これにより、射出瞳距離を長くし、レンズ系からの出射光束をテレセントリックになるようにすることにより、レンズ系の像側に配置された撮像素子に対する光束の入射角度が小さくなり、シェーディングの発生を防止することができる。
また、第４レンズ群を凸凹凸の３枚のレンズよって構成し、凹レンズの前後両面をそれぞれ凸レンズと接合することにより、凹レンズの曲率の範囲の自由度を格段に大きくすることが可能となり、凹レンズの両面から発生する球面収差の色による曲がりを著しく改善することが可能となる。
さらに、第４レンズ群の最も物体側の面を非球面に形成することにより、高次による球面収差及びコマ収差を発生させて結像性能を改善することができる。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．９５＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．３
但し、
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系での焦点距離
とする。
これにより、第４レンズ群が変倍時の移動によって必要とする光軸方向における十分なスペースを確保することができる。
条件式（５）は、第４レンズ群に関する焦点距離を規定する式である。
条件式（５）のｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が１．３以上になって焦点距離が長くなると、望遠端において第４レンズ群が像側に配置された第５レンズ群と近づき過ぎてしまい、機構の構成が困難になる。これを避けようとすると、第４レンズ群が第３レンズ群に近づき過ぎてしまい、至近距離に存在する物体の撮影時における第４レンズ群の移動量を確保することができなくなってしまう。
逆に、条件式（５）のｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が０．９５以下になって焦点距離が短くなると、第４レンズ群と第５レンズ群又は第３レンズ群との距離の問題は解消されるが、バックフォーカスが長くなり好ましくない構成となってしまう。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．１＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．５。
これにより、良好な収差補正を行いつつ、広角端の画角を広げることができる。
条件式（６）は、広角端における画角を広げるために、第３レンズ群の屈折力の大きさの範囲を規定する式である。
条件式（６）のｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が１．５以上になると、収差補正を良好に行うことが可能となるが、広角化を実現することができない。
逆に、条件式（６）のｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が１．１以下になると、広角端において画角を広げることができるが、広角端において像面が物体側に倒れ、また、第１レンズ群の外径が大きくなってズームレンズ系全体が大型化するという問題を生じる。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、以下の条件式（７）及び条件式（８）を満足することが望ましい。
（７）８．５＜ｆ１／ｆｗ ＜１０
（８）−０．４５＜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜−０．３
但し、
ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
とする。
これにより、高変倍化を図りつつ、レンズ全長の小型化を実現することができる。
条件式（７）は、第２レンズ群に対する物点、即ち、倍率に係わる式である。レンズ系を小さくするには、第２レンズ群がズーミングに際して等倍を挟んでいるのが好ましい。等倍を挟むと、第４レンズ群のズーミングの軌跡は往復になり、最も効果的なスペース効率で高変倍化が可能となる。
条件式（７）のｆ１／ｆｗが１０以上になると、第２レンズ群に対する物点が遠くなり、第２レンズ群の結像倍率が低くなって小型化が難しくなる。また、条件式（７）のｆ１／ｆｗが１０以上になると、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きくなり小型化の達成が難しくなる。
逆に、条件式（７）のｆ１／ｆｗが８．５以下になると、第２レンズ群の結像倍率が大きくなり、高変倍化の達成が難しくなる。
条件式（８）は、広角端での画角を大きくするために、第２レンズ群が有する屈折力の大きさの範囲を規定する式であり、ズーム領域の全領域において良好な収差補正を行い、かつ、高変倍比を維持しつつ広角化を実現するために必要な第２レンズ群が有する屈折力の大きさの範囲を示す式である。
条件式（８）のｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が−０．３以上になると、変倍比を大きくすることができるが、像面が補正過剰となり、像面湾曲と球面収差の良好なバランスを確保することが困難になる。また、条件式（８）のｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が−０．３以上になると、第２レンズ群の移動量が大きくなり小型化を図ることができない。
逆に、条件式（８）のｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）1/2が−０．４５以下になると、像面湾曲と球面収差のバランスは良好となるが、高変倍比を維持したままの広角化を実現することができない。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、例えば、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズであり、撮像素子上に像を形成することにより光電変換した画像をメモリーやテープ状記録媒体に記録することが可能であり、ユーザーの使い勝手の向上を図ることができる。
次に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、各実施の形態において非球面が導入されており、該非球面形状は、次の数１式によって定義される。
Figure 0005200527
数１式において、ｘはサグ量、ｃは曲率、ｙは光軸からの高さ、κは円錐定数、Ａ、Ｂ、…は非球面係数である。
図１は、本発明の各実施の形態によるズームレンズの屈折力配分を示している。ズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４、正の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５とが物体側より像側へ順に配列されて構成されている。ズームレンズにあっては、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の間隔は増大し、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔は減少するように、第２レンズ群ＧＲ２が像側へ移動する。このとき、第１レンズ群ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３、第５レンズ群ＧＲ５は光軸方向に対して固定されており、第４レンズ群ＧＲ４が第２レンズ群ＧＲ２の移動に伴う像面位置の変動を補正するように移動すると共に近距離合焦時に物体側へ移動する。
図２は、本発明の第１の実施の形態にかかるズームレンズ１のレンズ構成を示す図である。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸面を向けた凹メニスカス形状の負レンズ（第１のレンズ）Ｌ１と、該負レンズＬ１に接合され凸レンズである正レンズ（第２レンズ）Ｌ２と、物体側に凸面を向けた凸メニスカス形状の正レンズ（第３レンズ）Ｌ３とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側に凸面を向けた凹メニスカス形状の負レンズ（第４レンズ）Ｌ４と、両凹レンズ（第５レンズ）Ｌ５と、該両凹レンズＬ５に接合された両凸レンズ（第６レンズ）Ｌ６とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する両凸レンズ（第７レンズ）Ｌ７から成る。
第４レンズ群ＧＲ４は、物体側面に非球面を有する両凸レンズ（第８レンズ）Ｌ８と両凹レンズ（第９レンズ）Ｌ９と両凸レンズ（第１０レンズ）Ｌ１０の３枚のレンズが物体側から像側へ順に接合されて成る。
第５レンズ群ＧＲ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１１レンズ）Ｌ１１と、両凹レンズ（第１２レンズ）Ｌ１２と、物体側面に非球面を有する両凸レンズ（第１３レンズ）Ｌ１３と、該両凸レンズＬ１３に接合され物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１４レンズ）Ｌ１４と、両凸レンズ（第１５レンズ）Ｌ１５とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第５レンズ群ＧＲ５においては、負レンズ（第１１レンズ）Ｌ１１と両凹レンズ（第１２レンズ）Ｌ１２によって負の屈折力を有する第５ａレンズ群Ｌ５ａが構成され、両凸レンズ（第１３レンズ）Ｌ１３と負レンズ（第１４レンズ）Ｌ１４によって正の屈折力を有する第５ｂレンズ群Ｌ５ｂが構成され、両凸レンズ（第１５レンズ）Ｌ１５によって正の屈折力を有する第５ｃレンズ群Ｌ５ｃが構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３の物体側には開口絞りＳＰが配置され、該開口絞りＳＰは固定されている。
第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＰとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
表１に、第１の実施の形態に係るズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。
尚、表１及び後述するレンズデーターを示す表において、「面番号」は物体側から数えてｉ番目の面であることを示し、「曲率半径」は物体側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径を示し、「面間隔」は物体側から数えて第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示し、「屈折率」は物体側に第ｉ面を有する硝材のｄ線に対する屈折率を示し、「アッベ数」は物体側に第ｉ面を有する硝材のｄ線に対するアッベ数を示す。曲率半径に関し「∞」は当該面が平面であることを示し、面間隔に関し「（Ｄｉ）」は当該面間隔が可変間隔であることを示し、面間隔に関し「（Ｂｆ）」はバックフォーカスを示す。
Figure 0005200527
ズームレンズ１において、第３レンズ群ＧＲ３の両凸レンズＬ７の両面（第１２面、第１３面）、第４レンズ群ＧＲ４の３枚接合レンズの物体側面（第１４面）、第５レンズ群ＧＲ５の両凸レンズ１３の物体側面（第２２面）は非球面に形成されている。そこで、数値実施例１における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表２に示す。
尚、表２及び後述する非球面係数を示す表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０−５」を表している。
Figure 0005200527
ズームレンズ１において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群（開口絞りＳＰ）ＧＲ３との間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔Ｄ１３及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の面間隔Ｄ１７が変化する。そこで、数値実施例１における各面間隔の広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝３．７５７）及び望遠端状態（ｆ＝１３．８１３）における各値を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ．、画角２ω、バックフォーカスＢｆと共に表３に示す。
Figure 0005200527
数値実施例１の条件式（１）乃至条件式（８）の対応値を表４に示す。
Figure 0005200527
図３乃至図５は、数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図４は、中間焦点距離状態（ｆ＝３．７５７）、図５は、望遠端状態（ｆ＝１３．８１３）における諸収差図を示す。
図６乃至図８は、数値実施例１の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態でのコマ収差を示す図をそれぞれ示し、図６は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図７は、中間焦点距離状態（ｆ＝３．７５７）、図８は、望遠端状態（ｆ＝１３．８１３）におけるコマ収差を示す図を示す。
図３乃至図８の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図中の括弧書きの数値は画角を示す。
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図９は、本発明の第２の実施の形態にかかるズームレンズ２のレンズ構成を示す図である。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸面を向けた凹メニスカス形状の負レンズ（第１のレンズ）Ｌ１と、該負レンズＬ１に接合され凸レンズである正レンズ（第２レンズ）Ｌ２と、物体側に凸面を向けた凸メニスカス形状の正レンズ（第３レンズ）Ｌ３とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側に凸面を向けた凹メニスカス形状の負レンズ（第４レンズ）Ｌ４と、両凹レンズ（第５レンズ）Ｌ５と、該両凹レンズＬ５に接合された両凸レンズ（第６レンズ）Ｌ６とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する両凸レンズ（第７レンズ）Ｌ７から成る。
第４レンズ群ＧＲ４は、物体側面に非球面を有する両凸レンズ（第８レンズ）Ｌ８と両凹レンズ（第９レンズ）Ｌ９と両凸レンズ（第１０レンズ）Ｌ１０の３枚のレンズが物体側から像側へ順に接合されて成る。
第５レンズ群ＧＲ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１１レンズ）Ｌ１１と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１２レンズ）Ｌ１２と、物体側面に非球面を有する両凸レンズ（第１３レンズ）Ｌ１３と、該両凸レンズＬ１３に接合され物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１４レンズ）Ｌ１４と、両凸レンズ（第１５レンズ）Ｌ１５とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第５レンズ群ＧＲ５においては、負レンズ（第１１レンズ）Ｌ１１と負レンズ（第１２レンズ）Ｌ１２によって負の屈折力を有する第５ａレンズ群Ｌ５ａが構成され、両凸レンズ（第１３レンズ）Ｌ１３と負レンズ（第１４レンズ）Ｌ１４によって正の屈折力を有する第５ｂレンズ群Ｌ５ｂが構成され、両凸レンズ（第１５レンズ）Ｌ１５によって正の屈折力を有する第５ｃレンズ群Ｌ５ｃが構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３の物体側には開口絞りＳＰが配置され、該開口絞りＳＰは固定されている。
第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＰとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
表５に、第２の実施の形態に係るズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。
Figure 0005200527
ズームレンズ２において、第３レンズ群ＧＲ３の両凸レンズＬ７の両面（第１２面、第１３面）、第４レンズ群ＧＲ４の３枚接合レンズの物体側面（第１４面）、第５レンズ群ＧＲ５の両凸レンズＬ１３の物体側面（第２２面）は非球面に形成されている。そこで、数値実施例２における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表６に示す。
Figure 0005200527
ズームレンズ２において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群（開口絞りＳＰ）ＧＲ３との間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔Ｄ１３及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の面間隔Ｄ１７が変化する。そこで、数値実施例２における各面間隔の広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝４．０８３）及び望遠端状態（ｆ＝１６．９８５）における各値を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、画角２ω、バックフォーカスＢｆと共に表７に示す。
Figure 0005200527
数値実施例２の条件式（１）乃至条件式（８）の対応値を表８に示す。
Figure 0005200527
図１０乃至図１２は、数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１０は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図１１は、中間焦点距離状態（ｆ＝４．０８３）、図１２は、望遠端状態（ｆ＝１６．９８５）における諸収差図を示す。
図１３乃至図１５は、数値実施例２の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態でのコマ収差を示す図をそれぞれ示し、図１３は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図１４は、中間焦点距離状態（ｆ＝４．０８３）、図１５は、望遠端状態（ｆ＝１６．９８５）におけるコマ収差を示す図を示す。
図１０乃至図１５の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図中の括弧書きの数値は画角を示す。
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図１６は、本発明の第３の実施の形態にかかるズームレンズ３のレンズ構成を示す図である。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸面を向けた凹メニスカス形状の負レンズ（第１のレンズ）Ｌ１と、該負レンズＬ１に接合され凸レンズである正レンズ（第２レンズ）Ｌ２と、物体側に凸面を向けた凸メニスカス形状の正レンズ（第３レンズ）Ｌ３とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側に凸面を向けた凹メニスカス形状の負レンズ（第４レンズ）Ｌ４と、両凹レンズ（第５レンズ）Ｌ５と、該両凹レンズＬ５に接合された両凸レンズ（第６レンズ）Ｌ６とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する両凸レンズ（第７レンズ）Ｌ７から成る。
第４レンズ群ＧＲ４は、物体側面に非球面を有する両凸レンズ（第８レンズ）Ｌ８と両凹レンズ（第９レンズ）Ｌ９と両凸レンズ（第１０レンズ）Ｌ１０の３枚のレンズが物体側から像側へ順に接合されて成る。
第５レンズ群ＧＲ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１１レンズ）Ｌ１１と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１２レンズ）Ｌ１２と、物体側面に非球面を有する両凸レンズ（第１３レンズ）Ｌ１３と、該両凸レンズＬ１３に接合され物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ（第１４レンズ）Ｌ１４と、両凸レンズ（第１５レンズ）Ｌ１５とが物体側から像側へ順に位置されて成る。
第５レンズ群ＧＲ５においては、負レンズ（第１１レンズ）Ｌ１１と負レンズ（第１２レンズ）Ｌ１２によって負の屈折力を有する第５ａレンズ群Ｌ５ａが構成され、両凸レンズ（第１３レンズ）Ｌ１３と負レンズ（第１４レンズ）Ｌ１４によって正の屈折力を有する第５ｂレンズ群Ｌ５ｂが構成され、両凸レンズ（第１５レンズ）Ｌ１５によって正の屈折力を有する第５ｃレンズ群Ｌ５ｃが構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３の物体側には開口絞りＳＰが配置され、該開口絞りＳＰは固定されている。
第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＰとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
表９に、第３の実施の形態に係るズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。
Figure 0005200527
ズームレンズ３において、第３レンズ群ＧＲ３の両凸レンズＬ７の両面（第１２面、第１３面）、第４レンズ群ＧＲ４の３枚接合レンズの物体側面（第１４面）、第５レンズ群ＧＲ５の両凸レンズＬ１３の物体側面（第２２面）は非球面に形成されている。そこで、数値実施例３における前記各面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表１０に示す。
Figure 0005200527
ズームレンズ３において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群（開口絞りＳＰ）ＧＲ３との間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔Ｄ１３及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の面間隔Ｄ１７が変化する。そこで、数値実施例３における各面間隔の広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝４．４２７）及び望遠端状態（ｆ＝１９．９９３）における各値を焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、画角２ω、バックフォーカスＢｆと共に表１１に示す。
Figure 0005200527
数値実施例３の条件式（１）乃至条件式（８）の対応値を表１２に示す。
Figure 0005200527
図１７乃至図１９は、数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１７は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図１８は、中間焦点距離状態（ｆ＝４．４２７）、図１９は、望遠端状態（ｆ＝１９．９９３）における諸収差図を示す。
図２０至図２２は、数値実施例３の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態でのコマ収差を示す図をそれぞれ示し、図２０は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図２１は、中間焦点距離状態（ｆ＝４．４２７）、図２２は、望遠端状態（ｆ＝１９．９９３）におけるコマ収差を示す図を示す。
図１７乃至図２２の各収差図において、球面収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図中の括弧書きの数値は画角を示す。
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
次に、本発明撮像装置について説明する。
本発明撮像装置は、ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えている。撮像装置は、ズームレンズが、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動することによって結像位置の変動を補正すると共に物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第４レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第５レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、第３レンズ群の物体側に開口絞りを有している。
第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第１レンズと、該第１レンズに接合された凸レンズである第２レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである第３レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成る。
第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第４レンズと、両凹レンズである第５レンズと、該第５レンズに接合された凸レンズである第６レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成る。
第３レンズ群は凸レンズである第７レンズから成り、第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成り、第３レンズ群及び第４レンズ群には、非球面に形成された面が少なくとも１面含まれている。
第５レンズ群は、負の屈折力を有する第５ａレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とが物体側より像側へ順に位置されて成り、第５ａレンズ群が２枚の負レンズから成り、第５ｂレンズ群を光軸と垂直方向の成分を有するように移動させて像を変位させることを可能としている。
上記のように構成された撮像装置におけるズームレンズは、以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足する。
（１）０．８＜ｆ３／ｆ４＜１．５
（２）０．１５＜ｆｗ／φ１＜０．１７
（３）−３．０＜ｆ５ｃ／ｆ５ａ＜−１．５
（４）０．１５＜｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜＜０．４５
但し、
ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
φ１：第１レンズの物体側面の有効径
ｆ５ｃ：第５ｃレンズ群の合成焦点距離
ｆ５ａ：第５ａレンズ群の合成焦点距離
βａ：第５ａレンズ群の横倍率
βｂ：第５ｂレンズ群の横倍率
とする。
従って、本発明撮像装置にあっては、第２レンズ群を光軸方向へ移動させて変倍を行い、第４レンズ群を光軸方向へ移動させて変倍に伴う結像位置の変動を補正すると共に第４レンズ群を移動させてフォーカスを行うようにすることにより、第３レンズ群と第４レンズ群との空間の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成することができる。
また、条件式（１）乃至条件式（４）を満足することにより、レンズ全長の短縮化、広角端と中間焦点領域における収差補正、レンズ系の組立時における第５ａレンズ群と第５ｃレンズ群の相対偏芯による性能劣化の軽減及び手振れ補正群の光軸方向におけるガタによる性能劣化の軽減を図ることができる。
図２３に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１０は、被写体像を光学的に取得するレンズ部２０と、該レンズ部２０によって取得した被写体像を光学像として電気的画像信号に変換し、変換された電気的画像信号に種々の処理を施すと共にレンズ部２０を制御する機能を有するカメラ本体部３０とを備えている。
レンズ部２０は、レンズやフィルタ等の光学要素から成るズームレンズ２１、ズーミングに際して可動レンズ群を移動させるズーム駆動部２２、フォーカシングに際して可動レンズ群を移動させるフォーカス駆動部２３、手振れ補正時等に際してシフトレンズ群を光軸に垂直な成分を持つ方向へシフトさせるシフトレンズ駆動部２４及び開口絞りの開口系の大きさを制御するアイリス駆動部２５を備える。
ズームレンズ２１には、上記したズームレンズ１乃至ズームレンズ３の何れか、又は、これらの数値実施例１乃至数値実施例３等の本発明ズームレンズを適用することができる。
カメラ本体部３０は、ズームレンズ２１を介して取り込まれた光学像を電気的画像信号に変換する撮像素子３１を備えている。
撮像素子３１として、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等を適用することができる。撮像素子３１から出力された電気的画像信号は、画像処理回路３２によって各種の処理が施された後、所定の方式でデーター圧縮され、画像データーとして画像メモリー３３に一時保存される。
カメラ制御ＣＰＵ（Central Processing Unit）３４は、カメラ本体部３０及びレンズ部２０の全体の制御を司る機能を有し、画像メモリー３３に一時的に保存された画像データーを読み出し、液晶表示装置（ＬＣＤ）３５に表示したり、外部メモリー３６に保存したりする。カメラ制御ＣＰＵ３４は、外部メモリー３６に保存されている画像データーを読み出して液晶表示装置３５への表示をも行う。
シャッターレリーズスイッチやズーミングスイッチ等の操作部４０が操作されると、この操作に応じた信号がカメラ制御ＣＰＵ３４に入力され、カメラ制御ＣＰＵ３４によって入力された信号に基づいて各部が制御される。例えば、シャッターレリーズスイッチが操作されると、カメラ制御ＣＰＵ３４からタイミング制御部３７へ指令信号が送出され、ズームレンズ２１を介して取り込まれた光線が撮像素子３１に入力され、かつ、タイミング制御部３７によって撮像素子３１の信号読み出しタイミングが制御される。
ズームレンズ２１の制御に関する信号、例えば、ＡＦ（Auto Focus）信号、ＡＥ（Auto Exposure）信号、ズーミング信号等は、カメラ制御ＣＰＵ３４からレンズ制御部３８に送出され、レンズ制御部３８によってズーム駆動部２２、フォーカス駆動部２３及びアイリス駆動部２５が制御されて、ズームレンズ２１が所定の状態に遷移される。
撮像装置１０には、撮像素子３１の振動等によって発生する手振れを検知する手振れセンサー３９が設けられており、該手振れセンサー３９が手振れを検知すると、その検知信号がカメラ制御ＣＰＵ３４に入力され、カメラ制御ＣＰＵ３４によって補正信号が生成され、該補正信号がレンズ制御部３８を介してカメラ部２０のシフトレンズ駆動部２４に送出される。補正信号がシフトレンズ駆動部２４に入力されると、入力された補正信号に基づいて、シフトレンズ駆動部２４によって手振れによる撮像素子３１における像の変位をキャンセルする方向にシフトレンズ（上記第５レンズ群５Ｌの第５ｂレンズ群）が移動される。
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラとして適用することもできる。
また、上記各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
図２乃至図２３と共に本発明撮像装置及びズームレンズを実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、ズームレンズの屈折力配置を示す図である。 本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図４及び図５と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 図７及び図８と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の０．５度相当のレンズシフト状態でのコマ収差を示すものであり、本図は、広角端におけるコマ収差を示す図である。 中間焦点距離状態におけるコマ収差を示す図である。 望遠端状態におけるコマ収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１１及び図１２と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 図１４及び図１５と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の０．５度相当のレンズシフト状態でのコマ収差を示すものであり、本図は広角端におけるコマ収差を示す図である。 中間焦点距離状態におけるコマ収差を示す図である。 望遠端状態におけるコマ収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１８及び図１９と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図である。 図２１及び図２２と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の０．５度相当のレンズシフト状態でのコマ収差を示すものであり、本図は広角端におけるコマ収差を示す図である。 中間焦点距離状態におけるコマ収差を示す図である。 望遠端状態におけるコマ収差を示す図である。 本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
符号の説明
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、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、Ｌ５ａ…第５ａレンズ群、Ｌ５ｂ…第５ｂレンズ群、Ｌ５ｃ…第５ｃレンズ群、１０…撮像装置、２１…ズームレンズ、３１…撮像素子

Claims (6)

  1. 正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動することによって結像位置の変動を補正すると共に物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第４レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第５レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第３レンズ群の物体側に開口絞りを有するズームレンズであって、
    前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第１レンズと、該第１レンズに接合された凸レンズである第２レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである第３レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、
    前記第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第４レンズと、両凹レンズである第５レンズと、該第５レンズに接合された凸レンズである第６レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、
    前記第３レンズ群は凸レンズである第７レンズから成り、
    前記第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成り、
    前記第３レンズ群及び第４レンズ群には、非球面に形成された面が少なくとも１面含まれ、
    前記第５レンズ群は、負の屈折力を有する第５ａレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とが物体側より像側へ順に位置されて成り、
    前記第５ａレンズ群が２枚の負レンズから成り、
    前記第５ｂレンズ群を前記光軸と垂直方向の成分を有するように移動させて像を変位させることが可能であり、
    以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにされた
    ことを特徴とするズームレンズ。
    （１）０．８＜ｆ３／ｆ４＜１．５
    （２）０．１５＜ｆｗ／φ１＜０．１７
    （３）−３．０＜ｆ５ｃ／ｆ５ａ＜−１．５
    （４）０．１５＜｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜＜０．４５
    但し、
    ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離
    ｆ４：第４レンズ群の合成焦点距離
    ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
    φ１：第１レンズの物体側面の有効径
    ｆ５ｃ：第５ｃレンズ群の合成焦点距離
    ｆ５ａ：第５ａレンズ群の合成焦点距離
    βａ：第５ａレンズ群の横倍率
    βｂ：第５ｂレンズ群の横倍率
    とする。
  2. 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
    前記第４レンズ群が、物体側に凸面を向けた凸レンズである第８レンズと凹レンズである第９レンズと凸レンズである第１０レンズとが物体側より順に接合された接合レンズから成り、
    前記第４レンズ群の少なくとも最も物体側の面が非球面に形成された
    ことを特徴とするズームレンズ。
  3. 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
    以下の条件式（５）を満足するようにされた
    ことを特徴とするズームレンズ。
    （５）０．９５＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．３
    但し、
    ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ全系での焦点距離
    とする。
  4. 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
    以下の条件式（６）を満足するようにされた
    ことを特徴とするズームレンズ。
    （６）１．１＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．５
  5. 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
    以下の条件式（７）及び条件式（８）を満足するようにされた
    ことを特徴とするズームレンズ。
    （７）８．５＜ｆ１／ｆｗ ＜１０
    （８）−０．４５＜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜−０．３
    但し、
    ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
    ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
    とする。
  6. ズームレンズと該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、
    正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第２レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第３レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を移動することによって結像位置の変動を補正すると共に物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第４レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に対して固定された第５レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    前記第３レンズ群の物体側に開口絞りを有し、
    前記第１レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第１レンズと、該第１レンズに接合された凸レンズである第２レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである第３レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、
    前記第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである第４レンズと、両凹レンズである第５レンズと、該第５レンズに接合された凸レンズである第６レンズとが物体側より像側へ順に位置されて成り、
    前記第３レンズ群は凸レンズである第７レンズから成り、
    前記第４レンズ群は少なくとも２枚以上の接合レンズから成り、
    前記第３レンズ群及び第４レンズ群には、非球面に形成された面が少なくとも１面含まれ、
    前記第５レンズ群は、負の屈折力を有する第５ａレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とが物体側より像側へ順に位置されて成り、
    前記第５ａレンズ群が２枚の負レンズから成り、
    前記第５ｂレンズ群を前記光軸と垂直方向の成分を有するように移動させて像を変位させることが可能であり、
    以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するようにされた
    ことを特徴とする撮像装置。
    （１）０．８＜ｆ３／ｆ４＜１．５
    （２）０．１５＜ｆｗ／φ１＜０．１７
    （３）−３．０＜ｆ５ｃ／ｆ５ａ＜−１．５
    （４）０．１５＜｜｛１−（βａ）２｝・（βｂ）２｜＜０．４５
    但し、
    ｆ３：第３レンズ群の合成焦点距離
    ｆ４：第４レンズ群の合成焦点距離
    ｆｗ：広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
    φ１：第１レンズの物体側面の有効径
    ｆ５ｃ：第５ｃレンズ群の合成焦点距離
    ｆ５ａ：第５ａレンズ群の合成焦点距離
    βａ：第５ａレンズ群の横倍率
    βｂ：第５ｂレンズ群の横倍率
    とする。
JP2007334755A 2007-12-26 2007-12-26 ズームレンズ及び撮像装置 Expired - Fee Related JP5200527B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007334755A JP5200527B2 (ja) 2007-12-26 2007-12-26 ズームレンズ及び撮像装置
US12/292,366 US7609460B2 (en) 2007-12-26 2008-11-18 Zoom lens and imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007334755A JP5200527B2 (ja) 2007-12-26 2007-12-26 ズームレンズ及び撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009157067A JP2009157067A (ja) 2009-07-16
JP5200527B2 true JP5200527B2 (ja) 2013-06-05

Family

ID=40797929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007334755A Expired - Fee Related JP5200527B2 (ja) 2007-12-26 2007-12-26 ズームレンズ及び撮像装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7609460B2 (ja)
JP (1) JP5200527B2 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5565650B2 (ja) * 2009-02-20 2014-08-06 株式会社ニコン 変倍光学系、及び、この変倍光学系を備えた光学機器
JP5816848B2 (ja) 2010-08-02 2015-11-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム
JP2012128116A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
CN102540430B (zh) * 2010-12-21 2016-06-01 三星电子株式会社 防震变焦镜头及具备该防震变焦镜头的摄像装置
JP5646313B2 (ja) * 2010-12-21 2014-12-24 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 防振ズームレンズおよびそれを備えた撮像装置
US9025256B2 (en) * 2011-03-10 2015-05-05 Raytheon Company Dual field of view refractive optical system for GEO synchronous earth orbit
JP5836654B2 (ja) * 2011-06-14 2015-12-24 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US9110276B2 (en) 2012-01-20 2015-08-18 Raytheon Company Full-field GEO imager optics with extended spectral coverage
JP6131566B2 (ja) * 2012-10-30 2017-05-24 株式会社ニコン 変倍光学系、光学装置
JP6355885B2 (ja) * 2012-10-30 2018-07-11 株式会社ニコン 変倍光学系、光学装置
JP6131567B2 (ja) * 2012-10-30 2017-05-24 株式会社ニコン 変倍光学系、光学装置
CN104755985B (zh) 2012-10-30 2018-07-31 株式会社尼康 变倍光学系统和光学装置
JP6742149B2 (ja) * 2016-05-19 2020-08-19 株式会社タムロン 変倍光学系及び撮像装置
CN107589534B (zh) 2017-09-04 2019-09-17 浙江大华技术股份有限公司 一种透镜系统及镜头
JP6891078B2 (ja) * 2017-09-11 2021-06-18 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
CN109188662B (zh) * 2018-10-18 2023-12-08 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种光学补偿制冷型中波红外连续变焦光学系统
CN109445080B (zh) * 2018-12-29 2021-02-02 浙江大华技术股份有限公司 一种镜头
WO2022120515A1 (zh) * 2020-12-07 2022-06-16 欧菲光集团股份有限公司 光学系统、摄像模组及电子设备
CN115291374B (zh) * 2022-07-18 2023-05-09 福建福光股份有限公司 一种超大靶面宽物距紧凑型连续变焦镜头及其成像方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4234957B2 (ja) * 2001-10-30 2009-03-04 株式会社リコー ズームレンズ、撮像装置および携帯情報端末システム
JP4221670B2 (ja) * 2004-09-30 2009-02-12 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP4244033B2 (ja) * 2004-10-14 2009-03-25 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP4655205B2 (ja) * 2005-05-26 2011-03-23 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP2007322804A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7609460B2 (en) 2009-10-27
JP2009157067A (ja) 2009-07-16
US20090168193A1 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5200527B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP4217990B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP4886346B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP4738823B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5046747B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP3862520B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた光学機器
US8830597B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP4591780B2 (ja) 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置
JP4976867B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP4950608B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2009169264A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP4695912B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
KR20070113956A (ko) 줌 렌즈 및 촬상 장치
JP5072447B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5314480B2 (ja) ズームレンズ系、交換レンズ装置、及びカメラシステム
JP5274265B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2008089991A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2014202841A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP4325209B2 (ja) 可変焦点距離レンズ系
JP2014202841A5 (ja)
JP2008164725A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP4984608B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP4847091B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5599022B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5046766B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100910

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees